CN106960990A - 电池单体、电池包及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池单体、电池包及具有其的车辆，所述电池单体包括壳体、电极和电芯，所述电极包括设置在所述壳体上的正极和负极，且所述正极和所述负极中的至少一个包括两个极柱，所述极柱均适于电连接，所述电芯设在所述壳体内，且所述电芯包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片与所述正极电连接，所述负极极片与所述负极电连接。根据本发明实施例的电池单体，通过将正极或负极中的至少一个中设置两个极柱，利用极柱与外界电源电连接以使正极极片或负极极片形成短接电路，进而在电池单体制造工艺改动不大的情况下，实现对电芯内部自升温。

Description

电池单体、电池包及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池包及具有其的车辆。

背景技术

电池是一种化学电源，通过化学反应来实现充电和放电，因为化学反应速率受温度影响明显，一般当温度降低时，化学反应速率降低，导致电池内阻增大，放电功率降低，放电电量减少，通过增加电池温度能够降低电池的内阻，提升电池的放电能力与充电能力。

相关技术中的采用加热片加热电池的方式，加热速度慢，时间较长，加热片的使用量较大，而且电池的电子通道比较复杂，在集成过程中的连接线路复杂，且不利于产业化生产。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种电池单体，该电池单体的结构简单、紧凑，可以实现内部自加热。

本发明还提出了一种包括上述实施例的电池单体的电池包。

本发明还提出了一种包括上述实施例的电池包的车辆。

根据本发明第一方面实施例的电池单体，包括壳体；电极，所述电极包括设置在所述壳体上的正极和负极，且所述正极和所述负极中的至少一个包括两个极柱，所述极柱均适于电连接；电芯，所述电芯设在所述壳体内，且所述电芯包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片与所述正极电连接，所述负极极片与所述负极电连接。

根据本发明实施例的电池单体，通过将正极或负极中的至少一个设置两个极柱，利用极柱与外界电源电连接以使正极极片或负极极片形成短接电路，进而在电池单体制造工艺改动不大的情况下，实现对电芯内部自升温。

根据本发明的一个实施例，所述正极和所述负极中的一个包括两个极柱，且另一个包括一个极柱。

根据本发明进一步的示例，所述负极包括负极第一极柱和负极第二极柱，所述负极第一极柱和所述负极第二极柱适于与电源电连接。这样利用负极第一极柱和负极第二极柱与电源正负极电连接后，可以使得负极第一极柱、负极极片、负极第二极柱以及电源之间形成短路，进而利用短路使得负极极片放热以实现对电池单体内部的自升温。

根据本发明的一个可选示例，所述负极第一极柱和所述负极第二极柱分别设在所述壳体的相对两端。

根据本发明第二方面实施例的电池包，包括根据本发明上述实施例的电池单体。

根据本发明实施例的电池包，通过采用根据本发明实施例的电池单体，具有结构简单、制造方便，内部自加热等特点。

根据本发明的一个实施例，电池包还包括电源和开关，所述电源通过所述开关与同一个所述电极所具有的两个极柱电连接以形成加热电路。这样，将电源、开关以及电池包集成布置，可以提高电池包的使用便利性，而且也可以简化线路布置。

在本发明的一个可选示例中，所述开关为温控开关。

在本发明进一步的示例中，电池包还包括：控制器，所述控制器与所述开关相连以控制所述开关在所述电池单体的温度低于第一预定温度时，闭合所述开关；在所述电池单体的温度高于第二预定温度时，断开所述开关，且所述第一预定温度低于所述第二预定温度。

在本发明的可选示例中，所述第一预定温度为0℃，所述第二预定温度为15℃。

根据本发明的一个实施例，为避免极片由于长时间持续短路而可能产生的损坏，提高电池单体的使用寿命和安全性，所述电源配置成以间断地方式输出直流电。

在本发明的一个可选示例中，所述电源为脉冲式电源。

根据本发明第三方面实施例的车辆，包括根据本发明上述实施例的电池包。

根据本发明实施例的车辆，通过采用根据本发明实施例的电池包，具有结构简单、制造方便，可以实现内部电池包自加热等特点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电池单体的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的电池单体的电芯的示意图；

图3是根据本发明实施例的电池包的示意图。

附图标记：

100：电池单体；

10：壳体；11：腔室；

12：正极；13负极第一极柱；14：负极第二极柱；

20：电芯；21：正极极片；22：负极极片；23：隔膜；

200：电池包；

201：密封壳体；202：电池模组202；

210：加热电路；211：电源；212：开关。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明第一方面实施例的电池单体100，该电池单体100可以是软包装电池单体、方型硬壳电池单体、圆柱型电池单体，也可以是各类异形电池单体等。

如图1和图2，根据本发明实施例的电池单体100包括壳体10、电极和电芯20。

壳体10内限定出用于容纳电芯20的腔室11，电芯20设在壳体10的腔室11内，电芯20主要包括正极极片21、负极极片22以及隔膜23，隔膜23间隔开布置于正极极片21以及负极极片22之间，并且三者之间通过卷绕(如图2所示)、叠片或其他工艺形成电芯20。

电极包括正极12和负极，正极12和负极均设在壳体10上，并且正极12与电芯20的正极极片21电连接，负极与电芯20的负极极片22电连接，正极12和负极中至少一个具有两个极柱，例如，可以是正极12具有正极第一极柱和正极第二极柱(未示出)，也可以是负极具有负极第一极柱13和负极第二极柱14(如图1所示)。

极柱适于与外接电源211电连接，也就是说，同一电极的两个极柱适于与电源211之间电连接以形成加热电路210，例如，如图1所示，负极第一极柱13、负极第二极柱14以及外接电源211之间电连接形成加热电路210，从而使得加热电路210通电后形成短路，负极极片22在短路情况下放热，实现对电芯20内部自加热。

由此，根据本发明实施例的电池单体100，通过将正极12或负极中的至少一个设置两个极柱，利用极柱与外接电源211电连接以使正极极片21或负极极片22形成短接电路，进而在电池单体100制造工艺改动不大的情况下，实现对电芯20内部自升温，达到提高电池单体100化学反应效率、增大放电电量的目的，又可以简化电池单体100结构、降低制造成本。

如图1，根据本发明的一个实施例，正和负极中的一个可以包括两个极柱，而另一个包括一个极柱，例如，正极12包括一个极柱，负极包括两个极柱(负极第一极柱13和负极第二极柱14，当然，也可以是负极包括一个极柱，正极12包括两个极柱，对比，本发明并不做出限定。

在本发明进一步的示例中，如图1所示，负极包括位于壳体10上方的负极第一极柱13和位于壳体10下方的负极第二极柱14，负极第一极柱13和负极第二极柱14适于与电源211电连接以形成加热电路210，从而通过加热电路210通电短路以使得负极极片22产生热量，进而实现电池单体100内部电芯20升温，最终达到提高电池单体100化学反应效率、增大放电电量的目的。

当然，负极第一极柱13和负极第二极柱14的设置位置可以根据实际设计需求进行调整以保证便于加工以及简化加热电路210，这对本领域技术人员来说是可以理解的。

如图1所示，在本发明的一个可选示例中，壳体10的上端面设有沿左右方向间隔开布置的正极12和负极的负极第一极柱13，而负极第二极柱14设在壳体10的下端面且与正极12极柱同侧(即位于下端面的左侧)，由此既可以简化连接电源211时的线路布置，而且可以保证负极极片22的布置长度，从而增大加热效率、提高温度均匀性。

图3示出了根据本发明第二方面实施的电池包200。电池包200可以包括密封壳体201，密封壳体201可以包括电池上盖和电池下盖，电池上盖与电池下盖密封连接，多个电池单体100并置组装成电池模组202，多个电池模组202可以根据电量需求、空间布置等要求而灵活的布置在密封壳体201内，电池模组202之间可以通过铜排串联连接。

根据本发明实施例的电池包200，通过采用根据本发明上述实施例的电池单体100，具有结构简单、制造方便，内部自加热等特点。

根据本发明的一个实施例，电池包200包括电源211和开关212，电源211通过开关212与同一个电极所具有的两个极柱电连接从而形成加热电路210，例如，如图3所示，电源211、负极第一极柱13和负极第二极柱14、开关212之间电连接以形成加热电路210，通过开关212控制加热电路210的通断，从而控制整个电路短路或断开，进而通过负极极片22的放热实现电芯20的自加热，而且，将电源211、开关212以及电池包200集成布置，可以提高电池包200的使用便利性，而且也可以简化线路布置。

在本发明的一个可选示例中，为增强电池包200的自动控制性能以及安全性，将开关212设置为温控开关212，并且将温控开关212的工作温度设置为电池单体100适宜的工作温度，从而使得电池单体100内部温度低于电池单体100适宜的工作温度时，温控开关212接通，加热电路210实现对电池单体100的电芯20内部的加热；当电池单体100内部温度达到适宜的工作温度时，温控开关212自动断开，从而停止加热，保证电池单体100的安全性。

在本发明的一个可选示例中，电池包200内还设有控制器(未示出)，控制器与开关212相连，控制器内预设有第一预定温度和第二预定温度，其中，第一预定温度低于第二预定温度，当电池单体100内部温度低于第一预定温度时，开关212闭合接通，电源211通过加热电路210对电池单体100内的电芯20进行加热，而当电池单体100内部温度高于第二预定温度时，开关212断开。

可选地，第一预定温度为0℃，第二预定温度为15℃，这样，可以保证预定温度与电池单体100的适宜的工作温度相适应，从而保证电池单体100处于适宜的工作温度范围内。

根据本发明的一个实施例，为避免极片由于长时间持续短路而可能产生的损坏，提高电池单体100的使用寿命和安全性，电源211配置成以间断地方式输出直流电。

根据本发明进一步的示例，电源211为脉冲式电源211，即电源211提供的电流呈周期性，电源211电流的每个周期可以包括电流递增阶段和电流递减阶段，例如，在电流递增阶段，电流可以呈阶梯波式递增、线性连续递增或者非线性连续递增中的任意一种，在电流递减阶段，电流可以呈阶梯波式递减、线性连续递减或者非线性连续递减中的任意一种，从而利用脉冲式电源211的电流的周期性脉冲特性，在保证对电池单体100的极片进行短路以实现内部加热的同时，避免极片由于长时间持续短路而可能产生的损坏，提高电池的使用寿命和安全性。

下面参考附图描述根据本发明第三方面实施的车辆。

根据本发明实施例的车辆，通过采用根据本发明实施例的电池包200，具有结构简单、制造方便，可以实现内部电池包200自加热等特点。

根据本发明实施例的电池单体100、电池包200以及车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体；

电极，所述电极包括设置在所述壳体上的正极和负极，且所述正极和所述负极中的至少一个包括两个极柱，所述极柱均适于电连接；

电芯，所述电芯设在所述壳体内，且所述电芯包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片与所述正极电连接，所述负极极片与所述负极电连接。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述正极和所述负极中的一个包括两个极柱，且另一个包括一个极柱。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述负极包括负极第一极柱和负极第二极柱，所述负极第一极柱和所述负极第二极柱适于与电源电连接。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述负极第一极柱和所述负极第二极柱分别设在所述壳体的相对两端。

5.一种电池包，其特征在于，包括根据权利要求1-4中任一项所述的电池单体。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，还包括：电源和开关，所述电源通过所述开关与同一个所述电极所具有的两个极柱电连接以形成加热电路。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述开关为温控开关。

8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，还包括：控制器，所述控制器与所述开关相连以控制所述开关在所述电池单体的温度低于第一预定温度时，闭合所述开关；在所述电池单体的温度高于第二预定温度时，断开所述开关，且所述第一预定温度低于所述第二预定温度。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述第一预定温度为0℃，所述第二预定温度为15℃。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电源配置成以间断地方式输出直流电。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，所述电源为脉冲式电源。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求5-11中任一项所述的电池包。