CN219497895U - 电池壳体及电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池壳体及电池，其中，电池壳体包括内壳体和外壳体，内壳体围成第一容纳空间，第一容纳空间用于安装电芯；外壳体环绕内壳体设置，外壳体与内壳体之间形成第二容纳空间，第二容纳空间内填充冷却介质。通过在第一容纳空间外设置环绕的第二容纳空间，并填充冷却介质对第一容纳空间进行降温，能够直接对第一容纳空间中的电芯进行降温，实际应用中直接降温更加直接，也避免了壳体过厚不能降温的问题。本申请有效地解决了现有技术中的电池因为壳体较厚，热量传递效率低，导致电池长期处于高温状态，寿命较低的问题。

Description

电池壳体及电池

技术领域

本申请涉及电池的技术领域，尤其涉及一种电池壳体及电池。

背景技术

电池是目前移动能源的代表，在环保的前提下，电池逐渐应用于各种中大型的场景中，包括建筑、汽车等大型器械都具有采用电池作为主要能源的产品。电池的续航以及充放电技术一直是电池行业发展的方向，提高能量的密度以及传输效率是其中的重点。目前为了提高电池的能量密度通常是增加电池的内部储能物质，以达到更多储能的目的，同时高密度的能量也能够提高电力运输时的能量输出。在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大。尤其是锂电子电池，锂离子电池在充放电过程中由于内阻和极化以及自身电化学反应会产生热量，伴随着充放电循环过程，热量会积聚。而现如今对于能量密度的追求越来越高，电池的型号也越做越大，电池内部生成的热量也越来越多，表现出来电池的温升会越来越高。但是在过高的温度下，电池的活性越高，会严重损害电池的循环寿命，电池发生爆炸和起火的危险性也会增加。

现有技术中，电池的体积增大，以及电池输出能量较大，导致电池内部的温度会急速上升，通常是通过电池外部加装冷却装置或者散热部件进行散热。但是由于电池体积的增大，导致保护电池的壳体的厚度也相应增加，电池内部的热量的传递过程效率较低，导致电池的内部长期处于较高温度，导致电池的寿命降低的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种电池壳体及电池，以解决现有技术中的电池因为壳体较厚，热量传递效率低，导致电池长期处于高温状态，寿命较低的问题。

第一方面，本申请提供了一种电池壳体，包括：内壳体和外壳体，内壳体围成第一容纳空间，第一容纳空间用于安装电芯；外壳体环绕内壳体设置，外壳体与内壳体之间形成第二容纳空间，第二容纳空间内填充冷却介质。

进一步地，外壳体与内壳体沿垂直于电池壳体的高度方向的截面均为方形。

进一步地，外壳体的长度与内壳体的长度的差值和外壳体的宽度与内壳体的宽度的差值相等。

进一步地，内壳体包括第一壳体和第二壳体，第一壳体围成第一容纳空间，第二壳体围成第三容纳空间，第一壳体与第二壳体之间形成第四容纳空间，第四容纳空间内填充冷却介质。

进一步地，第四容纳空间与第二容纳空间连通。

进一步地，第一容纳空间和第三容纳空间沿垂直于内壳体的高度方向的截面均为方形，第一容纳空间的宽度方向和第三容纳空间的宽度方向重合，第一容纳空间的长度和第三容纳空间的长度相等。

进一步地，外壳体包括第三壳体，第三壳体、第一壳体与第二壳体均为金属材料制成。

进一步地，冷却介质为液态物质。

第二方面，本申请提供了一种电池，电池包括电芯和电池壳体，电池壳体为权利要求至8中任一项的电池壳体，电芯安装于第一容纳空间内。

进一步地，电池还包括封盖，封盖设置有防爆阀门和封盖本体，封盖本体通过焊接与外壳体的顶端固定相连，防爆阀门与第二容纳空间连通。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的一种电池壳体及电池，其中，电池壳体包括内壳体和外壳体，内壳体围成第一容纳空间，第一容纳空间用于安装电芯；外壳体环绕内壳体设置，外壳体与内壳体之间形成第二容纳空间，第二容纳空间内填充冷却介质。通过在第一容纳空间外设置环绕的第二容纳空间，并填充冷却介质对第一容纳空间进行降温，能够直接对第一容纳空间中的电芯进行降温，实际应用中直接降温更加直接，也避免了壳体过厚不能降温的问题。本申请有效地解决了现有技术中的电池因为壳体较厚，热量传递效率低，导致电池长期处于高温状态，寿命较低的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种电池壳体的立体结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种电池的立体结构示意图；

图3示出了图2电池的侧视透视示意图；

图4示出了图2电池的主视透视示意图；

图5示出了本申请实施例提供的电池的使用时温度数据图。

其中，上述附图包含如下的附图标记：

10、内壳体；11、第一容纳空间；12、第一壳体；13、第二壳体；14、第三容纳空间；15、第四容纳空间；20、外壳体；21、第二容纳空间；22、第三壳体；30、封盖；31、防爆阀门；32、封盖本体；33、电池正极；34、电池负极；35、第一电芯；36、第二电芯。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。

第一方面，本申请提供了一种电池壳体，包括：内壳体10和外壳体20，内壳体10围成第一容纳空间11，第一容纳空间11用于安装电芯；外壳体20环绕内壳体10设置，外壳体20与内壳体10之间形成第二容纳空间21，第二容纳空间21内填充冷却介质。通过在第一容纳空间11外设置环绕的第二容纳空间21，并填充冷却介质对第一容纳空间11进行降温，能够直接对第一容纳空间11中的电芯进行降温，实际应用中直接降温更加直接，也避免了壳体过厚不能降温的问题。本申请有效地解决了现有技术中的电池因为壳体较厚，热量传递效率低，导致电池长期处于高温状态，寿命较低的问题。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，外壳体20与内壳体10沿垂直于电池壳体的高度

方向的截面均为方形。方向的设置更利于加工的同时，整体的结构性能较好，能够更好的适5应电池壳体的需求。并且方形的内壳体10与外壳体20，具有良好的装配基准，能够从加工精

度上保证电池的产品质量。

在本实施例的技术方案中(图中未示出)，外壳体20的长度与内壳体10的长度的差值和外壳体20的宽度与内壳体10的宽度的差值相等。这样的设置使得第一容纳空间11在每个位置上的宽度相等，所起到的冷却作用相同，这样能够提供电池更加均匀的散热。

0如图1所示，在本实施例的技术方案中，内壳体10包括第一壳体12和第二壳体13，第一

壳体12围成第一容纳空间11，第二壳体13围成第三容纳空间14，第一壳体12与第二壳体13

之间形成第四容纳空间15，第四容纳空间15内填充冷却介质。第一壳体12和第二壳体13的设置增加了第三容纳空间14能够适应更多的电芯位于其中，以保证电池的冷却效果显著的同时

增加电芯的容量。需要说明的是，第一壳体12和第二壳体13可对应设置多个不限于两个，可5同时增加多个第一壳体12与第二壳体13，相邻的壳体之间设置第四容纳空间，用于相邻电芯的冷却。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，第四容纳空间15与第二容纳空间21连通。这样的设置使得冷却液之间能够相互交换热量，一方面不用做冷却液的隔离，另一方面降温效果相互关联，能够起到更好的冷却效果。

0如图1所示，在本实施例的技术方案中，第一容纳空间11和第三容纳空间14沿垂直于内

壳体10的高度方向的截面均为方形，第一容纳空间11的宽度方向和第三容纳空间14的宽度方向重合，第一容纳空间11的长度和第三容纳空间14的长度相等。及第一容纳空间11大面在第三容纳空间14的大面上的投影，与第三容纳空间14的大面相互重合，使得第四容纳空间15

能够更好的对两者进行冷却。

5在本实施例的技术方案中(图中未示出)，外壳体20包括第三壳体22，第三壳体22、第一壳体12与第二壳体13均为金属材料制成。金属材料能够更好的进行散热。具体可选择铝材料，铝材的制造精度高，导热性能良好，重量轻，也是电池行业常用的外壳材料。

在本实施例的技术方案中(图中未示出)，冷却介质为液态物质。具体可为液态水，材料简单，方便获得，且水的比热容相对较大能够适应电池长期的发热。

0第二方面，本申请提供了一种电池，电池包括电芯和电池壳体，电池壳体为上述的电

池壳体，电芯安装于第一容纳空间11内。使用上述电池壳体的电池能够有效地自控温度，提高电池的整体使用寿命。

如图2至图4所示，在本实施例的技术方案中，电池还包括封盖30，封盖30设置有防爆

阀门31和封盖本体32，封盖本体32通过焊接与外壳体20的顶端固定相连，防爆阀门31与第二5容纳空间21连通。焊接的封盖本体32能够有效地避免冷却介质的溢出，防爆阀门31用于电池

壳体内部的冷却介质的泄压，避免出现电池变形的风险。需要说明的是，电池还包括电池正极33、电池负极34、第一电芯35和第二电芯36，电池正负极分别设置在防爆阀的两侧，沿封盖本体32的长度方向设置，内部装有第一电芯35和第二电芯36，两组电芯并联设置。这样的设置通过在电池铝制外壳体20的大面、侧面方向和内部设置中空层，在中空层内填充冷却水，利用水的高导热性和高比热容特性，能很好的作为载热体将电池内部产生的热量传递至外界环境中，从而使电池的工作温度维持在合适的温度范围，减少热量的积累，能有效的延长电池的使用寿命。

需要说明的是，在一个可选择的实施例中，电池为方形锂离子电池，该电池包括外壳体20、封盖30和内部双置的电芯。其中，电池封盖30上包含封盖本体32、电池正极33、电池负极34、防爆阀门31和标识区域。电芯的本体顶部分别留有正极极耳和负极极耳，分别通过与正极连接片和负极连接片焊接后与封盖30相连。与常规外壳不同的是，本实施例中的电池外壳体20在大面方向和侧面方向设置中空层，中空层两侧对应的是第一壳体12和第二壳体13的外壁。此外本实施例的第一壳体12和第二壳体13之间还包括有第四容纳空间15，第四容纳空间15两侧是内壳体10的壳壁，第四容纳空间15内流淌着冷却介质水。通过第一壳体12和第二壳体13形成的第一容纳空间11和第三容纳空间14，将第一电芯35和第二电芯36放置其中。本实施例也可以选择其他导热性好、比热容高和无腐蚀铝壳的冷却液。

在实际应用过程中，当电池进行充放电工作时，由于电池本身的内阻、极化和发生电化学反应会持续产生热量，热量大部分会被水吸收。由于水具有较高的导热性和比热容，可以很好的作为载热体将电池产生的热量传递至外界环境中，从而使电池的工作温度维持在合适的温度范围，减少热量的积累。通常，电池内部的中心处是热量产生和积累最多处，热量难以散发，本实施例的电池通过增设第四容纳空间15，第四容纳空间15位于两个电芯之间，第四容纳空间15内填充冷却水，可以极大程度地带走中心处产生的热量，从而达到快速冷却地效果，减少内部热量地积聚。而在外壳体20的大面和侧面四周增设中空层，中空层中填充冷却水，可以快速地吸收内部电芯表面地热量，达到加速散热地效果。

需要说明的是，如图5所示，本实施例和对比实施例均以磷酸铁锂电池为例，对比实施例采用现有技术常用的电池结构，分别对对比实施例和实施例的电池进行充满电，搁置足够时间至电池表面温度降至常温，然后以0.5C的倍率进行放电，测量在放电过程中电池的表面温度升高情况，结果为本实施例的起始温度为25.5℃，结束温度为26.8℃，对比实施例的初始温度为25.8℃，结束温度为30.3℃。图5为本次实验的温升曲线图。本申请提供的自冷却电池，在同等条件下充放电，其温升较之对比例有明显的降低，具有优于现有技术的散热效果。以上所述仅为本申请的较佳实施案例而已，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。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池壳体，其特征在于，包括：

内壳体(10)，所述内壳体(10)围成第一容纳空间(11)，所述第一容纳空间(11)用于安装电芯；

外壳体(20)，所述外壳体(20)环绕所述内壳体(10)设置，所述外壳体(20)与所述内壳体(10)之间形成第二容纳空间(21)，所述第二容纳空间(21)内填充冷却介质。

2.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述外壳体(20)与所述内壳体(10)沿垂直于所述电池壳体的高度方向的截面均为方形。

3.根据权利要求2所述的电池壳体，其特征在于，所述外壳体(20)的长度与所述内壳体(10)的长度的差值和所述外壳体(20)的宽度与所述内壳体(10)的宽度的差值相等。

4.根据权利要求2所述的电池壳体，其特征在于，所述内壳体(10)包括第一壳体(12)和第二壳体(13)，所述第一壳体(12)围成所述第一容纳空间(11)，所述第二壳体(13)围成第三容纳空间(14)，所述第一壳体(12)与所述第二壳体(13)之间形成第四容纳空间(15)，所述第四容纳空间(15)内填充所述冷却介质。

5.根据权利要求4所述的电池壳体，其特征在于，所述第四容纳空间(15)与所述第二容纳空间(21)连通。

6.根据权利要求4所述的电池壳体，其特征在于，所述第一容纳空间(11)和所述第三容纳空间(14)沿垂直于所述内壳体(10)的高度方向的截面均为方形，所述第一容纳空间(11)的宽度方向和所述第三容纳空间(14)的宽度方向重合，所述第一容纳空间(11)的长度和所述第三容纳空间(14)的长度相等。

7.根据权利要求4所述的电池壳体，其特征在于，所述外壳体(20)包括第三壳体(22)，所述第三壳体(22)、所述第一壳体(12)与所述第二壳体(13)均为金属材料制成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池壳体，其特征在于，所述冷却介质为液态物质。

9.一种电池，其特征在于，所述电池包括电芯和电池壳体，所述电池壳体为权利要求1至8中任一项所述的电池壳体，所述电芯安装于所述第一容纳空间(11)内。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池还包括封盖(30)，所述封盖(30)设置有防爆阀门(31)和封盖本体(32)，所述封盖本体(32)通过焊接与所述外壳体(20)的顶端固定相连，所述防爆阀门(31)与所述第二容纳空间(21)连通。