电池及电池装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池及电池装置。


背景技术：

2.目前新能源电池能量储存性能越来越高，在使用过程中因高倍率的充放电，会导致电池温升过高，从而影响其性能和寿命等，如果温升得不到有效处理甚至可能引起热失控，造成电池短路或爆炸。然而，相关技术中电池的散热性能并不佳，影响电池工作的可靠性。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种能够改善电池散热性能的电池及电池装置。
4.本实用新型实施例的电池，包括本体及凸出部，凸出部凸设于所述本体的端面，所述本体的端面和所述凸出部的侧壁面形成容纳槽，所述容纳槽用于容纳至少部分的换热结构。
5.本实用新型实施例的电池装置，包括多个上述的电池、多个汇流排和换热结构，多个上述的电池并排布置；多个汇流排设置于多个所述电池的一侧，且连接于多个所述电池的极柱组件；换热结构至少部分所述换热结构容纳于所述电池的容纳槽，且与所述容纳槽的槽壁导热连接。
6.上述实用新型中的一个实施例至少具有如下优点或有益效果：
7.本实用新型实施例的电池及电池装置，通过在本体的端面和凸出部的侧壁面形成用于容纳至少部分的换热结构的容纳槽，使得换热结构能够与电池更充分地接触，提高散热性能，并且至少部分的换热结构设于容纳槽内，也更便于电池与换热结构的组装固定。
附图说明
8.图1示出的是本实用新型实施例的电池装置的立体示意图。
9.图2示出的是图1的分解示意图。
10.图3示出的是图1中的电池的立体示意图。
11.图4示出的是图3中x1处的局部放大图。
12.图5示出的是图1中去除换热结构的示意图。
13.图6示出的是图5中x2处的局部放大图。
14.图7示出的是图1的侧视示意图。
15.图8示出的是图7中x3处的局部放大图。
16.图9示出的是换热结构和电池之间设置绝缘层和导热层的示意图。
17.图10示出的是本实用新型第一实施例中具有凸缘结构的电池与换热结构组装的示意图。
18.图11示出的是本实用新型第二实施例中具有凸缘结构的电池与换热结构组装的
示意图。
19.图12示出的是本实用新型第三实施例中具有凸缘结构的电池与换热结构组装的示意图。
20.其中，附图标记说明如下：
21.100、电池装置
22.1、电池
23.11、本体
24.12、凸出部
25.13、极柱组件
26.14、凸缘结构
27.15、容纳槽
28.16、安装通道
29.17、避让槽
30.2、汇流排
31.21、拱起部
32.22、电极连接部
33.3、换热结构
34.31、基板部
35.32、延伸部
36.33、第一流道
37.34、第二流道
38.35、绝缘层
39.36、凹槽
40.41、第一导热胶层
41.42、导热件
42.43、第二导热胶层
43.44、第三导热胶层
44.45、导热层
45.l、长度
46.w、宽度
47.t、厚度
48.d1、第一方向
49.d2、第二方向
50.d3、第三方向
具体实施方式
51.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的
附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
52.如图1和图2所示，图1示出的是本实用新型实施例的电池装置100的立体示意图。图2示出的是图1的分解示意图。本实用新型实施例的电池装置100包括多个电池1、多个汇流排2和换热结构3。多个电池1并排布置，多个汇流排2与多个电池1连接，以将多个电池1串接。换热结构3与多个电池1及/或多个汇流排2导热连接，以对电池1和汇流排2进行冷却。
53.可以理解的是，本实用新型实施例中的术语“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。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。
54.如图3和图4所示，图3示出的是图1中的电池1的立体示意图。图4示出的是图3中x1处的局部放大图。每个电池1包括本体11、凸出部12和极柱组件13。
55.凸出部12凸设于本体11的端面，本体11的端面和凸出部12的侧壁面形成一容纳槽15，容纳槽15用于容纳至少部分的换热结构3。
56.通过在本体11的端面和凸出部12的侧壁面形成一用于容纳至少部分的换热结构3的容纳槽15，使得换热结构3能够与电池1更充分地接触，提高散热性能，并且至少部分的换热结构3设于容纳槽15内，也更便于电池1与换热结构3的组装固定。
57.作为一示例，电池1沿第一方向d1具有长度l，沿第二方向d2具有宽度w，沿第三方向d3具有厚度t。第一方向d1、第二方向d2和第三方向d3两两相互垂直。长度l的尺寸可以远大于宽度w、厚度t，使得电池1形成一大致呈扁平的长方体。
58.当然，在其他实施方式中，电池1的长度l的尺寸也可以略大于宽度w、厚度t，使得电池1形成一厚度t略厚的长方体。
59.多个电池1是沿着第三方向d3并排布置，相邻的两个电池1之间是以大面对应。可以理解的是，电池1的大面是指电池1的面积最大的一侧表面。具体到本实施例，电池1的大面是指长度l和宽度w形成的表面。
60.请继续参阅图3和图4，凸出部12沿第一方向d1凸设于本体11的端面。沿第二方向d2，凸出部12的两个相对的侧面均设有容纳槽15。两个容纳槽15用于容纳换热结构3沿第二方向d2的两端，有利于换热结构3与电池1沿第二方向d2的两端固定组装。
61.结合图1可以看出，多个电池1并排设置后，多个电池1中位于同一侧的多个容纳槽15对应设置，且相互连通，使得位于同一侧的多个容纳槽15形成一安装通道16，该安装通道16用于容纳至少部分的换热结构3。
62.极柱组件13连接于凸出部12，并且沿凸出部12的凸伸方向，极柱组件13与容纳槽15错开。
63.作为一示例，凸出部12的一侧大面与本体11的大面齐平，极柱组件13凸设于凸出部12的该侧大面。凸出部12的另一侧大面与本体11的端面之间形成一避让槽17，避让槽17可以与容纳槽15相连通。当多个电池1并排设置后，避让槽17用于避让另一相邻的电池1的极柱组件13。
64.如图5所示，图5示出的是图1中去除换热结构3的示意图。多个汇流排2设置于电池1的沿第一方向d1的一侧，且连接于多个电池1的极柱组件13。
65.具体来说，位于多个电池1沿第一方向d1一侧的多个汇流排2沿着电池1的排列方
向并排设置。每个汇流排2的两端分别连接于相邻的两个电池1的极柱组件13。
66.如图6所示，图6示出的是图5中x2处的局部放大图。沿第一方向d1，汇流排2与电池1的容纳槽15错开。汇流排2包括拱起部21和两个电极连接部22，两个电极连接部22分别连接于拱起部21的两个相对的侧边。两个电极连接部22分别连接于相邻的两个电池1的极柱组件13。沿着第一方向d1，拱起部21与电池1的凸出部12对应设置。
67.请继续参阅图2，换热结构3设置于电池1的沿第一方向d1的一侧。部分换热结构3设置于汇流排2背离电池1的一侧，并与电池1及/或汇流排2导热连接。部分换热结构3容纳于电池1的容纳槽15。
68.一方面，将换热结构3设置在多个电池1的侧面，使得换热结构3的设置并不会占用多个电池1的顶部和底部的空间，提高了高度方向的空间利用率。另一方面，由于电池1的极柱组件13产生的热量相较于其他位置更多，通过换热结构3与电池1及/或汇流排2导热连接，使得换热结构3能够对电池1及/或汇流排2进行散热，有效解决了电池1的极柱组件13附近位置及汇流排2温升过高的问题。再一方面，换热结构3不设置在多个电池1的底部，使得换热结构3无需承担电池1的重量，提高了换热结构3的可靠性，延长了使用寿命。
69.可以理解的是，换热结构3可以采用空气冷却和液体冷却。当换热结构3采用液体冷却时，换热结构3可以包括液冷板，液冷板内部设有冷却液。
70.如图7和图8所示，图7示出的是图1的侧视示意图。图8示出的是图7中x3处的局部放大图。换热结构3包括基板部31和两个延伸部32。基板部31设置于汇流排2背离电池1的一侧。两个延伸部32分别连接于基板部31沿电池1的第二方向d2上的两相对端，且自基板部31分别向两个容纳槽15内部延伸。各延伸部32与基板部31相垂直，也就是说，基板部31和两个延伸部32形成了一大致呈c字型的结构，这样可提高换热结构3的换热面积，提高散热效率。
71.换热结构3背离电池1的侧面为平面。由于换热结构3设置在多个电池1的侧面，且相当于包覆于多个电池1的侧端。通过将换热结构3背离电池1的侧面设计为平面，换热结构3的表面一致性较佳，更方便电池1成组，且便于电池装置100中其他部件的装配。
72.具体来说，基板部31背离电池1的侧面可以为平面，各延伸部32背离电池1的侧面也为平面。
73.继续参阅图8，换热结构3内部具有第一流道33和第二流道34。沿第一方向d1，第一流道33与汇流排2对应设置，第二流道34与电池1未被汇流排2覆盖的区域对应设置。第一流道33的流通面积小于第二流道34的流通面积。
74.可以理解的是，汇流排2的温升高于电池1的温升。在本实施例中，第一流道33的流通面积小于第二流道34的流通面积，这样经过第一流道33的冷却液的流速就会大于经过第二流道34的冷却液流速，使得与汇流排2对应的第一流道33的换热效率更高，有利于及时地对温升较高的汇流排2进行冷却。
75.沿第一方向d1，第一流道33的尺寸l1小于第二流道34的尺寸l2，这更方便换热结构3的加工制造。
76.如图9所示，图9示出的是换热结构3和电池1之间设置绝缘层35和导热层45的示意图。换热结构3朝向汇流排2的一侧表面设有绝缘层35。通过在换热结构3和汇流排2之间设置绝缘层35，可防止汇流排2与换热结构3产生电连接，引发安全问题。
77.可以理解的是，绝缘层35可以为绝缘薄膜，但不以此为限。
78.作为一示例，绝缘层35设置在换热结构3的基板部31朝向汇流排2的一侧表面。
79.换热结构3与汇流排2及/或电池1通过导热层45连接。导热层45可以包括导热胶、导热硅胶垫等。当导热层45为导热胶时，导热胶既可起到固定换热结构3的作用，还可以作为导热介质，将汇流排2及/或电池1产生热量及时传导至换热结构3。
80.具体来说，换热结构3的基板部31与电池1的凸出部12未被汇流排2覆盖的区域之间设有导热层45，基板部31与汇流排2之间设有导热层45，延伸部32与容纳槽15的槽壁之间也设有导热层45。
81.如图10所示，图10示出的是本实用新型第一实施例中具有凸缘结构14的电池1与换热结构3组装的示意图。电池1还包括凸缘结构14，凸缘结构14凸设于本体11。
82.作为一示例，凸缘结构14在第一方向d1和第二方向d2形成的平面内、环绕本体11和凸出部12的外周。
83.换热结构3朝向电池1的一侧设有凹槽36，沿凸缘结构14的凸伸方向，凹槽36容纳至少部分凸缘结构14。当将换热结构3安装在电池1的一侧时，电池1的凸缘结构14能够伸入换热结构3的凹槽36内，使得换热结构3朝向电池1的一侧能够与电池1的侧面仿形配合。在确保换热结构3连接牢固的基础上，还能够提高换热结构3与电池1/汇流排2之间的导热效率。
84.如图11所示，图11示出的是本实用新型第二实施例中具有凸缘结构14的电池1与换热结构3组装的示意图。电池1的凸出部12的外表面与换热结构3之间具有第一导热胶层41，第一导热胶层41的厚度大于等于凸缘结构14的凸伸高度。
85.通过第一导热胶层41的厚度大于等于凸缘结构14的凸伸高度的设计，使得换热结构3通过第一导热胶层41能够与电池1紧密的导热连接，避免由于第一导热胶层41厚度低于凸缘结构14的凸伸高度，而在换热结构3与电池1之间存在孔洞/缝隙，进而影响导热效率。
86.如图12所示，图12示出的是本实用新型第三实施例中具有凸缘结构14的电池1与换热结构3组装的示意图。电池1的凸出部12的外表面与换热结构3之间具有导热件42，换热结构3与凸出部12通过导热件42相连接。导热件42与凸出部12的外表面之间具有第二导热胶层43，导热件42与换热结构3之间具有第三导热胶层44。第二导热胶层43与导热件42的厚度之和大于等于凸缘结构14的凸伸高度。
87.当凸缘结构14的凸伸高度较高，例如达到2、3mm及以上时，由于导热胶自身的流动性，在导热胶固化之前，导热胶并不会稳定地固定在凸出部12与换热结构3之间，受自身重力作用，导热胶会向电池1的其他位置流动，导致凸出部12的外表面与换热结构3之间的导热胶层无法满足大于等于凸缘结构14的凸伸高度，进而导致导热胶层无法充分地填充在凸出部12与换热结构3之间。
88.本实用新型第三实施例中，通过在换热结构3和凸出部12之间设置导热件42、第一导热胶层41和第二导热胶层43，导热件42与凸出部12之间填充第一导热胶层41，导热件42和换热结构3之间填充第二导热胶层43。由于导热件42的设置，可降低第一导热胶层41和第二导热胶层43的厚度。第一导热胶层41和第二导热胶层43厚度较薄的情况下，并不易产生流动，而是稳定地填充在凸出部12的预定位置，从而满足第二导热胶层43与导热件42的厚度之和大于等于凸缘结构14的凸伸高度，避免换热结构3与电池1之间存在孔洞/缝隙，进而影响导热效率。
89.可以理解的是，导热件42可以为板状结构。导热件42可以采用石墨、碳纤维等材料。
90.进一步地，第二导热胶层43的厚度小于凸缘结构14的凸伸高度。这样，沿凸缘结构14的凸伸高度方向，至少部分的导热件42并未超过凸缘结构14，确保导热件42连接的稳定性。
91.可以理解的是，本实用新型提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合，此处不再一一举例说明。
92.在实用新型实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型实施例中的具体含义。
93.实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对实用新型实施例的限制。
94.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于实用新型实施例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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
95.以上仅为实用新型实施例的优选实施例而已，并不用于限制实用新型实施例，对于本领域的技术人员来说，实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型实施例的保护范围之内。