CN221827986U - 电池单体、电池装置以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池单体、电池装置以及用电装置，电池单体包括外壳、电极组件和相变件，外壳包括第一壁和第二壁，第二壁与第一壁相邻，第一壁具有第一腔体，第二壁用于对电池单体散热；电极组件设于外壳内，第一壁与电极组件相对设置。相变件设于第一腔体内，相变件配置为能够由液态转换为汽态并吸收能量，且能够由汽态转换为液态并释放能量。本申请提供的电池单体，有利于及时对电池单体进行散热，提高电池单体的散热效率，进而提高电池单体的可靠性能。

Description

电池单体、电池装置以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池装置以及用电装置。

背景技术

电池广泛应用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。

在电池单体技术的发展中，除了提高电池单体的使用性能外，电池单体的可靠性能也是一个需要考虑的问题。因此，如何提高电池单体的可靠性能，是电池单体技术中一个持续改进的问题。

实用新型内容

本申请提供一种电池单体、电池装置以及用电装置，以提高电池单体的可靠性能。

本申请是通过下述技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供的电池单体包括外壳、电极组件和相变件，外壳包括第一壁和第二壁，第二壁与第一壁相邻，第一壁具有第一腔体；电极组件设于外壳内，第一壁与电极组件相对设置，第二壁用于对电池单体散热；相变件设于第一腔体内，相变件配置为能够由液态转换为汽态并吸收能量，且能够由汽态转换为液态并释放能量。

本申请实施例提供的电池单体，通过设置第一壁具有腔体，并在第一腔体内设置相变件，在电池单体温度升高后，相变件由液态转换为汽态，并吸收电池单体的能量，汽态的相变件与第二壁进行热交换，并将热量传递给第二壁，相变件转为液态，如此反复，通过相变件在液态与汽态之间的反复转换将热量由电池单体的其它部位快速传递至第二壁，以便于通过第二壁将电池单体的热量散发到电池单体的外部，有利于及时对电池单体进行散热，提高电池单体的散热效率，进而提高电池单体的可靠性能。

根据本申请的一些实施例，第二壁具有第二腔体，第二腔体与第一腔体连通。

在上述方案中，通过设置第二壁具有第二腔体，并设置第二腔体与第一腔体连通，便于汽态的相变件流动至第二腔体内，并与第二壁进行热交换，有利于提高汽态的相变件与第二壁的热交换速率，进一步有利于提高电池单体温度降低的速率，进一步提高电池单体的可靠性能。

根据本申请的一些实施例，20℃≤T≤25℃。

在上述方案中，设置20℃≤T≤25℃，便于在电池单体温度升高时，及时通过液态的相变件转换为汽态的汽化过程中将电池单体的热量传递给第二壁，进而散发到电池单体的外部，有利于提高电池单体温度降低的及时性。

根据本申请的一些实施例，相变件包括制冷剂。

在上述方案中，设置相变件的材料包括四氟乙烷，有利于提高电池单体的热量转移到第二壁的速率，进一步有利于提高电池单体温度降低的速率。另，制冷剂的价格较为低廉，且较为容易获取，有利于降低电池单体的生产成本。

根据本申请的一些实施例，电极组件在第一壁的正投影位于第一腔体内。

在上述方案中，电极组件在循环工作中产生的热量可以更加快速、及时地与第一腔体内的相变件进行热交换，有利于进一步相变件与电极组件的热交换速率，进一步提高电池单体温度降低的速率。

根据本申请的一些实施例，电极组件包括电极本体和极耳，极耳由电极本体沿第一方向的端部引出，电极本体包括沿第二方向相对的两个第一表面和沿第三方向相对的两个第二表面，第一表面连接两个第二表面，第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直，第一表面的面积大于第二表面的面积，至少一个第一表面与第一壁相对设置。

在上述方案中，第一表面的面积大于第二表面的面积，且至少一个第一壁与第一表面相对设置，如此，便于通过第一表面将热量传递至第一壁，进而传递给相变件，有利于进一步提高电极组件与相变件的热交换速率，进而提高电极组件温度降低的速率。

根据本申请的一些实施例，至少一个第二表面与第一壁相对设置。

在上述方案中，设置至少一个第二表面与第一壁相对设置，有利于进一步提高电极组件与相变件的热交换速率，进一步有利于提高电池单体温度降低的速率。

根据本申请的一些实施例，电池单体还包括电极端子，电极端子设于第二壁。

在上述方案中，电极端子产生的热量可以直接传递到第二壁，有利于降低电极端子的传热路径，进一步有利于提高电池单体温度降低的速率。

根据本申请的一些实施例，外壳还包括第三壁，第三壁与第二壁相对设置。电池单体还包括电极端子，电极端子设于第三壁。

在上述方案中，第二壁与电池装置内部的水冷板等热交换件具有更高的换热面积，有利于进一步提高电池单体温度降低的速率。且热交换件可以位于电池单体的下方，并对电池单体起到一定的承载作用。

第二方面，本申请实施例提供的电池装置包括热交换件以及上述任一实施例提供的电池单体，热交换件设于电池单体的第二壁的一侧。

本申请实施例提供的电池装置，由于采用了上述任一实施例提供的电池单体，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

根据本申请的一些实施例，电池装置还包括箱体，热交换件和电池单体设于箱体内。

在上述方案中，箱体可以对热交换件提供一定的防护作用，降低外部的冲击等载荷作用于热交换件而造成热交换件损坏的风险，且热交换件位于箱体内部，热交换件与电池单体的第二壁之间的传热路径较少，有利于提高热交换件与电池单体的热交换速率。

根据本申请的一些实施例，电池装置还包括箱体，电池单体设于箱体内，热交换件设于箱体的外部。

在上述方案中，热交换件设于箱体的外部，则在热交换件损坏的情况下，可以在箱体的外部对热交换件进行更换或者维修等操作，便于热交换件的维修。

根据本申请的一些实施例，电池装置还包括导热胶，导热胶设于热交换件与第二壁之间。

在上述方案中，导热胶可以对电池单体的第二壁和热交换件起到一定的限位作用，以使电池单体的热量能够传递给热交换件，且导热胶具有良好的导热性能，有利于提高电池单体与热交换件之间热交换的速率。

第三方面，本申请实施例提供的用电装置包括上述任一实施例提供的电池单体或者电池装置，电池装置用于提供电能。

本申请实施例提供的用电装置，由于采用了上述任一实施例提供的电池单体或者电池装置，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电池装置中电池模块的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电池单体的爆炸结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电池单体中第一壁的剖视结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电池单体中外壳的剖视结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种电池装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种电池装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的又一种电池装置的结构示意图。

在附图中，附图未必按照比例进行绘制。

附图标记说明：

1-车辆；

10-电池装置；111-第一子箱体；112-第二子箱体；11-箱体；1a-马达；1b-控制器；

20-电池模块；

30-电池单体；31-外壳；311-壳体；312-端盖；313-第一壁；313a-第一腔体；314-第二壁；314a-第二腔体；315-第三壁；32-电极组件；321-电极本体；321a-第一表面；321b-第二表面；322-极耳；33-电极端子；

40-相变件；

50-热交换件；

60-导热胶；

X-第一方向；Y-第二方向；Z-第三方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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，不是旨在于限定本申请；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。

在本申请的描述中，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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。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：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）。

本申请的实施例所提到的电池装置（Battery Apparatus）可包括一个或多个电池单体组件，用于提供电压和容量。电池单体组件（Battery Cell Assembly）可包括多个电池单体，多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联连接。

在一些实施例中，电池单体组件（Battery Cell Assembly）通常由多个电池单体排列形成；作为示例，电池单体组件可以为电池模组（Battery Module），电池模组由多个电池单体排列并固定形成一个独立模块。作为示例，电池模组可以通过扎带捆绑多个电池单体形成。

在一些实施例中，电池装置可以为电池包（battery Pack），电池包包括箱体和一个或多个电池单体组件，电池单体组件容纳于箱体中。

作为示例，电池单体组件可以为电池模组，电池单体组件可通过将电池模组固定于箱体中的方式容纳于箱体中。

作为示例，电池单体组件也可通过将多个电池单体直接固定于箱体的方式容纳于箱体中。

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。

在一些实施例中，电池装置可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。

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。

电池单体可以但不限于为锂离子电池、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。

电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔膜。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。隔膜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，正极可以为正极片，正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，可以采用表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、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单体正极活性材料的传统材料。

在一些实施例中，负极可以为负极片，负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，可以采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、炭精电极、碳、镍或钛等。

在一些实施例中，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。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。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单体的负极活性材料的传统材料。这些负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。

在一些实施方式中，隔膜为隔离膜。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。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。隔膜可以是单独的一个部件位于正负极之间，也可以附着在正负极的表面。

在一些实施方式中，隔膜为固态电解质。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，电极组件为卷绕结构。正极片、负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。

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。

在一些实施方式中，外壳包括端盖和壳体，壳体设有开口，端盖封闭开口以形成用于容纳电极组件和电解质等物质的密闭空间。壳体可设有一个或多个开口。端盖也可设置一个或者多个。

在一些实施方式中，外壳上设置有至少一个电极端子，电极端子与电极组件的极耳电连接。电极端子可以与极耳直接连接，也可以通过集流件与极耳间接连接。电极端子可以设置于端盖上，也可以设置在壳体上。

在一些实施方式中，外壳上设置有防爆阀。防爆阀用于泄放电池单体的内部压力。

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，本申请实施例没有特别的限制。

电池单体在循环工作的过程中会持续产生热量，需要对电池单体进行及时的散热。相关技术中，通常通过热交换件与电池单体的外壳的第二壁配合，以通过第二壁对电池单体进行散热。然而，电池单体的其它部位的热量在传递到第二壁的过程中，需要经过较远的路径，尤其是在快速充电的过程中，电池单体的产热速率较高，电池单体内部的热量如不能及时传递到第二壁，并经由第二壁散发出去，会造成电池单体温度过高的问题，如此，严重影响电池单体的可靠性能。

有鉴于此，本申请提供的电池单体包括外壳、电极组件和相变件，外壳包括第一壁和第二壁，第二壁与第一壁相邻，第一壁具有第一腔体电极组件设于外壳内，第一壁与电极组件相对设置，第二壁用于对电池单体散热。相变件设于第一腔体，相变件配置为能够由液态转换为汽态并吸收能量，且能够由汽态转换为液态并释放能量。

本申请实施例提供的电池单体，通过设置第一壁具有腔体，并在第一腔体内设置相变件，在电池单体温度升高后，相变件由液态转换为汽态，并吸收电池单体的能量，汽态的相变件与第二壁进行热交换，并将热量传递给第二壁，相变件转为液态，如此反复，通过相变件在液态与汽态之间的反复转换将热量由电池单体的其它部位快速传递至第二壁，以便于通过第二壁将电池单体的热量散发到电池单体的外部，有利于及时对电池单体进行散热，提高电池单体的散热效率，进而提高电池单体的可靠性能。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、包括电池单体的电池装置以及使用电池装置的用电装置。

本申请实施例公开的电池装置可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池装置组成该用电装置的电源系统。

本申请实施例提供一种使用电池装置作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、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为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的车辆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的内部设置有电池装置10，电池装置10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池装置10可以用于车辆1的供电，例如，电池装置10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。

车辆1还可以包括控制器1b和马达1a，控制器1b用来控制电池装置10为马达1a供电，例如，用于车辆1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，电池装置10不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

请参照图2和图3，图2为本申请实施例提供的电池装置10的结构示意图，图3为本申请实施例提供的电池装置10中电池模块20的结构示意图。电池装置10包括箱体11和电池单体30，电池单体30容纳于箱体11内。其中，箱体11用于为电池单体30提供容纳空间，箱体11可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体11可以包括第一子箱体111和第二子箱体112，第一子箱体111与第二子箱体112相互盖合，第一子箱体111和第二子箱体112共同限定出用于容纳电池单体30的容纳空间。第二子箱体112可以为一端开口的空心结构，第一子箱体111可以为板状结构，第一子箱体111盖合于第二子箱体112的开口侧，以使第一子箱体111与第二子箱体112共同限定出容纳空间；第一子箱体111和第二子箱体112也可以是均为一侧开口的空心结构，第一子箱体111的开口侧盖合于第二子箱体112的开口侧。

在电池装置10中，电池单体30可以是多个，多个电池单体30之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体30中既有串联又有并联。多个电池单体30之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体30构成的整体容纳于箱体11内；当然，电池装置10也可以是多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模块20形式，多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体11内。电池装置10还可以包括其他结构，例如，该电池装置10还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体30之间的电连接。

其中，电池单体30可以为二次电池或一次电池；电池单体30还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。

请参照图4，图4为本申请实施例提供的电池单体30的爆炸结构示意图。如图4所示，电池单体30包括外壳31、电极组件32及电极端子33。外壳31包括壳体311和端盖312，壳体311具有开口，端盖312封闭开口，以将电池单体30的内部环境与外部环境隔绝。

壳体311是用于配合端盖312以形成电池单体30的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件32、电解液以及其他部件。壳体311和端盖312可以是独立的部件。壳体311可以是多种形状和多种尺寸的。具体地，壳体311的形状可以根据电极组件32的具体形状和尺寸大小来确定。壳体311的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。

端盖312是指盖合于壳体311的开口处以将电池单体30的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖312的形状可以与壳体311的形状相适应以配合壳体311。可选地，端盖312可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖312在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体30能够具备更高的结构强度，可靠性也可以有所提高。端盖312上可以设置有如电极端子33等的功能性部件。电极端子33可以用于与电极组件32电连接，以用于输出或输入电池单体30的电能。端盖312的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖312的内侧还可以设置有绝缘结构，绝缘结构可以用于隔离壳体311内的电连接部件与端盖312，以降低短路的风险。示例性的，绝缘结构可以是塑料、橡胶等。

电极组件32是电池单体30中发生电化学反应的部件。壳体311内可以包含一个或更多个电极组件32。电极组件32主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔离膜，隔离膜用于分隔正极极片和负极极片，以避免正极极片和负极极片内接短路。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件32的电极本体321，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳322。正极极耳和负极极耳可以共同位于电极本体321的一端或是分别位于电极本体321的两端。在电池单体30的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳322连接电极端子33以形成电流回路。

第一方面，如图4和图6所示，本申请提供的电池单体30包括外壳31、电极组件32和相变件40，外壳31包括第一壁313和第二壁314，第二壁314与第一壁313相邻，第一壁313具有第一腔体313a，第二壁314用于对电池单体30散热。电极组件32设于外壳31内，第一壁313与电极组件32相对设置。相变件40设于第一腔体313a内，相变件40配置为能够由液态转换为汽态并吸收能量，且能够由汽态转换为液态并释放能量。

外壳31包括第一壁313和第二壁314，可选地，第二壁314可以是端盖312的至少部分，第一壁313可以是壳体311的至少部分。或者，第二壁314可以为壳体311的一部分，第一壁313可以包括端盖312和壳体311的其它部分中的至少一者。第二壁314与第一壁313相邻，则第二壁314可以与第一壁313相交。

外壳31可以包括一个或者两个第二壁314，同理，外壳31也可以包括一个或者多个第一壁313。再外壳31包括多个第一壁313的实施方式中，多个第一壁313可以相邻或者相对。

第二壁314可以是电池单体30进行散热的一个壁，其可以与电池单体30外部的水冷板等热交换件50相邻，以通过第二壁314对电池单体30散热。

电极端子33设于外壳31内，第一壁313与电极组件32相对设置，第一壁313与电极组件32可以间隔设置，并在二者之间设置绝缘件，以实现第一壁313与电极组件32的绝缘。

第一壁313可以与电极组件32的表面积较大的一面相对，或者，第一壁313可以与电极组件32的表面积较小的一面相对，或者，设置部分第一壁313与电极组件32的表面积较大的一面相对，另一部分第一壁313与电极组件32的表面积较小的一面相对。

电极组件32与第一壁313相对设置，则电极组件32在循环工作的过程中产生热量可以传递给第一壁313。

第一壁313具有第一腔体313a，第一腔体313a可以密封设置，第一腔体313a可以与第二壁314相邻，或者第一腔体313a可以与第二壁314间隔设置。电极组件32在第一壁313的正投影可以位于第一腔体313a内，或者，电极组件32在第一壁313的正投影覆盖第一腔体313a设置。

相变件40设于第一腔体313a内，相变件40可以充满第一腔体313a，或者，相变件40可以占用第一腔体313a的一部分。

相变件40能够在液态和汽态之间反复转换。则相变件40在电池单体30不工作的情况下，或者在电池单体30工作温度不高的情况下可以是汽态，而随着电池单体30循环工作的进行，电极组件32内部产生较多的热量，并传递给第一壁313，进而传递给相变件40，相变件40在受热的情况下可以由液态转换为汽态，并吸收热量，以降低第一壁313的温度，电极组件32产生的热量可以持续传递给第一壁313。

相变件40由液态转换为汽态后会在第一腔体313a内流动，汽态的相变件40在流动至与第二壁314相邻的位置后，会与第二壁314进行热交换，将热量传递至第二壁314，汽态的相变件40释放能量，转换为液态，液态的相变件40可以在重力的作用下回流至第一腔体313a远离第二壁314的一侧，并继续与电极组件32进行热交换。如此，相变件40在液态与汽态之间反复转换，持续将电池单体30远离第二壁314的部位的热量传递至第二壁314，有利于提高电池单体30内部热量传递至第二壁314的速率，进而提高电池单体30温度降低的速率。

为了实现相变件40在电池单体30温度较高的情况下，能够由液态转换为汽态，可以根据电池单体30的工作温度，合理设置相变件40的沸点，以在电池单体30温度大于相变件40的沸点时，相变件40能够及时转换为汽态，并吸收热量。

本申请实施例提供的电池单体30，通过设置第一壁313具有腔体，并在第一腔体313a内设置相变件40，在电池单体30温度升高后，相变件40由液态转换为汽态，并吸收电池单体30的能量，汽态的相变件40与第二壁314进行热交换，并将热量传递给第二壁314，相变件40转为液态，如此反复，通过相变件40在液态与汽态之间的反复转换将热量由电池单体30的其它部位快速传递至第二壁314，以便于通过第二壁314将电池单体30的热量散发到电池单体30的外部，有利于及时对电池单体30进行散热，提高电池单体30的散热效率，进而提高电池单体30的可靠性能。

在一些实施例中，如图6所示，第二壁314具有第二腔体314a，第二腔体314a与第一腔体313a连通。

外壳31可以具有多个第一壁313，第二腔体314a可以与多个第一壁313的部分第一腔体313a连通，或者，第二腔体314a与所有第二壁314的第一腔体313a均连通。

设置第二腔体314a与第一腔体313a连通，液态的相变件40在吸收热量并转换为汽态后，可以由第一腔体313a流动至第二腔体314a，并在第二腔体314a内与第二壁314进行热交换，将热量传递给第二壁314，汽态的相变件40转换为液态，并回流至第一腔体313a内，如此反复进行。

通过设置第二壁314具有第二腔体314a，并设置第二腔体314a与第一腔体313a连通，便于汽态的相变件40流动至第二腔体314a内，并与第二壁314进行热交换，有利于提高汽态的相变件40与第二壁314的热交换速率，进一步有利于提高电池单体30温度降低的速率，进一步提高电池单体30的可靠性能。

在一些实施例中，相变件40的沸点T满足：20℃≤T≤25℃。

可选地，T可以为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或者25℃等。

T可以是相变件40在电池单体30内部的沸点，电池单体30内部的气压通常高于大气压，因此，相变件40在标准大气压下的沸点可以不满足上述关系式。在不同的气压下，相变件40的沸点不尽相同，可以根据第一腔体313a的压力的大小，合理设置相变件40的沸点，以在电池单体30的温度达到T时，电池单体30内的液态的相变件40能够及时吸收电池单体30的热量，并转换为汽态。

发明人经过系统的分析和长期的实践发现，设置20℃≤T≤25℃，便于在电池单体30温度升高时，及时通过液态的相变件40转换为汽态的汽化过程中将电池单体30的热量传递给第二壁314，进而散发到电池单体30的外部，有利于提高电池单体30温度降低的及时性。

在一些实施例中，相变件40的包括制冷剂。

可选地，相变件40可以是冷媒R-134a等，冷媒R-134a等多种制冷剂的主要成分是四氟乙烷。

四氟乙烷在电池单体30内具有合适的沸点，在电池单体30的温度达到四氟乙烷的沸点时，液态的四氟乙烷可以吸收更多的热量，并转换为汽态，而汽态的四氟乙烷在与第二壁314进行热交换的过程中，也可以释放较多的热量。另，四氟乙烷价格较低，较为容易获得，且四氟乙烷较为环保，有利于降低电池单体30的生产成本。

因此，设置相变件40的材料包括制冷剂，有利于提高电池单体30的热量转移到第二壁314的速率，进一步有利于提高电池单体30温度降低的速率。另，制冷剂的价格较为低廉，且较为容易获取，有利于降低电池单体30的制造成本。

在一些实施例中，电极组件32在第一壁313的正投影位于第一腔体313a内。

外壳31可以具有多个第一壁313，电极组件32可以是在多个第一壁313中至少一个第一壁313的正投影位于第一腔体313a内。

电极组件32在第一壁313的正投影位于第一腔体313a内，换言之，至少一个第一腔体313a覆盖电极组件32设置。如此，电极组件32在循环工作中产生的热量可以更加快速、及时地与第一腔体313a内的相变件40进行热交换，有利于进一步相变件40与电极组件32的热交换速率，进一步提高电池单体30温度降低的速率。

在一些实施例中，如图4所示，电极组件32包括电极本体321和极耳322，极耳322由电极本体321沿第一方向X的端部引出，电极本体321包括沿第二方向Y相对的两个第一表面321a和沿第三方向Z相对的两个第二表面321b，第一表面321a连接两个第二表面321b，第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z两两垂直，第一表面321a的面积大于第二表面321b的面积，至少一个第一表面321a与第一壁313相对设置。

电极组件32具有两个第一表面321a，可以设置一个第一表面321a与第一壁313相对设置，或者，设置两个第一表面321a均与第一壁313相对设置。

第一表面321a与第一壁313相对设置，则二者可以进行热传递。

可选地，第二表面321b可以与第一壁313相对设置，或者，第二表面321b可以没有于第一壁313相对设置，可以根据实际需要进行选取。

第一表面321a的面积大于第二表面321b的面积，可选地，第二表面321b可以呈平直状，或者，第二表面321b可以呈弯曲状。

由于第一表面321a的面积大于第二表面321b的面积，且至少一个第一壁313与第一表面321a相对设置，如此，便于通过第一表面321a将热量传递至第一壁313，进而传递给相变件40，有利于进一步提高电极组件32与相变件40的热交换速率，进而提高电极组件32温度降低的速率。

在一些实施例中，至少一个第二表面321b与第一壁313相对设置。

可选地，可以设置一个第二表面321b与第一壁313相对设置，或者，设置两个第二表面321b均与第一壁313相对设置。

第二表面321b与第一壁313相对设置，则电极组件32可以通过第二表面321b与第一壁313进行热交换，进而通过第一壁313内的相变件40吸收电极组件32的热量。

因此，设置至少一个第二表面321b与第一壁313相对设置，有利于进一步提高电极组件32与相变件40的热交换速率，进一步有利于提高电池单体30温度降低的速率。

在一些实施例中，如图7所示，电池单体30还包括电极端子33，电极端子33设于第二壁314。

在电池单体30循环工作的过程中，会有较大的电流流过电极端子33，因此，电极端子33也会产生较大的热量，由于将电极端子33设于第二壁314，则电极端子33产生的热量可以直接传递到第二壁314，有利于降低电极端子33的传热路径，进一步有利于提高电池单体30温度降低的速率。

在一些实施例中，如图8所示，外壳31还包括第三壁315，第三壁315与第二壁314相对设置。电池单体30还包括电极端子33，电极端子33设于第三壁315。

由于电极端子33设于第三壁315，第二壁314的表面可以更加平滑，第二壁314与电池装置10内部的水冷板等热交换件50具有更高的换热面积，有利于进一步提高电池单体30温度降低的速率。且热交换件50可以位于电池单体30的下方，并对电池单体30起到一定的承载作用。

第二方面，本申请实施例提供的电池装置10包括热交换件50以及上述任一实施例提供的电池单体30，热交换件50设于电池单体30的第二壁314的一侧。

热交换件50可以是液冷板，液冷板内部可以具有流道，通过流体在液冷板内部的流动，并与第二壁314进行热交换，以达到对电池单体30降温的目的。

热交换件50设于第二壁314的一侧，热交换件50可以与第二壁314直接相贴，或者，热交换件50可以与第二壁314通过中间导热结构相互传热。

本申请实施例提供的电池装置10，由于采用了上述任一实施例提供的电池单体30，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

在一些实施例中，电池装置10还包括箱体11，热交换件50和电池单体30设于箱体11内。

热交换件50与电池单体30设于箱体11内部，则箱体11可以对热交换件50提供一定的防护作用，降低外部的冲击等载荷作用于热交换件50而造成热交换件50损坏的风险，且热交换件50位于箱体11内部，热交换件50与电池单体30的第二壁314之间的传热路径较少，有利于提高热交换件50与电池单体30的热交换速率。

在一些实施例中，如图9所示，电池装置10还包括箱体11，电池单体30设于箱体11内，热交换件50设于箱体11的外部。

热交换件50设于箱体11的外部，则在热交换件50损坏的情况下，可以在箱体11的外部对热交换件50进行更换或者维修等操作，便于热交换件50的维修。

在一些实施例中，如图7.图8和图9所示，电池装置10还包括导热胶60，导热胶60设于热交换件50与第二壁314之间。

导热胶60设于第二壁314与热交换件50之间，导热胶60可以粘接连接第二壁314与热交换件50，或者，导热件粘接连接第二壁314与箱体11，并通过箱体11与热交换件50进行热交换。

通过导热胶60可以对电池单体30的第二壁314和热交换件50起到一定的限位作用，以使电池单体30的热量能够传递给热交换件50，且导热胶60具有良好的导热性能，有利于提高电池单体30与热交换件50之间热交换的速率。

第三方面，本申请实施例提供的用电装置包括上述任一实施例提供的电池单体30或者电池装置10，电池装置10用于提供电能。

本申请实施例提供的用电装置，由于采用了上述任一实施例提供的电池装置10，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

在一些实施例中，如图4至图9所示，本申请实施例提供的电池装置10包括外壳31、电极组件32和相变件40，外壳31包括第一壁313和第二壁314，第二壁314与第一壁313相邻，第一壁313具有第一腔体313a，第二壁314用于对电池单体30散热。电极组件32，设于外壳31内，第一壁313与电极组件32相对设置，相变件40设于第一腔体313a内，相变件40配置为能够由液态转换为汽态并吸收能量，且能够由汽态转换为液态并释放能量。第二壁314具有第二腔体314a，第二腔体314a与第一腔体313a连通。相变件40的沸点T满足：20℃≤T≤25℃，相变件40的包括冷媒R-134a。电极组件32在第一壁313的正投影位于第一腔体313a内。电极组件32包括电极本体321和极耳322，极耳322由电极本体321沿第一方向X的端部引出，电极本体321包括沿第二方向Y相对的两个第一表面321a和沿第三方向Z相对的两个第二表面321b，第一表面321a连接两个第二表面321b，第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z两两垂直，第一表面321a的面积大于第二表面321b的面积，至少一个第一表面321a与第一壁313相对设置。至少一个第二表面321b与第一壁313相对设置。

本申请实施例提供的电池单体30，通过设置第一壁313具有腔体，并在第一腔体313a内设置相变件40，在电池单体30温度升高后，相变件40由液态转换为汽态，并吸收电池单体30的能量，汽态的相变件40与第二壁314进行热交换，并将热量传递给第二壁314，相变件40转为液态，如此反复，通过相变件40在液态与汽态之间的反复转换将热量由电池单体30的其它部位快速传递至第二壁314，以便于通过第二壁314将电池单体30的热量散发到电池单体30的外部，有利于及时对电池单体30进行散热，提高电池单体30的散热效率，进而提高电池单体30的可靠性能。

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 (14)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，包括第一壁和第二壁，所述第二壁与所述第一壁相邻，所述第一壁具有第一腔体，所述第二壁用于对所述电池单体散热；

电极组件，设于所述外壳内，所述第一壁与所述电极组件相对设置；

相变件，设于所述第一腔体内，所述相变件配置为能够由液态转换为汽态并吸收能量，且能够由汽态转换为液态并释放能量。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二壁具有第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体连通。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述相变件的沸点T满足：20℃≤T≤25℃。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述相变件包括制冷剂。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件在所述第一壁的正投影位于所述第一腔体内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括电极本体和极耳，所述极耳由所述电极本体沿第一方向的端部引出，所述电极本体包括沿第二方向相对的两个第一表面和沿第三方向相对的两个第二表面，所述第一表面连接两个所述第二表面，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两垂直，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积，至少一个所述第一表面与所述第一壁相对设置。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，至少一个所述第二表面与所述第一壁相对设置。

8.根据权利要求1至5任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括电极端子，所述电极端子设于所述第二壁。

9.根据权利要求1至5任一项所述的电池单体，其特征在于，所述外壳还包括第三壁，所述第三壁与所述第二壁相对设置；

所述电池单体还包括电极端子，所述电极端子设于所述第三壁。

10.一种电池装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的电池单体；

热交换件，设于所述电池单体的所述第二壁的一侧。

11.根据权利要求10所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括箱体，所述热交换件和所述电池单体设于所述箱体内。

12.根据权利要求10所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括箱体，所述电池单体设于所述箱体内，所述热交换件设于所述箱体的外部。

13.根据权利要求10至12任一项所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括导热胶，所述导热胶设于所述热交换件与所述第二壁之间。

14.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电池单体，或如权利要求10至13任一项所述的电池装置，所述电池装置用于提供电能。