CN116569400A - 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 - Google Patents

电池、用电装置、制备电池的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种电池、用电装置、制备电池的方法和装置。该电池包括：多个电池单体，所述多个电池单体中的每个电池单体的第一表面设置有电极端子；和箱体，所述箱体包括：第一部分，所述第一部分形成具有开口的容置腔；所述多个电池单体容纳于所述容置腔内，其中，所述第一表面用于与覆盖所述开口的覆盖件固定连接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。通过本申请的技术方案，能够减少电池中结构件的使用，提高电池的体积能量密度。

Description

电池、用电装置、制备电池的方法和装置 技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池、用电装置、制备电池的方法和装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
其中，电池的体积能量密度是影响用电装置，如电动车辆续航时间的一个重要参数。在相同的电池体积下，体积能量密度越高，则能容纳的电池单体的数量越多，电动汽车的续航时间越长。在当前的电池设计中，仍然存在许多结构件，如横梁、纵梁等箱体梁，这些结构件的存在降低了电池的体积能量密度，影响用电装置的续航时间。因此，如何提高电池的体积能量密度，是电池技术中的一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种电池、用电装置、制备电池的方法和装置，能够减少电池中结构件的使用，提高电池的体积能量密度。
第一方面，提供了一种电池，包括：多个电池单体，所述多个电池单体中的每个电池单体的第一表面设置有电极端子；和箱体，所述箱体包括：第一部分，所述第一部分形成具有开口的容置腔；所述多个电池单体容纳于所述容置腔内，其中，所述第一表面用于与覆盖所述开口的覆盖件固定连接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
本申请实施例中，通过将电池单体的设置有电极端子的表面固定于覆盖件上，可以减少或避免箱体梁等结构件的使用，简化了电池的结构，电池中可以容纳更多的电池单体，从而可以提高电池的体积能量密度。
在一些实施例中，所述箱体挂载于车辆后，所述覆盖件位于所述第一部分的上方。
覆盖件位于第一部分的上方，即多个电池单体位于覆盖件的重力方向上，由于多个电池单体固定于覆盖件上，覆盖件可以作为主要的承力结构，如此，可以提高电池整体的结构强度，提高电池单体在箱体中的稳定性。
在一些实施例中，所述覆盖件为所述车辆的地板。
本申请实施例中，车辆的地板可以直接作为固定电池单体的覆盖件，由于车辆 的地板具有很高的强度和刚度，多个电池单体固定于作为覆盖件的车辆的地板上，可以提高电池的整体刚度和结构强度，同时，可以进一步实现电池与汽车的整合。进一步地，电池单体固定于车辆的地板上，可以避免或减少箱体梁的使用，简化电池的结构，从而提高电池的体积能量密度。
在一些实施例中，所述覆盖件为所述箱体的第二部分，所述第二部分与所述第一部分扣合，以覆盖所述开口。
本申请实施例中，覆盖件可以是车辆地板的一部分，或者，覆盖件也可以是独立于车辆地板的部分，即第二部分，此时，第一部分与第二部分相互扣合，形成容纳电池单体的容置腔，随后，由第一部分和第二部分组成的箱体可以被挂载在用电装置，如车辆上使用，这种独立于车辆的箱体的结构可以灵活适应不同情况的需求。
在一些实施例中，所述第一表面与所述覆盖件的连接区域设置有第一绝缘层，所述第一绝缘层用于将所述第一表面和所述覆盖件进行隔离。
本申请实施例中，电池单体上设置有电极端子的第一表面上可以设置绝缘层，从而可以使得电池单体与覆盖件之间进行隔离，保证电池的安全使用，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述第一绝缘层与所述第一表面为一体式结构；或者，所述第一绝缘层为固定于所述第一表面的绝缘片。
通过选择不同的第一绝缘层的实现方式，可以灵活调整电池的生产工艺，以适应不同需求。
在一些实施例中，所述第一表面固定于所述覆盖件后，所述电极端子与所述覆盖件之间具有间隙。
通过在电极端子和覆盖件之间保留间隙，可以使得电极端子和覆盖件之间保持隔离，实现相互绝缘，保证电池的使用安全，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述电池还包括：汇流部件，用于电连接所述电极端子，所述汇流部件上设置有第二绝缘层，所述第二绝缘层用于将所述电极端子和所述覆盖件进行隔离。
通过在汇流部件上设置第二绝缘层，可以使得电极端子与覆盖件之间进行绝缘隔离，从而保证电池的使用安全，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述电池单体包括泄压机构，所述泄压机构设置于所述电池单体上的与所述第一表面相对的第二表面，所述泄压机构用于在设有所述泄压机构的电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述内部压力。
通过将泄压机构设置于没有电极端子的表面，可以使得电池单体热失控时释放的温度或者压力不会对电极端子造成影响，如发生短路等，增强了电池的安全性；同时，本申请实施例中的泄压机构设置于靠近箱体的第一部分的位置，当电池正常挂载于用电装置后，泄压机构位于电池的底部，如此，电池单体热失控时释放的排放物的排放方向朝向车辆底部，不会对车辆或者乘客造成伤害。
在一些实施例中，所述电池还包括：热管理部件，所述热管理部件用于容纳流体以给所述多个电池单体调节温度，所述热管理部件附接于所述第二表面上，所述热 管理部件与所述容置腔的底壁之间具有预定的间隙，所述热管理部件上设置有对应于所述泄压机构的泄压区域，所述泄压区域用于在所述泄压机构致动时通过所述排放物。
本申请实施例中，通过将热管理部件直接设置于电池单体的下方，可以提高热管理部件与电池单体之间的热交换效率，提高对电池单体的温度调控效果；同时，热管理部件与第一部分的底壁之间具有预定的间隙，如此，在电池单体热失控后，排放物经过泄压区域之后可以进入该间隙中，由于该间隙中是空气，可以对排放物进行一定程度的降温，降低了排放物的危险，增强了电池的安全性。
在一些实施例中，所述电池还包括：底护结构，所述底护结构与所述泄压机构相对设置，所述底护结构附接于所述热管理部件的远离所述多个电池单体的表面。
通过在热管理部件的下方设置对应于泄压机构的防护结构，可以使得电池在遭受异物入侵时，防止泄压机构被破坏，从而保证电池单体的正常使用，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述底护结构包括：避让部分和缓冲部分，所述缓冲部分设置于所述避让部分的下方，其中，所述避让部分用于为所述泄压机构提供泄放空间，所述缓冲部分用于保护所述泄压机构。
通过设置避让部分和缓冲部分，一方面可以保证泄压机构的正常致动，另一方面，可以利用缓冲部分缓冲异物造成的破坏，保证泄压机构的正常使用，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述多个电池单体形成多个电池单体组，每个电池单体组包括多个沿第一方向排列的电池单体，所述多个电池单体组沿第二方向排列，所述第二方向垂直于所述第一方向，其中，所述多个电池单体组之间设置有隔板。
通过在多个电池单体组之间设置隔板，可以将多个电池单体组之间进行隔离，提升电池的整体刚度和结构强度。
在一些实施例中，所述隔板包括第一子板和第二子板，所述第一子板和所述第二子板形成T字形结构。
通过设置T字形结构的隔板，一方面，可以利用第二子板实现对电池单体组之间的隔离，提高电池的整体刚度和结构强度，另一方面，还可以利用第一子板将相邻的两个电池单体组之间完全绝缘隔离，保证电池的正常使用，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述电池还包括：绝缘片，所述绝缘片设置于所述每个电池单体组的沿所述第一方向的两端；和/或，缓冲垫，所述缓冲垫设置于所述每个电池单体组的沿所述第一方向的两端。
通过设置绝缘片，可以实现电池箱体和电池单体之间的绝缘；通过设置缓冲垫，有助于释放电池单体在多次循环工作后发生的膨胀变形，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述电池还包括：两个端板，所述两个端板分别设置于所述多个电池单体组的沿所述第一方向的两端，两个侧板，所述两个侧板分别设置于所述多个电池单体组的沿所述第二方向的两端，其中，所述两个端板与所述两个侧板之间两两固定连接。
两两固定连接的端板和侧板可以对箱体内电池单体进行固定，提升电池整体的刚度和结构强度，同时，也能抵抗电池单体在多次循环后产生的膨胀，增强电池的安全性。
在一些实施例中，所述第一表面粘附固定于所述覆盖件，以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
通过粘附的方式将第一表面固定于覆盖件上，一方面可以减少或避免箱体梁等结构件的使用，提高电池的体积能量密度，另一方面可以简化装配复杂度，提高电池生产效率。
第二方面，提供了一种用电装置，包括：根据第一方面所述的电池，所述电池用于提供电能。
在一些实施例中，所述用电装置为车辆、船舶或航天器。
第三方面，提供了一种制备电池的方法，包括：提供多个电池单体，所述多个电池单体中的每个电池单体的第一表面设置有电极端子；提供箱体，所述箱体包括：第一部分，所述第一部分形成具有开口的容置腔；所述多个电池单体容纳于所述容置腔内，其中，所述第一表面用于与覆盖所述开口的覆盖件固定连接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
第四方面，提供了一种制备电池的装置，包括：第一提供模块，用于提供多个电池单体，所述多个电池单体中的每个电池单体的第一表面设置有电极端子；第二提供模块，用于提供箱体，所述箱体包括：第一部分，所述第一部分形成具有开口的容置腔；所述多个电池单体容纳于所述容置腔内，其中，所述第一表面用于与覆盖所述开口的覆盖件固定连接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图；
图3是本申请一实施例公开的一种电池单体组的结构示意图；
图4是本申请一实施例公开的一种电池单体的分解图；
图5是本申请另一实施例公开的一种电池单体的分解图；
图6是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图；
图7是本申请一实施例公开的一种电池单体的结构示意图；
图8是本申请一实施例公开的一种电池的局部细节图；
图9是本申请一实施例公开的一种电池的局部结构示意图；
图10是本申请另一实施例公开的一种电池的局部结构示意图；
图11是本申请一实施例公开的一种底护结构的结构示意图；
图12是本申请一实施例公开的一种电池单体组的结构示意图；
图13a至图13d是本申请一实施例公开的另一种电池单体组的结构示意图；
图14是是本申请一实施例公开的一个电池的分解图；
图15是本申请一实施例公开的一种制备电池的方法的示意性流程图；
图16是本申请一实施例公开的一种制备电池的装置的示意性框图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中，电池单体可以包括一次电池、二次电池，例如可以是锂离子电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，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。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，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单体组或电池包等。电池包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，电极组件包括正极片、负极片和隔离膜。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体 作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，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，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性等。
其中，电池的体积能量密度是影响用电装置，如电动车辆续航时间的一个重要参数。在相同的电池体积下，体积能量密度越高，则能容纳的电池单体的数量越多，电动汽车的续航时间越长。在当前的电池设计中，电池单体先是组装成电池单体组，然后再组装成电池，在电池中，一般既存在电池单体组的结构件，又存在电池的结构件，这大大降低了电池的整体体积能量密度。另外在一些电池设计中，电池单体可以直接组装成电池，消除了电池单体组的结构件，一定程度上可以提高电池的体积能量密度，但是电池的结构件如横梁、纵梁等箱体梁仍然存在，没有最大化的提高电池的体积能量密度。
鉴于此，本申请的实施例提供了一种技术方案，通过将电池单体的设置有电极的表面固定于覆盖件上，可以减少或避免箱体梁等结构件的使用，简化了电池的结构，电池中可以容纳更多的电池单体，从而可以提高电池的体积能量密度。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，车辆1可以为燃油汽车、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。车辆1的内部可以设置马达40，控制器30以及电池10，控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池10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，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，本申请的电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。可选地，多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电 池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。
例如，如图2所示，为本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图，电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体，箱体内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体内。如图2所示，箱体可以包括两部分，这里分别称为箱体第一部分111和箱体第二部分112，箱体第一部分111和箱体第二部分112扣合在一起。箱体第一部分111和箱体第二部分112的形状可以根据电池单体20组合的形状而定，箱体第一部分111和箱体第二部分112可以均具有一个开口。例如，箱体第一部分111和箱体第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，箱体第一部分111的开口和箱体第二部分112的开口相对设置，并且箱体第一部分111和箱体第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于箱体第一部分111和箱体第二部分112扣合后形成的箱体内。
可选地，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。
根据不同的电力需求，电池单体的数量可以设置为任意数值。多个电池单体可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体分组设置，每组电池单体组成电池单体组200。电池单体组200中包括的电池单体的数量不限，可以根据需求设置。例如，图3为电池单体组的一个示例。电池可以包括多个电池单体组，这些电池单体组可通过串联、并联或混联的方式进行连接。
如图4所示，为本申请一个实施例的一种电池单体20的结构示意图，电池单体20包括一个或多个电极组件22、壳体211和盖板212。壳体211和盖板212形成外壳21。壳体211的壁以及盖板212均称为电池单体20的壁。壳体211根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定，例如，壳体211可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且壳体211的其中一个面具有开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体211内。例如，当壳体211为中空的长方体或正方体时，壳体211的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壁体而使得壳体211内外相通。当壳体211可以为中空的圆柱体时，壳体211的端面为开口面，即该端面不具有壁体而使得壳体211内外相通。盖板212覆盖开口并且与壳体211连接，以形成放置电极组件22的封闭的腔体。壳体211内填充有电解质，例如电解液。
该电池单体20还可以包括两个电极端子214，两个电极端子214可以设置在盖板212上。盖板212通常是平板形状，两个电极端子214固定在盖板212的平板面上，两个电极端子214分别为正电极端子214a和负电极端子214b。每个电极端子214各对应设置一个连接构件23，其位于盖板212与电极组件22之间，用于将电极组件22和电极端子214实现电连接。
如图4所示，每个电极组件22具有第一极耳221a和第二极耳222a。第一极耳221a和第二极耳222a的极性相反。例如，当第一极耳221a为正极极耳时，第二极耳222a为负极极耳。一个或多个电极组件22的第一极耳221a通过一个连接构件23与一个电极端子连接，一个或多个电极组件22的第二极耳222a通过另一个连接构件23与另一个电极端子连接。例如，正电极端子214a通过一个连接构件23与正极极耳连接，负电极端子214b通过另一个连接构件23与负极极耳连接。
在该电池单体20中，根据实际使用需求，电极组件22可设置为单个，或多个，如图4所示，电池单体20内设置有4个独立的电极组件22。
如图5所示，为本申请另一实施例的包括泄压机构213的电池单体20的结构示意图。
图5中的壳体211、盖板212、电极组件22以及连接构件23与图4中的壳体211、盖板212、电极组件22以及连接构件23的一致，为了简洁，在此不再赘述。
图5中，泄压机构213设置于电池单体20的底壁上，即图5中的壁21a，其中，该泄压机构213可以为壁21a的一部分，也可以与壁21a为分体式结构，通过例如焊接的方式固定在壁21a上。当泄压机构213为壁21a的一部分时，例如，泄压机构213可以通过在壁21a上设置刻痕的方式形成，与该刻痕的对应的壁21a厚度小于泄压机构213除刻痕处其他区域的厚度。刻痕处是泄压机构213最薄弱的位置。当电池单体20产生的气体太多使得壳体211内部压力升高并达到阈值或电池单体20内部反应产生热量造成电池单体20内部温度升高并达到阈值时，泄压机构213可以在刻痕处发生破裂而导致壳体211内外相通，气体压力及温度通过泄压机构213的裂开向外释放，进而避免电池单体20发生爆炸。
图5中是以泄压机构213位于电池单体20的底壁上为例进行描述，但应理解，本申请实施例中的泄压机构213可以位于壳体211的侧壁上，或者也可以位于盖板212上，或者，也可以位于壳体211的两个壁的相交的位置，本申请实施例对此不做限制。
泄压机构213可以为各种可能的泄压结构，本申请实施例对此并不限定。例如，泄压机构213可以为温敏泄压机构，温敏泄压机构被配置为在设有泄压机构213的电池单体20的内部温度达到阈值时能够熔化；和/或，泄压机构213可以为压敏泄压机构，压敏泄压机构被配置为在设有泄压机构213的电池单体20的内部气压达到阈值时能够破裂。
由电池单体20组成的电池10能够被应用于用电装置中，以为用电装置提供电能。然而，电池10中结构件的存在会降低电池10的体积能量密度，影响用电装置的续航时间。鉴于此，本申请提供了一种电池10，如图6示出的电池10，通过本申请实施例的电池10，可以提高电池10的体积能量密度。
具体地，如图6所示，电池10可以包括多个电池单体20和箱体11。
作为一种实现方式，所述多个电池单体20中的每个电池单体20的第一表面21设置有电极端子214。
作为一种实现方式，所述箱体11包括：第一部分101，所述第一部分101形成 具有开口的容置腔101a；所述多个电池单体容20纳于所述容置腔101a内，其中，所述第一表面21用于与覆盖所述开口的覆盖件102固定连接以将所述多个电池单体20固定连接至所述覆盖件102。
当前的电池设计中，为了对电池单体20进行固定，一般需要设置横梁、纵梁等箱体梁对电池单体20进行锁付固定，但是箱体梁的存在会降低电池的体积能量密度，在本申请实施例中，通过将电池单体20的设置有电极端子214的表面固定于覆盖件102上，一方面，可以实现对电池单体20的固定，其次，电池单体20固定于覆盖件102上，可以不需要再使用箱体梁等结构件对电池单体20进行锁付固定，从而可以减少电池中结构件的使用，提高电池的体积能量密度，继而提高用电装置的续航时间。
本申请实施例中，多个电池单体20可以通过胶粘剂，例如胶水、结构胶等粘附固定于覆盖件102上，具体地，所述第一表面21粘附固定于所述覆盖件102，以将所述多个电池单体20固定连接至所述覆盖件102。或者，也可以通过其他方式固定，如铆接等，本申请实施例对此不作限定。
通过粘附的方式，将第一表面21固定于覆盖件102上，一方面可以减少或避免箱体梁等结构件的使用，提高电池的体积能量密度，另一方面可以简化装配复杂度，提高电池生产效率。
作为一种实现方式，所述箱体11挂载于车辆后，所述覆盖件102位于所述第一部分101的上方。
可选地，电池10可以挂载于例如图1中示出的车辆中，电池10通过箱体11挂载到车辆上时，覆盖件102位于第一部分101的上方，即多个电池单体20位于覆盖件102的重力方向上，由于多个电池单体20固定于覆盖件102上，覆盖件102可以作为主要的承力结构，如此，可以提高多个电池单体20在箱体11中的稳定性，提高电池整体的结构强度。
作为一种实现方式，所述覆盖件102为所述车辆的地板。
本申请实施例中，车辆的地板可以直接作为固定电池单体20的覆盖件102，由于车辆的地板具有很高的强度和刚度，多个电池单体20固定于作为覆盖件102的车辆的地板上，可以提高电池10的整体刚度和强度，同时，可以进一步实现电池与汽车的整合。进一步地，电池单体20固定于车辆的地板上，可以避免或减少箱体梁的使用，从而提高电池10的体积能量密度。
作为另一种实现方式，所述覆盖件102为所述箱体的第二部分，所述第二部分与所述第一部分101扣合，以覆盖所述开口。
本申请实施例中，覆盖件102可以是车辆地板的一部分，或者，覆盖件102也可以是独立于车辆地板的部分，即第二部分，此时，第一部分101与第二部分相互扣合，形成容纳电池单体20的容置腔101a，随后，由第一部分101和第二部分组成的箱体11可以被挂载在用电装置，如车辆上使用，这种独立于车辆的箱体的构造可以灵活适应不同情况的需求。
可选地，本申请实施例中的第一部分101可以通过多种固定方式与覆盖件102 固定连接，例如粘接、铆接、焊接等，本申请实施例对此不作限定。
本申请实施例中，电池单体20上设置有电极端子214的第一表面21上可以设置绝缘层，从而可以使得电池单体20与覆盖件102之间进行隔离，保证电池的安全使用。
具体地，所述第一表面21与所述覆盖件102的连接区域设置有第一绝缘层211，所述第一绝缘层211用于将所述第一表面21和所述覆盖件102进行隔离。
图7示出了本申请实施例的设置有第一绝缘层211的电池单体20示意图。如图7所示，该第一绝缘层211可以设置于第一表面21上的两个电极端子214之间的区域。
或者换可选地，本申请实施例中的第一绝缘层211也可以覆盖电极端子214所在的区域，具体地，电极端子214可以先通过汇流部件进行电连接，电连接之后，可以将第一绝缘层211覆盖第一表面21的整个表面，本申请实施例对此不作限定，只要可以将电池单体20与覆盖件102之间实现绝缘隔离即可。
本申请实施例中的第一绝缘层211可以采取多种方式。
作为一种实现方式，第一绝缘层211与所述第一表面21为一体式结构。
例如，在电池单体20的生产中，可以在电池单体20的外壳表面设置凹槽，然后通过注塑的工艺，在凹槽中浇注塑料等绝缘材料形成第一绝缘层211，此时，该第一绝缘层211可以与电池单体20成为一体式结构。
或者，可选地，所述第一绝缘层211可以为固定于所述第一表面21的绝缘片。该绝缘片可以是塑料等绝缘材料。
通过选择不同的第一绝缘层211的实现方式，可以灵活调整电池10的生产工艺，以适应不同需求。
作为一种实现方式，所述第一表面21固定于所述覆盖件102后，所述电极端子214与所述覆盖件102之间具有间隙。
通过在电极端子214和覆盖件102之间保留间隙，可以使得电极端子214和覆盖件102之间保持隔离，实现相互绝缘，保证电池的使用安全。
本申请实施例中的电池单体20设置的第一绝缘层211的高度H可以高于电极端子214电连接之后的高度，如高于电极端子214电连接之后约3～4mm，如此，可以使得第一表面21固定于覆盖件102之后，电极端子214与覆盖件102之间留有间隙而绝缘，从而保证电池10的正常使用。
或者可选地，该第一绝缘层211的高度H也可以小于或者等于电极端子214电连接之后的高度，其可以通过胶粘剂，例如结构胶等的厚度，使得第一表面21固定于覆盖件102之后，电连接之后的电极端子214与覆盖件102之间留有间隙以进行绝缘，本申请实施例对此不作限制。
图8示出了本申请实施例的设置有第一绝缘层211的一种电池10的局部细节图。如图7和图8所示，第一绝缘层211的高度H低于电连接之后的电极端子214的高度，但是通过结构胶211a，第一表面21固定至覆盖件102之后，使得电极端子214和覆盖件102之间仍然留有间隙，从而可以实现电极端子214与覆盖件102之间的隔 离。
作为一种实现方式，所述电池10还可以包括：汇流部件12，用于电连接所述电极端子214，所述汇流部件12上设置有第二绝缘层212，所述第二绝缘层212用于将所述电极端子214和所述覆盖件102进行隔离。
图9示出了具有第二绝缘层212的一种电池10的局部结构示意图。如图9所示，电池单体20的电极端子214上设置有汇流部件12，汇流部件12上方设置第二绝缘层212进行隔离。具体地，此时可以先利用汇流部件12对电极端子214进行电连接，电连接之后在汇流部件12的上方设置第二绝缘层212，以将电极端子214和覆盖件102进行绝缘隔离，保证电池的正常使用。
可选地，本申请实施例中，第二绝缘层212和覆盖件102之间可以留有空隙，或者也可以靠在一起，本申请对此不作限制。
本申请实施例中的第一绝缘层211、结构胶211a以及第二绝缘层212的高度可以适应性的调整，从而实现电池单体20与覆盖件102之间的绝缘隔离，例如，在不设置第二绝缘层212时，可以使得第一绝缘层211的高度H高于电连接之后的电极端子214的高度；或者，第一绝缘层211的高度可以低于电连接之后的电极端子214的高度，且电池单体20粘接结构胶211a后的高度应该要高于电连接之后的电极端子214的高度；或者，设置第二绝缘层212时，第一绝缘层211和/或结构胶211a的高度可以高于电连接并且设置有第二绝缘层212的电极端子214的高度，只要能够实现电池单体20与覆盖件102之间的隔离即可，本申请对此不作限制。
对于电池来说，主要的安全危险来自于充电和放电过程，为了提高电池的安全性能，电池单体20一般会设置泄压机构213。泄压机构213是指电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该预定阈值可以根据设计需求不同而进行调整。预定阈值可取决于电池单体20中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。
电池单体20上的泄压机213构对电池的安全性有着重要影响。例如，当电池单体发生短路、过充等现象时，可能会导致电池单体20内部发生热失控从而压力或温度骤升。这种情况下通过泄压机构213致动可以将内部压力及温度向外释放，以防止电池单体爆炸、起火。
作为一种实现方式，所述电池单体20包括泄压机构213，所述泄压机构213设置于所述电池单体20上的与所述第一表面21相对的第二表面22，所述泄压机构213用于在设有所述泄压机构213的电池单体20的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述内部压力。
本申请实施例中的泄压机构213可以采取如图5中示出的泄压机构213的形式。
图10中示出了本申请实施例的一种电池10的局部结构示意图。如图10所示，泄压机构213设置于电池单体20的第二表面22上，并朝向第一部分101的底壁。
通过将泄压机构213设置于没有电极端子214的表面，可以使得电池单体20 热失控时释放的温度或者压力不会对电极端子214造成影响，如发生短路等，增强了电池的安全性；同时，本申请实施例中的泄压机构213设置于靠近箱体11的第一部分101的位置，当电池10正常挂载于用电装置后，泄压机构213位于电池单体20的底部，如此，当电池单体20热失控释放温度或压力时，排放物的排放方向朝向车辆底部，不会对车辆或者乘客造成伤害。
作为一种实现方式，所述电池10还包括：热管理部件13，所述热管理部件13用于容纳流体以给所述多个电池单体20调节温度，所述热管理部件13附接于所述第二表面22上，所述热管理部件13与所述容置腔101a的底壁之间具有预定的间隙，所述热管理部件13上设置有对应于所述泄压机构213的泄压区域131，所述泄压区域131用于在所述泄压机构213致动时通过所述排放物。
如图10所示，该热管理部件13设置于电池单体20的下方，更具体地，固定于电池单体20的第二表面22上，可选地，热管理部件13可以通过胶粘剂等固定于第二表面22上。通过将热管理部件13设置于电池单体20的下方，可以提高热管理部件13与电池单体20之间的热交换效率，提高对电池单体20的温度调控效果。
可选地，该热管理部件13的内部可以具有流道132，流道132可以用于容纳流体以调节多个电池单体20的温度。
进一步地，热管理部件13上可以设置对应于泄压机构213的泄压区域131，通过泄压区域131，电池单体20热失控后经由泄压机构213释放的温度和压力可以排放至电池单体20的外部，从而保证泄压机构213的正常使用。
可选地，本申请实施例中的泄压区域131可以采用通孔，或者也可以采用薄弱结构，例如，可以将热管理部件13上对应于泄压机构213的位置设置有较其他区域更薄的厚度，如此，当泄压机构213致动时，排放物可以冲破薄弱结构，从而实现电池单体20内部温度和压力的释放，增强电池的安全性。或者本申请实施例中的泄压区域131也可以采用其他方式，本申请实施例对此不做限制。
本申请实施例中，热管理部件13与第一部分101的底壁之间具有预定的间隙，如此，在电池单体20热失控后，排放物经过泄压区域131之后可以进入该间隙中，由于该间隙中是空气，可以对排放物进行一定程度的降温，降低了排放物的危险，增强了电池的安全性。
作为一种实现方式，所述电池还包括：底护结构14，所述底护结构14与所述泄压机构213相对设置，所述底护结构14附接于所述热管理部件13的远离所述多个电池单体20的表面。
当电池10底部遭遇异物侵入时，泄压机构213可能会被异物破坏，从而导致电池单体20不能正常使用，为了防止泄压机构213的异常破坏，本申请实施例中还可以对泄压机构213进行防护。通过在热管理部件13的下方设置对应于泄压机构213的防护结构14，可以使得电池10在遭受异物入侵时，防止泄压机构213被破坏，从而保证电池单体20的正常使用，增强电池的安全性。
可选地，本申请实施例中的所述底护结构14包括：避让部分141和缓冲部分142，所述缓冲部分142设置于所述避让部分141的下方，其中，所述避让部分141用 于为所述泄压机构213提供泄放空间，所述缓冲部分142用于保护所述泄压机构213。
图11示出了本申请实施例中的一种底护结构14的结构示意图。如图10和11所示，底护结构14由避让部分141和缓冲部分142组成，其中，避让部分141可以形成避让腔143,该避让腔143设置有开口，以保证泄压机构213的正常致动。该缓冲部分142固定于避让部分141的下方，以对泄压机构213进行防护。
通过设置避让部分141和缓冲部分143，在保证泄压机构213的正常致动，另一方面，可以利用缓冲部分缓冲异物造成的破坏，保证泄压机构213的正常使用的同时，防止泄压机构213在遭受异物入侵时被破坏，从而保证电池的正常使用，增强电池的安全性。
可选地，避让部分141可以采用具有较高硬度的工程塑料，缓冲部分142可以采用具有吸能作用的缓冲物质，例如橡胶材料或者不易燃的泡沫材料等。
可选地，本申请实施例中的底护结构14还可以采取其他结构，如还可以进一步包括主板部分，该主板部分可以固定于缓冲部分142的下方，主板部分可以具有较好的机械强度，以对缓冲部分142进行保护，本申请对底护结构14的具体结构不作限制。
可选地，本申请实施例中的底护结构14可以通过胶粘剂进行固定，或者，也可以选择其他方式进行固定，例如焊接、铆接等，本申请实施例对此不作限制。
作为一种实现方式，所述多个电池单体20形成多个电池单体组200，每个电池单体组200包括多个沿第一方向排列的电池单体20，所述多个电池单体组200沿第二方向排列，所述第二方向垂直于所述第一方向，其中，所述多个电池单体组200之间设置有隔板15。
图12示出了本申请实施例的一种电池单体组200的结构示意图。如图12所示，电池10包括4个电池单体组200，其中，相邻的电池单体组200之间设置有隔板15。
应理解，本申请实施例中仅以4个电池单体组200为例进行描述，实际中电池单体组200的数量可以灵活设置。
通过在多个电池单体组200之间设置隔板，可以将多个电池单体组200进行隔离，同时可以提升电池10的整体刚度和结构强度。
进一步的，该隔板15可以为绝缘材料。
作为一种实现方式，所述隔板15包括第一子板151和第二子板152，所述第一子板151和所述第二子板152形成T字形结构。
图13a至图13d示出了本申请实施例中的一种具有T字形隔板15的电池单体组200的结构示意图。如图13a至图13d所示，该T字形隔板的第一子板151置于第二子板152的上方，即第二子板152上方有一个翻边，该翻边即为第一子板151。
在电池10中，相邻的两个单体电池20之间的电压差可达到150V，当单体电池20的金属铝壳裸露并连通时，相邻两个单体电池20之间会出现高压拉弧，存在极高的安全风险。本申请实施例设置的T字形隔板15，更具体的，第一子板151和第二子板152可有效阻止两个单体电池20的金属铝壳之间相互连通，从而对相邻的两个电 池单体20实现绝缘防护，增强电池的安全性；同时，T字形隔板15还能提高电池10的整体刚度和结构强度。
可选地，本申请实施例中的T字形隔板可以通过在第一子板151和/或第二子板152的表面上涂覆粘接剂，然后固定于电池20上；或者，也可以通过在第一子板151的表面上涂覆粘接剂，然后固定于覆盖件102上。或者，本申请实施例也可以采取粘接之外的其他固定方式，本申请实施例对此不作限制。
作为一种实现方式，所述电池10还包括：绝缘片16，所述绝缘片16设置于所述每个电池单体组200的沿所述第一方向的两端；和/或，缓冲垫17，所述缓冲垫17设置于所述每个电池单体组200的沿所述第一方向的两端。
如图12中所示的绝缘片16和缓冲垫17，通过设置绝缘片16，可以实现电池箱体11和电池单体20之间的绝缘，通过设置缓冲垫17，有助于释放电池单体20在多次循环工作后发生的膨胀变形。
可选地，本申请实施例中的隔板15、绝缘片16以及缓冲垫17设置的数量可以根据实际情况确定，本申请实施例对此不作限制。
作为一种实现方式，所述电池10还包括：两个端板18，所述两个端板18分别设置于所述多个电池单体组200的沿所述第一方向的两端，两个侧板19，所述两个侧板19分别设置于所述多个电池单体组200的沿所述第二方向的两端，其中，所述两个端板18与所述两个侧板19之间两两固定连接。
如图12所示的端板18和侧板19，端板18和侧板19可以通过焊接、铆接、螺栓连接等不同的方式两两固定连接，从而对电池10中的电池单体20进行固定，提升电池整体的刚度和结构强度，同时，也能抵抗电池单体20在多次循环后产生的膨胀，增强电池的安全性。
图14示出了本申请实施例的一种电池的分解示意图。如图14所示，该电池10可以包括多个电池单体20，以及前述各实施例中的箱体11。
关于电池10中各部件的描述可以参见前述各实施例，为了简洁，在此不再赘述。
可选地，本申请实施例中的电池10，第一部分101、底护结构14、热管理部件13和电池单体组200两两之间可以依次相互固定连接，然后电池单体20再通过第一表面21，固定于覆盖件102上，随后，可以将第一部分101与覆盖件102进行固定，从而形成容纳电池单体20的封闭的腔体。
本申请一个实施例还提供了一种用电装置，该用电装置可以包括前述各实施例中的电池10。可选地，用电装置可以为车辆1、船舶或航天器。
上文描述了本申请实施例的电池单体、电池和用电装置，下面将描述本申请实施例的制备电池的方法和装置，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图15示出了本申请一个实施例的制备电池的方法300的示意性流程图。如图15所示，该方法300可以包括以下步骤。
S310，提供多个电池单体20。
其中，所述多个电池单体20中的每个电池单体20的第一表面21设置有电极 端子214。
S320，提供箱体11。
作为一种实现方式，所述箱体11包括：第一部分101，所述第一部分101形成具有开口的容置腔101a；所述多个电池单体20容纳于所述容置腔101a内，其中，所述第一表面21用于与覆盖所述开口的覆盖件102固定连接以将所述多个电池单体20固定连接至所述覆盖件102。
图16示出了本申请一个实施例的制备电池单体的装置400的示意性框图。如图16所示，制备电池的装置400可以包括：第一提供模块410和第二提供模块420。
第一提供模块410用于提供多个电池单体20。其中，所述多个电池单体20中的每个电池单体20的第一表面21设置有电极端子214。
第二提供模块420用于提供箱体11，所述箱体11包括：第一部分101，所述第一部分101形成具有开口的容置腔101a；所述多个电池单体20容纳于所述容置腔101a内，其中，所述第一表面21用于与覆盖所述开口的覆盖件102固定连接以将所述多个电池单体20固定连接至所述覆盖件102。
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 (20)

  1. 一种电池，其特征在于，包括：
    多个电池单体，所述多个电池单体中的每个电池单体的第一表面设置有电极端子；和
    箱体，所述箱体包括：
    第一部分，所述第一部分形成具有开口的容置腔；
    所述多个电池单体容纳于所述容置腔内，其中，所述第一表面用于与覆盖所述开口的覆盖件固定连接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
  2. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述箱体挂载于车辆后，所述覆盖件位于所述第一部分的上方。
  3. 根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述覆盖件为所述车辆的地板。
  4. 根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述覆盖件为所述箱体的第二部分，所述第二部分与所述第一部分扣合，以覆盖所述开口。
  5. 根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一表面与所述覆盖件的连接区域设置有第一绝缘层，所述第一绝缘层用于将所述第一表面和所述覆盖件进行隔离。
  6. 根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第一绝缘层与所述第一表面为一体式结构；或者，
    所述第一绝缘层为固定于所述第一表面的绝缘片。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一表面固定于所述覆盖件后，所述电极端子与所述覆盖件之间具有间隙。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：
    汇流部件，用于电连接所述电极端子，所述汇流部件上设置有第二绝缘层，所述第二绝缘层用于将所述电极端子和所述覆盖件进行隔离。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池单体包括泄压机构，所述泄压机构设置于所述电池单体上的与所述第一表面相对的第二表面，所述泄压机构用于在设有所述泄压机构的电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述内部压力。
  10. 根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：
    热管理部件，所述热管理部件用于容纳流体以给所述多个电池单体调节温度，所述热管理部件附接于所述第二表面上，所述热管理部件与所述容置腔的底壁之间具有预定的间隙，所述热管理部件上设置有对应于所述泄压机构的泄压区域，所述泄压区域用于在所述泄压机构致动时通过所述排放物。
  11. 根据权利要求9或10所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：
    底护结构，所述底护结构与所述泄压机构相对设置，所述底护结构附接于所述热管理部件的远离所述多个电池单体的表面。
  12. 根据权利要求11所述的电池，其特征在于，所述底护结构包括：
    避让部分和缓冲部分，所述缓冲部分设置于所述避让部分的下方，其中，所述避让部分用于为所述泄压机构提供泄放空间，所述缓冲部分用于保护所述泄压机构。
  13. 根据权利要求1至12中任一项所述的电池，其特征在于，所述多个电池单体形成多个电池单体组，每个电池单体组包括多个沿第一方向排列的电池单体，所述多个电池单体组沿第二方向排列，所述第二方向垂直于所述第一方向，其中，所述多个电池单体组之间设置有隔板。
  14. 根据权利要求13所述的电池，其特征在于，所述隔板包括第一子板和第二子板，所述第一子板和所述第二子板形成T字形结构。
  15. 根据权利要求13或14所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：
    绝缘片，所述绝缘片设置于所述每个电池单体组的沿所述第一方向的两端；和/或，
    缓冲垫，所述缓冲垫设置于所述每个电池单体组的沿所述第一方向的两端。
  16. 根据权利要求13至15中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：
    两个端板，所述两个端板分别设置于所述多个电池单体组的沿所述第一方向的两端，
    两个侧板，所述两个侧板分别设置于所述多个电池单体组的沿所述第二方向的两端，
    其中，所述两个端板与所述两个侧板之间两两固定连接。
  17. 根据权利要求1至16中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一表面粘附固定于所述覆盖件，以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
  18. 一种用电装置，其特征在于，包括：根据权利要求1至17中任一项所述的电池，所述电池用于提供电能。
  19. 一种制备电池的方法，其特征在于，包括：
    提供多个电池单体，所述多个电池单体中的每个电池单体的第一表面设置有电极端子；
    提供箱体，所述箱体包括：
    第一部分，所述第一部分形成具有开口的容置腔；
    所述多个电池单体容纳于所述容置腔内，其中，所述第一表面用于与覆盖所述开口的覆盖件固定连接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
  20. 一种制备电池的装置，其特征在于，包括：
    第一提供模块，用于提供多个电池单体，所述多个电池单体中的每个电池单体的第一表面设置有电极端子；
    第二提供模块，用于提供箱体，所述箱体包括：
    第一部分，所述第一部分形成具有开口的容置腔；
    所述多个电池单体容纳于所述容置腔内，其中，所述第一表面用于与覆盖所述开口的覆盖件固定连接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
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