电池及用电设备的制作方法

本技术涉及电池领域，具体而言，涉及一种电池及用电设备。

背景技术：

1、电池在新能源领域应用甚广，例如电动汽车、新能源汽车等，新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外，还需要考虑电池的寿命。然而，目前的电池寿命较短。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种电池及用电设备，其旨在改善相关技术中电池寿命较短的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种电池，所述电池包括电池单体组、第一支撑件和第二支撑件，所述电池单体组包括沿第一方向排列的多个电池单体，每个所述电池单体包括沿所述第一方向相对设置的两个第一表面和环绕所述第一表面设置的四个第二表面，每个所述电池单体具有凸出于所述第二表面的凸缘部；所述第一支撑件和所述第二支撑件用于支撑所述电池单体组，所述电池单体组、所述第一支撑件和所述第二支撑件沿第二方向依次设置，所述第二方向垂直于所述第一方向；其中，所述第一支撑件的朝向所述电池单体组的一侧设有用于避让所述凸缘部的第一凹部，所述第二支撑件内部形成有第一空腔。

3、在上述技术方案中，该电池的第一支撑件上设置有避让凸缘部的第一凹部，这样，第一支撑件支撑电池单体时会避开凸缘部，使得凸缘部无需受力，降低了凸缘部受力损坏的风险。第二支撑件内部形成有第一空腔，在电池发生碰撞时，第一空腔能够缓冲吸能，降低外部冲击对电池单体的影响，提升了电池的防碰撞能力，降低了外部冲击造成凸缘部损坏的可能，使得该电池的寿命较长。

4、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一支撑件的朝向所述电池单体组的一侧设有多个凸部，每个所述凸部对应支撑一个所述电池单体，相邻两个所述凸部之间形成所述第一凹部。

5、在上述技术方案中，一个第一支撑件上设置多个凸部，对应支撑多个电池单体，多个凸部连接在一起具有较好的强度，能够对电池单体组起到较好的支撑作用。相邻的两个凸部之间形成第一凹部，以对凸部支撑的电池单体上的凸缘部进行避让，使得凸部支撑的电池单体的凸缘部无需受力，从而降低了凸缘部受力损坏的风险，使得该电池的寿命较长。

6、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述凸部与所述电池单体之间设置有导热层。

7、在上述技术方案中，通过在凸部和电池单体之间设置导热层，提升热传导效率，便于将电池单体与第一支撑件和第二支撑件进行热交换，以调节电池单体的温度，使电池单体在适宜温度下工作，以提升电池的性能。另外，由于凸部是第一支撑件上较为靠近电池单体的部分，在凸部和电池单体之间设置导热层，能够降低设置导热层的材料消耗。

8、作为本技术实施例的一种可选技术方案，沿所述第二方向，所述凸缘部凸出于所述第二表面的长度为a，所述第一凹部的深度为b，所述导热层的厚度为c，满足：b+c-a≥1.5mm。

9、在上述技术方案中，第一凹部的深度与导热层的厚度之和即第一凹部的底面和第二表面在第二方向上的距离，也即b+c为第一凹部的底面和第二表面在第二方向上的距离。由于a为凸缘部凸出于第二表面的长度，因此，b+c-a表示凸缘部的朝向第一凹部的底面的表面与第一凹部的底面在第二方向上的距离。凸缘部的朝向第一凹部的底面的表面与第一凹部的底面在第二方向上的距离大于或等于1.5mm，即使在电池使用过程中导热层发生一定的形变而减薄，凸缘部也不易与第一凹部的底面接触而发生损坏，或者在冲击发生时，能够有一定的余量供凸缘部向第一凹部的底面靠拢，降低凸缘部与第一凹部的底面碰撞而发生损坏的可能，以提升电池的寿命。

10、作为本技术实施例的一种可选技术方案，0.5mm≤c≤2.5mm。

11、在上述技术方案中，通过使导热层的厚度大于或等于0.5mm，且小于或等于2.5mm，以取得较好的导热效果。当c＜0.5mm时，生产难度较大，生产成本较高。而当c＞2.5mm时，导热效果较差。

12、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一支撑件背离所述电池单体组的一侧与所述凸部相对应的位置形成第二凹部，所述第二支撑件覆盖所述第二凹部以形成第二空腔。

13、在上述技术方案中，通过在第一支撑件背离电池单体组的一侧形成第二凹部，并使第二凹部的位置与凸部对应，一方面能够保证凸部所在位置的强度的同时，降低第一支撑件材料的使用，降低生产成本；另一方面第二支撑件覆盖第二凹部形成的第二空腔能够缓冲吸能，降低外部冲击对电池单体的影响，提升了电池的防碰撞能力，降低了外部冲击造成凸缘部损坏的可能，使得该电池的寿命较长。

14、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二空腔内设置有第一换热介质以给所述电池单体调节温度。

15、在上述技术方案中，通过在第二空腔内设置第一换热介质，以便与电池单体进行热交换，吸收电池单体的热量或向电池单体供给热量，以调节电池单体的温度，使电池单体在适宜温度下工作，以提升电池的性能。

16、作为本技术实施例的一种可选技术方案，沿所述第一方向，所述凸缘部与所述凸部的最小距离为l1，满足：l1≥0.5mm。

17、在上述技术方案中，通过使凸缘部与凸部的最小距离大于或等于0.5mm，使得在冲击发生时，能够有一定的余量供凸缘部向凸部靠拢，降低凸缘部与凸部发生碰撞而发生损坏的可能，以提升电池的寿命。另外，通过使l1≥0.5mm，也更易于装配。

18、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一支撑件在所述第一凹部的位置的厚度为l2，满足：0.6mm≤l2≤1.8mm。

19、在上述技术方案中，通过使第一支撑件在第一凹部的位置的厚度在0.6～1.8mm的范围内，能够保证第一支撑件具有足够的强度的同时，使电池具有较高的能量密度。当l2＜0.6mm时，第一支撑件的强度不足，对电池单体组的支撑效果不佳。而当l2＞1.8mm时，第一支撑件的厚度过大，对电池的空间占用较大，使得电池的能量密度较低。

20、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二支撑件包括第一支撑体和第二支撑体，所述第一支撑件、第一支撑体和所述第二支撑体沿所述第二方向依次设置，所述第一支撑体和所述第二支撑体共同限定出所述第一空腔。

21、在上述技术方案中，通过第一支撑体和第二支撑体共同限定出第一空腔，第一空腔独立于第一支撑件(第一空腔与第一支撑件的设置形式无关)，可以根据需要自由设计第一空腔的位置和形式，以起到较好的缓冲吸能效果。

22、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二支撑体的朝向所述第一支撑体的一侧形成有第三凹部，所述第一支撑体覆盖所述第三凹部，以形成所述第一空腔。

23、在上述技术方案中，通过在第二支撑体的朝向第一支撑体的一侧形成第三凹部，并通过第一支撑体覆盖第三凹部形成第一空腔，制造简单方便。

24、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第三凹部的深度为h，满足：2.5mm≤h≤4.5mm。

25、在上述技术方案中，通过将第三凹部的深度限定在2.5～4.5mm之间，以保证第三凹部具有足够的深度，具有较好的缓冲吸能效果。同时，由于第三凹部的深度会影响第二支撑体的厚度，从而影响电池单体的能量密度，因此第三凹部的深度也不能过大。当h＜2.5mm时，第三凹部的深度较浅，缓冲吸能效果不佳。当h＞4.5mm时，第三凹部的深度过大，使得第二支撑体的厚度较厚，对电池的空间占用较大，使得电池的能量密度较低。

26、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二支撑体在所述第三凹部的位置的厚度为l3，满足：0.4mm≤l3≤1.6mm。

27、在上述技术方案中，通过使第二支撑体在第三凹部的位置的厚度在0.4～1.6mm的范围内，能够保证第二支撑体具有足够的强度的同时，使电池具有较高的能量密度。当l3＜0.4mm时，第二支撑体的强度不足，对电池单体组、第一支撑件及第一支撑体的支撑效果不佳。而当l3＞1.6mm时，第二支撑体的厚度过大，对电池的空间占用较大，使得电池的能量密度较低。

28、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一支撑体的厚度为l4，满足：0.2mm≤l4≤1.4mm。

29、在上述技术方案中，通过使第一支撑体的厚度在0.2～1.4mm的范围内，能够保证第一支撑体具有足够的强度的同时，使电池具有较高的能量密度。当l4＜0.4mm时，第一支撑体的强度不足，对电池单体组及第一支撑件的支撑效果不佳。而当l4＞1.4mm时，第一支撑体的厚度过大，对电池的空间占用较大，使得电池的能量密度较低。

30、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一支撑件、所述第一支撑体和所述第二支撑体均为板状结构。

31、在上述技术方案中，第一支撑件、第一支撑体和第二支撑体均为板状结构，对电池的空间占用小，易于施工制造。

32、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一空腔被配置为容纳第二换热介质以给所述电池单体调节温度。

33、在上述技术方案中，通过在第一空腔内设置第二换热介质，以便与电池单体进行热交换，吸收电池单体的热量或向电池单体供给热量，以调节电池单体的温度，使电池单体在适宜温度下工作，以提升电池的性能。

34、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一空腔包括至少一个第一子空腔，所述第一子空腔沿所述第一方向延伸；沿所述第二方向，所述第一子空腔覆盖所述电池单体组中的每个电池单体的至少部分。

35、在上述技术方案中，第一子空腔沿着多个电池单体的排布方向延伸，使得第一子空腔能够覆盖电池单体组中的每个电池单体的至少一部分，与每个电池单体进行热交换，以调节每个电池单体的温度，使其在适宜温度下工作，以提升电池的性能。

36、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二支撑件上设有进口和出口，所述第一空腔还包括至少一个第二子空腔，所述第二子空腔沿所述第一方向延伸，所述进口、所述第一子空腔、所述第二子空腔和所述出口依次连通，所述第一子空腔内的第二换热介质流向与所述第二子空腔内的第二换热介质流向相反；沿所述第二方向，所述第二子空腔覆盖所述电池单体组中的每个电池单体的至少部分。

37、在上述技术方案中，第二子空腔沿着多个电池单体的排布方向延伸，使得第二子空腔能够覆盖电池单体组中的每个电池单体的至少一部分，与每个电池单体进行热交换，以调节每个电池单体的温度，使其在适宜温度下工作，以提升电池的性能。进口、第一子空腔、第二子空腔和出口依次连通，并且第一子空腔和第二子空腔均与每个电池单体换热，这样，充分利用了第一子空腔和第二子空腔，可以提高换热效率，并保证多个电池单体的温度均匀性。

38、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一空腔还包括第三子空腔，沿所述第一方向，所述第三子空腔位于所述第一子空腔和所述第二子空腔的一端，以连通所述第一子空腔和所述第二子空腔。

39、在上述技术方案中，通过设置第三子空腔，将第一子空腔和第二子空腔连通，使得第二换热介质能够从第一子空腔进入到第二子空腔内，以实现第二换热介质的循环流动。

40、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二支撑件包括两个换热区，两个所述换热区沿第三方向排列，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，每个所述换热区设置有至少一个所述第一子空腔和至少一个所述第二子空腔，位于同一个所述换热区内的所述第一子空腔和所述第二子空腔连通。

41、在上述技术方案中，通过设置两个换热区，两个换热区共用进口和出口，第二换热介质从进口进入到第一空腔后，分别进入到两个换热区的第一子空腔内，并分别汇聚到两个换热区的第二子空腔，之后从出口排出，实现循环。这样，能够充分利用空间，实现对电池单体组的换热，并有利于减小流阻。

42、作为本技术实施例的一种可选技术方案，每个所述换热区设置有多个所述第一子空腔，多个所述第一子空腔沿所述第三方向排列。

43、在上述技术方案中，通过设置多个第一子空腔，并使多个第一子空腔沿着第三方向排列，以使得多个第一子空腔覆盖每个电池单体的大部分区域。由于第二换热介质从进口进入到第一子空腔内，第一子空腔的换热效果较好。第一子空腔覆盖每个电池单体的大部分区域，以取得较好的换热效果。另外，多个第一子空腔对应一个第二子空腔，第二换热介质从多个第一子空腔进入到第二子空腔后，流速变快，使得即使第二子空腔内的第二换热介质换热效果稍差，但因流速较快，也能够起到较好的换热效果，从而使得每个电池单体的换热效果均较好，不会出现靠近出口位置的电池单体与靠近进口位置的电池单体的温度差异过大的情况。

44、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积。

45、在上述技术方案中，通过使第一表面的面积大于第二表面的面积，使得两个第一表面和四个第二表面限定出的空间较大，以便于容纳电极组件。

46、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述电池单体包括壳体、端盖和电极组件，所述电极组件容纳于所述壳体内，所述壳体具有开口和形成在所述开口的边缘的翻边部，所述端盖覆盖所述开口，所述端盖与所述翻边部连接形成所述凸缘部。

47、在上述技术方案中，凸缘部为端盖与壳体的翻边部连接形成，若凸缘部发生损坏，则端盖和壳体的连接失效，从而导致电池单体损坏。因此，通过第一凹部来避让凸缘部，使得凸缘部无需受力，降低了凸缘部受力损坏的风险，也就降低了电池单体的损坏风险，提高了电池的寿命。

48、第二方面，本技术实施例还提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述的电池。