CN219642940U - 电池以及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及电池以及用电设备，该电池，包括壳体、顶盖组件、液冷组件以及至少一组裸电芯组，所述顶盖组件盖设于所述壳体的开口，且所述顶盖组件与所述壳体之间形成有容置腔，其中，所述壳体具有进液口和出液口；所述裸电芯组和所述液冷组件设置于所述容置腔；所述液冷组件包括液冷管和至少一个导热防撞件，所述导热防撞件与所述裸电芯组固连，所述导热防撞件与所述液冷管导热接触；所述液冷管的进液端与所述进液口连通，所述液冷管的出液端与所述出液口连通。在使用过程中，冷却液通过进液口、进液端进入液冷管，再从出液端、出液口排出，使得液冷管与裸电芯组的热交换，进而实现对电池的内部进行降温。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及电池以及用电设备。
背景技术
锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。
现有技术中，电池充放电过程的放热反应会产生大量的热，如果产生的热量没有得到有效消散，电池内部温度会迅速升高，进而影响电池的容量、内阻、功率输出及电池寿命，甚至引发热失控等安全问题。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池，以解决现有技术中，电池充放电过程产生的热量没有得到有效消散，电池内部温度会迅速升高，进而影响电池的容量、内阻、功率输出及电池寿命，甚至引发热失控等安全问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电池，包括壳体、顶盖组件、液冷组件以及至少一组裸电芯组，所述顶盖组件盖设于所述壳体的开口，且所述顶盖组件与所述壳体之间形成有容置腔，其中，所述壳体具有进液口和出液口；所述裸电芯组和所述液冷组件设置于所述容置腔；所述液冷组件包括液冷管和至少一个导热防撞件，所述导热防撞件与所述裸电芯组固连，所述导热防撞件与所述液冷管导热接触；所述液冷管的进液端与所述进液口连通，所述液冷管的出液端与所述出液口连通。
优选地，所述壳体包括相对设置的两块大侧板和相对设置的两块小侧板，所述大侧板和所述小侧板相互垂直，所述两块大侧板和两块小侧板均与所述壳体的开口的中心线Ⅰ相互平行，所述大侧板的面积大于所述小侧板的面积；所述进液口和出液口设置在同一块小侧板，或者，所述进液口和出液口分别设置在两块小侧板。
优选地，所述导热防撞件具有沿所述壳体的开口的中心线Ⅰ方向相对设置的第一端和第二端，在所述顶盖组件设置有两个时，所述第一端和所述第二端均设置有与所述顶盖组件相抵的第一抵接部；或者，在所述顶盖组件设置有一个时，所述第一端设置有与所述顶盖组件相抵的第一抵接部，所述第二端设置有与所述壳体相抵的第二抵接部；或者，在所述顶盖组件设置有一个时，所述第一端设置有与所述顶盖组件相抵的第一抵接部。
优选地，所述导热防撞件包括中间腹板，所述中间腹板与所述壳体的开口的中心线Ⅰ相互平行；所述中间腹板包括沿其厚度方向相对设置的第一侧面和第二侧面；所述中间腹板的第一侧面与所述裸电芯组导热接触；所述中间腹板的第二侧面与所述液冷管导热接触，其中，所述液冷管的中心线Ⅱ与所述中间腹板相互平行。
优选地，所述导热防撞件还包括相对设置的两块翼板，所述中间腹板连接所述两块翼板的一端，所述中间腹板和所述两块翼板围构成用来容置所述裸电芯组的U形容置槽；所述两块翼板的另一端均与所述壳体相抵接，其中，所述U形容置槽内的裸电芯组和对应的所述翼板的端面之间存在间隙。
优选地，所述翼板包括第一基部和第二基部，所述第一基部与所述第二基部相互垂直设置；所述第一基部连接所述导热件和所述第二基部，所述第二基部与所述中间腹板平行设置；所述第二基部与所述壳体相抵。
优选地，所述导热防撞件设置有两个，所述中间腹板与所述壳体的大侧板相互平行；所述液冷管位于两个导热防撞件的中间腹板之间。
优选地，所述裸电芯为聚合软包。
优选地，所述液冷管包括沿所述壳体的开口的中心线Ⅰ方向依次设置的多个第一管道，相邻两个所述第一管道之间通过第二管道连通。
本实用新型的另一目的在于：提供一种用电设备，包括说明书前文所述的电池。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型的电池，通过壳体、顶盖组件、液冷组件以及裸电芯组的配合使用，顶盖组件盖设于壳体的开口，以实现电池的密封，液冷组件包括液冷管和至少一个导热防撞件，导热防撞件与裸电芯组固连，导热防撞件与液冷管导热接触；液冷管的进液端与进液口连通，液冷管的出液端与出液口连通，在使用过程中，冷却液通过进液口、进液端进入液冷管，再从出液端、出液口排出，使得通过导热防撞件和液冷管实现于裸电芯组的热交换，以达到对裸电芯组进行降温的目的，有效的防止电池持续升温后影响电池的容量、内阻、功率输出及电池寿命，甚至引发热失控等安全问题。
附图说明
下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
图1为本实用新型中电池的结构示意图。
图2为本实用新型中电池的剖面结构示意图。
图3为本实用新型中导热防撞件的结构示意图。
图4为本实用新型中导热防撞件的另一结构示意图。
图5为本实用新型中液冷组件的结构示意图。
图6为本实用新型中液冷组件的另一结构示意图。
图7为本实用新型中液冷组件的又一结构示意图。
图8为本实用新型中液冷管的结构示意图。
图9为本实用新型中壳体的结构示意图。
图10为本实用新型中裸电芯组的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
100、电池；
10、液冷组件；11、液冷管；111、进液端；112、出液端；12、导热防撞件；121、U形容置槽；122、中间腹板；123、翼板；1231、第一基部；1232、第二基部；13、第一抵接部；
20、壳体；21、进液口；22、出液口；23、容置腔；
30、顶盖组件；
40、裸电芯组；41、裸电芯；411、大侧面；412、小侧面；
a、壳体的开口的中心线Ⅰ；
b、液冷管的中心线Ⅱ。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。
以下结合附图1～10对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
本实用新型实施例的用电设备，包括电池100。用电设备可以是汽车、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。汽车可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具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；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
请参阅图1～10，本实用新型实施例的电池100，包括壳体20、顶盖组件30、液冷组件10以及至少一组裸电芯组40，顶盖组件30盖设于所述壳体20的开口，且所述顶盖组件30与所述壳体20之间形成有容置腔23，其中，所述壳体20具有进液口21和出液口22；所述裸电芯组40和所述液冷组件10设置于所述容置腔23；所述液冷组件10包括液冷管11和至少一个导热防撞件12，所述导热防撞件12与所述裸电芯组40固连，所述导热防撞件12与所述液冷管11导热接触；所述液冷管11的进液端111与所述进液口21连通，所述液冷管11的出液端112与所述出液口22连通。
与现有技术相比，本实用新型实施例的电池100，通过壳体20、顶盖组件30、液冷组件10以及裸电芯组40的配合使用，顶盖组件30盖设于壳体20的开口，以实现电池100的密封，导热防撞件12与裸电芯组40导热接触，导热防撞件12与液冷管11导热接触，使得裸电芯组40产生的热量能够通过导热防撞件12传递给液冷管11，而由于冷却液通过进液口21、进液端111进入液冷管，再从出液端112、出液口22排出，从而使得液冷管能通过导热防撞件12与裸电芯组40的热交换，进而实现对电池100的内部进行降温，有效的防止电池100持续升温后影响电池100的容量、内阻、功率输出及电池100寿命，甚至引发热失控等安全问题。
关于液冷管11可以设置多根，也可以是一根，不管是多根液冷管11还是一根液冷管11均要求最大化与导热防撞件12的接触面积，而为了进一步增加与导热防撞件12的接触面积，液冷管11为扁管。请参阅图8，具体地，液冷管1是一体成型结构，包括沿壳体20的开口的中心线Ⅰa方向依次设置的多个第一管道，相邻两个第一管道之间通过第二管道连通，多个第一管道和多个第二管道的设置，有效地增加液冷管11与裸电芯组40的接触面积，同时也增加液冷管内的冷却液的停留时间，进而提高液冷管11内的冷却液与裸电芯组40的热交换效果。当然了，多个第一管道也可以沿壳体20的长度方向依次设置。
上述多个第一管道和多个第二管道可以连成具有多个U形结构和/或Z形结构的液冷管11，这里U形结构或Z形结构均由两个第一管道和一个第二管道连构成。
本实用新型实施例的壳体20可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体20的形状可根据裸电芯组40的具体形状来确定。请参阅图1，具体地，所述壳体20包括相对设置的两块大侧板和相对设置的两块小侧板，所述大侧板和所述小侧板相互垂直，所述两块大侧板和两块小侧板均与所述壳体20的开口的中心线Ⅰa相互平行，所述大侧板的面积大于所述小侧板的面积；所述进液口21和出液口22设置在同一块小侧板，或者，所述进液口21和出液口22分别设置在两块小侧板。
本实用新型实施例的壳体20，可以为一侧开口的空心结构，也可以是两侧开口的空心结构。顶盖盖合于壳体20的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳裸电芯组40和液冷组件10的容置腔23。
在一些实施例中，为了在电池100受到撞击时，可以减缓裸电芯组40的震动幅度，请参阅图2～3，所述导热防撞件12具有沿所述壳体20的开口的中心线Ⅰa方向相对设置的第一端和第二端，在所述顶盖组件30设置有两个时，所述第一端和所述第二端均设置有与所述顶盖组件30相抵的第一抵接部13；或者，在所述顶盖组件30设置有一个时，所述第一端设置有与所述顶盖组件30相抵的第一抵接部13，所述第二端设置有与所述壳体20相抵的第二抵接部；或者，在所述顶盖组件30设置有一个时，所述第一端设置有与所述顶盖组件30相抵的第一抵接部13。
具体，请参阅图7～8，第一端和第二端均设置有与顶盖组件30相抵的第一抵接部13，在动力电池颠簸震动时，由于导热防撞件是不动的，因此裸电芯组也不动，能够避免裸电芯的极耳出现损伤的问题，进而能避免裸电芯出现较大震动或碰撞的问题。第一抵接部13凸出裸电芯的距离大于1mm，具体取值可以是1.1mm或1.2mm或1.3mm或1.4mm或1.5mm或1.6mm或1.7mm或1.8mm或1.9mm或2mm。
请参阅图4～7，进一步地，本实用新型实施例的导热防撞件12包括中间腹板122，所述中间腹板122与所述壳体20的开口的中心线Ⅰa相互平行；所述中间腹板122包括沿其厚度方向相对设置的第一侧面和第二侧面；所述中间腹板122的第一侧面与所述裸电芯组40导热接触；所述中间腹板122的第二侧面与所述液冷管11导热接触，其中，所述液冷管11的中心线Ⅱb与所述中间腹板122相互平行。裸电芯组40通过中间腹板122与液冷管11热交换，进而降低电池100内部的温度。需要说明的是，关于液冷管11和中间腹板122连接，可以是中间腹板122的第二侧面与液冷管11相贴合，也可以是，中间腹板122的第二侧面内凹形成液冷管安装槽，液冷管11部分或全部嵌入液冷管安装槽。
可以理解的是，导热防撞件12可以是一个，也可以是两个。当导热防撞件12设置为两个时，两个导热防撞件12相对设置，所述液冷管11位于两个导热防撞件12的中间腹板122之间，两个导热防撞件12共用一个液冷管11进行散热，保证散热效果的同时降低成本。当然，考虑到最大化散热效果，所述中间腹板122与所述壳体20的大侧板相互平行。
进一步地，所述导热防撞件12还包括相对设置的两块翼板123，所述中间腹板122连接所述两块翼板123的一端，所述中间腹板122和所述两块翼板123围构成用来容置所述裸电芯组40的U形容置槽121；所述两块翼板123的另一端均与所述壳体20相抵接，其中，所述U形容置槽121内的裸电芯组40和对应的所述翼板123的端面之间存在间隙。
通过设置两个翼板123，对裸电芯组40进行撞击防护，且通过设置翼板123与壳体20相抵接，U形容置槽121内的裸电芯组40和对应的所述翼板123的端面之间存在间隙，其中间隙大于0.2mm，具体取值可以是0.21mm或0.23mm或0.25mm或0.28mm或0.3mm；进一步对裸电芯组40进行撞击防护，防止裸电芯组40受到撞击。
更进一步地，所述翼板123包括第一基部1231和第二基部1232，所述第一基部1231与所述第二基部1232相互垂直设置；所述第一基部1231连接所述中间腹板122和所述第二基部1232，所述第二基部1232与所述中间腹板122平行设置；所述第二基部1232与所述壳体20相抵。
需要说明的是，导热防撞件12为不锈钢，不锈钢的强度较高，且导热效果较佳，即可对裸电芯组40进行支撑，减缓裸电芯组40的振动幅度的同时，可以有效的对电池100内部进行降温。
请参阅图2～4、图10，本实用新型实施例的裸电芯组40，设置于容置腔23内，裸电芯组40包括至少一个裸电芯41，所述中间腹板122与所述裸电芯41的大侧面411相互平行设置，其中，所述裸电芯41包括相对设置的两个大侧面411和相对设置的两个小侧面412，所述大侧面411和所述小侧面412均与所述壳体20的开口的中心线Ⅰa相互平行；所述大侧面411的面积大于所述小侧面412的面积。通过裸电芯41与中间腹板122的配合使用，裸电芯41的大侧面411与中间腹板122相互平行设置，使得裸电芯组40与中间腹板122接触时，可以增大两者的接触面积，提高换热效果。
在一些实施例中，所述裸电芯41为聚合软包；聚合软包包括电芯本体、以及包覆在所述电芯本体外部的包装膜。通过电芯本体和包装膜的配合使用，包装膜包覆在电芯本体的外部，电解液可注入在包装膜内，有效的避免了电解液聚集在顶盖位置，使得电解液无法充分被吸收而影响电池100循环寿命的问题。
需要说明的是，电芯本体包括正极极片、负极极片和隔膜。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；正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳，正极涂覆区涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。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；负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳，负极涂覆区涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。以锂离子电池100为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
本实用新型实施例的顶盖组件30，包括盖体和下塑胶，盖体盖设于壳体20的开口，下塑胶设置于盖体的底部，用于与第一抵接部13和/或第二抵接部抵接，有效的提高电池100的使用安全，防止导热防撞件12与盖板导电连接导致电池100短路。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种电池，其特征在于：包括壳体(20)、顶盖组件(30)、液冷组件(10)以及至少一组裸电芯组(40)，所述顶盖组件(30)盖设于所述壳体(20)的开口，且所述顶盖组件(30)与所述壳体(20)之间形成有容置腔(23)，其中，所述壳体(20)具有进液口(21)和出液口(22)；所述裸电芯组(40)和所述液冷组件(10)设置于所述容置腔(23)；所述液冷组件(10)包括液冷管(11)和至少一个导热防撞件(12)，所述导热防撞件(12)与所述裸电芯组(40)固连，所述导热防撞件(12)与所述液冷管(11)导热接触；所述液冷管(11)的进液端(111)与所述进液口(21)连通，所述液冷管(11)的出液端(112)与所述出液口(22)连通。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述壳体(20)包括相对设置的两块大侧板和相对设置的两块小侧板，所述大侧板和所述小侧板相互垂直，所述两块大侧板和两块小侧板均与所述壳体(20)的开口的中心线Ⅰ(a)相互平行，所述大侧板的面积大于所述小侧板的面积；所述进液口(21)和出液口(22)设置在同一块小侧板，或者，所述进液口(21)和出液口(22)分别设置在两块小侧板。
3.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述导热防撞件(12)具有沿所述壳体(20)的开口的中心线Ⅰ(a)方向相对设置的第一端和第二端，在所述顶盖组件(30)设置有两个时，所述第一端和所述第二端均设置有与所述顶盖组件(30)相抵的第一抵接部(13)；或者，在所述顶盖组件(30)设置有一个时，所述第一端设置有与所述顶盖组件(30)相抵的第一抵接部(13)，所述第二端设置有与所述壳体(20)相抵的第二抵接部；或者，在所述顶盖组件(30)设置有一个时，所述第一端设置有与所述顶盖组件(30)相抵的第一抵接部(13)。
4.如权利要求1或3所述的电池，其特征在于：所述导热防撞件(12)包括中间腹板(122)，所述中间腹板(122)与所述壳体(20)的开口的中心线Ⅰ(a)相互平行；所述中间腹板(122)包括沿其厚度方向相对设置的第一侧面和第二侧面；所述中间腹板(122)的第一侧面与所述裸电芯组(40)导热接触；所述中间腹板(122)的第二侧面与所述液冷管(11)导热接触，其中，所述液冷管(11)的中心线Ⅱ(b)与所述中间腹板(122)相互平行。
5.如权利要求4所述的电池，其特征在于：所述导热防撞件(12)还包括相对设置的两块翼板(123)，所述中间腹板(122)连接所述两块翼板(123)的一端，所述中间腹板(122)和所述两块翼板(123)围构成用来容置所述裸电芯组(40)的U形容置槽(121)；所述两块翼板(123)的另一端均与所述壳体(20)相抵接，其中，所述U形容置槽(121)内的裸电芯组(40)和对应的所述翼板(123)的端面之间存在间隙。
6.如权利要求5所述的电池，其特征在于：所述翼板(123)包括第一基部(1231)和第二基部(1232)，所述第一基部(1231)与所述第二基部(1232)相互垂直设置；所述第一基部(1231)连接所述中间腹板(122)和所述第二基部(1232)，所述第二基部(1232)与所述中间腹板(122)平行设置；所述第二基部(1232)与所述壳体(20)相抵。
7.如权利要求4所述的电池，其特征在于：所述导热防撞件(12)设置有两个，所述中间腹板(122)与所述壳体(20)的大侧板相互平行；所述液冷管(11)位于两个导热防撞件(12)的中间腹板(122)之间。
8.如权利要求7所述的电池，其特征在于：所述裸电芯(41)为聚合软包。
9.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述液冷管(11)包括沿所述壳体(20)的开口的中心线Ⅰ(a)方向依次设置的多个第一管道，相邻两个所述第一管道之间通过第二管道连通。
10.一种用电设备，其特征在于：包括权利要求1～9任意一项所述的电池。
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