CN215299348U - 一种电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池，涉及新能源电池技术领域。该电池包括壳体和设于壳体内的至少一个电芯，壳体上设有正极柱和负极柱，正极柱和负极柱分别与电芯的正极和负极电连接，壳体内填充有电解液，该电池还包括导热层，电芯的外周包覆有导热层。本实用新型不仅可以整体降低电池的温升情况，同时还能均匀散热，从而使电池内部的温度变得更加均匀，消除热量因素对电池单体容量的制约，使大容量电池的使用寿命和安全性能同时得到保证。

Description

一种电池

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，尤其涉及一种电池。

背景技术

大容量电池目前已经广泛应用于动力及储能领域。随着上述领域对于电池要求的提高，在要求电池能量密度和单体电池容量的同时，对电池的使用寿命同样具有较高的要求。

随着单体电池容量和比能量的不断增加，电池尺寸和使用过程中的发热量相应不断增加。一方面，电芯使用过程中的内部的最高温度可能会成为电池容量的瓶颈(当内部的最高温度达到一定温度时，电池内部的副反应速度会明显加速，电池性能会出现明显恶化，严重时甚至会诱发安全问题)；另一方面，电池内部会形成明显的温度梯度，温度上的差异不仅会导致电池内部不同位置的充放电脱/嵌锂浓度的差异，同时也会造成不同位置的衰减速率和衰减程度的差异，这种充放电和衰减的不均匀性会进一步加剧大容量电池使用寿命和安全性的衰减，成为大容量电池的性能制约瓶颈。

基于此，亟需一种电池，用以解决如上提到的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池，不仅可以整体降低电池的温升情况，同时还能均匀散热，使电池内部的温度变得更加均匀，消除热量因素对电池单体容量的制约，使大容量电池的使用寿命和安全性能同时得到保证。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池，包括壳体和设于所述壳体内的至少一个电芯，所述壳体上设有正极柱和负极柱，所述正极柱和所述负极柱分别与所述电芯的正极和负极电连接，所述壳体内填充有电解液，所述电池还包括导热层，所述电芯的外周包覆有所述导热层。

可选地，每个所述电芯的外周均分别包覆有所述导热层。

可选地，所述导热层上设有贯通所述导热层的孔状结构。

可选地，所述孔状结构为网状通孔或所述孔状结构为多个均匀设置的圆形通孔。

可选地，所述导热层为金属层。

可选地，所述导热层为可压缩材质构成。

可选地，所述导热层为弹性结构。

可选地，所述导热层为泡沫状金属。

可选地，所述电池还包括绝缘层，所述绝缘层设置于所述导热层和所述壳体之间，或所述绝缘层设置于所述电芯与所述导热层之间。

可选地，所述导热层的厚度为30μm-5000μm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种电池，通过将电芯设于壳体内，壳体上设有正极柱和负极柱，正极柱和负极柱分别与电芯的正极和负极电连接，壳体内填充有电解液，以此确保电池的正常充放电性能。进一步地，电池还包括导热层，电芯的外周包覆有导热层，按此设计，具备如下优势：1、能够实现电池使用过程中发热单元(单个电芯)的分散，降低发热密度；2、由于电芯的外周包覆了导热性良好的导热层，从而能够将电池内部产生的热量更快速、均匀地传导到电池外部。

整体而言，本实用新型不仅可以整体降低电池的温升情况，同时还能均匀散热，从而使电池内部的温度变得更加均匀，消除热量因素对电池单体容量的制约，使大容量电池的使用寿命和安全性能同时得到保证。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的电池的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的电芯外周包覆导热层的卷绕示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的电芯包覆完成的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的孔状结构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的电池的整体结构示意图；

图6是图5中A处的放大结构示意图；

图7是本实用新型实施例五提供的孔状结构的结构示意图。

图中：

1、壳体；11、顶盖；111、正极柱；12、底盖；121、负极柱；2、电芯；21、正极片；22、负极片；3、导热层；31、孔状结构；4、绝缘层。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

本实用新型实施例公开了一种电池，如图1-图4所示，该电池包括壳体1、电芯2和导热层3，电芯2设于壳体1内，导热层3包覆于电芯2的外周。可选地，壳体1上设有正极柱111和负极柱121，正极柱111和负极柱121分别与电芯2的正极和负极电连接。电芯2设有至少一个，壳体1内填充有电解液。

本实用新型通过将电芯2设于壳体1内，壳体1上设有正极柱111和负极柱121，正极柱111和负极柱121分别与电芯2的正极和负极电连接，壳体1内填充有电解液，以此确保电池的正常充放电性能。

进一步地，电池还包括导热层3，电芯2的外周包覆有导热层3，按此设计，具备如下优势：1、能够实现电池使用过程中发热单元(单个电芯2)的分散，降低发热密度；2、由于电芯2的外周包覆了导热性良好的导热层3，从而能够将电池内部产生的热量更快速、均匀地传导到电池外部。

整体而言，本实用新型不仅可以整体降低电池的温升情况，同时还能均匀散热，从而使电池内部的温度变得更加均匀，消除热量因素对电池单体容量的制约，使大容量电池的使用寿命和安全性能同时得到保证。

需要说明的是，本实施例中的电池为锂离子电池，其重量轻、环保性好。当然在其他实施例中，电池也可设为钠离子电池或铅酸电池等，不局限于本实施例。

如图1所示，壳体1的顶部和底部分别设有顶盖11和底盖12，正极柱111和负极柱121分别设于顶盖11和底盖12上，以将电芯2的正负极电流从壳体1的顶部和底部引出。在其他实施例中，也可根据需要将正极柱111和负极柱121设于壳体1的侧部，从而实现将电芯2的正负极电流从壳体1的侧部引出，不局限于本实施例。

进一步地，壳体1为矩形壳体，其顶部和底部设有开口，以便于电芯2放置于壳体1内。顶盖11和底盖12分别可拆卸固定于壳体1顶部和底部的开口处，以对壳体1进行密封。

电解液用于浸润电芯2，使电芯2保持良好的导电性，一定程度上，壳体1内盛放的电解液越多，则电芯2的导电性能维持的越久，电池的使用寿命更长。

更进一步地，电芯2由正极片21、负极片22及放置于两个极片之间的隔膜组成。正极片21与正极柱111电连接，负极片22与负极柱121电连接，以便于电池的充放电。本实施例中，电芯2为矩形电芯，其设有两个，并排封装于矩形壳体内，在其他实施例中，壳体1、电芯2的形状以及电芯2的数量均可根据需要设置，不以本实施例为限。

本实施例中，每个电芯2的外周均包覆有导热层3。可选地，导热层3设有多个，每个或多个电芯2的外周均包覆有一个导热层3，以提升电池散热能力以及均匀性。当然，在其他实施例中，也可选择性地在每个或多个电芯2的外周包覆两个或多个导热层3，或将电芯2分为多组，在每组电芯2的外周分别包覆导热层3，不局限于本实施例的方案。进一步地，本实施例通过在电芯2的外周包覆导热层3实现散热的方式，相比于现有在电池内部采用散热隔板的方式，本方案操作方式简单，更加易于实现自动化包覆。

可选地，如图2和图3所示，图2给出了一种采用包裹方式在电芯2外周包覆导热层3的示意图，图3为电芯2包裹完成后的示意图。具体地，每两个电芯2采用S形或蛇形卷绕方式共用一层导热层3包裹，以提高卷绕效率。进一步地，可以以3层卷绕或4层卷绕的方式进行包裹，以提高散热能力，具体根据需要设置导热层3的卷绕层数，本实施例不做具体限制。同时，在其他实施例中，也可在每个电芯2的外周分别卷绕一个导热层3，不局限于本实施例的方案。

导热层3为金属层，金属层优选为铝层、铝合金层、铜层和铜合金层中的一个，以确保良好的导热性能。

为提高导热层3的延展性能，导热层3为可压缩材质构成。随着使用时间的增加，电芯2会老化膨胀对导热层3形成挤压，而导热层3受力收缩能够为电芯2让出更多的空间，以此来吸收或缓冲电芯2的膨胀，避免电池使用期内出现局部应力的情况，从而进一步提升电池使用寿命。示例性地，可压缩材质可以是导热橡胶、导热泡沫碳或石墨烯等，在其他实施例中，可压缩材质也可选用其他具有导热、可压缩性能的材料，不局限于本实施例。

进一步优选地，导热层3为弹性结构。以此既能缓解电芯2老化过程中产生的膨胀，还能使导热层3与壳体1紧密接触，从而进一步增加了散热效果。示例性地，弹性结构为弹性金属，兼顾导热性能及缓冲效果。

可选地，在导热层3上设有贯通导热层3的孔状结构31。该孔状结构31一方面方便电解液对电芯2起到更好的浸润效果，另一方面增加了壳体1内部电解液的储液空间，从而实现在提高电池散热能力的同时，进一步提升了电池的使用寿命，一体两用。

就孔状结构31的具体设置来说，本实施例中，孔状结构31为多个均匀设置的圆形通孔，以实现均匀散热和均匀浸润电芯2。在其他实施例中，孔状结构31也可设为其它形状的通孔，不局限于本实施例。

因此，本实施例通过将导热层3设为具有弹性的金属，同时其上设有多个均匀设置的圆形通孔，既能缓解电芯2老化过程中产生的膨胀，还能使导热层3与壳体1紧密接触，提高了散热速率及均匀性，同时，通孔还进一步扩大了壳体1内部电解液的储液空间，进一步提升了电池的使用寿命。

可以理解的是，在其他实施例中，导热层3还可以是导热胶、金属薄膜、泡沫、碳质薄膜、带有绝缘体的金属薄膜或泡沫、镀有金属薄膜的塑料基底等，不局限于本实施例的方案。

于本实施例中，导热层3的厚度为30μm-5000μm，以满足不同尺寸电池的使用需求。例如：30μm-1000μm、1000μm-2000μm、4000μm-5000μm，但导热层3厚度不限于上述厚度，可根据具体的电池应用场景设定，不以本实施例为限。

综上，本实用新型实施例提供了一种电池，具备如下优势：

1、能够实现电池使用过程中发热单元(单个电芯2)的分散，降低发热密度；

2、由于每个电芯2的外周均设置了导热性良好的导热层3，从而能够将电池内部产生的热量更快速、均匀地传导到电池外部。

整体而言，本实用新型不仅可以整体降低电池的温升情况，同时还能均匀散热，从而使电池内部的温度变得更加均匀，消除热量因素对电池单体容量的制约，使大容量电池的使用寿命和安全性能同时得到保证。

实施例二

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

相对于实施例一，本实施例提供的电池具有这样的区别：导热层3为带有多个通孔的弹性金属。按此设置，既能缓解电芯2老化过程中产生的膨胀，还能使导热层3与壳体1紧密接触，提高散热速率及均匀性，同时，通孔还进一步扩大了壳体1内部电解液的储液空间，进一步延长了电池的使用寿命。

实施例三

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

图5和图6是本实用新型实施例三提供的一种电池的结构示意图。如图5和图6所示，相对于实施例一，本实施例提供的电池具有这样的区别：该电池还设置有绝缘层4，绝缘层4设置于导热层3和壳体1之间，或绝缘层4设置于电芯2与导热层3之间，以增加壳体1和电芯2之间的绝缘，提高使用的安全性。本实施例中，绝缘层4包覆于导热层3的外周，以尽可能增强导热层3与电芯2的接触散热效果，同时便于卷绕加工。需要说明的是，为消除绝缘层4对电解液的浸润阻滞影响，在绝缘层4上设有多个过液孔。

实施例四

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

相对于实施例一，本实施例提供的电池具有这样的区别：导热层3为泡沫状金属，即导热层3由发泡金属构成，其上形成有不规则曲折通孔，以此既能够对电芯2实现缓冲(泡沫状金属具有弹性)，又能方便电解液对电芯2起到更好的浸润效果，同时增加了壳体1内部电解液的储液空间，从而实现在提高电池散热能力的同时，进一步提升了电池的使用寿命，一体多用。相较于实施例一在导热层3上开设孔状结构31的方式，本实施例加工更简便、简化工艺。

实施例五

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

图7是本实用新型实施例五提供的孔状结构31的结构示意图。如图7所示，相对于实施例一，本实施例提供的电池具有这样的区别：孔状结构31为网状通孔，以尽可能增大散热面积以及为电解液腾出更多的浸润空间，增强散热效果、确保电池的性能。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，包括壳体(1)和设于所述壳体(1)内的至少一个电芯(2)，所述壳体(1)上设有正极柱(111)和负极柱(121)，所述正极柱(111)和所述负极柱(121)分别与所述电芯(2)的正极和负极电连接，所述壳体(1)内填充有电解液，其特征在于，所述电池还包括导热层(3)，所述电芯(2)的外周包覆有所述导热层(3)。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，每个所述电芯(2)的外周均分别包覆有所述导热层(3)。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述导热层(3)上设有贯通所述导热层(3)的孔状结构(31)。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述孔状结构(31)为网状通孔或所述孔状结构(31)为多个均匀设置的圆形通孔。

5.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述导热层(3)为金属层。

6.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述导热层(3)为可压缩材质构成。

7.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述导热层(3)为弹性结构。

8.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述导热层(3)为泡沫状金属。

9.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述电池还包括绝缘层(4)，所述绝缘层(4)设置于所述导热层(3)和所述壳体(1)之间，或所述绝缘层(4)设置于所述电芯(2)与所述导热层(3)之间。

10.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述导热层(3)的厚度为30μm-5000μm。

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