一种电池及电池组的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及电池组。


背景技术：

2.在使用现有电池过程中，电池内的电芯在极限使用或者热失控状态下，会产生较大热量，该热量会影响电池的安全性能。因而，需要在电池与电池之间设置隔热材料，以隔绝电芯产热对相邻电池的热蔓延。但是，现有隔热材料设于电池外部，且设于相邻电池之间，该结构设置使得各电池及隔热材料需要依次进行组装，会影响整个电池组的结构稳定性。
3.因而，如何减缓电池内部的热蔓延速率同时提高电池组的粘接强度是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种电池及电池组，以减缓电池内部的热蔓延速率，同时提高电池组的粘接强度。
5.为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电池，包括：
7.壳体，所述壳体具有容纳腔，且所述壳体设有输出端；
8.至少一个电芯，所述电芯置于所述容纳腔内；所述电芯具有相对设置的两个电芯大面；所述电芯包括极片和极耳部，所述极耳部自所述极片的至少一端一体引出，且所述极耳部与所述壳体的输出端电连接；
9.隔热结构，所述隔热结构置于所述容纳腔内；所述隔热结构与所述电芯大面相对设置，所述隔热结构设置于所述壳体与所述电芯靠近所述壳体的至少一个外表面之间。
10.本技术提供的电池中，壳体的容纳腔内设有电芯和隔热结构，具体的，电芯包括极片以及自极片的至少一端引出的极耳部，该极耳部与壳体的输出端电连接，以实现电芯与输出端之间的电连接；电芯具有两个相对设置的电芯大面，隔热结构与电芯大面相对设置，且隔热结构设置于壳体与电芯靠近壳体的至少一个外表面之间。
11.需要说明的是，本技术提供的电池在靠近壳体的电芯大面与壳体之间设置隔热结构，可以依托于隔热结构的隔热性能，减缓电芯至壳体的热量散失速度，以减缓电池内部的热蔓延速率；同时，本技术提供的电池中隔热结构置于电池内部，一方面，该结构设置使得多个电池成组时，不必再在相邻电池间单独装配隔热结构，可简化成组时的装配流程，有利于提升装配效率；另一方面，该结构设置取消了电池间隔热结构的装配操作，可以提升电池组整体的粘接强度。
12.根据本技术的第二个方面，提供了一种电池组，包括至少两个上述第一个方面中任意技术方案提供的电池；沿至少两个所述电池的排列方向，相邻的两个所述电池中：
13.至少一个电池内的隔热结构设于所述电池靠近另一电池一侧。
14.本技术提供的电池组中，相邻电池的壳体接触，多个电池依次排列成组；每个电池中，壳体的容纳腔内设有电芯和隔热结构，具体的，电芯包括极片以及自极片的至少一端引出的极耳部，该极耳部与壳体的输出端电连接，以实现电芯与输出端之间的电连接；电芯具有两个相对设置的电芯大面，隔热结构与电芯大面相对设置，且隔热结构设置于壳体与电芯靠近壳体的至少一个外表面之间。相邻的两个电池中：至少一个电池内的隔热结构设于电池靠近另一电池一侧。
15.需要说明的是，本技术提供的电池组中，隔热结构置于电池内部，一方面，该结构设置使得多个电池成组时，不必再在相邻电池间单独装配隔热结构，可简化成组时的装配流程，有利于提升装配效率；另一方面，该结构设置取消了电池间隔热结构的装配操作，可以提升电池组整体的粘接强度。同时，本技术提供的电池组通过设置相邻的两个电池相互靠近的一侧设有至少一个隔热结构，可以保证相邻两个电池的电芯间设有隔热结构，以降低电芯产热对相邻电池的热蔓延，从而提升电池组的安全性能。
附图说明
16.为了更好地理解本技术，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本技术的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：
17.图1为本技术实施例提供的电池的立体结构示意图；
18.图2为图1中结构的俯视简图；
19.图3为图1中电池在平面m处的剖视图；
20.图4为图1中电池在平面m处的又一剖视图；
21.图5为本技术实施例提供的电池组在平面m处的剖视图；
22.图6为本技术实施例提供的电池组在平面m处的又一剖视图；
23.图7为本技术实施例提供的电池组在平面m处的第三种剖视图；
24.图8为本技术实施例提供的电池组在平面m处的第四种剖视图。
25.附图标记说明如下：
26.01、电池；100、壳体；110、壳体件；120、盖板；200、电芯；210、本体部；220、极耳部；300、隔热结构；400、支架。
具体实施方式
27.下面将结合本技术示例实施例中的附图，对本技术示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本技术的保护范围，因此应当理解，在不脱离本技术的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
28.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
29.除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.进一步地，本技术的描述中，需要理解的是，本技术的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
31.第一方面，本技术实施例提供一种电池01。图1为本技术实施例提供的电池01的立体结构示意图；图2为图1中结构的俯视简图(未示出图1中两端凹陷部位)；图3为图1中电池01在平面m处的剖视图。如图1至图3所示出的结构，本技术实施例提供的电池01包括：
32.壳体100，壳体100具有容纳腔，且壳体100设有输出端；
33.至少一个电芯200，电芯200置于容纳腔内；电芯200具有相对设置的两个电芯大面；电芯200包括极片和极耳部220，极耳部220自极片的至少一端一体引出，且极耳部220与壳体100的输出端电连接；
34.隔热结构300，隔热结构300置于容纳腔内；隔热结构300与电芯大面相对设置，且隔热结构300设置于壳体100与电芯200靠近壳体100的至少一个外表面之间。应理解，为了示出隔热结构300，图1中去除了部分壳体100。
35.具体的，本技术实施例提供的电池01中，壳体100的容纳腔内设有电芯200和隔热结构300，电芯200包括极片以及自极片的至少一端引出的极耳部220，该极耳部220与壳体100的输出端电连接，以实现电芯200与输出端之间的电连接；电芯200具有两个相对设置的电芯大面，隔热结构300与电芯大面相对设置，隔热结构300设置于壳体100与电芯200靠近壳体100的至少一个外表面之间。
36.需要说明的是，本技术实施例提供的电池01在靠近壳体100的电芯大面与壳体100之间设置隔热结构300，可以依托于隔热结构300的隔热性能，减缓电芯200至壳体100的热量散失速度，以减缓电池01内部的热蔓延速率；同时，本技术实施例提供的电池01中隔热结构300置于电池01内部，一方面，该结构设置使得多个电池01成组时，不必再在相邻电池01间单独装配隔热结构300，可简化成组时的装配流程，有利于提升装配效率；另一方面，该结构设置取消了电池01间隔热结构300的装配操作，可以提升电池组整体的粘接强度。
37.值得注意的是，本技术实施例提供的电池01中壳体100内部的电芯200可以为一个或者多个，示例性的，以壳体100内设有一个电芯200为例，如图3所示，可以仅在一个电芯大面与壳体100之间设置隔热结构300；或者，如图4所示，还可以在电芯200的两个电芯大面与壳体100之间均设置隔热结构300。
38.应理解，“电芯200靠近壳体100的至少一个外表面”中：“外表面”指电芯大面，“靠近壳体100的至少一个外表面”是指一个或多个电芯200中最接近壳体100的电芯大面。示例性的，当壳体100内仅存在一个电芯200时，该电芯200的两个电芯大面均为电芯200靠近壳体100的外表面；当壳体100内设有多个依次排列的电芯200时，多个电芯200中位于每侧端
部的电芯200仅一侧具有相邻电芯200，该位于端部的电芯200背离相邻电芯200一侧的电芯大面作为电芯200靠近壳体100的外表面。
39.此外，值得注意的是，本技术实施例提供的电池01中，电芯200由极片堆叠或卷绕形成，极片的至少一端引出极耳部220，该极耳部220直接连接壳体100的输出端，示例性的，壳体100的输出端为极柱，该极柱一端与极耳部220连接，另一端用于与外部用电结构连接。值得注意的是，本技术实施例提供的电池01中，壳体100为硬挺状态的壳体100，可避免电芯200成组或使用中被弯折，能对电芯200形成有效保护。
40.请参考图1所示出的结构，电池01大致包括六个面，其中两个面的面积较大形成大面，另外四个面面积较小，形成侧面。相应的，壳体100具有壳体大面，电芯200具有电芯大面。值得注意的是，如图1中所示，电池01具有长度方向、宽度方向以及厚度方向，当电池01内的电芯200数量为多个时，多个电芯200沿厚度方向排列置于壳体100内部。
41.在一个实施例中，请继续参考图3所示出的结构，壳体100包括盖板120和壳体100件，壳体100件具有开口，盖板120可扣合该开口、以对电芯200形成密封防护。
42.在装配本技术实施例提供的电池01时，装配顺序为：盖板120、隔热结构300、裸电芯200、壳体100件。
43.需要说明的是，该装配形式可以使隔热结构300在大面方向充分与电芯大面接触，以使得隔热结构300与电芯大面重复接触，增强隔热结构300对电芯200的隔热效果，从而有效减缓电池01内部的热蔓延速率。
44.在一个实施例中，请继续参考图2和图3所示出的结构，隔热结构300的尺寸大于等于电芯200的尺寸；隔热结构300的尺寸小于等于壳体100的大面的尺寸。应理解，该尺寸为隔热结构300在长度方向和宽度方向的尺寸。
45.需要说明的是，电芯200的尺寸不包括极耳的尺寸，该电芯200的尺寸指电芯200的极片形成的主体部的尺寸，通过设置隔热结构300超出电芯200的主体部，可以保证电芯200产生的热量均经过隔热结构300传递至壳体100，避免电芯200的热量越过隔热结构300直接向壳体100传递，从而可以有效减缓电池01内部的热蔓延速率。
46.同时，通过设置隔热结构300的尺寸小于等于壳体100的大面尺寸，可以保证隔热结构300有效装配于壳体100内部，以降低装配难度。
47.在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，极耳部220自极片的相对两侧引出，且极耳部220的引出方向平行于电芯大面的长度方向。应理解，如图2所示出，电芯大面的长度方向平行于电池的长度方向。
48.需要说明的是，电芯200在运行过程中，极耳部220会产生热量，基于此，通过设置极耳部220自极片的相对两侧引出，可以将极耳部220产生的热量分散在极片的相对两侧，避免极耳部220的热量集中于一端导致电池01内出现局部热失控现象，从而可以提升电池01的安全性能。
49.在一个实施例中，隔热结构300仅设置于壳体100与一个电芯大面之间。
50.需要说明的是，通过设置每个电池01内仅设有一个隔热结构300，可以提升电池01内空间利用率，以提升应用该电池01的电池组的能量密度，甚至可以通过调整相邻电池01内隔热结构300位置，使得相邻电池01间存在隔热结构300、保证隔热效果。
51.在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，沿隔热结构300与电芯200的排列
方向(即厚度方向)，电芯200中，极耳部220与隔热结构300之间的距离l1小于极耳部220与电芯200背离隔热结构300的表面之间的距离l2。
52.需要说明的是，通过设置极耳部220靠近隔热结构300，可以缩短极耳部220与隔热结构300之间的距离，在极耳部220散发出热量时，热量可较快的到达隔热结构300，以使得隔热结构300有效延缓极耳部220在运行时产生的热量，从而可以提高电池组的能量密度，保证隔热效果。
53.在具体设置隔热结构300时，隔热结构300存在多种可能，具体至少为以下结构中的一种。
54.在一个实施例中，隔热结构300为隔热板。
55.需要说明的是，在装配隔热结构300时，直接将隔壁板置于壳体100内即可，同时，隔热板的尺寸可以根据需求进行裁切、制备，可以降低装配难度，提升装配效率。
56.值得注意的是，隔热板的制备材料可以根据需求选取为pp(polypropylene，聚丙烯)、pe(polyethylene，聚乙烯)或pet(polyethylene glycol terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)。当然，隔热板还可以选取为其他材料，具体不再赘述。
57.在一个实施例中，本技术实施例提供的电池01还包括支架400，沿电芯大面的长度方向，支架400置于电芯200的相对两侧，隔热结构300与支架400固定连接。
58.需要说明的是，可以在壳体100内设置支架400，以避隔热结构300免发生窜动，提升隔热结构300与电芯200间相对位置的稳定性，以保证隔热板可以持续有效的隔绝电芯200产生的热量，从而可以有效减缓电池01内部的热蔓延速率。
59.值得注意的是，壳体100内的支架400还可以用于固定电芯200，以避免电芯200在壳体100内晃动，从而提升电池01的安全性能。当然，用于固定隔热结构300的支架400还可以为单独的支架400，具体不再赘述。
60.在一个实施例中，支架400具有收容腔，隔热结构300的至少部分置于收容腔内。
61.需要说明的是，通过将隔热结构300的至少部分收容于收容腔内，可以避免隔离结构在壳体100内单独占用较大空间，从而可以优化壳体100内各结构布局，以提升电池01内各结构的空间利用率。
62.在一个实施例中，隔热结构300与支架400粘接连接。
63.需要说明的是，粘接的连接方式，可以提升隔热结构300与支架400间相对位置的稳定性，避免使用过程中隔热结构300相对电芯200发生晃动或移位，从而保证隔热结构300稳定且有效的发挥隔热效果。
64.在一个实施例中，隔热结构300外周的至少部分设置有固定件，固定件与支架400粘接连接。
65.需要说明的是，通过设置固定件可以提升隔热结构300与支架400间粘接效果，使得隔热结构300可以更为稳定且有效的发挥隔热效果。
66.在一个实施例中，固定件为缓冲件。
67.需要说明的是，缓冲件可以改善隔热结构300与支架400连接处的连接状态，避免隔热结构300在与支架400的粘接处发生破损，可以提升隔热结构300的使用寿命。
68.在另一个实施例中，隔热结构300为涂覆于电芯200和/或壳体100的隔热涂层。
69.需要说明的是，通过设置隔热结构300为隔热涂层，一方面可以保障隔热结构300
减缓电池01内部的热蔓延速率，另一方面可以缩小隔热结构300在电池01内占用体积，从而提升电池01的集成度，利于提升电池01内空间利用率。
70.同时，由于隔热结构300为隔热涂层，在装配电池01时，直接将隔热材料涂刷在电芯200和/或壳体100表即可，可以降低装配难度，提升装配效率。
71.在另一个实施例中，壳体100朝向电芯200一侧设有扩容腔，扩容腔内填充有隔热结构300。
72.需要说明的是，通过在壳体100内设置扩容腔，可以避免隔热结构300在电池01的厚度方向上，单独占用较大空间，从而可以提升电池01内空间利用率。
73.在一个实施例中，隔热结构300为空气层；或者，隔热结构300为相变材料。
74.需要说明的是，空气具有较好的保温效果，因而可以采用空气层作为隔热结构300，以实现隔热结构300减缓电池01内部的热蔓延速率的效果；同时，隔热材料还可以为相变材料，相变材料是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热，可以利用相变材料吸收潜能的功能，以实现隔热结构300减缓电池01内部的热蔓延速率的效果。
75.在一个实施例中，电芯200的长度大于300mm，即电芯200在长度方向上的尺寸大于300mm。
76.需要说明的是，本技术实施例提供的电池01中，电芯200的长度较长、大于300mm，在使用过程中，沿长度方向，电芯200各处的热量散热并不均匀，通过设置隔热结构300，可以有效减缓电池01内部的热蔓延速率的效果。
77.在一个实施例中，隔热结构300的厚度为0.2mm～5mm。
78.需要说明的是，隔热结构300过薄，会导致无法有效减缓电池01内部的热蔓延速率；隔热结构300过薄，会导致隔热结构300在电池01的厚度方向上占用过多空间，影响电池01内空间利用率。因而，本技术实施例通过设置隔热结构300的厚度为上述范围，可以较好地均衡以上问题。
79.在具体设置本技术实施例提供的隔热结构300时，可以设置隔热结构300的厚度为以下数值中的一个：
80.0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0mm、4.1mm、4.2mm、4.3mm、4.4mm、4.5mm、4.6mm、4.7mm、4.8mm、4.9mm、5.0mm。
81.第二方面，本技术实施例的提供了一种电池组。本技术实施例提供的电池组包括至少两个上述第一个方面中任意技术方案提供的电池01，示例性的，如图1至图3所示；请参考图5和图6所示出的结构，沿至少两个电池01的排列方向(图5和图6中以厚度方向示出)，相邻的两个电池01中：
82.至少一个电池01内的隔热结构300设于电池01靠近另一电池01一侧。
83.本技术实施例提供的电池组中，相邻电池01的壳体100接触，多个电池01依次排列成组；每个电池01中，壳体100的容纳腔内设有电芯200和隔热结构300，具体的，电芯200包括极片以及自极片的至少一端引出的极耳部220，该极耳部220与壳体100的输出端电连接，
以实现电芯200与输出端之间的电连接；电芯200具有两个相对设置的电芯大面，隔热结构300与电芯大面相对设置，且隔热结构300设置于壳体100与电芯200靠近壳体100的至少一个外表面之间。相邻的两个电池01中：至少一个电池01内的隔热结构300设于电池01靠近另一电池01一侧。
84.需要说明的是，本技术实施例提供的电池组中，隔热结构300置于电池01内部，一方面，该结构设置使得多个电池01成组时，不必再在相邻电池01间单独装配隔热结构300，可简化成组时的装配流程，有利于提升装配效率；另一方面，该结构设置取消了电池01间隔热结构300的装配操作，可以提升电池组整体的粘接强度。同时，本技术实施例提供的电池组通过设置相邻的两个电池01相互靠近的一侧设有至少一个隔热结构300，可以保证相邻两个电池01的电芯200间设有隔热结构300，以降低电芯200产热对相邻电池01的热蔓延，从而提升电池组的安全性能。
85.在一个实施例中，请参考图7所示出的结构，沿至少两个电池01的排列方向，相邻两个电池01的电芯大面间仅设有一个隔热结构300。
86.需要说明的是，当每相邻两个电池01的电芯200间仅设有一个隔热垫时，可以在提升电池01内空间利用率的同时，保障每相邻两个电池01在相互靠近的一侧均具有一个隔热结构300，以提高电池组的能量密度，保证隔热效果。
87.在一个实施例中，请参考图8所示出的结构，沿至少两个电池01的排列方向(图8中以厚度方向示出)，位于电池组端部的电池01的电芯大面与壳体100之间设有隔热结构300。
88.需要说明的是，多个依次排列的电池01中，位于端部的电池01仅一侧存在相邻电池01，另一侧接触箱体或外部环境，热量散失速度较快。通过设置位于端部的电池01内存在两个隔热结构300，可以均衡该电池01两侧散热速率，保证电池01进行正常循环，可正常使用效果。
89.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的保护范围仅由所附的权利要求来限制。