WO2023245844A1 - 电池及用电装置 - Google Patents

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WO2023245844A1
WO2023245844A1 PCT/CN2022/113048 CN2022113048W WO2023245844A1 WO 2023245844 A1 WO2023245844 A1 WO 2023245844A1 CN 2022113048 W CN2022113048 W CN 2022113048W WO 2023245844 A1 WO2023245844 A1 WO 2023245844A1
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battery
component
insulating medium
power output
signal transmission
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李星
牛少军
李振华
徐良帆
金海族
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宁德时代新能源科技股份有限公司
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present application relates to the field of battery technology, and in particular to a battery and an electrical device.
  • Electric vehicles have become an important part of the sustainable development of the automobile industry due to their advantages in energy conservation and environmental protection.
  • battery technology is an important factor related to their development.
  • the present application provides a battery and an electrical device that can prevent failure problems caused by high voltage when a battery cell is thermally runaway, so that the battery and the electrical device have better safety performance.
  • this application provides a battery, including:
  • the battery pack is located in the accommodation cavity
  • the conductive component is provided in the accommodation cavity, and the conductive component includes at least one of a bus component, a signal transmission component and a power output component of the battery pack;
  • At least part of the exterior of at least one of the bus component, the signal transmission component and the power output component is wrapped with an insulating medium, and the melting point of the insulating medium is in a range of greater than 200 degrees Celsius (°C) and less than or equal to 1300 degrees Celsius (°C).
  • At least one of the bus component, the signal transmission component and the power output component is at least partially wrapped with an insulating medium, and the melting point of the insulating medium is in the range of greater than 200°C and less than or equal to 1300°C, and the melting point is within this range
  • the insulating medium inside will not melt in the event of thermal runaway.
  • the conductive component includes a bus component, a signal transmission component and a power output component, and the voltages on the bus component and the signal transmission component are both smaller than the voltage on the power output component;
  • the exterior of at least one of the power output component, the signal transmission component and the bus component is entirely wrapped with an insulating medium.
  • the signal transmission component and the bus component is all wrapped with an insulating medium. Therefore, even if the insulation layer outside the power output component and/or the signal transmission component melts, there is still an insulating medium protecting the exposed bare battery core to prevent the conductive medium from overlapping between the power output component and the bare battery core of the signal transmission component. , and/or overlap the bare cells and bus components of the power output component to cause high-voltage ignition, so that the battery has better safety performance.
  • the exteriors of the power output component, the signal transmission component, and the bus component are all wrapped with insulating media.
  • the battery pack includes several battery cells arranged along a preset direction;
  • Each battery cell has an outer end face with a pole; an insulating medium is laid on the outer end face of each battery cell.
  • the outer end faces of any two adjacent battery cells can be electrically isolated by the insulating medium, thereby preventing the outer end faces of the battery cells from being separated from each other.
  • Series connection causes high voltage ignition.
  • the outer end faces of all battery cells are combined to form the output end face of the battery pack, and the output end face and the inner wall of the box facing the output end face together form an infiltration space;
  • the power output components and bus components are both located in the infiltration space, and the infiltration space is filled with insulating medium.
  • the conductive medium ejected from the pole, the pressure relief mechanism, the power output components and the bus components can be wrapped by the insulating medium, thereby preventing the conductive medium from overlapping between the pole and the outer end face, and/or overlapping. It is connected between the bare battery core of the power output component and the bus component, and/or overlapped between the bare battery core of the power output component and the signal transmission component, so it is possible to avoid overlapping of conductive media and causing high-voltage sparks.
  • the mass of the battery is G 1
  • the mass of the insulating medium is G 2
  • G 2 satisfies the condition: G2 ⁇ 0.1 G 1 .
  • G 2 By setting G 2 to meet the condition: G 2 ⁇ 0.1G 1 , on the premise of ensuring that the battery has a high energy density, electrical isolation between conductive components can also be achieved, thus helping to improve the reliability of the battery cell operation. sex.
  • G 2 satisfies the condition: G 2 ⁇ 0.01G 1 .
  • the battery can be ensured to have high energy density while meeting the electrical isolation requirements.
  • the volume of the battery is V 1
  • the volume of the insulating medium is V 2
  • V 2 satisfies the condition: V 2 ⁇ 0.25 V 1 .
  • G 2 By setting G 2 to meet the condition: V 2 ⁇ 0.25V 1 , on the premise of ensuring that the battery has a high energy density, electrical isolation between conductive components can also be achieved, thus helping to improve the safety performance of the battery cells. .
  • V 2 satisfies the condition: V 2 ⁇ 0.1V 1 .
  • V 2 ⁇ 0.1V 1
  • the battery can be ensured to have high energy density while meeting the power isolation requirements.
  • the melting point of the insulating medium is in a range of greater than 250°C and less than or equal to 700°C.
  • the insulating medium is a haloalkane.
  • Halogenated alkanes have excellent thermal stability and are cheap, which helps reduce battery manufacturing costs.
  • the present application provides an electrical device, which includes the battery in the above embodiment, and the battery is used to provide electrical energy to the electrical device.
  • Figure 1 is a schematic structural diagram of a vehicle according to some embodiments of the present application.
  • Figure 2 is an exploded view of a battery according to some embodiments of the present application.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of a battery according to some embodiments of the present application.
  • Figure 4 is a schematic structural diagram of the cooperation between the bus component and the battery pack in some embodiments of the present application.
  • Figure 5 is an exploded view of a battery cell according to some embodiments of the present application.
  • connection In this application, unless otherwise clearly stated and limited, the terms “installation”, “connection”, “connection”, “fixing” and other terms should be understood in a broad sense. For example, it can be a fixed connection or a detachable connection. , or integrated into one; it can be a mechanical connection or an electrical connection; it can be a direct connection or an indirect connection through an intermediate medium; it can be an internal connection between two elements or an interactive relationship between two elements, unless otherwise specified restrictions. For those of ordinary skill in the art, the specific meanings of the above terms in this application can be understood according to specific circumstances.
  • Batteries are not only used in energy storage power systems such as hydraulic, thermal, wind and solar power stations, but are also widely used in electric vehicles such as electric bicycles, electric motorcycles and electric cars, as well as in many fields such as military equipment and aerospace. As battery application fields continue to expand, its market demand is also expanding.
  • the batteries disclosed in the embodiments of the present application can be used in, but are not limited to, electrical devices such as vehicles, ships, or aircrafts.
  • the power supply system of the electrical device can be composed of the battery disclosed in this application. This will help reduce the risk of high-voltage ignition of the battery and improve the safety performance and battery life of the battery.
  • Embodiments of the present application provide an electrical device that uses a battery as a power source.
  • the electrical device may be, but is not limited to, a mobile phone, a tablet, a laptop, an electric toy, an electric tool, a battery car, an electric vehicle, a ship, a spacecraft, etc.
  • electric toys can include fixed or mobile electric toys, such as game consoles, electric car toys, electric ship toys, electric airplane toys, etc.
  • spacecraft can include airplanes, rockets, space shuttles, spaceships, etc.
  • the electric device in one embodiment of the present application is a vehicle as an example.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a vehicle 1000 provided by some embodiments of the present application.
  • the vehicle 1000 may be a fuel vehicle, a gas vehicle or a new energy vehicle, and the new energy vehicle may be a pure electric vehicle, a hybrid vehicle or an extended-range vehicle, etc.
  • the battery 100 is disposed inside the vehicle 1000 , and the battery 100 may be disposed at the bottom, head, or tail of the vehicle 1000 .
  • the battery 100 may be used to power the vehicle 1000 , for example, the battery 100 may serve as an operating power source for the vehicle 1000 .
  • the vehicle 1000 may also include a controller 200 and a motor 300 .
  • the controller 200 is used to control the battery 100 to provide power to the motor 300 , for example, for starting, navigating and driving the vehicle 1000 .
  • Each battery cell 21 may be a secondary battery 100 or a primary battery 100; it may also be a lithium-sulfur battery 100, a sodium-ion battery 100 or a magnesium-ion battery 100, but is not limited thereto.
  • the battery cell 21 may be in the shape of a cylinder, a flat body, a rectangular parallelepiped or other shapes.
  • the end cap 211 refers to a component that covers the opening of the housing 212 to isolate the internal environment of the battery cell 21 from the external environment.
  • the shape of the end cap 211 may be adapted to the shape of the housing 212 to fit the housing 212 .
  • the end cap 211 can be made of a material with a certain hardness and strength (such as aluminum alloy). In this way, the end cap 211 is less likely to deform when subjected to extrusion and collision, so that the battery cell 21 can have better performance. With high structural strength, safety performance can also be improved.
  • the end cap 211 may be provided with functional components such as pole posts 213 and the like.
  • the pole 213 can be used to electrically connect with the electrode assembly 214 for outputting or inputting electric energy of the battery cell 21 .
  • the end cap 211 may also be provided with a pressure relief mechanism 215 for releasing the internal pressure when the internal pressure or temperature of the battery cell 21 reaches a threshold.
  • the end cap 211 can also be made of various materials, such as copper, iron, aluminum, stainless steel, aluminum alloy, plastic, etc., which are not particularly limited in the embodiment of the present application.
  • the housing 212 may be of various shapes and sizes, such as rectangular parallelepiped, cylinder, hexagonal prism, etc. Specifically, the shape of the housing 212 can be determined according to the specific shape and size of the electrode assembly 214 .
  • the housing 212 can be made of a variety of materials, such as copper, iron, aluminum, stainless steel, aluminum alloy, plastic, etc. The embodiments of the present application are not particularly limited to this.
  • the conductive component is provided in the accommodation cavity 13, and the conductive component includes at least one of the bus component 30, the signal transmission component and the power output component 40 of the battery pack 20; at least one of the bus component 30, the signal transmission component and the power output component 40. At least part of the outside of the device is wrapped with an insulating medium, and the melting point of the insulating medium is in the range of greater than 200°C and less than or equal to 1300°C.
  • any two battery cells 21 located in the same battery pack 20 and/or located in two different battery packs 20 can be connected in series, parallel or mixed connection through the bus part 30, and any adjacent battery cells 21 can be connected in series, parallel or mixed.
  • the two battery packs 20 can also be connected in series, parallel or mixed through the bus component 30 .
  • the signal transmission component refers to the component electrically connected between the signal collection component and the terminal.
  • the signal transmission component can transmit the signal collected by the signal collection component to the terminal.
  • the battery 100 also includes a The signal collection component on the battery pack 20 and the signal transmission component are electrically connected between the signal collection component and the terminal.
  • the voltages on the positive high-voltage wire harness and the negative high-voltage wire harness are high voltage, while the voltages on each bus component 30 and each signal transmission component are low voltage.
  • the outer end surface 2111 refers to the end surface of the end cover 211 of the battery cell 21 facing away from the housing 212 .
  • the pole 213 in each battery cell 21 protrudes from the outer end surface 2111, and a pressure relief mechanism 215 is also provided on the outer end surface 2111.
  • the conductive medium is ejected from the pressure relief mechanism 215 to the outside of the battery cell 21 .
  • the sprayed conductive medium is likely to accumulate on the outer end surface 2111 and overlap between the pole 213 and the outer end surface 2111, causing the outer end surface 2111 to become charged.
  • the conductive medium may overlap between the two charged outer end surfaces 2111 of two adjacent battery cells 21, causing the two adjacent battery cells 21 to be connected in series. Furthermore, if the battery cells 21 connected in series continue to be connected in series through the conductive medium, high-voltage sparking will occur, and the safety performance of the battery 100 will be reduced.
  • the conductive medium ejected by the pole 213, the pressure relief mechanism 215, the power output component 40 and the bus component 30 can be wrapped by the insulating medium, thereby preventing the conductive medium from overlapping between the pole 213 and the outer end surface 2111. between, and/or overlapping between the bare cells of the power output component 40 and the bus component 30, and/or overlapping between the bare cells of the power output component 40 and the signal transmission component, so the conductive medium can be avoided from overlapping. This then causes high-voltage sparks.
  • the insulating medium should be used with a higher melting point.
  • the melting point range of the insulating medium By setting the melting point range of the insulating medium to be in the range of greater than 250°C and less than or equal to 700°C, it can be ensured that during the operation of the battery 100, the insulating medium can still be wrapped around the bus components 30, signal transmission components and power output of the battery pack 20 The exterior of at least one of the components 40 thereby ensuring the reliability of electrical isolation.
  • the insulating medium with a melting point within this range also has lower manufacturing costs, thereby helping to reduce the production cost of the battery 100 .
  • Halogenated alkanes have excellent thermal stability and are cheap, which helps reduce the manufacturing cost of the battery 100 .

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Abstract

本申请涉及一种电池及用电装置，电池包括：箱体，其内具有容纳腔；电池组，设于容纳腔内；导电部件，设于容纳腔内，且导电部件包括电池组的汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中的至少一种；汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中至少一者的外部的至少部分包裹有绝缘介质。本申请中提供的电池及用电装置能够防止电池单体热失控时引发高压而导致的失效问题，以使得电池及用电装置具有更优的安全性能。

Description

电池及用电装置
交叉引用
本申请引用于2022年06月22日递交的名称为“电池及用电装置”的第2022215674346号中国专利申请，其通过引用被全部并入本申请。
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池及用电装置。
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。
传统的电池在其内的电池单体热失控时，容易引发高压打火，导致电池失效。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供一种电池及用电装置，能够防止电池单体热失控时引发高压而导致的失效问题，以使得电池及用电装置具有更好的安全性能。
第一方面，本申请提供了一种电池，包括：
箱体，其内具有容纳腔；
电池组，设于容纳腔内；
导电部件，设于容纳腔内，且导电部件包括电池组的汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中的至少一种；
汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中至少一者的外部的至少部分包裹有绝缘介质，绝缘介质的熔点在大于200摄氏度(℃)且小于等于1300摄氏度(℃)的范围内。
在本申请中，汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中至少一者外部的至少局部包裹有绝缘介质，且绝缘介质的熔点在大于200℃且小于等于1300℃的范围内，熔点在该范围内的绝缘介质不会在热失控时熔融。当电池单体发生热失控时，由于绝缘介质的阻隔作用，设置有绝缘介质的导电部件之间，和/或设置有绝缘介质的导电部件与其他未设置有绝缘介质的导电部件之间，和/或设置有绝缘介质的导电部件与其他除导电部件之外的带电部件之间即使搭接有导电介质，也不会形成串联并引发高压打火，从而能够提升电池的安全性能及电池寿命。
在一实施例中，导电部件包括汇流部件、信号传输部件及电力输出部件，汇流部件及信号传输部件上的电压均小于电力输出部件上的电压；
其中，电力输出部件、信号传输部件及汇流部件中的至少一者的外部全部包裹有绝缘介质。
由于电力输出部件、信号传输部件及汇流部件中的至少一者的外部全部包裹有绝缘介质。因此，即使电力输出部件和/或信号传输部件外部的绝缘层融化，也还具有绝缘介质保护暴露的裸电芯，以防止导电介质搭接在电力输出部件与信号传输部件的裸电芯之间，和/或搭接在电力输出部件的裸电芯与汇流部件上而引发高压打火，从而使得电池具有较优的安全性能。
在一实施例中，电力输出部件、信号传输部件及汇流部件三者的外部全部包裹有绝缘介质。
在该种设计下，即使导电介质搭接在汇流部件、电力输出部件与信号传输部件中的任意两者之间，也无法实现汇流部件、电力输出部件与信号传输部件中的任意两者之间的电导通，从而能够避免高压打火。
在一实施例中，电池组包括沿预设方向排列的若干个电池单体；
每个电池单体均具有设置极柱的外端面；每个电池单体的外端面上均敷设有绝缘介质。
通过在每个电池单体的外端面上敷设有绝缘介质，则任意相邻的两个电池单体的外端面之间可通过绝缘介质进行电隔离，从而可防止电池单体的外端面之间串联而造成高压打火。
在一实施例中，所有电池单体的外端面组合形成电池组的输出端面，输出端面与箱体朝向输出端面的内壁共同围设形成浸润空间；
电力输出部件及汇流部件均设于浸润空间内，且浸润空间内填充有绝缘介质。
在该种设计下，极柱、泄压机构喷出的导电介质、电力输出部件及汇流部件能被绝缘介质包裹，从而可防止导电介质搭接在极柱与外端面之间，和/或搭接在电力输出部件的裸电芯与汇流部件之间，和/或搭接在电力输出部件与信号传输部件的裸电芯之间，故能够避免导电介质搭接而引发高压打火。
在一实施例中，电池的质量为G 1，绝缘介质的质量为G 2，G 2满足条件：G2≤0.1G 1。
通过设置G 2满足条件：G 2≤0.1G 1，则在保证电池具有较高的能量密度的前提下，还可实现导电部件之间的电隔离，从而有助于提升电池单体工作的可靠性。
在一实施例中，G 2满足条件：G 2≤0.01G 1。
通过设置G 2≤0.01G 1，在可满足隔电需求的同时，还能保证电池具有高能量密度。
在一实施例中，电池的体积为V 1，绝缘介质的体积为V 2，V 2满足条件：V 2≤0.25V 1。
通过设置G 2满足条件：V 2≤0.25V 1，则在保证电池具有较高的能量密度的前提下，还可实现导电部件之间的电隔离，从而有助于提升电池单体的安全性能。
在一实施例中，V 2满足条件：V 2≤0.1V 1。
通过设置V 2≤0.1V 1，在可满足隔电需求的同时，还能保证电池具有高能量密度。
在一实施例中，绝缘介质的熔点在大于250℃且小于等于700℃的范围内。
通过设置绝缘介质的熔点范围在大于250℃且小于等于700℃的范围内，可保证在电池工作的过程中，绝缘介质仍可包裹于电池组的汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中的至少一者的外部，从而保证了电隔离的可靠性。此外，熔点在该范围内的绝缘介质还具有较低的制造成本，从而有助于降低电池的生产成本。
在一实施例中，绝缘介质为卤代烷烃。
卤代烷烃具有较优的热稳定性，且价格便宜，有助于降低电池的制造成本。
第二方面，本申请提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，电池用于为用电装置提供电能。
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，用相同的参考符号表示相同的部件。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爆炸图；
图3为本申请一些实施例的电池的剖面图；
图4为本申请一些实施例中的汇流部件与电池组配合的结构示意图；
图5为本申请一些实施例的电池单体的爆炸图。
附图标号：
1000、车辆；
100、电池；200、控制器；300、马达；
10、箱体；11、第一部分；12、第二部分；13、容纳腔；14、浸润空间；
20、电池组；21、电池单体；211、端盖；2111、外端面；212、壳体；213、极柱；214、电极组件；215、泄压机构；30、汇流部件；40、电力输出部件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，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的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。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。
本发明人注意到，在实际使用的过程中，在电池中的电池单体热失控时，容易引发电池高压打火，导致电池失效。
通过发明人仔细研究发现，导致电池高压打火的原因之一在于：电池单体热失控 时，电池单体内部喷出的导电介质容易与导电部件接触并搭接在导电部件之间，和/或搭接在导电部件与其他除导电部件之外的带电部件之间形成串联并引发高压打火，这样，将严重降低电池的安全性能。
为了缓解电池单体热失控时引发高压打火的问题，申请人深入研究发现，设计了一种电池，电池包括箱体、电池组及导电部件，箱体具有容纳腔，电池组及导电部件均设于容纳腔内，且导电部件至少包括电池组的汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中的至少一种，汇流部件、信号传输部件及电力输出部件中至少一者外部的至少局部包裹有绝缘介质。由于绝缘介质的阻隔作用，设置有绝缘介质的导电部件之间，和/或设置有绝缘介质的导电部件与其他未设置有绝缘介质的导电部件之间，和/或设置有绝缘介质的导电部件与其他除导电部件之外的带电部件之间即使搭接有导电介质，也不会形成串联，从而能够避免高压打火，保证了电池的安全性能及电池寿命。
本申请实施例公开的电池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等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于降低电池高压打火的风险，提升电池的安全性能及电池寿命。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，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，以本申请一实施例中用电装置为车辆为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000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100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2及图3及图4，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图，图3为本申请一些实施例提供的电池100的剖面图，图4为本申请一些实施例中的汇流部件30与电池组20配合的结构示意图。电池100包括箱体10、电池组20及导电部件。
箱体10具有容纳腔13。其中，箱体10用于为电池组20及导电部件提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定形成容纳腔 13。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳腔13；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
电池组20设于容纳腔13内，且包括沿预设方向排列的若干电池单体21。其中，电池组20可以为一个或者多个，在一些实施例中为多个，具有多个电池组20的电池100具有较高的能量密度。在每个电池组20中，电池单体21可以是多个，多个电池单体21之间可串联或并联或混联在一起形成电池组20，所有电池组20之间可以串联或并联或混联形成一个电池总成并容纳于箱体10的容纳腔13内。
其中，每个电池单体21可以为二次电池100或一次电池100；还可以是锂硫电池100、钠离子电池100或镁离子电池100，但不局限于此。电池单体21可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图5，图5为本申请一些实施例提供的电池单体21的爆炸图。电池单体21是指组成电池100的最小单元。如图5，电池单体21包括端盖211、壳体212、电极组件214以及其他的功能性部件。
端盖211是指盖合于壳体212的开口处以将电池单体21的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖211的形状可以与壳体212的形状相适应以配合壳体212。在一些实施例中，端盖211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211在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体21能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖211上可以设置有如极柱213等的功能性部件。极柱213可以用于与电极组件214电连接，以用于输出或输入电池单体21的电能。在一些实施例中，端盖211上还可以设置有用于在电池单体21的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构215。端盖211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。
壳体212是用于配合端盖211以形成电池单体21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214、电解液以及其他部件。壳体212和端盖211可以是独立的部件，可以于壳体212上设置开口，通过在开口处使端盖211盖合开口以形成电池单体21的内部环境。不限地，也可以使端盖211和壳体212一体化，具体地，端盖211和壳体212可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体212的内部时，再使端盖211盖合壳体212。壳体212可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体212的形状可以根据电极组件214的具体形状和尺寸大小来确定。壳体212的材质可以是多种，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。
电极组件214是电池单体21中发生电化学反应的部件。壳体212内可以包含一个或更多个电极组件214。电极组件214主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片均包括集流体及设于集流体上的活性物质层，正极片上的活性物质层和负极片上的活性物质层与电解液发生反应，可实现充放电。
导电部件设于容纳腔13内，且导电部件包括电池组20的汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40中的至少一种；汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40中至少一者的外部的至少部分包裹有绝缘介质，且绝缘介质的熔点在大于200℃且小于等于1300℃的范围内。
其中，电池组20的汇流部件30是指采用串联、并联或者混联的方式来实现不同的电池单体21之间的电连接，以使得位于电池100内部的所有电池单体21可连接形成电池总成并为电流提供流通路径的部件。
具体地，位于同一个电池组20内，和/或位于不同的两个电池组20中任意两个电池单体21相互之间可以通过汇流部件30串联、并联或者混联，且任意相邻的两个电池组20之间亦可以通过汇流部件30进行串联、并联或者混联。
电池组20的电力输出部件40是指能够实现电池100内部所有电池组20中的所有电池单体21通过汇流部件30连接形成的电池总成向外输出电流的部件。
比如，电力输出部件40可以为正极高压输出线束和/或负极高压输出线束。位于电池100内部的电池总成通过高压输出线束和/或负极高压输出线束向外输出电流。
信号是指除电流之外的其他与电池单体21相关的信息，例如，信号可以包括电池组20的温度信息，电池组20的电压信息等等。电池100内部还设置有采集电池组20信号的信号采集件，信号采集件用于采集电池100内电池组20的温度信号、电压信号等并传输至终端。
信号传输部件是指电连接于信号采集件及终端之间的部件，信号传输部件可将信号采集件采集的信号传输至终端。
比如，信号传输部件可以为低压线束，且低压线束的电压小于正极高压线束与负极高压线束的电压。位于电池100内部的信号采集件通过低压线束向终端反馈采集的信号。
汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40中至少一者的外部包裹的绝缘介质是区别于自身绝缘层之外的绝缘介质。以信号传输部件为低压线束为例，绝缘介质是区别于低压线束的裸电芯外部包裹的绝缘层之外的构件。
绝缘介质可以为液态、半固态或者固态等等。在一些实施例中，绝缘介质为液态绝缘介质及半固态绝缘介质中的至少一种。液态绝缘介质及半固态绝缘介质具有一定的粘附性及流动性，可方便绝缘介质涂覆在导电部件上，或者方便绝缘介质浸润导电介质，从而使得 绝缘介质的设置更简单。液态绝缘介质比如：绝缘油脂。半固态绝缘介质比如：绝缘凝胶。
在本申请中，由于汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40中至少一者的外部的至少部分包裹有绝缘介质，且绝缘介质的熔点在大于200摄氏度(℃)且小于等于1300摄氏度(℃)的范围内，熔点在该范围内的绝缘介质不会在热失控时熔融。这样，当电池单体发生热失控时，由于绝缘介质的阻隔作用，设置有绝缘介质的导电部件之间，和/或设置有绝缘介质的导电部件与其他未设置有绝缘介质的导电部件之间，和/或设置有绝缘介质的导电部件与其他除导电部件之外的带电部件之间即使搭接有导电介质，也不会形成串联，从而能够避免高压打火，保证了电池100的安全性能及电池100寿命。
请再次参阅图2、图3及图5，在本申请的一些实施例中，导电部件包括汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40，汇流部件30及信号传输部件上的电压均小于电力输出部件40上的电压；其中，电力输出部件40、信号传输部件及汇流部件30中的至少一者的外部全部包裹有绝缘介质。
具体地，同一个电池组20中任意相邻的两个电池单体21之间通过汇流部件30电连接，全部电池组20的输出端均电连接于电力输出部件40，电池100还包括设于电池组20上的信号采集件，信号传输部件电连接于信号采集件与终端之间。
汇流部件30被配置为能为电池组20内部的电路构建提供电连接，且汇流部件30一般为金属片。其中，汇流部件30为多个，具体数量可根据电池单体21的总数量进行确定。同一个电池组20中，和/或不同的电池组20中，任意两个电池单体21的极柱213之间可以通过汇流部件30电连接。
电力输出部件40被配置为能为电池单体21的电路输出提供电连接。其中，电力输出部件40可以包括两束，一束为上述正极高压线束，另一束为上述负极高压线束。正极高压线束电连接于电池总成的正极输出端，负极高压线束电连接于电池总成的负极输出端并形成能供高压电流流通的路径。
信号传输部件被配置为能为电池组20的信号传输提供电连接，且信号传输部件一般为导线。每个信号采集件均通过信号传输部件与终端进行电连接，以将采集的信号反馈至终端。其中，信号传输部件的数量根据信号采集件的数量进行设定并一一对应。
具体地，正极高压线束及负极高压线束上的电压均为高压，而每个汇流部件30及每个信号传输部件上的电压均为低压。
在一些情形下，在电池单体21发生热失控时，由于喷出的导电介质具有较高的温度，电力输出部件40及信号传输部件上各自外部的绝缘层容易在高温下熔融，导致电力输出部件及信号传输部件的裸电芯暴露于箱体10内。当导电介质搭接在电力输出部件40与信号传输部件的裸电芯之间，和/或搭接在电力输出部件40的裸电芯与汇流部件30之间时，容易导致汇流部件30及信号传输部件上形成高压而引发高压打火。
而在本申请中，由于电力输出部件40、信号传输部件及汇流部件30中的至少一者的外部全部包裹有绝缘介质。因此，即使电力输出部件40和/或信号传输部件外部的绝缘层融化，也还具有绝缘介质保护暴露的裸电芯，以防止导电介质搭接在电力输出部件40与信号传输部件的裸电芯之间，和/或搭接在电力输出部件40的裸电芯与汇流部件30上而引发高压打火，从而使得电池100具有较优的安全性能。
在本申请的一些实施例中，汇流部件30、电力输出部件40及信号传输部件三者的外部全部包裹有绝缘介质。
具体地，所有的汇流部件30、所有的电力输出部件40及所有的信号传输部件的外部均包裹有绝缘介质。汇流部件30、电力输出部件40与信号传输部件中的任意两者之间均可通过绝缘介质实现电隔离。
在该种设计下，即使导电介质搭接在汇流部件30、电力输出部件40与信号传输部件中的任意两者之间，也无法实现汇流部件30、电力输出部件40与信号传输部件中的任意两者之间的电导通，从而能够避免高压打火。
在本申请的一些实施例中，电池组20包括沿预设方向排列的若干个电池单体21；每个电池单体21均具有设置极柱213的外端面2111；每个电池单体21的外端面2111上均敷设有绝缘介质。
可以理解地，外端面2111是指电池单体21中端盖211背向壳体212的端面。每个电池单体21中的极柱213突出设置于外端面2111，且外端面2111上还设置有泄压机构215。在电池单体21热失控时，导电介质从泄压机构215喷出至电池单体21外。
由于泄压机构215设置在外端面2111，则喷出的导电介质容易积留在外端面2111上，并搭接于极柱213与外端面2111之间导致外端面2111带电。此外，导电介质还有可能搭接在相邻的两个电池单体21中带电的两个外端面2111之间导致相邻的两个电池单体21串联。进而，串联的电池单体21之间再通过导电介质继续串联，将引发高压打火，电池100的安全性能降低。
而通过在每个电池单体21的外端面2111上敷设有绝缘介质，则任意相邻的两个电池单体21的外端面2111之间可通过绝缘介质进行电隔离，从而可防止电池单体21的外端面2111之间串联而造成高压打火。
在本申请的一些实施例中，所有电池单体21的外端面2111组合形成电池组20的输出端面，输出端面与箱体10朝向输出端面的内壁共同围设形成浸润空间14；电力输出部件40及汇流部件30均设于浸润空间14内，且浸润空间14内填充有绝缘介质。
其中，可以理解地，当电力输出部件40及汇流部件30均浸润于浸润空间14内时，每个电池单体21的泄压机构215及极柱213也是浸润在浸润空间14内。与此同时，输出端面及极柱213也浸润在该空间内。
在该种设计下，极柱213、泄压机构215喷出的导电介质、电力输出部件40及汇流部件30能被绝缘介质包裹，从而可防止导电介质搭接在极柱213与外端面2111之间，和/或搭接在电力输出部件40的裸电芯与汇流部件30之间，和/或搭接在电力输出部件40与信号传输部件的裸电芯之间，故能够避免导电介质搭接而引发高压打火。
在本申请的一些实施例中，电池100的质量为G 1，绝缘介质的质量为G 2，G 2满足条件：G 2≤0.1G 1。
在电池100中，灭火剂的质量占比越大，则能够用于提供能量的电池总成的质量占比则越小，那么，单位质量下电池100的能量密度也越低。
通过设置G 2满足条件：G 2≤0.1G 1，则在保证电池100具有较高的能量密度的前提下，还可实现导电部件之间的电隔离，从而有助于提升电池单体21工作的可靠性。
在本申请的一些实施例中，G 2满足条件：G 2≤0.01G 1。
可以理解地，绝缘介质的质量占比越小，则电池100的能量密度越高。
通过设置G 2≤0.01G 1，在可满足隔电需求的同时，还能保证电池100具有高能量密度。
在本申请的一些实施例中，电池100的体积为V 1，绝缘介质的体积为V 2，V 2满足条件：V 2≤0.25V 1。
可以理解地，在电池100中，灭火剂的体积占比越大，则能够用于提供能量的电池总成的体积占比则越小，那么，单位质量下电池100的能量密度也越低。
通过设置G 2满足条件：V 2≤0.25V 1，则在保证电池100具有较高的能量密度的前提下，还可实现导电部件之间的电隔离，从而有助于提升电池单体21的安全性能。
在本申请的一些实施例中，V 2满足条件：V 2≤0.1V 1。
可以理解地，绝缘介质的体积占比越小，则电池100的能量密度越高。
通过设置V 2≤0.1V 1，在可满足隔电需求的同时，还能保证电池100具有高能量密度。
在本申请的一些实施例中，绝缘介质的熔点在大于250℃且小于等于700℃的范围内。
在工作的过程中，由于电池100内部温度较高，为避免绝缘介质融化或者形变导致异常发生，绝缘介质应使用具有较高熔点。
通过设置绝缘介质的熔点范围在大于250℃且小于等于700℃的范围内，可保证在电池100工作的过程中，绝缘介质仍可包裹于电池组20的汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40中的至少一者的外部，从而保证了电隔离的可靠性。此外，熔点在该范围内的绝缘介质还具有较低的制造成本，从而有助于降低电池100的生产成本。
在本申请的一些实施例中，绝缘介质可以为卤代烷烃。
比如，如三氟一碘甲烷、全氟丙烷、全氟丁烷、全氟己烷、五氟乙烷、2-氢七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷中的至少一种。
卤代烷烃具有较优的热稳定性，且价格便宜，有助于降低电池100的制造成本。
在本申请的一些实施例中，绝缘介质也可以为无机物，如钛酸锶、氧化锡、氧化铈、氧化镁、氧化镍、氧化钙、氧化锌、二氧化锆、二氧化硅、氧化钇、氧化铝、羟基氧化铝、氢氧化铝、二氧化钛、碳化硅、钛酸钡、二氧化铪、氢氧化镁、硫酸钡中的至少一种。
在本申请的一些实施例中，绝缘介质也可以为有机物，如酚醛树脂、芳纶纤维、聚碳酸酯塑料、聚氨酯、变压器油、电缆油、电容器油、天然矿物油、硅油、三氯联苯中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方向的电池100，并且电池100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100的设备或系统。
根据本申请的一些实施例，请参阅图3及图4，本申请提供了一种电池100，电池100包括箱体10、电池组20及导电部件。箱体10具有容纳腔13，电池组20及导电部件均设于容纳腔13内，且导电部件包括电池组20的汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40三种，汇流部件30、信号传输部件及电力输出部件40三者的外部全部包裹有绝缘介质，绝缘介质的熔点在大于200℃且小于等于1300℃的范围内。这样，即使导电介质搭接在汇流部件30、电力输出部件40与信号传输部件中的任意两者之间，也无法实现汇流部件30、电力输出部件40与信号传输部件中的任意两者之间的电导通，从而能够避免高压打火。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这都属于本申请的保护范围。

Claims (12)

  1. 一种电池，所述电池包括：
    箱体(10)，其内具有容纳腔(13)；
    电池组(20)，设于所述容纳腔(13)内；
    导电部件，设于所述容纳腔(13)内，且所述导电部件包括所述电池组(20)的汇流部件(30)、信号传输部件及电力输出部件(40)中的至少一种；
    所述汇流部件(30)、所述信号传输部件及所述电力输出部件(40)中至少一者的外部的至少部分包裹有绝缘介质，所述绝缘介质的熔点在大于200摄氏度(℃)且小于等于1300摄氏度(℃)的范围内。
  2. 根据权利要求1所述的电池，其中，所述导电部件包括所述汇流部件(30)、所述信号传输部件及所述电力输出部件(40)，所述汇流部件(30)及所述信号传输部件上的电压均小于所述电力输出部件(40)上的电压；
    其中，所述电力输出部件(40)、所述信号传输部件及所述汇流部件(30)中的至少一者的外部全部包裹有所述绝缘介质。
  3. 根据权利要求2所述的电池，其中，所述电力输出部件(40)、所述信号传输部件及所述汇流部件(30)三者的外部全部包裹有所述绝缘介质。
  4. 根据权利要求1至3任意一项所述的电池，其中，所述电池组(20)包括沿预设方向排列的若干个电池单体(21)；
    每个所述电池单体(21)均具有设置极柱(213)的外端面(2111)；每个所述电池单体(21)的所述外端面(2111)上均敷设有所述绝缘介质。
  5. 根据权利要求4所述的电池，其中，所有所述电池单体(21)的所述外端面(2111)组合形成所述电池组(20)的输出端面，所述输出端面与所述箱体(10)朝向所述输出端面的内壁共同围设形成浸润空间(14)；
    所述电力输出部件(40)及所述汇流部件(30)均设于所述浸润空间(14)内，且所述浸润空间(14)内填充有所述绝缘介质。
  6. 根据权利要求1至5任意一项所述的电池，其中，所述电池的质量为G 1，所述绝缘介质的质量为G 2，G 2满足条件：G 2≤0.1G 1。
  7. 根据权利要求6所述的电池，其中，G 2满足条件：G 2≤0.01G 1。
  8. 根据权利要求1至7任意一项所述的电池，其中，所述电池的体积为V 1，所述绝缘介质的体积为V 2，V 2满足条件：V 2≤0.25V 1。
  9. 根据权利要求8所述的电池，其中，V 2满足条件：V 2≤0.1V 1。
  10. 根据权利要求1至9任意一项所述的电池，其中，所述绝缘介质的熔点在大于 250℃且小于等于700℃的范围内。
  11. 根据权利要求1至10任意一项所述的电池，其中，所述绝缘介质为卤代烷烃。
  12. 一种用电装置，包括如上述权利要求1-11任意一项所述的电池；所述电池用于为所述用电装置提供电能。
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