CN219832783U - 电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池组，电池组包括：至少两个单体电池和换热结构。单体电池包括电芯，电芯包括极片，极片上设置有凸起部；换热结构具有相对的第一表面和第二表面，第一表面或第二表面与相邻的单体电池的大表面相接触，改善了电池组的散热性能。

Description

电池组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组。

背景技术

相关技术中，电池组中设置有多个单体电池，在使用过程中单体电池的壳体会发生膨胀现象，尤其是其大表面的中间区域会出现鼓包的现象，从而造成其大表面和换热板的贴合度下降，影响电池组的散热性能。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池组，以改善电池组的散热性能。

本实用新型提供了一种电池组，电池组包括：

至少两个单体电池，所述单体电池包括电芯，所述电芯包括极片，所述极片上设置有凸起部；

换热结构，所述换热结构具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面或所述第二表面与相邻的所述单体电池的大表面相接触。

本公开提供的电池组，单体电池的电芯中的极片上设有凸起部，通过凸起部能够增大电芯中正极片和负极片之间的间隙，预留了极片膨胀空间。在极片膨胀时，能够通过增大的间隙吸收极片产生的膨胀量，从而避免了极片膨胀时因间隙不足导致电芯整体外形出现膨胀变形，改善了单体电池大表面中间区域“鼓肚子”的现象，进而保证了单体电池的大表面与换热结构的贴合度，保证单体电池的大表面与换热结构具有足够的换热面积，从而保证了换热结构的传热效率，能够稳定的对单体电池进行散热，提升了电池组的使用安全性。

此外，由于改善了单体电池大表面中间区域“鼓肚子”的现象，因此单体电池膨胀对换热结构产生的挤压力相对减小，从而使得需要换热结构提供的弹性变形量下降，因此换热结构的厚度可相对较薄，以提升电池组的能量密度。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。

其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池组的一个视角的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池组的另一个视角的结构示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种换热结构的结构示意图；

图4是根据一示例性实施方式示出的一种电芯的结构示意图；

图5是根据一示例性实施方式示出的一种极片的结构示意图；

图6是根据一示例性实施方式示出的一种换热结构中翅片的排布示意图；

图7是根据另一示例性实施方式示出的一种换热结构中翅片的排布示意图。

附图标记说明如下：

10、电池组；

100、单体电池；110、电芯；111、电芯主体；1110、极片；1111、第一极片；1112、第二极片；1113、隔膜片；1114、凸起部；112、极耳；

200、换热结构；210、第一表面；220、第二表面；230、流道；240、翅片。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本公开的实施例首先提供了一种电池组，如图1～图5所示，电池组10包括：至少两个单体电池100和位于单体电池100之间的换热结构200。其中，单体电池100包括电芯110，电芯110包括极片1110，极片1110上设置有凸起部1114；换热结构200具有相对的第一表面210和第二表面220，第一表面210或第二表面220与相邻的单体电池100的大表面相接触。

本公开提供的电池组10，单体电池100的电芯110中的极片1110上设有凸起部1114，通过凸起部1114能够增大电芯110中正极片和负极片之间的间隙，预留了极片1110的膨胀空间。在极片1110膨胀时，能够通过增大的间隙吸收极片1110产生的膨胀量，从而避免了极片1110膨胀时因间隙不足导致电芯110整体外形出现膨胀变形，改善了单体电池100大表面中间区域“鼓肚子”的现象，进而保证了单体电池100的大表面与换热结构200的贴合度，保证单体电池100的大表面与换热结构200具有足够的换热面积，从而保证了换热结构200的传热效率，能够稳定的对单体电池100进行散热，改善了电池组10的散热性能。

此外，由于改善了单体电池100大表面中间区域鼓包现象，因此单体电池100膨胀对换热结构200产生的挤压力相对减小，从而使得需要换热结构200提供的弹性变形量下降，因此换热结构200的厚度可相对较薄，以提升电池组10的能量密度。

在一个实施例中，换热结构200位于两个单体电池100之间，换热结构200的第一表面210和第二表面220分别与相邻的两个单体电池100的大表面相接触，从而来提高换热结构200的换热范围，减少换热结构200的使用数量，由此来提高电池组的能量密度。

需要说明的是，在某些实施例中，不排除换热结构200的第一表面210和第二表面220分别单体电池100和其他结构相接触，例如，其他结构可以是箱体、端板、侧板等结构。

在一个实施例中，如图1所示，单体电池100可以是方形电池，即单体电池100可以是四棱柱电池，四棱柱型电池主要是指外形为棱柱形状，但不严格限定棱柱每条边是否一定为严格意义的直线，边与边之间的拐角不一定为直角，可以为圆弧过渡。四棱柱型电池可为叠片式电池，不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的单体电池100。

具体地，如图4所示，电芯110包括电芯主体111和极耳112。电芯110可为叠片式电芯，如图5所示，电芯主体111具有相互层叠的第一极片1111、与第一极片1111电性相反的第二极片1112以及设置在第一极片1111和第二极片1112之间的隔膜片1113，从而使得多对第一极片1111和第二极片1112堆叠形成叠片式电芯110。可选的，电芯110可以为卷绕式电芯110，即将第一极片1111、与第一极片1111电性相反的第二极片1112以及设置在第一极片1111和第二极片1112之间的隔膜片1113进行卷绕，得到卷绕式电芯110。

极片1110可以包括第一极片1111与第二极片1112，第一极片1111和第二极片1112中的至少之一上可以设置有凸起部1114。

其中，在通过将多个单体电池100进行叠设成电池组10时，使多个单体电池100的最大面积的大表面叠设在一起，即多个单体电池100的堆叠方向垂直于单体电池100的大表面。通过多个单体电池100的堆叠方向垂直于单体电池100的大表面，能够使多个单体电池100堆叠后所占用的空间较小，从而能够相对提升多个单体电池100成组后的能量密度。

单体电池100的大表面可以认为是单体电池100面积最大的表面，进一步的，单体电池100的大表面可以认为是单体电池100产热最大的表面，例如，单体电池100为四棱柱型电池，四棱柱型电池可以具有相对的两个大表面。

在一个实施例中，沿单体电池100的厚度方向上，极片1110形成有多个堆叠层，至少一个堆叠层上设置有凸起部1114，距离换热结构200最近的堆叠层上不设有凸起部1114。通过在至少一个堆叠层上设置凸起部1114，以在堆叠层中形成膨胀空间，避免电芯110膨胀挤压换热结构200。通过使距离换热结构200最近的堆叠层上不设有凸起部1114，以保证单体电池100与换热结构200的贴合度，保证单体电池100与换热结构200具有足够的换热面积。其中，也可在距离堆叠层最近的两层或三层堆叠层上不设有凸起部1114，本公开对此不做限制。

其中，当多个堆叠层上设置有凸起部1114，多个堆叠层上的凸起部1114的形状、大小、数量和位置可相同或不同。

具体地，如图5所示，极片1110形成有多个堆叠层，多个堆叠层包括形成第一极片1111和第二极片1112的堆叠层。其中，第一极片1111为正极片，第二极片1112为负极片，正极片上形成有凸起部1114；当然，也可同时在第一极片1111和第二极片1112上均形成凸起部1114。

其中，第一极片1111为三元正极片或铁锂正极片，第二极片1112为硅基负极片。由于硅基负极片的膨胀问题相对较为严重，硅基负极片需要相对较多的膨胀空间，若预留的膨胀空间不足，会导致负极片析锂恶化更严重。本公开通过在正极片上形成有凸起部1114，从而使形成有凸起部1114的正极片与相邻的负极片间隔设置，增加了相邻正极片与负极片之间的距离，为硅基负极片提供了足够膨胀空间，避免了硅基负极片析锂恶化，保证了电芯的容量和循环寿命。

在一个实施例中，如图5所示，凸起部1114朝向第一极片1111的一侧凸出设置，以在第一极片1111的另一侧形成有凹陷。通过在凸起部1114朝向第一极片1111的一侧凸出设置，以在第一极片1111的另一侧形成有凹陷，凹陷形成了负极片的膨胀空间。

其中，当凸起部1114朝向第一极片1111的一侧凸出设置，在第一极片1111的另一侧形成有凹陷，可通过局部冲压第一极片1111形成凸起部1114。

在一个实施例中，凸起部1114朝向第一极片1111的一侧凸出设置，朝向第一极片1111另一侧的表面与第一极片1111其余部位平齐，即未形成有凹陷。

在一个实施例中，沿单体电池100的高度方向上，极片1110的中部设置有凸起部1114。由于极片1110在中部的膨胀量相对较大，通过在极片1110的中部设置凸起部1114，从而在中部形成了足够的膨胀空间，使得极片1110产生的膨胀能够被预留的膨胀空间所吸收。

其中，也可在极片1110中部的高度方向的上下两侧设置凸起部1114，位于极片1110中部的凸起部1114的高度可大于中部两侧的凸起部1114的高度，以在中间形成相对较大的膨胀空间。

其中，极片1110的中部为沿单体电池100的高度方向的中线上下各k的宽度，单体电池100高度为h，k满足：0.3≤2k/h≤0.9。

在一个实施例中，如图4所示，电芯110还包括极耳112，极耳112由极片1110的至少一端延伸而出。其中，沿单体电池100的高度方向上，极片1110的高度为a，凸起部1114距离极耳112的距离为b，0.3≤2b/a≤0.9，即凸起部1114位于极片1110的中部。

在一个实施例中，如图5所示，沿单体电池100的厚度方向上，极片1110上设置有多个凸起部1114。其中，多个凸起部1114中至少一个凸起部1114的高度与其他的凸起部1114的高度不相一致。

其中，多个凸起部1114中靠近换热结构200的凸起部1114的高度小于远离换热结构200的凸起部1114的高度。通过使多个凸起部1114中靠近换热结构200的凸起部1114的高度小于远离换热结构200的凸起部1114的高度，在靠近换热结构200的极片1110之间，能够保证单体电池100与换热结构200抵接面的平整度，从而保证与换热结构200具有足够的换热面积，减少电池膨胀对换热结构200的挤压。

在一个实施例中，在电芯110的径向方向上，凸起部1114的高度为7μm-18μm，例如7μm、9μm、10μm、12μm、15μm、17μm、18μm等，本公开在此不一一列举。通过使凸起部1114的高度为7μm-18μm，能够使正极片与负极片之间具有足够的膨胀间隙，避免了单体电池100的大表面出现鼓包；同时，也避免了凸起部1114的高度过大造成膨胀间隙过大而导致单体电池100的能量密度下降。当然，本领域技术人员也可使凸起部1114的高度小于7μm或大于18μm，本公开对此不做限制。

在一个实施例中，换热结构200呈平板状，采用平板状的换热结构200，能够与四棱柱型的单体电池100更好的贴合在一起，能够使单体电池100与换热结构200之间具有足够大的换热面积，保证了对单体电池100的散热。同时，采用平板状的换热结构200，可使换热结构200的形状和大小与单体电池100一致或基本一致在多个单体电池100成组时，可将换热结构200设置在单体电池100之间，不会对多个单体电池100成组排布造成影响，提升了电池组10的能量密度。

其中，沿垂直于换热结构200的第一表面210的方向上，换热结构200的厚度为0.4mm-1mm，例如0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm等，本公开在此不一一列举。由于改善了单体电池100大表面中间区域鼓包的现象，因此单体电池100膨胀对换热结构200产生的挤压力相对减小，从而使得需要换热结构200提供的弹性变形量下降，因此换热结构200的厚度可相对较薄，使其厚度小于1mm，以提升电池组10的能量密度。当然，换热结构200的厚度也可小于0.4mm或大于1mm，本公开对此不做限制。

在一个实施例中，凸起部1114的高度与换热结构200的厚度之比为0.005～0.045，例如0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030、0.035、0.040、0.045。通过使凸起部1114的高度与换热结构200的厚度之比为0.005～0.045，避免了凸起部1114高度过小时形成的间隙不足导致吸收极片1110产生的膨胀量有限，同时也避免了凸起部1114的高度过大时形成的间隙过大导致电芯110的能量密度下降。

在一个实施例中，换热结构200内形成有流道230，换热液体通过流经流道230带走电芯110产生的热量。

其中，换热结构200的流道230内设置有翅片240。通过在流道230内设置翅片240，翅片240增了换热液体与换热结构200的换热面积，进而提升了换热效率，从而能够提升对电池组10的冷却效果。

其中，换热结构200的流道230内设有多个翅片240，多个翅片240沿流道230的高度方向上设置，翅片240的相对两端分别连接流道230的相对两个侧壁。通过使多个翅片240沿流道230的高度方向上设置，且翅片240的相对两端分别连接流道230的相对两个侧壁，竖直的型腔导致换热结构200刚度比较高，提升了换热结构200的结构强度，使得对换热结构200的弹性变形量要求降低，厚度方向变形率降低。同时，设置多个翅片240进一步增加了换热面积，提升了换热效率。当然，多个翅片240沿流道230的厚度方向或宽度方向上设置，翅片240可仅一端与流道230侧壁连接，本公开对此不做限制。

在一个实施例中，如图6所示，翅片240垂直于第一表面210和第二表面220。通过使翅片240垂直于第一表面210和第二表面220，即多个翅片240在流道230中平行设置，降低了翅片240对换热液体的流动造成过多的阻碍，保证了换热液体的流速，进而保证了换热效率。同时，使翅片240垂直于第一表面210和第二表面220，进一步提升了换热结构200的结构强度，使得对换热结构200的弹性变形量要求进一步降低，厚度方向变形率进一步降低。

在一个实施例中，如图7所示，相邻翅片240的一端相交设置。通过使相邻翅片240的一端相交设置，使得提升了翅片240在流道230中的换热面积，从而提升了换热效率。同时，使相邻翅片240的一端相交设置，进一步提升了换热结构200的结构强度，使得对换热结构200的弹性变形量要求进一步降低，厚度方向变形率进一步降低。

当然，多个翅片240中，可部分翅片240垂直于第一表面210和第二表面220，部分相邻翅片240的一端相交设置，或者多个翅片240无规则排布，本公开对此不做限制。

在一个实施例中，电池组10为电池模组或电池包。

电池模组包括多个单体电池，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个单体电池。

需要说明的是，多个单体电池可以形成电池模组后设置在电池箱体内，多个单体电池可以通过端板和侧板进行固定。多个单体电池可以直接设置在电池箱体内，即无需对多个单体电池进行成组，此时，可以去除端板和侧板。

本公开提供的电池组可以应用于电动车辆，当电池组用于电动车辆时，电池组可以是电池包，电池包设有多个单体电池，电池包安装于电动车辆上，向电动车辆提供能源。在实际应用中，电池包可以安装于电动车辆的车架。电池包可以和车架固定连接。或者电池包可以是模块化电池包，模块化电池包能够可拆卸的连接于车辆主体，便于更换。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种电池组，其特征在于，包括：

至少两个单体电池(100)，所述单体电池(100)包括电芯(110)，所述电芯(110)包括极片(1110)，所述极片(1110)上设置有凸起部(1114)；

换热结构(200)，所述换热结构(200)具有相对的第一表面(210)和第二表面(220)，所述第一表面(210)或所述第二表面(220)与相邻的所述单体电池(100)的大表面相接触。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述第一表面(210)和所述第二表面(220)分别与相邻两个所述单体电池(100)的大表面相接触。

3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，在所述电芯(110)的径向方向上，所述凸起部(1114)的高度为7μm-18μm。

4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，沿垂直于所述第一表面(210)的方向上，所述换热结构(200)的厚度为0.4mm-1mm。

5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述凸起部(1114)在所述电芯(110)的径向方向上的高度，与所述换热结构(200)沿垂直于所述第一表面(210)的方向上的厚度之比为0.005～0.045。

6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述单体电池(100)为四棱柱型电池。

7.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述换热结构(200)内形成有流道(230)，所述流道(230)内设置有多个翅片(240)，多个所述翅片(240)沿所述流道(230)的高度方向上设置，所述翅片(240)的相对两端分别连接所述流道(230)的相对两个侧壁；

其中，所述翅片(240)垂直于所述第一表面(210)和所述第二表面(220)，或者，相邻所述翅片(240)的一端相交设置。

8.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，沿所述单体电池(100)的高度方向上，所述极片(1110)的中部设置有所述凸起部(1114)。

9.根据权利要求8所述的电池组，其特征在于，所述电芯(110)还包括极耳(112)，所述极耳(112)由所述极片(1110)的至少一端延伸而出；

其中，沿所述单体电池(100)的高度方向上，所述极片(1110)的高度为a，所述凸起部(1114)距离所述极耳(112)的距离为b，0.3≤2b/a≤0.9。

10.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，沿所述单体电池(100)的厚度方向上，所述极片(1110)上设置有多个凸起部(1114)，多个所述凸起部(1114)中至少一个所述凸起部(1114)的高度与其他的所述凸起部(1114)的高度不相一致；

其中，多个所述凸起部(1114)中靠近所述换热结构(200)的所述凸起部(1114)的高度小于远离所述换热结构(200)的所述凸起部(1114)的高度。

11.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，沿所述单体电池(100)的厚度方向上，所述极片(1110)形成有多个堆叠层，至少一个所述堆叠层上设置有所述凸起部(1114)，距离所述换热结构(200)最近的所述堆叠层上不设有所述凸起部(1114)。