电池模组和用电装置的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，具体涉及一种电池模组和用电装置。


背景技术：

2.电池加热系统常见的加热方式是使用加热膜进行加热，随着电池系统加热速度的要求提高，加热膜的功率也越来越高。
3.传统电池的加热膜一般由加热层及包覆在加热层表面的聚酰亚胺(pi)膜复合形成，具有上述结构的加热膜仅具有加热作用，其包覆电芯组成的电池在充放电时，则加热膜对各个电芯间的温度无法均衡，使得不同位置电芯的温差较大，对电芯的循环寿命以及容量不利。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供一种电池模组和用电装置，以改善现有的电池的加热膜对电芯的加热效率低、加热速度慢、均热差及散热性差的问题。
5.本技术第一方面提供的一种电池模组，包括多个堆叠设置的电芯和加热膜，加热膜包括第一导热层和第二导热层，及位于第一导热层和第二导热层之间的加热层，加热层通电时发热。电芯包括相邻设置的第一电芯和第二电芯，至少部分加热膜位于第一电芯和第二电芯之间，第一导热层和第一电芯连接，第二导热层和第二电芯连接，第一导热层和第二导热层均包括金属材料。通过将加热层复合两层导热层形成加热膜，利用导热层优异的导热性能，能够充分发挥加热膜的加热性能，有效增加电池模组的加热膜对电芯的加热效率及均热作用；还能够减小加热层材料的使用面积，从而降低加热膜的制造成本。可提高加热膜的热传导效率，又能够降低加热膜的成本，同时提高了加热膜的易弯折性能。
6.其中，加热膜包括第一部分和第二部分，电池模组还包括和第二电芯相邻设置的第三电芯，第一部分位于第一电芯和第二电芯之间，第二部分连接于第三电芯，第二部分的加热层的阻值为第一电阻，第一部分的加热层的阻值为第一电阻，其中，第二电阻小于第一电阻。通过对加热膜的不同位置的加热层的阻值进行非均匀设计解决了在充电过程中，处于电池模组的不同位置的电芯在充放电过程温升的差异，改善各个位置的电芯温度的均衡性，从而提升电芯的循环使用寿命及性能。进一步地，第二电阻/第一电阻>1/2。
7.其中，加热膜还包括沿堆叠方向连接第一部分和第二部分的连接部，第一连接部位于电芯的侧封边。
8.其中，加热膜还包括凸出第二部分的凸出部及连接到外部的输入端和输出端，输入端和输出端位于凸出部，所述凸出部位于电芯的侧边。
9.其中，电池模组还包括开关，开关的一端连接输入端，另一端连接外部电源。
10.其中，第一导热层与加热层之间设置有胶层，第二导热层与加热层之间设置有胶层。设置胶层可进一步降低加热层的制造成本，如此设置形成的加热膜也更利于电池模组的弯折；此外，可提高加热膜的热传导效率，又能够降低加热膜的成本，同时提高了加热膜
的易弯折性能。
11.其中，加热层覆盖部分第一导热层或第二导热层。
12.其中，沿多个电芯的堆叠方向，第一导热层和第二导热层的投影面积大于或等于电芯的投影面积的50％。
13.本技术第二方面提供一种用电装置，包括负载和本技术第一方面任意一项的电池模组，电池模组用于为负载供电。
14.本技术提供一种电池模组和用电装置，通过将加热层复合两层导热层形成加热膜，利用导热层优异的导热性能，能够充分发挥加热膜的加热性能，有效增加电池模组的加热膜对电芯的加热效率及均热作用；还能够减小加热层材料的使用面积，从而降低加热膜的制造成本。可提高加热膜的热传导效率，又能够降低加热膜的成本，同时提高了加热膜的易弯折性能。因此，具有上述结构的本技术的电池模组的加热膜对电芯能够快速加热，及有效均衡各个电芯的温度，提升电芯循环使用寿命。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
16.图1为本技术一实施例的电池模组的结构示意图；
17.图2为图1所示的电池模组沿cc’线横向切割，得到的截面结构示意图；
18.图3为如图1所示的电池模组中的加热膜的结构示意图；
19.图4为将图3所示的加热膜沿dd’线的截面结构示意图。
20.各附图标记分别代表：1、电池模组；11、电芯；110、电芯的侧边；111、第一电芯；112、第二电芯；113、第三电芯；12、加热膜；x为多个电芯的堆叠方向；y为与x垂直的第一方向；121、第一导热层；122、加热层；123、第二导热层；124、胶层；1221、输入端；1222、输出端；13、开关；14、双面胶；a1、第一部分；a2、第二部分；a3、第三部分；b1、第一连接部；b2、第二连接部；b3、凸出部；e1、顶部；e2、中部；e3、底部；cc’为电池模组的剖面线；dd’为加热膜的剖面线。
具体实施方式
21.本技术提供一种电池模组和用电装置。下面结合附图，对本实用实施例中的技术方案进行清楚地描述，在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
22.请参阅图1至图3，本技术提供一种电池模组1，该电池模组1包括多个堆叠设置的电芯11和加热膜12。加热膜12包括第一导热层121和第二导热层123，及位于第一导热层121和第二导热层123之间的加热层122，加热层122通电时发热；电芯11包括相邻设置的第一电芯111和第二电芯112，至少部分加热膜12的位于相第一电芯111和第二电芯112之间，第一导热层121和第一电芯111连接，第二导热层123和第二电芯112连接，第一导热层121和第二导热层123均包括金属材料。
23.在一些实施例中，第一导热层121和第一电芯111接触连接，第二导热层123和第二
电芯112接触连接。在其他的实施例中，第一导热层121和第一电芯111通过其他绝缘件连接，比如粘接胶，第二导热层123和第二电芯112通过其他绝缘件连接，比如粘接胶。
24.本技术通过将加热层与双层导热层复合形成加热膜，利用导热层优异的导热性能，充分发挥了加热膜的加热性能，如此电池模组的加热膜对电芯能够起到快速加热作用；导热层的存在可以降低各个电芯之间的温差，从而对电芯能够起到均热作用。具有上述结构的本实施例的电池模组可增加加热膜的加热效率，又能够起到均热作用，平衡各个电芯的温度，提升电芯循环使用寿命。
25.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热膜12包括第一部分a1和第二部分a2，电池模组1还包括和第二电芯112相邻设置的第三电芯113，第一部分a1位于第一电芯111和第二电芯112之间，第二部分a2连接于第三电芯113，第二部分a2的加热层122的阻值为第二电阻，第一部分a1的加热层122的阻值为第一电阻，其中，第二电阻小于第一电阻。示例性地，当加热膜12包括第一部分a1和第二部分a2时，第二部分a2位于靠近电池模组1的中间区域的相邻的两个第三电芯113之间，第一部分a1相对第二部分a2位于远离电池模组1的中间区域的相邻的第一电芯111和第二电芯112之间。示例性地，如图3所示，当加热膜12包括相连的第一部分a1、第二部分a2和第三部分a3，第一部分a1、第二部分a2以及第三部分a3的至少部分位于相邻的第一电芯111和第二电芯112之间，且第二部分a2位于第一部分a1和第三部分a3之间。位于第二部分a2的加热层122阻值为第二电阻，位于第一部分a1的加热层122的阻值为第一电阻，第三部分a3的加热层122的阻值为第三电阻，其中，第二电阻小于第一电阻，且第二电阻小于第三电阻。针对处于电池模组1的不同位置的电芯11在充放电过程温升的差异，本技术通过对加热膜12的不同位置的加热层122的阻值进行非均匀设计进一步进行解决；具体地，由于相对于电池模组1的两侧，电池模组1的中间位置的散热性能较差，所以相对于分布在第一部分a1和第三部分a3两侧的第一电芯111和第二电芯112，电池模组1的分布在第二部分a2两侧的第三电芯113在充电以及放电过程中，温升较大；通过将第二电阻设置为小于第一电阻和第二电阻，改善了在充电过程中，电池模组1的处于第二部分a2的电芯11温升大的问题，使得处于电池模组1的各个位置的电芯11温度一致，从而提升电芯11的循环使用寿命及性能。当根据电池模组1的电芯11的数量及加热膜12对电芯的包覆方式，加热膜12可包括2n+1个部分，2n个连接部，n为正整数；这2n+1个部分的加热层122的电阻值满足沿自加热膜12的中间区域(第n+1部分)至两侧区域(第一部分及第2n+1部分)的方向连续或非连续逐渐增大时，可改善电池模组1的各个位置的电芯11温度的均衡性，从而提升电芯11的循环使用寿命及性能。当加热膜12包括2m个部分，2m
‑
1个连接部，m为大于1的整数；这2m个部分的加热层122的阻值沿自加热膜12的中间区域(第m部分及第m+1部分)至两侧区域(第一部分及第2m部分)的方向连续或非连续逐渐增大时，可改善电池模组1的各个位置的电芯11温度的均衡性，从而提升电芯11的循环使用寿命及性能。
26.在一些实施例中，第二导热层123和第三电芯113接触连接。在其他的实施例中，第二导热层123和第三电芯113通过其他绝缘件连接，比如粘接胶。
27.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，第二电阻/第一电阻>1/2。示例性地，当加热膜12包括相连的第一部分a1、第二部分a2和第三部分a3时，第二电阻/第一电阻＝0.75，且第一电阻等于第三电阻。也即，将加热膜12的第二部分a2(即中间区域)的加热层122的阻值设置为第一部分a1和第三部分a3(即两侧区域)的加热层122的阻值的3/4；按照
上述参数设置加热层122，可更加均衡的控制不同位置的加热膜12的发热量，进而控制各个电芯11的温度，后续电芯11充电时，能够进一步改善各处温升的均衡性。
28.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，位于第一部分a1和第二部分a2之间设置有一个或多个电芯11。
29.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热膜12还可包括沿堆叠方向x连接第一部分a1和第二部分a2的第一连接部b1，第一连接部b1位于电芯11的侧边110。
30.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热膜12包括第一部分a1、第二部分a2、第三部分a3，还可包括沿堆叠方向x连接第一部分a1和第二部分a2的第一连接部b1和第二连接部b2，第一连接部b1用于沿堆叠方向x连接第一部分a1和第二部分a2，第二连接部b2用于沿堆叠方向x连接第二部分a1和第三部分a2，第一连接部b1和第二连接部b2位于电芯11的侧边110。
31.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热膜12还可包括凸出部b3及连接到外部的输入端1221和输出端1222，输入端1221和输出端1222位于凸出部b3，凸出部b3由第一部分a1或第三部分a3的远离第二部分a2的部分边缘向外延伸形成。可选的，输入端1221连接到外部电源。具体地，输入端1221和输出端1222分别与加热层122连接。
32.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电池模组1还包括开关13，开关13的一端连接输入端1221，另一端连接外部电源。
33.请参阅图3、图4，在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，第一导热层121与加热层122之间设置有胶层124，第二导热层123与加热层122之间设置有胶层124。胶层124可为但不限于导热胶层，导热胶能够起到导热作用，又能够起到绝缘作用；从而设置胶层可进一步降低加热层的制造成本，如此设置形成的加热膜也更利于电池模组的弯折。
34.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热层122可为由电阻丝弯折成的弯折结构，如电阻丝以u型或s型弯折成的弯折结构。
35.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，胶层124可为由导热胶涂设于加热层122的形成。在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热层122覆盖部分第一导热层121或部分第二导热层123。
36.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，金属材料包括铜箔。铜箔的导热性能更优异，采用其设置导热层更能够充分发挥了加热膜的加热性能，如此电池模组的加热膜对电芯更能够快速加热；从而对电芯能够起到更好的均热作用。
37.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，沿多个电芯11的堆叠方向x，第一导热层121和第二导热层123的投影面积大于或等于电芯11的投影面积的50％。例如，第一导热层121和第二导热层123的投影面积可为但不限于电芯11的投影面积的80％、90％、100％等。如此设置有利于加热膜对电芯均匀包覆，从而能够对电芯进行快速均匀加热，且对电芯的温升能够有效的调控，从而提升电芯的循环使用寿命及性能。
38.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热膜12具有沿第一方向y相对设置的顶部e1和底部e3以及位于顶部e1和底部e3之间的中部e2，第一方向y为加热膜12的长度方向，垂直于多个电芯的堆叠方向x，加热层122对应中部e2设置，中部e2在沿第一方向y上的宽度为加热膜12沿第一方向y上的宽度的1/3。
39.请参阅图1至图2，在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，电池模组1还包括
双面胶14，双面胶14用于粘接加热膜12和电芯11。双面胶14涂设于加热膜12表面的第一部分a1、第二部分a2、第三部分a3中的至少一部分。
40.在一个或多个实施例的进一步地实施方式中，加热膜12具有s或弓型结构。如此设置能够更好地对电芯进行包覆。
41.在一种实施方式中，加热膜12可以以缠绕方式包裹在电芯11外。仅作为举例而不作限定，例如，第一导热层121和第二导热层123的材料包括铜箔。
42.本技术还提供一种用电装置，该用电装置包括负载和电池模组1，电池模组1用于为负载供电。电池模组1的结构及与负载的连接方式具体如上，在此不再赘述。
43.在一些实施例中，用电装置可为但不限于无人机。
44.本技术通过将加热层与双层导热层复合形成加热膜，利用导热层优异的导热性能，充分发挥了加热膜的加热性能，如此形成的电池模组的加热膜对电芯能够起到快速加热作用；导热层的存在可以降低各电芯之间的温差，从而能够对电芯起到均热作用。另外，该电池模组的加热膜可提高加热膜的热传导效率，又能够降低加热膜的成本，同时提高了加热膜的易弯折性能。因此，具有上述结构的本实施新型的电池模组既能够有效增加的加热膜加热效率，又能够起到均热作用，平衡各个电芯的温度，提升电芯的循环使用寿命；而且能够降低加热膜的制造成本，提高加热膜的易弯折性能。
45.尽管已经相对于一个或多个实施方式示出并描述了本技术，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本技术包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
46.即，以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
47.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“中间”、“上”、“下”、“顶”、“底”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技术和简化描述，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技术的限制。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。