电池的制作方法

本实用新型涉及，尤其是涉及一种电池。

背景技术：

锂电池由于具有重量轻、体积小、容量大、功率高、无污染等优点，成为便携式电子设备及电动车用理想电源。由于电池内阻的存在，在充放电过程中，一部分能量转化成了热能。单体电池容量越大，能量密度越高，但缺点是体积更大后，热扩散路径更长，电池内外温差越大，造成电池性能的衰减。而且不同区域具有不同的衰减速率，导致电池的一致性大大降低。电池温度聚集过高，还会造成隔膜融化，形成安全隐患，也限制了电池大倍率的持续充放电，制约了单体朝大容量设计方向。

相关技术中，电池热均衡主要有自然冷却、风冷和水冷，其中水冷方案通过电池壳连接导热硅胶，导热硅胶连接到冷却管路上冷板上，然后电池冷板内冷却液带走电池传到过来的热量。虽然水冷效果出色，但由于经过电池壳、导热硅胶和冷板多种介质，不仅占用了电池包内大量空间，而且几种介质间需要通过导热硅胶保证良好接触。一旦接触不良，冷却效果大大降低。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种热均衡性能良好的电池。

根据本实用新型实施例的电池，包括：壳体；电极组件，所述电极组件设于所述壳体内；冷却管，所述冷却管的一部分位于所述壳体内，所述冷却管的另一部分位于所述壳体外，所述冷却管包括进水端和出水端，所述进水端和所述出水端均位于所述壳体外。

根据本实用新型实施例的电池，通过在壳体内设置冷却管，冷却管可以带走电极组件工作过程中产生的热量，从而可以加速电池内部热量的散失和流通，避免电池内部热量的聚集，提高电池内热均衡性能，进而可以提高电池的使用性能、延长电池的使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，所述冷却管包括：进水分流管，所述进水分流管的部分被构造成所述进水端，所述进水分流管包括多个分流支路；多条冷却支路，每条所述冷却支路的一端与对应的所述分流支路连通；出水集流管，所述出水集流管与每条所述冷却支路的另一端连通，所述出水集流管的部分被构造成所述出水端。

在本实用新型的一些实施例中，所述分流支路包括：第一段，所述第一段的一端与所述进水端连通；第二段，所述第二段的一端与所述第一段的一端连通，所述第二段的另一端与所述冷却支路连通，所述第二段的延伸方向与所述第一段的延伸方向之间的夹角大于等于110°。

在本实用新型的一些实施例中，多条所述冷却支路彼此平行。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池的极柱与所述电极组件连接，且所述极柱穿设于所述壳体，所述极柱自由端的端面高于所述进水端或所述出水端。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池还包括导热片，所述导热片设于所述壳体内，所述导热片与所述冷却管接触。

在本实用新型的一些实施例中，所述电极组件包括多个层叠设置的极芯，所述导热片夹设于两个相邻的所述极芯之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述导热片为铝片、铁片、铜片、镍片或者由铝、铁、铜、镍中的一种或多种制成的合金片。

在本实用新型的一些实施例中，所述导热片的厚度为0.1-1mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述冷却管与所述壳体为一体成型件。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图6是图5中A-A处的截面结构示意图；

图7是根据本实用新型实施例的电池的结构爆炸图；

图8是图7中A处的结构放大图；

图9是图7中B处的结构放大图；

图10是根据本实用新型实施例的电池的结构爆炸图；

图11是图10中C处的结构放大图；

图12是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图13是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图14是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图15是图14中B-B处的截面结构示意图。

附图标记：

电池1，

壳体10，第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13，第四侧壁14，本体部100，敞开端101，盖板110，

电极组件20，极芯21，极柱22，正极端子220，负极端子221，

冷却管30，进水分流管31，进水端310，分流支路311，第一段312，第二段313，冷却支路32，第一直线通道321，第二直线通道322，第三直线通道323，出水集流管33，出水端330，

导热片40。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

结合图1-图7及图10-图15所示，根据本实用新型实施例的电池1，包括壳体10、电极组件20和冷却管30。

具体而言，如图5-图6及图14-图15所示，电极组件20设于壳体10内。电极组件20可以实现电池1的充放电功能。壳体10可以用于保护电极组件20。结合图1-图15所示，冷却管30的一部分位于壳体10内，冷却管30的另一部分位于壳体10外。冷却管30包括进水端310和出水端330，进水端310和出水端330均位于壳体10外。例如，冷却管30可以设于壳体10的内壁面。冷却液体可以从进水端310进入冷却管30，并从出水端330流出冷却管30。

在冷却液体流经冷却管30的过程中，冷却液体可以与冷却管30的管壁进行热交换，冷却管30的管壁可以与电极组件20进行直接热交换或间接热交换。例如，冷却管30的管壁可以与电极组件20接触，冷却管30的管壁可以与电极组件20直接进行热交换。又如，冷却管30的管壁与电极组件20可以间隔开或是通过其它部件实现间接连接，冷却管30的管壁可以与空气或是其它部件进行热交换，空气或其它部件再与电极组件20进行热交换。

根据本实用新型实施例的电池1，通过在壳体10内设置冷却管30，冷却管30可以带走电极组件20工作过程中产生的热量，从而可以加速电池1内部热量的散失和流通，避免电池1内部热量的聚集，提高电池1内热均衡性能，进而可以提高电池1的使用性能、延长电池1的使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，冷却管30在可以为铝管、铁管、铜管、镍管或者由铝、铁、铜、镍中的一种或多种制成的合金管。可以理解的是，在本实用新型的一些示例中，冷却管30可以为铝管、铁管、铜管、镍管。在本实用新型的又一些实施例中，冷却管30可以为合金管，合金管内至少包含铝、铁、铜、镍中的一种或多种。铝、铁、铜、镍均具有良好的导热性能及结构强度，利用铝、铁、铜、镍构造冷却管30，可以使得冷却管30具有良好的导热性能，以能够很好地传递电极组件20与冷却液体之间的热量。

结合图5-图7及图12-图15所示，根据本实用新型的一些实施例，冷却管30可以包括进水分流管31、出水集流管33和多条冷却支路32。进水分流管31的部分可以被构造成进水端310，进水分流管31包括多个分流支路311。每条冷却支路32的一端与对应的分流支路311连通，出水集流管33与每条冷却支路32的另一端连通，出水集流管33的部分被构造成出水端330。

需要说明的是，这里所提到的“多条”为两条及两条以上的含义。可以理解的是，进水分流管31与多条冷却支路32均连接且连通，出水集流管33与多条冷却支路32均连接且连通，进水分流管31与出水集流管33位于冷却支路32的两端。冷却液体流经进水分流管31后可以分隔为多条支路，以流向多条冷却支路32，冷却液体流经多条冷却支路32后流入出水集流管33，多条冷却液体支路通过出水集流管33汇集后流出壳体10。

由此，通过在壳体10内设置多条冷却支路32，多条冷却支路32均可以对电极组件20进行热交换，从而可以扩大冷却管30对电极组件20的作用范围，以提高电池1的散热效率。冷却液体可以通过进水分流管31分为多个支路以流入多条冷却支路32内，多条冷却支路32内的冷却液体又可以通过出水集流管33汇集成一条，从而可以便于冷却管30与外部管道的连接与连通，进而可以简化电池1的结构构造、降低电池1的生产成本。

需要说明的是，这里所提到的“外部管道”可以包括外部进水管道和外部出水管道，外部进水管道与进水分流管31连通，外部出水管道与出水集流管33连通，外部进水管道可以为单体电池的电池包冷却液进水口，也可以是上一支电池的出水管道。外部出水管道可以为单体电池的电池包冷却液出水口，也可以是下一支电池的进水管道。通过进水分流管31、出水集流管33把冷却支路32与外部管道连接在一起，起到了汇流和分流的作用。

如图7所示，在本实用新型的一些实施例中，进水分流管31可以为两个，出水集流管33可以为两个，多个冷却支路32可以划分为两部分，其中一部分冷却支路32对应一个进水分流管31和一个出水集流管33，另一部分冷却支路32可以对应另一个进水分流管31和另一个出水集流管33。由此，可以根据壳体10内的时间对冷却支路32进行合理排布，从而可以提高壳体10内的空间利用率。

如图9及图11所示，在本实用新型的一些实施例中，分流支路311可以包括第一段312和第二段313。第一段312的一端与进水端310连通。第二段313的一端与第一段312的一端连通，第二段313的另一端与冷却32连通，第二段313的延伸方向与第一段312的延伸方向之间的夹角大于等于110°。由此，既可以提高冷却液体在冷却管30中的流动顺畅性，又可以提高冷却管30的排布合理性。

如图8所示，在本实用新型的一些实施例中，多条冷却支路32可以彼此平行。由此，不仅可以便于冷却支路32与进水分流管31、出水集流管33之间的连接，保证冷却支路32内的冷却液体可以平流并具有适合的流阻，以提高冷却液体的流动顺畅性，还可以优化多条冷却支路32在壳体10内的空间排布，以减小冷却支路32在壳体10内的占用空间，从而可以提高电池1的能量密度，进而可以提高电池1的充放电性能。在本实用新型的一些实施例中，冷却支路32可以形成为直线型通道或U型通道。由此，可以根据不同的电池1排布不同的冷却支路32，以优化电池1的空间利用率。

在本实用新型的一些实施例中，冷却支路32的管径可以为2mm-10mm。可以理解的是，冷却支路32的管径需要控制在2毫米至10毫米之内，当然，冷却支路32的管径也可以为2毫米或10毫米。由此，既可以保证冷却管30内可以通过足够的冷却液体，以保证对电极组件20的冷却效率，也可以保证冷却管30的设置不挤占太多电极组件20的空间，以保证电池1的能量密度。

如图15所示，根据本实用新型的一些实施例，电池1的极柱22与电极组件20连接，且极柱22穿设于壳体10，极柱22自由端的端面高于进水端310或出水端330。由此，外部设备可以通过极柱22与电极组件20实现电连接，从而可以使得外部设备与电极组件20之间实现能量交互。另外，通过设置极柱22自由端的端面高于进水端310或出水端330，可以避免由于冷却管30的设置造成极柱22与外部设备之间的电连接实现困难，从而保证外部设备与极柱22电连接的便捷性。

如图6、图7及图10所示，根据本实用新型的一些实施例，电池1还可以包括导热片40，导热片40设于壳体10内，导热片40与冷却管30接触。例如，导热片40可以贴设于电极组件20。电极组件20可以与导热片40进行热交换，导热片40可以进一步地与冷却管30进行热交换，从而可以将电极组件20上形成的热量通过导热片40传导至冷却管30内的冷却管30，并通过冷却管30内的冷却液体传出壳体10外。导热片40可以与电极组件20充分接触，以将电极组件20产生的热量充分引导至冷却管30，从而可以提高电池1的散热效率。

在本实用新型的一些实施例中，导热片40与冷却管30可以为一体成型件。由此，可以提高导热片40的安装稳定性。在本实用新型的又一些实施例中，导热片40与冷却管30可以卡接或焊接。由此，可以便于导热片40与冷却管30的连接。

如图6、图7及图10所示，在本实用新型的一些实施例中，电极组件20可以包括多个层叠设置的极芯21，导热片40夹设于两个相邻的极芯21之间。需要说明的是，这里所提到的“极芯21”可以为由正极、负极和隔膜卷绕而成的扁状结构件。另外，上述中的“多个”是两个及两个以上的含义。例如，电极组件20可以包括三个极芯21，三个极芯21层叠排布，任意相邻的两个极芯21之间设有一个导热片40，导热片40的两个表面可以分别与相邻的两个极芯21接触。由此，可以通过多个导热片40与多个极芯21充分接触，从而可以将多个极芯21形成的热量导引至冷却管30，进而可以提高多个极芯21的散热效率。

在本实用新型的一些实施例中，导热片40可以为铝片、铁片、铜片、镍片或者由铝、铁、铜、镍中的一种或多种制成的合金片。可以理解的是，在本实用新型的一些示例中，导热片40可以为铝片、铁片、铜片或镍片。在本实用新型的又一些实施例中，导热片40可以为合金片，合金片内至少包含铝、铁、铜、镍中的一种或多种。铝、铁、铜、镍均具有良好的导热性能及结构强度，利用铝、铁、铜、镍构造导热片40，可以使得导热片40具有良好的导热性能，以提高导热片40的传热效率。

在本实用新型的一些实施例中，导热片40的厚度可以为0.1mm-1mm。可以理解的是，导热片40形成为薄片件，导热片40的厚度需要控制在0.1毫米至1毫米之内，当然，导热片40的厚度也可以为0.1毫米或1毫米。由此，既可以保证导热片40的导热性能，又可以避免导热片40过多地占用壳体10内空间，以造成电池1的能量密度降低，从而可以在保证电池1充放电性能的基础上，提高电池1的热均衡性，进而可以提高电池1的整体性能。

根据本实用新型的一些实施例，冷却管30与壳体10可以为一体成型件。例如，冷却管30可以形成于壳体10的侧壁。由此，可以减小冷却管30的体积，也可以保证冷却管30的安装稳定性，以避免冷却管30由于安装不稳定造成电极组件20划损的情况，进而可以提高电池1的安全性能。

下面参考图1-图15详细描述根据本实用新型实施例的电池1。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本实用新型的具体限制。

结合图1-图7及图10-图15所示，根据本实用新型实施例的电池1，包括壳体10、电极组件20、多个导热片40和冷却管30。

结合图1-图7及图10-图15所示，壳体10包括本体部100和两个盖板110，本体部100呈具有两个敞开端101的筒状，两个盖板110均与本体部100连接，两个盖板110分别遮挡一个敞开端101。壳体10呈长方体，壳体10内具有安装空间。电极组件20位于安装空间内，电极组件20包括多个层叠排布极芯21。极芯21可以为由正极、负极和隔膜卷绕而成的扁状结构件。任意相邻的两个极芯21之间具有一个导热片40，导热片40为薄片件。导热片40的厚度为0.1mm-1mm。

结合图5-图7及图12-图15所示，冷却管30包括进水分流管31、出水集流管33和多条冷却支路32。进水分流管31穿设于壳体10，每条冷却支路32的一端与进水分流管31位于壳体10内的一端连接且连通。出水集流管33穿设于壳体10，出水集流管33位于壳体10内的一端与每条冷却支路32的另一端连接且连通。多条冷却支路32均设于壳体10的内壁面且彼此平行。

进水分流管31把外部进水管道的冷却水分流给壳体10内各个冷却支路32。出水集流管33把来自于壳体10内各个冷却支路32的冷却液体汇流在一起输送给外部出水管道。单体电池的外部进水管冷却液可以是电池包冷却液进水口，也可以是上一支电池的出水管道。单体电池的外部出水管道可以是电池包冷却水出水口，也可以是下一支电池的进水管道。通过这种汇流结构把壳体10内的冷却支路32与外部管道连接在一起，起到了汇流和分流的作用。进水分流管31和出水集流管33均为弯管，弯管的弯折角度大于等于110°。

如图1-图5及图12-图15所示，电池1的极柱22与电极组件20连接，且极柱22穿设于壳体10。电池1的极柱22包括正极端子220和负极端子221。正极端子220和负极端子221可以穿设于电池1的同一侧壁。正极端子220和负极端子221也可以分别穿设于电池1的两个侧壁。进水分流管31和出水集流管33在规格尺寸上要高度不高于电池1极柱22的高度。

例如，如图1-图7所示，壳体10包括依次首尾连接的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13和第四侧壁14。第一侧壁11与第三侧壁13相对，第二侧壁12和第四侧壁14相对。电池1的极柱22包括正极端子220和负极端子221分别穿设于第一侧壁11和第三侧壁13。冷却支路32可以构造形成直线型管道，一部分冷却支路32设于第二侧壁12，另一部分冷却支路32设置于第四侧壁14。两部分冷却支路32对应有两组进水分流管31和出水集流管33。

又如，如图10-图15所示，壳体10包括依次首尾连接的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13和第四侧壁14。第一侧壁11与第三侧壁13相对，第二侧壁12和第四侧壁14相对。电池1的极柱22包括正极端子220和负极端子221均穿设于第一侧壁11。冷却支路32可以构造形成U型管道，U型管道包括第一直线通道321、第二直线通道322和第三直线通道323，第二直线通道322的两端分别与第一直线通道321的一端、第三直线通道323的一端连接。第一直线通道321位于第二侧壁12，第二直线通道32设于第三侧壁13，第三直线通道323设于第四侧壁14。

电池1在充放电过程中，根据欧姆热公式Q＝I²R，(Q—发热功率/W；I—电流/A；R—电阻/Ω)，电池1内阻导致热量的产生。

本实用新型实施例的电池1，通过在壳体10内设置导热片40以及与导热片40相连的冷却管30，可以有效地带走电池1内部的产热，克服包体热管理技术的问题，确保了电池1内外温度均衡，有利于延长电池1的使用寿命，也能避免由于电池1热失控问题所造成的使用者安全隐患，同时可满足超大倍率条件下持续充、放电的应用需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。