CN220753527U - 电池、储能电站及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池技术领域,提供一种电池、储能电站及用电装置。其中,电池包括:壳体,具有容纳腔;多个电池单体,沿第一方向排列设置于容纳腔内,且相邻的电池单体之间相互连通;补液件,设于容纳腔内,并位于相邻的两个电池单体之间或者位于壳体与电池单体之间;其中,补液件具有弹性腔体,弹性腔体内储存有电解液,且补液件设有与弹性腔体相连通的进液管段和出液管段,进液管段和出液管段分别与相邻的一个电池单体的内部相连通。通过本申请的技术方案,以此能够提高电解液在各个电池单体间的循环效率,改善各个电池单体在使用过程中的容量差异,提高各个电池单体的老化过程的一致性,并提高电池整体使用性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体涉及一种电池、储能电站及用电装置。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。
目前,电池储能凭借其灵活性高、安全性高、操作性好,成为现在新能源发电的主要配套存储设施。
相关技术中,电池储能系统往往要串并联成千上万的电池单体成为电池阵列以及电柜,而各个电池单体是相互独立生产,由于生产线的材料波动、工艺波动等其他因素可能导致各个电池单体的初始一致性和老化程度一致性发生差异。这些差异随着使用时间增加会不断增大,从而导致各个电池单体的容量和健康度显著不同,进而造成储能系统整体容量大幅降低。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种电池、储能电站及用电装置,用以实现提高电解液在各个电池单体间的循环效率,并改善各个电池单体在使用过程中的容量差异,提高各个电池单体的老化过程的一致性。该目的是通过以下技术方案实现的:
第一方面,本申请提供了一种电池,包括:壳体,具有容纳腔;多个电池单体,沿第一方向排列设置于所述容纳腔内,且相邻的电池单体之间相互连通;补液件,设于所述容纳腔内,并位于相邻的两个所述电池单体之间或者位于所述壳体与所述电池单体之间;其中,所述补液件具有弹性腔体,所述弹性腔体内储存有电解液,且所述补液件设有与所述弹性腔体相连通的进液管段和出液管段,所述进液管段和所述出液管段分别与所述电池单体的内部相连通。
根据本申请提供的电池,多个电池单体内存储有电解液,通过将多个电池单体之间相互连通,从而可实现多个电池单体间的电解液能够互通,以使多个电池单体处于统一的电解液环境中,有助于提高多个电池单体的容量一致性。又通过在将补液件沿第一方向设置在相邻的两个电池单体之间或者设置在壳体与电池单体之间,这样,当电池单体在充放电过程中,电池单体会产生膨胀力,使得补液件的弹性腔体能够周期性地在被压缩和回复至初始状态之间切换。其中,当弹性腔体被挤压时,弹性腔体内的电解液得以通过出液管段补充至与其相连通的电池单体内;当弹性腔体回复至初始状态时,与其相连通的电池单体内的电解液又会通过进液管段吸入弹性腔体内,以此便可驱动电解液在多个电池单体之间的循环流动,进而可改善各个电池单体在使用过程中的容量差异,有助于提高多个电池单体的老化程度的一致性,并提高电池的整体使用性能。
另外,根据本申请提供的电池,还可具有如下附加的技术特征:
在本申请的一些实施方式中,所述补液件具有侧围壁,所述侧围壁围设出所述弹性腔体,且所述侧围壁沿所述第一方向的至少一个壁面为弹性壁面。
由于多个电池单体沿第一方向排列设置,则当电池单体在充放电过程中,电池单体因周期性鼓胀,从而可周期性挤压补液件沿第一方向的壁面,通过将补液件的侧围壁沿第一方向的至少一个壁面设置为弹性壁面,弹性壁面在挤压时能够发生弹性变形并储存弹性势能,当外力消失时又可释放弹性势能并回复至初始状态,这样,补液件便可在被挤压变形后能够自动回复至初始状态,以便于实现补液件能够周期性地驱动其内部的电解液在多个电池单体之间循环流动。
在本申请的一些实施方式中,所述弹性壁面为凸起的弧形壁面。
通过将弹性壁面设置为凸起的弧形壁面,则补液件与相邻的电池单体之间沿第一方向可发生弹性形变的空间较大,以便于较大程度地挤压弹性腔体,从而使弹性腔体内部压力升高程度较大,进而可提供较大的驱动力,以驱动电解液快速排出,并在多个电池单体之间循环流动。
在本申请的一些实施方式中,所述进液管段内设有第一单向开闭件,所述第一单向开闭件被配置为所述弹性腔体被挤压的情况下关闭,且在所述弹性腔体回复至初始状态的情况下打开。
通过在进液管段内设置第一单向开闭件,第一单向开闭件起到使电解液单向流动的作用。具体地,当弹性腔体被挤压时,弹性腔体的内部压力升高,此时第一单向开闭件关闭,以使弹性腔体内的电解液仅从出液管段流出,且无法从进液管段流出,以此实现电解液能够从出液管段进入到与弹性腔体相连通的一个电池单体内,并驱动电解液在多个电池单体之间进行循环流动。当弹性腔体回复至初始状态时,弹性腔体的内部压力降低,此时第一单向开闭件打开,与其相连通的一个电池单体内的电解液又能通过进液管段快速流入至弹性腔体内,以此能够实现电解液的循环流动。
在本申请的一些实施方式中,所述第一单向开闭件包括第一瓣膜,所述第一瓣膜的一端与所述进液管段的内壁面相连,另一端向所述弹性腔体的方向倾斜延伸。
第一瓣膜具有单向导通作用,通过将第一瓣膜的一端与进液管段的内壁面相连,并将第一瓣膜的另一端向弹性腔体所在方向倾斜延伸,这样,当弹性腔体被挤压时,弹性腔体内压力升高,从而可驱动第一瓣膜向远离弹性腔体的方向转动以关闭进液管段,弹性腔体内的电解液无法从进液管路排出,只能从出液管段排出至相邻的电池单体内,从而可实现单向驱动电解液在多个电池单体之间循环流动。当弹性腔体回复至初始状态时,弹性腔体内压力降低,从而可在电池单体内的电解液的驱动作用下使第一瓣膜向靠近弹性腔体的方向转动以打开进液管段,从而使电池单体内的电解液又重新抽入至弹性腔体内。
在本申请的一些实施方式中,所述出液管段内设有第二单向开闭件,所述第二单向开闭件被配置为所述补液件被挤压的情况下打开,且在所述补液件回复至初始状态的情况下关闭。
通过在出液管段内设置第二单向开闭件,第二单向开闭件起到使电解液单向流动的作用。具体地,当弹性腔体被挤压时,第一单向开闭件关闭,弹性腔体的内部压力升高,此时第二单向开闭件打开,使得弹性腔体内的电解液能够从出液管段排出,以此实现电解液能够从出液管段进入到与弹性腔体相连通的一个电池单体内,并驱动电解液在多个电池单体之间进行循环流动。当弹性腔体回复至初始状态时,弹性腔体的内部压力降低,此时第一单向开闭件打开,第二单向开闭件关闭,以此实现其相连通的一个电池单体内的电解液能够通过进液管段快速抽入至弹性腔体内。
在本申请的一些实施方式中,所述第一单向开闭件包括第二瓣膜,所述第二瓣膜的一端与所述进液管段的内壁面相连,另一端向背离所述弹性腔体的方向倾斜延伸。
第二瓣膜也具有单向导通作用,通过将第二瓣膜的一端与出液管段的内壁面相连,并将第二瓣膜的另一端向背离弹性腔体所在方向倾斜延伸,这样,当弹性腔体被挤压时,弹性腔体内压力升高,从而可驱动第二瓣膜向远离弹性腔体的方向转动以打开进液管段,进而实现弹性腔体内的电解液从进液管路排出,且由于此时第一瓣膜处于关闭状态,使得电解液只能从出液管段排出至相邻的电池单体内,从而可实现单向驱动电解液在多个电池单体之间循环流动。当弹性腔体回复至初始状态时,弹性腔体内压力降低,从而可在电池单体内的电解液的驱动作用下使第二瓣膜向靠近弹性腔体的方向转动以关闭出液管段,从而使电池单体内的电解液快速从进液管段抽入至弹性腔体内。
在本申请的一些实施方式中,所述电池单体沿第二方向的两端分别设有正极柱和负极柱,所述正极柱的相对两侧均设有与所述电池单体的内部相连通的第一连接管段,相邻的两个所述电池单体沿所述第二方向的一端通过所述第一连接管段相连通,所述负极柱的相对两侧均设有与所述电池单体的内部相连通的第二连接管段,相邻的两个所述电池单体沿所述第二方向的一端通过所述第二连接管段相连通,其中,所述第二方向与所述第一方向相垂直。
第一连接管段可通过正极柱上的电极孔与电池内部相连通,第二连接管段可通过负极柱上的电极孔与电池内部相连通,又通过将相邻的两个电池单体沿第二方向的一端通过第一连接管段相互连通,并将相邻的两个电池单体沿第二方向的另一端通过第二连接管段相互连接,这样,由于第一连接管段和第二连接管段均与电池单体的内部相连通,从而可实现多个电池单体之间的相互导通,以实现电解液能够在多个电池单体之间循环流动。
在本申请的一些实施方式中,相邻的两个所述第一连接管段之间设有第一过渡连接管,相邻的两个所述第二连接管段设有第二过渡连接管;其中,所述第一过渡连接管的两端分别与两个所述第一连接管段螺纹连接并相互连通,所述第二过渡连接管的两端分别与两个所述第二连接管段螺纹连接并相互连通。
即相邻的两个第一连接管段之间通过第一过渡连接管相互连通,相邻的两个第二连接管段之间通过第二过渡连接管相互连通,通过将第一过渡连接管的两端分别与两个第一连接管段螺纹连接,第二过渡连接管的两端与两个第二连接管段螺纹连接,从而便于安装和拆卸,且便于对单个电池单体进行维修和更换。
在本申请的一些实施方式中,所述进液管段连接有进液管,所述出液管段连接有出液管,所述进液管和所述出液管中的一者与所述补液件相邻的所述电池单体的一个所述第一连接管段相连通,另一者与所述补液件相邻的所述电池单体的一个所述第二连接管段相连通。
在进液管段上增加设置进液管,在出液管段上增加设置出液管,利用进液管和出液管分别与相邻的电池单体的第一连接管段和第二连接管段相连通,从而便于实现进液管段和出液管段与相邻的电池单体之间的相互连通。
在本申请的一些实施方式中,所述第一连接管段设置于所述电池单体的顶部,所述第二连接管段设于所述电池单体的底部;所述进液管段设于所述补液件的顶部,所述出液管段设于所述补液件的底部,所述进液管段通过所述进液管与相邻的所述电池单体的一个所述第二连接管段相连通,所述出液管段通过所述出液管与相邻的所述电池单体的一个所述第一连接管段相连通。
进液管段和出液管段分别设于补液件的顶部和底部,进液管段通过进液管与电池单体底部的第二连接管段相连通,出液管段通过出液管与电池单体顶部的第一连接管段相连通,即进液管与出液管交叉设置,这样,弹性腔体内的电解液能够从其底部排出,并从电池单体的顶部注入电池单体内部,使得电池单体内的隔膜和电极组件能够充分浸润电解液,从而可进一步提高电池的使用性能,并有助于提高电池的使用寿命。
在本申请的一些实施方式中,所述补液件的数量为至少两个,至少一个所述补液件设于相邻的两个电池单体之间,至少另一个所述补液件设于所述电池单体与所述壳体之间。
增加了补液件的数量,则用于推动电解液在多个电池单体之间流动的驱动力得到提升,从而可进一步提高电解液在多个电池单体之间的循环效率。
第二方面,本申请提供了一种储能电站,包括第一方面实施方式中任一项所述的电池,所述电池用于储存电能。
根据本申请提供的储能电站,因包括第一方面实施方式中任一项所述的电池,因此具有上述任一实施方式所具有的技术效果,在此不再赘述。
第三方面,本申请提供了一种用电装置,包括第一方面实施方式中任一项所述的电池,所述电池用于为所述用电装置供电。
根据本申请提供的用电装置,因包括第一方面实施方式中任一项所述的电池,因此也具有上述任一实施方式所具有的技术效果,在此不再赘述。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例提供的电池的一个视角的局部结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的另一个视角的局部结构示意图;
图3为图2中A部的放大结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的补液件的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的进液管段的一个剖视结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的出液管段的一个剖视结构示意图;
其中,图2中坐标系的X轴所在方向表示第一方向,Y轴所在方向表示第二方向。
附图标记如下:
100、电池;
10、壳体;20、电池单体;30、补液件;40、第一过渡连接管;50、第二过渡连接管;
11、容纳腔;21、正极柱;22、负极柱;31、弹性腔体;32、进液管段;33、出液管段;34、进液管;35、出液管;
211、第一连接管段;221、第二连接管段;311、弹性壁面;321、第一瓣膜;331、第二瓣膜。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文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;本文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。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“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,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,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,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“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)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,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。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,新能源发电的场景越来越丰富,如光伏、风电、潮汐能等等,但是绿色能源发电与传统化石能源发电存在一个明显的区别,就是绿色能源的间歇性。为了解决无光无风和无潮时的用电矛盾,需要在绿色发电站配套能量存储设施,而可选的方案为氢能、抽储、飞轮、电池等类别。其中,电池储能凭借其灵活性高、安全性高、操作性好成为现在的主流方案。
在电池储能系统中,往往要串并联成千上万的电池单体成为电池阵列以及电柜,其最终性能取决于电池单体的短板单体,也就是说容量或健康度最低的电池单体决定了整个系统的性能,因此系统越大,电池的容量与健康参数一致性就显得越加重要。
当前的主流做法是电池单体各自独立,每个电池单体有自己的内部环境,包括电解液、正负极和添加剂等。但是由于生产线的材料波动、工艺波动以及其他波动因素都能导致电池单体的初始一致性和老化过程一致性产生差异。例如,每个电池单体出厂容量都有一些差异,在同样的工作条件下容量衰减也有一些差异,这些差异随着使用时间增加会不断增大,从而导致各个电池单体的容量和健康度显著不同,进而造成电池储能系统整体容量大幅降低。
为了解决因电池单体出厂容量不一致和老化程度不一致导致电池在使用过程中整体容量显著降低的问题,本申请设计了一种电池,通过将多个电池单体的内部相互连通,并在相邻的电池单体之间或电池单体与壳体之间设置补液件,补液件具有弹性腔体,弹性腔体内储存有电解液,且弹性腔体分别通过进液管段和出液管段与相邻的一个电池单体相连通,这样,当电池单体在充放电过程中,可周期性的膨胀以挤压弹性腔体,弹性腔体被挤压时内部压力升高,从而可向相邻的电池单体内注入电解液,并可驱动电解液在多个电池单体之间循环流动,进而可改善各个电池单体在使用过程中的容量差异,并可提高各个电池单体的老化过程的一致性,以提高电池的健康度及使用寿命。
本申请实施例公开的电池不仅可应用于储能电站,还可用于对电动车辆、电动飞行器等用电装置进行供电。
请参见图1至图3,图1为本申请一些实施例提供的电池的一个视角的局部结构示意图;图2为本申请一些实施例提供的电池的另一个视角的局部结构示意图;图3为图2中A部的放大结构示意图。本申请第一方面实施例提供了一种电池100,电池100包括壳体10、多个电池单体20和补液件30。其中,壳体10具有容纳腔11;多个电池单体20沿第一方向排列设置于容纳腔11内,且相邻的电池单体20之间相互连通;补液件30设于容纳腔11内,并位于相邻的两个电池单体20之间或者位于壳体10与电池单体20之间;补液件30具有弹性腔体31,弹性腔体31内储存有电解液,且补液件30设有与弹性腔体31相连通的进液管段32和出液管段33,进液管段32和出液管段33分别与电池单体20的内部相连通。
在本实施例中,壳体10具有开口,多个电池单体20和补液件30可通过开口容置于容纳腔11内。在一些实施例中,壳体10还具有端盖,端盖盖设于开口。
补液件30的数量可以为一个或多个,补液件30可设置在相邻的两个电池100之间,也可以设置设于电池单体20与壳体10之间。
补液件30的弹性腔体31具有弹性,即弹性腔体31可以在外力驱动下被压缩变形,并可在外力消除时自动回复至初始状态。
多个电池单体20内存储有电解液,通过将多个电池单体20之间相互连通,从而可实现多个电池单体20间的电解液能够互通,以使多个电池单体20处于统一的电解液环境中,有助于提高多个电池单体20的容量一致性。又通过在将补液件30沿第一方向设置在相邻的两个电池单体20之间或者设置在壳体10与电池单体20之间,这样,当电池单体20在充放电过程中,电池单体20会产生膨胀力,使得补液件30的弹性腔体31能够周期性地在被压缩和回复至初始状态之间切换。其中,当弹性腔体31被挤压时,弹性腔体31内的电解液得以通过出液管段33补充至与其相连通的电池单体20内;当弹性腔体31回复至初始状态时,与其相连通的电池单体20内的电解液又会通过进液管段32吸入弹性腔体31内,以此便可驱动电解液在多个电池单体20之间的循环流动,进而可改善各个电池单体20在使用过程中的容量差异,有助于提高多个电池单体20的老化程度的一致性,并提高电池100的整体使用性能。
请参见图4,图4为本申请一些实施例提供的补液件的结构示意图。根据本申请的一些实施例,补液件30具有侧围壁,侧围壁围设出弹性腔体31,且侧围壁沿第一方向的至少一个壁面为弹性壁面311。
侧围壁沿第一方向的至少一个壁面为弹性壁面311,即侧围壁沿第一方向的一侧的壁面为弹性壁面311,此时为弹性壁面311的该壁面可被压缩变形并可自动回复至初始状态,或者侧围壁沿第一方向的两侧的壁面均为弹性壁面311,此时侧围壁沿第一方向的两侧的壁面均可被压缩变形,并均可自动回复至初始状态。
由于多个电池单体20沿第一方向排列设置,则当电池单体20在充放电过程中,电池单体20因周期性鼓胀,从而可周期性挤压补液件30沿第一方向的壁面,通过将补液件30的侧围壁沿第一方向的至少一个壁面设置为弹性壁面311,弹性壁面311在挤压时能够发生弹性变形并储存弹性势能,当外力消失时又可释放弹性势能并回复至初始状态,这样,补液件30便可在被挤压变形后能够自动回复至初始状态,以便于实现补液件30能够周期性地驱动其内部的电解液在多个电池单体20之间循环流动。
请参见图4,根据本申请的一些实施例,弹性壁面311为凸起的弧形壁面。
在本实施例中,可以理解的,当补液件30位于两个电池单体20之间时,弹性壁面311为向靠近电池单体20的方向凸伸形成的弧形壁面。当补液件30位于电池单体20与壳体10之间时,则弹性壁面311可以为向电池单体20所在方向凸伸形成的弧形壁面,也可以为沿第一方向且向壳体10方向凸伸形成的弧形壁面。
通过将弹性壁面311设置为凸起的弧形壁面,则补液件30与相邻的电池单体20之间沿第一方向可发生弹性形变的空间较大,以便于较大程度地挤压弹性腔体31,从而使弹性腔体31内部压力升高程度较大,进而可提供较大的驱动力,以驱动电解液快速排出,并在多个电池单体20之间循环流动。
根据本申请的一些实施例,进液管段32内设有第一单向开闭件,第一单向开闭件被配置为弹性腔体31被挤压的情况下关闭,且在弹性腔体31回复至初始状态的情况下打开。
在本实施例中,示例性地,第一单向开闭件可以为单向阀,也可以为瓣膜等具有单向开闭功能的结构件。
通过在进液管段32内设置第一单向开闭件,第一单向开闭件起到使电解液单向流动的作用。具体地,当弹性腔体31被挤压时,弹性腔体31的内部压力升高,此时第一单向开闭件关闭,以使弹性腔体31内的电解液仅从出液管段33流出,且无法从进液管段32流出,以此实现电解液能够从出液管段33进入到与弹性腔体31相连通的一个电池单体20内,并驱动电解液在多个电池单体20之间进行循环流动。当弹性腔体31回复至初始状态时,弹性腔体31的内部压力降低,此时第一单向开闭件打开,与其相连通的一个电池单体20内的电解液又能通过进液管段32快速流入至弹性腔体31内,以此能够实现电解液的循环流动。
请参见图5,图5为本申请一些实施例提供的进液管段的一个剖视结构示意图。根据本申请的一些实施例,第一单向开闭件包括第一瓣膜321,第一瓣膜321的一端与进液管段32的内壁面相连,另一端向弹性腔体31的方向倾斜延伸。
在本实施例中,第一瓣膜321类似于心脏的瓣膜结构,其具有单向导通作用,且无需电动控制,在电解液的压力作用下便可打开和关闭。
通过将第一瓣膜321的一端与进液管段32的内壁面相连,并将第一瓣膜321的另一端向弹性腔体31所在方向倾斜延伸,这样,当弹性腔体31被挤压时,弹性腔体31内压力升高,从而可驱动第一瓣膜321向远离弹性腔体31的方向转动以关闭进液管段32,弹性腔体31内的电解液无法从进液管34路排出,只能从出液管段33排出至相邻的电池单体20内,从而可实现单向驱动电解液在多个电池单体20之间循环流动。当弹性腔体31回复至初始状态时,弹性腔体31内压力降低,从而可在电池单体20内的电解液的驱动作用下使第一瓣膜321向靠近弹性腔体31的方向转动以打开进液管段32,从而使电池单体20内的电解液又重新抽入至弹性腔体31内。
根据本申请的一些实施例,出液管段33内设有第二单向开闭件,第二单向开闭件被配置为补液件30被挤压的情况下打开,且在补液件30回复至初始状态的情况下关闭。
在本实施例中,第二单向开闭件也可以为单向阀或瓣膜等单向开闭功能的结构件。
通过在出液管段33内设置第二单向开闭件,第二单向开闭件起到使电解液单向流动的作用。具体地,当弹性腔体31被挤压时,第一单向开闭件关闭,弹性腔体31的内部压力升高,此时第二单向开闭件打开,使得弹性腔体31内的电解液能够从出液管段33排出,以此实现电解液能够从出液管段33进入到与弹性腔体31相连通的一个电池单体20内,并驱动电解液在多个电池单体20之间进行循环流动。当弹性腔体31回复至初始状态时,弹性腔体31的内部压力降低,此时第一单向开闭件打开,第二单向开闭件关闭,以此实现其相连通的一个电池单体20内的电解液能够通过进液管段32快速抽入至弹性腔体31内。
请参见图6,图6为本申请一些实施例提供的出液管段的一个剖视结构示意图。根据本申请的一些实施例,第一单向开闭件包括第二瓣膜331,第二瓣膜331的一端与进液管段32的内壁面相连,另一端向背离弹性腔体31的方向倾斜延伸。
在本实施例中,第二瓣膜331也类似于心脏的瓣膜,具有单向导通作用,无需电动控制,仅通过电解液的压力作用便可打开或关闭。
通过将第二瓣膜331的一端与出液管段33的内壁面相连,并将第二瓣膜331的另一端向背离弹性腔体31所在方向倾斜延伸,这样,当弹性腔体31被挤压时,弹性腔体31内压力升高,从而可驱动第二瓣膜331向远离弹性腔体31的方向转动以打开进液管段32,进而实现弹性腔体31内的电解液从进液管34路排出,且由于此时第一瓣膜321处于关闭状态,使得电解液只能从出液管段33排出至相邻的电池单体20内,从而可实现单向驱动电解液在多个电池单体20之间循环流动。当弹性腔体31回复至初始状态时,弹性腔体31内压力降低,从而可在电池单体20内的电解液的驱动作用下使第二瓣膜331向靠近弹性腔体31的方向转动以关闭出液管段33,从而使电池单体20内的电解液快速从进液管段32抽入至弹性腔体31内。
请参见图2和图3,根据本申请的一些实施例,电池单体20沿第二方向的两端分别设有正极柱21和负极柱22,正极柱21的相对两侧均设有与电池单体20的内部相连通的第一连接管段211,相邻的两个电池单体20沿第二方向的一端通过第一连接管段211相连通,负极柱22的相对两侧均设有与电池单体20的内部相连通的第二连接管段221,相邻的两个电池单体20沿第二方向的另一端通过第二连接管段221相连通,其中,第二方向与第一方向相垂直。
在本实施例中,正极柱21的相对两侧均具有电极孔,电极孔与电池单体20的内部相连通。
示例性地,多个电池单体20上的第一连接管段211为直管段并位于同一平面,多个电池单体20上的第二连接管段221也为直管段并位于同一平面。
第一连接管段211可通过正极柱21上的电极孔与电池100内部相连通,第二连接管段221可通过负极柱22上的电极孔与电池100内部相连通,又通过将相邻的两个电池单体20沿第二方向的一端通过第一连接管段211相互连通,并将相邻的两个电池单体20沿第二方向的另一端通过第二连接管段221相互连接,这样,由于第一连接管段211和第二连接管段221均与电池单体20的内部相连通,从而可实现多个电池单体20之间的相互导通,以实现电解液能够在多个电池单体20之间循环流动。
此外,在一些实施例中,第一连接管段211和第二连接管段221也可以通过单独开设的连通孔与电池100内部相连通。
请参见图2和图3,根据本申请的一些实施例,相邻的两个第一连接管段211之间设有第一过渡连接管40,相邻的两个第二连接管段221设有第二过渡连接管50;其中,第一过渡连接管40的两端分别与两个第一连接管段211螺纹连接并相互连通,第二过渡连接管50的两端分别与两个第二连接管段221螺纹连接并相互连通。
在本实施例中,第一过渡连接管40和第二过渡连接管50为直管段,第一过渡连接管40与第一连接管段211位于同一平面内,第二过渡连接管50与第二连接管段221位于同一平面内。此外,第一过渡连接管40的两端也可以与相邻的两个第一连接管段211相焊接,第二过渡连接管50的两端也可以与相邻的两个第二连接管段221相焊接。
其中,可以在第一过渡连接管40的两端分别设置外螺纹,在第一连接管段211的一端设置内螺纹;也可以在第一过渡连接管40的两端分别设置内螺纹,在第一连接管段211的一端设置内螺纹,在第一连接管段211的一端设置外螺纹,从而可实现第一过渡连接管40与第一连接管段211的可拆卸连接。同理,第二过渡连接管50的两端也可以设置为外螺纹或者内螺纹。
相邻的两个第一连接管段211之间通过第一过渡连接管40相互连通,相邻的两个第二连接管段221之间通过第二过渡连接管50相互连通,通过将第一过渡连接管40的两端分别与两个第一连接管段211螺纹连接,第二过渡连接管50的两端与两个第二连接管段221螺纹连接,从而便于安装和拆卸,且便于对单个电池单体20进行维修和更换。
请参见图2,根据本申请的一些实施例,进液管段32连接有进液管34,出液管段33连接有出液管35,进液管34和出液管35中的一者与补液件30相邻的电池单体20的一个第一连接管段211相连通,另一者与补液件相邻的电池单体20的一个第二连接管段221相连通。
在本实施例中,示例性地,进液管34和出液管35可以平行设置,也可以交叉设置。进液管34的两端可分别与进液管段32和第一连接管段211螺纹连接或焊接连接,出液管35的两端可以与出液管段33和第二连接管段221螺纹连接或焊接连接。
通过在进液管段32上增加设置进液管34,并在出液管段33上增加设置出液管35,利用进液管34和出液管35分别与相邻的电池单体20的第一连接管段211和第二连接管段221相连通,从而便于实现进液管段32和出液管段33与相邻的电池单体20之间的相互连通。
请参见图2,根据本申请的一些实施例,第一连接管段211设置于电池单体20的顶部,第二连接管段221设于电池单体20的底部;进液管段32设于补液件30的顶部,出液管段33设于补液件30的底部,进液管段32通过进液管34与相邻的电池单体20的一个第二连接管段221相连通,出液管段33通过出液管35与相邻的电池单体20的一个第一连接管段211相连通。
在本实施例中,电池单体20的顶部和底部分别为电池单体20沿第二方向的两端,补液件30的顶部和底部分别为补液件30沿第二方向的两端,其中,第二方向为电池100的高度方向。进液管段32和出液管段33分别设于补液件的顶部和底部,进液管段32通过进液管34与电池单体20底部的第二连接管段221相连通,出液管段33通过出液管35与电池单体20顶部的第一连接管段211相连通,即进液管34与出液管35交叉设置。
这样,弹性腔体31内的电解液能够从其底部排出,并从电池单体20的顶部注入电池单体20内部,使得电池单体20内的隔膜和电极组件能够充分浸润电解液,从而可进一步提高电池100的使用性能,并有助于提高电池100的使用寿命。
请参见图1,根据本申请的一些实施例,补液件30的数量为至少两个,至少一个补液件30设于相邻的两个电池单体20之间,至少另一个补液件30设于电池单体20与壳体10之间。
在本实施例中,可以理解的,至少两个补液件30沿第一方向间隔设置,且至少一个补液件30位于壳体10与电池单体20之间,至少一个补液件30位于两个电池单体20之间。例如,当补液件30的数量为两个时,其中一个补液件30设置于壳体10与电池单体之间,相邻的两个补液件30之间至少具有一个电池单体20。
通过增加补液件30的数量,则用于推动电解液在多个电池单体20之间流动的驱动力得到提升,从而可进一步提高电解液在多个电池单体20之间的循环效率。
请参见图1至图6,本申请提供一种电池100,包括壳体10、补液件30和多个电池单体20。壳体10具有容纳腔11,多个电池单体20沿第一方向排列设置于容纳腔11内,且电池单体20顶部和底部分别设有正极柱21和负极柱22,正极柱21的相对两侧设有与电池单体20的内部相连通的第一连接管段211,负极柱22的相对两端设有与电池单体20内部相连通的第二连接管段221,相邻的电池单体20沿第二方向的两端分别通过第一连接管段211和第二连接管段221相互连通。补液件30也设于容纳腔11内,并位于相连的电池单体20之间,或者位于电池单体20与壳体10之间,补液件30具有弹性腔体31,弹性腔体31内储存有电解液,弹性腔体31沿第一方向的两侧为弹性壁面311,且两个弹性壁面311向远离彼此的方向凸伸形成弧形壁面,且弹性腔体31的顶部具有进液管段32,底部设有出液管段33,进液管段32内设有第一瓣膜321,出液管段33内设有第二瓣膜331,第一瓣膜321能够在弹性腔体31被挤压变形的情况下关闭,并在弹性腔体31回复至初始状态的情况下打开,第二瓣膜331能够在弹性腔体31被挤压变形的情况下打开,并在弹性腔体31回复至初始状态的情况下关闭,其中,进液管段32通过进液管与第二连接管段221相连通,出液管段33通过出液管与第一连接管段211相连通。这样,当电池单体20在充放电过程中,电池单体20因周期性膨胀而挤压补液件30,补液件30在被挤压时,弹性腔体31内部压力升高,便可驱动第一瓣膜321关闭,第二瓣膜331打开,以使其内部的电解液从顶部注入至相邻的电池单体20内,以充分浸润隔膜和电极组件,且可驱动电解液在多个电池单体20之间循环流动。当补液件30回复至初始状态时,弹性腔体31内部压力降低,此时第一瓣膜321打开,第二瓣膜331关闭,从而可使电池单体20内的电解液又抽入至弹性腔体31内,如此循环,便可改善电池单体20之间的容量差异,有助于提高电池的整体容量,且可改善各个电池单体20的老化程度的一致性,从而有助于提高电池的健康度,以提高电池整体使用性能和使用寿命。
本申请第二方面实施例提供了一种储能电站,包括第一方面实施例中任一项的电池100,电池100用于储存电能。
本申请第二方面实施例提供的储能电站,因包括第一方面实施例中任一项的电池100,因此具有上述任一实施例所具有的技术效果,在此不再赘述。
本申请第三方面实施例提供了一种用电装置,包括第一方面实施方式中任一项的电池100,电池100用于为用电装置供电。
在本实施例中,用电装置可以为电动车辆、电动飞行器、轮船等,电池100可作为用电装置的供电系统。
本申请第三方面实施例提供的用电装置,因包括第一方面实施例中任一项所述的电池100,因此也具有上述任一实施例所述的技术效果,在此不再赘述。
以上所述,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种电池,其特征在于,包括:
壳体,具有容纳腔;
多个电池单体,沿第一方向排列设置于所述容纳腔内,且相邻的所述电池单体之间相互连通;
补液件,设于所述容纳腔内,并位于相邻的两个所述电池单体之间或者位于所述壳体与所述电池单体之间;
其中,所述补液件具有弹性腔体,所述弹性腔体内储存有电解液,且所述补液件设有与所述弹性腔体相连通的进液管段和出液管段,所述进液管段和所述出液管段分别与相邻的一个所述电池单体的内部相连通。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述补液件具有侧围壁,所述侧围壁围设出所述弹性腔体,且所述侧围壁沿所述第一方向的至少一个壁面为弹性壁面。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述弹性壁面为凸起的弧形壁面。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池,其特征在于,所述进液管段内设有第一单向开闭件,所述第一单向开闭件被配置为所述弹性腔体被挤压的情况下关闭,且在所述弹性腔体回复至初始状态的情况下打开。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第一单向开闭件包括第一瓣膜,所述第一瓣膜的一端与所述进液管段的内壁面相连,另一端向所述弹性腔体的方向倾斜延伸。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的电池,其特征在于,所述出液管段内设有第二单向开闭件,所述第二单向开闭件被配置为所述弹性腔体被挤压的情况下打开,且在所述弹性腔体回复至初始状态的情况下关闭。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述第二单向开闭件包括第二瓣膜,所述第二瓣膜的一端与所述进液管段的内壁面相连,另一端向背离所述弹性腔体的方向倾斜延伸。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体沿第二方向的两端分别设有正极柱和负极柱,所述正极柱的相对两侧均设有与所述电池单体的内部相连通的第一连接管段,相邻的两个所述电池单体沿所述第二方向的一端通过所述第一连接管段相连通,所述负极柱的相对两侧均设有与所述电池单体的内部相连通的第二连接管段,相邻的两个所述电池单体之间沿所述第二方向的另一端通过所述第二连接管段相连通,其中,所述第二方向与所述第一方向相垂直。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,相邻的两个所述第一连接管段之间设有第一过渡连接管,相邻的两个所述第二连接管段设有第二过渡连接管;
其中,所述第一过渡连接管的两端分别与两个所述第一连接管段螺纹连接并相互连通,所述第二过渡连接管的两端分别与两个所述第二连接管段螺纹连接并相互连通。
10.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述进液管段连接有进液管,所述出液管段连接有出液管,所述进液管和所述出液管中的一者与所述补液件相邻的所述电池单体的一个所述第一连接管段相连通,另一者与所述补液件相邻的所述电池单体的一个所述第二连接管段相连通。
11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述第一连接管段设置于所述电池单体的顶部,所述第二连接管段设于所述电池单体的底部;
所述进液管段设于所述补液件的顶部,所述出液管段设于所述补液件的底部,所述进液管段通过所述进液管与相邻的所述电池单体的一个所述第二连接管段相连通,所述出液管段通过所述出液管与相邻的所述电池单体的一个所述第一连接管段相连通。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的电池,其特征在于,所述补液件的数量为至少两个,至少一个所述补液件设于相邻的两个所述电池单体之间,至少另一个所述补液件设于所述电池单体与所述壳体之间。
13.一种储能电站,其特征在于,包括权利要求1-12中任一项所述的电池,所述电池用于储存电能。
14.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求1-12中任一项所述的电池,所述电池用于为所述用电装置供电。
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