CN114784441A - 电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池以及用电装置。电池包括多个电池单体和隔离组件。多个电池单体沿第一方向堆叠。隔离组件包括设置于相邻的两个电池单体之间的缓冲件，相邻的两个电池单体沿第一方向的间距为D，缓冲件的用于与电池单体相抵的表面的面积为S1，缓冲件在未压缩状态下沿第一方向的尺寸为h1；电池单体对缓冲件施加的力F满足：500N≤F≤10000N；其中，根据缓冲件的应力应变曲线得到缓冲件的应力M为26*((h1‑D)/h1)²‑0.09*(h1‑D)/h1，M的单位为MPa；结合缓冲件的用于与电池单体相抵的表面的面积S1，得到电池单体对缓冲件施加的力F=S1*M。本申请实施例可以改善电池单体的循环性能。

Description

电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，特别是涉及一种电池以及用电装置。

背景技术

电池单体广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

在电池技术的发展中，如何改善电池单体的循环性能，是电池技术中一个重要的研究方向。

发明内容

本申请提供一种电池以及用电装置，其能改善电池的循环性能。

第一方面，本申请提供一种电池，电池包括多个电池单体和隔离组件。多个电池单体沿第一方向堆叠。隔离组件包括设置于相邻的两个电池单体之间的缓冲件，相邻的两个电池单体沿第一方向的间距为D，缓冲件的用于与电池单体相抵的表面的面积为S1，缓冲件在未压缩状态下沿第一方向的尺寸为h1，M的单位为MPa；电池单体对缓冲件施加的力F满足：500N≤F≤10000N；其中，根据缓冲件的应力应变曲线得到缓冲件的应力M为26*((h1-D)/h1)²-0.09*(h1-D)/h1，结合缓冲件的用于与电池单体相抵的表面的面积S1，得到电池单体对缓冲件施加的力F=S1*M。

在上述技术方案中，根据上述公式选择合适的h1的值，并对D的值做进一步限定，不仅能够使得缓冲件满足电池的整体刚度，降低电池失效的风险，而且还可以减轻缓冲件对电池单体膨胀程度的限制，改善电池单体在充放电过程中的循环性能。

在一些实施方式中，隔离组件还包括隔热件，隔热件设置于相邻的两个电池单体之间，并连接于缓冲件；缓冲件沿着隔热件的外周设置。

在上述技术方案中，在相邻的两个电池单体之间设置隔热件，隔热件能够减少相邻的两个电池单体之间热量的传递，降低相邻的两个电池单体产生的热量相互影响，维持电池单体正常的循环性能。缓冲件连接于隔热件，以提高隔离组件的结构强度，同时也便于装配。

在一些实施方式中，电池单体沿第一方向的尺寸为C，隔热件在未压缩状态下沿第一方向的尺寸为h2，隔热件在电池充放电过程中的最大压缩率为a，C、h2、a以及D满足：0.01C≤D-（1-a）h2≤0.2C。

在上述技术方案中，上式将隔热件的尺寸、隔热件的最大压缩率以及两个相邻的电池单体沿第一方向的间距联系在一起，而且对其关系进行了数值上的限制，故利用上式可对隔热件沿第一方向的尺寸和两个相邻的电池单体沿第一方向的间距进行选择，方便高效，满足了电池单体的隔热要求、平衡电池的能量密度和电池单体的循环性能。

在一些实施方式中，隔热件的用于与电池单体相抵的表面的面积为S2，S1和S2满足S2/(S2+S1)≥0.7。将S2/(S2+S1)设置为大于或等于0.7，以限制隔热件和缓冲件的面积比例，满足两个电池单体之间的隔热需求。

在一些实施方式中，缓冲件环绕在隔热件的外侧。将缓冲件设置于隔热件的四周，不仅可起到密封、整形的作用，而且结构稳定性好，缓冲件的面积较大。

在一些实施方式中，隔热件卡接于缓冲件。隔热件和缓冲件采用卡接的方式，不仅方便高效，而且结构稳定性好。

在一些实施方式中，隔热件在未压缩状态下沿第一方向的尺寸为h2，h2和D满足：h2≤D。将隔热件在未压缩状态下沿第一方向的尺寸h2设置为小于或者等于相邻的两个电池单体沿第一方向的间距D，以减少隔热件的材料用量，降低隔离组件的成本。

在一些实施方式中，h1和D满足：h1＞D。

在上述技术方案中，将缓冲件在未压缩状态下沿第一方向的尺寸h1设置为大于相邻的两个电池单体沿第一方向的间距D，因此电池单体与隔离组件装配好后缓冲件便起到了提高电池的整体刚度的作用以及吸收装配成组时的公差。

在一些实施方式中，隔热件包括隔热层和第一膜层，第一膜层设置于隔热层面向电池单体的表面；缓冲件包括缓冲层和第二膜层，第二膜层设置于缓冲层面向电池单体的表面；第一膜层和第二膜层一体设置。第一膜层和第二膜层具有防水、防潮、整体封装以及增加隔热件、缓冲件之间平面度的功能。一体设置的第一膜层和第二膜层能够连接隔热层和缓冲层，以提高隔离组件的整体结构强度。

第二方面，本申请提供一种用电装置，包括第一方面任一实施方式的电池，电池用于提供电能。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1为本申请一实施例的一种用电装置的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图；

图3为本申请一实施例的一种电池模块示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图；

图5为图4所示的电池的正视示意图；

图6为本申请另一些实施例提供的电池的结构示意图；

图7为本申请又一些实施例提供的电池的结构示意图；

图8为本申请一些实施例提供的电池的隔离组件的结构示意图；

图9为本申请另一些实施例提供的电池的隔离组件的结构示意图。

具体实施方式的附图标记如下：

1、车辆；2、电池；3、控制器；4、马达；5、箱体；5a、第一箱体部；5b、第二箱体部；5c、容纳空间；6、电池模块；7、电池单体；8、隔离组件；81、缓冲件；811、缓冲层；812、第二膜层；82、隔热件；821、隔热层；822、第一膜层；X、第一方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”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申请中的具体含义。

本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个）。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳，正极涂覆区涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池单体为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳，负极涂覆区涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。

电池单体还包括外壳，外壳内部形成用于容纳电极组件的容纳腔。外壳可以从外侧保护电极组件，以避免外部的异物影响电极组件的充电或放电。

由于电池单体在充放电循环的过程中会发生膨胀，相邻的两个电池单体之间由于存在膨胀会对彼此施加力的作用，如果两个电池单体之间的作用力过大，那么电池单体的电解液可能会被压出，影响电池单体的循环性能。为了减小电池单体之间的膨胀力，鉴于此，发明人将相邻的电池单体间隔设置，以在相邻的电池单体之间预留出供电池单体膨胀的膨胀空间，从而改善电池单体的循环性能。

发明人发现，在两个电池单体之间预留间隙后，电池单体容易在受到外部冲击时偏移错位，引发电池失效的风险。鉴于此，发明人尝试在两个电池单体之间的间隙处设置缓冲件，缓冲件能够对电池单体起到缓冲和限位的作用，提高电池单体在受到振动和冲击时的安全性。

缓冲件安装于相邻的两个电池单体之间的间隙时为受压状态，间隙越小，缓冲件的厚度越大，电池单体对缓冲件施加的力越大，从而缓冲件对电池单体的反作用力越大。相反的，间隙越大，缓冲件的厚度越小，电池单体对缓冲件施加的力越小，从而缓冲件对电池单体的反作用力越小。

当缓冲件对电池单体的反作用力过大时，电池单体在充放电循环发生膨胀时膨胀程度会受到严重限制，影响电池单体的循环性能。

当缓冲件对电池单体的反作用力过小时，缓冲件的缓冲作用不明显，电池单体仍存在偏移错位的风险。

鉴于此，本申请提供了一种技术方案，其通过限定缓冲件以及相邻电池单体之间的间距，以调节缓冲件对电池单体施加的反作用力，平衡电池的安全性和电池单体的循环性能。

本申请实施例描述的电池单体适用于电池以及使用电池单体的用电装置。

用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。

以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。

如图1所示，车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。

车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池2不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。

如图2所示，电池2包括箱体5和电池单体（未示出），电池单体容纳于箱体5内。

箱体5用于容纳电池单体，箱体5可以是多种结构。在一些实施例中，箱体5可以包括第一箱体部5a和第二箱体部5b，第一箱体部5a与第二箱体部5b相互盖合，第一箱体部5a和第二箱体部5b共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间5c。第二箱体部5b可以是一端开口的空心结构，第一箱体部5a为板状结构，第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的开口侧，以形成具有容纳空间5c的箱体5；第一箱体部5a和第二箱体部5b也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部5a的开口侧盖合于第二箱体部5b的开口侧，以形成具有容纳空间5c的箱体5。当然，第一箱体部5a和第二箱体部5b可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

为提高第一箱体部5a与第二箱体部5b连接后的密封性，第一箱体部5a与第二箱体部5b之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。

假设第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的顶部，第一箱体部5a亦可称之为上箱盖，第二箱体部5b亦可称之为下箱体。

在电池2中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内；当然，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6，多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体5内。

图3为本申请一实施例的一种电池模块示意图。

在一些实施例中，如图3所示，电池单体7为多个，多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

电池模块6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。

图4为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图，图5为图4所示的电池的正视示意图，图6为本申请另一些实施例提供的电池的结构示意图。

如图4、5和6所示，本申请实施例的电池包括多个电池单体7以及隔离组件8。多个电池单体7沿第一方向X堆叠。隔离组件8包括设置于相邻的两个电池单体7之间的缓冲件81。缓冲件81的用于与电池单体7相抵的表面的面积为S1，缓冲件81在未压缩状态下沿第一方向X的尺寸为h1；电池单体7对缓冲件81施加的力F满足：500N≤F≤10000N；其中，根据缓冲件81的应力应变曲线得到缓冲件81的应力M为26*((h1-D)/h1)²-0.09*(h1-D)/h1，M的单位为Mpa；结合缓冲件81的用于与电池单体7相抵的表面的面积S1，得到电池单体7对缓冲件81施加的力F=S1*M。

在本申请实施例中，可以是部分相邻的电池单体7之间设有隔离组件8，也可以是任意相邻的两个电池单体7之间均设有隔离组件8。

D的值可通过多种方式测出，例如，D的值可使用游标卡尺测量。

在电池单体7处于满充状态时，缓冲件81可被电池单体7压缩。在电池单体7满放时，缓冲件81可以恢复至少部分形变。

本申请实施例对缓冲件81的具体材料不作限制，其需要具有一定的产生形变的能力，并能够在外力去除时恢复至少部分形变。例如可以是泡棉或者橡胶。示例性地，当需要测量缓冲件81在未压缩的状态下沿第一方向X的尺寸时，可以将缓冲件81取出，然后使用游标卡尺测出缓冲件81未压缩的状态下沿第一方向X的尺寸h1。示例性地，第一方向X平行于缓冲件81的厚度方向。

本申请实施例对缓冲件81的形状不作限制，具体可以呈板状、块状或其它形状。

F的值越大，电池单体7所受到缓冲件81的反作用力越大，电池单体7在受到冲击时的失效风险越低，但是电池单体7的循环性能也越容易被影响。如果电池单体7对缓冲件81施加的力过大，将会造成过设计，造成电池单体7的循环性能越差。

F的值越小，缓冲件81所起的缓冲作用越不明显，电池单体7在受到冲击时的失效风险越大。

鉴于此，发明人将F的数值范围限制为大于或等于500N，以使得缓冲件81对电池单体7的反作用力较大，从而降低电池单体7在受到冲击时的失效风险。发明人将F的数值范围设置为小于或等于10000N，限制电池单体7所受的反作用力，改善电池单体7在充放电时的循环性能。本申请实施例通过调整h1或D，即可改变F的值，因此，在装配电池时，通过改变D的值，即可调整F，从而简化电池的装配工艺。

可选地，F的值可以为1000N、2000N、3000N、4000N、5000N、6000N、7000N、8000N、9000N或10000N。

本申请实施例可以通过调整D的值，可吸收多个电池单体7装配成组时的公差。

根据上述公式选择合适的h1的值，并对D的值做进一步限定，不仅能够使得缓冲件81满足电池的整体刚度，降低电池失效的风险，而且还可以减轻缓冲件81对电池单体7膨胀程度的限制，改善电池单体7在充放电过程中的循环性能。

在一些实施例中，隔离组件还包括隔热件82，隔热件82设置于相邻的两个电池单体7之间，并连接于缓冲件81。缓冲件81沿着隔热件82的外周设置。

电池单体7在充放电的过程中会产生热量，多个电池单体7产生的热量会彼此影响，导致电池单体7的温度升高，不仅影响电池的循环性能，而且为电池单体7带来安全隐患。当某个电池单体7出现热失控时，产生的热量传递到相邻的电池单体7上，造成多个电池单体7接连热失控，引发起火、爆炸等安全隐患。鉴于此，发明人尝试在相邻的两个电池单体7之间设置隔热件82，隔热件82能够减少相邻的两个电池单体7之间热量的传递，降低相邻的两个电池单体7产生的热量相互影响，维持电池单体7正常的循环性能。

缓冲件81连接于隔热件，以提高隔离组件的结构强度，同时也便于装配。

隔热件82具有隔热能力和一定的弹性变形能力。在电池单体7处于满充状态时，隔热件82可被电池单体7压缩。在电池单体7满放状态时，隔热件82可以恢复至少部分形变。

本申请实施例隔热件82的具体材料不作限制，其需要具有一定的产生形变的能力，并能够在外力去除时恢复至少部分形变。

本申请实施例对隔热件82的具体形状不做限制，其可以为板状、块状或其他形状。

两个电池单体7之间预留的膨胀空间越大，电池单体7受膨胀力的作用越小，但电池的能量密度越低；预留的膨胀空间越小，电池单体7受膨胀力的作用越大，电池的能量密度越高。

发明人发现，隔热件82和相邻电池单体7之间的间距会直接影响膨胀空间。鉴于此，本申请通过限定隔热件82以及相邻电池单体7之间的间距，以调节相邻的电池单体7之间的膨胀空间，平衡电池的能量密度和电池单体的循环性能。

在一些实施例中，电池单体7沿第一方向X的尺寸为C，隔热件82在未压缩状态下沿第一方向X的尺寸为h2，隔热件82在电池充放电过程中的最大压缩率为a，C、h2、a以及D满足：0.01C≤D-（1-a）h2≤0.2C。

示例性地，当需要测量隔热件82在未压缩的状态下沿第一方向X的尺寸h2时，可以将隔热件82从相邻的电池单体7之间拆下，然后使用游标卡尺测出隔热件82在未压缩的状态下沿第一方向X的尺寸h2。示例性地，第一方向X平行于隔热件82的厚度方向。

压缩率为隔热件82的压缩量与隔热件82在压缩前的总尺寸之比。具体地，隔热件82在未压缩的状态下沿第一方向X的尺寸h2，隔热件82在压缩后沿第一方向X的尺寸h0，那么隔热件82在第一方向X上的压缩率为（h2-h0）/h2。

本申请实施例对h2和D的大小关系不作限定，换言之，h2可以大于、小于或等于D。

最大压缩率a是指隔热件82在第一方向X上的最大压缩率。

D-（1-a）h2可用于表征隔离组件8为相邻的电池单体7预留的膨胀空间。D-（1-a）h2的值越大，膨胀空间越大，电池单体7受膨胀力的作用越小，电池单体7的循环性能越好，但是电池的能量密度也越低。如果D-（1-a）h1过大，将会造成过设计，造成电池的能量密度偏低。D-（1-a）h1的值越小，膨胀空间越小，电池单体7受膨胀力的作用越大，电池单体7的循环性能越差。

鉴于此，发明人将D-（1-a）h2的数值范围限制为大于或等于0.01C，以为相邻的两个电池单体7之间预留了较为足够的膨胀空间，可使得相邻的两个电池单体7之间的作用力较小，从而改善电池单体7的循环性能。发明人将D-（1-a）h2的数值范围设置为小于或等于0.2C，可避免相邻两个电池单体7之间的空间过大，减少电池内部空间的浪费，增加空间利用率，提高电池的能量密度。

可选地，D-（1-a）h2的值可为0.02C、0.04C、0.06C、0.08C、0.1C、0.12C、0.14C、0.16C或0.18C。

上式将隔热件82的尺寸、隔热件82的最大压缩率以及两个相邻的电池单体7沿第一方向X的间距联系在一起，而且对其关系进行了数值上的限制，故利用上式可对隔热件82沿第一方向X的尺寸和两个相邻的电池单体7沿第一方向X的间距进行选择，方便高效，满足了电池单体7的隔热要求、平衡电池的能量密度和电池单体7的循环性能。

本申请实施例对h2和h1的大小关系不作限定，换言之，h1可以大于、小于或等于h2。

图7为本申请又一些实施例提供的电池的结构示意图。

如图6所示，当h1＞D＞h2时，装配时先压缩缓冲件81，利用缓冲件81来起到缓冲作用，并且吸收电池单体7的成组公差，直至将缓冲件81沿第一方向X的长度压缩至D时，完成组装。

如图7所示，当h2＞h1＞D时，装配时先压缩隔热件82，利用隔热件82来起到缓冲作用，并且吸收电池单体7的成组公差，将隔热件82压缩到与缓冲件81等厚后，继续挤压，此时缓冲件81与隔热件82同时起到缓冲作用，且一起吸收电池单体7的成组公差，直至将二者沿第一方向X的长度压缩至D时，完成组装。

当h1＝h2＞D时，装配时先共同压缩缓冲件81与隔热件82，二者同时起到缓冲作用，且一起吸收电池单体7的成组公差，直至将二者沿第一方向X的长度压缩至D时，完成组装。

当h1＞h2＞D时，装配时先压缩缓冲件81，利用缓冲件81来起到缓冲作用，并且吸收电池单体7的成组公差，将缓冲件81压缩到与隔热件82等厚后，继续挤压，此时缓冲件81与隔热件82同时起到缓冲作用，且一起吸收电池单体7的成组公差，直至将二者沿第一方向X的长度压缩至D时，完成组装。

在一些实施例中，缓冲件81的用于与电池单体7相抵的表面的面积为S1，隔热件82的用于与电池单体7相抵的表面的面积为S2，S1和S2满足S2/(S2+S1)≥0.7。其中，S1和S2均表示的是缓冲件81和隔热件82与电池单体7相抵接的单侧的表面积。

由于缓冲件81也与电池单体7相抵接，但是缓冲件81的隔热作用有限，相邻的两个电池单体7之间的隔热作用主要由隔热件82承担，若缓冲件81的面积较大，而隔热件82的面积较小的话，则会导致两个电池单体7之间隔热不足，影响电池单体7的循环性能。鉴于此，发明人将S2/(S2+S1)设置为大于或等于0.7，以限制隔热件82和缓冲件81的面积比例，满足两个电池单体7之间的隔热需求。

在一些实施例中，隔热件82在未压缩状态下沿第一方向X的尺寸为h2，h2和D满足：h2≤D。

将隔热件82在未压缩状态下沿第一方向X的尺寸h2设置为小于或者等于相邻的两个电池单体7沿第一方向X的间距D，以减少隔热件82的材料用量，降低隔离组件8的成本。

在一些实施例中，h1和D满足：h1＞D。

将缓冲件81在未压缩状态下沿第一方向X的尺寸h1设置为大于相邻的两个电池单体7沿第一方向X的间距D，因此电池单体7与隔离组件8装配好后缓冲件81便起到了提高电池的整体刚度的作用以及吸收装配成组时的公差。

在一些实施例中，隔热件82包括隔热层821和第一膜层822，第一膜层822设置于隔热层821面向电池单体7的表面；缓冲件81包括缓冲层811和第二膜层812，第二膜层812设置于缓冲层811面向电池单体7的表面；第一膜层822和第二膜层812一体设置。

一体设置的第一膜层822和第二膜层812能够连接隔热层821和缓冲层811，以提高隔离组件8的整体结构强度。

在一个实施例中，第一膜层822设置于隔热层821面向电池单体7的两侧，第二膜层812设置于缓冲层811面向电池单体7的两侧。

在一个实施例中，第一膜层822与隔热层821采用粘结胶粘接，第二膜层812与缓冲层811采用粘结胶粘接。

本申请实施例的第一膜层822和第二膜层812的具体材料不作限制，例如可以为聚酰亚胺薄膜、耐高温聚酯薄膜或者聚碳酸酯膜。

第一膜层812和第二膜层822具有防水、防潮、整体封装以及增加隔热件82、缓冲件81之间平面度的功能。

为增加隔热件82和缓冲件81之间的平面度，第一膜层812和第二膜层822可以为多层膜结构。

图8为本申请一些实施例提供的隔离组件的一种结构示意图。

如图8所示，在一些实施例中，缓冲件81环绕在隔热件82的外侧。

将缓冲件81设置于隔热件82的四周，不仅可起到密封、整形的作用，而且结构稳定性好，缓冲件81的面积较大。

图9为本申请一些实施例提供的隔离组件的另一种结构示意图。

如图9所示，在一个实施例中，隔热件82面向电池单体7一侧的形状为长方形，缓冲件81设置在隔热件82的一侧或其中两侧。

在一些实施例中，隔热件82卡接于缓冲件81。

隔热件82和缓冲件81采用卡接的方式，不仅方便高效，而且结构稳定性好。

本申请实施例对隔热件82和缓冲件81的卡接方式不做限定，例如可以采用卡扣和卡槽的卡接结构。

本申请实施例还提供了一种用电装置，包括上述任一实施例的电池，电池用于提供电能。

根据本申请的一些实施例，参照图5和图6，本申请实施例提供了一种电池，电池包括多个电池单体7以及隔离组件8。多个电池单体7沿第一方向X堆叠。隔离组件8包括隔热件82和缓冲件81，缓冲件81和隔热件82设置于相邻的两个电池单体7之间，缓冲件81设置于隔热件82的四周。

缓冲件81的用于与电池单体相抵的表面的面积为S1，缓冲件81在未压缩状态下沿第一方向X的尺寸为h1；电池单体7对缓冲件81施加的力F满足：500N≤F≤10000N；其中，根据缓冲件81的应力应变曲线得到缓冲件81的应力M为26*((h1-D)/h1)²-0.09*(h1-D)/h1，结合缓冲件81的用于与电池单体7相抵的表面的面积S1，得到电池单体7对缓冲件81施加的力F=S1*M。

隔热件82在未压缩状态下沿第一方向X的尺寸设置为h2，h1＞D＞h2。

以下结合实施例进一步说明本申请。

为了使本申请的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本申请。但是，应当理解的是，本申请的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限制本申请，且本申请的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作，或按材料供应商推荐的条件制作。

实施例1可按照下述步骤制备：

(i)将正极活性物质NCM523、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按质量比96:2:2进行混合，加入溶剂NMP，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆在铝箔上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切、裁片得到正极极片。

(ii)将负极活性物质石墨按不同质量比得到的混合物、导电剂乙炔黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR按质量比96.4:1:1.2:1.4进行混合，加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在铜箔上，室温晾干后转移至烘箱继续干燥，然后经过冷压、分切、裁片得到负极极片。

(iii)将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照按体积比1:1:1进行混合得到有机溶剂，接着将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于混合后的有机溶剂中，配制成浓度为1mol/L的电解液。

(iv)以12μm厚的聚丙烯膜作为隔离件。

(v)将正极极片、隔离件及负极极片层叠在一起并卷绕为多圈，卷绕后再压平为扁平状，以制备出电极组件。

（ⅵ）将两个电极组件和两个缓冲件层叠并安装到壳体内，然后焊接端盖和壳体，并经过注液、静置、化成、整形等工序，获得电池单体。

（ⅶ）将两个电池单体和隔离组件组装在一起，使隔离组件固定在两个电池单体之间。隔离组件包括隔热件和环绕在隔热件外侧的缓冲件。

在步骤（ⅶ）中，在装配之前，使用游标卡尺，测出缓冲件81的厚度h1为3.3mm，面积S1为2500mm²；在装配后，两个电池单体7的间距D为3mm。

循环性能检测：

在常温环境下，从第一方向的两侧夹紧两个电池单体7，将两个电池单体7以1C倍率充电、以1C倍率放电，进行满充满放循环测试，直至其中一个电池单体7的容量衰减至初始容量的80％。

在循环的过程中，实时监控电池单体7的状态。当其中一个电池单体7的容量衰减至初始容量的80％时，记录该电池单体7循环的圈数。

实施例2：实施例2的电池单体的制备方法和检测方法参照实施例1，不同之处在于h1为3.5mm，面积S1为5000mm²。

实施例3：实施例3的电池单体的制备方法和检测方法参照实施例1，不同之处在于h1为4mm，面积S1为5000mm²。

实施例4：实施例4的电池单体的制备方法和检测方法参照实施例1，不同之处在于D为2.5mm，h1为3.3mm，面积S1为5000mm²。

实施例5：实施例5的电池单体的制备方法和检测方法参照实施例1，不同之处在于D为2.4mm，h1为3.3mm，面积S1为5400mm²。

对比例1：对比例1的电池单体的制备方法和检测方法参照实施例1，不同之处在于h1为3.1mm，面积S1为5000mm²。

对比例2：对比例2的电池单体的制备方法和检测方法参照实施例1，不同之处在于D为2.8mm，h1为4mm，面积S1为5000mm²。

实施例1-5的评估结果示出于表1中。

参照实施例1-5以及对比例1-2可知，F的值大于10000N时，电池单体7的循环圈数较低，电池单体7的循环性能越差；F的值小于500N时，循环性能稍有提升但是提升幅度较小，但是缓冲件在组装后压缩量较小，缓冲件的缓冲作用不明显，电池单体仍存在偏移错位的风险。

故，本申请实施例将F的值限定为大于或等于500N且小于或等于10000N，不仅改善了电池单体7的循环性能，而且降低了电池单体7发生偏移错位的风险。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

多个电池单体，沿第一方向堆叠；以及

隔离组件，包括设置于相邻的两个所述电池单体之间的缓冲件，相邻的两个所述电池单体沿所述第一方向的间距为D，所述缓冲件的用于与所述电池单体相抵的表面的面积为S1，所述缓冲件在未压缩状态下沿所述第一方向的尺寸为h1；

所述电池单体对所述缓冲件施加的力F满足：500N≤F≤10000N；

其中，根据所述缓冲件的应力应变曲线得到缓冲件的应力M为26*((h1-D)/h1)²-0.09*(h1-D)/h1，M的单位为MPa；结合所述缓冲件的用于与所述电池单体相抵的表面的面积S1，得到所述电池单体对所述缓冲件施加的力F=S1*M。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述隔离组件还包括隔热件，所述隔热件设置于相邻的两个电池单体之间，并连接于所述缓冲件；所述缓冲件沿着所述隔热件的外周设置。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电池单体沿所述第一方向的尺寸为C，所述隔热件在未压缩状态下沿所述第一方向的尺寸为h2，所述隔热件在所述电池充放电过程中的最大压缩率为a，C、h2、a以及D满足：

0.01C≤D-（1-a）h2≤0.2C。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述隔热件的用于与所述电池单体相抵的表面的面积为S2，S1和S2满足S2/(S2+S1)≥0.7。

5.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述缓冲件环绕在所述隔热件的外侧。

6.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述隔热件卡接于所述缓冲件。

7.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述隔热件在未压缩状态下沿所述第一方向的尺寸为h2，h2和D满足：h2≤D。

8.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述隔热件包括隔热层和第一膜层，所述第一膜层设置于所述隔热层面向所述电池单体的表面；

所述缓冲件包括缓冲层和第二膜层，所述第二膜层设置于所述缓冲层面向所述电池单体的表面；

所述第一膜层和所述第二膜层一体设置。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，h1和D满足：h1＞D。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池，所述电池用于提供电能。

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