CN219419410U - 电池和具有其的用电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池和具有其的用电装置,电池包括多个电池单体,每个电池单体具有第一侧壁,至少两个相邻的电池单体的第一侧壁沿第一方向相对设置且在第二方向上错位设置,使得相对设置的两个第一侧壁中的每个沿第一方向的正投影的一部分位于另一个沿第一方向的正投影的外轮廓外,错位设置的两个相邻的电池单体的两个第一侧壁上分别设有极柱,第一方向和第二方向垂直,第一方向垂直于第一侧壁。根据本申请的电池,有利于提高电池的体积能量密度和重量能量密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其是涉及一种电池和具有其的用电装置。
背景技术
近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。通常,电池包括多个电池单体,电池的能量密度较难提升,导致电池续航能力受限。
实用新型内容
本申请实施例提出一种电池和具有其的用电装置,有利于提高电池的体积能量密度和重量能量密度。
第一方面,本申请实施例提供一种电池,电池包括:多个电池单体,每个电池单体具有第一侧壁,至少两个相邻的电池单体的第一侧壁沿第一方向相对设置且在第二方向上错位设置,使得相对设置的两个第一侧壁中的每一个沿第一方向的正投影的一部分位于另一个沿第一方向的正投影的外轮廓外,错位设置的两个相邻的电池单体的两个第一侧壁上分别设有对应电池单体的极柱,第一方向和第二方向垂直,第一方向垂直于第一侧壁。
上述技术方案中,通过将电池单体错位布置,有利于充分利用电池单体的布置空间,且提升电池单体对不同形状的布置空间的适应性;同时,通过在错位设置的电池单体的第一侧壁上设置极柱,减小错位设置的两个相邻的电池单体的极柱之间的距离,方便两个电池单体的电连接设置,且可以减小节省连接在极柱之间的连接件的占用空间、或无需设置连接在极柱之间的连接件,便于减轻电池的重量,提高电池的空间利用率,且有利于提升电池的体积能量密度和重量能量密度。
在一些实施例中,每个电池单体还具有沿第三方向相对设置的两个第二侧壁,第一侧壁的面积小于第二侧壁的面积,第三方向与第一方向和第二方向分别垂直。
上述技术方案中,通过设置第一侧壁的面积小于第二侧壁的面积,使得第一侧壁并非为电池单体的“大面”,则便于将电池单体的“大面”用于与其他部件进行换热和/或固定等;也就是说,有效降低了电池单体的错位相对设置对其固定、换热等其他方面的影响。
在一些实施例中,在第二方向上,错位设置的两个相邻的电池单体之间的错位距离为L1,电池单体在第二方向上的长度为L2,L1与L2的比值位于1/5~4/5范围内。
上述技术方案中,通过设置两个相邻电池单体的错位距离与电池单体在第二方向上的长度的比值范围,便于使得错位设置的两个相邻的电池单体在第一方向上具有合适的正对区域,以便为第一侧壁上的极柱提供合适的布置区域,进一步方便错位设置的两个相邻的电池单体的电连接;而且,错位距离设置灵活,便于使得电池进一步适应其布置空间。
在一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体的两个第一侧壁上的极柱直接抵接。
上述技术方案中,通过将错位设置的两个相邻的电池单体的第一侧壁上的极柱直接抵接,以便实现该两个电池单体的串联或并联设置,节省了两个电池单体之间的连接件,减少了电池的零件数量,可以进一步减轻电池的重量、提升电池的空间利用率,从而进一步提升电池的体积能量密度和重量能量密度,同时不会存在连接件发热导致能量损失的问题,提升了电池的能量利用率,而且也不存在连接件与极柱之间的连接间隙、连接可靠性等问题,以避免连接件与极柱之间间隙不易保证导致焊点过多易产生虚焊问题,便于错位设置的两个相邻的电池单体的电连接设置。
在一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体的极柱插接配合和/或焊接相连。
上述技术方案中,通过将错位设置的两个相邻的电池单体的极柱插接配合,方便了错位设置的两个相邻的电池单体的组装;通过将错位设置的两个相邻的电池单体的极柱焊接相连,由于错位设置的两个相邻的电池单体的极柱直接抵接,以实现对应极柱之间的无缝贴合,在焊接时容易保证焊接质量,以有效降低由于设置连接件使得连接件与极柱贴合不良导致的虚焊风险,从而有利于提升错位设置的两个相邻的电池单体的电连接可靠性;同时由于错位设置的两个相邻的电池单体的极柱焊接相连,还能实现错位设置的两个相邻的电池单体的焊接固定,便于将电池单体与电池单体之间连接成一个整体,以提升多个电池单体成组或成排后的结构强度,从而提升电池的整体抗形变的能力,提升电池的可靠性和稳定性。
在一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体的其中一个的极柱形成有插配槽,另一个的极柱形成有插配凸起,插配凸起插配于插配槽。
上述技术方案中,设置直接抵接的两个极柱通过插配槽和插配凸起插接配合,有利于增大直接抵接的两个极柱的接触面积,便于提升极柱的过流能力,减小两个极柱接触不良的风险,同时可以减小两个极柱之间的接触阻值,而且方便了错位设置的两个相邻的电池单体的组装。此外,插配凸起与插配槽的配合,有利于提升错位设置的两个相邻的电池单体的连接可靠性。
在一些实施例中,每个电池单体具有泄压结构,泄压结构设于第一侧壁上且与第一侧壁上的极柱间隔设置,错位设置的两个相邻的电池单体的泄压结构的沿第一方向的正投影错开设置。
上述技术方案中,电池单体的错位设置,既实现了两个电池单体的彼此相对一侧的极柱的直接抵接,还实现了泄压结构的错开设置,而且当其中一个电池单体通过泄压结构排放排放物时,可以使得排放物的至少部分不喷向与该电池单体错位设置的另一个电池单体的泄压结构,有利于避免排放物冲破另一个电池单体的泄压结构而引起另一个电池单体失控,降低电池内部热失控蔓延的速率,降低电池内部热失控的风险;当错位设置的两个相邻的电池单体分别通过对应泄压结构排放排放物时,有利于避免该两个电池单体发生对喷,以避免电池单体受到其他电池单体的热影响,以进一步降低热蔓延的概率。
在一些实施例中,每个电池单体具有泄压结构,泄压结构设于第一侧壁上,错位设置的两个相邻的电池单体的泄压结构的沿第一方向的正投影错开设置。
上述技术方案中,通过设置错位设置的两个相邻的电池单体的泄压结构的沿第一方向的正投影错开设置,当其中一个电池单体通过泄压结构排放排放物(例如电解液等)时,可以使得排放物的至少部分不喷向与该电池单体错位设置的另一个电池单体的泄压结构,有利于避免排放物冲破另一个电池单体的泄压结构而引起另一个电池单体失控,降低电池内部热失控蔓延的速率,降低电池内部热失控的风险;当错位设置的两个相邻的电池单体分别通过对应泄压结构排放排放物时,有利于避免该两个电池单体发生对喷,以避免电池单体受到其他电池单体的热影响,以进一步降低热蔓延的概率。
在一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体的泄压结构在第二方向上错开设置。
上述技术方案中,通过将错位设置的两个相邻的电池单体的泄压结构在第二方向上错开设置,使得泄压结构的错开方向与两个电池单体的错位方向一致,便于降低电池单体的错位布置需求;而且,错位设置的两个相邻的电池单体便于采用同一规格,从而将电池单体错位即可同时实现泄压结构的错开设置,当然,错位设置的两个相邻的电池单体还可以采用不同规格。
在一些实施例中,电池单体的所有极柱均设于第一侧壁,每个电池单体具有泄压结构,泄压结构设于电池单体的除第一侧壁以外的其他侧壁上。
上述技术方案中,电池单体自身的极柱和自身的泄压结构分别位于电池单体的不同表面上,便于保证电池单体的极柱和泄压结构之间具有较大的间距,以便于避免电池单体通过自身泄压结构排出的排放物流至自身极柱易造成绝缘失效、高压打火等问题。同时,电池单体的极柱和与其错位设置的电池单体的泄压结构并非相对设置,以便使电池单体的电连接端免受其他电池单体通过泄压结构排出的排放物的影响,有利于提升电池的可靠性。
在一些实施例中,电池包括多排电池排,每排电池排包括多个沿第二方向依次设置的电池单体,至少两个沿第一方向相邻的电池排中相对设置的电池单体错位设置。
上述技术方案中,通过设置至少两个沿第一方向相邻的电池排中相对设置的电池单体错位设置,便于使得沿第一方向相邻的两排电池排中,每排的每个电池单体与另一排中对应的一个电池单体或两个电池单体沿第二方向错位设置,即使得两排电池排的电池单体错位设置,以便进一步充分利用电池的布置空间。
在一些实施例中,电池排的数量为偶数,沿第一方向相邻的两排电池排构成一组电池组,每组电池组的两排电池排的电池单体错位设置,第一侧壁上设有多个极柱,多个极柱包括正极极柱和负极极柱,电池组中其中一排电池排的每个电池单体与另一排电池排的相邻的电池单体电连接。
上述技术方案中,通过在第一侧壁上设置正极极柱和负极极柱,以降低电池单体的错位设置对不同电池排的电池单体之间电连接的影响,方便了电池组的电池单体的电连接设置。
在一些实施例中,电池组为多组,多组电池组沿第一方向和/或第三方向依次布置,第三方向与第一方向和第二方向分别垂直。
上述技术方案中,多组电池组沿第一方向和/或第三方向布置,使得电池组布置方式灵活,进一步提升了对布置空间的适应能力。
在一些实施例中,在第一方向上相邻的两组电池组的彼此相对的电池排的电池单体沿第二方向错位设置。
上述技术方案中,通过将在第一方向上相邻的两组电池组的彼此相对的电池排的电池单体沿第二方向错位设置,便于使得多组电池组具有一致的放置姿态,以便简化多组电池组的组装,同时便于实现相邻两组电池组对应的未布置电池单体的区域的分散设置,有利于避免电池存在较大的薄弱区域。
在一些实施例中,电池还包括:箱体,箱体内限定出用于容纳电池组的容纳腔,电池单体还具有固定侧壁,电池排的多个固定侧壁位于同一平面上,固定侧壁固定至箱体的内壁,固定侧壁位于电池单体在第一方向或第三方向上的一侧,第三方向与第一方向和第二方向分别垂直。
上述技术方案中,通过电池单体的固定侧壁固定至箱体的内壁,以实现电池单体与箱体的连接,同时电池排的多个固定侧壁位于同一平面上,便于降低与固定侧壁连接的箱体的内壁的要求,例如箱体的上述内壁也可以形成为平面,方便电池排与箱体的固定。此外,当固定侧壁位于电池单体在第一方向上的一侧时,固定侧壁和第一侧壁可以沿第一方向相对设置,则电池单体与箱体的固定不会影响电池单体与其他电池单体的错位设置;当固定侧壁位于电池单体在第三方向上的一侧时,固定侧壁和第一侧壁可以邻接或间隔设置,电池单体与箱体的固定同样不会影响电池单体的错位设置。
在一些实施例中,电池单体在第一方向上的高度大于电池单体在第二方向上的长度,且大于电池单体在第三方向上的厚度,第一方向为箱体的长度方向、或箱体的宽度方向。
上述技术方案中,通过设置电池单体在第一方向上的高度大于电池单体在第二方向上的长度,且大于电池单体在第三方向上的厚度,第一方向为箱体的长度方向、或箱体的宽度方向,便于实现电池排在容纳腔内的灵活布置,同时有利于减小箱体的高度。
第二方面,本申请实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池,电池用于提供电能。
上述技术方案中,由于用电装置设置上述的电池,且电池的能量密度可以提升,从而有利于提升用电装置的使用时长。
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的结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图;
图5为图4中错位设置的两个相邻的电池单体的第一侧壁沿第一方向的正投影示意图;
图6为图4中所示的电池的另一个结构示意图;
图7为图6中圈示的P部的放大图;
图8为本申请一些实施例提供的错位设置的两个相邻的电池单体的电连接示意图;
图9为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图;
图10为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图;
图11为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图;
图12为图11中所示的电池的另一个结构示意图;
图13为图11中所示的电池的再一个结构示意图;
图14为图11中所示的电池的结构爆炸图。
附图标记:
用电装置1000、电池100、控制器200、马达300、
电池单体10、电池排10A、电池组10B、
第一侧壁11、第二侧壁12、极柱13、正极极柱131、负极极柱132、插配槽13a、插配凸起13b、泄压结构14、固定侧壁15、第三侧壁16、第四侧壁17、
箱体20、容纳腔20a、第一箱体201、第二箱体202。
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。
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,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体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可以为电池模组或电池包等。电池模组一般包括多个电池单体。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体或一个或多个电池模组的箱体,箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电;当然,电池还可以不包括箱体。
示例性地,电池单体通常可以包括壳体、电芯组件和电解液,壳体用于容纳电芯组件和电解液,壳体上设有至少一个正极极柱和至少一个负极极柱。电芯组件包括一个或者多个电极组件,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜叠片或卷绕形成。
其中,正极极片一般可以包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层直接或间接涂覆于正极集流体上,未涂覆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,未涂覆正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳片,多个正极极耳片层叠在一起并与正极极柱形成电连接。示例性地,层叠在一起的多个正极极耳片可以直接焊接至正极极柱以形成电连接;或者,电芯组件还可以包括正极转接片,层叠在一起的多个正极极耳片与正极转接片的一端焊接,正极转接片的另一端焊接至正极极柱,以使正极极耳片与正极极柱形成电连接。
负极极片一般可以包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层直接或间接涂覆于负极集流体上,未涂覆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,未涂覆负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳片,多个负极极耳片层叠在一起并与负极极柱形成电连接。示例性地,层叠在一起的多个负极极耳片可以直接焊接至负极极柱以形成电连接;或者,电芯组件还可以包括负极转接片,层叠在一起的多个负极极耳片与负极转接片的一端焊接,负极转接片的另一端焊接至负极极柱,以使负极极耳片与负极极柱形成电连接。隔离膜的材质不限,例如可以为聚丙烯或聚乙烯等。
本申请所提到的电池单体上的泄压结构,在电池单体内压过大(例如过度充电等原因导致)时,泄压结构用于释放电池单体内部气体,以降低电池单体的内部压力,防止电池单体内部过快加压导致电池单体爆燃等。例如,泄压结构可以为防爆阀、防爆片等等。
近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。其中,电池作为新能源汽车核心零部件不论在能量密度方面,还是在可靠性方面均有着较高的要求。
相关技术中,电池包括多个电池单体,多个电池单体通常成多排多列布置,且相邻电池排或相邻电池列分别对齐设置,对电池的布置空间具有一定的规整性要求;同时多个电池单体的极柱通常设置多个电池单体的同侧,两个电池单体的极柱通过连接件实现电连接,由于多个电池单体呈多排多列布置,使得两个电池单体的极柱之间的距离会受到电池单体尺寸大小的较大影响,则需要较大体积的连接件来实现电连接,使得电池的体积能量密度和重量能量密度难以得到提升。
基于上述考虑,为了提升电池的能量密度,发明人经过深入研究,设计了一种电池,电池包括多个电池单体,每个电池单体具有第一侧壁,至少两个相邻的电池单体的第一侧壁沿第一方向相对设置且在第二方向上错位设置,使得相对设置的两个第一侧壁中的每一个沿第一方向的正投影的一部分位于另一个沿第一方向的正投影的外轮廓外,错位设置的两个相邻的电池单体的两个第一侧壁上分别设有对应电池单体的极柱,第一方向和第二方向垂直,第一方向垂直于第一侧壁。
上述技术方案中,通过将电池单体错位布置,有利于充分利用电池单体的布置空间,且提升电池单体对不同形状的布置空间的适应性;同时,通过在错位设置的电池单体的第一侧壁上设置极柱,减小错位设置的两个相邻的电池单体的极柱之间的距离,方便两个电池单体的电连接设置,且可以减小节省连接在极柱之间的连接件的占用空间、或无需设置连接在极柱之间的连接件,便于减轻电池的重量,提高电池的空间利用率,且有利于提升电池的体积能量密度和重量能量密度。
本申请实施例提供一种使用本公开的电池单体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等。
以下实施例为了方便说明,以用电装置1000为车辆为例,对本申请的用电装置1000、电池100以及电池单体10的结构进行详细的介绍。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的用电装置1000为车辆的结构示意图。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100,电池100可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆的供电,例如,电池100可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300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2为本申请一些实施例提供的电池单体10用于电池100的结构爆炸图。电池100包括箱体20和多个电池单体10,电池单体10容纳于箱体20内。其中,箱体20用于为电池单体10提供装配空间,箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体20可以包括第一箱体201和第二箱体202,第一箱体201与第二箱体202相互盖合,第一箱体201和第二箱体202共同限定出用于容纳电池单体10的容纳腔20a。第二箱体202可以为一端开放的空心结构,第一箱体201可以为板状结构,第一箱体201盖合于第二箱体202的开放侧,以使第一箱体201与第二箱体202共同限定出容纳腔20a;或者,第一箱体201和第二箱体202还可以均为一侧开放的空心结构(例如图2所示),第一箱体201的开放侧盖合于第二箱体202的开放侧。当然,第一箱体201和第二箱体202形成的箱体20可以是多种形状,比如,圆柱体、或长方体等。
在电池100中,多个电池单体10之间可串联、并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联、并联或混联在一起,再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体20内;或者,电池100也可以是多个电池单体10先串联、并联或混联组成电池模组形式,多个电池模组再串联、并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体20内。电池100还可以包括其他结构,例如,电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体10之间的电连接。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的结构示意图。电池单体10呈长方体,且电池单体10的高度方向为第一方向Z,电池单体10的长度方向为第二方向X,电池单体10的厚度方向为第三方向Y。第一方向Z、第二方向X和第三方向Y两两相互垂直。但不局限于此,在本申请的其他实施例中,电池单体10还可以呈多棱柱体、扁平体或其它形状等。
请参照图4和图5,图4为本申请一些实施例提供的电池100的结构示意图,图5为图4中错位设置的两个相邻的电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影示意图,在本申请的实施例中,电池100包括多个电池单体10,每个电池单体10具有第一侧壁11,至少两个相邻的电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z相对设置,且上述至少两个相邻的电池单体10的第一侧壁11在第二方向X上错位设置,使得相对设置的两个第一侧壁11中的每一个沿第一方向Z的正投影的一部分位于另一个沿第一方向Z的正投影的外轮廓外,则与上述相对设置的两个第一侧壁11相对应的两个相邻的电池单体10在第二方向X上错位设置,上述至少两个相邻的电池单体10中、任意相邻两个电池单体10在第二方向X上错位设置。其中,第一方向Z和第二方向X垂直,第一方向Z垂直于第一侧壁11。
可见,如果记电池100的电池单体10的数量为m,m为正整数且m≥2,m个电池单体10中,存在n个相邻的电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z相对设置且在第二方向X上错位设置,也就是说,存在n个相邻的电池单体10错位设置,即n个电池单体10中任意相邻两个电池单体10错位设置,n为正整数且2≤n≤m。对于错位设置的两个相邻的电池单体10而言,其中一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的一部分位于另一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓外、另一部分位于上述另一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓内,而且上述另一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的一部分位于上述其中一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓外、另一部分位于上述其中一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓内。
换言之,错位设置的两个第一侧壁11的沿第一方向Z的正投影彼此部分重叠。
示例性地,请参照图5,第一区域Ω1和第二区域Ω2组合构成的区域为其中一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影,第二区域Ω2和第三区域Ω3组合构成的区域为另一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影,第二区域Ω2即为错位设置的两个相邻的电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的重叠区域;可见,对于上述其中一个电池单体10而言,第一区域Ω1位于上述另一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓外,第二区域Ω2位于上述另一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓内,而对于上述另一个电池单体10而言,第三区域Ω3位于上述其中一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓外,第二区域Ω2位于上述其中一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z的正投影的外轮廓内。
可见,电池单体10的错位设置有利于充分利用电池单体10的布置空间,同时电池单体10的错位设置还可以适用于不规整的布置空间,且在一定程度上能根据布置空间的形状适应调整电池单体10的错位距离,以提升电池单体10对布置空间的适应性。
请再次参照图6和图7,图6为图4中所示的电池100的另一个结构示意图,图7为图6中圈示的P部的放大图,在本申请的实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的两个第一侧壁11上分别设有对应电池单体10的极柱13,则错位设置的两个相邻的电池单体10的至少部分极柱13位于两个电池单体10的彼此相对的一侧,或者说错位设置的两个相邻的电池单体10的彼此相对的一侧分别设有极柱13,有利于减小错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13之间的距离,方便错位设置的两个相邻的电池单体10之间的电连接设置;同时,如果错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13通过连接件电连接,由于连接件连接的极柱13之间的距离较小,有利于减小连接件的体积,节省连接件的占用空间,从而有利于电池单体10的紧凑布置,减轻电池100的重量,且便于提高电池100的空间利用率,进而有利于提升电池100的体积能量密度和重量能量密度。
当然,错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13还可以直接电连接、无需通过连接件电连接,同样可以提升电池100的体积能量密度和重量能量密度,同时可以避免连接件过流时发热产生的额外能量损失、导致能量利用率较低,从而有利于提升电池100的能量利用率。
上述技术方案中,通过将电池单体10错位布置,有利于充分利用电池单体10的布置空间,且提升电池单体10对不同形状的布置空间的适应性;同时,通过在错位设置的电池单体10的第一侧壁11上设置极柱13,减小错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13之间的距离,方便两个电池单体10的电连接设置,且可以减小节省连接在极柱13之间的连接件的占用空间、或无需设置连接在极柱13之间的连接件,便于减轻电池100的重量,提高电池100的空间利用率,且有利于提升电池100的体积能量密度和重量能量密度。
可以理解的是,本申请实施例中,对于单个电池单体10而言,该电池单体10的所有极柱13可以均设于第一侧壁11上,或者该电池单体10的所有极柱13中的部分极柱13设于第一侧壁11上,其余极柱13设于除第一侧壁11以外的其他侧壁上。
请再次参照图4,在本申请的一些实施例中,每个电池单体10还具有沿第三方向Y相对设置的两个第二侧壁12,第一侧壁11的面积小于第二侧壁12的面积,第三方向Y与第一方向Z和第二方向X分别垂直。
上述技术方案中,通过设置第一侧壁11的面积小于第二侧壁12的面积,使得第一侧壁11并非为电池单体10的“大面”,则便于将电池单体10的“大面”用于与其他部件进行换热和/或固定等,例如电池单体10的“大面”用于与热管理部件进行换热,以提升电池单体10的热管理效果,又例如电池单体10的“大面”用于与箱体20进行固定,以提升电池单体10与箱体20的连接可靠性和稳定性;也就是说,有效降低了电池单体10的错位相对设置对其固定、换热等其他方面的影响。
可以理解的是,电池单体10可以具有多个侧壁,第二侧壁12的面积可以大于电池单体10的其余侧壁的面积,此时第二侧壁12可以为电池单体10的“大面”;当然,第二侧壁12的面积还可以小于电池单体10的“大面”的面积。
示例性地,在图3和图4的示例中,电池单体10呈长方体,且电池单体10具有沿第一方向Z相对设置的第一侧壁11和第三侧壁16、沿第三方向Y相对设置的两个第二侧壁12和沿第二方向X相对设置的两个第四侧壁17,第二侧壁12的面积大于其余侧壁(第一侧壁11、第三侧壁16和第四侧壁17)的面积,第一侧壁11与另一个电池单体10的第一侧壁11沿第一方向Z相对设置且沿第二方向X错位设置。
请参照图4和图5,在本申请的一些实施例中,在第二方向X上,错位设置的两个相邻的电池单体10之间的错位距离为L1,电池单体10在第二方向X上的长度为L2,L1与L2的比值位于1/5~4/5范围内。
例如,请参照图5,以错位设置的两个相邻的电池单体10分别为第一电池单体和第二电池单体为例,第一电池单体相对于第二电池单体的错位距离为L11,第一电池单体在第二方向X上的长度为L21,第二电池单体相对于第一电池单体的错位距离为L12,第二电池单体在第二方向X上的长度为L22,1/5≤L11/L21≤4/5,1/5≤L12/L22≤4/5。其中,L11与L12可以相等或不等,L21与L22可以相等或不等,L11/L21和L12/L22均为电池单体10的错位距离与对应电池单体10的长度的比值L1/L2。
上述技术方案中,通过设置两个电池单体10的错位距离与电池单体10在第二方向X上的长度的比值范围,便于使得错位设置的两个相邻的电池单体10在第一方向Z上具有合适的正对区域,以便为第一侧壁11上的极柱13提供合适的布置区域,进一步方便错位设置的两个相邻的电池单体10的电连接;而且,错位距离设置灵活,便于使得电池100进一步适应其布置空间。
可选地,L1与L2的比值可以为0.2、0.25、0.3、0.33、0.4、0.48、0.5、0.52、0.6、0.64、0.7、0.77、或0.8等。
请再次参照图6和图7,在本申请的一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的两个第一侧壁11上的极柱13直接抵接,即错位设置的两个相邻的电池单体10的沿第一方向Z彼此相对的一侧的极柱13直接抵接,以实现错位设置的两个相邻的电池单体10的电连接。
上述技术方案中,通过将错位设置的两个相邻的电池单体10的第一侧壁11上的极柱13直接抵接,以便实现该两个电池单体10的串联或并联设置,节省了两个电池单体10之间的连接件,减少了电池的零件数量,可以进一步减轻电池100的重量、提升电池100的空间利用率,从而进一步提升电池100的体积能量密度和重量能量密度,同时不会存在连接件发热导致能量损失的问题,提升了电池100的能量利用率,而且也不存在连接件与极柱13之间的连接间隙、连接可靠性等问题,以避免连接件与极柱13之间间隙不易保证导致焊点过多易产生虚焊问题,便于错位设置的两个相邻的电池单体10的电连接设置。
可以理解的是,错位设置的两个相邻的电池单体10的直接抵接的极柱13可以为相同极性的极柱13、也可以为不同极性的极柱13,也就是说,错位设置的两个相邻的电池单体10可以串联或并联设置;例如,错位设置的两个相邻的电池单体10中,其中一个电池单体10的第一侧壁11上的正极极柱131与另一个电池单体10的第一侧壁11上的负极极柱132直接抵接,或者其中一个电池单体10的第一侧壁11上的正极极柱131与另一个电池单体10的第一侧壁11上的正极极柱131直接抵接,或者其中一个电池单体10的第一侧壁11上的负极极柱132与另一个电池单体10的第一侧壁11上的负极极柱132直接抵接。
此外,错位设置的两个相邻的电池单体10的直接抵接的极柱13可以正对设置、也可以错位设置。例如,直接抵接的两个极柱13沿第一方向Z的正投影重合(请参照图),或者直接抵接的两个极柱13中其中一个沿第一方向Z的正投影完全位于另一个沿第一方向Z的正投影的外轮廓内,使得直接抵接的两个极柱13沿第一方向Z正对设置;又例如,直接抵接的两个极柱13中每一个沿第一方向Z的正投影的一部分位于另一个沿第一方向Z的正投影的外轮廓内,使得直接抵接的两个极柱13沿第一方向Z错位设置。
请参照图6和图7,在本申请的一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13插接配合和/或焊接相连。
上述技术方案中,通过将错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13插接配合,方便了错位设置的两个相邻的电池单体10的组装;通过将错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13焊接相连,由于错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13直接抵接,以实现对应极柱13之间的无缝贴合,在焊接(例如线性焊接)时容易保证焊接质量,以有效降低由于设置连接件使得连接件与极柱13贴合不良导致的虚焊风险,从而有利于提升错位设置的两个相邻的电池单体10的电连接可靠性;同时由于错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13焊接相连,还能实现错位设置的两个相邻的电池单体10的焊接固定,便于将电池单体10与电池单体10之间连接成一个整体,以提升多个电池单体10成组或成排后的结构强度,从而提升电池100的整体抗形变的能力,提升电池100的可靠性和稳定性。
例如,多个沿第二方向X依次设置的电池单体10构成一排电池排10A,两排沿第一方向Z相对设置的电池排10A构成一组电池组10B,每排电池排10A的每个电池单体10与另一排电池排10A的相邻一个或两个电池单体10分别沿第二方向X错位设置,且每排电池排10A的每个电池单体10与另一排电池排10A的相邻的一个或两个电池单体10通过对应极柱13焊接固定,使得电池组10B连接成一个整体,提升电池组10B的结构强度。
请再次参照图8,图8为本申请一些实施例提供的错位设置的两个相邻的电池单体10的电连接示意图,在本申请的一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体10中的其中一个的极柱13形成有插配槽13a,另一个的极柱13形成有插配凸起13b,插配凸起13b插配于插配槽13a。
上述技术方案中,设置直接抵接的两个极柱13通过插配槽13a和插配凸起13b插接配合,有利于增大直接抵接的两个极柱13的接触面积,便于提升极柱13的过流能力,减小两个极柱13接触不良的风险,同时可以减小两个极柱13之间的接触阻值,而且方便了错位设置的两个相邻的电池单体10的组装。此外,插配凸起13b与插配槽13a的配合,有利于提升错位设置的两个相邻的电池单体10的连接可靠性。
示例性地,对于两个直接抵接的极柱13而言,插配凸起13b可以由其中一个极柱13的朝向另一个极柱13的表面的至少部分凸出形成,插配槽13a可以由上述另一个极柱13的朝向上述其中一个极柱13的表面的一部分凹陷形成,两个电池单体10错位设置时,插配凸起13b可以沿第一方向Z伸入插配槽13a内,实现两个极柱13的插接配合。
当然,在本申请其他实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的两个第一侧壁11上的极柱13还可以直接接触,此时该两个电池单体10可以通过电池100的其他部件(例如后文所述的箱体20等)实现相对固定,以实现直接接触的极柱13之间的良好电连接。
请参照图7,在本申请的一些实施例中,每个电池单体10具有泄压结构14,泄压结构14设于第一侧壁11上,且泄压结构14与第一侧壁11上的极柱13间隔设置,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影错开设置,则错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影不重叠。
可见,电池单体10的错位设置,既实现了两个相邻的电池单体10的彼此相对一侧的极柱13的直接抵接,还实现了泄压结构14的错开设置。
上述技术方案中,通过设置错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影错开设置,当其中一个电池单体10通过泄压结构14排放排放物(例如电解液等)时,可以使得排放物的至少部分不喷向与该电池单体10错位设置的另一个电池单体10的泄压结构14,有利于避免排放物冲破另一个电池单体10的泄压结构14而引起另一个电池单体10失控,降低电池100内部热失控蔓延的速率,降低电池内部热失控的风险;当错位设置的两个相邻的电池单体10分别通过对应泄压结构14排放排放物时,有利于避免该两个电池单体10发生对喷,以避免电池单体10受到其他电池单体10的热影响,以进一步降低热蔓延的概率。
示例性地,在图7的示例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14在第二方向X上错开设置,也就是说,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影在第二方向X上错开设置,错位设置的两个相邻的电池单体10的极柱13沿第一方向Z正对设置且直接抵接。
请参照图7,在本申请的一些实施例中,每个电池单体10具有泄压结构14,泄压结构14设于第一侧壁11上,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影错开设置。此时,错位设置的两个相邻的电池单体10的两个第一侧壁11上的极柱13可以直接抵接、也可以通过连接件电连接。
上述技术方案中,通过设置错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影错开设置,当其中一个电池单体10通过泄压结构14排放排放物(例如电解液等)时,可以使得排放物的至少部分不喷向与该电池单体10错位设置的另一个电池单体10的泄压结构14,有利于避免排放物冲破另一个电池单体10的泄压结构14而引起另一个电池单体10失控,降低电池100内部热失控蔓延的速率,降低电池100内部热失控的风险;当错位设置的两个相邻的电池单体10分别通过对应泄压结构14排放排放物时,有利于避免该两个电池单体10发生对喷,以避免电池单体10受到其他电池单体10的热影响,以进一步降低热蔓延的速率。
请参照图6和图7,在本申请的一些实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14在第二方向X上错开设置,也就是说,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影在第二方向X上错开设置。
上述技术方案中,通过将错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14在第二方向X上错开设置,使得泄压结构14的错开方向与两个电池单体10的错位方向一致,便于降低电池单体10的错位布置需求;而且,错位设置的两个相邻的电池单体10便于采用同一规格,从而将电池单体10错位即可同时实现泄压结构14的错开设置,当然,错位设置的两个相邻的电池单体10还可以采用不同规格。
当然,在本申请其他实施例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14还可以在第三方向Y上错开设置,即错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14的沿第一方向Z的正投影在第三方向Y上错开设置,第三方向Y与第一方向Z和第二方向X分别垂直。
在本申请的一些实施例中,电池单体10的所有极柱13均设于第一侧壁11,每个电池单体10具有泄压结构14,泄压结构14设于电池单体10的除第一侧壁11以外的其他侧壁上。
上述技术方案中,电池单体10自身的极柱13和自身的泄压结构14分别位于电池单体10的不同表面上,便于保证电池单体10的极柱13和泄压结构14之间具有较大的间距,以便于避免电池单体10通过自身泄压结构14排出的排放物流至自身极柱13易造成绝缘失效、高压打火等问题。同时,电池单体10的极柱13和与其错位设置的电池单体10的泄压结构14并非相对设置,以便使电池单体10的电连接端免受其他电池单体10通过泄压结构14排出的排放物的影响,有利于提升电池100的可靠性。
示例性地,电池单体10具有沿第一方向Z相对设置的第一侧壁11和第三侧壁16,电池单体10的所有极柱13均设于第一侧壁11,泄压结构14设于第三侧壁16,使得电池单体10的极柱13和泄压结构14背对设置,以进一步增大泄压结构14与极柱13之间的间距,进一步减小排放物对极柱13的影响。
请参照图4和图6,在本申请的一些实施例中,电池包括多排电池排10A,每排电池排10A包括多个沿第二方向X依次设置的电池单体10,至少两个沿第一方向Z相邻的电池排10A中相对设置的电池单体10错位设置。
上述技术方案中,通过设置至少两个沿第一方向Z相邻的电池排10A中相对设置的电池单体10错位设置,便于使得沿第一方向Z相邻的两排电池排10A中,每排的每个电池单体10与另一排中对应的一个电池单体10或两个电池单体10沿第二方向X错位设置,即使得两排电池排10A的电池单体10错位设置,以便进一步充分利用电池100的布置空间。
示例性地,电池排10A为两排,每排电池排10A中的每个电池单体10与另一排电池排10A中对应的一个电池单体10或两个电池单体10分别沿第二方向X错位设置;或者,电池排10A为三排,其中相邻两排电池排10A的电池单体10错位设置。当然,电池排10A还可以为四排或四排以上,以四排电池排10A为例,其中两排电池排10A的电池单体10错位设置,另外两排电池排10A的电池单体10错位设置。
可以理解的是,多排电池排10A可以沿第一方向Z依次布置;或者多排电池排10A沿第一方向Z和第三方向Y布置,此时沿第一方向Z相邻两排电池排10A构成一组电池组10B,多组电池组10B可以沿第三方向Y依次布置、或者多组电池组10B沿第一方向Z和第三方向Y布置。
可选地,在图7的示例中,电池排10A中相邻两个电池单体10在第二方向X上的间距t大于0,以便在相邻两个电池单体10之间设置导热件、隔热件等等。
请参照图4、图6和图7,在本申请的一些实施例中,电池排10A的数量为偶数,沿第一方向Z相邻的两排电池排10A构成一组电池组10B,每组电池组10B的两排电池排10A的电池单体10错位设置,第一侧壁11上设有多个极柱13,多个极柱13包括正极极柱131和负极极柱132,电池组10B中其中一排电池排10A的每个电池单体10与另一排的电池排10A的相邻的电池单体10电连接,即其中一排电池排10A的电池单体10与另一排电池排10A的对应相邻的一个电池单体10或对应相邻的两个电池单体10电连接。
上述技术方案中,通过在第一侧壁11上设置正极极柱131和负极极柱132,以降低电池单体10的错位设置对不同电池排10A的电池单体10之间电连接的影响,方便了电池组10B的电池单体10的电连接设置。
示例性地,以电池组10B的两排电池排10A分别为第一电池排和第二电池排,且电池组10B中的多个电池单体10串联设置为例,第一电池排的相邻两个电池单体10通过第二电池排的一个电池单体10串联连接,且第二电池排的相邻两个电池单体10通过第一电池排的一个电池单体10串联连接。当然,电池组10B的多个电池单体10的电连接方式不限于此。
请参照图9和图10,图9为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图,图10为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图,在本申请的一些实施例中,电池组10B为多组,多组电池组10B沿第一方向Z和/或第三方向Y依次布置,第三方向Y与第一方向Z和第二方向X分别垂直。
上述技术方案中,多组电池组10B沿第一方向Z和/或第三方向Y布置,使得电池组10B布置方式灵活,进一步提升了对布置空间的适应能力。
示例性地,在图9的示例中,多组电池组10B沿第三方向Y依次布置,此时相邻两组电池组10B在第三方向Y上的间距大于或等于0;在图10的示例中,多组电池组10B沿第一方向Z依次设置,此时相邻两组电池组10B在第一方向Z上的间距大于或等于0。当然,多组电池组10B沿第一方向Z和第三方向Y布置时,多组沿第一方向Z依次布置的电池组10B可以构成电池单元,多个电池单体10沿第三方向Y依次布置。当然,在本申请其他实施例中,电池组10B还可以为一组。
请参照图9,在本申请一些可选实施例中,每个电池单体10还具有沿第三方向Y相对设置的两个第二侧壁12,第二侧壁12的面积大于电池单体10的其余侧壁的面积,多组电池组10B沿第三方向Y依次设置,使得相邻电池组10B的电池单体10的大面相对设置;或者请参照图10,多组电池组10B沿第一方向Z依次设置,有利于减小电池单体10在第三方向Y上承受的挤压力。
请参照图10,在本申请的一些实施例中,在第一方向Z上相邻的两组电池组10B的彼此相对的电池排10A的电池单体10沿第二方向X错位设置。
例如,以相邻两组电池组10B分别为第一电池组和第二电池组为例,第一电池组包括第一电池排和第二电池排,第二电池组包括第三电池排和第四电池排,在第一方向Z上,第二电池排和第三电池排位于第一电池排和第四电池排之间,第二电池排的电池单体10与第一电池排的电池单体10在第二方向X上错位设置,第三电池排的电池单体10与第四电池排的电池单体10在第二方向X上错位设置,且第二电池排的电池单体10与第三电池排的电池单体10在第二方向X上也错位设置。
上述技术方案中,通过将在第一方向Z上相邻的两组电池组10B的彼此相对的电池排10A的电池单体10沿第二方向X错位设置,便于使得多组电池组10B具有一致的放置姿态,以便简化多组电池组10B的组装,同时便于实现相邻两组电池组10B对应的未布置电池单体10的区域的分散设置,有利于避免电池100存在较大的薄弱区域。
当然,在本申请其他实施例中,在第一方向Z上相邻的两组电池组10B的彼此相对的电池排10A的电池单体10还可以非错位设置,例如相邻两组电池组10B对称布置等。
请参照图11-图14,在本申请的一些实施例中,电池100还包括箱体20,箱体20内限定出用于容纳电池组10B的容纳腔20a,电池单体10还具有固定侧壁15,电池排10A的多个电池单体10的多个固定侧壁15位于同一平面上,固定侧壁15固定至箱体20的内壁。其中,固定侧壁15位于电池单体10在第一方向Z或第三方向Y上的一侧,第三方向Y与第一方向Z和第二方向X分别垂直。
上述技术方案中,通过电池单体10的固定侧壁15固定至箱体20的内壁,以实现电池单体10与箱体20的连接,同时电池排10A的多个固定侧壁15位于同一平面上,便于降低与固定侧壁15连接的箱体20的内壁的要求,例如箱体20的上述内壁也可以形成为平面,方便电池排10A与箱体20的固定。此外,当固定侧壁15位于电池单体10在第一方向Z上的一侧时,固定侧壁15和第一侧壁11可以沿第一方向Z相对设置,则电池单体10与箱体20的固定不会影响电池单体10与其他电池单体10的错位设置;当固定侧壁15位于电池单体10在第三方向Y上的一侧时,固定侧壁15和第一侧壁11可以邻接或间隔设置,电池单体10与箱体20的固定同样不会影响电池单体10的错位设置。
可选地,固定侧壁15与箱体20的内壁粘接固定;但不限于此。
可选地,在图14的示例中,每个电池单体10具有沿第三方向Y相对设置的两个第二侧壁12,第一侧壁11小于第二侧壁12的面积,则两个第二侧壁12中的其中一个可以形成固定侧壁15,以便提升电池单体10与箱体20的内壁的连接面积,从而提升电池单体10与箱体20的连接强度,提升电池单体10的设置可靠性,进而提升电池100的使用可靠性。
可选地,在图6、图7和图14的示例中,错位设置的两个相邻的电池单体10的第一侧壁11上的极柱13直接抵接,且抵接的极柱13焊接相连,以实现错位设置的两个相邻的电池单体10的固定,从而便于将电池组10B连接成一个整体,相对于采用双面胶或结构胶将多个电池单体连接成一个整体的方式,本申请有效提升了电池组10B的结构强度和可靠性,从而提升电池100的结构强度和可靠性。电池组10B设于箱体20内,箱体20内可以无需另外设置侧板、梁等部件,便于提升电池100内部的空间利用率,进一步提高电池100的能量密度;此外,电池组10B可以作为整体安装至箱体20内,便于实现电池组10B的模块化安装,如果电池组10B为多组,方便了多组电池组10B的入箱堆叠。
请参照图11和图14,在本申请的一些实施例中,电池单体10在第一方向Z上的高度大于电池单体10在第二方向X上的长度,且电池单体10在第一方向Z上的高度大于电池单体10在第三方向Y上的厚度,第一方向Z为箱体20的长度方向AA’、或第一方向Z为箱体20的宽度方向BB’。其中,第一方向Z为箱体20的长度方向AA’时,第二方向X可以为箱体20的宽度方向BB’或箱体20的高度方向CC’,第一方向Z为箱体20的宽度方向BB’时,第二方向X可以为箱体20的长度方向AA’或箱体20的高度方向CC’。
上述技术方案中,通过设置电池单体10在第一方向Z上的高度大于电池单体10在第二方向X上的长度,且大于电池单体10在第三方向Y上的厚度,第一方向Z为箱体20的长度方向AA’、或箱体20的宽度方向BB’,便于实现电池排10A在容纳腔20a内的灵活布置,同时有利于减小箱体20的高度。
当然,在本申请其他实施例中,电池单体10在第一方向Z上的高度大于电池单体10在第二方向X上的长度,且电池单体10在第一方向Z上的高度大于电池单体10在第三方向Y上的厚度,第一方向Z还可以为箱体20的高度方向CC’,第二方向X可以为箱体20的长度方向AA’或箱体20的宽度方向BB’。
示例性地,以箱体20的高度方向CC’为上下方向为例,电池单体10的固定侧壁15与箱体20的内底壁固定,固定侧壁15位于电池单体10在第一方向Z上的一侧时,第一方向Z为上下方向,电池组10B的下侧的电池排10A的多个固定侧壁15固定至箱体20的内底壁;而固定侧壁15位于电池单体10在第三方向Y上的一侧时,第三方向Y为上下方向,电池组10B的两排电池排10A的多个固定侧壁15固定至箱体20的内底壁。
第二方面,本申请实施例提供一种用电装置1000,包括上述的电池100,电池100用于提供电能。
上述技术方案中,由于用电装置1000采用上述的电池100,且电池100的能量密度可以提升,从而有利于提升用电装置1000的使用时长。
请再次参阅图3-图7、图10-图14,描述本申请具体实施例的电池100。
在本申请的实施例中,电池100包括箱体20和多组沿第一方向Z依次设置的电池组10B,电池组10B设于箱体20内,每组电池组10B包括两排沿第一方向Z依次设置的电池排10A,每排电池排10A包括多个沿第二方向X依次设置的电池单体10。
电池单体10呈长方体,且电池单体10的高度方向为第一方向Z,电池单体10的长度方向为第二方向X,电池单体10的厚度方向为第三方向Y;第一方向Z为箱体20的长度方向AA’,第二方向X为箱体20的宽度方向BB’,第三方向Y为箱体20的高度方向CC’。
电池单体10具有沿第一方向Z相对设置的第一侧壁11和第三侧壁16、沿第三方向Y相对设置的两个第二侧壁12和沿第二方向X相对设置的两个第四侧壁17,第二侧壁12的面积大于其余侧壁(第一侧壁11、第三侧壁16和第四侧壁17)的面积;电池单体10的正极极柱131和负极极柱132均设于第一侧壁11,泄压结构14也设于第一侧壁11,且在第二方向X上,泄压结构14位于正极极柱131和负极极柱132之间。
每组电池组10B中,两排电池排10A的沿第一方向Z相对的两个电池单体10的第一侧壁11在第二方向X上错位设置,错位设置的两个相邻的电池单体10的泄压结构14也在第二方向X上错位设置,错位设置的两个相邻的电池单体10的其中一个的正极极柱131和另一个负极极柱132沿第一方向Z正对且直接焊接固定,使得每组电池组10B中,其中一排电池排10A的相邻两个电池单体10通过另一排电池排10A的一个电池单体10串联。
上述技术方案中,电池组10B可以通过错位设置的电池单体10的极柱13的焊接固定连接成一个整体,便于多组电池组10B的入箱堆叠,同时,错位设置的两个相邻的电池单体10之间无需通过连接件电连接,以减小节省连接在极柱之间的连接件的占用空间、或无需设置连接在极柱13之间的连接件,减轻电池100的重量,提高电池100的空间利用率,且有利于提升电池100的体积能量密度和重量能量密度。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置1000,用电装置1000包括上述实施例的电池100,电池100用于为用电装置1000提供电能。
上述技术方案中,由于用电装置1000设置上述的电池100,且电池100的能量密度可以提供,从而有利于提升用电装置1000的使用时长。
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 (17)
1.一种电池,其特征在于,包括:
多个电池单体,每个所述电池单体具有第一侧壁,至少两个相邻的所述电池单体的所述第一侧壁沿第一方向相对设置且在第二方向上错位设置,使得相对设置的两个所述第一侧壁中的每一个沿第一方向的正投影的一部分位于另一个沿所述第一方向的正投影的外轮廓外,错位设置的两个相邻的所述电池单体的两个所述第一侧壁上分别设有极柱,所述第一方向和所述第二方向垂直,所述第一方向垂直于所述第一侧壁。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,每个所述电池单体还具有沿第三方向相对设置的两个第二侧壁,所述第一侧壁的面积小于所述第二侧壁的面积,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向分别垂直。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,在第二方向上,错位设置的两个相邻的所述电池单体之间的错位距离为L1,所述电池单体在第二方向上的长度为L2,L1与L2的比值位于1/5~4/5范围内。
4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,错位设置的两个相邻的所述电池单体的两个所述第一侧壁上的所述极柱直接抵接。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,错位设置的两个相邻的所述电池单体的所述极柱插接配合和/或焊接相连。
6.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,错位设置的两个相邻的所述电池单体的其中一个的所述极柱形成有插配槽,另一个的所述极柱形成有插配凸起,所述插配凸起插配于所述插配槽。
7.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,每个所述电池单体具有泄压结构,所述泄压结构设于所述第一侧壁上且与所述第一侧壁上的所述极柱间隔设置,错位设置的两个相邻的所述电池单体的所述泄压结构的沿所述第一方向的正投影错开设置。
8.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,每个所述电池单体具有泄压结构,所述泄压结构设于所述第一侧壁上,错位设置的两个相邻的所述电池单体的所述泄压结构的沿所述第一方向的正投影错开设置。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,错位设置的两个相邻的所述电池单体的所述泄压结构在所述第二方向上错开设置。
10.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池单体的所有所述极柱均设于所述第一侧壁,每个所述电池单体具有泄压结构,所述泄压结构设于所述电池单体的除所述第一侧壁以外的其他侧壁上。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池包括多排电池排,每排所述电池排包括多个沿所述第二方向依次设置的所述电池单体,至少两个沿所述第一方向相邻的所述电池排中相对设置的所述电池单体错位设置。
12.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,所述电池排的数量为偶数,沿第一方向相邻的两排所述电池排构成一组电池组,每组所述电池组的两排电池排的所述电池单体错位设置,所述第一侧壁上设有多个所述极柱,多个所述极柱包括正极极柱和负极极柱,所述电池组中其中一排所述电池排的每个所述电池单体与另一排所述电池排的相邻的电池单体电连接。
13.根据权利要求12所述的电池,其特征在于,所述电池组为多组,多组所述电池组沿第一方向和/或第三方向依次布置,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向分别垂直。
14.根据权利要求13所述的电池,其特征在于,在所述第一方向上相邻的两组所述电池组的彼此相对的所述电池排的所述电池单体沿第二方向错位设置。
15.根据权利要求12所述的电池,其特征在于,还包括:
箱体,所述箱体内限定出用于容纳所述电池组的容纳腔,所述电池单体还具有固定侧壁,所述电池排的多个所述固定侧壁位于同一平面上,所述固定侧壁固定至所述箱体的内壁,
所述固定侧壁位于所述电池单体在所述第一方向或第三方向上的一侧,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向分别垂直。
16.根据权利要求15所述的电池,其特征在于,所述电池单体在所述第一方向上的高度大于所述电池单体在所述第二方向上的长度,且大于所述电池单体在第三方向上的厚度,所述第一方向为所述箱体的长度方向、或所述箱体的宽度方向、或所述箱体的高度方向。
17.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-16中任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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CN202320932753.0U CN219419410U (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 电池和具有其的用电装置 |
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Family Applications (1)
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CN202320932753.0U Active CN219419410U (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 电池和具有其的用电装置 |
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2023
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