CN220914344U - 电池、电池包、用电设备 - Google Patents

Abstract

一种电池、电池包，用电设备，所述电池包括壳体和电芯，其中，壳体内具有容纳空间；电芯设置于容纳空间；电芯的外周面与壳体的内周面存在多个接触部位，相邻的两个接触部位之间的容纳空间构造为间隙；间隙的类型包括第一间隙，第一间隙的数量至少为一个，第一间隙内设置有用于对电芯散热的导热件。本申请通过导热件可以将电芯充放电过程中所产生的热量导出到外界，从而可以降低电芯的工作温度，提升电池的散热性能，保障电池的可靠性和安全性。

Description

电池、电池包、用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地涉及一种电池、电池包、用电设备。

背景技术

随着新能源汽车的普及，电池开始逐渐替代传统燃料成为用电设备的主要能量来源。

电池结构通常包括电池壳体和设置在电池壳体内的电芯，电芯在充放电过程中会产生较多的热量，影响电池的可靠性和安全性。

鉴于上述技术问题的存在，本实用新型提供一种新的电池、电池包、用电设备，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

为了解决上述问题中的至少一个而提出了本申请。根据本申请一方面，提供了一种电池，包括：壳体，所述壳体内具有容纳空间；电芯，设置于所述容纳空间；所述电芯的外周面与所述壳体的内周面存在多个接触部位，相邻的两个所述接触部位之间的容纳空间构造为间隙；其中，所述间隙的类型包括第一间隙，所述第一间隙的数量至少为一个，所述第一间隙内设置有用于对所述电芯散热的导热件。

在本申请的一个实施例中，所述壳体包括多个侧壁，相邻的两个所述侧壁形成有平面角，所述电芯的外周面与所述平面角的两个平面分别存在一个所述接触部位，所述电芯与所述平面角之间的容纳空间构造为所述间隙。

在本申请的一个实施例中，所述间隙的类型还包括第二间隙，所述第二间隙的数量至少为一个，所述第二间隙内填充有电解液。

在本申请的一个实施例中，所述第一间隙的数量为多个，相邻的两个所述第一间隙之间具有一个第二间隙。

在本申请的一个实施例中，所述壳体为棱柱形，所述电芯为圆柱形，所述电芯内切于所述壳体。

在本申请的一个实施例中，所述导热件朝向所述电芯的表面设置有凹槽，所述凹槽内设置有光纤，所述光纤上设置有多个用于对所述电芯进行测温的光栅。

在本申请的一个实施例中，沿所述光纤的延伸方向，多个所述光栅等间距分布。

在本申请的一个实施例中，所述光纤弯折设置，所述光纤的每一个弯折点构造有一个光栅。

在本申请的一个实施例中，所述光纤连接有光纤光栅解调仪。

在本申请的一个实施例中，所述电池还包括可张紧的绝缘膜，所述绝缘膜以预设张紧度包裹于所述电芯的外周面。

本申请又一方面提供了一种电池包，包括上述中任一项所述的电池。

本申请又一方面提供了一种用电设备，包括上述中的电池包。

根据本申请实施例的电池、电池包、用电设备，通过在电芯和壳体之间所形成的第一间隙内设置导热件，导热件可以将电芯充放电过程中所产生的热量导出到外界，从而可以降低电芯的工作温度，提升电池的散热性能，保障电池的可靠性和安全性。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出根据本申请一实施例的电池的立体示意图。

图2示出根据本申请一实施例的电池的截面图。

图3示出根据本申请一实施例的电池的爆炸图。

图4示出根据本申请一实施例的导热件和光纤的截面图。

图5示出根据本申请一实施例的光纤的设置示意图。

图6示出根据本申请一实施例的电芯和绝缘膜的结构示意图。

附图中：

100 电池；

110 壳体；

111侧壁；112上盖；113下盖；

120电芯；

121正极层；122绝缘层；123负极层；124电极引出部；

131第一间隙；132第二间隙；

140 导热件；

150 光纤；

151 测温点；

160 绝缘膜。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

实施例1

下面参考图1～图6描述根据本申请一个实施例的电池100。如图1～图6所示，电池100包括：壳体110，壳体110内具有容纳空间；电芯120，设置于容纳空间；电芯120的外周面与壳体110的内周面存在多个接触部位，相邻的两个接触部位之间的容纳空间构造为间隙；其中，间隙的类型包括第一间隙131，第一间隙131,的数量至少为一个，第一间隙131内设置有用于对电芯120散热的导热件140。

具体地，壳体110的形状以及电芯120的形状可以是规则的，也可以是不规则的，对此不进行限定。电芯120放置到壳体110的容纳空间后，电芯120的外周面与壳体110的内周面存在一定数量的接触部位，从而在相邻的两个接触部位之间，电芯120的外周面与壳体110的内周面可以围出相应的间隙。间隙的类别是第一间隙131时，第一间隙131内可以设置导热件140。由此使得，电芯120充放电过程中产生的热量可以通过第一间隙131内设置的导热件140散发到外界，从而可以降低电芯120的工作温度，提升电池100的散热性能，保障电池100的可靠性和安全性。

基于此，本申请提供了一种能够散热性能优异的电池100。根据本申请的电池100，通过在电芯120和壳体110之间所形成的第一间隙131内设置导热件140，导热件140可以将电芯120充放电过程中所产生的热量导出到外界，从而可以降低电芯120的工作温度，提升电池100的散热性能，保障电池100的可靠性和安全性。

需要说明的是，在第一间隙131内设置有导热件140后，导热件140除了可以起到对电芯120进行散热的作用，也可以对电芯120进行支撑，提高电芯120在壳体110内的稳定性。

而且，由于电芯120的外周面与壳体110的内周面存在多个接触部位，所存在的多个接触部位也从可以从多个角度起到对电芯进行支撑的作用，从而进一步提高电芯120在壳体110内的稳定性。

在一个示例中，所述的电池100可以是锂离子电池(例如锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等)、钠离子电池等，对此不进行限定。

在一个示例中，根据不同的电池类型，可以采取不同类别的电解液。以锂离子电池为例，其电解液可以是由有机溶剂、锂盐、添加剂等组成的液体。常用的有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲酯、乙腈、丙腈等；锂盐可以是锂盐酸、锂硝酸、锂氟化物等；添加剂可以用来改善电池性能，如防止电池析出、提高电池的容量和循环性能等。

在一个示例中，如图3所示，壳体110可以包括多个侧壁111，多个侧壁111依次连接围成容纳空间。其中，相邻的两个侧壁111相交并可以形成平面角，电芯120放置到容纳空间后，电芯120的外周面与平面角的两个平面分别存在一个接触部位，从而可以在电芯120与平面角之间的容纳空间构造出间隙。

在一个示例中，如图3所示，壳体110还可以包括上盖112和下盖113，通过上盖112和下盖113分别对容纳空间的上方开口和下方开口进行封闭，以避免电解液泄露。

在一个示例中，容纳空间也可以只具有上方开口或者只具有下方开口。以容纳空间只具有上方开口为例，壳体110的下方可以直接与外界其他装置一体成型，从而通过外界其他装置对壳体110的下方进行封闭，此时壳体110可以只包括上盖112而不包括下盖113，进而可以通过上盖112对容纳空间的上方开口进行封闭。

在一个示例中，间隙的类型还包括第二间隙132，第二间隙132的数量至少为一个，第二间隙132内填充有电解液。其中，电解液的类型可以参照上文中的描述。

在一个示例中，第一间隙131的数量可以为多个，相邻的两个第一间隙131之间具有一个第二间隙132。其中，每个第一间隙131内设置有一个导热件140，使得电芯120的外周面可以间隔设置有多个导热件140，从而可以通过多个间隔设置的导热件140从多个部位将电芯120充放电过程中产生的热量导出到外界，以对电芯120进行充分且均衡的散热。

在一个示例中，壳体110为棱柱形，电芯120为圆柱形，电芯120内切于壳体110。以壳体110为六棱柱为例，如图2所示，圆柱形的电芯120内切于六棱柱的内周面，从而可以在六棱柱的每一个侧棱角与电芯120之间形成一个间隙。优选的，所形成的六个间隙中，其中三个间隙为第一间隙131，另外三个间隙为第二间隙132，第一间隙131和第二间隙132间隔设置，且三个第一间隙131内分别设置有一个导热件140，三个第二间隙132内至少一个内填充有电解液。

当然，上文仅是以六棱柱进行举例，壳体110也可以采取为三棱柱、四棱柱、五棱柱等，对此不进行限定。相比于圆柱电池，本申请的棱柱电池在组成电池包时，可以提高空间利用率，单体电池的容量更高，电池成组数量更大。

在一个示例中，导热件140的形状与第一间隙131的形状一致。以壳体110为棱柱形，电芯120为圆柱形，电芯120内切于壳体110为例，此时第一间隙131内导热件140的形状可以如下：导热件140朝向壳体110的表面构造为平面，朝向电芯120的表面构造为弧面。

在一个示例中，如图4所示，导热件140朝向电芯120的表面可以设置有凹槽，凹槽内可以设置有光纤150，光纤150上可以设置有多个用于对电芯120进行测温的光栅。其中，光栅是由大量间距规律变化的平行狭缝构成的光学器件。

也即，可以采取在导热件140内预埋光纤150的方式对电芯120进行测温，以实现对电芯120温度的精准监测，从而避免电芯120过热，并进一步提高电池100的可靠性和安全性。

光纤150光栅测温原理是利用光纤150光栅的温度敏感特性，通过测量光纤150光栅的反射波长或透射波长来确定温度，具体如下：

当光纤150受到电芯120发出的热量的影响时，光纤150上光栅的栅距就会发生变化，入射光经过光纤150光栅后，会产生出多个具有不同波长的光谱，通过测量这些光谱的强度或者波长，可以得到光纤150光栅的温度响应特性，进而根据光纤150光栅的温度响应特性，通过计算可以得到电芯120的温度。

在一个示例中，光纤可以连接有光纤光栅解调仪，通过光纤光栅解调仪对光波波长进行测量，以输出相应的调制信号，从而得到电芯准确的温度数据。

在一个示例中，如图5所示，光纤150在导热件140的凹槽内可以弯折设置，光纤150的每一个弯折点构造有一个光栅。其中，每个弯折点处的光栅都可以独立进行温度监测，也即光纤150的每个弯折点即为一个测温点151。

其中，为了更好地监测电芯120的温度，可以根据电芯120上需要检测的位置点，提前在相应的位置点对光纤150进行弯折，也即可以在相应的位置点提前布置好相应的测温点151，从而可以完美地监测各个位置点的温度场。

在一个示例中，沿光纤的延伸方向，光纤150上设置的多个光栅可以是平行狭缝间距宽度相同的等间距光栅，或者也可以是平行狭缝间距宽度不相同的非间距光栅，对此不进行限定。

在一个示例中，如图6所示，电芯120可以包括正极层121和负极层123，正极层121和负极层123之间设置有绝缘层122，正极层121和负极层123内均设有电极引出部124。其中，正极层121和负极层123的数量可以为多个，相邻的正极层121和负极层123之间设有绝缘层122，从而通过多层堆叠，提高电芯120的储能容量。

在一个示例中，如图6所示，电池100还可以包括可张紧的绝缘膜160，绝缘膜160以预设张紧度包裹于电芯120的外周面，从而可以通过绝缘膜160对电芯120进行束缚，以限制电芯120的膨胀量，避免电池100出现鼓包现象。

其中，可张紧的绝缘膜160可以通过多种方式包裹在电芯120的外周面，例如可以在绝缘膜160朝向电芯120的表面设置有胶层，装配时，绝缘膜160以预设张紧度直接粘附于隔膜上，以实现束缚电芯、限制电芯膨胀的目的。

实施例2

根据本申请另一方面，还提供了一种电池包。所述电池包包括多个电池。

其中，电池可以实现为上述实施例中的电池100，可以参考上文中的描述，在此不作赘述。

在一个示例中，电池包还可以包括电池管理系统等电子元器件，通过电池管理系统可以监控电池包的工作状态，包括电压、电流、温度等参数，并根据这些参数进行安全控制和均衡充电等操作。

实施例3

根据本申请另一方面，还提供了一种用电设备。所述用电设备包括电池。

其中，电池包可以实现为上述实施例中的电池包，可以参考上文中的描述，在此不作赘述。

在一个示例中，所述的用电设备可以包括但不局限于车辆、储能系统、电子产品(例如手机、笔记本电脑、平板电脑等)等。

综上所述，根据本申请实施例的电池、电池包、车辆，通过在电芯和壳体之间所形成的第一间隙内设置导热件，导热件可以将电芯充放电过程中所产生的热量导出到外界，从而可以降低电芯的工作温度，提升电池的散热性能，保障电池的可靠性和安全性。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个申请方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其申请点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (12)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：

壳体，所述壳体内具有容纳空间；

电芯，设置于所述容纳空间；所述电芯的外周面与所述壳体的内周面存在多个接触部位，相邻的两个所述接触部位之间的容纳空间构造为间隙；

其中，所述间隙的类型包括第一间隙，所述第一间隙的数量至少为一个，所述第一间隙内设置有用于对所述电芯散热的导热件。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体包括多个侧壁，相邻的两个所述侧壁形成有平面角，所述电芯的外周面与所述平面角的两个平面分别存在一个所述接触部位，所述电芯与所述平面角之间的容纳空间构造为所述间隙。

3.如权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述间隙的类型还包括第二间隙，所述第二间隙的数量至少为一个，所述第二间隙内填充有电解液。

4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一间隙的数量为多个，相邻的两个所述第一间隙之间具有一个第二间隙。

5.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体为棱柱形，所述电芯为圆柱形，所述电芯内切于所述壳体。

6.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述导热件朝向所述电芯的表面设置有凹槽，所述凹槽内设置有光纤，所述光纤上设置有多个用于对所述电芯进行测温的光栅。

7.如权利要求6所述的电池，其特征在于，沿所述光纤的延伸方向，多个所述光栅等间距分布。

8.如权利要求6所述的电池，其特征在于，所述光纤弯折设置，所述光纤的每一个弯折点构造有一个光栅。

9.如权利要求6～8中任一项所述的电池，其特征在于，所述光纤连接有光纤光栅解调仪。

10.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括可张紧的绝缘膜，所述绝缘膜以预设张紧度包裹于所述电芯的外周面。

11.一种电池包，其特征在于，包括多个如权利要求1～10中任一项所述的电池。

12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池包。