CN113659239A - 壳体及电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种壳体及电池。本发明的壳体包括主体部和温度调节部，主体部内部具有用于容置卷芯和电解液的容置空间，温度调节部与主体部连接，温度调节部的内部具有供换热介质流动的换热流道，换热流道沿主体部的长度方向延伸；本发明的电池包括上述壳体。本发明的壳体的换热流道沿壳体的长度方向延伸，壳体适用于长度较大的电池，且有利于提高电池的均温性；本发明的电池的冷却或加热效果好，且均温性好。

Description

壳体及电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种壳体及电池。

背景技术

为了对电池进行冷却或加热，一些厂家会在电池的外壳设置流道，以供换热介质流动。然而其流道设置不合理，换热介质仅能对电池的局部进行冷却或加热；当电池较长时，这种设置会导致电池不同区域温差较大，影响电池整体的冷却或加热效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种壳体，壳体具有供换热介质流动的换热流道，换热流道沿壳体的长度方向延伸，该壳体适用于长度较大的电池，有利于提高电池的均温性。

本发明还提出一种具有上述壳体的电池。

根据本发明的第一方面实施例的壳体，包括：主体部，内部具有用于容置卷芯和电解液的容置空间；温度调节部，与所述主体部连接，所述温度调节部的内部具有供换热介质流动的换热流道，所述换热流道沿所述主体部的长度方向延伸。

根据本发明实施例的壳体，至少具有如下有益效果：本发明的壳体上设置供换热介质流动的换热流道，换热流道沿主体部的长度方向延伸，能够增大主体部的换热面积以提高换热效果，且可以避免仅对电池的局部进行冷却或加热，从而提高电池的均温性。

根据本发明的一些实施例，所述壳体包括多个组装体，多个所述组装体沿所述主体部的长度方向排列，相邻的所述组装体依次连接；多个所述组装体连接以形成所述主体部以及所述温度调节部。

根据本发明的一些实施例，所述组装体具有定位体和定位槽中的至少一个；对于任意两个相邻的所述组装体，其中一个所述组装体的定位体能够插入另一个所述组装体的定位槽中。

根据本发明的一些实施例，所述主体部具有导气槽，所述导气槽设置于所述容置空间的壁面，所述导气槽与所述容置空间连通，所述导气槽沿所述主体部的长度方向延伸。

根据本发明的一些实施例，所述主体部的一部分朝远离所述容置空间的方向凸出，以在所述主体部朝向所述容置空间的一侧形成所述导气槽。

根据本发明的一些实施例，所述换热流道和所述导气槽位于所述壳体的不同侧。

根据本发明的一些实施例，所述壳体还包括散热筋，所述散热筋位于所述容置空间外，并朝远离所述容置空间的方向凸出。

根据本发明的一些实施例，所述散热筋与所述主体部连接，所述散热筋与所述温度调节部连接于所述主体部的不同侧。

根据本发明的一些实施例，所述主体部的两端各具有一个开口。

根据本发明的第二方面实施例的电池，包括如上所述的壳体。

根据本发明实施例的电池，至少具有如下有益效果：冷却或加热效果较好，且均温性较好。

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

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明中具有冷却流道的壳体的立体示意图；

图2为图1中的壳体沿A-A截面的剖视图；

图3为本发明另一实施例中具有冷却流道的壳体的剖视图；

图4为本发明中采用拼接式设计的壳体的立体示意图；

图5为图4所示的壳体的分解示意图；

图6为图5所示的组装体的拼接方式示意图；

图7为本发明中具有导气槽的壳体的示意图；

图8为图7中的壳体沿B-B截面的剖视图；

图9为本发明另一实施例中具有导气槽的壳体的剖视图；

图10为本发明另一实施例中导气槽的开设方式示意图；

图11为本发明实施例中具有散热筋的壳体的示意图；

图12为图11所示的壳体沿C-C截面的示意图；

图13为图12中D区域的放大示意图；

图14为本发明的电池的示意图。

附图标记：101-壳体，102-开口，201-主体部，202-温度调节部，203-换热流道，204-容置空间，401-组装体，601-定位槽，602-定位体，701-凸出部，801-导气槽，1101-散热筋，1401-端盖，1402-极柱，1403-防爆阀。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

本发明提供了一种壳体101，参照图1至图3，壳体101包括主体部201和温度调节部202。主体部201用于容置卷芯和电解液，主体部201的内部具有容置空间204，卷芯和电解液容置在容置空间204中。温度调节部202与主体部201连接，温度调节部202的内部具有换热流道203，换热流道203可以供换热介质流动。换热介质可以用于冷却电池，也可以用于加热电池。通常来说，当电池发热严重时(例如充电、高负载放电时)，需要对电池进行降温，此时可以向换热流道203通入低温的换热介质，冷却介质吸收产生于容置空间204中卷芯与电解液反应所产生的热量；当电池需要加热时(例如天气较为寒冷时)，则可以向换热流道203中通入温度较高的换热介质，以对卷芯和电解液加热。

换热流道203沿主体部201的长度方向延伸。此处需要说明的是，壳体101用作电池的外壳，主体部201的长度方向对应电池的长度方向；若以图14所示的电池为例，则电池的长度方向为，沿电池的一个极柱1402到另一个极柱1402的方向。在另一些实施例中，若是两个极柱1402位于电池的同一端，那么电池的长度方向为，沿电池中极柱1402所在的一端到与之相对设置的一端的方向。对应图1以及图14的方向，则长度方向为前/后方向。

本发明的壳体101上设置供换热介质流动的换热流道203，换热流道203沿主体部201的长度方向延伸，能够增大主体部201的换热面积，有利于提高冷却或加热效果，且可以避免仅对电池的局部进行冷却或加热，从而提高电池的均温性。

换热流道203的数量和形状可以有不同的设置方式，例如，图2所示的设置方式中，换热流道203的截面呈圆形，且一个温度调节部202中换热流道203设置有多个，在这种设置方式下，通过调整通入换热介质的换热流道203的数量，可以灵活调整电池的换热功率。又或者，图3所示的设置方式中，换热流道203的截面呈矩形，一个温度调节部202中换热流道203设置有一个，相对来说，这种设置方式较简单，且允许通过的换热介质的流量较大。

在壳体101较长的情况下，壳体101的加工难度较高，比如，壳体101的壁厚难以保证一致性，壳体101的直线度难以控制。因此，参照图4和图5，为了降低壳体101的加工难度，在一些实施例中，壳体101由多个组装体401拼接形成。多个组装体401以相同的方向摆放，且多个组装体401沿主体部201的长度方向排列，相邻的组装体401之间依次连接。组装体401之间的连接方式可以是粘接、焊接等，组装体401连接完成后，形成完整的主体部201和温度调节部202。单个组装体401与壳体101整体相比，长度较短，组装体401本身的直线度和壁厚容易控制，加工难度较低。此外，这样设置还可以实现模块化制造，将不同数量的组装体401进行组装，便可获得不同长度的壳体101。

参照图6，在一些实施例中，组装体401之间通过定位体602以及定位槽601之间的配合关系进行定位。定位体602和定位槽601设置于组装体401的端部，对于拼接形成壳体101的多个组装体401，位于壳体101的两端的那两个组装体401(例如图5中前端和后端的组装体401)，均仅设置有定位体602和定位槽601中的其中一个。而对于其他组装体401(例如图5中位于中间的组装体401)，同时具有定位体602和定位槽601，且定位体602和定位槽601分别位于组装体401的不同端。对于任意两个相邻的组装体401，其中一个组装体401的定位体602插入另一个定位槽601中，定位槽601的槽壁与定位体602相互抵持以约束组装体401之间的相对位置和角度，以免组装体401之间组装不当导致壳体101整体的直线度不达标。定位体602具体可以设置成一个呈矩形环状的筋，定位体602相当于套设在另一组装体401的端部的外部。

需要说明的是，在一些实施例中，壳体101的两端各具有一个开口102，两个开口102分别与容置空间204的两端连通，壳体101的两端用于与端盖1401进行连接(可参照图14,)，从而封闭容置空间204。在壳体101的两端分别连接有一个端盖1401的情况下，每个端盖1401仅需设置一个极柱1402，端盖1401的宽度或整个电池的宽度(端盖1401或电池的宽度方向可对应图14中的左右方向)均可以设置得较小。即，壳体的两端各具有一个开口102的设置，适用于电池宽度相对于电池长度较小的情况。在定位体602和定位槽601不影响端盖1401与壳体101端部之间的连接的情况下，也可以考虑将同时具有定位体602和定位槽601的组装体401设置在壳体101的两端。即图5中前、中、后三个组装体401均设置为相同的结构，组装体401的左端具有定位体602，同时组装体401的右端具有定位槽601。

参照图7至图10，在一些实施例中，除了换热流道203以外，壳体101还具有导气槽801。需要说明的是，图8和图10中主要为了说明导气槽801的设置，并未具体示出换热流道203。导气槽801设置于容置空间204的壁面，导气槽801与容置空间204连通，且导气槽801沿壳体101的长度方向延伸。导气槽801用于将卷芯和电解液反应产生的气体导向电池的两端。参照图14，电池的端盖1401包括防爆阀1403，防爆阀1403具有泄压的作用，当容置空间204内的气压达到一定值时，防爆阀1403开启，部分气体从电池中排出。通常来说，电池的壳体101与卷芯之间的间隙较小，若不开设导气槽801，供气体流向端盖1401的空间较小，排气困难；在壳体101开设导气槽801可以增大供气体流向端盖1401的空间，克服排气困难的问题。

导气槽801的形成可以有不同的方式。如图8或图9所示，主体部201的一部分朝远离容置空间204的方向凸出，从而在主体部201朝向容置空间204的一侧形成导气槽801。这种设置方式的好处在于，可以在主体部201的壁厚保持一致的情况下形成导气槽801，有利于减轻壳体101的重量；此外，将主体部201用于形成导气槽801的部位记为凸出部701，主体部201未开设导气槽801的部分与卷芯的外表之间的间隙较小，采用上述设计的电池受到碰撞时，优先接触到外部物件的是凸出部701，由于导气槽801的槽壁与卷芯的外表之间的间隙相对较大，导气槽801的槽壁与卷芯之间不易发生直接接触或碰撞，卷芯跟主体部201整体的碰撞的程度较轻，卷芯受损风险较小。如图10所示，导气槽801的另一种形成方式类似于，在一平板的内侧挖设导气槽801。

出于提高结构紧凑性和增强换热效果的考虑，换热流道203和导气槽801位于壳体101的不同侧。例如，结合图2和图8，换热流道203位于壳体101的左右两侧，导气槽801则分别在壳体101的上下两侧。或者，以图9为例，换热流道203位于壳体101的上下两侧，导气槽801则分别在壳体101的左右两侧。例如，结合图2和图9，若换热流道203和导气槽801均设置在主体部201的上侧，那么温度调节部202会位于凸出部701的上方，在温度调节部202中流动的换热介质与电池的卷芯之间的距离较远，换热阻力较大，不利于增强换热效果。仍以图2和图9为例，若温度调节部202连接在凸出部701的上方，主体部201的顶部未凸出的部分与温度调节部202之间具有空隙，这不利于提高电池的结构紧凑性，不利于减小电池的体积。此外，在一些实施例中，对于同时具有换热流道203和导气槽801的壳体101，同样也可以采用拼接式设计(即壳体101同样由多个组装体401拼接形成)，以降低加工难度。

参照图11至图13，在一些实施例中，壳体101除了具有换热流道203以外，还具有散热筋1101，散热筋1101位于容置空间204外且朝远离容置空间204的方向凸出，散热筋1101用于增加壳体101的散热面积，以增加电池的散热效果。在一些实施例中，散热筋1101与主体部201连接，散热筋1101和温度调节部202位于主体部201的不同侧，以免散热筋1101之间将在换热流道203内的换热介质的热量散失掉。图11和图13中也并未示出换热流道203，但结合图2和图12，换热流道203可以设置于主体部201的左右两侧，散热筋1101设置在主体部201的上下两侧。

需要说明的是，若壳体101不设有散热筋1101且主体部201的上、下、左、右四侧均连接有温度调节部202，也能达到很好的散热效果(换热介质用于冷却电池的情况下)，但另一方面，需要在电池模组或电池包中设置更多的用于与温度调节部202对接的管道和接头，不利于降低成本。因此，同时设置换热流道203和散热筋1101还有利于降低成本。参照图11，散热筋1101可以沿主体部201的长度方向延伸，这样设置方便加工，尤其是在壳体101采用铝挤压成型的工艺制成的情况。在一些实施例中，壳体101同时设置有换热流道203以及散热筋1101，且壳体101采用拼接式设计(即壳体101由多个组装体401拼接形成)。

在一些实施例中，壳体101同时设置有换热流道203、导气槽801和散热筋1101。上文已提及，换热流道203与散热筋1101需要设置于主体部201的不同侧；在此基础上，出于降低结构复杂度和加工难度的考虑，散热筋1101的位置也需要与主体部201用于形成导气槽801的凸出部701错开。以图8为例，散热筋1101可以设置在上侧的两个相邻的凸出部701之间(或下侧的两个相邻的凸出部701之间)，换热流道203可以设置在主体部201的左右两侧。此外，在壳体101同时设置有换热流道203、导气槽801和散热筋1101的基础上，壳体101也可以采用拼接式设计。

本发明还提供了一种电池，该电池包括上述实施例中的壳体101，该电池换热效果和均温性较好。

下面以较为简单的一种壳体101为例，简要说明电池的结构；在结构不冲突的情况下，图14中的壳体101可以替换为上述实施例中提及的任一种壳体101。图14示出的电池包括壳体101、端盖1401、卷芯和电解液(卷芯和电解液未具体示出)。卷芯和电解液容置在容置空间204中，且卷芯浸泡在电解液中。端盖1401设置有两个(未具体示出后端的端盖1401)，壳体101的两端具有开口102，两个端盖1401分别与壳体101的两端连接，一个端盖1401封闭一个开口102，从而封闭容置空间204。卷芯具有两个极耳，两个极耳分别位于卷芯的前后两端；每个端盖1401上设置有一个极柱1402，一个极耳与一个极柱1402焊接在一起以实现电连接。端盖1401上还具有用于泄压的防爆阀1403。为了增加电池的电池容量，一个电池中可以设置两个甚至更多的卷芯，多个卷芯的同一端的极耳，与同一个极柱1402连接，即多个卷芯并联。

图14中示出的电池，其壳体101为两端均具有开口102的形式。在另一些实施例中，壳体101仅一端具有开口102，此时端盖1401仅设置有一个，且端盖1401具有两个极柱1402，相应地，卷芯的两个极耳位于卷芯的同一端。在一个端盖1401上设置两个极柱1402，端盖1401需要有足够的宽度或面积，上述设置两个端盖1401的情况主要适用于端盖1401较小的情况。在端盖1401足够大的情况下，可以仅设置一个端盖1401。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.壳体，其特征在于，包括：

主体部，内部具有用于容置卷芯和电解液的容置空间；

温度调节部，与所述主体部连接，所述温度调节部的内部具有供换热介质流动的换热流道，所述换热流道沿所述主体部的长度方向延伸。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体包括多个组装体，多个所述组装体沿所述主体部的长度方向排列，相邻的所述组装体依次连接；多个所述组装体连接以形成所述主体部以及所述温度调节部。

3.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述组装体具有定位体和定位槽中的至少一个；对于任意两个相邻的所述组装体，其中一个所述组装体的定位体能够插入另一个所述组装体的定位槽中。

4.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述主体部具有导气槽，所述导气槽设置于所述容置空间的壁面，所述导气槽与所述容置空间连通，所述导气槽沿所述主体部的长度方向延伸。

5.根据权利要求4所述的壳体，其特征在于，所述主体部的一部分朝远离所述容置空间的方向凸出，以在所述主体部朝向所述容置空间的一侧形成所述导气槽。

6.根据权利要求4所述的壳体，其特征在于，所述换热流道和所述导气槽位于所述壳体的不同侧。

7.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括散热筋，所述散热筋位于所述容置空间外，并朝远离所述容置空间的方向凸出。

8.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，所述散热筋与所述主体部连接，所述散热筋与所述温度调节部连接于所述主体部的不同侧。

9.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述主体部的两端各具有一个开口。

10.电池，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的壳体。

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