CN219303868U - 内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统，属于电池技术领域，包括混合电池单元，混合电池单元包括圆柱电池组件和方形电池组件，圆柱电池组件设在中部，圆柱电池组件周围设有四个方形电池组件，四个方形电池组件互相垂直；圆柱电池组件包括圆柱外壳，圆柱外壳内部设有锂离子电芯，锂离子电芯上设有锂离子正极端子和锂离子负极端子，锂离子电芯紧贴圆柱外壳，圆柱外壳轴向紧贴设有四个方形电池组件，方形电池组件包括方形外壳，方形外壳内部设有钠离子电芯，钠离子电芯上设有钠离子正极端子和钠离子负极端子，钠离子电芯紧贴方形外壳。本实用新型能够提高模组或电池包的体积利用率，提高电池系统的集成效率。

Description

内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及混合电池，具体涉及内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统。

背景技术

二次电池也称为可充电电池，是一种可重复充放电、多次使用的电池。目前主要的二次电池技术有铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池因其具有高电压、高比能量、长寿命、环保无污染等优点已被广泛应用于3C、储能和动力电池领域，然而锂的自然丰度低且分布不均，使得锂离子电池成本不断提升。另一方面，随着电芯的容量或能量密度越来越高，电芯在不被预知的情况下发生破坏，从而导致电芯燃烧。如当电子产品被异物砸断或电芯侧面受到挤压的时候，电芯容易发生燃烧。因此在一定程度上，导致现有的电芯越来越难以满足客户对锂电池产品的安全使用要求。

目前，锂离子电池按外形可分为圆柱、方形铝壳、方形软包三大类，近年来大圆柱电池因具有容量大、能量密度高、倍率性能好、安全可靠性高等诸多优点而被广泛研究，但圆柱电池由于自身的外形特征限制，在组装模组和电池包时其电芯之间总会留有一部分间隙，导致其装配时的体积利用率较低，与锂离子电池相比，钠离子电池具有成本低、快充能力强、低温性能好、安全性高等优点；但钠离子电池能量密度较低，在某些高端领域的应用受到限制，而当前由钠离子电池和锂离子电池组成的的混合电池有电池热失控扩散的风险，安全性较低。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型提供了内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统，用以解决现有技术安全性低、截面积利用率低、有电池热失控扩散的风险等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：公开了内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统，包括混合电池单元，混合电池单元包括圆柱电池组件和方形电池组件，圆柱电池组件设在中部，圆柱电池组件周围设有四个方形电池组件，四个方形电池组件互相垂直；圆柱电池组件包括圆柱外壳，圆柱外壳内部设有锂离子电芯，锂离子电芯上设有锂离子正极端子和锂离子负极端子，锂离子电芯紧贴圆柱外壳，圆柱外壳轴向紧贴设有四个方形电池组件，方形电池组件包括方形外壳，方形外壳内部设有钠离子电芯，钠离子电芯上设有钠离子正极端子和钠离子负极端子，钠离子电芯紧贴方形外壳。内圆外方的结构能够提高模组或电池包的体积利用率，提高电池系统的集成效率；采用方形钠离子电池围绕中心锂离子圆柱电池的结构形式，可降低电池系统热失控的风险，提高电池系统的安全性，圆柱电池组件为锂离子电池，设置在基本单元的中心位置，数量为一个，其能量密度较高，可为电池系统提供较高的能量密度，可为全极耳圆柱电池，也可以为多极耳电池；方形电池组件环绕在其周围构成内圆外方结构，数量为四个，方形电池组件为钠离子电池，具有优异的倍率、快充、低温、安全特性，且原材料成本较低，圆柱电池组件联用可兼容锂、钠离子电池的优点。

实施例1，锂离子正极端子设在锂离子电芯的一端，锂离子电芯的另一端设有锂离子负极端子，钠离子正极端子设在钠离子电芯的一端，钠离子电芯的另一端设有钠离子负极端子，圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同；四个方形电池组件的钠离子正极端子之间通过第一连接件电连接，四个方形电池组件的钠离子负极端子之间通过第一连接件电连接。锂离子正极端子和锂离子负极端子位于锂离子电芯的两端，钠离子正极端子和钠离子负极端子位于钠离子电芯的两端且圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同时，混合电池单元的方形电池组件之间通过第二连接件电连接，混合电池单元的圆柱电池组件之间通过第三连接件电连接。混合电池单元通过第一连接件、第二连接件和第三连接件相互连接起来，其中第一连接件用于方形电池组件内部端子之间的连接，可以连接正极，也可以连接负极，一般设置为并联，因为钠离子电池能量密度较低，容量较小，并联可提高容量和功率密度；第二连接件用于方形电池组件不同单元之间的连接，一般为串联，可提高电池系统的电压平台；第三连接件用于圆柱电池组件之间的连接，一般为串联，可提高电池系统的电压平台。

实施例2，锂离子正极端子和锂离子负极端子设在锂离子电芯的一端，钠离子正极端子和钠离子负极端子设在钠离子电芯的一端，圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同，钠离子正极端子和钠离子负极端子交叉设置在钠离子电芯上表面的两端，钠离子正极端子和钠离子负极端子在侧视图方向上存在间隙；四个方形电池组件的钠离子正极端子之间通过第四连接件电连接，四个方形电池组件的钠离子负极端子之间通过第五连接件电连接。锂离子正极端子和锂离子负极端子位于锂离子电芯的一端，钠离子正极端子和钠离子负极端子位于钠离子电芯的一端且圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同时，混合电池单元的方形电池组件之间通过第六连接件电连接，混合电池单元的圆柱电池组件之间通过第七连接件电连接。

实施例1与实施例2的区别在于：实施例1中锂离子正极端子和锂离子负极端子设在锂离子电芯的两端，钠离子正极端子和钠离子负极端子设在钠离子电芯的两端，混合电池单元通过第一连接件、第二连接件和第三连接件互相电连接。实施例2中锂离子正极端子和锂离子负极端子设在同侧，钠离子正极端子和钠离子负极端子设在同侧，混合电池单元通过第四连接件、第五连接件、第六连接件和第七连接件互相电连接。

方形外壳正表面紧贴另一方形外壳的侧表面，方形外壳的正表面边缘与另一方形外壳的侧表面边缘对齐，四个方形电池组件组成空心长方体结构，中空部分设有的圆柱电池组件表面接触四个长方体电池组件的内表面；圆柱电池组件与方形电池组件之间存在四个间隙位置，四个间隙位置处设有温控管道。结构整体的排布紧密，保证整体结构的安全，保证正常工作，该位置设置温控管道，可以为电池系统提供冷却或加热控制，将电池系统的工作温度调控在最佳范围，使电池系统的性能得到最大限度的发挥。利用圆柱电池组件与方形电池组件之间的间隙布置温控管道，不额外占用电池系统的体积，相比纯圆柱形方案进一步提高了电池系统的体积利用率。

圆柱电池组件的高度与方形电池组件的高度一致，圆柱电极组件的直径等于方形电池组件的长边长度减去宽边长度，能够保证结构紧密贴合，节约空间，提高提及利用率。

混合电池单元之间紧贴设置，相邻混合电池单元之间的正负极间隔设置，混合电池单元之间电连接，采用串联或并联方式，当圆柱电池组件与方形电池组件之间的连接方式为并联时，圆柱电池组件之间的串联数和方形电池组件之间的串联数符合以下规律：n_圆柱锂×V_圆柱锂＝n_方形钠×V_方形钠。相邻混合电池单元之间的排布方式为正负极间隔设置，这种方式有利于相邻混合电池单元之间的串并联等后续连接。

锂离子电芯的直径与混合电池单元的边长比值小于0.696。内圆外方的电池结构可提高电池系统的体积利用率，纯圆柱电池方案电池系统的截面积利用率最高约为86.76％，即体积利用率，内圆外方组合方案电池系统的截面积利用率为76.36％-96.24％，锂离子电芯的尺寸与混合电池单元的边长的比值越小，电池系统的截面积利用率越高，锂离子电芯尺寸与混合电池单元的边长的比值为0.696时内圆外方结构方案与纯圆柱方案组成的电池系统的截面积利用率相当，当该比值小于0.696时内圆外方结构方案的电池系统的截面积利用率高于纯圆柱电池方案。

第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件和第七连接件的连接方式采用焊接或螺栓连接形式；第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件和第七连接件电连接正极时采用铝合金材质，第一连接件、第二连接件和第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件和第七连接件电连接负极时采用铜或镀镍铜材质。连接件的结构可以根据采用的连接方式做出相应调整，电池正极电压高，常见金属在此电压下都会发生氧化反应，生成金属离子而溶解，而铝合金能够较好的抵抗氧化反应。镀镍铜的化学稳定性好，能够保证长时间的工作下不易氧化。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型相较于纯圆柱电池系统方案，可提高模组或电池包的体积利用率，提高电池系统的集成效率；采用方形钠离子电池围绕中心锂离子圆柱电池的结构形式，可降低电池系统热失控的风险，提高电池系统的安全性。

2、本实用新型采用锂离子电池与钠离子电池组合的方式，在保证高安全性的同时也可保证电池系统有较高的能量密度；采用锂离子电池与钠离子电池组合的方式，可大幅降低电池系统成本。

3、本实用新型在的圆柱电池组件与方形中电池组件间的空隙排布冷却系统，使冷却系统不再额外占用空间，进一步提高了电池系统的体积利用率。

附图说明

图1为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例1的俯视图；

图2为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例2的俯视图；

图3为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的混合电池单元的结构示意图；

图4为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的圆柱电池组件的实施例1的正视图；

图5为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的圆柱电池组件的实施例1的俯视图；

图6为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的圆柱电池组件的实施例1的结构示意图；

图7为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例1的正视图；

图8为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例1的侧视图；

图9为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例1的俯视图；

图10为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例1的结构示意图；

图11为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的圆柱电池组件的实施例2的正视图；

图12为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的圆柱电池组件的实施例2的俯视图；

图13为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的圆柱电池组件的实施例2的结构示意图；

图14为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例2的正视图；

图15为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例2的侧视图；

图16为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例2的俯视图；

图17为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的方形电池组件的实施例2的结构示意图；

图18为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的混合电池单元的实施例1的结构示意图；

图19为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的混合电池单元的实施例2的结构示意图；

图20为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例1的第一连接件的结构示意图；

图21为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例1的第二连接件的结构示意图；

图22为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例1的第三连接件的结构示意图；

图23为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例2的第四连接件的结构示意图；

图24为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例2的第五连接件的结构示意图；

图25为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例2的第六连接件的结构示意图；

图26为本实用新型内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统的实施例2的第七连接件的结构示意图。

附图标记：

1、混合电池单元；11、圆柱电池组件；111、圆柱外壳；112、锂离子正极端子；113、锂离子负极端子；12、方形电池组件；121、方形外壳；122、钠离子正极端子；123、钠离子负极端子；13、间隙位置；3、第一连接件；4、第二连接件；5、第三连接件；6、第四连接件；7、第五连接件；8、第六连接件；9、第七连接件；10、温控管道。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

在本实用新型中，为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序和技术含义。本申请所说的“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接或间接连接。需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，只是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1-3所示，内圆外方结构的锂钠混合电池及其电池系统，包括混合电池单元1，混合电池单元1包括圆柱电池组件11和方形电池组件12，圆柱电池组件11设在中部，圆柱电池组件11周围设有四个方形电池组件12，四个方形电池组件12互相垂直；圆柱电池组件11包括圆柱外壳111，圆柱外壳111内部设有锂离子电芯，锂离子电芯上设有锂离子正极端子112和锂离子负极端子113，锂离子电芯紧贴圆柱外壳111，圆柱外壳111轴向紧贴设有四个方形电池组件12，方形电池组件12包括方形外壳121，方形外壳121内部设有钠离子电芯，钠离子电芯上设有钠离子正极端子122和钠离子负极端子123，钠离子电芯紧贴方形外壳121。内圆外方的结构能够提高模组或电池包的体积利用率，提高电池系统的集成效率；采用方形钠离子电池围绕中心锂离子圆柱电池的结构形式，可降低电池系统热失控的风险，提高电池系统的安全性，圆柱电池组件11为锂离子电池，设置在基本单元的中心位置，数量为一个，其能量密度较高，可为电池系统提供较高的能量密度，可为全极耳圆柱电池，也可以为多极耳电池；方形电池组件12环绕在其周围构成内圆外方结构，数量为四个，方形电池组件12为钠离子电池，具有优异的倍率、快充、低温、安全特性，且原材料成本较低，圆柱电池组件11联用可兼容锂、钠离子电池的优点。

实施例1，如图4-10所示，锂离子正极端子112设在锂离子电芯的一端，锂离子电芯的另一端设有锂离子负极端子113，钠离子正极端子122设在钠离子电芯的一端，钠离子电芯的另一端设有钠离子负极端子123，圆柱电池组件11和方形电池组件12的电极极性方向相同；四个方形电池组件12的钠离子正极端子122之间通过第一连接件3电连接，四个方形电池组件12的钠离子负极端子123之间通过第一连接件3电连接。

如图20-22所示，锂离子正极端子112和锂离子负极端子113位于锂离子电芯的两端，钠离子正极端子122和钠离子负极端子123位于钠离子电芯的两端且圆柱电池组件11和方形电池组件12的电极极性方向相同时，混合电池单元1的方形电池组件12之间通过第二连接件4电连接，混合电池单元1的圆柱电池组件11之间通过第三连接件5电连接。混合电池单元1通过第一连接件3、第二连接件4和第三连接件5相互连接起来，其中第一连接件3用于方形电池组件12内部端子之间的连接，可以连接正极，也可以连接负极，一般设置为并联，因为钠离子电池能量密度较低，容量较小，并联可提高容量和功率密度；第二连接件4用于方形电池组件12不同单元之间的连接，一般为串联，可提高电池系统的电压平台；第三连接件5用于圆柱电池组件11之间的连接，一般为串联，可提高电池系统的电压平台。

实施例2，如图11-19所示，锂离子正极端子112和锂离子负极端子113设在锂离子电芯的一端，钠离子正极端子122和钠离子负极端子123设在钠离子电芯的一端，圆柱电池组件11和方形电池组件12的电极极性方向相同，钠离子正极端子122和钠离子负极端子123交叉设置在钠离子电芯上表面的两端，钠离子正极端子122和钠离子负极端子123在侧视图方向上存在间隙；四个方形电池组件12的钠离子正极端子122之间通过第四连接件6电连接，四个方形电池组件12的钠离子负极端子123之间通过第五连接件7电连接。

如图23-26所示，锂离子正极端子112和锂离子负极端子113位于锂离子电芯的一端，钠离子正极端子122和钠离子负极端子123位于钠离子电芯的一端且圆柱电池组件11和方形电池组件12的电极极性方向相同时，混合电池单元1的方形电池组件12之间通过第六连接件8电连接，混合电池单元1的圆柱电池组件11之间通过第七连接件9电连接。

实施例1与实施例2的区别在于：实施例1中锂离子正极端子112和锂离子负极端子113设在锂离子电芯的两端，钠离子正极端子122和钠离子负极端子123设在钠离子电芯的两端，混合电池单元1通过第一连接件3、第二连接件4和第三连接件5互相电连接。实施例2中锂离子正极端子112和锂离子负极端子113设在同侧，钠离子正极端子122和钠离子负极端子123设在同侧，混合电池单元1通过第四连接件6、第五连接件7、第六连接件8和第七连接件9互相电连接。

方形外壳121正表面紧贴另一方形外壳121的侧表面，方形外壳121的正表面边缘与另一方形外壳121的侧表面边缘对齐，四个方形电池组件12组成空心长方体结构，中空部分设有的圆柱电池组件11表面接触四个长方体电池组件的内表面；圆柱电池组件11与方形电池组件12之间存在四个间隙位置13，四个间隙位置13处设有温控管道10。结构整体的排布紧密，保证整体结构的安全，保证正常工作，该位置设置温控管道10，可以为电池系统提供冷却或加热控制，将电池系统的工作温度调控在最佳范围，使电池系统的性能得到最大限度的发挥。利用圆柱电池组件11与方形电池组件12之间的间隙布置温控管道10，不额外占用电池系统的体积，相比纯圆柱形或纯方形电池方案进一步提高了电池系统的体积利用率。

圆柱电池组件11的高度与方形电池组件12的高度一致，圆柱电极组件的直径等于方形电池组件12的长边长度减去宽边长度，能够保证结构紧密贴合，节约空间，提高提及利用率。

混合电池单元1之间紧贴设置，相邻混合电池单元1之间的正负极间隔设置，混合电池单元1之间电连接，采用串联或并联方式，当圆柱电池组件11与方形电池组件12之间的连接方式为并联时，圆柱电池组件11之间的串联数和方形电池组件12之间的串联数符合以下规律：n_圆柱锂×V_圆柱锂＝n_方形钠×V_方形钠。相邻混合电池单元1之间的排布方式为正负极间隔设置，这种方式有利于相邻混合电池单元1之间的串并联等后续连接。

锂离子电芯的直径与混合电池单元1的边长比值小于0.696。内圆外方的电池结构可提高电池系统的体积利用率，纯圆柱电池方案电池系统的截面积利用率最高约为86.76％，即体积利用率，内圆外方组合方案电池系统的截面积利用率为76.36％-96.24％，锂离子电芯的尺寸与混合电池单元1的边长的比值越小，电池系统的截面积利用率越高，锂离子电芯尺寸与混合电池单元1的边长的比值为0.696时内圆外方结构方案与纯圆柱方案组成的电池系统的截面积利用率相当，当该比值小于0.696时内圆外方结构方案的电池系统的截面积利用率高于纯圆柱电池方案。

第一连接件3、第二连接件4、第三连接件5、第四连接件6、第五连接件7、第六连接件8和第七连接件9的连接方式采用焊接或螺栓连接形式；第一连接件3、第二连接件4、第三连接件5、第四连接件6、第五连接件7、第六连接件8和第七连接件9电连接正极时采用铝合金材质，第一连接件3、第二连接件4和第三连接件5、第四连接件6、第五连接件7、第六连接件8和第七连接件9电连接负极时采用铜或镀镍铜材质。连接件的结构可以根据采用的连接方式做出相应调整，电池正极电压高，常见金属在此电压下都会发生氧化反应，生成金属离子而溶解，而铝合金能够较好的抵抗氧化反应。镀镍铜的化学稳定性好，能够保证长时间的工作下不易氧化。

锂离子电池与钠离子电池的热失控温度为：

种类	最高耐受温度	等级
			三元五系	160℃±5℃	起火，爆炸
三元六系	150℃±5℃	起火，爆炸
			三元八系	130℃±5℃	起火，爆炸
磷酸铁锂	190℃±10℃	起火，不爆炸
			钠离子电池	200℃±10℃	起火，不爆炸
磷酸锰铁锂	195℃±10℃	起火，不爆炸

钠离子电池相对锂离子电池有更好的热稳定性，当某个圆柱电池组件发生热失控时，设置在外围的方形电池组件可延缓或阻止整个电池系统热失控的蔓延。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.内圆外方结构的锂钠混合电池，其特征在于：包括混合电池单元，所述混合电池单元包括圆柱电池组件和方形电池组件，所述圆柱电池组件设在中部，所述圆柱电池组件周围设有四个方形电池组件，四个所述方形电池组件互相垂直；

所述圆柱电池组件包括圆柱外壳，所述圆柱外壳内部设有锂离子电芯，所述锂离子电芯上设有锂离子正极端子和锂离子负极端子，所述锂离子电芯紧贴圆柱外壳，所述圆柱外壳轴向紧贴设有四个方形电池组件，所述方形电池组件包括方形外壳，所述方形外壳内部设有钠离子电芯，所述钠离子电芯上设有钠离子正极端子和钠离子负极端子，所述钠离子电芯紧贴方形外壳。

2.根据权利要求1所述的内圆外方结构的锂钠混合电池，其特征在于：所述锂离子正极端子设在锂离子电芯的一端，所述锂离子电芯的另一端设有锂离子负极端子，所述钠离子正极端子设在钠离子电芯的一端，所述钠离子电芯的另一端设有钠离子负极端子，圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同；四个所述方形电池组件的钠离子正极端子之间通过第一连接件电连接，四个所述方形电池组件的钠离子负极端子之间通过第一连接件电连接。

3.根据权利要求1所述的内圆外方结构的锂钠混合电池，其特征在于：所述锂离子正极端子和锂离子负极端子设在锂离子电芯的一端，所述钠离子正极端子和钠离子负极端子设在钠离子电芯的一端，圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同，所述钠离子正极端子和钠离子负极端子交叉设置在钠离子电芯上表面的两端，所述钠离子正极端子和钠离子负极端子在侧视图方向上存在间隙；四个所述方形电池组件的钠离子正极端子之间通过第四连接件电连接，四个所述方形电池组件的钠离子负极端子之间通过第五连接件电连接。

4.根据权利要求1所述的内圆外方结构的锂钠混合电池，其特征在于：所述方形外壳正表面紧贴另一方形外壳的侧表面，方形外壳的正表面边缘与另一方形外壳的侧表面边缘对齐，四个所述方形电池组件组成空心长方体结构，中空部分设有的圆柱电池组件表面接触四个长方体电池组件的内表面；所述圆柱电池组件与方形电池组件之间存在四个间隙位置，四个所述间隙位置处设有温控管道。

5.一种混合电池的电池系统，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的内圆外方结构的锂钠混合电池，所述圆柱电池组件的高度与方形电池组件的高度一致，所述圆柱电极组件的直径等于方形电池组件的长边长度减去宽边长度。

6.根据权利要求5所述的使用混合电池的电池系统，其特征在于：所述混合电池单元之间紧贴设置，相邻所述混合电池单元之间的正负极间隔设置，所述混合电池单元之间电连接，采用串联或并联方式，当圆柱电池组件与方形电池组件之间的连接方式为并联时，圆柱电池组件之间的串联数和方形电池组件之间的串联数符合以下规律：n_圆柱锂×V_圆柱锂＝n_方形钠×V_方形钠。

7.根据权利要求5所述的使用混合电池的电池系统，其特征在于：所述锂离子正极端子和锂离子负极端子位于锂离子电芯的两端，所述钠离子正极端子和钠离子负极端子位于钠离子电芯的两端且圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同时，所述混合电池单元的方形电池组件之间通过第二连接件电连接，所述混合电池单元的圆柱电池组件之间通过第三连接件电连接。

8.根据权利要求5所述的使用混合电池的电池系统，其特征在于：所述锂离子正极端子和锂离子负极端子位于锂离子电芯的一端，所述钠离子正极端子和钠离子负极端子位于钠离子电芯的一端且圆柱电池组件和方形电池组件的电极极性方向相同时，所述混合电池单元的方形电池组件之间通过第六连接件电连接，所述混合电池单元的圆柱电池组件之间通过第七连接件电连接。

9.根据权利要求5所述的使用混合电池的电池系统，其特征在于：所述锂离子电芯的直径与混合电池单元的边长比值小于0.696。

10.根据权利要求5所述的使用混合电池的电池系统，其特征在于：所述第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件和第七连接件的连接方式采用焊接或螺栓连接形式；所述第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件和第七连接件电连接正极时采用铝合金材质，所述第一连接件、第二连接件和第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件和第七连接件电连接负极时采用铜或镀镍铜材质。

Images