CN117083743A - 电池和允许电池单元在电池内体积膨胀的方法 - Google Patents

电池和允许电池单元在电池内体积膨胀的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种电池，其具有第一电池单元和第二电池单元，其中间隔件位于第一电池单元与第二电池单元之间。间隔件包括聚合物层和一个或多个发泡元件，该一个或多个发泡元件沿基本竖直的方向定位在聚合物层上。发泡元件定位在聚合物层上，以允许电池单元的体积膨胀。公开了一种允许电池单元在电池内体积膨胀的方法。该方法包括将间隔件布置在第一电池单元与第二电池单元之间。间隔件包括聚合物层和基本上竖直地定位在聚合物层上的一个或多个发泡元件，以允许电池单元的体积膨胀。

Description

电池和允许电池单元在电池内体积膨胀的方法
背景技术
本公开内容总体上涉及电池和电池系统的领域。更具体地，本公开内容涉及在电池系统的电池单元之间使用的间隔件。
车辆例如使用一个或多个电池系统。特别地，车辆(例如，电动车辆、混合动力车辆)可以使用锂离子(Li离子)电池来代替更传统的铅酸电池或作为铅酸电池的补充。如本领域技术人员将理解的，混合动力电动车辆(HEV)(也被认为是xEV)将内燃发动机推进系统和电池供电的电动推进系统(比如48伏(V)或130V系统)组合。在一些电动车辆中，锂离子电池供应用于推动车辆的大部分或全部电力。一些混合动力电动车辆可以通过皮带或曲柄集成式启动发电机来回收制动能量。该能量储存在锂离子电池单元中。因此，除了不使用在汽车时储存从另一电源(例如，AC电源)收集的常用充电外，锂离子还用于在车辆使用时储存再生能量。
锂离子电池单元在典型的充电/放电循环期间和/或在正常使用过程中随着时间的推移而鼓胀变大。虽然一定程度的鼓胀是可接受的，但锂离子电池单元的过度变大会对相邻的电池单元产生应力和/或增加电池单元堆的整体压力。太大的应力或压力会影响锂离子电池的性能，并可能导致并非最佳的电池寿命。
随着技术继续发展，需要为这种车辆提供改进的电源、特别是电池系统。
发明内容
下文阐述了各个方面的概要。应当理解，给出这些方面仅仅是为了给读者提供对这些特定实施例的简要概述且这些方面并非意在限制本公开内容的范围。实际上，本公开内容可以涵盖下文可能未陈述的各个方面。
本公开内容涉及电池和电池系统。更具体地，本公开内容涉及可以用于车辆以及其他能量储存/消耗应用(例如，电网的能量储存)中的锂离子电池单元。
本公开内容涉及一种电池系统，该电池系统包括电池单元组件，该电池单元组件设置在壳体在第一内表面与第二内表面之间的内部空间内。电池单元组件包括定位在一个或多个电池堆中的多个电池单元。每个电池堆中的电池单元通过间隔件间隔开，如本文所述。本文描述的间隔件提高了锂离子电池单元和电池系统的性能。
在一个实施例中，公开了一种电池。电池包括第一电池单元和第二电池单元。间隔件存在于第一电池单元与第二电池单元之间，该间隔件包括聚合物层和基本上竖直地定位在聚合物层上的一个或多个发泡元件。
在另一个实施例中，公开了一种允许电池单元在电池内体积膨胀的方法。该方法包括将间隔件放置在第一电池单元与第二电池单元之间，其中，间隔件包括聚合物层和基本上竖直地定位在聚合物层上的一个或多个发泡元件。
本公开内容还涉及一种用于制造电池系统的方法。该方法包括将间隔件定位在电池堆中的电池单元之间以及将电池堆定位在电池系统中。
附图说明
参照以下附图，将详细描述根据本发明的系统、装置和方法的实施例的各种示例。
图1是根据本申请的实施例的具有电池系统的车辆(例如，xEV)的立体图，该电池系统为车辆贡献一部分或全部电力。
图2是图1的车辆的剖视示意图，该车辆采用具有电池系统的混合动力电动车辆(HEV)的形式。
图3是图2中使用的示例性电池系统的等距视图。
图4是图3的电池系统的分解视图，展示了可以用于形成电池系统的特征的布置的一个或多个示例。
图5是图4的电池单元堆的俯视图，其中间隔件定位在电池单元之间。
图6是来自图5的电池单元堆的电池单元与间隔件的等距视图。
图7是来自图5的电池单元堆的电池单元与间隔件的前视图。
图8是图5至图7的间隔件的等距视图。
图9是图5至图8的间隔件的前视图。
图10是图9的间隔件和电池单元的边缘的用圆圈10限定的剖视图。
图11是图5至图8的间隔件的俯视图。
图12是图5至图11的间隔件和电池单元的圆圈12的详细横截面视图。
图13是电池单元和间隔件的分解视图。
图14是电池单元与另一种形式的间隔件的等距视图。
图15a是图4的电池单元堆的俯视图，其中间隔件以第一图案定位在电池单元之间。
图15b是图4的电池单元堆的俯视图，其中间隔件以第二图案定位在电池单元之间。
应该理解，附图不一定按比例绘制。在某些情况下，可能已经省略了对于理解本发明不是必需的或致使其他细节难以察觉的细节。当然，应理解本发明不一定限于本文展示的具体实施例。
具体实施方式
下文将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，本说明书中未描述实际实施方式的所有特征。应理解的是，在任何这样的实际实施方式的开发过程中，如在工程或设计项目中，必须进行大量的针对实施方式的决策才能实现开发者的指定目标，比如符合与系统相关的和与商业相关的限制条件，这些限制条件对于不同的实施方式可能是不同的。此外，应理解的是，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于从本公开内容受益的普通技术人员而言仍然将会是常规的设计、生产和制造行为。
本文所描述的电池系统可以用于向各种类型的电动车辆(例如，xEV)和其他高电压能量储存/消耗应用(例如，电网电力储存系统)提供电力。这种电池系统可以包括一个或多个电池系统，每个电池系统具有壳体和布置在壳体内的多个电池单元(例如，锂离子(Li离子)电化学电池单元)，以提供可用于为例如车辆的一个或多个部件供电的特定电压和/或电流。作为另一个示例，根据本实施例的电池系统可以与固定电力系统(例如，非机动的系统)结合或为固定电力系统提供电力。
实施例包括物理电池系统特征、组装部件、制造和组装技术等，其有助于电池系统和系统的制造，其方式可以使得电池单元尺寸的公差范围更宽、在该公差内的可变性程度更大、以及电池系统和系统的大小和重量潜在减小。实际上，使用本文所述的方法，可以将某些先进的电池系统(例如，锂离子电池系统)设计为具有期望的形状因数。
同样，根据实施例配置的电池系统可以用在任何数量的能量消耗系统(例如，车辆情形和固定供电情形)中。为了有助于讨论，本文描述的电池系统的构造是在车辆(例如，xEV)中使用的先进电池系统(例如，锂离子电池系统)的背景下呈现的。有鉴于前述内容，图1是这种车辆10的立体图，该车辆可以利用再生制动系统。尽管下面的讨论是关于车辆(例如，电动车辆、气体动力车辆)提出的，但是本文描述的技术可适应于利用电池捕获/储存电能的电池系统的其他用途(例如，商业应用、电力网、发电机等)。
可以期望电池系统12很大程度上与传统车辆设计兼容。例如，如所展示的，车辆10可以包括与典型燃烧发动机车辆的(例如，在车辆10的发动机盖下方的)铅酸电池设置在相同位置的电池系统12。此外，如以下将更详细地描述的，电池系统12可以被定位成有助于管理电池系统12的温度。在一些实施例中，将电池系统12定位在车辆10的发动机盖下方使空气导管能够在电池系统12上方引导空气流并使电池系统12冷却。
图2中描述了电池系统12的更详细视图。如所描绘的，电池系统12包括能量储存部件14。能量储存部件耦接至点火系统16、交流发电机18、车辆控制台20并且可选地耦接至电动机22。通常，能量储存部件14可以捕获/储存车辆10中生成的电能，并且向车辆10中的电力电气装置输出电能。
电池系统12可以向车辆10的电气系统的部件供电，这些部件可以包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动转向系统、活动悬架系统、自动停泊系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、受热式挡风玻璃/除霜器、窗升降马达、梳妆灯、轮胎压力监测系统、天窗马达控制器、电动座椅、警报系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离警报系统、电动停泊制动器、外部灯或其任何组合。在所描绘的构造中，能量储存部件14向车辆控制台20和点火系统16供电，点火系统可以用于启动(例如，用曲柄启动)内燃发动机24。
附加地，能量储存部件14可以捕获由交流发电机18和/或电动机22产生的电能。在一些实施方式中，交流发电机18在内燃发动机24正在运行时产生电能。更具体地，交流发电机18可以将由内燃发动机24的旋转产生的机械能转换成电能。附加地或可替代地，当车辆10包括电动机22时，电动机22通过将由车辆10的运动(例如，车轮的旋转)产生的机械能转换为电能来生成电能。因此，在再生制动期间，能量储存部件14可以捕获由交流发电机18和/或由电动机22生成的电能。因此，交流发电机18和/或电动机22在本文中被统称为再生制动系统。
为了利于捕获和供应电能，能量储存部件14可以经由总线26电耦接到车辆10的电气系统。例如，总线26使得能量储存部件14能够接收由交流发电机18和/或电动机22产生的电能。附加地，总线26可以使得能量储存部件14能够向点火系统16和/或车辆控制台20输出电能。相应地，当使用12伏(V)电池系统12时，总线26可以承载通常在8伏至18伏之间的电力。
附加地，如所描绘的，能量储存部件14包括多个电池系统。例如，在所描绘的实施例中，能量储存部件14包括锂离子(例如，第一)电池系统28和铅酸(例如，第二)电池系统30，其中，每个电池系统都包括一个或多个电池单元。在其他构造中，能量储存部件14包括任何数量的电池系统。附加地，虽然锂离子电池系统28和铅酸电池系统30被描绘为彼此相邻，但是它们可以定位在车辆10周围的不同区域中。例如，铅酸电池系统30可以定位在车辆10的内部之中或车辆周围，而锂离子电池系统28可以定位在车辆10的发动机盖下方。
在一些实施方式中，能量储存部件14包括多个电池系统以利用多种不同的电池化学性质。例如，当使用锂离子电池系统28时，可以提高电池系统12的性能，因为锂离子电池化学性质通常具有比铅酸电池化学性质更高的库仑效率和/或更高的充电接受率(例如，更高的最大充电电流或充电电压)。因此，可以提高电池系统12的捕获、储存和/或配电效率。
为了利于控制对电能的捕获和储存，电池系统12额外地包括控制系统32。更具体地，控制系统32可以控制电池系统12中的部件(比如，能量储存部件14、交流发电机18和/或电动机22内的继电器(例如，开关))的操作。控制系统32可以调整由每个电池系统28或30捕获/供应的电能的量(例如，降低电池系统12的额定值和重新确定电池系统的额定值)、执行电池系统28与30之间的负载平衡、确定每个电池系统28或30的电荷状态、确定每个电池系统28或30的温度、控制交流发电机18和/或电动机22的电压输出等。
如图2所示，控制系统32包括一个或多个处理器34以及一个或多个存储器36。更具体地，一个或多个处理器34可以包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器或其任何组合。附加地，一个或多个存储器36可以包括易失性存储器(比如，随机存取存储器(RAM))、和/或非易失性存储器(比如，只读存储器(ROM)、光学驱动器、硬盘驱动器或固态驱动器)。在一些实施例中，控制系统32可以包括车辆控制单元(VCU)的一些部分和/或单独的电池控制系统。此外，如所描绘的，锂离子电池系统28和铅酸电池系统30在它们的端子上并联连接。换句话说，锂离子电池系统28和铅酸电池系统30可以经由总线26并联耦接到车辆10的电气系统。
锂离子电池系统28可以具有多种不同形状、大小、输出电压、容量等中的任何一种，并且本公开内容通常旨在应用于图中所展示的系统的形状和大小的不同变化。有鉴于此，图3是电池系统12的一种构造的正面俯视立体图。
电池系统12包括可以耦接到电气负载(例如，电路)的第一端子38(例如，负极端子)和第二端子40(例如，正极端子)。在其他构造中，电池系统12具有多于两个端子，以经由跨不同端子组合的连接为不同的负载提供不同的电压。
图3描绘了电池系统12的示例性构造。电池系统12包括用于封装或容纳多个电池单元43和电池系统的其他部件的壳体42。如下文将更详细描述的，壳体42封装多个棱柱形电池单元43。壳体42包括两个端部部分44、两个侧部部分46、一个顶部部分48(例如，装配有顶盖)以及一个底部部分50。图3示出了顶部部分48、两个端部部分44之一以及两个侧部部分46之一。壳体42可以是聚合物(例如，聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺(PI)或其他合适的聚合物或塑料或其组合)、或任何其他合适的壳体材料或材料组合。
图4展示了图3的电池系统12的示例性构造的分解立体图，该电池系统包括壳体42，该壳体的尺寸被设计成有助于以期望的方式放置多个电池单元43。电池系统12可以包括另一数量的电池单元43，这取决于电池系统12的电压和/或容量要求、以及每个电池单元43的单独电压和容量以及它们耦接的方式。相应地，根据电池系统12的期望功率和/或电池系统12的期望尺寸(例如，长度、宽度和/或高度)，可以使用其他数量和/或布置的电池单元43。
虽然可以使用任何单一类型的电池单元43，但是电池系统12中使用的电池单元43都具有相同的总体形状(例如，棱柱形、圆柱形、袋形或任何其他形状)、相同的电化学成分(例如，电极活性材料、电解质、添加剂)、相同的总体尺寸(例如，在制造公差内)和其他类似的设计特征(例如，电隔离物)。在所描绘的构造中，电池系统12包括足以使电池系统12提供48V输出的一定数量的电池单元43，但是电池系统12可以使用不同数量和/或连接的电池单元43来输出其他电压(例如，12V)。在各种构造中，电池单元43可以包括四组六个的电池单元43。
如图4所示，电池单元43在引入到系统壳体42之前被布置成电池单元堆45。应当注意的是，电池单元43可以以任何合适的布置定位。例如，虽然可以使用四个电池单元堆45，但在其他构造中，电池单元43可以布置成一个、两个、三个或更多个电池单元堆45。进一步地，一个或多个电池单元堆45可以竖直定向(例如，呈列布置)或水平定向(例如，呈行布置)。
比如图5至图16中所描绘的，间隔件52定位在电池单元堆45的每个电池单元43之间，以将电池单元43彼此分隔开。在各种构造中，绝缘或电隔离材料(例如，附加类型的间隔件52)或膜53设置在电池单元的导电表面周围。电池单元隔离膜53可能进一步需要使用粘合剂。另外，热阻层或反射层可以与间隔件52一起包括在两个电池单元之间。在一些示例中，热敏层或热牺牲层(未示出)也可以与间隔件52一起包括在两个电池单元43之间。通过限制或防止单个电池单元43的热散逸转移到电池单元堆45中的其他电池单元43，示例性热敏层可以防止电芯堆45中的热事件或热散逸。
由电池单元43构成的电池单元堆45被插入到壳体42的开口中。壳体42足够大以容纳期望数量的电池单元43和其他部件。在所描绘的构造中，壳体42被分成四个四分之一部54。虽然描绘了四个四分之一部54，但是各种可替代的壳体布置应当被理解为在本公开内容的范围内。壳体42还包括车辆连接部件，比如但不限于正极端子40和负极端子38以及电力连接器。在各种构造中，负极端子38和正极端子40均可以包括汇流条56和接线柱58。如图4所示，电池单元43使用环氧树脂层设置在基部60上方。这个环氧树脂层反映了壳体的四个四分之一部54划分。
本文描述的电池单元43是棱柱形电池单元43，其中如本文所限定的棱柱形电池单元43包括形状为大体矩形的棱柱形外壳62。与袋式电池单元相比，棱柱形外壳62由相对刚性的硬(例如金属)材料形成。然而，应当注意的是，除了棱柱形电池单元43之外或代替棱柱形电池单元，某些构造可以包含袋式电池单元。根据本发明的这些构造，每个棱柱形电池单元43包括棱柱形电池单元外壳62，该棱柱形电池单元外壳包括外壳顶部部分64，一组电池单元端子(例如，电池单元正极端子66和电池单元负极端子68)位于该外壳顶部部分上。一个或多个电池单元通风口70也位于外壳顶部部分64上。棱柱形电芯外壳62还包括与外壳顶部部分相反定位的外壳底部部分71。第一侧面和第二侧面72可以是直的或修圆的，并且在与电池单元正极端子66和电池单元负极端子68对应的相应位置处在外壳顶部部分64和外壳底部部分71之间延伸。可以是平坦的(如图所示)或修圆的第一面和第二面74在每个电池单元43的相反两端处耦接第一侧面和第二侧面71。
如上所述，电池单元堆45设置在壳体42中，如图4所示，位于环氧树脂层以及壳体42的基部60上方。然后将连接材料设置在电池单元43上方，以便将电力传输出端子66、68。在所展示的示例性构造中，片材(例如，金属片材)76设置在电池单元堆45与一个或多个载体77(例如，“b-载体”)之间。在一些示例中，载体77可以固持电连接部件78以及一个或多个过程控制板(PCB)80。这些电连接部件78可以包括但不限于有助于电连接的柔性印刷电路(FPC)、电池管理单元(BMU)、线束、一个或多个汇流条、分流器、继电器、保险丝、车辆连接器插头、端子和/或盖。
图5描绘了电池单元堆45的示例性构造，其中多个间隔件52定位在电池单元堆45的成对电池单元43(例如，第一电池单元、第二电池单元)之间。在一些示例中，一对电池单元43中的一个或多个电池单元43也可以被包括在相邻的一对或多对电池单元43中。可替代地，一对电池43中的一个电池单元43可以定位在电池单元堆45的一端并且仅被包括在单对电池单元43中。如图5所示，在电池单元堆45的每对电池单元43之间定位有一个间隔件52。
图7至图15描绘了间隔件52的示例性构造的可替代的视图。每个间隔件52包括非导电聚合物薄层(例如，聚合物层82)和附接到聚合物层82或膜53的两个竖直致密发泡元件(例如，图5至图16中示出的发泡条84)。示例性致密发泡体是闭孔发泡体并且是疏水性的，使得发泡体不吸收或保持水份。在一些示例中，竖直致密发泡元件具有与发泡条84不同的形状(例如，点状件或其他形状件)。例如，如图14所示，发泡元件可以各自包括多个泡沫件86。虽然所描绘的发泡元件采用发泡条84和发泡件86的形式，但是发泡元件可以根据需要采用任何其他形式、形状或形状的组合。两个发泡条84附接到聚合物层82的同一侧(例如，面)。发泡条84沿聚合物层82的相反两个边缘(例如，左边缘和右边缘)竖直定位。因此，发泡条84在间隔件52的一侧或一面上邻近于电池单元的左边缘和右边缘。发泡条84也可以在间隔件52的一侧或一面上与聚合物层82的左边缘和右边缘具有一定偏移。每个间隔件52的示例性泡沫条84在每对电池单元43之间产生间隙(例如，间距)。发泡条84可以具有任何合适的宽度(例如，与电池的不鼓胀部分的宽度对应的宽度)和厚度。在一些示例中，宽度可以在5mm与25mm之间。在一个特定示例中，发泡条84具有在1.24mm与1.74mm之间的厚度以及在14.5mm与15.5mm之间的宽度。在这个特定示例中，间隔件52具有59.7mm至60.3mm的高度和139.5mm至140.5mm的宽度。预期的是，发泡条84的宽度和厚度可以是任何适当的值，并且这些值可以取决于罐设计、构造材料、特定电池单元43的化学性质、电解质的类型和量以及任何其他适当的因素。发泡条84可以沿着聚合物层82的高度的任何部分延伸。优选地，发泡条84沿着聚合物层82的整个高度延伸。
发泡条84在聚合物层82的竖直边缘上的位置允许电池单元43在电池单元43的中间(例如，邻近中心竖直轴线)膨胀(例如，鼓胀)。将发泡条84布置成邻近于电池单元43的左边缘和右边缘是有利的，因为电池鼓胀典型地发生在电池单元43的中间区域，中间区域是电极层与电解质相互作用的地方。发泡条84也可以布置在与电池单元43的左边缘和右边缘具有一定偏移的位置。附加地，集流器接线片(未示出)通常定位在电池单元43的左边缘和右边缘附近，并且在这个区域中几乎没有或没有电化学反应。因为电池单元43的左边缘和右边缘附近几乎没有或没有电化学反应，所以在这些区域中也没有鼓胀。因此，将发泡条84定位在电池单元43的边缘附近允许在电池单元43的最佳位置鼓胀并且使电池单元43能够在其寿命期间实现最佳性能和可用性。应当理解，任何发泡条84可以布置在其他适当的位置，以允许在电池单元43的最佳位置鼓胀。
在可替代的构造中，可以使用固体材料的模切件来代替发泡元件。在一些可替代的构造中，可以使用具有突出指状特征的单独零件来提供适当的电池单元间距。例如，电池壳体上的肋或为分组的多个电池单元提供间隔的梳状零件可以是将间隔件定位成邻近于电池单元边缘以允许电池单元的中间鼓胀的可替代方式。
在一些示例中，发泡条84与聚合物层82的边缘对齐。如图10中示例性构造的详细局部视图所示，发泡条84与聚合物层82的边缘间隔开不大于1.5mm的宽度89。可替代地，发泡条84可以与聚合物条82的边缘间隔更远，但仍彼此间隔足够远以允许在电池单元43的中心处鼓胀。附加地，泡沫条84优选地不延伸超过电池单元43的边缘。
图12是描绘了间隔件52的各层的局部横截面，其中发泡条84附接到聚合物层82。粘合剂带层88将发泡条84结合到聚合物层82。附加的粘合剂层将相邻的一对电池单元接合到间隔件52的任一侧。在示例性构造中，将第一粘合剂类型布置在聚合物层82的任一侧。在聚合物层82的一侧，可以将第一粘合剂类型仅施加在将要耦接发泡条84的区域中。在聚合物层82的另一侧，可以将第一粘合剂类型施加到聚合物层82的整个面，以将间隔件52更牢固地附接到这对电池单元43中的一个电池单元。将第二类型的粘合剂施加到发泡条84的与这对电池单元43中的另一个电池单元耦接的一侧。第二类型的粘合剂可以更强，以补偿发泡条84上的粘合剂与这对电池单元43中的另一个电池单元之间减少的接触面积。如图15a、图15b中所见，当电池单元堆45形成时，相应聚合物层82的有发泡条84附接的各个侧可以全部面向相同的方向(如图16a所示)或者可以面向交替的方向(如图16b所示)。可以预期任何其他取向，比如与前面描述的那些图案不同的图案或没有图案。
鼓胀是锂离子电池单元43的固有特性。特别地，使用镍锰钴氧化物(NMC)石墨化学性质的电池单元43比使用钛酸锂(LTO)化学性质的电池单元对鼓胀更敏感。一定量的鼓胀是可接受的。如果完全约束锂离子电池单元43鼓胀，则电池单元43将不具有最佳寿命和性能。如果电池单元43完全不受约束，则电池单元43可能由于电池单元外壳62的过早破裂而失效。棱柱形电池单元(比如示例性构造中所描绘的电池单元43)的中间部分的鼓胀是在电池单元充电和放电期间自然发生的。如结合示例性构造所描述的，允许电池单元43在中间鼓胀改进了电池单元43的性能。
电池单元43之间的典型间隔件52使用粘合剂带层和非导电材料薄层以避免电池单元之间的电短路。在这些构造中的一些构造中，没有足够的空间来适应电池单元43的自然鼓胀。此外，仅使用间隔件材料(比如发泡体)并不理想，因为发泡体或其他间隔件材料会吸收水分，这可能在电池单元之间形成电气路径。本文描述的示例性构造使用非导电薄材料(例如，聚合物层82)以及发泡条84二者。发泡条84可以是闭孔疏水性发泡条84，使得发泡条84不吸收或保持液体。本示例性构造提供了电绝缘和物理间隔的两个益处。
附加地，该示例性构造是有利的，因为它减少了电池组组件中的零件数量并简化了组装过程。间隔件52的两个部件(即，发泡条84和聚合物层82)形成为一个零件。以这种方式形成间隔件52允许间隔件52在制造商处被卷绕成卷。间隔件52的卷在制造过程中比之前使用的单独间隔件更容易实施。在一些示例中，可以使用专门设计或成形为切穿成形间隔件52但不切穿背衬的刀片或模具，将间隔件52从一卷间隔件52切割成期望尺寸。附加地，因为间隔件52在两个面上都具有粘合剂，所以电池单元43可以容易地分组或耦接在一起，这优化了电池组组装过程。以这种方式对电池单元43进行分组减少了制造时间，因为对于每个电池系统12仅处理更少组的电池单元43而不是较大量的单独电池单元43。
所公开的实施例中的一个或多个以单独或组合的方式可以提供一个或多个技术效果，包括制造具有电池单元43(例如，棱柱形电池单元43)的电池系统12。所公开的设计使得能够使用电池单元43的堆，这些电池单元的堆可以布置在电池系统12的壳体42内并且可以使用散热器保持在最大操作温度以下。相应地，与其他电池系统设计相比，所公开的电池系统12的设计可以提供更好的灵活性和性能。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。
如本文所用的，术语“约”、“大约”、“基本上”以及相似的术语旨在具有与本公开内容的主题所属领域的普通技术人员普遍和可接受的用法一致的宽泛的含义。阅读本公开内容的本领域技术人员应理解，这些术语旨在提供对所描述的以及要求保护的某些特征的描述，而不将这些特征的范围限制为所提供的准确数值范围。相应地，这些术语应被理解为表明，对所描述的以及要求保护的主题的非实质性的或无关紧要的修改或改变被视为在所附权利要求中所述的本发明的范围内。
应当注意，在本说明书中对相对位置(例如，“顶部”和“底部”)的引用仅用于标识各个部件在附图中的定向。应当认识到，特定部件的取向可能取决于使用它们的应用场合而产生很大变化。
出于本公开内容的目的，术语“耦接”意指两个构件直接或间接地彼此接合。此种接合可以本质上是固定的或本质上是可移动的。通过将这两个构件或这两个构件与任何附加的中间构件彼此整合地形成为一体件，或通过将这两个构件或这两个构件与任何附加的中间构件彼此附接，可以实现此种接合。此种接合本质上可以是永久的，或者本质上可以是可移除的或可释放的。
重要地还要注意，如实施例的各种示例中示出的系统、方法和装置的构造和布置仅是说明性的，而不是限制性的。尽管在本公开内容中只对几个实施例进行了详细描述，但阅读本公开内容的本领域技术人员将容易了解到，在实质上不背离所述主题的新颖教导和优点的情况下，许多不同替代方案、修改、变化、改进和/或基本等效方案——无论是已知的还是现在或不久可以预见的——都是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例，参数的值、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。例如，示出为一体地形成的元件可以由多个部分构造，或者示出为多个部分的元件可以一体地形成，接口的操作可以颠倒或以其他方式改变，系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可以改变，设置在元件之间的调节位置的性质或数目可以改变(例如，通过改变接合槽的数目或接合槽的大小或接合类型)。任何过程或方法步骤的顺序或次序可以根据替代性实施例来变化或重新排序。在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以在实施例的各种示例的设计、工作条件和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。因此，本发明旨在包括所有已知或较早开发的替代方案、修改、变型、改进和/或基本等效方案。
本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。

Claims (24)

1.一种电池，包括：
第一电池单元；
第二电池单元；以及
间隔件，所述间隔件位于所述第一电池单元与所述第二电池单元之间，所述间隔件包括聚合物层和基本上竖直地定位在所述聚合物层上的一个或多个发泡元件。
2.如权利要求1所述的电池，所述电池进一步包括粘合剂，所述粘合剂将所述间隔件耦接到其中一个电池单元。
3.如权利要求1或2中任一项所述的电池，所述电池进一步包括第二粘合剂，所述第二粘合剂将所述间隔件耦接到另一个电池单元。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电池，其中，所述发泡元件经由第三粘合剂附接到所述聚合物层。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电池，其中，所述聚合物层包括非导电材料。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电池，其中，所述发泡元件包括闭孔疏水性发泡元件。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电池，其中，所述一个或多个发泡元件包括发泡条。
8.如权利要求1至6中任一项所述的电池，其中，所述一个或多个发泡元件包括多个发泡件。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电池，其中，所述聚合物层包括与所述第一电池单元、所述第二电池单元、或所述第一电池单元和所述第二电池单元两者基本相同的尺寸。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电池，其中，所述一个或多个发泡元件定位在所述聚合物层上，以与所述聚合物层的外边缘基本对齐。
11.如权利要求1至9中任一项所述的电池，其中，所述一个或多个发泡元件定位在所述聚合物层上，以相对于所述聚合物层的外边缘有偏移。
12.如权利要求7所述的电池，其中，所述发泡条包括从所述聚合物层的底部延伸到所述聚合物层的顶部的高度。
13.如权利要求1至12中任一项所述的电池，其中，所述一个或多个发泡元件定位在所述聚合物层上，以允许所述第一电池单元和所述第二电池单元中的一个或多个在形成于所述一个或多个发泡元件之间的凹空间中体积膨胀。
14.一种允许电池单元在电池内体积膨胀的方法，所述方法包括：
将间隔件布置在第一电池单元与第二电池单元之间，其中，所述间隔件包括聚合物层和基本上竖直地定位在所述聚合物层上的一个或多个发泡元件。
15.如权利要求14所述的方法，所述方法进一步包括经由粘合剂将所述间隔件耦接到其中一个所述电池单元。
16.如权利要求14或15中任一项所述的方法，所述方法进一步包括经由第二粘合剂将所述间隔件耦接到另一个电池单元。
17.如权利要求14至16中任一项所述的方法，所述方法进一步包括经由第三粘合剂将所述一个或多个发泡元件附着到所述聚合物层。
18.如权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述发泡元件包括闭孔疏水性发泡元件。
19.如权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个发泡元件包括发泡条。
20.如权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个发泡元件包括多个发泡件。
21.如权利要求14至20中任一项所述的方法，所述方法进一步包括将所述发泡元件定位在所述聚合物层上，以与所述聚合物层的外边缘基本对齐。
22.如权利要求14至21中任一项所述的方法，所述方法进一步包括将所述发泡元件定位在所述聚合物层上，以相对于所述聚合物层的外边缘形成偏移。
23.如权利要求19所述的方法，其中，所述发泡条包括从所述聚合物层的底部延伸到所述聚合物层的顶部的高度。
24.如权利要求14至23中任一项所述的方法，所述方法进一步包括将所述发泡元件定位在所述聚合物层上，以允许所述第一电池单元和所述第二电池单元中的一个或多个在形成于所述一个或多个发泡元件之间的凹空间中体积膨胀。
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