本技术涉及能源，尤其涉及到一种电芯、电池包以及储能系统。
背景技术：
1、锂电池具有能量密度高、循环寿命长等特点，被广泛应用于储能、电动汽车以及备电等领域。锂电池的电池包在充电和放电的过程中会产生大量的热，过热会加速电池包内部的电芯副反应，降低电池的性能以及使用寿命。为了防止电芯在热失控时发生起火、甚至爆炸，电芯的顶部通常设置有防爆阀，用于释放电芯内部的高温气体，以避免电芯爆炸。在电池包内，相邻的电芯之间还填充有隔热材料，以减缓电芯之间的热蔓延。然而，这些抑制电池热失控的方案只能从电芯的外部阻止热量传递，而电芯的内部仍然持续产生热量，导致热蔓延的抑制效果有限。
技术实现思路
1、本技术提供了一种电芯、电池包以及储能系统，以在电芯的内部降低热失控产生的热量，从而抑制电池包内电芯之间的热蔓延。
2、第一方面，本技术提供了一种电池包。电池包可以包括电池壳、绝缘冷却液和至少一个电芯，绝缘冷却液和至少一个电芯位于电池壳内。上述至少一个电芯中，每个电芯包括壳体、芯包和隔板，芯包和隔板位于壳体内。壳体包括相对设置的顶壁和底壁。顶壁设置有防爆阀，防爆阀具体包括排气口、进液口、防爆片和保护片。排气口和进液口分别贯穿顶壁。排气口和进液口之间设置有挡墙，该挡墙用于隔离排气口和进液口。保护片位于顶壁背离底壁的一侧，并且保护片盖合排气口和进液口。防爆片位于保护片朝向顶壁的一侧，防爆片用于密封排气口。绝缘冷却液浸没每个电芯的防爆阀。另外，隔板包括顶板和多个侧板，顶板位于顶壁与芯包之间，上述多个侧板位于顶板朝向芯包的一侧。该多个侧板依次连接并与顶板连接，从而形成容纳空间。芯包至少部分位于容纳空间内。上述多个侧壁与底壁之间具有间隙。隔板与壳体之间形成进液通道，隔板与芯包之间形成排气通道。进液口与进液通道连通，顶板还设有通孔，排气口和排气通道通过通孔连通。
3、在本技术的电池包中，电芯的防爆阀浸没在绝缘冷却液中。在电芯未泄爆时，防爆阀将电芯的内部和外部隔离，防止绝缘冷却液通过排气口和进液口进入电芯内部，以及防止电解液通过排气口和进液口流出电芯。当电芯热失控时，芯包与电解液产生大量的热量，使得电芯内部的压力增大，并且在该压力的作用下开启防爆阀，使得电芯内部的高温气体和电解液通过排气通道和排气口排出，从而至少将电芯内部的部分热量带走。在防爆阀开启的同时，绝缘冷却液从进液口进入电芯内部，并在经过进液通道后与电解液混合。在绝缘冷却液和电解液混合的过程中，一方面，绝缘冷却液可以吸收电芯内部的热量，以降低电芯内部的温度；另一方面，绝缘冷却液与电解液混合后可减缓芯包与电解液的副反应，从而减缓电芯内部的热量产生。这样，电芯内热失控产生的热量可有效降低，从而抑制电池包内电芯之间的热蔓延。
4、上述防爆片可以仅用于密封排气口。在一个可能的实现方式中，防爆片位于排气口内，并且防爆片与排气口的内壁焊接。防爆片可以使排气口的两端透气，并且防止电解液通过排气口流出电芯。在该技术方案中，保护片可以密封进液口，以防止电解液和绝缘冷却液通过进液口。这样，通过保护片和防爆片密封排气口和进液口。或者，在另一个可能的实现方式中，排气口和进液口均可通过防爆片密封。具体的，防爆片覆盖排气口和进液口，防爆片用于密封排气口和进液口，从而防止电解液通过排气口和进液口流出电芯，并且防止绝缘冷却液通过排气口和进液口流入电芯。
5、在一个可能的实现方式中，挡墙可以为环形挡墙，排气口位于环形挡墙内。进液口可以为环形进液口，环形进液口环设于环形挡墙的外周。在泄爆时，电芯内部的高温气体和电解液通过排气口排出，而电芯外部的绝缘冷却液可通过外周的进液口进入电芯的内部，从而使排气和进液可同时实现且不会相互影响，加速对电芯内部的降温和热失控副反应。
6、在一个可能的实现方式中，顶板朝向顶壁的一侧表面设置有环形凸起。该环形凸起环设于通孔的外周，并且环形凸起与环形挡墙密封连接。这样，隔板与顶壁通过环形凸起和环形挡墙固定连接，并且环形凸起内的通孔与环形挡墙内排气口连通，可连通电芯外部和隔板内的容纳空间。
7、在一个可能的实现方式中，沿电芯的高度方向，芯包的至少三分之二的部分位于容纳空间内。在该技术方案中，侧板可以尽可能延长排气通道和进液通道的尺寸，从而使排气通道和进液通道之间的间隔增长。这样，在芯包与电解液产生副反应时，在压力的作用下使电解液大部分从排气通道和排气口排出，以减少电芯内部的电解液，进一步减缓副反应。
8、在一个可能的实现方式中，在上述多个侧板中，每个侧板靠近底壁的一侧设置有缺口。绝缘冷却液可通过缺口进入排气通道并与电解液混合，这样可加速绝缘冷却液与电解液的混合，从而加速热量的吸收。
9、在一个可能的实现方式中，上述多个侧板中的至少一个侧板设置有多个小孔，前述多个小孔中的每个小孔的尺寸小于排气口的尺寸。当芯包与电解液产生副反应时，由于小孔的尺寸小于排气口，电解液在压力的作用下朝向排气口流动。当排气通道内的电解液减少时，小孔两侧的压强可能出现差异，使得进入电芯的绝缘冷却液的一部分能够穿过小孔进入排气通道，并与电解液混合，从而加速阻断热失控的副反应。
10、在一个可能的实现方式中，通孔内设有多个气孔，多个气孔与排气口连通。在经过顶板的通孔时，电解液从前述多个气孔穿过，由于前述多个气孔的截面积小于通孔的截面积，因此穿过前述多个气孔的电解液的流速增加，从而可更快排出电解液。
11、在本技术的电池包中，壳体的顶壁还设置有正极柱和负极柱，正极柱、负极柱和防爆阀位于壳体的同一侧。芯包可以包括正极耳和负极耳。隔板的顶板还设置有正极开口和负极开口。在实际应用时，芯包的放置位置不作限制。在一个可能的实现方式中，芯包可以正放。正极耳和负极耳位于芯包朝向顶板的一侧，正极耳穿过正极开口并与正极柱连接，负极耳穿过负极开口并与负极柱连接。或者，在另一个可能的实现方式中，芯包也可以侧放。正极耳和负极耳相对位于芯包的两侧，且正极耳和负极耳分别朝向多个侧板设置。电芯还包括正导电排和负导电排。正导电排的一端与正极耳连接，另一端穿过正极开口并与正极柱连接。负导电排的一端与负极耳连接，另一端穿过负极开口并与负极柱连接。这样，芯包的极耳未朝向极柱设置，可减少极耳通过极柱散热的现象，以改善极柱温度较高的现象。
12、在本技术的电池包中，绝缘冷却液可以包括油或氟化液，以实现吸热和阻隔副反应。
13、第二方面，本技术提供了一种电芯。电芯包括壳体、芯包和隔板，芯包和隔板位于壳体内。壳体包括相对设置的顶壁和底壁。顶壁设置有防爆阀，防爆阀具体包括排气口、进液口、防爆片和保护片。排气口和进液口分别贯穿顶壁。排气口和进液口之间设置有挡墙，该挡墙用于隔离排气口和进液口。防爆片用于密封排气口。保护片位于保护片背离底壁的一侧，并且保护片用于盖合排气口和进液口。保护片位于顶壁背离底壁的一侧，并且保护片盖合排气口和进液口。防爆片位于保护片朝向顶壁的一侧，防爆片用于密封排气口。另外，隔板包括顶板和多个侧板，顶板位于顶壁与芯包之间，上述多个侧板位于顶板朝向芯包的一侧。该多个侧板依次连接并与顶板连接，从而形成容纳空间。芯包至少部分位于容纳空间内。上述多个侧壁与底壁之间具有间隙。隔板与壳体之间形成进液通道，隔板与芯包之间形成排气通道。进液口与进液通道连通，顶板还设有通孔，排气口和排气通道通过通孔连通。
14、本技术的电芯可应用于电池包中，防爆阀浸没在电池包的绝缘冷却液中。在电芯未泄爆时，防爆阀将电芯的内部和外部隔离，防止绝缘冷却液通过排气口和进液口进入电芯内部，以及防止电解液通过排气口和进液口流出电芯。当电芯热失控时，芯包与电解液产生大量的热量，使得电芯内部的压力增大，并且在该压力的作用下开启防爆阀，使得电芯内部的高温气体和电解液通过排气通道和排气口排出，从而至少将电芯内部的部分热量带走。在防爆阀开启的同时，绝缘冷却液从进液口进入电芯内部，并在经过进液通过后与电解液混合。在绝缘冷却液和电解液混合的过程中，一方面，绝缘冷却液可以吸收电芯内部的热量，以降低电芯内部的温度；另一方面，绝缘冷却液与电解液缓和后可减缓芯包与电解液的副反应，从而减缓电芯内部的热量产生。这样可有效降低电芯内热失控产生的热量。
15、上述防爆片可以仅用于密封排气口。在一个可能的实现方式中，防爆片位于排气口内，并且防爆片与排气口的内壁焊接。防爆片可以使排气口的两端透气，并且防止电解液通过排气口流出电芯。在该技术方案中，保护片可以密封进液口，以防止电解液和绝缘冷却液通过进液口。这样，通过保护片和防爆片密封排气口和进液口。或者，在另一个可能的实现方式中，排气口和进液口均可通过防爆片密封。具体的，防爆片覆盖排气口和进液口，防爆片用于密封排气口和进液口，从而防止电解液通过排气口和进液口流出电芯，并且防止绝缘冷却液通过排气口和进液口流入电芯。
16、在一个可能的实现方式中，挡墙可以为环形挡墙，排气口位于环形挡墙内。进液口可以为环形进液口，环形进液口环设于环形挡墙的外周。在泄爆时，电芯内部的高温气体和电解液通过排气口排出，而电芯外部的绝缘冷却液可通过外周的进液口进入电芯的内部，从而使排气和进液可同时实现且不会相互影响，加速对电芯内部的降温和热失控副反应。
17、在一个可能的实现方式中，顶板朝向顶壁的一侧表面设置有环形凸起。该环形凸起环设于通孔的外周，并且环形凸起与环形挡墙密封连接。这样，隔板与顶壁通过环形凸起和环形挡墙固定连接，并且环形凸起内的通孔与环形挡墙内排气口连通，可连通电芯外部和隔板内的容纳空间。
18、在一个可能的实现方式中，沿电芯的高度方向，芯包的至少三分之二的部分位于容纳空间内。在该技术方案中，侧板可以尽可能延长排气通道和进液通道的尺寸，从而使排气通道和进液通道之间的间隔增长。这样，在芯包与电解液产生副反应时，在压力的作用下使电解液大部分从排气通道和排气口排出，以减少电芯内部的电解液，进一步减缓副反应。
19、在一个可能的实现方式中，在上述多个侧板中，每个侧板靠近底壁的一侧设置有缺口。绝缘冷却液可通过缺口进入排气通道并与电解液混合，这样可加速绝缘冷却液与电解液的混合，从而加速热量的吸收。
20、在一个可能的实现方式中，上述多个侧板中的至少一个侧板设置有多个小孔，前述多个小孔中的每个小孔的尺寸小于排气口的尺寸。当芯包与电解液产生副反应时，由于小孔的尺寸小于排气口，电解液在压力的作用下朝向排气口流动。当排气通道内的电解液减少时，小孔两侧的压强可能出现差异，使得进入电芯的绝缘冷却液的一部分能够穿过小孔进入排气通道，并与电解液混合，从而加速阻断热失控的副反应。
21、在一个可能的实现方式中，通孔内设有多个气孔，多个气孔与排气口连通。在经过顶板的通孔时，电解液从前述多个气孔穿过，由于前述多个气孔的截面积小于通孔的截面积，因此穿过前述多个气孔的电解液的流速增加，从而可更快排出电解液。
22、在本技术的电芯中，壳体的顶壁还设置有正极柱和负极柱，正极柱、负极柱和防爆阀位于壳体的同一侧。芯包可以包括正极耳和负极耳。隔板的顶板还设置有正极开口和负极开口。在实际应用时，芯包的放置位置不作限制。在一个可能的实现方式中，芯包可以正放。正极耳和负极耳位于芯包朝向顶板的一侧，正极耳穿过正极开口并与正极柱连接，负极耳穿过负极开口并与负极柱连接。或者，在另一个可能的实现方式中，芯包也可以侧放。正极耳和负极耳相对位于芯包的两侧，且正极耳和负极耳分别朝向多个侧板设置。电芯还包括正导电排和负导电排。正导电排的一端与正极耳连接，另一端穿过正极开口并与正极柱连接。负导电排的一端与负极耳连接，另一端穿过负极开口并与负极柱连接。这样，芯包的极耳未朝向极柱设置，可减少极耳通过极柱散热的现象，以改善极柱温度较高的现象。
23、第三方面，本技术提供了一种储能系统。该储能系统包括功率变换器和上述第一方面的电池包，功率变换器用于将外部电源输出的电能进行功率变换后输出给电池包。本技术的储能系统的电池包内部，绝缘冷却液可以改善电芯内的热失控现象，以抑制电池包内电芯之间的热蔓延，从而降低电池包的短路和爆炸等风险，以提高储能系统的安全性。
1.一种电池包，其特征在于，包括电池壳、以及位于所述电池壳内的绝缘冷却液和至少一个电芯，其中：
2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述防爆片位于所述排气口内，并与所述排气口的内壁焊接；所述保护片密封所述进液口；或者
3.如权利要求1或2所述的电池包，其特征在于，所述挡墙为环形挡墙，所述排气口位于所述环形挡墙内；所述进液口为环形进液口，所述环形进液口环设于所述环形挡墙的外周。
4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述顶板朝向所述顶壁的一侧表面设置有环形凸起，所述环形凸起环设于所述通孔的外周，且所述环形凸起与所述环形挡墙密封连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电池包，其特征在于，沿所述电芯的高度方向，所述芯包的至少三分之二的部分位于所述容纳空间内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电池包，其特征在于，在所述多个侧板中，每个侧板靠近所述底壁的一侧设置有缺口。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述多个侧板中的至少一个侧板设置有多个小孔，所述多个小孔中的每个小孔的尺寸小于所述排气口的尺寸。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电池包，其特征在于，所述通孔内设有多个气孔，所述多个气孔与所述排气口连通。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电池包，其特征在于，所述顶壁还设置有正极柱和负极柱，所述正极柱、所述负极柱和所述防爆阀位于所述壳体的同一侧；所述芯包包括正极耳和负极耳；所述顶板还设置有正极开口和负极开口；
10.如权利要求1至9中任一项所述的电池包，其特征在于，所述绝缘冷却液包括油或氟化液。
11.一种电芯，其特征在于，包括壳体、以及位于所述壳体内的芯包和隔板，其中：
12.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括功率变换器、以及如权利要求1至10中任一项所述的电池包，所述功率变换器用于将外部电源输出的电能进行功率变换后输出给所述电池包。
