电芯结构、电池装置及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种电芯结构、电池装置及车辆。


背景技术：

2.目前，随着新能源的发展，通过电池为车辆提供动力等能量供给。为了满足电池的使用需求，需要电池具有快速充放电的能力。例如，需要电池能够进行快速充电，以满足用户对电池使用的需求。相关技术中，受到电池自身结构的限制，电池在充放电过程中，散热效果较差，使极耳位置的热量堆积，不能有效散热，降低了电池的充放电速率。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的是提供一种电芯结构、电池装置及车辆。
4.根据本实用新型的第一方面，提供一种电芯结构，电芯结构包括：电芯本体和设置于电芯本体的至少一个极耳，所述极耳具有相背的两个第一表面，至少一个极耳的至少一个所述第一表面设有相变材料层。
5.可选地，所述极耳的两个所述第一表面均设有所述相变材料层。
6.可选地，所述相变材料层为涂层。
7.可选地，所述电芯结构包括多个所述极耳，多个所述极耳层叠设置。
8.可选地，所述相变材料层为固-固相变材料。
9.可选地，所述固-固相变材料为多元醇类相变材料、无机盐类相变材料和有机高分子类相变材料中的一种。
10.可选地，所述极耳具有多段弯折结构，所述第一表面随着所述多段弯折结构形成曲面。
11.根据本实用新型的第二方面，提供一种电池装置，电池装置包括如第一方面所述的电芯结构。
12.可选地，所述电池装置包括壳体，所述电芯结构设于所述壳体内部，所述壳体上设有极柱，所述极柱的一端伸出于所述壳体，所述极柱的另一端位于所述壳体的内部；
13.所述电池装置还包括引出件，所述引出件与所述极柱以及所述极耳连接。
14.根据本实用新型的第三方面，提供一种车辆，车辆包括如第二方面所述的电池装置。
15.本实用新型的一个技术效果在于，通过在极耳的至少一个第一表面设置相变材料层，相变材料层能够吸收热量，该极耳在充放电过程中产生热量时，相变材料层能够吸收热量，以减少极耳位置的热量堆积，从而减少了热量对极耳的影响，从而能够保障电芯结构的充放电速率。
16.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
17.构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
18.图1是本公开实施例中的电池装置的剖面结构示意图。
19.图2是本公开实施例中的电芯结构的结构示意图。
20.图3是本公开实施例中的电池装置的结构示意图。
21.附图标记说明：
22.1、电芯本体；2、极耳；21、第一极耳；22、第二极耳；3、壳体；31、筒状侧壁；32、盖板；4、引出件；5、极柱。
具体实施方式
23.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
24.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
25.对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
26.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
28.根据本公开的一个实施例，提供了一种电芯结构，如图1-图2所示，电芯结构包括：电芯本体1和设置于电芯本体1的至少一个极耳2，所述极耳2具有相背的两个第一表面，至少一个极耳2的至少一个所述第一表面设有相变材料层。
29.在本公开的实施例中，通过在极耳2的至少一个第一表面设置相变材料层，相变材料层能够吸收热量，该极耳2在充放电过程中产生热量时，相变材料层能够吸收热量，以减少极耳2位置的热量堆积，从而减少了热量对极耳2的影响，从而能够保障电芯结构的充放电速率。
30.在电芯结构充放电的过程中，极耳2能够将电芯本体1与外部电路导通。电流经过极耳2时会产生热量，尤其在快速充放电的情况下，极耳2上产生的热量更多。热量过多会影响电芯结构的充放电速率。
31.相变材料层能够通过材料的相变过程完成吸热和放热的功能。在极耳2上产生热量后，相变材料层所处环境的温度升高，相变材料层吸收热量，并形成相变。相变材料层所处的环境温度降低后，例如，电芯结构停止快速充放电后温度下降，相变材料进行与吸收热量相反的相变，从而将吸收的热量散去，以能够再次吸热，重复利用相变材料层的吸热功能。
32.利用相变材料层的高储热密度吸收电芯结构在使用过程中释放出的热量。例如，在快充时极耳2能够通过更大倍率的电流，相变材料层吸收一定的热量转变为潜热，从而降
低极耳2温升，有利于提高电芯结构的快充能力。
33.在一个实施例中，所述极耳2的两个所述第一表面均设有所述相变材料层。
34.在本公开的实施例中，极耳2的两个第一表面上均设置有相变材料层，使极耳2的两侧均能够吸收热量，以能够吸收极耳2上的更多热量，提高了对极耳2的降温效果，进一步降低了温度对电芯结构充放电速率的影响。
35.在一个实施例中，所述相变材料层为涂层。
36.在本公开的实施例中，相变材料层为涂布于极耳2的第一表面的涂层。
37.例如，采用涂布设备，将相变材料的浆料均匀地涂敷在极耳2的第一表面，并通过干燥系统使浆料的溶剂定量挥发，以在极耳2的第一表面形成均匀的相变材料涂层。
38.涂布的方式包括但不限于侵涂、刮刀涂布、落帘涂布、缠线棒涂布和喷涂。
39.在一个实施例中，如图2所示，电芯本体1上设置有至少一个第一极耳21和至少一个第二极耳22。第一极耳21和第二极耳22均选用本公开实施例中的极耳2的方案。例如，在第一极耳21的至少一个表面设置相变材料层，在第二极耳22的至少一个表面设置相变材料层。
40.在一个实施例中，所述电芯结构包括多个所述极耳2，多个所述极耳2层叠设置。例如，电芯结构的每个集流体均引出极耳2，多个极耳2层叠形成电芯结构的正极极耳或负极极耳。
41.例如，在正极极耳和负极极耳中，均包括多个极耳2。这样能够使负极极耳和正极极耳均具有多层相变材料层，提高了正极极耳和负极极耳的降温效果，以能够在充放电过程中通过更大倍率的电流，以提高充放电效率。
42.例如，第一极耳21作为正极极耳，第二极耳22作为负极极耳，第一极耳21和第二极耳22引出至电芯本体1的两侧。
43.可选地，在多层层叠的极耳2中，相邻的极耳2之间设置有至少一层相变材料层。例如，每个极耳2在同侧的第一表面设置相变材料层。或者每个极耳2的两个第一表面均设有相变材料层。
44.在一个实施例中，所述相变材料层为固-固相变材料。
45.相变材料在相变过程中能够吸收或者释放大量的潜热。例如，相变材料能够在自身温度不变的情况下，通过改变自身物质状态吸收热量并提供潜热。固-固相变材料在发生相变前后，材料的物质状态不会发生变化，保持在固态。
46.固-固相变材料在发生相变前后，主要由固体晶格结构发生改变而吸收热能或者放出热能。固-固相变材料发生的是固态到固态的相变过程，几乎不会涉及体积的变化，固-固相变材料的过冷度小、无毒、无腐蚀、使用寿命长。
47.可选地，所述固-固相变材料为多元醇类相变材料、无机盐类相变材料和有机高分子类相变材料中的一种。
48.多元醇类相变材料可以是季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷和多元醇类等材料。无机盐类相变材料可以是li2so4或khf2等材料。有机高分子类相变材料可以是高密度聚乙烯或聚氨酯体系材料。
49.在一个实施例中，所述相变材料层包括固-液相变材料。
50.固-液相变材料具有较高的相变潜热，材料来源广泛且价格低廉，能够节省产本。
51.例如，固-液相变材料可以是正十六烷、正十八烷、石蜡等材料；也可以是脂肪酸及其酯类材料，例如硬脂酸和棕榈酸等；还可以是结晶水合盐类材料，例如，na2so4·
10h2o和mn(no3)2·
6h2o等材料；还可以是熔融盐类材料，例如lif、naf和caf2等材料；还可以是金属及合金类和高分子类材料，例如聚乙二醇等材料。
52.可选地，所述相变材料层还包括包裹固-液相变材料的膜层，所述相变材料层通过所述膜层设置于极耳2的第一表面。膜层为密封的弹性膜层。该膜层能够避免固-液相变材料吸热液化后流失，以便于固-液相变材料能够保持在极耳2上进行吸热。
53.在一个实施例中，如图1所示，所述极耳2具有多段弯折结构，所述第一表面随着所述多段弯折结构形成曲面。
54.在本公开的实施例中，极耳2具有多段弯折结构，能够使极耳2在有限的空间内形成更大的表面积。这样能够在极耳2上设置更大面积的相变材料层，以提高相变材料层能够通过改变自身物质状态吸收或释放的热量，从而有效地在充放电过程中对极耳2进行降温。
55.根据本公开的一个实施例，提供了一种电池装置，电池装置包括如本公开实施例中任意一项所述的电芯结构。
56.在本公开的实施例中，该电池装置具有该电芯结构带来的技术效果。该电池装置在充放电过程中相变材料层能够有效地在极耳2的位置进行降温，以保障电池装置的充放电速率。
57.在一个实施例中，如图1所示，所述电池装置包括壳体3，所述电芯结构设于所述壳体3内部，所述壳体3上设有极柱5，所述极柱5的一端伸出于所述壳体3，所述极柱5的另一端位于所述壳体3的内部；
58.所述电池装置还包括引出件4，所述引出件4与所述极柱5以及所述极耳2连接。
59.在本公开的实施例中，极柱5、引出件4和极耳2在电芯本体1与外部电路之间形成通路。在电池装置的充放电过程中，电流经过通过，相变材料层在极耳2上吸收热量并转化为潜热。在充放电完成后，环境温度下降，相变材料层再次发生相变，释放热量，电池装置散去热量。这样避免了充放电过程中的热量影响电池装置的充放电速率。
60.可选地，如图3所示，电池装置的两侧均设置有极柱5。极柱5对应同侧的极耳2形成连接。
61.例如，多个极耳2包括正极极耳和负极极耳。正极极耳为铝，负极极耳为铜，极耳2与引出件通过焊接连接。
62.在本公开实施例中，当极耳2承载电流时，一种热量传递路径是沿着极耳2与引出件4的焊缝将极耳2的热量传递至引出件4，并通过引出件4将热量传递至极柱5。另一种热量传递路径是极耳2上的相变材料层吸收热量转化为相变潜热。通过极耳2的相变材料层吸收热量转化为相变潜热，降低极耳2处温升，提高电池装置的快速充放电能力。
63.根据本公开的一个实施例，提供了一种车辆，车辆包括如本公开实施例所述的电池装置。
64.该车辆的电池装置能够在充放电过程中降低极耳2处温升，以提高电池装置的快速充放电能力，节省了用户使用车辆时的充电时间。
65.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
66.虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。