CN217468578U - 电池壳、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

电池壳、电池单体、电池及用电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种电池壳、电池单体、电池及用电装置，在壳体朝向和/或背向容纳腔的至少一面上开设散热凹部，使得该面上具有不通透的“天窗”结构。这样在设置有散热凹部处，能减薄壳体的厚度，缩短容纳腔内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池寿命。同时，在壳体至少一面上开设有散热凹部，在实现有效散热的前提下，无需引入额外结构，不仅有利于减轻电池单体重量，而且不会变相影响电极组件的群裕度，保证电池单体的性能稳定。

Description

电池壳、电池单体、电池及用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及电池壳、电池单体、电池及用电装置。
背景技术
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。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。
随着对电池高续航的要求，电池单体的容量随之被增加。而其运行时的发热量也随之增加，若电池单体内部热量无法有效散发出，会严重影响电池单体的使用寿命和安全性。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种电池壳、电池单体、电池及用电装置，实现有效、快速散热，有利于提高电池寿命。
第一方面，本申请提供了一种电池壳，包括：壳体，内部设有容纳腔；散热凹部，设于所述壳体朝向和/或背向所述容纳腔的至少一面上；其中，所述散热凹部沿所述壳体的厚度方向延伸但不贯穿所述壳体。
上述的电池壳，在壳体朝向和/或背向容纳腔的至少一面上开设散热凹部，使得该面上具有不通透的“天窗”结构。这样在设置有散热凹部处，能减薄壳体的厚度，缩短容纳腔内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池寿命。同时，在壳体至少一面上开设有散热凹部，在实现有效散热的前提下，无需引入额外结构，不仅有利于减轻电池单体重量，而且不会变相影响电极组件的群裕度，保证电池单体的性能稳定。
在一些实施例中，在所述壳体的至少一面上，所述散热凹部为多个，且全部所述散热凹部间隔排布。如此，在壳体的至少一面上间隔排列多个散热凹部，使得该面呈蜂窝状结构，进一步加快热量散热效率，提升电池单体的使用寿命和性能。
在一些实施例中，所述壳体沿第一方向的端部设有与所述容纳腔连通的开口，所述壳体绕所述开口周向的任一面上均具有第一区域及分别位于所述第一区域沿所述第一方向上两侧的第二区域，所述第一区域及两个所述第二区域中均间隔设有多个所述散热凹部。这样在设置散热凹部时，可以很好根据电流分布及热量分布情况对散热凹部的分布密度和形状大小进行了调整，以使得壳体上的散热分布更加合理。
在一些实施例中，各个所述第二区域中所述散热凹部的分布密度均大于所述第一区域中所述散热凹部的分布密度。如此，第二区域中散热凹部的分布密度大于第一区域中散热凹部的分布密度，使得壳体靠近顶部和底部上的散热效果更佳，以保证电池壳的散热分布更加均匀。
在一些实施例中，在所述壳体绕所述开口周向且与第二方向平行设置的至少一面上，靠近所述开口的第二区域中设有至少一个导热结构，所述导热结构所在位置用于与电极组件的极耳对应；其中，所述第二方向为所述开口的长度方向并与所述第一方向相交。如此，在与极耳对应的位置上设置导热结构，增加该位置处的散热效率，保证电池单体的散热更加均匀。
在一些实施例中，所述导热结构包括至少两个导热环槽，全部所述导热环槽沿所述导热结构的径向依次间隔套设。如此设计，将导热结构设计成多环状结构，便于加快极耳处产生的热量，以缓解极耳处发热温升大的问题。
在一些实施例中，所述导热环槽的深度沿所述导热结构的径向向外逐渐减小。将导热环槽的深度，由内圈至外圈逐渐减小，以便于导热结构适应不同发热量的区域，使得散热更加均匀。
在一些实施例中，所述导热结构包括两个，两个所述导热结构所在位置分别与所述电极组件上两个极耳一一对应。如此，将导热结构与极耳一一对应设置，使得两个极耳处的发热均能有效传导出，提高电池单体的散热效率。
在一些实施例中，所述壳体绕所述开口周向的面包括两个平行于所述第二方向的第一侧面、以及连接于两个所述第一侧面的两个第二侧面，两个所述第一侧面及两个所述第二侧面上均间隔设有所述散热凹部。如此，将壳体绕开口外围的面设计为两个第一侧面和两个第二侧面，并在第一侧面和第二侧面上均设置多个散热凹部，便于壳体的周向散热更加均匀、有效。
在一些实施例中，在所述第一侧面上，所述第一区域中所述散热凹部的深度为所述第一侧面的壳体厚度的0.06~0.4。如此，在第一侧面上，合理控制第一区域中散热凹部的深度，在保证有效散热的前提下，也保证第一侧面上结构强度，避免因电极组件膨胀而导致整体结构易变形。
在一些实施例中，在所述第一侧面上，所述第二区域中所述散热凹部的深度为所述第一侧面的壳体厚度的0.06~0.3。如此，在第一侧面上，合理控制第二区域中散热凹部的深度，在保证有效散热的前提下，同样保证第一侧面上结构强度，避免因电极组件膨胀而导致整体结构易变形。
在一些实施例中，在所述第二侧面上，所述第一区域中所述散热凹部的深度为所述第二侧面的壳体厚度的0.1~0.4。如此，在第二侧面上，合理控制第一区域中散热凹部的深度，在保证有效散热的前提下，保证第二侧面上结构强度，避免因电极组件膨胀而导致整体结构易变形。
在一些实施例中，在所述第二侧面上，所述第二区域中所述散热凹部的深度为所述第二侧面的壳体厚度的0.05~0.55。如此，在第二侧面上，合理控制第二区域中散热凹部的深度，在保证有效散热的前提下，同样也保证第二侧面上结构强度，避免因电极组件膨胀而导致整体结构易变形。
在一些实施例中，所述壳体背向所述开口的面包括底面，所述底面上间隔设有多个所述散热凹部。如此，在底面上开设散热凹部，有利于加快流体与电芯的热交换。
在一些实施例中，在所述底面上，所述散热凹部的深度为所述底面的壳体厚度的0.1~0.5。如此，合理控制底面上散热凹部的深度，在保证有效散热的前提下，同样也保证底面上的结构强度，避免因电极组件膨胀而导致整体结构易变形。
在一些实施例中，全部所述散热凹部均设于所述壳体背向所述容纳腔的外表面上。如此，将散热凹部开设于壳体的外表面上，不仅能提高散热效率，而且不会影响电极组件在膨胀时因大面受力不均而导致电极组件表面出现凹印等问题。
第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括：以上任一项所述的电池壳；电极组件，收容于所述容纳腔内。
上述的电池单体，采用以上的电池壳，在设置有散热凹部处，减薄壳体的厚度，缩短容纳腔内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池寿命。
第三方面，本申请提供了一种电池，包括以上所述的电池单体。
上述的电池，采用以上的电池壳，在设置有散热凹部处，减薄壳体的厚度，缩短容纳腔内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池寿命。
第四方面，本申请提供了一种用电装置，包括以上所述的电池，所述电池用于提供电能。
上述的用电装置，采用以上的电池壳，在设置有散热凹部处，减薄壳体的厚度，缩短容纳腔内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池寿命。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图；
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图；
图4为本申请一些实施例提供的电池壳结构示意图；
图5为本申请一些实施例提供的第二侧面结构示意图；
图6为本申请一些实施例提供的底面结构示意图。
10000、车辆；1000、电池；2000、控制器；3000、马达；100、电池单体；10、电池壳；11、壳体；111、容纳腔；112、开口；113、第一侧面；114、第二侧面；115、底面；12、散热凹部；13、第一区域；14、第二区域；15、导热结构；151、导热环槽；20、电极组件；21、极耳；30、端盖；31、极柱；40、转接件；S1、第一方向；S2、第二方向；200、箱体；210、第一部分；220、第二部分。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文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；本文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。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“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，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“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）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“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申请实施例和简化描述，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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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申请实施例中的具体含义。
目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请人注意到，随着电池单体的充放电循环中正极活性物质和负极活性物质嵌入或脱出离子，电池单体内部会产生大量热量。若电池单体内部的热量无法及时、有效排出，电池单体内局部会出现过热或析锂等现象，导致电池单体的使用寿命缩短。
为了有效排出电池单体内的热量，申请人研究发现，可以在电池单体内增加金属隔离槽，利用金属隔离槽提高散热。这种结构虽然能提高电池单体的散热效率，但会增加电池单体内部结构，使得整体变得复杂、繁重。同时，内部增加的金属隔离槽也存在变相增大电池单体的群裕度，影响电池单体的性能稳定。
基于以上考虑，为了解决在不需额外增加外部结构的前提下加快散热的问题，本申请人提供了一种电池壳。在所述壳体朝向和/或背向所述容纳腔的至少一面上设置散热凹部。其中，所述散热凹部沿所述壳体的厚度方向延伸但不贯穿所述壳体。
在壳体朝向和/或背向容纳腔的至少一面上开设散热凹部，使得该面上具有不通透的“天窗”结构。这样在设置有散热凹部处，能减薄壳体的厚度，缩短容纳腔内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池寿命。
同时，在壳体至少一面上开设有散热凹部，在实现有效散热的前提下，无需引入额外结构，不仅有利于减轻电池单体重量，而且不会变相影响电极组件的群裕度，保证电池单体的性能稳定。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于加快内部热量散热，提升电池性能的稳定性和电池寿命。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆10000为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆10000的结构示意图。车辆10000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10000的内部设置有电池1000，电池1000可以设置在车辆10000的底部或头部或尾部。电池1000可以用于车辆10000的供电，例如，电池1000可以作为车辆10000的操作电源。车辆10000还可以包括控制器2000和马达3000，控制器2000用来控制电池1000为马达3000供电，例如，用于车辆10000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1000不仅可以作为车辆10000的操作电源，还可以作为车辆10000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆10000提供驱动动力。
请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池1000的爆炸图。电池1000包括箱体200和电池单体100，电池单体100容纳于箱体200内。其中，箱体200用于为电池单体100提供容纳空间，箱体200可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体200可以包括第一部分210和第二部分220，第一部分210与第二部分220相互盖合，第一部分210和第二部分220共同限定出用于容纳电池单体100的容纳空间。第二部分220可以为一端开口的空心结构，第一部分210可以为板状结构，第一部分210盖合于第二部分220的开口侧，以使第一部分210与第二部分220共同限定出容纳空间；第一部分210和第二部分220也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分210的开口侧盖合于第二部分220的开口侧。当然，第一部分210和第二部分220形成的箱体200可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池1000中，电池单体100可以是多个，多个电池单体100之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体100中既有串联又有并联。多个电池单体100之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体100构成的整体容纳于箱体200内；当然，电池1000也可以是多个电池单体100先串联或并联或混联组成电池1000模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体200内。电池1000还可以包括其他结构，例如，该电池1000还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体100之间的电连接。
其中，每个电池单体100可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体100可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体100的分解结构示意图。电池单体100是指组成电池1000的最小单元。如图3，电池单体100包括有端盖30、壳体11、电极组件20以及其他的功能性部件。
端盖30是指盖合于壳体11的开口112处以将电池单体100的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖30的形状可以与壳体11的形状相适应以配合壳体11。可选地，端盖30可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖30在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体100能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖30上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件20电连接，以用于输出或输入电池单体100的电能。在一些实施例中，端盖30上还可以设置有用于在电池单体100的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖30的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖30的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体11内的电连接部件与端盖30，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体11是用于配合端盖30以形成电池单体100的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件20、电解液以及其他部件。壳体11和端盖30可以是独立的部件，可以于壳体11上设置开口112，通过在开口112处使端盖30盖合开口112以形成电池单体100的内部环境。不限地，也可以使端盖30和壳体11一体化，具体地，端盖30和壳体11可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体11的内部时，再使端盖30盖合壳体11。壳体11可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体11的形状可以根据电极组件20的具体形状和尺寸大小来确定。壳体11的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件20是电池单体100中发生电化学反应的部件。壳体11内可以包含一个或更多个电极组件20。电极组件20主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件20的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳21。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池1000的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳21连接电极端子以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例，请参照图4，本申请提供了一种电池壳10。电池壳10包括：壳体11和散热凹部12。壳体11内部设有容纳腔111。散热凹部12设于壳体11朝向和/或背向容纳腔111的至少一面上。其中，散热凹部12沿壳体11的厚度方向延伸但不贯穿壳体11。
散热凹部12是指在壳体11的一面上呈凹陷结构，比如：孔状或槽状等结构。在壳体11上开设散热凹部12，能减薄散热凹部12所处位置的壳体11厚度，缩短热量的行进路径。散热凹部12的形状可有多种设计，比如：圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形等，当然，也可设计成不规则形状。
散热凹部12可开设于壳体11的内表面（即朝向容纳腔111的一面），也可开设于壳体11的外表面（即背向容纳腔111的一面）。当散热凹部12开设于壳体11的外表面上时，不仅能提高散热效率，而且不会影响电极组件20在膨胀时因大面受力不均而导致电极组件20表面出现凹印等问题。
散热凹部12沿壳体11的厚度方向延伸，但不贯穿壳体11，即散热凹部12在壳体11上为不通透。比如：当散热凹部12设置在壳体11的外表面时，散热凹部12一端不与容纳腔111相通；当散热凹部12设置在壳体11的内表面时，散热凹部12一端则不与外界相通。
壳体11的形状也有多种设计，比如：壳体11可设计为圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。当壳体11设计成圆柱体状时，不管是壳体11的外表面，还是壳体11的内表面均具有两个面，一为圆形底表面；一为圆弧侧表面。当壳体11设计为多边形柱结构时，壳体11的外表面或内表面均具有多个面，此时，散热凹部12则可设置在其中一个面上，也可设置在所有的面上等。
另外，壳体11可设计成可打开的封闭结构，即容纳腔111上没有开口112。此时在电池单体100装配时，可不设置端盖30等结构；当然，壳体11也可设计成敞口结构，即容纳腔111上设置开口112，端盖30封盖在开口112上。
在壳体11朝向和/或背向容纳腔111的至少一面上开设散热凹部12，使得该面上具有不通透的“天窗”结构。这样缩短容纳腔111内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池1000寿命。同时，在实现有效散热的前提下，无需引入额外结构，不仅有利于减轻电池单体100重量，而且不会变相影响电极组件20的群裕度，保证电池单体100的性能稳定。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，在壳体11的至少一面上。散热凹部12为多个，且全部散热凹部12间隔排布。
壳体11的至少一面上中的“面”可为壳体11内表面中的一个面；也可为壳体11外表面中的一面。为便于理解，以方形电池单体100为例，壳体11的至少一面可为外表面的五个面（包括底表面）中至少一个；或者为内表面的五个面中至少一个。
散热凹部12在壳体11上的间隔排布方式有多种设计，比如：多个散热凹部12呈矩阵方式间隔排列；或者，多个散热凹部12呈多层圆环结构排列等。
在壳体11的至少一面上间隔排列多个散热凹部12，使得该面呈蜂窝状结构，进一步加快热量散热效率，提升电池单体100的使用寿命和性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，壳体11沿第一方向S1的端部设有与容纳腔111连通的开口112。壳体11绕开口112周向的任一面上均具有第一区域13及分别位于第一区域13沿第一方向S1上两侧的第二区域14。第一区域13及两个第二区域14中均间隔设有多个散热凹部12。
壳体11绕开口112周向的任一面可理解为壳体11上的周向侧面，即壳体11上除了与开口112背向的一面外的面。壳体11绕开口112周向的面可为一个，比如：圆弧曲面等；也可为多个，比如：方形电池单体100中，壳体11绕开口112周向的面具有四个面。
两个第二区域14在第一方向S1上分别位于第一区域13的相对两侧上，即两个第二区域14中，一个更靠近开口112设置，另一个更靠近壳体11的底部。而第一区域13则更靠近壳体11的中部。
第一区域13与第二区域14之间界限可根据实际电池单体100结构而定，比如：第二区域14可定义为端盖30与电极组件20之间间隙在壳体11上的投影区域。同时，第一区域13与第二区域14之间可具有一定间距，当然，也可将第一区域13与第二区域14紧贴设置等。
沿第一方向S1在壳体11上划分区域，这样在设置散热凹部12时，可以很好根据电流分布及热量分布情况对散热凹部12的分布密度和形状大小进行了调整，以使得壳体11上的散热分布更加合理。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，各个第二区域14中散热凹部12的分布密度均大于第一区域13中散热凹部12的分布密度。
散热凹部12的分布密度是指单位面积中散热凹部12的分布数量，其与散热凹部12的尺寸和相邻两个散热凹部12之间的间距有关，比如：以圆形的散热凹部12为例，在第二区域14中，散热凹部12的直径记为A1，相邻两个散热凹部12之间的圆心距记为A2。此时，第二区域14中的分布密度应为：S1=π*（A1/2）2/（A2）2；在第一区域13中，散热凹部12的直径记为A3，相邻两个散热凹部12之间的圆心距记为A4。此时，第一区域13中的分布密度应为：S2=π*（A3/2）2/（A4）2。其中，第一区域13中散热凹部12的直径可大于第二区域14中散热凹部12的直径。
由于壳体11顶部与极耳21相对，且极耳21作为焊接接触以及电流交汇的区域，其发热量较为严重，因此，壳体11顶部处的发热量会更大。同时，壳体11靠近底部的区域中，由于边缘效应的存在，往往会伴随析锂的发生。为此，将两个第二区域14中散热凹部12的分布密度增加，有利于加快壳体11顶部和底部上的散热。
第二区域14中散热凹部12的分布密度大于第一区域13中散热凹部12的分布密度，使得壳体11靠近顶部和底部上的散热效果更佳，以保证电池壳10的散热分布更加均匀。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，在壳体11绕开口112周向且与第二方向S2平行设置的至少一面上，靠近开口112的第二区域14中设有至少一个导热结构15，导热结构15所在位置用于与电极组件20的极耳21对应。其中，第二方向S2为开口112的长度方向并与第一方向S1相交。
导热结构15是指能够驱使极耳21所处位置上的热量有效传动出的结构，比如：导热结构15可为槽或孔状结构，也可为制冷结构，如半导体制冷片等部件。
第二方向S2是指开口112的长度方向，当然也可理解为端盖30的长度方向。而平行于第二方向S2的壳体11上的面即为与端盖30长度平行的一面，以方形电池单体100为例，平行于第二方向S2壳体11的面为电池壳10的大面等。具体到一些实施例中，第一方向S1与第二方向S2为垂直设置。
在与极耳21对应的位置上设置导热结构15，增加该位置处的散热效率，保证电池单体100的散热更加均匀。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，导热结构15包括至少两个导热环槽151。全部导热环槽151沿导热结构15的径向依次间隔套设。
沿导热结构15的径向依次间隔套设应理解为：导热结构15包括至少两个导热环槽151，这些导热环槽151按照一个套一个方式进行排列。为便于理解，以三个导热环槽151为例，一个导热环槽151套在另一个导热环槽151外，最后一个导热环槽151则套在两个的导热环槽151外。
导热环槽151的形状可设计成圆环状，也可设计成多变形环状结构。
将导热结构15设计成多环状结构，便于加快极耳21处产生的热量，以缓解极耳21处发热温升大的问题。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，导热环槽151的深度沿导热结构15的径向向外逐渐减小。
导热结构15的径向向外应理解为：导热结构15为多环状结构，位于最内的导热环槽151指向最外的导热环槽151的方向为导热结构15的径向向外。而导热环槽151的深度沿导热结构15的径向向外逐渐减小是指从位于最内的导热环槽151至最外的导热环槽151，其深度值逐渐减小。
将导热环槽151的深度，由内圈至外圈逐渐减小，以便于导热结构15适应不同发热量的区域，使得散热更加均匀。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，导热结构15包括两个。两个导热结构15所在位置分别与电极组件20上两个极耳21一一对应。
两个导热结构15所在位置与两个极耳21一一对应是指一个导热结构15则对应将极耳21处所产生的热量直接有效传导出，即：一个导热结构15与正极极耳对应；另一个导热结构15与负极极耳对应。具体到一些实施例中，导热结构15的位置可为极耳21在壳体11上的投影区域。
将导热结构15与极耳21一一对应设置，使得两个极耳21处的发热均能有效传导出，提高电池单体100的散热效率。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，壳体11绕开口112周向的面包括两个平行于第二方向S2的第一侧面113、以及连接于两个第一侧面113的两个第二侧面114。两个第一侧面113及两个第二侧面114上均间隔设有散热凹部12。
第一侧面113和第二侧面114均可为平面，也可为曲面。当第一侧面113和第二侧面114均为平面时，壳体11则呈现四边形结构。具体到一些实施例中，壳体11为方形结构。
第一侧面113和第二侧面114之间的连接方式可为但不限于焊接、粘接、一体成型方式。其中，一体成型为压铸、铸造、冲压等。
散热凹部12分别在第一侧面113和第二侧面114上的分布也具有三个区域，如：第一侧面113和第二侧面114上沿第一方向S1上均具有第一区域13和两个第二区域14。第一区域13和两个第二区域14中间隔排列多个散热凹部12。
将壳体11绕开口112外围的面设计为两个第一侧面113和两个第二侧面114，并在第一侧面113和第二侧面114上均设置多个散热凹部12，便于壳体11的周向散热更加均匀、有效。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，在第一侧面113上，第一区域13中散热凹部12的深度为第一侧面113的壳体11厚度的0.06~0.4。
第一区域13中散热凹部12的深度与第一侧面113的壳体11厚度之间的比值可为但不限于0.06、0.1、0.14、0.18、0.22、0.26、0.30、0.4等。
在第一侧面113上，合理控制第一区域13中散热凹部12的深度，在保证有效散热的前提下，也保证第一侧面113上结构强度，避免因电极组件20膨胀而导致整体结构易变形。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，在第一侧面113上，第二区域14中散热凹部12的深度为第一侧面113的壳体11厚度的0.06~0.3。
第二区域14中散热凹部12的深度与第一侧面113的壳体11厚度之间的比值可为但不限于0.06、0.1、0.14、0.18、0.22、0.26、0.30等。另外，相比之下，第一区域13中散热凹部12的深度上限值可更深设计。
在第一侧面113上，合理控制第二区域14中散热凹部12的深度，在保证有效散热的前提下，同样保证第一侧面113上结构强度，避免因电极组件20膨胀而导致整体结构易变形。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图5，在第二侧面114上，第一区域13中散热凹部12的深度为第二侧面114的壳体11厚度的0.1~0.4。
第一区域13中散热凹部12的深度与第二侧面114的壳体11厚度之间的比值可为但不限于0.1、0.14、0.18、0.22、0.26、0.30、0.34、0.38、0.40等。
在第二侧面114上，合理控制第一区域13中散热凹部12的深度，在保证有效散热的前提下，保证第二侧面114上结构强度，避免因电极组件20膨胀而导致整体结构易变形。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图5，在第二侧面114上，第二区域14中散热凹部12的深度为第二侧面114的壳体11厚度的0.05~0.55。
第二区域14中散热凹部12的深度与第二侧面114的壳体11厚度之间的比值可为但不限于0.05、0.1、0.14、0.18、0.22、0.26、0.30、0.34、0.38、0.40、0.45、0.50、0.55等。
在第二侧面114上，合理控制第二区域14中散热凹部12的深度，在保证有效散热的前提下，同样也保证第二侧面114上结构强度，避免因电极组件20膨胀而导致整体结构易变形。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图6，壳体11背向开口112的面包括底面115。底面115上间隔设有多个散热凹部12。
散热凹部12在底面115上的间隔排布方式有多种设计，比如：多个散热凹部12呈矩阵方式间隔排列；或者，多个散热凹部12呈多层圆环结构排列等。
由于底面115通常会受到热辐射，因此，在底面115上开设散热凹部12，有利于加快流体与电芯的热交换。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图6，在底面115上，散热凹部12的深度为底面115的壳体11厚度的0.1~0.5。
底面115的壳体11厚度一般较厚，因此，将散热凹部12的深度控制为底面115的壳体11厚度的0.1~0.5。底面115上的散热凹部12的深度与底面115的壳体11厚度之间的比值可为但不限于0.1、0.14、0.18、0.22、0.26、0.30、0.34、0.38、0.40、0.45、0.50等。
合理控制底面115上散热凹部12的深度，在保证有效散热的前提下，同样也保证底面115上的结构强度，避免因电极组件20膨胀而导致整体结构易变形。
根据本申请的一些实施例，可选地，全部散热凹部12均设于壳体11背向容纳腔111的外表面上。
全部的散热凹部12均位于壳体11的外表面上，一来能提升电池单体100的外观效果；二来避免影响电池单体100内部的结构。
将散热凹部12开设于壳体11的外表面上，不仅能提高散热效率，而且不会影响电极组件20在膨胀时因大面受力不均而导致电极组件20表面出现凹印等问题。
根据本申请的一些实施例，请参照图3，本申请提供了一种电池单体100，包括：电极组件20和以上任一方案中的电池壳10。电极组件20收容于容纳腔111内。
电池单体100还包括端盖30。端盖30盖设于壳体11的开口112上，为电极组件20提供封闭的环境。端盖30上设有极柱31，极柱31与电极组件20上的极耳21电连接。
上述电池单体100，采用以上的电池壳10，在设置有散热凹部12处，减薄壳体11的厚度，缩短容纳腔111内热量的传导路径，保证热量扩散行进路径较短，实现有效、快速散热，有利于提高电池1000寿命。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池1000。电池1000包括以上的电池单体100。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种用电装置。用电装置包括以上的电池1000，电池1000用于提供电能。
用电装置可以是前述任一应用电池1000的设备或系统。
根据本申请的一些实施例，请参照图3至图6，本申请提供了一种电池1000。电池1000由壳体11、端盖30、电极组件20组成，在壳体11的第一侧面113、第二侧面114、底面115均开有不通透的蜂窝煤状的散热凹部12。在第一侧面113上，第二区域14中（两端处），散热凹部12分布密度较大，直径为A1，相邻两圆圆心距为A2，则分布密度S1=π*（A1/2）²/A2²。在极耳21处采用多圆环形状的导热结构15，以缓解极耳21处发热温升大问题，且从内圈到外圈深度依次减小；散热凹部12的深度为第一侧面113上壳体11厚度的0.06~0.3。第一区域13中（中部区域），散热凹部12分布密度较小，直径为A3，相邻两圆圆心距为A4，则分布密度S2=π*（A3/2）²/A4²。散热凹部12的深度为第一侧面113上壳体11厚度的0.06~0.4。
在第二侧面114上，第二区域14中，散热凹部12的深度为第二侧面114上壳体11厚度的0.05~0.55。第一区域13中，散热凹部12的深度为第二侧面114上壳体11厚度的0.1~0.4。在底面115上，散热凹部12的深度为第二侧面114上壳体11厚度的0.1~0.5。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (16)

1.一种电池壳(10)，其特征在于，包括：
壳体(11)，内部设有容纳腔(111)；
散热凹部(12)，设于所述壳体(11)朝向和/或背向所述容纳腔(111)的至少一面上；
其中，所述散热凹部(12)沿所述壳体(11)的厚度方向延伸但不贯穿所述壳体(11)，在所述壳体(11)的至少一面上，所述散热凹部(12)为多个，且全部所述散热凹部(12)间隔排布。
2.根据权利要求1所述的电池壳(10)，其特征在于，所述壳体(11)沿第一方向(S1)的端部设有与所述容纳腔(111)连通的开口(112)，所述壳体(11)绕所述开口(112)周向的任一面上具有第一区域(13)及分别位于所述第一区域(13)沿所述第一方向(S1)上两侧的第二区域(14)，所述第一区域(13)及两个所述第二区域(14)中均间隔设有多个所述散热凹部(12)。
3.根据权利要求2所述的电池壳(10)，其特征在于，各个所述第二区域(14)中所述散热凹部(12)的分布密度均大于所述第一区域(13)中所述散热凹部(12)的分布密度。
4.根据权利要求2所述的电池壳(10)，其特征在于，在所述壳体(11)绕所述开口(112)周向且与第二方向(S2)平行设置的至少一面上，靠近所述开口(112)的第二区域(14)中设有至少一个导热结构(15)，所述导热结构(15)所在位置用于与电极组件(20)的极耳(21)对应；
其中，所述第二方向(S2)为所述开口(112)的长度方向并与所述第一方向(S1)相交。
5.根据权利要求4所述的电池壳(10)，其特征在于，所述导热结构(15)包括至少两个导热环槽(151)，全部所述导热环槽(151)沿所述导热结构(15)的径向依次间隔套设。
6.根据权利要求5所述的电池壳(10)，其特征在于，所述导热环槽(151)的深度沿所述导热结构(15)的径向向外逐渐减小。
7.根据权利要求4所述的电池壳(10)，其特征在于，所述导热结构(15)包括两个，两个所述导热结构(15)所在位置分别与所述电极组件(20)上两个极耳(21)一一对应。
8.根据权利要求4所述的电池壳(10)，其特征在于，所述壳体(11)绕所述开口(112)周向的面包括两个平行于所述第二方向(S2)的第一侧面(113)、以及连接于两个所述第一侧面(113)的两个第二侧面(114)，两个所述第一侧面(113)及两个所述第二侧面(114)上均间隔设有所述散热凹部(12)。
9.根据权利要求8所述的电池壳(10)，其特征在于，在所述第一侧面(113)上，所述第一区域(13)中所述散热凹部(12)的深度为所述第一侧面(113)的壳体(11)厚度的0.06~0.4；和/或，
在所述第一侧面(113)上，所述第二区域(14)中所述散热凹部(12)的深度为所述第一侧面(113)的壳体(11)厚度的0.06~0.3。
10.根据权利要求8所述的电池壳(10)，其特征在于，在所述第二侧面(114)上，所述第一区域(13)中所述散热凹部(12)的深度为所述第二侧面(114)的壳体(11)厚度的0.1~0.4；和/或，
在所述第二侧面(114)上，所述第二区域(14)中所述散热凹部(12)的深度为所述第二侧面(114)的壳体(11)厚度的0.05~0.55。
11.根据权利要求2所述的电池壳(10)，其特征在于，所述壳体(11)背向所述开口(112)的面包括底面(115)，所述底面(115)上间隔设有多个所述散热凹部(12)。
12.根据权利要求11所述的电池壳(10)，其特征在于，在所述底面(115)上，所述散热凹部(12)的深度为所述底面(115)的壳体(11)厚度的0.1~0.5。
13.根据权利要求1-12任一项所述的电池壳(10)，其特征在于，全部所述散热凹部(12)均设于所述壳体(11)背向所述容纳腔(111)的外表面上。
14.一种电池单体(100)，其特征在于，包括：
如权利要求1-13任一项所述的电池壳(10)；
电极组件(20)，收容于所述容纳腔(111)内。
15.一种电池，其特征在于，包括权利要求14所述的电池单体(100)。
16.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求15所述的电池，所述电池用于提供电能。
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