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CN116724446A - 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 - Google Patents

电池、用电装置、制备电池的方法和装置 Download PDF

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CN116724446A
CN116724446A CN202180090724.8A CN202180090724A CN116724446A CN 116724446 A CN116724446 A CN 116724446A CN 202180090724 A CN202180090724 A CN 202180090724A CN 116724446 A CN116724446 A CN 116724446A
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CN
China
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battery cells
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cells
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Application number
CN202180090724.8A
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许虎
牛少军
金海族
李星
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本申请实施例提供一种电池、用电装置、制备电池的方法和制备电池的装置，可提高电池的刚度和强度。电池包括：箱体(100)；多列电池单体(20)，容纳于箱体(100)中，电池单体(20)包括相互连接的第一壁(201)和第二壁(202)，第一壁(201)为电池单体(20)中面积最大的壁，且垂直于第一方向(z)，第二壁(202)相对于第一方向(z)倾斜设置，第一方向(z)平行于重力方向；多列电池单体(20)的每列电池单体(20)沿第一方向(z)堆叠设置，在每列电池单体(20)中，相邻的电池单体(20)通过第一壁(201)相互附接；多列电池单体(20)沿垂直于第一方向(z)的第二方向(y)排列，相邻两列电池单体(20)通过第二壁(202)相互附接。

Description

电池、用电装置、制备电池的方法和装置
本申请要求2021年10月12日提交中国专利局、申请号为202111188271.0、发明名称为“电池单体、电池和用电装置”的中国发明申请的优先权，其全部内容通过应用结合在本申请中。
技术领域
本申请实施例涉及电池领域，并且更具体地，涉及一种电池、用电装置、制备电池的方法和装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
电池安装于用电装置，例如，安装于电动车辆，电动车辆的运动会对电池造成一定的冲击，若电池刚度和强度较弱，则该冲击会对电池的性能产生不利影响且可能会引发安全问题。因此，如何提高电池的刚度和强度，是电池技术中的一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种电池、用电装置、制备电池的方法和制备电池的装置，可提高电池的刚度和强度。
第一方面，提供一种电池，包括：箱体；多列电池单体，容纳于该箱体中，该电池单体为多面体结构，且包括相互连接的第一壁和第二壁，其中，该第一壁为该电池单体中面积最大的壁，且垂直于第一方向，该第二壁相对于该第一方向倾斜设置，该第一方向平行于重力方向；该多列电池单体的每列电池单体沿该第一方向堆叠设置，在该每列电池单体中，相邻的该电池单体通过该第一壁相互附接；该多列电池单体沿垂直于该第一方向的第二方向排列，相邻两列电池单体通过该第二壁相互附接。
基于本申请实施例的技术方案，在电池的箱体中，在沿第二方向排列的多列电池单体中，相邻两列电池单体之间相互附接的第二壁相对于第一方向倾斜设置，即相对于重力方向倾斜设置，因此，相邻的第二壁之间形成平行于重力方向的相互作用力，使得每个电池单体至少有一个倾斜的第二壁被相邻电池单体的倾斜的第二壁压住，相邻电池单体之间构成相互作用力使得二者相互束缚和制约，可提高电池整体的刚度和 强度，降低电池在使用过程中的振动冲击带来的安全风险。另外，每列电池单体沿第一方向堆叠设置，且在每列电池单体中，相邻的电池单体通过相邻的第一壁相互附接。该第一壁为电池单体中面积最大的壁，且垂直于第一方向即沿水平方向设置，可以利用该面积最大的第一壁实现每列电池单体在水平面上的稳定设置。
在一些可能的实施方式中，该电池单体包括平行设置的两个第一壁和平行设置的两个第二壁，该电池单体在垂直于该第一壁和该第二壁的平面上的截面为平行四边形。
通过该实施方式的技术方案，电池单体可包括两个相对于第一方向倾斜且相互平行的第二壁，一方面可以实现电池单体通过该两个倾斜的第二壁与相邻左右两个电池单体相互附接，从而进一步实现多个电池单体的相互连接。另一方面，电池单体的结构较为规则和对称，便于电池单体的制造和安装。
在一些可能的实施方式中，该每列电池单体中，多个电池单体位于同一侧的多个第二壁处于同一平面。
通过该实施方式的技术方案，在每列电池单体中，多个电池单体位于同一侧的多个第二壁可位于同一平面，即每列电池单体两侧可形成相互平行的两个倾斜壁，可以较为便捷实现多列电池单体之间的安装连接，从而简化多个电池单体在箱体中的安装方式，提高电池的生产效率。
在一些可能的实施方式中，该电池单体包括平行设置的两个第一壁和非平行设置的两个第二壁，该电池单体在垂直于该第一壁和该第二壁的平面上的截面为梯形。
在一些可能的实施方式中，该每列电池单体中，多个电池单体位于其中一侧的多个第二壁处于同一平面。
通过该实施方式的技术方案，在电池的每列电池单体中，多个电池单体位于其中一侧的多个第二壁可位于同一平面，因而，相邻两列电池单体相互拼接后，两列电池单体的整体的两侧可形成相互平行的两个倾斜壁，也可以较为便捷实现多列电池单体之间的连接，提高电池的生产效率。
在一些可能的实施方式中，该第一壁和该第二壁沿该电池单体的长度方向延伸，该电池单体的长度方向垂直于该第一方向和该第二方向。
通过该实施方式的技术方案，第一壁和第二壁沿该电池单体的长度方向延伸，可以使得第一壁和第二壁具有较长的长度，进而具有较大的面积。对于第一壁而言，其垂直于第一方向，即垂直于重力方向，若其具有较大的面积，则若电池单体通过第一壁设置于水平面，可使得电池单体具有较高的稳定性。对于第二壁而言，若其具有较大的面积，则可提高相邻的电池单体的第二壁之间的相互作用力，也便于在该第二壁上设置更多的结构胶，提升电池单体的稳定性。
在一些可能的实施方式中，每列该电池单体沿其厚度方向堆叠设置，该电池单体的厚度方向平行于该第一方向。
在一些可能的实施方式中，该电池单体还包括：第三壁，位于该电池单体的长度方向上的端部，且连接于该第一壁和该第二壁；该电池单体还包括：电极端子，设置于该第三壁。
通过该实施方式的技术方案，电池单体的电极端子设置于电池单体位于其长度方向的端部的第三壁，不会影响电池单体中沿其长度方向延伸且具有较大面积的第一壁和第二壁与其它部件附接，保证电池单体具有较好的稳定性。另外，第三壁可具有较小的面积，因而可缩短相邻电池单体之间电连接的汇流部件的长度，便于汇流部件在电池的箱体中的设置和安装。
在一些可能的实施方式中，该电池单体还包括：泄压机构，设置于该第三壁或者该第一壁。
通过该实施方式的技术方案，泄压机构设置于电池单体中除第二壁以外的第三壁或第一壁，同样不会影响第二壁与其它部件附接，保证电池单体具有较好的稳定性。
在一些可能的实施方式中，该电池包括：N列该电池单体，N列该电池单体中每列该电池单体包括M个电池单体，其中，N和M为大于1的正整数，且N大于等于M。
通过该实施方式的技术方案，在电池中，沿第一方向堆叠设置的电池单体的数量较少，而沿第二方向y排列设置的电池单体的数量较多。一方面，在平行于第一方向的重力方向上，电池整体的尺寸较小，而在平行于第二方向y的水平方向上，电池整体的尺寸较大，有利于电池在用电装置中的稳定安装。另一方面，每列电池单体在第一方向上通过具有较大面积的第一壁相互堆叠，而相邻两列电池在第二方向y上通过具有较小面积的第二壁相互连接，电池单体产生的热量的大部分通过较大面积的第一壁在每列电池单体之中传递，而较少的通过第二壁传递至其它列电池单体。因而，在每列电池单体中电池单体的数量较小的情况下，若电池中某个电池单体发生热失控，其仅能影响其所在列的其它电池单体，而对其它列的电池单体的影响较小，可提高电池整体的安全性能。
在一些可能的实施方式中，多列该电池单体通过该第二壁依次相互附接以形成一个整体。
通过该实施方式的技术方案，电池中的多列电池单体依次相互附接以形成一个整体并安装于箱体中，且多个电池单体之间未设置有其它间隔件，从而能够提高电池的能量密度以及整体质量，优化电池的整体性能。
在一些可能的实施方式中，多列该电池单体之间设置有第一间隔件；该第一间隔件具有相对于该第一方向倾斜的壁，以附接于与其相邻的两列该电池单体的该第二壁，其中，该第一间隔件为下列结构中的至少一种：横梁、热管理部件和结构胶。
通过该实施方式的技术方案，第一间隔件设置于多列电池单体之间，一方面，可以增强电池整体的刚度和强度，提高电池整体的抗冲击能力；另一方向，第一间隔件也可以对电池单体的第二壁起到支撑的作用，在电池单体发生膨胀的情况下，防止多列电池单体在其排列方向上应力的持续累积，增强多列电池单体在其排列方向上的强度和刚度，提高电池整体的稳定性和安全性。第三方面，该第一间隔件也可以阻隔热量的传递，当位于第一间隔件一侧的某个电池单体发生热失控时，其产生的大量热量在一定程度上会被第一间隔件阻隔，从而防止热量传递至第一间隔件另一侧的电池单体，保证该位于第一间隔件另一侧的电池单体的正常运行，提升电池整体的安全性。
在一些可能的实施方式中，该第一间隔件在垂直于该第一壁和该第二壁的平面上的截面为平行四边形或者梯形。
通过该实施方式的技术方案，在第一间隔件在垂直于该第一壁和该第二壁的平面上的截面为梯形的情况下，当多个电池单体发生膨胀时，位于第一间隔件一侧的一组电池单体在其排列方向(即第二方向)上产生的应力，可以与位于第一间隔件另一侧的一组电池单体在其排列方向(第二方向)上产生的应力相互部分抵消，从而进一步提高电池整体的刚度和强度，提升电池的稳定性，保证电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，该第一间隔件的数量小于等于5。
通过该实施方式的技术方案，将电池中第一间隔件的数量控制在5以内，可以平衡电池的整体强度和能量密度。
在一些可能的实施方式中，该多列电池单体沿垂直于该第二方向排列形成一排电池单体；该电池还包括：端板，设置于该一排电池单体在该第二方向上的至少一端，该端板具有相对于该第一方向倾斜的壁，该倾斜的壁用于附接于该电池单体的第二壁。
通过该实施方式的技术方案，端板可在第二方向上对该一排电池单体进行固定和约束。且端板还可支撑位于至少一排电池单体两侧且具有较大面积的第二壁，承受该第二壁因电池单体膨胀产生的应力，以提高电池单体在箱体中的稳定性并提高电池的整体强度和刚度。
在一些可能的实施方式中，该端板朝向重力方向的一端的厚度大于该端板朝向重力反方向的一端的厚度。
通过该实施方式的技术方案，端板在朝向重力方向的一端具有较大的厚度，从而能够保证电池在朝向重力方向上的一端具有较高的刚度、强度和稳定性。在电池安装于车辆底盘时，电池能够更好的抵抗来自车辆底部飞石等外界冲击，提升电池在车辆中的安装稳定性，保证电池的运行性能。
在一些可能的实施方式中，该多列电池单体沿垂直于该第二方向排列形成一排电池单体，该电池包括：多排电池单体；该多排电池单体中相邻两排电池单体之间设置有第二间隔件，该第二间隔件为下列结构中的至少一种：横梁、热管理部件和结构胶。
通过该实施方式的技术方案，第二间隔件设置于相邻两排电池单体之间，可以增强电池整体的刚度和强度，提高电池整体的抗冲击能力。另外，若第二间隔件为热管理部件，例如：冷却板等冷却部件等，该热管理部件在具有一定的刚度和强度的基础上，还具有电池单体的热管理功能，能够调节电池单体的温度，进一步保证电池的工作性能和安全性能。
在一些可能的实施方式中，该电池还包括：热管理部件，与该多列电池单体中除其第二壁以外的其它壁对应设置，以对该多列电池单体进行热管理。
在一些可能的实施方式中，该热管理部件设置于该每列电池单体中相邻的两个电池单体之间。
通过该实施方式的技术方案，热管理部件设置于每列电池单体中相邻的两个电池单体之间，以与相邻的两个电池单体的第一壁对应设置，从而可以起到较好的温度 管理效果。
第二方面，提供一种用电装置，包括：上述第一方面或第一方面中任一可能的实施方式中的电池，该电池用于提供电能。
第三方面，提供一种制备电池的方法，包括：提供箱体；提供多列电池单体，该电池单体为多面体结构，且包括相互连接的第一壁和第二壁，其中，该第一壁为该电池单体中面积最大的壁，且垂直于第一方向，该第二壁相对于该第一方向倾斜设置，该第一方向平行于重力方向；该多列电池单体的每列电池单体沿该第一方向堆叠设置，在该每列电池单体中，相邻的该电池单体通过该第一壁相互附接；该多列电池单体沿垂直于该第一方向的第二方向排列，相邻两列电池单体通过该第二壁相互附接；将该多列电池单体容纳于该箱体中。
第四方面，提供一种制备电池的装置，包括：提供模块，用于：提供箱体；提供多列电池单体，该电池单体为多面体结构，且包括相互连接的第一壁和第二壁，其中，该第一壁为该电池单体中面积最大的壁，且垂直于第一方向，该第二壁相对于该第一方向倾斜设置，该第一方向平行于重力方向；该多列电池单体的每列电池单体沿该第一方向堆叠设置，在该每列电池单体中，相邻的该电池单体通过该第一壁相互附接；该多列电池单体沿垂直于该第一方向的第二方向排列，相邻两列电池单体通过该第二壁相互附接；安装模块，用于：将该多列电池单体容纳于该箱体中。
基于本申请实施例的技术方案，在电池的箱体中，在沿第二方向排列的多列电池单体中，相邻两列电池单体之间相互附接的第二壁相对于第一方向倾斜设置，即相对于重力方向倾斜设置，因此，相邻的第二壁之间形成平行于重力方向的相互作用力，使得每个电池单体至少有一个倾斜的第二壁被相邻电池单体的倾斜的第二壁压住，相邻电池单体之间构成相互作用力使得二者相互束缚和制约，可提高电池整体的刚度和强度，降低电池在使用过程中的振动冲击带来的安全风险。另外，每列电池单体沿第一方向堆叠设置，且在每列电池单体中，相邻的电池单体通过相邻的第一壁相互附接。该第一壁为电池单体中面积最大的壁，且垂直于第一方向即沿水平方向设置，可以利用该面积最大的第一壁实现每列电池单体在水平面上的稳定设置。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图；
图3是本申请一实施例公开的一种电池单体的结构示意图；
图4是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图；
图5是本申请一实施例公开的两种电池单体的结构示意图；
图6是本申请一实施例公开的电池单体的示意性正视图和侧视图；
图7是本申请一实施例公开的两种电池单体的结构示意图；
图8是本申请一实施例公开的一种电池的示意性俯视图和截面图；
图9是本申请一实施例公开的一种电池的示意性俯视图和截面图；
图10是本申请一实施例公开的两种电池的示意性截面图；
图11是本申请一实施例公开的一种电池的示意性俯视图和截面图；
图12是本申请一实施例公开的两种电池的示意性截面图；
图13是本申请一实施例公开的一种电池的示意性俯视图和截面图；
图14是本申请一实施例公开的一种电池的示意性俯视图和截面图；
图15是本申请一实施例公开的一种电池的示意性截面图；
图16是本申请一实施例公开的制备电池的方法的示意性流程图；
图17是本申请一实施例公开的制备电池的装置的示意性框图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不 排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请中，电池是指包括一个或多个电池单体以提供电能的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
可选地，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。在一些实施方式中，电池单体也可称之为电芯。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为聚丙烯(Polypropylene，PP)或聚乙烯(Polyethylene，PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
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、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池在用电装置中安装的稳定性，以提高电池在用电装置中的安全性。
在一些电池封装技术中，对于常规的方形电池单体，例如，刀片式电池单体，电池单体的大面与大面之间通过结构胶相互固定连接，使得电池的整体具有一定的强度和刚度，以防止外力冲击。但这种情况下，电池单体之间的结构胶的涂胶面积有限，且电池单体之间无相互作用力，影响电池单体在箱体中的安装稳定性，且会造成封装后的电池的整体强度和刚度有限，从而带来一定的安全隐患。
鉴于此，本申请提供一种技术方案，将电池单体设计为不同于常规方形电池单体的多面体结构的电池单体，该多面体结构的电池单体包括相互连接的第一壁和第二壁，其中，第一壁为电池单体中面积最大的壁，且垂直于重力方向，第二壁相对于重力方向倾斜设置。电池中可包括多列电池单体，该多列电池单体的每列电池单体沿重力方向堆叠，在每列电池单体中，相邻的电池单体通过第一壁相互附接；且多列电池 单体沿垂直于重力方向的水平方向排列，相邻两列电池单体通过倾斜的第二壁相互附接，以在相邻的第二壁之间形成平行于重力方向的相互作用力。因此，每列电池单体中每个电池单体至少有一个第二壁被相邻电池单体的倾斜的第二壁压住，可使得每个电池单体被相邻电池单体束缚，电池单体与电池单体之间相互构成作用力使得二者相互制约，可提高电池整体的刚度和强度，降低电池在使用过程中的振动冲击带来的安全风险。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的装置，还可以适用于所有使用电池的装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，车辆1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。车辆1的内部可以设置马达11，控制器12以及电池10，控制器12用来控制电池10为马达11的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。可选地，多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。
例如，如图2所示，为本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图，电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体100(或称罩体)，箱体100的内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体100内。如图2所示，箱体100可以包括两部分，这里分别称为第一部分111和第二部分112，第一部分111和第二部分112扣合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定，第一部分111和第二部分112可以均具有一个开口。例如，第一部分111和第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一部分111的开口和第二部分112的开口相对设置，并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体100。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于第一部分111和第二部分112扣合后形成的箱体100内。
可选地，在一种实施方式中，可首先将多个电池单体(cell)20先整合为至少一个电池模组(module)，然后将电池模组安装于电池10的箱体100中，形成电池包(pack)形态，在该实施方式中，电池模组之间可以设置有横梁等辅助结构件，能够 提高电池模组在箱体100中安装稳定性。
可选地，在第二种实施方式中，也可直接将多个电池单体20相互连接，并安装设置于箱体100中形成电池包形态，去除了电池模组这个中间状态，箱体100中可不必设置横梁等辅助结构件，从而可降低电池10的质量并提高电池10的能量密度。该实施方式在相关技术中也可称之为电池单体至电池包(cell to pack，CTP)的安装技术。
可选地，在第三种实施方式中，箱体100可集成于电池10所在的用电装置，换言之，箱体100可与用电装置中的结构件一体成型。多个电池单体20相互连接后，可直接安装设置于用电装置中的箱体100。作为一种示例，箱体100可集成设置于上述车辆1的底盘的局部区域，多个电池单体20相互连接后，可直接安装于车辆1的底盘。该实施方式在相关技术中也可称之为电池单体至底盘(cell to chassis，CTC)的安装技术。
可选地，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体100而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。
根据不同的电力需求，电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。
如图3所示，为本申请一个实施例的电池单体20的结构示意图，电池单体20包括一个或多个电极组件22、壳体211、第一盖板212a和第二盖板212b。壳体211的壁以及第一盖板212a和第二盖板212b均称为电池单体20的壁。壳体211根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定，作为示例，图3中所示的壳体211可以为中空的长方体。壳体211中的至少一个面具有开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体211内。例如，在图3所示实施例中，壳体211中相对的两个面均具有开口，第一盖板212a和第二盖板212b分别覆盖该两个面上的开口并且与壳体211连接，以形成放置电极组件22的封闭的腔体。壳体211内填充有电解质，例如电解液。
该电池单体20还可以包括两个电极端子214。可选地，如图3所示，该两个电极端子214可以分别设置在第一盖板212a和第二盖板212b上。或者，在另一些实施例中，该两个电极端子214也可设置于同一盖板上，例如，均设置于第一盖板212a或者第二盖板212b。
第一盖板212a和第二盖板212b通常是平板形状，两个电极端子214可分别固定在第一盖板212a和第二盖板212b的平板面上，两个电极端子214分别为正电极端子和负电极端子。每个电极端子214各对应设置一个连接构件，或者也可以称为集流构件，其位于第一盖板212a与电极组件22之间以及第二盖板212b与电极组件22之间，该连接构件用于将电极组件22和电极端子214实现电连接。
可选地，如图3所示，电池单体20还可包括第一支架216a和第二支架(图中未示出)，该第一支架216a设置于电极组件22和第一盖板212a之间，用于固定并连 接该第一盖板212a。对应的，第二支架设置于电极组件22和第二盖板212b之间，用于固定并连接该第二盖板212b。可选地，上述连接电极组件22和电极端子214的连接构件可分别位于该第一支架216a和第二支架中。
另外，在电池单体20中，每个电极组件22具有第一极耳221和第二极耳。第一极耳221和第二极耳的极性相反。例如，当第一极耳221为正极极耳时，第二极耳为负极极耳。一个或多个电极组件22的第一极耳221通过一个连接构件与一个电极端子连接，一个或多个电极组件22的第二极耳通过另一个连接构件与另一个电极端子连接。例如，如图3所示，位于第一盖板212a上的电极端子214可通过位于第一支架216a中的一个连接构件与第一极耳221连接。另外，位于第二盖板212b上的另一个电极端子214可通过位于第二支架的另一个连接构件与第二极耳连接。
作为示例，电池单体20的一个壁上还可设置泄压机构213。泄压机构213用于电池单体20的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放内部压力或温度。
可选地，在本申请另一个实施例中，泄压机构213和电极端子214设置于电池单体20的同一壁。作为示例，如图3所示，电极端子214和泄压机构213均可设置于电池单体20的第二盖板212b。
将泄压机构213和电极端子214设置于电池单体20的同一壁上，可以方便泄压机构213和电极端子214的加工和安装，有利于提高电池10的生产效率。
当然，在本申请其它实施例中，泄压机构213也可和电极端子214设置于电池单体20的不同壁，例如，电池10中的两个电极端子214分别设置于电池单体20的第一盖板212a和第二盖板212b，而泄压机构213设置于电池10中除第一盖板212a和第二盖板212b以外的其它壁。
上述泄压机构213可以为其所在壁的一部分，也可以与其所在壁为分体式结构，通过例如焊接的方式固定在其所在壁上。例如，在图3所示实施例中，当泄压机构213为第二盖板212b的一部分时，泄压机构213可以通过在第二盖板212b上设置刻痕的方式形成，与该刻痕的对应的第二盖板212b厚度小于泄压机构213除刻痕处其他区域的厚度。刻痕处是泄压机构213最薄弱的位置。当电池单体20产生的气体太多使得壳体211内部压力升高并达到阈值或电池单体20内部反应产生热量造成电池单体20内部温度升高并达到阈值时，泄压机构213可以在刻痕处发生破裂而导致壳体211内外相通，气体压力及温度通过泄压机构213的裂开向外释放，进而避免电池单体20发生爆炸。
另外，泄压机构213可以为各种可能的泄压机构，本申请实施例对此并不限定。例如，泄压机构213可以为温敏泄压机构，温敏泄压机构被配置为在设有泄压机构213的电池单体20的内部温度达到阈值时能够熔化；和/或，泄压机构213可以为压敏泄压机构，压敏泄压机构被配置为在设有泄压机构213的电池单体20的内部气压达到阈值时能够破裂。
可选地，如图3所示，电池单体20还可包括：第一保护层215a和第二保护层215b，该第一保护层215a和第二保护层215b分别覆盖于第一盖板212a和第二盖板212b，以对该两个盖板上的部件进行保护。可选地，当第一盖板212a和第二盖板212b为金属盖板时，该第一保护层215a和第二保护层215b可为绝缘层，用于实现金属盖板 与外部的绝缘。另外，从图3可以看出，第一保护层215a和第二保护层215b上可形成有适配于电极端子214和泄压机构213的开孔，以使得该电极端子214通过该开孔与汇流部件连接，且泄压机构213通过该开孔释放电池单体20的内部气压。
图4示出了本申请实施例提供的一种电池10的示意性结构图。
如图4所示，该电池10包括：箱体100；多列电池单体20，容纳于箱体100中，该电池单体20为多面体结构，且包括相互连接的第一壁201和第二壁202，其中，第一壁201为电池单体20中面积最大的壁，且垂直于第一方向z，第二壁202相对于第一方向z倾斜设置，该第一方向z平行于重力方向；多列电池单体20的每列电池单体20沿第一方向z堆叠设置，在每列电池单体20中，相邻的电池单体20通过第一壁201相互附接；多列电池单体20沿垂直于第一方向z的第二方向y排列，相邻两列电池单体20通过第二壁202相互附接。
可选地，在本申请实施例中，箱体100可为上文图2所示实施例中的箱体100。为了便于箱体100在用电装置中的安装，作为示例而非限定，该箱体100可为中空六面体结构。
可选地，在本申请实施例中，电池单体20的内部结构可参见上文图3所示实施例的相关描述。为了便于电池单体20在箱体100中安装并提高电池单体20的安装稳定性，电池单体20可为多面体结构。例如，电池单体20可为六面体结构，其包括相互连接但不相互垂直的第一壁201和第二壁202。当然，在其它实施方式中，电池单体20也可为其它类型的多面体结构，旨在包括相互连接但不相互垂直的第一壁201和第二壁202即可，本申请实施例对电池单体20的具体外形不做限定。
可选地，对于电池单体20，其第一壁201和第二壁202可为上文图3所示实施例的电池单体20中的壳体211、第一盖板212a或者第二盖板212b。
可选地，该第一壁201和第二壁202相互连接可形成楔形结构。具体地，该第一壁201和第二壁202之间的夹角可为锐角，以形成顶角为锐角的楔形结构。
或者，可选地，该第一壁201和第二壁202之间的夹角也可为钝角，在该情况下，也可理解为第一壁201和第二壁202之间形成顶角为钝角的楔形结构。
另外，如图4所示，第一方向z平行于重力方向，在电池10的箱体100中，多列电池单体20中的每列电池单体20均沿第一方向z，即重力方向堆叠设置，在每列电池单体20中，相邻的电池单体20通过相邻的第一壁201相互附接。另外，第二方向y垂直于第一方向z，即第二方向y垂直于重力方向并平行于水平方向。在电池10的箱体100中，多列电池单体20可沿第二方向y排列形成一排电池单体20，相邻两列电池单体20之间通过第二壁202相互附接，以在相邻的第二壁202之间形成在第一方向z上的相互作用力。
基于本申请实施例的技术方案，在电池10的箱体100中，在沿第二方向y排列的多列电池单体20中，相邻两列电池单体20之间相互附接的第二壁202相对于第一方向z倾斜设置，即相对于重力方向倾斜设置，因此，相邻的第二壁202之间形成平行于重力方向的相互作用力，使得每个电池单体20至少有一个倾斜的第二壁202被相邻电池单体20的倾斜的第二壁202压住，相邻电池单体20之间构成相互作用力使得二者相 互束缚和制约，可提高电池10整体的刚度和强度，降低电池10在使用过程中的振动冲击带来的安全风险。进一步地，第二壁202上可涂覆有结构胶，相邻电池单体20之间可通过结构胶相互连接，可进一步提高电池10的稳定性和整体刚度和强度。且相比于竖直方向的壁，该倾斜设置的第二壁202的面积会大于该竖直设置的壁的面积，因而，该第二壁202上涂覆的结构胶的面积也较大，能够更进一步提高电池10的稳定性和整体刚度和强度。
另外，在本申请实施例中，每列电池单体20沿第一方向z堆叠设置，且在每列电池单体20中，相邻的电池单体20通过相邻的第一壁201相互附接。该第一壁201为电池单体20中面积最大的壁，且垂直于第一方向即沿水平方向设置，可以利用该面积最大的第一壁201实现每列电池单体20在水平面上的稳定设置。与此同时，还可以在该面积最大的第一壁201上涂覆结构胶，实现每列电池单体20中相邻电池单体20之间较为牢固的连接，提高每列电池单体20的稳定性。
可选地，在一些实施方式中，电池单体20可包括：平行设置的两个第一壁201和平行设置的两个第二壁202，该电池单体20在垂直于第一壁201和第二壁202的平面上的截面为平行四边形。在该实施方式中，电池单体20的结构较为规则和对称，便于电池单体20的制造和安装。
可选地，在另一些实施方式中，电池单体20可包括平行设置的两个第一壁201和非平行设置的两个第二壁202，该电池单体20在垂直于第一壁201和第二壁202的平面上的截面为梯形，且该非平行的两个第二壁202形成该梯形截面的腰。
通过上述两种方式，电池单体20中均可包括两个相对于第一方向z倾斜的第二壁202，以实现电池单体20通过该两个倾斜的第二壁202与相邻左右两个电池单体20相互附接，从而进一步实现多个电池单体20的相互连接。
图5示出了本申请实施例中两种电池单体20的示意图。其中，图5中的(a)图可为图4中电池单体20的放大示意图。
可选地，如图5所示，电池单体20为六面体结构，该电池单体20可包括：相对设置的两个第一壁201、相对设置的两个第二壁202，以及相对设置且连接于第一壁201和第二壁202的两个第三壁203。
可选地，在图5所示实施例中，第三壁203可垂直于第一壁201和第二壁202，则该第三壁203的形状与上述电池单体20在垂直于第一壁201和第二壁202的平面上的截面的形状相同。即如图5中的(a)图所示，第三壁203的形状可为平行四边形，或者，如图5中的(b)图所示，第三壁203的形状可为梯形。
当然，第三壁203也可不垂直于第一壁201和第二壁202，该情况下，第三壁203的形状同样可呈现为平行四边形或者梯形，本申请实施例对第三壁203的具体设置不做限定。
可选地，在图5所示实施例中，第一壁201和第二壁202均沿该电池单体20的长度方向L延伸，该电池单体20的长度方向L垂直于第一方向z和第二方向y，即电池单体20的长度方向L平行于图5中所示的第三方向x。
可以理解的是，在三维空间中，多面体结构在其长度方向的尺寸大于该多面体 结构在其它方向上的尺寸，换言之，多面体结构的电池单体20中具有最大尺寸的方向即为其长度方向。
通过该实施方式，第一壁201和第二壁202沿该电池单体20的长度方向L延伸，可以使得第一壁201和第二壁202具有较长的长度，进而具有较大的面积。对于第一壁201而言，其垂直于第一方向z，即垂直于重力方向，若其具有较大的面积，则若电池单体20通过第一壁201设置于水平面，可使得电池单体20具有较高的稳定性。对于第二壁202而言，若其具有较大的面积，则可提高相邻的电池单体20的第二壁202之间的相互作用力，也便于在该第二壁202上设置更多的结构胶，提升电池单体10的稳定性。
可选地，在上文图4至图5所示实施例中，电池单体20在其长度方向L上可具有最大的尺寸，与此同时，电池单体20在其厚度方向T上可具有最小的尺寸，每列电池单体20可沿其厚度方向T堆叠设置，该电池单体20的厚度方向T可平行于第一方向z。
该图4至图5中所示的电池单体20可称之为刀片式电池单体或者刀片式电芯。多个刀片式电池单体能够较为方便的实现沿其厚度方向T上的相互连接，并作为一个整体直接安装于电池10的箱体100中。
图6中的(a)图示出了图5中的(b)图所示电池单体20的一种正视图，图6中的(b)图示出了图5中的(b)图所示电池单体20的一种侧视图。
可选地，如图6所示，该电池单体20在其长度方向L上的第一尺寸可用S1表示，在其厚度方向T上的第二尺寸可用S2表示。
作为示例而非限定，第一尺寸S1的范围可为：100mm≤S1≤1400mm。进一步地，第一尺寸S1的范围可为：300mm≤S1≤1200mm。
作为示例而非限定，第二尺寸S2的范围可为：5mm≤S2≤80mm。进一步地，第二尺寸S2的范围可为：5mm≤S2≤30mm。
可选地，如图6所示，电池单体20中，第二壁202与第一方向z之间的夹角可用θ表示。
作为示例而非限定，该第二壁202与第一方向z之间的夹角θ的范围可为0°＜θ≤60°。进一步地，该第二壁202与第一方向z之间的夹角θ的范围可为0°＜θ≤10°。
在本申请实施例的技术方案中，通过控制第二壁202与第一方向z之间的夹角θ，可平衡电池单体20的占用空间以及电池单体20的稳定性。在夹角θ较小的情况下，在保证电池单体20安装稳定的基础上，可相对降低电池单体20需占用的横向空间，提高电池10的能量密度。
继续参见图5和图6，在电池单体20中，在电池单体20中，第三壁303可对应位于电池单体20的长度方向L的端部，且连接于第一壁201和第二壁202。
可选地，电池单体20还可包括电极端子214，设置于该第三壁303。具体地，电池单体20可包括两个电极端子214，即一个正极端子和一个负极端子。作为一种示例，如图5和图6所示，两个电极端子214可分别设置于电池单体20在其长度方向L 上的两侧端部，两个电极端子214可分别分设置于上述电池单体20的两个第三壁203。作为另一示例，两个电极端子214也可设置于电池单体20在其长度方向L上的同一侧端部，即两个电极端子214可设置于电池单体20的同一个第三壁203。
通过本申请实施例的技术方案，电池单体20的电极端子214设置于电池单体20在其长度方向L上的第三壁203，不会影响电池单体20中沿其长度方向延伸且具有较大面积的第一壁201和第二壁202与其它部件附接，保证电池单体20具有较好的稳定性。另外，可根据实际设计需求，将电极端子214设置于电池单体20的同一端面或者不同端面，使得电池单体20可灵活应用于多种用电环境。
图7示出了本申请实施例提供的另两种电池单体20的示意性结构图。
如图7所示，电池单体20还可进一步包括：泄压机构213，该泄压机构213可设置于电池单体20中除第二壁202以外的其它壁，即第一壁201或者第三壁203。
例如，在图7中(a)图所示实施方式中，泄压机构213设置于位于电池单体20长度方向L上的端部的第三壁203。可选地，该泄压结构213可以与电极端子214设置于同一个第三壁203，例如，泄压机构213可设置于一个电极端子214的一侧。
或者，在图7中(b)图所示实施方式中，泄压机构213设置于位于电池单体20的顶部或底部的第一壁201。在该实施方式中，每个电池单体20通过第二壁202实现与其它电池单体的连接，且泄压机构213和电极端子214分别位于电池单体20的不同壁，可以防止泄压机构213在释放电池单体内部的排放物时对电极端子214造成影响，从而提升电池单体20的安全性能。
需要说明的是，在图7所示实施例中，以两个电极端子214分别设置于电池单体20沿其长度方向L的两侧端部进行了举例说明。作为一种替代方式，该两个电极端子214可设置于电池单体20沿其长度方向L的同一侧端部，在该情况下，泄压机构213的相关技术方案仍可参见上文图7所示实施例的相关描述，此处不做过多赘述。
还需要说明的是，图6和图7所示实施例中，以电池单体20的形状为图5中的(b)图所示的电池单体20的形状进行了举例说明。作为一种替代方式，图6和图7中电池单体20的形状也可为图5中的(a)图所示的电池单体20的形状，其中电极端子214以及泄压机构213的相关技术方案可以参见上文实施例中的相关描述，此处也不做过多赘述。
上文结合图5至图7对本申请实施例中的电池单体20进行了介绍，下面结合图8至图15介绍本申请实施例的电池10中，多个电池单体20形成的多列电池单体20在箱体100中的排列方式。
图8示出了本申请实施例提供的电池10的一种示意性俯视图和截面图。其中，图8中的(a)图示出了电池10的示意性俯视图，图8中的(b)图为(a)图中沿A-A’方向的示意性截面图。
作为示例，图8中的电池单体20的形状可与上文图5中的(a)图所示的电池单体20的形状相同。
如图8中的(b)图所示，多个电池单体20沿第一方向z堆叠形成一列电池单体20。如图8中的(a)图和(b)图所示，多列电池单体20沿第二方向y排列，形成 一排电池单体20。可选地，如上文实施例所述，第一方向z平行于电池单体20的厚度方向，该第二方向y可垂直于多个电池单体20的厚度方向T。
作为示例，如8中的(a)图所示，电池单体20的两个电极端子214分别设置于电池单体20沿其长度方向L上的两个端面。或者，作为一种替代的方式，电池单体20的两个电极端子214也可设置于电池单体20沿其长度方向L上的同一个端面。另外，图8未示出电池单体20的泄压机构213以及其它部件的示意图，该泄压结构213以及其它部件的相关技术方案可参见上文以及相关技术中的相关描述，此处不做赘述。
如图8中的(b)图所示，在第二方向y上，多列电池单体20依次通过其第二壁202相互附接，形成两两相邻的一排电池单体20。相邻的两列电池单体20中，相邻的第二壁202相互平行，以实现两列电池单体20之间的第二壁202能够相互贴合附接，从而在相互贴合附接的两个第二壁202之间形成相互作用力。
作为一种示例，如图8中的(b)图所示，在电池10中，多个电池单体20在垂直于第一壁201和第二壁202所在平面(即图中所示的yz平面)上的截面均为平行四边形，即电池10中多个电池单体20的第二壁202均相互平行。可选地，每列电池单体20中，多个电池单体20位于同一侧的多个第二壁202可位于同一平面，即每列电池单体20两侧可形成相互平行的两个倾斜壁，可以较为便捷实现多列电池单体20之间的安装连接，从而简化多个电池单体20在箱体100中的安装方式，提高电池10的生产效率。
图9示出了本申请实施例提供的电池10的一种示意性俯视图和示意性截面图。其中，图9中的(a)图示出了电池10的示意性俯视图，图9中的(b)为(a)图中沿A-A’方向的多种示意性截面图。
如图9所示，本申请实施例中多个电池单体20的排列方式可以与上文图8所示的多个电池单体20的排列方式相同，差别仅在于，如图9中的(b)图所示，本申请实施例的电池10中，多个电池单体20在垂直于第一壁201和第二壁202所在平面(即图中所示的yz平面)上的截面为梯形。
在本申请实施例中，电池10中的每个电池单体20自身的两个第二壁202非平行，而第二方向y上相邻的两个电池单体20中相邻的两个第二壁202相互平行，以使得第二方向y上相邻的两列电池单体20可通过第二壁202依次相互附接，同样可实现多列电池单体20之间的相互连接。
可选地，如图9中的(b)图所示，在电池10的每列电池单体20中，多个电池单体20位于其中一侧的多个第二壁202可位于同一平面，而位于另一侧的多个第二壁202虽相互平行，但位于不同平面。相邻两列电池单体20相互拼接后，两列电池单体20在yz平面上的截面为平行四边形。
通过该实施方式，在电池10的每列电池单体20中，多个电池单体20位于其中一侧的多个第二壁202可位于同一平面，因而，相邻两列电池单体20相互拼接后，两列电池单体20的整体的两侧可形成相互平行的两个倾斜壁，也可以较为便捷实现多列电池单体20之间的连接，提高电池10的生产效率。
可选地，图10示出了图9中(a)图中所示的电池10沿A-A’方向的另两种示 意性截面图。
如图10中的(a)图所示，在电池10的每列电池单体20中，多个电池单体20位于同一侧的多个第二壁202虽相互平行，但位于不同平面。
如图10中的(b)图所示，在电池10的每列电池单体20中，多个电池单体20位于同一侧的多个第二壁202不相互平行，也位于不同平面。
通过上述图10中(a)图和(b)图所示实施例的方式，同样可实现每列电池单体20在第一方向y上的相互堆叠，以及多列电池单体20在第二方向y上的相互附接。
可选地，在一些实施方式中，电池10包括：N列电池单体20，该N列电池单体中每列电池单体20可包括M个电池单体20，其中，N和M为大于1的正整数，且N大于等于M。
作为示例，在上述图8所示实施例中，电池10包括：13列电池单体20，每列电池单体20中包括3个电池单体20。而在图9至图10所示实施例中，电池10包括：14列电池单体20，每列电池单体20中包括3个电池单体20。
通过该实施方式的技术方案，在电池10中，沿第一方向z堆叠设置的电池单体20的数量较少，而沿第二方向y排列设置的电池单体20的数量较多。一方面，在平行于第一方向z的重力方向上，电池10整体的尺寸较小，而在平行于第二方向y的水平方向上，电池10整体的尺寸较大，有利于电池10在用电装置中的稳定安装。另一方面，每列电池单体20在第一方向z上通过具有较大面积的第一壁201相互堆叠，而相邻两列电池20在第二方向y上通过具有较小面积的第二壁202相互连接，电池单体20产生的热量的大部分通过较大面积的第一壁201在每列电池单体20之中传递，而较少的通过第二壁202传递至其它列电池单体20。因而，在每列电池单体20中电池单体20的数量较小的情况下，若电池10中某个电池单体20发生热失控，其仅能影响其所在列的其它电池单体20，而对其它列的电池单体20的影响较小，可提高电池10整体的安全性能。
对于上文图8至图10中多列电池单体20在箱体100中的设置，可以理解的是，多列电池单体20的整体的尺寸可适配于箱体100中中空腔体的尺寸，下文中，箱体100中中空腔体的尺寸也简称为箱体100的尺寸。
在第一方向z上，每列电池单体20整体的尺寸为每列多个电池单体20的尺寸之和。作为示例而非限定，如图8中的(b)图所示，单个电池单体20在第一方向z上的尺寸T与箱体100在第一方向z上的尺寸h满足如下关系：h＝n*T+c，其中，c为预设值，n为第一方向z上电池单体20的数量。可选地，0mm＜c≤50mm，和/或，0＜n≤6。进一步地，15mm≤c≤25mm，和/或，2≤n≤4。
通过该方式，在第一方向z上，箱体100的尺寸可略大于每列电池单体20的尺寸，便于沿第二方向y排列的多列电池单体20在箱体100中安装，且可兼顾电池10整体的体积和能量密度。类似地，在其它方向上，例如第二方向y和第三方向z上，箱体100的尺寸也可略大于多列电池单体20整体的尺寸。
可选地，在一些实施方式中，箱体100的长度方向可平行于上述第二方向y，以使得尽可能多的多列电池单体20沿箱体100的长度方向排列。或者，在其它实施方 式中，箱体100的长度方向也可垂直于上述第二方向y，并平行于上述第三方向x。
可以理解的是，本申请实施例中，箱体100的具体尺寸与形状可根据其中多列电池单体20整体的尺寸进行相应设计，本申请实施例对此不做具体限定。
在上文图8至图10所示实施例中，多列电池单体20通过其第二壁202依次相互附接以形成一个整体并安装于箱体100，且多列电池单体20之间未设置有其它间隔件，从而能够提高电池10的能量密度以及整体质量，优化电池10的整体性能。
除了上述图8至图10所示实施例以外，可选地，多列电池单体20之间还可设置有第一间隔件31。
在图8申请实施例的基础上，图11示出了本申请实施例提供的电池10的另一示意性俯视图和截面图。其中，图11中的(a)图示出了电池10的示意性俯视图，图11中的(b)图为(a)图中沿A-A’方向的示意性截面图。
如图11中的(a)图和(b)图所示，电池10还包括：第一间隔件31，设置于多列电池单体20之间，该第一间隔件31具有相对于第一方向z倾斜的壁，以附接于与该第一间隔件31相邻的两列电池单体20的第二壁202。其中，第一间隔件31可以为下列结构中的至少一种：横梁、热管理部件和结构胶。
作为示例，如图11中的(b)图所示，电池10中的多个电池单体20在yz平面上的截面均为平行四边形，且每列电池单体20在yz平面上的截面也为平行四边形。该第一间隔件31在yz平面上的截面同样为平行四边形，其具有相对设置的两个相对于第一方向z倾斜的壁，以分别与其相邻的两列电池单体20的第二壁202附接。
另外，如图11中的(a)图所示，该第一间隔件31同样可沿电池单体20的长度方向L(即第三方向x)延伸，其长度可大于等于电池单体20的长度，以使得该第一间隔件31可以充分间隔设置于相邻两列电池单体20之间。作为示例，该第一间隔件31位于其长度方向上的两端可分别抵接至箱体100，以增强该第一间隔件31在箱体100中的稳定性，进而增强与该第一间隔件31附接的电池单体20在箱体100中的稳定性。
作为一种示例，若第一间隔件31为横梁，其可具有一定的刚度和强度，将其设置于多列电池单体20之间，一方面，可以增强电池10整体的刚度和强度，提高电池10整体的抗冲击能力；另一方向，第一间隔件31也可以对电池单体20的第二壁202起到支撑的作用，在电池单体20发生膨胀的情况下，防止多列电池单体20在其排列方向上应力的持续累积，增强多列电池单体20在其排列方向上的强度和刚度，提高电池10整体的稳定性和安全性。第三方面，该第一间隔件31也可以阻隔热量的传递，当位于第一间隔件31一侧的某个电池单体20发生热失控时，其产生的大量热量在一定程度上会被第一间隔件31阻隔，从而防止热量传递至第一间隔件31另一侧的电池单体20，保证该位于第一间隔件31另一侧的电池单体20的正常运行，提升电池10整体的安全性。
第一间隔件31除了可为横梁以外，其还可以为热管理部件，例如：冷却板等冷却部件等，该热管理部件在具有一定的刚度和强度的基础上，还具有电池单体20的热管理功能，能够调节电池单体20的温度，进一步保证电池10的工作性能和安全性能。
作为其它替代实施方式，第一间隔件31还可以为具有一定厚度的结构胶或者其它类型的部件，旨在能够间隔设置于相邻两列电池单体20，且具有一定的刚度和强度以为电池单体20的第二壁202提供支撑即可，本申请实施例对该第一间隔件31的具体结构不做限定。
图12示出了本申请实施例提供的电池10的两种截面图。其中，该图12中的(a)图和(b)图分别为图11的(a)图中沿A-A’方向的两种示意性截面图。
如图12中的(a)图和(b)图所示，第一间隔件31在yz平面上的截面为梯形。
在本申请实施例中，位于第一间隔件31两侧的两列电池单体20的第二壁202可分别位于同一平面，但不相互平行。可选地，位于第一间隔件31一侧的一列电池单体20的第二壁202与第一方向z的夹角可为θ1，位于第一间隔件31另一侧的另一列电池单体20的第二壁202与第一方向z的夹角可为-θ2，其中，θ1和θ2的范围可参见上文θ范围的相关描述。
可选地，如图10中的(a)图和(b)图所示，位于第一间隔件31一侧的第一组电池单体20通过其第一壁201和第二壁202相互附接。类似地，位于第一间隔件31另一侧的第二组电池单体20同样通过其第一壁201和第二壁202相互附接。其中，第一组电池单体20的第二壁202与第二组电池单体20的第二壁202可相对于第一方向z相互对称。
在该情况下，在多个电池单体20发生膨胀时，第一组电池单体20在其排列方向(第二方向y)上产生的应力，可以与第二组电池单体20在其排列方向(第二方向y)上产生的应力相互部分抵消，从而进一步提高电池10整体的刚度和强度，提升电池10的稳定性，保证电池10的安全性能。
上文图11和图12所示实施例中，仅以电池10包括一个第一间隔件31为例进行了说明，可选地，电池10可包括多个第一间隔件31，该多个间隔件31可分别设置于位于多列电池单体20中的不同位置。
作为示例而非限定，第一间隔件31的数量可小于等于5。进一步地，第一间隔件31的数量可在1至3之间，以平衡电池10的整体强度和能量密度。
另外，为了保证多个电池单体20在箱体100中的安装稳定性，可选地，如图8至图12所示，多列电池单体20在第二方向y上排列形成一排电池单体20，电池10还可以包括：端板40，设置于一排电池单体20在第二方向y上的至少一端。为了适配于电池单体20的第二壁，该端板40可具有相对于第一方向z倾斜的壁，该倾斜的壁用于附接于电池单体20的第二壁202。可选地，在一些实施方式中，该端板40可为箱体100在第二方向y上的侧壁。
具体的，如图8、图9和图11中的(a)图所示，一排电池单体20的两端均设置有端板40，以在第二方向y上对该一排电池单体20进行固定和约束。且该端板40还用于支撑位于一排电池单体20两侧且具有较大面积的第二壁202，承受该第二壁202因电池单体20膨胀产生的应力。可选地，该端板40可沿电池单体20的长度方向L(也即图中的第三方向x)延伸，以充分与电池单体20进行附接并对电池单体20进行支撑。
如图8、图9和图11中的(b)图以及图12所示，端板40在yz平面上的截面可为直角梯形，端板40的一个端面用于适配电池单体20中倾斜的第二壁202，其它端面均平行或垂直于水平面，因此可以较好的适配安装于规则形状，例如空心长方体结构的箱体100中，提高端板40及其附接的电池单体20在箱体100中的安装稳定性。另外，该结构的端板40中的局部区域在第二方向y上具有较大的厚度，因而该局部区域在第二方向y上具有较高的刚度和强度，提升电池10整体的刚度、强度以及稳定性。
可选地，端板40朝向重力方向的一端的厚度可大于端板40朝向重力反方向的一端的厚度。作为示例，如图12中的(b)图所示，电池10可包括两个端板40，该两个端板40中每个端板40朝向重力方向的一端的厚度均大于其朝向重力反方向的一端的厚度，即每个端板40在朝向重力方向的一端具有较大的厚度，从而能够保证电池10在朝向重力方向上的一端具有较高的刚度、强度和稳定性。在电池10安装于车辆底盘时，电池10能够更好的抵抗来自车辆底部飞石等外界冲击，提升电池10在车辆中的安装稳定性，保证电池10的运行性能。
端板40除了可为图8、图9、图11和图12所示形状以外，还可以为例如图10所示的常规矩形板状结构或者其它结构，该端板40与电池单体20之间的间隙可通过结构胶或其它相关部件进行填充。
上文图8至图12所示实施例中，多列电池单体20沿第二方向y排列形成一排电池单体20，换言之，电池10中可包括多列电池单体20排列形成的一排电池单体20。可选地，电池10也可包括多排电池单体20。
图13示出了本申请实施例提供的电池10的另一示意性俯视图和截面图。其中，图13中的(a)图示出了电池10的示意性俯视图，图13中的(b)图为(a)图中沿A-A’方向的示意性截面图。
如图13中的(a)图所示，在本申请实施例中，电池10可包括两排电池单体20，该两排电池单体20中每排电池单体20均为多列电池单体20沿第二方向y排列形成。其中，每个电池单体20的两个电极端子214可分别设置于电池单体20沿其长度方向L(第三方向x)上的两个端面。两排电池单体20之间的电极端子214可相互电连接，以实现两排电池单体20的电能传输。
可选地，图13中的(b)图仅示意性的示出了本申请实施例的电池10的一种截面图，即多个电池单体10的截面为平行四边形。可选地，该多个电池单体10的截面还可为梯形。
另外，需要说明的是，图11中未示出了上述第一间隔件31的示意性图。该第一间隔件31可设置于该两排电池单体20的至少一排。具体地，该第一间隔件31在每排电池单体20中的设置方式可参见上文实施例的相关描述，此处不做过多赘述。可以理解的是，若第一间隔件31同时设置于两排电池单体20，则上下两排的第一间隔件31可连接形成一体结构，从而增加第一间隔件31的刚度和强度。
还需要说明的是，电池单体20的电极端子214除了可如图13所示分别设置于电池单体20沿其长度方向L(第三方向x)上的两个端面以外，其它示例中，电池单体20的两个电极端子214也可设置于电池单体20沿其长度方向L(第三方向x)上的 同一个端面。例如，在图13中的(a)图所示实施例中，上方一排的电池单体20的两个电极端子214均设置于电池单体20的上方一侧，而下方一排的电池单体20的两个电极端子214均设置于电池单体20的下方一侧。
在电池10包括多排电池单体20的情况下，可选地，相邻两排电池单体20之间可设置有第二间隔件32，该第二间隔件32可为下列结构中的至少一种：横梁、热管理部件和结构胶。
图14示出了本申请实施例提供的电池10的另一示意性俯视图和截面图。其中，图14中的(a)图示出了电池10的示意性俯视图，图14中的(b)图为(a)图中沿A-A’方向的示意性截面图。
如图14所示，电池10还包括：位于两排电池单体20之间的第二间隔件32，该第二间隔件32可沿一排电池单体20的排列方向(即第二方向y)延伸，其长度可大于等于一排电池单体20的整体长度，以使得该第二间隔件32可以充分间隔设置于相邻两排电池单体20之间。作为示例，该第二间隔件32位于其长度方向上的两端可分别抵接至箱体100，以增强该第二间隔件32在箱体100中的稳定性，进而增强与该第二间隔件32附接的电池单体20在箱体100中的稳定性。
可以理解的是，第二间隔件32在第一方向y上的尺寸也可以与每列电池单体20在第一方向y上的尺寸相同。在该情况下，相邻两排电池单体20中，每列电池单体20中其中一侧的第三壁203可与第二间隔件32相互抵接，而另一侧的第三壁203上可设置有电池单体20的电极端子214，这样，可以使得第二间隔件32对两排电池单体20进行充分支撑，也不会影响该两排电池单体20中电极端子214以及汇流部件等相关部件的设置。
作为一种示例，若第二间隔件32为横梁，其可具有一定的刚度和强度，将其设置于相邻两排电池单体20之间，可以增强电池10整体的刚度和强度，提高电池10整体的抗冲击能力。另外，若第二间隔件32为热管理部件，例如：冷却板等冷却部件等，该热管理部件在具有一定的刚度和强度的基础上，还具有电池单体20的热管理功能，能够调节电池单体20的温度，进一步保证电池10的工作性能和安全性能。作为其它替代实施方式，第二间隔件32还可以为具有一定厚度的结构胶或者其它类型的部件，旨在能够间隔位于相邻两排电池单体20即可，本申请实施例对该第二间隔件32的具体结构不做限定。
可选地，电池10还可包括：热管理部件50，其可与多列电池单体20中除其第二壁202以外的其它壁对应设置，以对该多列电池单体20进行热管理。
具体地，热管理部件50用于容纳流体以给电池单体20调节温度。这里的流体可以是液体或气体，调节温度是指给电池单体20加热或者冷却。在给电池单体20冷却或降温的情况下，该热管理部件50用于容纳冷却流体以给电池单体20降低温度，此时，热管理部件50也可以称为冷却部件、冷却系统或冷却板等，其容纳的流体也可以称为冷却介质或冷却流体，更具体的，可以称为冷却液或冷却气体。另外，热管理部件50也可以用于加热以给电池单体20升温，本申请实施例对此并不限定。可选的，上述流体可以是循环流动的，以达到更好的温度调节的效果。可选的，流体可以为水、 水和乙二醇的混合液或者空气等。
可选地，在本申请实施例中，热管理部件50可对应于多列电池单体20的第一壁201或者第三壁203，以对多列电池单体20中每个电池单体20进行热管理。其中，第一壁201的面积较大，热管理部件50可与多列电池单体20的第一壁201对应设置，以增强热管理部件50对电池单体20的温度管理效果。
图15示出了本申请实施例提供的电池10的另一示意性截面图。
如图15所示，在一些可能的实施方式中，热管理部件50可设置于每列电池单体20中相邻的两个电池单体20之间，以与相邻的两个电池单体20的第一壁201对应设置，从而可以起到较好的温度管理效果。
可以理解的是，多列电池单体20沿第二方向y排列后，多列电池单体20也可看成是沿第一方向z堆叠的多层电池单体20。作为示例而非限定，热管理部件50可为冷却板，其可设置于多层电池单体20中相邻两层电池单体20之间，并通过具有较大面积的第一壁201对相邻两层电池单体20进行冷却，提高电池10的安全性能。
本申请一个实施例还提供了一种用电装置，该用电装置可以包括前述各实施例中的电池10，电池10用于向该用电装置提供电能。
可选地，用电设备可以为车辆1、船舶或航天器。
上文描述了本申请实施例的电池10和用电装置，下面将描述本申请实施例的制备电池的方法和设备，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图16示出了本申请一个实施例的制备电池的方法300的示意性流程图。如图16所示，该方法300可以包括如下步骤。
S301：提供箱体100。
S302：提供多列电池单体20，该电池单体20为多面体结构，且包括相互连接的第一壁201和第二壁202，其中，第一壁201为电池单体20中面积最大的壁，且垂直于第一方向z，第二壁202相对于第一方向z倾斜设置，第一方向z平行于重力方向；多列电池单体20的每列电池单体20沿第一方向z堆叠设置，在每列电池单体20中，相邻的电池单体20通过第一壁201相互附接；多列电池单体20沿垂直于第一方向z的第二方向y排列，相邻两列电池单体20通过第二壁202相互附接。
S303：将多列电池单体20容纳于箱体100中。
图17示出了本申请一个实施例的制备电池的装置400的示意性框图。如图17所示，制备电池的装置400可以包括：提供模块401和安装模块402。
提供模块401用于：提供箱体100，且提供多列电池单体20，该电池单体20为多面体结构，且包括相互连接的第一壁201和第二壁202，其中，第一壁201为电池单体20中面积最大的壁，且垂直于第一方向z，第二壁202相对于第一方向z倾斜设置，第一方向z平行于重力方向；多列电池单体20的每列电池单体20沿第一方向z堆叠设置，在每列电池单体20中，相邻的电池单体20通过第一壁201相互附接；多列电池单体20沿垂直于第一方向z的第二方向y排列，相邻两列电池单体20通过第二壁202相互附接。
安装模块402用于：将多列电池单体20容纳于箱体100中。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (22)

  1. 一种电池(10)，其特征在于，包括：
    箱体(100)；
    多列电池单体(20)，容纳于所述箱体(100)中，所述电池单体(20)为多面体结构，且包括相互连接的第一壁(201)和第二壁(202)，其中，所述第一壁(201)为所述电池单体(20)中面积最大的壁，且垂直于第一方向(z)，所述第二壁(202)相对于所述第一方向(z)倾斜设置，所述第一方向(z)平行于重力方向；
    所述多列电池单体(20)的每列电池单体(20)沿所述第一方向(z)堆叠设置，在所述每列电池单体(20)中，相邻的所述电池单体(20)通过所述第一壁(201)相互附接；所述多列电池单体(20)沿垂直于所述第一方向(z)的第二方向(y)排列，相邻两列电池单体(20)通过所述第二壁(202)相互附接。
  2. 根据权利要求1所述的电池(10)，其特征在于，所述电池单体(20)包括平行设置的两个所述第一壁(201)和平行设置的两个所述第二壁(202)，所述电池单体(20)在垂直于所述第一壁(201)和所述第二壁(202)的平面上的截面为平行四边形。
  3. 根据权利要求2所述的电池(10)，其特征在于，所述每列电池单体(20)中，多个所述电池单体(20)位于同一侧的多个所述第二壁(202)处于同一平面。
  4. 根据权利要求3所述的电池(10)，其特征在于，所述电池单体(20)包括平行设置的两个所述第一壁(201)和非平行设置的两个所述第二壁(202)，所述电池单体(20)在垂直于所述第一壁(201)和所述第二壁(202)的平面上的截面为梯形。
  5. 根据权利要求4所述的电池(10)，其特征在于，所述每列电池单体(20)中，多个所述电池单体(20)位于其中一侧的多个所述第二壁(202)处于同一平面。
  6. 根据权利要求1至5中任一项所述的电池(10)，其特征在于，所述第一壁(201)和所述第二壁(202)沿所述电池单体(20)的长度方向延伸，所述电池单体(20)的长度方向垂直于所述第一方向(z)和所述第二方向(y)。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的电池(10)，其特征在于，每列所述电池单体(20)沿其厚度方向堆叠设置，所述电池单体(20)的厚度方向平行于所述第一方向(z)。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的电池(10)，其特征在于，所述电池单体(20)还包括：第三壁(203)，位于所述电池单体(20)的长度方向上的端部，且连接于所述第一壁(201)和所述第二壁(202)；
    所述电池单体(20)还包括：电极端子(214)，设置于所述第三壁(203)。
  9. 根据权利要求8所述的电池(10)，其特征在于，所述电池单体(20)还包括：泄压机构(213)，设置于所述第三壁(203)或者所述第一壁(201)。
  10. 根据权利要求1至9中任一项所述的电池(10)，其特征在于，所述电池(10)包括：N列所述电池单体(20)，N列所述电池单体(20)中每列所述电池单体(20) 包括M个电池单体(20)，其中，N和M为大于1的正整数，且N大于等于M。
  11. 根据权利要求1至10中任一项所述的电池(10)，其特征在于，多列所述电池单体(20)通过所述第二壁(202)依次相互附接以形成一个整体。
  12. 根据权利要求1至10中任一项所述的电池(10)，其特征在于，多列所述电池单体(20)之间设置有第一间隔件(31)；
    所述第一间隔件(31)具有相对于所述第一方向(z)倾斜的壁，以附接于与其相邻的两列所述电池单体(20)的所述第二壁(202)，其中，所述第一间隔件(31)为下列结构中的至少一种：横梁、热管理部件和结构胶。
  13. 根据权利要求12所述的电池(10)，其特征在于，所述第一间隔件(31)在垂直于所述第一壁(201)和所述第二壁(202)的平面上的截面为平行四边形或者梯形。
  14. 根据权利要求12或13所述的电池(10)，其特征在于，所述第一间隔件(31)的数量小于等于5。
  15. 根据权利要求1至14中任一项所述的电池(10)，其特征在于，所述多列电池单体(20)沿垂直于所述第二方向(y)排列形成一排电池单体(20)；
    所述电池(10)还包括：端板(40)，设置于所述一排电池单体(20)在所述第二方向(y)上的至少一端，所述端板(40)具有相对于所述第一方向(z)倾斜的壁，所述倾斜的壁用于附接于所述电池单体(20)的第二壁(202)。
  16. 根据权利要求15所述的电池(10)，其特征在于，所述端板(40)朝向重力方向的一端的厚度大于所述端板(40)朝向重力反方向的一端的厚度。
  17. 根据权利要求1至16中任一项所述的电池(10)，其特征在于，所述多列电池单体(20)沿垂直于所述第二方向(y)排列形成一排电池单体(20)，所述电池(10)包括：多排电池单体(20)；
    所述多排电池单体(20)中相邻两排电池单体(20)之间设置有第二间隔件(32)，所述第二间隔件(32)为下列结构中的至少一种：横梁、热管理部件和结构胶。
  18. 根据权利要求1至14中任一项所述的电池(10)，其特征在于，所述电池(10)还包括：热管理部件(50)，与所述多列电池单体(20)中除其第二壁以外的其它壁对应设置，以对所述多列电池单体(20)进行热管理。
  19. 根据权利要求18所述的电池(10)，其特征在于，所述热管理部件(50)设置于所述每列电池单体(20)中相邻的两个所述电池单体(20)之间。
  20. 一种用电装置，其特征在于，包括：如权利要求1至19中任一项所述的电池(10)，所述电池(10)用于向所述用电装置提供电能。
  21. 一种制备电池的方法，其特征在于，包括：
    提供(S301)箱体(100)；
    提供(S302)多列电池单体(20)，所述电池单体(20)为多面体结构，且包括相互连接的第一壁(201)和第二壁(202)，其中，所述第一壁(201)为所述电池单体(20)中面积最大的壁，且垂直于第一方向(z)，所述第二壁(202)相对于所述第一方向(z)倾斜设置，所述第一方向(z)平行于重力方向；
    所述多列电池单体(20)的每列电池单体(20)沿所述第一方向(z)堆叠设置，在所述每列电池单体(20)中，相邻的所述电池单体(20)通过所述第一壁(201)相互附接；所述多列电池单体(20)沿垂直于所述第一方向(z)的第二方向(y)排列，相邻两列电池单体(20)通过所述第二壁(202)相互附接；
    将所述多列电池单体(20)容纳(S303)于所述箱体(100)中。
  22. 一种制备电池的装置，其特征在于，包括：
    提供模块(401)，用于：
    提供箱体(100)；
    提供多列电池单体(20)，所述电池单体(20)为多面体结构，且包括相互连接的第一壁(201)和第二壁(202)，其中，所述第一壁(201)为所述电池单体(20)中面积最大的壁，且垂直于第一方向(z)，所述第二壁(202)相对于所述第一方向(z)倾斜设置，所述第一方向(z)平行于重力方向；
    所述多列电池单体(20)的每列电池单体(20)沿所述第一方向(z)堆叠设置，在所述每列电池单体(20)中，相邻的所述电池单体(20)通过所述第一壁(201)相互附接；所述多列电池单体(20)沿垂直于所述第一方向(z)的第二方向(y)排列，相邻两列电池单体(20)通过所述第二壁(202)相互附接；
    安装模块(402)，用于：
    将所述多列电池单体(20)容纳于所述箱体(100)中。
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