CN217334224U - 一种单电池和电池包 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种单电池和电池包，用以提高单电池的散热速度，减少因散热不及时导致的单电池甚至电池包发生损坏的问题的发生。该单电池包括电芯和用于封装所述电芯的壳体，沿电芯中极片的堆叠方向，电芯的边缘设有贯通所述电芯的第一凹槽，所述壳体的边缘设有与所述第一凹槽同向弯曲并与所述第一凹槽相配合的第二凹槽。

Description

一种单电池和电池包

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种单电池和电池包。

背景技术

伴随着锂电池等一系列电池的发展，电池在充电、放电过程中出现的散热问题对于电池应用的影响越来越大，尤其是包括多个单电池的电池包的散热问题尤为突出。包括多个单电池的电池包在使用过程中会产生大量的热量，当单电池的热量不能及时导出时，热量累积到一定程度很容易使电池包发生损害，甚至会导致爆炸、火灾等问题的发生。因而有必有进一步优化电池结构，以避免单电池因无法及时散热导致单电池甚至电池包发生损坏的情况发生。

实用新型内容

本申请提供了一种单电池和电池包，用以提高单电池的散热速度，减少因散热不及时导致的单电池甚至电池包发生损坏的问题的发生。

第一方面，本申请提供一种单电池，包括电芯和用于封装所述电芯的壳体，沿所述电芯中极片的堆叠方向，所述电芯的边缘设有贯通所述电芯的第一凹槽，所述壳体的边缘设有与所述第一凹槽同向弯曲并与所述第一凹槽相配合的第二凹槽。

本申请的单电池，通过沿极片堆叠方向，在电芯的边缘设置贯通电芯的第一凹槽，并在壳体边缘的对应位置设置与第一凹槽同向弯曲的第二凹槽，使得单电池内的热量能及时通过第一凹槽、第二凹槽散出。在散热的过程中，还可以将导热部件设置在第二凹槽内，从而达到减小电芯与导热部件之间导热距离，加速散热的目的，以将单电池内部热量及时排出，防止热量过多累积影响其正常使用。

第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：

电池组：包括多个如第一方面所述的单电池；多个所述单电池沿所述第二凹槽的贯通方向堆叠设置，所有所述单电池的第二凹槽位于一条直线且相互连通；

电池箱体，包括冷板，所述冷板设于所述电池组的设有所述第二凹槽的一侧，所述冷板设有导热部件，所述导热部件设于所述第二凹槽形成的容纳空间内。

本申请提供的电池包，包括多个第一方面所提供的单电池构成的电池组和电池箱体，通过在电池组内，将多个单电池沿第二凹槽的贯通方向设置，使得第二凹槽位于一条直线且相互连通；并且在电池箱体内，与第二凹槽相对应的一侧设置冷板，并在冷板上设置导热部件，使导热部件置于第二凹槽的容纳空间内，可有效减少电芯至导热部件间的导热距离，进而加速电池包内单电池的散热，避免电池包内部因热量过度累积影响其正常使用。

附图说明

图1为本申请提供的一种单电池的示意图；

图2为图1中A-A′处的剖面示意图；

图3为图1中B-B′处的剖面示意图；

图4为本申请提供的一种电池包的局部示意图。

附图标号：10-单电池；11-极柱；12-壳体；13-第二凹槽；21-电芯；22-第一凹槽；31-支撑架；33-正极片；34-隔膜；35-负极片；37-托板；36-绝缘层；41-冷板；42-导热部件。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本申请保护的范围。

现有技术中单电池的散热主要是通过壳体向外部环境散热。然而当单电池中产生较多热量时，壳体所能支持的散热量低于电池累积热量的速度，电芯内部产生热量太高不能及时导出，就会导致单电池损坏而不能正常使用，甚至发生火灾。

为了提高单电池的散热，本申请提出一种单电池。图1为本申请提供的一种单电池的示意图。如图1所示，该单电池10包括壳体12和封装与壳体12内的电芯。

图2为图1中A-A′处的剖面示意图。如图2所示，电芯21可包括多个正极片33和多个负极片35。其中，正极片33和负极片35各自的个数可不局限于2个、3个、5个、10个、15个、20个或更多个，在此不对正极片33和负极片35的数量做具体的限定，可根据具体单电池10的具体能量进行限定。多个正极片33和多个负极片35之间交替且间隔设置，任一正极片33和相邻的负极片35之间设有隔膜34。可以理解的是，正极片33、负极片35以及隔膜34均设于壳体12的容纳空间内，在该容纳空间内可填充电解液，电解液浸润正极片33、负极片35和隔膜34。

以上对电芯21的结构做了解释说明，以下将结合图2对壳体的结构进行解释说明。

继续参照图2，壳体12可为长方体结构，其可包括底板、顶板以及设于底板和顶板之间的侧板，底板、顶板和侧板之间相互连接形成用于放置电芯21的容纳腔。

壳体12和电芯21之间可设置绝缘层36，以提高壳体12和电芯21之间的绝缘性。其中，绝缘层36可为mylar膜。在绝缘层36和壳体12的底板之间可设置托板37，电芯21和壳体12的顶板之间可保留气隙，或可设置支撑架31。在壳体12的顶板外部，可以设置极柱11，极柱11可分为正极柱和负极柱。其中，正极柱用于电芯21中的正极片33连接，负极柱用于与电芯21中的负极片35连接。

图3为图1中B-B′处的剖面示意图。如图3所示，本申请所提供的单电池中，沿电芯21中极片的堆叠方向，在电芯21的边缘设有贯通电芯21的第一凹槽22，与第一凹槽22相对应的壳体12的相应位置上设有第二凹槽13，其中第一凹槽22和第二凹槽13同向弯曲且相互配合。如图3所示，本申请提供一种可能的实施方式，第一凹槽22位于电芯21的底部，第二凹槽13位于壳体12底部的与第一凹槽22相对应的位置。第一凹槽22自电芯21的底面向其内部凹陷形成，第二凹槽13自壳体12的底面向电芯21的方向凹陷形成。

一并参照图2和图3，在正极片33、隔膜34和负极片35的排列方向，如图2中所示x方向，第一凹槽22、第二凹槽13均自单电池10的一端贯穿至另一端，即第一凹槽22和第二凹槽13在x方向为贯通槽。

本申请中的单电池通过在电芯21上设置第一凹槽22，以及在壳体12上设置与第一凹槽22相配合的第二凹槽13，扩大了壳体12的散热面积，同时，电芯21能够基于壳体12扩大自身的散热面积，促使单电池10内部热量能够及时排出，从而避免(减缓)了电池内部热量的累积。

需要说明的是，第一凹槽22、第二凹槽13的数量可以是多个，例如2个、3个、5个或更多，在此不对第一凹槽22和第二凹槽13的数量做具体的限定。其中，多个第一凹槽22之间间隔设置，第二凹槽13和第一凹槽22位置一一对应，第二凹槽13与第一凹槽22的设置方式保持一致，同样间隔设置。

第一凹槽和第二凹槽除可设于单电池的底部外，还可设于单电池的侧部，如与电芯极片排列方向平行的侧面，只要能使第一凹槽和第二凹槽能够沿电芯极片排列的方向贯通单电池即可。

由于能量密度的变化与电芯21体积紧密相关，电芯21体积的减小会导致能量密度的降低，因此，在提高单电池10散热能力的同时，还需确保不降低能量密度。在本申请一种实施例中，第一凹槽22的槽口至槽底的距离小于等于21mm，且第一凹槽22的宽度小于5mm。通过控制第一凹槽22的尺寸，可在不降低电芯21能量密度的同时提高电芯21的散热能力。

第二方面，本申请还提供一种电池包，该电池包包括电池箱体和电池组，电池组位于电池箱体内。电池组可包括多个单电池10，多个单电池10之间可通过串并联连接，且多个单电池10沿第二凹槽13的贯通方向堆叠设置。在电池组内，所有单电池的第二凹槽13位于一条直线且相互连通。图4为本申请实施例提供的一种电池包的局部示意图。如图4所示，电池箱体底部设置冷板41，冷板41设于电池组的设有第二凹槽13的一侧，该冷板41可以是液冷板，即通过冷却液冷却电池组产生的热量。为加强散热效果，本申请实施例中的冷板41的上表面设置导热部件42。导热部件42一端连接在冷板41面向电池组的表面，其余部分基本位于第二凹槽13形成的容纳空间内。示例性地，导热部件42可以垂直设置于冷板41的面向电池组的一侧表面。

在一种实施例中，导热部件42可以与第二凹槽13之间设置导热胶层。该导热胶层可以加强导热部件42在第二凹槽13内的固定强度，同时还可以进一步提升导热效果，加强导热效率。

在一种实施例中，导热部件42可以是翅片。翅片可与冷板41为一体结构。其中，沿第二凹槽13的延伸方向，翅片长度可与第二凹槽13长度相等，以减小传热距离，进一步加强电池包内部的散热效果。需要说明的是，第二凹槽13的长度为第二凹槽13在正极片33和负极片35排列方向的尺寸，如图2中的x方向的尺寸。

综上所述，本申请实施例单电池，电芯和壳体分别设置位置对应且互相配合的第一凹槽、第二凹槽，有效加强了电池内部电芯的散热。进一步，基于该单电池的结构，将该单电池应用于电池包中，同时，在电池包的电池箱体内，电池组的设有第二凹槽的一侧设置冷板，该冷板面向电池组一侧设置导热部件，使导热部件位于第二凹槽容纳空间内，可加强电池包中散热。通过导热部件和第二凹槽互相配合，降低了电芯内传热距离，确保电芯内产生的热量被及时导出。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种单电池，其特征在于，包括电芯和用于封装所述电芯的壳体，沿所述电芯中极片的堆叠方向，所述电芯的边缘设有贯通所述电芯的第一凹槽，所述壳体的边缘设有与所述第一凹槽同向弯曲并与所述第一凹槽相配合的第二凹槽。

2.如权利要求1所述的单电池，其特征在于，所述第一凹槽设于所述电芯的底部，所述第二凹槽设于所述壳体的底部。

3.如权利要求1或2所述的单电池，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的数量均为多个，多个所述第一凹槽之间间隔设置，多个所述第二凹槽之间间隔设置，且多个所述第一凹槽和多个所述第二凹槽一一对应设置。

4.如权利要求3所述的单电池，其特征在于，所述第一凹槽的槽口至槽底的距离小于等于21mm，所述第一凹槽的宽度小于5mm。

5.一种电池包，其特征在于，包括：

电池组：包括多个如权利要求1～4任一项所述的单电池；多个所述单电池沿所述第二凹槽的贯通方向堆叠设置，所有所述单电池的第二凹槽位于一条直线且相互连通；

电池箱体，包括冷板，所述冷板设于所述电池组的设有所述第二凹槽的一侧，所述冷板设有导热部件，所述导热部件设于所述第二凹槽形成的容纳空间内。

6.如权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述导热部件垂直设置于所述冷板的面向所述电池组的一侧表面。

7.如权利要求5或6所述的电池包，其特征在于，所述导热部件与所述第二凹槽之间设置导热胶层。

8.如权利要求5或6所述的电池包，其特征在于，所述冷板为液冷板。

9.如权利要求5或6所述的电池包，其特征在于，所述导热部件为翅片。

10.如权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述第二凹槽的长度与所述翅片的长度相等。

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