壳体结构及具有其的电池的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种壳体结构及具有其的电池。


背景技术：

2.当前，方型电池由于其壳体的高安全性，市场比重最高。目前市场主流的方型壳体外观结构主流有两大类：常规一端出极柱的方型铝壳，一种两端出极柱的长壳体。传统一端出极柱的方型壳体以vda和meb系列最多。其顶侧由于盖板厚度、及保护极耳的塑胶件厚度较厚，导致顶侧大部分空间被浪费。同时传统铝壳在制作长电池时，盖板尺寸随之边长，盖板容易变形等问题突出，导致长电池制作不良率大幅增加。
3.在电池包体中，宽度或者长度方向的空间远多余高度方向的空间，传统顶侧出极柱的电池因为极柱盖板等占据大量空间，同时受制于电池长度尺寸，其在长度和宽度方向上的利用率也得不到充分发挥。如何尽可能利用宽度或者长度方向的空间显得尤为重要。
4.以比亚迪为代表的刀片电池就是对宽度和长度方向空间充分利用的最佳案例。其将极柱由传统的顶侧出极柱改为了侧边出极柱。把高度方向的空间充分利用的同时，将极柱位置放在过多的宽度或长度空间上，从而有效地提高电池包体的能量密度水平。
5.然而，刀片电池虽然在一定程度上提高了电池的空间利用效率，但是刀片电池在壳体与极组装配的过程中需要预留一定的空间用来安装极柱，仍然存在壳体内的空间的浪费，并且由于其尺寸过长，在制造过程中存在诸多难题，也导致其成本优势得不到有效发挥。此外，该类过长的电池仅能通过壳体两端进行操作，诸多性能问题也不能充分显现。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的在于提供一种壳体结构及具有其的电池，以解决现有技术中的电池的壳体内部空间不能充分利用的问题。
7.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种壳体结构，适用于电池，壳体结构包括：壳主体，壳主体具有用于容纳电池极组的安装腔体，壳主体上设置有与安装腔体连通的安装开口；安装板，安装板与安装开口相适配以安装在安装开口处；安装板用于安装极柱，以在将极柱安装在安装板上之后再将安装板安装在壳主体上。
8.进一步地，安装腔体为条形，安装开口设置在安装腔体的端部。
9.进一步地，安装腔体为矩形结构；沿安装腔体的高度方向，安装板的长度为壳主体的长度的三分之一至二分之一；和/或，沿安装腔体的高度方向，壳主体的长度与安装板的长度之差的取值范围为10mm至50mm。
10.进一步地，安装开口和安装板均为矩形，安装开口的尺寸和安装板的尺寸相适配。
11.进一步地，安装板上设置安装孔，极柱穿设在安装孔内；和/或安装板安装在安装开口处。
12.进一步地，壳主体还包括：底板；相对设置的两个主板体，两个主板体的底端均与
底板连接，两个主板体的顶端之间用于形成组装开口；顶板，顶板安装在组装开口处；底板、两个主板体和顶板用于围成安装腔体；其中，安装开口由两个主板体围成，或者安装开口设置在顶板或主板体上。
13.进一步地，壳主体还包括两个侧板，两个侧板分别为第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板分别位于安装腔体的延伸方向的两端；沿安装腔体的高度方向，第一侧板的长度小于第二侧板的长度，安装开口由两个主板体和第一侧板围成；电池具有两个极柱，安装板用于安装一个极柱，第二侧板上设置有用于安装另一个极柱的安装部。
14.进一步地，安装开口包括第一安装开口和第二安装开口，第一安装开口由两个主板体的侧边和第一侧板的顶端围成，第二安装开口两个主板体的侧边围成。
15.进一步地，主板体为矩形板，顶板的厚度的取值范围为0.3mm至2mm；；和/或主板体的高度为60mm至200mm；和/或主板体的长度为100mm至1500mm；和/或主板体的厚度为0.3mm至1mm；和/或主板体和底板的厚度的取值范围为0.3mm至1mm。
16.进一步地，壳体结构还包括防爆阀，防爆阀设置在顶板上；和/或顶板上设置有注液孔。
17.根据本实用新型的另一方面，提供了一种电池，包括壳体结构和设置在壳体结构内的电池极组，电池还包括：两个极柱，两个极柱中的一个设置在壳体结构的安装板上；两个极耳连接片，两个极耳连接片与两个极柱一一对应地连接，极耳连接片用于与电池极组的极耳连接。
18.应用本实用新型的技术方案，本技术的壳体结构适用于电池，壳体结构包括壳主体和安装板，壳主体具有用于容纳电池极组的安装腔体，壳主体上设置有与安装腔体连通的安装开口；安装板与安装开口相适配以安装在安装开口处；由于安装板用于安装极柱，这样，便可以将极柱安装在安装板上之后再将安装板安装在壳主体上。可见，通过本技术的电池的壳体结构，可将极柱先安装在安装板上，然后通过安装板将极柱先安装在壳主体的安装开口上之后，再将电池极组放入安装腔体内，这样，无需在壳主体内预留极柱的安装空间，从而能够充分利用电池壳体结构内的空间，进而提高了电池能量密度水平。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1示出了根据本实用新型的壳体结构的实施例的顶板具有多个防爆阀的爆炸图；
21.图2示出了根据本实用新型的壳体结构的实施例的顶板具有一个防爆阀的爆炸图；以及
22.图3示出了根据本实用新型的壳体结构的实施例的外观示意图。
23.其中，上述附图包括以下附图标记：
24.1、壳体结构；10、壳主体；100、安装腔体；101、安装开口；1011、第一安装开口；1012、第二安装开口；102、组装开口；110、极柱；111、安装板；120、极耳连接片；121、第一连接片；122、第二连接片；20、底板；11、主板体；30、顶板；40、防爆阀；50、侧板；51、第一侧板；
52、第二侧板；200、注液孔。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
26.在现有技术中，传统的方形电池采用顶侧出极柱，由于顶侧的盖板厚度，及保护极耳的塑胶件的厚度较厚，导致电池壳体顶侧的空间被浪费。虽然比亚迪的刀片电池解决了这个问题，但由于刀片电池在装配时是先将电池极组装入壳体的安装腔体内后，再安装极柱，这就需要给极柱预留一定的安装空间，也不能充分利用电池壳体内的空间，并且，刀片电池的长度较长，安装制造过程较为困难，进而造成了其生产的不良率较高，而且，刀片电池的防爆阀安装在沿壳体的延伸方向的两侧的侧板上，其操作空间较小，安全性能较差。
27.请参考图1至图3，本实用新型提供了一种壳体结构，适用于电池，壳体结构包括：壳主体10，壳主体10具有用于容纳电池极组的安装腔体100，壳主体10上设置有与安装腔体100连通的安装开口101；安装板111，安装板111与安装开口101相适配以安装在安装开口101处；安装板111用于安装极柱110，以在将极柱110安装在安装板111上之后再将安装板111安装在壳主体10上。
28.本技术的壳体结构适用于电池，壳体结构包括壳主体10和安装板111，壳主体10具有用于容纳电池极组的安装腔体100，壳主体10上设置有与安装腔体100连通的安装开口101；安装板111与安装开口101相适配以安装在安装开口101处；由于安装板111用于安装极柱110，这样，便可以将极柱110安装在安装板111上之后再将安装板111安装在壳主体10上。可见，通过本技术的电池的壳体结构，可将极柱110先安装在安装板111上，然后通过安装板111将极柱110先安装在壳主体10的安装开口101上之后，再将电池极组放入安装腔体100内，这样，无需在壳主体10内预留极柱110的安装空间，从而能够充分利用电池壳体结构内的空间，进而提高了电池能量密度水平。
29.在本技术的实施例中，安装腔体100为条形，安装开口101设置在安装腔体100的端部。
30.如图1和图2所示，安装腔体100为矩形结构；沿安装腔体100的高度方向，安装板111的长度为壳主体10的长度的三分之一至二分之一；和/或，沿安装腔体100的高度方向，壳主体10的长度与安装板111的长度之差的取值范围为10mm至50mm。
31.优选地，安装板111的长度可根据极柱110的空间进行设计。
32.在本技术的实施例中。安装开口101和安装板111均为矩形，安装开口101的尺寸和安装板111的尺寸相适配。
33.在第一种实现方式中，安装板111上设置安装孔，极柱110穿设在安装孔内，具体地，极柱110穿设在安装孔内后与安装板111焊接为一体结构；安装板111安装在安装开口101处，具体地，安装板111焊接在安装开口101上，以使安装板111与壳主体10形成一体结构。
34.在第二中实现方式中，安装板111上设置有用于穿设极柱110的安装孔，具体地，极柱110穿设在安装孔内后与安装板111焊接为一体结构。
35.在第三种实现方式中，安装板111安装在安装开口101处，安装板111焊接在安装开
口101上，以形成一体结构。
36.在本技术的实施例中，壳主体10包括：底板20；相对设置的两个主板体11，两个主板体11的底端均与底板20连接，两个主板体11的顶端之间用于形成组装开口102；顶板30，顶板30安装在组装开口102上，具体地，顶板30焊接在组装开口102处以形成一体结构；底板20、两个主板体11和顶板30用于围成安装腔体100；其中，安装开口101由两个主板体11围成，或者安装开口101设置在顶板30或主板体11上。
37.优选地，顶板30和组装开口102之间采用激光焊接。
38.具体地，组装开口102和安装开口101分别位于安装腔体100的相邻两个表面上。
39.优选地，顶板30的具体材料为铝。
40.具体地，各个主板体11均为矩形板。
41.如图1和图2所示，壳体结构包括两个侧板50，两个侧板50分别为第一侧板51和第二侧板52，第一侧板51和第二侧板52分别位于安装腔体100的延伸方向的两端；沿安装腔体100的高度方向，第一侧板51的长度小于第二侧板52的长度，安装开口101由两个主板体11和第一侧板51围成；电池具有两个极柱110，安装板111用于安装一个极柱110，第二侧板52上设置有用于安装另一个极柱110的安装部。
42.具体地，安装开口101包括第一安装开口1011和第二安装开口1012，第一安装开口1011由两个主板体11的侧边和第一侧板51的顶端围成，第二安装开口1012由两个主板体11的侧边围成，第一安装开口1011和第二安装开口1012设置在安装腔体100的相对两端。
43.在本技术的实施例中，第二安装开口1012为一个完全的开口，第二安装开口1012沿安装腔体100的高度方向的长度即为主板体11的高度，第二安装开口1012的大小与第二侧板52相适配，第一安装开口1011的面积小于第二安装开口1012的面积，安装板111安装在第一安装开口1011上，第二侧板52安装在第二安装开口1012上，安装板111和第二侧板52相对设置。
44.具体地，极柱110包括正极柱和负极柱，正极柱和负极柱中的一个设置在安装板111上，并通过安装板111安装在第一安装开口1011上，正极柱和负极柱中的另一个设置在第二侧板52上，并通过第二侧板52安装在第二安装开口1012上。
45.在第一种实现方式中，顶板30的厚度的取值范围为0.3mm至2mm；主板体11和底板20的厚度的取值范围为0.3mm至1mm；顶板30的长度的取值范围为100mm至1500mm；顶板30的宽度的取值范围为10mm至50mm。
46.在第二中实现方式中，顶板30的厚度的取值范围为0.3mm至2mm；或者主板体11和底板20的厚度的取值范围为0.3mm至1mm；或者顶板30的长度的取值范围为100mm至1500mm；或者顶板30的宽度的取值范围为10mm至50mm。
47.具体地，上述，顶板30的长度可以根据电池包体的宽度或长度空间及排列数进行设计，其宽度和厚度可以根据具体设计需求进行设计。
48.在本技术的实施例中，壳体结构还包括防爆阀40，防爆阀40设置在顶板30上；和/或顶板30上设置有注液孔200。
49.如图1至图3所示，电池壳体结构的两个侧板50的面积均小于顶板30的面积，将防爆阀40和注液孔200设置在顶板30上，增加了防爆阀40的开阀空间和开阀几率，从而大大提高了电池的安全性能。
50.优选地，如图1和图2所示，防爆阀40可以根据电池的总长度设置一个或者多个防爆阀40，为电池安全提供多个开发区间，提高电池的安全性能。
51.具体地，当防爆阀40为一个时，应设置一个较大的防爆阀，防爆阀40设置在顶板30的中间，并且注液孔200与防爆阀40沿顶板30的延伸方向间隔设置；当防爆阀40为多个时，多个防爆阀40沿顶板30的延伸方向间隔设置，注液孔200设置在相邻的两个防爆阀40之间。
52.在本技术的实施例中，主板体11为矩形板，优选地，主板体11的高度为60mm至200mm；和/或主板体11的长度为100mm至1500mm；和/或主板体11的厚度为0.3mm至1mm。
53.具体地，可以根据电池包体的高度空间对主板体11的高度进行设计，可以根据电池包体的长度或宽度空间及排列数设计主板体11的长度，主板体11的厚度可根据实际需求设计。
54.本实用新型还提供了一种电池，包括壳体结构1和设置在壳体结构1内的电池极组，电池还包括：两个极柱110，两个极柱110中的一个设置在壳体结构1的安装板111上，两个极柱110中的另一个设置在第二侧板52上；两个极耳连接片120，两个极耳连接片120与两个极柱110一一对应地连接，极耳连接片120用于与电池极组的极耳连接。
55.具体地，电池极组包括电池极组主体和两个极耳，两个极耳沿电池极组的延伸方向间隔设置，两个极耳均相对于电池极组主体可弯折地设置。
56.具体地，各个极耳连接片120均包括第一连接片121和第二连接片122，第一连接片121的至少部分与第二连接片122相连接，或者第一连接片121与第二连接片122连接，第一连接片121和第二连接片122可弯折地连接。
57.如图1所示，第一连接片121延其延伸方向的一端与安装板111或第二侧板52连接，第二连接片122设置在第一连接片121远离安装板111的一侧，或者第一连接片121和第二连接片122共用一条侧边连接。
58.在本技术的实施例的具体实施过程中，第一连接片121先跟安装板111或第二侧板52进行预焊，安装板111再与安装开口101进行安装，其中，与安装板111相连接的极耳连接片120位于安装腔体100内，并紧贴在侧板50上，在两侧的安装板111和第二侧板52与极耳连接片120均安装好之后，将电池极组放入安装腔体100内，这样的安装方式可以减小生产过程中的不良率；然后，再将电池极组的各个极耳与各个第二连接片122一一对应地连接后，各个极耳和各个极耳连接片120紧贴电池极组的沿其延伸方向的两个侧面。
59.综上，在本技术的壳体结构的两侧采用可弯折的极耳和可弯折的极耳连接片120可以在一定程度上尽可能地压缩电池极组在长度方向的空间，从而提高了电池壳体的安装腔体100的空间利用率。
60.优选地，第一连接片121与安装板111可以铆接或者激光焊接；极耳和第二连接片122采用超声焊接。
61.在本技术的实施例中，，在极耳和壳体结构的侧板50之间设置有薄薄的一层绝缘塑胶件，优选地，本技术可采用绝缘胶带对极耳连接片120进行包裹以达到绝缘的目的，避免极耳连接片120与侧边壳体的短接，这样，通过使用绝缘胶带包裹，无需全侧边使用绝缘塑胶件，从而大大提高了电池安装腔体100的长度和高度方向的空间利用率。
62.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
63.本技术的壳体结构适用于电池，壳体结构包括壳主体10和安装板111，壳主体10具
有用于容纳电池极组的安装腔体100，壳主体10上设置有与安装腔体100连通的安装开口101；安装板111与安装开口101相适配以安装在安装开口101处；由于安装板111用于安装极柱110，这样，便可以将极柱110安装在安装板111上之后再将安装板111安装在壳主体10上。可见，通过本技术的电池的壳体结构，可将极柱110先安装在安装板111上，然后通过安装板111将极柱110先安装在壳主体10的安装开口101上之后，再将电池极组放入安装腔体100内，这样，无需在壳主体10内预留极柱110的安装空间，从而能够充分利用电池壳体结构内的空间，进而提高了电池能量密度水平，并且，在两侧的安装板111和第二侧板52与分别极耳连接片120均安装好之后，再将电池极组放入安装腔体100内，这样的安装方式可以减小生产过程中的不良率。
64.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。