CN219497900U - 电池和电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池和电池模组，其中，电池包括：外壳；极芯，极芯设于外壳内；散热件，散热件设于外壳内且位于外壳的内壁面与极芯的侧壁面之间，散热件的第一侧面与极芯的侧壁面连接，散热件的第二侧面与外壳的内壁面连接，散热件与极芯的侧壁面和外壳的内壁面中的至少一个配合形成能够容纳冷却介质的流道，流道具有进口端和出口端，进口端和出口端与外壳的外部连通。本实用新型的电池，散热件与极芯的侧壁面和/或外壳的内壁面配合形成流道，可以实现流道内的冷却介质与极芯直接换热，缩短传热路径，从而提高换热效率，节约换热的耗能。另外，还有利于减小流道的尺寸，从而减小换热结构在电池中的占用空间，提高电池的空间利用率。

Description

电池和电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种电池，以及包含该电池的电池模组。

背景技术

电池在充放电过程中会释放热量导致电池升温。现有技术中，通常采用在电池表面覆盖液冷板的形式对电池进行散热，在液冷板与电池之间需要设置硅胶垫以避免液冷板与电池之间直接刚性连接。液冷板中冷却介质到极芯的传热路径为：液冷板-硅胶垫-电池的壳体-极芯，热传递的路径长，热阻大，换热效率低，且换热所需的能耗高。另外，液冷板的体积大，会降低电池构成的电池模组的能量密度和空间利用率。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池的新技术方案，至少能够解决现有技术中的电池的散热结构换热效率低、能耗高、体积大的问题。

本实用新型还提供了一种电池模组，包括上述电池。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种电池，包括：外壳；极芯，所述极芯设于所述外壳内；散热件，所述散热件设于所述外壳内且位于所述外壳的内壁面与所述极芯的侧壁面之间，所述散热件的第一侧面与所述极芯的侧壁面连接，所述散热件的第二侧面与所述外壳的内壁面连接，所述散热件与所述极芯的侧壁面和所述外壳的内壁面中的至少一个配合形成能够容纳冷却介质的流道，所述流道具有进口端和出口端，所述进口端和所述出口端与所述外壳的外部连通。

可选地，所述散热件的第一侧面与所述极芯的侧壁面贴合，所述散热件的第二侧面与所述外壳的内壁面配合形成所述流道。

可选地，所述流道包括多个支流，多个所述支流沿第一方向间隔开分布，多个所述支流依次首尾连接。

可选地，所述散热件的第二侧面设有多个连接部，所述连接部与所述散热件的边沿或者相邻两个所述连接部之间配合形成所述支流。

可选地，所述连接部与所述外壳的内壁面胶粘连接或热熔连接。

可选地，所述外壳包括：壳体，所述壳体具有容纳所述极芯的容纳腔，所述壳体的两端具有开口，所述散热件与所述壳体的内壁面连接并配合形成所述流道；两个盖板，两个盖板沿第二方向间隔开，每个所述盖板设于对应的所述开口以封闭所述容纳腔，所述盖板上设有与所述极芯连接的极柱。

可选地，至少一个所述盖板上设有与所述进口端或所述出口端的位置相对应的连接孔，所述连接孔连通所述盖板的外部和所述进口端或所述出口端。

可选地，所述进口端和所述出口端与同一所述盖板上的两个所述连接孔的位置相对应。

可选地，所述散热件为柔性绝缘膜。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电池模组，包括上述任一项中所述的电池。

根据本实用新型的电池，通过在电池的外壳内部设置散热件，且散热件分别与极芯的侧壁面和外壳的内壁面连接，使得散热件与极芯的侧壁面和/或外壳的内壁面配合形成流道，可以实现流道内的冷却介质与极芯直接换热，缩短传热路径，从而提高换热效率，节约换热的耗能。另外，由于冷却介质可以直接与极芯换热，还有利于减小流道的尺寸，从而减小换热结构在电池中的占用空间，提高电池的空间利用率。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型提供的一个实施例的电池的爆炸图；

图2是图1中A处圈示部分的放大图；

图3是根据本实用新型提供的一个实施例的电池的散热件的剖视图；

图4是根据本实用新型提供的一个实施例的电池的盖板的立体图。

附图标记

电池100；

外壳10；壳体11；容纳腔111；盖板12；极柱121；连接孔122；

极芯20；

散热件30；连接部31；

流道40；进口端41；出口端42；支流43；延伸通道44。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面首先结合附图具体描述根据本实用新型实施例的电池100。

如图1至图4所示，根据本实用新型实施例的电池100包括：外壳10、极芯20和散热件30。

具体而言，极芯20设于外壳10内，散热件30设于外壳10内且位于外壳10的内壁面与极芯20的侧壁面之间，散热件30的第一侧面与极芯20的侧壁面连接，散热件30的第二侧面与外壳10的内壁面连接，散热件30与极芯20的侧壁面和外壳10的内壁面中的至少一个配合形成能够容纳冷却介质的流道40，流道40具有进口端41和出口端42，进口端41和出口端42与外壳10的外部连通。

换言之，根据本实用新型实施例的电池100主要由外壳10、极芯20和散热件30构成。其中，电池100可以是单体电池100，电池100的极芯20可以被封装在外壳10内，另外，外壳10内还可以容纳有浸润极芯20的电解液。多个电池100可以组合形成电池模组。

在外壳10内可以设有散热件30，散热件30可以呈扁平状，且散热件30可以位于极芯20和外壳10的内壁面之间。散热件30可以具有相背的第一侧面和第二侧面，散热件30的第一侧面可以朝向极芯20的侧壁面并与极芯20的侧壁面连接，散热件30的第二侧面可以朝向外壳10的内壁面并与外壳10的内壁面连接。

需要说明的是，此处的连接可以是固定连接也可以是抵接，在此对于散热件30与极芯20和壳体11之间的连接方式不作限定。另外，第二侧面可以与外壳10的内壁面的任意一部分连接，也可以与外壳10的所有内壁面连接，在此不作限定。

散热件30可以与极芯20的侧壁面和/或外壳10的内壁面配合形成流道40，流道40内可以供冷却介质流通，具体可以包括但不限于如下几种情况：

情况一、散热件30与极芯20的侧壁面配合形成流道40，流道40位于散热件30与极芯20之间；

情况二、散热件30与外壳10的内壁面配合形成流道40，流道40位于散热件30与外壳10之间；

情况三、散热件30与极芯20的侧壁面配合形成流道40，且散热件30与外壳10的内壁面之间也配合形成流道40，流道40位于散热件30与极芯20之间以及散热件30与外壳10之间。

上述几种情况都可以在极芯20的侧壁面和外壳10的内壁面之间形成流道40，供冷却介质流通，极芯20散发的热量可以直接传递给流道40内的冷却介质，有利于缩短热传导的路径，减小热阻，从而提高热量传递效率。需要说明的是，冷却介质在流道40内流通，可以根据需求吸收极芯20的热量，或将自身热量传递给极芯20，也就是说，可以对极芯20进行散热或加热。

由于散热件30与作为发热源的极芯20直接接触，换热过程中几乎没有热损耗，因此对于换热能量的需求可以降低，冷却介质的流量可以减小，电池100内的流道40的尺寸可以减小，例如，将流道40设置为微通道结构，冷却介质可以在微通道结构内由毛细管力和惯性力驱动下进行流动，从而减小驱动冷却介质流动的驱动力，实现节能效果，同时还可以减小流道40占用的空间，进而减少换热结构在电池模组中的占用空间，提高电池模组的能量密度和空间利用率。

另外，流道40可以具有进口端41和出口端42，且进口端41和出口端42可以与外壳10的外部连通，例如，外壳10的外部可以设有供冷却介质流通的管路，进口端41和出口端42可以分别与管路连通。冷却介质可从外壳10外部的管路经过进口端41流入流道40，并通过出口端42流向外壳10外部的管路，从而使得流道40与外壳10外部的管路配合形成循环回路供冷却介质循环流动。

由此，根据本实用新型实施例的电池100，通过在电池100的外壳10内部设置散热件30，且散热件30分别与极芯20的侧壁面和外壳10的内壁面连接，使得散热件30与极芯20的侧壁面和/或外壳10的内壁面配合形成流道40，可以实现流道40内的冷却介质与极芯20直接换热，缩短传热路径，从而提高换热效率，节约换热的耗能。另外，由于冷却介质可以直接与极芯20换热，还有利于减小流道40的尺寸，从而减小换热结构在电池100中的占用空间，提高电池100的空间利用率。

根据本实用新型的一个实施例，散热件30的第一侧面与极芯20的侧壁面贴合，散热件30的第二侧面与外壳10的内壁面配合形成流道40。

具体而言，散热件30的第一侧面与极芯20的侧壁面之间的连接可以是抵接，将散热件30的第一侧面与极芯20的侧壁面贴合，可以使极芯20与流道40内的冷却介质之间透过散热件30直接进行换热。有利于提高换热效率，降低换热所需的能耗。

另外，散热件30的第二侧面与外壳10的内壁面之间可以配合形成有流道40，且散热件30与外壳10的内壁面之间的连接可以是密封连接，以避免流道40内的冷却介质泄露。将流道40设置在散热件30与外壳10的内壁面之间，方便散热件30与外壳10之间连接固定并形成密封，降低冷却介质泄露的风险。

根据本实用新型的其他一些实施例，流道40包括多个支流43，多个支流43沿第一方向间隔开分布，多个支流43依次首尾连接。

换言之，流道40可以主要由多个支流43构成，且多个支流43可以沿第一方向间隔开。具体地，第一方向可以是平行于极芯20的侧壁面的方向，通过设置多个支流43在平行于极芯20的侧壁面的平面内间隔开分布，有利于极芯20的侧壁面的各处均与流道40内的冷却介质进行热交换。

另外，多个支流43可以沿直线延伸，也可以沿曲线延伸，在此不作限定。当支流43沿直线延伸时，多个支流43之间可以相互平行。可选的，相邻支流43之间的距离可以相等，以使得支流43在极芯20与外壳10之间均匀分布，避免极芯20各处换热不均导致极芯20各处的温度不同，影响极芯20性能。

可选地，电池100的外壳10可以大致呈长方体状，如图1所示，外壳10的长度方向可以是外壳10上最长边的延伸方向，极芯20在外壳10内可以沿外壳10的长度方向延伸，外壳10的宽度方向可以是外壳10上最短边的延伸方向，外壳10的高度方向可以是外壳10上除最长边和最短边外的一条边的延伸方向。第一方向可以是外壳10的高度方向，另外，为了便于说明，可以定义外壳10的长度方向为第二方向，外壳10的宽度方向为第三方向。

电池100的外壳10的内壁面可以具有两个大面和两个小面，两个大面和两个小面可以合围形成中空的长方体结构，散热件30可以与至少一个大面配合形成流道40，流道40中包含的多个支流43可以沿第二方向延伸，并沿第一方向间隔开，即沿大面的长度方向延伸，并沿大面的宽度方向间隔开。

另外，多个支流43可以依次首尾连接，也就是说，前一个支流43的尾端可以与后一个支流43的首端连接，在第一方向上，多个支流43包括两个位于最外侧的支流43，其中一个支流43的首端可以形成为进口端41，另一个支流43的尾端可以形成为出口端42。冷却介质在每个支流43中可以从首端向尾端流动，通过每个支流43的首尾端依次连接，连接后的支流43可以形成迂回曲折的流道40。

在本实施例中，将流道40设置为包括多个沿第一方向间隔开的支流43，并使多个支流43依次首尾相连，可以使流道40在电池100的外壳10内迂回曲折，可以增大流道40的长度以及流道40与极芯20的侧壁面相对应的面积，从而增大冷却介质在电池100内部流动的行程，有利于极芯20与冷却介质充分换热，提高换热效率。

可选地，每个支流43在第一方向上的尺寸，即支流43的高度可以小于等于1mm，例如，支流43的高度可以为0.5mm，以使得每个支流43形成为微通道结构，减小支流43所占的空间，同时微通道结构又可以使得其内的冷却介质由毛细管力和惯性力驱动，有利于减小冷却介质流通所需的驱动力，实现节能的效果。

在本实用新型的一些具体实施方式中，散热件30的第二侧面设有多个连接部31，连接部31与散热件30的边沿或者相邻两个连接部31之间配合形成支流43。

具体而言，在散热件30朝向外壳10内壁面的一侧可以设有多个连接部31，连接部31可以与外壳10的内壁面连接。多个连接部31也可以沿第一方向间隔开分布，相邻支流43之间可以通过连接部31分隔开。

例如，支流43可以沿第二方向延伸，连接部31也可以沿第二方向延伸。具体地，连接部31可以呈长条形，连接部31的一端可以延伸至散热器的边缘，连接部31的另一端可以与散热器的边缘间隔开，以形成连接相邻支流43的首端和尾端的通道。

需要说明的是，进口端41和出口端42可以与散热件30的边缘的一部分相对应，散热件30的边缘的另一部分可以与外壳10的内壁面之间密封连接，并与连接部31配合形成多个支流43中最外侧的两条支流43。

在本实施例中，在散热件30的第二侧面设置多个连接部31，通过连接部31与外壳10的内壁面连接，并由连接部31与散热件30的边缘配合或相邻连接部31之间配合形成支流43，便于散热件30与外壳10之间连接，简化散热件30的结构以及生产过程。

根据本实用新型的一些可选实施例，连接部31与外壳10的内壁面胶粘连接或热熔连接。

具体地，连接部31可以与外壳10的内壁面胶粘进行固定，利用胶粘的方式连接两者，可以保证散热件30与外壳10之间的连接强度和密封性，且成本低廉。

另外，连接部31也可以与外壳10的内壁面之间通过热熔的方式进行连接，通过加热散热件30上的连接部31使连接部31熔接在外壳10的内壁面上，操作简单易于制造，在保证连接强度和连接密封性的同时，还有利于减小散热件30与外壳10内壁面之间的距离，从而减小流道40的尺寸，减小流道40在电池100内所占用的空间，提高电池100的空间利用率。

根据本实用新型的其他一些实施例，外壳10包括壳体11和两个盖板12。其中，壳体11具有容纳极芯20的容纳腔111，壳体11的两端具有开口，散热件30与壳体11的内壁面连接并配合形成流道40，两个盖板12沿第二方向间隔开，每个盖板12设于对应的开口以封闭容纳腔111，盖板12上设有与极芯20连接的极柱121。

换言之，本实施中的外壳10可以主要由壳体11和两个盖板12构成，其中，壳体11可以限定出容纳腔111，容纳腔111内可以用于容纳极芯20和电解液。壳体11在第二方向上可以具有两端，壳体11的两端可以分别具有开口，开口处可以安装有对应的盖板12，也就是说，壳体11上的两个盖板12沿第二方向间隔开。通过盖板12可以封闭容纳腔111，避免电解液泄露。在盖板12上还可以安装有极柱121，极柱121可以与极芯20连接，极柱121可以包括正极柱121和负极柱121，用于分别引出极芯20的正负极。

可选地，壳体11可以大致呈长方体状，壳体11的内壁面可以包括四个依次连接的平面，四个平面可以分别形成为外壳10的内壁面所包含的两个大面和两个小面，散热件30可以与两个大面和两个小面中的一个或多个配合形成流道40，当散热件30与两个大面和两个小面中的多个配合形成流道40时，可以增加流道40的与极芯20相对应的面积，从而提高流道40的换热能力，实现强化换热。

可选地，壳体11可以为铝壳，铝壳具有绝缘的作用，两个盖板12可以与铝壳焊接以封闭铝壳，盖板12上还可以设有用于连接极芯20和极柱121的引出孔和密封件，以实现电池100的密封，防止电解液泄露。

在本实施例，电池100的外壳10主要由壳体11和两个盖板12构成，由于盖板12需要预留空间以连接极芯20和极柱121，因此，设置散热件30与壳体11的内壁面配合形成流道40，有利于增大流道40的长度，从而增大流道40与极芯20之间相对应的换热面积，提高换热效率。

在本实用新型的一些具体实施方式中，至少一个盖板12上设有与进口端41或出口端42的位置相对应的连接孔122，连接孔122连通盖板12的外部和进口端41或出口端42。

具体而言，至少一个盖板12上可以设置连接孔122，连接孔122可以与进口端41对应连接，或与出口端42对应连接，以使得进口端41或出口端42与电池100的外部连通。也就是说，可以将流道40的进口端41和出口端42通过盖板12引出，具体可以包括但不限于如下几种情况。

情况一、在一个盖板12上设置两个连接孔122，其中一个连接孔122连通进口端41和盖板12的外部，另一个连接孔122连通出口端42和盖板12的外部；

情况二、在一个盖板12上设置一个连通进口端41和盖板12外部的连接孔122，在另一个盖板12上也设置一个连通出口端42和盖板12外部的连接孔122。

上述两种情况都可以实现进口端41和出口端42与电池100外部的连通，实现冷却介质的循环流动。

需要说明的是，流道40的进口端41和出口端42与盖板12的连接孔122之间可以密封连接，密封的方式包括但不限于密封件密封、胶粘密封、热熔连接密封。

在本实施例中，通过在盖板12上设置连接孔122，利用连接孔122将流道40的进口端41和出口端42在盖板12处引出，可以减小散热件30和流道40的占用空间，方便散热件30在外壳10内的安装，另外，还可以将需要加工的结构集中在盖板12上，简化壳体11的加工工艺。

根据本实用新型的一些可选实施例，进口端41和出口端42与同一盖板12上的两个连接孔122的位置相对应。

在本实施例中，可以在同一盖板12上设置两个连接孔122，例如，两个连接孔122之间可以沿第一方向间隔开，且两个连接孔122可以与进口端41和出口端42分别对应。通过在同一盖板12上设置两个连接孔122，可以将连接孔122的加工需求集中到一块盖板12上，简化另一块盖板12的加工工艺。另外，将进口端41和出口端42在同一块盖板12上引出，还方便设置电池100外的与流道40连通的管路。

可选地，散热件30的进口端41和出口端42还可以分别连接有延伸通道44，延伸通道44可以穿过连接孔122并延伸至盖板12外，以连通电池100外的管道。

根据本实用新型的其他一些实施例，散热件30为柔性绝缘膜。也就是说，散热件30可以由柔性绝缘材料制成，且散热件30可以为膜结构，可选地，散热件30可以为铝塑膜和绝缘PET膜。

由于柔性绝缘膜具有柔软可折弯的优点，因此，在将进口端41和出口端42引出到外壳10的外界时，可以通过散热件30与外壳10的内壁面的连接直接形成进口端41和出口端42，避免设置单独的辅助装置分配冷却介质，简化散热件30的结构，减小由散热件30构成的散热结构在电池100内所占的空间，提高电池100的空间利用率。

另外，由于柔性绝缘膜具有可压缩性，在极芯20发热膨胀时，柔性绝缘膜可以在极芯20的挤压下发生形变，从而对外壳10受到的来自极芯20膨胀产生的冲击起到缓冲作用，减小极芯20膨胀对外壳10造成的损害。

此外，柔性绝缘膜还具有厚度薄、重量轻和价格低廉的优势，利用柔性绝缘膜与外壳10的内壁面配合形成流道40，与通过金属材料形成换热通道相比，柔性绝缘膜占用的空间小，重量轻，成本低廉，有利于提高电池100的空间利用率，降低电池100的重量和生产成本。

本实用新型实施例还提供了一种电池模组，该电池模组包括根据上述任一实施例的电池100。由于根据本实用新型实施例的电池100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的电池模组也具有相应的技术效果，即实现流道40内的冷却介质与极芯20直接换热，提高换热效率，节约换热的耗能，减小换热结构在电池100中的占用空间，提高电池模组的能量密度和空间利用率。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

外壳；

极芯，所述极芯设于所述外壳内；

散热件，所述散热件设于所述外壳内且位于所述外壳的内壁面与所述极芯的侧壁面之间，所述散热件的第一侧面与所述极芯的侧壁面连接，所述散热件的第二侧面与所述外壳的内壁面连接，所述散热件与所述极芯的侧壁面和所述外壳的内壁面中的至少一个配合形成能够容纳冷却介质的流道，所述流道具有进口端和出口端，所述进口端和所述出口端与所述外壳的外部连通。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述散热件的第一侧面与所述极芯的侧壁面贴合，所述散热件的第二侧面与所述外壳的内壁面配合形成所述流道。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述流道包括多个支流，多个所述支流沿第一方向间隔开分布，多个所述支流依次首尾连接。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述散热件的第二侧面设有多个连接部，所述连接部与所述散热件的边沿或者相邻两个所述连接部之间配合形成所述支流。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述连接部与所述外壳的内壁面胶粘连接或热熔连接。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述外壳包括：

壳体，所述壳体具有容纳所述极芯的容纳腔，所述壳体的两端具有开口，所述散热件与所述壳体的内壁面连接并配合形成所述流道；

两个盖板，两个盖板沿第二方向间隔开，每个所述盖板设于对应的所述开口以封闭所述容纳腔，所述盖板上设有与所述极芯连接的极柱。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，至少一个所述盖板上设有与所述进口端或所述出口端的位置相对应的连接孔，所述连接孔连通所述盖板的外部和所述进口端或所述出口端。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述进口端和所述出口端与同一所述盖板上的两个所述连接孔的位置相对应。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电池，其特征在于，所述散热件为柔性绝缘膜。

10.一种电池模组，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的电池。