1.本技术涉及电池技术领域，特别涉及一种电池、电池包、储能系统及电动汽车。
背景技术：
2.锂离子电池具备体积小、重量轻、循环寿命长等优势，目前广泛应用于通信基站、数据中心、储能电站、电动车等领域。在实际应用中，锂离子电池所使用的电芯对温度具有较高的敏感度，导致温度关系到电芯寿命控制、电性能发挥以及安全控制等方面的性能。为了保证良好的电芯状态，需要对电芯进行散热。
3.而传统技术中，对锂离子电池的电芯进行散热的方式包括自然冷、风冷以及液冷。由于锂电池应用场景比较广泛，锂离子电池在高温环境和低温环境均有应用需求，传统的散热方式已经不能满足锂离子电池的热管理需求。
技术实现要素：
4.本技术提供一种电池、电池包、储能系统及电动汽车，该电池在高温和低温环境中均能保持正常的工作温度，可以提高电池的电性能。
5.第一方面，本技术提供一种电池，该电池可以应用在锂电池、动力电池、储能系统等技术领域。该电池具体包括电池模组和热管理模组。热管理模组包括包裹层以及填充于包裹层内的相变材料，相变材料可以通过相变过程吸热或放热。包裹层与电池模组接触，电池模组能够通过包裹层与相变材料进行换热。相变材料掺杂有导电介质，电池模组的正负极分别与导电介质电连接以形成加热回路，电池模组可以通过加热回路为相变材料加热以使相变材料为电池模组预热。在电池运行过程中，电池模组散热，热管理模组中的相变材料可以吸收电池散发的热量，实现对电池的散热。当电池模组的温度低于电池模组正常工作温度时，导通加热回路，电池模组通过加热回路对相变材料加热，相变材料温度升高可以对电池模组进行预热保温。可以看出，该电池在高温或低温下均可以保持在适宜的工作温度，提升电池的电性能发挥。当然，该电池还兼顾了成本与安全问题。
6.为了方便控制加热回路，加热回路可以设置有温控单元，所述温控单元用于根据所述电池模组的温度控制所述加热回路的通断。
7.一种可能实现的方式中，温控单元可为温度开关，温度开关串联于加热回路。温度开关能够感应温度并根据温度打开或闭合，进而控制加热回路的通断。
8.另一种可能实现的方式中，温控单元可以包括电路开关以及控制模块；电路开关串联于加热回路，控制模块用于控制电路开关闭合或打开。此处的控制模块可以具有温度传感器，以用于监测电池模组的温度信息，并可以通过监测到的温度信息控制电路开关的动作。
9.在一些可能实施的方案中，热管理模组设置有两个与导电介质电连接的接线端子；两个接线端子分别用于一一对应地连接电池模组的正极和负极。其中一个接线端子一端伸入包裹层内与导电介质接触，另一端用于连接电池模组的正极。另一个接线端子一端
伸入包裹层内与导电介质接触，另一端用于连接电池模组的负极。
10.其中，导电介质可以但不限于为碳基材料、金属材料。当导电介质为碳基材料时，导电介质具体可以但不限于包括石墨、石墨烯、碳基聚合物中的任意一种或多种的组合。
11.本技术中的电池模组可以包括至少两个电芯，至少两个电芯依次叠置；每两个相邻的电芯之间可以设置有一个热管理模组。沿电芯的叠置方向，电芯在热管理模组上的投影落在热管理模组用于接触电芯的表面范围之内。
12.第二方面，本技术还提供一种电池包，该电池包包括电池管理单元以及上述第一方面中任意一种可能设计提出的电池。电池管理单元与电池模组电连接，用于获取电池模组的参数信息以及用于向电池模组发送控制信息。
13.第三方面，本技术还提供一种储能系统，包括储能变流器上述第二方面中提出的电池包，储能变流器与电池管理单元信号连接，以对输入电池包的电流进行处理。
14.第四方面，本技术还提供一种电动汽车，包括车体和上述第三方面中提出的储能系统，车体具有动力模组，储能系统用于为动力模组供电。
15.上述第二方面至第四方面中任一方面可以达到的技术效果，请参照上述第一方面中任一可能设计可以达到的技术效果说明，重复之处不予论述。
附图说明
16.图1a为现有技术中的一种锂离子电池的结构示意图；
17.图1b为现有技术中的一种锂离子电池的液冷板的结构示意图；
18.图2为本技术实施例所提供的一种电池的结构示意图；
19.图3为本技术实施例所提供的一种电池中电池模组的结构示意图；
20.图4为本技术实施例所提供的一种电池中的加热回路示意图；
21.图5为本技术实施例所提供的一种电池中的加热回路示意图；
22.图6a为本技术实施例所提供的一种电池中的加热回路示意图；
23.图6b为本技术实施例所提供的一种电池中的加热回路示意图；
24.图7为本技术实施例所提供的一种电池的结构示意图；
25.图8a为本技术实施例所提供的一种电池中电池模组与热管理模组的电路连接示意图；
26.图8b为本技术实施例所提供的一种电池中电池模组与热管理模组的电路连接示意图；
27.图8c为本技术实施例所提供的一种电池中电池模组与热管理模组的电路连接示意图；
28.图9为本技术实施例所提供的一种电池中电池模组与热管理模组的结构示意图；
29.图10为本技术实施例所提供的一种电池包的结构示意图；
30.图11为本技术实施例所提供的一种储能系统的结构示意图；
31.图12为本技术实施例所提供的一种电动汽车的结构示意图。
具体实施方式
32.现有锂离子电池应用场景广泛，其应用环境可能具有较大的温差波动。为了保证
锂离子电池的电芯寿命控制、电性能发挥以及安全控制处于正常状态，需要使锂离子电池的温度保持在一个相对稳定的范围之内。这就需要在高温时对锂离子电池进行散热，而在低温时则对锂离子电池进行保温。一般地，可以采用自然冷、风冷或液冷的方式对锂离子电池进行热管理。自然冷指的是通过环境温度对锂离子电池进行温度调节，这种方式散热效率低下，无法解决锂离子电池在高低温环境中电性能发挥不稳定的问题。风冷则是增加空气流动对锂离子电池进行温度调节，这种方式可以部分解决锂离子电池高温散热诉求，但是无法解决锂离子电池低温保温要求。液冷是通过液冷工质与锂离子电池的换热对锂离子电池进行温度调节。
33.如图1a示例了一种现有的液冷散热的锂离子电池。锂离子电池中，在一些相邻的两个电芯1’之间插入液冷板2’，结合图1b所示，液冷板2’内设置有液冷管道21’，液冷管道与外部冷源连接。通过外部冷源向液冷管道21’循环供应冷却工质，冷却工质经液冷管道21’与电芯1’进行冷热交换，以对电芯1’的温度进行调节。这种方式虽然可以解决高低温问题，但是存在冷却工质影响锂离子电池出现安全问题的隐患，且成本高昂。由此可见，传统的锂离子电池热管理方式难以满足锂离子电池在复杂环境中的热管理需求。
34.基于此，本技术实施例提供一种电池、储能系统以及电动汽车，本技术提出的电池在高温或低温下均可以保持在适宜的工作温度，保证电池的电性能发挥。该电池可以应用在锂电池、动力电池、储能系统等应用场景。由于该池还兼顾了成本与安全问题，有利于推广应用。
35.以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
36.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
37.如图2所示，本技术实施例所提供的电池10具体可以是锂离子电池、钠离子电池、锂金属电池、动力电池等。在下面的实施例中，具体以锂离子电池为例进行说明。该电池10包括外壳1、电池模组2以及热管理模组3。外壳1呈盒装，内部形成有容纳空腔，电池模组2和热管理模组3可以设置于外壳1的容纳空腔内。电池模组2是电池10的核心部件，用于储存电能并发挥电性能。电池模组2需要在合适的温度范围内工作，才能保证电性能的发挥。热管理模组3包括包裹层31以及填充于包裹层31内的相变材料32，相变材料32中掺杂有导电介质33。其中，包裹层31可以采用绝缘材料制备。相变材料32是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料32由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程。相变材料32受热由固态变为液态时吸热，相变材料32受冷由液态变为固态时放热。
38.热管理模组3的包裹层31与电池模组2接触，在电池模组2温度较高时，可以通过相变材料32与电池模组2进行换热，实现对电池模组2的散热。
39.电池模组2的正负极分别与热管理模组3中的导电介质33电连接，使得电池模组2与热管理模组3之间形成加热回路。在电池模组2温度较低时，将加热回路导通，电池模组2可以通过导电介质33对相变材料32加热。相变材料32温度升高蓄热，可以为电池模组2预热。在这种工作模式中，电池模组2自发热的同时利用相变材料32蓄热能力可以对电池模组2进行保温，降低电池模组2的降温速率。
40.本技术实施例所提供的电池10的工作原理为：在电池10运行过程中，电池模组2散热，热管理模组3中的相变材料32可以吸收电池10散发的热量，实现对电池10的散热。当电池模组2的温度低于电池模组2正常工作温度时，导通加热回路，电池模组2通过导电介质33对相变材料32加热，相变材料32温度升高对电池模组2进行预热保温。同时，相变材料32的蓄热能够降低电池模组2的降温速率。一段时间后，相变材料32温度高到逐渐熔化放热，其放出的热量可以进一步降低电池模组2的降温速率。当电池模组2的温度高到预设的温度后，断开加热回路，相变材料32温度逐渐降低。应当理解，相变材料32的相变过程是渐变的过程，因此能够保持较为缓和的温度变化，进而使电池模组2的温度波动减小，可以提高电池模组2的均温性。
41.其中，相变材料32按照化学成分通常分为无机类(结晶水合盐、熔融盐等)、有机类(石蜡类、酯酸类等)和复合类。导电介质可以为碳基材料，例如石墨、石墨烯、碳基聚合物中的任意一种或多种的组合。
42.结合图2和图3所示，电池模组2具有正极a1和负极a2，电池模组2可以通过正极a1和负极a2为接入上述加热回路。热管理模组3设置有两个接线端子b，每个接线端子b的一端分别伸入相变材料32内以与导电介质33接触，另一端分别伸出包裹层31外、且分别与电池模组2的正极a1和负极a2一一对应连接，使得电池模组2与热管理模组3之间可以形成上述加热回路。其中，接线端子b与正极a1、负极a2之间可以通过导线连接。
43.电池模组2与热管理模组3之间的加热回路可以参照图4所示，在加热回路导通的情况下，电池模组2可以通过两个接线端子b向导电介质33放电，提高相变材料32的温度，使相变材料32对电池模组2进行预热，提高电池模组2的温度。
44.在电池10工作时，热管理模组3可以通过相变材料32吸收电池模组2的热量，从而实现对电池模组2的散热。当电池模组2的温度低于正常工作温度，使加热回路导通，电池模组2通过加热回路加热相变材料32，并通过相变材料32对电池模组2进行预热。电池模组2的正常工作温度也即电池10的正常工作的温度，电池10的正常工作温度为一个温度范围，在该温度范围内，温度变化对电池10发挥电性能不会有太大的影响。
45.如图5所示，为了对加热回路进行控制，加热回路中还可以设置有温控单元4，该温控单元4可以根据电池模组2的温度控制加热回路的通断。温控单元4可以设置于电池模组2的正极a1与对应的接线端子b之间，也可以设置于电池模组2的负极a2与对应的接线端子b之间。
46.在一些实施例中，如图6a所示，温控单元4具体可以是串联在加热回路中的温度开关，例如温度开关可以设置于电池模组2的正极a1与热管理模组3的接线端子b之间。温度开关能够感应温度并根据温度打开或闭合，进而控制加热回路的通断。具体地，在电池模组2的温度处于正常工作温度范围内时，温度开关处于常开状态，加热回路断开。在电池模组2的温度低于正常工作温度范围时，温度开关闭合，加热回路导通。
47.在另一些实施例中，如图6b所示，温控单元4还可以包括电路开关41以及控制模块42，控制模块42可以电路开关41开关打开或闭合。此处的控制模块42可以是控制电路，该控制电路具有温度传感器，用以监测电池模组2的温度信息，并可以通过监测到的温度信息控制电路开关41的动作。具体地，在电池模组2的温度处于正常工作温度范围内时，控制模块42控制电路开关41打开，加热回路断开。在电池模组2的温度低于正常工作温度范围，控制模块42控制电路开关41闭合，加热回路导通。
48.如图7所示，电池模组2可以包括至少两个电芯21，图7中以示意出4个电芯21为例进行说明。电芯21呈长方体状，且具有较薄的厚度，可以认为是一种连续的板结构。该至少两个电芯21沿设定方向依次叠置，多个电芯21之间以串联或并联的方式连接。此处的设定方式可以认为是电芯21的厚度方向，接下来的实施例中将以多个电芯21之间串联的方式连接进行示例性说明。此处示例了4个电芯21，4个电芯21之间通过电芯连接片22连接以实现串联。以两个相邻的电芯21为一组，在两个相邻的电芯21之间设置一个热管理模组3。热管理模组3也可以呈长方体状，且具有较薄的厚度，也可以认为是一种连续的板结构。图7所示的结构中，沿电芯21的厚度方向，每个电芯21都有一个垂直于厚度方向的表面与热管理模组3接触，使得每个电芯21都可以与热管理模组3进行热交换。每个电芯21与热管理模组3接触的面积是基本一致的，这就使得热管理模组3对每个电芯21的温度影响基本保持一致。其中，电芯21用于接触热管理模组3的面是电芯21最大的表面，热管理模组3中的相变材料32与电芯21之间的热量传输效率比较高，可以提高散热或加热效率。
49.需要说明的是，在本技术实施例中，“至少两个”指的是两个及两个以上，也可以认为是多个。
50.电池模组2具有正极a1和负极a2，多个热管理模组3可以是依次串联后连接电池模组2的正极a1和负极a2从而形成一个加热回路。也可以是多个热管理模组3并联设置，即每个热管理模组3连接电池模组2的正极a1和负极a2形成一个加热回路。
51.具体地，多个热管理模组3串联的结构可以参照图8a所示，3个热管理模组3串联后通过两个接线端子b与电池模组2的正极a1和负极a2电连接形成加热回路，并在正极a1与对应的接线端子b之间设置有温控单元4。
52.多个热管理模组3并联的结构可以参照图8b和图8c所示，每个热管理模组3均具有两个接线端子b，且每个热管理模组3通过该两个接线端子b与电池模组2的正极a1和负极a2电连接形成加热回路。可以认为，每个热管理模组3与电池模组2之间形成有一个加热回路，整个电池10具有多个加热回路。在图8b中，在正极a1与对应的多个接线端子b之间设置有温控单元4，该温控单元4可以同时控制多个加热回路的通断。在图8c中，每个热管理模组3用于连接正极a1的接线端子b与正极a1之间设置有温控单元4，每个温控单元4可以对应控制一个加热回路的通断。可以理解的是，在图8c中的多个温控单元4同步动作时，能够实现对多个加热回路的同步控制。
53.当电池10工作发热，热管理模组3中的相变材料32受热发生相变，可以吸收电芯21的温度，实现对电芯21散热。当电芯21的温度低于正常工作温度范围，导通加热回路，使得电池模组2对热管理模组3中的相变材料32进行加热，相变材料32温度升高可以对电芯21预热。使得电池模组2的温度保持在正常工作温度范围之间，电芯21可以在适宜的温度中正常工作，发挥良好的电性能。
54.如图9所示，以电池模组2包括两个电芯21为例，两个电芯21依次叠置，在两个电芯21之间设置有一个热管理模组3。沿电芯21的叠置方向，热管理模组3在外壳1上的投影覆盖电芯21在外壳1上的投影。也可认为，电芯21在热管理模组3上的投影完全落在热管理模组3用于接触电芯21的表面范围之内。在图9所示例的结构中，在垂直于电芯21叠置方向的面上，热管理模组3的边缘探出电芯21的边缘。这样的结构，热管理模组3可以对电芯21进行充分的散热或加热。
55.基于上述电池10，如图10所示，本技术实施例提供一种电池包100，该电池包100包括电池管理单元20和上述实施例中记载的电池10，电池管理单元与电池10中的电池模组2电连接，用于获取电池10的参数信息，以及用于向电池10发送控制信息。由于该电池包100包括电池10，因此该电池包100也具有上述电池10的所有或至少部分优点，这里不再重复赘述。
56.本技术实施例还提供一种储能系统300，如图11所示，该储能系统300包括储能变流器200和上述电池包100，其中，储能变流器200与电池包100的电池管理单元20电连接，用于对被输入到电池包100内的电流进行处理并输入到电池包100。由于该电池包100包括上述电池10，因此该储能系统300也具有上述电池10的所有或至少部分优点，这里不再重复赘述。
57.本技术实施例还提供一种电动汽车，如图12所示，该电动汽车包括车体400以及上述储能系统300。车体400设置有动力模组401，动力模组401是电动汽车的动力系统。储能系统300用于为动力模组401供电，动力模组401可以将电能转换为机械能，进而驱动电动汽车。
58.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。