【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池，尤其涉及一種電芯組件、電池模組、電池包、用電裝置和用于制造電芯組件的方法。
技術介紹
1、電池模組通常包括一個或多個電芯。在電池模組的充電過程中，電芯發生膨脹的現象普遍存在。這一現象不僅影響電池模組的結構穩定性，還可能對電芯的性能和壽命造成不利影響。為了有效抑制電芯在充電過程中的膨脹，當前普遍采用諸如鋁合金、鋼等金屬材料作為電芯的外殼或約束結構來限制電芯的膨脹。
2、然而，現有的利用金屬材料來限制電芯膨脹的方案具有電芯成組效率降低的問題。具體來說，引入金屬結構件將極大地增加電芯模組的整體重量，使得在相同重量下能夠安裝的電芯數量減少，導致電池模組的能量密度和整體性能的下降。
3、因此，本申請旨在解決的問題是：如何在抑制電芯膨脹的同時，避免引入過多的金屬結構件，提高電芯的成組效率和電池模組的能量密度。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，本申請提供了一種電芯組件、電池模組、電池包、用電裝置和用于制造電芯組件的方法。
2、根據本申請的第一方面，提供了一種電芯組件，包括電芯、繞于電芯的外側的固定結構件以及彈性件；其中，彈性件布置在固定結構件與電芯之間，用于緩沖電芯在充電過程中所產生的膨脹。
3、本申請實施例的技術方案中，彈性件是通過具有一定形變能力的材料實現的。在充電過程中電芯發生膨脹時，彈性件可被電芯壓縮，以抵消膨脹帶來的體積變化；在充電結束后電芯體積恢復時，彈性件可配合電芯的體積減小而回彈，保持電芯組件的整體體積保持不變。繞于
4、在一些實施例中，固定結構件包括絲或帶，該絲或帶由電芯的底部張緊地纏繞至電芯的頂部，以對電芯和彈性件進行壓縮收緊。通過絲或帶的纏繞來實現固定結構件，可以適配不同尺寸或形狀的電芯。通過將絲或帶張緊地纏繞至電芯外側，一方面可以使電芯組件結構保持緊湊，另一方面可以使固定結構件具有一定的抗剪切強度和硬度，從而有利于保護電芯組件的內部結構。
5、在一些實施例中，固定結構件由碳纖維絲或玻璃纖維組成。碳纖維或玻璃纖維材料具有高抗拉強度、輕質、耐高溫和耐磨損的特點，能夠顯著提升電芯組件的結構強度和穩定性，而無需大幅增加整體重量。特別地，碳纖維絲和玻璃纖維具有良好的可塑性和可編織性，能夠靈活適應各種形狀的電芯，有利于實現所期望的纏繞。
6、在一些實施例中，固定結構件在纏繞至電芯后涂敷有膠粘劑，以在膠粘劑固化的情形下使固定結構件保持張緊力，使得彈性件與電芯緊密地貼合。
7、本申請實施例的技術方案中，膠粘劑是可固化膠粘劑，例如可以是環氧樹脂或丙烯酸酯或聚氨酯膠或厭氧膠或光固化膠，或者本領域技術人員能夠想到的其他可固化的膠粘劑。本文所述的膠粘劑在固化前是具有一定流動性的流體，并且膠粘劑在固化后形成剛性結構。應理解的是，膠粘劑在固化后與固定結構件緊密結合，形成一個類似于“硬化外殼”的不可分割的整體結構，所形成的整體結構具有抗剪切能力和抗形變能力，有利于保護電芯組件內部的構造免受外界環境的損害。舉例來說，固化后形成的整體結構能夠在一定程度上降低水分或灰塵或腐蝕性物質滲透進入電芯組件內部危害電芯的可能性，從而延長電芯組件的使用壽命。
8、通過上述固化，一方面能夠長時間保持固定結構件的張緊力，增強固定結構件的機械穩定性和耐久性；另一方面通過從外側壓縮和收緊，使得彈性件通過與電芯保持貼合從而更加靈敏地吸收/補償電芯的膨脹/收縮。進一步地，固定結構件在膠粘劑固化后可形成剛性的結構，從而能夠限制電芯的過度膨脹。
9、在一些實施例中，固定結構件沿著電芯的長度方向纏繞以形成具有多個匝數的固定結構件組，并且固定結構件組的相鄰匝之間具有第一間距。通過這種設計，可以使得電芯膨脹引起的電芯表面應力分布更加均勻，降低電芯出現局部破裂或其他結構性損害的風險。通過設置第一間距，為彈性件提供了形變的空間，使得固定結構件在涂敷膠粘劑并固化后，彈性件仍然可以良好地吸收/補償電芯的膨脹/收縮。
10、在一些實施例中，第一間距具有固定值或者所述第一間距沿著電芯的長度方向由電芯的中部至電芯的邊緣逐漸減小。通過將第一間距設定為固定值，可以提供均勻的束縛力，并使得制造工藝變得簡單。在一些實施例中，將第一間距設定為由電芯的中部至電芯的邊緣逐漸減小，這是由于電芯中間部分的膨脹幅度大于兩側，采用這樣的設計可以防止由于固定結構件壓縮過緊而損害電芯。
11、在一些實施例中，彈性件包括泡棉，且彈性件設置成具有與電芯的頂部和底部相同的形狀。應理解的是，所述的電芯的頂部和底部是指電芯的所有外表面中相對最大的彼此相對的兩個表面，并且電芯的頂部和底部是電芯膨脹幅度最大的兩個表面。采用這樣的設計可以使得彈性件貼合并覆蓋電芯的整個頂部和底部，改善彈性件對電芯膨脹的緩沖效果。
12、根據本申請的第二方面，提供了一種電池模組，包括箱體和至少一個上述實施例中的電芯組件。箱體用于支撐和固定電芯組件，并為一個或多個電芯組件提供封裝。可選地，多個電芯組件可以以并聯連接或串聯連接的方式布置在箱體內。這樣的電池模組能夠提供如上文關于電芯組件描述的優點，為了簡潔起見，不再贅述。
13、根據本申請的第三方面，提供了一種電池包，包括上述實施例中的電池模組。電池包內可集成一個或多個電池模組。電池包可以用于提供更大的電能儲存容量和輸出功率。舉例來說，電池包可以包括電池管理系統(bms)、冷卻系統、外殼和連接器，以監控電池模組的正常運行并提供所期望的電能輸出。應理解的是，電池包是高集成度的電池系統，能夠根據需要提供電能或儲存電能。這樣的電池包能夠提供如上文關于電芯組件描述的優點，為了簡潔起見，不再贅述。
14、根據本申請的第四方面，提供了一種用電裝置，包括上述實施例中的電池包，電池包用于提供電能。用電裝置例如可以是汽車、大型作業平臺、便攜式數碼產品或電力網絡。這樣的用電裝置能夠提供如上文關于電芯組件描述的優點，為了簡潔起見，不再贅述。
15、根據本申請的第五方面，提供了一種用于制造電芯組件的方法，包括：提供電芯；將彈性件附接到電芯的頂部和底部，彈性件用于緩沖電芯在充電過程中所產生的膨脹；以及將固定結構件纏繞于電芯的周圍外側，使得彈性件布置在固定結構件與電芯之間。這樣的用于制造電芯組件的方法能夠提供如上文關于電芯組件描述的優點，為了簡潔起見，不再贅述。
16、在一些實施例中，用于制造電芯組件的方法還包括：將膠粘劑涂敷至固定結構件，以在膠粘劑固化的情形下使固定結構件保持張緊力，使得彈性件與電芯緊密地貼合。這樣的用于制造電芯組件的方法能夠提供如上文關于電芯組件描述的優點，為了簡潔起見，不再贅述。
17、在一些實施例中，固定結構件包括絲或帶，其中，用于制造電芯組件的方法還包括：在將固定結構件纏繞于電芯的周圍外側之前，通過輸送裝本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電芯組件，包括：
2.根據權利要求1所述的電芯組件，其中，所述固定結構件包括絲或帶，所述絲或帶由所述電芯的底部張緊地纏繞至所述電芯的頂部，以對所述電芯和所述彈性件進行壓縮收緊。
3.根據權利要求1或2所述的電芯組件，其中，所述固定結構件由碳纖維絲或玻璃纖維組成。
4.根據權利要求2所述的電芯組件，其中，所述固定結構件在纏繞至所述電芯后涂敷有膠粘劑，以在所述膠粘劑固化的情形下使所述固定結構件保持張緊力，使得所述彈性件與所述電芯緊密地貼合。
5.根據權利要求2所述的電芯組件，其中，所述固定結構件沿著所述電芯的長度方向纏繞以形成具有多個匝數的固定結構件組，并且所述固定結構件組的相鄰匝之間具有第一間距。
6.根據權利要求5所述的電芯組件，其中，所述第一間距具有固定值或者所述第一間距沿著所述電芯的長度方向由所述電芯的中部至所述電芯的邊緣逐漸減小。
7.根據權利要求1所述的電芯組件，其中，所述彈性件包括泡棉，且所述彈性件設置成具有與所述電芯的頂部和底部相同的形狀。
8.一種電池模組，包括箱體和至少一個
9.一種電池包，包括根據權利要求8所述的電池模組。
10.一種用電裝置，包括根據權利要求9所述的電池包，所述電池包用于提供電能。
11.一種用于制造電芯組件的方法，包括：
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述方法還包括：
13.根據權利要求11或12所述的方法，其中，所述固定結構件包括絲或帶，其中，所述方法還包括：
14.根據權利要求12所述的方法，其中，所述涂敷是在將所述固定結構件纏繞于所述電芯的周圍外側之前進行的，其中所述膠粘劑通過涂敷裝置涂敷至所述固定結構件。
15.根據權利要求12所述的方法，其中，所述涂敷是在將所述固定結構件纏繞于所述電芯的周圍外側之后進行的。
16.根據權利要求12所述的方法，其中，所述方法還包括：在所述膠粘劑固化之前，通過壓緊裝置對所述電芯組件施加壓力，并且在所述膠粘劑固化之后，將所述壓緊裝置與所述電芯組件分離。
...【技術特征摘要】
1.一種電芯組件，包括：
2.根據權利要求1所述的電芯組件，其中，所述固定結構件包括絲或帶，所述絲或帶由所述電芯的底部張緊地纏繞至所述電芯的頂部，以對所述電芯和所述彈性件進行壓縮收緊。
3.根據權利要求1或2所述的電芯組件，其中，所述固定結構件由碳纖維絲或玻璃纖維組成。
4.根據權利要求2所述的電芯組件，其中，所述固定結構件在纏繞至所述電芯后涂敷有膠粘劑，以在所述膠粘劑固化的情形下使所述固定結構件保持張緊力，使得所述彈性件與所述電芯緊密地貼合。
5.根據權利要求2所述的電芯組件，其中，所述固定結構件沿著所述電芯的長度方向纏繞以形成具有多個匝數的固定結構件組，并且所述固定結構件組的相鄰匝之間具有第一間距。
6.根據權利要求5所述的電芯組件，其中，所述第一間距具有固定值或者所述第一間距沿著所述電芯的長度方向由所述電芯的中部至所述電芯的邊緣逐漸減小。
7.根據權利要求1所述的電芯組件，其中，所述彈性件包括泡棉，且所述彈性件設置成具有與所述電芯的頂部和底部相同的形狀。
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳霖，袁承超，
申請(專利權)人：深圳欣界能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。