CN117673598A - 电池以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池以及用电装置。电池包括多个电池单体和第一粘接层;多个电池单体,包括第一电池单体和第二电池单体,第二电池单体的热稳定性高于第一电池单体的热稳定性;多个第一电池单体和多个第二电池单体至少沿第一方向排布,沿第一方向,至少部分第一电池单体与第二电池单体相互邻接;第一粘接层,设置于沿第一方向邻接的第一电池单体与第二电池单体之间,以使至少部分第一电池单体与第二电池单体粘接连接。本申请实施例提供的电池,可以省略至少部分电池单体之间的隔热件,有利于降低电池的体积和重量,进而提高电池的能量密度。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池以及用电装置。
背景技术
电池广泛应用于电子设备,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。
在电池技术的发展中,除了提高电池的性能外,如何提高电池的能量密度,也是电池技术中有待持续改进的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电池以及用电装置,能够提高电池的能量密度。
第一方面,本申请实施例提供一种电池,电池包括多个电池单体和第一粘接层;多个电池单体,包括第一电池单体和第二电池单体,第二电池单体的热稳定性高于第一电池单体的热稳定性;多个第一电池单体和多个第二电池单体至少沿第一方向排布,沿第一方向,至少部分第一电池单体与第二电池单体相互邻接;第一粘接层,设置于沿第一方向邻接的第一电池单体与第二电池单体之间,以使至少部分第一电池单体与第二电池单体粘接连接。
本申请实施例提供的电池,通过设置电池单体包括至少沿第一方向排布的多个第一电池单体和第二电池单体,并设置至少部分第一电池单体和第二电池单体相互邻接,降低了电池单体热失控的风险,如此,可以省略第一电池单体和第二电池单体之间的隔热件,而使第一电池单体和第二电池单体仅仅通过第一粘接层粘接连接,即可以省略电池内的至少部分隔热件。由于第一粘接层的质量较轻、体积较小,因此,本申请实施例提供的电池,可以降低电池的整体体积和重量,在实现电池的轻量化的同时,提高电池的能量密度。
在一些实施例中,第一电池单体的能量密度高于第二电池单体的能量密度。如此,有利于提高电池整体的热稳定性,但是,不同电池单体的能量密度不同,设置第一电池单体的能量密度高于第二电池单体的能量密度,有利于在保证电池的热稳定性的同时,进一步提高电池的能量密度。
在一些实施例中,第一电池单体为三元电池单体,和/或,第二电池单体为磷酸铁锂电池单体。如此,有利于保证电池具有较高的能量密度,和/ 或,有利于保证电池具有较高的热稳定性。
在一些实施例中,第一粘接层的厚度h1满足:h1≤1mm。有利于进一步降低电池的体积和重量,以进一步提高电池的能量密度。
在一些实施例中,沿第一方向,任相邻的两个第一电池单体之间设有第二电池单体。如此设置,有利于进一步提高电池的热稳定性,并可以进一步降低电池中隔热件的使用量,降低电池的重量和体积,以进一步提高电池的能量密度。
在一些实施例中,沿第一方向,任相邻的两个第二电池单体之间设有第一电池单体。如此设置,有利于充分发挥第二电池单体的热稳定性,为更多的第一电池单体提供一定的防护作用,以最大化地提升电池的热稳定性,进而提高电池的安全性能。
在一些实施例中,沿第一方向,任相邻的两个第一电池单体之间设有多个第二电池单体。由于第二电池单体的热稳定性较高,可以充分利用第二电池单体的热稳定性能,为第一电池单体提供更高的防护,降低第一电池单体发生的热失控蔓延至相邻的电池单体的可能性,有利于进一步提高电池的安全性能。
在一些实施例中,多个第一电池单体和多个第二电池单体还沿第二方向排布,第二方向与第一方向垂直,沿第二方向,至少部分第一电池单体与第二电池单体相互邻接;电池还包括第二粘接层,第二粘接层设置于沿第二方向相互邻接的第一电池单体和第二电池单体之间,以使至少部分第一电池单体和第二电池单体粘接连接。
上述实施例中,可以更充分地利用电池内部的空间,合理设置电池内电池单体沿第一方向和第二方向排布的数量。另外,无需在沿第二方向相邻的第一电池单体和第二电池单体之间设置隔热件,以进一步降低电池中隔热件的数量,降低电池的体积和重量,有利于提高电池的能量密度。
在一些实施例中,第二粘接层的厚度h2满足:h2≤1mm。如此,有利于进一步降低电池的体积和重量,以进一步提高电池的能量密度。
在一些实施例中,沿第二方向,任一第一电池单体与第二电池单体邻接。如此,每一个第一电池单体沿第二方向的至少一侧设有第二电池单体。由于第二电池单体具有较高的热稳定性,可以实现每一个第一电池单体均有第二电池单体提供一定的防护作用,以提高电池的热稳定性。
在一些实施例中,沿第二方向,任一第二电池单体与第一电池单体邻接。每一个第二电池单体均可以为第一电池单体提供热防护作用,充分利用第二电池单体的热稳定性,并可以最大限度地降低电池中隔热件的数量,以提高电池的能量密度。
在一些实施例中,电池单体包括外壳和电极端子,外壳包括第一壁,电极端子设于第一壁,第一壁的厚度方向、第一方向以及第二方向两两垂直。如此,便于实现电池单体沿第一方向和第二方向的排布,也便于实现相邻电池单体的电极端子通过汇流部件电连接。
在一些实施例中,外壳具有沿第一方向相对设置的两个第一表面以及沿第二方向相对设置的两个第二表面,第一表面连接两个第二表面,第一表面的面积小于第二表面的面积;沿第一方向排布的电池单体的数量大于沿第二方向排布的电池单体的数量。
上述实施例中,电池沿第一方向的尺寸大于沿第二方向的尺寸,可以节省电池内部沿第二方向的空间,且可以根据用电装置对电池的具体尺寸需求,合理设置电池内沿第二方向排布的电池单体的数量,以在提高电池的容量和能量密度的同时,合理利用用电装置沿第二方向的空间。
在一些实施例中,沿厚度方向,至少部分相邻的两个电池单体的第一壁相对设置;电池还包括支撑件,支撑件设于相邻电池单体的第一壁之间。便于在沿厚度方向排布的电池单体的第一壁之间设置支撑件,以实现对电池单体的支撑限位,在电池工作过程中,降低电池单体因受到冲击、振动等载荷而产生晃动的风险。
第二方面,本申请实施例提供一种用电装置,包括上述实施例提供的电池,电池用于提供电能。
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是本申请实施例提供的车辆的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的电池的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的电池中电池模块的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的电池中电池单体的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种电池中电池单体的排布方式的结构示意图;
图6是本申请实施例提供另一种电池中电池单体的排布方式的结构示意图,其中A表示第一电池单体,B表示第二电池单体;
图7是图6中C处的局部放大示意图;
图8是本申请实施例提供又一种电池中电池单体的排布方式的结构示意图,其中A表示第一电池单体,B表示第二电池单体;
图9是本申请实施例提供还一种电池中电池单体的排布方式的结构示意图;
图10是本申请实施例提供再一种电池中电池单体的排布方式的结构示意图,其中A表示第一电池单体,B表示第二电池单体;
图11是图10中D处的局部放大图;
图12是本申请实施例提供的电池省略部分结构后的爆炸结构示意图,其中,A表示第一电池单体,B表示第二电池单体。
在附图中,附图未必按照实际的比例绘制。
标记说明:
1、车辆;1a、马达;1b、控制器;
10、电池;11、第一箱体部;12、第二箱体部;
20、电池模块;
30、电池单体;30a、第一电池单体;30b、第二电池单体;
31、外壳;311、壳体;311a、开口;312、端盖;313、第一壁; 31a、第一表面;31b、第二表面;32、电极组件;33、电极端子;
50、支撑件;
X、第一方向;Y、第二方向;Z、厚度方向。
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”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。
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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
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。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方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,电极组件由正极片、负极片和隔离件组成。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层叠后作为正极极耳。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层叠后作为负极极耳。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。隔膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或 PE(polyethylene,聚乙烯)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。
发明人发现电池的能量密度较低的问题后,便对电池的结构和组装工艺进行了系统的分析和研究,结果发现,在电池中,通常在相邻两个电池单体之间设置隔热件,以实现相邻两个电池单体之间的隔热,降低电池单体发生热失控后,热量传递给相邻的电池单体,进而引发较大范围的热失控的风险。然而隔热件具有一定的体积,电池包括多个电池单体,每相邻的两个电池单体之间均设置有隔热件,则电池中的隔热件占用了电池内部较多的空间。因此,隔热件的存在限制了电池的能量密度的进一步提升。
基于发明人发现的上述问题,发明人对电池的结构进行了改进,本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置。
根据本申请实施例提供的电池包括多个电池单体和第一粘接层。多个电池单体包括第一电池单体和第二电池单体,第二电池单体的热稳定性高于第一电池单体的热稳定性。多个第一电池单体和多个第二电池单体至少沿第一方向排布,沿第一方向,至少部分第一电池单体与第二电池单体相互邻接。第一粘接层,设置于沿第一方向邻接的第一电池单体和第二电池单体之间,以使至少部分第一电池单体与第二电池单体粘接连接。
本申请实施例提供的电池,设置电池单体包括第一电池单体和第二电池单体,且第二电池单体的热稳定性高于第一电池单体的热稳定性,则电池单体出现热失控的风险较低,可以设置第一电池单体和第二电池单体通过第一粘接层连接,而不必在二者之间设置隔热件,降低了电池中的隔热件所占用的体积,甚至取消隔热件,如此,有利于提高电池的能量密度。
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设备不做特殊限制。
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。
如图1所示,车辆1的内部设置有电池10。电池10可以设置在车辆1 的底部或头部或尾部。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。
车辆1还可以包括控制器1b和马达1a。控制器1b用来控制电池10 为马达1a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,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
参见图2所示,电池10包括电池单体(图2未示出)。电池10还可以包括用于容纳电池单体的箱体。
箱体用于容纳电池单体,箱体可以是多种结构形式。在一些实施例中,箱体可以包括第一箱体部部11和第二箱体部12。第一箱体部11与第二箱体部12相互盖合。第一箱体部11和第二箱体部12共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间。第二箱体部12可以是一端开口的空心结构,第一箱体部11为板状结构,第一箱体部11盖合于第二箱体部12的开口侧,以形成具有容纳空间的箱体;第一箱体部11和第二箱体部12也可以均为一侧开口的空心结构。第一箱体部11的开口侧盖合于第二箱体部12的开口侧,以形成具有容纳空间的箱体。当然,第一箱体部11和第二箱体部 12可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部11和第二箱体部12连接后的密封性,第一箱体部 11和第二箱体部12之间还可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部11盖合于第二箱体部12,第一箱体部11亦可称之为上箱盖,第二箱体部12亦可称之为下箱体。
在电池10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内,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20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
在一些实施例中,如图3所示,图3为图2所示的电池模块20的结构示意图。在电池模块20中,电池单体30为多个。多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
在一些实施例,电池模块20中的多个电池单体30之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块20中的多个电池单体30的并联或串联或混联。
请参照图4,图4为图3所示的电池单体30的爆炸示意图。本申请实施例提供的电池单体30包括电极组件32和外壳31,外壳31具有容置腔 32a,电极组件32容纳于容置腔内。
在一些实施例中,外壳31可以包括壳体311和端盖312,壳体311为一侧具有开口311a的空心结构,端盖312盖合于壳体311的开口311a处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件32和电解质的密封空间。
在组装电池单体30时,可先将电极组件32放入壳体311内,再将端盖312盖合于壳体311的开口,然后经由端盖312上的电解质注入口将电解质注入壳体311内。
在一些实施例中,外壳31还可用于容纳电解质,例如电解液。外壳 31可以是多种结构形式。
如图4示出了本申请实施例提供的电池单体的结构示意图。
壳体311可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体311的形状可以根据电极组件32的具体形状来确定。例如,若电极组件32为圆柱体结构,壳体311则可选用为圆柱体结构。若电极组件32为长方体结构,壳体311则可选用长方体结构。在图4中,示例性地,壳体311和电极组件32均为长方体结构。
壳体311的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等,本申请实施例对此不作特殊限制。
容纳于壳体311内的电极组件32可以是一个或多个。在图4中,容纳于壳体311内的电极组件32为两个。
如图5示出了本申请实施例提供的一种电池单体的排布方式的结构示意图。
如图2、图4和图5所示,根据本申请实施例提供的电池10包括多个电池单体30和第一粘接层41。多个电池单体30包括第一电池单体30a和第二电池单体30b,第二电池单体30b的热稳定性高于第一电池单体30a 的热稳定性。多个第一电池单体30a和多个第二电池单体30b至少沿第一方向X排布,沿第一方向X,至少部分第一电池单体30a与第二电池单体30b相互邻接。第一粘接层41设置于沿第一方向X相邻的第一电池单体 30a与第二电池单体30b之间,以使至少部分第一电池单体30a与第二电池单体30b粘接连接。
多个第一电池单体30a和多个第二电池单体30b可以仅沿第一方向X 排布,或者,同时设置多个第一电池单体30a和多个第二电池单体30b还沿其它方向排布。
可选地,可以设置沿第一方向X排布的多个第一电池单体30a和多个第二电池单体30b中的部分相互邻接,或者,设置沿第一方向X排布的所有第一电池单体30a均与第二电池单体30b邻接。
可选地,第一方向X可以是垂直于电池单体30任一平表面的方向,以使沿第一方向X排布的电池单体30可以相互贴合设置。
为了实现第二电池单体30b的热稳定性高于第一电池单体30a的热稳定性,可以设置二者的正极片的活性物质的材料不同。示例性地,可以设置第二电池单体30b的正极片的活性物质的材料包括磷酸铁锂,而设置第一电池单体30a的正极片的活性物质的材料包括三元材料。
由于第二电池单体30b的热稳定性高于第一电池单体30a的热稳定性,则第二电池单体30b能够承受较高的温度,其自身出现热失控的风险较低,而第一电池单体30a出现热失控后,由于相邻的第二电池单体30b 的存在,即使热量传递给第二电池单体30b,由于第二电池单体30b能够承受较高的温度,因此,第一电池单体30a热失控较难引发相邻的第二电池单体30b的热失控,相当于第二电池单体30b能够为第一电池单体30a 提供一道防火墙。因此,设置沿第一方向X,至少部分第一电池单体30a 和第二电池单体30b相互邻接,可以有效地降低电池10内的电池单体30 发生热失控的风险。
正是因为相互邻接的第一电池单体30a和第二电池单体30b之间发生热失控的风险较低,因而可以省略掉相互邻接的第一电池单体30a和第二电池单体30b之间的隔热件,而只是通过第一粘接层41实现相互邻接的第一电池单体30a和第二电池单体30b之间的相互固定作用即可。而第一粘接层41的体积和重量都远小于隔热件的体积和重量,因此,可以简化电池10的结构,并降低电池10的整体重量。
可以理解的是,沿第一方向X相互邻接的两个第二电池单体30b,由于二者相互具有防护作用,则可以省略相邻第二电池单体30b之间的隔热件,而设置相邻两个第二电池单体30b通过第一粘接层41粘接连接。
本申请实施例提供的电池10,通过设置电池单体30包括至少沿第一方向X排布的多个第一电池单体30a和第二电池单体30b,并设置至少部分第一电池单体30a和第二电池单体30b相互邻接,降低了电池单体30热失控的风险,如此,可以省略第一电池单体30a和第二电池单体30b之间的隔热件,而使第一电池单体30a和第二电池单体30b仅仅通过第一粘接层41粘接连接,即可以省略电池10内的至少部分隔热件。由于第一粘接层41的质量较轻、体积较小,因此,本申请实施例提供的电池10,可以降低电池10的整体体积和重量,在实现电池10的轻量化的同时,有利于提高电池10的能量密度。
在一些实施例中,第一电池单体30a的能量密度高于第二电池单体 30b的能量密度。
可以理解的是,第二电池单体30b的热稳定性高于第一电池单体30a 的热稳定性,有利于提高电池10整体的热稳定性,但是,不同电池单体 30的能量密度不同,设置第一电池单体30a的能量密度高于第二电池单体 30b的能量密度,有利于在保证电池10的热稳定性的同时,保证电池10 具有足够的能量密度。
在一些实施例中,第一电池单体30a为三元电池单体。
具体地,第一电池单体30a为三元电池单体,则第一电池单体30a的正极片的材料包括三元材料。三元电池单体具有良好的能量密度。设置第一电池单体30a为三元电池单体,有利于保证电池10具有较高的能量密度。
在一些实施例中,第二电池单体30b为磷酸铁锂电池单体。
具体地,第二电池单体30b为磷酸铁锂电池单体,则第二电池单体30b的正极片的材料包括磷酸铁锂材料。磷酸铁锂单体具有良好的热稳定性,设置第二电池单体30b为磷酸铁锂电池单体,有利于保证电池10具有较高的热稳定性。
如图6示出了本申请实施例提供的电池中,电池单体的另一种排布结构示意图,如图7示出了图6中C处的局部放大图。
如图6和图7所示,在一些实施例中,第一粘接层41的厚度h1满足:h1≤1mm。
可选地,h1可以为1mm、0.8mm、0.6mm、0.5mm或者0.4mm等。
可以理解的是,设置h1满足上述关系,有利于进一步降低电池10的体积和重量,以进一步提高电池10的能量密度。
在一些实施例中,沿第一方向X,任相邻的两个第一电池单体30a之间设有第二电池单体30b。
也就是说,每一个第一电池单体30a仅与第二电池单体30b邻接。对于位于沿第一方向X端部的第一电池单体30a,第一电池单体30a的一侧设有第二电池单体30b,而对于位于沿第一方向X非端部的第一电池单体 30a,其沿第一方向X的两侧均设有第二电池单体30b。而第二电池单体 30b可以与第二电池单体30b邻接,即相邻两个第一电池单体30a之间可以设置多个第二电池单体30b。
由于第二电池单体30b具有较高的热稳定性,相当于在第一电池单体 30a沿第一方向X的两侧均提供了防护作用,因此,如此设置,有利于进一步提高电池10的热稳定性,并可以进一步降低电池10中隔热件的使用量,降低电池10的重量和体积,以进一步提高电池10的能量密度。
如图6所示,在一些实施例中,沿第一方向X,任相邻的两个第二电池单体30a之间设有第一电池单体30a。
也就是说,每一个第二电池单体30b仅与第一电池单体30a邻接。对于位于沿第一方向X端部的第二电池单体30b,第二电池单体30b的一侧设有第一电池单体30a,而对于位于沿第一方向X非端部的第二电池单体 30b,其沿第二方向Y的两侧均设有第一电池单体30a。
第一电池单体30a可以与第一电池单体30a邻接,即相邻两个第二电池单体30b之间可以设置有多个第一电池单体30a。
由于第二电池单体30b具有较高的热稳定性,设置每一个第二电池单体30b均与第一电池单体30a邻接,有利于充分发挥第二电池单体30b的热稳定性,为更多的第一电池单体30a提供防护作用,以最大化地提升电池10的热稳定性,进而提高电池10的安全性能。
而在第一电池单体30a的能量密度大于第二电池单体30b的能量密度的实施例中,如此设置,还有利于提高电池10的能量密度。
如图6所示,在一些实施例中,沿第一方向X,任相邻的两个第一电池单体30a之间设有第二电池单体30b,任相邻的两个第二电池单体30b 之间设有第一电池单体30a。
也就是说,本实施例中,第一电池单体30a和第二电池单体30b是沿第一方向X交替排布的,沿第一方向X相邻的两个第一电池单体30a之间有且仅有一个第二电池单体30b,沿第一方向X相邻的两个第二电池单体 30b之间有且仅有一个第一电池单体30a。
如此设置,有利于最大限度的提升电池10的热稳定性,以提高电池 10的安全性能,且可以设置沿第一方向X相邻的任意两个电池单体30通过第一粘接层41粘接连接,即可以省略沿第一方向X排布的所有电池单体30之间的隔热件,有利于进一步降低电池10的体积和重量,提高电池 10的能量密度。
如图8所示,在一些实施例中,沿第一方向X,任相邻的两个第一电池单体30a之间设有多个第二电池单体30b。
示例性地,沿第一方向X相邻的两个第一电池单体30a之间可以设有两个第二电池单体30b。
由于第二电池单体30b的热稳定性校高,在第一电池单体30a之间设有多个第二电池单体30b,可以充分利用第二电池单体30b的热稳定性能,为第一电池单体30a提供更高的防护,降低第一电池单体30a发生的热失控蔓延至相邻的电池单体30的可能性,有利于进一步提高电池10的安全性能。
如图9示出了本申请实施例提供的另一种电池中电池单体的排布方式的结构示意图。
如图9所示,在一些实施例中,多个第一电池单体30a和多个第二电池单体30b还沿第二方向Y排布,第二方向Y与第一方向X垂直。沿第二方向Y,至少部分第一电池单体30a与第二电池单体30b相互邻接。电池10还包括第二粘接层42,第二粘接层42设置于沿第二方向Y相互邻接的第一电池单体30a和第二电池单体30b之间,以使至少部分第一电池单体30a和第二电池单体30b粘接连接。
设置多个第一电池单体30a和第二电池单体30b还沿第二方向Y排布,有利于充分利用电池10内部的空间,合理设置电池10内电池单体30 沿第一方向X和第二方向Y排布的数量。而设置至少部分第一电池单体 30a与第二电池单体30b沿第二方向Y相互邻接,可以通过第二粘接层42 实现沿第二方向Y相邻的第一电池单体30a和第二电池单体30b之间的的固定连接,而无需在沿第二方向Y相邻的第一电池单体30a和第二电池单体30b之间设置隔热件,以进一步降低电池10中隔热件的数量,降低电池10的体积和重量,有利于提高电池10的能量密度。
如图10示出了本申请实施例提供的还一种电池中电池单体的排布方式的结构示意图,如图11示出了图10中D处的局部放大图。
如图10和11所示,在一些实施例中,第二粘接层42的厚度h2满足,h2≤1mm。
可选地,h2可以为1mm、0.9mm、0.8mm、0.6mm、0.5mm或者0.4mm等。
可以理解的是,设置h2满足上述关系,有利于进一步降低电池10的体积和重量,以进一步提高电池10的能量密度。
在一些实施例中,沿第二方向Y,任一第一电池单体30a与第二电池单体30b邻接。
如此,每一个第一电池单体30a沿第二方向Y的至少一侧设有第二电池单体30b。由于第二电池单体30b具有较高的热稳定性,可以实现每一个第一电池单体30a均有第二电池单体30b提供一定的防护作用,以提高电池10的热稳定性。
在一些实施例中,沿第二方向Y,任一第二电池单体30b与第一电池单体30a邻接。
也就是说,每一个第二电池单体30b沿第二方向Y的至少一侧设置有第一电池单体30a。即每一个第二电池单体30b均可以为第一电池单体30a 提供热防护作用,充分利用第二电池单体30b的热稳定性,并可以最大限度地降低电池10中隔热件的数量,以提高电池10的能量密度。
在一些实施例中,沿第二方向Y,任一第一电池单体30a与第二电池单体30b邻接,任一第二电池单体30b与第一电池单体30a邻接。
也就是说,沿第二方向Y,第一电池单体30a和第二电池单体30b交替排布。
如此设置,有利于最大限度的提升电池10的热稳定性,以提高电池 10的安全性能,且可以设置沿第一方向X相邻的任意两个电池单体30通过第二粘接层42粘接连接,即可以省略沿第二方向Y排布的所有电池单体30之间的隔热件,有利于进一步降低电池10的体积和重量,提高电池 10的能量密度。
如图12所示,在一些实施例中,电池单体30包括外壳31和电极端子 33,外壳31包括第一壁313,电极端子33设于第一壁313,第一壁313的厚度方向Z、第一方向X以及第二方向Y两两垂直。
如此,电池单体30沿第一方向X和第二方向Y的两侧均没有设置电极端子33,电池单体30沿第一方向X和第二方向Y的两侧可以设置为平面,便于实现电池单体30沿第一方向X和第二方向Y的排布,也便于实现相邻电池单体30的电极端子33通过汇流部件电连接。
继续参阅图12,在一些实施例中,外壳31具有沿第一方向X相对设置的两个第一表面31a以及沿第二方向Y相对设置的两个第二表面31b,第一表面31a连接两个第二表面31b,第一表面31a的面积小于第二表面 31b的面积。沿第一方向X排布的电池单体30的数量大于沿第二方向Y 排布的电池单体30的数量。
第一表面31a的面积小于第二表面31b的面积,则电池单体30沿第一方向X的尺寸大于沿第二方向Y的尺寸,又由于电池单体30沿第一方向X排布的数量大于沿第二方向Y排布的数量,则电池10沿第一方向X的尺寸大于沿第二方向Y的尺寸。可以节省电池10内部沿第二方向Y的空间,且可以根据用电装置对电池10的具体尺寸需求,合理设置电池10内沿第二方向Y排布的电池单体30的数量,以在提高电池10的容量和能量密度的同时,合理利用用电装置沿第二方向Y的空间。
示例性地,在将电池10安装在用电装置如车辆时,可以设置第二方向Y平行于车辆的高度方向,此时,电池10内的电池单体30的姿态为平躺式,根据电池10的安装位置在高度方向上的空间大小,设置电池10沿第二方向Y具有对应的电池单体30数量,以充分利用车辆的高度方向的空间的同时,尽可能降低电池10沿第二方向Y的尺寸,而使电池10内的电池单体30尽可能沿第一方向X即水平方向排布,有利于充分利用车辆沿水平方向的空间,并尽可能降低车辆的底盘高度,提高车辆运行的平稳性。
继续参阅图12,在一些实施例中,沿厚度方向Z,至少部分相邻的两个电池单体30的第一壁313相对设置。电池10还包括支撑件50,支撑件 50设于相邻电池单体30的第一壁313之间。
如此,便于在沿厚度方向Z排布的电池单体30的第一壁313之间设置支撑件50,以实现对电池单体30的支撑限位,在电池10工作过程中,降低电池单体30因受到冲击、振动等载荷而产生晃动的风险。
根据本申请实施例提供的用电装置包括上述任一实施例提供的电池 10,电池10用于提供电能。本申请实施例提供的用电装置,由于采用了上述任一实施例提供的电池10,因而具有同样的技术效果,在此不再赘述。
本申请实施例提供的电池单体30的制造系统,能够制造本申请上述实施例提供的电池单体30,因而具有同样的技术效果,在此不再赘述。
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 (15)
1.一种电池,其特征在于,包括:
多个电池单体,包括第一电池单体和第二电池单体,所述第二电池单体的热稳定性高于所述第一电池单体的热稳定性;
多个所述第一电池单体和多个所述第二电池单体至少沿第一方向排布,沿所述第一方向,至少部分所述第一电池单体与所述第二电池单体相互邻接;
第一粘接层,设置于沿所述第一方向邻接的所述第一电池单体与所述第二电池单体之间,以使至少部分所述第一电池单体与所述第二电池单体粘接连接。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一电池单体的能量密度高于所述第二电池单体的能量密度。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述第一电池单体为三元电池单体,和/或,所述第二电池单体为磷酸铁锂电池单体。
4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一粘接层的厚度h1满足:h1≤1mm。
5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,沿所述第一方向,任相邻的两个所述第一电池单体之间设有所述第二电池单体。
6.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,沿所述第一方向,任相邻的两个所述第二电池单体之间设有所述第一电池单体。
7.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,沿所述第一方向,任相邻的两个所述第一电池单体之间设有多个所述第二电池单体。
8.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,多个所述第一电池单体和多个所述第二电池单体还沿第二方向排布,所述第二方向与所述第一方向垂直,沿所述第二方向,至少部分所述第一电池单体与所述第二电池单体相互邻接;
所述电池还包括第二粘接层,所述第二粘接层设置于沿所述第二方向相互邻接的所述第一电池单体和所述第二电池单体之间,以使至少部分所述第一电池单体和所述第二电池单体粘接连接。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述第二粘接层的厚度h2满足:h2≤1mm。
10.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,沿所述第二方向,任一所述第一电池单体与所述第二电池单体邻接。
11.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,沿所述第二方向,任一所述第二电池单体与所述第一电池单体邻接。
12.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述电池单体包括外壳和电极端子,所述外壳包括第一壁,所述电极端子设于所述第一壁,所述第一壁的厚度方向、所述第一方向以及所述第二方向两两垂直。
13.根据权利要求12所述的电池,其特征在于,所述外壳具有沿所述第一方向相对设置的两个第一表面以及沿所述第二方向相对设置的两个第二表面,所述第一表面连接两个所述第二表面,所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积;
沿所述第一方向排布的所述电池单体的数量大于沿所述第二方向排布的所述电池单体的数量。
14.根据权利要求12所述的电池,其特征在于,沿所述厚度方向,至少部分相邻的两个所述电池单体的所述第一壁相对设置;所述电池还包括支撑件,所述支撑件设于相邻所述电池单体的所述第一壁之间。
15.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1至14任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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