CN116982199A - 电池单体和电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池单体，所述电池单体包括外壳，所述电池单体还包括三个卷绕成圆柱形的电极组件，所述三个电极组件以轴线平行的方式在所述外壳中布置成一排，所述外壳具有连接所述三个电极组件的所述轴线的厚度中面，所述厚度中面呈V形，其中，所述外壳具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面和第二侧表面，所述第一侧表面和所述第二侧表面相对于所述外壳厚度中面相对，所述三个电极组件设置在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间。本申请还涉及一种电池，所述电池包括多个根据本申请的电池单体。通过这样的电池单体可以在电池中减少电池单体的数量，减少用于连接电池单体的连接件的数量，充分利用结构空间。

Description

电池单体和电池 技术领域

本申请涉及电池领域，具体地涉及一种电池单体和一种包括这样的电池单体的电池。

背景技术

电池在用电装置中得到广泛的应用，例如在纯电动汽车、混合动力车辆、电动自行车、手持式电动工具中普遍地应用电池。在电动车辆中，动力电池作为动力源，可以用于牵引电动车辆。提高电池的能量密度，可以有效地提高占用相同体积的电池的蓄电量，这对于纯电动车辆或者混合动力车辆而言，可以提高电池的续航能力。

发明内容

本申请的发明人在研究中发现，在现有技术中，构成电池的电池单体的数量众多，因此，在电池单体与电池单体之间的界面多，在电池中用于连接各电池单体的连接件和机械件相应多，这不利于电池的成本；此外，对于圆柱形电池单体，其内部空间有限，不利于提供足够的注液空间或者产气空间。

本申请的一个方面建议一种电池单体，所述电池单体包括外壳，所述电池单体还包括三个卷绕成圆柱形的电极组件，所述三个电极组件以轴线平行的方式在所述外壳中布置成一排，所述外壳具有连接所述三个电极组件的所述轴线的厚度中面，所述厚度中面呈V形，其中，所述外壳具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面和第二侧表面，所述第一侧表面和所述第二侧表面相对于所述外壳厚度中面相对，所述三个电极组件设置在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间。

在一些实施例中，所述第一侧表面位于所述厚度中面的外侧，所述第一侧表面包括两个第一凸部、一个第二凸部和两个第一凹部，所述第二凸部位于两个所述第一凹部之间，所述两个第一凸部位于所述两个第一凹部的两侧；并且所述第二侧表面位于所述厚度中面的内侧，所述第二侧表面 包括两个第三凸部和一个第二凹部，所述一个第二凹部设置于所述两个第三凸部之间；其中，每个第一凸部与一个所述第三凸部相对设置并在这两者中间设置一个电极组件；所述第二凸部与所述第二凹部相对设置，并在这两者中间设有一个电极组件。

在一些实施例中，在所述电极组件的排列方向的两端，所述外壳还包括两个凸出的弧形的第三侧表面，所述两个第三侧表面分别与所述第一侧表面和所述第二侧表面连接，形成容纳所述电极组件的容纳空间。

在一些实施例中，所述外壳还包括两个端面，两个所述端面与所述外壳的厚度中面垂直并封闭所述容纳空间，所述端面中的至少一个用于设置所述电池单体的电极端子。

本申请的另一个方面建议一种电池，所述电池包括多个电池单体和箱体，其中，

所述箱体具有第一壁；

所述电池单体包括外壳和三个卷绕成圆柱形的电极组件，所述三个电极组件以轴线平行的方式在所述外壳中布置成一排，所述外壳具有连接所述三个电极组件的所述轴线的厚度中面，所述厚度中面呈V形，其中，所述外壳具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面和第二侧表面，所述第一侧表面和所述第二侧表面相对于所述外壳厚度中面相对，所述三个电极组件设置在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间；

每个所述电池单体的厚度中面包括相交的第一分面和第二分面；

多个所述电池单体在所述箱体内以如下方式排列：

每个所述电池单体的所述第一分面平行于所述第一壁；每个所述电池单体的所述第二分面的延长面与所述第一壁的延长面相交。

在一些实施例中，在每个电池单体中，所述第一侧表面位于所述厚度中面的外侧，所述第一侧表面包括两个第一凸部、一个第二凸部和两个第一凹部，所述第二凸部位于两个所述第一凹部之间；所述两个第一凸部位于所述两个第一凹部的两侧；所述第二侧表面位于所述厚度中面的内侧，所述第二侧表面包括两个第三凸部和一个第二凹部，所述一个第二凹部设置于所述两个第三凸部之间；每个第一凸部与一个所述第三凸部相对设置并在这两者中间设置一个电极组件；所述第二凸部与所述第二凹部相对设 置，并在这两者中间设有一个电极组件。

在一些实施例中，所述多个电池单体包括多个电池单体组合，每个电池单体组合包括两个配合的电池单体，在该电池单体组合中，每个电池单体的一个所述第一凸部嵌入另一个电池单体的所述第二凹部，两个配合的电池单体的所述第一分面相互平行，以及两个配合的电池单体的所述第二分面相互平行。

在一些实施例中，多个所述电池单体组合沿平行于所述第一壁的方向排一列；多个所述电池单体组合沿垂直于所述第一壁的方向排一行；所述箱体内设有多行以及多列的所述电池单体组合。

在一些实施例中，所述电池还包括换热元件，所述换热元件包括呈弧形波浪状的两个换热表面，所述换热元件的两侧分别设有一列所述电池单体组合并且分别与相应的一列所述电池单体组合换热配合。

在一些实施例中，每个所述电池单体组合中的一个所述电池单体的所述第一侧表面的与所述第一分面相对的部分表面与所述换热元件的一个所述换热表面换热配合。

在一些实施例中，在所述电极组件的排列方向的两端，所述外壳还包括两个凸出的弧形的第三侧表面，所述两个第三侧表面分别与所述第一侧表面和所述第二侧表面连接，形成容纳所述电极组件的容纳空间。

在一些实施例中，所述外壳还包括两个端面，两个所述端面与所述外壳的厚度中面垂直并封闭所述容纳空间，所述端面中的至少一个用于设置所述电池单体的电极端子。

在一些实施例中，所述第一壁为所述箱体的底壁或侧壁。

本申请的另一个方面建议一种电池，所述电池包括箱体和多个电池单体，多个电池单体设于所述箱体内；所述电池单体包括外壳以及n个卷绕成圆柱形的电极组件，n≥2，这些电极组件以轴线平行的方式在所述外壳中布置成一排，其中，所述外壳具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面，两个第一侧表面相对于所述外壳的厚度中面相对；所述一排电极组件设置在两个第一侧表面之间，在两个第一侧表面上分别具有交替的凸部和凹部，在每两个相对的凸部之间设置一个电极组件，每两个相对的凹部在两个相邻的电极组件之间的交界位置相对，其中，所述箱体包括第一壁；所述电 池单体的厚度中面是平面，所述平面的延长面与所述第一壁的延长面相交。

在一些实施例中，所述平面与第一壁以锐角的角度相交，可选地，所述锐角处在45°～75°的范围内。

在一些实施例中，所述电池还包括换热元件，所述换热元件包括呈弧形波浪状的两个换热表面，所述换热元件的两侧分别设有所述电池单体；每个所述电池单体的一个第一侧表面与所述换热元件的一个所述换热表面换热配合。

在一些实施例中，所述换热元件的两侧的两个电池单体的面对所述第一壁的下缘所在的平面与所述第一壁平行。

在一些实施例中，所述第一壁为所述箱体的底壁或侧壁。

在一些实施例中，各电极组件可以具有相同的直径。

在一些实施例中，所述外壳可以具有按照以下公式的尺寸关系：

W＝n×(T+c)，

其中，W表示外壳在所述电极组件的排列方向上的最大长度；n表示电极组件的数量，T表示外壳在两个侧表面之间的以毫米为单位的最大厚度尺寸，c表示以毫米为单位的常数，其中，c∈[0,10]，T∈[15,100]。

在一些实施例中，电池单体的电极组件的数量n∈[2,10]，优选n∈[2,5]。

在一些实施例中，所述电池可以具有以下特征：

所述电池单体的数量n＝3，并且所述电池单体的厚度中面弯曲地延伸；

在一行之中的电池单体对齐地排列，并且在一行之中的每两个相邻的电池单体中，其中一个电池单体以包含一个外侧的电极组件的端部区段紧邻另一个电池单体的包含一个中央的电极组件的中央区段；

相邻两行的电池单体相对彼此翻转180°地定向；

在每两个以弯曲的厚度中面的内侧的侧表面彼此对置的电池单体中，这两个电池单体以各自的一个端部区段和一个中央凹部相互配合；

在每两个以弯曲的厚度中面的外侧的侧表面彼此对置的电池单体中，这两个电池单体以各自的一个凸部和一个凹部相互配合。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员来说将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1和图2为按本申请的第一实施例的电池单体的主视图和横截面图。

图3为按本申请的第二实施例的电池单体20的主视图。

图4为按本申请的第三实施例的电池单体30的横截面图。

图5为按本申请的第四实施例的电池单体40的横截面图。

图6为按本申请的第一实施例的电池100的俯视图。

图7为按本申请的第二实施例的电池200的俯视图。

图8为按本申请的第三实施例的电池300的俯视图.

图9是沿着图8中的剖面线A-A的剖视图。

图10为按本申请的第四实施例的电池400的与图9类似的剖视图。

图11为按本申请的第五实施例的电池500的俯视图。

图12至18为按多种不同实施方式的电池单体的示意图。

图19为按一种实施方式的换热元件的示意性的横截面图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文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；本文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。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个” 的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市 场的需求量也在不断地扩增。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统。

本申请实施例也提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

图1和图2为按本申请的第一实施例的电池单体10的主视图和横截面图。所述电池单体10包括一个外壳1以及两个卷绕成圆柱形的电极组件JR1、JR2，这两个电极组件JR1、JR2以轴线平行的方式在外壳1中布置成一排，并且可以具有相同的直径。所述外壳1具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面2。在两个电极组件JR1、JR2的排列方向的两端，所述外壳1还包括两个凸出的弧形的第二侧表面3，所述两个第二侧表面3与所述两个第一侧表面2连接形成容纳两个电极组件JR1、JR2的容纳空间。两个第一侧表面2相对于外壳1的厚度中面相对、尤其是对称，该厚度中面是一个包含两个电极组件JR1、JR2的纵轴线的平面。两个电极组件JR1、JR2设置在两个第一侧表面2之间，其中，在两个第一侧表面2上分别具有交替的凸部4和凹部5，在两个第一侧表面2的每两个相对的凸部4之间设置一个电极组件，两个相对的凹部5在两个相邻的电极组件JR1、JR2之间的交界位置相对。

外壳1还包括两个端面7a、7b，这两个端面与外壳1的厚度中面或者两个电极组件JR1、JR2的纵轴线垂直并封闭容纳空间。如图1所示，在端面7a上设有电池单体10的一个电极端子，例如正极端子，并且端面7b可以用作为电池单体10的负极。在未示出的实施方式中，在端面7a上可以设有电池单体10的两个电极端子，即一个正极端子和一个负极端子。

在如图1和图2所示的实施方式中，外壳1的高度即两个端面7a、7b的间距可以为60～180mm。外壳1可以具有按照以下公式的尺寸关系：

W＝2×(T+c)，

其中，W表示外壳1在电极组件JR1、JR2的排列方向上的以毫米为单位的最大长度，T表示外壳1在两个第一侧表面2之间的以毫米为单位的最大厚度尺寸，c表示以毫米为单位的常数，其中，c∈[0,10]，T∈[15,100]。如图2所示，参数T可以略微大于电极组件的直径，参数W可以略微大于该直径的两倍。

通过按第一实施例的具有两个电极组件JR1、JR2的电池单体10，与在具有一个圆柱形电极组件的电池单体的情况相比，在具有相同的电容量的情况下，电池的电池单体的数量可以减半，并且与之相应地，可以显著地减少用于在电池外壳内连接各电池单体的连接件和机械件的数量，这可以简化电池的制造过程，降低制造成本。此外，在两个圆柱形电极组件JR1、JR2之间的空间作为电池单体内部空间，可以用作为附加的注液空间，可以有效缓冲和保留在电池单体工作过程中产生的气体。

图3为按本申请的第二实施例的电池单体20的主视图。电池单体20可以具有如图2所示的横截面。第二实施例与如图1和2所示的第一实施例的区别可以主要在于：电池单体20具有较大的高度，其中，电池单体20的外壳的高度尺寸可以为150～1500mm，例如200～1000mm，可选地300～600mm；电池单体的外壳的两个端面7a、7b分别设有一个电极端子6a、6b。按第二实施例的电池单体20可以与按第一实施例的电池单体10具有类似的优点。

图4为按本申请的第三实施例的电池单体30的横截面图。在第三实施例中，电池单体30包括一个外壳1以及四卷绕成圆柱形的电极组件JR1、JR2、JR3、JR4，这些电极组件以轴线平行的方式在外壳1中布置成一排，并且可以具有相同的直径。所述外壳1具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面2。在这些电极组件的排列方向的两端，所述外壳1还包括两个凸出的弧形的第二侧表面3，所述两个第二侧表面3与所述两个第一侧表面2连接形成容纳这些电极组件的容纳空间。两个第一侧表面2相对于外壳1的厚度中面相对、尤其是对称，该厚度中面是一个包含各电极组件的纵轴线的平面。这些电极组件设置在两个第一侧表面2之间，其中，在两个第一侧表面2上分别具有交替的凸部4和凹部5，在两个第一侧表面2的每两个相对的凸部4之间设置一个电极组件，每两个相对的凹部5在两个相邻 的电极组件之间的交界位置相对。

与在第一实施例或者第二实施例中的情况相同或类似，电池单体30的外壳1还包括两个端面，这两个端面与外壳1的厚度中面或者各电极组件的纵轴线垂直并封闭容纳空间，其中，在两个端面之一上，或者在两个端面上，可以设有电极端子。

在第三实施例中，电池单体30的外壳1的高度即两个端面的间距可以与图1所示情况类似，为60～180mm；或者与如图3所示情况类似，为150～1500mm。电池单体30的外壳1可以具有按照以下公式的尺寸关系：

W＝4×(T+c)，

其中，W表示外壳1在电极组件JR1、JR2、JR3、JR4的排列方向上的以毫米为单位的最大长度，T表示外壳1在两个第一侧表面2之间的以毫米为单位的最大厚度尺寸，c表示以毫米为单位的常数，其中，c∈[0,10]，T∈[15,100]。如图2所示，参数T可以略微大于电极组件的直径，参数W可以略微大于该直径的四倍。

通过按第三实施例的具有四个电极组件的电池单体30，与在具有一个圆柱形电极组件的电池单体的情况相比，在具有相同的电容量的情况下，电池的电池单体的数量可以减少至1/4，并且与之相应地，可以显著地减少用于在电池外壳内连接各电池单体的连接件和机械件的数量，这可以简化电池的制造过程，降低制造成本。此外，在各圆柱形电极组件之间的空间作为电池单体内部空间，可以用作为附加的注液空间，可以有效缓冲和保留在电池单体工作过程中产生的气体。

图5为按本申请的第四实施例的电池单体40的横截面图。所述电池单体10包括一个外壳1以及三个卷绕成圆柱形的电极组件JR1、JR2、JR3，这三个电极组件JR1、JR2、JR3以轴线平行的方式在外壳1中布置成一排，并且可以具有相同的直径。所述外壳1具有两个呈弧形波浪状的第一和第二侧表面2。在两个电极组件JR1、JR2的排列方向的两端，所述外壳1还包括两个凸出的弧形的第三侧表面3，所述两个第三侧表面3与所述第一和第二侧表面2连接，形成容纳三个电极组件JR1、JR2、JR3的容纳空间。第一和第二侧表面2相对于外壳1的厚度中面相对。与前述的各实施例不同，在第四实施例中，电池单体40的厚度中面是一个包含三个电极组件 JR1、JR2、JR3的纵轴线的曲面，该曲面包括一个包含两个电极组件JR1、JR2的纵轴线的平面以及一个包含两个电极组件JR2、JR3的纵轴线的平面。换言之，所述厚度中面呈V形，该厚度中面包括相交的第一分面和第二分面。三个电极组件JR1、JR2、JR3设置在第一和第二侧表面2之间，其中，在曲面外侧的第一侧表面2上具有交替的凸部4和凹部5，更具体地，所述第一侧表面包括两个第一凸部、一个第二凸部和两个第一凹部，所述第二凸部位于两个所述第一凹部之间，所述两个第一凸部位于所述两个第一凹部的两侧。在外壳1内部，在曲面外侧的第一侧表面2上的每个凸部4与一个电极组件对应。在曲面外侧的第一侧表面2上的每个第一凹部处在两个相邻的电极组件之间的交界位置。在如图5所示的第四实施例中，电池单体40的外壳1的在内侧的第二侧表面2具有一个唯一的中央的凹部4a。更具体地，所述第二侧表面位于所述厚度中面的内侧，所述第二侧表面包括两个第三凸部和一个第二凹部，所述一个第二凹部设置于所述两个第三凸部之间。

与在第一实施例或者第二实施例中的情况相同或类似，电池单体40的外壳1还包括两个端面，这两个端面与外壳1的厚度中面或者各电极组件的纵轴线垂直并封闭容纳空间，其中，在两个端面之一上，或者在两个端面上，可以设有电极端子。

在第四实施例中，电池单体40的外壳1的高度即两个端面的间距可以与图1所示情况类似，为60～180mm；或者与如图3所示情况类似，为150～1500mm。电池单体40的外壳1可以具有按照以下公式的尺寸关系：

W＝3×(T+c)，

其中，W表示外壳1在电极组件JR1、JR2、JR3的排列方向上的以毫米为单位的最大长度，即在电极组件JR2的纵轴线与一个第三侧表面的最大间距加上电极组件JR2的纵轴线与另一个第三侧表面的最大间距之和，T表示外壳1在第一和第二侧表面2之间的以毫米为单位的最大厚度尺寸，c表示以毫米为单位的常数，其中，c∈[0,10]，T∈[15,100]。如图5所示，参数T可以略微大于电极组件的直径，参数W可以略微大于该直径的三倍。

通过按第四实施例的具有三个电极组件的电池单体40，与在具有一个圆柱形电极组件的电池单体的情况相比，在具有相同的电容量的情况下， 电池的电池单体的数量可以减少至1/3，并且与之相应地，可以显著地减少用于在电池外壳内连接各电池单体的连接件和机械件的数量，这可以简化电池的制造过程，降低制造成本。此外，在各圆柱形电极组件之间的空间作为电池单体内部空间，可以用作为附加的注液空间，可以有效缓冲和保留在电池单体工作过程中产生的气体。

图6为按本申请的第一实施例的电池100的俯视图。电池100包括电池外壳201，该电池外壳包括箱体和盖板，所述箱体具有与盖板相对的底板。在图6中省略了电池外壳的盖板，以便可以观察到在电池外壳内的各电池单体。这些电池单体可以是按如图1和2所示的第一实施例的电池单体10或者按如图3所示的第二实施例的电池单体20。在图6中，各电池单体被简化地描述，仅描述了各电池单体的轮廓线。

电池100的各电池单体站立在电池外壳201的箱体的底板上，以行列的形式排列。在每一行中的电池单体彼此错开，使得一个电池单体以其凹部和凸部与相邻的电池单体的凸部和凹部配合；在每一列中的电池单体彼此对齐，换言之，在每一列中的电池单体的厚度中面处在同一个平面中。在电池100中，每一行电池单体的排列方向对应于长方体形的电池外壳的长度方向，每一列电池单体的排列方向对应于长方体形的电池外壳的宽度方向，各电池单体的高度方向对应于长方体形的电池外壳的高度方向，各电池单体的宽度中面与电池外壳的宽度方向平行。

在未示出的实施方式中，电池100可以还包括面状的换热元件，所述换热元件包括呈弧形波浪状的两个换热表面。换热元件可以是填充有冷却液的柔性元件，或者可以是良好导热的薄金属片。

换热元件在电池中的若干示例性的布置可以是：

1)在电池的每相邻两列之间设置一个换热元件，该换热元件与这两列的每一个电池单体面状接触，其中，换热元件的弧形波浪状与各电池单体的弧形波浪状相互配合。在此，换热元件的数量可以为电池单体列数减去一。

2)每两列电池单体与一个换热元件相配，其中，在第一列与第二列之间设置一个换热元件，在第二列与第三列之间没有换热元件，在第三列与第四列之间设置一个换热元件，依次类推。

3)在电池的每相邻两行之间设置一个换热元件。在如图6所示的电池100中有四行电池单体，并且因此可以设置三个换热元件。弧形波浪状的换热元件的两个波浪形起伏的表面可以与相配的两行电池单体的圆弧形的第二侧表面换热配合。

图7为按本申请的第二实施例的电池200的俯视图。图7是与图6类似的视图。电池200的电池外壳201可以与按如图6所示的第一实施例的电池100的电池外壳101相同地构成。在电池200中，电池单体可以是按如图3所示的第三实施例的电池单体30。在图7中，各电池单体被简化地描述，仅描述了各电池单体的轮廓线。

电池200的各电池单体站立在电池外壳201的箱体的底板上，以行列的形式排列。在每一行中的电池单体彼此错开，使得一个电池单体以其凹部和凸部与相邻的电池单体的凸部和凹部配合；在每一列中的电池单体彼此对齐，换言之，在每一列中的电池单体的厚度中面处在同一个平面中。在电池200中，每一行电池单体的排列方向对应于长方体形的电池外壳的长度方向，每一列电池单体的排列方向对应于长方体形的电池外壳的宽度方向，各电池单体的高度方向对应于长方体形的电池外壳的高度方向，各电池单体的宽度中面与电池外壳的宽度方向平行。

电池200也可以配设有弧形波浪状的换热元件，所述换热元件尤其是可以设置在相邻的两列之间。

图8为按本申请的第三实施例的电池300的俯视图，并且图9是沿着图8中的剖面线A-A的剖视图，在图9中，各电池单体被简化地描述，仅描述了各电池单体的轮廓线。电池300包括电池外壳301，该电池外壳包括箱体和盖板，所述箱体具有与盖板相对的底板。在图8中省略了电池外壳301的盖板，以便可以观察到在电池外壳内的各电池单体。这些电池单体可以是按如图3所示的第二实施例的电池单体20。

电池300的各电池单体在电池外壳301的箱体中卧式布置，各电池单体的高度方向与长方体形的电池外壳的宽度方向对应，各电池单体的厚度中面与电池外壳的箱体的底板平行。如由图8和图9可见，电池300包括两层电池单体，每一层包括两行电池单体，它们的厚度中面处在同一个平面中。在电池外壳的宽度方向上观察，每两个电池单体串联。如图9所示， 在电池外壳的高度方向上观察，上下两层电池单体彼此错开，使得上一层电池单体以各自的凹部和凸部与下一层电池单体的相应的凸部和凹部配合。

电池300可以配设有一个弧形波浪状的换热元件，所述换热元件可以设置在上下两层电池单体之间。该换热元件可以与电池300的各电池单体面状地接触。

图10为按本申请的第四实施例的电池400的与图9类似的剖视图。与在图8中的情况类似，电池400也在电池外壳401的宽度方向上包括两行电池单体，在图10中描述了其中一行电池单体的垂直剖视图。在电池400的长方形他的电池外壳的高度方向上，仅存在一层电池单体。各电池单体相对于电池外壳的箱体的底板倾斜地布置，其中，电池单体的高度方向与电池外壳的宽度方向对应，电池单体的厚度中面与底板形成大约60°的角度。一个电池单体以其凸部和凹部与相邻电池单体的凹部和凸部配合。各电池单体的下缘所处在的平面与底板平行。

在电池400中，每两个电池单体可以与一个弧形波浪状的换热元件相配，其中，在第一个与第二个电池单体之间设置一个换热元件，在第二个与第三个电池单体之间没有换热元件，在第三个与第四个电池单体之间设置一个换热元件，依次类推。

图11为按本申请的第五实施例的电池500的俯视图。电池500包括电池外壳501，该电池外壳包括箱体和盖板，所述箱体具有与盖板相对的底板。在图11中省略了电池外壳501的盖板，以便可以观察到在电池外壳内的各电池单体。这些电池单体可以是按如图5所示的第四实施例的电池单体40。在图11中，各电池单体被简化地描述，仅描述了各电池单体的轮廓线。电池500的各电池单体站立在电池外壳的箱体的底板上。

在电池500中，在一行之中的电池单体对齐地排列，并且在一行之中的每两个相邻的电池单体中，其中一个电池单体以包含一个外侧的电极组件的端部区段紧邻另一个电池单体的包含一个中央的电极组件的中央区段。相邻两行的电池单体相对彼此翻转180°地定向。在每两个以弯曲的厚度中面的内侧的侧表面彼此对置的电池单体中，这两个电池单体以各自的一个端部区段和一个中央凹部相互配合。在每两个以弯曲的厚度中面的外侧的侧表面彼此对置的电池单体中，这两个电池单体以各自的一个凸部和 一个凹部相互配合。

换言之，在如图11所示的实施方式中，电池500包括多个电池单体组合，每个电池单体组合包括两个配合的电池单体，在该电池单体组合中，每个电池单体的一个第一凸部嵌入另一个电池单体的第二凹部，两个配合的电池单体的第一分面相互平行，以及两个配合的电池单体的第二分面相互平行。多个电池单体组合可以沿平行于所述第一壁的方向排一列；多个所述电池单体组合沿垂直于所述第一壁的方向排一行；所述电池包括多行以及多列的所述电池单体组合。

在电池500中，每相邻两列之间可以设置一个换热元件，该换热元件的弧形波浪状可以与相配的两列的弧形波浪状相互配合。更具体地，所述换热元件可以包括呈弧形波浪状的两个换热表面，所述换热元件的两侧分别设有一列所述电池单体组合并且分别与相应的一列所述电池单体组合换热配合。特别有利的是，每个所述电池单体组合中的一个所述电池单体的所述第一侧表面的与所述第一分面相对的部分表面与所述换热元件的一个所述换热表面换热配合。关于换热元件的弧形波浪状的横截面，可以参考示例性的图19。在此，换热元件的凸部和凹部的数量可以与电池的电池单体的构造和布置相配。

在根据本申请的各实施例的电池单体中，电池单体的各电极组件可以串联和/或并联。以下参照图12至图18说明电池单体的电极组件的电连接的多种不同实施方式，这些实施方式可以与电池单体的前述实施例相互独立或者相互组合。

图12为按一种实施方式的电池单体的示意图，该电池单体具有两个并联的电极组件JR1、JR2。两个电极组件的正极极耳与正极转接片接触导通，该正极转接片又与正极极柱接触导通，电池单体外壳1在端面7a上经由绝缘塑胶与正极极柱机械连接并且电绝缘。两个电极组件的负极极耳与负极转接片接触导通，该负极转接片又与电池单体外壳的端面7b接触导通。如图12所示的电连接结构可以应用在如图1和图2所示的电池单体10中。

图13为按一种实施方式的电池单体的示意图，该电池单体具有三个并联的电极组件JR1、JR2、JR3。这些电极组件的正极极耳经由未示出的 正极转接片与正极极柱接触导通，电池单体外壳1在端面7a上经由绝缘塑胶与正极极柱机械连接并且电绝缘。这些电极组件的负极极耳经由未示出的负极转接片与负极极柱接触导通，电池单体外壳1在端面7b上经由绝缘塑胶与负极极柱机械连接并且电绝缘。如图13所示的电连接结构可以应用在如图5所示的电池单体40中。

图14为按一种实施方式的电池单体的示意图，该电池单体具有三个并联的电极组件JR1、JR2、JR3。这些电极组件的正极极耳经由未示出的正极转接片与正极极柱接触导通，电池单体外壳1在端面7a上经由绝缘塑胶与正极极柱机械连接并且电绝缘。这些电极组件的负极极耳经由未示出的负极转接片与电池单体外壳1的端面7b接触导通。如图13所示的电连接结构可以应用在如图5所示的电池单体40中。

图15为按一种实施方式的电池单体的示意图，该电池单体具有三个串联的电极组件JR1、JR2、JR3。电极组件JR1的正极极耳经由未示出的正极转接片与正极极柱接触导通，电池单体外壳1在端面7a上经由绝缘塑胶与正极极柱机械连接并且电绝缘。电极组件JR3的负极极耳经由未示出的负极转接片与负极极柱接触导通，电池单体外壳1在端面7b上经由绝缘塑胶与负极极柱机械连接并且电绝缘。

图16为按一种实施方式的电池单体的示意图，该电池单体具有三个串联的电极组件JR1、JR2、JR3。电极组件JR1的正极极耳经由未示出的正极转接片与正极极柱接触导通，电池单体外壳1在端面7a上经由绝缘塑胶与正极极柱机械连接并且电绝缘。电极组件JR3的负极极耳经由未示出的负极转接片与电池单体外壳1的端面7b接触导通。

图17为按一种实施方式的电池单体的示意图，该电池单体具有两个串联的电极组件JR1、JR2。电极组件JR1的正极极耳经由未示出的正极转接片与正极极柱接触导通，电极组件JR2的负极极耳经由未示出的负极转接片与负极极柱接触导通，电池单体外壳1在同一个端面7a上分别经由绝缘塑胶与正极极柱和负极极柱机械连接并且电绝缘。

图18为按一种实施方式的电池单体的示意图，该电池单体具有四个串联的电极组件JR1、JR2、JR3、JR4。电极组件JR1的正极极耳经由未示出的正极转接片与正极极柱接触导通，电极组件JR4的负极极耳经由未示 出的负极转接片与负极极柱接触导通，电池单体外壳1在同一个端面7a上分别经由绝缘塑胶与正极极柱和负极极柱机械连接并且电绝缘。

在电池单体的各电极组件的串联连接的情况下，每个电极组件可以在其外部由绝缘材料塑封，并且在其内部注有电解液，电极组件与电极组件的内部电解液可以是互相隔绝的。

图19为按一种实施方式的换热元件的示意性的横截面图。换热元件的凸部和凹部的数量可以与电池的电池单体的构造和布置相配。例如，当在如图6所述的电池100的两个相邻列(如图6所示，每一列总共包含8个电极组件)之间设置一个波浪形的换热元件时，该换热元件可以具有交替的8个凸部和8个凹部，以使得每一列的各电池单体的面向换热元件的侧表面可以与该换热元件的一个相应的侧表面良好地传热配合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (18)

1. 一种电池单体，所述电池单体包括外壳，其特征在于，所述电池单体还包括三个卷绕成圆柱形的电极组件，所述三个电极组件以轴线平行的方式在所述外壳中布置成一排，所述外壳具有连接所述三个电极组件的所述轴线的厚度中面，所述厚度中面呈V形，其中，所述外壳具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面和第二侧表面，所述第一侧表面和所述第二侧表面相对于所述外壳厚度中面相对，所述三个电极组件设置在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间。
2. 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一侧表面位于所述厚度中面的外侧，所述第一侧表面包括两个第一凸部、一个第二凸部和两个第一凹部，所述第二凸部位于两个所述第一凹部之间，所述两个第一凸部位于所述两个第一凹部的两侧；并且

   所述第二侧表面位于所述厚度中面的内侧，所述第二侧表面包括两个第三凸部和一个第二凹部，所述一个第二凹部设置于所述两个第三凸部之间；

   其中，每个第一凸部与一个所述第三凸部相对设置并在这两者中间设置一个电极组件；所述第二凸部与所述第二凹部相对设置，并在这两者中间设有一个电极组件。
3. 根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，在所述电极组件的排列方向的两端，所述外壳还包括两个凸出的弧形的第三侧表面，所述两个第三侧表面分别与所述第一侧表面和所述第二侧表面连接，形成容纳所述电极组件的容纳空间。
4. 根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述外壳还包括两个端面，两个所述端面与所述外壳的厚度中面垂直并封闭所述容纳空间，所述端面中的至少一个用于设置所述电池单体的电极端子。
5. 一种电池，其特征在于，所述电池包括多个电池单体和箱体，其中，

   所述箱体具有第一壁；

   所述电池单体包括外壳和三个卷绕成圆柱形的电极组件，所述三个电 极组件以轴线平行的方式在所述外壳中布置成一排，所述外壳具有连接所述三个电极组件的所述轴线的厚度中面，所述厚度中面呈V形，其中，所述外壳具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面和第二侧表面，所述第一侧表面和所述第二侧表面相对于所述外壳厚度中面相对，所述三个电极组件设置在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间；

   每个所述电池单体的厚度中面包括相交的第一分面和第二分面；

   多个所述电池单体在所述箱体内以如下方式排列：

   每个所述电池单体的所述第一分面平行于所述第一壁；每个所述电池单体的所述第二分面的延长面与所述第一壁的延长面相交。
6. 根据权利要求5所述的电池，其特征在于，在每个电池单体中，所述第一侧表面位于所述厚度中面的外侧，所述第一侧表面包括两个第一凸部、一个第二凸部和两个第一凹部，所述第二凸部位于两个所述第一凹部之间；所述两个第一凸部位于所述两个第一凹部的两侧；所述第二侧表面位于所述厚度中面的内侧，所述第二侧表面包括两个第三凸部和一个第二凹部，所述一个第二凹部设置于所述两个第三凸部之间；每个第一凸部与一个所述第三凸部相对设置并在这两者中间设置一个电极组件；所述第二凸部与所述第二凹部相对设置，并在这两者中间设有一个电极组件。
7. 根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述多个电池单体包括多个电池单体组合，每个电池单体组合包括两个配合的电池单体，在该电池单体组合中，每个电池单体的一个所述第一凸部嵌入另一个电池单体的所述第二凹部，两个配合的电池单体的所述第一分面相互平行，以及两个配合的电池单体的所述第二分面相互平行。
8. 根据权利要求7所述的电池，其特征在于，多个所述电池单体组合沿平行于所述第一壁的方向排一列；多个所述电池单体组合沿垂直于所述第一壁的方向排一行；所述箱体内设有多行以及多列的所述电池单体组合。
9. 根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池还包括换热元件，所述换热元件包括呈弧形波浪状的两个换热表面，所述换热元件的两侧分别设有一列所述电池单体组合并且分别与相应的一列所述电池单体组 合换热配合。
10. 根据权利要求9所述的电池，其特征在于，每个所述电池单体组合中的一个所述电池单体的所述第一侧表面的与所述第一分面相对的部分表面与所述换热元件的一个所述换热表面换热配合。
11. 根据权利要求6所述的电池，其特征在于，在所述电极组件的排列方向的两端，所述外壳还包括两个凸出的弧形的第三侧表面，所述两个第三侧表面分别与所述第一侧表面和所述第二侧表面连接，形成容纳所述电极组件的容纳空间。
12. 根据权利要求11所述的电池，其特征在于，所述外壳还包括两个端面，两个所述端面与所述外壳的厚度中面垂直并封闭所述容纳空间，所述端面中的至少一个用于设置所述电池单体的电极端子。
13. 根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第一壁为所述箱体的底壁或侧壁。
14. 一种电池，其特征在于，所述电池包括箱体和多个电池单体，多个电池单体设于所述箱体内；所述电池单体包括外壳以及n个卷绕成圆柱形的电极组件，n≥2，这些电极组件以轴线平行的方式在所述外壳中布置成一排，其中，所述外壳具有两个呈弧形波浪状的第一侧表面，两个第一侧表面相对于所述外壳的厚度中面相对；所述一排电极组件设置在两个第一侧表面之间，在两个第一侧表面上分别具有交替的凸部和凹部，在每两个相对的凸部之间设置一个电极组件，每两个相对的凹部在两个相邻的电极组件之间的交界位置相对，其中，所述箱体包括第一壁；所述电池单体的厚度中面是平面，所述平面的延长面与所述第一壁的延长面相交。
15. 根据权利要求14所述的电池，其特征在于，所述平面与第一壁以锐角的角度相交，所述锐角处在45°～75°的范围内。
16. 根据权利要求14或15所述的电池，其特征在于，所述电池还包括换热元件，所述换热元件包括呈弧形波浪状的两个换热表面，所述换热元件的两侧分别设有所述电池单体；每个所述电池单体的一个第一侧表面与所述换热元件的一个所述换热表面换热配合。
17. 根据权利要16所述的电池，其特征在于，所述换热元件的两侧的两个电池单体的面对所述第一壁的下缘所在的平面与所述第一壁平行。
18. 根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第一壁为所述箱体的底壁或侧壁。