CN110098429A - 一种电池、用电装置及电芯安装方法 - Google Patents

一种电池、用电装置及电芯安装方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种电池，将电池中第一集流体与电池壳体接触，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体直接传导到电池壳体，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能，电池包括：电池壳体、第一集流体、隔膜和第二集流体；所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体层叠并设置于所述电池壳体内部，其中，所述第一集流体和所述第二集流体的极性相异，所述第一集流体与所述电池壳体接触。

Description

一种电池、用电装置及电芯安装方法
技术领域
本申请涉及动力电池领域，尤其涉及一种电池、用电装置及电芯安装方法。
背景技术
目前，动力电池由于其能量密度大、充电速度快等优点，被大量应用在电动汽车、电动列车或电动自行车等场景中。在动力电池的快速充电过程中，尤其是高能量密度的动力电池在快速充电时，动力电池的电芯内部会产生大量的热，这些热如果不能及时的传导到电池壳体，会使动力电池的温度快速升高，有热失控的风险。
现有技术中，电芯中的隔膜的端部超出相邻的集流体，隔膜与电池壳体直接接触，而集流体与电池壳体之间则存在一定的空气间隙，使得电芯内部到电池壳体的传热路径为从隔膜到电池壳体，或从空气间隙到电池壳体，由于隔膜和空气间隙的导热系数较小，使得电芯内部到电池壳体的传热路径存在很大的热阻，降低了电芯的散热性能。
发明内容
第一方面，本申请实施例提供了一种电池，电池壳体、第一集流体、隔膜和第二集流体；所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体层叠并设置于所述电池壳体内部，其中，所述第一集流体和所述第二集流体的极性相异，所述第一集流体与所述电池壳体接触。
本申请实施例中，提供了一种电池，其特征在于，包括：电池壳体、第一集流体、隔膜和第二集流体；所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体层叠并设置于所述电池壳体内部，其中，所述第一集流体和所述第二集流体的极性相异，所述第一集流体与所述电池壳体接触。将电池中第一集流体与电池壳体接触，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体直接传导到电池壳体，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体在第一方向上层叠；所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，且所述第一集流体在所述第二方向上与所述电池壳体通过接触进行热传导，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。本实施例中的电池为叠片电池，其中第一方向可以为与第一集流体所在的平面垂直的方向，第二方向可以为与第一集流体所在的平面平行的方向。本申请的实施例中，若第一集流体为正极集流体，相应的，第二集流体为负极集流体，若第一集流体为负极集流体，相应的，第二集流体为正极集流体。本实施例中，所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，即隔膜在所述第二方向上与所述电池壳体之间留有一定的间隔，而所述第一集流体在所述第二方向上与电池壳体接触，使电芯内部发出的热不经过隔膜传导，而是直接通过第一集流体传导到电池壳体，由于集流体的导热系数远远大于隔膜的导热系数，因此提高了电芯的散热性能。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体涂布有活性物质，且所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第二方向上未超出所述隔膜。本实施例中，为了提高从电芯向电池外壳的传热路径的导热系数，本实施例将第一集流体在第二方向上与电池壳体接触，而不将第二集流体与电池壳体接触，此时，第一集流体在第二方向上超出相邻的隔膜，若第一集流体上超出相邻的隔膜的部分的表面涂布有活性物质，在电芯的工作过程中，第一集流体上超出相邻的隔膜的部分表面涂布的活性物质有可能因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体，进而出现短路的安全问题。因此，本实施例中所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第二方向上未超出所述隔膜，相当于隔膜起到了阻隔活性物质的作用，使得第一集流体上的活性物质不会因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体，增加了电芯工作时的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体层叠并以第三方向为轴进行卷绕；所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜，且所述第一集流体在所述第三方向上与所述电池壳体通过接触进行热传导。本实施例中的电池为卷绕电池。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体涂布有活性物质，且所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第三方向上未超出所述隔膜。本实施例中，为了提高从电芯向电池外壳的传热路径的导热系数，本实施例将第一集流体在第二方向上与电池壳体接触，而不将第二集流体与电池壳体接触，此时，第一集流体在第二方向上超出相邻的隔膜，若第一集流体上超出相邻的隔膜的部分的表面涂布有活性物质，在电芯的工作过程中，第一集流体上超出相邻的隔膜的部分表面涂布的活性物质有可能因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体，进而出现短路的安全问题。因此，本实施例中所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第二方向上未超出所述隔膜，相当于隔膜起到了阻隔活性物质的作用，使得第一集流体上的活性物质不会因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体，增加了电芯工作时的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体焊接在所述电池壳体的内表面。本申请实施例中，所述第一集流体焊接在所述电池壳体的内表面，增加了方案的灵活性和可选择性。
在一种可能的实现方式中，所述电池壳体包括：电池外壳和散热片；所述散热片与所述电池外壳的内表面接触，所述第一集流体与所述散热片接触。
本实施例中，散热片和电池外壳的内表面相互接触，第一集流体与所述散热片固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体和散热片直接传导到电池外壳，由于集流体和散热片的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体焊接在所述散热片上。本申请实施例中，所述第一集流体焊接在所述散热片上，增加了方案的灵活性和可选择性。
第二方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括用电负载和至少一个如第一方面所述的电池，所述电池与所述用电负载电连接，所述电池用于给所述用电负载供电。
第三方面，本申请实施例提供了一种电芯安装方法，包括：
将第一集流体、隔膜和第二集流体在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，所述第二方向与所述第一方向垂直；将所述第一集流体在所述第二方向上与第一电池壳面固定连接，构成第一电芯组合体；将所述第一电芯组合体填装至第一电池壳体内，其中，所述第一电池壳体为两侧开口的壳体；将所述第一电池壳面和第二电池壳面分别焊接在所述第一电池壳体的所述两侧开口处，以使得所述第一电芯组合体设置于所述第一电池壳体内部。
在一种可能的实现方式中，所述将所述第一集流体在所述第二方向上与第一电池壳面固定连接，包括：
将所述第一集流体沿所述第二方向焊接在所述第一电池壳面上。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体、隔膜和第二集流体在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，所述第二方向与所述第一方向垂直；将所述第一集流体在所述第二方向上与第一电池壳面固定连接，构成第一电芯组合体；将所述第一电芯组合体填装至第一电池壳体内，其中，所述第一电池壳体为两侧开口的壳体；将所述第一电池壳面和第二电池壳面分别焊接在所述第一电池壳体的所述两侧开口处，以使得所述第一电芯组合体设置于所述第一电池壳体内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体与第一电池壳面固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体直接传导到第一电池壳面，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
第四方面，本申请实施例提供了一种电芯安装方法，包括：将第一集流体、隔膜和第二集流体在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，所述第二方向与所述第一方向垂直；将所述第一集流体在所述第二方向上与散热片固定连接，构成第二电芯组合体；将所述第二电芯组合体填装至第二电池壳体内，以使得所述散热片与所述第二电池壳体的内表面接触，其中，所述第二电池壳体为一侧开口的壳体；将第三电池壳面焊接在所述第二电池壳体的所述一侧开口处，以使得所述第二电芯组合体封闭设置于所述第一电池壳体内部。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体涂布有活性物质，且所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第二方向上未超出所述隔膜。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体、隔膜和第二集流体在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，所述第二方向与所述第一方向垂直；将所述第一集流体在所述第二方向上与散热片固定连接，构成第二电芯组合体；将所述第二电芯组合体填装至第二电池壳体内，以使得所述散热片与所述第二电池壳体的内表面接触，其中，所述第二电池壳体为一侧开口的壳体；将第三电池壳面焊接在所述第二电池壳体的所述一侧开口处，以使得所述第二电芯组合体封闭设置于所述第二电池壳体内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体与散热片固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体和散热片直接传导到第二电池壳体，由于集流体和散热片的导热系数很大，因此提高了电芯的散热性能。
第五方面，本申请实施例提供了一种电芯安装方法，包括：将第一集流体、隔膜和第二集流体层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜；将所述第一集流体在所述第三方向上与第一电池壳面固定连接，构成第三电芯组合体；将所述第三电芯组合体填装至第一电池壳体内，其中，所述第一电池壳体为两侧开口的壳体；将所述第一电池壳面和第二电池壳面分别焊接在所述第一电池壳体的所述两侧开口处，以使得所述第三电芯组合体设置于所述第一电池壳体内部。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体、隔膜和第二集流体层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜；将所述第一集流体在所述第三方向上与第一电池壳面固定连接，构成第三电芯组合体；将所述第三电芯组合体填装至第一电池壳体内，其中，所述第一电池壳体为两侧开口的壳体；将所述第一电池壳面和第二电池壳面分别焊接在所述第一电池壳体的所述两侧开口处，以使得所述第三电芯组合体设置于所述第一电池壳体内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体与第一电池壳面固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体直接传导到第一电池壳面，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
在一种可能的实现方式中，所述将所述第一集流体在所述第三方向上与第一电池壳面固定连接，包括：将所述第一集流体沿所述第三方向焊接在所述第一电池壳面上。
第六方面，本申请实施例提供了一种电芯安装方法，包括：将第一集流体、隔膜和第二集流体层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜；将所述第一集流体在所述第三方向上与散热片固定连接，构成第四电芯组合体；将所述第四电芯组合体填装至第二电池壳体内，以使得所述散热片与所述第二电池壳体接触，其中，所述第二电池壳体为一侧开口的壳体；将第三电池壳面焊接在所述第二电池壳体的所述一侧开口处，以使得所述第四电芯组合体封闭设置于所述第二电池壳体内部。
在一种可能的实现方式中，所述第一集流体涂布有活性物质，且所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第三方向上未超出所述隔膜。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体、隔膜和第二集流体层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜；将所述第一集流体在所述第三方向上与散热片固定连接，构成第四电芯组合体；将所述第四电芯组合体填装至第二电池壳体内，以使得所述散热片与所述第二电池壳体接触，其中，所述第二电池壳体为一侧开口的壳体；将第三电池壳面焊接在所述第二电池壳体的所述一侧开口处，以使得所述第四电芯组合体设置于所述第二电池壳体内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体与散热片固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体和散热片直接传导到第二电池壳体，由于集流体和散热片的导热系数很大，因此提高了电芯的散热性能。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请实施例中，提供了一种电池，其特征在于，包括：电池壳体、第一集流体、隔膜和第二集流体；所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体层叠并设置于所述电池壳体内部，其中，所述第一集流体和所述第二集流体的极性相异，所述第一集流体与所述电池壳体接触。将电池中第一集流体与电池壳体接触，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体直接传导到电池壳体，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
附图说明
图1为本申请实施例中一种叠片电芯的一个局部侧视图；
图2为本申请实施例中一种叠片电池的俯视图；
图3为本申请实施例中一种卷绕电池的一个局部侧视图；
图4为本申请实施例中一种卷绕电池的俯视图；
图5为本申请实施例提供的一种卷绕电池的第一集流体的一种结构示意图；
图6为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图；
图7a为本申请实施例中一种电芯的安装过程示意图；
图7b为本申请实施例中一种电芯的安装过程示意图；
图7c为本申请实施例中一种电芯的安装过程示意图；
图8为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图；
图9为本申请实施例中一种电池的局部侧视图；
图10为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图；
图11a为本申请实施例中一种电芯安装方法示意图；
图11b为本申请实施例中一种电芯安装方法示意图；
图11c为本申请实施例中一种电芯安装方法示意图；
图12为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种电池、用电装置及电芯安装方法，将电池中第一集流体与电池壳体接触，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体直接传导到电池壳体，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
电芯是电动汽车的核心部件，随着电芯能量密度和快速充电速度的不断提升，电芯的散热问题越来越突出。当电动汽车充电时，电能转化为化学能储存于电芯内部，当电动汽车行驶时，电芯内部储存的化学能转化为电能，在上述两种能量转换的过程中，电芯内部均会产生热量，且充电或放电速度越快，电芯内部所产生的热量越多，导致电芯快速升温。电芯是一种温度敏感性器件，当温度过高时，电芯寿命衰减严重甚至有发生热失控***的风险，必须通过有效的散热措施将电芯温度控制在合适的工作温度范围内。
现有技术中，在正极集流体上涂布正极活性物质形成正极性片，在负极集流体上涂布负极活性物质形成负极性片，电芯包括正极性片、负极性片和隔膜，隔膜用于隔开正极性片和负极性片。通常情况下，为了不让正极性片和负极性片直接接触，隔膜的边缘侧会超出相邻正极性片的边缘侧和负极性片的边缘侧，在将电芯填装进电池壳体后，隔膜的边缘侧会与电池壳体内表面发生直接接触，而正极集流体或负极集流体与电池壳体之间则存在一定的空气间隙。因此，从电芯内部到电池壳体内表面的传热路径是从集流体到隔膜、或者从集流体到空气间隙，由于隔膜和空气间隙的导热系数很小，导致了传热效率很低，电芯内部产生的热不能很快传导到电池壳体。
为解决这种问题，本发明实施例提出一种电池，将电池中的第一集流体与电池壳体接触，使得电池中电芯产生的一部分热可以通过第一集流体直接热传导到电池壳体，下面将对本申请提供的一种电池的实施例进行详细介绍。
可以理解的是，按照制作工艺的不同，电池结构可以分为叠片工艺制成的电池(以下称为叠片电池以及卷绕工艺制成的电池(以下称为卷绕电池)，以下分别进行具体的描述。
一、叠片电池。
参照图1，图1为本申请实施例中一种叠片电池的一个局部侧视图，在第一集流体10为矩形片的场景中，如图1示出的那样，本实施例中的电池包括：电池壳体60、第一集流体10、隔膜30和第二集流体20；所述第一集流体10、所述隔膜30和所述第二集流体20层叠并设置于所述电池壳体60内部，其中，所述第一集流体10和所述第二集流体20的极性相异，所述第一集流体10与所述电池壳体60接触。
本申请的实施例中，所述第一集流体10、所述隔膜30和所述第二集流体20在第一方向上层叠；所述第一集流体10在第二方向上超出所述隔膜30，且所述第一集流体10在所述第二方向上可以与所述电池壳体60通过接触进行热传导，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。本实施例中的第一方向可以为与第一集流体10所在的平面垂直的方向，第二方向可以为与第一集流体10所在的平面平行的方向。
本申请的实施例中，若第一集流体10为正极集流体，相应的，第二集流体20为负极集流体，若第一集流体10为负极集流体，相应的，第二集流体20为正极集流体。
本申请的实施例中，电池还可以包括极柱70，在第一集流体10为矩形薄片的场景中，第一集流体10可以包括四个端部，四个端部中的一个端部与极柱70连接，本实施例中，第一集流体10上与所述电池壳体60通过接触进行热传导的端部可以为除了与极柱70连接的端部之外的任意一个或多个端部。
参照图2，图2为本申请实施例中一种叠片电池的俯视图，图2的视角为沿与第一集流体10所在的平面垂直的方向，如图2示出的那样，隔膜30贴附在第一集流体10上，其中，第一集流体10包括四个端部(第一端A1、第二端B1、第二端B2和第二端B3)。本实施例中，第一集流体10可以是将第二端B1、第二端B2和第二端B3中的任意一端与相应的电池壳体60接触。需要指出的是，尽管图2中示出的是第二端B1与电池壳体60接触，但在实际应用中，也可以是第二端B2或第二端B3与电池壳体60接触。
在本申请的另一种实施例中，第一集流体10可以将第二端B1、第二端B2和第二端B3中的至少两端与电池壳体60接触，例如，可以将第二端B1和第二端B2与电池壳体60接触，或将第二端B2和第二端B3与电池壳体60接触，或将第二端B1、第二端B2和第二端B3都与电池壳体60接触，此处并不限定。
在本申请的另一种实施例中，第一集流体10可以将第二端B1、第二端B2或第二端B3的局部进行延长并与电池壳体60接触。需要指出的是，第二端B1延长的形状可以是矩形，也可以为其他任意一种形状，此处并不限定。
在本申请的另一种实施例中，一个叠片电池可以包括多个第一集流体10，其中与电池壳体60接触的第一集流体10可以是叠片电池的全部第一集流体10，也可以是全部第一集流体10中的一部分第一集流体10，实际应用中可按照需求进行选择，这里并不限定。
在本申请的一种实施例中，隔膜30在所述第二方向上可以不和电池壳体60接触。如图1中示出的那样，隔膜30在所述第二方向上与所述电池壳体60留有第一预设距离L1，即隔膜30在所述第二方向上与所述电池壳体60之间留有一定的间隔。
本实施例中，所述第一集流体10在第二方向上超出所述隔膜30，即隔膜30在所述第二方向上与所述电池壳体60之间留有一定的间隔，而所述第一集流体在所述第二方向上与电池壳体60接触，使电芯内部发出的热不经过隔膜30传导，而是直接通过第一集流体10传导到电池壳体60，由于集流体的导热系数远远大于隔膜30的导热系数，因此提高了电芯的散热性能。
在本申请的一种实施例中，如图1中示出的那样，第二集流体20在所述第二方向上可以与所述电池壳体60留有第二预设距离L2。
本实施例中，第二集流体20在所述第二方向上与所述电池壳体60留有的第二预设距离L2，即第二集流体20与所述电池壳体60之间留有一定的间隔。本实施例中，在第一集流体10与电池壳体60接触的前提下，若第二集流体20与电池壳体60接触，则电芯有可能会因为第一集流体10和第二集流体20同时与电池壳体60接触而发生短路，因此第二集流体20在所述第二方向上与所述电池壳体60留有的第二预设距离L2，提高了电芯工作时的安全性。
本实施例中，可选的，第二集流体20在所述第二方向上与所述电池壳体60留有的第二预设距离L2大于隔膜30在所述第二方向上与所述电池壳体60留有的第一预设距离。
在第一集流体10与电池壳体60接触，而隔膜30与电池壳体60之间不直接接触的情况下，第一集流体10在第二方向上超出了相邻的隔膜30，在电芯的安装过程中，若第一集流体10从电池壳体60上脱落，则第一集流体10上超出隔膜30的部分可能会发生弯折进而与第二集流体20发生接触，从而导致电芯发生短路。本实施例中，隔膜30在所述第二方向上到电池壳体60的距离设置的比第二集流体20到电池壳体60的距离小，则隔膜30可以作为第一集流体10和第二集流体20之间的阻隔，即使在电芯的安装过程中，第一集流体10从电池壳体60上脱落，由于隔膜30的阻隔，可以降低第一集流体10上超出隔膜30的部分由于出现弯折而与第二集流体20发生接触的可能性，进一步提高了电芯工作时的安全性。
在本申请的一种实施例中，如图1中示出的那样，所述第一集流体10涂布有活性物质40，且所述活性物质40在所述第一集流体10上的涂布范围在所述第二方向上未超出所述隔膜30。需要说明的是，所述第二集流体20涂布有活性物质50，且所述活性物质50在所述第二集流体20上的涂布范围在所述第二方向上也未超出所述隔膜30。
本实施例中，为了提高从电芯向电池外壳的传热路径的导热系数，本实施例将第一集流体10在第二方向上与电池壳体60接触，而不将第二集流体20与电池壳体60接触，此时，第一集流体10在第二方向上超出相邻的隔膜30，若第一集流体10上超出相邻的隔膜30的部分的表面涂布有活性物质40，在电芯的工作过程中，第一集流体10上超出相邻的隔膜30的部分表面涂布的活性物质40有可能因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体20，进而出现短路的安全问题。因此，本实施例中所述活性物质40在所述第一集流体10上的涂布范围在所述第二方向上未超出所述隔膜30，相当于隔膜30起到了阻隔活性物质40的作用，使得第一集流体10上的活性物质不会因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体20，增加了电芯工作时的安全性。
在本申请的一种实施例中，所述第一集流体10焊接在所述电池壳体60的内表面。
本实施例中，进一步描述了第一集流体10与电池壳体60的接触方式。在第一集流体10焊接在电池壳体60的设计中，在电芯的安装过程中，可以先将第一集流体10的一端焊接在一个电池壳面上，之后将其填装进一个两面开口的电池壳体内，并将电池壳面焊接在电池壳体的一个开口处，之后将另一个电池壳面焊接在电池壳体的另一个开口处，形成密闭腔体。
本申请实施例中，所述第一集流体10焊接在所述电池壳体60的内表面，增加了方案的灵活性和可选择性。
二、卷绕电池。
以上为本申请提供的一种通过叠片工艺制成的电池的一个实施例进行的描述，接下来对通过卷绕工艺制成的电池的一个实施例进行详细的介绍。请参阅图3，图3为本申请实施例中一种卷绕电池的一个局部侧视图，可以理解的是，和通过叠片工艺制成的电池将第一集流体、第二集流体和隔膜依次以平板层叠放置不同的是，卷绕工艺采用的隔膜30、第一集流体10和第二集流体10可以是未冲切成单片状矩形片的矩形长片，并将第一集流体10、隔膜30与第二集流体20依次层叠放置后进行卷绕，其中，第一集流体10上涂布有活性物质40、第二集流体上涂布有活性物质50。
本实施例中，所述第一集流体10、所述隔膜30和所述第二集流体20层叠并以第三方向为轴进行卷绕；所述第一集流体10在所述第三方向上超出所述隔膜30，且所述第一集流体10在所述第三方向上与所述电池壳体60通过接触进行热传导。
请参阅图4，图4为本申请实施例中一种卷绕电池的俯视图，其中，图4中竖直向下的方向为第三方向。如图4示出的那样，所述第一集流体10在所述第三方向上(B1侧)超出所述隔膜30，具体的，所述第一集流体10在B1侧超出所述隔膜30。
在一种实施例中，参照图5，图5为本申请实施例提供的一种卷绕电池的第一集流体的一种结构示意图，图5中示出第一集流体为还未进行卷绕的矩形长片，其中，所述第一集流体10涂布有活性物质40，第一集流体10在B1侧留有一片未涂布活性物质40的区域，以使得卷绕后的第一集流体10上的所述活性物质40在所述第一集流体10上的涂布范围在所述第三方向(B1侧)上不超出隔膜30。
需要指出的是，图1至图4示出的电池结构仅为一种示意，在实际应用中，第一集流体、第二集流体和隔膜的数量可以按照实际需求而定。
需要指出的是，尽管图1至图4中未示出，但实际的电池在集流体和隔膜之间还可以填充有电解质。
需要指出的是，并不限定本申请中第一集流体10、第二集流体20和隔膜30的材料，可以使用本领域已知的正极活性物质(例如氧化锂锰、氧化锂钴、氧化锂镍、磷酸锂铁，或含有至少一种上述元素的化合物或混合物)对铝、镍、铜或含有至少一种上述元素的合金形成的正极集流体进行涂布。另外，可以使用本领域已知的负极活性物质(例如锂金属、锂合金、碳、石油焦、活性炭、石墨、硅化合物、锡化合物、钛化合物，或含有至少一种上述元素的合金)对铜、镍、铝或含有至少一种上述元素的合金形成的负极集流体进行涂布。另外，隔膜30可以为多层膜，该多层膜具有精细孔结构，并且由聚乙烯、聚丙烯或其组合形成，或者可为用于固体聚合物电解质或凝胶式聚合物电解质，诸如聚偏二氟乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚氟乙烯—六氟丙烯共聚物的聚合物膜。
其次，本申请实施例中，提供了一种电池，其特征在于，包括：电池壳体60、第一集流体10、隔膜30和第二集流体20；所述第一集流体10、所述隔膜30和所述第二集流体20层叠并设置于所述电池壳体60内部，其中，所述第一集流体10和所述第二集流体20的极性相异，所述第一集流体10与所述电池壳体60接触。将电池中第一集流体10与电池壳体60接触，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体10直接传导到电池壳体60，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
基于上述各个实施例，本申请还提供了一种用电装置，该用电装置包含了至少一个上述实施例描述的电池以及用电负载，所述电池用于给所述用电负载供电，具体地，这类用电装置可以是移动电话、便携式计算机、智能电话、智能平板、上网本、轻型电动车、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆，也可以是蓄电装置以及其他类型的用电设备，此处不作限定。
图1和图2所示的实施例为对一种叠片电池的具体结构进行的详细说明，以下结合图1至图2所示的实施例对基于该叠片电池中的电芯的安装方法进行详细说明，请参阅图6，图6为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图，如图6所示，电芯安装方法包括：
601、将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体10在第二方向上超出所述隔膜30，所述第二方向与所述第一方向垂直。
本实施例中，在电芯的制作过程中，首先可以将活性材料40涂布到第一集流体10上，之后将活性材料50涂布到第二集流体20上。需要说明的是，参照图2，可以在第一集流体10上除了与极柱70连接的一侧(例如B1侧)的边缘区域不涂布活性物质40。
本实施例中，需要将涂布有活性物质40的第一集流体10、隔膜30、涂布有活性物质50的第二集流体20在第一方向上以平板层叠放置以形成电芯，并控制第一集流体10、隔膜30和第二集流体20之间的相对位置以使得所述第一集流体10在第二方向上超出所述隔膜30，所述第二方向与所述第一方向垂直。
需要指出的是，本实施例并不限定第一集流体10、隔膜30和第二集流体20的数量。
602、将所述第一集流体10在所述第二方向上与第一电池壳面80固定连接，构成第一电芯组合体。
本实施例中，参照图7a，图7a为本申请实施例中一种电芯的安装过程示意图，如图7a示出的那样，第一集流体10在第二方向(B1端)超出隔膜30，将B1端与第一电池壳面80固定连接，构成第一电芯组合体。需要说明的是，第一集流体10上除了B1侧之外的一侧还可以连接有极柱70，相应的，第二集流体20上还可以连接有极柱71。本实施例中的第一电芯组合体可以包括第一电池壳面80、极柱70、极柱71以及由第一集流体10、隔膜30和第二集流体20依次层叠放置形成的电芯。
可选的，可以将所述第一集流体10沿所述第二方向焊接在所述第一电池壳面80上，或将所述第一集流体10沿所述第二方向粘接在所述第一电池壳面80上。
603、将所述第一电芯组合体填装至第一电池壳体81内，其中，所述第一电池壳体81为两侧开口的壳体。
604、将所述第一电池壳面80和第二电池壳面82分别焊接在所述第一电池壳体81的所述两侧开口处，以使得所述第一电芯组合体封闭设置于所述第一电池壳体81内部。
本实施例中，参照图7b，图7b为本申请实施例中一种电芯的安装过程示意图，如图7b示出的那样，在完成第一电芯组合体的制作后，需要将第一电芯组合体装配至第一电池壳体81内。
本实施例中，第一电池壳体81开口的两侧可以为壳体上相对的两侧，例如可以是长方体上任意相对的两侧。第一电池壳面80和第二电池壳面82的形状可以分别和第一电池壳体81的两个开口的形状契合，在将所述第一电芯组合体填装至第一电池壳体81内之后，可以将所述第一电池壳面80焊接在所述电池壳体81的一个开口处。
参照图7c，图7c为本申请实施例中一种电芯的安装过程示意图，如图7c示出的那样，在将所述第一电池壳面80焊接在所述电池壳体81的一个开口之后，可以将第二电池壳面82焊接在所述第一电池壳体81的另一个开口处，形成一个密闭腔体，使得所述第一电芯组合体密封设置于所述第一电池壳体81内部。
需要说明的是，若采用一侧开口的第一电池壳体81来承装电芯，由于工艺的限制，第一电池壳体81的各个内表面之间不能严格的垂直，因此不能将第一集流体10上超出隔膜的一侧焊接在第一电池壳体81的内表面，而若采用两侧开口的第一电池壳体81来承装电芯，则可以先将第一集流体10上超出隔膜的一侧焊接在一个第一电池壳面80上，再将该第一电池壳面80焊接在第一电池壳体81的一侧开口处。
可以理解的是，在实际应用中，还需要对装配好的电池进行注液、化成、抽气、焊接注液孔、清洗等处理。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体10在第二方向上超出所述隔膜30，所述第二方向与所述第一方向垂直；将所述第一集流体10在所述第二方向上与第一电池壳面80固定连接，构成第一电芯组合体；将所述第一电芯组合体填装至第一电池壳体81内，其中，所述第一电池壳体81为两侧开口的壳体；将所述第一电池壳面80和第二电池壳面82分别焊接在所述第一电池壳体81的所述两侧开口处，以使得所述第一电芯组合体设置于所述第一电池壳体81内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体10与第一电池壳面80固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体10直接传导到第一电池壳面80，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
图3至图5所示的实施例为对一种卷绕电池的具体结构进行的详细说明，以下结合图3至图5所示的实施例对基于该卷绕电池中的电芯的安装方法进行详细说明，请参阅图8，图8为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图，如图所示，电芯安装方法包括：
801、将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体10在所述第三方向上超出所述隔膜30。
需要说明的是，和图6对应的实施例中步骤601不同的是，参照图3，本实施例中，在电池为卷绕电池的场景中,需要将涂布有活性物质40的第一集流体10、隔膜30和涂布有活性物质50的第二集流体20层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，以形成电芯，第三方向为图3中的视角方向。参照图4，所述第一集流体在所述第三方向上(B1侧)超出所述隔膜。
802、将所述第一集流体10在所述第三方向上与第一电池壳面80固定连接，构成第三电芯组合体。
步骤802的具体描述可参照图6对应的实施例中步骤602的描述，这里不再赘述。
803、将所述第三电芯组合体填装至第一电池壳体81内，其中，所述第一电池壳体81为两侧开口的壳体。
步骤803的具体描述可参照图6对应的实施例中步骤603的描述，这里不再赘述。
804、将所述第一电池壳面80和第二电池壳面82分别焊接在所述第一电池壳体81的所述两侧开口处，以使得所述第三电芯组合体封闭设置于所述第一电池壳体81内部。
步骤804的具体描述可参照图6对应的实施例中步骤604的描述，这里不再赘述。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体10在所述第三方向上超出所述隔膜30；将所述第一集流体10在所述第三方向上与第一电池壳面80固定连接，构成第三电芯组合体；将所述第三电芯组合体填装至第一电池壳体81内，其中，所述第一电池壳体81为两侧开口的壳体；将所述第一电池壳面80和第二电池壳面82分别焊接在所述第一电池壳体81的所述两侧开口处，以使得所述第三电芯组合体设置于所述第一电池壳体81内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体10与第一电池壳面80固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体10直接传导到第一电池壳面80，由于集流体的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
可选地，在上述图1至图5描述的实施例的基础上，本申请实施例提供的电池的第一个可选实施例中，请参照图9，图9为本申请实施例中一种电池的局部侧视图，所述电池壳体60包括：电池外壳61和散热片62；所述散热片62与所述电池外壳61的内表面接触，所述第一集流体10与所述散热片62接触。
在一种实施例中，散热片62为具有较高导热系数的金属片。
本实施例中，散热片62和电池外壳61的内表面相互接触，第一集流体10与所述散热片62固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体10直接传导到与电池外壳61的内表面接触的散热片62，由于集流体和散热片62的导热系数很大，提高了电芯的散热性能。
图9所示的实施例为对电池的具体结构进行的详细说明，以下结合图9所示的实施例对基于该电池的电芯安装方法进行详细说明，首先对叠片电池中电芯的安装方法进行说明，请参阅图10，图10为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图，如图所示，电芯安装方法包括：
1001、将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体10在第二方向上超出所述隔膜30，所述第二方向与所述第一方向垂直。
步骤1002的具体描述可参照图6对应的实施例中步骤601的描述，这里不再赘述。
1002、将所述第一集流体10在所述第二方向上与散热片62固定连接，构成第二电芯组合体。
参照图11a,图11a为本申请实施例中一种电芯安装方法示意图，如图11a示出的那样，在将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20在第一方向上层叠放置，以形成电芯之后，需要将所述第一集流体10在所述第二方向上与散热片62固定连接，构成第二电芯组合体。
和图6对应的实施例中步骤602不同的是，本实施例中，第一集流体在所述第二方向上不与第一电池壳面80固定连接，而是与散热片62固定连接，构成第二电芯组合体。
在一种实施例中，将所述第一集流体在所述第二方向上焊接在散热片上。
1003、将所述第二电芯组合体填装至第二电池壳体83内，以使得所述散热片62与所述第二电池壳体83的内表面接触，其中，所述第二电池壳体83为一侧开口的壳体。
本实施例中，参照图11b,图11b为本申请实施例中一种电芯安装方法示意图，如图11b示出的那样，在将所述第一集流体10在所述第二方向上与散热片62固定连接，构成第二电芯组合体之后，需要将所述第二电芯组合体填装至第二电池壳体83内，以使得所述散热片62与所述第二电池壳体83的内表面接触。
1004、将第三电池壳面84焊接在所述第二电池壳体83的所述一侧开口处，以使得所述第二电芯组合体封闭设置于所述第二电池壳体83内部。
本实施例中，参照图11c,图11c为本申请实施例中一种电芯安装方法示意图，如图11c示出的那样，在将所述第二电芯组合体填装至第二电池壳体内之后，需要将第三电池壳面84焊接在所述第二电池壳体83的一侧开口处。
需要说明的是，和图6对应的实施例不同的是，由于不需要将第一集流体10焊接在第一电池壳体81的内表面上，而是将第一集流体10焊接在散热片62上，并将散热片62与所述第二电池壳体83的内表面接触，因此本实施例中可以采用一侧开口的第二电池壳体83来承装电芯，和图6对应的实施例相比，减少了一个将第一电池壳面80焊接到第一电池壳体81的一侧开口的步骤。
可以理解的是，在实际应用中，还需要对装配好的电池进行注液、化成、抽气、焊接注液孔、清洗等处理。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体10在第二方向上超出所述隔膜30，所述第二方向与所述第一方向垂直；将所述第一集流体10在所述第二方向上与散热片62固定连接，构成第二电芯组合体；将所述第二电芯组合体填装至第二电池壳体83内，以使得所述散热片62与所述第二电池壳体83的内表面接触，其中，所述第二电池壳体83为一侧开口的壳体；将第三电池壳面84焊接在所述第二电池壳体83的所述一侧开口处，以使得所述第二电芯组合体封闭设置于所述第二电池壳体83内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体10与散热片62固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体10和散热片62直接传导到第二电池壳体83，由于集流体和散热片62的导热系数很大，因此提高了电芯的散热性能。
接下来对卷绕电池中电芯的安装方法进行说明，请参阅图12，图12为本申请实施例中电芯安装方法的一个实施例示意图，如图所示，电芯安装方法包括：
1201、将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜；
需要说明的是，和图10对应的实施例中步骤1001不同的是，参照图3，本实施例中，在电池为卷绕电池的场景中,需要将涂布有活性物质40的第一集流体10、隔膜30和涂布有活性物质50的第二集流体20层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，以形成电芯，第三方向为图3中的视角方向。参照图4，所述第一集流体在所述第三方向上(B1侧)超出所述隔膜。
1202、将所述第一集流体10在所述第三方向上与散热片62固定连接，构成第四电芯组合体。
步骤1202的具体描述可参照图10对应的实施例中步骤1002的描述，这里不再赘述。
1203、将所述第四电芯组合体填装至第二电池壳体83内，以使得所述散热片62与所述第二电池壳体83接触，其中，所述第二电池壳体83为一侧开口的壳体。
步骤1203的具体描述可参照图10对应的实施例中步骤1003的描述，这里不再赘述。
1204、将第三电池壳面84焊接在所述第二电池壳体83的所述一侧开口处，以使得所述第四电芯组合体设置于所述第二电池壳体83内部。
步骤1204的具体描述可参照图10对应的实施例中步骤1004的描述，这里不再赘述。
本申请实施例中，提供了一种电芯安装方法，将第一集流体10、隔膜30和第二集流体20层叠放置并以第三方向为轴进行卷绕，其中，所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜；将所述第一集流体10在所述第三方向上与散热片62固定连接，构成第四电芯组合体；将所述第四电芯组合体填装至第二电池壳体83内，以使得所述散热片62与所述第二电池壳体83接触，其中，所述第二电池壳体83为一侧开口的壳体；将第三电池壳面84焊接在所述第二电池壳体83的所述一侧开口处，以使得所述第四电芯组合体设置于所述第二电池壳体83内部。通过上述方法制作的电池，其电芯中第一集流体10与散热片62固定连接，使得电芯产生的一部分热可以通过第一集流体10和散热片62直接传导到第二电池壳体83，由于集流体和散热片62的导热系数很大，因此提高了电芯的散热性能。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种电池，其特征在于，包括：电池壳体、第一集流体、隔膜和第二集流体；
所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体层叠并设置于所述电池壳体内部，其中，所述第一集流体和所述第二集流体的极性相异，所述第一集流体与所述电池壳体接触。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体在第一方向上层叠；
所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，且所述第一集流体在所述第二方向上与所述电池壳体通过接触进行热传导，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一集流体涂布有活性物质，且所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第二方向上未超出所述隔膜。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一集流体、所述隔膜和所述第二集流体层叠并以第三方向为轴进行卷绕；
所述第一集流体在所述第三方向上超出所述隔膜，且所述第一集流体在所述第三方向上与所述电池壳体通过接触进行热传导。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述第一集流体涂布有活性物质，且所述活性物质在所述第一集流体上的涂布范围在所述第三方向上未超出所述隔膜。
6.根据权利要求1至5任一所述的电池，其特征在于，所述第一集流体焊接在所述电池壳体的内表面。
7.根据权利要求1至5任一所述的电池，其特征在于，所述电池壳体包括：电池外壳和散热片；
所述散热片与所述电池外壳的内表面接触，所述第一集流体与所述散热片接触。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一集流体焊接在所述散热片上。
9.一种用电装置，其特征在于，包括用电负载和至少一个如权利要求1至8任一所述的电池，所述电池与所述用电负载电连接，所述电池用于给所述用电负载供电。
10.一种电芯安装方法，其特征在于，包括：
将第一集流体、隔膜和第二集流体在第一方向上层叠放置，其中，所述第一集流体在第二方向上超出所述隔膜，所述第二方向与所述第一方向垂直；
将所述第一集流体在所述第二方向上与第一电池壳面固定连接，构成第一电芯组合体；
将所述第一电芯组合体填装至第一电池壳体内，其中，所述第一电池壳体为两侧开口的壳体；
将所述第一电池壳面和第二电池壳面分别焊接在所述第一电池壳体的所述两侧开口处，以使得所述第一电芯组合体设置于所述第一电池壳体内部。
11.根据权利要求10所述的电芯安装方法，其特征在于，所述将所述第一集流体在所述第二方向上与第一电池壳面固定连接，包括：
将所述第一集流体沿所述第二方向焊接在所述第一电池壳面上。
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