CN220439759U - 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：箱体，包括：中部容纳空间和边缘容纳空间；第一电池单体，设置于所述中部容纳空间；第二电池单体，设置于所述边缘容纳空间；其中，所述边缘容纳空间的容积小于所述中部容纳空间的容积，且所述第二电池单体的体积小于所述第一电池单体的体积。本申请实施例的电池和用电设备，使得电池中容积较小的边缘容纳空间也能够用于放置电池单体，实现了电池内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

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，并且更具体地，涉及一种电池和用电设备。

背景技术

随着时代的发展，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。

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，如何提升电池的体积利用率和能量密度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，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

第一方面，提供了一种电池，包括：箱体，包括：中部容纳空间和边缘容纳空间；第一电池单体，设置于所述中部容纳空间；第二电池单体，设置于所述边缘容纳空间；其中，所述边缘容纳空间的容积小于所述中部容纳空间的容积，且所述第二电池单体的体积小于所述第一电池单体的体积。

本申请实施例中，通过将体积较大的第一电池单体设置于箱体的容积较大的中部容纳空间，将体积较小的第二电池单体设置于箱体的容积较小的边缘容纳空间，使得容积较小的边缘容纳空间也能够用于放置电池单体，实现了电池内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在一些实施例中，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。

本申请实施例中，通过设置边缘容纳空间包括箱体在第一方向上的端部空间，并设置中部容纳空间包括箱体在第一方向上的中部空间，使得中部容纳空间能够包括位于箱体的较为规则的中部空间，从而在中部容纳空间放置较多数量的第一电池单体，第一电池单体的体积较大，能够提升电池能量，并且在箱体的端部空间放置体积较小的第二电池单体，实现了电池内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在一些实施例中，所述端部空间在第二方向上的最小尺寸小于所述中部容纳空间在所述第二方向上的最小尺寸，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。

本申请实施例中，通过设置端部空间在第二方向上的最小尺寸小于中部容纳空间在第二方向上的最小尺寸，使得端部空间可以更好地配合用电设备为电池预留的空间，并在端部空间中设置有第二电池单体，实现了电池内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在一些实施例中，所述边缘容纳空间为多面体空间，所述第二电池单体设置于所述多面体空间中的角落空间。

本申请实施例中，通过设置边缘容纳空间为多面体空间，并将第二电池单体设置于多面体空间中的角落空间，使得边缘容纳空间中的空间实现合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在一些实施例中，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。

本申请实施例中，通过在电池的边缘容纳空间中设置高压模块和/或控制模块，使得边缘容纳空间的空间得到了充分利用，实现了电池内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在一些实施例中，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的中部空间，所述第二电池单体设置于所述边缘容纳空间中的边缘空间。

本申请实施例中，通过在边缘容纳空间中，将高压模块和/或控制模块设置于中部空间，将第二电池单体设置于边缘空间，使得边缘容纳空间的空间得到了充分利用，实现了电池内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在一些实施例中，所述电池还包括：容纳壳，设置于所述中部容纳空间，且将所述中部容纳空间划分为至少一个第一容纳空间，所述第一电池单体设置于所述第一容纳空间，所述容纳壳的内部具有第二容纳空间；第三电池单体，设置于所述第二容纳空间。

本申请实施例中，通过将容纳壳设置于中部容纳空间，并在容纳壳内部的第二容纳空间中设置第三电池单体，使得中部容纳空间中增加了容纳壳，能够提升箱体的强度，降低箱体内部的电池单体被挤压的概率，同时在容纳壳内部设置第三电池单体，提升了电池的体积利用率。

在一些实施例中，所述容纳壳包括所述箱体中的横梁。

本申请实施例中，通过设置容纳壳包括箱体中的横梁，使得在提升箱体的结构强度的同时，在容纳壳内部设置第三电池单体，提升了电池的体积利用率。

在一些实施例中，所述横梁中设置有安装件，所述电池通过所述安装件安装于用电设备中，所述第三电池单体设置于所述横梁内部除所述安装件以外的空间。

本申请实施例中，通过在横梁中设置安装件，且电池通过安装件安装于用电设备中，便于电池的安装和拆卸，同时在横梁内部除安装件以外的空间设置第三电池单体，合理利用了电池的内部空间，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在一些实施例中，所述第三电池单体和所述第二电池单体相同。

本申请实施例中，通过设置第三电池单体与第二电池单体相同，使得可以灵活地设置第三电池单体，从而合理利用电池的内部空间，同时在两者相同时，能够便于电池单体的管理，进而提升电池的性能。

在一些实施例中，所述电池包括多个所述第一电池单体和多个所述第二电池单体，多个所述第二电池单体的数量小于多个所述第一电池单体的数量。

本申请实施例中，通过电池中包括数量较多的多个第一电池单体和数量较少的多个第二电池单体，使得在第二电池单体相较于第一电池单体先出现故障的情况下，在维修电池时，只需要更换数量较少的第二电池单体，能够极大地降低维修成本。

在一些实施例中，多个所述第一电池单体形成至少一个第一电池单体组，多个所述第二电池单体形成至少一个第二电池单体组，所述第一电池单体组和所述第二电池单体组相互串联，且所述第一电池单体组的容量小于所述第二电池单体组的容量。

本申请实施例中，通过将多个第一电池单体形成至少一个第一电池单体组，将多个第二电池单体形成至少一个第二电池单体组，并将第一电池单体组和第二电池单体组相互串联，能够增大整个回流电流，进而使得整个电池能够满足充放电需求。

在一些实施例中，在多个所述第一电池单体形成多个第一电池单体组的情况下，多个所述第一电池单体组相互串联，且所述第一电池单体组中所述第一电池单体相互并联；和/或，在多个所述第二电池单体形成多个第二电池单体组的情况下，多个所述第二电池单体组相互串联，且所述第二电池单体组中所述第二电池单体相互并联。

本申请实施例中，通过设置第一电池单体组内的多个第一电池单体相互并联，以及第二电池单体组内的多个第二电池单体相互并联，能够增大整个电路的回路电流，进而使得整个电池能够满足充放电需求。

在一些实施例中，所述第一电池单体组的容量Cap1与所述第二电池单体组的容量Cap2满足如下条件：0.01≤(Cap2/Cap1)-1≤0.5。

本申请实施例中，通过设置第一电池单体组的容量Cap1与第二电池单体组的容量Cap2满足条件：0.01≤(Cap2/Cap1)-1≤0.5，使得电池包括第一电池单体和第二电池单体时，兼顾两种电池单体的容量，既能够使得电池满足充放电需求，又能够充分释放能量密度较大的电池单体所组成的电池单体组的能量，有利于电池的整体容量发挥，能够提升电池的性能。

在一些实施例中，所述第一电池单体的能量密度与所述第二电池单体的能量密度不同。

本申请实施例中，通过设置第一电池单体与第二电池单体的能量密度不同，在电池中兼顾两种电池单体的能量密度，能够提升电池的整体性能。

在一些实施例中，所述第一电池单体的能量密度小于所述第二电池单体的能量密度。

本申请实施例中，通过设置第一电池单体的能量密度小于第二电池单体的能量密度，使得两种电池单体的总能量相差较小，在电池中兼顾两种电池单体的能量，能够提升电池的整体性能。

在一些实施例中，所述第一电池单体与所述第二电池单体的化学体系不同。

本申请实施例中，通过设置电池中包括不同的第一电池单体与第二电池单体，能够提升电池的整体性能。

在一些实施例中，所述第一电池单体的化学体系包括磷酸铁锂化学体系，和/或，所述第二电池单体的化学体系包括三元材料化学体系。

本申请实施例中，通过在电池中设置磷酸铁锂化学体系的第一电池单体和三元材料化学体系的第二电池单体，使得电池发生热失控的概率降低，并提升体积能量密度，进而提升电池的整体性能。

在一些实施例中，所述第一电池单体包括：圆柱形电池单体或方形电池单体；和/或，所述第二电池单体包括：圆柱形电池单体或方形电池单体。

本申请实施例中，通过设置第一电池单体与第二电池单体可以包括不同类型的电池单体，便于对电池的内部空间进行合理、充分的利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

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实施例提供的电池，该电池用于为用电设备提供能量。

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第一种电池的结构示意图。

图3示出了本申请实施例提供的第二种电池的分解示意图。

图4示出了图3中电池的爆炸示意图。

图5示出了本申请实施例提供的第三种电池的分解示意图。

图6示出了图5中电池的爆炸示意图。

图7示出了本申请实施例提供的第四种电池的爆炸示意图。

图8示出了本申请实施例提供的第五种电池的爆炸示意图。

图9示出了本申请实施例提供的第六种电池的分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施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。

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：存在A，同时存在A和B，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)。

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；本申请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；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。

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，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。

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。

通常，由于用电设备对于电池的容量要求较高，需要在电池中包括多个电池单体，此时，又由于用电设备为电池预留的空间有限，即电池的外部空间存在限制，因此，在电池内部会出现不规则形状的空间，例如，电池边缘的形状为不规则的。在不规则形状的空间中，体积较大的电池单体是难以排布的，此时，会导致该不规则形状的空间的浪费，电池内部的空间未得到合理的利用，进而降低电池的体积利用率和能量密度。

鉴于此，本申请实施例提供了一种电池，通过在电池中包括第一电池单体和第二电池单体，将第一电池单体设置于电池的箱体中的中部容纳空间，将第二电池单体设置于电池的箱体中的边缘容纳空间，并且边缘容纳空间的容积小于中部容纳空间的容积，第二电池单体的体积小于第一电池单体的体积，使得体积较小的第二电池单体设置于容积较小的边缘容纳空间，体积较大的第一电池单体设置于容积较大的中部容纳空间，从而实现了电池内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

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，安全性不同的电池单体。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，再由电池单体组组成电池。

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可以包括两部分，这里分别称为第一箱体部111和第二箱体部112，第一箱体部111和第二箱体部112扣合在一起。第一箱体部111和第二箱体部112的形状可以根据多个电池单体组合的形状而定，第一箱体部111和第二箱体部112可以均具有一个开口。例如，第一箱体部111和第二箱体部112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一箱体部111和第二箱体部112的开口相对设置，并且第一箱体部111和第二箱体部112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体110。多个电池单体相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体部111和第二箱体部112扣合后形成的箱体110内。

可选地，电池100还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。

以下，示例性地，结合图3-9对本申请实施例提供的电池100的结构进行详细说明。其中，图3示出了本申请实施例提供的一种电池100的分解示意图，图4为图3中电池100的爆炸示意图；图5示出了本申请实施例提供的另一种电池100的分解示意图，图6为图5中电池100的爆炸示意图；图7示出了本申请实施例提供的另一种电池100的爆炸示意图；图8示出了本申请实施例提供的另一种电池100的爆炸示意图；图9示出了本申请实施例提供的另一种电池100的分解示意图。

图3-9示出了本申请实施例提供的电池100的分解示意图。如图3-9所示，电池100包括箱体110、第一电池单体120和第二电池单体130，箱体110包括中部容纳空间113和边缘容纳空间114，第一电池单体120设置于中部容纳空间113，第二电池单体130设置于边缘容纳空间114，其中，边缘容纳空间114的容积小于中部容纳空间113的容积，且第二电池单体130的体积小于第一电池单体120的体积。

具体地，中部容纳空间113可以为箱体110内部位于中部的容纳空间，可以为规则或不规则形状，例如为箱体110中部比较规则的空间；边缘容纳空间114可以为箱体110内部位于边缘的容纳空间，同样可以为规则或不规则形状，例如为箱体110边缘的不规则空间。通常，考虑到用电设备为电池100预留空间的限制性，边缘容纳空间114可以为不规则形状，而中部容纳空间113可以为规则形状，并且中部容纳空间113的容积大于边缘容纳空间114，从而可以为体积更大的第一电池单体120提供更大的空间。

箱体110内部的容纳空间主要用于容纳电池单体，可选的，箱体110内部的容纳空间还可以用于容纳除电池单体外的其他部件，本申请对此不作限定。

因此，通过将体积较大的第一电池单体120设置于箱体110的容积较大的中部容纳空间113，将体积较小的第二电池单体130设置于箱体110的容积较小的边缘容纳空间114，使得容积较小的边缘容纳空间114也能够用于放置电池单体，实现了电池100内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在本申请实施例中，如图3-9所示，边缘容纳空间114包括箱体110在第一方向x上的端部空间，中部容纳空间113包括箱体110在第一方向x上的中部空间。

具体，边缘容纳空间114可以包括箱体110在第一方向x上至少一端的端部空间，即箱体110在第一方向x上一端的空间可以为边缘容纳空间114，或者箱体110在第一方向x上两端的空间可以均为边缘容纳空间114。在箱体110在第一方向x上两端的空间为边缘容纳空间114的情况下，中部容纳空间113可以位于两个边缘容纳空间114之间，例如图3-9所示。

因此，通过设置边缘容纳空间114包括箱体110在第一方向x上的端部空间，并设置中部容纳空间113包括箱体110在第一方向x上的中部空间，使得中部容纳空间113能够包括位于箱体110的较为规则的中部空间，从而在中部容纳空间113放置较多数量的第一电池单体120，第一电池单体120的体积较大，能够提升电池能量，并且在箱体110的端部空间放置体积较小的第二电池单体130，实现了电池100内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在本申请实施例中，端部空间在第二方向y上的最小尺寸小于中部容纳空间113在第二方向y上的最小尺寸，其中，第二方向y垂直于第一方向x。

具体地，第一方向x与第二方向y相互垂直，中部容纳空间113可以为长方体空间，其在第二方向y上的尺寸在各个位置处可以均相等，端部空间在第二方向y上的至少部分位置的尺寸可以小于中部容纳空间113在第二方向y的尺寸。例如在图3中，中部容纳空间113的左侧的端部空间为较小的长方体空间。

因此，通过设置端部空间在第二方向y上的最小尺寸小于中部容纳空间113在第二方向y上的最小尺寸，使得端部空间可以更好地配合用电设备为电池预留的空间，并在端部空间中设置有第二电池单体130，实现了电池100内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在本申请实施例中，边缘容纳空间114为多面体空间，第二电池单体130设置于多面体空间中的角落空间。

具体地，边缘容纳空间114可以为六面体空间，例如图3中左侧的端部空间为长方体空间，或者边缘容纳空间114也可以为除六面体外的多面体空间，例如图3中右侧的端部空间。此外，为了放置处电池单体外的其他部件(如控制部件等)，可以将第二电池单体130设置于多面体空间中的角落，为该其他部件提供较为规则的空间。

因此，通过设置边缘容纳空间114为多面体空间，并将第二电池单体130设置于多面体空间中的角落空间，使得边缘容纳空间114中的空间实现合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在本申请实施例中，如图3-9所示，电池100还包括：高压模块140和/或控制模块150，高压模块140和/或控制模块150设置于边缘容纳空间114中。

具体地，高压模块140可以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，例如为高压盒。控制模块150可以用于实现对电池100的管理和监控，例如对电池的物理参数进行实时监测，对电池状态进行估计，充放电控制，对电池的温度进行管理等等。控制模块150例如为电池管理单元(batterymanagement unit，BMU)。

因此，通过在电池100的边缘容纳空间114中设置高压模块140和/或控制模块150，使得边缘容纳空间114的空间得到了充分利用，实现了电池100内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在本申请实施例中，高压模块140和/或控制模块150设置于边缘容纳空间114的中部空间，第二电池单体130设置于边缘容纳空间114中的边缘空间。

具体地，高压模块140和/或控制模块150的形状可以为规则的长方体，设置于边缘容纳空间114的中部，第二电池单体130由于其体积较小，能够灵活地设置于边缘空间。

因此，通过在边缘容纳空间114中，将高压模块140和/或控制模块150设置于中部空间，将第二电池单体130设置于边缘空间，使得边缘容纳空间114的空间得到了充分利用，实现了电池100内部空间的合理利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在本申请实施例中，如图7-9所示，电池100还包括容纳壳160和第三电池单体170，容纳壳160设置于中部容纳空间113，且将中部容纳空间113划分为至少一个第一容纳空间1131，第一电池单体120设置于第一容纳空间1131，容纳壳160的内部具有第二容纳空间161；第三电池单体170设置于第二容纳空间161。

具体地，如图7-9所示，容纳壳160设置于中部容纳空间113，将中部容纳空间划分为了两个第一容纳空间1131，两个第一容纳空间1131设置有第一电池单体120，而容纳壳160内部的第二容纳空间161设置有第三电池单体170。可选的，容纳壳160的数量可以是一个，也可以是多个。

因此，通过将容纳壳160设置于中部容纳空间113，并在容纳壳160内部的第二容纳空间161中设置第三电池单体170，使得中部容纳空间113中增加了容纳壳160，能够提升箱体110的强度，降低箱体110内部的电池单体被挤压的概率，同时在容纳壳160内部设置第三电池单体170，提升了电池的体积利用率。

可选的，容纳壳160可以通过可拆卸连接方式固定于箱体110。例如，容纳壳160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，容纳壳160包括箱体110中的横梁。

具体地，箱体110中的横梁能够对箱体110起到支撑作用，提升箱体110的结构强度。因此，通过设置容纳壳160包括箱体110中的横梁，使得在提升箱体110的结构强度的同时，在容纳壳160内部设置第三电池单体170，提升了电池的体积利用率。

在本申请实施例中，如图9所示，横梁中设置有安装件162，电池100通过安装件162安装于用电设备，第三电池单体170设置于横梁内部除安装件162以外的空间。

具体地，如图9所示，第一箱体部111设置有与安装件162对应的通孔1110，通孔1110在第一箱体部111的厚度方向上贯穿第一箱体部111。示例性地，在安装电池100时，安装件162可以通过通孔1110连接至车辆1的底板，以实现电池100安装于车辆1。

因此，通过在横梁中设置安装件162，且电池100通过安装件162安装于用电设备中，便于电池100的安装和拆卸，同时在横梁内部除安装件162以外的空间设置第三电池单体170，合理利用了电池100的内部空间，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

在本申请实施例中，第三电池单体170和第二电池单体130相同。

具体地，第二电池单体130的体积小于第一电池单体120，从而可以将第二电池单体130灵活地设置于边缘容纳空间114中，在第三电池单体170与第二电池单体130相同时，第三电池单体170也可以灵活地设置于容纳壳160的内部。

因此，通过设置第三电池单体170与第二电池单体130相同，使得可以灵活地设置第三电池单体170，从而合理利用电池100的内部空间，同时在两者相同时，能够便于电池单体的管理，进而提升电池100的性能。

在本申请实施例中，电池100包括多个第一电池单体120和多个第二电池单体130，多个第二电池单体130的数量小于多个第一电池单体120的数量。通过电池100中包括数量较多的多个第一电池单体120和数量较少的多个第二电池单体130，使得在第二电池单体130相较于第一电池单体120先出现故障的情况下，在维修电池100时，只需要更换数量较少的第二电池单体130，能够极大地降低维修成本。

在本申请实施例中，多个第一电池单体120形成至少一个第一电池单体组，多个第二电池单体130形成至少一个第二电池单体组，第一电池单体组和第二电池单体组相互串联，且第一电池单体组的容量小于第二电池单体组的容量。

具体地，第一电池单体组与第二电池单体组相互串联，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，因此，该实施例中，在第一电池单体组与第二电池单体组相互串联的情况下，需要满足第一电池单体组的容量小于第二电池单体组的容量，才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。

因此，通过将多个第一电池单体120形成至少一个第一电池单体组，将多个第二电池单体130形成至少一个第二电池单体组，并将第一电池单体组和第二电池单体组相互串联，能够增大整个回流电流，进而使得整个电池能够满足充放电需求。

在本申请实施例中，在多个第一电池单体120形成多个第一电池单体组的情况下，多个第一电池单体组相互串联，且第一电池单体组中的第一电池单体相互并联；和/或，在多个第二电池单体130形成多个第二电池单体组的情况下，多个第二电池单体组相互串联，且第二电池单体组中的第二电池单体相互并联。

具体地，第一电池单体组内的多个第一电池单体120相互并联，多个第一电池单体组相互串联。类似地，第二电池单体组内的第二电池单体130相互并联，多个第二电池单体组相互串联。或者说，多个电池单体组之间串联连接，单个电池单体组内的多个电池单体之间相互并联。

因此，通过设置第一电池单体组内的多个第一电池单体120相互并联，以及第二电池单体组内的多个第二电池单体130相互并联，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。

在本申请实施例中，第一电池单体组的容量Cap1与第二电池单体组的容量Cap2满足以下条件：0.01≤(Cap2/Cap1)-1≤0.5。

具体地，第二电池单体组的容量Cap2大于第一电池单体组的容量Cap1，在两者满足0.01≤(Cap2/Cap1)-1≤0.5的情况下，第一电池单体组的容量Cap1与第二电池单体组的容量Cap2相差不大。例如Cap2/Cap1可以为1.01、1.05、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5。

因此，通过设置第一电池单体组的容量Cap1与第二电池单体组的容量Cap2满足条件：0.01≤(Cap2/Cap1)-1≤0.5，使得电池100包括第一电池单体120和第二电池单体130时，兼顾两种电池单体的容量，既能够使得电池100满足充放电需求，又能够充分释放能量密度较大的电池单体所组成的电池单体组的能量，有利于电池100的整体容量发挥，能够提升电池100的性能。

可选地，0.02≤(Cap2/Cap1)-1≤0.25。进一步可选地，0.04≤(Cap2/Cap1)-1≤0.15。

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120，而单个第一电池单体120的容量为Cap120，则一个第一电池单体组的容量Cap1可以等于Cap120*P1，P1为整数。再例如，一个第二电池单体组包括P2个第二电池单体130，而单个第二电池单体130的容量为Cap130，则一个第二电池单体组的容量Cap2可以等于Cap130*P2，P2为整数。

在本申请实施例中，第一电池单体120的能量密度与第二电池单体130的能量密度不同。

具体地，两种电池单体的能量密度可以基于需求进行设置，设置为不同的能量密度。通过设置第一电池单体120与第二电池单体130的能量密度不同，在电池100中兼顾两种电池单体的能量密度，能够提升电池100的整体性能。

在本申请实施例中，第一电池单体120的能量密度小于第二电池单体130的能量密度。

具体地，在第一电池单体120的体积大于第二电池单体130的体积，第一电池单体120的能量密度小于第二电池单体130的能量密度的情况下，第一电池单体120的总能量与第二电池单体130的总能量相差较小。

因此，通过设置第一电池单体120的能量密度小于第二电池单体130的能量密度，使得两种电池单体的总能量相差较小，在电池100中兼顾两种电池单体的能量，能够提升电池100的整体性能。

在本申请实施例中，第一电池单体120与第二电池单体130的化学体系不同。

具体地，可以基于不同的需求，设置电池100中包括不同化学体系的电池单体，由于不同化学体系的电池单体具有不同的优缺点，两种不同化学体系的电池单体在同一电池中可以优缺点互补。因此通过设置电池100中包括不同的第一电池单体120与第二电池单体130，能够提升电池100的整体性能。

在其他实施例中，第一电池单体120和第二电池单体130也可以是相同的化学体系。本申请实施例对此不作限定。

在本申请实施例中，第一电池单体120的化学体系包括磷酸铁锂化学体系，和/或，第二电池单体130的化学体系包括三元材料化学体系。

具体地，磷酸铁锂化学体系的电池单体发生热失控的概率较小，但体积能量密度较低；而三元材料化学体系的电池单体体积能量密度较高，但发生热失控的概率较大。

因此，通过在电池100中设置磷酸铁锂化学体系的第一电池单体120和三元材料化学体系的第二电池单体130，使得电池100发生热失控的概率降低，并提升体积能量密度，进而提升电池100的整体性能。

在本申请实施例中，第一电池单体120包括圆柱形电池单体或方形电池单体；和/或，第二电池单体130包括圆柱形电池单体或方形电池单体。

具体地，例如图3-6中，第一电池单体120包括方形电池单体，而在图3和4中，第二电池单体130包括圆柱形电池单体，在图5和6中，第二电池单体130包括方形电池单体。

因此，通过设置第一电池单体120与第二电池单体130可以包括不同类型的电池单体，便于对电池100的内部空间进行合理、充分的利用，能够提升电池的体积利用率和能量密度。

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能量。

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。

再次参见图3和4，本申请实施例提供的电池100包括箱体110、第一电池单体120、第二电池单体130以及高压模块140和/或控制模块150，第一电池单体120设置于箱体110的中部容纳空间113，第二电池单体130设置于箱体110的边缘容纳空间114，高压模块140和/或控制模块150设置于箱体110的边缘容纳空间114。其中，边缘容纳空间114包括在第一方向x上的箱体110的两端的空间，中部容纳空间113位于箱体110在第一方向x上两端之间的中部，且边缘容纳空间114容积小于中部容纳空间113；边缘容纳空间114中的第二电池单体130的体积小于中部容纳空间113中的第一电池单体120的体积。此外，在第二方向y上，边缘容纳空间114的最小尺寸小于中部容纳空间113的最小尺寸，第二方向y垂直于第一方向x。

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 (20)

1.一种电池，其特征在于，包括：

箱体(110)，包括：中部容纳空间(113)和边缘容纳空间(114)；

第一电池单体(120)，设置于所述中部容纳空间(113)；

第二电池单体(130)，设置于所述边缘容纳空间(114)；

其中，所述边缘容纳空间(114)的容积小于所述中部容纳空间(113)的容积，且所述第二电池单体(130)的体积小于所述第一电池单体(120)的体积。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述边缘容纳空间(114)包括所述箱体(110)在第一方向(x)上的端部空间，所述中部容纳空间(113)包括所述箱体(110)在所述第一方向(x)上的中部空间。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述端部空间在第二方向(y)上的最小尺寸小于所述中部容纳空间(113)在所述第二方向(y)上的最小尺寸，其中，所述第二方向(y)垂直于所述第一方向(x)。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述边缘容纳空间(114)为多面体空间，所述第二电池单体(130)设置于所述多面体空间中的角落空间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：高压模块(140)和/或控制模块(150)，所述高压模块(140)和/或所述控制模块(150)设置于所述边缘容纳空间(114)中。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述高压模块(140)和/或所述控制模块(150)设置于所述边缘容纳空间(114)的中部空间，所述第二电池单体(130)设置于所述边缘容纳空间(114)中的边缘空间。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：容纳壳(160)，设置于所述中部容纳空间(113)，且将所述中部容纳空间(113)划分为至少一个第一容纳空间(1131)，所述第一电池单体(120)设置于所述第一容纳空间(1131)，所述容纳壳(160)的内部具有第二容纳空间(161)；

第三电池单体(170)，设置于所述第二容纳空间(161)。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述容纳壳(160)包括所述箱体(110)中的横梁。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述横梁中设置有安装件(162)，所述电池通过所述安装件(162)安装于用电设备中，所述第三电池单体(170)设置于所述横梁内部除所述安装件(162)以外的空间。

10.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第三电池单体(170)和所述第二电池单体(130)相同。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池包括多个所述第一电池单体(120)和多个所述第二电池单体(130)，多个所述第二电池单体(130)的数量小于多个所述第一电池单体(120)的数量。

12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，多个所述第一电池单体(120)形成至少一个第一电池单体组，多个所述第二电池单体(130)形成至少一个第二电池单体组，所述第一电池单体组和所述第二电池单体组相互串联，且所述第一电池单体组的容量小于所述第二电池单体组的容量。

13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，在多个所述第一电池单体(120)形成多个第一电池单体组的情况下，多个所述第一电池单体组相互串联，且所述第一电池单体组中所述第一电池单体(120)相互并联；和/或，

在多个所述第二电池单体(130)形成多个第二电池单体组的情况下，多个所述第二电池单体组相互串联，且所述第二电池单体组中所述第二电池单体(130)相互并联。

14.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体组的容量Cap1与所述第二电池单体组的容量Cap2满足如下条件：

0.01≤(Cap2/Cap1)-1≤0.5。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(120)的能量密度与所述第二电池单体(130)的能量密度不同。

16.根据权利要求15所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(120)的能量密度小于所述第二电池单体(130)的能量密度。

17.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(120)与所述第二电池单体(130)的化学体系不同。

18.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(120)的化学体系是磷酸铁锂化学体系，和/或，所述第二电池单体(130)的化学体系是三元材料化学体系。

19.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，所述第一电池单体(120)包括：圆柱形电池单体或方形电池单体；和/或，所述第二电池单体(130)包括：圆柱形电池单体或方形电池单体。

20.一种用电设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至19中任一项所述的电池，所述电池用于向所述用电设备提供能量。