CN220341278U - 电池和用电设备 - Google Patents

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和至少一个第二电池单体，所述第一电池单体和所述第二电池单体的化学体系不同；所述电池还包括第一热管理部件和第二热管理部件，所述第一热管理部件用于为所述至少一个第一电池单体调节温度，所述第二热管理部件用于为所述至少一个第二电池单体调节温度。本申请实施例的电池和用电设备，能够提高电池的性能。

Description

电池和用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池和用电设备。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

电池往往是由多个电池单体组合而成，业内通常通过增加电池单体的个数以提升电池的整体能量，但相应地，电池的重量和体积也会增加，使得电池的使用受限。

因此，如何更好地提升电池的性能是本领域技术人员亟待解决的问题。

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和至少一个第二电池单体，第一电池单体和第二电池单体的化学体系不同；电池还包括第一热管理部件和第二热管理部件，第一热管理部件用于为至少一个第一电池单体调节温度，第二热管理部件用于为至少一个第二电池单体调节温度。

在该实施例中，分别针对化学体系不同的第一电池单体和第二电池单体设置各自的热管理部件，即第一热管理部件和第二热管理部件，能够满足电池对热管理能力的需求，提高电池的热交换效率，增强用电设备对热失控的防护，使得电池单体产生的热量更为均匀地扩散到电池的外部，从而提高了电池的寿命，进一步地增加了设置有电池的用电设备的续航里程。

在一种可能的实现方式中，电池包括：箱体，包括相互隔离的第一容纳空间和第二容纳空间，至少一个第一电池单体容纳于第一容纳空间，至少一个第二电池单体容纳于第二容纳空间。

在该实施例中，将容纳至少一个第一电池单体的第一容纳空间和容纳至少一个第二电池单体的第二容纳空间隔离设置，能够降低至少一个第一电池单体与至少一个第二电池单体之间的影响。

在一种可能的实现方式中，箱体包括：第一箱体部，第一箱体部为具有开口的中空结构；第一箱体部内设置有容纳壳，容纳壳将第一箱体部的内部空间分隔成至少一个第一容纳空间，容纳壳内具有第二容纳空间。

在该实施例中，通过将至少一个第二电池单体设置在容纳壳的第二容纳空间内，无论是至少一个第一电池单体还是至少一个第二电池单体发生故障，容纳壳都可以对至少一个第一电池单体或者至少一个第二电池单体起到保护作用，降低至少一个第一电池单体和至少一个第二电池单体之间的影响。例如，在至少一个第二电池单体出现热失控的情况下，容纳壳能够作为屏障以降低整个电池出现热失控的概率。

在一种可能的实现方式中，容纳壳通过可拆卸连接方式固定于箱体。

在该实施例中，将容纳壳通过可拆卸连接方式固定于箱体，可以在至少一个第二电池单体出现故障时能够便利地将容纳壳拆卸下来对至少一个第二电池单体进行维修。

在一种可能的实现方式中，第一箱体部包括与开口相对的第一壁，第一热管理部件包括附接于第一壁的第一换热板。

在一种可能的实现方式中，第二热管理部件设置于容纳壳内，第二电池单体包括第二壁，第二壁与第一壁垂直，且第二壁的面积为第二电池单体的面积最大的壁，第二热管理部件包括附接于第二壁的第二换热板。

在该实施例中，通过在电池内设置与第一箱体部的第一壁附接的第一换热板以对至少一个电池单体调节温度，并且设置与第二电池单体的面积最大的壁附接的第二换热板以对至少一个第二电池单体调节温度，能够针对化学体系不同的第一电池单体和第二电池单体单独进行热管理调节，提高电池的热交换效率；另外，换热板结构简单，易于实现，且换热效果好。

在一种可能的实现方式中，第一箱体部包括与开口相对的第一壁，第一电池单体包括第三壁，第三壁与第一壁垂直，且第三壁的面积为第一电池单体的面积最大的壁，第一热管理部件包括附接于第三壁的第三换热板。

在一种可能的实现方式中，第二热管理部件设置于容纳壳内，第二电池单体包括与第一壁平行且靠近第一壁的第四壁，第二热管理部件包括附接于第四壁的第四换热板。

在该实施例中，通过在电池内设置与第一电池单体的面积最大的壁附接的第三换热板以对至少一个电池单体调节温度，并且设置与第二电池单体的垂直于第一壁的壁附接的第四换热板以对至少一个第二电池单体调节温度，能够针对化学体系不同的第一电池单体和第二电池单体单独进行热管理调节，提高电池的热交换效率；另外，换热板结构简单，易于实现，且换热效果好。

在一种可能的实现方式中，第一电池单体的能量密度小于第二电池单体的能量密度，第二热管理部件包括设置在开口处的喷淋结构。

在该实施例中，针对于高能量密度的第二电池单体在开口处设置喷淋结构进而实现喷淋效果，能够进一步提高电池的换热效率。

在一种可能的实现方式中，第一箱体部包括与开口相对的第一壁，第一电池单体包括与第一壁平行且远离第一壁的第五壁，第一热管理部件包括附接于第五壁的第五换热板。

在一种可能的实现方式中，第二电池单体包括平行于第一壁且远离第一壁的第六壁，第二热管理部件包括附接于第六壁的第六换热板。

在该实施例中，通过在电池内设置与第一电池单体的平行于第一壁且远离第一壁的壁附接的第五换热板以对至少一个电池单体调节温度，并且设置与第二电池单体的平行于第一壁且远离第一壁的壁附接的第六换热板以对至少一个第二电池单体调节温度，便于实现电池应用于CTC或者CTB集成模式的热管理调节，能够提高电池的热交换效率。

在一种可能的实现方式中，多个第一电池单体形成至少一个第一电池单体组，多个第二电池单体形成至少一个第二电池单体组，一个第二电池单体组的容量C2与一个第一电池单体组的容量C1满足：C2≥C1。

在该实施例中，将一个第二电池单体组的容量C2设置为不小于一个第一电池单体组的容量C1，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在一起时，能够降低整个回路电流变小的可能性，进而使得整个电池能够满足充放电需求。

在一种可能的实现方式中，0.01≤(C2/C1)-1≤0.5。

在该实施例中，将第一电池单体组的容量C1和第二电池单体组的容量C2设置为满足0.01≤(C2/C1)-1≤0.5，既能够使得电池满足充放电需求，又能够提高电池的整体能量密度，从而提升了电池的性能。

在一种可能的实现方式中，第一电池单体的化学体系包括磷酸铁锂化学体系，第二电池单体的化学体系包括三元锂化学体系。

在该实施例中，电池包括磷酸铁锂电池单体和三元锂电池单体，即能利用磷酸铁锂电池单体高温稳定的优点，又能充分利用三元锂电池单体的高能量密度特性弥补磷酸铁锂电池单体的劣势，提高了电池的整体能量密度。

在一种可能的实现方式中，第一电池单体为圆柱电池单体或方形电池单体；和/或，第二电池单体为圆柱电池单体或方形电池单体。

在该实施例中，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，将第二电池单体包括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是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图。

图2是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图。

图3是本申请实施例公开的电池的一种分解示意图。

图4是本申请实施例公开的电池的一种爆炸示意图。

图5是本申请实施例公开的第一换热板的布置位置的示意图。

图6是本申请实施例公开的第二换热板的布置位置的示意图。

图7是本申请实施例公开的第三换热板的布置位置的示意图。

图8是本申请实施例公开的第四换热板的布置位置的示意图。

图9是本申请实施例公开的包括喷淋结构的电池的部分爆炸图。

图10是本申请实施例公开的第五换热板的布置位置的示意图。

图11是本申请实施例公开的第六换热板的布置位置的示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

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。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。

除非另有定义，本申请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；在本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；本申请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。

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中的具体含义。

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。

本申请中术语“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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

本申请实施例中，电池单体可以为二次电池，二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。

电池单体可以为锂离子电池、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，本申请实施例对此并不限定。

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。

在一些实施例中，正极可以为正极极片，正极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。但本申请并不限定于这些材料，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。

在一些实施例中，负极可以为负极极片，负极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。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。

作为示例，负极极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。

作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。

作为示例，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。

在一些实施例中，负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。泡沫金属作为负极极片时，泡沫金属表面可以不设置负极活性材料，当然也可以设置负极活性材料。

作为示例，在负极集流体内还可以填充或/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。

在一些实施例中，正极集流体的材料可以为铝，负极集流体的材料可以为铜。

在一些实施方式中，电极组件还包括隔离件，隔离件设置在正极和负极之间。

在一些实施方式中，隔离件为隔离膜。本申请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。

在一些实施方式中，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。

在一些实施方式中，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。

在一些实施方式中，电极组件为卷绕结构。正极极片、负极极片卷绕成卷绕结构。

在一些实施方式中，电极组件为叠片结构。

作为示例，正极极片、负极极片可分别设置多个，多个正极极片和多个负极极片交替层叠设置。

作为示例，正极极片可设置多个，负极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极片。

作为示例，正极极片和负极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极片或负极极片之间。

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极片或负极极片之间。

在一些实施方式中，电极组件的形状可以为圆柱状，扁平状或多棱柱状等。

在一些实施方式中，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。

在一些实施方式中，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。外壳包括壳体和盖板。

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，本申请没有特别的限制，另外，电池单体也可以称为电芯。

本申请的实施例所提到的电池可以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。电池单体有多个时，多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，电池可以为电池包，电池包包括箱体和电池单体，电池单体或电池模块容纳于箱体中。

在一些实施例中，箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如，箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分，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。

随着对能源环保要求的提升，电池的应用日益广泛，而为了适应不同的环境和应用场景需要，业界常通过增加电池单体的个数以提升电池的整体能量。然而，增加电池单体的数量固然能提升电池的整体能量，但是相应地，也会增加电池的体积和重量，使得电池的使用受限。在此情况下，在一个电池内采用两种不同的电池单体的方案应运而生。例如，在一个电池内可以既包括三元锂电池单体，又包括磷酸铁锂电池单体，既能利用磷酸铁锂电池单体的高温稳定的优点，又能充分利用三元锂电池单体高能量密度的优点以弥补磷酸铁锂电池单体的劣势，提高了电池的能量密度，从而在体积保持不变的情况下，能够提高电池的整体能量。

目前，在电池包括两种不同化学体系的电池单体的情况下，电池内的热管理部件主要集中的电池单体的底部或者顶部，换热效果较差。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电池，包括两种化学体系不同的电池单体，电池还包括分别针对于两种不同化学体系的电池单体布置的两个热管理部件，即根据不同化学体系的电池单体单独布置热管理部件，能够满足电池对于热管理能力的需求。

本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的设备，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。

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设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。

例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，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80，控制器60以及电池100，控制器60用来控制电池100为马达80的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池100。电池100可以用于车辆1的供电，例如，电池100可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池100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，电池可以包括多个不同类的电池单体，例如，化学体系不同的电池单体。该多个电池单体可以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电池，其中，混联可以是串联和并联的混合。该多个不同类的电池单体也可以直接通过串联、并联或者混联的方式形成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先按照电池单体的类型组成电池单体组，再由电池单体组形成电池。

图2示出了本申请一个实施例的一种电池100的结构示意图，电池100可以包括多个电池单体(图中未示出)。电池100还可以包括箱体(或称罩体)，箱体内部为中空结构，多个电池单体容纳于箱体内。如图2所示，箱体可以包括两部分，这里分别称为第一部分111和第二部分112，第一部分111和第二部分112扣合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据多个电池单体组合的形状而定，第一部分111和第二部分112可以均具有一个开口。例如，第一部分111和第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一部分111和第二部分112的开口相对设置，并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。多个电池单体相互并联或串联或混联组合后置于第一部分111和第二部分112扣合后形成的箱体内。

可选地，电池100还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。

图3示出了本申请实施例的电池100的分解示意图。如图3所示，电池100包括至少一个第一电池单体21和至少一个第二电池单体22，第一电池单体21和第二电池单体22的化学体系不同；电池100还包括第一热管理部件150和第二热管理部件160，第一热管理部件150用于为至少一个第一电池单体21调节温度，第二热管理部件160用于为至少一个第二电池单体22调节温度。

第一电池单体21和第二电池单体22的化学体系不同，可以是指第一电池单体21和第二电池单体22的正极材料不同。例如，第一电池单体21和第二电池单体22均为锂离子电池，第一电池单体21的正极材料为磷酸铁锂，而第二电池单体22的正极材料为三元锂。电池单体的化学体系不同，也可以理解为，电池单体的能量密度不同。例如，第一电池单体21的能量密度小于第二电池单体22的能量密度。

热管理部件中通常容纳有流体，例如，可以是液体或者气体，用于对电池单体进行加热或者冷却。热管理部件通常可以包括换热板或者喷淋结构等。在给电池单体冷却或降温的情况下，该热管理部件用于容纳冷却流体以给多个电池单体降低温度，此时，热管理部件也可以称为冷却部件、冷却系统或冷却板等，其容纳的流体也可以称为冷却介质或冷却流体，更具体的，可以称为冷却液或冷却气体。在冷却板内容纳的液体为水时，冷却板也可以称为水冷板。

由于电池100中包括两种化学体系不同的第一电池单体21和第二电池单体22，导致电池100内部释放的热量不均匀。例如，若第一电池单体21的能量密度小于第二电池单体22的能量密度，则通常情况下，第二电池单体22释放的热量要高于第一电池单体21释放的热量，使得第二电池单体22所在位置的温度要高于第一电池单体21所在位置的温度。若此时，在电池100中只布置一个热管理部件，则导致电池100无法满足热管理能力的需求。

因此，在本申请实施例中，分别针对化学体系不同的第一电池单体21和第二电池单体22设置各自的热管理部件，即第一热管理部件150和第二热管理部件160，能够满足电池100对热管理能力的需求，从而提高了电池100的热交换效率，增强用电设备对热失控的防护，使得电池单体产生的热量更为均匀地扩散到电池100的外部，从而提高了电池100的寿命，进一步地增加了设置有电池100的用电设备的续航里程。

需要说明的是，本申请实施例中的第一热管理部件150和第二热管理部件160相连通，形成热管理回路。但是本领域技术人员理解，无论电池100中的热管理部件数量是多少，所有的热管理部件均连通。

可选地，如图4所示，电池100包括：箱体130，包括相互隔离的第一容纳空间131和第二容纳空间132，该至少一个第一电池单体21容纳于第一容纳空间131，至少一个第二电池单体22容纳于第二容纳空间132。

应理解，在本申请实施例中，第一容纳空间131和第二容纳空间132相互隔离，是指第一容纳空间131和第二容纳空间132之间至少具有隔挡，使得设置在第一容纳空间131内的至少一个第一电池单体21或者设置在第二容纳空间132内的至少一个第二电池单体22出现故障时，例如，热失控故障，隔档能够作为屏障使得至少一个第一电池单体21和至少一个第二电池单体22之间不互相影响。

在该实施例中，将容纳有至少一个第一电池单体21的第一容纳空间131和容纳有至少一个第二电池单体22的第二容纳空间132隔离设置，能够降低至少一个第一电池单体21与至少一个第二电池单体22之间的影响。

继续参见图4，该箱体130包括：第一箱体部135，该第一箱体部135为具有开口1351的中空结构。第一箱体部135内设置有容纳壳133，该容纳壳133将第一箱体部135的内部空间分隔成至少一个第一容纳空间131，容纳壳133内具有第二容纳空间132。

可选地，如图4所示，该箱体130还包括：第二箱体部134，第二箱体部134可以盖合第一箱体部135的开口1351，以将至少一个电池单体21和至少一个电池单体22密封在箱体130内。关于第一箱体部134和第二箱体部135的描述可以参见图2中的第一部分111和第二部分112，为了简洁，此处不再赘述。

可选地，容纳壳133的数量可以是一个，也可以是多个。在一种实施例中，容纳壳133可以设置在箱体130内的中部区域。例如，容纳壳133的数量为一个，容纳壳133可以将箱体130的内部空间沿箱体130的长度方向X划分成两个对称的第一容纳空间131。再例如，容纳壳133的数量为多个，其沿箱体130的长度方向X间隔设置，以将箱体130的内部空间沿长度方向X划分成多个第一容纳空间131。

在其他实施例中，容纳壳133也可以设置在箱体130内的边缘区域。例如，容纳壳133可以紧靠箱体130内的一端部，以使得容纳壳133与箱体130的其他端部共同形成第一容纳空间131。

在本申请实施例中，容纳壳133的数量以及容纳壳133内的第二容纳空间132的大小可以基于至少一个第二电池单体22的体积以及数量设置。

在该实施例中，通过将至少一个第二电池单体22设置在容纳壳133的第二容纳空间132内，无论是至少一个第一电池单体21还是至少一个第二电池单体22发生故障，容纳壳133都可以对至少一个第一电池单体21或者至少一个第二电池单体22起到保护作用，降低至少一个第一电池单体21和至少一个第二电池单体22之间的影响。例如，在至少一个第二电池单体22出现热失控的情况下，容纳壳133能够作为屏障以降低整个电池100出现热失控的概率。

可选地，容纳壳133通过可拆卸连接方式固定于箱体130。例如，容纳壳133与箱体130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。

在该实施例中，将容纳壳133通过可拆卸连接方式固定于箱体130，可以在至少一个第二电池单体22出现故障时能够便利地将容纳壳133拆卸下来对至少一个第二电池单体22进行维修。

可选地，如图4所示，在箱体130的沿长度方向X的两个端部之外各安装一个安装壳140，安装壳140内可以容纳高压模块171和/或控制模块172。

高压模块171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172则用于实现对电池100的管理和监控。例如控制模块172可以包括电池管理单元(BatteryManagement Unit，BMU)，可以控制电池100内的继电器的闭合和断开，以控制电池100的充电或放电。

下面将结合图5至图10详细描述本申请实施例的技术方案。

可选地，如图5所示，第一箱体部135包括与开口1351相对的第一壁1352，第一热管理部件150包括附接于第一壁1352的第一换热板151。可选地，如图6所示，第二电池单体22包括第二壁221，该第二壁221与第一壁1352垂直，并且该第二壁221的面积为第二电池单体22的面积最大的壁，第二热管理部件160包括附接于第二壁221的第二换热板161，并且该第二换热板161设置于容纳壳133内。

需要说明的是，本申请实施例中的一个换热板可以是针对于单个电池单体设计的，也可以是针对多个电池单体设计的。例如，至少一个第一电池单体21沿水平面呈阵列分布，第一换热板151可以是针对于一列第一电池单体21或者是一行第一电池单体21设计的。再例如，至少一个第二电池单体22沿水平面呈阵列分布，第二换热板161可以是针对于一列第二电池单体22或者是一行第二电池单体22设计的。再例如，至少一个第一电池单体21沿水平面呈阵列分布，第一换热板151也可以是针对于整个阵列的第一电池单体21。

例如，如图5所示，电池100包括8行26列的第一电池单体21，第一换热板151设置在第一箱体部135的下方且附接于第一箱体部135的底壁，即第一壁1352。如图6所示，电池100包括7行2列的第二电池单体22，第二换热板162设置在容纳壳133内且附接于两列第二电池单体22的面积最大的壁之间，即第二壁221。

在该实施例中，通过在电池100内设置与第一箱体部135的第一壁1352附接的第一换热板151以对至少一个电池单体21调节温度，并且设置与第二电池单体22的面积最大的壁附接的第二换热板161以对至少一个第二电池单体22调节温度，能够针对化学体系不同的第一电池单体21和第二电池单体22单独进行热管理调节，提高电池100的热交换效率；另外，换热板结构简单，易于实现，且换热效果好。

可选地，如图7所示，第一箱体部135包括与开口1351相对的第一壁1352，第一电池单体21包括第三壁211，第三壁211与第一壁1352垂直，且第三壁211的面积为第一电池单体21的面积最大的壁，第一热管理部件150包括附接于第三壁211的第三换热板152。可选地，如图8所示，第二电池单体22包括与第一壁1352平行且靠近第一壁1352的第四壁222，第二热管理部件160包括附接于第四壁222的第四换热板162。

例如，如图7所示，电池100包括8行26列的第一电池单体21，第三换热板152附接于两列第一电池单体21的面积最大的壁之间，即两列第一电池单体21的第三壁211之间；如图8所示，电池100包括8行2列的第二电池单体22，第四换热板162设置在容纳壳133内且位于该8行2列的第二电池单体22的下方，附接于第二电池单体22的底壁，即第四壁222。

在该实施例中，通过在电池100内设置与第一电池单体21的面积最大的壁附接的第三换热板152以对至少一个电池单体21调节温度，并且设置与第二电池单体22的垂直于第一壁1352的壁附接的第四换热板162以对至少一个第二电池单体22调节温度，能够针对化学体系不同的第一电池单体21和第二电池单体22单独进行热管理调节，提高电池100的热交换效率；另外，换热板结构简单，易于实现，且换热效果好。

可选地，在本申请实施例中，第一电池单体21的能量密度小于第二电池单体22的能量密度，如图9所示，该第二热管理部件160包括设置在开口1351处的喷淋结构163。

在一种实施例中，该喷淋结构163可以结合图5和图6所示的电池100的结构形成如图9所示的电池100。在另一种实施例中，该喷淋结构163可以结合图7和图8所示的电池100的结构形成另一种电池100，本申请实施例对此不构成限定。

在该实施例中，针对于高能量密度的第二电池单体22在开口1351处设置喷淋结构163进而实现喷淋效果，能够进一步提高电池100的换热效率。

可选地，若箱体130的第二箱体部134集成在用电设备上，实现电池单体到底盘(Cell to Chassis，CTC)集成或者电池单体到车身(Cell to Body，CTB)集成，电池100可以采用如图10和图11所示的结构。

如图10和图11所示，箱体130可以包括框架1353和底护板1354，底护板1354用于从底部支撑第一电池单体21和第二电池单体22，框架1353围合至少一个第一电池单体21和至少一个第二电池单体22，用于从四周支撑第一电池单体21和第二电池单体22，框架1353与底护板1354共同形成具有开口1351和第一壁1352的中空结构。

可选地，如图10所示，第一箱体部135包括与开口1351相对的第一壁1352，第一电池单体21包括与第一壁1352平行且远离第一壁1352的第五壁212，第一热管理部件包括附接于第五壁212的第五换热板153。可选地，如图11所示，第二电池单体22包括平行于第一壁1352且远离第一壁1352的第六壁223，第二热管理部件160包括附接于第六壁223的第六换热板164。

例如，如图10所示，电池100包括8行26列的第一电池单体21，第五换热板153设置在第一箱体部135的上方且附接于第一箱体部135的顶壁，即第五壁212。如图11所示，电池100包括8行2列的第二电池单体22，第六换热板164附接于第二电池单体22的顶壁，即第六壁223。

可选地，在本申请实施例中，在CTC或者CTB结构中，第一热管理部件150还可以包括如图7所示的第三换热板152。第二热管理部件160也可以采用如图6所示的第二换热板161。

需要说明的是，上述各种实施例仅用于对电池100的示意性说明，各种热管理部件的结构以及布置位置可以互相结合，本申请实施例对此不构成限定。

在该实施例中，通过在电池100内设置与第一电池单体21的平行于第一壁1352且远离第一壁1352的壁附接的第五换热板153以对至少一个电池单体21调节温度，并且设置与第二电池单体22的平行于第一壁1352且远离第一壁1352的壁附接的第六换热板164以对至少一个第二电池单体22调节温度，便于实现电池100应用于CTC或者CTB集成模式的热管理调节，能够提高电池100的热交换效率。

可选地，在本申请实施例中，多个第一电池单体21形成至少一个第一电池单体组，多个第二电池单体22形成至少一个第二电池单体组，一个第二电池单体组的容量C2与一个第一电池单体组的容量C1满足：C2≥C1。

换句话说，本申请实施例中的电池100可以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，第一电池单体组包括多个第一电池单体21，第二电池单体组包括多个第二电池单体22。

需要解释的是，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，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包括P1个第一电池单体21，而单个第一电池单体21的容量为C11，则一个第一电池单体组的容量C1可以等于C11*P1。再例如，一个第二电池单体组包括P2个第二电池单体22，而单个第二电池单体22的容量为C21，则一个第二电池单体组的容量C2可以等于C21*P2。

通常第一电池单体组是由多个第一电池单体21并联而成，第二电池单体组是由多个第二电池单体22并联而成，并且至少一个第一电池单体组与至少一个第二电池单体组包括的多个电池单体组之间相互串联，串联使得回路电流相同，而回路电流实际上取决于该回路上的最小电流，故在该实施例中，将一个第二电池单体组的容量C2设置为不小于一个第一电池单体组的容量C1，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在一起时，能够降低整个回路电流变小的可能性，进而使得整个电池100能够满足充放电需求。

进一步可选地，0.01≤(C2/C1)-1≤0.5。例如，(C2/C1)-1可以等于0.01，0.02，0.05，0.08，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5。

理论上来说，在第一电池单体21的能量密度小于第二电池单体22的情况下，第二电池单体组与第一电池单体组的容量的差值越大，对于第二电池单体组的能量释放的限制越小(注意：当第二电池单体组的容量与第一电池单体组的容量的差值达到一个上限值时，第一电池单体组不再影响第二电池单体组的能量释放)，从而可以提升电池100的整体释放能量。但是就相同的容量设置，第一电池单体21需要更大的体积设置，为此，若第二电池单体组的容量与第一电池单体组的容量的比值过大，相同的电池容量下，第一电池单体21的体积比例越大，使得电池100整体的能量密度越低，即相同的体积条件下，电池100的能量越低，为此，本申请实施例将第一电池单体组的容量C1和第二电池单体组的容量C2设置为满足0.01≤(C2/C1)-1≤0.5，既能够使得电池满足充放电需求，又能够提高电池100的整体能量密度，从而提升了电池100的性能。

可选地，0.02≤(C2/C1)-1≤0.25。进一步可选地，0.04≤(C2/C1)-1≤0.15。

可选地，在本申请实施例中，第一电池单体组是由多个第一电池单体21并联形成的；和/或，第二电池单体组是由多个第二电池单体22并联形成的；和/或，至少一个第一电池单体组和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。

在该实施例中，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，将多个第一电池单体21并联形成第一电池单体组，和/或，将多个第二电池单体22并联形成第二电池单体组，能够增大整个电路的回路电流，进而使得整个电池100能够满足充放电需求。

可选地，在本申请实施例中，第一电池单体21的化学体系包括磷酸铁锂化学体系，第二电池单体22的化学体系包括三元锂化学体系。

在该实施例中，电池100包括磷酸铁锂电池单体和三元锂电池单体，即能利用磷酸铁锂电池单体高温稳定的优点，又能充分利用三元锂电池单体的高能量密度特性弥补磷酸铁锂电池单体的劣势，提高了电池100的整体能量密度。

可选地，在本申请实施例中，第二电池单体22可以是圆柱电池单体或者方形电池单体。和/或，第一电池单体21也可以是圆柱电池单体或者方形电池单体。

在该实施例中，将第一电池单体21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22包括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成本。

再次参见图3至图11，电池100包括：至少一个第一电池单体21和至少一个第二电池单体22，第一电池单体21和第二电池单体22的化学体系不同且第一电池单体21的能量密度小于第二电池单体22的能量密度；电池100还包括：箱体130，包括第一箱体部135，为具有开口1351的中空结构，第一箱体部135内设置有容纳壳133，容纳壳133将第一箱体部135的内部空间划分成至少一个第一容纳空间131，容纳壳133内具有第二容纳空间132，至少一个第一电池单体21容纳于第一容纳空间131内，至少一个第二电池单体22容纳于第二容纳空间132，容纳壳133通过可拆卸连接方式固定于箱体130；电池100还包括第一热管理部件150和第二热管理部件160，第一热管理部件150包括附接于箱体130的底壁、第一电池单体21的侧壁和顶壁中的至少一种，第二热管理部件160包括设置在开口1351处的喷淋结构，以及附接于第二电池单体22的顶壁、侧壁以及底壁中的至少一种。

在该实施例中，分别针对化学体系不同的第一电池单体21和第二电池单体22设置各自的热管理部件，即第一热管理部件150和第二热管理部件160，能够满足电池100对热管理能力的需求，提高电池100的热交换效率；另外，通过将至少一个第二电池单体22设置在容纳壳133的第二容纳空间132内，无论是至少一个第一电池单体21还是至少一个第二电池单体22发生故障，容纳壳133都可以对至少一个第一电池单体21或者至少一个第二电池单体22起到保护作用，降低至少一个第一电池单体21和至少一个第二电池单体22之间的影响。此外，将容纳壳133通过可拆卸连接方式固定于箱体130，可以在至少一个第二电池单体22出现故障时能够便利地将容纳壳133拆卸下来对至少一个第二电池单体22进行维修。最后，针对于高能量密度的第二电池单体22在开口1352处设置喷淋结构163进而实现喷淋效果，能够进一步提高电池100的换热效率。

本申请实施例还提供了一种用电设备，包括上述实施例的电池，该电池用于为用电设备提供电能。

用电设备可以为如图1所示的车辆，也可以是任何使用电池的设备。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，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 (16)

1.一种电池，其特征在于，包括至少一个第一电池单体(21)和至少一个第二电池单体，所述第一电池单体(21)和所述第二电池单体(22)的化学体系不同；

所述电池(100)还包括第一热管理部件(150)和第二热管理部件(160)，所述第一热管理部件(150)用于为所述至少一个第一电池单体(21)调节温度，所述第二热管理部件(160)用于为所述至少一个第二电池单体(22)调节温度。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池(100)包括：

箱体(130)，包括相互隔离的第一容纳空间(131)和第二容纳空间(132)，所述至少一个第一电池单体(21)容纳于所述第一容纳空间(131)，所述至少一个第二电池单体(22)容纳于所述第二容纳空间(132)。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述箱体(130)包括：

第一箱体部(135)，所述第一箱体部(135)为具有开口(1351)的中空结构；

所述第一箱体部(135)内设置有容纳壳(133)，所述容纳壳(133)将所述第一箱体部(135)的内部空间分隔成至少一个所述第一容纳空间(131)，所述容纳壳(133)内具有第二容纳空间(132)。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述容纳壳(133)通过可拆卸连接方式固定于所述箱体(130)。

5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一箱体部(135)包括与所述开口(1351)相对的第一壁(1352)，所述第一热管理部件(150)包括附接于所述第一壁(1352)的第一换热板(151)。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第二热管理部件(160)设置于所述容纳壳(133)内，所述第二电池单体(22)包括第二壁(221)，所述第二壁(221)与所述第一壁(1352)垂直，且所述第二壁(221)的面积为所述第二电池单体(22)的面积最大的壁，所述第二热管理部件(160)包括附接于所述第二壁(221)的第二换热板(161)。

7.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一箱体部(135)包括与所述开口(1351)相对的第一壁(1352)，所述第一电池单体(21)包括第三壁(211)，所述第三壁(211)与所述第一壁(1352)垂直，且所述第三壁(211)的面积为所述第一电池单体(21)的面积最大的壁，所述第一热管理部件(150)包括附接于所述第三壁(211)的第三换热板(152)。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第二热管理部件(160)设置于所述容纳壳(133)内，所述第二电池单体(22)包括与所述第一壁(1352)平行且靠近所述第一壁(1352)的第四壁(222)，所述第二热管理部件(160)包括附接于所述第四壁(222)的第四换热板(162)。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(21)的能量密度小于所述第二电池单体(22)的能量密度，所述第二热管理部件(160)包括设置在所述开口(1351)处的喷淋结构(163)。

10.根据权利要求3至8中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一箱体部(135)包括与所述开口(1351)相对的第一壁(1352)，所述第一电池单体(21)包括与所述第一壁(1352)平行且远离所述第一壁(1352)的第五壁(212)，所述第一热管理部件(150)包括附接于所述第五壁(212)的第五换热板(153)。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述第二电池单体(22)包括平行于所述第一壁(1352)且远离所述第一壁(1352)的第六壁(223)，所述第二热管理部件(160)包括附接于所述第六壁(223)的第六换热板(164)。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的电池，其特征在于，多个所述第一电池单体(21)形成至少一个第一电池单体组，多个所述第二电池单体(22)形成至少一个第二电池单体组，一个所述第二电池单体组的容量C2与一个所述第一电池单体组的容量C1满足：C2≥C1。

13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，0.01≤(C2/C1)-1≤0.5。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(21)的正极材料为磷酸铁锂，所述第二电池单体(22)的正极材料为三元锂。

15.根据权利要求1至8中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(21)为圆柱电池单体或方形电池单体；和/或，所述第二电池单体(22)为圆柱电池单体或方形电池单体。

16.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至15中任一项所述的电池(100)，所述电池(100)用于为所述用电设备提供电能。