CN216288690U - 支架结构、锂离子电池及电器设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种支架结构、锂离子电池及电器设备。该支架结构用于支撑锂离子电池的电芯，所述支架结构包括：电芯支架，围设于所述电芯的周侧，用于将电芯支撑于所述锂离子电池的壳体中；以及加热组件，设置于所述电芯支架中，并与所述电芯的极耳电连接，用于加热所述电芯。通过电芯支架与加热组件的集成设置，在保证对电芯可靠支撑的同时，还能够对电芯加热，能够利用原有结构与间隙，不会增加结构尺寸，也能尽可能降低加工难度，保证电芯的结构强度，同时还能够保证锂离子电池的温度均匀性，提高了锂离子电池低温的充放电性能，实现低温下自加热管理。

Description

支架结构、锂离子电池及电器设备

技术领域

本发明涉及电池设备技术领域，特别是涉及一种支架结构、锂离子电池及电器设备。

背景技术

作为移动电话、笔记本电脑或者电动车、混合动力车等的电源，广泛使用有锂离子电池。目前锂离子电池性能受到外界环境影响较大，特别是低温性能，非常容易造成低温性能差，电池在低温下性能衰减严重，特别是磷酸铁锂电池，在低温下，放出的容量仅有常温下的65％左右，即便不怕低温的三元锂电池也在80％左右，对续航里程或者续航时间造成严重的缩水。同时低温下充电也成为限制条件，限制了锂电池在寒冷地区的使用。

目前为了保证锂离子电池的使用性能，通常电芯的容量和体积越做越大，但由于电芯体积较大，电芯的温度均匀性更难保证，导致了大电芯的容量在低温下衰减严重，同时也限制的低温下的充电倍率，影响了大电芯的使用场景。而且，电芯内部的支架面临轻量化、高精度化、功能复合化的破解需求，不仅仅在电芯内部起到支撑作用。未来对功能化支架需求越来越高，不在单一的起到简单的支撑作用。

为了解决锂电池低温问题，目前大部分解决的办法是在电池包中进行热管理，导致牺牲其他性能和空间，也有一小部分在电池内部进行控制，但是占据电芯内部空间，存在安全隐患，影响电芯的能量密度提升。另一方面支架结构在电芯内部仅仅起到支撑作用，二者没有功能复合，这样会增加锂离子电池的尺寸，不便于锂离子电池的轻量化设计，影响使用体验。

发明内容

基于此，有必要针对目前锂离子电池低温加热与支架无法兼容的问题，提供一种能够支撑电芯并实现电芯自加热的支架结构、锂离子电池及电器设备。

一种支架结构，用于支撑锂离子电池的电芯，所述支架结构包括：

电芯支架，围设于所述电芯的周侧，用于将电芯支撑于所述锂离子电池的壳体中；以及

加热组件，设置于所述电芯支架中，并与所述电芯的极耳电连接，用于加热所述电芯。

在本公开的一实施例中，所述电芯支架包括两个第一支架以及两个第二支架，两个所述第一支架相对设置于所述电芯的两侧，两个所述第二支架相对设置于所述电芯的另两侧，且相邻的所述第一支架与所述第二支架连接围设成框架结构；

所述加热组件设置于所述第一支架及所述第二支架。

在本公开的一实施例中，所述第一支架具有配合部，所述第二支架具有连接部，所述第一支架与所述第二支架通过所述配合部与所述连接部连接；

所述配合部与所述连接部为凸起凹槽配合结构，或为卡扣卡槽配合结构。

在本公开的一实施例中，所述第一支架具有两个贯通设置的第一通孔，两个所述第一通孔对应所述电芯的极耳，每个所述第一通孔供对应的所述极耳穿过。

在本公开的一实施例中，所述第二支架具有贯通设置的第二通孔，所述第二通孔连通所述支架结构的内侧与外侧。

在本公开的一实施例中，所述加热组件包括第一加热组以及第二加热组，所述第一加热组设置于所述第一支架，所述第二加热组设置于所述第二支架，所述第一加热组电连接所述极耳以及所述第二加热组，并形成加热回路，以对所述电芯加热。

在本公开的一实施例中，所述第一加热组包括设置于所述第一支架中的加热控制件以及第一连接导线，所述第一连接导线电连接所述极耳以及所述第二加热组，并形成所述加热回路，所述加热控制件设置于所述第一连接导线，用于断开或连通所述加热回路。

在本公开的一实施例中，所述加热控制件包括短路开关以及温度控制器，所述温度控制器及所述短路开关分别设置于所述第一连接导线，所述温度控制器用于控制所述短路开关通断。

在本公开的一实施例中，所述第二加热组包括设置于所述第二支架中的加热部件以及第二连接导线，所述第二连接导线的两端分别连接所述第一连接导线，所述加热部件设置于所述第二连接导线。

在本公开的一实施例中，所述第一支架采用3D打印方式加工成型；

所述第二支架采用3D打印方式加工成型。

一种锂离子电池，包括壳体结构、电芯以及如上述任一技术特征所述的支架结构，所述电芯安装于所述支架结构中，且所述电芯的极耳穿过所述支架结构伸出，所述支架结构安装所述电芯后封装于所述壳体结构中。

在本公开的一实施例中，所述壳体结构包括电芯壳体以及电芯盖板，所述电芯壳体的两端具有开口，所述支架结构设置于所述电芯壳体内，且所述支架结构至少部分与所述电芯壳体的内壁抵接，所述电芯盖板盖设于所述电芯壳体的两端。

一种电器设备，包括设备主体以及如上述任一技术特征所述的锂离子电池，所述锂离子电池安装于所述设备主体，为所述设备主体供电。

本发明的支架结构、锂离子电池及电器设备，通过电芯支架支撑锂离子电池的电芯，而且，加热组件集成设置在电芯支架中，加热组件与电芯的极耳电连接，通过电芯极耳的短路控制加热组件加热电芯，以保证电芯在低温条件下的使用性能。该支架结构通过电芯支架与加热组件的集成设置，解决了锂离子电池低温加热与支架无法兼容的问题，在保证对电芯可靠支撑的同时，还能够对电芯加热，能够利用原有结构与间隙，不会增加结构尺寸，也能尽可能降低加工难度，保证电芯的结构强度，同时还能够保证锂离子电池的温度均匀性，提高了锂离子电池低温的充放电性能，实现低温下自加热管理。

附图说明

图1为本公开一实施例中支架结构支撑电芯的示意图；

图2为图1所示的支架结构中第一支架的俯视图；

图3为图1所示的支架结构中第二支架从一角度看的示意图；

图4为图1所示的支架结构中第二支架从另一角度看的立体图；

图5为图1所示的支架结构将电芯支撑于壳体结构的示意图。

其中：100、支架结构；110、电芯支架；111、第一支架；1111、配合部；1112、第一通孔；112、第二支架；1121、连接部；1122、第二通孔；120、加热组件；121、第一加热组；1211、第一连接导线；1212、加热控制件；122、第二加热组；1221、第二连接导线；1222、加热部件；200、电芯；210、极耳；300、壳体结构；210、电芯壳体；320、电芯盖板。

具体实施方式

为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开。但是本公开能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本公开内涵的情况下做类似改进，因此本公开不受下面公开的具体实施例的限制。

在本公开的描述中，需要理解的是，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公开和简化描述，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公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参见图1至图5，本公开提供一种支架结构100。该支架结构100用于支撑锂离子电池的电芯200，以将锂离子电池的电芯200支撑在壳体结构300中。可以理解的，目前锂离子电池在低温条件下的使用性能会受到影响，为了保证锂离子电池的充放电，在锂离子电池中增加加热管理系统，但是加热管理系统与锂离子电池中支撑电芯的支架相互独立，无法有效结合，这样会增加锂离子电池的尺寸，不便于锂离子电池轻量化设计。

为此，本公开提供一种新型的支架结构100，该支架结构100能够在支撑锂离子电池的电芯200的同时，还能够对锂离子电池进行加热。这样，支架结构100能够将支撑功能与加热功能复合，利用原本的结构与间隙，保证滇西你的结构强度，同时还能够保证锂离子电池在低温环境下的充放电性能。以下详细介绍支架结构100的具体结构。

参见图1，在一实施例中，所述支架结构100包括电芯支架110以及加热组件120。电芯支架110围设于所述电芯200的周侧，用于将电芯200支撑于所述锂离子电池的壳体中。加热组件120设置于所述电芯支架110中，并与所述电芯200的极耳210电连接，用于加热所述电芯200。

电芯支架110为支架结构100中的支撑部件，为锂离子电池中电芯200的提供可靠支撑。通过电芯支架110支撑电芯200后，能够保证电芯200的结构强度，进而保证锂离子电池的使用性能。具体的，电芯200安装在电芯支架110的内侧，通过电芯支架110对电芯200进行可靠支撑。

加热组件120为支架结构100的加热结构，以保证锂离子电池的工作温度。具体的，当锂离子电池的工作温度较低时，加热组件120加热，加热组件120释放热量，通过加热组件120对电芯200加热，提高电芯200的温度，保证锂离子电池能够正常的进行充放电操作。当电芯200的温度达到使用需求后，加热组件120停止工作，此时，加热组件120不再释放热量，避免加热组件120继续加热而影响电芯200的使用性能。也就是说，当锂离子电池处于较低温度的环境总，加热组件120对电芯200进行加热；当电芯200加热至所需温度后，加热组件120停止加热。

并且，加热组件120集成设置在电芯支架110中，即加热组件120不会占用过多的空间，只是利用原有的结构和空间，这样能够减小加热组件120占用过多的空间，减小支架结构100的体积，进而减小整个锂离子电池的体积，便于锂离子电池的轻量化设计。将加热组件120与电芯支架110组合后，该支架结构100具备复合功能，能够起到支撑功能，同时还具备低温下自加热管理，实现电芯200温度的调控，保证锂离子电池的使用性能。

上述实施例中的支架结构100，通过电芯支架110与加热组件120的集成设置，解决了锂离子电池低温加热与支架无法兼容的问题，在保证对电芯200可靠支撑的同时，还能够对电芯200加热，能够利用原有结构与间隙，不会增加结构尺寸，也能尽可能降低加工难度，保证电芯200的结构强度，同时还能够保证锂离子电池的温度均匀性，提高了锂离子电池低温的充放电性能，实现低温下自加热管理。

参见图1至图4，在一实施例中，所述电芯支架110包括两个第一支架111以及两个第二支架112，两个所述第一支架111相对设置于所述电芯200的两侧，两个所述第二支架112相对设置于所述电芯200的另两侧，且相邻的所述第一支架111与所述第二支架112连接围设成框架结构；所述加热组件120设置于所述第一支架111及所述第二支架112。

两个第一支架111与两个第二支架112形成上述实施例中的电芯支架110。具体的，两个第一支架111相对设置，两个第二支架112相对设置，第一支架111与第二支架112首尾连接围设成框架结构。如图1所示，两个第一支架111沿上下方向设置，其中一个第一支架111位于上方，另一个第一支架111位于下方，两个第二支架112沿左右方向设置，且左侧的第二支架112的顶部连接上方的第一支架111，底部连接下方的第一支架111，右侧的第二支架112的顶部连接上方的第一支架111，底部连接下方的第二支架112。

由此，两个第一支架111与两个第二支架112围设成中空的电芯支架110，电芯支架110的中空结构为容纳腔，该容纳腔用于安装电芯200。电芯200安装于容纳腔后，电芯200与第一支架111及第二支架112抵接，通过第一支架111与第二支架112可靠支撑电芯200，保证电芯200的结构强度。可选地，第一支架111与第二支架112为平板状结构。

加热组件120设置在第一支架111与第二支架112中，加热组件120还连接电芯200的极耳210。可以理解的，电芯200具有正极耳与负极耳。加热组件120连接极耳210，并在第一支架111与第二支架112中形成加热回路，通过加热回路对第一支架111与第二支架112内部的电芯200进行加热。当锂离子电池处于低温环境时，加热组件120导通加热回路，加热组件120能够对电芯200加热。当锂离子电池升温至所需温度后，加热组件120断开加热回路，加热组件120不再对电芯200加热。

参见图1至图4，在一实施例中，所述第一支架111具有配合部1111，所述第二支架112具有连接部1121，所述第一支架111与所述第二支架112通过所述配合部1111与所述连接部1121连接。第一支架111与第二支架112通过配合部1111与连接部1121，保证连接处的密封性，避免电解液泄漏，同时还能够保证第一支架111与第二支架112连接可靠，以可靠支撑电芯200，提高电芯200的结构强度。

配合部1111设置在第一支架111中，连接部1121设置在第二支架112的两端，第二支架112通过连接部1121能够伸入到第一支架111的配合部1111中，保证第一支架111与第二支架112连接可靠。当然，在本公开的其他实施方式中，也可配合部1111设置在第一支架111的两端，连接部1121设置在第二支架112中，第一支架111通过配合部1111能够深入到第二支架112的连接部1121中。

可选地，所述配合部1111与所述连接部1121为凸起凹槽配合结构，或为卡扣卡槽配合结构。也就是说，配合部1111与连接部1121的结构形式原则上不受限制，只要能够实现第一支架111与第二支架112连接即可。

参见图1至图4，本公开中，以配合部1111为卡槽，连接部1121为卡扣为例进行说明。为卡扣的连接部1121设置在第二支架112的两端，为卡槽的配合部1111设置在第一支架111中，连接时，将为卡扣的连接部1121插入到为卡槽的配合部1111中，通过卡扣与卡槽的配合对连接部1121限位，使得第二支架112与第一支架111可靠连接，保证第一支架111与第二支架112能够可靠支撑电芯200。同时，配合部1111与连接部1121还能够便于第一支架111与第二支架112的装卸以及电芯200的装配。

可选地，在第一支架111与第二支架112的连接处设置密封部件，通过密封部件密封第一支架111与第二支架112的连接处，保证第一支架111与第二支架112连接处的密封性，避免电解液泄漏。可选地，密封部件为密封垫或密封胶等能起到密封作用的部件。

可选地的，第一直接爱与第二支架112的材质包括但不限于PBT塑料(聚对苯二甲酸丁二醇酯，Polybutylene terephthalate)、PP(聚丙烯，Polypropylene)、PET(聚对苯二甲酸类塑料，Polyethylene terephthalate)等有机材料。

参见图1至图4，在一实施例中，所述第一支架111具有两个贯通设置的第一通孔1112，两个所述第一通孔1112对应所述电芯200的极耳210，每个所述第一通孔1112供对应的所述极耳210穿过。沿第一支架111的厚度方向贯通设置两个第一通孔1112，当第一支架111安装到电芯200的端部后，电芯200的极耳210能够穿过第一通孔1112伸出，使得伸出的极耳210能够与壳体结构300的极柱连接。可选地，两个第一通孔1112之间的距离与电芯200上两个极耳210之间的距离相适配。可选地，第一通孔1112的截面形状与极耳210的截面形状相适配。

参见图1至图4，在一实施例中，所述第二支架112具有贯通设置的第二通孔1122，所述第二通孔1122连通所述支架结构100的内侧与外侧。第二通孔1122沿第二支架112的厚度方形贯通设置，第二通孔1122能够连通第二支架112的内侧与外侧，即能够连通至电芯200与支架结构100的外侧。通过第二通孔1122能够向支架结构100的内部注入电解液或排出废气等。第二通孔1122的截面形状原则上不受限制，只要能够实现相应用能即可。可选地，第二通孔1122的截面呈圆形或方形。

在一实施例中，所述第二支架112包括第二主体以及第二盖板，所述第二连接导线1221穿过所述第二主体伸出，所述加热部件1222设置于所述第二主体，所述第二盖板密封盖设于所述第二主体的两端。第二主体为第二支架112的主体结构，加热组件120及第二通孔1122均设置在第二主体上。第二主体朝向电芯200的表面以及与朝向电芯200表面相对设置的表面盖设第二盖板，通过第二盖板封装第二主体，以形成第二支架112，保证第二支架112结构的可靠性。

可选地，第二主体与第二盖板通过胶水密封或热熔密封。当然，在本公开的其他实施方式中，第二主体与第二盖板也可采用其他能够密封的结构，只要能够保证密封严格即可，避免液体渗入到第二支架112中。

参见图1至图4，在一实施例中，所述加热组件120包括第一加热组121以及第二加热组122，所述第一加热组121设置于所述第一支架111，所述第二加热组122设置于所述第二支架112，所述第一加热组121电连接所述极耳210以及所述第二加热组122，并形成加热回路，以对所述电芯200加热。

第一加热组121与第二加热组122形成完整的加热结构。第一加热组121的数量为两个，第二加热组122的数量为两个，两个第一加热组121分别设置在两个第一支架111中，并与极耳210电连接，两个第二加热组122分别设置在两个第二支架112中，而且第一加热组121的两端还分别连接两侧的第二支架112中的第二加热组122，如此，第一支架111中的第一加热组121与第二支架112中的第二加热组122形成加热回路。

当锂离子电池处于低温环境时，第一加热组121导通加热回路，第一加热组121与第二加热组122能够对电芯200加热，提高电芯200的温度，保证电芯200在低温环境下的充放电性能。当锂离子电池的温度升高至所需后，第一加热组121断开加热回路，第一加热组121与第二加热组122不再对电芯200加热，避免过多的热量影响电芯200的使用性能。

参见图1至图4，在一实施例中，所述第一加热组121包括设置于所述第一支架111中的加热控制件1212以及第一连接导线1211，所述第一连接导线1211电连接所述极耳210以及所述第二加热组122，并形成所述加热回路，所述加热控制件1212设置于所述第一连接导线1211，用于断开或连通所述加热回路。

第一连接导线1211设置第一支架111中，第一连接导线1211上电连接加热控制件1212与极耳210，第一连接导线1211的两端还分别连接两个第二支架112中的第二加热组122。由此，第一连接导线1211、加热控制件1212、第二加热组122、极耳210形成加热回路。通过加热控制件1212控制加热回路的导通或断开。加热控制件1212控制加热回路导通时，第一连接导线1211与第二加热组122对电芯200加热。加热控制件1212控制加热回路断开时，第一连接导线1211与第二加热组120不再对电芯200加热。

可以理解的，第一连接导线1211的形状原则上不受限制，只要能够电连接极耳210、第二加热组122、加热控制件1212即可。示例性地，第一连接导线1211可以直接电连接电芯200、极耳210以及第二加热组122，加热控制件1212设置在第一连接导线1211上，以控制加热回路的通断。当然，第一支架111中在左右两边具有两端带有卡固件的第一连接导线1211，一端连接极耳210，另一端与两侧的第二支架112中的第二连接导线1221连接，分别形成正极导通线和负极导通线，中间通过加热控制件1212连接，以导通或断开正极导通线与负极导通线。

参见图1至图4，在一实施例中，所述加热控制件1212包括短路开关以及温度控制器，所述温度控制器及所述短路开关分别设置于所述第一连接导线1211，所述温度控制器用于控制所述短路开关通断。

短路开关与温度控制器分别设置在第一连接导线1211上，短路开关能够导通或断开加热回路，温度控制器能够根据电芯200的温度控制短路开关动作。具体的，当温度控制器检测电芯200的温度较低时，温度控制器控制短路开关闭合，正极耳与负极耳通过第一连接导线1211与第二加热组122形成短路，以此对电芯200进行加热。当电芯200温度达到所需后，温度控制器能够控制短路开关断开，此时，正极耳与负极耳之间为断路，不再对电芯200加热。

也就是说，温度控制器能够控制加热的时间和温度，这样能够避免能源；浪费，还能够保证锂离子电池的使用性能。可选地，短路开关、温度控制器以及第一连接导线1211与第一支架111之间密封组装，避免液体渗入，保证第一加热组121的使用性能。

参见图1至图4，在一实施例中，所述第二加热组122包括设置于所述第二支架112中的加热部件1222以及第二连接导线1221，所述第二连接导线1221的两端分别连接所述第一连接导线1211，所述加热部件1222设置于所述第二连接导线1221。

第二连接导线1221设置在第二支架112中，且第二连接导线1221的端部伸出第二支架112，便于第二连接导线1221与第一支架111中的第一连接导线1211连接。而且，第二加热组122还包括加热部件1222，加热部件1222设置在第二支架112中，并与第二连接导线1221电连接，通过加热部件1222增加加热面积，保证对电芯200的加热效果。

可选地，加热部件1222为加热电阻。进一步的，加热部件1222为PTC加热电阻(Positive Temperature Coefficient，正温度系数热敏电阻)。当然，在本公开的其他实施方式中，加热部件1222还可为其他能够实现加热的结构。可选地，加热部件1222的数量为多个，多个加热部件1222间隔设置在第二支架112上，保证加热效果。

在一实施例中，所述第一支架111采用3D打印方式加工成型；所述第二支架112采用3D打印方式加工成型。采用3D打印方式加工第一支架111与第二支架112，能够提高效率、轻量化程度，保证尺寸精度。而且，3D打印方式能够成型尺寸较长的第一支架111与第二支架112，如尺寸大于600mm，这样能够保证支架结构100的质量。

参见图1至图4，本公开的支架结构100，将电芯支架110的支撑功能与加热组件120的自加热管理技术结合，利用原本的结构与间隙，对电芯200进行可靠支撑、保证电芯200结构强度的同时，还能够保证锂离子电池的温度均衡性，解决锂离子电池在低温环境中衰减的问题，提高了锂离子电池的充放电性能。

本公开的支架结构100进行自加热管理时，利用电芯200内部短路原理，通过温度控制器调整短路的时间和滇西你的温度，根据反馈调整滇西你的温度，使得锂离子电池始终保持在25℃±5℃，即为上文中锂离子电池所需的温度。

本公开的支架结构100简单易装配，实用性和适用性腔，同时也省去以往电池包中的加热装置，节省锂离子电池的空间，利于锂离子电池的优化，而且，该支架结构100在锂离子电池的内部使用，传热更快、更均匀，保证电芯200的加热效果。并且，该加热组件120的结构可靠，能够伴随锂离子电池的整个寿命，提高锂离子电池的安全性。

参见图1和图5，本公开还提供一种锂离子电池，包括壳体结构300、电芯200以及上述实施例中所述的支架结构100，所述电芯200安装于所述支架结构100中，且所述电芯200的极耳210穿过所述支架结构100伸出，所述支架结构100安装所述电芯200后封装于所述壳体结构300中。

本公开的锂离子电池采用上述实施例的支架结构100后，通过支架结构100将电芯200支撑在壳体结构300中，在保证电芯200结构强度的同时，能够实现自加热功能，保证锂离子电池在低温环境下的充放电性能。

可选地，正极片采用磷酸铁锂材料，负极片采用人造石墨，叠片后形成电芯200。将实验组装上本公开的支架结构100中，并制备成50Ah电芯200，进行低温-20℃放电测试，放出常温容量的98％；对照组装上普通的支架，制成50Ah电芯200，进行低温-20℃放电测试，放出常温容量的60％。由此可见，采用本公开的支架结构100支撑电芯200，能够提高锂离子电池在低温下的放电性能。

可选地，正极片采用镍钴锰三元材料制成，负极片采用人造石墨制成，叠片后形成电芯200。将实验组装上本公开的支架结构100，并制备成70Ah电芯200，进行低温-20℃放电测试，放出常温容量的99％；对照组装上普通的支架，制成70Ah电芯200，进行低温-20℃放电测试，放出常温容量的85％。由此可见，采用本公开的支架结构100支撑电芯200，能够提高锂离子电池在低温下的放电性能。

参见图1和图5，在一实施例中，所述壳体结构300包括电芯壳体310以及电芯盖板320，所述电芯壳体310的两端具有开口，所述支架结构100设置于所述电芯壳体310内，且所述支架结构100至少部分与所述电芯壳体310的内壁抵接，所述电芯盖板320盖设于所述电芯壳体310的两端。

电芯壳体310为一端具有开口的盒体结构，支架结构100及电芯200安装在电芯壳体310中，并对支架结构100进行固定，进而实现电芯200的固定。再将电芯盖板320封装盖设于电芯壳体310，保证壳体结构300的密封性，进而保证锂离子电池的使用性能。

本公开还提供一种电器设备，包括设备主体以及上述实施例中所述的锂离子电池，所述锂离子电池安装于所述设备主体，为所述设备主体供电。本公开的电器设备采用上述的锂离子电池后，能够保证电器设备的使用性能。可选地，电器设备为电动车辆，如电动汽车或电单车等，当然，电器设备还可为手机或其他需要用电的设备。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种支架结构，其特征在于，用于支撑锂离子电池的电芯，所述支架结构包括：

电芯支架，围设于所述电芯的周侧，用于将电芯支撑于所述锂离子电池的壳体中；以及

加热组件，设置于所述电芯支架中，并与所述电芯的极耳电连接，用于加热所述电芯。

2.根据权利要求1所述的支架结构，其特征在于，所述电芯支架包括两个第一支架以及两个第二支架，两个所述第一支架相对设置于所述电芯的两侧，两个所述第二支架相对设置于所述电芯的另两侧，且相邻的所述第一支架与所述第二支架连接围设成框架结构；

所述加热组件设置于所述第一支架及所述第二支架。

3.根据权利要求2所述的支架结构，其特征在于，所述第一支架具有配合部，所述第二支架具有连接部，所述第一支架与所述第二支架通过所述配合部与所述连接部连接；

所述配合部与所述连接部为凸起凹槽配合结构，或为卡扣卡槽配合结构。

4.根据权利要求2所述的支架结构，其特征在于，所述第一支架具有两个贯通设置的第一通孔，两个所述第一通孔对应所述电芯的极耳，每个所述第一通孔供对应的所述极耳穿过。

5.根据权利要求2所述的支架结构，其特征在于，所述第二支架具有贯通设置的第二通孔，所述第二通孔连通所述支架结构的内侧与外侧。

6.根据权利要求2至5任一项所述的支架结构，其特征在于，所述加热组件包括第一加热组以及第二加热组，所述第一加热组设置于所述第一支架，所述第二加热组设置于所述第二支架，所述第一加热组电连接所述极耳以及所述第二加热组，并形成加热回路，以对所述电芯加热。

7.根据权利要求6所述的支架结构，其特征在于，所述第一加热组包括设置于所述第一支架中的加热控制件以及第一连接导线，所述第一连接导线电连接所述极耳以及所述第二加热组，并形成所述加热回路，所述加热控制件设置于所述第一连接导线，用于断开或连通所述加热回路。

8.根据权利要求7所述的支架结构，其特征在于，所述加热控制件包括短路开关以及温度控制器，所述温度控制器及所述短路开关分别设置于所述第一连接导线，所述温度控制器用于控制所述短路开关通断。

9.根据权利要求7所述的支架结构，其特征在于，所述第二加热组包括设置于所述第二支架中的加热部件以及第二连接导线，所述第二连接导线的两端分别连接所述第一连接导线，所述加热部件设置于所述第二连接导线。

10.根据权利要求2至5任一项所述的支架结构，其特征在于，所述第一支架采用3D打印方式加工成型；

所述第二支架采用3D打印方式加工成型。

11.一种锂离子电池，其特征在于，包括壳体结构、电芯以及如权利要求1至10任一项所述的支架结构，所述电芯安装于所述支架结构中，且所述电芯的极耳穿过所述支架结构伸出，所述支架结构安装所述电芯后封装于所述壳体结构中。

12.根据权利要求11所述的锂离子电池，其特征在于，所述壳体结构包括电芯壳体以及电芯盖板，所述电芯壳体的两端具有开口，所述支架结构设置于所述电芯壳体内，且所述支架结构至少部分与所述电芯壳体的内壁抵接，所述电芯盖板盖设于所述电芯壳体的两端。

13.一种电器设备，其特征在于，包括设备主体以及如权利要求11或12所述的锂离子电池，所述锂离子电池安装于所述设备主体，为所述设备主体供电。

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