电池及用电装置的制作方法

文档序号:33103063发布日期:2023-02-01 01:00阅读:31来源:国知局
电池及用电装置的制作方法

1.本技术属于电池技术领域,更具体地说,是涉及一种电池及用电装置。


背景技术:

2.相关技术中,电池通常是由多个电池单体通过串联、并联或串联和并联组合的混联等方式组成一个整体,然后再装入箱体中形成。这样设置,容易增大电池的体积和重量,使得电池的能量密度较低。


技术实现要素:

3.鉴于上述问题,本技术实施例提供一种电池及用电装置,旨在解决相关技术中电池的能量密度低的技术问题。
4.第一方面,本技术实施例提供了一种电池,包括相邻的第一电池单元和第二电池单元,第一电池单元包括第一外壳和设于所述第一外壳中的第一电极组件,第二电池单元包括第二外壳和设于所述第二外壳中的第二电极组件;
5.第二外壳包括第二壳体和第二盖组件,第二盖组件设于第二壳体,以与第二壳体共同封装第二电极组件;
6.第一壳体和第二壳体被构造为一体,以形成第一共用壁;第一共用壁位于第一电极组件和第二电极组件之间,以分隔第一电极组件和第二电极组件;
7.第一盖组件和第二盖组件一体连接或间隔分布。
8.本技术实施例提供的电池,第一外壳和第二外壳被构造为一体,以形成有第一共用壁,这样使得第一电池单元和第二电池单元具有共同使用的壁,节省了壁在电池中所占用的空间,从而有助于减小电池的体积和重量,以提高电池的能量密度。
9.在一些实施例中,第一共用壁的壁面积大于或等于第一外壳的其他壁的壁面积。
10.通过采用上述技术方案,使得第一共用壁在第一外壳中具有较大的占比,使得第一电池单元和第二电池单元之间具有较大的壁进行共用,如此有助于减小第一外壳和第二外壳在电池中的占比,增大电极组件在电池中的占比,以提高电池的能量密度。
11.在一些实施例中,第一共用壁的壁面积大于或等于第二外壳的其他壁的壁面积。
12.通过采用上述技术方案,使得第一共用壁在第一外壳中、在第二外壳中均具有较大的占比,进而能够使得第一电池单元和第二电池单元之间具有较大的壁进行共用,如此有助于减小第一外壳和第二外壳在电池中的占比,增大电极组件在电池中的占比,以提高电池的能量密度。
13.在一些实施例中,第一壳体和/或第一盖组件还包括与第一共用壁间隔分布或连接的第一壁,第二壳体和/或第二盖组件还包括与第一共用壁间隔分布或连接的第二壁,第一共用壁的壁面积大于第一壁的壁面积,且小于第二壁的壁面积。
14.通过采用上述技术方案,提高了第一电池单元和第二电池单元的分布灵活性,使得电池的内部空间能够更加灵活地进行运用,有助于提高电池的能量密度。
15.在一些实施例中,电池还包括第三电池单元,第三电池单元包括第三外壳,第一壳体、第二壳体和第三外壳被构造为一体,以形成有第二共用壁和第一共用壁。
16.通过采用上述技术方案,使得第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元具有多个共用壁,这样有助于使得多个电池单元之间的两两之间的壁实现共用,能够减小壁在电池中的占比,提高电池的能量密度。并且,多个电池单元之间具有较高的分布灵活性,如此电池的内部空间的利用灵活性更高,有助于提高电池的内部空间的利用率,以提高电池的能量密度。
17.在一些实施例中,第一共用壁和第二共用壁相交。
18.通过采用上述技术方案,使得多个电池单元的分布方式十分灵活,进而使得电池的内部空间的利用灵活性更高,有助于提高电池的内部空间的利用率,以提高电池的能量密度。
19.在一些实施例中,第一共用壁构造有内部流道,内部流道用于容纳换热介质。
20.通过采用上述技术方案,第一共用壁的内部流道内的换热介质可与第一电极组件和第二电极组件进行换热,如此能够同时实现第一电池单元和第二电池单元的换热,提高了电池的保温效率。
21.在一些实施例中,第一共用壁内部构造有第一流道,第二共用壁内部构造有第二流道,第一流道和第二流道于第一共用壁和第二共用壁的相交处连通。
22.通过采用上述技术方案,外部的换热系统向电池中通入换热介质时,换热介质能够同时与第一电极组件、第二电极组件和第三电极组件进行换热,这样有助于提高电池的换热效率。
23.在一些实施例中,第一共用壁的壁厚小于第一外壳的其他壁中的壁厚最大一者的壁厚的两倍。
24.通过采用上述技术方案,减小了相邻的两个电极组件之间的壁的厚度,这样有助于减小壁在电池中的占比,且能够实现相邻的两个电极组件的分隔效果,这样有助于提高电极组件在电池中的占比,以提高电池的能量密度。
25.在一些实施例中,第一共用壁的最大壁厚d满足:d≥0.3mm且d≤2.5mm。
26.通过采用上述技术方案,使得第一共用壁能够满足对相邻的两个电池单元的电极组件的分隔效果,在此基础上,还能够尽可能地减小壁在电池中的占比,以提高电池的能量密度。
27.在一些实施例中,第一电池单元被构造为立方体状,第一电池单元设有沿自身长度方向位于端部的第一端面,第一端面的面积小于第一电池单元的其他端面,第一电极组件的极耳位于第一电池单元的具有第一端面的端部。
28.通过采用上述技术方案,使得极耳设于第一电池单元具有最小端面的端部,这样能够减小第一外壳中因极耳的高度造成的空间浪费,从而有助于提高第一电池单元的能量密度。
29.在一些实施例中,沿第一电池单元的长度方向,第一电极组件的两端均设置有极耳。
30.通过采用上述技术方案,使得第一电极组件的两个极耳均设置于第一电池单元具有最小端面的端部,这样能够减小第一外壳中因极耳的高度造成的空间浪费,提高第一电
池单元的能量密度。
31.在一些实施例中,第一外壳包括第一壳体和第一盖组件,第一盖组件设于第一壳体,以与第一壳体共同封装第一电极组件;
32.第二外壳包括第二壳体和第二盖组件,第二盖组件设于第二壳体,以与第二壳体共同封装第二电极组件;
33.第一壳体和第二壳体被构造为一体,以形成第一共用壁;
34.第一盖组件和第二盖组件一体连接或间隔分布。
35.通过采用上述技术方案,使得电池的壳体和盖组件共同对电极组件进行封装,这样能够对电极组件实现较佳的封装、防护效果,且盖组件对壳体的封装操作具有较高的灵活性。
36.在一些实施例中,第一电池单元被构造为立方体状,第一壳体沿第一电池单元的长度方向的端部开设有第一开口;第一盖组件包括盖板,盖板盖设于第一开口,且连接于第一电极组件的极耳。
37.通过采用上述技术方案,使得盖板和第一壳体配合,共同对第一电极组件实现封装,且盖板可作为第一电池单元的电流输出端或电流输入端。
38.在一些实施例中,第一壳体沿第一电池单元的长度方向的两端均开设有第一开口,且第一壳体两端的第一开口均盖设有盖板。
39.通过采用上述技术方案,以使第一电极组件能够通过两个第一开口中的任意一个第一开口进行入壳操作,如此提高了第一电极组件的入壳便利性。
40.在一些实施例中,第一壳体沿第一电池单元的宽度方向或厚度方向的端部开设有第二开口,第一开口和第二开口相通;第一盖组件还包括连接于盖板的端板,端板盖设于第二开口。
41.通过采用上述技术方案,使得第一电极组件的极耳和盖板的连接操作可在第一壳体外进行,这样便于极耳的连接操作,有助于提高电池的生产效率。并且,第一电极组件可从第二开口进入第一壳体中,第二开口的口径大于第一开口的口径,这样便于第一电极组件的入壳操作。
42.在一些实施例中,第一电池单元被构造为立方体状,第一电池单元的尺寸满足以下关系:
43.200mm≤l1≤2700mm,5mm≤l2≤100mm,
44.1/2<l3/l1<1/50,1/3<l2/l3<1/20;
45.其中,l1是指第一电池单元的长度,l2是指第一电池单元的厚度,l3是指第一电池单元的宽度。
46.通过采用上述技术方案,以使第一电池单元大致呈刀片状,一方面,能够极大地延长第一电池单元的长度,以提高第一电池单元的能量。另一方面,还能够使得第一电池单元具有较佳的结构强度。
47.第二方面,提供了一种用电装置,包括装置本体和电池,电池用于给装置本体供电。
48.通过采用上述技术方案,第一外壳和第二外壳被构造为一体,以形成有第一共用壁,这样使得第一电池单元和第二电池单元具有共同使用的壁,节省了壁在电池中所占用
的空间,从而有助于减小电池的体积和重量,以提高电池的能量密度。
附图说明
49.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
50.图1为本技术一些实施例提供的车辆的示意图;
51.图2为本技术一些实施例提供的电池的立体示意图;
52.图3为本技术一些实施例提供的电池的部分示意图;
53.图4为本技术一些实施例提供的电池在一个视角的截面图;
54.图5为本技术一些实施例提供的电池在另一个视角的截面图;
55.图6为本技术另一些实施例提供的电池的截面图;
56.图7为本技术另一些实施例提供的电池的截面图;
57.图8为本技术另一些实施例提供的电池的截面图;
58.图9为本技术一些实施例提供的电池的第一电极组件的立体示意图;
59.图10为图9所示的第一电极组件和第一盖组件的配合示意图。
60.其中,图中各附图标记:
61.1000-车辆;100-电池;200-控制器;300-马达;101-第一共用壁;102-第一壁;103-第二壁;104-第二共用壁;105-第一端面;106-第一开口;107-第二开口;10-第一电池单元;11-第一外壳;111-第一壳体;112-第一盖组件;1121-盖板;1122-端板;12-第一电极组件;121-主体部;122-极耳;20-第二电池单元;21-第二外壳;211-第二壳体;22-第二电极组件;30-第三电池单元;31-第三外壳;32-第三电极组件。
具体实施方式
62.下面详细描述本技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
63.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本技术和简化描述,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技术的限制。
64.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
65.在本技术的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定,“两个以上”包含两个。相应地,“多组”的含义是两组以上,包含两组。
66.在本技术的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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本技术中的具体含义。
67.在本技术的描述中,术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:存在a,同时存在a和b,存在b这三种情况。另外,本技术中,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
68.相关技术中,电池通常是由多个电池单体通过串联、并联或串联和并联组合的混联等方式组合成一个整体,再装入箱体中形成。
69.一般地,电池单体包括外壳和设于外壳中的电极组件。基于此,多个电池单体组合成电池时,箱体和电池单体的外壳占用了整个电池较大的重量和体积,降低了电极组件在电池中的占比。具体地,在电极组件的体积预定的条件下,增大了电池的体积和重量;在电池的体积预定的条件下,减小了电极组件的体积。如此,致使电池的能量密度降低。
70.基于以上考虑,为了解决电池能量密度低的问题,发明人经过深入研究,设计了一种电池,即本技术实施例中所提及的电池,通过将第一电池单元的第一外壳和第二电池单元的第二外壳构造为一体,以形成第一共用壁,也即是使得第一电池单元和第二电池单元具有共同使用的壁,这样节省了壁在电池中所占的空间,从而有助于在电极组件的体积预定的条件下减小电池的体积和重量,以提高电池的能量密度,也有助于在电池的体积预定的条件下,增大电极组件的体积,以提高电池的能量密度。
71.本技术实施例提供的电池应用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统中。
72.用电装置可以是但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、车辆、轮船、航天器等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。其中,车辆可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。
73.如图1所示,车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
74.在本技术一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
75.请一并参阅图2至图5,本技术实施例提供的电池100包括多个电池单元,相邻的两个电池单元分别为第一电池单元10和第二电池单元20,第一电池单元10和第二电池单元20均为电池100中用于提供电能的部件。第一电池单元10包括第一外壳11和第一电极组件12,第一电极组件12设于第一外壳11中。第二电池单元20包括第二外壳21和第二电极组件22,第二电极组件22设于第二外壳21中。第一外壳11和第二外壳21被构造为一体,以形成第一共用壁101。第一共用壁101位于第一电极组件12和第二电极组件22之间,以分隔第一电极组件12和第二电极组件22。
76.其中,下文中所指的电池单元,可以是第一电池单元10,也可以是第二电池单元20。
77.第一外壳11是指用于限定出第一电池单元10的内部环境的部件,第一外壳11的内部环境用于容纳第一电极组件12。第二外壳21是指用于限定出第二电池单元20的内部环境的部件,第二外壳21的内部环境用于容纳第二电极组件22。
78.在此需要说明的是,第一电极组件12和第二电极组件22之间可以以相同的状态进行排列分布。例如,如图4和图5所示,第一电极组件12和第二电极组件22均为立方体状,第一电极组件12和第二电极组件22的分布方向平行于第一电极组件12的厚度方向和第二电极组件22的厚度方向,具体如图2至图5中示意的方向x。或者,第一电极组件12和第二电极组件22的分布方向还可平行于第一电极组件12的宽度方向和第二电极组件22的宽度方向,甚至还可平行于第一电极组件12的长度方向和第二电极组件22的长度方向。
79.此外,第一电极组件12和第二电极组件22还可以不同的状态进行分布。例如,第一电极组件12和第二电极组件22的分布方向平行于第一电极组件12的厚度方向,且平行于第二电极组件22的宽度方向。其中,对于第一电极组件12和第二电极组件22的分布方向,在此不一一列举。
80.其中,第一电极组件12的数量和第二电极组件22的数量均可以是一个或多个。当第一电极组件12的数量为多个时,多个第一电极组件12之间可以是沿自身长度方向、宽度方向或者厚度方向排布,也可以是沿多个不同的方向阵列排布,多个第一电极组件12之间的分布方向可以相同,也可以不同。其中,多个第二电极组件22之间的分布方式也可同理。
81.电极组件是发生电化学反应的部件。电极组件主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成,且正极极片和负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部,正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳,正极极片的极耳为正极极耳,负极极片的极耳为负极极耳,正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。其中,极耳为电极组件的电流传输端,以用于充放电。其中,以上和以下涉及的电极组件可以是第一电极组件12,也可以是第二电极组件22。
[0082]“第一外壳11和第二外壳21被构造为一体,以形成第一共用壁101”是指第一共用壁101是第一外壳11的壁,同时也是第二外壳21的壁。具体地,第一共用壁101和第一外壳11的其他壁共同限定出第一外壳11的内部环境,并且,第一共用壁101还和第二外壳21的其他壁共同限定出第二外壳21的内部环境。“壁”是指用于围合形成外壳的内部环境的部件。当外壳中的一个部件的表面为连续的平面时,该部件为一个壁。其中,此处和下文中所指的外壳均可以是上述的第一外壳11,也可以是上述的第二外壳21。
[0083]
如图3至图5所示,第一共用壁101是第一电池单元10和第二电池单元20之间的壁,换言之,第一共用壁101是第一外壳11和第二外壳21之间的壁,并用于分隔第一外壳11的内部环境和第二外壳21的内部环境。具体地,第一共用壁101位于第一电极组件12和第二电极组件22之间,以分隔第一电极组件12和第二电极组件22。
[0084]
本技术实施例提供的电池100,通过第一外壳11和第二外壳21被构造为一体,以形成有第一共用壁101,使得第一电池单元10和第二电池单元20具有共同使用的壁。具体地,第一共用壁101为第一外壳11和第二外壳21之间的壁,第一共用壁101隔开了第一外壳11和
第二外壳21的内部环境,这样节省了壁在电池100中所占用的空间,从而能够在电极组件的体积预定的条件下减小电池100的体积和重量,还能够在电池100的体积预定的条件下增大电极组件的体积,从而提高了电极组件在电池100中的占比,进而提高了电池100的能量密度。
[0085]
在一些实施例中,请一并参阅图2、图3和图10,第一外壳11包括第一壳体111和第一盖组件112,第一盖组件112设于第一壳体111,以与第一壳体111共同封装第一电极组件12。第二外壳21包括第二壳体211和第二盖组件,第二盖组件设于第二壳体211,以与第二壳体211共同封装第二电极组件22。第一壳体111和第二壳体211被构造为一体,以形成上述的第一共用壁101。第一盖组件112和第二盖组件一体连接或间隔分布。
[0086]
可以理解地,第一壳体111为一端具有开口的空心结构,第一电极组件12通过该开口装入第一壳体111中,第一盖组件112设于第一壳体111的开口处,以与第一壳体111共同封装第一电极组件12。这里和下文中,第二壳体211和第二盖组件的具体结构均可参考第一壳体111和第一盖组件112,在此不再重复赘述。
[0087]
第一盖组件112和第二盖组件可以一体连接,也即是,第一盖组件112和第二盖组件一体连接形成一个整体。当第一电极组件12和第二电极组件22分别装入第一壳体111和第二壳体211内时,第一盖组件112和第二盖组件形成的整体能够一次性盖设于第一壳体111和第二壳体211,以对第一电极组件12和第二电极组件22进行封装。这样,当电池100中的所有电极组件入壳后,盖组件能够对电池100中所有的电极组件一次性实现封装,如此有助于提高盖组件的封装效率。其中,这里和下文中所指的盖组件,均可以是第一盖组件112,也可以是第二盖组件。
[0088]
第一盖组件112和第二盖组件还可以间隔分布,也即是第一盖组件112和第二盖组件不连接。这样,当电池100的所有电极组件入壳后,各盖组件对各壳体进行对应封装,以对对应的电极组件实现封装。其中,这里和下文中所指的壳体,均可以是第一壳体111,也可以是第二壳体211。
[0089]
通过采用上述技术方案,使得电池100的壳体和盖组件共同对电极组件进行封装,这样能够对电极组件实现较佳的封装、防护效果,且盖组件对壳体的封装操作具有较高的灵活性。
[0090]
在一些实施例中,请参阅图3,第一共用壁101的壁面积大于或等于第一外壳11的其他壁的壁面积。
[0091]
第一外壳11的其他壁是指第一外壳11的除第一共用壁101外的壁,是用于和第一共用壁101共同限定出第一外壳11的内部环境的部件。其中,第一外壳11的其他壁可以是第一壳体111的壁,也可以是第一盖组件112的壁,例如图6中示意的第一壁102。
[0092]
第一共用壁101的壁面积,是指第一共用壁101的垂直于其厚度方向的截面的面积。其他壁的壁面积,是指其他壁的垂直于该壁的厚度方向的截面的面积。
[0093]
通过采用上述技术方案,使得第一共用壁101在第一外壳11中具有较大的占比,使得第一电池单元10和第二电池单元20之间具有较大的壁进行共用,如此有助于减小第一外壳11和第二外壳21在电池100中的占比,增大电极组件在电池100中的占比,以提高电池100的能量密度。
[0094]
在一些实施例中,请参阅图3,第一共用壁101的壁面积大于或等于第二外壳21的
其他壁的壁面积。
[0095]
第二外壳21的其他壁是指第二外壳21的除第一共用壁101外的壁,是用于和第一共用壁101共同限定出第二外壳21的内部环境的部件。其中,第二外壳21的其他壁可以是第二壳体211的壁,也可以是第二盖组件的壁,例如图6中示意的第二壁103。
[0096]
通过采用上述技术方案,使得第一共用壁101在第一外壳11中、在第二外壳21中均具有较大的占比,进而能够使得第一电池单元10和第二电池单元20之间具有较大的壁进行共用,如此有助于减小第一外壳11和第二外壳21在电池100中的占比,增大电极组件在电池100中的占比,以提高电池100的能量密度。
[0097]
在一些实施例中,请参阅图6,第一外壳11还包括第一壁102,第一壁102和第一共用壁101间隔分布或者连接。其中,第一壁102可以设置于第一壳体111,也可以设置于第一盖组件112。第二外壳21还包括第二壁103,第二壁103和第一共用壁101间隔分布或连接。其中,第二壁103可以设置于第二壳体211,也可以设置于第二盖组件。第一共用壁101的壁面积大于第一壁102的壁面积,且小于第二壁103的壁面积。
[0098]
第一共用壁101、第一壁102以及第一外壳11的除第一共用壁101和第一壁102外的其他壁共同限定出第一外壳11的内部环境。第一共用壁101、第二壁103以及第二外壳21的除第一共用壁101和第二壁103以外的其他壁共同限定出第二外壳21的内部环境。
[0099]
可以理解地,第一外壳11的除第一共用壁101的其他壁中,至少一个壁的壁面积小于第一共用壁101。并且,第二外壳21的除第一共用壁101的其他壁中,至少一个壁的壁面积大于第一共用壁101。
[0100]
通过采用上述技术方案,以使第一外壳11中具有壁面积小于第一共用壁101的壁,且第二外壳21中具有壁面积大于第一共用壁101的壁,这样使得第一外壳11的内部环境和第二外壳21的内部环境的空间大小可相同也可不同,如此使得第一电池单元10和第二电池单元20的分布可以非常灵活地进行设计。例如,如图6所示,第一电池单元10和第二电池单元20均为立方体状,第一电池单元10的厚度方向平行于第二电池单元20的长度方向。
[0101]
如此设置,提高了第一电池单元10和第二电池单元20的分布灵活性,使得电池100的内部空间能够更加灵活地进行运用,有助于提高电池100的能量密度。
[0102]
在一些实施例中,请一并参阅图7和图8,电池100还包括第三电池单元30,第三电池单元30包括第三外壳31和第三电极组件32,第三电极组件32设于第三外壳31中。第一壳体111、第二壳体211和第三外壳31被构造为一体,以形成有第一共用壁101和第二共用壁104。
[0103]
其中,下文中所指的电池单元,可以是第一电池单元10、第二电池单元20,也可以是第三电池单元30。
[0104]
可以理解地,第三外壳31为限定出第三电池单元30的内部环境的部件。其中,第三外壳31的具体结构,可与第一外壳11、第二外壳21的具体结构相似,可进行参考,在此不再重复赘述。第三电极组件32的结构、数量、分布方式均可参考第一电极组件12和第二电极组件22,第三电极组件32和第一电极组件12的分布方式、第三电极组件32和第二电极组件22的分布方式,均可参考第一电极组件12和第二电极组件22的分布方式,在此不再详细赘述。
[0105]
第一共用壁101是第一壳体111和第二壳体211的共用壁。
[0106]
第二共用壁104可以是第二壳体211和第三外壳31的共用壁。在一些示例中,如图7
所示,第二共用壁104位于第二壳体211和第三外壳31之间,以隔开第二外壳21的内部环境和第三外壳31的内部环境,具体为隔开第二电极组件22和第三电极组件32。
[0107]
第二共用壁104还可以是第一壳体111、第二壳体211和第三外壳31的共用壁。在一些示例中,如图8所示,第二共用壁104的其中一段位于第一壳体111和第三外壳31之间,以隔开第一壳体111中的第一电极组件12和第三外壳31中的第三电极组件32;第二共用壁104的另一段位于第二壳体211和第三外壳31之间,以隔开第二外壳21中的第二电极组件22和第三外壳31中的第三电极组件32。
[0108]
通过采用上述技术方案,使得第一电池单元10、第二电池单元20和第三电池单元30具有多个共用壁,这样有助于使得多个电池单元之间的两两之间的壁实现共用,能够减小壁在电池100中的占比,提高电池100的能量密度。并且,多个电池单元之间具有较高的分布灵活性,如此电池100的内部空间的利用灵活性更高,有助于提高电池100的内部空间的利用率,以提高电池100的能量密度。
[0109]
在一些实施例中,请参阅图8,第一共用壁101和第二共用壁104相交。
[0110]
第一共用壁101和第二共用壁104相交,是指第一共用壁101和第二共用壁104连接,且第一共用壁101的厚度方向和第二共用壁104的厚度方向不平行。
[0111]
示例性地,如图8所示,第一共用壁101位于第一电极组件12和第二电极组件22之间,以隔开第一电极组件12和第二电极组件22。第二共用壁104的其中一段位于第一电极组件12和第三电极组件32之间,以隔开第一电极组件12和第三电极组件32。并且,第二共用壁104的另一段位于第二电极组件22和第三电极组件32之间,以隔开第二电极组件22和第三电极组件32。
[0112]
通过采用上述技术方案,第一外壳11、第二外壳21和第三外壳31一体,以形成第一共用壁101和第二共用壁104,以使第一外壳11、第二外壳21和第三外壳31中的任意两者的内部环境的大小可以相同或不同,如此使得多个电池单元的分布方式十分灵活,进而使得电池100的内部空间的利用灵活性更高,有助于提高电池100的内部空间的利用率,以提高电池100的能量密度。
[0113]
在一些实施例中,第一共用壁101构造有内部流道,内部流道用于容纳换热介质。
[0114]
其中,换热介质可以是液体、气体等介质。并且,换热介质可与电极组件进行换热,以对电极组件进行升温或降温等保温作用。
[0115]
内部流道是指第一共用壁101的内部能够通入换热介质的空间。内部流道的延伸方式可以是弯曲延伸、直线延伸、倾斜延伸或者以弯曲延伸、直线延伸和倾斜延伸中的至少两者组合的组合延伸。
[0116]
电池100在使用时,外部的换热系统可输送换热介质,以使换热介质在第一共用壁101的内部流道和换热系统之间循环。
[0117]
通过采用上述技术方案,第一共用壁101的内部流道内的换热介质可与第一电极组件12和第二电极组件22进行换热,如此能够同时实现第一电池单元10和第二电池单元20的换热,提高了电池100的保温效率。
[0118]
在一些实施例中,第一共用壁101内部构造有第一流道,第二共用壁104内部构造有第二流道,第一流道和第二流道于第一共用壁101和第二共用壁104的相交处连通。
[0119]
第一流道是指第一共用壁101中能够通入换热介质的空间,也即是上述实施例中
的第一共用壁101的内部流道。第二流道是指第二共用壁104中能够通入换热介质的空间。第二流道的延伸方式可以参考上述实施例中的内部流道的延伸方式。
[0120]
第一流道和第二流道于第一共用壁101和第二共用壁104的相交处连通,以使换热介质能够在第一流道和第二流道之间流通。
[0121]
通过采用上述技术方案,以使换热介质能够在第一流道、第二流道和外部的换热系统之间循环,这样,外部的换热系统向电池100中通入换热介质时,换热介质能够同时与第一电极组件12、第二电极组件22和第三电极组件32进行换热,这样有助于提高电池100的换热效率。并且,电池100的用于通入换热介质的入口以及电池100的用于输出换热介质的出口的数量可以设计地更少,使得电池100的结构更加简单。
[0122]
在一些实施例中,请参阅图4,第一共用壁101的壁厚小于第一外壳11的其他壁中的壁厚最大一者的壁厚的两倍。
[0123]
如图4所示,第一共用壁101的壁厚设置第一共用壁101沿厚度方向上的尺寸,具体如图中示意的尺寸d。
[0124]
相关技术中,相邻的两个电池单体的电极组件之间具有至少两层壁。
[0125]
本实施例中,第一共用壁101的壁厚小于两层壁的壁厚,减小了相邻的两个电极组件之间的壁的厚度,这样有助于减小壁在电池100中的占比,且能够实现相邻的两个电极组件的分隔效果,这样有助于提高电极组件在电池100中的占比,以提高电池100的能量密度。
[0126]
在一些实施例中,第二共用壁104的壁厚也可以设置为小于第二外壳21中的其他壁的壁厚最大一者的壁厚的两倍。
[0127]
通过采用上述方案,也能够减小壁在电池100中的占比,以提高电池100的能量密度。
[0128]
在一些实施例中,请参阅图4,第一共用壁101的最大壁厚d满足:d≥0.3mm且d≤2.5mm。
[0129]
尺寸d可以是0.4、0.5、0.8、1、1.2、1.5、1.7、2、2.1、2.2、2.4等,只要在0.3mm~2.5mm的范围内即可。
[0130]
通过采用上述技术方案,使得第一共用壁101的壁厚尺寸在预定的范围内,这样,第一共用壁101能够满足对相邻的两个电池单元的电极组件的分隔效果,在此基础上,还能够尽可能地减小壁在电池100中的占比,以提高电池100的能量密度。
[0131]
在一些实施例中,请一并参阅图2至图4、图9,第一电池单元10被构造为立方体状。第一电池单元10设有沿自身长度方向位于端部的第一端面105,第一端面105的面积小于第一电池单元10的其他端面,第一电极组件12的极耳122位于第一电池单元10的具有第一端面105的端部。
[0132]
可以理解地,第一电极组件12包括主体部121和极耳122,极耳122设于第一电极组件12的主体部121。其中,这里所指的极耳122,可以是正极极耳,也可以是负极极耳。
[0133]
可以理解地,第一电池单元10具有长度、宽度和厚度,第一电池单元10的长度方向如图中示意的方向y,第一电池单元10的宽度方向如图中示意的方向z,第一电池单元10的厚度方向如图中示意的方向x。
[0134]
第一端面105是第一电池单元10的端面积最小的一个端面。
[0135]
第一电极组件12的极耳122设于第一电池单元10具有第一端面105的端部。示例性
地,如图4所示,当第一外壳11中设置有一个第一电极组件12时,第一电极组件12也大致呈立方体状,则第一电极组件12的极耳122设于第一电极组件12沿自身长度方向上的端部。当第一外壳11中设置有多个第一电极组件12时,多个第一电极组件12组合成的组合体大致呈立方体状,该组合体的极耳122设于该组合体沿自身长度方向上的端部。这里所指的组合体的极耳122,是组合体的总电流输出端或总电流输入端。
[0136]
其中,极耳122可以是正极极耳122,也可以是负极极耳122。
[0137]
其中,第一外壳11中用于容纳极耳122的空间的体积=极耳122的高度*第一端面105的面积。
[0138]
通过采用上述技术方案,使得极耳122设于第一电池单元10具有最小端面的端部,这样能够减小第一外壳11中因极耳122的高度造成的空间浪费,从而有助于提高第一电池单元10的能量密度。
[0139]
在一些实施例中,请一并参阅图2至图4、图9,沿第一电池单元10的长度方向,第一电极组件12的两端均设置有极耳122。
[0140]
可以理解地,第一电池单元10具有两个第一端面105,两个第一端面105分别位于第一电池单元10沿自身长度方向的两端。第一电极组件12的两个极耳122均设于第一电池单元10具有第一端面105的端部。
[0141]
通过采用上述技术方案,使得第一电极组件12的两个极耳122均设置于第一电池单元10具有最小端面的端部,这样能够减小第一外壳11中因极耳122的高度造成的空间浪费,提高第一电池单元10的能量密度。
[0142]
在一些实施例中,第二电池单元20的极耳122也可参照第一电池单元10进行设置,如此也有助于提高第二电池单元20的能量密度。
[0143]
在一些实施例中,请一并参阅图3和图10,第一电池单元10被构造为立方体状,可以理解地,第一电池单元10具有长度、厚度和宽度。第一壳体111沿第一电池单元10的长度方向的端部开设有第一开口106。第一盖组件112包括盖板1121,盖板1121盖设于第一开口106,且连接于第一电极组件12的极耳122。
[0144]
盖板1121包括板体,板体用于盖设第一开口106,以与第一壳体111共同对第一电极组件12进行封装。其中,板体直接连接于第一电极组件12的极耳122,则板体可直接作为第一电池单元10的电流输出端或电流输入端。或者,在其他的实施例中,盖板1121还包括设于板体的极柱,极柱连接于第一电极组件12的极耳122,则极柱可作为第一电池单元10的电流输出端或电流输入端。
[0145]
其中,第一开口106与第一壳体111的内部空间连通。装配第一电池单元10时,先将第一电极组件12从第一开口106进入第一壳体111中,且将第一电极组件12的极耳122连接于盖板1121,然后,将盖板1121盖设于第一开口106,从而实现对第一电极组件12的封装。
[0146]
通过采用上述技术方案,使得盖板1121和第一壳体111配合,共同对第一电极组件12实现封装,且盖板1121可作为第一电池单元10的电流输出端或电流输入端。
[0147]
可选地,第一电极组件12的极耳122于第一开口106处和盖板1121连接,也即是,第一电极组件12的极耳122位于第一电极组件12沿第一电池单元10的长度方向上的端部,这样便于极耳122和盖板1121的连接。并且,如此设置有助于减小电池100中因极耳122的高度造成的空间浪费。
[0148]
在一些实施例中,请一并参阅图3和图10,第一壳体111沿第一电池单元10的长度方向的两端均开设有第一开口106,且第一壳体111两端的第一开口106均盖设有盖板1121。
[0149]
可以理解地,第一壳体111的两个第一开口106沿第一电池单元10的长度方向贯通第一壳体111。第一盖组件112包括两个盖板1121,两个盖板1121用于分别盖设于两个第一开口106,且两个盖板1121用于分别和第一电极组件12的两个极耳122连接,从而使得两个盖板1121用于分别作为第一电池单元10的电流输入端和电流输出端。
[0150]
通过采用上述技术方案,以使第一电极组件12能够通过两个第一开口106中的任意一个第一开口106进行入壳操作,如此提高了第一电极组件12的入壳便利性。
[0151]
可选地,第一电极组件12的两个极耳122分别位于第一壳体111的两个第一开口106处和对应的盖板1121连接,这样,第一电极组件12沿第一电池单元10的长度方向的两端均具有极耳122。如此设置,能够减小电池100中因极耳122的高度造成的空间浪费。
[0152]
在一些实施例中,第一壳体111沿第一电池单元10的宽度方向的端部开设有第二开口107,如图3所示;或者,第一壳体111沿第一电池单元10的厚度方向的端部开设有第二开口107。其中,请一并参阅图3和图10,第一开口106和第二开口107相通。第一盖组件112还包括连接于盖板1121的端板1122,端板1122盖设于第二开口107。
[0153]
当极耳122设于第一电池单元10沿自身长度方向的一端时,第一盖组件112的端板1122和盖板1121可大致形成“l”形。当第一电池单元10沿自身长度方向的两端均设有极耳122时,第一盖组件112的端板1122和盖板1121可大致形成“u”形,如图10所示。
[0154]
在装配电池100时,可先将第一电极组件12的极耳122和第一盖组件112的盖板1121连接,然后再将第一电极组件12装入第一壳体111中,且同时能够实现端板1122盖设于第二开口107,盖板1121盖设于第一开口106。
[0155]
通过采用上述技术方案,使得第一电极组件12的极耳122和盖板1121的连接操作可在第一壳体111外进行,这样便于极耳122的连接操作,有助于提高电池100的生产效率。并且,第一电极组件12可从第二开口107进入第一壳体111中,第二开口107的口径大于第一开口106的口径,这样便于第一电极组件12的入壳操作。
[0156]
当第一盖组件112和第二盖组件一体连接时,在电极组件入壳前,需将需要入壳的所有电极组件的极耳122依次连接第一盖组件112和第二盖组件组成的整体,然后再一并进行入壳操作,也即是将所有电极组件依次连接于同一个盖组件再一并进行入壳。
[0157]
当第一盖组件112和第二盖组件间隔分布时,先将各电极组件的极耳122连接对应的盖组件,然后将连接好的电极组件封装于对应的壳体中。这样,无需将所有电极组件依次连接于同一个盖组件,使得电极组件的极耳122和盖组件的连接操作更加简单,且能够借助专门的操作设备来实现,有助于提高电极组件和盖组件的连接效率,以提高电池100的生产效率。
[0158]
在一些实施例中,请一并参阅图2、图4和图9,第一电池单元10被构造为立方体状,第一电池单元10的尺寸满足以下关系:
[0159]
200mm≤l1≤2700mm,5mm≤l2≤100mm,
[0160]
1/2<l3/l1<1/50,1/3<l2/l3<1/20;
[0161]
其中,l1是指第一电池单元10的长度,具体如图中示意的第一电池单元10的沿方向y的尺寸。l2是指第一电池单元10的厚度,具体如图中示意的第一电池单元10的沿方向x
的尺寸。l3是指第一电池单元10的宽度,具体如图中示意的第一电池单元10的沿方向z的尺寸,也即是第一电池单元10沿图8的高度方向的尺寸。
[0162]
1/2<l3/l1<1/50,以使第一电池单元10的长度是宽度的2倍~50倍。1/3<l2/l3<1/20,以使第一电池单元10的宽度是厚度的3倍~20倍。
[0163]
可以理解地,第一电池单元10的长度和厚度均具有一定的尺寸范围,且第一电池单元10的长度远大于宽度,第一电池单元10的宽度远大于厚度,如此使得第一电池单元10大致呈刀片状。
[0164]
通过采用上述技术方案,以使第一电池单元10大致呈刀片状,一方面,能够极大地延长第一电池单元10的长度,以提高第一电池单元10的能量。另一方面,还能够使得第一电池单元10具有较佳的结构强度。
[0165]
其中,第二电池单元20、第三电池单元30的形状和尺寸设计,也可参考第一电池单元10,在此不再重复赘述。
[0166]
请参阅图1,本技术实施例还提供了一种用电装置,用电装置包括装置本体和电池,电池用于给装置本体供电。其中,本实施例提供的电池100、用电装置均与上一实施例提供的电池100、用电装置相同,具体可参考上一实施例提供的电池100、用电装置,在此不再赘述。
[0167]
其中,当用电装置为车辆1000时,用电装置的装置本体包括上述的控制器200和马达300。
[0168]
通过采用上述技术方案,第一外壳11和第二外壳21被构造为一体,以形成有第一共用壁101,这样使得第一电池单元10和第二电池单元20具有共同使用的壁,节省了壁在电池100中所占用的空间,从而有助于减小电池100的体积和重量,以提高电池100的能量密度。
[0169]
根据本技术的一些具体实施例,电池100包括多个沿第一方向(图中示意的方向x)依次分布的电池单元。电池单元呈立方体状,第一方向平行于电池单元的厚度方向。任意相邻的两个电池单元分别为第一电池单元10和第二电池单元20。第一电池单元10包括第一壳体111、第一盖组件112和第一电极组件12,第一电极组件12容纳于第一壳体111和第一盖组件112围成的空间中。第二电池单元20包括第二壳体211、第二盖组件212和第二电极组件22,第二电极组件22容纳于第二壳体211和第二盖组件212围成的空间中。第一壳体111和第二壳体211被构造为一体,以形成第一共用壁101。第一共用壁101位于沿第一方向相邻的第一电极组件12和第二电极组件22之间,以分隔第一电极组件12和第二电极组件22。并且,第一共用壁101的壁面积大于第一壳体111的其他壁的壁面积,且大于第二壳体211的其他壁的壁面积。
[0170]
第一电极组件12沿第一电池单元10的长度方向的两端均设有极耳122。第一壳体111沿第一电池单元10的长度方向的两端开设有第一开口106,第一壳体111沿第一电池单元10的宽度方向的一端开设有第二开口107,第一开口106和第二开口107相通。第一盖组件112包括端板1122和设于端板1122两端的盖板1121,两个盖板1121用于一一对应地连接第一电极组件12的两个极耳122,并用于一一对应地盖设于两个第一开口106,端板1122用于盖设于第二开口107。第一电极组件12入壳时,可先将第一电极组件12的两个极耳122一一对应地连接于两个盖板1121,然后再将第一电极组件12装入第一壳体111中,同时使得盖板
1121盖设于第一开口106,端板1122盖设于第二开口107。
[0171]
其中,第一电池单元10的具体结构与第二电池单元20的具体结构相同,第二电池单元20的具体结构可参考第一电池单元10的具体结构。
[0172]
以上仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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