CN218414902U - 电池包以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池包以及用电装置,电池包包括:箱体,所述箱体限定出密封腔;极柱,设置于所述箱体;分隔组件,所述分隔组件设于所述密封腔内并将所述密封腔分隔为多个独立的子密封腔;电极组件,至少部分所述子密封腔内设置有所述电极组件,所述电极组件与所述极柱电连接。由此,通过将多个电极组件设置在电池包的箱体内,电池包的箱体作为电极组件的外壳,与相关技术相比,省去了电芯外部的壳体,增加了电池包内安装电极组件的装配空间,可以提升电池包的能量密度,还可以简化电池包生产工艺。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,尤其是涉及一种电池包以及具有该电池包的用电装置。
背景技术
相关技术中,电池包内设置有电池模组,电池模组包括多个电芯,电池模组具有端板、侧板等结构件,每个电芯均设置有独立的箱体,每个电芯的箱体、电池模组的端板、侧板等结构件占据了电池包内体积,降低了电池包的能量密度,也增加了电池包的生产工艺复杂度。
实用新型内容
本申请旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此,本申请的一个目的在于提出了一种电池包,该电池包增加了电池包内安装电极组件的装配空间,可以提升电池包的能量密度,还可以简化电池包生产工艺。
本申请进一步地提出了一种用电装置。
第一方面,本申请实施例提供一种电池包,包括:
箱体,箱体限定出密封腔;
极柱,设置于箱体;
分隔组件,分隔组件设于密封腔内并将密封腔分隔为多个独立的子密封腔;
电极组件,至少部分子密封腔内设置有电极组件,电极组件与极柱电连接。
在上述技术方案中,通过将多个电极组件设置在电池包的箱体内,电池包的箱体作为电极组件的外壳,与相关技术中相比,省去了电芯外部的壳体,增加了电池包内安装电极组件的装配空间,可以提升电池包的能量密度,还可以简化电池包生产工艺。
在一些实施例中,分隔组件包括:分隔板,分隔板将密封腔分隔为多个沿电池包长度方向并排布置的子密封腔。
在上述技术方案中,通过设置分隔板,可以将密封腔分隔为多个沿电池包长度方向并排布置的子密封腔,实现在箱体内布置多个子密封腔效果。
在一些实施例中,分隔板为多个,多个分隔板沿电池包长度方向依次间隔开。
在上述技术方案中,通过设置多个分隔板,增加了箱体内子密封腔的数量,实现在箱体内布置更多子密封腔效果,可以在箱体内布置布置更多电极组件,进一步提升电池包的能量密度。
在一些实施例中,电极组件具有多个外表面,多个外表面中面积最大的外表面与分隔板相对设置。
在上述技术方案中,通过电极组件的多个外表面中面积最大的外表面与分隔板相对设置,能够提升电池包结构强度,电池包受到侧碰时,电池包变形量更小,有利于降低电池包因挤压发生热失控风险,提升电池包使用安全性。
在一些实施例中,分隔组件包括:分隔板,分隔板将密封腔分隔为多个沿电池包高度方向并排布置的子密封腔。
在上述技术方案中,通过分隔板将密封腔分隔为多个沿电池包高度方向并排布置的子密封腔,实现在箱体内布置多个子密封腔效果,能够提升电池包的纵向空间利用率,电池包安装于车辆上后,降低电池包侵占车内空间效果,保证车辆底盘的离地间隙,提升车辆的道路通过性。
在一些实施例中,分隔板为多个,多个分隔板沿电池包高度方向依次间隔开。
在上述技术方案中,通过多个分隔板沿电池包高度方向依次间隔开,增加了箱体内子密封腔的数量,实现在箱体内布置更多子密封腔效果,可以在箱体内布置更多电极组件,进一步提升电池包的能量密度。
在一些实施例中,分隔组件还包括:
间隔板,至少一个子密封腔内设有间隔板,间隔板将相应的子密封腔分隔为多个沿电池包长度方向并排布置的装配腔,装配腔用于安装电极组件。
在上述技术方案中,通过在至少一个子密封腔内设有间隔板,间隔板将相应的子密封腔分隔为多个沿电池包长度方向并排布置的装配腔,能够提升电池包的结构强度,也能够进一步提升电池包的能量密度,还能够提升电池包使用安全性。
在一些实施例中,每个子密封腔内均设有间隔板,且相邻两个子密封腔内的装配腔一一对应。
在上述技术方案中,通过在每个子密封腔内均设有间隔板,且相邻两个子密封腔内的装配腔一一对应,能够进一步提升电池包的结构强度,也能够进一步提升电池包的能量密度,还能够进一步提升电池包使用安全性。
在一些实施例中,电极组件具有多个外表面,多个外表面中面积最大的外表面与分隔板相对设置。
在上述技术方案中,通过电极组件的多个外表面中面积最大的外表面与分隔板相对设置,能够减小相邻电极组件间的相对面积,减小了相邻电极组件间的热传递,有利于降低电池包发生热失控风险。
在一些实施例中,分隔组件还包括:
间隔板,间隔板与分隔板交叉设置,间隔板将相应的子密封腔分隔为多个沿电池包长度方向并排布置的装配腔,装配腔用于安装电极组件。
在上述技术方案中,通过间隔板与分隔板交叉设置,间隔板将相应的子密封腔分隔为多个沿电池包长度方向并排布置的装配腔,能够提升电池包的结构强度,也能够进一步提升电池包的能量密度,还能够提升电池包使用安全性。
在一些实施例中,分隔板用于支撑电极组件,分隔板的厚度为D1,间隔板的厚度为D2,满足关系式D2<D1。
在上述技术方案中,由于分隔板用于支撑电极组件,通过将设置D2<D1,能够降低分隔板变形、断裂风险,可以使分隔板可靠支撑电极组件,也能够减小间隔板占据的装配空间,可以进一步提升电池包的能量密度。
在一些实施例中,分隔板和箱体中的至少一个设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构。
在上述技术方案中,通过分隔板和箱体中的至少一个设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构,能够使分隔板和箱体中的至少一个具有换热作用和/或隔热作用和/或缓冲作用。
在一些实施例中,间隔板上设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构。
在上述技术方案中,通过在间隔板上设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构,能够使间隔板具有换热作用和/或隔热作用和/或缓冲作用。
在一些实施例中,箱体包括:
壳本体,壳本体限定出端部敞开的安装空间;
盖体,盖体与壳本体固定连接,盖体密封安装空间的敞开端以形成密封腔,壳本体和/或盖体设有极柱。
在上述技术方案中,通过设置壳本体和盖体,能够实现形成密封腔的效果,便于将电极组件安装于子密封腔内。
在一些实施例中,盖体为多个,多个盖体分别与多个子密封腔一一对应。
在上述技术方案中,通过设置多个盖体,盖体可以密封对应的子密封腔,保证将对应的电极组件密封在子密封腔内。
第一方面,本申请实施例提供一种用电装置,包括上述的电池包,电池包用于提供电能。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
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包的内部结构示意图;
图3为本申请又一些实施例提供的电池包的内部结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电极组件和盖体装配示意图;
图5为本申请一些实施例提供的电极组件和盖体装配后另一角度示意图。
附图标记:
电池包100;
箱体10;密封腔11;子密封腔12;装配腔13;壳本体14;正极盖体151;负极盖体152;
分隔组件20;分隔板21;间隔板22;
电极组件30;正极耳束31;负极耳束32;
用电装置200;控制器300;马达400。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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地描述,显然,所描述的实施例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作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。
除非另有定义,本申请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;本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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。
本申请中术语“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,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电极组件30可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定,本申请以电极组件30呈长方体为例进行说明。
本申请的实施例所提到的电池包100是指包括一个或多个电极组件30以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池包100包括用于封装一个或多个电极组件30的箱体10。箱体10可以避免液体或其他异物影响电极组件30的充电或放电。
箱体10可以用于容纳电极组件30和电解液。电极组件30由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池包100主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。
隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件30可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
相关技术中电池包内设置有电池模组,电池模组包括多个电芯,电池模组具有端板、侧板等结构件,每个电芯均设置有独立的外壳,每个电芯的外壳、电池模组的端板、侧板等结构件占据了电池包内体积,降低了电池包的能量密度,也增加了电池包的生产工艺。需要说明的,电芯是指具有独立的外壳并且能够单独进行充放电的最小电池单体,其通常可以包括外壳、容纳于外壳内的电极组件,以及用于导电的正负极。
在长期的动力电池发展历程中,相关技术的电池包内多个电芯通常都是先装配成电池模组,然后将电池模组安装于电池包的箱体内,或者将带有箱体(即外壳)的电芯直接安装于电池包的箱体内,降低电池包成型难度。本领域技术人员往往从电池包的安全性、传统工艺加工的便于实现性以及后期便于维护和更换单个电芯的角度去做电池包的改进。但是,随着对电池包能量密度的要求的不断提高;从机械结构上而言,上述的电池包的组装结构,已经难以提供更高的电池包能量密度。
基于上述考虑,为了解决电池包100的能量密度低、电池包100的生产工艺复杂的问题。申请人克服了本领域技术人员对于电池包100制造的常规技术偏见,经过深入研究,设计了一种电池包100,通过将多个电极组件30设置在电池包100的箱体10内,电池包100的箱体10作为电极组件30的外壳,与相关技术相比,省去了电芯外部的壳体,增加了电池包100内安装电极组件30的装配空间,可以提升电池包100的能量密度,还可以简化电池包100生产工艺,无需将电池单体一个一个堆排到电池包100或者电池单体组成模组后装入电池包100。
需要说明的是,对于电池包100制造的常规技术偏见包括但不限于以下几点:1、相关技术中,电池包内多个电芯通常都是先装配成电池模组,然后将电池模组安装于电池包的箱体内,一方面当电池模组不合格或者不良时,可以便于单独拆卸维护,后期维护成本低;2、传统的电池包100制造,电池包100的箱体10和电芯通常是分别进行加工制造,分别具有成熟的独立工艺和产线,而对应的工艺及产线涉及产业链及资产巨大,本领域技术人员在传统工艺的教导下,只会想到将箱体10和电芯分别进行加工制造,难以克服上述的客观偏见;3、相关技术中,技术人员往往从后期便于维护和更换单个电芯的角度去做电池包的改进,因为如果将电池包100的箱体10作为电极组件30的外壳,相当于箱体10与电极组件30的外壳构成为一个整体结构,一旦箱体10损害可能会导致电解液的泄漏、直接冲击到内部到电极组件30而造成损伤等问题,还会导致后期维护上的成本大大提高的问题(比如只能更换整个电池包100),不便于实现单个电芯的装卸更换维护,因此不容易想到将电芯的外壳集成设计到电池包100。
本申请实施例公开的电池包100可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置200中。可以使用具备本申请公开的电池包100组成该用电装置200的电源系统。
本申请实施例提供一种使用电池包100作为电源的用电装置200,用电装置200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200为车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆可以为燃油汽车、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。车辆设置有电池包100,电池包100可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池包100可以用于车辆的供电,例如,电池包100可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器300和马达400,控制器300用来控制电池包100为马达400供电,例如,用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池包100不仅可以作为车辆的操作电源,还可以作为车辆的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
请参照图2-图4,根据本申请实施例的电池包100包括:箱体10、极柱、分隔组件20和电极组件30。箱体10限定出密封腔11,密封腔11为密封的腔体。极柱设置于箱体10,极柱可以包括正极柱和负极柱。分隔组件20设置于密封腔11内并将密封腔11分隔为多个独立的子密封腔12,也就是说,分隔组件20设置于密封腔11内,且分隔组件20将密封腔11分隔为多个独立的子密封腔12,多个子密封腔12间相互不连通。至少部分子密封腔12内设置有电极组件30,电极组件30与极柱电连接,也可以理解为,至少一个子密封腔12内设置有电极组件30。进一步地,每个子密封腔12内均设置有电极组件30,每个子密封腔12内至少设置有一个电极组件30。本申请以每个子密封腔12内均设置有电极组件30为例进行说明。
其中,通过将电极组件30(即裸电芯)安装于子密封腔12内,将裸电芯直接集成到电池包100的箱体10中,箱体10作为电极组件30的外壳,电极组件30外部不需要设置独立的外壳,省去了裸电芯外部的外壳,与相关技术中相比,减少了电池包100的箱体10内结构件的布置数量,简化了电池包100结构,从而简化了电池包100的生产工艺,并且,由于电池包100的箱体10内结构件的布置数量减少,箱体10内具有更多的空间安装电极组件30,可以提升电池包100的能量密度。
需要说明的是,当电极组件30为叠片式裸电芯时,裸电芯可以是按照“隔离膜-负极极片-隔离膜-正极极片”顺序将双面正极极片、双面负极极片和隔离膜交替层叠的方式生产出的叠片式裸电芯,隔离膜可以为连续隔膜,正极极片和负极极片均可以为独立的双面极片,正极极耳和负极极耳可以分别位于电极组件30的相对两端。每个电极组件30的两端可以分别设置有多个正极极耳和多个负极极耳,多个正极极耳可以形成正极耳束31,多个负极极耳可以形成负极耳束32,正极耳束31可以通过转接片与相应的正极柱连接,例如:转接片与正极耳束31、正极柱均焊接连接,负极耳束32可以通过转接片与相应的负极柱连接,例如:转接片与负极耳束32、负极柱均焊接连接。
进一步地,多个电极组件30通过连接片实现多个电极组件30的串联和/或并联,组成电池包100。每个电极组件30叠片的层数、尺寸以及电极组件30的数量、电池包100的结构布局可以根据电池包100的能量密度和标称电压需求进行设置。当电池包100内需要设置电解液时,电解液可以注入子密封腔12内,进一步地,箱体10上可以设置有与子密封腔12对应的注液孔,可以通过注液孔向子密封腔12内注入电解液。
由此,通过将多个电极组件30设置在电池包100的箱体10内,电池包100的箱体10作为电极组件30的外壳,与相关技术中相比,省去了电芯外部的壳体,增加了电池包100内安装电极组件30的装配空间,可以提升电池包100的能量密度,还可以简化电池包100生产工艺。
在本申请的一些实施例中,如图2所示,分隔组件20可以包括:分隔板21,分隔板21将密封腔11分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的子密封腔12,当电池包100以图2中方向放置时,电池包100长度方向是指图2中的X方向。进一步地,分隔板21与箱体10的连接处密封连接。
通过在密封腔11内设置分隔板21,分隔板21能够将密封腔11分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的独立的子密封腔12,实现在箱体10内布置多个子密封腔12效果,并且,由于多个子密封腔12沿电池包100长度方向并排布置,能够减小电池包100高度尺寸。
在本申请的一些实施例中,如图2所示,分隔板21可以为多个,多个分隔板21沿电池包100长度方向依次间隔开设置,进一步地,多个分隔板21均沿电池包100的宽度方向延伸设置,电池包100的宽度方向是指图2中的Y方向,多个分隔板21相互平行设置,每个分隔板21与箱体10的连接处均密封连接。
通过设置多个分隔板21,增加了箱体10内子密封腔12的数量,实现在箱体10内布置更多子密封腔12效果,可以在箱体10内布置更多电极组件30,进一步提升电池包100的能量密度,并且,多个分隔板21同时支撑在箱体10内,能够提升箱体10结构强度,可以提升电池包100结构强度。
在本申请的一些实施例中,如图2、图4和图5所示,电极组件30具有多个外表面,电极组件30的多个外表面中面积最大的外表面与分隔板21相对设置。其中,如图2和图4所示,电极组件30安装于相应的子密封腔12内后,电极组件30的多个外表面中面积最大的外表面(即电极组件30的大面)与分隔板21相邻设置,电极组件30的极片层叠方向与X方向平行。进一步地,电极组件30的大面可以与分隔板21贴合,电极组件30的宽度尺寸小于或等于子密封腔12的高度尺寸。
通过电极组件30的多个外表面中面积最大的外表面与分隔板21相对设置,能够提升电池包100结构强度,电池包100受到侧碰时,电池包100受到挤压,电池包100变形量更小,有利于降低电池包100因挤压发生热失控风险,提升电池包100使用安全性。
在本申请的一些实施例中,如图3所示,分隔组件20可以包括:分隔板21,分隔板21将密封腔11分隔为多个沿电池包100高度方向并排布置的子密封腔12,当电池包100以图3中方向放置时,电池包100高度方向是指图3中Z向。其中,分隔板21将密封腔11分隔为多层子密封腔12,例如:分隔板21将密封腔11分隔为至少两层子密封腔12,分隔板21设置在箱体10内后,分隔板21与箱体10的连接处密封连接。
通过分隔板21将密封腔11分隔为多个沿电池包100高度方向并排布置的子密封腔12,实现在箱体10内布置多个子密封腔12效果,能够提升电池包100的纵向空间利用率,电池包100安装于车辆上后,降低电池包100侵占车内空间效果,保证车辆底盘的离地间隙,提升车辆的道路通过性。
进一步地,如图3所示,分隔板21可以设置为多个,多个分隔板21沿电池包100高度方向依次间隔开。进一步地,多个分隔板21均沿电池包100的宽度方向延伸设置,电池包100的宽度方向是指图3中的Y方向,多个分隔板21相互平行设置,每个分隔板21与箱体10的连接处均密封连接。
通过多个分隔板21沿电池包100高度方向依次间隔开,增加了箱体10内子密封腔12的数量,实现在箱体10内布置更多子密封腔12效果,可以在箱体10内布置更多电极组件30,进一步提升电池包100的能量密度。
在本申请的一些实施例中,如图3所示,分隔组件20还可以包括:间隔板22,至少一个子密封腔12内设置有间隔板22,间隔板22将相应的子密封腔12分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的装配腔13,装配腔13可以用于安装电极组件30。其中,间隔板22设置于子密封腔12内后,间隔板22将相应的子密封腔12分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的装配腔13,装配腔13为封闭的腔体,装配腔13的作用与子密封腔12的作用相同,装配腔13和子密封腔12均用于安装电极组件30。
通过在至少一个子密封腔12内设有间隔板22,间隔板22将相应的子密封腔12分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的装配腔13,能够进一步提升电池包100的结构强度,也能够进一步提升电池包100的能量密度,还能够进一步提升电池包100使用安全性。
在本申请的一些实施例中,如图3所示,每个子密封腔12内均可以设有间隔板22,且相邻两个子密封腔12内的装配腔13一一对应。其中,每个子密封腔12内均设有间隔板22,进一步地,每个子密封腔12内均可以设置有多个间隔板22,例如:每个子密封腔12内均可以设置有2个、3个、4个、5个、6个等数量的间隔板22,本申请以每个子密封腔12内均可以设置有6个间隔板22为例进行说明。每个子密封腔12内的多个间隔板22均沿电池包100的宽度方向延伸设置,且每个子密封腔12内的多个间隔板22相互平行,每个子密封腔12内的多个间隔板22沿电池包100的长度方向依次间隔开设置。沿电池包100的高度方向,相邻两个子密封腔12内的多个装配腔13一一对应设置。
通过在每个子密封腔12内均设有间隔板22,间隔板22能够支撑箱体10和分隔板21,且相邻两个子密封腔12内的装配腔13一一对应,能够进一步提升电池包100的结构强度,也能够进一步提升电池包100的能量密度,还能够进一步提升电池包100使用安全性。
在本申请的一些实施例中,如图3和图4所示,电极组件30具有多个外表面,多个外表面中面积最大的外表面与分隔板21相对设置。其中,如图3和图4所示,电极组件30安装于相应的装配腔13内后,电极组件30的多个外表面中面积最大的外表面(即电极组件30的大面)与分隔板21相邻设置,此时电极组件30的极片层叠方向与Z方向平行,在同一层的多个装配腔13中,相邻两个装配腔13内电极组件30的窄面均与间隔板22相邻设置。
通过电极组件30的多个外表面中面积最大的外表面与分隔板21相对设置,电极组件30安装于相应的装配腔13内后,能够使同一层中相邻两个电极组件30的窄面与间隔板22相邻设置,能够减小同一层中相邻电极组件30间的相对面积,减小了同一层中相邻电极组件30间的热传递,可以节省隔热材料的使用,有利于降低电池包100发生热失控风险,并且,能够提升电池包100的纵向空间利用率,电池包100安装于车辆上后,降低电池包100侵占车内空间效果,保证车辆底盘的离地间隙,提升车辆的道路通过性。
在本申请的一些实施例中,分隔组件20还可以包括:间隔板22,间隔板22可以与分隔板21交叉设置,间隔板22将相应的子密封腔12分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的装配腔13,装配腔13用于安装电极组件30。其中,如图3所示,箱体10的密封腔11内设置有分隔板21,分隔板21与XY形成的平面平行,分隔板21将密封腔11分隔为多个沿电池包100高度方向并排布置的子密封腔12,间隔板22设置在密封腔11内,间隔板22与YZ形成的平面平行,间隔板22与至少一个分隔板21交叉设置,本申请以间隔板22与每个分隔板21均交叉设置为例进行说明。间隔板22与每个分隔板21均交叉设置后,间隔板22将每个子密封腔12均分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的装配腔13,每个装配腔13内均安装有电极组件30。
通过间隔板22与分隔板21交叉设置,间隔板22将相应的子密封腔12分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的装配腔13,能够提升电池包100的结构强度,也能够进一步增加箱体10内装配腔13数量,可以增加箱体10内电极组件30设置数量,可以进一步提升电池包100的能量密度,还能够提升电池包100使用安全性。
在本申请的一些实施例中,如图3所示,分隔板21用于支撑电极组件30,分隔板21的厚度为D1,间隔板22的厚度为D2,满足关系式D2<D1。其中,电极组件30安装于相应的装配腔13或者相应的子密封腔12内后,分隔板21位于相应电极组件30下方,分隔板21能够支撑电极组件30,分隔板21承载电极组件30重力,间隔板22不承载电极组件30重力。
由于分隔板21用于支撑电极组件30,通过将设置D2<D1,能够降低分隔板21变形、断裂风险,可以使分隔板21可靠支撑电极组件30,在保证间隔板22将相邻两个装配腔13分开后,也能够减小间隔板22占据箱体10内的装配空间,使箱体10内有更多的空间安装电极组件30,可以进一步提升电池包100的能量密度。
在本申请的一些实施例中,如图2和图3所示,分隔板21和箱体10中的至少一个可以设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构。其中,分隔板21和箱体10中的至少一个可以设置有换热结构、隔热结构和缓冲结构中的至少一个结构,例如:分隔板21可以设置有换热结构、隔热结构和缓冲结构中的至少一个结构,或者箱体10可以设置有换热结构、隔热结构和缓冲结构中的至少一个结构,或者分隔板21和箱体10均设置有换热结构、隔热结构和缓冲结构中的至少一个结构。
需要说明的是,换热结构具有换热作用,换热结构可以设置为换热板,换热结构可以为金属板,例如换热结构为水冷板或者气冷板,换热结构可以与电极组件30换热,实现对电极组件30的散热或加热,提高裸电芯(即电极组件30)的性能和循环寿命,保证电池包100工作在适宜的温度。
隔热结构具有绝热、隔热作用,隔热结构可以设置为高分子隔膜或隔热板,当箱体10设置有隔热结构时,可以降低电池包100外部热量向电池包100内传递,有效降低电池包100发生热失控风险,当分隔板21设置有隔热结构时,能够有效防止电极组件30将热量传递至相邻电极组件30,可以降低由于电极组件30将热量传递至相邻电极组件30引起电极组件30发生热失控风险,从而可以进一步提升电池包100使用安全性。
缓冲结构具有缓冲作用,缓冲结构可以设置为橡胶或者缓冲棉,当电池包100受到撞击时,缓冲结构起到缓冲作用,缓冲结构可以吸收碰撞力,降低电池包100被撞坏的风险,进一步提升电池包100使用安全性。
在本申请的一些实施例中,如图3所示,间隔板22上可以设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构,也可以理解为,间隔板22上可以设置有换热结构、隔热结构和缓冲结构中的至少一个结构,本申请以间隔板22上设置有换热结构、隔热结构和缓冲结构为例进行说明。
需要说明的是,换热结构具有换热作用,换热结构可以设置为换热板,换热结构可以为金属板,例如换热结构为水冷板或者气冷板,电极组件30安装于装配腔13内后,换热结构可以与电极组件30换热,实现对电极组件30的散热或加热,提高裸电芯(即电极组件30)的性能和循环寿命,保证电池包100工作在适宜的温度。
隔热结构具有绝热、隔热作用,隔热结构可以设置为高分子隔膜或隔热板,当间隔板22设置有隔热结构时,能够有效防止电极组件30将热量传递至相邻电极组件30,可以降低由于电极组件30将热量传递至相邻电极组件30引起电极组件30发生热失控风险,从而可以进一步提升电池包100使用安全性。
缓冲结构具有缓冲作用,缓冲结构可以设置为橡胶或者缓冲棉,当电池包100受到撞击时,缓冲结构起到缓冲作用,缓冲结构可以吸收碰撞力,减小电极组件30受力,降低电池包100被撞坏的风险,进一步提升电池包100使用安全性。
在本申请的一些实施例中,电池包100的标称电压为U1(单位:伏特V),电池包100内多个电极组件30的连接方式为M个并联、N个串联,则电池包100内电极组件30的总数量为Q=M×N,电极组件30的标称电压为U2,则U1=N×U2。
在本申请的一些实施例中,如图2-图4所示,箱体10可以包括:壳本体14和盖体。盖体可以设置有注液孔,壳本体14限定出端部敞开的安装空间,盖体与壳本体14固定连接,例如:盖体与壳本体14焊接连接,或者盖体与壳本体14粘接,盖体密封安装空间的敞开端以形成密封腔11,壳本体14和/或盖体设有极柱,也就是说,极柱设置于壳本体14,或者极柱设置于盖体,或者壳本体14和盖体均设有极柱,本申请以极柱设置于盖体为例进行说明。
当正极柱和负极柱均设置在同一个盖体上时,壳本体14可以限定出一端敞开的安装空间,盖体密封安装空间的敞开端以形成密封腔11,盖体上设置有与电极组件30相同数量的正极柱和负极柱,电极组件30安装于密封腔11内后,电极组件30的正极耳束31和负极耳束32分别与对应的正极柱、负极柱连接。
如图4所示,当壳本体14限定出相对两端敞开的安装空间时,盖体可以包括正极盖体151和负极盖体152,正极盖体151和负极盖体152分别密封安装空间的两个敞开端,从而形成密封腔11,正极柱可以设置于正极盖体151,负极柱可以设置于负极盖体152,正极盖体151上设置有与电极组件30相同数量的正极柱,负极盖体152上设置有与电极组件30相同数量的负极柱,电极组件30安装于密封腔11内后,电极组件30的正极耳束31和负极耳束32分别与对应的正极柱、负极柱连接。
通过设置壳本体14和盖体,能够实现形成密封腔11的效果,便于将电极组件30安装于子密封腔12内。
在本申请的一些实施例中,盖体可以设置为多个,多个盖体分别与多个子密封腔12一一对应。其中,如图2所示,壳本体14可以限定出一端敞开的安装空间,盖体的设置数量与子密封腔12的设置数量相同,一个盖体密封一个子密封腔12对应的安装空间的敞开端,多个盖体共同将安装空间的敞开端密封,从而形成密封腔11。如图3所示,壳本体14可以限定出一端敞开的安装空间,盖体的设置数量与装配腔13的设置数量相同,一个盖体密封一个装配腔13对应的安装空间的敞开端,多个盖体共同将安装空间的敞开端密封,从而形成密封腔11。通过设置多个盖体,盖体可以密封对应的子密封腔12,保证将对应的电极组件30密封在子密封腔12内。
在本申请的一些实施例中,电极组件30在电池包100内的安装方式可以分为两种:一种是图2中电极组件30的极片层叠方向垂直于YZ形成的平面,一种是图3中电极组件30的极片层叠方向平行于YZ形成的平面。
需要说明的是,在生产电池包100时,对相关技术中裸电芯和电池包100制备工艺进行优化,主要区别在裸电芯焊接转接片后。在本申请中,生产电池包100时,先将电极组件30放入盛装容器内,向盛装容器注入电解液,静置第一预设时间,例如:在45℃的温箱中静置第一预设时间,第一预设时间可以为6-12h。然后在化成设备上对电极组件30充电以形成固体电解质膜,即在化成设备上按照特定化成流程对电极组件30充电,以帮助电极组件30形成稳定的固体电解质膜(SEI膜)。然后使电极组件30静置第二预设时间,充分形成SEI膜,消除化成过程中形成的极化,让副反应进行充分。然后测试电极组件30容量,然后筛选出电极组件30不良品,将符合质量要求的电极组件30装入子密封腔12内,且使电极组件30与极柱相连。然后将盖体焊接于壳本体14。向子密封腔12内和/或装配腔13内注入电解液。通过上述方式生产电池包100,较容易地在化成工序对电极组件30进行化学补锂,还可以使用特殊电解液和特殊化成流程在负极表面生成定制的SEI膜,且化成过程中的电解液母液可循环利用,只需补充添加剂的量即可。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置200,用电装置200包括上述实施例中的电池包100,电池包100用于提供电能,具体地,电池包100用于为用电装置200提供电能。用电装置200可以是前述任一应用电池包100的设备或系统。
根据本申请的一些实施例,如图2所示,电池包100包括箱体10和电极组件30,箱体10限定出密封腔11,分隔板21设置在密封腔11内,分隔板21将密封腔11分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的子密封腔12,每个子密封腔12内均设置有电极组件30。
如图3所示,电池包100包括箱体10和电极组件30,箱体10限定出密封腔11,分隔板21设置在密封腔11内,分隔板21将密封腔11分隔为多个沿电池包100高度方向并排布置的子密封腔12,每个子密封腔12内均设置有间隔板22,间隔板22将相应的子密封腔12分隔为多个沿电池包100长度方向并排布置的装配腔13,每个装配腔13内均设置有电极组件30。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种电池包,其特征在于,包括:
箱体,所述箱体限定出密封腔;
极柱,设置于所述箱体;
分隔组件,所述分隔组件设于所述密封腔内并将所述密封腔分隔为多个独立的子密封腔;
电极组件,至少部分所述子密封腔内设置有所述电极组件,所述电极组件与所述极柱电连接。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述分隔组件包括:
分隔板,所述分隔板将所述密封腔分隔为多个沿所述电池包长度方向并排布置的所述子密封腔。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述分隔板为多个,多个所述分隔板沿所述电池包长度方向依次间隔开。
4.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述电极组件具有多个外表面,多个所述外表面中面积最大的所述外表面与所述分隔板相对设置。
5.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述分隔组件包括:
分隔板,所述分隔板将所述密封腔分隔为多个沿所述电池包高度方向并排布置的所述子密封腔。
6.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述分隔板为多个,多个所述分隔板沿所述电池包高度方向依次间隔开。
7.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述分隔组件还包括:
间隔板,至少一个所述子密封腔内设有所述间隔板,所述间隔板将相应的所述子密封腔分隔为多个沿所述电池包长度方向并排布置的装配腔,所述装配腔用于安装所述电极组件。
8.根据权利要求7所述的电池包,其特征在于,每个所述子密封腔内均设有所述间隔板,且相邻两个所述子密封腔内的所述装配腔一一对应。
9.根据权利要求7所述的电池包,其特征在于,所述电极组件具有多个外表面,多个所述外表面中面积最大的所述外表面与所述分隔板相对设置。
10.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述分隔组件还包括:
间隔板,所述间隔板与所述分隔板交叉设置,所述间隔板将相应的所述子密封腔分隔为多个沿所述电池包长度方向并排布置的装配腔,所述装配腔用于安装所述电极组件。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的电池包,其特征在于,所述分隔板用于支撑所述电极组件,所述分隔板的厚度为D1,所述间隔板的厚度为D2,满足关系式D2<D1。
12.根据权利要求2-10中任一项所述的电池包,其特征在于,所述分隔板和所述箱体中的至少一个设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构。
13.根据权利要求7所述的电池包,其特征在于,所述间隔板上设置有换热结构和/或隔热结构和/或缓冲结构。
14.根据权利要求1-10中任一项所述的电池包,其特征在于,所述箱体包括:
壳本体,所述壳本体限定出端部敞开的安装空间;
盖体,所述盖体与所述壳本体固定连接,所述盖体密封所述安装空间的敞开端以形成所述密封腔,所述壳本体和/或所述盖体设有所述极柱。
15.根据权利要求14所述的电池包,其特征在于,所述盖体为多个,多个所述盖体分别与多个所述子密封腔一一对应。
16.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-15中任一项所述的电池包,所述电池包用于提供电能。
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