CN221057561U - 电池和用电装置 - Google Patents
电池和用电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN221057561U CN221057561U CN202321963136.3U CN202321963136U CN221057561U CN 221057561 U CN221057561 U CN 221057561U CN 202321963136 U CN202321963136 U CN 202321963136U CN 221057561 U CN221057561 U CN 221057561U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- guide
- battery
- end plate
- battery cell
- cell assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title description 2
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims abstract description 113
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 53
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 238000013461 design Methods 0.000 description 17
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 16
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 16
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 14
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 7
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 6
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 5
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N lithium sodium Chemical compound [Li].[Na] VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本申请公开了一种电池和用电装置,电池包括:电芯组件、端板结构和导向结构,电芯组件包括至少一个电池单体,电池单体的厚度方向为第一方向,端板结构包括沿第一方向间隔设置的内支撑件和外支撑件,外支撑件位于内支撑件的远离电芯组件的一侧,端板结构还包括弹性支撑在内支撑件与外支撑件之间的弹性件,弹性件通过内支撑件向电池单体的大面施加支撑力,导向结构与电芯组件导向配合,以使电池单体相对端板结构沿第一方向可运动。本申请实施例的电池,能够改善电池单体移动时相对端板结构发生偏斜的问题,提升端板结构对电池单体的力分布改善效果,进而对电池单体提供较为稳定且均匀的大面压力,以提高电池的可靠性以及使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其是涉及一种电池和用电装置。
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。然而,电池的可靠性以及使用寿命有待提升。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池及用电装置,能够改善电池单体的力分布,提高电池的可靠性以及使用寿命。
第一方面,本申请提供了一种电池,包括:电芯组件、端板结构和导向结构,电芯组件包括至少一个电池单体,电池单体的厚度方向为第一方向;端板结构包括沿第一方向间隔设置的内支撑件和外支撑件,外支撑件位于内支撑件的远离电芯组件的一侧,端板结构还包括弹性支撑在内支撑件与外支撑件之间的弹性件,弹性件通过内支撑件向电池单体的大面施加支撑力;导向结构与电芯组件导向配合,以使电池单体相对端板结构沿第一方向可运动。
本申请实施例的技术方案中,在电池单体发生膨胀时,电池单体的大面膨胀使得电池单体可沿第一方向推动内支撑件相对于外支撑件运动以压缩弹性件,弹性件可有效地吸收电池单体的膨胀力和位移,进而提高电池的可靠性,同时,弹性件在外支撑件的支撑作用下,通过内支撑件始终向电池单体的大面施加支撑力,以向电池单体提供较为均匀的大面压力,以满足电池单体在循环过程中对力和空间的要求,从而提高电池单体的可靠性和循环使用寿命,进而提高电池的可靠性和使用寿命。而且,导向结构与电芯组件导向配合,可以保证电池单体相对端板结构沿第一方向稳定移动,改善电池单体移动时相对端板结构发生偏斜的问题,提升端板结构对电池单体的力分布改善效果,进而对电池单体提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池的性能以及使用寿命。
在一些实施例中,电芯组件包括安装框,电池单体安装于安装框,导向结构与安装框导向配合。
在上述技术方案中,通过设置安装框,且电池单体安装于安装框,以通过安装框对电池单体起到支撑的作用,从而增强电池单体的结构稳定性,且在实际设计时,不需对电池单体进行设计,只通过导向结构与安装框的导向配合即可实现电芯组件与导向结构的导向配合,易于降低设计难度。
在一些实施例中,导向结构包括沿第一方向延伸的导向板,导向板设于电芯组件的外侧且与安装框的外表面导向配合。
在上述技术方案中,通过在电芯组件的外侧设置沿第一方向延伸的导向板,以使得安装框的外表面与导向板能够沿第一方向导向配合,这样,能够在电芯组件的外侧实现电芯组件与导向结构的导向配合,提高导向结构与电芯组件的装配效率,同时,导向板位于电芯组件的外侧,利于降低导向板的设计难度,提高生产效率,且导向板可以在一定程度上起到保护电芯组件的作用。
在一些实施例中,导向板和安装框的外表面中的一个上具有沿第一方向延伸的导向槽,另一个上具有与导向槽导向配合的导向筋。
在上述技术方案中,通过设置导向槽和导向筋,且导向槽和导向筋导向配合,以使得内支撑件和外支撑件的导向配合更加稳定,其中,导向槽也能够起到减小导向板和安装框的外表面在导向配合时的相对滑移的摩擦面积,以减少导向板和安装框的外表面之间的摩擦,使得导向板和安装框的外表面的导向运动更加容易。
在一些实施例中,导向槽的槽口朝向导向筋的方向敞开,导向槽形成为从槽底到槽口的方向宽度逐渐减小的缩口槽,导向筋的形状与导向槽的形状相适配。
在上述技术方案中,通过设置导引槽形成为从槽底到槽口的方向宽度逐渐减小的缩口槽,以利用宽度较小的槽口对导引筋起到一定的限位的作用,从而增强导引筋与导引槽的配合稳定性,即增强导向板和安装框的配合稳定性,且宽度较小的槽口能够起到防止导引筋与导引槽脱离的作用,进而防止导向板和安装框脱离。
在一些实施例中,导向板包括侧板和/或底板,侧板为两个且在第二方向上位于电芯组件的两侧,底板设于两个侧板之间且在第三方向上位于电芯组件的至少一侧,第二方向与第三方向垂直且均垂直于第一方向。
在上述技术方案中,其侧板位于电芯组件的第二方向上,底板位于电芯组件的第三方向上,即侧板和底板分别位于电芯组件的不同方向上,从而可以根据电芯组件的实际情况,灵活获得导向板。当导向板同时包括侧板和底板时,侧板和底板能够在电芯组件的不同方向上与电芯组件导向配合,以便于增加电芯组件的导向配合区域,以在电池单体发生膨胀时,可以更好地保证其它电池单体相对端板结构沿第一方向稳定移动,避免电池单体移动时相对端板结构发生偏斜,提升端板结构对电池单体的力分布改善效果,且能够避免侧板和底板干涉,以降低装配难度。
在一些实施例中,导向结构包括沿第一方向延伸的导向杆,安装框上具有沿第一方向贯穿的导向孔,导向杆穿设于导向孔以与导向孔导向配合。
在上述技术方案中,通过设置导向杆和导向孔,且导向杆穿设于导向孔,以通过导向杆和导向孔的连接配合实现安装框和导向杆的连接配合,增强安装框和导向杆的连接稳定性,且导向杆与导向孔导向配合,能够保证安装框相对于导向杆的滑移轨迹更加稳定,从而增强安装于安装框的电池单体相对于导向杆在第一方向上的运动稳定性。
在一些实施例中,导向杆为平行设置的多个且在第二方向或第三方向上间隔设置,安装框上对应每个导向杆均设有导向孔,第二方向与第三方向垂直且均垂直于第一方向。
在上述技术方案中,通过在第二方向或第三方向上间隔设置多个导向杆,能够通过多个导向杆分别与多个导向孔对应,以增强安装框和导向杆的导向稳定性。
在一些实施例中,安装框在第三方向上的一端具有沿第二方向间隔设置的多个导向孔,导向结构包括与每个导向孔分别导向配合的导向杆。
在上述技术方案中,通过将导向孔设置于安装框在第三方向上的一端,能够避免导向杆穿过导向孔时与电池单体干涉,且多个导向孔均设置于安装框的同一端,便于降低导向孔的设计难度,并提高多个导向孔与多个导向杆的装配效率。
在一些实施例中,导向结构包括沿第一方向延伸的侧板,侧板为两个且在第二方向上位于电芯组件的两侧,至少一个侧板与安装框导向配合;和/或导向结构包括沿第一方向延伸的底板,底板设于安装框在第三方向上的远离导向孔的一侧,底板与安装框导向配合。
在上述技术方案中,通过在电芯组件的第二方向上的两侧分别设置侧板,且至少一个侧板与安装框导向配合,以在电芯组件的第二方向上的至少一侧实现电芯组件与导向结构的导向配合,以使电池单体相对端板结构能够稳定地沿第一方向可运动。和/或,通过在电芯组件的第三方向上远离导向孔的一侧设置底板,以在电芯组件的第三方向上的一侧实现电芯组件与导向结构的导向配合,以使电池单体相对端板结构能够稳定地沿第一方向可运动。
在一些实施例中,安装框包括框基体和支撑片,支撑片的厚度方向为第一方向,支撑片设于框基体的框口区域,电池单体的大面朝向且粘贴于支撑片的表面,框基体与导向结构导向配合,支撑片包括导热层、隔热层、以及缓冲层中的至少一个。
在上述技术方案中,通过设置框基体与导向结构导向配合,以实现电芯组件与导向结构的导向配合,且设置电池单体的大面粘贴于支撑片的表面,以增强电池单体与支撑片的连接稳定性,其中,电池单体大面朝向支撑片的表面设置,以通过支撑片的表面对电池单体起到支撑的作用,且能够在电池单体的充放电的过程中,通过支撑片对电池单体的大面提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池单体的使用寿命。
其中,支撑片包括导热层、隔热层、以及缓冲层中的至少一个,使得支撑片能够对应地实现传导热量以实现电池单体的散热、隔热热量以阻隔相邻电池单体之间的热传导、以及缓冲压力以减少电池单体受到的挤压中的至少一种效果。
在一些实施例中,导向结构与内支撑件导向配合,以使内支撑件相对外支撑件沿第一方向可运动。
在上述技术方案中,通过设置内支撑件相对外支撑件沿第一方向可运动,且弹性件弹性支撑在外支撑件与内支撑件之间,以在电池单体膨胀时,电池单体可推动内支撑件相对于外支撑件沿第一方向运动以稳定压缩弹性件,避免内支撑件的移动偏斜问题,从而弹性件可以有效地吸收电池单体的膨胀力和位移,提升端板结构对电池单体的膨胀力的吸收效果,且能够在电池单体充放电过程中,通过内支撑件的运动对电池单体提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池的使用寿命。
在一些实施例中,导向结构和内支撑件的导向配合方式,与导向结构和电芯组件的导向配合方式相同。
在上述技术方案中,通过设置导向结构和内支撑件的导向配合方式和导向结构和电芯组件的导向配合方式相同,以便于统一导向配合的设置方式,利于降低设计难度、生产难度和装配难度。
在一些实施例中,电芯组件在第一方向上的两端分别设有电芯端板,至少一个电芯端板为端板结构,其中,两个电芯端板均为端板结构,两个端板结构的外支撑件通过导向结构刚性连接;或者,两个电芯端板中的一个为端板结构,另一个为支撑端板,端板结构的外支撑件与支撑端板通过导向结构刚性连接。
在上述技术方案中,通过设置两个电芯端板均为端板结构,两个端板结构的外支撑件通过导向结构刚性连接,使得两个外支撑件可以相对固定,为各自的内支撑件和弹性件提供反作用力,以在电池单体膨胀时,通过两个端板结构在电芯组件的第一方向上的两端均能够有效地吸收电池单体的膨胀力和位移,进而提高电池的可靠性。通过导向结构刚性连接两个端板结构的外支撑件,无需引入其他刚性连接二者用的连接件,可以简化结构、降低成本。而且,通过两个端板结构的外支撑件的刚性连接,为各自的内支撑件和弹性件提供反作用力,从而无需依靠外界支撑结构支撑外支撑件,为相应的内支撑件和弹性件提供反作用力,从而降低了对应用场合的要求,可以实现灵活安装与灵活设计。
或者,通过设置两个电芯端板中的一个为端板结构,另一个为支撑端板,端板结构的外支撑件与支撑端板通过导向结构刚性连接,使得外支撑件与支撑端板可以相对固定,为内支撑件和弹性件提供反作用力,以在电池单体膨胀时,通过端板结构在电芯组件的第一方向上的一端有效地吸收电池单体的膨胀力和位移,进而提高电池的可靠性,且通过支撑端板在电芯组件的第一方向上的另一端对电池单体提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池的使用寿命。通过导向结构刚性连接端板结构的外支撑件与支撑端板,无需引入其他刚性连接二者用的连接件,可以简化结构、降低成本。而且,通过端板结构的外支撑件与支撑端板的刚性连接,为各自的内支撑件和弹性件提供反作用力,从而无需依靠外界支撑结构支撑外支撑件,为相应的内支撑件和弹性件提供反作用力,从而降低了对应用场合的要求,可以实现灵活安装与灵活设计。
在一些实施例中,内支撑件和外支撑件中的至少一个为平板且平板的厚度方向为第一方向。
在上述技术方案中,通过将内支撑件构造为平板,使得内支撑件对电池单体的大面的支撑效果更好,且对电池单体的大面的各个位置处的力的平均效果更好。或者将外支撑件构造为平板,以使得外支撑件可以较为可靠地提供稳定地反作用力,且使得外支撑件的结构更加简单,易于降低生产成本。再或者将内支撑件和外支撑件均构造为平板,以使得内支撑件对电池单体的大面的支撑效果更好,使得外支撑件可以较为可靠地提供稳定地反作用力,且使得内支撑件和外支撑件的结构更加简单,以降低生产成本。
在一些实施例中,电池包括箱体,箱体包括支撑结构,支撑结构为箱体板或箱体梁,电芯组件和端板结构均设于箱体内,端板结构位于电芯组件的靠近支撑结构的一侧,外支撑件支撑于支撑结构。
在上述技术方案中,通过设置箱体,以便于将电芯组件和端板结构均设于箱体内,以通过箱体对电芯组件和端板结构起到保护的作用,且端板结构位于电芯组件的靠近支撑结构的一侧,这样,在电池单体膨胀时,通过箱体的支撑结构对外支撑件提供的反作用力,使得端板结构能够有效地吸收电池单体的膨胀力和位移,进而提高电池的可靠性、以提高电池的使用寿命。
第二方面,本申请提供了一种用电装置,其包括上述任一项实施例中的电池。
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为本申请一些实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电池的结构示意图;
图4为本申请另一些实施例的电池的结构示意图;
图5为图3中所示的电池的分解结构示意图;
图6为图5中所示的电池的电芯单元的结构示意图;
图7为图6中所示的电芯单元的分解结构示意图;
图8为图5中A处的放大图;
图9为本申请一个实施例的导引槽和导引筋的装配图;
图10为本申请另一个实施例的导引槽和导引筋的装配图。
具体实施方式中的附图标号如下:
车辆10000;电池1000;马达2000;控制器3000;电芯组件100;电芯单元10;安装框11;框基体111;支撑片112;导向筋114;导向孔115;电池单体12;电芯端板200;端板结构21;内支撑件211;外支撑件212;弹性件213;支撑端板22;导向结构300;导向板31;侧板311;底板312;导向槽313;导向杆32;箱体400;第一箱本体41;第二箱本体42;支撑结构43;第一方向X;第二方向Y;第三方向Z。
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,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
但是,随着电池中的电池单体的充放电循环中正极活性物质和负极活性物质嵌入或脱出离子,电芯体系副反应堆积厚度及石墨片层剥离等导致电池单体会发生鼓胀,即正极片和负极片向外膨胀。例如以锂离子电池为例,锂离子电池每次充放电过程都会伴随锂离子的迁移,故锂离子电池每次充放电过程中,锂离子电池均会发生膨胀且产生较大的厚度变化。
其中,电池单体的膨胀对电池的性能及使用寿命有不利影响,例如,电池单体的膨胀力受力不均,会导致电池单体受力挤压,从而导致极片孔隙率降低影响电解液对极片的浸润,引起离子传输路径发生改变,带来析锂问题;或者电池单体在长期承受较大膨胀力时,还可能断裂引发电池内短路风险等等。
为了改善上述至少之一的技术问题,本申请的实施例中,通过在电池单体的大面侧设置端板结构吸收电池单体的膨胀力和位移,并向电池单体提供大面压力。具体为设置电芯组件包括至少一个电池单体,电池单体的厚度方向为第一方向;端板结构包括沿第一方向间隔设置的内支撑件和外支撑件,外支撑件位于内支撑件的远离电芯组件的一侧,端板结构还包括弹性支撑在内支撑件与外支撑件之间的弹性件,弹性件通过内支撑件向电池单体的大面施加支撑力。
在电池使用这种端板结构时,可以通过内支撑件对电池单体进行支撑,这样,在电池单体膨胀时,电池单体的膨胀力可推动内支撑件相对于外支撑件运动以压缩弹性件,从而有效地吸收电池单体的膨胀力和位移,向电池单体提供膨胀空间,同时弹性件压缩后可通过内支撑件向电池单体提供一定范围的大面压力,使电池单体循环过程每时每刻都具有较为合适且均匀的大面压力,从而有利于改善电池单体由于受力不均而产生的析锂问题,并降低电池单体变形过大或位移过大而产生的断裂风险,这样,能够提高电池的可靠性,进而提高电池的性能以及使用寿命。
在一些情况下,例如外支撑件与内支撑件之间的压缩距离较大、或者电池单体的膨胀较大导致弹性件所需的压缩距离较长、或者当电池单体的膨胀较大,且排列的电池单体较多时,多个电池单体的膨胀累计更大,推动相关电池单体的移动距离较大时,都容易导致弹性件的压缩距离较长(即弹性件需要较长,内支撑件需要移动较大距离),由于电池单体的膨胀变形方向不确定,电池单体相对于端板结构的移动容易出现偏斜,导致端板结构难以对电池单体提供均匀的大面压力。
针对上述考虑,本申请实施例公开的电池,还进一步设置导向结构,导向结构与电芯组件导向配合,在电池单体膨胀时,保证电池单体相对端板结构沿第一方向稳定移动,改善电池单体移动时相对端板结构发生偏斜,提升端板结构对电池单体的力分布改善效果,进而对电池单体提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池的性能以及使用寿命。
简言之,在对电池的性能以及使用寿命的需求日益增加的背景下,本申请实施例能够提高电池的性能以及使用寿命。
本申请实施例公开的电池可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆10000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车辆10000的结构示意图。车辆10000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10000的内部设置有电池1000,电池1000可以设置在车辆10000的底部或头部或尾部。电池1000可以用于车辆10000的供电,例如,电池1000可以作为车辆10000的操作电源。车辆10000还可以包括控制器3000和马达2000,控制器3000用来控制电池1000为马达2000供电,例如,用于车辆10000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池1000不仅可以作为车辆10000的操作电源,还可以作为车辆10000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆10000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池1000的爆炸图。电池1000包括箱体400和电芯组件100,电芯组件100容纳于箱体400内。其中,箱体400用于为电芯组件100提供容纳空间,箱体400可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体400可以包括第一箱本体41和第二箱本体42,第一箱本体41与第二箱本体42相互盖合,第一箱本体41和第二箱本体42共同限定出用于容纳电芯组件100的容纳空间。第二箱本体42可以为一端开口的空心结构,第一箱本体41可以为板状结构,第一箱本体41盖合于第二箱本体42的开口侧,以使第一箱本体41与第二箱本体42共同限定出容纳空间;第一箱本体41和第二箱本体42也可以是均为一侧开口的空心结构,第一箱本体41的开口侧盖合于第二箱本体42的开口侧。当然,第一箱本体41和第二箱本体42形成的箱体400可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池1000中,电芯组件100可以是多个,多个电芯组件100之间可串联或并联或混联,混联是指多个电芯组件100中既有串联又有并联。多个电芯组件100之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电芯组件100构成的整体容纳于箱体400内;当然,电池1000也可以是多个电芯组件100先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体400内。电池1000还可以包括其他结构,例如,该电池1000还可以包括汇流部件,用于实现多个电芯组件100之间的电连接。
请参照图3和图4。电池1000包括电芯组件100和端板结构21。并结合图5-图7所示,电芯组件100包括有多个沿第一方向X排列的电池单体12。电池单体12是指组成电池1000的最小单元。
本申请中,电池单体12可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。电池单体12可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体12一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
电池单体12包括外壳、电极组件和电解液,外壳用于容纳电极组件和电解液。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体12主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。隔离膜的材质不限,例如可以为聚丙烯或聚乙烯等。
正极极片一般可以包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层直接或间接涂覆于正极集流体上,未涂覆正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂覆正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层的材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。
负极极片一般可以包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层直接或间接涂覆于负极集流体上,未涂覆负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂覆负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层的材料可以为碳或硅等。
为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
请参照图3和图4,电池1000包括:电芯组件100、端板结构21和导向结构300。
结合图5,电芯组件100包括至少一个电池单体12,电池单体12的厚度方向为第一方向X。端板结构21包括沿第一方向X间隔设置的内支撑件211和外支撑件212,外支撑件212位于内支撑件211的远离电芯组件100的一侧,端板结构21还包括弹性支撑在内支撑件211与外支撑件212之间的弹性件213,弹性件213通过内支撑件211向电池单体12的大面施加支撑力。导向结构300与电芯组件100导向配合,以使电池单体12相对端板结构21沿第一方向X可运动。
“导向配合”包括但不限于导向筋和导向槽配合的导向方式、或者导轨组件的导向方式、导轨滑轮组件的导向方式、或者其他能够实现导向结构300与电芯组件100导向的导向配合方式。
“电池单体12的大面”指的是电池1000的外表面中面积最大的一个面,例如电池单体12为板片状,且与电池单体12的厚度方向垂直的面为电池单体12的上面积最大的面,则电池单体12的大面为电池单体12在厚度方向上的表面。
例如,电池单体12为方形电池单体,与电池单体12的厚度方向垂直的面为电池单体12上的面积最大的面,则电池单体12的厚度方向为第一方向X,电池单体12的宽度方向为第二方向Y,电池单体12的长度方向为第三方向Z。其中,值得说明的是,本申请实施例中的电池单体12可以是软包电池单体、或者也可以是硬壳电池单体,在此不做限定。
需要说明的是,电池单体12在充放电的循环过程中,电池单体12会发生膨胀,且电池单体12的膨胀通常表现在电池单体12的大面上,即在电池单体12发生膨胀时,电池单体12的大面变形幅度最大,或者说,电池单体12在第一方向X上的变形幅度最大。而电池单体12的大面朝向内支撑件211的远离外支撑件212的一侧表面设置,且弹性件213通过内支撑件211向电池单体12施加支撑力。
可以理解的是,当电池单体12发生膨胀时,自身可能产生位移,当电池单体12为多个时,某个电池单体12发生膨胀,可能推动其他电池单体12产生位移,因此,电池单体12在膨胀时容易发生电池单体12相对端板结构21移动的现象,膨胀变形以及移动的电池单体12都会向内支撑件211施加推力,推动内支撑件211移动。
由此,在电池单体12发生膨胀时,电池单体12的大面膨胀使得电池单体12可沿第一方向X推动内支撑件211相对于外支撑件212运动以压缩弹性件213,弹性件213可有效地吸收电池单体12的膨胀力和位移,进而提高电池1000的可靠性,同时,弹性件213在外支撑件212的支撑作用下,通过内支撑件211始终向电池单体12的大面施加支撑力,以向电池单体12提供较为均匀的大面压力,以满足电池单体12在循环过程中对力和空间的要求,从而提高电池单体12的可靠性和循环使用寿命,进而提高电池1000的可靠性和使用寿命。
而且,导向结构300与电芯组件100导向配合,可以保证电池单体12相对端板结构21沿第一方向X稳定移动,改善电池单体12移动时相对端板结构21发生偏斜的问题,提升端板结构21对电池单体12的力分布改善效果,进而对电池单体12提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池1000的性能以及使用寿命。
其中,弹性件213的长度、数量、形态等参数不同,使得内支撑件211的位移长度和支撑力均不同,因此,可根据电池单体12的实际膨胀力需求设计不同长度、数量、形态等参数的弹性件213。
在一些实施例中,请参照图5-图7,电芯组件100包括安装框11,电池单体12安装于安装框11,导向结构300与安装框11导向配合。其中,电芯组件100包括至少一个电芯单元10,电芯单元10包括安装框11和安装于安装框11的电池单体12。
由此,通过设置安装框11,且电池单体12安装于安装框11,以通过安装框11对电池单体12起到支撑的作用,从而增强电池单体12的结构稳定性,且在实际设计时,不需对电池单体12进行设计,只通过导向结构300与安装框11的导向配合即可实现电芯组件100与导向结构300的导向配合,易于降低设计难度。
在一些实施例中,请参照图5,导向结构300包括沿第一方向X延伸的导向板31,导向板31设于电芯组件100的外侧且与安装框11的外表面导向配合。
由此,通过在电芯组件100的外侧设置沿第一方向X延伸的导向板31,以使得安装框11的外表面与导向板31能够沿第一方向X导向配合,这样,能够在电芯组件100的外侧实现电芯组件100与导向结构300的导向配合,提高导向结构300与电芯组件100的装配效率,同时,导向板31位于电芯组件100的外侧,利于降低导向板31的设计难度,提高生产效率,且导向板31可以在一定程度上起到保护电芯组件100的作用。
在一些实施例中,请参照图7-图10,导向板31和安装框11的外表面中的一个上具有沿第一方向X延伸的导向槽313,另一个上具有与导向槽313导向配合的导向筋114。
在本实施例中,如图9所示,可以在导向板31上设置沿第一方向X延伸的导向槽313,安装框11的外表面设置导向筋114,或者如图10所示,可以在导向板31上设置导向筋114,安装框11的外表面设置沿第一方向X延伸的导向槽313。
由此,通过设置导向槽313和导向筋114,且导向槽313和导向筋114导向配合,以使得内支撑件211和外支撑件212的导向配合更加稳定,其中,导向槽313也能够起到减小导向板31和安装框11的外表面在导向配合时的相对滑移的摩擦面积,以减少导向板31和安装框11的外表面之间的摩擦,使得导向板31和安装框11的外表面的导向运动更加容易。
在一些实施例中,导向槽313的槽口朝向导向筋114的方向敞开,导向槽313形成为从槽底到槽口的方向宽度逐渐减小的缩口槽,导向筋114的形状与导向槽313的形状相适配。
由此,通过设置导引槽形成为从槽底到槽口的方向宽度逐渐减小的缩口槽,例如导向槽313可以为燕尾槽,以利用宽度较小的槽口对导引筋起到一定的限位的作用,从而增强导引筋与导引槽的配合稳定性,即增强导向板31和安装框11的配合稳定性,且宽度较小的槽口能够起到防止导引筋与导引槽脱离的作用,进而防止导向板31和安装框11脱离。
在一些实施例中,结合图5,导向板31包括侧板311和/或底板312,侧板311为两个且在第二方向Y上位于电芯组件100的两侧,底板312设于两个侧板311之间且在第三方向Z上位于电芯组件100的至少一侧,第二方向Y与第三方向Z垂直且均垂直于第一方向X。
示例性地,对于本申请任一实施例的导向板31都可以为上述的侧板311和/或底板312。
由此,通过设置侧板311位于电芯组件100的第二方向Y上,底板312位于电芯组件100的第三方向Z上,即侧板311和底板312分别位于电芯组件100的不同方向上,从而可以根据电芯组件100的实际情况,灵活获得导向板31。当导向板31同时包括侧板311和底板312时,侧板311和底板312能够在电芯组件100的不同方向上与电芯组件100导向配合,以便于增加电芯组件100的导向配合区域,以在电池单体12发生膨胀时,可以更好地保证其它电池单体12相对端板结构21沿第一方向X稳定移动,避免电池单体12移动时相对端板结构21发生偏斜,提升端板结构21对电池单体12的力分布改善效果,且能够避免侧板311和底板312干涉,以降低装配难度。
在一些实施例中,请参照图3-图5,导向结构300包括沿第一方向X延伸的导向杆32,安装框11上具有沿第一方向X贯穿的导向孔115,导向杆32穿设于导向孔115以与导向孔115导向配合。
由此,通过设置导向杆32和导向孔115,且导向杆32穿设于导向孔115,以通过导向杆32和导向孔115的连接配合实现安装框11和导向杆32的连接配合,增强安装框11和导向杆32的连接稳定性,且导向杆32与导向孔115导向配合,能够保证安装框11相对于导向杆32的滑移轨迹更加稳定,从而增强安装于安装框11的电池单体12相对于导向杆32在第一方向X上的运动稳定性。
在一些实施例中,请参照图5-图7,导向杆32为平行设置的多个且在第二方向Y或第三方向Z上间隔设置,安装框11上对应每个导向杆32均设有导向孔115,第二方向Y与第三方向Z垂直且均垂直于第一方向X。
由此,通过在第二方向Y或第三方向Z上间隔设置多个导向杆32,能够通过多个导向杆32分别与多个导向孔115对应,以增强安装框11和导向杆32的导向稳定性。
同时,多个导向杆32在第二方向Y或第三方向Z上为间隔设置,能够避免导向杆32的分布对第一方向X上的空间的占用,且多个导向杆32平行设置,即多个导向杆32的延伸方向在第一方向X上平行,这样,能够在保证导向杆32与导向孔115的导向配合的同时,避免导向杆32之间的干涉。
在一些实施例中,请参照图5-图7,安装框11在第三方向Z上的一端具有沿第二方向Y间隔设置的多个导向孔115,且请参照图3-图5,导向结构300包括与每个导向孔115分别导向配合的导向杆32。
由此,通过将导向孔115设置于安装框11在第三方向Z上的一端,能够避免导向杆32穿过导向孔115时与电池单体12干涉,且多个导向孔115均设置于安装框11的同一端,便于降低导向孔115的设计难度,并提高多个导向孔115与多个导向杆32的装配效率。
在一些实施例中,请参照图3-图5,导向结构300包括沿第一方向X延伸的侧板311,侧板311为两个且在第二方向Y上位于电芯组件100的两侧,至少一个侧板311与安装框11导向配合;和/或请参照图3-图5,导向结构300包括沿第一方向X延伸的底板312,底板312设于安装框11在第三方向Z上的远离导向孔115的一侧,底板312与安装框11导向配合。
由此,通过在电芯组件100的第二方向Y上的两侧分别设置侧板311,且至少一个侧板311与安装框11导向配合,以在电芯组件100的第二方向Y上的至少一侧实现电芯组件100与导向结构300的导向配合,以使电池单体12相对端板结构21沿第一方向X可运动。
同时,侧板311为两个且在第二方向Y上位于电芯组件100的两侧,使得侧板311的布置不会占用电芯组件100在第一方向X上的空间,从而避免侧板311与电池单体12干涉,且分别位于电芯组件100在第二方向Y上的两侧,能够在第二方向Y上对电芯组件100起到限位的作用,以使得电池单体12能够稳定地沿第一方向X相对于端板结构21运动。
和/或通过在电芯组件100的第三方向Z上远离导向孔115的一侧设置底板312,以在电芯组件100的第三方向Z上的一侧实现电芯组件100与导向结构300的导向配合,以使电池单体12相对端板结构21沿第一方向X可运动。
其中,底板312设于安装框11在第三方向Z上的一侧,使得底板312的布置不会占用电芯组件100在第一方向X上的空间,从而避免底板312与电池单体12干涉,且底板312设于安装框11在第三方向Z上的远离导向孔115的一侧,使得底板312和导向孔115能够分别在安装框11的第三方向Z上的两侧实现电芯组件100与导向结构300的导向配合,以使得电池单体12能够稳定地沿第一方向X相对于端板结构21运动,同时,能够避免导向杆32与底板312干涉,以降低装配难度。
在一些实施例中,请参照图6和图7,安装框11包括框基体111和支撑片112,支撑片112的厚度方向为第一方向X,支撑片112设于框基体111的框口区域,电池单体12的大面朝向且粘贴于支撑片112的表面,框基体111与导向结构300导向配合,支撑片112包括导热层、隔热层、以及缓冲层中的至少一个。
需要说明的是,对于上述任一实施例的安装框11都可以包括框基体111和支撑片112,且支撑片112都可以包括导热层、隔热层、以及缓冲层中的至少一个。
由此,通过设置框基体111与导向结构300导向配合,以实现电芯组件100与导向结构300的导向配合,且设置电池单体12的大面粘贴于支撑片112的表面,以增大电池单体12与支撑片112的连接面积,从而增强电池单体12与支撑片112的连接稳定性,其中,电池单体12大面朝向支撑片112的表面设置,以通过支撑片112的表面对电池单体12起到支撑的作用,且能够在电池单体12的充放电的过程中,通过支撑片112对电池单体12的大面提供较为均匀的大面支撑,以提高电池单体12的可靠性。
其中,支撑片112包括导热层、隔热层、以及缓冲层中的至少一个,使得支撑片112能够对应地实现传导热量以实现电池单体12的散热、隔热热量以阻隔相邻电池单体12之间的热传导、以及缓冲压力以减少电池单体12受到的挤压中的至少一种效果。
示例性地,“导热层”可以为吸热材料层,如相变材料、或者吸热涂层等等,以使得支撑片112能够吸收电池单体12的热量,进而实现电池单体12的散热,降低电池单体12的热失控风险。或者“导热层”也可以是散热材料层,如石墨烯、或金属、或者散热涂层等等,以使得支撑片112能够对电池单体12实现导热,进而实现电池单体12的散热,降低电池单体12的热失控风险。
示例性地,“隔热层”可以是陶瓷层、或者塑料层、或者隔热涂层等,使得支撑片112阻隔相邻电池单体12的热量传递,从而实现电池单体12的保温,降低相邻电池单体12之间的热影响。
示例性地,“缓冲层”可以是泡棉、或者缓冲垫等,以使得缓冲层对电池单体12的大面的膨胀力和位移有一定的吸收作用,且能够避免电池单体12与支撑片112刚性接触,以减少电池单体12的损坏。
在一些实施例中,如图3-图5所示,导向结构300与内支撑件211导向配合,以使内支撑件211相对外支撑件212沿第一方向X可运动。
由此,通过设置内支撑件211相对外支撑件212沿第一方向X可运动,且弹性件213弹性支撑在外支撑件212与内支撑件211之间,以在电池单体12膨胀时,电池单体12可推动内支撑件211相对于外支撑件212沿第一方向X运动以稳定压缩弹性件213,避免内支撑件211的移动偏斜问题,从而弹性件213可以有效地吸收电池单体12的膨胀力和位移,提升端板结构21对电池单体12的膨胀力的吸收效果,且能够在电池单体12充放电过程中,通过内支撑件211的运动对电池单体12提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池1000的使用寿命。
示例性地,对于本申请任一实施例的导向结构300都可以与上述内支撑件211导向配合。
在一些实施例中,导向结构300和内支撑件211的导向配合方式,与导向结构300和电芯组件100的导向配合方式相同。
由此,通过设置导向结构300和内支撑件211的导向配合方式和导向结构300和电芯组件100的导向配合方式相同,以便于统一导向配合的设置方式,利于降低设计难度、生产难度和装配难度。
在一些其它实施例中,导向结构300和内支撑件211的导向配合方式,与导向结构300和电芯组件100的导向配合方式也可以不同,从而可以实现灵活设计,满足多种设计要求。
在一些实施例中,电芯组件100在第一方向X上的两端分别设有电芯端板200,至少一个电芯端板200为端板结构21,示例性地,如图3所示,两个电芯端板200均为端板结构21,此时,两个端板结构21的外支撑件212可以通过导向结构300刚性连接;或者,示例性地,如图4所示,两个电芯端板200中的一个为端板结构21,另一个为支撑端板22,端板结构21的外支撑件212与支撑端板22通过导向结构300刚性连接。
由此,通过设置两个电芯端板200均为端板结构21,两个端板结构21的外支撑件212通过导向结构300刚性连接,使得两个外支撑件212可以相对固定,为各自的内支撑件211和弹性件213提供反作用力,以在电池单体12膨胀时,通过两个端板结构21在电芯组件100的第一方向X上的两端均能够有效地吸收电池单体12的膨胀力和位移,进而提高电池1000的可靠性。通过导向结构300刚性连接两个端板结构21的外支撑件212,无需引入其他刚性连接二者用的连接件,可以简化结构、降低成本。而且,通过两个端板结构21的外支撑件212的刚性连接,为各自的内支撑件211和弹性件213提供反作用力,从而无需依靠外界支撑结构支撑外支撑件212,为相应的内支撑件211和弹性件213提供反作用力,从而降低了对应用场合的要求,可以实现灵活安装与灵活设计。
或者,通过设置两个电芯端板200中的一个为端板结构21,另一个为支撑端板22,端板结构21的外支撑件212与支撑端板22通过导向结构300刚性连接,使得外支撑件212与支撑端板22可以相对固定,为内支撑件211和弹性件213提供反作用力,以在电池单体12膨胀时,通过端板结构21在电芯组件100的第一方向X上的一端有效地吸收电池单体12的膨胀力和位移,进而提高电池1000的可靠性,且通过支撑端板22在电芯组件100的第一方向X上的另一端对电池单体12提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池1000的使用寿命。通过导向结构300刚性连接端板结构21的外支撑件212与支撑端板22,无需引入其他刚性连接二者用的连接件,可以简化结构、降低成本。而且,通过端板结构21的外支撑件212与支撑端板22的刚性连接,为各自的内支撑件211和弹性件213提供反作用力,从而无需依靠外界支撑结构支撑外支撑件212,为相应的内支撑件211和弹性件213提供反作用力,从而降低了对应用场合的要求,可以实现灵活安装与灵活设计。
在一些实施例中,内支撑件211和外支撑件212中的至少一个为平板且平板的厚度方向为第一方向X。
由此,通过将内支撑件211构造为平板,使得内支撑件211对电池单体12的大面的支撑效果更好,且对电池单体12的大面的各个位置处的力的平均效果更好。
或者将外支撑件212构造为平板,以使得外支撑件212可以较为可靠地提供稳定地反作用力,且使得外支撑件212的结构更加简单,易于降低生产成本。
再或者将内支撑件211和外支撑件212均构造为平板,以使得内支撑件211对电池单体12的大面的支撑效果更好,使得外支撑件212可以较为可靠地提供稳定地反作用力,且使得内支撑件211和外支撑件212的结构更加简单,以降低生产成本。
当然,本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,两侧的电芯端板200也可以不具有刚性连接关系,或者,电芯组件100在第一方向X上的仅一端设有电芯端板200,此时,可以通过外界支撑结构支撑外支撑件212。例如,在一些实施例中,如图2所示,电池1000包括箱体400,箱体400包括支撑结构43,电芯组件100和端板结构21均设于箱体400内,端板结构21位于电芯组件100的靠近支撑结构43的一侧,外支撑件212支撑于支撑结构43。
由此,通过设置箱体400,以便于将电芯组件100和端板结构21均设于箱体400内,以通过箱体400对电芯组件100和端板结构21起到保护的作用,且在电芯组件100膨胀时,通过箱体400的支撑结构43对外支撑件212提供的反作用力,使得端板结构21能够有效地吸收电芯组件100的膨胀力和位移,进而提高电池1000的可靠性、以提高电池1000的使用寿命。
示例性地,支撑结构43为箱体板(如箱体侧板、或箱体底板等)或箱体梁(如箱体内横梁、或箱体内纵梁等)。由此,方便获得且结构简单。值得说明的是,外支撑件212与支撑结构43可以具有连接固定关系,也可以没有连接关系(当装入电芯组件100之后,可以在电芯组件100、内支撑件211和弹性件213的作用下,使得外支撑件212止抵于支撑结构43),从而有利于灵活设计。
这样,可将端板结构21和电芯组件100放在电池1000的箱体400内,端板结构21位于电芯组件100中各电池单体12的大面侧,箱体400的箱体梁或箱体板支撑外支撑件212,提供反作用力(电芯组件100可以只有一侧有端板结构21,另一侧直接或间接刚性支撑在箱体400上;或者,电芯组件100还可以两侧都设置端板结构21,两侧的端板结构21分别支撑在箱体400上)。这时不需要先组装成模组化的电池模组(即电芯组件100的两端的端板结构21不需要通过导向结构300刚性连接,再将电池模组装入箱体400),而是可以将电芯组件100和端板结构21等直接装入箱体400内(相当于无模组情况)。
此外,值得说明的是,当两个电芯端板200具有上述多种实施例的刚性连接关系时,也可以同时设置外支撑件212支撑于支撑结构43,这里不作赘述。
第二方面,本申请提供了一种用电装置,其包括上述任一项实施例中的电池1000。
根据本申请的一些实施例,提供了一种电池1000,包括:电芯组件100、端板结构21和导向结构300。电芯组件100包括至少一个电池单体12,电池单体12的厚度方向为第一方向X;端板结构21包括沿第一方向X间隔设置的内支撑件211和外支撑件212,外支撑件212位于内支撑件211的远离电芯组件100的一侧,端板结构21还包括弹性支撑在内支撑件211与外支撑件212之间的弹性件213,弹性件213通过内支撑件211向电池单体12的大面施加支撑力;导向结构300与电芯组件100导向配合,以使电池单体12相对端板结构21沿第一方向X可运动。
由此,其弹性件213通过内支撑件211向电池单体12的大面施加支撑力,以增强电池单体12的稳定性,且通过设置与电芯组件100导向配合的导向结构300,以使电池单体12相对端板结构21沿第一方向X可运动,这样,在电池单体12发生膨胀时,电池单体12可推动内支撑件211相对于外支撑件212运动以压缩弹性件213,从而有效地吸收电池单体12的膨胀力和位移,进而提高电池1000的可靠性。
其中,导向结构300与电芯组件100导向配合,可以保证其它电池单体12相对端板结构21沿第一方向X稳定移动,避免电池单体12移动时相对端板结构21发生偏斜,提升端板结构21对电池单体12的力分布改善效果,有利于对电池单体12提供稳定、均匀的大面压力,以提高电池1000的性能以及使用寿命。
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)
1.一种电池,其特征在于,包括:
电芯组件,包括至少一个电池单体,所述电池单体的厚度方向为第一方向;
端板结构,包括沿所述第一方向间隔设置的内支撑件和外支撑件,所述外支撑件位于所述内支撑件的远离所述电芯组件的一侧,所述端板结构还包括弹性支撑在所述内支撑件与所述外支撑件之间的弹性件,所述弹性件通过所述内支撑件向所述电池单体的大面施加支撑力;
导向结构,与所述电芯组件导向配合,以使所述电池单体相对所述端板结构沿所述第一方向可运动。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电芯组件包括安装框,所述电池单体安装于所述安装框,所述导向结构与所述安装框导向配合。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述导向结构包括沿所述第一方向延伸的导向板,所述导向板设于所述电芯组件的外侧且与所述安装框的外表面导向配合。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述导向板和所述安装框的外表面中的一个上具有沿所述第一方向延伸的导向槽,另一个上具有与所述导向槽导向配合的导向筋。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述导向槽的槽口朝向所述导向筋的方向敞开,所述导向槽形成为从槽底到槽口的方向宽度逐渐减小的缩口槽,所述导向筋的形状与所述导向槽的形状相适配。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的电池,其特征在于,所述导向板包括侧板和/或底板,所述侧板为两个且在第二方向上位于所述电芯组件的两侧,所述底板设于两个所述侧板之间且在第三方向上位于所述电芯组件的至少一侧,所述第二方向与所述第三方向垂直且均垂直于所述第一方向。
7.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述导向结构包括沿所述第一方向延伸的导向杆,所述安装框上具有沿所述第一方向贯穿的导向孔,所述导向杆穿设于所述导向孔以与所述导向孔导向配合。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述导向杆为平行设置的多个且在第二方向或第三方向上间隔设置,所述安装框上对应每个所述导向杆均设有所述导向孔,所述第二方向与所述第三方向垂直且均垂直于所述第一方向。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述安装框在所述第三方向上的一端具有沿所述第二方向间隔设置的多个所述导向孔,所述导向结构包括与每个所述导向孔分别导向配合的导向杆。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,
所述导向结构包括沿所述第一方向延伸的侧板,所述侧板为两个且在所述第二方向上位于所述电芯组件的两侧,至少一个所述侧板与所述安装框导向配合;和/或
所述导向结构包括沿所述第一方向延伸的底板,所述底板设于所述安装框在所述第三方向上的远离所述导向孔的一侧,所述底板与所述安装框导向配合。
11.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述安装框包括框基体和支撑片,所述支撑片的厚度方向为第一方向,所述支撑片设于所述框基体的框口区域,所述电池单体的大面朝向且粘贴于所述支撑片的表面,所述框基体与所述导向结构导向配合,所述支撑片包括导热层、隔热层、以及缓冲层中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述导向结构与所述内支撑件导向配合,以使所述内支撑件相对所述外支撑件沿所述第一方向可运动。
13.根据权利要求12所述的电池,其特征在于,所述导向结构和所述内支撑件的导向配合方式,与所述导向结构和所述电芯组件的导向配合方式相同。
14.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电芯组件在所述第一方向上的两端分别设有电芯端板,至少一个所述电芯端板为所述端板结构,其中,两个所述电芯端板均为所述端板结构,两个所述端板结构的所述外支撑件通过所述导向结构刚性连接;或者,两个所述电芯端板中的一个为所述端板结构,另一个为支撑端板,所述端板结构的所述外支撑件与所述支撑端板通过所述导向结构刚性连接。
15.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,包括箱体,所述箱体包括支撑结构,所述支撑结构为箱体板或箱体梁,所述电芯组件和所述端板结构均设于所述箱体内,所述端板结构位于所述电芯组件的靠近所述支撑结构的一侧,所述外支撑件支撑于所述支撑结构。
16.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述内支撑件和所述外支撑件中的至少一个为平板且所述平板的厚度方向为所述第一方向。
17.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-16中任一项所述的电池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321963136.3U CN221057561U (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 电池和用电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321963136.3U CN221057561U (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 电池和用电装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN221057561U true CN221057561U (zh) | 2024-05-31 |
Family
ID=91225175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202321963136.3U Active CN221057561U (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 电池和用电装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN221057561U (zh) |
-
2023
- 2023-07-24 CN CN202321963136.3U patent/CN221057561U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN217788555U (zh) | 热管理部件、电池及用电装置 | |
CN217562707U (zh) | 电池单体、电池及用电设备 | |
WO2019021778A1 (ja) | 電池モジュール及びこれを装備する車両 | |
JP7491939B2 (ja) | 電池、電気機器、電池の製造方法及び装置 | |
CN219350464U (zh) | 热管理部件、热管理系统、电池及用电装置 | |
CN221057561U (zh) | 电池和用电装置 | |
CN217719740U (zh) | 电池及用电装置 | |
CN221057607U (zh) | 用于电池的端板结构、电池和用电装置 | |
CN220895685U (zh) | 电池和用电装置 | |
CN219350408U (zh) | 热管理部件、热管理系统、电池及用电装置 | |
CN221304891U (zh) | 边梁组件、电池箱体的边框、电池箱体、电池和用电装置 | |
CN220984751U (zh) | 电池和用电装置 | |
CN221861760U (zh) | 电池装置和用电装置 | |
CN221427876U (zh) | 电池和用电设备 | |
CN221427955U (zh) | 电池及用电装置 | |
CN220895667U (zh) | 电池和用电设备 | |
CN219979666U (zh) | 电池和用电装置 | |
CN216054859U (zh) | 电池单体、电池、用电设备和电池单体的制造装置 | |
CN219959213U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN221747379U (zh) | 电池箱体、电池及用电装置 | |
CN221262551U (zh) | 电池模块、电池及用电装置 | |
CN221262557U (zh) | 电池模块、电池及用电装置 | |
CN221262525U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN221327759U (zh) | 电极组件、电池单体、电池和用电设备 | |
CN221125985U (zh) | 极片、电芯组件、电池单体、电池及用电设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |