电芯和电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种电芯和电池模组。


背景技术：

2.相关技术中，随着电池的充放电次数增加，电芯内部会发生不可逆的负反应，并产生大量气体，使得电芯壳体内部气压会不断升高。方形电芯和圆柱电芯一般采用防爆阀来降低内部气压，而软包电芯无防爆阀结构，当电芯老化后，铝塑膜膨胀，直致破裂，而在此期间电芯内部一直处于电路连接状态，可能会产生短路、失控等风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种电芯，旨在能够实现电芯老化检测和断电保护功能，提升使用安全性。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的电芯，包括：
5.壳体，具有一端敞口的容纳腔；
6.端盖组件，包括盖设于所述敞口的盖板，以及与所述盖板连接的极柱；
7.电芯本体，设于所述容纳腔内，所述电芯本体包括极耳；以及
8.导电件，可活动地设于所述容纳腔内，所述导电件具有将所述极柱与所述极耳电连接的第一位置，以及将所述极柱与所述极耳断开电连接的第二位置；所述导电件能够在所述壳体内气压升高到预设气压值时由所述第一位置运动至所述第二位置。
9.在其中一个实施例中，所述端盖组件还包括顶板和压敏元件，所述顶板相对且间隔设置于所述盖板靠近所述容纳腔的一侧，所述压敏元件设于所述顶板和所述盖板之间，所述导电件与所述顶板连接；所述压敏元件能够在所述壳体内气压升高到预设气压值时产生弹性形变，以使所述导电件由所述第一位置切换至所述第二位置。
10.在其中一个实施例中，所述压敏元件采用柔性橡胶材质制成。
11.在其中一个实施例中，所述端盖组件还包括与所述顶板连接的连接杆，所述导电件与所述连接杆连接。
12.在其中一个实施例中，所述极柱靠近所述极耳的一端连接有极柱连接片，所述极耳连接有极耳引脚；所述导电件在所述第一位置，所述极柱经由所述极柱连接片与所述导电件电接触，所述极耳经由所述极耳引脚与所述导电件电接触；所述导电件在所述第二位置，所述极耳引脚与所述导电件相分离。
13.在其中一个实施例中，所述极柱连接片包括相互连接的第一连接部和第一折弯部，所述第一连接部与所述极柱连接，所述第一连接部沿横向延伸设置，所述第一折弯部自所述第一连接部的一端朝背离所述盖板的一侧折弯延伸；所述极耳引脚包括相互连接的第二连接部和第二折弯部，所述第二连接部与所述极耳连接，所述第二连接部沿横向延伸设置，所述第二折弯部自所述第二连接部的一端朝靠近所述盖板的一侧折弯延伸；所述导电件设于所述第一折弯部和所述第二折弯部之间。
14.在其中一个实施例中，所述导电件包括盒体和设于所述盒体内的导电浆料；所述导电件在所述第一位置，所述极柱连接片和所述极耳引脚均插入至所述导电浆料内；所述导电件在所述第二位置，所述极耳引脚与所述导电浆料相分离。
15.在其中一个实施例中，所述极柱包括正极柱和负极柱，所述极耳包括正极耳和负极耳；所述正极耳与所述正极柱之间通过所述导电件可分离地电连接；和/或，所述负极耳与所述负极柱之间通过所述导电件可分离地电连接。
16.在其中一个实施例中，所述电芯为软包电芯、圆柱电芯和方形电芯中的任意一种。
17.本实用新型还提出一种电池模组，包括如上所述的电芯。
18.本实用新型的技术方案通过在容纳腔内设有导电件，导电件可在第一位置和第二位置之间进行运动。在第一状态时(也即电芯正常工作时)，导电件处于第一位置，通过导电件将极耳与极柱电连接，从而实现电芯内部电路导通，以保证电芯的正常工作。在第二状态时(也即当电芯老化时)，会产生大量的气体，使得壳体内部的气压上升，在气压作用下，导电件从第一位置运动至第二位置，在第二位置时，极柱与极耳断开电连接，使得电芯内部电连接被切断，电芯停止充放电，电芯负反应也停止进行，防止电芯进一步老化，并且极耳与极柱断开电连接后，电芯与外电路断开连接，从而能够中断热失控中电能释放的能量，避免产生短路、失控风险。本实用新型的技术方案能够实现电芯老化检测和断电保护功能，提升使用安全性。
附图说明
19.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示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型电芯一实施例的剖面结构示意图；
21.图2为图1中电芯第一状态时的局部结构示意图；
22.图3为图1中电芯第二状态时的局部结构示意图。
23.附图标号说明：
24.标号名称标号名称10壳体25连接杆101容纳腔26极柱连接片21盖板30电芯本体22极柱31极耳23顶板32极耳引脚24压敏元件40导电件
25.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.本实用新型提出一种电芯。
30.请参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，该电芯包括壳体10、端盖组件、电芯本体30和导电件40。所述壳体10具有一端敞口的容纳腔101；所述端盖组件包括盖设于所述敞口的盖板21，以及与所述盖板21连接的极柱22；所述电芯本体30设于所述容纳腔101内，所述电芯本体30包括极耳31；所述导电件40可活动地设于所述容纳腔101内；所述导电件40具有将所述极柱22与所述极耳31电连接的第一位置，以及将所述极柱22与所述极耳31断开电连接的第二位置；所述导电件40能够在所述壳体10内气压升高到预设气压值时由所述第一位置运动至所述第二位置。
31.具体地，壳体10具有一端敞口的容纳腔101，容纳腔101用于容置电芯本体30，壳体10的形状可根据电芯本体30的形状进行设置，例如可为方形、圆柱形等等。端盖组件包括盖板21和极柱22，盖板21固定于壳体10的敞口端以对该敞口进行封盖，极柱22与盖板21连接固定，极柱22的一端穿出于盖板21外侧，另一端伸入至容纳腔101内。电芯本体30设置于壳体10的容纳腔101内，电芯本体30的一侧凸设有极耳31。导电件40可活动地设于容纳腔101内，例如，导电件40可通过弹性伸缩结构可活动地连接于盖板21靠近容纳腔101的一侧，或者，导电件40也可与壳体10的内壁面活动连接，只要保证导电件40在气压作用下能够在第一位置和第二位置之间进行切换即可。具体而言，当电芯老化时，会产生大量的气体，而壳体10的容纳腔101属于一个相对密闭的空间，当气体达到一定的量时，壳体10内部的气压值升高，当升高到预设气压值时便能够推动导电件40由第一位置运动至第二位置。可以理解的是，导电件40可作为极柱22和极耳31进行电连接的桥梁；当导电件40处于第一位置时，极柱22和极耳31分别与导电件40电接触，从而实现极柱22与极耳31的电连接；当导电件40处于第二位置时，极柱22和极耳31的至少一者与导电件40相分离，从而使极柱22与极耳31断开电连接。
32.本实用新型的技术方案通过在容纳腔101内设有导电件40，导电件40可在第一位置和第二位置之间进行运动。如图2所示，在第一状态时(也即电芯正常工作时)，导电件40处于第一位置，通过导电件40将极耳31与极柱22电连接，从而实现电芯内部电路导通，以保证电芯的正常工作。如图3所示，在第二状态时(也即当电芯老化时)，会产生大量的气体，使
得壳体10内部的气压上升，在气压作用下，导电件40从第一位置运动至第二位置，在第二位置时，极柱22与极耳31断开电连接，使得电芯内部电连接被切断，电芯停止充放电，电芯负反应也停止进行，防止电芯进一步老化，并且极耳31与极柱22断开电连接后，电芯与外电路断开连接，从而能够中断热失控中电能释放的能量，避免产生短路、失控风险。本实用新型的技术方案能够实现电芯老化检测和断电保护功能，提升使用安全性。
33.如图1所示，在其中一个实施例中，所述端盖组件还包括顶板23和压敏元件24，所述顶板23相对且间隔设置于所述盖板21靠近所述容纳腔101的一侧，所述压敏元件24设于所述顶板23和所述盖板21之间，所述导电件40与所述顶板23连接；所述压敏元件24能够在所述壳体10内气压升高到预设气压值时产生弹性形变，以使所述导电件40由所述第一位置切换至所述第二位置。
34.在本实施例中，压敏元件24是指对外部压力敏感，在外部压力作用下能够产生弹性变形的元件。通过在顶板23和盖板21之间设有压敏元件24，如图2所示，在第一状态时，压敏元件24处于自然伸展状态，此时导电件40处于第一位置。如图3所示，在第二状态时，电芯老化后，壳体10内部的气压上升，在气压作用下，顶板23受到向上的推力而向上移动，进而使压敏元件24受挤压变形，在此过程中，导电件40也随着顶板23由第一位置向上运动至第二位置，在第二位置，导电件40与极耳31相分离，从而使得极柱22与极耳31断开电连接。通过盖板21、压敏元件24和顶板23相配合的方式实现导电件40在第一位置和第二位置之间的运动，整体结构简单。
35.考虑到电芯内部环境复杂，压敏元件24一般采用绝缘的非金属材质制成，并且需要有较好的耐腐蚀性。可选地，所述压敏元件24采用柔性橡胶材质制成。
36.在其中一个实施例中，所述端盖组件还包括与所述顶板23连接的连接杆25，所述导电件40与所述连接杆25连接。具体地，在本实施例中，连接杆25自顶板23远离端板的一侧向下延伸设置，连接杆25的一端与顶板23连接，导电件40连接于连接杆25远离顶板23的一端。通过连接杆25实现顶板23与导电件40之间的连接，如此，在不增加顶板23厚度的情况下，使得导电件40能够尽可能地靠近极耳31设置。
37.为了便于极柱22与极耳31之间实现电连接，在其中一个实施例中，所述极柱22靠近所述极耳31的一端连接有极柱连接片26，所述极耳31连接有极耳引脚32；如图2所示，所述导电件40在所述第一位置，所述极柱22经由所述极柱连接片26与所述导电件40电接触，所述极耳31经由所述极耳引脚32与所述导电件40电接触；如图3所示，所述导电件40在所述第二位置，所述极耳引脚32与所述导电件40相分离。
38.在本实施例中，极柱22的底端设有极柱连接片26，极耳31的顶端设有极耳引脚32。极柱22、极柱连接片26、极耳31和极耳引脚32均采用导电的金属材质制成。当导电件40处于第一位置时，极柱连接片26和极耳引脚32分别与导电件40电接触，进而使得极柱22与极耳31电连接。当壳体10内部气压升高时，导电件40运动至第二位置，此时极耳引脚32与导电件40相分离，从而使得极柱22与极耳31断开电连接。可选地，极柱连接片26通过焊接的方式与极柱22固定连接，极耳引脚32通过焊接的方式与极耳31固定。
39.如图2所示，在其中一个实施例中，所述极柱连接片26包括相互连接的第一连接部和第一折弯部，所述第一连接部与所述极柱22连接，所述第一连接部沿横向延伸设置，所述第一折弯部自所述第一连接部的一端朝背离所述盖板21的一侧折弯延伸；所述极耳引脚32
包括相互连接的第二连接部和第二折弯部，所述第二连接部与所述极耳31连接，所述第二连接部沿横向延伸设置，所述第二折弯部自所述第二连接部的一端朝靠近所述盖板21的一侧折弯延伸；所述导电件40设于所述第一折弯部和所述第二折弯部之间。
40.在本实施例中，极柱连接片26和极耳引脚32均呈l型结构设置。极柱连接片26的第一连接部沿横向延伸设置并固定于极柱22的底端，使得极柱连接片26与极柱22之间能够形成良好的电连接，极柱连接片26的第一折弯部相对第一连接部向下折弯延伸，以便与导电件40进行电接触。极耳引脚32的第二连接部沿横向延伸设置并固定于极耳31的顶端，使得极耳引脚32与极耳31之间能够形成良好的电连接，极耳引脚32的第二折弯部相对第二连接部向上折弯延伸，以便与导电件40进行电接触。当导电件40向上运动至第二位置时，第二折弯部可与导电件40相分离。
41.为了保证极耳31与极柱22之间的电连接的可靠性，在其中一个实施例中，所述导电件40包括盒体和设于所述盒体内的导电浆料；所述导电件40在所述第一位置，所述极柱连接片26和所述极耳引脚32均插入至所述导电浆料内；所述导电件40在所述第二位置，所述极耳引脚32与所述导电浆料相分离。
42.在本实施例中，导电浆料为采用导电粉末制成的糊状浆料，具有一定的粘度和流动性。在正常状态下，导电件40处于第一位置，此时，极柱连接片26和极耳31连接片均插置于导电浆料内，通过导电浆料实现极柱连接片26和极耳引脚32的电连接，进而将极柱22与极耳31导通。当壳体10内气压升高时，导电件40处于第二位置，此时，极耳引脚32从导电浆料中抽离，使得极柱连接片26与极耳引脚32断开电连接，进而将极柱22与极耳31断开电连接。在本实施例中，通过糊状的导电浆料实现极柱连接片26和极耳引脚32的电连接，由于导电浆料具有一定的粘度和流动性，在第一位置时，导电浆料能够包裹于极柱连接片26和极耳引脚32的外围，从而实现良好的电接触，避免发生接触不良的现象。
43.可以理解的是，电芯一般包括正负两个极柱22以及正负两个极耳31，只要在电芯内部气压升高时，通过上述的导电件40将其中至少一个极耳31与对应的极柱22断开电连接即可。
44.在其中一个实施例中，所述极柱22包括正极柱和负极柱，所述极耳31包括正极耳和负极耳；所述正极耳与所述正极柱之间通过所述导电件40可分离地电连接；如此，当电芯内部气压升高时，导电件40运动至第二位置，以将正极柱与正极耳断开电连接。或者，所述负极耳与所述负极柱之间通过所述导电件40可分离地电连接；如此，当电芯内部气压升高时，导电件40运动至第二位置，以将负极柱与负极耳断开电连接。或者，所述正极耳与所述正极柱之间通过所述导电件40可分离地电连接，所述负极耳与所述负极柱之间通过另一所述导电件40可分离地电连接；如此，当电芯内部气压升高时，两个导电件40均运动至第二位置，以将正极柱与正极耳断开电连接，负极柱与负极耳断开电连接。
45.在上述实施例的基础上，所述电芯为软包电芯、圆柱电芯和方形电芯中的任意一种。例如，电芯为软包电芯，软包电芯无防爆阀结构，当电芯老化后，壳体10内部气压升高，导电件40运动至第二位置，使极耳31与极柱22断开连接，从而实现老化检测、断电保护功能。当然，电芯也可为圆柱电芯和方芯电芯，在圆柱电芯或方芯电芯的防爆阀开启之前，导电件40运动至第二位置，使极耳31与极柱22断开连接，防止进一步发生负反应。
46.本实用新型还提出一种电池模组，该电池模组包括电芯，该电芯的具体结构参照
上述实施例，由于本电池模组采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
47.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种电芯，其特征在于，包括：壳体，具有一端敞口的容纳腔；端盖组件，包括盖设于所述敞口的盖板，以及与所述盖板连接的极柱；电芯本体，设于所述容纳腔内，所述电芯本体包括极耳；以及导电件，可活动地设于所述容纳腔内，所述导电件具有将所述极柱与所述极耳电连接的第一位置，以及将所述极柱与所述极耳断开电连接的第二位置；所述导电件能够在所述壳体内气压升高到预设气压值时由所述第一位置运动至所述第二位置。2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述端盖组件还包括顶板和压敏元件，所述顶板相对且间隔设置于所述盖板靠近所述容纳腔的一侧，所述压敏元件设于所述顶板和所述盖板之间，所述导电件与所述顶板连接；所述压敏元件能够在所述壳体内气压升高到预设气压值时产生弹性形变，以使所述导电件由所述第一位置切换至所述第二位置。3.如权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述压敏元件采用柔性橡胶材质制成。4.如权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述端盖组件还包括与所述顶板连接的连接杆，所述导电件与所述连接杆连接。5.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极柱靠近所述极耳的一端连接有极柱连接片，所述极耳连接有极耳引脚；所述导电件在所述第一位置，所述极柱经由所述极柱连接片与所述导电件电接触，所述极耳经由所述极耳引脚与所述导电件电接触；所述导电件在所述第二位置，所述极耳引脚与所述导电件相分离。6.如权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述极柱连接片包括相互连接的第一连接部和第一折弯部，所述第一连接部与所述极柱连接，所述第一连接部沿横向延伸设置，所述第一折弯部自所述第一连接部的一端朝背离所述盖板的一侧折弯延伸；所述极耳引脚包括相互连接的第二连接部和第二折弯部，所述第二连接部与所述极耳连接，所述第二连接部沿横向延伸设置，所述第二折弯部自所述第二连接部的一端朝靠近所述盖板的一侧折弯延伸；所述导电件设于所述第一折弯部和所述第二折弯部之间。7.如权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述导电件包括盒体和设于所述盒体内的导电浆料；所述导电件在所述第一位置，所述极柱连接片和所述极耳引脚均插入至所述导电浆料内；所述导电件在所述第二位置，所述极耳引脚与所述导电浆料相分离。8.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极柱包括正极柱和负极柱，所述极耳包括正极耳和负极耳；所述正极耳与所述正极柱之间通过所述导电件可分离地电连接；和/或，所述负极耳与所述负极柱之间通过所述导电件可分离地电连接。9.如权利要求1至8任意一项所述的电芯，其特征在于，所述电芯为软包电芯、圆柱电芯和方形电芯中的任意一种。10.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的电芯。

技术总结
本实用新型公开一种电芯和电池模组，该电芯包括：壳体，具有一端敞口的容纳腔；端盖组件，包括盖设于所述敞口的盖板，以及与所述盖板连接的极柱；电芯本体，设于所述容纳腔内，所述电芯本体包括极耳；以及导电件，可活动地设于所述容纳腔内，所述导电件具有将所述极柱与所述极耳电连接的第一位置，以及将所述极柱与所述极耳断开电连接的第二位置；所述导电件能够在所述壳体内气压升高到预设气压值时由所述第一位置运动至所述第二位置。本实用新型的技术方案能够实现电芯老化检测和断电保护功能，提升使用安全性。提升使用安全性。提升使用安全性。


技术研发人员：张文琦 王燕乐 刘安龙
受保护的技术使用者：广州小鹏汽车科技有限公司
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2023/2/9