电池和用电装置的制作方法

    专利查询2025-07-07  10


    本技术涉及电池技术,尤其是涉及一种电池和用电装置。


    背景技术:

    1、近年来,新能源汽车的出现对于社会发展和环境保护均起到了巨大的推动作用,动力电池作为一种可充电的电池是新能源汽车的动力来源,在新能源汽车领域中被广泛应用。

    2、电池的能量密度是电池的性能中的一项重要参数,然而,在提升电池的能量密度时还需要考虑电池的热管理性能;并且,现有的电池刚性较差,无法直接承受用电装置其它部位带来的载荷,容易产生安全事故,影响用电装置的安全性。


    技术实现思路

    1、本技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种电池,能提升电池的能量密度和安全性,同时有效保障电池中的热传导,从而能够提升电池的热管理性能。

    2、本技术还提出一种具有上述电池的用电装置。

    3、根据本技术第一方面实施例的电池,包括:箱体,所述箱体具有容纳腔;电池单体,所述电池单体容纳于所述容纳腔内,所述电池单体包括第一壁和第二壁,所述第一壁和所述第二壁之间具有夹角,所述第一壁的面积大于所述第二壁的面积;导热件,所述导热件设于所述容纳腔内,所述导热件与所述第一壁相对设置且导热连接以与所述电池单体进行热交换;固定件,所述固定件连接所述第二壁和所述箱体,以将所述电池单体固定于所述容纳腔内。

    4、上述技术方案中,电池单体通过连接第二壁和箱体的固定件固定于容纳腔内,以增加电池的结构强度;同时设置导热件与电池单体的第一壁导热连接,以使导热件用于传导电池单体的热量,从而利用上述导热件保障电池中的热传导,以有效提升电池的安全性,且能够有效保障电池中的热传导,提升电池的热管理性能。

    5、在一些实施例中,所述第一壁为所述电池单体中面积最大的壁。

    6、在一些实施例中,所述电池单体的电极端子设置于所述第二壁。

    7、在一些实施例中,所述电池单体包括相对设置的两个所述第一壁和相对设置的两个所述第二壁,所述电极端子设置为至少两个;至少两个所述电极端子设置于同一个所述第二壁;或者,每个所述第二壁设置有至少一个所述电极端子。

    8、在一些实施例中,所述电极端子设于所述第一壁。

    9、在一些实施例中,所述电池单体为多个且在第一方向排布设置,在所述第一方向上,每个所述电池单体设有与所述第一壁相对设置的第一表面,所述第一表面设有避让槽,相邻的两个所述电池单体中的其中一个所述电池单体的所述避让槽用于容纳另一个所述电池单体的所述电极端子,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    10、在一些实施例中,所述第一壁形成为圆筒状。

    11、在一些实施例中,所述第一壁的轴向两端均设有第二壁,至少一个所述第二壁设有所述电极端子。

    12、在一些实施例中,其中一个所述第二壁设有外露的所述电极端子,所述电极组件包括正极片和负极片,所述正极片和所述负极片中的其中一个与所述电极端子电连接,所述正极片和所述负极片中的另一个与所述第一壁或另一个所述第二壁电连接。

    13、在一些实施例中,所述电池单体还包括第三壁,所述第三壁连接于所述第一壁和/或所述第二壁,所述电极端子设置于所述第三壁。

    14、在一些实施例中,所述电池单体包括相对设置的两个第三壁,所述电极端子设置为至少两个;至少两个所述电极端子设置于同一个所述第三壁;或者,每个所述第三壁设置有至少一个所述电极端子。

    15、在一些实施例中,所述第三壁的面积小于或等于所述第一壁的面积,和/或所述第三壁的面积小于或等于所述第二壁的面积。

    16、在一些实施例中,至少一个所述电池单体为软包电池单体。

    17、在一些实施例中,所述电池单体还包括泄压机构,所述泄压机构与所述电池单体的电极端子设置于所述电池单体的同一个壁。

    18、在一些实施例中,所述电池单体还包括泄压机构,所述泄压机构与所述电池单体的电极端子分别设置于所述电池单体的两个壁。

    19、在一些实施例中,所述导热件通过第一胶层粘接至所述第一壁。

    20、在一些实施例中,所述导热件的底部通过第二胶层粘接至所述容纳腔的底壁;和/或,所述固定件包括第三胶层,所述电池单体的所述第二壁通过所述第三胶层粘接至所述箱体。

    21、在一些实施例中,所述第一胶层的厚度小于或等于所述第二胶层的厚度;和/或,所述第一胶层的厚度小于或等于所述第三胶层的厚度。

    22、在一些实施例中,所述第一胶层的导热系数大于或等于所述第二胶层的导热系数;和/或,所述第一胶层的导热系数大于或等于所述第三胶层的导热系数。

    23、在一些实施例中,所述第一胶层的厚度与所述第一胶层的导热系数之间的比值为第一比值;所述第二胶层的厚度与所述第二胶层的导热系数之间的比值为第二比值;所述第三胶层的厚度与所述第三胶层的导热系数之间的比值为第三比值;其中,所述第一比值小于或等于所述第二比值;和/或,所述第一比值小于或等于所述第三比值。

    24、在一些实施例中,所述导热件包括金属材料和/或非金属材料。

    25、在一些实施例中,所述导热件包括金属板和绝缘层,所述绝缘层设置在所述金属板的表面;或者,所述导热件为非金属材料板。

    26、在一些实施例中,所述电池单体为多个且沿第二方向排列;所述导热件包括隔板,所述隔板沿所述第二方向延伸且与所述多个电池单体中的每个电池单体的所述第一壁连接,所述第二方向平行于所述第一壁。

    27、在一些实施例中,所述导热件还包括绝缘层,所述绝缘层用于绝缘隔离所述电池单体的所述第一壁和所述隔板。

    28、在一些实施例中,所述绝缘层的导热系数大于或等于0.1w/(m·k)。

    29、在一些实施例中,所述隔板在第一方向上的尺寸t1小于0.5mm,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    30、在一些实施例中,所述隔板在第一方向上的尺寸t1大于5mm,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    31、在一些实施例中,所述导热件的与所述第一壁连接的表面为绝缘表面;其中,所述导热件在第一方向上的尺寸为0.1~100mm,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    32、在一些实施例中,在第三方向上,所述隔板的尺寸h1与所述第一壁的尺寸h2满足:0.1≤h1/h2≤2,所述第三方向垂直于所述第二方向且平行于所述第一壁。

    33、在一些实施例中,所述隔板内部设置有空腔。

    34、在一些实施例中,所述空腔内用于容纳换热介质以给所述电池单体调节温度。

    35、在一些实施例中,在第一方向上,所述空腔的尺寸为w,所述电池单体的容量q与所述空腔的尺寸w满足:1.0ah/mm≤q/w≤400ah/mm,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    36、在一些实施例中,所述隔板还包括沿第一方向相对设置的一对导热板,所述空腔设置于所述一对导热板之间,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    37、在一些实施例中,所述隔板还包括加强筋,所述加强筋设于所述一对导热板之间。

    38、在一些实施例中,所述加强筋连接于所述一对导热板中的至少一者。

    39、在一些实施例中,所述加强筋包括第一加强筋,所述第一加强筋的两端分别连接于所述一对导热板,且所述第一加强筋相对于所述第一方向倾斜设置。

    40、在一些实施例中,所述第一加强筋与所述第一方向的夹角范围为30°-60°。

    41、在一些实施例中,所述加强筋还包括第二加强筋,所述第二加强筋的一端连接于所述一对导热板中的一者,所述第二加强筋的另一端与所述一对导热板中的另一者间隔设置。

    42、在一些实施例中,所述第二加强筋沿所述第一方向延伸并凸出于所述一对导热板中的一者。

    43、在一些实施例中,所述第一加强筋与所述第二加强筋间隔设置。

    44、在一些实施例中,在所述第一方向上,所述导热板的厚度d与所述空腔的尺寸w满足:0.01≤d/w≤25。

    45、在一些实施例中,所述隔板设有介质入口和介质出口,所述空腔连通所述介质入口和所述介质出口,所述隔板的内部设有与所述介质入口和所述介质出口均断开的腔体。

    46、在一些实施例中,所述空腔内设有分隔件,所述分隔件用于将所述空腔内分隔形成至少两个流道。

    47、在一些实施例中,所述导热件包括层叠设置的第一导热板、第二导热板和所述分隔件,所述分隔件设置于所述第一导热板和所述第二导热板之间,所述第一导热板和所述分隔件共同限定出第一流道,所述第二导热板和所述分隔件共同限定出第二流道。

    48、在一些实施例中,所述导热件的至少一部分被构造成在受压时可变形。

    49、在一些实施例中,所述导热件包括:层叠布置的换热层和可压缩层;所述可压缩层的弹性模量小于所述换热层的弹性模量。

    50、在一些实施例中,所述可压缩层包括可压缩腔,所述可压缩腔内填充有相变材料或弹性材料。

    51、在一些实施例中,所述导热件包括外壳和支撑部件,所述支撑部件容纳于所述外壳内并用于在所述外壳内限定出分隔设置的空腔和变形腔,所述空腔用于供换热介质流动,所述变形腔被配置为在所述外壳受压时可变形。

    52、在一些实施例中,所述导热件包括外壳和隔离组件,所述隔离组件容纳于所述外壳内并与所述外壳连接,以在所述外壳和所述隔离组件之间形成空腔,所述空腔用于供换热介质流动,所述隔离组件被配置为在所述外壳受压时可变形。

    53、在一些实施例中,所述导热件设有避让结构,所述避让结构用于为所述电池单体的膨胀提供空间。

    54、在一些实施例中,所述电池单体设置为多个,所述避让结构的至少部分位于两个相邻的所述电池单体之间,并用于为至少一个所述电池单体的膨胀提供空间。

    55、在一些实施例中,在第一方向上,所述导热件包括相对设置的第一导热板和第二导热板,所述第一导热板和所述第二导热板之间设有空腔,所述空腔用于容纳换热介质,沿所述第一方向,所述第一导热板和所述第二导热板中的至少一者朝向靠近另一者的方向凹陷设置以形成所述避让结构,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    56、在一些实施例中,所述箱体内设有电池组,所述电池组为的数量为两个以上并沿第一方向排列,每个所述电池组包括两个以上沿第二方向排列的所述电池单体,所述第二方向垂直于所述第一方向,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    57、在一些实施例中,相邻两组所述电池组之间夹持有所述导热件。

    58、在一些实施例中,所述电池还包括连接管组,所述导热件内设置有用于容纳换热介质的空腔,所述连接管组用于将两个以上所述导热件的所述空腔连通。

    59、在一些实施例中,所述连接管组包括联通道、进管以及出管,沿所述第一方向,相邻两个所述导热件的所述空腔通过所述联通道连通,所述进管以及所述出管与同一所述导热件的所述空腔连通。

    60、在一些实施例中,所述箱体包括主体及设置于所述主体底部的底盖,所述底盖与所述主体密封连接并共同形成封闭的所述容纳腔。

    61、在一些实施例中,所述底盖可拆卸地连接于所述主体底部。

    62、在一些实施例中,所述底盖具有面向所述容纳腔的特征面,所述特征面被构造为平面。

    63、在一些实施例中,所述固定件包括承载件,所述箱体的顶部设有所述承载件,所述电池单体设于所述承载件表面。

    64、在一些实施例中,所述承载件的最小厚度h与所述电池的重量m1满足:0.0002mm/kg<h/m1≤0.2mm/kg。

    65、在一些实施例中,所述承载件用于界定所述容纳腔,所述电池单体悬吊于所述承载件。

    66、在一些实施例中,所述电池单体与所述承载件粘接。

    67、在一些实施例中,所述电池单体具有与所述第一外表面相背设置的第二外表面,所述电极端子布置于所述第二外表面。

    68、在一些实施例中,所述电池单体为多个,多个所述电池单体在第二方向排布设置,所述第二方向垂直于竖直方向;所述承载件与多个所述电池单体的顶壁相连,所述电池单体位于所述承载件下方,所述承载件在所述竖直方向上的尺寸n与所述电池单体的重量m2之间的关系满足:0.04mm/kg≤n/m2≤100mm/kg。

    69、在一些实施例中,所述承载件内部设置有空腔。

    70、在一些实施例中,所述空腔用于容纳换热介质以给所述电池单体调节温度。

    71、在一些实施例中,在竖直方向上,所述承载件的远离所述电池单体的表面设有加强筋。

    72、在一些实施例中,所述承载件具有面向所述容纳腔的承载面,所述承载面被构造为平面。

    73、在一些实施例中,所述承载件具有承载部及连接部,所述连接部围合连接在所述承载部的边缘,所述承载部用于界定所述容纳腔,所述连接部连接于所述箱体除所述承载件之外的部分;其中,所述承载部面向所述容纳腔的内表面构造形成所述承载面。

    74、在一些实施例中,所述承载部相较于所述连接部沿背离所述容纳腔的方向突出设置。

    75、在一些实施例中,所述箱体包括底盖和边框,所述边框围合形成有在竖直方向的两端贯通设置的围合空间,所述底盖和所述承载件分别盖合于所述围合空间在所述竖直方向的相背两端,所述底盖、所述边框和所述承载件共同围合形成所述容纳腔。

    76、在一些实施例中,所述电池单体以端盖朝向所述容纳腔的底壁的方式倒置于所述箱体内,所述端盖设置有泄压机构和所述电极端子,所述泄压机构及所述电极端子均朝向所述底壁设置。

    77、在一些实施例中,所述电池还包括连接板和连接器,所述连接板设在所述箱体的一侧沿水平方向突出设置,所述连接板与所述容纳腔的底壁在所述竖直方向上形成容纳部,所述连接器设置在所述容纳部内且连接于所述连接板,所述连接器与所述电池单体电连接。

    78、在一些实施例中,所述固定件还包括防护组件,所述防护组件设置于所述电池单体与所述底壁之间,以支撑承载所述电池单体。

    79、在一些实施例中,所述电池还包括汇流部件,所述汇流部件用于与至少两个所述电池单体的所述电极端子电连接,所述防护组件设置于所述底壁和所述汇流部件之间,所述防护组件用于使得所述电池单体与所述底壁绝缘设置。

    80、在一些实施例中,所述防护组件包括防护条,所述防护条抵接于所述电池单体。

    81、在一些实施例中,所述防护条与所述电池单体和/或所述箱体固定连接。

    82、在一些实施例中,所述防护条与所述电池单体和/或所述箱体粘接。

    83、在一些实施例中,所述防护条设置有多个,多个所述防护条在第二方向上间隔设置,并沿第一方向延伸,所述第一方向、所述第二方向与竖直方向两两垂直。

    84、在一些实施例中,所述防护组件还包括主板,所述防护条连接于所述主板,所述主板位于所述防护条与所述底壁之间。

    85、在一些实施例中,所述主板抵接于所述底壁。

    86、在一些实施例中,所述主板与所述底壁固定连接。

    87、在一些实施例中,所述主板与所述防护条一体成型或可拆卸连接。

    88、在一些实施例中,所述电池单体的端盖包括功能区和肩部,所述功能区设置有所述电极端子,所述肩部沿第二方向位于所述功能区两侧,所述电池单体通过所述肩部抵接于所述防护条,所述第二方向垂直于竖直方向。

    89、在一些实施例中,在竖直方向上,所述防护条的厚度大于所述电极端子的外露于所述电池单体的部分的延伸高度。

    90、在一些实施例中,所述防护条抵接于所述电极端子,或者所述防护条与所述电极端子间隔设置。

    91、在一些实施例中,所述电极端子在所述底壁上的正投影位于相邻的所述防护条在所述底壁上的正投影之间。

    92、在一些实施例中,相邻的两个所述电池单体的所述电极端子通过汇流部件电连接,在所述第一方向上,相邻的两个所述防护条中一者的延伸长度小于另一者的延伸长度,以形成避让缺口,所述避让缺口用于避让所述汇流部件。

    93、在一些实施例中,所述电池单体还包括泄压机构,所述泄压机构与所述电极端子同侧设置,所述泄压机构在所述底壁的正投影位于相邻所述防护条在所述底壁的正投影之间。

    94、在一些实施例中,在竖直方向上,所述电池单体的所述端盖与所述底壁之间具有第一距离h3,所述第一距离h3满足2mm<h3<30mm。

    95、在一些实施例中,所述第一距离h3与单个所述电池单体的重量m2之比h3/m2满足0.2mm/kg<h3/m2<50mm/kg。

    96、在一些实施例中,所述电池单体还包括电池盒,所述电池盒内设有电极组件,所述电池盒设置有泄压机构,所述泄压机构与所述电池盒一体成型。

    97、在一些实施例中,所述电池盒包括一体成型的非薄弱区和薄弱区,所述电池盒设置有槽部,所述非薄弱区形成于所述槽部的周围,所述薄弱区形成于所述槽部的底部,所述薄弱区被配置为在所述电池单体泄放内部压力时被破坏,所述泄压机构包括所述薄弱区。

    98、在一些实施例中,所述薄弱区的平均晶粒尺寸为s1,所述非薄弱区的平均晶粒尺寸为s2,满足:0.05≤s1/s2≤0.9。

    99、在一些实施例中,所述薄弱区的最小厚度为a1,满足:1≤a1/s1≤100。

    100、在一些实施例中,所述薄弱区的最小厚度为a1,所述薄弱区的硬度为b1,满足:5hbw/mm≤b1/a1≤10000hbw/mm。

    101、在一些实施例中,所述薄弱区的硬度为b1,所述非薄弱区的硬度为b2,满足:1<b1/b2≤5。

    102、在一些实施例中,所述薄弱区的最小厚度为a1,所述非薄弱区的最小厚度为a2,满足:0.05≤a1/a2≤0.95。

    103、在一些实施例中,所述电池单体包括电极组件,所述电极组件包括正极片和负极片,所述正极片和/或所述负极片包括集流体和活性物质层,所述集流体包括支撑层和导电层,所述支撑层用于承载所述导电层,所述导电层用于承载所述活性物质层。

    104、在一些实施例中,沿所述支撑层的厚度方向,所述导电层设置于所述支撑层的至少一侧。

    105、在一些实施例中,所述导电层的常温薄膜电阻rs满足:0.016ω/□≤rs≤420ω/□。

    106、在一些实施例中,所述导电层的材料选自铝、铜、钛、银、镍铜合金、铝锆合金中的至少一种。

    107、在一些实施例中,所述支撑层的材料包括高分子材料及高分子基复合材料中的一种或多种。

    108、在一些实施例中,所述支撑层的厚度d1与所述支撑层的透光率k满足:当12μm≤d1≤30μm时,30%≤k≤80%;或者,当8μm≤d1<12μm时,40%≤k≤90%;或者,当1μm≤d1<8μm时,50%≤k≤98%。

    109、在一些实施例中,所述电池单体包括电极组件,所述电极组件包括正极片,所述正极片包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体表面的正极活性物质层,所述正极活性物质层包括正极活性材料,所述正极活性材料具有内核及包覆所述内核的壳,所述内核包括三元材料、dli2mno3·(1-d)limo2以及limpo4中的至少一种,0<d<1,所述m包括选自fe、ni、co、mn中的一种或多种,所述壳含有结晶态无机物,所述结晶态无机物使用x射线衍射测量的主峰的半高全宽为0-3°,所述结晶态无机物包括选自金属氧化物以及无机盐中的一种或多种。

    110、在一些实施例中,所述壳包括所述金属氧化物以及所述无机盐中的至少之一,以及碳。

    111、在一些实施例中,所述电池单体包括电极组件,所述电极组件包括正极片,所述正极片包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体表面的正极活性物质层,所述正极活性物质层包括正极活性材料,所述正极活性材料具有limpo4,所述m包括mn,以及非mn元素,所述非mn元素满足以下条件的至少之一:所述非mn元素的离子半径为a,锰元素的离子半径为b,|a-b|/b不大于10%;所述非mn元素的化合价变价电压为u,2v<u<5.5v;所述非mn元素和o形成的化学键的化学活性不小于p-o键的化学活性;所述非mn元素的最高化合价不大于6。

    112、在一些实施例中,所述非mn元素包括第一掺杂元素和第二掺杂元素中的一种或两种,所述第一掺杂元素为锰位掺杂,所述第二掺杂元素为磷位掺杂。

    113、在一些实施例中,所述第一掺杂元素满足以下条件的至少之一:所述第一掺杂元素的离子半径为a,锰元素的离子半径为b,|a-b|/b不大于10%;所述第一掺杂元素的化合价变价电压为u,2v<u<5.5v。

    114、在一些实施例中,所述第二掺杂元素满足以下条件的至少之一:所述第二掺杂元素和o形成的化学键的化学活性不小于p-o键的化学活性;所述第二掺杂元素的最高化合价不大于6。

    115、在一些实施例中,所述正极活性材料还具有包覆层。

    116、在一些实施例中,所述包覆层包括碳。

    117、在一些实施例中,所述包覆层中的碳为sp2形态碳与sp3形态碳的混合物。

    118、在一些实施例中,所述sp2形态碳与sp3形态碳的摩尔比为在0.1-10范围内的任意数值。

    119、根据本技术第二方面实施例的用电装置,包括根据本技术上述第一方面实施例的电池,所述电池用于提供电能。

    120、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。


    技术特征:

    1.一种电池,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1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。

    3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池单体的电极端子设置于所述第二壁。

    4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述电池单体包括相对设置的两个所述第一壁和相对设置的两个所述第二壁,所述电极端子设置为至少两个;

    5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池单体的电极端子设于所述第一壁。

    6.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,所述电池单体为多个且在第一方向排布设置,在所述第一方向上,每个所述电池单体设有与所述第一壁相对设置的第一表面,所述第一表面设有避让槽,相邻的两个所述电池单体中的其中一个所述电池单体的所述避让槽用于容纳另一个所述电池单体的所述电极端子,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    7.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一壁形成为圆筒状。

    8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述第一壁的轴向两端均设有第二壁,至少一个所述第二壁设有所述电池单体的电极端子。

    9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,其中一个所述第二壁设有外露的所述电极端子,所述电池单体的电极组件包括正极片和负极片,所述正极片和所述负极片中的其中一个与所述电极端子电连接,所述正极片和所述负极片中的另一个与所述第一壁或另一个所述第二壁电连接。

    10.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括第三壁,所述第三壁连接于所述第一壁和/或所述第二壁,所述电池单体的电极端子设置于所述第三壁。

    11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述电池单体包括相对设置的两个第三壁,所述电极端子设置为至少两个;

    12.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述第三壁的面积小于或等于所述第一壁的面积,和/或所述第三壁的面积小于或等于所述第二壁的面积。

    13.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,至少一个所述电池单体为软包电池单体。

    14.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括泄压机构,所述泄压机构与所述电池单体的电极端子设置于所述电池单体的同一个壁。

    15.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括泄压机构,所述泄压机构与所述电池单体的电极端子分别设置于所述电池单体的两个壁。

    16.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述导热件通过第一胶层粘接至所述第一壁。

    17.根据权利要求16所述的电池,其特征在于,所述导热件的底部通过第二胶层粘接至所述容纳腔的底壁;和/或

    18.根据权利要求17所述的电池,其特征在于,所述第一胶层的厚度小于或等于所述第二胶层的厚度;和/或

    19.根据权利要求17所述的电池,其特征在于,所述第一胶层的导热系数大于或等于所述第二胶层的导热系数;和/或

    20.根据权利要求17所述的电池,其特征在于,所述第一胶层的厚度与所述第一胶层的导热系数之间的比值为第一比值;所述第二胶层的厚度与所述第二胶层的导热系数之间的比值为第二比值;所述第三胶层的厚度与所述第三胶层的导热系数之间的比值为第三比值;

    21.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述导热件包括金属材料和/或非金属材料。

    22.根据权利要求21所述的电池,其特征在于,所述导热件包括金属板和绝缘层,所述绝缘层设置在所述金属板的表面;或者

    23.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述导热件还包括绝缘层,所述绝缘层用于绝缘隔离所述电池单体的所述第一壁和所述隔板。

    24.根据权利要求23所述的电池,其特征在于,所述绝缘层的导热系数大于或等于0.1w/(m·k)。

    25.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述隔板在第一方向上的尺寸t1小于0.5mm,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    26.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述隔板在第一方向上的尺寸t1大于5mm,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    27.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述导热件的与所述第一壁连接的表面为绝缘表面;

    28.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,在第三方向上,所述隔板的尺寸h1与所述第一壁的尺寸h2满足:0.1≤h1/h2≤2,所述第三方向垂直于所述第二方向且平行于所述第一壁。

    29.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述空腔内用于容纳换热介质以给所述电池单体调节温度。

    30.根据权利要求29所述的电池,其特征在于,所述隔板还包括沿第一方向相对设置的一对导热板,所述空腔设置于所述一对导热板之间,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    31.根据权利要求30所述的电池,其特征在于,所述隔板还包括加强筋,所述加强筋设于所述一对导热板之间。

    32.根据权利要求31所述的电池,其特征在于,所述加强筋连接于所述一对导热板中的至少一者。

    33.根据权利要求32所述的电池,其特征在于,所述加强筋包括第一加强筋,所述第一加强筋的两端分别连接于所述一对导热板,且所述第一加强筋相对于所述第一方向倾斜设置。

    34.根据权利要求33所述的电池,其特征在于,所述第一加强筋与所述第一方向的夹角范围为30°-60°。

    35.根据权利要求33所述的电池,其特征在于,所述加强筋还包括第二加强筋,所述第二加强筋的一端连接于所述一对导热板中的一者,所述第二加强筋的另一端与所述一对导热板中的另一者间隔设置。

    36.根据权利要求35所述的电池,其特征在于,所述第二加强筋沿所述第一方向延伸并凸出于所述一对导热板中的一者。

    37.根据权利要求35所述的电池,其特征在于,所述第一加强筋与所述第二加强筋间隔设置。

    38.根据权利要求30所述的电池,其特征在于,在所述第一方向上,所述导热板的厚度d与所述空腔的尺寸w满足:0.01≤d/w≤25。

    39.根据权利要求29所述的电池,其特征在于,所述隔板设有介质入口和介质出口,所述空腔连通所述介质入口和所述介质出口,所述隔板的内部设有与所述介质入口和所述介质出口均断开的腔体。

    40.根据权利要求29所述的电池,其特征在于,所述空腔内设有分隔件,所述分隔件用于将所述空腔内分隔形成至少两个流道。

    41.根据权利要求40所述的电池,其特征在于,所述导热件包括层叠设置的第一导热板、第二导热板和所述分隔件,所述分隔件设置于所述第一导热板和所述第二导热板之间,所述第一导热板和所述分隔件共同限定出第一流道,所述第二导热板和所述分隔件共同限定出第二流道。

    42.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述导热件的至少一部分被构造成在受压时可变形。

    43.根据权利要求42所述的电池,其特征在于,所述导热件包括:

    44.根据权利要求43所述的电池,其特征在于,所述可压缩层包括可压缩腔,所述可压缩腔内填充有相变材料或弹性材料。

    45.根据权利要求42所述的电池,其特征在于,所述导热件包括外壳和支撑部件,所述支撑部件容纳于所述外壳内并用于在所述外壳内限定出分隔设置的空腔和变形腔,所述空腔用于供换热介质流动,所述变形腔被配置为在所述外壳受压时可变形。

    46.根据权利要求43所述的电池,其特征在于,所述导热件包括外壳和隔离组件,所述隔离组件容纳于所述外壳内并与所述外壳连接,以在所述外壳和所述隔离组件之间形成空腔,所述空腔用于供换热介质流动,所述隔离组件被配置为在所述外壳受压时可变形。

    47.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述导热件设有避让结构,所述避让结构用于为所述电池单体的膨胀提供空间。

    48.根据权利要求47所述的电池,其特征在于,所述电池单体设置为多个,所述避让结构的至少部分位于两个相邻的所述电池单体之间,并用于为至少一个所述电池单体的膨胀提供空间。

    49.根据权利要求47所述的电池,其特征在于,在第一方向上,所述导热件包括相对设置的第一导热板和第二导热板,所述第一导热板和所述第二导热板之间设有空腔,所述空腔用于容纳换热介质,沿所述第一方向,所述第一导热板和所述第二导热板中的至少一者朝向靠近另一者的方向凹陷设置以形成所述避让结构,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    50.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述箱体内设有电池组,所述电池组为的数量为两个以上并沿第一方向排列,每个所述电池组包括两个以上沿第二方向排列的所述电池单体,所述第二方向垂直于所述第一方向,所述第一方向垂直于所述第一壁。

    51.根据权利要求50所述的电池,其特征在于,相邻两组所述电池组之间夹持有所述导热件。

    52.根据权利要求51所述的电池,其特征在于,还包括连接管组,所述导热件内设置有用于容纳换热介质的空腔,所述连接管组用于将两个以上所述导热件的所述空腔连通。

    53.根据权利要求52所述的电池,其特征在于,所述连接管组包括联通道、进管以及出管,沿所述第一方向,相邻两个所述导热件的所述空腔通过所述联通道连通,所述进管以及所述出管与同一所述导热件的所述空腔连通。

    54.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述箱体包括主体及设置于所述主体底部的底盖,所述底盖与所述主体密封连接并共同形成封闭的所述容纳腔。

    55.根据权利要求54所述的电池,其特征在于,所述底盖可拆卸地连接于所述主体底部。

    56.根据权利要求54所述的电池,其特征在于,所述底盖具有面向所述容纳腔的特征面,所述特征面被构造为平面。

    57.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述固定件包括承载件,所述箱体的顶部设有所述承载件,所述电池单体设于所述承载件表面。

    58.根据权利要求57所述的电池,其特征在于,所述承载件的最小厚度h与所述电池的重量m1满足:0.0002mm/kg<h/m1≤0.2mm/kg。

    59.根据权利要求57所述的电池,其特征在于,所述承载件用于界定所述容纳腔,所述电池单体悬吊于所述承载件。

    60.根据权利要求59所述的电池,其特征在于,所述电池单体与所述承载件粘接。

    61.根据权利要求57所述的电池,其特征在于,所述电池单体为多个,多个所述电池单体在第二方向排布设置,所述第二方向垂直于竖直方向;

    62.根据权利要求61所述的电池,其特征在于,所述承载件内部设置有空腔。

    63.根据权利要求62所述的电池,其特征在于,所述空腔用于容纳换热介质以给所述电池单体调节温度。

    64.根据权利要求57所述的电池,其特征在于,在竖直方向上,所述承载件的远离所述电池单体的表面设有加强筋。

    65.根据权利要求57所述的电池,其特征在于,所述承载件具有面向所述容纳腔的承载面,所述承载面被构造为平面。

    66.根据权利要求65所述的电池,其特征在于,所述承载件具有承载部及连接部,所述连接部围合连接在所述承载部的边缘,所述承载部用于界定所述容纳腔,所述连接部连接于所述箱体除所述承载件之外的部分;

    67.根据权利要求66所述的电池,其特征在于,所述承载部相较于所述连接部沿背离所述容纳腔的方向突出设置。

    68.根据权利要求57所述的电池,其特征在于,所述箱体包括底盖和边框,所述边框围合形成有在竖直方向的两端贯通设置的围合空间,所述底盖和所述承载件分别盖合于所述围合空间在所述竖直方向的相背两端,所述底盖、所述边框和所述承载件共同围合形成所述容纳腔。

    69.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体以端盖朝向所述容纳腔的底壁的方式倒置于所述箱体内,所述端盖设置有泄压机构和电极端子,所述泄压机构及所述电极端子均朝向所述底壁设置。

    70.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池还包括连接板和连接器,所述连接板设在所述箱体的一侧沿水平方向突出设置,所述连接板与所述容纳腔的底壁在竖直方向上形成容纳部,所述连接器设置在所述容纳部内且连接于所述连接板,所述连接器与所述电池单体电连接。

    71.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述固定件包括防护组件,所述防护组件设置于所述电池单体与所述容纳腔的底壁之间,以支撑承载所述电池单体。

    72.根据权利要求71所述的电池,其特征在于,所述电池还包括汇流部件,所述汇流部件用于与至少两个所述电池单体的电极端子电连接,所述防护组件设置于所述底壁和所述汇流部件之间,所述防护组件用于使得所述电池单体与所述底壁绝缘设置。

    73.根据权利要求71所述的电池,其特征在于,所述防护组件包括防护条,所述防护条抵接于所述电池单体。

    74.根据权利要求73所述的电池,其特征在于,所述防护条与所述电池单体和/或所述箱体固定连接。

    75.根据权利要求74所述的电池,其特征在于,所述防护条与所述电池单体和/或所述箱体粘接。

    76.根据权利要求73所述的电池,其特征在于,所述防护条设置有多个,多个所述防护条在第二方向上间隔设置,并沿第一方向延伸,所述第一方向、所述第二方向与竖直方向两两垂直。

    77.根据权利要求73所述的电池,其特征在于,所述防护组件还包括主板,所述防护条连接于所述主板,所述主板位于所述防护条与所述底壁之间。

    78.根据权利要求77所述的电池,其特征在于,所述主板抵接于所述底壁。

    79.根据权利要求78所述的电池,其特征在于,所述主板与所述底壁固定连接。

    80.根据权利要求77所述的电池,其特征在于,所述主板与所述防护条一体成型或可拆卸连接。

    81.根据权利要求73所述的电池,其特征在于,所述电池单体的端盖包括功能区和肩部,所述功能区设置有电极端子,所述肩部沿第二方向位于所述功能区两侧,所述电池单体通过所述肩部抵接于所述防护条,所述第二方向垂直于竖直方向。

    82.根据权利要求73所述的电池,其特征在于,在竖直方向上,所述防护条的厚度大于所述电池单体的电极端子的外露于所述电池单体的部分的延伸高度。

    83.根据权利要求73所述的电池,其特征在于,所述防护条抵接于所述电池单体的电极端子,或者所述防护条与所述电池单体的电极端子间隔设置。

    84.根据权利要求76所述的电池,其特征在于,所述电池单体的电极端子在所述底壁上的正投影位于相邻的所述防护条在所述底壁上的正投影之间。

    85.根据权利要求76所述的电池,其特征在于,相邻的两个所述电池单体的电极端子通过汇流部件电连接,在所述第一方向上,相邻的两个所述防护条中一者的延伸长度小于另一者的延伸长度,以形成避让缺口,所述避让缺口用于避让所述汇流部件。

    86.根据权利要求76所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括泄压机构,所述泄压机构与所述电池单体的电极端子同侧设置,所述泄压机构在所述底壁的正投影位于相邻所述防护条在所述底壁的正投影之间。

    87.根据权利要求69所述的电池,其特征在于,在竖直方向上,所述电池单体的所述端盖与所述底壁之间具有第一距离h3,所述第一距离h3满足2mm<h3<30mm。

    88.根据权利要求87所述的电池,其特征在于,所述第一距离h3与单个所述电池单体的重量m2之比h3/m2满足0.2mm/kg<h3/m2<50mm/kg。

    89.根据权利要求1-20中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括电池盒,所述电池盒内设有电极组件,所述电池盒设置有泄压机构,所述泄压机构与所述电池盒一体成型。

    90.根据权利要求89所述的电池,其特征在于,所述电池盒包括一体成型的非薄弱区和薄弱区,所述电池盒设置有槽部,所述非薄弱区形成于所述槽部的周围,所述薄弱区形成于所述槽部的底部,所述薄弱区被配置为在所述电池单体泄放内部压力时被破坏,所述泄压机构包括所述薄弱区。

    91.根据权利要求90所述的电池,其特征在于,所述薄弱区的平均晶粒尺寸为s1,所述非薄弱区的平均晶粒尺寸为s2,满足:0.05≤s1/s2≤0.9。

    92.根据权利要求91所述的电池,其特征在于,所述薄弱区的最小厚度为a1,满足:1≤a1/s1≤100。

    93.根据权利要求90所述的电池,其特征在于,所述薄弱区的最小厚度为a1,所述薄弱区的硬度为b1,满足:5hbw/mm≤b1/a1≤10000hbw/mm。

    94.根据权利要求90所述的电池,其特征在于,所述薄弱区的硬度为b1,所述非薄弱区的硬度为b2,满足:1<b1/b2≤5。

    95.根据权利要求93所述的电池,其特征在于,所述薄弱区的最小厚度为a1,所述非薄弱区的最小厚度为a2,满足:0.05≤a1/a2≤0.95。

    96.根据权利要求1-20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,所述电极组件包括正极片和负极片,所述正极片和/或所述负极片包括集流体和活性物质层,所述集流体包括支撑层和导电层,所述支撑层用于承载所述导电层,所述导电层用于承载所述活性物质层。

    97.根据权利要求96所述的电池,其特征在于,沿所述支撑层的厚度方向,所述导电层设置于所述支撑层的至少一侧。

    98.根据权利要求96所述的电池,其特征在于,所述导电层的常温薄膜电阻rs满足:0.016ω/□≤rs≤420ω/□。

    99.根据权利要求96所述的电池,其特征在于,所述导电层的材料选自铝、铜、钛、银、镍铜合金、铝锆合金中的至少一种。

    100.根据权利要求96所述的电池,其特征在于,所述支撑层的材料包括高分子材料及高分子基复合材料中的一种或多种。

    101.根据权利要求96所述的电池,其特征在于,所述支撑层的厚度d1与所述支撑层的透光率k满足:

    102.根据权利要求1-20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,所述电极组件包括正极片,所述正极片包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体表面的正极活性物质层,所述正极活性物质层包括正极活性材料,所述正极活性材料具有内核及包覆所述内核的壳,所述内核包括三元材料、dli2mno3·(1-d)limo2以及limpo4中的至少一种,0<d<1,所述m包括选自fe、ni、co、mn中的一种或多种,

    103.根据权利要求102所述的电池,其特征在于,所述壳包括所述金属氧化物以及所述无机盐中的至少之一,以及碳。

    104.根据权利要求1-20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,所述电极组件包括正极片,所述正极片包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体表面的正极活性物质层,所述正极活性物质层包括正极活性材料,所述正极活性材料具有limpo4,所述m包括mn,以及非mn元素,所述非mn元素满足以下条件的至少之一:

    105.根据权利要求104所述的电池,其特征在于,所述非mn元素包括第一掺杂元素和第二掺杂元素中的一种或两种,所述第一掺杂元素为锰位掺杂,所述第二掺杂元素为磷位掺杂。

    106.根据权利要求105所述的电池,其特征在于,所述第一掺杂元素满足以下条件的至少之一:

    107.根据权利要求106所述的电池,其特征在于,所述第二掺杂元素满足以下条件的至少之一:

    108.根据权利要求104所述的电池,其特征在于,所述正极活性材料还具有包覆层。

    109.根据权利要求108所述的电池,其特征在于,所述包覆层包括碳。

    110.根据权利要求109所述的电池,其特征在于,所述包覆层中的碳为sp2形态碳与sp3形态碳的混合物。

    111.根据权利要求110所述的电池,其特征在于,所述sp2形态碳与sp3形态碳的摩尔比为在0.1-10范围内的任意数值。

    112.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-111中任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。


    技术总结
    本申请公开了一种电池和用电装置,电池包括箱体、电池单体、导热件和固定件,电池单体容纳于箱体的容纳腔内,电池单体包括第一壁和第二壁,第一壁和第二壁之间具有夹角,第一壁的面积大于第二壁的面积,导热件设于容纳腔内,导热件与第一壁相对设置且导热连接以与电池单体进行热交换,固定件连接第二壁和箱体,以将电池单体固定于容纳腔内。根据本申请的电池,能提升电池的能量密度和安全性,同时有效保障电池中的热传导,从而能够提升电池的热管理性能。

    技术研发人员:秦峰,张海东
    受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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