电芯及储能装置的制作方法

1.本技术涉及电芯技术领域，具体涉及一种电芯及储能装置。


背景技术：

2.目前，电芯技术的运用在各种工业生产以及制备中越来越广泛。电芯性能的发挥受限于当时的温度，因此电芯一般需要调温组件对其温度进行调节，但相关技术中，电芯装置设置调温组件时容易使得电芯装置的厚度与体积变大，如何使电芯装置能够调节温度同时减小对其厚度与体积的影响成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种电芯及储能装置，以解决相关技术中电芯的换热效率低的技术问题。
4.第一方面，本技术提供了一种电芯，包括：壳体；至少两个卷芯，所述至少两个卷芯并排叠设于所述壳体内；以及导热片，所述导热片夹设于相邻的两个所述卷芯之间；以及换热管道，所述换热管道的至少部分围设于所述导热片的部分周侧，所述换热管道内流通调温液，所述调温液用于加热或冷却所述导热片，以调节所述电芯的温度。
5.本技术提供的电芯装置中，导热片夹设于相邻的两个电芯之间，调温管道的至少部分围设于导热片的周侧，调温管道内流通调温液，调温液用于加热或冷却导热片。导热片设于相邻的两个电芯之间进行热量的传递，调温管道可以不用设于相邻的两个电芯之间，可以放置于壳体内的其他位置，能够减小电芯装置的厚度以及体积，提高电芯装置内的空间利用率。
6.其中，每一所述卷芯包括长方体部和分别位于所述长方体部的长度方向的两端的两个渐缩部，所述渐缩部沿着所述长度方向随着远离所述长方体部渐缩，所述至少两个卷芯沿着所述长方体部的宽度方向并排叠设；所述导热片位于两个相邻的所述卷芯的两个所述长方体部之间；所述换热管道位于两个相邻的所述卷芯的同一侧的两个所述渐缩部之间。减小电芯的厚度以及体积，提高电芯内的空间利用率。
7.其中，两个相邻的所述卷芯的同一侧的两个所述渐缩部与所述壳体的内表面之间围设形成一容置空间，所述换热管道至少部分设于所述容置空间内。可以充分利用所述卷芯与所述壳体之间所形成的间隙，提高所述电芯的所述壳体内部空间利用率，进而达到减小所述电芯体积的目的。
8.其中，所述渐缩部沿所述长度方向的长度最大值大于或者等于所述换热管道的内径。以便于所述渐缩部与所述壳体形成的所述容置空间能够收容所述换热管道。
9.其中，所述换热管道的一部分位于所述导热片的相对的两端，所述导热片的相对
的所述两端连接于所述换热管道的管壁的外表面。换热管道分别连接导热片的两端，提高换热管道与导热片之间的换热效率。
10.其中，所述导热片的相对的所述两端分别绕设于所述换热管道的管壁的外表面，并通过热压方式连接于所述换热管道的管壁的外表面。能够使得导热片与换热管道之间的连接更加的稳固。
11.其中，所述换热管道的管壁的外表面设有凹槽，所述导热片的相对的所述两端分别插入所述凹槽。使得换热管道与所述导热片之间的加工步骤更加简化。
12.其中，所述壳体包括具有开口的收容壳及封闭于所述开口的顶盖组件，所述至少两个卷芯设于所述收容壳内；所述换热管道连接于所述顶盖组件，所述换热管道内的所述调温液还用于对所述顶盖组件进行调温。换热管道连接于顶盖，使得调温液能够对顶盖进行调温，进一步的提高电芯的换热效果。
13.其中，所述顶盖具有第一通孔以及第二通孔，所述换热管道的两端经所述第一通孔和所述第二通孔分别伸出所述收容壳。使得调温液能够进行流动，以提高电芯的换热效率。
14.其中，所述顶盖组件的材质为导热材质，所述换热管道的管壁的外表面与所述顶盖组件连接。顶盖自身能够对卷芯与顶盖连接处产生的热量进行散热，提高电芯的散热效果。
15.其中，所述电芯还包括设于所述收容壳内的电解液，所述换热管道的至少部分设于所述电解液内，所述换热管道内的所述调温液还用于对所述电解液进行调温。换热管道与电解液接触时能够将电解液的热量进行传递至调温液，并通过调温液将热量散发，以降低电芯的内部温度。
16.其中，所述电芯还包括控制件，所述控制件设于所述壳体外，所述控制件连接所述换热管道，用于调节所述调温液的温度及使所述调温液在所述换热管道内循环流动。使得电芯能够根据环境温度对自身的温度进行调节。
17.第二方面，本技术提供了一种储能装置，包括所述电芯。
18.本技术提供的储能装置，通过采用本技术第一方面提供的电芯，能够提高储能装置的换热效率，使储能装置更及时有效地进行换热。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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的附图。
20.图1是本技术实施例提供的一种电芯的结构示意图；图2是本技术实施例提供的一种电芯的截面结构示意图一；图3是本技术实施例提供的一种电芯的截面结构示意图二；图4是本技术实施例提供的一种换热组件的结构示意图；图5是本技术实施例提供的一种导热片嵌入换热管道的结构示意图；图6是本技术实施例提供的一种电芯的去掉收容壳的结构示意图。
21.标号说明：电芯-1、壳体-11、顶盖-111、收容壳-112、卷芯-12、导热片-131、换热管
道-132、容置空间-14、防爆件-16、垫片-17、电极片-18、渐缩部-122、长方体部-121。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术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。
24.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
25.在本说明书中，为了方便起见，使用“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词句以参照附图说明构成要素的位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，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公开的限制。构成要素的位置关系根据描述的构成要素的方向适当地改变。因此，不局限于在说明书中说明的词句，根据情况可以适当地更换。
26.在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据情况理解上述术语在本公开中的含义。
27.目前，电芯技术的运用在各种工业生产以及制备中越来越广泛。电芯性能的发挥受限于当时的温度，在低温环境下，由于电解质等关键材料的离子电导迅速下降，导致电芯充放电速率明显下降，甚至会发生无法充放电的情况；在高温环境下，电解质、电极材料的副反应加剧，导致电芯寿命迅速衰减。所以，对电芯的温度调节对于提高其循环寿命、充放电速率至关重要。因此电芯一般需要换热组件对其温度进行调节，但相关技术中，电芯的换热效率低，换热组件无法对电芯进行及时有效的换热。
28.请参照图1至图4，图1是本技术实施例提供的一种电芯的结构示意图，图2是本技术实施例提供的一种电芯的截面结构示意图一，图3是本技术实施例提供的一种电芯的截面结构示意图二，图4是本技术实施例提供的一种换热组件的结构示意图。本技术提供了一种电芯1，所述电芯1包括壳体11、至少两个卷芯12以及至少一组换热组件。所述至少两个卷芯12叠设于所述壳体11内。所述换热组件至少部分设于相邻的两个所述卷芯12之间。
29.可选地，所述壳体11的材质包括但不限于为铝材或其他耐腐蚀、导热性能较好的材质。
30.本技术提供的电芯1中，换热组件设于壳体内，且至少部分设于相邻的两个所述卷
芯12之间。所述换热组件与所述卷芯12相邻设置，能够对所述卷芯12进行更迅速有效地降温，提高所述电芯1的换热效率，使得所述电芯1更及时有效的进行换热。
31.所述换热组件包括至少一个导热片131及换热管道132，所述导热片131叠设于相邻的两个所述卷芯12之间，所述换热管道132的至少部分围设于所述导热片131的周侧，所述换热管道132内流通调温液，所述调温液用于加热或冷却所述导热片131，以调节所述卷芯12的温度。
32.具体地，所述卷芯12、所述导热片131以及至少部分所述调温管皆设于所述壳体11内，所述壳体11用于给所述卷芯12进行电解放电提供空间。
33.至少两个所述卷芯12叠设于所述壳体11内，且所述导热片131叠设于相邻的两个所述卷芯12之间。具体地，所述导热片131与所述卷芯12具有最大面积的一面进行接触，所述导热片131的一面抵接其中一个所述卷芯12的侧面，所述导热片131的另一面抵接另一个所述卷芯12的侧面。所述导热片131抵接所述卷芯12，便于进行热量的传递，包括但不限于为将热量从所述卷芯12传递至所述导热片131或从所述导热片131传递至所述卷芯12。
34.所述换热管道132的至少部分围设于所述导热片131的周侧，所述换热管道132内流通调温液，所述调温液用于加热或冷却所述导热片131。具体地，所述换热管道132围设于所述导热片131的周侧且与所述导热片131连接，所述流通管道可用于将所述导热片131的热量传递至所述调温液，或者将所述调温液的热量传递至所述导热片131。
35.所述导热片131通过热压方式连接于所述换热管道132的外表面。能够使得所述导热片131与所述换热管道132之间的连接更加的稳固，可选地，本技术对热压的气压、温度以及时间不作具体的限定。
36.具体地，在本实施方式中，所述导热片131的相对的所述两端分别绕设于所述换热管道132的管壁的外表面，并通过热压方式连接于所述换热管道132的管壁的外表面。在其他实施方式中，请参照图5，也可以为换热管道132上的管壁上形成有凹槽，所述导热片131的相对的所述两端分别插入所述凹槽。使得所述换热管道132与所述导热片131之间的加工步骤更加简化，降低所述换热管道132与所述导热片131进行连接的工艺难度，有利于所述电芯1的量产。以上皆属于本技术的实施方式。
37.以所述换热组件为散热器件进行举例说明。当所述电芯1进行工作并供电时，多个所述卷芯12进行工作并产生热量，较高的工作温度可能使得所述卷芯12的工作效率降低或发生热失控等问题。所述导热片设于相邻的两个所述卷芯12之间且抵接所述卷芯12，所述导热片可以将所述卷芯12上热量转移至所述导热片上并将一部分的热量散去。剩余的热量转移至所述换热管道132上，所述调温液为低温液体，可以将所述换热管道132上的热量进行传递，所述调温液通过所述换热管道132流动至所述壳体11外，使得所述电芯1的所述壳体11内的整体热量减少，进而降低所述卷芯12的工作温度，避免所述卷芯12发生热失控等问题并提高所述卷芯12的工作效率。
38.以所述换热组件为加热器件进行举例说明。当所述电芯1处于温度较低的环境中时，所述卷芯12的工作效率可能降低。所述调温液可以为高温液体，所述调温液在所述换热管道132内流动，并将其自身的热量传递至所述换热管道132，所述导热片周侧与所述换热管道132连接，所述换热管道132可以将所述调温液的热量传递至所述导热片131，所述导热片抵接所述卷芯12，能够将热量传递至所述卷芯12，使得所述卷芯12的温度升高，提高所述
卷芯12的工作效率。
39.本技术提供的电芯1中，所述换热组件的所述导热片131叠设于相邻的两个所述卷芯12之间，所述换热管道132的至少部分围设于所述导热片131的周侧，所述换热管道132内流通调温液，所述调温液用于加热或冷却所述导热片131。所述导热片设于相邻的两个所述卷芯12之间进行热量的传递，所述换热管道132可以不用设于相邻的两个所述卷芯12之间，可以放置于所述壳体11内的其他位置，能够减小所述电芯1的厚度以及体积，提高所述电芯1内的空间利用率。
40.请参照图4，在本实施方式中，所述导热片131与所述换热管道132的弯折部分设有间隙，便于所述导热片131与所述换热管道132进行安装连接。在其他实施方式中，导热片131与所述换热管道132的弯折部分也能不设有间隙，本技术对此不作限定。
41.可选地，在本实施方式中，所述卷芯12为卷绕电芯，在其它实施方式中，所述卷芯12也可以为叠片电芯，本技术对此不作限定。以下以所述卷芯12为卷绕电芯进行举例说明，不应理解为对本技术的限制。
42.可选地，在本实施方式中，所述卷芯12的数量为两个，在其它实施方式中，所述卷芯12的数量也可以为一个、或三个、或四个、或四个以上的数量，本技术对此不作限定。
43.需要说明的是，在本实施方式中，若所述导热片131的厚度小于0.2mm，则所述导热片131的导热效果较低，且能够传导的热量较少；若所述导热片131的厚度大于1mm，则会使得所述电芯1的整体厚度过大，不利于所述电芯1的放置或安装。
44.因此，在本实施方式中，所述导热片131的厚度为0.2mm-1mm时为最佳情况。可选地，所述导热片131的厚度可以为0.2mm、或0.4mm、或0.5mm、或0.7mm、或0.9mm、或1mm、或处于0.2mm-1mm内的其它数值。
45.请参照图4及图6，每一所述卷芯12包括长方体部121和分别位于所述长方体部121的长度方向的两端的两个渐缩部122，所述渐缩部122沿着所述长度方向随着远离所述长方体部121渐缩，所述至少两个卷芯12沿着所述长方体部121的宽度方向并排叠设。所述导热片131位于两个相邻的所述卷芯12的两个所述长方体部121之间。所述换热管道132位于两个相邻的所述卷芯12的同一侧的两个所述渐缩部122之间。
46.所述导热片131设于相邻的两个所述卷芯12之间进行热量的传递，所述换热管道132可以不用设于相邻的两个所述卷芯12之间，可以放置于所述壳体11内的其他位置，能够减小所述电芯1的厚度以及体积，提高所述电芯1内的空间利用率。
47.当所述卷芯12为卷绕电芯时。具体地，请参照图3，两个相邻的所述卷芯12的同一侧的两个所述渐缩部122与所述壳体11的内表面之间形成一容置空间14，所述换热管道132至少部分设于所述容置空间14内。
48.换言之，所述容置空间14即为所述卷芯12与所述壳体11之间形成的间隙。所述换热管道132至少部分位于所述容置空间14内，可以充分利用所述卷芯12与所述壳体11之间所形成的间隙，提高所述电芯1的所述壳体11内部空间利用率，进而达到减小所述电芯1体积的目的。
49.可选地，在另一种实施方式中，也可以为一个所述卷芯12的渐缩部122与所述壳体11的内表面之间形成容置空间14，所述换热管道132至少部分位于所述容置空间14内，本技术对此不作限定。
50.所述渐缩部122沿所述长度方向的长度最大值大于或者等于所述换热管道132的内径。以便于所述渐缩部122与所述壳体11形成的所述容置空间14能够收容所述换热管道132。
51.请参照图4，所述换热管道132的一部分位于所述导热片131的相对的两端，所述导热片131的相对的所述两端连接于所述换热管道132的管壁的外表面。所述换热管道132分别连接所述导热片131的两端，提高所述换热管道132与所述导热片131之间的换热效率。
52.请参照图1及图2，所述壳体11包括收容壳112及盖合于所述收容壳112的顶盖111，所述至少两个卷芯12设于所述收容壳112内。所述电芯1还包括电极片18，所述电极片18设于所述顶盖111上，所述电极片18电连接所述卷芯12的极耳，所述换热管道132连接于所述顶盖111，所述换热管道132内的所述调温液还用于对所述顶盖111进行调温。
53.具体地，所述卷芯12、所述换热组件以及其他元器件通过所述收容壳112的开口装设于所述收容壳112内后，所述顶盖111可用于将其进行密封，防止所述壳体11内的元器件散落。
54.所述电芯1还包括电极片18，所述电极片18设于所述顶盖111上且能够贯穿所述顶盖111设置。所述电极片18朝向所述卷芯12的一侧能够电连接所述卷芯12的极耳，所述电极片18背离所述卷芯12的一侧用于电连接外部电子元器件。所述电极片18与所述卷芯12的极耳进行连接，可选地，所述电极片18与所述卷芯12极耳的连接方式包括但不限于为焊接。
55.在所述电芯1进行供电时，所述卷芯12极耳与所述电极片18连接的地方一般温度较高。所述换热管道132连接于所述顶盖111，所述卷芯12极耳与所述电极片18连接处产生的热量可以通过所述顶盖111传导至所述换热管道132，并经所述换热管道132将热量传递至所述调温液，所述调温液进行流动以将所述热量带出所述壳体11内。所述换热管道132连接于所述顶盖111，使得所述调温液能够对所述顶盖111进行调温，进一步的提高所述换热组件的换热效果。
56.所述换热管道132与所述顶盖111焊接，通过焊接的方向固定所述换热管道132与所述顶盖111，能够提高所述换热管道132与所述顶盖111之间的稳固性。
57.在本实施方式中，所述顶盖111的材质为导热材质，所述顶盖111自身能够对所述卷芯12以及所述电极片18的连接处产生的热量进行散热，提高所述电芯1的散热效果。所述收容壳112也为导热材质，所述收容壳112能够将所述卷芯12散发至空气中的热量进行传导至外界，提高所述电芯1的散热效果。可选地，所述顶盖111的材质包括但不限于为铝材质，所述收容壳112的材质包括但不限于为铝材质。
58.请参照图1及图2，所述顶盖111具有第一通孔以及第二通孔，所述换热管道132经所述第一通孔进入所述收容壳112内，沿所述卷芯12的外表面与所述壳体11的内表面之间的空隙延伸，并经所述第二通孔伸出所述收容壳112。使得所述调温液能够进行流动，以提高所述换热组件的换热效率。
59.换言之，所述换热管道132具有依次连通的进液管、出液管以及u形管。所述进液管设于所述第一通孔内，且所述进液管部分设于所述壳体11内，部分设于所述壳体11外；所述u形管设于所述壳体11内，且所述u行管至少部分设于所述容置空间14内；所述出液管设于所述第二通孔内，且所述出液管部分设于所述壳体11内，部分设于所述壳体11外。
60.所述调温液依次通过所述进液管、所述u形管以及所述出液管进行流动，以实现对
电芯1温度的调节。
61.所述换热组件还包括控制件，所述控制件设于所述壳体11外，所述控制件连接所述换热管道132，用于调节所述调温液的温度及使所述调温液在所述换热管道132内循环流动。使得换热组件能够根据环境温度对电芯1的温度进行调节。
62.可选地，所述控制件内具有包括但不限于为压缩机或其他能够改变所述调温液温度的设备。所述控制件内还具有包括但不限于为泵、电机等提供动力的装置。
63.具体地，所述控制件分别连接所述换热管道132的进液管以及出液管。所述控制件能够根据外界环境以及所述电芯1内部的温度调节所述调温液的温度。当外界环境的温度较低时，所述控制件能够加热所述调温液并提供所述调温液在所述换热管道132流动的动力，使得所述调温液将热量传递至所述换热管道132、所述导热片131以及所述卷芯12上，保证所述卷芯12的正常工作。当所述卷芯12或所述电芯1的内部温度较高时，所述控制件能够制冷所述调温液并提供所述调温液在所述换热管道132流动的动力，使得所述卷芯12的热量能够通过所述导热片131、所述换热管道132以及所述调温液传递出所述壳体11。
64.电芯1还包括设于所述收容壳112内的电解液，所述换热管道132的至少部分设于所述电解液内，所述换热管道132内的所述调温液还用于对所述电解液进行调温。
65.所述电解液与是卷芯12进行配合以使得所述卷芯12能够放电。所述卷芯12进行放电时产生的热量一部分也会传递至所述电解液内，所述换热管道132与所述电解液接触时能够将所述电解液的热量进行传递至所述调温液，并通过所述调温液将热量散发，以降低所述电芯1的内部温度。
66.所述电芯1还包括防爆件16，所述防爆件16设于所述壳体11的表面。在本实施方式中，所述防爆件16设于所述顶盖111上，在其他实施方式中，所述防爆件16也可以设于所述收容壳112内，本技术对此不作限定。
67.所述防爆件16的厚度小于所述壳体11的厚度和/或所述防爆件16的硬度小于所述壳体11的硬度，当所述电芯1的所述卷芯12发生工作异常产生气体时，所述壳体11内的气压升高容易导致爆炸等现象。所述防爆件16设于所述壳体11上，当所述壳体11内的气压升高，所述防爆件16会先被气体冲破，进而使得所述壳体11内的气压趋于平衡，避免造成其他不必要的经济损失或人员伤亡。
68.请参照图1及图6，图6是本技术实施例提供的一种电芯的去掉收容壳的结构示意图。所述壳体11内还设有垫片17，所述卷芯12设于所述垫片17上。当所述电芯1进行移动很时，所述垫片17可用于缓冲所述卷芯12受到的冲击力，避免所述卷芯12被损坏。所述垫片17上设有多个通孔，所述通孔可用于进行散热，降低所述电芯1的内部温度。
69.在本实施方式中，两个所述卷芯12设于一个所述垫片17上。在其他实施方式中，也可以为所述一个卷芯12设于一个所述垫片17上，并且此时所述换热管道132的部分设于相邻的两个所述垫片17之间。
70.所述垫片17的材质为弹性材质，当所述卷芯12进行工作时会发生膨胀，所述垫片17可以提供可压缩空间，进而便于所述卷芯12发生膨胀。
71.本技术还提供了一种储能装置，所述储能装置包括用电装置以及所述电芯1，所述电芯1电连接所述用电装置，用于给所述用电装置供电。
72.可选地，所述储能装置包括但不限于为手机、电脑、笔记本等电子设备或新能源汽
车、电动车等储能装置。
73.以上所述是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。