CN220209097U - 电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池及用电设备,涉及电池技术领域。电池包括多个电池单体和热管理部件;多个电池单体沿第一方向堆叠布置,每个电池单体包括电极组件;沿第一方向,热管理部件与电池单体相对设置之间,电极组件的主体部在垂直于第一方向的平面内的投影和与主体部相邻的热管理部件在垂直于第一方向的平面内的投影至少部分重合,在电池单体发生热失控时,热管理部件可以起到隔热层的作用,减少发生热失控的电池单体向相邻的电池单体或其他部件传递的热量,延缓热扩散的发生。由于热管理部件可以同时兼具热管理和隔热层的作用,因而能够提高电池的空间利用率,进而提高了电池的能量密度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2022年12月15日提交的名称为“电池及用电设备”的国际专利申请PCT/CN2022/139364的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池及用电设备。
背景技术
二次电池,例如锂离子电池、钠离子电池、固态电池等,具备能量密度大、循环性能好等突出优点,并广泛应用于便携式电子设备、电动交通工具、电动工具、无人机、储能设备等领域。而电池的能量密度是用户主要关注的问题之一,也是制约电池发展的主要因素之一。因此,如何提高电池的能量密度成为电池领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池及用电设备,以提高电池的能量密度。
第一方面,本申请实施例提供一种电池,包括多个电池单体和热管理部件;所述多个电池单体沿第一方向堆叠布置,每个所述电池单体包括电极组件,所述电极组件包括主体部和沿第二方向凸出于所述主体部的极耳,所述第二方向垂直所述第一方向;沿所述第一方向,所述热管理部件与所述电池单体相对设置,所述热管理部件被配置为调节所述电池单体的温度;其中,所述主体部在垂直于所述第一方向的平面内的投影和与所述主体部相邻的所述热管理部件在垂直于所述第一方向的平面内的投影至少部分重合。
上述技术方案中,热管理部件与电池单体沿第一方向相对设置,在电池单体正常工作的情况下,热管理部件可以对电池单体进行温度调节;在电池单体发生热失控时,热管理部件可以起到隔热层的作用,减少发生热失控的电池单体向相邻的电池单体或其他部件传递的热量,延缓热扩散的发生。由于热管理部件可以同时兼具热管理和隔热层的作用,因而能够提高电池的空间利用率,进而提高了电池的能量密度,且可实现更低的成本。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述主体部在垂直于所述第一方向的平面内的投影的面积为S1,所述主体部在垂直于所述第一方向的平面内的投影和与所述主体部相邻的所述热管理部件在垂直于所述第一方向的平面内的投影的重合部分的面积为S2,满足0.05≤S2/S1≤1。
上述技术方案中,若S2/S1<0.05,则热管理部件和主体部的重叠部分的面积相对主体部在垂直于第一方向的平面的投影的面积较小,使得热管理部件对电池单体有效的温度调节的面积较小,使得热管理部件对电池单体温度调节的效率较低,在充放电过程中,电极组件的主体部和极耳均具有较高的温度,会加速电池单体内部的电解液的分解及活性物质的副反应,从而缩短电池单体的使用寿命。因此,S1和S2满足0.05≤S2/S1≤1,使得热管理部件对电池单体有足够的温度调节的面积,使得热管理部件对电池单体具有较高的温度调节效率,从而有利于提高电池单体的使用寿命。
在本申请第一方面的一些实施例中,0.25≤S2/S1≤1。
上述技术方案中,热管理部件的热管理效率有了更大的提升,在电池充放电过程中,通过该热管理部件对电池单体降温,能够进一步缓解电池单体的电解液的分解速度和活性物质的副反应发生,从而更有利于提高电池单体的使用寿命。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第二方向,所述主体部的至少一端超出所述热管理部件对应的一端;或者,沿所述第二方向,所述热管理部件的至少一端超出所述主体部对应的一端。
上述技术方案中,若主体部沿第二方向的至少一端超出热管理部件对应的一端,能够使得热管理部件沿第二方向的至少有一端不会超出电池单体,降低热管理部件沿第二方向与电池的其他结构位置干涉的风险。若热管理部件沿第二方向的至少一端超出主体部对应的一端,则热管理部件沿第二方向的一部分还能够与主体部以外的区域热交换,从而增大电池单体和热管理部件的热交换面积,进一步提高热管理部件对电池单体的温度调节效率。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第二方向,所述主体部的两端分别超出所述热管理部件对应的两端;或者,沿所述第二方向,所述热管理部件的两端分别超出所述主体部对应的两端。
上述技术方案中,若主体部沿第二方向的两端分别超出热管理部件的两端,能够使得热管理部件沿第二方向的两端均不会超出电池单体,进一步降低热管理部件沿第二方向与电池的其他结构位置干涉的风险,为电池的其他结构设置预留足够的空间。若热管理部件的沿第二方向的两端分别超出主体部对应的两端,则热管理部件沿第二方向超出主体部的两部分均能够与主体部以外的区域热交换,从而增大电池单体和热管理部件的热交换面积,进一步提高热管理部件对电池单体的温度调节效率。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第二方向,所述主体部的至少一端与所述热管理部件对应的一端平齐。
上述技术方案中,主体部的至少一端与热管理部件的一端平齐,这使得热管理部件和主体部的重叠部分在垂直于第一方向的平面上的投影的面积尽可能大,热管理部件对电池单体具有较大的有效热管理面积,从而提高对电池单体温度调节的效率,有利于提高电池单体的使用寿命。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第二方向,所述主体部的两端分别与所述热管理部件对应的两端平齐。
上述技术方案中,沿第二方向,主体部的两端分别与热管理部件的两端平齐,使得热管理部件对电池单体具有较大的有效热管理面积,从而提高对电池单体温度调节的效率,有利于提高电池单体的使用寿命。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第一方向,所述主体部具有面向所述热管理部件的第一表面,所述第一表面为所述主体部面积最大的表面。
上述技术方案中,热管理部件与主体部的面积最大的表面相对设置,能够使得热管理部件对电池单体温度调节的面积更大,从而提高对电池单体温度调节的效率,有利于提高电池单体的使用寿命。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述电池单体还包括外壳、电极端子和泄压机构;所述外壳包括多个壁部,所述多个壁部共同限定出用于容纳所述电极组件的容纳空间;所述电极端子用于与所述极耳电连接;所述泄压机构用于泄放所述电池单体内部的压力,所述泄压机构和所述电极端子分别设置于不同的所述壁部。
上述技术方案中,泄压机构和电极端子分别设置于不同的壁部,当电池单体发生热失控时,可以有效增大排出的烟气与高压汇流部件的距离,从而有效降低高压拉弧发生的风险,还能使得外壳的每个壁部均具有较好的结构强度,缓解在外壳的同一个壁部上设置泄压机构和电极端子导致该壁部的结构强度降低的问题。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述泄压机构和所述电极端子分别设置于沿所述第二方向相对布置的两个所述壁部;或者,所述泄压机构和所述电极端子分别设置于相交布置的两个所述壁部。
上述技术方案中,泄压机构和电极端子分别设置于沿第二方向相对布置的两个壁部或者泄压机构和电极端子分别设置于相交布置的两个所述壁部,不仅方便设置,还使得当电池单体发生热失控时,排出的烟气远离高压汇流部件,从而有效避免的高压拉弧发生。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述电极组件包括极性相反的两个所述极耳,沿所述第二方向,两个所述极耳设置于所述主体部的同一端。
上述技术方案中,两个极耳设置于主体部的同一端,则组装电池单体时,可以在主体部的同一端将两个极耳分别与其他结构连接,使得电池单体的组装更为方便,有利于提高组装效率。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述电极组件包括极性相反的两个所述极耳,沿所述第二方向,两个所述极耳分别设置于所述主体部相对的两端。
上述技术方案中,两个极耳分别设置于主体部相对的两端,能够降低电池单体短路的风险,降低两个极耳在分别与其他结构连接时相互干涉的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述极耳在垂直于所述第一方向的平面内的投影和与所述主体部相邻的所述热管理部件在垂直于所述第一方向的平面内的投影至少部分重合。
上述技术方案中,由于电池单体在充放电过程中极耳的温度较高,极耳在垂直于第一方向的平面内的投影和与主体部相邻的热管理部件在垂直于第一方向的平面内的投影至少部分重合,则热管理部件能够与极耳热交换,带走极耳处的热量,降低电池单体热失控的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第一方向,至少两个相邻的所述电池单体之间设置有所述热管理部件。
上述技术方案中,沿第一方向相邻的两个电池单体设置有热管理部件,则该热管理部件能够同时与两侧的电池单体热交换,能够提高热交换效率,从而提高热管理部件对电池单体的温度调节能力。相邻的两个电池单体之间设置热管理部件,在其中一者热失控时,热管理部件可以起到隔热层的作用,减少发生热失控的电池单体向相邻的电池单体传递的热量,延缓热扩散的发生。由于热管理部件可以同时兼具热管理和隔热层的作用,因而能够提高电池的空间利用率,进而提高了电池的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述热管理部件设置有多个,多个所述热管理部件沿所述第一方向间隔设置,相邻两个所述热管理部件之间设置有至少一个所述电池单体。
上述技术方案中,多个热管理部件共同调节电池单体的温度,能够提高温度调节效率,以使电池单体能够正常工作和降低电池单体热失控的风险。相邻两个热管理部件之间设置有至少一个电池单体,能够从电池单体沿第一方向的两侧延缓热扩散的发生。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第一方向,所述电池单体与所述热管理部件交替布置。
上述技术方案中,沿第一方向,电池单体与热管理部件交替布置,使得每个电池单体至少有一个热管理部件与之相对设置,并由该热管理部件调节其温度,有利于减小电池的各个电池单体的温度差,以使电池内部温度分布更加均匀,有利于电池实现正常充放电。
第二方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第一方面任一实施例提供的电池。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的分解图;
图3为本申请一些实施例提供的电池的剖视图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图5为申请一些实施例提供的电池单体的分解图;
图6为本申请又一些实施例提供的电池的剖视图;
图7为本申请另又一些实施例提供的电池的剖视图;
图8为本申请另一些实施例提供的电池的剖视图;
图9为本申请又另一些实施例提供的电池的剖视图;
图10为本申请又另一些实施例提供的电池的剖视图;
图11为本申请一些实施例提供的电极组件的立体图;
图12为图11中电极组件沿第一方向的视图;
图13为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图14为包括图13中的电池单体的电池的剖视图;
图15为本申请再一些实施例提供的电池的剖视图;
图16为本申请又一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图17为包括图16中电池单体的电池的剖视图;
图18为本申请再一些实施例提供的电池的结构示意图;
图19为本申请再一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图20为包括图19中电池单体的电池的剖视图;
图21为本申请再另一些实施例提供的电池的剖视图;
图22为本申请再又一些实施例提供的电池的剖视图;
图23为本申请又再一些实施例提供的电池的剖视图;
图24为本中请另再一些实施例提供的电池的剖视图;
图25为本申请再一些的实施例提供的电池的剖视图;
图26为本申请再又一些的实施例提供的电池的剖视图;
图27为本申请再另一些的实施例提供的电池的剖视图;
图28为本申请又再一些的实施例提供的电池的剖视图;
图29为本申请另又一些的实施例提供的电池的剖视图。
图标:1000-车辆;100-电池;10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;20-电池单体;21-电极组件;211-主体部;2111-第三端;2112-第四端;2113-第一表面;2114-平直部;2115-弯折部;212-极耳;22-外壳;221-壳体;2211-开口;2212-底壁;2213-侧壁;222-端盖;23-电极端子;24-集流构件;25-泄压机构;30-热管理部件;31-第一端;32-第二端;200-控制器;300-马达;X1-第一方向;Y1-第二方向;Z1-第三方向;X2-热管理部件的厚度方向;Y2-热管理部件的宽度方向;Z2-热管理部件的长度方向。
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一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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定义和解释。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,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的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。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。电池一般还可以包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池在充放电过程中电池单体的电极组件由于发生化学反应会产生热量,需要及时降低电池单体的温度,以保证电池单体正常工作和降低电池单体出现热失控的问题;在环境温度很低的情况下,需要对电池单体进行升温,以确保电池能够正常工作。因此,电池还可以包括热管理部件,热管理部件用于调节电池单体的温度。此外,为了防止电池单体发生热失控进而引起热扩散,电池还可以包括设置在相邻的电池单体之间的隔热层。在相关技术中,电池会同时设置热管理部件和隔热层,且热管理部件和隔热层设置的位置不同,这样会导致电池的空间利用率较低,进而降低电池的能量密度。
基于上述考虑,为缓解因隔热层的设置导致电池的能量密度低的问题,发明人经过深入研究,设计了一种电池,电池包括多个电池单体和热管理部件;多个电池单体沿第一方向堆叠布置,每个电池单体包括电极组件,电极组件包括主体部和沿第二方向凸出于主体部的极耳,第二方向垂直于第一方向;沿第一方向,热管理部件与电池单体相对设置;主体部在垂直于第一方向的平面内的投影和与主体部相邻的热管理部件在垂直于第一方向的平面内的投影至少部分重合。
热管理部件与电池单体沿第一方向相对设置,在电池单体正常工作的情况下,热管理部件可以对电池单体进行温度调节;在电池单体发生热失控时,热管理部件可以起到隔热层的作用,减少发生热失控的电池单体向相邻的电池单体或其他部件传递的热量,延缓热扩散的发生。由于热管理部件可以同时兼具热管理和隔热层的作用,因而能够提高电池的空间利用率,进而提高了电池的能量密度,且可实现更低的成本。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备,用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以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,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船,还有储能系统,储能电站等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电设备为车辆1000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口以形成容纳电池单体20的容纳部的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳部的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件(图中未示出),汇流部件一般与电池单体20的电极端子23(图3中示出)焊接固定,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
如图2、图3、图4所示,在一些实施例中,电池100包括多个电池单体20和热管理部件30;多个电池单体20沿第一方向X1堆叠布置,每个电池单体20包括电极组件21,电极组件21包括主体部211和沿第二方向Y1凸出于主体部211的极耳212,第二方向Y1垂直于第一方向X1;沿第一方向X1,热管理部件30与电池单体20相对设置,热管理部件30被配置为调节电池单体20的温度;其中,主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影至少部分重合。
如图4、图5所示,电池单体20是指组成电池100的最小单元。电池单体20还包括有外壳22以及其他的功能性部件。外壳22包括壳体221和端盖222,端盖222是指盖合于壳体221的开口2211处以将电池单体20的内部环境与外部环境隔离的部件。不限地,端盖222的形状可以与壳体221的形状相适应以配合壳体221。可选地,端盖222可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖222在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度。端盖222上可以设置有如电极端子23等的功能性部件。电极端子23可以用于与电极组件21电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖222上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构25。端盖222的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖222的内侧还可以设置有绝缘件(图中未示出),绝缘件可以用于绝缘隔离壳体221内的电连接部件与端盖222,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体221是用于配合端盖222以形成电池单体20的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件21、电解液以及其他部件。壳体221和端盖222可以是独立的部件,可以于壳体221上设置开口2211,通过在开口2211处使端盖222盖合开口2211以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖222和壳体221一体化,具体地,端盖222和壳体221可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体221的内部时,再使端盖222盖合壳体221。壳体221可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体221的形状可以根据电极组件21的具体形状和尺寸大小来确定。壳体221的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件21是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体221内可以包含一个或更多个电极组件21。电极组件21主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件21的主体部211,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳212。正极耳和负极耳可以共同位于主体部211的一端或是分别位于主体部211的两端。在电池100的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳212连接电极端子23以形成电流回路。极耳212可以通过集流构件24(图5中示出)与电极端子23电连接。
热管理部件30可以用于降低电池单体20的温度,也可以用于提升电池单体20的温度。热管理部件30可以是内部形成有容纳换热介质的容纳腔的板状结构,换热介质可以是水、空气、水和乙二醇的混合液、冷媒、相变材料等,换热介质可以是循环流动的。热管理部件30也可以称之为水冷板、液冷板、换热板、温度调节板等。
热管理部件30可以连接于与之相对的电池单体20的外壳22的表面,比如热管理部件30粘接连接于电池单体20的外壳22的表面,或者热管理部件30与电池单体20的外壳22焊接连接。热管理部件30也可以与电池单体20的外壳22的表面接触,或者热管理部件30与电池单体20的外壳22的表面之间可以设置导热垫等导热部件,本申请对此不作限定。
在本申请的一些实施例中,热管理部件30为板状结构,第一方向X1与热管理部件的厚度方向X2平行。第二方向Y1可以与热管理部件的宽度方向Y2平行,也可以与热管理部件的长度方向Z2平行。其中,热管理部件的厚度方向X2、热管理部件的长度方向Z2和热管理部件的宽度方向Y2两两垂直。
主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影可以部分重合,也可以完全重合。
热管理部件30与电池单体20沿第一方向X1相对设置,在电池单体20正常工作的情况下,热管理部件30可以对电池单体20进行温度调节;在电池单体20发生热失控时,热管理部件30可以起到隔热层的作用,减少发生热失控的电池单体20向相邻的电池单体20或其他部件(其他部件包括但不限于箱体10的箱壁、箱体10内的电器元件、箱体10内的分隔梁等)传递的热量,延缓热扩散的发生。由于热管理部件30可以同时兼具热管理和隔热层的作用,因而能够提高电池100的空间利用率,进而提高了电池100的能量密度,且可实现更低的成本。
如图3、4所示,在一些实施例中,主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影的面积为S1,主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影的重合部分的面积为S2,满足0.05≤S2/S1≤1。
S2/S1可以为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1等。
发明人选取了21个相同的电池单体20和热管理部件30,每个电池单体20和热管理部件30形成一组,编号为1~21,每组的S2/S1不同,如下表1所示。在相同的实验条件下,分别对21个电池单体20在2C的充电倍率下进行充电,同时在热管理部件30内部通入初始温度为23℃冷却液以对电池单体20进行冷却降温,充电和冷却同时进行且持续10min后同时停止,然后将每个电池单体20静置5min后,分别测量每个电池单体20的电极组件21的主体部211的最高温度以及极耳212的最高温度,实验结果如表1所示。
表1
如表1所示,当S2/S1为0.025时,主体部211的最高温度为63℃,极耳212的最高温度为105℃,而当主体部211的最高温度超过60℃,且极耳的最高温度超过90℃时,会加速电解液的分解以及活性物质的副反应,从而缩短电池单体20的使用寿命。因此,当0.05≤S2/S1≤1时,通过热管理部件30对电池单体20进行冷却降温,能够使得主体部211的最高温度不超过60℃,且极耳212的最高温度不超过90℃,有利于提高电池单体20的使用寿命。
在一些实施例中,0.25≤S2/S1≤1。
S2/S1还可以是0.28、0.33、0.38、0.43、0.48、0.53、0.58、0.63、0.68、0.73、0.78、0.83、0.88、0.93、0.98等。
请继续参见表1,当0.25≤S2/S1≤1时,主体部211的最高温度不超过50℃,能够进一步缓解电解液的分解速度和活性物质的副反应发生,从而更有利于提高电池单体20的使用寿命。
进一步地,0.5≤S2/S1≤1。
请继续参见表1,当0.5≤S2/S1≤1时,主体部211的最高温度不超过40℃,能够更进一步缓解电解液的分解速度和活性物质的副反应发生,从而更有利于提高电池单体20的使用寿命。
如图6、图7、图8所示,沿第二方向Y1,主体部211的至少一端超出热管理部件30对应的一端;或者,沿第二方向Y1,热管理部件30的至少一端超出主体部211对应的一端。
沿第二方向Y1,主体部211的至少一端超出热管理部件30对应的一端,可以理解为,主体部211沿第二方向Y1的至少一端位于热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。
因此,主体部211沿第二方向Y1的至少一端超出热管理部件30的一端,能够使得热管理部件30沿第二方向Y1的至少有一端不会超出电池单体20,降低热管理部件30沿第二方向Y1与电池100的其他结构位置干涉的风险。
其中,沿第二方向Y1,主体部211可以仅一端超出热管理部件30的一端,即主体部211沿第二方向Y1的仅一端位于热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。
如图6所示,在第二方向Y1与热管理部件的宽度方向Y2平行的实施例中,沿第二方向Y1,主体部211和热管理部件30错位且部分重叠设置,主体部211在垂直于第一方向X1的平面上的投影和热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影部分重合,热管理部件30位于第二方向Y1上的一端超出主体部211位于第二方向Y1上的一端,主体部211位于第二方向Y1的另一端超出热管理部件30位于第二方向Y1上的另一端。如图6所示,沿第二方向Y1,热管理部件30具有相对的第一端31和第二端32,主体部211具有相对的第三端2111和第四端2112,第一端31与第三端2111对应,第一端31超出第三端2111,即第一端31位于主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影外,第四端2112与第二端32对应,第四端2112超出第二端32,即第四端2112位于热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。图6中主体部211的虚线部分表示主体部211被热管理部件30遮挡的区域,换句话说,主体部211的虚线部分表示热管理部件30与主体部211重叠的部分。这种实施例中,沿第二方向Y1,主体部211仅一端超出热管理部件30的一端。
如图7所示,在另一些实施例中,第一端31与第三端2111平齐,第四端2112沿第二方向Y1超出第二端32,可以理解为沿第二方向Y1,主体部211可以仅一端超出热管理部件30对应的一端。
沿所述第二方向Y1,热管理部件30的至少一端超出主体部211对应的一端,可以理解为,热管理部件30沿第二方向Y1的至少一端位于主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。其中,沿第二方向Y1,热管理部件30可以仅一端超出主体部211对应的一端,如图6所示,热管理部件30的第一端31超出主体部211的第三端2111,主体部211的第四端2112超出热管理部件30的第二端32。
热管理部件30沿第二方向Y1的至少一端超出主体部211对应的一端,则热管理部件30沿第二方向Y1的一部分还能够与主体部211以外的区域热交换,从而增大电池单体20和热管理部件30的热交换面积,进一步提高热管理部件30对电池单体20的温度调节效率。
在另一些实施例中,如图8所示,沿第二方向Y1,主体部211的两端分别超出热管理部件30对应的两端;或者,如图9所示,沿第二方向Y1,热管理部件30的两端分别超出主体部211对应的两端。
第二方向Y1,主体部211的两端分别超出热管理部件30对应的两端,可以理解为,主体部211沿第二方向Y1的两端均位于热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投膨外。
如图8所示,在第二方向Y1与热管理部件的宽度方向Y2平行的实施例中,沿第二方向Y1,热管理部件30具有相对的第一端31和第二端32,主体部211具有相对的第三端2111和第四端2112,第三端2111与第一端31对应,第三端2111超出第一端31,即第三端2111位于热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影外,第四端2112与第二端32对应,第四端2112超出第二端32,即第四端2112位于热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。
主体部211沿第二方向Y1的两端分别超出热管理部件30的两端,能够使得热管理部件30沿第二方向Y1的两端均不会超出电池单体20,进一步降低热管理部件30沿第二方向Y1与电池100的其他结构位置干涉的风险,为电池100的其他结构设置预留足够的空间。
如图9所示,沿第二方向Y1,热管理部件30的两端分别超出主体部211对应的两端,可以理解为,热管理部件30沿第二方向Y1的两端均位于主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。如图9所示,在第二方向Y1与热管理部件的宽度方向Y2平行的实施例中,沿第二方向Y1,热管理部件30具有相对的第一端31和第二端32,主体部211具有相对的第三端2111和第四端2112,第三端2111与第一端31对应,第一端31超出第三端2111,即第一端31位于主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影外,第二端32与第四端2112对应,第二端32超出第四端2112,即第二端32位于主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。
热管理部件30的沿第二方向Y1的两端分别超出主体部211对应的两端,则热管理部件30沿第二方向Y1超出主体部211的两部分均能够与主体部211以外的区域热交换,从而增大电池单体20和热管理部件30的热交换面积,进一步提高热管理部件30对电池单体20的温度调节效率。
在沿第二方向Y1,主体部211的至少一端超出热管理部件30的一端的实施例中,沿第三方向Z1,热管理部件30的两端分别可以超出主体部211的两端,或者沿第三方向Z1,热管理部件30的两端分别与主体部211的两端平齐;或者,沿第三方向Z1,主体部211的两端超出热管理部件30的两端;或者沿第三方向Z1,热管理部件30的一端与主体部211的一端平齐,热管理部件30的另一端超出主体部211的另一端;或者沿第三方向Z1,热管理部件30的一端与主体部211的一端平齐,主体部211的另一端超出热管理部件30的另一端。第一方向X1、第二方向Y1和第三方向Z1两两垂直。图8、图9中示出了热管理部件30沿第三方向Z1的两端均超出主体部211沿第三方向Z1的两端。
如图7、图10所示,在一些实施例中,沿第二方向Y1,主体部211的至少一端与热管理部件30对应的一端平齐。
可以理解为,沿第二方向Y1,主体部211至少一端不超出热管理部件30的一端且热管理部件30的该端也不超出主体部211的该端。
主体部211的至少一端与热管理部件30的一端平齐,这使得热管理部件30和主体部211在垂直于第一方向X1的平面上的投影的重叠部分的面积尽可能大,热管理部件30对电池单体20具有较大的有效热管理面积,从而提高对电池单体20温度调节的效率,有利于提高电池单体20的使用寿命。
其中,沿第二方向Y1,主体部211可以仅一端与热管理部件30的一端平齐,如图7所示,在第二方向Y1与热管理部件的宽度方向Y2平行的实施例中,沿第二方向Y1,热管理部件30具有相对的第一端31和第二端32,主体部211具有相对的第三端2111和第四端2112,第一端31和第三端2111对应,第一端31和第三端2111平齐,第四端2112超出第二端32,即第四端2112位于热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。图7中主体部211的虚线部分表示主体部211被热管理部件30遮挡的区域,换句话说,主体部211的虚线部分表示热管理部件30与主体部211重叠的部分。第四端2112可以是极耳212凸出于主体部211的一端,第四端2112超出第二端32,能够降低与极耳212电连接的其他结构与热管理部件30干涉。
当然,也可以是第一端31和第三端2111平齐,第二端32超出第四端2112,即第二端32位于主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影外。
如10所示,在另一些实施例中,沿第二方向Y1,主体部211的两端分别与热管理部件30的两端平齐。
在第二方向Y1与热管理部件的宽度方向Y2平行的实施例中,沿第二方向Y1,热管理部件30具有相对的第一端31和第二端32,主体部211具有相对的第三端2111和第四端2112,第一端31和第三端2111对应,第一端31和第三端2111平齐,第二端32和第四端2112对应,第四端2112和第二端32平齐。
沿第二方向Y1,主体部211的两端分别与热管理部件30的两端平齐,使得热管理部件30对电池单体20具有较大的有效热管理面积,从而提高对电池单体20温度调节的效率,有利于提高电池单体20的使用寿命。
在沿第二方向Y1,主体部211的至少一端与热管理部件30的一端平齐的实施例中,沿第三方向Z1,热管理部件30的两端分别可以超出主体部211的两端,或者沿第三方向Z1,热管理部件30的两端分别与主体部211的两端平齐;或者,沿第三方向Z1,主体部211的两端超出热管理部件30的两端;或者沿第三方向Z1,热管理部件30的一端与主体部211的一端平齐,热管理部件30的另一端超出主体部211的另一端;或者沿第三方向Z1,热管理部件30的一端与主体部211的一端平齐,主体部211的另一端超出热管理部件30的另一端。图7、图10中示出了热管理部件30沿第三方向Z1的两端均超出主体部211沿第三方向Z1的两端。
在一些实施例中,沿第一方向X1,主体部211具有面向热管理部件30的第一表面2113,第一表面2113为主体部211面积最大的表面。
如图11、图12所示,以电池单体20为方壳电池单体,电极组件21为卷绕式的方形电极组件21为例。主体部211包括平直部2114和连接于平直部2114两端的两个弯折部2115,第一表面2113为平直部2114在第一方向X1上的相对的两个表面。主体部211在垂直于第一方向X1的平面上的投影的面积S1,包括平直部2114在垂直于第一方向X1的平面上的投影的面积S11,每个弯折部2115在垂直于第一方向X1的平面上的投影的面积S12,即S1=S11+2S12。
热管理部件30与主体部211的面积最大的表面相对设置,能够使得热管理部件30对电池单体20温度调节的面积更大,从而提高对电池单体20温度调节的效率,有利于提高电池单体20的使用寿命。
如图13-图24所示,在一些实施例中,电池单体20还包括外壳22、电极端子23和泄压机构25;外壳22包括多个壁部,多个壁部共同限定出用于容纳电极组件21的容纳空间;电极端子23用于与极耳212电连接;泄压机构25用于泄放电池单体20内部的压力,泄压机构25和电极端子23分别设置于不同的壁部。
前文所述的端盖222是多个壁部中的至少一者。多个壁部中的其余壁部共同形成壳体221。
电极端子23用于与极耳212电连接,以形成电池单体20的输出极。电极端子23设置于至少一个壁部。电极端子23可以设置于端盖222。
泄压机构25用于泄放电池单体20内部的压力,比如泄压机构25在电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体20中的正极片、负极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构25可以采用诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等的形式,并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造,即,当电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时,泄压机构25执行动作或者泄压机构25中设有的薄弱结构被破坏,从而形成可供内部压力或温度泄放的开口2211或通道。
在电极端子23设置于端盖222的情况下,泄压机构25可以设置于壳体221,以使泄压机构25和电极端子23分别设置于两个壁部。当然,也可以是电极端子23设置于壳体221,泄压机构25设置于端盖222。
电池100输出的电压可以高达数百甚至上千伏特。电池单体20发生热失控排出的高温烟气,经过高压电气部件区域极易引发高压电拉弧,导致整个电池100发生快速热蔓延。
泄压机构25和电极端子23分别设置于不同的壁部,当电池单体20发生热失控时,可以有效增大排出的烟气与高压汇流部件的距离,从而有效降低高压拉弧发生的风险。
如图13-图15所示,在一些实施例中,泄压机构25和电极端子23分别设置于沿第二方向Y1相对布置的两个壁部。
如图13、图14所示,形成壳体221的多个壁部中包括底壁2212和侧壁2213,沿第二方向Y1,侧壁2213的一端围设于底壁2212的外周,侧壁2213的另一端形成壳体221的开口2211,开口2211和底壁2212相对布置,图13中示出开口2211和底壁2212在第二方向Y1上相对布置。电极端子23设置于端盖222,泄压机构25设置于壳体221的底壁2212。当将电池单体20容纳于箱体10内时,电极端子23可以朝上,也可以朝下,或者朝向其他方向。电极端子23和泄压机构25中的一者设置于壳体221,另一者设置于端盖222,能够使得端盖222和壳体221均具有较好的结构强度,缓解在壳体221或端盖222上同时设置泄压机构25和电极端子23导致壳体221或端盖222的结构强度降低的问题。
如图15所示,形成壳体221的多个壁部中包括底壁2212和侧壁2213,沿第二方向Y1,侧壁2213的一端围设于底壁2212的外周,侧壁2213的另一端形成壳体221的开口2211。电极端子23设置于壳体221的底壁2212,泄压机构25设置于端盖222。电极端子23和泄压机构25中的一者设置于壳体221,另一者设置于端盖222,能够使得端盖222和壳体221均具有较好的结构强度,缓解在壳体221或端盖222上同时设置泄压机构25和电极端子23导致壳体221或端盖222的结构强度降低的问题。
当然,在另一些实施例中,电极端子23和泄压机构25也可以分别设置于壳体221的相对的两个侧壁2213上,则电极端子23和泄压机构25均集成于壳体221上,便于加工制造。
泄压机构25和电极端子23分别设置于沿第二方向Y1相对布置的两个壁部,不仅方便设置,还使得当电池单体20发生热失控时,排出的烟气远离高压汇流部件,从而有效降低高压拉弧发生的风险。
在另一些实施例中,泄压机构25和电极端子23分别设置于相交布置的两个壁部。相交的两个壁部是指两个不平行的壁部。比如,侧壁2213和端盖222相交,侧壁2213中相邻的两部分相交。
如图16、图17所示,电极端子23设置于端盖222,泄压机构25设置于壳体221的侧壁2213,电极端子23和泄压机构25中的一者设置于壳体221,另一者设置于端盖222,能够使得端盖222和壳体221均具有较好的结构强度,缓解在壳体221或端盖222上同时设置泄压机构25和电极端子23导致壳体221或端盖222的结构强度降低的问题。
如图18所示,泄压机构25设置于壳体221的侧壁2213,电极端子23设置于壳体221的底壁2212。
如图19、图20所示,电极端子23可以设置于壳体221的侧壁2213,泄压机构25设置于壳体221的底壁2212。
如图18所示,在一些实施例中,电极组件21包括极性相反的两个极耳212,沿第二方向Y1,两个极耳212设置于主体部211的同一端。
两个极耳212中一者为正极耳,另一者为负极耳。两个极耳212从主体部211沿第二方向Y1的同一端凸出于主体部211。
两个极耳212设置于主体部211的同一端,则组装电池单体20时,可以在主体部211的同一端将两个极耳212分别与其他结构连接,使得电池单体20的组装更为方便,有利于提高组装效率。
如图19-图22所示,在另一些实施例中,电极组件21包括极性相反的两个极耳212,沿第二方向Y1,两个极耳212分别设置于主体部211相对的两端。
两个极耳212分别设置于主体部211相对的两端,能够降低电池单体20短路的风险,降低两个极耳212在分别与其他结构连接时相互干涉的风险。
电池单体20可以仅包括一个电极端子23,则两个极耳212中的一者与电极端子23电连接,两个极耳212中的另一者与外壳22电连接。
如图17、图18、图19、图20、图21、图22所示,在一些实施例中,电池单体20还包括两个电极端子23,两个电极端子23分别用于与两个极耳212电连接。
两个电极端子23可以设置于外壳22的同一个壁部,比如两个电极端子23均设置于端盖222(如图17所示);或者两个电极端子23均设置于壳体221的同一个侧壁2213;或者两个电极端子23均设置于壳体221的底壁2212(如图18所示)。
两个电极端子23也可以分别设置于外壳22的两个壁部,比如两个电极端子23一者设置于端盖222,另一者设置壳体221;或者两个电极端子23分别于壳体221的相对的两个侧壁2213(如图19、图20、图21、图22所示);或者两个电极端子23中的一者设置于壳体221的侧壁2213,另一者设置于壳体221的底壁2212。
两个电极端子23分别与两个极耳212电连接,能够降低电池单体20短路的风险。
如图23、图24所示,在一些实施例中,第二方向Y1可以与热管理部件的长度方向Z2平行。
如图23、图24所示,极性相反的两个极耳212从主体部211沿第二方向Y1的同一端凸出于主体部211,两个电极端子23均设置于外壳22的与两个极耳212相对的壁部。图23中,外壳22与极耳212相对的壁部为端盖222,两个电极端子23均设置于端盖222,泄压机构25与电极端子23相对设置,泄压机构25设置于壳体221的底壁2212。图24中,外壳22与极耳212相对的壁部为端盖222,两个电极端子23均设置于端盖222,泄压机构25设置于壳体221的侧壁2213。方便电极端子23和极耳212电连接,以及能够使得壳体221的任意壁部均具有较好的结构强度。
在一些实施例中,极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影至少部分重合。
在极性相反的两个极耳212均位于主体部211的同一端的实施例中,如图25所示,可以是每个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影仅一部分重合;或者,如图9所示,每个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影完全位于与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影内。
在极性相反的两个极耳212分别位于主体部211的相对的两端的实施例中,如图26所示,可以是一个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影仅一部分重合,另一个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影完全不重合;或者,如图27所示,一个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影完全位于和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影内,另一个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影完全不重合;或者如图28所示,每个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影仅一部分和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影重叠;或者如图21所示,每个极耳212在垂直于第一方向X1的平面内的投影完全位于与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影内。
由于电池单体20在充放电过程中极耳212的温度较高,极耳在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影至少部分重合,则热管理部件30能够与极耳212热交换,带走极耳212处的热量,降低电池单体20热失控的风险。
在一些实施例中,如图29所示,沿第一方向X1,至少两个相邻的电池单体20之间设置有热管理部件30。
沿第一方向X1,可以每相邻的两个电池单体20之间均设置热管理部件30,也可以是部分相邻的电池单体20之间设置热管理部件30,另一部分相邻的电池单体20之间可以不设置热管理部件30。图29中示出了每相邻的两个电池单体20之间均设置有热管理部件30的情况。
沿第一方向X1相邻的两个电池单体20设置有热管理部件30,则该热管理部件30能够同时与两侧的电池单体20热交换,能够提高热交换效率,从而提高热管理部件30对电池单体20的温度调节能力。相邻的两个电池单体20之问设置热管理部件30,在其中一者热失控时,热管理部件30可以起到隔热层的作用,减少发生热失控的电池单体20向相邻的电池单体20传递的热量,延缓热扩散的发生。由于热管理部件30可以同时兼具热管理和隔热层的作用,因而能够提高电池100的空间利用率,进而提高了电池100的能量密度。
在一些实施例中,热管理部件30设置有多个,多个热管理部件30沿第一方向X1间隔设置,相邻两个热管理部件30之间设置有至少一个电池单体20。
多个是指两个及两个以上。相邻的两个热管理部件30之间可以仅设置一个电池单体20,也可以设置多个电池单体20。每相邻的两个热管理部件30之间可以设置相同数量的电池单体20,也可以设置不同数量的电池单体20。图29中示出了任意相邻的两个热管理部件30之间设置有一个电池单体20的情况。
多个热管理部件30共同调节电池单体20的温度,能够提高温度调节效率,以使电池单体20能够正常工作和降低电池单体20热失控的风险。相邻两个热管理部件30之间设置有至少一个电池单体20,能够从电池单体20沿第一方向X1的两侧延缓热扩散的发生。
请继续参见图29,沿第一方向X1,电池单体20与热管理部件30交替布置,使得每个电池单体20至少有一个热管理部件30与之相对设置,并由该热管理部件30调节其温度,有利于减小电池100的各个电池单体20的温度差,以使电池100内部温度分布更加均匀,有利于电池100实现正常充放电。
本申请实施例还提供一种用电设备,用电设备包括上述任意实施例提供的电池100。
电池100为用电设备提供电能,以使用电设备能够正常执行其功能。
本申请实施例提供一种电池100,电池100包括沿第一方向X1堆叠的多个电池单体20,沿第一方向X1,相邻的两个电池单体20之间设置热管理部件30。每个电池单体20包括外壳22、电极组件21、两个电极端子23和泄压机构25,电极组件21包括主体部211和沿第二方向Y1凸出于主体部211且极性相反的两个极耳212,两个电极端子23分别通过一个集流构件24与两个极耳212电连接。电极端子23和泄压机构25分别设置于外壳22的两个壁部。优选地,电极端子23和泄压机构25分别设置于外壳22的相对的两个壁部。
主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影至少部分重合。主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影的面积为S1,主体部211在垂直于第一方向X1的平面内的投影和与主体部211相邻的热管理部件30在垂直于第一方向X1的平面内的投影重合部分的面积为S2,满足0.05S2/S1≤1,优选0.25S2/S1≤1。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种电池,其特征在于,包括:
多个电池单体,沿第一方向堆叠布置,每个所述电池单体包括电极组件,所述电极组件包括主体部和沿第二方向凸出于所述主体部的极耳,所述第二方向垂直所述第一方向;以及
热管理部件,沿所述第一方向与所述电池单体相对设置,所述热管理部件被配置为调节所述电池单体的温度;
其中,所述主体部在垂直于所述第一方向的平面内的投影和与所述主体部相邻的所述热管理部件在垂直于所述第一方向的平面内的投影至少部分重合。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述主体部在垂直于所述第一方向的平面内的投影的面积为S1,所述主体部在垂直于所述第一方向的平面内的投影和与所述主体部相邻的所述热管理部件在垂直于所述第一方向的平面内的投影的重合部分的面积为S2,满足:0.05≤S2/S1≤1。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,0.25≤S2/S1≤1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,沿所述第二方向,所述主体部的至少一端超出所述热管理部件对应的一端;或者,沿所述第二方向,所述热管理部件的至少一端超出所述主体部对应的一端。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,沿所述第二方向,所述主体部的两端分别超出所述热管理部件对应的两端;或者,沿所述第二方向,所述热管理部件的两端分别超出所述主体部对应的两端。
6.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,沿所述第二方向,所述主体部的至少一端与所述热管理部件对应的一端平齐。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,沿所述第二方向,所述主体部的两端分别与所述热管理部件对应的两端平齐。
8.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,沿所述第一方向,所述主体部具有面向所述热管理部件的第一表面,所述第一表面为所述主体部面积最大的表面。
9.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括:
外壳,包括多个壁部,所述多个壁部共同限定出用于容纳所述电极组件的容纳空间;
电极端子,用于与所述极耳电连接;
泄压机构,用于泄放所述电池单体内部的压力,所述泄压机构和所述电极端子分别设置于不同的所述壁部。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,所述泄压机构和所述电极端子分别设置于沿所述第二方向相对布置的两个所述壁部;或者,所述泄压机构和所述电极端子分别设置于相交布置的两个所述壁部。
11.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,所述电极组件包括极性相反的两个所述极耳,沿所述第二方向,两个所述极耳设置于所述主体部的同一端。
12.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,所述电极组件包括极性相反的两个所述极耳,沿所述第二方向,两个所述极耳分别设置于所述主体部相对的两端。
13.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,所述极耳在垂直于所述第一方向的平面内的投影和与所述主体部相邻的所述热管理部件在垂直于所述第一方向的平面内的投影至少部分重合。
14.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,沿所述第一方向,至少两个相邻的所述电池单体之间设置有所述热管理部件。
15.根据权利要求1-3任一项所述的电池,其特征在于,所述热管理部件设置有多个,多个所述热管理部件沿所述第一方向间隔设置,相邻两个所述热管理部件之间设置有至少一个所述电池单体。
16.根据权利要求15所述的电池,其特征在于,沿所述第一方向,所述电池单体与所述热管理部件交替布置。
17.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求1-16任一项所述的电池。
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