一种电池壳体、电池和用电设备制造技术

本实用新型专利技术属于电池技术领域，具体涉及一种电池壳体、电池和用电设备。该电池壳体包括一底板；一侧板，围绕所述底板设置，包括两个相对设置的第一侧板和两个相对设置的第二侧板；至少一限位装置，所述限位装置设置在一个所述第一侧板靠近所述电芯的一侧，所述限位装置包括一受力板和两个限位板；其中，所述受力板靠近所述第二侧板的一端，活动安装有一个所述限位板，沿所述受力板的厚度方向，所述受力板可移动，所述受力板和所述第一侧板形成厚度可调的膨胀空间。本实用新型专利技术结构简单，成本低；使用该电池壳体的二次电池，在充电后负极极片表面平整，无明显打皱不良，不会出现壳体膨胀。不会出现壳体膨胀。不会出现壳体膨胀。

【技术实现步骤摘要】
一种电池壳体、电池和用电设备


[0001]本技术属于电池
，具体涉及一种电池壳体、电池和用电设备。

技术介绍

[0002]电池是当今能源的重要载体之一，随着使用方向不断增多，小型化，高能化的电池成为发展的趋势。
[0003]随着生活中对电池容量的需求越来越大，能量密度成为制约其发展的因素之一。当前高端石墨负极材料容量发挥在360mAh/g，配合正极材料能量密度通常只能做到260Wh/kg，设计较极限的也只能做到280Wh/Kg左右。提高负极容量是提高电池能量密度的有效手段，因此具有高克容量的硅基负极是一种有效的选择。
[0004]硅基负极虽然克容量高，但是随着锂离子与硅合金化的程度加深，硅基材料体积膨胀迅速增长，常规的氧化亚硅材料体积膨胀可以达到180％，硅材料的体积膨胀可以达到300％，体积膨胀对材料自身强度以及极片设计和电芯设计都带来了大的挑战。
[0005]在电池中因为要考虑极片在充电后的体积变化，电芯在装配入壳的时候会特意设计留有一定间隙，从而为满充时的体积变化留有空间，避免电池壳体因极片膨胀而变形，出现电芯超厚的状况。
[0006]对于硅基材料体系，因体积膨胀大，在电芯设计时需要为极片满充膨胀留有较大的空间，由于极片自由膨胀，会出现应力不均，从而负极极片打皱，导致后面进行充电时出现黑斑，析锂等不良现象。
[0007]申请号为2020114020595的专利公开了一种电池壳体，包括外壳；内壳，设置在所述外壳内，所述外壳和所述内壳之间形成有膨胀空间；其中，所述外壳和所述内壳至少一者设置有限位槽和/或型板，所述外壳与所述内壳卡接，所述膨胀空间内设置有缓冲框。其解决的技术问题在于电池外壳的膨胀，不能解决极片膨胀打皱问题；同时，其中采用了整体式的内壳结构，成本高，不利于散热；且内壳结构端部与外壳直接相连，内壳膨胀直接影响外壳，仍存在外壳变形风险。
[0008]现有技术中，还有通过采用弹性件来解决电芯膨胀问题的技术手段，但是极片膨胀导致电芯挤压弹性件时，该弹性件的作用面是弧面，会使得极片中间着力小，两侧受力大，从而导致极片受力不均，故而无法保证极片膨胀导致的内应力的均匀性。

技术实现思路

[0009]本技术旨在解决上述问题，提供了一种电池壳体、电池和用电设备，在电池壳体内设置限位装置，在电池装配后，该限位装置即与电芯的最大侧面直接接触，在充电开始的时候，极片发生膨胀挤压限位装置，限位装置给极片反作用力，从而极片的膨胀会受到限制作用，保证极片膨胀导致的内应力更加均匀。但是在电池完全充电后，该限位装置可以退让出空间，不会因极片膨胀受力导致电池壳体外形变形，影响电池品质。
[0010]按照本技术的技术方案，所述电池壳体，包括
[0011]一底板；
[0012]一侧板，围绕所述底板设置，包括两个相对设置的第一侧板和两个相对设置的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板连接；所述底板和所述侧板共同形成用于容纳电芯的容纳空间，所述电芯具有两个相对的最大侧面(电芯大面)，每一所述第一侧板与每一所述最大侧面相对设置；
[0013]至少一限位装置，所述限位装置设置在一个所述第一侧板靠近所述电芯的一侧，所述限位装置包括一受力板和两个限位板；
[0014]其中，所述受力板靠近所述第二侧板的一端，活动安装有一个所述限位板，沿所述受力板的厚度方向，所述受力板可移动，所述受力板和所述第一侧板形成厚度可调的膨胀空间。
[0015]具体的，电池壳体的材质为铝壳、钢壳及业内可用作二次电池外壳材料中的一种，优选为铝壳；受力板受力时，朝第一侧板移动，膨胀空间厚度变薄。
[0016]本技术中限位装置可以在电池化成和分容时对电芯大面施加作用力，优选的，两个第一侧板靠近电芯的一侧均设置有限位装置，受力板需要覆盖整个电芯大面，确保电芯整个大面极片在于受力板接触时可以受到压力。
[0017]进一步的，所述限位板的一端固定于所述第一侧板，相对的另一端与固定于所述第二侧板，使得限位板与第一侧板和第二侧板形成三角形支撑稳定结构。
[0018]进一步的，所述限位板通过焊接或粘连固定在第一侧板与第二侧板之间。
[0019]进一步的，所述限位板的材质为铝、钢、陶瓷材料或塑料。
[0020]具体的，当限位板靠焊接方式固定在壳体中时，限位板材质与电池壳体体相同或便于与壳体焊接的材质；当限位板靠粘接的方式固定在壳体上，限位板可以为铝、钢、碳复合材料、陶瓷材料或塑料。
[0021]进一步的，沿所述限位板的厚度方向，所述限位板形成若干限位通孔，所述限位通孔沿所述限位板的长度方向间隔分布；
[0022]所述受力板的两端对应所述限位通孔的位置设有限位销，每一限位销对应可移动地安装在一个限位通孔中。
[0023]具体的，受力板通过限位销安装在限位通孔远离第一侧板的一端，受力板受力后，限位销沿限位通孔朝向第一侧板移动，并被停留在限位通孔内。
[0024]进一步的，每个限位板上的限位通孔个数至少为2个，具体可以为3个、4个或其他。
[0025]进一步的，沿所述限位板的厚度方向，所述限位通孔呈波浪形，或间隔设置的圆形和条形。其中，圆形的直径大于条形宽度，使得限位销位置相对固定在限位通孔波浪形较宽处或圆形处。
[0026]进一步的，所述限位销为弹性材质，具体可以为橡胶，其直径略大于限位通孔的宽度，使得限位销能够更稳定的停留在限位通孔内，避免了受力板在电池中晃动或两侧受力不均而偏置。
[0027]进一步的，所述受力板与底板之间具有缝隙，不会导致电解液在限位装置与壳体空隙间呆滞。
[0028]进一步的，所述受力板与所述第一侧板相平行，使得受力板上下均匀受力。
[0029]进一步的，所述受力板为塑性材料。充电时，极片膨胀，受力板自然会给电芯压力，
此时受力板不会发生形变；即使发生形变，受力板的形变不恢复，不影响二次电池的使用寿命。
[0030]进一步的，所述受力板的材质为铝、钢、陶瓷材料、塑料中的一种或多种。
[0031]本技术的第二方面提供了一种电池，包括上述电池壳体，当所述电池首次充电前，所述受力板压持于所述电芯的最大侧面。
[0032]进一步的，所述电芯包含极片，当所述极片每一次膨胀时，所述受力板压持于所述电芯的最大侧面。
[0033]具体的，所述二次电池还包括电芯、顶盖配件和电解液，所述电芯放置于侧板与底板形成的空间内并填充电解液，顶盖配件安装在侧板远离底板的一端。
[0034]进一步的，所述限位板在整个电池生命周期中不与电芯发生干涉(限位板倾斜设置于壳体的折角处，尺寸较小)。
[0035]进一步的，所述二次电池可以为锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、铝离子电池等可用于电化学储能的装置；优选的，用于含有硅、锗等电化学体积变化较大材料的体系。
[0036]一般情况下，电芯在装配入壳的时候会特意设计留有一定间隙，从而为满充时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池壳体，其特征在于，包括一底板；一侧板，围绕所述底板设置，包括两个相对设置的第一侧板和两个相对设置的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板连接；所述底板和所述侧板共同形成用于容纳电芯的容纳空间，所述电芯具有两个相对的最大侧面，每一所述第一侧板与每一所述最大侧面相对设置；至少一限位装置，所述限位装置设置在一个所述第一侧板靠近所述电芯的一侧，所述限位装置包括一受力板和两个限位板；其中，所述受力板靠近所述第二侧板的一端，活动安装有一个所述限位板，沿所述受力板的厚度方向，所述受力板可移动，所述受力板和所述第一侧板形成厚度可调的膨胀空间。2.如权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述限位板的一端固定于所述第一侧板，相对的另一端与固定于所述第二侧板。3.如权利要求1或2所述的电池壳体，其特征在于沿所述限位板的厚度方向，所述限位板形成若干限位通孔，所述限位通孔沿所述限位板的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文，刘娇，张国帅，颜凤，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：新型
国别省市：