CN116830363A - 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 PDFInfo
- Publication number
- CN116830363A CN116830363A CN202180093392.9A CN202180093392A CN116830363A CN 116830363 A CN116830363 A CN 116830363A CN 202180093392 A CN202180093392 A CN 202180093392A CN 116830363 A CN116830363 A CN 116830363A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wall
- battery
- battery cell
- battery cells
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 56
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 31
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 49
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 40
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 19
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 19
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N lithium sodium Chemical compound [Li].[Na] VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
- H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
- H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
- H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
- H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/267—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders having means for adapting to batteries or cells of different types or different sizes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
- H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/66—Arrangements of batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种电池、用电装置、制备电池的方法和装置,以提高电池的刚度、强度和能量密度。电池包括:箱体;至少两组电池单体,容纳于箱体中;每组电池单体包括沿第一方向排列的多个电池单体,第一方向平行于箱体的上盖或底壁,至少两组电池单体沿第二方向堆叠,第二方向垂直于第一方向;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,第一壁相对于第一方向平行设置,第二壁相对于第一壁倾斜设置,电池单体在垂直于第一壁和第二壁的平面上的截面为平行四边形;沿第一方向相邻设置的第一电池单体的第二壁和第二电池单体的第二壁相互附接;沿第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于第二方向。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2021年10月12日提交中国专利局、申请号为202111188271.0、申请名称为“电池单体、电池和用电装置”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
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。
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。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。对于电动车辆而言,电池技术是与环保相关一项重要因素。
电池可以安装于用电装置,例如,安装于电动车辆。电动车辆的运动可能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,甚至可能引发安全问题。因此,如何提高电池的刚度和强度,是电池技术中需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种电池、用电装置、制备电池的方法和装置,目的是提高电池的刚度和强度。
第一方面,提供了一种电池,包括:箱体;至少两组电池单体,容纳于所述箱体中;所述至少两组电池单体中每组电池单体包括沿第一方向排列的多个所述电池单体,所述第一方向平行于所述箱体的上盖或底壁,所述至少两组电池单体沿第二方向堆叠,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述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,所述第一壁相对于所述第一方向平行设置,所述第二壁相对于所述第一壁倾斜设置,所述电池单体在垂直于所述第一壁和所述第二壁的平面上的截面为平行四边形;其中,沿所述第一方向相邻设置的第一电池单体的所述第二壁和第二电池单体的所述第二壁相互附接;沿所述第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于所述第二方向。
本申请提供的方案,通过在第一方向上堆叠截面为平行四边形的电池单体,可以通过斜壁相互附接,有利于增大相邻两个电池单体的接触面积,进而有利于增加用 于粘接相邻两个电池单体的胶量,以增强电池单体的组装稳定性。并且,电池单体自身的重力可以作用于相互附接的斜壁,以使通过斜壁附接的两个相邻电池单体之间可以具有垂直于斜壁的第一分力和平行于斜壁的第二分力。在第一分力的作用下,两个相邻电池单体之间可以相互挤压,以有利于提高每组电池单体在第一方向上的堆叠紧凑性。在第二分力的作用下,有利于提供阻止两个相邻电池单体相对移动的阻力,有利于提高每组电池单体的堆叠稳定性。
另外,至少两组电池单体沿垂直于第一方向的第二方向排列,有利于使沿第二方向相邻的两个电池单体的重心可以在同一直线上,有利于避免因重心偏移而降低箱体内至少两组电池单体的排列稳定性。并且,还有利于将多个电池单体的电极端子设置在同一直线上,以有利于实现至少两组电池单体的导通。此外,还有利于缩短电池单体到箱体侧壁之间的距离,使箱体内的至少两组电池单体可以排列更紧凑,有利于提高电池整体的能量密度。
在一种可能的实现方式中,所述第三电池单体的重心和所述第四电池单体的重心到所述箱体的侧壁距离相等。由于沿第二方向相邻的两个电池单体的重心到箱体侧壁的距离相等,两个电池单体的斜壁与侧壁形成的空间均相对较小,从而至少两组电池单体可以相对较多地占用箱体的可容纳空间,有利于提高电池整体的能量密度。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体还包括第三壁,所述第三壁相对于所述第一壁平行设置,所述第三电池单体的第一壁和所述第四电池单体的第一壁对齐设置,所述第三电池单体的第三壁和所述第四电池单体的第三壁对齐设置。由于沿第二方向相邻的两个电池单体的第一壁可以相对设置,沿第二方向相邻的两个电池单体的第三壁可以相对设置,且第一壁和第三壁相互平行,因此在第二方向上第三电池单体的两个壁可以与第四电池单体的两个壁对齐,以便于在安装、拆卸电池单体等过程中,校准电池单体在箱体中的位置。
在一种可能的实现方式中,所述第三电池单体的第一壁和所述第四电池单体的第一壁相向设置,或者,所述第三电池单体的第一壁和所述第四电池单体的第三壁相向设置。当第三电池单体的第一壁和第四电池单体的第一壁相向设置时,第三电池单体的斜壁与第四电池单体的斜壁相互倾斜;当第三电池单体的第一壁和第四电池单体的第一壁相向设置时,第三电池单体的斜壁与第四电池单体的斜壁相互平行;因此,有利于提高至少两组电池单体在排列方向上的灵活性。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体还包括第一电极端子和第二电极端子,所述第一电极端子和所述第二电极端子位于所述电池单体的两侧。截面为平行四边形的电池单体可以具有两个电极端子且分别位于电池单体的两侧。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体还包括:相对设置的第四壁和第五壁,所述第四壁与所述第一壁和所述第二壁相连,所述第五壁与所述第一壁和所述第二壁相连,所述第四壁上设置有所述第一电极端子,所述第五壁上设置有所述第二电极端子。电极端子可以设置在不用于附接的壁上,以有利于降低附接作用力等外力破坏电极端子的可能性。
在一种可能的实现方式中,所述第四壁相对于所述第一壁和所述第二壁垂直设 置。第四壁现对于第一壁和第二壁垂直设置,有利于减少第四壁与箱体侧壁之间的空间,从而至少两组电池单体可以相对较多地占用箱体的可容纳空间,有利于提高电池整体的能量密度。
在一种可能的实现方式中,所述第一壁为所述电池单体中面积最大的壁。面积最大的壁与箱体的底壁或上盖平行,因此电池单体在箱体内可以处于平躺状态。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体还包括第一电极端子和第二电极端子,所述第一电极端子和所述第二电极端子位于所述电池单体的同侧。截面为平行四边形的电池单体可以具有两个电极端子且分别位于电池单体的同侧。
在一种可能的实现方式中,所述第一电极端子和所述第二电极端子设置于所述第一壁。电池单体的两个电极端子与箱体的底壁或上盖平行设置,便于通过底壁或上盖实现电极端子的导通。
当电池单体在箱体内处于直立状态时,第二壁可以是电池单体中面积最大的壁,电池单体自身的重力还可以用于抵消电池单体的膨胀力,有利于降低电池单体对箱体侧壁或端板的作用力。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体包括第一电极组件和第二电极组件,所述第一电极组件和所述第二电极组件沿所述第一方向排列。这有利于使所述第一电极组件和所述第二电极组件在所述电池单体的电解液中的浸润高度相同。电池单体内可以设置有沿箱体底壁或上盖排列的多个电极组件,电池单体内的电解液淹没、浸润多个电极组件的程度可以大致相同,有利于提高电池单体内多个电极组件的环境一致性。
在一种可能的实现方式中,所述第一壁和所述第二壁通过圆角连接。电池单体的多个壁通过圆角相连,有利于降低电池单体的壳体的成型难度,还有利于降低多个壁的连接处出现应力集中,进而有利于提高电池单体的壳体的机械稳定性和寿命。
在一种可能的实现方式中,所述第三电池单体和所述第四电池单体之间设置有间隔件,所述间隔件为以下中的至少一种:横梁、热管理部件和结构胶。至少两组电池单体之间还可以设置一个或多个间隔件,以便于同间隔件优化电池的整体性能。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体包括电极组件,所述电极组件为以下中的任一种:圆柱卷绕式结构、长圆柱卷绕式结构、叠片式结构。截面为平行四边形的电池单体可以应用于多种电极组件类型,具有相对较高的灵活性。
在一种可能的实现方式中,所述电池包括:N组所述电池单体,每组所述电池单体包括M个电池单体,N和M为大于1的正整数,且N小于M。每组电池单体中的电池单体的数量可以大于至少两组电池单体的总组数。在另一种可能的实现方式中,每组电池单体中的电池单体的数量可以小于或等于至少两组电池单体的总组数。
在一种可能的实现方式中,所述第二壁和所述第二方向之间的倾斜角度θ满足:0°<θ≤60°。通过合理设计第二壁的倾斜角,有利于调整电池单体在箱体内的堆叠结构、排列结构,还有利于调整沿第一方向堆叠的相邻两个电池单体之间的作用力。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体在所述第一方向的第一尺寸T满足:6mm≤T≤150mm。通过合理设计电池单体的第一尺寸,有利于调整电池单体在箱体 内的堆叠结构、排列结构,还有利于调整沿第一方向堆叠的相邻两个电池单体之间的作用力。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体在所述第二方向的第二尺寸H满足:H=(T-c)*cotθ,-50mm≤c≤50mm,T为所述电池单体在所述第一方向的第一尺寸,θ为所述第二壁和所述第二方向之间的倾斜角度。通过合理设计电池单体的第二尺寸,有利于调整电池单体在箱体内的堆叠结构、排列结构,还有利于调整沿第一方向堆叠的相邻两个电池单体之间的作用力。
在一种可能的实现方式中,所述电池单体的第三尺寸W满足:100mm≤W≤1200mm。通过合理设计电池单体的第三尺寸,有利于调整电池单体在箱体内的堆叠结构、排列结构,还有利于调整沿第一方向堆叠的相邻两个电池单体之间的作用力。
第二方面,提供了一种用电装置,包括如上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中所述的电池。
第三方面,提供了一种制备电池的方法,包括:提供箱体;提供至少两组电池单体,所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中,所述至少两组电池单体中每组电池单体包括沿第一方向排列的多个所述电池单体,所述第一方向平行于所述箱体的上盖或底壁,所述至少两组电池单体沿第二方向堆叠,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述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,所述第一壁相对于所述第一方向平行设置,所述第二壁相对于所述第一壁倾斜设置,所述电池单体在垂直于所述第一壁和所述第二壁的平面上的截面为平行四边形;其中,沿所述第一方向相邻设置的第一电池单体的所述第二壁和第二电池单体的所述第二壁相互附接;沿所述第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于所述第二方向;将所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中。
第四方面,提供了一种制备电池的装置,包括:提供模块,用于:提供箱体;提供至少两组电池单体,所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中,所述至少两组电池单体中每组电池单体包括沿第一方向排列的多个所述电池单体,所述第一方向平行于所述箱体的上盖或底壁,所述至少两组电池单体沿第二方向堆叠,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述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,所述第一壁相对于所述第一方向平行设置,所述第二壁相对于所述第一壁倾斜设置,所述电池单体在垂直于所述第一壁和所述第二壁的平面上的截面为平行四边形;其中,沿所述第一方向相邻设置的第一电池单体的所述第二壁和第二电池单体的所述第二壁相互附接;沿所述第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于所述第二方向;安装模块,用于将所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中。
在本申请提供的电池、用电装置、制备电池的方法和装置中,电池单体的垂直于第一壁和第二壁的截面为平行四边形,第一壁平行于箱体的上盖或底壁,相对于第一壁倾斜;每组电池单体沿箱体的上盖或底壁堆叠,并同第二壁相互附接。因此,相邻两个电池单体可以通过斜壁相互附接,有利于增大相邻两个电池单体的接触面积,进而有利于增加用于粘接相邻两个电池单体的胶量,以增强电池单体的组装稳定性。 并且,电池单体自身的重力可以作用于相互附接的第二壁,以使通过第二壁附接的两个相邻电池单体之间可以具有垂直于第二壁的第一分力和平行于第二壁的第二分力。在第一分力的作用下,两个相邻电池单体之间可以相互挤压,以有利于提高每组电池单体在第一方向上的堆叠紧凑性。在第二分力的作用下,有利于提供阻止两个相邻电池单体相对移动的阻力,有利于提高每组电池单体的堆叠稳定性。另外,至少两组电池单体沿垂直于箱体的上盖或底壁的方向排列,有利于使沿第二方向相邻的两个电池单体的重心可以在同一直线上,有利于避免因重心偏移而降低箱体内至少两组电池单体的排列稳定性;还有利于将多个电池单体的电极端子设置在同一直线上,以有利于实现至少两组电池单体的导通;还有利于缩短电池单体到箱体侧壁之间的距离,使箱体内的至少两组电池单体可以排列更紧凑,有利于提高电池整体的能量密度。
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另一种电池的结构示意图;
图6是本申请一实施例公开的一种电池单体的结构示意图;
图7是本申请一实施例公开的另一种电池单体的结构示意图;
图8是本申请一实施例公开的多个电池单体的结构示意图;
图9是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图;
图10是如图9所示的电池的E-E截面图;
图11是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图;
图12是如图11所示的电池的F-F截面图;
图13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14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。
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组或电池包等。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。隔离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,首先将多个电池单体(cell)先整合为电池模组(module),然后将电池模组安装于电池的箱体中,形成电池包(pack)。而另一些电池封装技术中,也可直接将多个电池单体安装设置于箱体中形成电池包,去除了电池模组这个中间状态,从而可降低电池包的质量并提高电池的能量密度。该第二种封装技术在相关技术中也可称之为电池单体至电池包(cell to pack)的封装技术,该电池包在本申请中可简称为电池。
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,所述第一壁相对于第一方向平行设置,所述第二壁相对于所述第一壁倾斜设置,所述电池单体在垂直于所述第一壁和所述第二壁的平面上的截面为平行四边形。多个电池单体可以堆叠成组,每组电池单体包括沿所述第一方向排列的多个所述电池单体,所述第一方向平行于所述箱体的上盖或底壁。至少两组电池单体沿第二方向堆叠,所述第二方向垂直于所述第一方向。其中,沿所述第一方向相邻设置的第一电池单体的所述第二壁和第二电池单体的所述第二壁相互附接;沿所述第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于所述第二方向。
常规方形电池单体的大面与大面之间可以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。
在本申请实施例提供的方案中,每组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。其中,电池单体自身的重力可以作用于相互附接的斜壁,以使通过斜壁附接的两个相邻电池单体之间可以具有垂直于斜壁的第一分力和平行于斜壁的第二分力。在第一分力的作用下,两个相邻电池单体之间可以相互挤压,以有利于提高每组电池单体在第一方向上的堆叠紧凑性。在第二分力的作用下,有利于提供阻止两个相邻电池单体相对移动的阻力,有利于提高每组电池单体的堆叠稳定性。由于电池单体与电池单体之间的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,在电连接的关系上,多个电池单体也可以先串联或并联或混联组成电池模组,多个电池模组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组,电池模组再组成电池。
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。
为便于描述,本申请实施例根据电池单体20的壁的面积,将电池单体20的壁划分3种类型。在本申请中,电池单体20的面积最大的壁可以为大面(或大壁);电池单体20的面积最大的壁可以为小面(或小壁);电池单体20的面积中等的壁可以为端面(或端壁),电池单体20的面积中等的壁的面积介于电池单体20的面积最小的壁和面积最大的壁之间。电池单体20可以具有一个或两个甚至数量更多的大面。电池单体20可以具有一个或两个甚至数量更多的小面。在一个实施例中,如图3所示,壳体211可以包裹的区域可以对应电池单体20的大面和端面,第一盖板212a和第二盖板212b可以对应电池单体的小面。
在一个实施例中,大面的最长边可以对应电池单体20的长度方向;大面的最短边可以对应电池单体20的宽度方向;小面的最短边可以对应电池单体20的厚度方向。
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217和第二极耳。第一极耳217和第二极耳的极性相反。例如,当第一极耳217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217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217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。图5示出了本申请实施例提供的另一种电池10的示意性结构图。
如图4、图5所示,电池10可以包括:箱体100;至少两组电池单体20,容纳于所述箱体100中;所述至少两组电池单体20中每组电池单体20包括沿第一方向y排列的多个所述电池单体20,所述第一方向y平行于所述箱体100的上盖121或底壁122,所述至少两组电池单体20沿第二方向z堆叠,所述第二方向z垂直于所述第一方向y;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,所述第一壁201相对于所述第一方向y平行设置,所述第二壁202相对于所述第一壁201倾斜设置,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;其中,沿所述第一方向y相邻设置的第一电池单体20a的所述第二壁202和第二电池单体20b的所述第二壁202相互附接;沿所述第二方向z相邻设置的第三电池单体20c的重心和第四电池单体20d的重心的连线平行于所述第二方向z。
可选地,在本申请实施例中,箱体100可对应上文图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,箱体100可为中空六面体结构。在其他可能的实施例中,箱体100还可以是具有更多表面或更少表面的多面体结构,或者其他结构。
在图4、图5所示的实施例中,箱体100可以包括上盖121、侧壁123和底壁122。结合图2、图4、图5所示的实施例,上盖121例如可以对应图2所示的第一部分111。侧壁123和底壁122可以对应图2所示的第二部分112。如图4、图5所示,上盖121和底壁122可以相对平行设置,侧壁123可以连接在上盖121和底壁122之间,并相对于上盖121或底壁122垂直设置。在一个实施例中,上盖121和/或底壁122可以沿垂直于重力的方向安装于图1所示的用电装置中,以方便稳定地固定电池。
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。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,在本申请实施例中,电池单体20的内部结构可以至少部分参照上文图3所示实施例的相关描述。
图6是本申请实施例提供的一种电池单体20的示意性结构图,其中,观察图6中的(a)所示的A-A截面,可以得到图6中的(b)所示的截面图。图6所示的电池单体20可以对应图4所示的电池单体20。
图7是本申请实施例提供的一种电池单体20的示意性结构图,其中,观察图7 中的(a)所示的B-B截面,可以得到图6中的(b)所示的截面图。图7所示的电池单体20可以对应图5所示的电池单体20。
如图6、图7所示,电池单体20的第一壁201和第二壁202相互连接可形成楔形结构,如平行四边形结构。具体地,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平行四边形结构。或者,第一壁201和第二壁202之间的夹角也可为钝角,以形成顶角为钝角的平行四边形结构。基于本申请实施例的技术方案,由于电池单体20的截面为平行四边形,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。
可选的,所述第一壁201和所述第二壁202通过圆角连接。也就是说,第一壁201和第二壁202可以通过弧形壁过渡连接。因此,有利于降低电池单体20的壳体的成型难度,还有利于降低多个壁的连接处出现应力集中,有利于防止第一壁201和第二壁202之间开裂,进而有利于提高电池单体20的壳体的机械稳定性和寿命。
如图6、图7所示,电池单体20的第二壁202与第二方向z之间的夹角可用θ表示。可选的,作为示例而非限定,所述第二壁202和所述第二方向z之间的倾斜角度θ满足:0°<θ≤60°。进一步地,所述第二壁202和所述第二方向z之间的倾斜角度θ满足:3°<θ≤10°。
在本申请实施例的技术方案中,通过调整第二壁202与第二方向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。
可选的,作为示例而非限定,所述电池单体20在所述第一方向y的第一尺寸T满足:6mm≤T≤150mm。进一步地,所述电池单体20在所述第一方向y的第一尺寸T满足:12mm≤T≤80mm。
可选的,所述电池单体20在所述第二方向z的第二尺寸H满足:H=(T-c)*cotθ,-50mm≤c≤50mm,T为所述电池单体20在所述第一方向y的第一尺寸,θ为所述第二壁202和所述第二方向z之间的倾斜角度。进一步地,所述电池单体20在所述第二方向z的第二尺寸H满足:H=(T-c)*cotθ,-10mm≤c≤10mm。
可选的,作为示例而非限定,所述电池单体20的第三尺寸W满足:100mm≤W≤1200mm。所述电池单体20的第三尺寸W可以是电池单体20的长度。进一步地,所述电池单体20的第三尺寸W满足:145mm≤W≤650mm。进一步地,所述电池单体20的第三尺寸W满足:100mm≤W≤300mm,或者,300mm≤W≤650mm,或者,650mm≤W≤1200mm。
可选的,所述电池单体20还包括第一电极端子221和第二电极端子222,所述第一电极端子221和所述第二电极端子222位于所述电池单体20的两侧,或者,所述第一电极端子221和所述第二电极端子222位于所述电池单体20的同侧。将电极端子设置于电池单体20的同侧或者不同侧,使得电池单体20可灵活应用于多种用电环境。第一电极端子221和第二电极端子222中的一个可以为正极端子,另一个可以为负极端子。
在图6所示的实施例中,第一电极端子221和第二电极端子222可以位于电池单体20的两侧。
可选的,所述电池单体20还包括:相对设置的第四壁204和第五壁205,所述第四壁204与所述第一壁201和所述第二壁202相连,所述第五壁205与所述第一壁201和所述第二壁202相连,所述第四壁204上设置有所述第一电极端子221,所述第五壁205上设置有所述第二电极端子222。
在图6所示的实施例中,第四壁204和第五壁205可以对应电池单体20在第三方向x的两个端部,第三方向x例如可以是长度方向。进一步地,第四壁204和第五壁205可以相互平行设置。通过本申请实施例的技术方案,第一电极端子221和第二电极端子222分别设置于电池单体20在第三方向x的两个端部,有利于减少电极端子对第一壁201和第二壁202与其它部件附接的影响,保证电池单体20具有较好的稳定性。
在一个可能的实施例中,在第四壁204或第五壁205上还可以设置有泄压机构。将泄压机构与第一电极端子221或第二电极端子222设置在电池单体20的同侧,可以便于电池单体20的制造和泄压机构的安装。有关泄压机构的描述可以参照图3所示的实施例中的泄压机构213。
可选的,所述第四壁204相对于所述第一壁201和所述第二壁202垂直设置。如图6、图7所示,第四壁204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,即第四壁204的形状可为平行四边形。
在其他实施例中,第四壁204也可不垂直于第一壁201和第二壁202。在此情况下,第四壁204的形状同样可呈现为平行四边形或者梯形。
可选的,所述第一壁201为所述电池单体20中面积最大的壁。
结合图4、图6,电池单体20的第一壁201和第三壁203可以设置在箱体100内,并面向箱体100的底壁122或上盖121,第一壁201可以是电池单体20中面积最大的壁;电池单体20的第二壁202可以与相邻的电池单体20附接;电池单体20的第四壁204和第五壁205可以分别面向箱体100的两个侧壁123。在一个实施例中,电池单体20的第四壁204上的第一电极端子221与箱体100的第二侧壁上的汇流部件导通;电池单体20的第五壁205上的第二电极端子222与箱体100的第三侧壁123上的汇流部件导通。
在图7所示的实施例中,第一电极端子221和第二电极端子222可以位于电池单体20的同侧。
可选的,所述第一电极端子221和所述第二电极端子222设置于所述第一壁201。由于第一壁201的面积相对较大,有利于第一电极端子221和第二电极端子222在电池单体20上的制造和安装。另外,第一壁201有可能面向箱体100的上盖121或底壁122,有利于便于通过底壁122或上盖121实现电极端子的导通。
在一个可能的实施例中,如图7所示,第一电极端子221和第二电极端子222之间还可以设置有泄压机构213。将泄压机构213与第一电极端子221、第二电极端子222设置在电池单体20的同侧,可以便于电池单体20的制造和泄压机构213的安装。有关泄压机构213的描述可以参照图3所示的实施例。
在另一个可能的实施例中,泄压机构还可以与第一电极端子221设置在电池单体20的两侧。将泄压机构与第一电极端子221设置在电池单体20的两侧,有利于防止泄压机构在释放电池单体20内部的排放物时对第一电极端子221、第二电极端子222造成影响,从而提升电池单体20的安全性能。
可选的,所述电池单体20包括电极组件30,所述电极组件30为以下中的任一种:圆柱卷绕式结构、长圆柱卷绕式结构、叠片式结构。
下面以两侧设置电极端子的电池单体20为例,结合图8,阐述本申请实施例提供的多种类型的电池单体20。同侧设置电极端子的实施例可以参照图8所示的实施例。
图8中的(a)、(b)示出了圆柱卷绕式结构的电极组件30。如图8中的(a)、(b)所示,电池单体20中的电极组件30是通过卷绕形成的圆柱形结构。如图8中的(b)所示,电池单体20可以包括两个圆柱卷绕式结构的电极组件30。在一个实施例中,圆柱卷绕式结构的电极组件30的卷绕轴可以沿电池单体20的长度方向设置。
圆柱卷绕式结构的电极组件30可以相对较容易形成自束缚膨胀。例如,通过正极极片与负极极片之间,通过在正极极片和/或负极极片上,或者在正极极片与负极极片之间设置凹凸不平的图样,以构造层间空间,有利于减小圆柱卷绕式结构的电极组件30的膨胀量,从而使得圆柱卷绕式结构的电极组件30的外部直径膨胀变化相对较小。由于圆柱卷绕式结构的电极组件30的膨胀力具有向其自身中间挤压的趋势,因此,圆柱卷绕式结构的电极组件30对电池单体20的的外壳的挤压力可以相对小,更容易适应于平躺、无端板箱体100等应用场景。
图8中的(c)示出了长圆柱卷绕式结构的电极组件30。如图8中的(c)所示,电池单体20中的电极组件30是通过卷绕形成的长圆柱结构,该长圆柱结构可以是两端为弧形、中间为直线形的体。在图8中的(c)所示的实施例中,电池单体20可以包括两个长圆柱卷绕式结构的电极组件30,两个长圆柱卷绕式结构的电极组件30可以通过平行于第二壁202的表面相互附接。有时为了方便描述,长圆柱卷绕式结构还可能被称为椭圆卷绕式结构。
图8中的(d)示出了叠片式结构的电极组件30。如图8中的(d)所示,电池单体20中的电极组件30可以沿电池单体20的第三方向x堆叠形成。在其他实施例中,电池单体20中的电极组件30还可以沿电池单体20的第一方向y或第二方向z堆叠形成。
在其他实施例中,电池单体20还可以包括数量更多或更少的电极组件30,多种不同类型的电极组件30可以在电池单体20中混合设置。
可选的,所述电池单体20包括第一电极组件301和第二电极组件302,所述第一电极组件301和所述第二电极组件302沿所述第一方向y排列。
在一个实施例中,第一电极组件301和第二电极组件302的结构、形状等可以大致相同。第一电极组件301和第二电极组件302沿第一方向y排列,意味着第一电极组件301和第二电极组件302到箱体100的底壁122或上盖121距离大致相等。箱体100的底壁122或上盖121通常平行于地面设置,这有利于使所述第一电极组件301和所述第二电极组件302在所述电池单体20的电解液中的浸润高度相同。电池单体20内 可以设置有沿箱体100的底壁122或上盖121排列的多个电极组件30,电池单体20内的电解液淹没、浸润多个电极组件30的程度可以大致相同,有利于提高电池单体20内多个电极组件30的环境一致性。另外,如果箱体100内还设置有其他热管理部件(如水冷板等),电极组件30与其他热管理部件的接触面积可以大致相同,有利于提高电池单体20内多个电极组件30的环境一致性。
可选的,所述第一电极组件301的外周包括第一区域、第二区域和第三区域,所述第一区域与所述第一壁201接触,所述第二区域与所述第二壁202接触,所第三区域连接在所述第一壁201和所述第二壁202之间,并与所述第一壁201和所述第二壁202间隔设置。第一区域可以为点、线或面积相对较小的面。也就是说,电极组件30可以包括不与电池单体20的外壳接触的区域,第一电极组件301和电池单体20的外壳接触面积可以相对较小。电池10组件与电池单体20的外壳可传热的区域可以相对较小,从而有利于解决电极组件30的热扩散问题。
结合图4、图5,箱体100内可以包括多组电池单体20,多组电池单体20可以包括至少两组电池单体20。多组电池单体20中的每组电池单体20可以沿平行于箱体100的底壁122或上盖121的方向堆叠。在本申请中,平行于箱体100的底壁122或上盖121的方向可以为第一方向y。在一个实施例中,第一方向y垂直于重力方向并平行于水平方向。当箱体100的底壁122或上盖121垂直于重力方向时,第一方向y可以垂直于重力方向。电池单体20的第一壁201可以相对于第一方向y平行设置,第二壁202相对于第一方向y倾斜设置。也就是说,第二壁202相对于底壁122或上盖121可以既不平行也不垂直。
针对多组电池单体20中的每组电池单体20,相邻的电池单体20之间通过相邻的第二壁202相互附接。如图4、图5所示,第一组电池单体可以包括沿第一方向y相邻设置的第一电池单体20a和第二电池单体20b,第一电池单体20a的第二壁202可以与第二电池单体20b的第二壁202平行、相向设置。
在一个实施例中,第一电池单体20a的第二壁202可以与第二电池单体20b的第二壁202直接接触,以使得在第一电池单体20a的第二壁202与第二电池单体20b的第二壁202之间可以具有相互作用力。在另一实施例中,第一电池单体20a的第二壁202可以与第二电池单体20b的第二壁202通过其他部件相互依附,以使得在第一电池单体20a的第二壁202与第二电池单体20b的第二壁202之间可以具有相互作用力。
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z排列的一组电池单体20中,相邻电池单体20之间相互附接的第二壁202相对于第一方向y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。
相邻电池单体20之间构成的相互作用力可以等效为垂直于第二壁202的第一分力和平行于第二壁202的第二分力的合力。在第一分力的作用下,两个相邻电池单体 20之间可以相互挤压,以有利于提高每组电池单体20在第一方向y上的堆叠紧凑性。在第二分力的作用下,有利于提供阻止两个相邻电池单体20相对移动的阻力,有利于提高每组电池单体20的堆叠稳定性。
在一个实施例中,电池单体20可以平躺设置于箱体100内。电池单体20的第一壁201可以对应电池单体20的大面,电池单体20的第二壁202可以对应电池单体20的端面或小面。如图4所示,电池单体20的第一壁201可以对应电池单体20的大面,电池单体20的第二壁202可以对应电池单体20的端面。
将电池单体20的大面设置在箱体100的底壁122,有利于使电池单体20在箱体100内具有较高的稳定性。第二壁202具有相对较大的面积,有利于提高相邻两个电池单体20之间的相互作用力,也便于在第二壁202上设置更多的结构胶,提升电池单体20的稳定性。并且,图4所示的实施例还可以更灵活地应用于无端板的箱体100中。
在另一个实施例中,电池单体20可以直立设置于箱体100内。电池单体20的第一壁201可以对应电池单体20的小面,电池单体20的第二壁202可以对应电池单体20的端面或大面。如图5所示,电池单体20的第一壁201可以对应电池单体20的端面,电池单体20的第二壁202可以对应电池单体20的大面。
由于第二壁202为电池单体20中面积最大的壁,可以利用面积最大的第二壁202实现相邻电池单体20之间最大程度的附接,提高相邻电池单体20之间的相互作用力,以增强电池10的稳定性和整体刚度和强度。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,倾斜设置的第二壁202的面积会大于竖直设置的壁的面积,因而,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的稳定性以及电池10整体的刚度和强度。
第一壁201和第二壁202可以沿电池单体20的第三方向x延伸,电池单体20的第三方向可以垂直于上述第一方向y和第二方向z。在图4、图5所示的实施例中,第三方向x可以是电池单体30的长度方向。在其他可能的实施例中,第三方向x还可以是电池单体20的宽度方向或厚度方向。
箱体100内的多组电池单体20可以沿垂直于箱体100的底壁122或上盖121的方向排列。在一个实施例中,箱体100内的多组电池单体20可以包括相邻设置的第一组电池单体和第二组电池单体,第一组电池单体和第二组电池单体沿第二方向z排列,第二方向z垂直于第一方向y。在本申请中,第二方向z可以垂直于箱体100的底壁122或上盖121的方向。当箱体100的底壁122或上盖121垂直于重力方向时,第二方向z可以平行于重力方向。
在图4、图5所示的实施例中,多组电池单体20可以沿电池单体20的厚度方向排列。在其他可能的实施例中,多组电池单体20可以沿电池单体20的长度方向或宽度方向排列。
可选的,所述电池10包括:N组所述电池单体20,每组所述电池单体20包括M个电池单体20,N和M为大于1的正整数,且N小于M。也就是说,每组电池单体20中的电池单体20的数量可以大于至少两组电池单体20的总组数。在另一种可能的 实现方式中,每组电池单体20中的电池单体20的数量可以小于或等于至少两组电池单体20的总组数。
多组电池单体20的整体的尺寸可适配于箱体100构成的中空腔体的尺寸。本申请实施例中,箱体100的具体尺寸与形状可根据多组电池单体20的整体的尺寸进行相应设计。
在一个实施例中,箱体100沿第一方向y的尺寸可以对应一组电池单体20沿第一方向y的整体尺寸。箱体100沿第二方向z的尺寸可以对应多组电池单体20的沿第二方向z的整体尺寸。
作为示例而非限定,如图4至图7所示,单个电池单体20在第一方向y上的第一尺寸T与箱体100在第一方向y上的第一尺寸A满足如下关系:A=M*T+d
1,其中,M为每组电池单体20的电池单体20数量,0mm≤d
1≤50mm。进一步地,15mm≤d
1≤25mm。也就是说,在第一方向y上,箱体100的尺寸可略大于一组电池单体20的整体尺寸,便于电池单体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。
作为示例而非限定,如图4至图7所示,单个电池单体20在第二方向z上的第二尺寸H与箱体100在第二方向z上的第二尺寸B满足如下关系:B=N*H+d
2,其中,N为多组电池单体20的组数,0mm≤d
2≤50mm。进一步地,15mm≤d
2≤25mm。也就是说,在第二方向z上,箱体100的尺寸可略大于电池单体20的尺寸,便于电池单体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,箱体100的尺寸也可略大于多组电池单体20的整体尺寸。
由于电池单体20的第二壁202相对于第一方向y倾斜,因此第一组电池单体和第二组电池单体的排列方向(即第二方向z)可以与第二壁202的倾斜方向不同。如图4、图5所示,第一组电池单体可以包括第三电池单体20c,第二组电池单体可以包括第四电池单体20d,第三电池单体20c和第四电池单体20d在第二方向z上相邻。也就是说,第三电池单体20c和第四电池单体20d在第二方向z上相对设置。
第三电池单体20c的重心和第四电池单体20d的重心的连线可以平行于第二方向z。在一个实施例中,第三电池单体20c和第四电池单体20d可以是形状、结构等类似的电池单体20。由于第三电池单体20c的重心和第四电池单体20d的重心的连线可以平行于第二方向z,第三电池单体20c和第四电池单体20d对应的部位的连线可以平行于第二方向z。
结合图4所示的实施例,沿第二方向z观察本申请实施例提供的电池10,可以得到图9所示的结构图;观察图9所示的E-E截面(即沿垂直于第一方向y和第二方向z的第三方向x观察本申请实施例提供的电池10),可以得到图10所示的结构图。结合图5所示的实施例,沿第二方向z观察本申请实施例提供的电池10,可以得到图11所示的结构图;观察图11所示的F-F截面(即沿垂直于第一方向y和第二方向z的第三方向x观察本申请实施例提供的电池10),可以得到图12所示的结构图。
可选的,所述电池单体20还包括第三壁203,所述第三壁203相对于所述第一壁201平行设置;所述第三电池单体20c的第一壁201c和所述第四电池单体20d的第 一壁201d对齐设置,所述第三电池单体20c的第三壁203c和所述第四电池单体20d的第三壁203d对齐设置。
在一个实施例中,如图10所示,所述第三电池单体20c的第一壁201c在所述箱体100上的正投影,与所述第四电池单体20d的第一壁201d在所述箱体100上的正投影重叠(或完全重叠);所述第三电池单体20c的第三壁203c在所述箱体100上的正投影,与所述第四电池单体20d的第三壁203d在所述箱体100上的正投影重叠。所述第三电池单体20c的第一壁201c在所述箱体100上的正投影,与所述第四电池单体20d的第三壁203d在所述箱体100上的正投影可以交叉(或部分重叠);所述第三电池单体20c的第三壁203c在所述箱体100上的正投影,与所述第四电池单体20d的第一壁201d在所述箱体100上的正投影可以交叉。
可选的,所述第三电池单体20c的第一壁201c和所述第四电池单体20d的第一壁201d相向设置,或者,所述第三电池单体20c的第一壁201c和所述第四电池单体20d的第三壁203d相向设置。
所述第三电池单体20c的第一壁201c和所述第四电池单体20d的第一壁201d相向设置,可以意味着第三电池单体20c的第一壁201c和第四电池单体20d的第一壁201d的间距,小于第三电池单体20c的第一壁201c和第四电池单体20d的第三壁203d的间距,且小于第三电池单体20c的第三壁203c和第四电池单体20d的第三壁203d的间距,如图10中的(a)、(b)、(d)以及图12中的(a)、(c)、(d)所示。
所述第三电池单体20c的第一壁201c和所述第四电池单体20d的第三壁203d相向设置,可以意味着第三电池单体20c的第一壁201c和第四电池单体20d的第三壁203d的间距,小于第三电池单体20c的第一壁201c和第四电池单体20d的第一壁201d的间距,且小于第三电池单体20c的第三壁203c和第四电池单体20d的第三壁203d的间距,如图10中的(c)、图12中的(b)所示。在一个实施例中,第三电池单体20c与第四电池单体20d可相对于第一方向y相互对称。
在一种可能的场景中,箱体100的面向电池单体20的第二壁202的内壁可以呈平面状。
可选的,所述第三电池单体20c的重心和所述第四电池单体20d的重心到所述箱体100的侧壁距离相等。在图10中的(a)、(b)、(c),以及图12中的(a)、(b)、(c)所示的实施例中,第三电池单体20c到箱体100的第一侧壁1231的距离,和第四电池单体20d到箱体100的第一侧壁1231的距离可以相同。
在一个实施例中,箱体100的第一侧壁1231可以沿第二方向z延伸,与电池单体20的第二壁202相对设置,并且相对于电池单体20的第二壁202倾斜设置。第三电池单体20c到箱体100的第一侧壁1231的最短距离可以与第四电池单体20d到箱体100的第一侧壁1231的最短距离相同。第三电池单体20c到箱体100的第一侧壁1231的最远距离可以与第四电池单体20d到箱体100的第一侧壁1231的最远距离可以相同。
进一步地,第三电池单体20c可以是第一组电池单体中最靠近箱体100的第一侧壁1231的电池单体20,第四电池单体20d可以是第二组电池单体中最靠近箱体100的第一侧壁1231的电池单体20。其中,第三电池单体20c和第四电池单体20d均可以 与箱体100的第一侧壁1231接触。
在另一种可能的场景中,箱体100的面向电池单体20的第二壁202的内壁可以呈立体状。
可选的,所述箱体100在内壁上具有凸起,所述凸起包括第一凸起壁124,所述第一凸起壁124与所述多组电池单体20相对,且相对于所述电池单体20的第二壁202平行设置。也就是说,结合图4、图5,第一凸起壁124可以相对于箱体100的上盖121或底壁122倾斜设置。在图10中的(d),以及图12中的(d)所示的实施例中,凸起可以由箱体100的侧壁朝向电池单体20的第二壁202伸出,有利于减少箱体100与电池单体20之间的空间,进而有利于减少电池单体20在箱体100内的晃动量。
进一步地,所述第一凸起壁124与所述多组电池单体20中的一个电池单体20的所述第二壁202附接。例如,第一凸起壁124可以与电池单体20的第二壁202相向设置。在一个实施例中,第一凸起壁124与电池单体20的第二壁202可以直接接触,以使得在第一凸起壁124与电池单体20的第二壁202之间可以具有相互作用力。在另一实施例中,第一凸起壁124与电池单体20的第二壁202可以通过其他部件相互依附,以使得在第一凸起壁124与电池单体20的第二壁202之间可以具有相互作用力。从而,箱体100可以通过第一凸起壁124向电池单体20的第二壁202提供抵接力,有利于在箱体100内对电池单体20进行限位。
进一步地,如图10中的(d),以及图12中的(d)所示,所述凸起还包括第二凸起壁125,所述第二凸起壁125与所述电池单体20的第一壁201齐平。也就是说,第二凸起壁125可以相对于箱体100的上盖121或底壁122平行设置。第二凸起壁125与电池单体20的第一壁201齐平,有利于校准电池单体20在箱体100的高度方向上的安装精度。
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,电池10还可以包括:端板,设置于至少一组电池单体20在第一方向y上的至少一端。在一些实施方式中,端板可为箱体100在第一方向y上的侧壁123。为了适配于电池单体20的第二壁202,端板可具有相对于第一方向y倾斜的壁,倾斜的壁用于附接于电池单体20的第二壁202。
具体的,一组电池单体20的两端均可以设置有端板,以在第一方向y上对一组电池单体20进行固定和约束。在一个实施例中,端板还用于支撑位于一组电池单体20两侧且具有较大面积的第二壁202,承受第二壁202因电池单体20膨胀产生的应力。可选地,端板可沿电池单体20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。
端板在垂直于第一方向y和第二方向z的截面上可为直角梯形,端板的其中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,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,提高端板及其附接的电池单体20在箱体100中的安装稳定性。另外,结构的端板中的局部区域在第一方向y上具有较大的厚度,因而局部区域在第一方向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,端板朝向重力方向的一端的厚度可大于端板朝向重力反方向的一端的厚度,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。
端板还可以为常规矩形板状结构或者其它结构,端板与电池单体20之间的间隙可通过结构胶或其它相关部件进行填充。
在电池单体20持续运行的过程中,电池单体20内部会产生高压气体和热量。高压气体可以使得电池单体20膨胀,对电池单体20的第二壁202产生相对较大的应力。而电池10内部的热量可以经由电池单体20的第二壁202向外传递。
因此,在本申请实施例中,相邻两个电池单体20的第二壁202相互附接,电池单体20的膨胀可能使应力在第二壁202上持续累积,影响电池10在第一方向y上的强度和刚度,影响电池10整体的稳定性和安全性。另外,当任一电池单体20发生热失控时,其产生的热量也会经由第二壁202传递给其它电池单体20,影响其它电池单体20的性能并可能引发其它电池单体20的热失控,造成较为严重的安全问题。
为此,如图10中的(b)和图12中的(a)、(b)所示,相邻两组电池单体20之间可以设置有间隔件230。
可选的,所述第三电池单体20c和所述第四电池单体20d之间设置有间隔件230,所述间隔件230为以下中的至少一种:横梁、热管理部件和结构胶。
该间隔件230可以沿第一方向y延伸,间隔件230在第一方向y上的长度可以大于或等于一组电池单体20的整体长度,以使得该间隔件230可以充分间隔设置于相邻两组电池单体20之间。作为示例,该间隔件230位于第一方向y上的两端可分别抵接至箱体100,以增强该间隔件230在箱体100中的稳定性,进而增强与该间隔件230附接的电池单体20在箱体100中的稳定性。
如图12中的(a)、(b)所示,第三电池单体20c的第一壁201c可以与间隔件230相互抵接,而另一侧的第三壁203上可设置有电池单体20的两个电极端子,这样,可以使得间隔件230对两组电池单体20进行充分支撑,也不会影响该两组电池单体20中电极端子以及汇流部件等相关部件的设置。
作为一种示例,若间隔件230为横梁,其可具有一定的刚度和强度,将其设置于相邻两组电池单体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,间隔件230也可以阻隔热量的传递,当位于间隔件230一侧的某个电池单体20发生热失控时,其产生的大量热量在一定程度上会被间隔件230阻隔,从而防止热量传递至间隔件230另一侧的电池单体20,保证位于间隔件230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。
间隔件230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。
在一些实施例中,热管理部件可与至少一组电池单体20中除其第二壁202以外的其它壁对应设置,以对该至少一组电池单体20进行热管理。
具体地,热管理部件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,热管理部件可与至少一组电池单体20的第一壁201、第三壁203、第四壁204、第五壁205中的一个或多个对应设置,以对至少一组电池单体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,热管理部件可与至少一组电池单体20的第一壁201对应设置,以增强热管理部件对电池单体20的温度管理效果。
作为示例而非限定,热管理部件可设置于至少一组电池单体20朝向其所在用电装置的内部的一侧;至少一组电池单体20的泄压机构设置于该至少一组电池单体20背离其所在用电装置的内部的一侧。
热管理部件可位于至少一组电池单体20朝向重力反方向的一侧,例如热管理部件可对应于至少一组电池单体20的第一壁201设置。可选地,在一些应用场景中,至少一组电池单体20朝向重力反方向的一侧即为朝向其所在用电装置内部的一侧,例如,电池10可位于车辆的底盘,至少一组电池单体20朝向重力反方向的一侧即为朝向车辆内部的一侧。热管理部件设置于至少一组电池单体20朝向其所在用电装置的内部的一侧,可以隔离至少一组电池单体20与用电装置内部隔离,防止电池单体20发生热失控时对用电装置内部造成影响,提高用电装置整体的安全性能。
在此基础上,可选地,至少一组电池单体20的泄压机构可与热管理部件相对设置,例如,泄压机构可位于至少一组电池单体20朝向重力方向的一侧的第三壁203。此时,在一些应用场景中,该至少一组电池单体20的泄压机构设置于至少一组电池单体20背离其所在用电装置内部的一侧。
通过该实施方式,至少一组电池单体20的泄压机构远离用电装置内部设置,可降低电池单体20发生热失控时,电池单体20通过泄压机构排放的高温排放物对用电装置内部的影响,进一步提高用电装置的安全性能。
在另一些实施方式中,至少一组电池单体20的泄压机构也可设置于与热管理部件相对应的第一壁201,使得电池单体20在发生热失控时,经过泄压机构排放的高温排放物冲击热管理部件,该热管理部件中的流体留出对发生热失控的电池单体20进行降温,防止该电池单体20对电池10中的其它部件造成影响,也可在一定程度上保证用电装置的安全性能。
在又一些实施方式中,至少一组电池单体20的泄压机构还可设置于第四壁204(或第五壁205),该第四壁204不朝向用电装置内部,泄压机构213位于该第四壁204上时,通过该泄压机构213排放的高温排放物对用电装置内部的影响也较小,也可在一定程度上保证用电装置的安全性能。
作为其它替代实施方式,间隔件230还可以为具有一定厚度的结构胶或者其它类型的部件,其能够间隔位于相邻两组电池单体20之间。本申请实施例对该间隔件230的具体结构可以不做限定。
上文图10和图12所示实施例中,仅以电池10包括一个间隔件230为例进行了说明,可选地,电池10可包括多个间隔件230,多个间隔件230可分别设置于位于同一组电池单体20中的不同位置。
作为示例而非限定,间隔件230的数量可小于或等于5。进一步地,间隔件230的数量可在至之间,以平衡电池10的整体强度和能量密度。
本申请一个实施例还提供了一种用电装置,用电装置可以包括前述各实施例中的电池10,电池10用于向用电装置提供电能。
可选地,用电设备可以为车辆、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10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13示出了本申请一个实施例的制备电池10的方法300的示意性流程图。如图13所示,方法300可以包括如下步骤。
S301:提供箱体100。
S302:提供至少两组电池单体20,至少两组电池单体20容纳于箱体100中,至少两组电池单体20中每组电池单体20包括沿第一方向y排列的多个电池单体20,第一方向y平行于箱体100的上盖121或底壁122,至少两组电池单体20沿第二方向z堆叠,第二方向z垂直于第一方向y;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,第一壁201相对于第一方向y平行设置,第二壁202相对于第一壁201倾斜设置,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;其中,沿第一方向y相邻设置的第一电池单体20a的第二壁202和第二电池单体20b的第二壁202相互附接;沿第二方向z相邻设置的第三电池单体20c的重心和第四电池单体20d的重心的连线平行于第二方向z。
S303:将至少一组电池单体20容纳于箱体100中。
图14示出了本申请一个实施例的制备电池10的装置400的示意性框图。如图14所示,制备电池10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;提供至少两组电池单体20,至少两组电池单体20容纳于箱体100中,至少两组电池单体20中每组电池单体20包括沿第一方向y排列的多个电池单体20,第一方向y平行于箱体100的上盖121或底壁122,至少两组电池单体20沿第二方向z堆叠,第二方向z垂直于第一方向y;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,第一壁201相对于第一方向y平行设置,第二壁202相对于第一壁201倾斜设置,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;其中,沿第一方向y相邻设置的第一电池单体20a的第二壁202和第二电池单体20b的第二壁202相互附接;沿第二方向z相邻设置的第三电池单体20c的重心和第四电池单体20d的重心的连线平行于第二方向z。
安装模块402用于:将至少一组电池单体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)
- 一种电池,其特征在于,包括:箱体;至少两组电池单体,容纳于所述箱体中;所述至少两组电池单体中每组电池单体包括沿第一方向排列的多个所述电池单体,所述第一方向平行于所述箱体的上盖或底壁,所述至少两组电池单体沿第二方向堆叠,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述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,所述第一壁相对于所述第一方向平行设置,所述第二壁相对于所述第一壁倾斜设置,所述电池单体在垂直于所述第一壁和所述第二壁的平面上的截面为平行四边形;其中,沿所述第一方向相邻设置的第一电池单体的所述第二壁和第二电池单体的所述第二壁相互附接;沿所述第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于所述第二方向。
- 根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第三电池单体的重心和所述第四电池单体的重心到所述箱体的侧壁距离相等。
- 根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括第三壁,所述第三壁相对于所述第一壁平行设置,所述第三电池单体的第一壁和所述第四电池单体的第一壁对齐设置,所述第三电池单体的第三壁和所述第四电池单体的第三壁对齐设置。
- 根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第三电池单体的第一壁和所述第四电池单体的第一壁相向设置,或者,所述第三电池单体的第一壁和所述第四电池单体的第三壁相向设置。
- 根据权利要求1至4中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括第一电极端子和第二电极端子,所述第一电极端子和所述第二电极端子位于所述电池单体的两侧。
- 根据权利要求5所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括:相对设置的第四壁和第五壁,所述第四壁与所述第一壁和所述第二壁相连,所述第五壁与所述第一壁和所述第二壁相连,所述第四壁上设置有所述第一电极端子,所述第五壁上设置有所述第二电极端子。
- 根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述第四壁相对于所述第一壁和所述第二壁垂直设置。
- 根据权利要求1至7中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一壁为所述电池单体中面积最大的壁。
- 根据权利要求1至4中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括第一电极端子和第二电极端子,所述第一电极端子和所述第二电极端子位于所述电池单体的同侧。
- 根据权利要求9所述的电池,其特征在于,所述第一电极端子和所述第二电极端子设置于所述第一壁。
- 根据权利要求1至10中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体包括第一电极组件和第二电极组件,所述第一电极组件和所述第二电极组件沿所述第一方向排列。
- 根据权利要求1至11中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一壁和所述第二壁通过圆角连接。
- 根据权利要求1至12中任一项所述的电池,其特征在于,所述第三电池单体和所述第四电池单体之间设置有间隔件,所述间隔件为以下中的至少一种:横梁、热管理部件和结构胶。
- 根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体包括电极组件,所述电极组件为以下中的任一种:圆柱卷绕式结构、长圆柱卷绕式结构、叠片式结构。
- 根据权利要求1至14中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池包括:N组所述电池单体,每组所述电池单体包括M个电池单体,N和M为大于1的正整数,且N小于M。
- 根据权利要求1至15中任一项所述的电池,其特征在于,所述第二壁和所述第二方向之间的倾斜角度θ满足:0°<θ≤60°。
- 根据权利要求1至16中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体在所述第一方向的第一尺寸T满足:6mm≤T≤150mm。
- 根据权利要求1至17中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体在所述第二方向的第二尺寸H满足:H=(T-c)*cotθ,-50mm≤c≤50mm,T为所述电池单体在所述第一方向的第一尺寸,θ为所述第二壁和所述第二方向之间的倾斜角度。
- 根据权利要求1至18中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体的第三尺寸W满足:100mm≤W≤1200mm。
- 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。
- 一种制备电池的方法,其特征在于,包括:提供箱体;提供至少两组电池单体,所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中,所述至少两组电池单体中每组电池单体包括沿第一方向排列的多个所述电池单体,所述第一方向平行于所述箱体的上盖或底壁,所述至少两组电池单体沿第二方向堆叠,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述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,所述第一壁相对于所述第一方向平行设置,所述第二壁相对于所述第一壁倾斜设置,所述电池单体在垂直于所述第一壁和所述第二壁的平面上的截面为平行四边形;其中,沿所述第一方向相邻设置的第一电池单体的所述第二壁和第二电池单体的所述第二壁相互附接;沿所述第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于所述第二方向;将所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中。
- 一种制备电池的装置,其特征在于,包括:提供模块,用于:提供箱体;提供至少两组电池单体,所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中,所述至少两组电池单体中每组电池单体包括沿第一方向排列的多个所述电池单体,所述第一方向平行于所述箱体的上盖或底壁,所述至少两组电池单体沿第二方向堆叠,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述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,所述第一壁相对于所述第一方向平行设置,所述第二壁相对于所述第一壁倾斜设置,所述电池单体在垂直于所述第一壁和所述第二壁的平面上的截面为平行四边形;其中,沿所述第一方向相邻设置的第一电池单体的所述第二壁和第二电池单体的所述第二壁相互附接;沿所述第二方向相邻设置的第三电池单体的重心和第四电池单体的重心的连线平行于所述第二方向;安装模块,用于将所述至少两组电池单体容纳于所述箱体中。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111188271.0A CN115966816B (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 电池单体、电池和用电装置 |
CN2021111882710 | 2021-10-12 | ||
PCT/CN2021/132873 WO2023060715A1 (zh) | 2021-10-12 | 2021-11-24 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116830363A true CN116830363A (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=85903575
Family Applications (8)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111188271.0A Active CN115966816B (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 电池单体、电池和用电装置 |
CN202180090724.8A Pending CN116724446A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180093321.9A Pending CN116888791A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180090829.3A Pending CN116724450A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180090830.6A Pending CN116802866A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180090655.0A Pending CN116802878A (zh) | 2021-10-12 | 2021-11-24 | 电池单体、电池、用电设备、制备电池的方法和设备 |
CN202180093392.9A Pending CN116830363A (zh) | 2021-10-12 | 2021-11-24 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180090720.XA Pending CN116830368A (zh) | 2021-10-12 | 2021-11-24 | 电池、用电设备、制造电池的方法和设备 |
Family Applications Before (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111188271.0A Active CN115966816B (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 电池单体、电池和用电装置 |
CN202180090724.8A Pending CN116724446A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180093321.9A Pending CN116888791A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180090829.3A Pending CN116724450A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180090830.6A Pending CN116802866A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-29 | 电池、用电装置、制备电池的方法和装置 |
CN202180090655.0A Pending CN116802878A (zh) | 2021-10-12 | 2021-11-24 | 电池单体、电池、用电设备、制备电池的方法和设备 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180090720.XA Pending CN116830368A (zh) | 2021-10-12 | 2021-11-24 | 电池、用电设备、制造电池的方法和设备 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (7) | US20230411761A1 (zh) |
EP (7) | EP4376147A4 (zh) |
JP (1) | JP2024534487A (zh) |
KR (1) | KR20240046898A (zh) |
CN (8) | CN115966816B (zh) |
WO (7) | WO2023060658A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118575340A (zh) * | 2022-10-27 | 2024-08-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池及用电装置 |
Family Cites Families (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4572019B2 (ja) * | 1999-10-08 | 2010-10-27 | パナソニック株式会社 | 組電池 |
JP3611765B2 (ja) * | 1999-12-09 | 2005-01-19 | シャープ株式会社 | 二次電池及びそれを用いた電子機器 |
JP2004111219A (ja) * | 2002-09-18 | 2004-04-08 | Nissan Motor Co Ltd | ラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車 |
JP2008198453A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Toyota Motor Corp | 電池構造 |
DE102008010822A1 (de) * | 2008-02-23 | 2009-08-27 | Daimler Ag | Batteriegehäuse für ein Batteriemodul mit mehreren Einzelzellen |
JP2010135148A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Nissan Motor Co Ltd | セルユニット、電池モジュール、および組電池 |
RU2484983C2 (ru) * | 2009-02-24 | 2013-06-20 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Конструкция для установки аккумуляторных батарей транспортного средства |
FR2961442B1 (fr) * | 2010-06-17 | 2013-02-15 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Bloc batteries compressible pour vehicule automobile |
DE102010033806A1 (de) * | 2010-08-09 | 2012-02-09 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Batteriepack |
JP2012064353A (ja) | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Sony Corp | 電力供給ユニット |
DE102011106090B4 (de) * | 2011-06-30 | 2013-09-12 | Audi Ag | Anordnung von Batteriemodulen in einem Fahrzeug und Fahrzeug |
EP2779269B1 (en) * | 2011-11-10 | 2016-04-27 | LG Chem, Ltd. | Battery cell having a novel structure |
KR20130132230A (ko) * | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 주식회사 엘지화학 | 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스 |
CN103579682B (zh) * | 2012-08-09 | 2015-09-30 | 华硕电脑股份有限公司 | 电池及其制作方法 |
KR101387424B1 (ko) * | 2012-11-22 | 2014-04-25 | 주식회사 엘지화학 | 전폭의 길이가 동일하고 전장의 길이가 상이한 전극 유닛들로 이루어진 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀 및 디바이스 |
KR101482837B1 (ko) * | 2013-02-08 | 2015-01-20 | 주식회사 엘지화학 | 스텝 유닛셀을 포함하는 단차를 갖는 전극 조립체 |
KR101462043B1 (ko) * | 2013-03-04 | 2014-11-18 | 주식회사 엘지화학 | 계단 구조의 전극조립체를 포함하는 전지셀 |
KR101572836B1 (ko) * | 2013-03-04 | 2015-12-01 | 주식회사 엘지화학 | 단차 구조를 포함하는 전지셀 |
KR20140109174A (ko) * | 2013-03-05 | 2014-09-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 및 이를 구비한 배터리 모듈 |
JP6257951B2 (ja) * | 2013-08-09 | 2018-01-10 | 株式会社東芝 | 電池モジュール |
DE102013013948B3 (de) * | 2013-08-21 | 2014-10-30 | Audi Ag | Batterievorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
CN107154480A (zh) * | 2013-08-29 | 2017-09-12 | 宏达国际电子股份有限公司 | 电池结构 |
EP3220443B1 (en) * | 2014-11-10 | 2021-03-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cell module |
JP6390549B2 (ja) * | 2015-08-07 | 2018-09-19 | 株式会社デンソー | 電池パック |
CN205319257U (zh) | 2015-11-16 | 2016-06-15 | 珠海光宇电池有限公司 | 卷绕式梯形电芯 |
DE102016225219A1 (de) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Zelldesign für erhöhte Sicherheit |
JP2018116813A (ja) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 株式会社東芝 | 電池モジュールおよび電池装置 |
CN206849882U (zh) * | 2017-04-27 | 2018-01-05 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 电池模组及具有电池模组的车辆 |
FR3071956A1 (fr) * | 2017-09-29 | 2019-04-05 | Naval Group | Ensemble batterie pour sous-marin |
CN207624833U (zh) * | 2017-10-12 | 2018-07-17 | 广东北田智能科技有限公司 | 一种动力电池模组安全装置 |
CN208014780U (zh) * | 2018-04-09 | 2018-10-26 | 捷星新能源科技(苏州)有限公司 | 一种电动汽车的动力电池 |
CN209447876U (zh) * | 2018-12-30 | 2019-09-27 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池模组 |
CN114097105A (zh) * | 2019-07-09 | 2022-02-25 | 宁德新能源科技有限公司 | 极片、电池单元及电池组 |
CN110911779B (zh) * | 2019-12-03 | 2022-08-02 | 西安电子科技大学芜湖研究院 | 一种锂电池包混合散热装置 |
KR20210090938A (ko) * | 2020-01-13 | 2021-07-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 |
CN111584979A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-08-25 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 电池模组 |
CN111952507B (zh) * | 2020-08-25 | 2022-08-12 | 张玉清 | 一种新能源汽车电池组散热装置 |
CN213520061U (zh) * | 2020-09-17 | 2021-06-22 | 深圳市能锐创新科技有限公司 | 一种异型层叠式电芯及其电池与组合电池 |
CN213150935U (zh) * | 2020-09-27 | 2021-05-07 | 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 | 一种电池包排布结构及电动汽车 |
CN213150897U (zh) * | 2020-09-27 | 2021-05-07 | 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 | 一种动力电池包结构 |
CN112018302B (zh) * | 2020-10-19 | 2021-05-04 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 电池、用电装置、制备电池的方法和设备 |
CN112909398B (zh) * | 2020-10-19 | 2023-11-21 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 电池、用电设备、制备电池的方法和设备 |
CN213782184U (zh) * | 2020-10-27 | 2021-07-23 | 恒大新能源技术(深圳)有限公司 | 壳体组件及电池模组 |
CN213601929U (zh) * | 2020-11-05 | 2021-07-02 | 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 | 一种异形电池包结构 |
CN213752931U (zh) * | 2020-11-11 | 2021-07-20 | 比亚迪股份有限公司 | 电池组件、电池包及车辆 |
KR102736761B1 (ko) * | 2020-12-31 | 2024-11-29 | 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 (홍콩) 리미티드 | 엔드 캡 어셈블리, 배터리 셀, 배터리, 배터리 셀의 제조기기 및 방법 |
CN113036303A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 清华大学 | 电动车的动力电池单体排布方法及电池包 |
-
2021
- 2021-10-12 CN CN202111188271.0A patent/CN115966816B/zh active Active
- 2021-10-29 CN CN202180090724.8A patent/CN116724446A/zh active Pending
- 2021-10-29 CN CN202180093321.9A patent/CN116888791A/zh active Pending
- 2021-10-29 WO PCT/CN2021/127491 patent/WO2023060658A1/zh active Application Filing
- 2021-10-29 EP EP21960385.9A patent/EP4376147A4/en active Pending
- 2021-10-29 CN CN202180090829.3A patent/CN116724450A/zh active Pending
- 2021-10-29 WO PCT/CN2021/127453 patent/WO2023060657A1/zh active Application Filing
- 2021-10-29 CN CN202180090830.6A patent/CN116802866A/zh active Pending
- 2021-10-29 WO PCT/CN2021/127413 patent/WO2023060656A1/zh active Application Filing
- 2021-10-29 EP EP21960383.4A patent/EP4354574A4/en active Pending
- 2021-10-29 WO PCT/CN2021/127530 patent/WO2023060659A1/zh active Application Filing
- 2021-10-29 JP JP2024517152A patent/JP2024534487A/ja active Pending
- 2021-10-29 KR KR1020247008579A patent/KR20240046898A/ko active Pending
- 2021-10-29 EP EP21960384.2A patent/EP4379913A4/en active Pending
- 2021-10-29 EP EP21960386.7A patent/EP4383410A4/en active Pending
- 2021-11-24 CN CN202180090655.0A patent/CN116802878A/zh active Pending
- 2021-11-24 WO PCT/CN2021/132849 patent/WO2023060713A1/zh active Application Filing
- 2021-11-24 EP EP21960440.2A patent/EP4383385A4/en active Pending
- 2021-11-24 CN CN202180093392.9A patent/CN116830363A/zh active Pending
- 2021-11-24 WO PCT/CN2021/132873 patent/WO2023060715A1/zh active Application Filing
- 2021-11-24 CN CN202180090720.XA patent/CN116830368A/zh active Pending
- 2021-11-24 EP EP21960441.0A patent/EP4354618A1/en active Pending
- 2021-11-24 EP EP21960442.8A patent/EP4379914A4/en active Pending
- 2021-11-24 WO PCT/CN2021/132862 patent/WO2023060714A1/zh active Application Filing
-
2023
- 2023-09-04 US US18/460,669 patent/US20230411761A1/en active Pending
- 2023-09-07 US US18/462,418 patent/US20230411756A1/en active Pending
-
2024
- 2024-02-27 US US18/588,509 patent/US20240204317A1/en active Pending
- 2024-03-12 US US18/602,845 patent/US20240222759A1/en active Pending
- 2024-03-12 US US18/602,182 patent/US20240222758A1/en active Pending
- 2024-03-15 US US18/607,046 patent/US20240222765A1/en active Pending
- 2024-03-19 US US18/609,001 patent/US12212013B2/en active Active
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2023000234A1 (zh) | 电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
WO2023226201A1 (zh) | 箱体组件、电池和用电设备 | |
US12212013B2 (en) | Battery, electric apparatus, and method and apparatus for manufacturing battery | |
JP7601871B2 (ja) | 電池、電力消費機器、電池の製造方法及び機器 | |
WO2024021070A1 (zh) | 电池的箱体、电池以及用电装置 | |
WO2023133748A1 (zh) | 电池模块、电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
WO2023155133A1 (zh) | 电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
CN116325298B (zh) | 电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
CN117157811A (zh) | 电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
WO2023133737A1 (zh) | 电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
WO2023082192A1 (zh) | 电池单体、电池、用电装置、制备电池的方法和装置 | |
WO2023173721A1 (zh) | 电池单体、电池模组、电池和用电装置 | |
WO2023133783A1 (zh) | 电池单体及其制造方法、制造设备、电池和用电装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |