CN214898695U - 电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电池，包括多个电池单体以及第一侧板。多个电池单体沿电池的长度方向排列，所述电池单体包括第一侧壁。电池单体的所述第一侧壁与第一侧板之间设置有第一隔热件或第一导热件。至少两个电池单体分别与相应的第一导热件对应设置，至少一个电池单体与相应的第一隔热件对应设置，并且在长度方向上，相邻两个第一导热件之间具有至少一个第一隔热件。当设置有导热件的电池单体热失控时，热量可以通过导热件传递至相隔较远的电池单体，由此提高了电池的热量扩散的效率，提高了电池的安全性。

Description

电池和用电装置

技术领域

本申请实施例涉及电池领域，并且更具体地，涉及一种电池和用电装置。

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。

在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池的安全问题不能保证，那该电池就无法使用。因此，如何提高电池的安全性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电池和用电装置，能够提高电池和用电装置的安全性。

第一方面，本申请提供了一种电池，包括多个电池单体以及第一侧板。

多个电池单体沿电池的长度方向排列，电池单体包括第一侧壁。

第一侧板沿长度方向延伸，位于电池的宽度方向的一端，并与第一侧壁相对设置。

电池单体的第一侧壁与第一侧板之间设置有第一隔热件或第一导热件，第一隔热件用于对电池单体与第一侧板之间进行隔热，第一导热件用于对电池单体与第一侧板之间进行导热。

至少两个电池单体分别与相应的第一导热件对应设置，至少一个电池单体与相应的第一隔热件对应设置，并且在电池的长度方向上，相邻两个与第一导热件对应设置的电池单体之间具有至少一个与第一隔热件对应设置的电池单体。

设置有导热件的电池单体之间包括至少一个设置有隔热件的电池单体，当设置有导热件的电池单体热失控时，热量可以通过导热件传递至相隔较远的电池单体，由此延长了热量扩散的路径，提高了热量扩散的效率，提高了电池的安全性。

在一些可选的实施例中，在电池的长度方向上，与第一导热件对应设置的电池单体和与第一隔热件对应设置的电池单体依次交替排列。

电池包括数量较多的电池单体时，导热件与隔热件间隔交替设置，可以平衡散热路径长度与电池单体数量之间的关系，可以使得一半的电池单体热失控时，有较高的散热效率，提高电池的安全性能。

在一些可选的实施例中，电池单体包括与第一侧壁相对设置的第二侧壁，电池还包括第二侧板，第二侧板位于宽度方向的另一端，并与第二侧壁相对设置。

第二侧壁与第二侧板之间设置有第二隔热件或第二导热件，第二隔热件用于对电池单体与第二侧板之间进行隔热，第二导热件用于对电池单体与第二侧板之间进行导热。

至少两个电池单体分别与相应的第二导热件对应设置，至少一个电池单体与相应的第二隔热件对应设置，并且在电池的长度方向上，相邻两个与第二导热件对应设置的电池单体之间具有至少一个与第二隔热件对应设置的电池单体。

对电池的另一端也进行相应的导热件和隔热件的相隔设置，可以全面地对某个电池单体发生热失控时，进行整个电池的主动散热。

在一些可选的实施例中，电池单体的第一侧壁对应设置有第一隔热件，电池单体的第二侧壁对应设置有第二导热件；和/或电池单体的第一侧壁对应设置有第一导热件，电池单体的第二侧壁对应设置有第二隔热件。

导热件和隔热件在第一侧壁或第二侧壁处，沿电池的长度方向交替间隔设置，可以使得每个电池单体在发生热失控时有较长的散热路径并快速散热。

在一些可选的实施例中，沿电池的长度方向，每相邻两个电池单体之间设置有第三隔热件。

在电池的各个电池单体相叠的相对面之间，设置了第三隔热件，可以避免电池单体之间的热量通过相叠的面进行传递，保护与热失控电池单体相邻的电池单体。

在一些可选的实施例中，第一隔热件或第一导热件的面积大于或等于第一侧壁面积的30％。第二隔热件或第二导热件的面积大于或等于第二侧壁面积的30％。

一定的面接触面积可以增加隔热效果或提高导热效率，使得电池的热量能够有效地按照引导的路径主动扩散。

在一些可选的实施例中，第一隔热件和/或第二隔热件包括具有孔隙的结构。

孔隙中的空气可以增加隔热的效果，并且在具有相同质量材料的情况下，具有孔隙结构的材料厚度会更大，进一步提高了隔热的效果。

在一些可选的实施例中，第一隔热件和/或第二隔热件的材料的导热系数为0.0001W/(m*k)～0.1W/(m*k)。

选择导热系数小的隔热件，保证了隔热效果，促使热量从电池单体的利于传导的导热件的端部传出。

在一些可选的实施例中，第一隔热件和/或第二隔热件的厚度为 0.05mm～5mm。

考虑尽量不增加电池体积以降低能量密度、并且需要有效地将热失控情况下的热量尽量隔绝的情况下，平衡这两者的关系，选取一定的导热系数并且一定厚度的隔热件，可以取得较佳的效果。

在一些可选的实施例中，还包括热管理部件，用于调节电池单体的温度。其中，在电池的高度方向上，第一导热件和/或第二导热件设置于靠近热管理部件的位置。

热管理部件设置于电池沿高度方向H的一端，为更快将电池单体热失控的热量导出并消耗，将电池单体端部的导热件设置为更靠近热管理部件的位置，可以有效地在第一时间将热量扩散至热管理部件并与热管理部件热交换，为电池单体持续地降温。

在一些可选的实施例中，所述第一导热件和/或所述第二导热件的材料的导热系数为3000W/(m*k)～10000W/(m*k)。

选择导热系数较大的导热件，保证了导热效果，促使热量从电池单体的预设的导热端传出。

在一些可选的实施例中，所述第一导热件和/或所述第二导热件的厚度为0.01mm～1mm。

考虑尽量不增加电池体积以降低能量密度、并且需要有效地将热失控情况下的热量尽快扩散导出的情况下，平衡这两者的关系，选取一定的导热系数并且一定厚度的导热件，可以取得较佳的效果。

第二方面，本申请提供了一种装置，包括第一方面的电池，电池用于提供电能。

根据本申请的实施例，导热件和/或隔热件与电池单体的侧壁或电池的侧板紧密贴合，实现完整的固-固界面结合，从而去除气-固界面所带来的导热或绝热效率损失，最大程度发挥导热件和隔热件的作用；并且，当某个电池单体发生热失控时，热量可以通过导热件传递至相隔较远的电池单体，由此延长了热量扩散的路径，提高了热量扩散的效率，从而提高了电池的安全性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一个实施例的车辆的示意图；

图2为本申请一个实施例的电池的结构示意图；

图3为本申请一个实施例的电池单体的分解图；

图4为本申请一个实施例的一端侧板俯视图；

图5为本申请一个实施例的一端侧板另一实施方式俯视图；

图6为本申请一个实施例的另一端侧板俯视图；

图7为本申请一个实施例的侧视图；

图8为本申请其他结构实施例的示意图；

图9为本申请一个实施例的实验简易电池俯视图；

图10为本申请一个实施例的实验结果对比图。

附图标记：

1-车辆；2-马达；3-控制器；10-电池；20-电池单体、210-电极端子、220- 端壁、230-第一侧壁、240-电极组件、250-第二侧壁；30-第一侧板；40-第一隔热件；50-第一导热件；60-第二侧板；70-第二隔热件；80-第二导热件；90- 第三隔热件；100-热管理部件；4-端板；5-加热板；6-感温线；S-孔隙；L-长度方向、W-宽度方向、H-高度方向。

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他实施例，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；本申请中在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。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，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。

本申请中出现的“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)。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、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。

本申请中，对于将电池单体的电极端子朝上或朝下放置的状态，称为电池单体的“直立”状态；对于将电池单体的电极朝水平方向放置的状态，称为电池单体的“躺平”状态。对于规则排列的电池而言，“长度方向”指多个电池单体沿某一方向排列的方向，其长度尺寸取决于电池单体的排列数量。对于电极端子位于顶盖板的方壳电池单体组成的电池来说，“宽度方向”指与长度方向相互垂直的两个电极端子连线取向的方向。“高度方向”指与长度方向和宽度方向均垂直的方向，电池单体直立状态时，体现电池单体高度的方向。

电池单体包括电极组件和电解质，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。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。隔膜的材质可以为PP或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。

对于电池单体来说，当电池单体内部的放热反应产生的热量不被环境的热损失抵消时，累积的热量驱动温度升高，进而使反应速率呈指数增长。在锂离子电池的情况下，由于过热、短路、过充、自热或机械碰撞，电池内可能会出现不期望的温度升高。如果产生的热量超过了向环境中散热的速度，温度持续上升，当达到某一临界温度，特别是达到电池隔膜的崩溃温度时，电池会击穿而导致热失控，引发电池的安全事故。

因此，为保障电池的安全性能，一方面需要采取措施避免热失控的发生，另一方面，当电池发生热失控时，需要采取措施防止热失控导致更严重的爆炸事故。

对包括多个电池单体的电池来说，既需要考虑实时地监控每个电池单体的使用状态，有非正常状态产生即可采取相应的控制措施，防止非正常状态的进一步恶化；又需要考虑在某个电池单体一旦发生热失控时，最大可能地损耗产生的大量热量，避免影响其他电池单体发生多个电池单体击穿的严重事故。

鉴于此，本申请的实施例提供了一种技术方案，提高包括多个电池单体的电池的热扩散性能，避免单个电池单体热失控导致模组的严重安全问题，进而提高电池的安全性能。

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2，控制器3以及电池10，控制器3用来控制电池10为马达2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，电池10可以包括多个电池单体20，其中，多个电池单体20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10可以为电池包结构形式或电池模组结构形式。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组，多个电池模组再串联或并联或混联组成电池包。也就是说，本申请中的电池10可以是由多个电池单体20直接组成的电池包，也可以是由多个电池单体20组成的电池模组。

电池10包括多个电池单体20，电池单体20的排布方式可以为直接并列地排列，以方壳电池单体为例，参见图2，电池单体20相互邻近对齐排列；也可以是先沿长度方向L排列成如上的列，再将多列电池单体沿宽度方向W并排排列，还可以将多排多列的电池单体沿高度方向H排列多层而设置。本申请以多个电池单体20排成一列的最小组合结构的电池10为例进行说明。

电池单体20包括电极端子210、端壁220、第一侧壁230以及第二侧壁 250、电极组件240，参见图3所示。电极端子210可以是单个部件，也可以是多个部件组合而成。电极端子210可以包括凸出电池单体20的端壁220 设置的极柱部分，也可以包括壳体带电的电极端子形式。电极端子210可以与外部设备或电源连接，并可以与电池单体20内部的电极组件240电连接，电池单体20通过电极端子210实现充放电的功能。电极端子210可以固定于端壁220上，并包括正极电极端子和负极电极端子，极性相反的两种电极端子可以位于同一端壁220上，也可以分别位于不同的端壁220上。固定方式可以为卡扣、焊接以及弹性固定等。电极端子210与外部设备或电源电连接的部分，可以凸出于端壁220，形成凸出的极柱的形式；也可以下凹于端壁220，外部设备或电源的凸出结构与之接触从而实现电连接；还可以为电池单体20的壳体带电作为电极端子。电极端子210可包括导电部分与绝缘部分，导电部分用于实现电连接，绝缘部分用于实现密封、压紧、绝缘等各项功能。本申请中，以所有电极端子210凸出于端盖220设置为例，图4中的俯视图显示了两个电极端子210位于端盖220上的示意，但并不限于电极端子210的任何结构形式，例如图3中电极端子210的凸出的极柱部分可以为圆柱形，图4中的电极端子210的凸出的极柱部分可以为棱柱形。

端壁220与至少一个侧壁共同形成封闭空间，容纳电池单体20的电极组件240、电解质(未示出)等。本申请中，至少一个侧壁包括第一侧壁230 和第二侧壁250，位于电池10宽度方向的两端。至少一个侧壁可以为一体成型；或者至少一个侧壁为包括多个侧壁，多个侧壁进行固定连接形成容纳腔。端壁220与至少一个侧壁固定连接，形成具有一定抗冲击性、耐热耐寒性以及耐腐蚀性的刚性壳体结构。可选地，端壁220和侧壁可以由金属(例如铝或铜)或硬质塑料制成。可选地，端壁220与侧壁的固定方式可以为焊接、螺栓连接或卡扣连接。可选地，侧壁与端壁220形成的形状可以为圆柱体、棱柱体、长方体以及立方体等形状。

根据本申请的实施例，如图4所示，本申请提供了一种电池10，包括多个电池单体20以及第一侧板30。电池单体20包括第一侧壁230，多个电池单体20沿电池10的长度方向L排列。第一侧板30沿长度方向L延伸，位于电池10的宽度方向W的一端，并与第一侧壁230相对设置。并且，侧壁 230与第一侧板30之间设置有第一隔热件40或第一导热件50，第一隔热件 40用于对电池单体20与第一侧板30之间进行隔热，第一导热件50用于对电池单体20与第一侧板30之间进行导热。至少两个电池单体20分别与相应的第一导热件50对应设置，至少一个电池单体20与相应的第一隔热件40 对应设置。并且在电池10的长度方向L上，相邻两个与第一导热件50对应设置的电池单体20之间具有至少一个与第一隔热件40对应设置的电池单体 20。

多个电池单体20排列形成电池10，本申请以方壳的电池单体20为例，参见图4，各电池单体20以壳体的其中一个侧壁相互面对并对齐的方式排列。图4仅示意性示出了4个电池单体20组成的电池10，实际中，电池单体20的数量可以视实际需要而设定，例如可以为20～300个电池单体20。电池单体20沿宽度方向W的两端包括第一侧壁230，该第一侧壁230与电池 10的框架对应设置。当在宽度方向W仅有一列电池单体20时，每个电池单体20沿宽度方向W的两个侧壁均分别与相应的电池框架对应设置，形成电池单体20的散热面；当在宽度方向W包括多列电池单体20时，在该方向上相距最远的两个电池单体20的两个相距最远的侧壁230形成与电池框架连接的散热面。

第一侧板30为矩形薄板，沿电池10的长度方向L延伸，长度尺寸大于或等于长度方向L上所有电池单体20的沿长度方向L的尺寸之和；沿电池 10的高度方向H的尺寸不作限制，以实际可以限制多个电池单体20的位置并保持一定强度为宜；沿电池10的宽度方向W的厚度尺寸可以为0.1mm- 10.0mm。第一侧板30可以是铝、铜等导热性良好的金属板，也可以是包覆有导热性良好的导热胶的非金属板。第一侧板30设置于电池10沿宽度方向的一端，与电池单体10的散热面的第一侧壁230对应并固定设置，在宽度方向W、长度方向L以及高度方向H上，对电池10的电池单体20分别进行限位，以固定各电池单体20的位置。

第一隔热件40位于第一侧壁230与第一侧板30之间，可以用胶粘贴于第一侧壁230上，也可以用胶粘贴在第一侧板30上，或者可以同时用胶粘贴于第一侧壁230和第一侧板30上。第一隔热件40用于对电池单体20与第一侧板30之间隔热，阻碍电池单体20的热量向第一侧板30传递。第一隔热件40可以是单一材料层或多层材料复合层，材料可以选自以下至少一种：玻璃胶毡、气凝胶、气凝胶毡、隔热棉、泡沫塑料、隔热矿物材料等具有较小导热系数的材料。

第一导热件50位于第一侧壁230与第一侧板30之间，可以用胶粘贴于侧壁230上，也可以用胶粘贴在第一侧板30上，或者可以同时用胶粘贴于第一侧壁230和第一侧板30上。第一导热件50用于对电池单体20与第一侧板30之间导热，促进电池单体20的热量向第一侧板30传递。第一导热件50可以是单一材料层或多层材料复合层，材料可以选自以下至少一种：导热相变材料、导热石墨片、导热金属片、导热胶、导热填料等具有较大的导热系数的材料。

在第一侧板30与电池单体20的第一侧壁230之间，也就是在长度方向 L上，包括至少两个与第一导热件50对应设置的电池单体20，并且包括至少一个与第一隔热件40对应设置的电池单体20，相邻两个对应有第一导热件50的电池单体20之间具有至少一个对应有第一隔热件40的电池单体20。也就是说，任意两个第一导热件50之间都包括至少一个第一隔热件40，对应于任意两个对应有第一导热件50的电池单体20之间，包括至少一个对应有第一隔热件40的电池单体20。

当对应有第一导热件50的电池单体20发生热失控时，热量可以通过第一导热件50和第一侧板30传递至相隔至少一个电池单体20的另一个对应有第一导热件50的电池单体20，热量传递如图4中的箭头所示。与之紧挨的电池单体20可以通过第一隔热件40暂时与热失控的热量相隔，这些热量被主动引导热至较长的路径扩散，即热量通过第一导热件50、第一侧板30 以及第一导热件50传递至相隔较远的其他电池单体20。可以避免紧挨热失控电池单体的电池单体也发生热失控，而热量可以通过第一侧板30快速扩散，也不会对相隔较远的电池单体20造成严重损害。

根据本申请的实施例，如图5所示，在长度方向L上，对应有第一导热件50的电池单体20与对应有第一隔热件40的电池单体20依次交替排列。图5仅示意性示出了四个电池单体20组成的电池10，实际中，电池单体20 的数量可以视实际需要而设定，例如可以为20～300个电池单体20。电池10 包括3个以上的电池单体20时，当每个电池单体20均存在热失控的风险时，即可以通过本申请的主动热扩散方式，优化每个电池单体20的散热路径，避免某个电池单体20发生热失控时，对紧挨的电池单体20造成严重影响甚至是热失控。设置对应第一导热件50的电池单体20与对应第一隔热件 40的电池单体20相互间隔设置，可以使得每个电池单体20发生热失控时，可以避免将热量直接传递给与其紧挨的电池单体20，而主动引导热量往远处扩散，热量传递如图5中箭头所示，这样就延长了散热路径，使得电池10具有良好的散热效果，提高了电池10的安全性能。

根据本申请的实施例，如图6所示，电池10还包括第二侧板60，第二侧板60位于电池10的宽度方向W的另一端，并与另一端电池单体20的第二侧壁250相对设置。其中，第二侧壁250与第二侧板60之间设置有第二隔热件70或第二导热件80。第二隔热件70用于对电池单体20与第二侧板 60之间进行隔热，第二导热件80用于对电池单体20与第二侧板60之间进行导热。至少两个电池单体20分别与相应的第二导热件80对应设置，至少一个电池单体20与相应的第二隔热件70对应设置。并且在电池10的长度方向L上，相邻两个与第二导热件80对应设置的电池单体20之间具有至少一个与第二隔热件70对应设置的电池单体20。图6仅示意性示出了四个电池单体20组成的电池10，实际中，电池单体20的数量可以视实际需要而设定，例如可以为20～300个电池单体20。

第二侧板60为矩形薄板，沿电池10的长度方向L延伸，长度尺寸大于等于长度方向L上所有电池单体20的尺寸之和，沿高度方向H的尺寸不作限制，沿宽度方向W的尺寸可以为0.2mm-3mm。第二侧板60可以是铝、铜等导热性良好的金属板，也可以是包覆有导热性良好的导热胶的非金属板。第二侧板60设置于电池10沿宽度方向W的另一端，与电池单体10的作为散热面的第二侧壁250对应并固定设置，在宽度方向W、长度方向L以及高度方向H上，其既能够独立地对电池10的电池单体20分别进行限位，以固定各电池单体20的位置，也可以与第一侧板30一起，相互协同作用，限制和固定位于两个侧板之间的电池单体20的成组位置。

第二隔热件70位于第二侧壁250与第二侧板60之间，可以用胶粘贴于第二侧壁250上，也可以用胶粘贴在第二侧板60上，或者可以同时用胶粘贴于第二侧壁250和第二侧板60上。第二隔热件70用于对电池单体20与第二侧板60之间隔热，阻碍电池单体20的热量向第二侧板60传递。第二隔热件70可以是单一材料层或多层材料复合层，材料可以选自以下至少一种：玻璃胶毡、气凝胶、气凝胶毡、隔热棉、泡沫塑料、隔热矿物材料等具有较小导热系数的材料。

第二导热件80位于第二侧壁250与第二侧板60之间，可以用胶粘贴于第二侧壁250上，也可以用胶粘贴在第二侧板60上，或者可以同时用胶粘贴于第二侧壁250和第二侧板60上。第二导热件80用于对电池单体20与第二侧板60之间导热，促进电池单体20的热量向第二侧板60传递。第二导热件80可以是单一材料层或多层材料复合层，材料可以选自以下至少一种：导热相变材料、导热石墨片、导热金属片、导热胶、导热填料等具有较大的导热系数的材料。

在第二侧板60与电池单体20的第二侧壁250之间，也就是在长度方向 L上，包括至少两个分别与第二导热件80对应设置的电池单体20，并且包括至少一个与第二隔热件70对应设置的电池单体20，相邻的两个与第二导热件80对应设置的电池单体20之间具有至少一个与第二隔热件70对应设置的电池单体20。也就是说，任意两个第二隔热件70之间都包括至少一个第二隔热件70，对应于任意两个对应有第二导热件80的电池单体20之间，包括至少一个对应有第二隔热件70的电池单体20。

当对应有第二导热件80的电池单体20发生热失控时，热量可以通过第二导热件80和第二侧板60传递至相隔至少一个电池单体20的另一个对应有第二导热件80的电池单体20。与之紧挨的电池单体20可以通过第二隔热件70暂时与热失控的电池单体20的大量热量相隔，主动引导热量通过较长的路径扩散，传递至相隔较远的其他电池单体20。可以避免紧挨热失控电池单体的电池单体也发生热失控，而热量可以通过第二侧板60快速扩散，也不会对相隔较远的电池单体20造成严重损害。

根据本申请的实施例，如图6所示，在长度方向L上，对应有第二导热件80的电池单体20与对应有第二隔热件70的电池单体20交替排列。电池 10包括3个以上的电池单体20时，当每个电池单体20均存在热失控的风险时，均可以通过本申请的热扩散方式来优化每个电池单体20的散热路径，避免对紧挨的电池单体20造成严重影响。设置对应第二导热件80的电池单体20与对应第二隔热件70的电池单体20相互间隔设置，可以使得每个电池单体20发生热失控时，可以避免将热量直接传递给与其紧挨的电池单体 20，而主动引导热量往远处扩散，如图6中的热量传递箭头所示，也就是延长了电池10的散热路径使得具有良好的散热效果，提高了电池10的安全性能。

根据本申请的实施例，参见图6，电池单体20的第一侧壁230对应设置有第一隔热件40，该电池单体20的第二侧壁250对应设置有第二导热件 80；和/或电池单体20的第一侧壁230对应设置有第一导热件50，该电池单体20的第二侧壁250对应设置有第二隔热件70。也就是说，在电池10的长度方向L的相同位置处，在电池10的宽度方向W的一端设置有第一隔热件 40时，在电池10的宽度方向W的另一端设置有第二导热件80。或者在电池10的长度方向L的相同位置处，在电池10的宽度方向W的一端设置有第一导热件50时，在电池10的宽度方向W的另一端设置有第二隔热件70。

在电池10的长度方向L上，第一侧板30处，第一导隔热件40和第一导热件50相互间隔设置；在第二侧板60处，第二隔热件70和第二导热件80相互相隔设置。并且在电池10的宽度方向W上，每个电池单体20的第一侧壁230和第二侧壁250分别对应设置隔热件和导热件；当电池10包括两列以上电池单体20时，电池10的宽度方向W上最远端的第一侧壁230 和第二侧壁250分别对应设置隔热件和导热件。也就是说，隔热件和导热件不仅沿长度方向L依次间隔设置，而且沿宽度方向分别设置。

当电池10的任何一个电池单体20发生热失控时，热量均不会直接传递给紧挨的电池单体20，而是通过一个侧壁的导热件传递给侧板，侧板将热量传递至相隔一个电池单体20的电池单体20，热量沿宽度方向W穿过该电池单体20，再通过宽度方向W另一端的导热件传递至该另一端的侧板。

以次类推，大部分热量通过主动引导的方式传递至间隔的电池单体20，如图6中电池单体20沿宽度方向W的两端热量传递箭头所示。这样对于整个电池10而言，当任一电池单体20发生热失控时，在保护紧挨的电池单体 20避免受大量热量影响而引发热失控的情况下，能够快速散热，避免电池10 内部的电池单体20发生严重的连锁热失控的损害。

根据本申请的实施例，参见图6，沿长度方向L，每相邻两个电池单体 20之间设置有第三隔热件90。

第三隔热件90设置于排成一列的相邻的两个电池单体20之间，间隔该两个电池单体20。第三隔热件90的形状设置成与堆叠的电池单体20相对的的侧壁的形状大致相同，可以与任何一个电池单体20的侧壁用胶固定，也可以同时与两个电池单体20用胶固定。第三隔热件90可以使用气凝胶毡、具有防火隔热涂层的云母片、两侧具有弹性垫的绝缘片等附加离型纸制成。通过在电池10的长度方向L施加一定的预紧力，使得电池单体20之间的第三隔热垫90被压缩变形，防止电池10振动时电池单体20之间的相互振动、摩擦等相互运动。第三隔热件90设置于两个相邻电池相叠的面之间，也同时避免了相邻电池之间的热量通过这两个面大量地传递，使得热量可以通过电池单体20第一侧壁230或第二侧壁250上的导热件引导的方向进行扩散，提高了电池的安全性能。

根据本申请的实施例，参见图7，第一隔热件40或第一导热件50的面积大于或等于第一侧壁230的面积的30％，和/或第二隔热件70或第二导热件80的面积大于或等于第二侧壁250的面积的30％。

与隔热件或导热件对应的第一侧壁230或第二侧壁250的面积为作为热扩散面的面积。隔热件或导热件的面积大于等于与其对应的侧壁面积的 30％，可选地，大于或等于50％、大于或等于70％，以达到良好的热量阻隔效果和热量传递效果。

根据本申请的实施例，参见图7，第一隔热件40和/或第二隔热件70包括具有孔隙S的结构。孔隙S的形状不限，可以是蜂窝形、球形或不规则形等。在隔热件中设置孔隙S的结构，一方面，可以在隔热件中导入不良导热物质空气，使得隔热件发挥更好的隔热作用。另一方面，孔隙S中还可以填充具有更好隔热效果的颗粒或物质，使得传热受阻。并且，对于相同质量材料的情况下，具有孔隙的材料具有更大的厚度，更大的厚度会进一步提高隔热的效果。再者，本申请的隔热件设置于电池单体20的沿宽度方向的两端的侧壁与电池固定框架的侧板之间，具有孔隙S结构的隔热件的设置，可以极大地缓冲和吸收电池10的振动能量，进一步保护电池10，提高电池10的安全性。

根据本申请的实施例，第一隔热件40和/或第二隔热件70的材料的导热系数为0.0001W/(m*k)～0.1W/(m*k)。第一隔热件40和/或第二隔热件 70的厚度为0.05mm～5mm。

导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1 度(K，℃)，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量；导热系数是针对均质材料而言的，实际情况下，还存在有多孔、多层、多结构、各向异性材料，此种材料获得的导热系数实际上是一种综合导热性能的表现，也称之为平均导热系数。本申请中的隔热件或导热件可以为均质材料，也可以是非均质材料。针对均质材料，本申请中的导热系数为实际导热系数，而针对非均质材料，本申请中的导热系数为平均导热系数。

本申请中的隔热件可以采用玻璃胶毡、气凝胶、气凝胶毡、隔热棉、泡沫塑料、隔热矿物材料(硅藻土、膨润土、蒙拓土等)等具有较小导热系数的材料，使得隔热性能良好。

本申请中的隔热件的导热系数可以为λ＜0.23W/(m*k)，可选地，隔热件的导热系数为0.0001W/(m*k)～0.1W/(m*k)，也可以是0.001W/(m*k) ～0.01W/(m*k)。隔热件的厚度可以为0.05mm～5mm，也可以为0.1mm～3mm，或者可以为0.3mm～2mm。此处，隔热件包括第一隔热件40和/或第二隔热件70。

根据本申请的实施例，参见图7，电池10还包括热管理部件100，用于调节电池10内部的温度。在电池10的高度方向H上，第一导热件50和/或第二导热件80设置为靠近热管理部件100的位置。

热管理部件100是用于容纳流体以给多个电池单体20调节温度。这里的流体可以是液体或气体，调节温度是指给多个电池单体加热或者冷却。在给电池单体20冷却或降温的情况下，该热管理部件100用于容纳冷却流体以给多个电池单体20降低温度，此时，热管理部件100也可以称为冷却部件、冷却系统或冷却板等，其容纳的流体也可以称为冷却介质或冷却流体，更具体的，可以称为冷却液或冷却气体。另外，热管理部件100也可以用于加热以对多个电池单体20升温，本申请实施例对此并不限定。可选的，热管理部件中的流体可以是循环流动的，以达到更好的温度调节的效果。可选的，流体可以为水、水和乙二醇的混合液或者空气等。

将热管理部件100设置于电池10的外周面或内侧面内，以尽可能大的面积与电池单体20互相接触，以提高调节温度的效率。以本申请的方壳电池单体20组成的电池10而言，热管理部件100可以设置于电池10的四个周面中的至少一个面，也可以设置于电池10的顶面和/或底面。当热管理部件100设置于电池10的第一侧板30和/或第二侧板60所处周面时，热管理部件100可以位于侧板的外侧，以能够快速地对侧板进行温度调节。

可选地，热管理部件100设置于电池10在高度方向H的一端，即可以设置于电池10的顶部，也可以设置于电池10的底部。可选地，如图7所示，热管理部件100设置于电池10的底面，其与电池单体20之间，可以有底板相隔，也可以无底板，热管理部件100直接作为底板支撑电池单体20。此时，第一导热件50和第二导热件80设置为在高度方向H上靠近热管理部件100的位置。也就是说，本申请中，当热管理部件100设置于电池10的底部时，第一导热件50和/或第二导热件80设置于靠近电池10的底部的位置，如图7所示；当热管理部件100设置于电池10的顶部时，第一导热件 50和/或第二导热件80设置于靠近电池10的顶部的位置(未示出)。这样可以充分地利用热管理部件100，对与其接触的第一侧板30和第二侧板60充分进行热交换，促进对第一导热件50和/或第二导热件80进行冷却，进而对热失控的电池单体进行冷却，提高电池的安全性能。

根据本申请的实施例，第一导热件50和/或第二导热件80的材料的导热系数为3000W/(m*k)～10000W/(m*k)。第一导热件50和/或第二导热件80的厚度为0.01mm～1mm。

导热系数在本申请中的说明如上所述。第一导热件50和/或第二导热件 80可以采用相变热绝缘材料、导热石墨片、导热铜片或铝片，热传导胶带、导热填充剂、碳纳米管类材料等导热性能良好的材料构成、石墨烯类材料等。可以为单一材料单层结构，也可以为多种材料复合结构，或者使用其中多种材料复合而成。

第一导热件50和/或第二导热件80的导热系数可以为λ≥0.23W/(m*k)，可选地，导热系数为3000W/(m*k)～10000W/(m*k)，也可以是3500W/ (m*k)～8000W/(m*k)，也可以是5000W/(m*k)～7500W/(m*k)。第一导热件50和/或第二导热件80的厚度可以为0.01mm～1mm，也可以为0.02 mm～0.9mm，或者可以为0.1mm～0.8mm。

根据本申请的实施例，第一导热件50、第二导热件80和第一隔热件40、第二隔热件70可以通过压敏胶等粘性胶体，能够与电池10的第一侧板30 和第二侧板60紧密贴合，实现完整的固-固界面结合，从而去除气-固界面所带来的导热或隔热效率损失，最大程度发挥导热件和隔热件的作用。并且，压敏胶提供牢固和稳定的粘接强度，可以避免电池10在运输和使用过程中的振动冲击对该固-固界面造成破坏，提高电池10整体的可靠性。

并且，根据本申请的实施例，电池10中的任一电池单体20热失控后，热失控的大量热量可以有效地传递至与当前失效电池单体20相隔的电池单体20，从而减小或分流了失效电池单体20与邻近电池单体20的热量传递，避免电池20之间的连锁热失控现象发生，进而达到改善和提升电池10的热扩散性能的目的，提高电池10的安全性。

可选地，根据本申请的实施例，第一和第二隔热件40、70和/或第一和第二导热件50、80的形状可以是成型的材料，也可以是某种液体胶质等。通过涂覆特定形状和结构，在侧壁上二次成型，二次成型后的形状或结构可以是Z字形、W字形、横或竖一字型，斜线形或S形等，如图8所示。通过多样化设置的形状，可以适应第一侧壁230和第二侧壁250不同形状的需求，以发挥更好的隔热和散热作用。

为说明本申请方案的热扩散效果，本申请通过如下实验进行说明。

制作简易模组，简易模组由A、B、C、D四个电池单体20(每个电池单体相邻的堆叠的侧壁之间放置一根感温线)、在电池单体A处放置一块加热板5，两块金属侧板30、60板材及两块端板4板材组成。如图9所示，为简易模组的俯视图。

本申请实验的建议模组按照如下结构设置：电池单体A的第一侧壁230 与简易模组第一侧板30之间放置1mm厚的石墨片，导热系数为 6000W/(m*K)，电池单体A的第二侧壁250与简易模组第二侧板60之间放置2mm厚的气凝胶垫，导热系数为0.015W/(m*K)。电池单体B的第一侧壁230与简易模组第一侧板30之间放置前述气凝胶垫，第二侧壁250与简易模组第二侧板60之间放置前述石墨片。电池单体C的第一侧壁230与第二侧壁250的配置与电池单体A相同。电池单体D的第一侧壁230与第二侧壁250的配置与电池单体B相同。A、B、C、D四个电池单体相邻相对的侧壁中间放置1mm隔热垫9。加热板5放置在模组端板4与电池单体A之间。加热板5和A、B、C、D四个电池单体以及每个电池单体之间的隔热垫 9通过对简易模组施加5000N的预紧力使各个子部件之间紧密接触，两块侧板及每个电池单体的侧壁的导热件、隔热件之间在其表面涂覆结构胶紧密贴合。侧板和端板最终激光焊接形成稳定牢固的连接。

按照如下结构设置对照例：A、B、C、D四个电池单体与1mm隔热垫 9间隔放置，加热板5放置在模组端板4与电池单体A之间。加热板5和 A、B、C、D四个电池单体以及每个电池单体之间的隔热垫通过对简易模组施加5000N的预紧力使各个子部件之间紧密接触，两块侧板和电池单体侧壁涂覆结构胶紧密贴合。侧板和端板最终激光焊接形成稳定牢固的连接。

实验过程：通过对加热5板进行加热，热量传递至电池单体A而触发热失控，观察本申请实验例和对照例电池单体B、电池单体C表面温度变化。

实验结果：如下图10所示。对于本申请的电池10，为简易模组结构形式，当电池单体A热失控时，与电池单体A相邻紧挨的电池单体B在300s 附近的最大温度为110左右，明显低于对照例的最大温度210。而与电池单体A相隔的电池单体C，同样在300s附近，本申请实施例的最高温度为 90左右，明显高于对照例40。很明显，本申请实施例的热扩散结构能够将热失控的电池单体A的热量快速扩散，在允许范围内提升相隔的电池单体 C的温度情况下，大幅降低电池单体A的热失控对与其紧挨的电池单体B的影响，使电池单体B的温度大幅下降，避免其发生热失控的连锁反应现象，提高了电池10的安全性。

对于本申请实施例来说，电池单体A热失控后产生的热量经过电池单体侧壁的特定的导热和绝热结构，被主动导入到了与电池单体A相隔的电池单体C，从而达到了保护电池单体B的目的。而对照例由于无热量导流设计，电池单体A热失控产生的热量绝大部分都传给了与其紧挨的电池单体B，造成电池单体B的温度过高，失效概率加大。

本申请的另一方面，提供了一种装置，包括电池10，电池10用于为装置提供电能。例如，该装置可以为车辆1，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。该装置还可以是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、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。

最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (13)

1.一种电池，其特征在于，包括：

多个电池单体，沿所述电池的长度方向排列，所述电池单体包括第一侧壁；以及

第一侧板，沿所述电池的长度方向延伸，位于所述电池的宽度方向的一端，并与所述第一侧壁相对设置；

其中，所述第一侧壁与所述第一侧板之间设置有第一隔热件或第一导热件，所述第一隔热件用于对所述电池单体与所述第一侧板之间进行隔热，所述第一导热件用于对所述电池单体与所述第一侧板之间进行导热；

至少两个所述电池单体分别与相应的所述第一导热件对应设置，至少一个所述电池单体与相应的所述第一隔热件对应设置，并且在所述电池的长度方向上，相邻两个与所述第一导热件对应设置的所述电池单体之间具有至少一个与所述第一隔热件对应设置的所述电池单体。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在所述电池的长度方向上，与所述第一导热件对应设置的所述电池单体和与所述第一隔热件对应设置的所述电池单体依次交替排列。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池单体包括与所述第一侧壁相对设置的第二侧壁，所述电池还包括第二侧板，所述第二侧板位于所述电池的宽度方向的另一端，并与所述第二侧壁相对设置；

其中，所述第二侧壁与所述第二侧板之间设置有第二隔热件或第二导热件，所述第二隔热件用于对所述电池单体与所述第二侧板之间进行隔热，所述第二导热件用于对所述电池单体与所述第二侧板之间进行导热；

至少两个所述电池单体分别与相应的所述第二导热件对应设置，至少一个所述电池单体与相应的所述第二隔热件对应设置，并且在所述电池的长度方向上，相邻两个与所述第二导热件对应设置的所述电池单体之间具有至少一个与所述第二隔热件对应设置的所述电池单体。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池，其特征在于，

所述电池单体的第一侧壁对应设置有第一隔热件，所述电池单体的第二侧壁对应设置有第二导热件；和/或

所述电池单体的第一侧壁对应设置有第一导热件，所述电池单体的第二侧壁对应设置有第二隔热件。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电池，其特征在于，沿所述电池的长度方向，每相邻两个所述电池单体之间设置有第三隔热件。

6.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，还包括热管理部件，用于调节所述电池单体的温度；其中，在所述电池的高度方向上，所述第一导热件和/或所述第二导热件设置于靠近所述热管理部件的位置。

7.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一隔热件和/或所述第二隔热件包括具有孔隙的结构。

8.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一隔热件或所述第一导热件的面积大于或等于所述第一侧壁面积的30％；或者，

所述第二隔热件或所述第二导热件的面积大于或等于所述第二侧壁面积的30％。

9.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一隔热件和/或所述第二隔热件的材料的导热系数为0.0001W/(m*k)～0.1W/(m*k)。

10.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一隔热件和/或所述第二隔热件的厚度为0.05mm～5mm。

11.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一导热件和/或所述第二导热件的材料的导热系数为3000W/(m*k)～10000W/(m*k)。

12.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一导热件和/或所述第二导热件的厚度为0.01mm～1mm。

13.一种装置，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的电池，所述电池用于提供电能。

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