動力電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例涉及動力電池。動力電池包括：殼體，所述殼體限定用于容納電解液的內(nèi)腔；設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)腔中的至少一個柱狀電芯；分別與所述電芯的正負極電連接的正極耳和負極耳；插件，所述插件的形狀適配所述殼體的所述內(nèi)腔，并且所述插件上設(shè)置有用于容納所述電芯的至少一個通孔，在所述電芯裝配于所述通孔中的時候，所述電芯與所述通孔之間形成預(yù)定的間隙。根據(jù)本發(fā)明實施例，利用插件容納柱狀電芯，不僅對柱狀電芯提供了有效的支撐和保護、減少了電解液的用量，而且制造成本低廉，組裝方便，降低了動力電池的生產(chǎn)成本。
【專利說明】動力電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明實施例涉及電池領(lǐng)域，更具體地說，涉及動力電池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大容量動力電池被廣泛應(yīng)用在電動自行車、電動代步車、電動汽車、UPS電源、大型便攜式電動工具、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域。
[0003]傳統(tǒng)動力電池的極片結(jié)構(gòu)采用一種圓柱狀卷芯結(jié)構(gòu)，一般稱為圓柱狀電芯。這種電芯利用雙極片卷繞成圓柱狀。在應(yīng)用過程中，將多個圓柱狀電芯，例如2-20個電芯并排放置在動力電池的殼體中，克服了動力電池容量限制，是一種比較理想的電芯。但是其存在的主要問題有:1)內(nèi)部空隙太大，造成大量電解液浪費，不僅成本過高，且易產(chǎn)氣過多，造成電池殼體鼓脹。2)卷芯之間只有線接觸作為支撐，則電池在搬運中或隨設(shè)備(如電動汽車)不規(guī)則運動中，受加速度影響，卷芯之間會相互擠壓，造成卷芯變形，影響電池性能，嚴重情況下，可能會由于形變過大，造成極耳脫落，造成電池失效。
[0004]一種已知的技術(shù)方案采用顆粒填料來填充電芯之間的空隙。但是一般來說，電芯在安裝到動力電池殼體內(nèi)之前，需要焊接極耳。焊接極耳之后再安裝到電池殼體中，不利于進行填料填充，特別是電芯水平放置在電池殼體中的時候，難以消除電芯之間的空隙。此夕卜，填料顆粒之間的間隙也無法消除。如果使用流動態(tài)凝固型填充物，則可能會堵塞電芯孔道，導(dǎo)致電解液無法進入電芯，破壞電池性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實施例提出了一種動力電池，通過卷芯結(jié)構(gòu)支撐部件，實現(xiàn)了對圓柱電芯的有效支撐和沖擊防護，而且減少了動力電池的電解液使用量，降低了動力電池的生產(chǎn)成本。
[0006]第一方面，本發(fā)明實施例提出了一種動力電池，所述動力電池包括:
[0007]殼體，所述殼體限定用于容納電解液的內(nèi)腔；
[0008]設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)腔中的至少一個柱狀電芯；
[0009]分別與所述電芯的正負極電連接的正極耳和負極耳；
[0010]插件，所述插件的形狀適配所述殼體的所述內(nèi)腔，并且所述插件上設(shè)置有用于容納所述電芯的至少一個通孔，在所述電芯裝配于所述通孔中的時候，所述電芯與所述通孔之間形成預(yù)定的間隙。
[0011]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實施方式中，所述殼體的所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述插件為與所述內(nèi)腔對應(yīng)的長方體形狀，所述插件由至少一個插件單元組合而成，所述插件單元為端面為方形的柱體，所述插件單元每一個包括一個所述通孔。
[0012]結(jié)合第一方面或者第一方面的第一種可能的實施方式，在第二種可能的實施方式中，所述插件單元由4個弧形構(gòu)件構(gòu)成，其中所述弧形構(gòu)件包括四分之一圓柱狀的凹槽，在4個所述構(gòu)件圍繞所述四分之一圓柱狀的凹槽的中心拼合時，所述凹槽形成所述通孔。[0013]結(jié)合第一方面或者第一方面的第一和第二種可能的實施方式,在第三種可能的實施方式中，所述殼體的所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述插件為與所述內(nèi)腔對應(yīng)的長方體形狀，所述插件由兩個插件半部構(gòu)成，所述插件半部包括至少一個半圓柱狀凹槽，在所述插件半部配合時，所述插件半部上對應(yīng)的半圓柱狀凹槽形成所述通孔。
[0014]結(jié)合第一方面或者第一方面的第一至第三種可能的實施方式，在第四種可能的實施方式中，所述殼體的所述內(nèi)腔為圓柱狀，所述插件為與所述內(nèi)腔對應(yīng)的圓柱狀，所述插件上的所述通孔圍繞所述插件的圓心均勻分布。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實施例，利用插件容納柱狀電芯，不僅對柱狀電芯提供了有效的支撐和保護、減少了電解液的用量，而且制造成本低廉，組裝方便，降低了動力電池的生產(chǎn)成本。模塊化構(gòu)成的插件，便于利用單一模塊進行擴展，進一步提高了動力電池生產(chǎn)過程的靈活性。插件對于要求電芯水平放置或者垂直放置的動力電池沒有限制，可以實現(xiàn)相同的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的動力電池中用于安裝電芯的插件的透視圖；
[0018]圖2是構(gòu)成插件的插件單元的透視圖；
[0019]圖3是多個插件單元水平疊置形成插件的透視圖；
[0020]圖4是多個插件單元垂直并排形成插件的透視圖；
[0021]圖5是構(gòu)成插件的插件半部的透視圖；
[0022]圖6是構(gòu)成插件的弧形構(gòu)件的透視圖；
[0023]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的動力電池中用于安裝電芯的另一種插件的透視圖；
[0024]圖8是構(gòu)成圖7所示插件的扇形柱體的透視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]如前述這種動力電池，一般包括:導(dǎo)電材料例如金屬制成的殼體，所述殼體限定用于容納電解液和圓柱狀電芯的內(nèi)腔；多個并排放置的圓柱狀電芯。電芯包括正極耳和負極耳。通常，各電芯的正極耳例如通過激光焊而與殼體上的正極柱電連接，而負極耳例如通過激光焊而與殼體上的負極柱電連接。為了簡化，正極耳或者負極耳其中之一可以焊接到殼體上，而其中另一焊接在課題上的對應(yīng)極柱上。
[0027]在這種一般動力電池的應(yīng)用場景中，本發(fā)明實施例側(cè)重于對電芯在殼體內(nèi)的布置方式進行改進，因此本發(fā)明實施例的描述和附圖中省略了動力電池的部分部件。[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的動力電池中用于安裝電芯的插件的一種示意結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，插件100形狀適配動力電池的殼體的內(nèi)腔，例如，在殼體及其內(nèi)腔為方形時，也就是說長方體形狀時，插件100的外部形狀也為長方體形狀，而且尺寸適配殼體的內(nèi)腔。在這種情況下，長方體形狀的插件100設(shè)置有容納電芯的至少一個通孔120。通孔120的直徑適配柱狀電芯的直徑。根據(jù)需要，在電芯裝配于通孔120中的時候，電芯可以與通孔120的孔壁之間形成預(yù)定的間隙，例如Imm的間隙，以便電解液能順利地浸潤電芯。
[0029]在具體應(yīng)用場景中，電芯可能水平疊置地安裝在動力電池的殼體中，此時電芯方向如圖1中的箭頭H所示，也可以豎直并排安裝在動力電池的殼體中，此時電芯方向如圖1中的箭頭V所示。因此，通孔120的設(shè)置方向與電芯插入動力電池殼體的方向相符。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在動力電池設(shè)計過程中，會根據(jù)電芯直徑和長度相應(yīng)設(shè)計動力電池殼體內(nèi)腔的長、寬、高等尺寸，以電芯水平放置為例，動力電池殼體內(nèi)腔的寬度略大于電芯直徑，而殼體內(nèi)腔長度略大于電芯長度，以便為從電芯兩個端面引出正負極耳留下空間。在電芯水平放置的情況下，殼體內(nèi)腔高度可以根據(jù)動力電池的設(shè)計容量來相應(yīng)調(diào)整，以便容納不同數(shù)量的電芯。圖1所示的插件100的寬度基本上等于殼體內(nèi)腔的寬度，以使插件100在放置于殼體內(nèi)腔中的時候，與殼體內(nèi)腔兩側(cè)貼合。
[0030]可選地，為了提高插件100的可擴展性，以適應(yīng)不同容量的動力電池的需要，可以將插件100分解成若干個插件單元，這些插件單元可以組合成插件100。
[0031]根據(jù)一種可選方案，如圖2所示，插件單元210可以是截面為方形的柱體。插件單元210沿著縱向，即插件單元210最大尺度的方向，開設(shè)截面為圓形的通孔220，用于容納電芯。可選地，通孔210基本上內(nèi)切插件單元200的端面，以減少殼體內(nèi)腔中的體積浪費。根據(jù)動力電池的設(shè)計容量，可以將多個插件單元200疊置在一起，如圖3所示，例如將插件單元200水平地配裝在殼體內(nèi)腔中的情況下；也可以將多個插件單元200并排垂直地安排在一起，如圖4所示，例如將插件單元200垂直地配裝在殼體內(nèi)腔中的情況下。
[0032]根據(jù)另一種可選方案，如圖5所示，插件100可以由兩個對稱的插件半部510構(gòu)成。每個插件半部510包括多個截面為半圓形的柱狀凹槽520，柱狀凹槽520的數(shù)量與動力電池需要的電芯數(shù)量對應(yīng)。兩個插件半部510彼此相對扣合時，兩個插件半部510上的位置對應(yīng)的柱狀凹槽510將接合而形成通孔120，用于容納電芯。這種方案的優(yōu)勢在于，對于不方便從端面直接插入通孔120的電芯來說，可以將電芯先安置在第一插件半部510中，在對電芯進行必要的處理，例如焊接極耳之后，再將第二插件半部510扣合在第一插件半部510上，由此構(gòu)成如圖1所示的插件100。
[0033]可選地，為了將兩個插件半部510牢固地接合在一起，可以用緊固件，例如膠帶，特別是電池專用膠紙，沿著扣合在一起的兩個插件半部510的外周邊，橫穿柱狀凹槽510的方向，將兩個插件半部510纏繞并粘接在一起。
[0034]根據(jù)另一種可選方案，如圖6所示，如圖2所示的插件單元210可以由4個相同的弧形構(gòu)件610形成。將插件單元210沿著穿過其端面中心的兩條正交直線切開將形成弧形構(gòu)件610?；⌒螛?gòu)件600包括四分之一圓柱狀的凹槽620，在4個所述弧形構(gòu)件圍繞所述四分之一圓柱狀的凹槽620的中心拼合時，形成所述通孔120。換句話說，弧形構(gòu)件610為截面是曲邊三角形610的柱體，曲邊三角形610的曲邊620為四分之一圓弧。在4個弧形構(gòu)件610相對于其各自的曲邊的圓心而向心地扣合時，曲邊620將形成圓形，由此4個弧形構(gòu)件610形成包括通孔220的插件單元210。然后，由此構(gòu)成的插件單元210可以進一步組合 成插件100。這種方案的優(yōu)勢在于，可以更加靈活地布置電芯。例如，為了增加電解液的容 量，位于插件100兩端最外側(cè)的兩個弧形構(gòu)件610可以不安裝。
[0035]可選地，為了將弧形構(gòu)件610牢固地接合在一起，可以用緊固件，例如膠帶，特別 是電池專用膠紙，沿著扣合在一起的4個弧形構(gòu)件610的外周邊，橫穿形成通孔的方向，將 四個弧形構(gòu)件610纏繞并粘接在一起。也可以采用相同的對由弧形構(gòu)件610形成的插件 100進行緊固。
[0036]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的動力電池中用于安裝電芯的插件700的另一種示意結(jié) 構(gòu)圖。插件700用戶安裝在柱狀動力電池的柱狀殼體內(nèi)腔中。插件700的形狀與柱狀殼體 內(nèi)腔對應(yīng)。例如，柱狀殼體為圓柱，所以插件700的形狀也為圓柱狀。圓柱狀的插件700包 括多個貫穿插件兩個端面的圓柱狀通孔720，用于容納電芯。通孔720的數(shù)量對應(yīng)于動力電 池設(shè)計所需的電芯數(shù)量?？蛇x地，所述通孔720圍繞插件700的圓心均勻分布。
[0037]可選地，在電芯相對與插件700較小的情況下，插件700中心還可以設(shè)置一個通孔 720。
[0038]根據(jù)一種可選方案，如圖8所示，插件700可以由端面為扇形的扇形柱體810構(gòu) 成。每個扇形柱體810包括一個通孔820,用于容納電芯。在多個扇形柱體向心地配合在一 起時，將形成圓柱狀的插件700。例如，在插件700包括4個通孔720的情況下，扇形柱體 810的端面為90度的扇形。
[0039]可選地，為了將扇形柱體810形成的插件100牢固地接合在一起，可以用緊固件， 例如膠帶，特別是電池專用膠紙，沿著扣合在一起的4個扇形柱體810的外周邊，橫穿形成 通孔的方向，將扇形柱體810纏繞并粘接在一起。
[0040]根據(jù)本發(fā)明實施例，利用插件容納柱狀電芯，不僅對柱狀電芯提供了有效的支撐 和保護、減少了電解液的用量，而且制造成本低廉，組裝方便，降低了動力電池的生產(chǎn)成本。 模塊化構(gòu)成的插件，便于利用單一模塊進行擴展，進一步提高了動力電池生產(chǎn)過程的靈活 性。插件對于要求電芯水平放置或者垂直放置的動力電池沒有限制，可以實現(xiàn)相同的技術(shù) 效果。
[0041]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種動力電池，其特征在于，所述動力電池包括:殼體，所述殼體限定用于容納電解液的內(nèi)腔；設(shè)置在所述殼體的所述內(nèi)腔中的至少一個柱狀電芯；分別與所述電芯的正負極電連接的正極耳和負極耳；插件，所述插件的形狀適配所述殼體的所述內(nèi)腔，并且所述插件上設(shè)置有用于容納所述電芯的至少一個通孔，在所述電芯裝配于所述通孔中的時候，所述電芯與所述通孔之間形成預(yù)定的間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的動力電池，其特征在于，所述殼體的所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述插件為與所述內(nèi)腔對應(yīng)的長方體形狀，所述插件由至少一個插件單元組合而成，所述插件單元為端面為方形的柱體，所述插件單元每一個包括一個所述通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的動力電池，其特征在于，所述插件單元利用緊固件緊固在一起。
4.如權(quán)利要求3所述的動力電池，其特征在于，所述緊固件為電池專用膠紙。
5.如權(quán)利要求2所述的動力電池，其特征在于，所述插件單元由4個弧形構(gòu)件構(gòu)成，其中所述弧形構(gòu)件包括四分之一圓柱狀的凹槽， 在4個所述構(gòu)件圍繞所述四分之一圓柱狀的凹槽的中心拼合時，所述凹槽形成所述通孔。
6.如權(quán)利要求5所述的動力電池，其特征在于，所述插件單元利用緊固件緊固在一起。
7.如權(quán)利要求6所述的動力電池，其特征在于，所述緊固件為電池專用膠紙。
8.如權(quán)利要求1所述的動力電池，其特征在于，所述殼體的所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述插件為與所述內(nèi)腔對應(yīng)的長方體形狀，所述插件由兩個插件半部構(gòu)成，所述插件半部包括至少一個半圓柱狀凹槽，在所述插件半部配合時，所述插件半部上位置對應(yīng)的半圓柱狀凹槽形成所述通孔。
9.如權(quán)利要求8所述的動力電池，其特征在于，所述插件單元利用緊固件緊固在一起。
10.如權(quán)利要求9所述的動力電池，其特征在于，所述緊固件為電池專用膠紙。
11.如權(quán)利要求1所述的動力電池，其特征在于，所述殼體的所述內(nèi)腔為圓柱狀，所述插件為與所述內(nèi)腔對應(yīng)的圓柱狀，所述插件上的所述通孔圍繞所述插件的圓心均勻分布。
12.如權(quán)利要求5所述的動力電池，其特征在于，所述插件由端面為扇形的至少一個扇形柱體構(gòu)成，所述扇形柱體每一個包括一個所述通孔。
13.如權(quán)利要求12所述的動力電池，其特征在于，所述插件單元利用緊固件緊固在一起。
14.如權(quán)利要求13所述的動力電池，其特征在于，所述緊固件為電池專用膠紙。
15 .如權(quán)利要求11所述的動力電池，其特征在于，所述插件的中心設(shè)置一個所述通孔。
【文檔編號】H01M10/04GK103579541SQ201210256019
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月23日
【發(fā)明者】楊俊
申請人:華為技術(shù)有限公司