电池装置的制作方法

1.本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池装置。


背景技术：

2.在电动车辆中往往设置有电池装置，电池装置用于为电动车辆提供动力。在电池装置中包括多个电池和箱体，多个电池按照预设的规则排布于箱体内。电池的一端固定于箱体，电池的另一端和汇流排连接，通过汇流排实现多个电池的电连接。电池在充放电过程中会发生膨胀，电池膨胀会导致部分电池相对于汇流排和箱体发生移动，易造成电池和汇流排的连接松脱、与箱体固定失效等，导致电池装置故障。
3.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供一种电池装置，进而至少一定程度上提升电池装置的可靠性。
5.本公开提供一种电池装置，所述电池装置包括：
6.箱体，所述箱体包括支撑板；
7.电池组，所述电池组包括多个电池，多个所述电池中相邻的两个电池之间设置有第一胶层，所述电池设于所述支撑板，并且电池和所述支撑板之间设置有第二胶层；
8.其中，所述第一胶层的抗压缩强度小于所述第二胶层的抗压缩强度。
9.本公开实施例提供的电池装置，在多个电池之间设置第一胶层，在电池和支撑板之间设置第二胶层，第一胶层的抗压缩强度小于第二胶层的抗压缩强度，一方面通过抗压缩强度大的第二胶层能够将电池紧密固定在支撑板上，另一方面通过电池之间的抗压缩强度小的第一胶层，为电池提供了膨胀缓冲，避免了电池在碰撞时相互挤压而导致的电池和汇流排连接的松脱，降低了电池装置故障率，提升了电池装置的可靠性。
10.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
11.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本公开示例性实施例提供的第一种电池装置的示意图；
13.图2为本公开示例性实施例提供的第二种电池装置的示意图；
14.图3为本公开示例性实施例提供的第三种电池装置的示意图；
15.图4为本公开示例性实施例提供的第四种电池装置的示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
17.在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”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”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
18.除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，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，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
19.进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
20.本公开示例性实施例提供一种电池装置，如图1所示，电池装置包括：箱体10和电池组20，箱体10包括支撑板11和电池组20，电池组20包括多个电池21，多个电池中相邻的两个电池之间设置有第一胶层31，电池20设于支撑板11，并且电池20和支撑板11之间设置有第二胶层32；其中，第一胶层31的抗压缩强度小于第二胶层32的抗压缩强度。
21.本公开实施例提供的电池装置，在多个电池21之间设置第一胶层31，在电池21和支撑板11之间设置第二胶层32，第一胶层31的抗压缩强度小于第二胶层32的抗压缩强度，一方面通过抗压缩强度大的第二胶层32能够将电池21紧密固定在支撑板11上，另一方面通过电池21之间的抗压缩强度小的第一胶层31，为电池21提供了膨胀缓冲。相关技术中电池21的两端分别和支撑板及汇流排连接，相邻的电池21之间的胶层的压缩强度大，从而在电池膨胀时，电池21膨胀的缓冲空间较小，多个膨胀的电池21相互挤压，进而导致电池21和汇流排发生相对位移，本公开实施例中通过在相邻的电池之间设置抗压缩强度小的第一胶层31，为电池膨胀提供缓冲，解决了相关技术中电池膨胀时缓冲空间小，而导致的电池和汇流排之间发生相对位移的问题，从而避免了电池21在膨胀时相互挤压而导致的电池21和汇流排连接的松脱，降低了电池装置故障率，提升了电池装置的可靠性。
22.进一步的，如图4所示，本公开实施例提供的电池装置还可以包括冷板40，电池组20中的多个电池21呈多列分布，冷板40设置于相邻的两列电池21之间，在电池21和冷板40之间设置有第三胶层33，第三胶层33导热系数大于等于0.01w/(m
·
k)且小于等于0.1w/(m
·
k)。通过在电池21和冷板40之间设置第三胶层33，提高了电池21和冷板40之间的导热
效率，加快冷板40对电池21的冷却，从而提升电池装置的安全性。
23.需要说明的是，在本公开实施例中胶层的抗压缩强度可以参照国标gb/t 8813 202进行测试，如：可以用万能压力试验机对胶层在预设方向上施加压力，当在受力方向上胶层压缩10％时，读取压力，利用压力除以受力面积，得出其抗压缩强度。具体的，对于第一胶层的抗压缩强度可以是沿着垂直于电池侧壁切面的方向，对于第二胶层则的抗压缩强度可以是沿着竖直方向(垂直于底板方向)。
24.下面将对本公开实施例提供的电池装置的各部分进行详细说明：
25.箱体10用于形成电池装置的外轮廓，并且保护箱体10内的电池21等器件。箱体10内设置有容置空间，多个电池21设于箱体10内的容置空间内。箱体10可以包括底板、边框和箱盖，边框和底板连接，边框在底板上围成容置空间，箱盖可以连接于边框远离底板的一侧，盖板和边框密封连接，以在箱体10内形成密封的容置空间。
26.在一可行的实施方式中，支撑板11可以是箱体10的底板，也即是电池直接通过第二胶层32粘接于底板。直接利用底板作为支撑板能够较少电池装置的重量，从而提升电池装置的能量密度，并且节约电池装置在高度方向上的空间。
27.底板的顶面可以是平面结构，多个电池21通过第二胶层32粘接于底板的顶面。或者底板的顶面上可以设置有向下的凹槽，电池21设于底板上的凹槽内，此时第二胶层32填充于凹槽底壁和电池21之间，能够进一步的降低电池装置高度方向上的尺寸。
28.在本公开另一可行的实施方式中，箱体10还可以包括电池托架，电池托架设于底板，电池托架形成支撑板11。比如，电池托架可以粘接或者卡接于底板。第二胶层32设于电池托架和电池21之间，通过第二胶层32将电池21紧密的粘接于电池托架。
29.边框可以呈矩形或者近似矩形的框体，比如，边框可以包括第一边梁、第二边梁、第三边梁和第四边梁，第一边梁、第二边梁、第三边梁和第四边梁依次首尾相接。其中，电池组20设于边框内，并且可以在边梁和电池21之间填充第一胶层31。
30.电池组20包括多个电池21，多个电池21设于支撑板11和边框围成的容置空间内，多个电池21可以呈至少一列分布。比如，多个电池21可以呈m
×
n的矩阵式分布，m和n分别为大于等于2的正整数。此时，多列电池21中每列中序号相同的电池21对齐，每列电池21中电池21的序号是从同一端起对电池21依次编号所得。或者多列电池21中相邻列的电池21交错分布，以节约箱体10中的空间，从而在箱体10中布置尽量多的电池21，提升电池装置的能量密度。
31.本公开实施例提供的电池21可以是圆柱电池21，电池21可以包括电池壳体、极柱和电芯，电池壳体内设置有空腔电芯设置于电池壳体内的空腔内，极柱设于电池壳体并且极柱和电芯电连接。
32.其中，电池壳体可以包括第一端板、第二端板和壳主体，壳主体呈空心柱状结构，第一端板和第二端板分别设于壳主体的两端，并且第一端板和第二端板分别和壳主体连接。极柱可以设于第一端板，第一端板上设置有通孔，极柱穿设于该通孔，极柱部分位于电池壳体内，极柱部分凸出于第一端板。在第二端板上可以设置有防爆阀，防爆阀用于在电池21发生热失控时爆破泄压。
33.电池21设置极柱的一端远离支撑板11，也即是在电池装置中电池21的极柱朝上。电池21设置防爆阀的一端朝向支撑板11，在支撑板11上可以设置有导流通道或者导流空腔
等。
34.示例的，电池壳体可以作为电池21的负极，极柱作为电池21的正极。为了使得电池21的正极和负极绝缘，电池21还可以包括绝缘件，绝缘件设于极柱和电池壳体之间，将电池壳体和极柱隔离。比如，绝缘件可以呈环状结构，并且绝缘件环绕极柱。通过极柱作为电池21的正极，并通过电池壳体作为电池21的负极，使得汇流排可以在电池21的一端实现多个电池21的电连接。
35.在本公开实施例中以电池21为圆柱电池21为例进行说明，在实际应用中电池21可以不局限于圆柱电池21，比如，电池21可以是方向电池21或者棱柱电池21等，本公开实施例并不以此为限。
36.电池组20中的多个电池21之间设置有第一胶层31，第一胶层31用于连接多个电池21，并且第一胶层31还用于为电池21膨胀提供缓冲空间。也即是第一胶层31具有粘性，并且第一胶层31具有弹性。在电池装置制造过程中第一胶层31起到粘接多个电池21的作用，在电池21的使用过程中第一胶层31能够被压缩，以在电池21膨胀时提供缓冲空间。
37.电池组20和支撑板11之间设置有第二胶层32，第二胶层32用于连接支撑板11和电池组20。电池组20可以通过第二胶层32直接粘接于支撑板11，或者电池组20可以安装于电池21托架，电池21托架安装于支撑板11。当电池21直接粘接于支撑板11时，第二胶层32为粘接电池21和支撑板11的胶层。当电池21通过电池21托架安装于支撑板11时，第二胶层32为电池21托架和电池21之间的胶层。
38.第一胶层31的抗压缩强度小于第二胶层32的抗压缩强度，第二胶层32的抗压缩强度大，从而能够将电池21紧固于支撑板11，避免电池21使用过程中由于振动等原因导致的电池21在竖直方向上产生较大的位移，使得电池21和汇流排的连接松脱。第一胶层31的抗压缩强度小，电池21在膨胀时，随着电池21的膨胀第一胶层31发生形变，进而对电池21的膨胀进行缓冲，避免了电池21膨胀时相互挤压而导致的电池21位移，提升了电池装置的可靠性。
39.可选的，第一胶层31抗压缩强度为0.3mpa-1.5mpa，比如，第一胶层31的抗压缩强度为0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa、0.7mpa、0.8mpa、1.3mpa或1.5mpa等。第二胶层32抗压缩大于等于2mpa，比如，第二胶层32的抗压缩强度为2mpa、2.1mpa、3mpa、3.5mpa、4mpa、5mpa或6mpa等。
40.示例的，第一胶层31的材料为发泡胶，比如，第一胶层31的材料可以是聚氨酯或有机硅类胶等。第二胶层32的材料为实心结构胶，比如第二胶层32的材料可以是聚氨酯、环氧类或丙烯酸类胶等。
41.第一胶层31的厚度为0.4mm-4mm，第一胶层31的厚度为第一胶层31第一表面到第一胶层31的第二表面的最小距离，第一胶层31的第一表面为第一胶层31靠近第一电池21的一面，第一胶层31的第二表面为第一胶层31靠近第二电池21的一面，第一电池21和第二电池21为多个电池21中任意两个相邻的电池21。比如，第一胶层31的厚度可以是0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.85mm、1mm、3mm、3.3mm或者4mm等。
42.当电池21为圆柱电池21时，第一胶层31的厚度可以是第一电池21和第二电池21轴心连线方向上第一胶层31的尺寸。比如，第一胶层31填充于第一电池21和第二电池21之间的区域，第一胶层31的形状和第一电池21及第二电池21的形状匹配。第一胶层31的第一表
面为圆弧状，第一胶层31的第二表面也为圆弧状。第一胶层31的厚度是指第一表面的圆心和第二表面的圆心的连线方向上，第一表面到第二表面的距离。
43.第二胶层32的厚度为0.1mm-1mm，第二胶层32的厚度为第二胶层32朝向支撑板11的一面到第二胶层32朝向电池21的一面的距离。比如，第二胶层32的厚度可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.8mm、0.9mm或者1mm等。
44.在本公开实施例中第一胶层31填充于电池21之间，第一胶层31不仅用于连接多个电池21，第一胶层31还用于实现多个电池21的相互绝缘。在一可行的实施方式，如图2所示，当相邻的两个电池21之间的间隙为0.5mm-2mm时，第一胶层31远离支撑板11的一端高于电池21远离支撑板11的一端，相邻的电池21的间隙为相邻的两个电池21的侧壁之间的最小距离。
45.示例的，当电池21为圆柱电池21时，相邻的两个电池21的间隙为两个电池21的圆柱面之间的最小距离，也即是两个电池21圆心连线方向上，两个圆柱面之间的距离。
46.相邻的两个电池21之间的间隙为0.5mm-2mm时，相邻的电池21之间的爬电距离短，安全性较差，通过将第一胶层31的顶面设置为高于电池21的顶面，增加了相邻的两个电池21的爬电距离，提升电池装置的安全性。
47.需要说明的是，在本公开实施例中第一胶层31的顶端高于电池21的顶端，但是第一胶层31的底端可以和电池21的底端平齐，或者，第一胶层31的底端可以高于或者低于电池21的底端。比如，当电池21设于电池21托架上时，电池21托架的顶面高于电池21的底面，第一胶层31的底面和电池21托架的顶面接触，也即是第一胶层31的底面高于电池21的底面。或者，电池21直接粘接于支撑板11，电池21的底面和第一胶层31的底面均和第二胶层32的顶面接触。
48.其中，第一胶层31的高度和电池21的高度如下式所示：
[0049][0050]
h1为第一胶层31的高度，h2为电池21的高度，第一胶层31的高度为第一胶层31远离支撑板11的一端到电池21的底端的距离，电池21的高度为电池21顶端到底端的距离，电池21的底端为电池21靠近支撑板11的一端。
[0051]
在另一可行的实施方式中，如图3所示，当相邻的两个电池21之间的间隙为大于2mm且小于等于4mm时，第一胶层31远离支撑板11的一端低于电池21远离支撑板11的一端，相邻的电池21的间隙为相邻的两个电池21的侧壁之间的最小距离。
[0052]
示例的，当电池21为圆柱电池21时，相邻的两个电池21的间隙为两个电池21的圆柱面之间的最小距离，也即是两个电池21圆心连线方向上，两个圆柱面之间的距离。
[0053]
当相邻的电池21之间的间隙大于等于2mm时，电池21之间的距离即可保证电池21的电气间隙，因此不需要设置凸出的第一胶层31增加电气间隙。此时第一胶层31的顶面低于电池21的顶面，能够节约连接胶，并且能够减轻电池装置中连接胶的重量，从而提升电池装置的能量密度。
[0054]
其中，第一胶层31的高度和电池21的高度如下式所示：
[0055]
[0056]
h1为第一胶层31的高度，h2为电池21的高度，第一胶层31的高度为第一胶层31远离支撑板11的一端到电池21的底端的距离，电池21的高度为电池21顶端到底端的距离，电池21的底端为电池21靠近支撑板11的一端。
[0057]
需要说明的是，在本公开实施例中第一胶层31的顶端高于电池21的顶端，但是第一胶层31的底端可以和电池21的底端平齐，或者，第一胶层31的底端可以高于或者低于电池21的底端。比如，当电池21设于电池21托架上时，电池21托架的顶面高于电池21的底面，第一胶层31的底面和电池21托架的顶面接触，也即是第一胶层31的底面高于电池21的底面。或者，电池21直接粘接于支撑板11，电池21的底面和第一胶层31的底面均和第二胶层32的顶面接触。
[0058]
第二胶层32设置于支撑板11和电池组20之间第二胶层32和电池21底面的至少部分连接。通过第二胶层32将电池21粘接于支撑板11，能够防止电池21相对于支撑板11发生运动。尤其是在电池装置安装于电动车辆上之后，电动车辆在行驶过程中，由于颠簸和振动等原因，电池21可能会发生竖直方向上的运动，而汇流排往往设置于电池21的顶面，若电池21相对于汇流排发生相对运动会导致汇流排和电池21松脱。通过抗压缩强度大的第二胶层32连接电池21和支撑板11，能够减小电池21在竖直方向的运动空间，减小了汇流排和电池21松脱的风险。
[0059]
在一可行的实施方式中，第二胶层32可以布满电池21的底面。比如，在电池21安装过程中，先在支撑板11的顶面上涂覆第二胶层32材料形成第二胶层32，然后将多个电池21放置于第二胶层32。在第二胶层32固化后向电池21之间灌入第一胶层31材料形成第一胶层31。
[0060]
其中，在将电池21放置于支撑板11上时，由于电池21自身的重力等因素，第二胶层32会受到挤压发生形变。因此在一些实施方式中，第二胶层32设置电池21的一面为非平面结构，第二胶层32的顶面设置有多个凹陷部。当第二胶层32为非平面结构时，上述的第二胶层32的厚度是指第二胶层32和电池21相对的部分的厚度。
[0061]
在另一可行的实施方式中，电池21的底面的部分区域设置有第二胶层32，并且第二胶层32的面积和电池21底面的面积的比值大于0.1且小于等于0.8。比如，第二胶层32的面积和电池21底面的面积的比值为0.11、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7或0.78等。
[0062]
示例的，在电池21的底面设置有防爆阀(减薄区或者刻痕)，为了避免第二胶层32干扰防爆阀的工作，在电池21底面设置防爆阀的区域不设置第二胶层32。比如，电池21的底面包括第一区101域和第二区102域，防爆阀设置于第一区101域，则第二胶层32可以设置于第二区102域。在实际应用中可以在电池21的底部设置围挡部，围挡部环绕第一区101域，以避免第二胶层32溢出至防爆阀。
[0063]
电池组20包括多列电池21，冷板40设于相邻两列电池21之间，冷板40和相邻的电池21之间设置有第三胶层33，第三胶层33的导热系数大于等于0.01w/(m
·
k)且小于等于0.1w/(m
·
k)。比如，第三胶层33的导热系数为0.01w/(m
·
k)、0.02w/(m
·
k)、0.03w/(m
·
k)、0.04w/(m
·
k)、0.05w/(m
·
k)、0.06w/(m
·
k)、0.07w/(m
·
k)、0.08w/(m
·
k)、0.09w/(m
·
k)、或0.1w/(m
·
k)等。
[0064]
其中，第三胶层33的材料可以含导热填充材料的结构胶。第三胶层33的抗压缩强度小于第二胶层32的抗压缩强度。也即是第三胶层33不仅可以同于导热，第三胶层33也可
以为电池21膨胀提供缓冲空间。
[0065]
电池21表面包括第一区101和第二区102，第一区101和冷板40相对，第一区101和冷板40之间设置有第三胶层33，第二区102和相邻的电池21相对，第二区102和相邻的电池21之间设置有第一胶层31。也即是在一列电池21中，相邻的电池21之间填充有第一胶层31，在电池21和冷板40之间填充有第三胶层33。
[0066]
其中，当冷板40的高度小于电池21的高度(冷板的顶面低于电池的顶面)时，第三胶层33的高度和冷板40的高度一致，此时，在冷板的顶部设置有第一胶层31。
[0067]
示例的，当电池21为圆柱电池21时，电池21的圆柱面可以被均分为四个圆心角为九十度的扇形所对应的区域。该四个区域中两个为第一区101，另外两个为第二区102。两个第一区101分别和一列电池21两侧的冷板40相对，两个第二区102分别和相邻的电池21相对。
[0068]
可以理解的是，在本公开实施例中冷板40并非必须设于电池21之间，冷板40也可以设于电池21的底部，比如，冷板40即为支撑板11，本公开实施例对此不做具体限定。
[0069]
在本公开实施例中，汇流排设于电池21远离支撑板11的一端。电池21包括电池壳体和极柱，极柱设于电池壳体远离支撑板11的一端。电池壳体作为电池21的一个电极(比如，负极)，极柱作为电池21的另一个电极(比如，正极)。汇流排可以包括壳体连接部和极柱连接部，壳体连接部连接于第一电池的电池壳体，极柱连接部连接于第二电池的极柱，第一电池和第二电池为多个电池21中相邻的两个电池21。
[0070]
通过将电池21一端连接于汇流排，另一端被抗压缩强度较大的第二胶层32固定于支撑板，即电池在顶部和底部都被束缚住了，利用抗压缩强度小的第一胶层进行缓冲，避免顶部与汇流排连接失效。
[0071]
本公开实施例提供的电池装置，在多个电池21之间设置第一胶层31，在电池21和支撑板11之间设置第二胶层32，第一胶层31的抗压缩强度小于第二胶层32的抗压缩强度，一方面通过抗压缩强度大的第二胶层32能够将电池21紧密固定在支撑板11上，另一方面通过电池21之间的抗压缩强度小的第一胶层31，为电池21提供了膨胀缓冲，避免了电池21在碰撞时相互挤压而导致的电池21和汇流排连接的松脱，降低了电池装置故障率，提升了电池装置的可靠性。
[0072]
本公开实施例提供的电池装置可以应用于电动车辆，当电池用于电动车辆时，电池装置可以是电池包，电池包安装于电动车辆上，向电动车辆提供能源。
[0073]
在实际应用中，电池包可以安装于电动车辆的车架。电池包可以和车架固定连接。或者电池包可以是模块化电池包，模块化电池包能够可拆卸的连接于车辆主体，便于更换。
[0074]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。