一种电芯、电池模组及车辆

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电芯、电池模组及车辆。

背景技术

随着近些年新能源汽车的爆发式增长，当前用户迫切希望新能源汽车在保证续航里程的同时还能支持快充功能(在10％-80％的SOC区间内，充电仅需要15min)，要同时满足这两个需求就需要电池具有优秀的快充能力和散热能力、高能量密度和高成组效率。

电芯主要分为三种结构类型：圆柱钢壳、软包电池及方形金属壳。圆柱钢壳电芯外壳为标准尺寸，易于大规模生产，成本优势明显，但是由于圆柱钢壳电池的容量限制，配套车型时需要巨大数量的电芯进行串并联组合，对电池模组的组装及电源管理系统的要求极高，目前车型应用较少。软包电池克服了容量限制，且电芯的能量密度高，电芯在大量产气后会冲破热封位置自动排气泄压，一般不发生爆炸，安全性较高。但是，由于铝塑复合膜的材料及结构特点，导致软包电芯散热效果较差，因此软包电芯在成组时需要设置导热板或者冷却板，这导致软包电芯的成组效率较其他结构类型的电芯更低，整包能量密度并无太大优势，且成本更高。目前，方形铝壳电芯更广泛的应用在车辆内部，方形电芯由于电池容量大、成组率高、铝壳散热效果好、热蔓延控制效果更好而更受市场青睐，但是方形铝壳电池的外壳直接通过焊接密封，发生安全事故起火后容易发生爆炸威胁用户安全，安全性较差。

基于此，亟需一种电芯、电池模组及车辆用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电芯，实现了电芯定向泄压，降低了电芯爆炸的发生几率，提高了电池模组的安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电芯，包括：

金属壳，包括封装壳和封盖，所述封装壳和所述封盖之间围合成密封腔，所述封装壳与所述封盖之间的连接处沿周向设置连接位置，所述连接位置包括通过热封或粘胶形成的第一连接位置以及通过焊接形成的第二连接位置，所述第一连接位置处的所述封盖与所述封装壳之间设置有胶部；

裸电芯，置于所述密封腔内；

外接极耳，一端置于所述密封腔内并电连接于所述裸电芯，所述外接极耳的另一端穿出所述金属壳设置，且所述外接极耳与所述金属壳绝缘连接。

作为一种电芯的优选技术方案，所述封装壳的一端开设有容置槽，所述封盖贴合于所述开槽面，以封堵所述容置槽并形成所述密封腔。

作为一种电芯的优选技术方案，所述裸电芯包括第一集流体极耳和第二集流体极耳，所述第一集流体极耳电连接于所述金属壳，所述外接极耳电连接于所述第二集流体极耳。

作为一种电芯的优选技术方案，所述第一集流体极耳与所述容置槽的槽壁焊接连接。

作为一种电芯的优选技术方案，所述封盖的第一侧的边缘与所述容置槽的开槽面一体连接，所述封装壳与所述封盖对折设置并在所述第一侧的边缘处形成对折位置，所述连接位置与所述对折位置首尾相连呈封闭环状。

作为一种电芯的优选技术方案，所述第一连接位置处的所述封装壳的侧壁凸出设置有凸出部，所述第一连接位置处的所述封盖向外延伸设置有外延部，所述胶部置于所述凸出部与所述外延部之间。

作为一种电芯的优选技术方案，所述胶部包括两层胶层，两层所述胶层分别连接于所述封盖和所述封装壳，所述外接极耳置于两层所述胶层之间。

作为一种电芯的优选技术方案，所述外接极耳上设有绝缘密封胶层，所述绝缘密封胶层置于所述外接极耳与所述胶层之间。

本发明的另一目的在于提供一种电池模组，电池模组内部的电芯能够实现电芯定向泄压，降低了电芯爆炸的发生几率，提高了电池模组的安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池模组，包括如上所述的电芯。

本发明的另一目的在于提供一种车辆，车辆采用上述电池模组，降低了发生爆炸的几率，提高了车辆的安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种车辆，包括如上所述的电池模组。

本发明的有益效果：金属壳包括封装壳与封盖，封装壳与封盖之间的连接位置包括通过热封或粘胶形成的第一连接位置和焊接形成的第二连接位置，第一连接位置处的封盖与封装壳之间设有胶部，保留了金属壳电池的容量大、成组效率高的优势，且金属壳的设置也保证了散热效率，而且当电芯内部发生热失控时，电芯内部大量产气并冲破第一连接位置自动排气泄压，实现了电芯定向泄压，降低了电芯爆炸的发生几率，提高了电芯的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电芯的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图。

图中：

1、金属壳；11、封装壳；111、容置槽；112、凸出部；12、封盖；

2、裸电芯；21、第一集流体极耳；22、第二集流体极耳；

3、外接极耳；4、胶层；5、绝缘密封胶层。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种电芯，具体地，如图1-图3所示，电芯包括：金属壳1、裸电芯2和外接极耳3。金属壳1包括封装壳11和封盖12，封装壳11和封盖12之间围合成密封腔，封装壳11与封盖12之间的连接处沿周向设置连接位置，连接位置包括通过热封或粘胶形成的第一连接位置以及通过焊接形成的第二连接位置，第一连接位置处的封盖12与封装壳11之间设置有胶部；裸电芯2置于密封腔内；外接极耳3一端置于密封腔内并电连接于裸电芯2，外接极耳3的另一端穿出金属壳1设置，且外接极耳3与金属壳1绝缘连接。

金属壳1包括封装壳11与封盖12，封装壳11与封盖12之间的连接位置包括第一连接位置和焊接形成的第二连接位置，第一连接位置处的封盖12与封装壳11之间设有胶部，保留了金属壳电池的容量大、成组效率高的优势，且金属壳1的设置也保证了散热效率，而且当电芯内部发生热失控时，电芯内部大量产气并冲破第一连接位置自动排气泄压，实现了电芯定向泄压，降低了电芯爆炸的发生几率，提高了电芯的安全性。在本实施例中，优选第一连接位置通过热封形成。

作为优选方案，封装壳11的一端开设有容置槽111，封盖12贴合于容置槽111的开槽面，以封堵容置槽111并形成密封腔。电芯装配时，裸电芯2置于容置槽111内部。在封装壳11上开设容置槽111，便于在装配电芯时定位裸电芯2的安装位置，加快了电芯装配的效率。相较于现有技术中采用铝塑膜包裹在裸电芯2外部的装配过程，避免了对于金属壳1的拉扯，也降低了裸电芯2的变形风险，保证了电芯产品的合格率。在其他实施例中，封盖12上也可开设有容纳槽，容置槽111与容纳槽的开口相对设置，封装壳11与封盖12扣合后，容置槽111与容纳槽之间形成密封腔。

具体地，裸电芯2包括第一集流体极耳21和第二集流体极耳22，第一集流体极耳21电连接于金属壳1，外接极耳3电连接于第二集流体极耳22。相较于现有技术中第一集流体极耳21与第二集流体极耳22分别连接一个外接极耳3的技术方案，减少了外接极耳3的数量，简化了电芯的结构，降低了电芯的重量，提高了电芯的能量密度及实用性。

在本实施例中，第一集流体极耳21为负极集流体极耳，第二集流体极耳22为正极集流体极耳。进一步地，负极集流体极耳为多层负极集流体焊接形成，采用铜制，正极集流体极耳为多层正极集流体焊接形成，采用铝制。再进一步地，外接极耳3与第二集流体极耳22焊接连接，故外接极耳3优选采用与第二集流体极耳22相同的材质，即外接极耳3采用铝制，降低了焊接难度，也可保证焊接连接的牢固程度。在其他实施例中，第一集流体极耳21还可以为正极集流体极耳，此时第二集流体极耳22为负极集流体极耳，在此不作限定。

进一步地，第一集流体极耳21与容置槽111的槽壁焊接连接，在电芯装配时，将裸电芯2先与封装壳11连接，再将封盖12与封装壳11连接，避免了在连接封盖12时裸电芯2产生位置移动，对裸电芯2产生磨损而使极片上的粉料掉落，保证了电芯的安全性，也保证了电芯产品的合格率。在本实施例中，第一集流体极耳21焊接于容置槽111的槽底面。且第一集流体极耳21的宽度应尽可能大，优选与裸电芯2的宽度相同，保证过流面积。

作为优选方案，第一连接位置处的封装壳11的侧壁凸出设置有凸出部112，第一连接位置处的封盖12向外延伸设置有外延部，胶部置于凸出部112与外延部之间，增大了第一连接位置处胶部与封盖12及封装壳11之间的接触面积，保证了第一连接位置的连接结构的可靠程度，也便于使用热封设备或压合设备对金属壳1在第一连接位置进行热封与压合操作，提高了生产效率。

在本实施例中，金属壳1呈长方体结构，封装壳11采用长方体结构，封装壳11的一端端面上开设上述容置槽111，容置槽111的横截面也为长方形，容置槽111的四个直边与封装壳11的四个侧壁相平行，容置槽111的长度方向与封装壳11的长度方向相同。封盖12采用长方形的板状结构，与容置槽111的开槽面相配合。封装壳11其中一个短侧壁与封盖12的短边处设置第一连接位置，凸出部112与容置槽111的开槽面平齐，凸出部112呈长方形的板状。进一步地，凸出部112沿封装壳11宽度方向的两端端面与封装壳11的两个长侧壁相平齐。

具体地，胶部包括两层胶层4。两层胶层4分别连接于封盖12和封装壳11，外接极耳3置于两层胶层4之间，在进行热封或直接粘接时，能够直接将外接极耳3与金属壳1绝缘固定，简化了生产过程，加快了生产效率。外接极耳3通过第一连接位置处穿出金属壳1，避免了在金属壳1的其他位置开设供外接极耳3穿出的穿孔，保证了金属壳1的结构强度以及密封腔的密封性。具体地，两层胶层4分别与凸出部112和外延部连接。此外，胶层4采用绝缘材质，实现外接极耳3与金属壳1之间的绝缘连接。进一步地，胶层4优选为PP等现有的热封胶材质，也可采用其他能够实现直接粘接或通过热封连接的材质，在此不作限定。

作为优选方案，外接极耳3上设有绝缘密封胶层5，绝缘密封胶层5置于外接极耳3与胶层4之间，绝缘密封胶层5能够与外接极耳3与胶层4连接，进一步保证了外接极耳3与金属壳1之间的连接，也保证了密封腔的密封性，避免了电解液漏出，进一步保证了电芯的安全性。在本实施例中，绝缘密封胶层5沿周向连接于外接极耳3中部，且绝缘密封胶层5可采用与胶层4相同的材质，便于在热封或粘接的过程中与胶层4相连接。在其他实施例中，绝缘密封胶层5还可采用熔点不大于胶层4的材质，当电芯内部产生热失控的情况时，外接极耳3处优先被冲破，进一步利于定向泄压，保证了电芯的安全性。

作为优选方案，封盖12的第一侧的边缘与容置槽111的开槽面一体连接，封装壳11与封盖12对折设置并在第一侧的边缘处形成对折位置，连接位置与对折位置首尾相连呈封闭环状，封盖12与封装壳11一体连接，便于生产加工，仅需将封盖12与封装壳11对折并连接，即可形成密封腔，加快了生产效率，降低了生产成本。封盖12的第一侧边缘与封装壳11一体连接，且对折设置，封盖12的其他边缘与封装壳11之间设置连接位置，保证密封腔的形成。

可以理解的是，容置槽111的开槽面呈长方形。在本实施例中，封盖12的第一侧对应封盖12上的其中一个长边，其与容置槽111的开槽面的一个长边连接。设定封盖12的其中一个短边为第二侧，第一侧与第二侧连接，第二侧设置外延部，其与封装壳11之间设置第一连接位置，通过热封装或胶粘连接。设定封盖12的另一长边为第三侧，另一短边为第四侧，封盖12的第三侧和第四侧与封装壳11之间设置第二连接位置，采用焊接连接。第一集流体极耳21朝向第四侧设置。

在本实施例中，金属壳1采用钢制，且封盖12的厚度为0.05～0.2mm，封装壳11的壁厚为0.05～0.2mm。

本实施例还提供了一种电池模组。电池模组包括如前文中所述的电芯，多个电芯并排设置。由于采用上述电芯，保证了电池模组的成组效率，且电芯能够实现定向泄压，保证了电池模组的安全性，降低了产生爆炸的风险。为避免疑问，关于电芯实现充放电功能的其它设置，如电解液和注液孔等为现有技术，不再赘述。

优选地，电池模组还包括壳体，保护电池模组的内部结构，在壳体上可设置有防爆阀，进一步降低了电池模组爆炸的风险，提高了安全性。

本实施例还提供了一种车辆。车辆包括如前文中所述的电池模组，电池模组的安全性较高，降低了车辆发生爆炸的几率，提高了车辆的安全性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。