2025年9月7日,宁德时代在德国慕尼黑举办新品发布会,全球首次推出电池领域最高安全等级的NP3.0技术平台,并正式发布首款搭载该技术的磷酸铁锂动力电池产品——神行Pro。NP3.0包含的很多技术要素,比如阻燃电解液,防火喷涂层,阻燃安全隔膜等,这些CATL之前在其他的发布会和其他活动中,都有展示。但是此次的NP技术中,有个技术要素很有意思,CATL称之为WAVE电芯,这种电芯安全装置是基于如下图所示的电芯上盖呈现中间凹下去的设计。

宁德时代Wave电芯是其NP3.0技术平台下的创新设计,具有以下特点:

1、

结构设计

Wave电芯采用独特的“肩部凸起”设计,电芯上盖中间凹陷,正负极极柱和泄压阀集中于凹陷区域。这种设计使电芯在6个面均可实现冷却和固定,相比传统方壳电芯,散热效率更高,且为电池包集成提供了更多灵活性。

2、安全性能

热失控防护:配合NP3.0技术平台的阻燃电解液、阻燃隔膜等材料,可在热失控时快速阻断热量扩散,实现无明火、无烟雾的安全防护,避免二次事故。

电路稳定控制:通过特殊设计确保整车高压不断电,动力不中断,支持车辆在极端情况下安全驶离或应急避险。

3、性能提升

能量密度:相比传统方壳电芯,Wave电芯能量密度提升约3%,系统成组效率高达76%,显著提高电池包的整体性能。

快充能力:搭载Wave电芯的神行Pro超充版电池支持12C峰值充电,10分钟可补能478公里(WLTP工况),低温环境下(-20℃)20分钟可充至80%电量。

4、应用场景          
Wave电芯主要应用于宁德时代推出的神行Pro磷酸铁锂动力电池,该产品针对欧洲市场设计,满足长续航(758公里)、长寿命(12年/100万公里)、快充等需求,尤其适合跨国长途出行和低温环境补能场景。

 

从CATL发布的宣传示意图来看,正负极极柱,泄压阀均在盖板中间凹下去的位置,并没有把泄压阀放在电芯底部。

类似专利:

一、宁德时代

通过由两个不同壁部的各自一部分共同形成外壳表面的凸起,有利于在电池单体的三维尺寸一定的情况下,增大凸起沿第二壁部的厚度方向的尺寸,从而有利于增大凸起的体积,进而有利于提高电池单体的容量,有利于提高电池单体内的空间利用率,即使在电池单体的尺寸较小的情况下,也能够布置凸起。

权要相关内容:

1.一种电池单体,其特征在于,

包括:

外壳,包括第一壁部和第二壁部,所述第一壁部与所述第二壁部相邻设置,所述第一壁部包括第一主体部和第一凸出部,所述第一凸出部沿所述第一壁部的厚度方向凸出于所述第一主体部的外表面;所述第二壁部包括第二主体部和第一延伸部,所述第一延伸部位于所述第二主体部靠近所述第一壁部的一侧,所述第一主体部与所述第二主体部连接,所述第一凸出部与所述第一延伸部连接以在所述外壳表面形成凸起;

极柱,设于所述凸起。

2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述第一凸出部与所述第一延伸部的数目均为多个,且两者一一对应配置。

3.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述电池单体还包括极耳,所述极耳的至少部分位于所述凸起内。

4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,

所述电池单体还包括转接件,所述转接件电连接所述极耳与所述极柱,所述转接件的至少部分位于所述凸起内。

5.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述电池单体还包括电极组件,所述电极组件设于所述外壳内且与所述极柱电连接,所述电极组件的数目为一个或者两个。

6.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述外壳还包括第三壁部,所述第三壁部与所述第二壁部分别位于所述第一壁部的相对两侧,所述第三壁部包括第三主体部和第二延伸部,所述第一主体部与第三主体部连接,所述第二延伸部位于所述第三主体部靠近所述第一壁部的一侧,所述第一凸出部与所述第二延伸部连接以使所述第二延伸部形成所述凸起的一部分。

7.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述外壳还包括第四壁部,所述第四壁部包括第四主体部和第三延伸部,所述第四主体部位于所述第二主体部的一侧且连接,所述第三延伸部位于所述第四主体部靠近所述第一壁部的一侧,所述第一凸出部与所述第三延伸部连接以使所述第三延伸部形成所述凸起的一部分。

8.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,

所述第三延伸部位于所述第一延伸部的一侧且两者连接。

9.根据权利要求1所述的电池单体,其中,

所述外壳还包括第五壁部,所述第五壁部位于所述外壳远离所述第一壁部的一侧,所述第五壁部包括第五主体部和第二凸出部,所述第二壁部还包括第四延伸部,所述第四延伸部位于所述第二主体部靠近所述第五壁部的一侧,所述第五主体部与所述第二主体部连接,所述第二凸出部与所述第一延伸部连接以在所述外壳表面形成所述凸起。

10.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述第二壁部的外表面为所述外壳的外表面上面积最大的面。

11.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述极柱的数目为两个,且两个极柱位于同一个所述凸起上;

或者,所述凸起的数目为两个,两个所述极柱分别位于一个所述凸起上。

12.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述凸起位于所述第一壁部沿所述第一壁部的长度方向的中心位置;

或者,所述凸起位于所述第一壁部沿所述第一壁部的长度方向的一端。

13.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述外壳包括壳体和盖板,所述壳体内设有安装腔,所述安装腔的一侧敞开,所述盖板盖设于所述安装腔的敞开处,所述盖板和所述第一壁部相对设置;

或者,所述盖板形成所述第二壁部。

14.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述外壳包括壳体和盖板,所述壳体内设有安装腔,所述安装腔的一侧敞开形成第一敞口,所述盖板盖设于所述第一敞口,所述盖板形成所述第一壁部。

15.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,

所述盖板沿其盖设方向与所述壳体抵接。

16.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,

宁德时代-NP3.0技术平台Wave电芯及其相关专利结构技术解析

所述壳体的边缘沿所述盖板的盖设方向凸出以形成凸边部,所述第一凸出部朝远离所述壳体的方向凸出,所述第一凸出部朝向所述壳体的一侧敞开形成第二敞口,所述第一凸出部面向所述第二壁部的一侧敞开形成第三敞口,所述第二敞口与所述安装腔连通,所述第一延伸部封闭所述第三敞口,所述凸边部的至少部分形成所述第一延伸部。

17.根据权利要求16所述的电池单体,其特征在于,

所述第一凸出部沿垂直于所述盖板的盖设方向的相对两侧均敞开,以形成两个所述第三敞口。

18.根据权利要求16所述的电池单体,其特征在于,

所述第一凸出部位于所述第一主体部沿第一方向的至少一端,所述第一凸出部沿第一方向远离所述第一主体部的一侧敞开形成第四敞口,所述第一凸出部沿第二方向的至少一侧敞开形成所述第三敞口,所述盖板的盖设方向、所述第一方向和所述第二方向彼此垂直,所述凸边部位于所述壳体沿所述第一方向的至少一端,所述凸边部封闭所述第三敞口和所述第四敞口以与所述第一凸出部共同形成所述凸起。

19.根据权利要求16所述的电池单体,其特征在于,

所述盖板沿其盖设方向与所述壳体抵接,所述第一主体部与所述壳体的抵接位置形成第一接缝,所述第一凸出部垂直于所述盖板的盖设方向与所述凸边部的抵接位置形成第二接缝,所述第一接缝的延伸方向与所述第二接缝的延伸方向的夹角范围为95°至145°。

20.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述第二壁部位于所述第一壁部沿所述第一壁部的宽度方向的一侧,所述第一壁部的宽度尺寸范围为10mm至60mm。

21.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,

所述第一凸出部沿其凸出方向的尺寸范围为1mm至10mm;

和/或,所述第一延伸部沿所述第一凸出部的凸出方向的尺寸范围为1mm至10mm。

22.一种电池,其特征在于,

所述电池包括箱体和权利要求1-21中任一的所述电池单体,所述箱体中设有容纳空间,所述电池单体设于所述容纳空间中,所述容纳空间的一侧内壁设有容纳腔,所述容纳腔与所述容纳空间连通,所述凸起的至少部分容纳于所述容纳腔中。

23.根据权利要求22所述的电池,其特征在于,

所述箱体的外表面设有凸台,所述凸台位于所述容纳腔背离所述容纳空间的一侧。

24.一种用电装置,其特征在于,

所述用电装置包括权利要求22中的所述电池,所述电池作为所述用电装置的电源。

25.根据权利要求24所述的用电装置,其特征在于,

所述用电装置为车辆,所述车辆还包括座椅,所述容纳腔位于所述箱体的面向所述座椅的一侧。

26.根据权利要求25所述的用电装置,其特征在于,

所述箱体的外表面设有凸台,所述凸台位于所述容纳腔背离所述容纳空间的一侧。

27.根据权利要求24所述的用电装置,其特征在于,

所述用电装置为车辆,所述车辆还包括支撑板,所述支撑板朝向所述电池单体的一侧表面凹陷形成安装空间,所述极柱的至少部分位于所述安装空间中;

和/或,所述凸起的至少部分位于所述安装空间中。

二、比亚迪

目前市面上的刀片电池主要结构采用侧出极柱的方案,即在正极柱和负极柱分别设置在电芯的两侧面,由于极柱位于电池两端,电流流经的长度较长,物理阻抗偏大,在超级快充时候发热量较大,无法满足未来更高要求的快充。

通过壳体设置有凹槽,凹槽沿壳体的高度方向从壳体的顶面或底面向中部凹进,正极柱与负极柱,正极柱与负极柱均设置于凹槽内,并且正极柱与负极柱均不凸出于凹槽。

通过凹槽的设置,提供正极柱与负极柱的安装空间,正极柱与负极柱设置在凹槽内,减少因外部冲击或振动造成的对正极柱与负极柱碰撞的可能性,提高电芯的抗震性能和结构稳定性,降低破损风险。正极柱与负极柱由于设置于电芯的顶面或底面,电流流经长度较短,降低了内部抗阻,提高电池的性能和功率输出。 

单边放置的结构,电流的传输路径更短,减少了内阻,提高了电池的效率,可以实现更高要求的快充。相对于传统电池,刀片电池的单边放置设计能够更充分地利用电池体积,提高能量密度,使得电池在相同体积下存储更多的能量。

1 .一种电芯,其特征在于,包括:

壳体,所述壳体构造为长方体形,所述壳体具有长度L、宽度H和厚度D,所述壳体的长度L大于宽度H,所述壳体的宽度H大于厚度D;所述壳体设置有凹槽,所述凹槽沿所述壳体的高度方向从所述壳体的顶面或底面向中部凹进;

正极柱与负极柱,所述正极柱与所述负极柱均设置于所述凹槽内,并且所述正极柱与所述负极柱均不凸出于所述凹槽

2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述壳体的长度为3001200mm,厚度为13.530mm,高度为80300mm

所述凹槽的长度为80250mm,厚度为13.530mm,高度为1530mm。 

3.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,还包括位于所述壳体内的电芯极片,所述电芯极片设置有所述凹槽相适应的凹陷部,其中,

所述电芯极片的形状与所述壳体的形状相似,所述凹陷部与所述凹槽的形状相似

4.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,还包括极耳,所述极耳分别与所述电芯极片和所述正极柱所述负极柱电性连接,所述极耳设置于所述凹陷部

5.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述正极柱与所述负极柱通过盖板组件安装于所述凹槽内,其中,

所述盖板组件由绝缘材质制成

6.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述壳体的长度方向的相反的两个端面中的一个设置有刻痕防爆阀

7 .根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,还包括注液孔,所述注液孔设置于所述凹槽内。

8.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,

沿所述壳体的宽度方向,所述凹槽贯穿所述壳体;并且/或者

沿所述壳体的长度方向,所述凹槽位于所述壳体的长度尺寸的1/3‑2/3的范围内。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电芯,其特征在于,所述凹槽的垂直于所述壳体的厚度方向的截面形状构造为矩形。

10.一种电池包,其特征在于,包括根据权利要求1至9中任一项所述的电芯,多个所述电芯沿所述壳体的厚度方向排列。

11 .根据权利要求10所述的电池包,其特征在于,沿所述高度方向,所述电芯的上方和/或下方设置有冷板。

12.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求11所述的电池包。,其特征在于,还包括注液孔,所述注液孔设置于所述凹槽内