一种防跌落安全锂离子电池及电池模组的制作方法

1.本实用新型属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种防跌落安全锂离子电池及电池模组。


背景技术：

2.锂离子电池相对于传统的化石能源较为干净和清洁，因此，锂离子电池也迎来了前所未有的发展机遇，但是，目前锂离子电池在生产和使用过程中都会出现爆炸起火等原因，主要原因在于在生产或者使用过程中锂离子电池过程中，一旦发生跌落或者锂离子电池内部发生气体发生膨胀时，现有的锂离子电池设计没有给予锂离子电池膨胀的空间，从而发生爆炸。
3.基于此，本实用新型设计了一种防跌落安全锂离子电池及电池模组，以解决上述存在的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种防跌落安全锂离子电池及电池模组，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为达上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供了一种防跌落安全锂离子电池，所述防跌落安全锂离子电池包括：
6.电池壳体；
7.电芯结构，设置于所述电池壳体的内部；
8.第一弧形缓冲板，连接所述电池壳体、的上内表面，并且与所述电池壳体的上内表面形成内部中空的第一空间；
9.第二弧形缓冲板，连接所述电池壳体的下内表面，并且与所述电池壳体的下内表面形成内部中空的第二空间；
10.多个弹性支撑柱，分别设置在所述第一空间和所述第二空间的内部。
11.在一些可能的实施方式中，所述第一弧形缓冲板包括弧形部分和设置在所述弧形部分两侧的第一平板，通过两侧的第一平板与所述电池壳体连接；所述第二弧形缓冲板包括弧形部分和设置在所述弧形部分两侧的第二平板，通过两侧的第二平板与所述电池壳体连接。
12.在一些可能的实施方式中，设置于第一空间内的多个弹性支撑柱与所述壳体的上部内表面固定连接，设置于第二空间内的多个弹性支撑柱与所述壳体下部内表面固定连接；所述多个弹性支撑柱之间间隔设置，且分别与所述第一弧形缓冲板和所述第二弧形缓冲板抵接；
13.所述多个弹性支撑柱的高度分别沿着所述第一空间和所述第二空间的中部位置向两侧依次递减。
14.在一些可能的实施方式中，所述第一弧形缓冲板两侧的第一平板与所述电池壳体
通过焊接、螺接或卡接的形式连接；所述第二弧形缓冲板两侧的第二平板与所述电池壳体通过焊接、螺接或卡接的形式连接。
15.在一些可能的实施方式中，所述第一弧形缓冲板和所述第二弧形缓冲板均为弹簧片结构；所述第一弧形缓冲板的第一弧形部分和设置在所述第一弧形部分两侧的第一平板形成一体化结构；所述第二弧形缓冲板的第二弧形部分和设置在所述第二弧形部分两侧的第二平板形成一体化结构；所述第一弧形部分和所述第二弧形部分分别设置有多个第一孔洞和多个第二孔洞，所述第一平板和所述第二平板分别设置有多个第三孔洞和多个第四孔洞。
16.第二方面，本实用新型提供了一种电池模组，所述电池模组包括：框体结构、以及设置在所述框体结构中的多个根据上述任意一种所述的防跌落安全锂离子电池，在相邻的两个防跌落安全锂离子电池之间设置有多个弹性固定结构。
17.在一些可能的实施方式中，所述框体结构包括：第一挡板和第二挡板，在所述第一挡板长度方向的两端分别铰接有第一闭合板和第二闭合板，在所述第二挡板长度方向的两端分别铰接有第三闭合板和第四闭合板，当所述第一闭合板、所述第二闭合板、所述第三闭合板和所述第四闭合板均闭合时围合而成所述框体结构；
18.所述第一闭合板、所述第二闭合板、所述第三闭合板和所述第四闭合板上分别设置有螺纹孔，当所述第一闭合板、所述第二闭合板、所述第三闭合板和所述第四闭合板闭合时，通过螺钉将所述第一闭合板、所述第二闭合板、所述第三闭合板和所述第四闭合板分别固定在所述第一挡板或所述第二挡板上。
19.在一些可能的实施方式中，所述第一挡板和所述第二挡板上分别阵列式的连接有所述多个弹性固定结构，所述第一挡板上的多个弹性固定结构与所述第二挡板上固定连接的多个弹性固定结构在水平方向上和竖直方向上保持一致，竖直方向上相邻两个弹性固定结构之间的距离为防跌落安全锂离子电池的宽度，用于对多个防跌落安全锂离子电池进行限位和缓冲。
20.在一些可能的实施方式中，所述弹性固定结构为十字结构，所述十字结构包括横向连接部件和纵向固定部件，所述横向连接部件用于与所述第一挡板或所述第二挡板连接，所述纵向固定部件用于固定所述防跌落安全锂离子电池，其中，所述纵向固定部件包括：内心结构和外层结构，所述外层结构的柔软度大于所述内心结构的柔软度。
21.在一些可能的实施方式中，所述第一挡板和所述第二挡板分别设置有多个第五孔洞和多个第六孔洞；或，
22.所述第一挡板和所述第二挡板分别设置有第一支撑板和第二支撑板，用于支撑多个防跌落安全锂离子电池；或，
23.所述第一挡板与所述第二挡板之间具有一定的距离，使得所述框体结构的底部为半封闭式的结构。
24.上述技术方案具有如下有益效果：
25.本实用新型提供的防跌落安全锂离子电池和电池模组，通过电池壳体的上下内表面分别连接第一弧形缓冲板和第二弧形缓冲板，第一弧形缓冲板和第二弧形缓冲板分别与电池壳体的上下内表面形成内部中空的第一空间和内部中空的第二空间，在第一空间和第二空间内分别设置有多个弹性支撑柱，多个弹性支撑柱的高度分别沿着第一空间和第二空
间的中部位置向两侧依次递减。通过在中空的第一空间和中空的第二空间的中部位置的弹性支撑柱的高度大于位于中空的第一空间和中空的第二空间边缘的弹性支撑柱的高度，从而使得当电芯结构挤压第一弧形缓冲板和第二弧形缓冲板时，第一弧形缓冲板和第二弧形缓冲板向电池壳体内表面压缩，使得第一弧形缓冲板和第二弧形缓冲板靠向电池壳体内的一面与弹性支撑柱相互接触，从而使第一弧形缓冲板和第二弧形缓冲板的表面为平面，既能够给与防跌落安全锂离子电池足够膨胀的空间，又能够防止电池跌落损伤。另外，本实用新型实施例提供的电池模组，通过设置弹性固定结构，能够给予多个防跌落安全锂离子电池足够的膨胀空间，防止电池单体发生爆炸。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例的电池单体的整体结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例的电芯结构的整体示意图；
29.图3为本实用新型实施例的弧形缓冲板的结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例的多个弹性部件示意图；
31.图5a为本实用新型实施例的电池模组的整体结构的平面图；
32.图5b为本实用新型实施例的电池模组的整体结构的立体图；
33.图6为本实用新型实施例的一种电池模组在两个电池单体之间设置弹性固定结构的局部放大图；
34.图7本实用新型实施例的弹性固定结构示意图；
35.图8为本实用新型实施例的纵向固定结构的结构图；
36.图9为本实用新型实施例的第一挡板和第二挡板示意图；
37.图10为本实用新型实施例提供的闭合板示意图。
38.附图标号说明：
39.10、防跌落安全锂离子电池，1、电池壳体，2、电芯结构，11，第一弧形缓冲板，12、第二弧形缓冲板，13、第一空间，14、第二空间，15、弹性支撑柱，111、第一弧形部分， 112、第一平板，113、第一孔洞，123、第二孔洞，114、第三孔洞，124、第四孔洞，121、第一弧形部分，122、第二平板，30、电池模组，3、框体结构，31、第一挡板，32、第二挡板，311、第一闭合板，312、第二闭合板，321、第三闭合板，322、第四闭合板，313、第五孔洞，323、第六孔洞，314、第一支撑板，324、第二支撑板，4、弹性固定结构，41、横向连接部件，42、纵向固定部件，421、内心结构，422、外层结构。
具体实施方式
40.下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。
下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
41.请参阅图1至图4，本实用新型实施例提供一种防跌落安全锂离子电池10，该防跌落安全锂离子电池10包括：电池壳体1和电芯结构2，电池壳体1的上下内表面分别连接第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12，第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12分别与电池壳体1的上下内表面形成内部中空的第一空间13和内部中空的第二空间14，在第一空间13和第二空间14内分别设置有多个弹性支撑柱15即在第一空间13内，弹性支撑柱 15的高度在第一弧形缓冲板11的中心线位置最大，沿着中心线位置向着第一弧形缓冲板11的两侧高度依次降低，与第一弧形缓冲板11的弧度相匹配，第二空间14中的弹性支撑柱15的设置方式与第一空间13相同。通过在中空的第一空间13和中空的第二空间14的中部位置的弹性支撑柱15的高度大于位于中空的第一空间13和中空的第二空间14边缘的弹性支撑柱15，从而使得当受到电芯结构2挤压第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板 12时，第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12向电池壳体内表面压缩，使得第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12靠向电池壳体1内的一面与弹性支撑柱15相互接触，从而使第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12的表面为平面，既能够给与防跌落安全锂离子电池10足够膨胀的空间，又能够防止锂离子10电池跌落损伤。
42.在一些实施例中，第一弧形缓冲板11包括第一弧形部分111和设置在第一弧形部分两侧的第一平板112，通过两侧的第一平板112与电池壳体1连接；第二弧形缓冲板12包括第二弧形部分121和设置在第二弧形部分两侧的第二平板122，通过两侧的第二平板122 与电池壳体1连接，通过在第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12分别设置第一平板112 和第二平板122，通过两侧的第一平板112和两侧的第二平板122与电池壳体1内表面连接，增大了连接面积，使得第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12与电池壳体1的上下内表面连接更加牢固，另外，当受到电芯结构2挤压第一弧形部分111和第二弧形部分121 时，第一弧形部分111和第二弧形部分121向电池壳体1内表面压缩，使得第一弧形部分 111和第二弧形部分121靠向电池壳体1内的一面与弹性支撑柱15相互接触，从而使第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12的表面为平面，能够给与防跌落安全锂离子电池10 足够膨胀的空间。
43.在一些实施例中，多个弹性支撑柱15阵列式的分布在第一空间13和第二空间14内，多个弹性支撑柱15的高度分别沿着第一空间13和第二空间14的中部位置向两侧依次递减，多个弹性支撑柱15与电池壳体1的上下内表面固定连接，这样，避免第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12向着电池壳体1内表面压缩时，多个弹性支撑柱15发生移动。
44.在一些实施例中，第一弧形缓冲板11两侧的第一平板112与电池壳体1通过焊接、螺接或卡接的形式连接；第二弧形缓冲板12两侧的第二平板122与电池壳体1通过焊接、螺接或卡接的形式连接，避免电芯结构2膨胀时挤压第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12导致第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12移动。
45.在一些实施例中，第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12均为弹簧片结构，和/或第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12的第一弧形部分111和第二弧形部分121分别上设置有多个第一孔洞113和多个第二孔洞123，也可以在第一平板112和第二平板122上分别设
置有多个第三孔洞114和多个第四孔洞124，其中，多个第一孔洞113、多个第二孔洞123、多个第三孔洞114和多个第四孔洞124可以为圆形或者长条形，或者其他形状，此处不做具体限定；弹簧片结构能够增加第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12的弹性，通过设置多个第一孔洞113、多个第二孔洞123、多个第三孔洞114和多个第四孔洞124，能够提高防跌落安全锂离子电池10内部的热量流动，提高散热性能。
46.实施例二
47.如图5a、图5b以及图6至图10所示，本实用新型提供了一种电池模组30，该电池模组30包括：框体结构3、以及设置在框体结构3中的多个防跌落安全锂离子电池10，多个防跌落安全锂离子电池10安装在框体结构3中，优选的，还可以在相邻的两个防跌落安全锂离子电池10之间设置有多个弹性固定结构4，通过设置弹性固定结构4，能够给予多个防跌落安全锂离子电池10足够的膨胀空间，防止电池模组发生爆炸。
48.在一些实施例中，框体结构3包括：第一挡板31和第二挡板32，在第一挡板31长度方向的两端分别铰接有第一闭合板311和第二闭合板312，在第二挡板32长度方向的两端分别铰接有第三闭合板321和第四闭合板322，当第一闭合板311、第二闭合板312、第三闭合板321和第四闭合板322均闭合时围合而成框体结构3；第一闭合板311、第二闭合板312、第三闭合板321和第四闭合板322上分别设置有螺纹孔，当第一闭合板311、第二闭合板312、第三闭合板321和第四闭合板322闭合时，通过螺钉将第一闭合板311、第二闭合板312、第三闭合板321和第四闭合板322分别固定在第一挡板31或第二挡板 32上，提高框体结构3的牢固性；另外，通过设置多个闭合板，不仅减轻了该电池模组 20的重量，还提高了电池模组20的散热性能。
49.在一些实施例中，第一挡板31和第二挡板32上分别阵列式的连接有多个弹性固定结构4，第一挡板31上的多个弹性固定结构4与第二挡板32上固定连接的多个弹性固定结构4在水平方向上和竖直方向上保持一致，竖直方向上相邻两个弹性固定结构4之间的距离为防跌落安全锂离子电池10的宽度，用于对多个防跌落安全锂离子电池10进行限位和缓冲。
50.在一些实施例中，如图7所示，弹性固定结构4为十字结构，十字结构包括横向连接部件41和纵向固定部件42，横向连接部件41用于与第一挡板11或第二挡板12连接，固定部件42用于固定防跌落安全锂离子电池10，其中，如图8所示，固定部件42包括：内心结构421和外层结构422，外层结构422的柔软度大于内心结构421的柔软度。通过设置弹性固定结构4能够给予多个防跌落安全锂离子电池10足够的膨胀空间，防止电池模组30发生爆炸。
51.在一些实施例中，第一挡板31和第二挡板32分别设置有多个第五孔洞313和多个第六孔洞323；进一步的，如图10所示，第一挡板31和第二挡板32分别设置有第一支撑板 314和第二支撑板324，用于支撑多个防跌落安全锂离子电池10；第一支撑板314和第二支撑板324之间具有一定的距离，使得框体结构3的底部为半封闭式的结构。由于第一挡板31和第二挡板32分别设置有多个第五孔洞313和多个第六孔洞323，并且，框体结构 3的底部不采用全封闭的结构，这样也对电池模组30起到了极大的散热效果。
52.本实用新型提供的防跌落安全锂离子电池和电池模组，通过电池壳体1的上下内表面分别连接第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12，第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板 12分别与电池壳体1的上下内表面形成内部中空的第一空间13和内部中空的第二空间14，在第一空间13和第二空间14内分别设置有多个弹性支撑柱15，多个弹性支撑柱15阵列
式的分布在第一空间13和第二空间14内，多个弹性支撑柱15的高度分别沿着第一空间 13或第二空间14的中部位置向两侧依次递减。通过在中空的第一空间13和中空的第二空间14的中部位置的弹性支撑柱15的高度大于位于中空的第一空间13和第二空间14边缘的弹性支撑柱15，从而使得当受到电芯结构2挤压第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板 12时，第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12向电池壳体内表面压缩，使得第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12靠向电池壳体1内的一面与弹性支撑柱15相互接触，从而使第一弧形缓冲板11和第二弧形缓冲板12的表面为平面，既能够给与防跌落安全锂离子电池10足够膨胀的空间，又能够防止防跌落安全锂离子电池10跌落损伤。另外，本实用新型实施例提供的电池模组30，通过设置弹性固定结构4，能够给予多个防跌落安全锂离子电池10足够的膨胀空间，防止电池模组30发生爆炸。
53.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
54.本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
55.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。