电池模组和用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池模组和用电设备。

背景技术

电芯模组的组装和加压需要额外的结构件，传统的做法是利用支架、热缩膜或者灌胶对电芯模组进行组装，然后采用钢板加钢带固定的方式或整包灌胶方式对电芯模组进行加压。发明人研究发现，传统的组装和加压技术采用的结构较为复杂。

发明内容

基于此，为了解决或改善现有技术的问题，本申请提供一种电池模组和用电设备，可以降低电芯模组组装和加压采用结构的复杂性。

第一方面，提出一种电池模组，包括电芯模组和壳体，电芯模组包括多个电芯，壳体包裹电芯模组的至少部分侧面，壳体对电芯模组的压强范围为0.5～3Mpa。

本申请实施例中，通过壳体包裹电芯模组的至少部分侧面，有利于实现对电芯模组的组装，壳体又具备弹性，对电芯模组会产生收缩力，能实现对电芯模组加压，降低了电芯模组组装和加压的复杂性，降低了成本和模组重量，对模组能量密度影响较小。此外，通过壳体实现组装和加压，在需要维修电池模组时拆卸方便，提高了可维修性。

其中一个实施例中，多个电芯沿第一方向依次排列设置，电芯模组包括沿第一方向相对设置的第一侧面和第二侧面，壳体对第一侧面的压强范围是0.5～3Mpa和/或壳体对第二侧面的压强范围是0.5～3Mpa。

其中一个实施例中，沿第二方向，壳体的长度大于或等于电芯模组长度的80％。满足此尺寸条件的壳体，提高电芯模组的受力面积，且受力更为均匀。

其中一个实施例中，壳体的厚度小于5mm。壳体弹性较好，使得壳体具备较佳的收缩力。壳体厚度较小也有利于降低电池模组重量，能更进一步降低对能量密度的影响。

其中一个实施例中，壳体含橡胶材质或硅胶材质。

其中一个实施例中，沿第一方向，每个电芯包括相对设置的两个第一表面，壳体的收缩力F(N)、第一表面的受力面积S(m

其中一个实施例中，第一表面为电芯面积最大的侧面。

其中一个实施例中，壳体的收缩力F满足以下关系式：

F＝δ×ΔT

δ(pa)为壳体的弹性模量，ΔT(m

其中一个实施例中，所述电芯沿第一方向膨胀。

其中一个实施例中，电池模组还包括至少一个设于壳体的端板，沿第一方向，端板设于第一侧面与壳体之间，和/或设于第二侧面与壳体之间。通过设置端板，使得电芯模组在承受壳体的收缩力时受力更加均匀。

其中一个实施例中，沿第三方向，端板的一端延伸出电芯组件，沿与第三方向相反的方向，端板相对的另一端延伸出电芯组件。

端板的宽度延伸超出电芯组件的宽度，可以减少对电芯组件的压强。

其中一个实施例中，端板含金属材质或塑胶材质。采用该些材质的端板，结构强度较好，能承受壳体收缩力时发生变形的概率。

其中一个实施例中，沿第二方向，端板的长度大于或等于电芯模组的长度的80％。满足此尺寸条件的端板，使得电芯模组受力更为均匀。

其中一个实施例中，沿第二方向，端板的长度大于或等于壳体的长度。于此，进一步有利于电芯模组受力均匀。

其中一个实施例中，还包括设于电芯与电芯之间的泡棉。通过设置泡棉能提高电池的安全性。

其中一个实施例中，电芯模组包括软包电芯模组。

其中一个实施例中，电芯模组包括锂离子软包电芯模组。

其中一个实施例中，电芯包括封装壳、电极组件和延伸出封装壳的极耳，封装壳包括用于收容电极组件的容纳部和封装部，极耳连接于电极组件并从封装部延伸出容纳部，容纳部设于壳体内。

其中一个实施例中，所述封装部设于壳体外。

其中一个实施例中，沿第二方向，端板延伸超出容纳部。

第二方面，提出一种用电设备，包括如上任一实施例中的电池模组。

该用电设备采用的电池模组，通过壳体包裹电芯模组的至少部分侧面，有利于实现对电芯模组的组装，壳体又具备弹性，对电芯模组会产生收缩力，能实现对电芯模组加压，降低了电芯模组组装和加压的复杂性，降低了成本和模组重量，对模组能量密度影响较小。此外，通过壳体实现组装和加压，在需要维修电池模组时拆卸方便，提高了可维修性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解的是，下面描述中的附图仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本申请一个实施例中的一种电池模组的立体结构示意图；

图2为本申请一个实施例中的一种电池模组的爆炸结构示意图；

图3为本申请一个实施例中的一种电池模组的主视结构示意图；

图4为本申请一个实施例中的一种电池模组的侧视结构示意图；

图5为本申请一个实施例中的一种电池模组的主视结构示意图；

图6为本申请一个实施例中的一种壳体的立体结构示意图；

图7为本申请一个实施例中的一种端板的立体结构示意图；

图8为本申请一个实施例中的一种电池模组的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请实施例提出一种电池模组和用电设备，可以降低电芯模组的组装和加压结构的复杂性。本申请实施例中提到的电池，可以是锂离子电池，例如锂离子软包电池，但不限于此。

请参阅图1或图2，第一方向为T所示方向，第二方向为L所示方向，第三方向为W所示方向。

请参阅图1至图5，其为本申请一个实施例中的一种电池模组的结构示意图，包括电芯模组20和壳体10。电芯模组包括至少两个电芯20。壳体10具备弹性，壳体10包裹电芯模组的至少部分侧面。壳体10对电芯模组的压强范围为0.5～3Mpa，但不限于此。

本申请实施例中，通过壳体10包裹电芯模组20的至少部分侧面，有利于实现对电芯模组20的组装，壳体10又具备弹性，对电芯模组20会产生收缩力，能实现对电芯模组20加压。本申请实施例中的电池模组20，通过壳体10实现对电芯模组20的组装和加压，降低了电芯模组20组装和加压采用结构的复杂性，降低了成本和模组重量，对模组能量密度影响较小。此外，通过壳体10实现组装和加压，在需要维修电池模组时拆卸方便，提高了可维修性。在一些实施例中，电芯模组20工作时会膨胀，采用具备弹性的壳体10相比于传统的壳体(例如塑胶壳体)，更有利于降低电芯模组膨胀时的安全风险。具体地，电芯模组20中的各个电芯201是沿第一方向T膨胀。

在一些实施例中，如图6所示，壳体10的至少一端设有开口101，具体实现时，可以是壳体10的两端均设有开口101。

在一些实施例中，如2图所示，电芯模组20的各个电芯201沿第一方向T依次设置，电芯模组20包括沿第一方向T相对设置的第一侧面202和第二侧面203。壳体10对第一侧面201的压强范围为0.5～3Mpa和/或所述壳体对第二侧面202的压强范围为0.5～3Mpa。

在一些示例中，电芯模组20包括软包电芯模组，但不限于此。

在一些示例中，电芯模组20包括锂离子电芯模组，例如锂离子软包电芯模组，但不限于此。

本申请实施例中的壳体10具备弹性，可以理解，在一些实施例中，壳体10含弹性体材质，示例性的，壳体10含橡胶材质或硅胶材质，但不限于此。

在一些示例中，请参阅图6，壳体10的厚度小于或等于5mm，但不限于此。图6中两个箭头相对所指处，代表壳体10的厚度。该厚度可指壳体10用于包裹电芯模组之前的厚度。满足此厚度条件的壳体10弹性较好，使得壳体10具备较佳的收缩力。壳体10厚度较小也有利于降低电池模组重量，能更进一步降低对能量密度的影响。

在一些实施例中，请参阅图1-2，以及图4-5，电池模组还包括至少一个设于壳体10的端板30，沿第一方向T，端板30设于第一侧面202与壳体10之间，和/或，设于第二侧面203与壳体10之间。也即，端板30设于电芯模组的第一侧面202和第二侧面203中的至少一个侧面，壳体10将端板30和电芯模组20一起包裹。本实施例，通过设置端板30，使得电芯模组20在承受壳体10的收缩力时受力更加均匀。

其他实施例中，请参阅图2，端板30还可以设于电芯模组10沿第三方向W的第三侧面和/或第四侧面(未示出)。

请参阅图2，端板30设于电芯模组20的第一侧面202和第二侧面202。可以理解，对于电芯模组20中的各个电芯201而言，沿第一方向T的相对设置的两个侧面的受力面积最大，壳体10的收缩力基本作用在各个电芯201的这两个侧面，于此，在电芯模组的第一侧面202和第二侧面203均设置端板30，各个电芯受力更加均匀。

在一些示例中，端板30含金属材质或塑胶材质，但不限于此。采用该些材质的端板，结构强度较好，能承受壳体10收缩时发生变形的概率。

在一些示例中，端板30与电芯模组20贴合的面为平面，于此，有利于电芯模组20受力的均匀性。

在一些示例中，请参阅图7，端板30为长方体形状。在一些示例中，端板30与电芯模组20贴合的表面，大小可与电芯模组20的第一侧面202或第二侧面203的大小相一致，即长度和宽度可以相等，有利于电芯受力均匀性。

在一些实施例中，沿第三方向W，端板30的宽度延伸超出电芯模组20的宽度。具体的，端板30相对的两端均延伸超出电芯模组20相对的两端。也即，沿第三方向W，端板30的一端延伸出电芯组件，沿与第三方向W相反的方向，端板30相对的另一端延伸出电芯组件。于此，可以增大电芯模组20的受力面积，减少对电芯模组20的压强。

在一些实施例中，请参阅图2，沿第二方向L，端板30的长度大于或等于电芯模组20的长度的80％。满足此尺寸条件的端板30，使得电芯模组20受力更为均匀。

在一些实施例中，壳体10可以包裹电芯模组20部分侧面，也可以包括电芯模组20的整个侧面。在一些示例中，请参阅图1，沿第一方向T，壳体10的长度大于或等于电芯模组20的长度的80％。满足此尺寸条件的壳体10，提高了电芯模组20的受力面积，使得电芯模组20受力更为均匀。

请参阅图1，在壳体10将端板30、电芯模组20包裹在内的实施例中，端板30的长度可大于或等于壳体10的长度，可进一步提高电芯模组20的受力均匀性。

在一些实施例中，请参阅图2，电芯模组20包括至少两个电芯201，在第一方向T上，各个电芯201均包括两个相对设置的第一表面201，第一表面为电芯201面积最大的侧面，壳体10的收缩力F(N)、第一表面201的受力面积S(m

F/S＜P，其中P小于或等于3Mpa。

本实施例中，壳体10的收缩力指电芯模组20所承受的来自壳体10的收缩力。电芯20失效的临界压强指电芯20承受的压强超出此临界压强时，电芯20可能会失效。

本实施例中，壳体10施加在电芯模组20上的收缩力造成的压强小于该临界压强P时，有利于减少电芯201失效的概率。例如收缩力5N时会使得电芯201失效，可以选择一个收缩力小于5N的壳体10。

在一些示例中，壳体10的数量需满足前述小于临界压强P的条件，例如收缩力5N时会使得电芯20失效，可以选用两个收缩力均为2N的壳体10。

在一些实施例中，壳体10的收缩力F(N)满足以下关系式：

F＝δ×ΔT

δ(pa)为壳体10的弹性模量，ΔT(m

本实施例，可通过上述公式选用满足收缩力条件的壳体10，从壳体10的选材上减少电芯失效的概率。

在一些实施例中，请参阅图2，本申请的电池模组还包括设于电芯201与电芯201之间的泡棉40。

泡棉40能起隔热作用，抑制热扩散，此外泡棉40还具备较好的回弹性，能对电池鼓胀起到缓冲作用，尤其对于软包电池模组。因此本实施例通过设置泡棉40有助于提高电池的安全性。

在一些实施例中，请参阅图1，电芯模组20中的各个电芯201包括封装壳(图1未标示)、电极组件(图1未标示)和延伸出封装壳的极耳205，封装壳包括用于收容所述电极组件的容纳部和封装部，极耳205连接于电极组件并从封装部延伸出容纳部，容纳部设于壳体10内。在一些实施例中，封装部设于壳体10外。

在一些实施例中，请参阅图1，端板30延伸超出所述容纳部。可以提高电极组件的受力面积，减小端板30对电极组件的压强。具体的，端板30相对的两端均延伸超出容纳部。

本申请还提出了一种用电设备，包括如上任一实施例中的电池。

用电设备可以以各种形式来实施。例如，本申请中描述的用电设备可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。

本申请实施例还提出一种电池模组的制备方法。

请参阅图8，其为本申请一个实施例中的电池模组的制备方法的流程示意图，该制备方法包括如下步骤：

步骤802，提供电芯模组和壳体，电芯模组包括多个电芯。

步骤804，撑开壳体，将电芯模组放入壳体内。

步骤806，释放壳体，直至壳体包裹电芯模组的至少部分侧面，释放后的壳体对电芯组件的压强范围是0.5～3Mpa。

本申请实施例中，弹性体套筒内先撑开，然后将电芯放入壳体内，再释放壳体，从而释放撑开套筒的力，这样电芯模组能够快速成组且提供较大的预压力。

因此，本申请实施例中的电池模组，通过壳体同时实现对电芯模组的组装和加压，降低了电芯模组组装和加压的复杂性，降低了成本和模组重量，对模组能量密度影响较小；此外，通过壳体实现组装和加压，在需要维修电池模组时拆卸方便，提高了可维修性。

在一个实施例中，本申请的电池模组的制备方法，还包括提供至少一个端板的步骤，然后将端板设于电芯模组的至少一个侧面，步骤704则是将电芯模组和端板一起放入壳体内。

本申请实施例关于壳体、电芯模组、端板等的具体限定，参见前述电池模组的实施例，具体在此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。