一种电池及电池组的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及电池组。


背景技术：

2.现有技术中，电池壳体内部设置有托板、以托举电芯。值得注意的是，由于电芯表面裹覆有绝缘膜，所以需要固定托板与绝缘膜，以防止二者之间发生窜动。现有方案中，一般采用热熔方式固定绝缘膜与托板，但是，该固定方式会导致绝缘膜与托板在连接处产生尖刺，尖刺极易刺破电芯，进而会引发安全风险。
3.因此，如何提供一种安全性能较高的电池是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种电池及电池组，该电池通过优化自身结构设计，可以提升电池的安全性能。
5.为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电池，包括：
7.电池壳体，所述电池壳体两端设有开口、具有容置空间；
8.电芯，所述电芯置于所述容置空间内；所述电芯包括卷芯主体和两个极性相反的极耳部，所述卷芯主体包括极片和隔膜，相邻所述极片通过所述隔膜分隔；两个所述极耳部位于所述卷芯主体的相对两侧，且两个所述极耳部的排列方向形成第一方向；沿所述第一方向，所述隔膜超出所述极片；
9.托板，所述托板置于所述容置空间内，且所述托板位于所述电芯的底面与所述电池壳体之间；
10.绝缘膜，所述绝缘膜裹覆于所述电芯表面，且所述绝缘膜对应所述电芯的底面的部分形成底部区域，所述绝缘膜通过所述底部区域与所述托板超声焊接。
11.需要说明的是，本技术提供的电池通过设置托板与绝缘膜采用超声焊接，相较于热熔连接方式，可以提高绝缘膜与托板在焊接处的平整度，防止绝缘膜与托板在连接处形成尖锐凸起刺穿隔膜、刮损极片，从而可以提升电池的安全性能。
12.根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电池组，包括上述第一个方面中任意技术方案提供的电池。
13.需要说明的是，本技术提供的电池组中，电池通过设置托板与绝缘膜采用超声焊接，相较于热熔连接方式，可以提高绝缘膜与托板在焊接处的平整度，防止绝缘膜与托板在连接处形成尖锐凸起刺穿隔膜、刮损极片，从而可以提升电池、甚至是电池组的安全性能。
附图说明
14.为了更好地理解本技术，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本技术的技术特征。另
外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：
15.图1为本技术实施例提供的电池的爆炸结构示意图；
16.图2为图1中电池壳体内部结构件的示意图；
17.图3为图2中绝缘膜的展开结构示意图。
18.附图标记说明如下：
19.100、电池壳体；200、电芯；210、卷芯主体；220、极耳部；300、绝缘膜；310、底部区域；311、超声焊接部；3111、第一超声焊接子部；3112、第二超声焊接子部；312、开窗；400、托板；500、防爆阀。
具体实施方式
20.下面将结合本技术示例实施例中的附图，对本技术示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本技术的保护范围，因此应当理解，在不脱离本技术的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
21.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
22.除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
23.进一步地，本技术的描述中，需要理解的是，本技术的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
24.第一方面，本技术实施例提供一种电池。图1为本技术实施例提供的电池的爆炸结构示意图；图2为图1中电池壳体内部结构件的示意图；图3为图2中绝缘膜的展开结构示意图。请参考图1至图3所示出的结构，本技术实施例提供的电池包括：
25.电池壳体100，电池壳体100两端设有开口、具有容置空间；
26.电芯200，电芯200置于容置空间内；电芯200包括卷芯主体210和两个极性相反的极耳部220，卷芯主体210包括极片和隔膜，相邻极片通过隔膜分隔；两个极耳部220位于卷芯主体210的相对两侧，且两个极耳部220的排列方向形成第一方向；沿第一方向，隔膜超出极片；
27.托板400，托板400置于容置空间内，且托板400位于电芯200的底面与电池壳体100之间；
28.绝缘膜300，绝缘膜300裹覆于电芯200表面，且绝缘膜300对应电芯200的底面的部分形成底部区域310，绝缘膜300通过底部区域310与托板400超声焊接。
29.如图1和图2所示出的结构，本技术实施例提供的电池中，电芯200、托板400以及绝缘膜300均设于电池壳体100的容置空间内，具体的，托板400置于电芯200的底面与电池壳体100之间、以托举电芯200；绝缘膜300裹覆于电芯200表面，以对电芯200进行防护。
30.值得注意的是，本技术实施例提供的电池中，电芯200内的卷芯结构由料带经卷绕工艺形成。该料带由隔膜和极片形成。一般来说，为了对极片形成防护，隔膜在第一方向上的尺寸会大于极片在第一方向上的尺寸。因而，隔膜超出极片部分，可能会冗余至极耳部220部分。
31.但是，由于卷芯结构经料带卷绕形成，所以在卷芯结构的卷绕面上，卷芯结构大致以隔膜、极片、隔膜、极片、隔膜的形式由内至外进行缠绕。在卷芯结构靠近底面部分，仅一层或两侧隔膜附在最外侧极片的表面，因而，卷芯结构在与托板400接触的位置没有多层冗余的隔膜进行保护。
32.需要说明的是，本技术实施例提供的电池通过设置托板400与绝缘膜300采用超声焊接，相较于热熔连接方式，可以提高绝缘膜300与托板400在焊接处的平整度，防止绝缘膜300与托板400在连接处形成尖锐凸起刺穿隔膜、刮损极片，从而可以提升电池的安全性能。
33.在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，本实施例提供的电池还包括两个盖板(图1中仅示出一侧的一个盖板)，每个盖板扣合一个电池壳体100的开口。应理解，每个盖板处可设有极柱，该极柱连接电芯200内的一个极耳部220。
34.值得注意的是，卷芯主体210内的极片包括第一极片和第二极片，其中，第一极片与第二极片位于隔膜两侧。当第一极片为正极性时，第二极片为负极性，其中，第一极片和第二极片的极性可以互换。基于此，两个极耳部220中，一个极耳部220自第一极片引出，另一个极耳部220自第二极片引出，相应的，两个极耳部220分别具有正极性和负极性，因而，两个极柱也分别携带正极性与负极性。
35.在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，本技术实施例提供的电池中，托板400置于绝缘膜300与电芯200之间。
36.需要说明的是，该设置形式中，绝缘膜300将托板400包裹起来，可提升绝缘膜300与托板400的固定效果，降低托板400自绝缘膜300脱落的可能性。同时，由于托板400置于绝缘膜300朝向电芯200一侧，所以可以提升托板400对于电芯200的支撑效果，以有效托举卷芯主体210。
37.当然，在具体设置托板400的位置时，也可以考虑将托板400设于绝缘膜300朝向电池壳体100一侧，即绝缘膜300裹覆电芯200，绝缘膜300在朝向电池壳体100一侧焊接托板400，具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。
38.在一个实施例中，请参考图2和图3所示出的结构，底部区域310内设有超声焊接部311，绝缘膜300通过超声焊接部311与托板400超声焊接。
39.需要说明的是，本实施例中，在底部区域310的特定位置设置超声焊接部311，以控制托板400与绝缘膜300的焊接位置，优化绝缘膜300与托板400的焊接效果。
40.在一个实施例中，请继续参考图2和图3所示出的结构，超声焊接部311沿底部区域310的边缘分布。
41.需要说明的是，该实施例中的设置形式，可以有效固定绝缘膜300的底部区域310与托板400，以保证托板400与绝缘膜300在各处存在固定点，避免托板400与绝缘膜300之间出现连接薄弱位置，进而可以降低二者之间撕裂、脱离的可能性，进一步提升托板400对于电芯200的托举效果。
42.同时，由于超声焊接部311沿底部区域310的边缘分布，所以可以避免超声焊接部311设置位置较为集中，致使绝缘膜300或托板400被熔穿，从而可以保证绝缘膜300以及托板400稳定的发挥自身作用。
43.此外，值得注意的是，由于超声焊接部311沿底部区域310的边缘分布，所以可以控制超声焊接部311避让底部区域310内设置的其他结构，以便于对绝缘膜300以及托板400进行其他结构设计。
44.在一个实施例中，请继续参考图1和图2所示出的结构，超声焊接部311包括多个超声焊接子部，多个超声焊接子部沿底部区域310的边缘间隔布置。
45.需要说明的是，本实施例中，多个超声焊接子部配合使用，该结构设计可以减小绝缘膜300与托板400之间的焊接面积，以简化焊接操作，以及，降低焊接难度，从而可以提升电池的装配效率，降低电池成本。
46.在一个实施例中，请继续参考图2和图3所示出的结构，超声焊接子部为长方形；
47.多个超声焊接子部包括两个第一超声焊接子部3111和多个第二超声焊接子部3112，其中：
48.每个第一超声焊接子部3111设于底部区域310在第一方向上的一侧端部边缘，且第一超声焊接子部3111的长度方向垂直于第一方向；
49.多个第二超声焊接子部3112沿第一方向间隔设置，以围绕底部区域310的剩余边缘，且第二超声焊接子部3112的长度方向平行于第一方向。
50.需要说明的是，如图3所示，底部区域310为矩形，沿第一方向(即矩形的长度方向)，底部区域310每侧端部仅设有一个长方形的第一超声焊接子部3111，且该第一超声焊接子部3111的长度方向垂直第一方向。应理解，本实施例中的第一超声焊接子部3111配合底部区域310的形状，仅一个第一超声焊接子部3111即可固定底部区域310的一侧端部(即短边)，可以简化焊接操作、降低焊接难度，进而提升电池的装配效率，降低电池成本。
51.请继续参考图3所示出的结构，沿第一方向，底部区域310的每侧长边采用多个第二超声焊接子部3112固定，且每个第二超声焊接子部3112的长度方向沿所述第一方向延伸，以简化焊接操作，降低焊接难度，进而提升电池的装配效率，降低电池成本。
52.值得注意的是，第二超声焊接子部3112的设置数量可以根据需求进行设置，并不限于图2与图3中所示出的数量，具体不再赘述。
53.在一个实施例中，请继续参考图3所示出的结构，第一超声焊接子部3111的长度l1大于第二超声焊接子部3112的长度l2。
54.需要说明的是，本实施例中，第一超声焊接子部3111的长度l1较长，适配每个第一超声焊接子部3111单独固定底部区域310的一侧端部的结构设计，以保证底部区域310在每侧短边与托板400的固定面积；第二超声焊接子部3112的长度l2较短，适配多个第二超声焊接子部3112配合固定底部区域310的长边的结构设计，多个第二超声焊接子部3112从不同位置提供绝缘膜300与托板400的固定点，可以提升二者之间的超声焊接效果。
55.在一个实施例中，请继续参考图3所示出的结构，第一超声焊接子部3111的宽度d1小于第二超声焊接子部3112的宽度d2。
56.需要说明的是，本实施例中，d1与d2的尺寸设计，适配第一超声焊接子部3111与第二超声焊接子部3112的设置位置，以在保障绝缘膜300与托板400焊接效果的同时，合理避让其他结构，以及，使得托板400与绝缘膜300有效发挥自身作用。
57.在一个实施例中，沿电芯200的厚度方向，第一超声焊接子部3111的长度l1与电芯200的厚度的比值为0.3～1。
58.需要说明的是，本实施例中，通过设置第一超声焊接子部3111的长度l1与电芯200厚度的比值在上述范围内，可以保证每个第一超声焊接子部3111单独、有效固定底部区域310的一侧端部，避免第一超声焊接子部3111的焊接区域过小，影响绝缘膜300与托板400在端部的固定效果，以及，避免第一超声焊接子部3111的长度l1过长，导致绝缘膜300在电芯200厚度方向上占用过多尺寸、影响绝缘膜300对于电芯200的裹覆效果。
59.在一个实施例中，超声焊接部311的面积为120mm2～480mm2。
60.需要说明的是，本技术实施例提供的超声焊接部311的面积，即为多个超声焊接子部的面积总和。上述面积尺寸的范围值，可以提升绝缘膜300与托板400的固定效果，降低托板400自绝缘膜300脱落的可能性；同时，该尺寸范围，可以避免超声焊接部311在绝缘膜300表面占据过多尺寸，影响绝缘膜300对电芯200的裹覆效果，甚至影响在绝缘膜300上的其他结构设计。
61.在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，本技术实施例提供的电池还包括防爆阀500，防爆阀500设于电池壳体100的底面。
62.需要说明的是，在电池壳体100内气体达到一定压力后，设于电池壳体100底面的防爆阀500会爆开，以发挥防爆功能，从而保证电池的安全性能。
63.在设置防爆阀500的具体结构时，一种可能的实施方式中，可以设置防爆阀500与电池壳体100为一体结构。具体来说，可以在电池壳体100设置薄弱区域，以形成防爆阀500。示例性的，可以采用薄板与厚板配合形成电池壳体100，其中，薄板位置对应生成防爆阀500。另一种可能的实施方式中，可以采用独立的防爆阀500固定于电池壳体100。
64.在一个实施例中，请继续参考图2和图3所示出的结构，绝缘膜300在底部区域310设有开窗312，开窗312对应防爆阀500，且超声焊接部311避让开窗312，以避免超声焊接子部影响开窗312形状，从而可以提升开窗312与防爆阀500的适配性。
65.值得注意的是，托板400上也设有开窗结构，以适配防爆阀500，具体不再赘述。
66.在一个实施例中，绝缘膜300设有折弯线，折弯线用于分隔底部区域310与其他区域，以便于绝缘膜300在电芯200表面进行裹覆操作。
67.在一个具体的实施例中，折弯线为点折线、段折线或线折线。
68.在一个实施例中，绝缘膜300的制备材料为pet(polyethylene glycol terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pp(polypropylene，聚丙烯)或pe(polyethylene，聚乙烯)中的一种。
69.当然，还可以选用pet、pp以及pe中的两种或多种进行复合，以形成外部绝缘膜300，具体不再赘述。
70.值得注意的是，绝缘膜300可以通过自身携带粘性、裹覆于电池壳体100表面，还也
可以通过胶带或胶水等结构裹覆于电芯200表面。
71.在选取托板400的材料时，可以选取托板400的材料便于与绝缘膜300进行激光焊接操作，以降低焊接难度，提升焊接效率。在一个具体的实施例中，托板400为pp(polypropylene，聚丙烯)板。
72.第二方面，本技术实施例还提供一种电池组。该电池组包括如第一方面中任意技术方案提供的一种电池。
73.需要说明的是，本技术实施例提供的电池通过设置托板400与绝缘膜300采用超声焊接，相较于热熔连接方式，可以提高绝缘膜300与托板400在焊接处的平整度，防止绝缘膜300与托板400在连接处形成尖锐凸起刺穿隔膜、刮损极片，从而可以提升电池、甚至是电池组的安全性能。
74.在一个实施例中，电池组为电池模组或电池包。
75.应理解，电池模组包括多个电池，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个电池；电池包包括多个电池和箱体，箱体用于固定多个电池。
76.值得注意的是，电池包内的多个电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个电池进行成组，利用箱体对多个电池进行固定。
77.此外，值得注意的是，电池的底面朝向箱体的底板，相应的，电芯200的底面以及电池壳体100的底面朝向箱体的底板。
78.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种电池，其特征在于，包括：电池壳体，所述电池壳体两端设有开口、具有容置空间；电芯，所述电芯置于所述容置空间内；所述电芯包括卷芯主体和两个极性相反的极耳部，所述卷芯主体包括极片和隔膜，相邻所述极片通过所述隔膜分隔；两个所述极耳部位于所述卷芯主体的相对两侧，且两个所述极耳部的排列方向形成第一方向；沿所述第一方向，所述隔膜超出所述极片；托板，所述托板置于所述容置空间内，且所述托板位于所述电芯的底面与所述电池壳体之间；绝缘膜，所述绝缘膜裹覆于所述电芯表面，且所述绝缘膜对应所述电芯的底面的部分形成底部区域，所述绝缘膜通过所述底部区域与所述托板超声焊接。2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述托板置于所述绝缘膜与所述电芯之间。3.如权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述底部区域内设有超声焊接部，所述绝缘膜通过所述超声焊接部与所述托板超声焊接。4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述超声焊接部沿所述底部区域的边缘分布。5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述超声焊接部包括多个超声焊接子部，多个所述超声焊接部沿所述底部区域的边缘间隔布置。6.如权利要求5所述的电池，其特征在于，所述超声焊接子部为长方形；多个所述超声焊接子部包括两个第一超声焊接子部和多个第二超声焊接子部，其中：每个所述第一超声焊接子部设于所述底部区域在所述第一方向上的一侧端部边缘，且所述第一超声焊接子部的长度方向垂直于所述第一方向；多个所述第二超声焊接子部沿所述第一方向间隔设置，以围绕所述底部区域的剩余边缘，且所述第二超声焊接子部的长度方向平行于所述第一方向。7.如权利要求6所述的电池，其特征在于，所述第一超声焊接子部的长度大于所述第二超声焊接子部的长度；所述第一超声焊接子部的宽度小于所述第二超声焊接子部的宽度。8.如权利要求6所述的电池，其特征在于，沿所述电芯的厚度方向，所述第一超声焊接子部的长度与所述电芯的厚度的比值为0.3～1。9.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述超声焊接部的面积为120mm2～480mm2。10.如权利要求3所述的电池，其特征在于，还包括防爆阀，所述防爆阀设于所述电池壳体的底面。11.如权利要求10所述的电池，其特征在于，所述绝缘膜在所述底部区域设有开窗，所述开窗对应所述防爆阀，且所述超声焊接部避让所述开窗。12.一种电池组，其特征在于，包括权利要求1至11中任一项所述的电池。

技术总结
本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池及电池组。该电池包括：电池壳体、电芯、托板和绝缘膜，电池壳体两端设有开口、具有容置空间；电芯置于容置空间内；电芯包括卷芯主体和两个极性相反的极耳部，卷芯主体包括极片和隔膜，相邻极片通过隔膜分隔；两个极耳部位于卷芯主体的相对两侧，且两个极耳部的排列方向形成第一方向；沿第一方向，隔膜超出极片；托板置于容置空间内，且托板位于电芯的底面与电池壳体之间；绝缘膜裹覆于电芯表面，且绝缘膜对应电芯的底面的部分形成底部区域，绝缘膜通过底部区域与托板超声焊接。本申请提供的电池通过优化自身结构设计，可以提升电池的安全性能。能。能。


技术研发人员：王珂 周勇 李奎
受保护的技术使用者：中创新航科技集团股份有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/9/26