单体电池及电池包制造技术

本申请公开了一种单体电池及电池包，属于电池技术领域；单体电池包括壳体，壳体设有与端口相连通的容纳腔；至少两个卷芯，卷芯为圆柱体结构，卷芯沿其径向堆叠且均设置于容纳腔内，容纳腔中除去卷芯的空间形成第一间隙；顶盖，盖合端口并与端口连接；电解液，至少填充于部分第一间隙中。该电池包包括单体电池；该单体电池通过相邻卷芯之间形成第一间隙，电解液至少填充于第一间隙中，从而提高卷芯内的平均注液量。注液量。注液量。

【技术实现步骤摘要】
单体电池及电池包


[0001]本申请属于电池
，具体涉及一种单体电池及电池包。

技术介绍

[0002]目前，新能源汽车在全世界范围内兴起，高比能量、大比功率和长寿命的高性能锂离子动力电芯被大量应用于纯电动汽车(BEV)和混合动力汽车(HEV)。圆柱体电芯作为最早兴起的一种动力电芯形式，目前仍被大量应用于商业电动汽车中。
[0003]对于传统的圆柱体电芯，如图1所示，基本结构为单卷芯101塞入外壳102后进行封装。为了追求电芯内部的空间利用率最大化，单卷芯101的外直径会尽可能接近外壳102的内直径。但在提高内部空间利用率的同时，也导致留给电芯内注电解液的空间减少，较低的注液量导致传统圆柱电芯的长期性能并不理想。

技术实现思路

[0004]技术目的：本申请提供一种单体电池及电池包，该单体电池用以解决电芯内注电解液的空间利用率低和相邻电芯间形成的间隙无效利用的问题。
[0005]技术方案：
[0006]本技术提供一种单体电池，包括：壳体，所述壳体具有端口，所述壳体设有与所述端口相连通的容纳腔；至少两个卷芯，所述卷芯为圆柱体结构，所述卷芯沿其径向堆叠且均设置于所述容纳腔内，所述容纳腔中除去所述卷芯的空间形成第一间隙；电解液，所述电解液至少填充于部分所述第一间隙中；顶盖，所述顶盖盖合所述端口并与所述壳体连接。
[0007]该单体电池通过在壳体的容纳腔内设置至少两个圆柱型的卷芯，圆柱型卷芯堆叠时会形成间隙，将容纳腔内除去卷芯的空间(也即第一间隙)用于填充电解液，能够有效利用传统圆柱型电芯排列中相邻电芯之间形成的间隙造成空间浪费的问题，进而可提高每个卷芯的平均注液量，提高圆柱型电芯的使用性能。
[0008]在一些实施例中，所述第一间隙的体积为V1，所述容纳腔的体积为V2，满足：0＜V1/V2≤0.35。
[0009]在一些实施例中，上述的单体电池还包括套设于所述卷芯外周的外套，所述外套与所述卷芯之间围合形成第二间隙，所述外套开设有第一通孔，所述第一通孔沿所述卷芯的径向贯穿所述外套。
[0010]在一些实施例中，所述外套为两端敞口的中空圆柱体结构，相邻的所述外套相切接触；和/或，临近所述壳体的所述外套与所述壳体内壁相切接触。通过将至少两个所述卷芯在同一所述壳体内堆叠，且相邻所述外套相切，临近所述壳体的外套与所述壳体内壁相切，能够提高电池包体积能量密度。
[0011]在一些实施例中，所述外套为刚性结构件。所述外套可以抑制所述卷芯过度膨胀所造成的形变和性能劣化，且可以保持所述电芯单元外形不发生变化。
[0012]在一些实施例中，所述顶盖绝缘地设有第一极柱，所述卷芯的两端分别设有正极
耳和负极耳；所述单体电池还包括：正极集流盘，所述正极集流盘设置于所述顶盖和所述卷芯的正极耳之间，所述正极集流盘和所述卷芯的正极耳电连接；负极集流盘，所述负极集流盘设置于所述卷芯的负极耳和所述壳体之间，所述负极集流盘和所述卷芯的负极耳连接，所述负极集流盘还和所述壳体电连接；优选地，所述顶盖沿周向与所述壳体焊接，所述顶盖封盖所述端口且密封所述容纳腔；或者，所述顶盖嵌入所述端口内且密封所述容纳腔；进一步优选地，所述顶盖和所述壳体的焊接方式为激光焊；当所述顶盖封盖所述端口时，所述顶盖的外形尺寸与所述壳体长度方向上横截面的外形尺寸相等，用以保证所述顶盖全面覆盖所述端口且密封所述容纳腔；当所述顶盖嵌设于所述壳体内部时，所述顶盖的外形尺寸略小于所述端口的开口尺寸，用以密封所述容纳腔。
[0013]在一些实施例中，所述壳体为正六棱柱型结构，所述卷芯的半径为R，所述壳体底面的边长为L，满足：0.2≤R/L≤0.5；所述壳体包括底板和周向设置于所述底板同侧的多个侧板，所述多个侧板围合成所述容纳腔。所述外壳长度方向上的横截面的形状设计，可以使卷芯在容纳腔内占据空间最大化；另外，在多个单体电池进行排布时，实现多个单体电池之间的紧密有序的堆积方式，有助于提高电池包整体的体积能量密度。
[0014]在一些实施例中，所述壳体外包覆有绝缘层。
[0015]在一些实施例中，所述卷芯设有第二通孔，所述第二通孔与所述卷芯的轴心线同轴，所述电解液还填充于所述第二通孔中。
[0016]本技术提供一种电池包，包括如上所述的单体电池。
[0017]有益效果：与现有技术相比，本技术的单体电池，包括：壳体，壳体设有一具有敞口的容纳腔；至少两个卷芯，所述卷芯为圆柱体结构，所述卷芯设置于容纳腔内，该电池通过多个卷芯及壳体之间形成第一间隙，电解液填充于第一间隙中，从而可以充分利用相邻卷芯之间的第一间隙提高卷芯内的平均注液量，避免了圆柱型电芯排布结构上的空间浪费，同时解决电芯注液量不足的问题，以提高圆柱型电芯长期循环的性能，同时提高电池包体积能量密度。
附图说明
[0018]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0019]图1为传统单电芯的结构示意图；
[0020]图2为传统电芯紧密排列方式无效间隙示意图；
[0021]图3为本申请实施例单体电池中多个卷芯排布的示意图；
[0022]图4为本申请实施例电池包中多个单体电池紧密排列示意图；
[0023]图5为本申请实施例中电芯单体内卷芯排布的另一角度示意图；
[0024]图6为本申请实施例中外套的结构示意图；
[0025]附图标记，101
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单卷芯，102
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外壳，103
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中央通孔，201
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三角空间，100
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壳体，111
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端口，112
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底板，113
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侧板，200
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卷芯，210
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第三间隙，220
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第二通孔，300
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外套，310
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第一通孔，320
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第一间隙，400
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顶盖，410
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第一极柱，500
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正极极流盘，600
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负极极流盘。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单体电池，其特征在于，包括：壳体(100)，所述壳体(100)具有端口(111)，所述壳体(100)设有与所述端口(111)相连通的容纳腔；至少两个卷芯(200)，所述卷芯(200)为圆柱体结构，所述卷芯(200)沿其径向堆叠且均设置于所述容纳腔内，所述容纳腔中除去所述卷芯(200)的空间形成第一间隙(320)；电解液，所述电解液至少填充于部分所述第一间隙(320)中；顶盖(400)，所述顶盖(400)盖合所述端口(111)并与所述壳体(100)连接。2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述第一间隙(320)的体积为V1，所述容纳腔的体积为V2，满足：0＜V1/V2≤0.35。3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，还包括套设于所述卷芯(200)外周的外套(300)，所述外套(300)与所述卷芯(200)之间围合形成第二间隙，所述外套(300)开设有第一通孔(310)，所述第一通孔(310)沿所述卷芯(200)的径向贯穿所述外套(300)。4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述外套(300)为两端敞口的中空圆柱体结构，相邻的所述外套(300)相切接触；和/或，临近所述壳体(100)的所述外套(300)与所述壳体(100)内侧壁相切接触。5.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述外套(300)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伦，何永武，曾琨，高宇心，王宝玉，陈辉，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：新型
国别省市：