CN217691533U - 电池组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池结构技术领域，提供一种电池组件，应用于储能电池中，包括内芯、导热件、盖帽和外壳，内芯具有极耳端，导热件与极耳端连接，盖帽与导热件连接；外壳形成有容置内芯的容纳腔，盖帽封闭容纳腔的开口；其中，导热件用于极耳端与盖帽之间的热量传导。本申请实施例的电池组件通过在内芯与盖帽之间设置导热件，导热件分别连接内芯的极耳端以及盖帽，以实现盖帽与内芯之间通过接触式导热的方式进行快速地热量传导，导热件可以将热量在内芯的极耳端与盖帽之间直接传导，导热效率高，极耳端上的热量能够被快速传导转移。

Description

电池组件

技术领域

本申请涉及电池结构技术领域，尤其提供一种电池组件。

背景技术

电池组件包括内芯和外壳，内芯的工作温度对电池组件性能、寿命以及安全性都有重要的影响。电池组件在温度过低时不允许充电或者需要限功率放电，而温度过高时不仅会影响电池的寿命，还有可能产生安全问题。

相关的电池组件中的电芯在充放电时，热量主要通过极耳导出，而极耳的尺寸有限，导致热量容易在极耳处集中，以使极耳处升温较高；同样的，当通过极耳对电芯加热时，热量也将在极耳处集中，导致极耳的温度高。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种电池组件，能够使得电池组件的散热效率和加热效率更高，避免热量在内芯的极耳处集中而导致极耳温度高的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：

本申请实施例提供了一种电池组件，应用于储能电池中，包括内芯、导热件、盖帽和外壳，内芯具有极耳端，导热件与极耳端连接，盖帽与导热件连接；外壳形成有容置内芯的容纳腔，盖帽封闭容纳腔的开口；其中，极耳端和盖帽之间形成有空隙，导热件填充于空隙，并用于在极耳端和盖帽之间实现热量传导。

本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供的电池组件，通过在内芯与盖帽之间设置导热件，导热件分别连接内芯的极耳端以及盖帽，以实现盖帽与内芯之间通过接触式导热的方式进行快速地热量传导。导热件可以将热量在内芯的极耳端与盖帽之间直接传导，导热效率高，极耳端上的热量能够被快速传导转移。当需要散热时，内芯通过极耳端散热，且极耳端上的热量能够通过导热件直接高效地传导到盖帽上，以使盖帽向外部散热，有效地提高了电池组件的散热效率，避免了热量在内芯的极耳端处集中而导致温度高的问题；当需要对电池组件进行加热时，可对盖帽进行加热，盖帽将热量通过导热件向外壳内部传导，同时，导热件直接将热量传导至内芯的极耳端，以实现对内芯加热的目的。

在一个实施例中，电池组件还包括热交换件，热交换件与盖帽连接，以与盖帽进行热交换。

通过采用上述的技术方案，设置热交换件与盖帽相连接，使盖帽能够通过热交换件高效地散热，同样的，当通过热交换件对盖帽进行加热，可以提高对内芯的加热效率。

在一个实施例中，电池组件还包括散热器，散热器设置于热交换件上。

通过采用上述的技术方案，在热交换件上设置散热器来提高热交换件的散热效率，进而提高内芯的散热效果，避免热量在极耳端的聚集而导致极耳端升温。

在一个实施例中，散热器上设有多个散热鳍片。

通过采用上述的技术方案，在散热器上设置散热鳍片来提高散热效率，散热鳍片能够增大散热面积，以提高与空气的热交换速率，进而实现提高内芯的散热效果。

在一个实施例中，电池组件还包括加热件，加热件设置于热交换件上。

通过采用上述的技术方案，在热交换件上设置加热件，当需要对内芯进行加热升温时，利用加热件对热交换件进行加热，以使热交换件将热量传导至盖帽，进而盖帽能够通过导热件传导至内芯的极耳端，以实现对内芯进行加热的目的。

在一个实施例中，内芯具有多个，每个内芯均具有与之一一对应的导热件和盖帽。

通过采用上述的技术方案，电池组件可以具有多个内芯，且各内芯均能够通过与之对应的导热件和盖帽来实现散热或加热的目的。

在一个实施例中，电池组件还包括与极耳端电性连接的转接件。

通过采用上述的技术方案，利用转接件将各内芯的极耳端相串联或相并联，以实现电池组件的多个内芯的整体性。

在一个实施例中，热交换件为导热硅胶层。

通过采用上述的技术方案，利用导热硅胶层作为热交换件，导热硅胶层具有超强的导热效果，能够有效地提高盖帽的散热效率以及加热件通过导热硅胶层对盖帽的加热效率。

在一个实施例中，导热硅胶层包覆于盖帽。

通过采用上述的技术方案，将导热硅胶层包覆于盖帽设置，以使导热硅胶层能够对整个盖帽进行导热再散热，或加热时能够将热量向整个盖帽进行传递，以提高盖帽与导热硅胶层之间的热交换效率；同时，由于导热硅胶层还具有绝缘性，将导热硅胶层包覆于盖帽能够提高电池组件的绝缘效果，以提高安全性能。

在一个实施例中，导热件为导热硅胶。

通过采用上述的技术方案，将导热硅胶作为导热件并填充于内芯与盖帽之间，既提高了内芯的极耳端与盖帽之间的热交换效率，又能够提高内芯与盖帽之间的绝缘效果，以防止内芯漏电，提高安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电池组件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池组件的外壳和盖帽的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第一种电池组件的内部结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第二种电池组件的内部结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第三种电池组件的内部结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种具有散热器的储能电池的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种具有加热件的储能电池的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10-电池组件 11-内芯 12-导热件

13-盖帽 14-极耳端 15-外壳

151-容纳腔 20-热交换件 30-加热件

40-转接件 50-散热器 51-散热鳍片

100-储能电池。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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。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。

电池组件的内芯工作温度对电池组件性能、寿命以及安全性都有重要的影响，电池组件的内芯在充放电时，热量主要是通过内芯的极耳导出；但是极耳的尺寸有限，极耳传导热量的速率较低，从而在散热时内芯散发的热量容易在极耳处集中，以使极耳处的升温较高；同样的，当通过极耳对内芯加热时，热量经由盖帽向内芯处传导的过程中，热量也将在极耳处集中，导致极耳的温度升高。

由此，本申请实施例的目的是提供一种电池组件，能够使得电池组件的散热效率和加热效率更高，避免热量在内芯的极耳处集中而导致极耳温度高的问题。

请参考图1-图3，本申请实施例提供了一种电池组件10，应用于储能电池100中，包括内芯11、导热件12、盖帽13和外壳15，内芯11具有极耳端14，导热件12与极耳端14连接，盖帽13与导热件12连接；外壳15形成有容置内芯11的容纳腔151，盖帽13封闭容纳腔151的开口；其中，极耳端14和盖帽13之间形成有空隙，导热件12填充于空隙，并用于在极耳端14和盖帽13之间实现热量传导。

电池组件10用于储存电能，电池组件10包括多个电芯，电芯一般分为铝壳电芯、软包电芯和圆柱电芯三种；以圆柱电芯为例，圆柱电芯具有内芯11，内芯11具有正极和负极，极耳端14位于内芯11的正极的一端，或者是位于内芯11的负极的一端，即极耳端14为内芯11充放电时的触点端。内芯11分为电化学内芯、卷芯等，本申请实施例以卷芯为例进行描述；其中，卷芯是指以卷绕方式组合形成的内芯11，卷芯的端部即为极耳端14，利用极耳端14直接与导热件12向连接，使得极耳端14与导热件12具有更大的接触面积，导热效率高，能够避免热量在极耳端14堆积的问题。可以理解地，盖帽13的表面积大于极耳端14的表面积，以实现盖帽13封盖于极耳端14实现绝缘的目的。本申请实施例中的外壳15可以采用铝壳。

内芯11的工作温度对电池组件10性能、寿命以及安全性都有重要的影响，温度过高或温度过低都会影响内芯11的正常运行，因此，内芯11需要在适宜的温度下工作；当内芯11温度过高时，需要进行散热，当温度过低时，需要利用外部设备对内芯11进行加热，以使内芯11的温度始终保持在一定的温度范围内。当内芯11进行散热时，热量的传导方向是由内芯11传导至极耳端14，再由极耳端14通过导热件12传导至盖帽13，以使盖帽13能够与外部的空气进行热交换，从而实现散热的目的；当内芯11需要加热时，热量的传导方向是由外部设备对盖帽13进行加热以传导热量，热量经由导热件12向内芯11的极耳端14和内芯11进行传导，从而实现加热的目的。

其中，导热件12能够将极耳端14上的热量通过接触式传导的方式传导到盖帽13上，或将盖帽13上的热量通过接触式传导的方式传导到极耳端14；同时导热件12也能够将内芯11的热量通过接触式传导的方式直接传导至盖帽13上，或者将盖帽13上的热量通过接触式传导的方式直接传导至内芯11；即导热件12的作用相当于为极耳端14导热，以将热量在内芯11与盖帽13间传导，导热件12能够分担极耳端14的热量，有效地提高了内芯11与盖帽13之间的热量传导效率，从而使得热量不会在极耳端14上聚集，避免了极耳端14因尺寸有限导致热量传导不及时而造成的升温的问题。

可以理解地，上述的导热件12是用来传导热量的零部件，导热件12可以采用硅胶、硅脂、矽胶布、导热胶带、石墨片等多种材质，本申请实施例中可以采用导热硅胶作为导热件12使用，导热硅胶既能够传导热量，同时也具有绝缘性，使得导热件12在提高导热效率的同时也不会发生漏电现象。例如，在一个实施例中，导热件12为导热硅胶，导热硅胶填充于内芯11与盖帽13之间。将导热件12采用导热硅胶，利用导热硅胶的卓越的导热性能、抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，使得导热件12既能够高效地传导极耳端14与盖帽13之间的热量，同时也能够提高盖帽13的绝缘性，保障了电池组件10的使用安全。

上述的盖帽13用于设置在外壳15上且用于封闭容纳腔151的开口，这样盖帽13便将内芯11封闭于容纳腔151内，且使内芯11和极耳端14与外部绝缘；同时，盖帽13具有导热的效果，能够将内芯11的热量通过盖帽13传导至外部，或将外部的热量传导至内芯11。

本申请实施例提供的电池组件10，通过在内芯11与盖帽13之间设置导热件12，导热件12分别连接内芯11的极耳端14以及盖帽13，以实现盖帽13与内芯11之间的热量传导；同时，导热件12与极耳端14相连接，导热件12与极耳端14的接触面积更大，因此导热效率更高；当需要散热时，内芯11通过极耳端14散热，且极耳端14上的热量通过导热件12传导到盖帽13上，以使盖帽13向外部散热，有效地提高了电池组件10的散热效率。当需要对电池组件10进行加热时，可对盖帽13进行加热，使得盖帽13将热量通过导热件12向外壳15内传导，且导热件12将热量传导至内芯11的极耳端14，以实现对内芯11加热的目的。

请参考图4，在一个实施例中，电池组件10还包括热交换件20，热交换件20与盖帽13连接，以与盖帽13进行热交换。通过设置热交换件20并与盖帽13相连接，热交换件20可以与盖帽13之间通过接触式传导的方式相互传导热量。当内芯11需要散热时，热量从内芯11处散发，并由极耳端14向导热件12进行传导，导热件12将热量传导至盖帽13上，并由盖帽13将热量传导至热交换件20上，由热交换件20与外部的空气进行热交换以散热；通过设置热交换件20来与盖帽13进行接触换热，由于盖帽13体积较小，与外部空气的接触面积也较小，利用热交换件20来传导盖帽13上的热量，并由盖帽13外侧且体积较大的热交换件20来与空气进行换热以实现散热，有效地提高了散热效率。当内芯11需要加热时，由外部的设备对热交换件20进行加热，以使热交换件20将热量传导至盖帽13，再由盖帽13将热量通过导热件12传导至内芯11的极耳端14处以实现对内芯11加热；通过对热交换件20进行加热，盖帽13通过热交换件20的热量传导作用进行加热，加热效果好。可以理解地，热交换件20具有绝缘性，以便于在进行导热时，还能够实现绝缘，有效地提高了电池组件10的安全性。

具体的，上述的热交换件20是用来与盖帽13进行交换和传递热量的零部件，热交换件20可以采用导热硅胶片，导热硅脂，导热矽胶布，导热胶带，导热粘接胶，相变材料，导热灌封胶等导热性能良好的结构。本申请实施例中以导热硅胶材质结构作为热交换件20进行使用，例如导热硅胶片结构，将导热硅胶片贴设于盖帽13的外表面上，以增大与外部空气的接触面积，提高散热效果；或者，热交换件20为若干的导热硅胶条，将各导热硅胶套分别设置在盖帽13上，既实现了导热硅胶条与盖帽13之间的热交换，各导热硅胶条之间又呈间隙地设置，使得各导热硅胶条之间与外部空气均能够进行热交换，有效地提高了与空气的接触面积；或者，热交换件20采用导热硅胶层结构，将导热硅胶层覆设于盖帽13外侧，以使盖帽13通过导热硅胶层与外部空气进行热交换。

请参考图4，在一个实施例中，热交换件20为导热硅胶层。导热硅胶层具有卓越的导热性能、抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，并具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能，导热硅胶层可持续在-60℃至280℃的温度环境下使用且保持性能。因此，利用导热硅胶层作为热交换件20且覆设于盖帽13外侧，既能够高效的传导热量以快速散热或快速加热，同时也能够提高盖帽13的绝缘性，进而防止电池组件10发生漏电的现象，有效地提高了电池组件10的安全性。

请参考图4，在一个实施例中，导热硅胶层包覆于盖帽13。将导热硅胶层包覆于盖帽13设置，以使导热硅胶层能够对整个盖帽13进行导热以散热，或加热时能够将热量向整个盖帽13进行传递，以提高盖帽13与导热硅胶层之间的热交换的效率；同时，由于导热硅胶层还具有绝缘性，将导热硅胶层包覆于盖帽13能够提高电池组件10的绝缘效果，以提高安全性能。

请参考图4，在一个实施例中，电池组件10还包括散热器50，散热器50设置于热交换件20上。通过在热交换件20上设置散热器50来提高热交换件20的散热效率，当内芯11需要散热时，内芯11散发的热量通过极耳端14传导至导热件12上，并通过导热件12传导至盖帽13上，经由盖帽13将热量传导至热交换件20，然后通过散热器50将热交换件20上的热量进行快速散发，进而有效地提高了内芯11的散热效果，提高了极耳端14与导热件12以及盖帽13之间的导热速率，有效地避免了热量在极耳端14的聚集而导致极耳端14升温。其中，上述的散热器50可以采用辐射散热结构、对流散热结构等其他常见的用于散热的结构，散热器50的具体构造不在本实施例中进行限定，可根据实际需求定制。

请参考图4，在一个实施例中，散热器50上设有多个散热鳍片51。通过在散热器50上设置散热鳍片51来提高散热效率，散热鳍片51能够增大散热面积，以提高与空气的热交换速率，进而提高内芯11的散热效果。具体地，各散热鳍片51间隔地设置在散热器50上，从而各散热鳍片51能够互不影响地与外部空气进行热交换散热。散热鳍片51可以为导热硅胶片、铜片等具有良导热性材质的片体结构；其中，散热鳍片51的结构可以呈弧形片体结构，以在有限的空间范围内增大散热鳍片51与空气的接触面积，提高散热效率；或者，散热鳍片51可以呈宽度逐级增大的片体结构，且散热鳍片51的小头一端连接于热交换件20，这样，散热鳍片51可通过与热交换件20接触导热，并在大头一端快速散热。

请参考图5，在一个实施例中，电池组件10还包括加热件30，加热件30设置于热交换件20上。通过在热交换件20上设置加热件30，当需要对内芯11进行加热升温时，利用加热件30即可对热交换件20进行加热操作；加热件30首先对热交换件20进行加热，热交换件20将热量传导至相接触的盖帽13上，且经由盖帽13传导至导热件12上，以使导热件12将热量传导至内芯11的极耳端14以实现对内芯11进行加热，使得内芯11加热至适宜的温度范围内进行工作，防止电芯因温度过低而无法放电或限额工作的问题。其中，加热件30可以采用加热电阻丝、加热膜等加热结构，本申请实施例中以加热膜为例进行说明，将加热膜直接贴覆于热交换件20上，当需要对内芯11加热时，启动加热膜以发热，热量经由热交换件20至盖帽13，再通过导热件12传导至内芯11的极耳端14上，以实现对内芯11的加热。

请参考图2至图7，在一个实施例中，内芯11具有多个，每个内芯11均具有与之一一对应的导热件12和盖帽13。可以理解地，外壳15的数量也为多个，各外壳15分别开设有容纳腔151，且容纳腔151用于容纳各自对应的内芯11，各内芯11均能够通过与之对应的导热件12来与盖帽13进行热交换，进而实现散热或加热的目的。在本申请实施例的具体实施方式中，可在各内芯11各自对应的盖帽13外均设置热交换件20，其中，可以分别对应每个盖帽13均设置有独立的热交换件20，或者，可以设置一个完整的热交换件20，以同时连接多个盖帽13。以热交换件20为导热硅胶层为例，将硅胶从上至下地灌入到各盖帽13之间，以使之形成导热硅胶层并包覆于各个盖帽13。具体地，在热交换件20外可分别设置散热器50和加热件30，以满足内芯11的散热或加热需求。

请参考图3至图7，在一个实施例中，电池组件10还包括与极耳端14电性连接的转接件40。利用转接件40将多个内芯11的各个极耳端14相串联或相并联，以实现电池组件10的多个内芯11的整体性。具体地，转接件40可以采用转接板，利用转接板将各内芯11的正极的极耳端14相电性连接，且将各内芯11的负极的极耳端14相电芯连接，以实现多个电芯组合形成电池组件10。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池组件，应用于储能电池中，其特征在于，包括：

内芯，具有极耳端；

导热件，与所述极耳端连接；

盖帽，与所述导热件连接；

外壳，形成有容置所述内芯的容纳腔，所述盖帽封闭所述容纳腔的开口；

其中，所述极耳端和所述盖帽之间形成有空隙，所述导热件填充于所述空隙，并用于在所述极耳端和所述盖帽之间实现热量传导。

2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于：所述电池组件还包括热交换件，所述热交换件与所述盖帽连接，以与所述盖帽进行热交换。

3.根据权利要求2所述的电池组件，其特征在于：所述电池组件还包括散热器，所述散热器设置于所述热交换件上。

4.根据权利要求3所述的电池组件，其特征在于：所述散热器上设有多个散热鳍片。

5.根据权利要求2所述的电池组件，其特征在于：所述电池组件还包括加热件，所述加热件设置于所述热交换件上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池组件，其特征在于：所述内芯具有多个，每个所述内芯均具有与之一一对应的所述导热件和所述盖帽。

7.根据权利要求6所述的电池组件，其特征在于：所述电池组件还包括与所述极耳端电性连接的转接件。

8.根据权利要求2-5任一项所述的电池组件，其特征在于：所述热交换件为导热硅胶层。

9.根据权利要求8所述的电池组件，其特征在于：所述导热硅胶层包覆于所述盖帽。

10.根据权利要求1-5任一项所述的电池组件，其特征在于：所述导热件为导热硅胶。

Images