CN220041968U - 电池和用电设备 - Google Patents

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CN220041968U CN202321317127.7U CN202321317127U CN220041968U CN 220041968 U CN220041968 U CN 220041968U CN 202321317127 U CN202321317127 U CN 202321317127U CN 220041968 U CN220041968 U CN 220041968U
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王增忠
牛建新
袁胜刚
王鹏
李贺远
郭宝铃
张凡
赵佩杰
吴自强
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

本申请实施例提供了一种电池和用电设备。该电池包括至少一个第一电池单体组和至少一个第二电池单体组;该电池还包括箱体,该箱体包括第一容纳空间和第二容纳空间,该至少一个第一电池单体组设置在该第一容纳空间内,该至少一个第二电池单体组设置在该第二容纳空间内;其中,该第一电池单体组的容量C1与该第二电池单体组的容量C2满足:C1<C2;该电池被配置为在该电池工作的情况下,该第一容纳空间的温度高于该第二容纳空间的温度。本申请实施例提供的电池和用电设备,能够减小低温区的存在对电池的充放电的性能的影响,提升电池的使用性能。

Description

电池和用电设备
技术领域
本申请实施例涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池和用电设备。
背景技术
随着时代的发展,新能源汽车特别是纯电动汽车由于其高环保性、低噪音、使用成本低等优点,具有巨大的市场前景且能够有效促进节能减排,有利社会的发展和进步。对于电动汽车而言,电池技术是关乎其发展的一项重要因素。
目前,随着电动汽车的市场占有量越来越多,用户对于其在不同场景尤其是寒冷环境下的使用需求日益增多。由于在寒冷环境下,电池内部存在较大的温差,可能会影响到电池的充放电性能,从而影响电池的使用寿命与用户的使用体验。
鉴于此,如何在寒冷环境下提高电池的充放电性能,已成为本领域亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此,本申请实施例提供了一种电池和用电设备,能够提升电池的使用性能。
第一方面,提供了一种电池,包括至少一个第一电池单体组和至少一个第二电池单体组;该电池还包括箱体,该箱体包括第一容纳空间和第二容纳空间,该至少一个第一电池单体组设置在该第一容纳空间内,该至少一个第二电池单体组设置在该第二容纳空间内;其中,该第一电池单体组的容量C1与该第二电池单体组的容量C2满足:C1<C2;该电池被配置为在该电池工作的情况下,该第一容纳空间的温度高于该第二容纳空间的温度。
在本申请实施例中,至少一个第一电池单体组设置在第一容纳空间内,至少一个第二电池单体组设置在第二容纳空间内,当电池被配置为在该电池工作的情况下,该第一容纳空间的温度高于该第二容纳空间的温度时,即第二容纳空间为电池的低温区,该低温区的存在会使得电池内部的回路电流降低,进而影响电池的充放电性能,通过将该第一电池单体组的容量C1与该第二电池单体组的容量C2设置为:C1<C2,且在第一电池单体组与第二电池单体组之间串联连接时,能够降低整个回路电流变小的可能性,减小低温区的存在对电池的充放电的性能的影响,进而提升电池的使用性能。
在一些实现方式中,该第一电池单体组包括至少一个第一电池单体,该第二电池单体组包括至少一个第二电池单体,该第二电池单体的耐寒能力大于该第一电池单体的耐寒能力。
在本申请实施例中,第一电池单体组包括至少一个第一电池单体,第二电池单体组包括至少一个第二电池单体,且该第二电池单体的耐寒能力大于该第一电池单体的耐寒能力,即该第二电池单体在低温环境下的温度变化较小,能够降低整个回路电流变小的可能性,从而减小低温区的存在对电池的充放电的性能的影响,进而提升电池的使用性能。
在一些实现方式中,0.01≤(C2/C1)-1≤0.5。
在本申请实施例中,通过将第一电池单体组的容量C1与第二电池单体组的容量C2设置为满足:0.01≤(C2/C1)-1≤0.5,能够同时兼顾电池的充放电性能与电池的能量密度,从而提升了电池的使用性能。
在一些实现方式中,该第一容纳空间包括该箱体的中部容纳空间,该第二容纳空间包括该箱体的边缘容纳空间。
在本申请实施例中,该中部容纳空间是指该箱体的靠近该箱体的中心位置的区域,该边缘容纳空间是指该箱体的远离该箱体的中心位置的区域,且通常情况下该中部容纳空间的温度高于该边缘容纳空间的温度,通过将至少一个第一电池单体组设置在箱体的中部容纳空间,至少一个第二电池单体组设置在箱体的边缘容纳空间,使得在电池被配置为在该电池工作的情况下,该第一容纳空间的温度高于该第二容纳空间的温度,进一步地,通过将该第一电池单体组的容量C1与该第二电池单体组的容量C2设置为:C1<C2,且在第一电池单体组与第二电池单体组之间串联连接时,能够降低整个回路电流变小的可能性,减小低温区的存在对电池的充放电的性能的影响,进而提升电池的使用性能。
在一些实现方式中,该边缘容纳空间包括该箱体在第一方向上的端部空间,该中部容纳空间包括该箱体在该第一方向上的中部空间。这样,在本申请实施例中,能够将至少一个第二电池单体组设置在箱体沿第一方向上的端部空间,即在第一方向上的中部空间布置完第一电池单体组后,可在该箱体的第一方向上的端部空间布置第二电池单体组,能够提高该电池内部的空间利用率,进而提升该电池的能量密度。
在一些实现方式中,该电池还包括:高压模块和/或控制模块,该高压模块和/或该控制模块设置于该边缘容纳空间中。
在本申请实施例中,该电池还包括设置在边缘容纳空间中的高压模块和/或控制模块,即至少一个第二电池单体组可设置在该边缘容纳空间中除该高压模块和/或控制模块以外的空间,能够提高该电池内部的空间利用率,进而提升该电池的能量密度。
在一些实现方式中,该边缘容纳空间的容积小于该中部容纳空间的容积,该第二电池单体的体积小于该第一电池单体的体积。这样,在本申请实施例中,通过将体积较小的第二电池单体布置在箱体的容积较小的边缘容纳空间内,在第一电池单体在箱体内的中部容纳空间布置完成后,能够充分地利用箱体内剩余的空间,以显著提高该电池内部的空间利用率,进而提升该电池的能量密度。
在一些实现方式中,该电池包括:保温件,该保温件围绕该箱体的周向设置,以使得该第一容纳空间包括该箱体的边缘容纳空间,该第二容纳空间包括该箱体的中部容纳空间。
在本申请实施例中,该电池可包括保温件,该保温件围绕该箱体的周向设置,能够提高该电池的箱体的边缘容纳空间的保温性能,且通过将至少一个第一电池单体组布置在该箱体的边缘容纳空间,至少一个第二电池单体组布置在该箱体的中部容纳空间,即在电池被配置为在该电池工作的情况下,该第一容纳空间的温度高于该第二容纳空间的温度,进一步地,通过将该第一电池单体组的容量C1与该第二电池单体组的容量C2设置为:C1<C2,且在第一电池单体组与第二电池单体组之间串联连接时,能够降低整个回路电流变小的可能性,减小低温区的存在对电池的充放电的性能的影响,进而提升电池的使用性能。
在一些实现方式中,该箱体内设置有容纳壳,该容纳壳将该箱体的内部空间分隔成多个该第一容纳空间,该容纳壳具有该第二容纳空间。
在本申请实施例中,通过在箱体内设置有容纳壳,该容纳壳将该箱体的内部分隔成至少一个用于容纳第一电池单体组的第一容纳空间,该容纳壳的内部具有用于容纳第二电池单体组的第二容纳空间,这样,该容纳壳可以对第一电池单体组或者第二电池单体组起到保护作用,以降低第一电池单体组和第二电池单体组之间的相互影响。例如,当该第一电池单体组或者该第二电池单体组发生热失控时,容纳壳可以起到隔离作用,有效减小因部分电池单体组发生热失控而对整个电池造成的影响,减小对电池的使用性能的影响,提高电池整体运行的可靠性。
在一些实现方式中,该容纳壳通过可拆卸连接方式固定于该箱体。这样,在本申请实施例中,通过将该容纳壳可拆卸地固定连接于箱体,当第二电池单体组出现故障时,以便于该第二电池单体组的维修与更换。
在一些实现方式中,该第一电池单体组包括的第一电池单体的安全性大于该第二电池单体组包括的第二电池单体的安全性,该至少一个第一电池单体组包括的该第一电池单体的数量大于该至少一个第二电池单体组包括的该第二电池单体的数量。
在本申请实施例中,通过将第一电池单体组包括的第一电池单体的安全性设置为大于第二电池单体组包括的第二电池单体组的安全性,即可将两种安全性不同的两种电池单体组串联在一起形成电池,该两种安全性不同的电池单体组可实现优劣势的相互弥补,有利于在兼顾电池的安全性的同时,提高电池的能量密度,从而提高电池的使用性能,其次,将至少一个第一电池单体组包括的第一电池单体的数量设置为大于至少一个第二电池单体组包括的第二电池单体的数量,由于第二电池单体相较于第一电池单体优先出现故障,那么在维修电池时,只需要更换数量较少的至少一个第二电池单体组,从而可以降低电池的维修成本。
在一些实现方式中,该第一电池单体组是由多个该第一电池单体并联形成的;和/或,该第二电池单体组是由多个该第二电池单体并联形成的;和/或,该至少一个第一电池单体组和该至少一个第二电池单体组包括的多个电池单体组之间串联。
在本申请实施例中,在至少一个第一电池单体组和至少一个第二电池单体组串联的情况下,通过将多个第一电池单体并联形成第一电池单体组,和/或将多个第二电池单体并联形成第二电池单体组,能够增大整个回路电流,进而使得整个电池能够满足充放电需求。
在一些实现方式中,该第一电池单体组包括的第一电池单体和该第二电池单体组包括的第二电池单体的化学体系不同。
在本申请实施例中,通过将第一电池单体和第二电池单体的化学体系设置为不同,有利于在不影响电池的体积和重量的前提下,提升电池的整体能量密度。
在一些实现方式中,该第一电池单体为圆柱电池单体或方形电池单体;和/或,该第二电池单体为圆柱电池单体或方形电池单体。
在本申请实施例中,通过将第一电池单体设置为圆柱电池单体或方形电池单体;和/或,将第二电池单体设置为圆柱电池单体或方形电池单体,能够兼容当前主流的电池单体的形状,而无需开发新的电池单体,从而有利于降低电池的加工制造成本。
第二方面,提供了一种用电设备,包括第一方面及其第一方面中任一种可能的实现方式提供的电池,该电池用于为用电设备提供电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图。
图2是本申请一实施例提供的一种电池的结构示意图。
图3是本申请一实施例提供的一种电池单体的结构示意图。
图4是本申请一实施例提供的一种电池的结构示意图。
图5是本申请另一实施例提供的一种电池的结构示意图。
图6是本申请又一实施例提供的一种电池的结构示意图。
图7是本申请还一实施例提供的一种电池的结构示意图。
图8是本申请还一实施例提供的一种电池的结构示意图。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实现方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例中的术语“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:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本申请实施例中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
除非另有定义,本申请实施例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;本申请实施例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实施例;本申请实施例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。本申请实施例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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例中的电池是指包括一个或多个电池单体以提供电能的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以减小液体或其他异物对电池单体的充电或放电的影响。
应理解,本申请实施例中的电池单体包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。
在一些实现方式中,电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实现方式中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。在一些实现方式中,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4也可以简称为LFP)、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
作为示例,正极活性材料可包括钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物中的至少一种。
在一些实现方式中,钠过渡金属氧化物的化学式可以满足NaxMO2,其中M为包括Ti、V、Mn、Co、Ni、Fe、Zn、V、Zr、Ce、Cr及Cu中的一种或几种,0<x≤1。作为示例,NaxMO2中x可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1。
在一些实现方式中,钠过渡金属氧化物可以为经过掺杂改性的钠过渡金属氧化物,钠过渡金属氧化物的掺杂改性可以包括钠位掺杂改性、氧位掺杂改性、过渡金属位掺杂改性以及表面包覆改性中的至少一种。
在一些实现方式中,正极可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实现方式中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
在一些实现方式中,本申请实施例中的电池单体可为无负极钠二次电池。
无负极钠二次电池是指在电池单体的制造过程中,在负极侧不主动设置负极活性材料层而构成的电池单体,例如在电池单体的制造过程中不在负极处通过涂敷或沉积等工序设置钠金属或碳质活性材料层而形成负极活性材料层。首次充电时,钠离子在阳极侧得到电子以在集流体表面沉积形成钠金属相,放电时,金属钠能够转变为钠离子回到正极,实现循环充放。相比于其他钠二次电池,无负极钠二次电池单体由于没有负极活性材料层,可以获得更高的能量密度。
在一些实现方式中,为了改善电池单体性能,无负极钠二次电池的负极侧可以设置一些功能涂层,如碳质材料、金属氧化物、合金等,以提高负极集流体的导电性,以及提高沉积钠金属的均匀性。
在一些实现方式中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实现方式中,电极组件还包括隔离件,隔离件设置在正极和负极之间。
在一些实现方式中,隔离件为隔离膜。本申请实施例对隔离膜的种类没有特别的限制,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例,隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯,陶瓷中的至少一种。
在一些实现方式中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实现方式中,电池单体还包括电解质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。本申请实施例对电解质的种类没有具体的限制,可根据需求进行选择。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。
在一些实现方式中,电极组件可为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实现方式中,电极组件为叠片结构。作为示例,正极片、负极片可分别设置多个,多个正极片和多个负极片交替层叠设置。
作为示例,正极片可设置多个,负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极片。
作为示例,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
作为示例,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
在一些实现方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实现方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
在一些实现方式中,电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
作为示例,电池单体可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等。
为了满足不同的电力需求,本申请实施例中的电池可以包括多个电池单体,其中,多个电池单体之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。在一些实现方式中,多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说,多个电池单体可以直接组成电池,也可以先组成电池模块,电池模块再组成电池。电池再进一步设置于用电设备中,以为用电设备提供电能。
在一些实现方式中,本申请实施例中的电池可以为电池模块,电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实现方式中,本申请实施例中的电池可以为电池包,电池包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实现方式中,本申请实施例中的箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,该箱体的部分可以成为车辆的底板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
目前,随着电动汽车的市场占有量越来越多,用户对于其在不同场景尤其是极端环境下(例如北方的寒冷环境)的使用需求日益增多。由于在寒冷环境下,电池内部不同区域之间存在较大的温差,通常情况下不同电池单体组之间为串联连接,其串联回路的电流相同,部分低温区域的存在可能会造成整个回路电流的降低,影响到电池的充放电性能,从而影响电池的使用寿命与用户的使用体验。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种电池,包括至少一个第一电池单体组和至少一个第二电池单体组;该电池还包括箱体,该箱体包括第一容纳空间和第二容纳空间,该至少一个第一电池单体组设置在该第一容纳空间内,该至少一个第二电池单体组设置在该第二容纳空间内;其中,该第一电池单体组的容量C1与该第二电池单体组的容量C2满足:C1<C2;该电池被配置为在该电池工作的情况下,该第一容纳空间的温度高于该第二容纳空间的温度。这样,通过将至少一个第一电池单体组设置在第一容纳空间内,至少一个第二电池单体组设置在第二容纳空间内,当电池被配置为在该电池工作的情况下,该第一容纳空间的温度高于该第二容纳空间的温度时,即第二容纳空间为电池的低温区,该低温区的存在会使得电池内部的回路电流降低,进而影响电池的充放电性能,通过将该第一电池单体组的容量C1与该第二电池单体组的容量C2设置为:C1<C2,且在第一电池单体组与第二电池单体组之间串联连接时,能够减小低温区的存在对电池的充放电的性能的影响,进而提升电池的使用性能。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的用电设备。例如,该用电设备可以是车辆、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。车辆可以是燃油汽车、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工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动,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。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的用电设备,还可以适用于所有使用电池的设备,下述实施例为了简洁,以用电设备为车辆为例进行详细说明。
例如,如图1所示,为本申请实施例提供的一种车辆1的结构示意图,该车辆1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1的内部可以设置马达40,控制器30以及电池10,控制器30用来控制电池10为马达40进行供电。例如,在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源,用于车辆1的电路系统,还例如,该电池10可用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的一些实现方式中,电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求,本申请实施例中的电池10可以包括至少一个电池单体组,电池单体组包括多个电池单体,其中,多个电池单体之间可以通过串联或并联或混联进行电连接以形成电池10,其中混联是指串联和并联的混合。电池10也可以称为电池包。例如,多个电池单体可以先通过串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联组成电池10。也即是说,多个电池单体可以直接组成电池10,也可以通过先组成电池模块,再将电池模块组成电池10。
图2示出了本申请实施例中的一种电池10的结构示意图,电池10可以包括多个电池单体(图2中未示出)。电池10还可以包括箱体110(或称罩体),箱体110内部为中空结构,多个电池单体容纳于箱体110内。如图2所示,箱体110可以包括第一箱体部111和第二箱体部112,该第一箱体部111与该第二箱体部112可扣合在一起。应理解,在本申请实施例中,该第一箱体部111和该第二箱体部112的形状可以根据多个电池单体组合的形状而设置,该第一箱体部111和该第二箱体部112可以均具有一个开口。例如,该第一箱体部111和该第二箱体部112可以均为中空长方体且各自只有一个面为开口面,该第一箱体部111和该第二箱体部112的开口相对设置,且该第一箱体部111和该第二箱体部112相互扣合以形成具有封闭腔室的箱体。在一些实现方式中,多个电池单体相互并联或串联或混联组合后置于该第一箱体部111和该第二箱体部112扣合后形成的箱体110内。
如图3所示,为本申请一个实施例的一种电池单体20的结构示意图,电池单体20包括一个或多个电极组件22、壳体211和盖板212。壳体211和盖板212形成外壳或电池盒21。壳体211的壁以及盖板212的壁均称为电池单体20的壁,其中对于方形电池单体20,壳体211的壁包括底壁和四个侧壁。壳体211根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定,例如,壳体211可以为中空的长方体或正方体或圆柱体,且壳体211的其中一个面具有开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体211内。例如,当壳体211为中空的长方体或正方体时,壳体211的其中一个平面为开口面,即该平面不具有壁体而使得壳体211内外相通。当壳体211可以为中空的圆柱体时,壳体211的端面为开口面,即该端面不具有壁体而使得壳体211内外相通。盖板212覆盖开口并且与壳体211连接,以形成放置电极组件22的封闭的腔体。壳体211内填充有电解质,例如电解液。
该电池单体20还可以包括两个电极端子213,两个电极端子213可以设置在盖板212上。盖板212通常是平板形状,两个电极端子213固定在盖板212的平板面上,两个电极端子213分别为正电极端子213a和负电极端子213b。每个电极端子213各对应设置一个连接构件,或者也可以称为集流构件,其位于盖板212与电极组件22之间,用于将电极组件22和电极端子213实现电连接。
如图3所示,每个电极组件22具有第一极耳221和第二极耳222。第一极耳221和第二极耳222的极性相反。例如,当第一极耳221为正极极耳时,第二极耳222为负极极耳。
应理解,在该电池单体20中,根据实际使用需求,电极组件22可设置为单个,或多个,如图3所示,电池单体20内设置有2个独立的电极组件22。
电池单体20上还可设置泄压机构。泄压机构用于电池单体20的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放内部压力或温度。
泄压机构可以为各种可能的泄压结构。例如,泄压机构可以为温敏泄压机构,温敏泄压机构被配置为在设有泄压机构的电池单体20的内部温度达到阈值时能够熔化;和/或,泄压机构可以为压敏泄压机构,压敏泄压机构被配置为在设有泄压机构的电池单体20的内部气压达到阈值时能够破裂。
图4示出了本申请实施例提供的一种电池10的结构示意图。图5示出了本申请另一实施例提供的一种电池10的结构示意图。图4与图5不同的是,图4中示出的第二电池单体151为方形电池单体,图6中示出的第二电池单体151为圆柱形电池单体。
应理解,在本申请实施例中为了便于描述,此处定义三个方向,如图4和图5所示,第一方向X可为该电池10的长度方向,该第一方向X垂直于第二方向Y与第三方向Z;第二方向Y可为该电池10的宽度方向,该第二方向Y与该第一方向X和第三方向Z垂直;第三方向Z可为该电池10的高度方向,该第三方向Z与该第一方向X和该第二方向Y垂直。
在一些实现方式中,如图4和图5所示,该电池10包括至少一个第一电池单体组140和至少一个第二电池单体组150;该电池10还包括箱体110,该箱体110包括第一容纳空间120和第二容纳空间130,该至少一个第一电池单体组140设置在该第一容纳空间120内,该至少一个第二电池单体组150设置在该第二容纳空间130内;其中,该第一电池单体组140的容量C1与该第二电池单体组150的容量C2满足:C1<C2;该电池10被配置为在该电池10工作的情况下,该第一容纳空间120的温度高于该第二容纳空间130的温度。
应理解,在本申请实施例中,上述第一电池单体组140可包括多个第一电池单体141,多个第一电池单体141该可按照电池单体的类型通过串联、并联或者混联的方式形成第一电池单体组140,相应地,上述第二电池单体组150可包括多个第二电池单体151,该多个第二电池单体151可按照电池单体的类型通过串联、并联或者混联的方式形成第二电池单体组150。还应理解,在一些实现方式中,上述多个第一电池单体141也可按照电池单体的类型通过串联、并联或者混联的方式形成多个电池单体组,该多个电池单体组再串联形成上述第一电池单体组140。相应地,上述多个第二电池单体151也可按照电池单体的类型通过串联、并联或者混联的方式形成多个电池单体组,该多个电池单体组再串联形成上述第二电池单体组150。
还应理解,在本申请实施例中,上述第一容纳空间120和第二容纳空间130可以相互隔离或者相互连通,具体地,第一容纳空间120和第二容纳空间130相互隔离是指该第一容纳空间120和第二容纳空间130之间至少具有隔挡,以使得设置在第一容纳空间120内的至少一个第一电池单体组140与第二容纳空间130内的至少一个第二电池单体组150互不影响。例如,当电池10中的第二电池单体组150发生热失控时,隔档能够作为屏障减小该第二电池单体组150对第一电池单体组140的热影响。
还应理解,本申请实施例中的“电池单体的容量”通常是指电池单体的初始容量,即电池单体在室温条件(25℃)下,在其特定的充放电终止电压内,以0.33C为放电倍率所测得的容量,其单位为:安时(Ah)。电池单体组的容量是指该电池单体组包括的多个电池单体的容量之和。例如,一个第一电池单体组140包括P1个第一电池单体141,而单个第一电池单体141的容量为C11,则一个第一电池单体组140的容量C1可以等于C11*P1。再例如,一个第二电池单体组150包括P2个第二电池单体151,而单个第二电池单体151的容量为C21,则一个第二电池单体组150的容量C2可以等于C21*P2。
在一些实现方式中,第一电池单体组140是由至少一个第一电池单体141并联而成,第二电池单体组150是由至少一个第二电池单体151并联而成,并且该至少一个第一电池单体组140与至少一个第二电池单体组150包括的至少一个电池单体组之间相互串联,串联使得回路电流相同,而回路电流取决于该回路上的最小电流,当第一电池单体组140或第二电池单体组150的容量设置的过低时,可能会降低整个回路电流,影响电池10的充放电性能。
在本申请实施例中,至少一个第一电池单体组140设置在第一容纳空间120内,至少一个第二电池单体组150设置在第二容纳空间130内,当电池10被配置为在该电池10工作的情况下,该第一容纳空间120的温度高于该第二容纳空间130的温度时,即第二容纳空间130为电池10的低温区,该低温区的存在会使得电池10内部的回路电流降低,进而影响电池10的充放电性能,通过将该第一电池单体组140的容量C1与该第二电池单体组150的容量C2设置为:C1<C2,且在第一电池单体组140与第二电池单体组150之间串联连接时,能够降低整个回路电流变小的可能性,减小低温区的存在对电池10的充放电的性能的影响,进而提升电池10的使用性能。
在一些实现方式中,该第一电池单体组140包括至少一个第一电池单体141,该第二电池单体组150包括至少一个第二电池单体151,该第二电池单体151的耐寒能力大于该第一电池单体141的耐寒能力。
应理解,在本申请实施例中的电池单体的耐寒能力可以根据低温条件下电池单体的放电容量与标称容量的比值进行表征,该电池单体的放电容量与标称容量的比值越大,其电池单体的耐寒能力越好。示例性地,可在实验温度为零下25℃的条件下,按照1/3C的放电倍率测量电池单体的放电容量,并记录该低温条件下的放电容量为A。其次,以1/3C的放电倍率测量电池单体在室温25℃的条件下的放电容量,该放电容量为电池单体的标称容量,并记录该标称容量为B,具体地,该电池单体的耐寒能力可根据A/B的比值进行表征,A/B的值越大,电池单体的耐寒性能越好。
在本申请实施例中,第一电池单体组140包括至少一个第一电池单体141,第二电池单体组150包括至少一个第二电池单体151,且该第二电池单体151的耐寒能力大于该第一电池单体141的耐寒能力,即该第二电池单体151在低温环境下的温度变化较小,能够降低整个回路电流变小的可能性,从而减小低温区的存在对电池10的充放电的性能的影响,进而提升电池10的使用性能。
在一些实现方式中,0.01≤(C2/C1)-1≤0.5。示例性地,该(C2/C1)-1的取值包括但不限于:0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5。
在本申请实施例中,在第一电池单体141的能量密度小于第二电池单体151的情况下,第一电池单体组140与第二电池单体组150的容量的差值越大,对于第二电池单体组150的能量释放的限制越小,其中,当第一电池单体组140的容量与第二电池单体组150的容量的差值达到一个上限值时,第一电池单体组140不再影响第二电池单体组150的能量释放,从而可以提升电池10整体释放的能量。当第一电池单体组140与第二电池单体组150的容量设置为相同时,第一电池单体140需要更大的体积设置,为此,若第二电池单体组150的容量与第一电池单体组140的容量的比值过大,相同的电池容量下,第一电池单体141的体积比例越大,使得电池10整体的能量密度越低,即相同的体积条件下,电池10的能量越低。因此,本申请实施例将第一电池单体组140的容量C1和第二电池单体组150的容量C2设置为满足0.01≤(C2/C1)-1≤0.5,既能够使得电池10满足充放电需求,又能够提高电池10的整体能量密度,从而提升了电池10的性能。
在一些实现方式中,0.02≤(C2/C1)-1≤0.25。在另一些实现方式中,0.04≤(C2/C1)-1≤0.15。
在一些实现方式中,本申请实施例中的第二电池单体151的能量密度可以与第一电池单体141的能量密度不同。例如,第二电池单体151的能量密度可以大于第一电池单体141的能量密度。
具体地,当第二电池单体151的能量密度大于第一电池单体141的能量密度,使得在相同体积条件下,第二电池单体151相比于第一电池单体141具有更大的能量。那么在不改变电池10的体积的情况下,将电池10中的部分第一电池单体141更换为第二电池单体151,可以提高电池10的整体能量密度,另外,由于第二电池单体151的数量少于第一电池单体141的数量,还可以降低电池10出现热失控的概率。
在一些实现方式中,该第一容纳空间120包括该箱体110的中部容纳空间,该第二容纳空间130包括该箱体110的边缘容纳空间。
应理解,本申请实施例中的中部容纳空间可以是指用于容纳第一电池单体141的空间,该边缘容纳空间可以是指在电池10的箱体110中布置完该第一电池单体141后箱体110中的剩余空间,该剩余空间用于容纳第二电池单体151。
在一些实现方式中,本申请实施例中的边缘容纳空间可以是指箱体110的远离该箱体110的中心位置的区域,本申请实施例中的中部容纳空间可以是指箱体110的靠近该箱体110的中心位置的区域,且该边缘容纳空间与该中部容纳空间相互隔离。或者,本申请实施例中的边缘容纳空间可以理解为相较于中心容纳空间更远离该箱体110的中心位置的区域。
在本申请实施例中,该中部容纳空间是指该箱体110的靠近该箱体110的中心位置的区域,该边缘容纳空间是指该箱体110远离该箱体110的中心位置的区域,且通常情况下该中部容纳空间的温度高于该边缘容纳空间的温度,通过将至少一个第一电池单体组140设置在箱体110的中部容纳空间,至少一个第二电池单体组150设置在箱体110的边缘容纳空间,使得在电池被配置为在该电池10工作的情况下,该第一容纳空间120的温度高于该第二容纳空间130的温度,进一步地,通过将该第一电池单体组140的容量C1与该第二电池单体组150的容量C2设置为:C1<C2,且在第一电池单体组140与第二电池单体组150之间串联连接时,能够降低整个回路电流变小的可能性,减小低温区的存在对电池10的充放电的性能的影响,进而提升电池10的使用性能。
图6示出了本申请另一实施例提供的一种电池10的结构示意图。图7示出了本申请另一实施例提供的一种电池10的结构示意图。图6与图7不同的是,图6中示出的第二电池单体151为方形电池单体,图7中示出的第二电池单体151为圆柱形电池单体。
在一些实现方式中,如图6和图7所示,该边缘容纳空间包括该箱体110在第一方向X上的端部空间160,该中部容纳空间包括该箱体110在该第一方向X上的中部空间170。
在本申请实施例中,能够将至少一个第二电池单体组150设置在箱体110沿第一方向X上的端部空间160,即在第一方向X上的中部空间170布置完第一电池单体组140后,可在该箱体110的第一方向X上的端部空间160布置第二电池单体组150,能够提高该电池10内部的空间利用率,进而提升该电池10的能量密度。
在一些实现方式中,该电池10还包括:高压模块311和/或控制模块312,该高压模块311和/或该控制模块312设置于该边缘容纳空间中。
在一些实现方式中,如图6和图7所示,高压模块311和/或控制模块312可设置在端部空间160内。具体地,该高压模块361是一种高压配电装置,通常可以包括多个高压继电器、高压保险丝及相关的芯片,能与相关模块实现信号通信,确保用电设备的高压用电安全。而控制模块312则用于实现对电池10的管理和监控。例如控制模块312可以包括电池管理单元(Battery Management Unit,BMU),可以控制电池10内的继电器的闭合和断开,以控制电池10的充电或放电。
在本申请实施例中,该电池10还包括设置在边缘容纳空间中的高压模块311和/或控制模块312,即至少一个第二电池单体组150可设置在该边缘容纳空间中除该高压模块311和/或控制模块312以外的空间,能够提高该电池10内部的空间利用率,进而提升该电池10的能量密度。
在一些实现方式中,该边缘容纳空间的容积小于该中部容纳空间的容积,该第二电池单体151的体积小于该第一电池单体141的体积。这样,在本申请实施例中,通过将体积较小的第二电池单体151布置在箱体110的容积较小的边缘容纳空间内,在第一电池单体141在箱体110内的中部容纳空间布置完成后,能够充分地利用箱体110内剩余的空间,以显著提高该电池10内部的空间利用率,进而提升该电池10的能量密度。
图8示出了本申请实施例提供的一种电池10的结构示意图。
在一些实现方式中,如图8所示,该电池10包括:保温件180,该保温件180围绕该箱体110的周向设置,以使得该第一容纳空间120包括该箱体110的边缘容纳空间,该第二容纳空间130包括该箱体110的中部容纳空间。
应理解,在本申请实施例中,该保温件也可以称为隔热材料、热绝缘材料或者绝热材料。示例性地,该保温件180的材料包括但不限于玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡、真空板。
在本申请实施例中,该电池10可包括保温件180,该保温件180围绕该箱体110的周向设置,能够提高该电池10的箱体110的边缘容纳空间的保温性能,且通过将至少一个第一电池单体组140布置在该箱体110的边缘容纳空间,至少一个第二电池单体组150布置在该箱体110的中部容纳空间,即在电池10被配置为在该电池10工作的情况下,使得该第一容纳空间120的温度高于该第二容纳空间130的温度,进一步地,通过将该第一电池单体组140的容量C1与该第二电池单体组150的容量C2设置为:C1<C2,且在第一电池单体组140与第二电池单体组150之间串联连接时,能够降低整个回路电流变小的可能性,减小低温区的存在对电池10的充放电的性能的影响,进而提升电池10的使用性能。
在一些实现方式中,如图8所示,该箱体110内设置有容纳壳320,该容纳壳320将该箱体的内部空间分隔成多个该第一容纳空间120,该容纳壳320具有该第二容纳空间130。
应理解,在本申请实施例中,容纳壳320的数量可以是一个,也可以是多个。在一些实现方式中,容纳壳320可以设置在箱体110内的中部区域。例如,容纳壳320的数量为一个,容纳壳320可以将箱体110的内部空间沿箱体110的长度方向即第一方向X划分成两个对称的第一容纳空间120。再例如,容纳壳320的数量为多个,其沿箱体110的长度方向即第一方向X间隔设置,以将箱体110的内部空间沿第一方向X划分成多个第一容纳空间120。
在另一些实现方式中,容纳壳320也可以设置在箱体110内的边缘区域。例如,容纳壳320可以紧靠箱体110内的一端部,以使得容纳壳320与箱体110的其他端部共同形成第一容纳空间120。在本申请实施例中,容纳壳320的数量以及容纳壳320内的第二容纳空间130的大小可以基于至少一个第二电池单体151的体积以及数量设置。
在本申请实施例中,通过在箱体110内设置有容纳壳320,该容纳壳320将该箱体110的内部分隔成至少一个用于容纳第一电池单体组140的第一容纳空间120,该容纳壳320的内部具有用于容纳第二电池单体组150的第二容纳空间130,这样,该容纳壳320可以对第一电池单体组140或者第二电池单体组150起到保护作用,以降低第一电池单体组140和第二电池单体组150之间的相互影响。例如,当该第一电池单体组140或者该第二电池单体组150发生热失控时,容纳壳320可以起到隔离作用,有效减小因部分电池单体组发生热失控而对整个电池10造成的影响,减小对电池10的使用性能的影响,提高电池10整体运行的可靠性。
在一些实现方式中,该容纳壳320通过可拆卸连接方式固定于该箱体110。示例性地,容纳壳320与箱体110可以通过机械连接的方式固定。比如,螺纹连接、销连接、卡扣连接等。
在本申请实施例中,通过将该容纳壳320可拆卸地固定连接于箱体110,当第二电池单体组150出现故障时,以便于该第二电池单体组150的维修与更换。
在一些实现方式中,该第一电池单体组140包括的第一电池单体141的安全性大于该第二电池单体组150包括的第二电池单体151的安全性,该至少一个第一电池单体组140包括的该第一电池单体141的数量大于该至少一个第二电池单体组150包括的该第二电池单体151的数量。
应理解,在本申请实施例中,第一电池单体141的安全性大于第二电池单体151的安全性,也可以理解为,第一电池单体组140的安全性大于第二电池单体组150的安全性。另外,电池单体的安全性也可以通过多种参数来表征。例如,可以通过电池单体的“失效反应的剧烈程度”即“热失效能力”来反应。一般情况下,能量密度越高的电池单体,其“失效反应剧烈程度”要更高。一方面是因为能量密度越高的电池单体,在同样体积或重量下存储的电量更多,在内短路时产热量更大;另一方面是因为一般高能量密度的产品,隔离膜会更薄,极片的加工更极限,生产过程控制难度会更大,更容易出现使用过程内短路。因此一般情况下,能量密度越高的电池单体,其发生内短路的概率会更高,能量密度越高的电池单体,其安全性相对会比较差一些。因此,第一电池单体141的安全性大于第二电池单体151的安全性可以通过第一电池单体141的能量密度小于第二电池单体151的能量密度实现。再例如,还可以通过电池单体的保险丝的过流能力来反映。比如,第一电池单体141的保险丝的过流能力大于第二电池单体151的保险丝的过流能力。在这种情况下,当电池10通上大电流时,第二电池单体组140中的第二电池单体141的保险丝会优先熔断,从而可以保护第一电池单体组140。
还应理解,在本申请实施例中,电池10中包括的所有第一电池单体140的安全性相同,并且电池10中包括的所有第二电池单体151的安全性也相同。换句话说,所有第一电池单体141应为同一种电池单体,所有第二电池单体151应为同一种电池单体。这里的同一种电池单体是指,电池单体的化学体系、体积、能量、能量密度等各种参数都相同。
还应理解,本申请实施例还适用于包括两种以上安全性的电池单体组的方案,例如,本申请实施例中的多个第一电池单体组140中不同第一电池单体组140中的第一电池单体141的安全性可以不同,但都大于至少一个第二电池单体组150中的第二电池单体151的安全性。再例如,本申请实施例中的至少一个第二电池单体组150中不同第二电池单体组151中的第二电池单体151的安全性不同,但都小于多个第一电池单体组140中的第一电池单体151的安全性。
在本申请实施例中,通过将第一电池单体组140包括的第一电池单体141的安全性设置为大于第二电池单体组150包括的第二电池单体组151的安全性,即可将两种安全性不同的两种电池单体组串联在一起形成电池10,该两种安全性不同的电池单体组可实现优劣势的相互弥补,有利于在兼顾电池10的安全性的同时,提高电池的能量密度,从而提高电池10的使用性能,其次,将至少一个第一电池单体组140包括的第一电池单体141的数量设置为大于至少一个第二电池单体组150包括的第二电池单体151的数量,由于第二电池单体151相较于第一电池单体141优先出现故障,那么在维修电池时,只需要更换数量较少的至少一个第二电池单体组150,从而可以降低电池10的维修成本。
在一些实现方式中,该第一电池单体组140是由多个该第一电池单体141并联形成的;和/或,该第二电池单体组150是由多个该第二电池单体151并联形成的;和/或,该至少一个第一电池单体组140和该至少一个第二电池单体组150包括的多个电池单体组之间串联。
在本申请实施例中,在至少一个第一电池单体组140和至少一个第二电池单体组150串联的情况下,通过将多个第一电池单体141并联形成第一电池单体组140,和/或将多个第二电池单体151并联形成第二电池单体组150,能够增大整个回路电流,进而使得整个电池10能够满足充放电需求。
在一些实现方式中,该第一电池单体组140包括的第一电池单体141和该第二电池单体组150包括的第二电池单体151的化学体系不同。
应理解,本申请实施例中的第一电池单体141可以为磷酸铁锂电池单体,第二电池单体151可以为三元锂电池单体。在一些实现方式中,第一电池单体141和第二电池单体151也可以是相同的化学体系。
在本申请实施例中,通过将第一电池单体141和第二电池单体151的化学体系设置为不同,有利于在不影响电池10的体积和重量的前提下,提升电池10的整体能量密度。
在一些实现方式中,如图4至图8所示,该第一电池单体141为圆柱电池单体或方形电池单体;和/或,该第二电池单体151为圆柱电池单体或方形电池单体。
在本申请实施例中,通过将第一电池单体141设置为圆柱电池单体或方形电池单体;和/或,将第二电池单体151设置为圆柱电池单体或方形电池单体,能够兼容当前主流的电池单体的形状,而无需开发新的电池单体,从而有利于降低电池10的加工制造成本。
在一些实现方式中,再次参见上图1至图8所示,本申请实施例中的电池10包括至少一个第一电池单体组140和至少一个第二电池单体组150;该电池10还包括箱体110,该箱体110包括第一容纳空间120和第二容纳空间130,该至少一个第一电池单体组140设置在该第一容纳空间120内,该至少一个第二电池单体组150设置在该第二容纳空间130内;其中,该第一电池单体组140的容量C1与该第二电池单体组150的容量C2满足:C1<C2;该电池10被配置为在该电池10工作的情况下,该第一容纳空间120的温度高于该第二容纳空间130的温度。该第一电池单体组140包括至少一个第一电池单体141,该第二电池单体组150包括至少一个第二电池单体151,该第二电池单体151的耐寒能力大于该第一电池单体141的耐寒能力。该箱体110内设置有容纳壳320,该容纳壳320将该箱体110的内部空间分隔成多个该第一容纳空间120,该容纳壳320具有该第二容纳空间130。
在本申请实施例中,至少一个第一电池单体组140设置在第一容纳空间120内,至少一个第二电池单体组150设置在第二容纳空间130内,该第一电池单体组140包括至少一个第一电池单体141,该第二电池单体组150包括至少一个第二电池单体151,当电池10被配置为在该电池10工作的情况下,该第一容纳空间120的温度高于该第二容纳空间130的温度时,即第二容纳空间130为电池10的低温区,该低温区的存在会使得电池10内部的回路电流降低,进而影响电池10的充放电性能,通过将该第一电池单体组140的容量C1与该第二电池单体组150的容量C2设置为:C1<C2,且该第二电池单体151的耐寒能力大于该第一电池单体141的耐寒能力时,在第一电池单体组140与第二电池单体组150之间串联连接时,能够降低整个回路电流变小的可能性,减小低温区的存在对电池10的充放电的性能的影响,进而提升电池10的使用性能。其次,通过在箱体110内设置有容纳壳320,该容纳壳320将该箱体110的内部分隔成至少一个用于容纳第一电池单体组140的第一容纳空间120,该容纳壳320的内部具有用于容纳第二电池单体组150的第二容纳空间130,这样,该容纳壳320可以对第一电池单体组140或者第二电池单体组150起到保护作用,以降低第一电池单体组140和第二电池单体组150之间的相互影响。例如,当该第一电池单体组140或者该第二电池单体组150发生热失控时,容纳壳320可以起到隔离作用,有效减小因部分电池单体组发生热失控而对整个电池10造成的影响,减小对电池10的使用性能的影响,提高电池10整体运行的可靠性。
本申请实施例还提供了一种用电设备,包括上述实施例中的电池10,该电池10用于为用电设备提供电能。具体地,该用电设备可以为上图1所示的车辆1,也可以是任何使用电池10的设备。
虽然已经参考上述实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请实施例的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (15)

1.一种电池,其特征在于,包括至少一个第一电池单体组和至少一个第二电池单体组;
所述电池还包括箱体,所述箱体包括第一容纳空间和第二容纳空间,所述至少一个第一电池单体组设置在所述第一容纳空间内,所述至少一个第二电池单体组设置在所述第二容纳空间内;
其中,所述第一电池单体组的容量C1与所述第二电池单体组的容量C2满足:C1<C2;
所述电池被配置为在所述电池工作的情况下,所述第一容纳空间的温度高于所述第二容纳空间的温度。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一电池单体组包括至少一个第一电池单体,所述第二电池单体组包括至少一个第二电池单体,所述第二电池单体的耐寒能力大于所述第一电池单体的耐寒能力。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,0.01≤(C2/C1)-1≤0.5。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一容纳空间包括所述箱体的中部容纳空间,所述第二容纳空间包括所述箱体的边缘容纳空间。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述边缘容纳空间包括所述箱体在第一方向上的端部空间,所述中部容纳空间包括所述箱体在所述第一方向上的中部空间。
6.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述电池还包括:高压模块和/或控制模块,所述高压模块和/或所述控制模块设置于所述边缘容纳空间中。
7.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述边缘容纳空间的容积小于所述中部容纳空间的容积,所述第二电池单体的体积小于所述第一电池单体的体积。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池包括:
保温件,所述保温件围绕所述箱体的周向设置,以使得所述第一容纳空间包括所述箱体的边缘容纳空间,所述第二容纳空间包括所述箱体的中部容纳空间。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述箱体内设置有容纳壳,所述容纳壳将所述箱体的内部空间分隔成多个所述第一容纳空间,所述容纳壳具有所述第二容纳空间。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,所述容纳壳通过可拆卸连接方式固定于所述箱体。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一电池单体组包括的第一电池单体的安全性大于所述第二电池单体组包括的第二电池单体的安全性,所述至少一个第一电池单体组包括的所述第一电池单体的数量大于所述至少一个第二电池单体组包括的所述第二电池单体的数量。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一电池单体组是由多个所述第一电池单体并联形成的;和/或,所述第二电池单体组是由多个所述第二电池单体并联形成的;和/或,所述至少一个第一电池单体组和所述至少一个第二电池单体组包括的多个电池单体组之间串联。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一电池单体组包括的第一电池单体和所述第二电池单体组包括的第二电池单体的化学体系不同。
14.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述第一电池单体为圆柱电池单体或方形电池单体;和/或,所述第二电池单体为圆柱电池单体或方形电池单体。
15.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1至14中任一项所述的电池。
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