CN220796931U - 缓冲结构、电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种缓冲结构、电池及用电装置。所述缓冲结构包括：框体结构，所述框体结构形成容纳腔；填充结构，所述填充结构填充于所述容纳腔的至少一部分；其中，所述框体结构和所述填充结构均为弹性结构，并且所述框体结构和所述填充结构由相同材料制成。本申请实施例的缓冲结构使用相同材料实现框体结构和填充结构，因此根据本申请的实施例的缓冲结构在填充结构处和框体结构处均实现隔热功能，从而增加了有效隔热面积并因而实现了更优异的隔热性能。同时，由于使用相同材料，根据本申请的实施例的缓冲结构能够更成本有利地制造。

Description

缓冲结构、电池和用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，具体涉及一种缓冲结构、一种电池和一种用电装置。

背景技术

动力电池是新能源汽车的核心部件，也是未来能源转型的重要方向。为了满足对电池能量密度的要求，电池通常可包括串联和/或并联的一个或多个电池模组。每个电池模组可包括串联和/或并联的多个电芯。随着电池能量密度的增大，电芯膨胀力也相应增大，因此电池发生热失控的概率增大，从而不利地影响电池的安全性。

为降低电芯之间发生热失控的风险，可在电芯之间安装隔热垫。然而，现有的隔热垫的隔热效果有待进一步提高，并且现有的隔热垫成本高昂且制造复杂。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种缓冲结构、一种电池和一种用电装置，其不仅能够实现更有利的隔热性能，而且更为成本有利地制造。

第一方面，本申请提供了一种缓冲结构，其特征在于，所述缓冲结构包括：框体结构，所述框体结构形成容纳腔；填充结构，所述填充结构填充于所述容纳腔的至少一部分；其中，所述框体结构和所述填充结构均为弹性结构，并且所述框体结构和所述填充结构由相同材料制成。

根据本申请的缓冲结构使用相同材料实现框体结构和填充结构，因此，与常规的使用不同材料形成框体结构和填充结构的隔热垫相比，根据本申请的缓冲结构在填充结构处和框体结构处均实现隔热功能，从而增加了有效隔热面积并因而实现了更优异的隔热性能。同时，由于使用相同材料，根据本申请的缓冲结构能够更成本有利地制造。

在一些实施例中，所述框体结构和所述填充结构由相同的初始结构通过模压形成。因此，根据本申请的缓冲结构能够以简单的方式制造。

在一些实施例中，所述初始结构为等厚的板状结构。因此，不仅原材料成本低廉，而且可以减少对原材料的加工，从而根据本申请的缓冲结构能够成本更低地制造。

在一些实施例中，所述框体结构的厚度为H1，所述填充结构的厚度为H2，满足H2/H1≤1。因此，填充结构能够为电芯提供更多的膨胀空间，即能够“吸收”电芯的膨胀。

在一些实施例中，所述框体结构在成组力下的压缩率为a，所述填充结构在成组力下的压缩率为b，满足b/a≤1。因此，可以有效吸收电芯的尺寸公差并因而有利于电芯间成组。

在一些实施例中，所述框体结构和所述填充结构为一体结构。因此，根据本申请的缓冲结构能够以简单的方式成本更低地制造。

在一些实施例中，所述材料的导热系数≤0.06W/m.K。由此可以实现更有利的隔热性能。

在一些实施例中，所述材料的压缩率在0.5MPa下介于5％-80％之间。由此可以实现更有利的缓冲性能。

在一些实施例中，所述材料是气凝胶毡材、纤维毡材中的一种。由此可以能够成本更低地制造缓冲结构。

在一些实施例中，所述框体结构具有完全环绕所述填充结构的外周缘的封闭形状。由此可以有利于缓冲结构的密封性能。

在一些实施例中，所述框体结构构造为口字形或井字形。由此可以结构简单地实现框体结构。

在一些实施例中，所述框体结构仅环绕所述填充结构的外周缘的一部分或多个不连续的部分。由此可以根据需要实现缓冲结构的密封性能。

在一些实施例中，所述缓冲结构还包括封装膜，所述封装膜分别布置在所述框体结构和所述填充结构的两侧。由此，可以实现整体封装并增加缓冲结构的平面度，同时可以利用封装膜抽真空从而减少空气。因此，封装膜提供一定的结构性能和防掉粉功能。

在一些实施例中，所述封装膜是PET膜、PI膜、PP膜、PC膜、PVC膜中的一种，或者所述封装膜包括涂层膜。由此可以成本低廉地实现封装膜。

第二方面，本申请提供了一种电池，包括多个电芯以及布置在所述多个电芯中的至少两个相邻电芯之间的缓冲结构，其特征在于，所述缓冲结构构造为如上所述的根据本申请的缓冲结构。根据本申请的电池也相应地带来与根据本申请的缓冲结构相同的优点，在此不再赘述。

在一些实施例中，所述缓冲结构通过粘接层与相邻的电芯连接。由此可以简单地组装电芯和缓冲结构。

第三方面，本申请提供了一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如上所述的根据本申请的电池。根据本申请的用电装置也相应地带来与根据本申请的缓冲结构相同的优点，在此不再赘述。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对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。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为包括根据本申请的实施例的缓冲结构的电池模组的示意性轴测图；

图2为根据本申请的实施例的缓冲结构的示意性轴测图；

图3为图2的缓冲结构的示意性主视图；

图4为沿图2的线A-A截取的缓冲结构的示意性剖视图；

图5为在图4中框出的缓冲结构的局部的放大图。

具体实施方式中的附图标号如下：

电池模组100；

电芯110；

缓冲结构120；

框体结构121，填充结构122。

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。

如前所述，为降低电芯之间发生热失控的风险，可在电芯之间安装隔热垫。隔热垫可具有一定的隔热性能以满足一定的阻燃要求，从而在一个电芯发生热失控急剧温升甚至着火时不引起相邻的电芯连锁失控。此外，隔热垫还需具有一定的结构强度以抵抗在电芯成组时产生的成组力。

现有的隔热垫通常由隔热芯和橡胶框构成，其中隔热芯主要起隔热的作用，而橡胶框主要用于针对在电芯成组时产生的成组力提供结构强度。然而，由于橡胶框由橡胶构成，因此其隔热性能可能不足。而且，由于隔热芯和橡胶框由不同材料制成，现有的隔热垫成本高昂且制造复杂。

有鉴于此，本申请提供了一种缓冲结构，其框体结构和填充结构均为弹性结构，并且其框体结构和填充结构由相同材料制成。由此，根据本申请的缓冲结构不仅可提供结构强度以抵抗在电芯成组时产生的成组力，而且与常规的使用不同材料形成框体结构和填充结构的隔热垫相比在填充结构处和框体结构处均实现隔热功能，从而增加了有效隔热面积并因而实现了更优异的隔热性能；同时还能够更成本有利地制造。

本申请实施例提供一种缓冲结构，其可以但不限于用于电池模组、电池包、电池等。

本申请实施例的缓冲结构所用于的电池可以但不限于用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请实施例的缓冲结构所用于的电池组成该用电装置的电源系统。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用于电池模组100的缓冲结构120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电池模组100的结构示意图。一个或多个这样的电池模组100可串联和/或并联连接成电池。电池模组100在该实施例中虽然仅包括三个电芯110，但可以想到，电池模组100可包括串联和/或并联连接的任意数量的电芯110。此外，电池模组100可包括根据本申请的实施例的缓冲结构120。缓冲结构120可布置在每两个相邻的电芯110之间。但可以想到，缓冲结构120也可根据需要布置在特定的一些相邻的电芯110之间。

根据本申请的一些实施例，参照图2至图5，其示出了根据本申请的实施例的缓冲结构120的各种示意图。本申请的实施例提供了一种缓冲结构120，该缓冲结构120可包括框体结构121和填充结构122。框体结构121可形成容纳腔，并且填充结构122可填充该容纳腔的至少一部分，优选完全填充该容纳腔。

框体结构121和填充结构122二者可构造为弹性结构。因此，根据本申请的实施例的缓冲结构120可具有一定的结构强度以抵抗在电芯成组时产生的成组力。此外，由于电芯在充放电循环工作时会膨胀与收缩(这也可称为“呼吸”)，因而加载在电芯两侧的力不能过大以防损坏电芯的内部结构。因此，缓冲结构120的这种弹性结构可提供缓冲回弹性能，用于在电芯“呼吸”时防止加载在电芯两侧的力过大而损坏电芯的内部结构。

框体结构121和填充结构122二者可由相同的材料制成，特别是由具有较低的导热系数的材料制成，以实现隔热性能。由于根据本申请的实施例的缓冲结构120使用相同材料实现框体结构121和填充结构122，因此，与常规的使用不同材料形成框体结构和填充结构的隔热垫相比，根据本申请的缓冲结构120在填充结构122处和框体结构121处均实现隔热功能，从而增加了有效隔热面积并因而实现了更优异的隔热性能。同时，由于使用相同材料，根据本申请的缓冲结构能够更成本有利地制造。

根据本申请的一些实施例，可选地，请继续参考图2至图5，框体结构121和填充结构122可由相同的初始结构通过模压形成。

模压可使填充结构122与框体结构121具有特定的厚度和/或具有特定的在成组力下的压缩率。特别是，通过模压可容易地实现如下所述的填充结构122与框体结构121的厚度比H2/H1和/或在成组力下的压缩率比b/a。

通过使用符合要求的模具进行模压，可在一个过程中制造根据本申请的缓冲结构120。因此，根据本申请的缓冲结构120能够以简单的方式制造。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121和填充结构122的初始结构可由等厚的板状结构构成或为等厚的板状结构。

由于使用构造为等厚的板状结构的初始结构作为原材料，因此不仅原材料成本低廉，而且可以减少对原材料的加工，从而根据本申请的实施例的缓冲结构能够成本更低地制造。

根据本申请的一些实施例，可选地，特别是参考图5，框体结构121可具有厚度H1，而填充结构122可具有厚度H2。填充结构122的厚度H2可小于等于框体结构121的厚度H1，也就是，H2/H1≤1。在优选的实施例中，填充结构122的厚度H2可小于框体结构121的厚度H1，也就是H2/H1<1。

由此，填充结构能够为电芯提供更多的膨胀空间，即能够更好地“吸收”电芯的膨胀。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121可具有在成组力下的压缩率a，而填充结构122可具有在成组力下的压缩率b。填充结构122的在成组力下的压缩率b可小于等于框体结构121的在成组力下的压缩率a，也就是，b/a≤1。在有利的实施例中，可使框体结构的压缩性能优于填充结构的压缩性能，也就是b/a<1。

由此，可以有效吸收电芯的尺寸公差并因而有利于电芯间成组。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121和填充结构122可为一体结构。

就此而言，根据本申请的实施例的缓冲结构120可由等厚的一件式板状结构通过模压制造。因此，根据本申请的实施例的缓冲结构120能够以简单的方式成本更低地制造。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121和填充结构122的材料可具有≤0.06W/m.K的导热系数。

由此可以实现更有利的隔热性能。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121和填充结构122的材料的压缩率可在0.5MPa下介于5％-80％之间。

由此可以实现更有利的缓冲性能。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121和填充结构122的材料可选自如下材料：气凝胶毡材、纤维毡材和气凝胶粉体混合物。

由此，根据本申请的实施例的缓冲结构120能够成本更低地制造。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121可具有完全环绕所述填充结构122的外周缘的封闭形状。

由此根据本申请的实施例的缓冲结构可具有良好的密封性能，以防止在电芯之间积存空气。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121可构造为口字形或井字形的。

由此可以结构简单地实现框体结构。

根据本申请的一些实施例，可选地，框体结构121可仅环绕填充结构122的外周缘的一部分或多个不连续的部分。

由此可以根据需要实现缓冲结构的密封性能。

根据本申请的一些实施例，可选地，根据本申请的实施例的缓冲结构120还可包括封装膜。该封装膜可分别布置在框体结构121和填充结构122的两侧。在优选的实施例中，该封装膜可贴合在框体结构121和填充结构122的两侧。

该封装膜可用于实现整体封装和增加缓冲结构的平面度。此外，通过封装膜还可“抽真空”，从而减少电芯之间的空气。此外，该封装膜还具有防掉粉功能。

根据本申请的一些实施例，可选地，该封装膜可包括PET膜、PI膜、PP膜、PC膜、PVC膜中的至少一种，或者该封装膜可包括涂层膜或构造为涂层膜。

由此可以成本低廉地实现封装膜。

还可设想到，可在框体结构121上设置定位孔和/或安装孔，以用于定位和/或安装。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，其包括多个电芯110以及布置在所述多个电芯中的至少两个相邻电芯之间的如以上任一方案所述的缓冲结构120。

根据本申请的一些实施例，可选地，根据本申请的实施例的缓冲结构120可通过粘接层与相邻的电芯110连接。该粘接层可根据需要设置在缓冲结构120与电芯110之间的任意位置。

由此可以简单地组装电芯和缓冲结构。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案所述的电池，并且电池用于为用电装置提供电能。

用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。

根据本申请的一些实施例，参见图2至图5，本申请提供了一种缓冲结构120，其包括：框体结构121，所述框体结构形成容纳腔；和填充结构122，所述填充结构填充于所述容纳腔的至少一部分。框体结构121和填充结构122均为弹性结构，并且框体结构121和填充结构122由相同材料制成。框体结构121和填充结构122由构造为等厚的板状结构的相同的初始结构通过模压形成为一体结构。框体结构121的厚度H1大于填充结构122的厚度H2，并且框体结构121的在成组力下的压缩率为a大于填充结构122的在成组力下的压缩率为b。框体结构121和填充结构122的材料由导热系数≤0.06W/m.K且压缩率在0.5MPa下介于5％-80％之间的材料制成。框体结构121具有完全环绕填充结构122的外周缘的封闭形状。在框体结构121和填充结构122的两侧分别布置有封装膜。

总之，根据本申请的实施例的缓冲结构仅使用一种材料实现框体结构和填充结构，从而提供更大的隔热面积，从而提供优异的循环及热防护性能。此外，框体结构和填充结构可以具有不同的压缩性能，而使框体结构提供更好地成组和结构强度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (17)

1.一种缓冲结构，其特征在于，所述缓冲结构包括：

框体结构，所述框体结构形成容纳腔；

填充结构，所述填充结构填充于所述容纳腔的至少一部分；

其中，所述框体结构和所述填充结构均为弹性结构，并且所述框体结构和所述填充结构由相同材料制成。

2.如权利要求1所述的缓冲结构，其特征在于，

所述框体结构和所述填充结构由相同的初始结构通过模压形成。

3.如权利要求2所述的缓冲结构，其特征在于，

所述初始结构为等厚的板状结构。

4.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述框体结构的厚度为H1，所述填充结构的厚度为H2，满足H2/H1≤1。

5.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述框体结构在成组力下的压缩率为a，所述填充结构在成组力下的压缩率为b，满足b/a≤1。

6.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述框体结构和所述填充结构为一体结构。

7.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述材料的导热系数≤0.06W/m.K。

8.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述材料的压缩率在0.5MPa下介于5％-80％之间。

9.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述材料是气凝胶毡材、纤维毡材中的一种。

10.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，

所述框体结构具有完全环绕所述填充结构的外周缘的封闭形状。

11.如权利要求10所述的缓冲结构，其特征在于，

所述框体结构构造为口字形或井字形。

12.如权利要求10所述的缓冲结构，其特征在于，所述框体结构仅环绕所述填充结构的外周缘的一部分或多个不连续的部分。

13.如权利要求1至3中任一项所述的缓冲结构，其特征在于，所述缓冲结构还包括封装膜，所述封装膜分别布置在所述框体结构和所述填充结构的两侧。

14.如权利要求13所述的缓冲结构，其特征在于，所述封装膜是PET膜、PI膜、PP膜、PC膜、PVC膜中的一种，或者所述封装膜包括涂层膜。

15.一种电池，包括多个电芯以及布置在所述多个电芯中的至少两个相邻电芯之间的缓冲结构，其特征在于，所述缓冲结构构造为如权利要求1至14中任一项所述的缓冲结构。

16.如权利要求15所述的电池，其特征在于，所述缓冲结构通过粘接层与相邻的电芯连接。

17.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括根据权利要求15或16所述的电池。