CN116368393A - 电池、用电装置和制备电池的方法 - Google Patents

电池、用电装置和制备电池的方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种电池、用电装置、制备电池的方法。电池包括：多个电池单体，至少两个电池单体沿第一方向排列；采样件，用于采集多个电池单体的电信号；以及支撑件，用于支撑采样件，支撑件设置于沿第一方向相邻的两个电池单体之间，且附接于电池单体。本申请实施例的技术方案，容易对采样件进行安装，并且在电池的使用过程中，能够防止采样件的脱落。

Description

电池、用电装置和制备电池的方法 技术领域
本申请涉及电池领域，并且更具体地，涉及一种电池、用电装置、和制备电池的方法。
背景技术
随着电池技术的不断发展，对电池的性能提出了更高的要求，希望电池能够同时考虑多方面的设计因素。通常需要对电池中的多个电池单体进行采样，以对各单电池进行管理。但是，在电池单体外壳具有非平面或斜面时，设置采样件比较困难。
发明内容
本申请提供一种电池、用电装置和制备电池的方法，能够在电池单体表面附接支撑件，实现对采样件的固定。
第一方面，提供了一种电池，包括：多个电池单体，至少两个所述电池单体沿第一方向排列；采样件，用于采集所述多个电池单体的电信号；以及支撑件，用于支撑所述采样件，所述支撑件设置于沿所述第一方向相邻的两个所述电池单体之间，且附接于所述电池单体。
本申请实施例的技术方案，通过采样件由支撑件支撑，一方面可以解决电池单体上由于非平面或斜面的结构导致采样件安装困难的问题，另一方面能够提高采样的稳定性，减小采样件在电池使用过程中由于安装在不平整的面上而造成的脱落问题。
在一些实施例中，沿所述第一方向相邻的两个所述电池单体之间形成有容纳部，所述支撑件至少部分容纳于所述容纳部。在一些实施例中，沿所述第一方向相邻的两个所述电池单体中的至少一个具有在所述第一方向上的斜面或弧形面，所述斜面或所述弧形面形成所述容纳部。由此，支撑件设置于相邻的电池单体之间的容纳部，能够可靠地附接支撑件并且节省空间。
在一些实施例中，所述支撑件沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向相交，所述支撑件的第三方向上的高度不超过所述电池单体的所述第三方向上的高度，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。由此能够 利用采样件对第二方向上不同位置的电池单体进行采样，并且，支撑件的高度不超过电池单体的高度，能够避免支撑件突出电池单体影响其他部件的装配。
在一些实施例中，所述支撑件具有顶面以及一对侧面，所述一对侧面连接于所述顶面在所述第一方向上的两侧，所述一对侧面分别附接于沿所述第一方向相邻的两个所述电池单体。
在一些实施例中，所述侧面的至少一部分轮廓与所附接的电池单体的至少一部分轮廓匹配。由此，能够增加支撑件与电池单体的接触面积，增加附接强度，从而减少各电池单体间的相对位移。
在一些实施例中，所述一对侧面分别具有第一平面和第二平面，所述第一平面与所述第二平面相交，所述第一平面和所述第二平面分别与所附接的电池单体接触。由此，能够在不同方向对电池单体和支撑件提供附接力，从而进一步增加附接强度，从而减少各电池单体间的相对位移。
在一些实施例中，所述支撑件粘接于所述电池单体。由此，能够更牢固的固定支撑件。
在一些实施例中，所述采样件包括：采样连接件，所述采样连接件的一端连接于所述电池单体，用于采集所连接的电池单体的电信号；采样线路部，设置于所述支撑件上，所述采样线路部沿第二方向延伸，用于将所述电信号在所述第二方向上传输，所述第二方向与所述第一方向相交，所述采样线路部具有至少一个连接部，所述连接部与所述采样连接件的另一端电连接。
在一些实施例中，所述采样连接件包括温度传感器，所述温度传感器夹设于所述支撑件与所述电池单体之间。由此，无需设置其他部件对温度采样件固定，并且能够准确测量电池单体的温度。
在一些实施例中，所述电池单体包括端盖和电极端子，所述端盖设置于所述电池单体的所述第二方向的端部，所述电极端子设置于所述端盖，并朝向远离所述电池单体内部的方向突出，所述采样连接件的所述一端连接于所述电池单体的所述电极端子。
在一些实施例中，所述电极端子包括两个端面和周侧面，所述两个端面沿所述第二方向设置，所述周侧面连接所述两个端面，所述采样连接件的所述一端连接于所述周侧面，所述电极端子和所述采样连接件的连接部分为平面。由此，电极端子与采样连接件的连接部分设置为平面，能够使得电极端子和采样连接件的连接稳定，减小电极端子与采样连接件的连接部分为非平面，造成的 连接面积小连接强度低，而分离的问题。
在一些实施例中，所述多个电池单体形成在所述第一方向和所述第二方向排列的电池单体矩阵，所述采样连接件与沿所述第一方向相邻的两个以上所述电池单体的所述电极端子电连接。由此，一方面可以对多个电极端子的电位进行监控，另一方面可以使所接触的多个电极端子的电位相等，实现多个电池单体电压的自均衡，提高多个电池单体间的一致性。
在一些实施例中，所述采样连接件在各个电连接点之间形成拱形，所述拱形在第三方向上的高度不超过所述电池单体在所述第三方向上的高度，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。由此，采样连接件的长度在各个连接点之间具有余量，不会因为各部件间的相对位移而导致采样连接件的断线。并且，采样连接件的高度低于电池单体的高度，能够减少其他部件接触采样连接件的可能性，提高采样的准确性。
在一些实施例中，至少两个所述电池单体在所述第二方向上排列，沿所述第二方向相邻的两个所述电池单体通过两个所述电池单体的至少一个电极端子被焊接的方式电连接，所述采样连接件连接于所述电极端子的非焊接区域。由此，在采样连接件被固定于电极端子时，能够减少固定时机械冲击或热冲击对电极端子的焊接区域产生不良影响，保证电极端子处的焊接强度。
第二方面，提供了一种用电装置，包括：第一方面的电池，所述电池用于提供电能。
第三方面，提供了一种制备电池的方法，包括：提供多个电池单体，至少两个所述电池单体沿第一方向排列；提供采样件，用于采集所述多个电池单体的电信号；以及提供支撑件，用于支撑所述采样件，所述支撑件设置于沿所述第一方向相邻的两个所述电池单体之间，且附接于所述电池单体。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了采用本申请的电池的车辆的一些实施例的结构示意图；
图2示出了根据本申请的一些实施例的电池的分解示意图；
图3示出了根据本申请的一些实施例的电池单体的分解示意图；
图4示出了根据本申请的一些实施例的电池及其支撑件和采样件的连接关系的立体示意图；
图5示出了图4中所示的电池的A部分的放大视图；
图6示出了图5中所示的电池的部分的截面结构示意图；
图7示出了根据本申请的一些实施例的电池的部分的截面结构示意图；
图8示出了根据本申请的一些实施例的电池的部分的截面结构示意图；
图9示出了图4中所示的电池的B部分的放大视图；
图10示出了图4中所示的电池的C部分的放大视图；
图11示出了根据本申请的一些实施例的电池与采样连接件的连接关系的立体示意图；
图12示出了根据本申请的一些实施例的电池的采样件与支撑件的立体示意图；
图13示出了图12中所示的采样件的D部分的放大视图；
图14示出了图13中所示的电池和采样件的部分的截面示意图；
图15示出了根据本申请的一些实施例的电池的截面示意图；
图16示出了根据本申请的一些实施例的制备电池的方法的示意性流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合显示出根据本申请的多个实施例的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当可以理解的是，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中记载的实施例，本领域普通技术人员在不用花费创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都将属于本申请保护的范围。
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”、“包含”、“有”、“具有”、“含有”、“含”等为开放式的用词。因此，“包括”、“包含”、“有”例如一个或多个步骤或元件的一种方法或装置，其具有一个或多个步骤或元件，但不限于仅具有这一个或多个元件。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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所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。
在本申请的描述中，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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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。
如上所述，应当强调，当在本说明书中使用术语“包括/包含”时，用于明确表明表示所述特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、部件或成组的特征、整数、步骤、部件。如本申请所用，单数形式“一个”、“一”和“该”也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
本说明书中的用词“一”、“一个”可以表示一个，但也可与“至少一个”或“一个或多个”的含义一致。术语“约”一般表示提及的数值加上或减去10％，或更具体地是加上或减去5％。在权利要求书中使用的术语“或”，除 非明确表示其仅指可替代的方案，否则其表示“和/或”的意思。
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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在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。
本领域中所提到的电池按是否可充电可以分为一次性电池和可充电电池。一次性电池(Primary Battery)俗称“用完即弃”电池及原电池，因为它们的电量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃。可充电电池又称二次电池(Secondary Battery)或二级电池、蓄电池。可充电电池的制作材料和工艺与一次性电池不同，其优点是在充电后可多次循环使用，可充电电池的输出电流负荷力要比大部分一次性电池高。目前常见的可充电电池的类型有：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池具有重量轻、容量大(容量是同重量的镍氢电池的1.5倍～2倍)、无记忆效应等优点，且具有很低的自放电率，因而即使价格相对较高，仍然得到了普遍应用。锂离子电池也用于纯电动车及混合动力车，用于这种用途的锂离子电池容量相对略低，但有较大的输出、充电电流，也有的有较长的寿命，但成本较高。
本申请实施例中所描述的电池是指可充电电池。下文中将主要以锂离子电池为例来描述本申请的构思。应当理解的是，其他任意适当类型的可充电电池都是适用的。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池单体包括正极极片、负极极片、电解液和隔离膜，是组成电池模块和电池包的基本结构单元。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体。
锂离子电池单体主要依靠锂离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。锂离子电池单体使用一个嵌入的锂化合物作为一个电极材料。目前用作锂离子电池的正极材料主要常见的有：锂钴氧化物(LiCoO 2)、锰酸锂(LiMn 2O 4)、镍酸锂(LiNiO 2)及磷酸锂铁(LiFePO 4)。正极极片和负极极片之间设置有隔离膜以形成具有三层材料的薄膜结构。该薄膜结构一般通过卷绕或者叠置的方式制成所需形状的电极组件。例如，柱形电池单体 中的三层材料的薄膜结构被卷绕成柱形形状的电极组件，而方形电池单体中的薄膜结构被卷绕或者叠置成具有大致长方体形状的电极组件。
多个电池单体可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。在一些诸如电动汽车等的大功率应用场合，电池的应用包括三个层次：电池单体、电池模块和电池包。电池模块是为了从外部冲击、热、振动等中保护电池单体，将一定数目的电池单体电连接在一起并放入一个框架中而形成的。电池包则是装入电动汽车的电池***的最终状态。目前的大部分电池包是在一个或多个电池模块上装配电池管理***(BMS)、热管理部件等各种控制和保护***而制成的。随着技术的发展，电池模块这个层次可以被省略，也即，直接由电池单体形成电池包。这一改进使得电池***的重量能量密度、体积能量密度得到提升的同时零部件数量显著下降。本申请中所提到的电池包括电池模块或电池包。
另外，在实际应用中，由于电池单体之间具有某些参数的微小差异(例如电压、内阻、SOC(荷电状态)等)，随着使用时间的增加，电池单体之间的差别会越来越大。如果对于这些差别放任不管，则会造成严重后果，甚至引起起火、***等事故。所以，在电池内，会设置电池采样装置，及时发现异常告知电池管理***作出相应的控制和处理。
现有技术中，通常在电池单体之外设置用于形成采样通道的采样组件，以进行采样。采样组件例如设置于电池单体的具有水平表面的外壳上。
但是，这样的现有技术存在下述问题：在电池单体的外壳为非平面或斜面时，采样组件的安装与定位比较困难，难以形成稳固的采样通道；此外，在电池的使用过程中，采样组件容易脱落，导致采样稳定性较差。
鉴于此，本申请提供了一种技术方案，本申请的电池包括：多个电池单体，至少两个电池单体沿第一方向排列；采样件，用于采集多个电池单体的电信号；以及支撑件，用于支撑采样件，支撑件设置于沿第一方向相邻的两个电池单体之间，且附接于电池单体。由此通过支撑件与电池单体附接，即使电池单体的外壳为非平面或斜面，也能够固定支撑件和各电池单体的位置，防止支撑件从电池单体脱落；另外，通过采样件由支撑件支撑，一方面可以解决电池单体上由于非平面或斜面的结构导致采样件安装困难的问题，另一方面能够提高采样的稳定性，减小采样件在电池使用过程中由于安装在不平整的面上而造成的脱落问题；并且，支撑件设置于相邻的电池单体之间，提高了空间利用率， 进而提高电池的能量密度。
本申请一些实施例提供一种用电装置，包括电池，电池用于提供电能。可选地，用电装置可以为车辆、船舶或航天器。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种用电装置，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设备，还可以适用于所有使用电池的设备，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40，控制器30以及电池10，控制器30用来控制电池10为马达40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***，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。
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。由于每个电池10中包括的电池单体20的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体20分组设置，每组电池单体20组成电池模块。电池模块中包括的电池单体20的数量不限，可以根据需求设置。
图2示出了根据本申请的一些实施例的电池10的分解视图。电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体11，箱体11内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体11内。如图2所示，箱体11可以包括两部分，这里分别称为上盖111和箱壳112，上盖111和箱壳112扣合在一起。上盖111和箱壳112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定，上盖111和箱壳112可以均具有一个开口。例如，上盖111和箱壳112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，上盖111的开口和箱壳112的开口相对设置，并且上盖111和箱壳112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。另外，可选 地，上盖111和箱壳112中的一个可以是具有开口面的长方体，另一个可以是平板状。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于上盖111和箱壳112扣合后形成的箱体内。
可选地，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如设置多层的电池单体的组合体，或者将多个电池单体形成于一个电池模块，在电池中设置有多个电池模块，或者设置汇流部件、信号采集线束、处理器等。
如图2所示，多个电池单体20可以形成在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)排列的电池单体矩阵。此处，第一方向X和第二方向Y相交，可选地，第一方向X和第二方向Y正交。在第一方向X上，多个电池单体20以并排的方式排列，即，多个电池单体20各自的长度方向与第一方向X垂直，多个电池单体20以各自的端盖212(参见图3)在第一方向X上对齐的方式排列。另外，在第二方向Y上，多个电池单体20以首尾相接的方式排列，具体而言，沿第二方向Y相邻的两个电池单体20可以以各自的电极端子214(参见图3)被固定连接的方式电连接。该电连接可以是串联也可以是并联。在电池单体20的端盖212上未设置突出的电极端子214的情况下，也可以将一个电池单体20的电极端子214固定连接于另一个电池单体20的端盖212上，或将两个电池单体20的端盖212固定连接。
图3示出了根据本申请的一些实施例的电池单体的分解示意图。如图3所示，电池单体20可以包括壳体211、端盖212和设置于壳体211中的一个或多个电极组件22。壳体211根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定，例如，壳体211可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且壳体211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，当壳体211为中空的长方体或正方体时，壳体211的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壁体而使得壳体211内外相通。当壳体211可以为中空的圆柱体时，壳体211的端面为开口面，即该端面不具有壁体而使得壳体211内外相通。端盖212覆盖开口并且与壳体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。
如图3所示，该电池单体20还可以包括两个电极端子214，两个电极端子214可以设置在端盖212上，并可以从端盖212朝向远离电池单体20内部的方向突出。端盖212通常是平板形状，两个电极端子214固定在端盖212的平板面上。电极端子214可以具有端面214a和周侧面214b。每个电极端子 214各对应设置一个连接构件23，或者也可以称为集流构件23，其位于端盖212与电极组件22之间，用于将电极组件22和电极端子214实现电连接。另外，电极端子214可以为圆柱状、长方体、正方体、多角柱体等各种形状，在本实施例中说明电极端子为圆柱状的结构。而且，电池单体20可以为长方体、正方体或圆柱体，在本实施例中说明电池单体20为圆柱体，且其轴线与圆柱状的电极端子214的轴线重合的结构。
两个电极端子214分别为正电极端子和负电极端子。可选地，两个电极端子214可以都不突出于端盖212；也可以为一个电极端子214突出于端盖212，另一个电极端子214不突出于端盖212。当电极端子214不突出于端盖212时，可以由端盖212直接作为电极端子214将电池单体20的电能引出。另外，可选地，电池单体20可以只有一个端盖212，两个电极端子214可以设置在同一个端盖212上。
图4示出了根据本申请的一些实施例的电池及其支撑件和采样件的连接关系的立体示意图。如图4所示，本申请一些实施例的电池10，包括：多个电池单体20，沿第一方向X排列；采样件50，用于采集多个电池单体20的电信号；以及支撑件60，用于支撑采样件50，支撑件60设置于沿第一方向X相邻的两个电池单体20之间，且附接于这两个电池单体20。通过支撑件60附接于电池单体20，能够起到对支撑件60的定位作用，减少各电池单体20以及支撑件60之间的相对位移，防止支撑件60从电池单体20脱落。另外，通过采样件50由支撑件60支撑，一方面可以解决电池单体20上由于非平面或斜面的结构导致采样件50安装困难的问题，另一方面能够提高采样的稳定性，减小采样件50在电池使用过程中由于安装在不平整的面上而造成的脱落问题。进而，由于支撑件60设置于相邻的电池单体20之间，能够不占用排列电池单体的空间，从而提高空间利用率，进而提高单位体积下的电池能量密度。
可选地，为了进一步提高采样件50的采样稳定性，采样件50固定于支撑件60。例如，采样件50可以通过粘接，铆接等方式固定于支撑件60。
图5示出了图4中所示的电池的A部分的放大视图。图6示出了图5中所示的电池的部分的截面结构示意图。
如图5、6所示，沿第一方向X相邻的两个电池单体20之间形成有容纳部21(图6中虚线所围的部分)，支撑件60至少部分容纳于容纳部21。本实 施例中，电池单体20为圆形，两个电池单体20在第一方向X上的弧形面20a之间的部分形成容纳部21。
此外，如图6所示，支撑件60具有顶面601以及一对侧面602,603，一对侧面602,603连接于顶面601在第一方向X上的两侧，一对侧面602,603分别附接于沿第一方向X相邻的两个电池单体20。侧面602,603的至少一部分轮廓与所附接的电池单体20的至少一部分轮廓匹配。例如，在图6中，侧面602,603为与电池单体20的弧形面201a匹配的弧形面。此处，沿第一方向X相邻的两个电池单体20中，也可以是一个具有弧形面，而另一个为平面，通过这样的结构同样能够形成容纳部。由此，侧面602,603与电池单体20的接触面积增大，能够增加支撑件60与电池单体20的附接强度。此外，支撑件60还可以具有底面604，一对侧面602,603连接于底面604在第一方向X的两侧。
图7示出了根据本申请的一些实施例的电池的部分的截面结构示意图。
如图7所示，沿第一方向X相邻的两个电池单体20中的至少一个具有在所述第一方向X上的斜面201b，斜面201b形成容纳部21(图7中虚线所围的部分)。此时，侧面602,603为与电池单体20的斜面201b匹配的斜面。由此，同样能够使侧面602,603与电池单体20的接触面积增大，从而增加支撑件60与电池单体20的附接强度。此外，支撑件60还可以具有底面604，一对侧面602,603连接于底面604在第一方向X的两侧。
如图6、7所示的那样，通过利用电池单体20之间形成的容纳部21，并在容纳部21设置支撑件60，节省空间。并且，通过将电池单体20与支撑件60所附接的面的形状匹配，能够利于支撑件60的安装。
另外，如图6、7所示，支撑件60沿第二方向Y延伸，支撑件60的第三方向Z上的高度不超过电池单体20的第三方向Z上的高度，此处，第三方向Z垂直于第一方向X和第二方向Y。由此，能够进一步节省空间，且能够避免支撑件60突出电池单体20而影响其他部件的装配。
图8示出了根据本申请的一些实施例的电池的部分的截面结构示意图。该支撑件60可以具有顶面601以及一对侧面602,603，一对侧面602,603连接于顶面601在第一方向X上的两侧。顶面601用于支撑采样件50。一对侧面602,603具有第一平面602a,603a和第二平面603b,603b，第一平面602a与第二平面602b相交，第一平面603a与第二平面603b相交，第一平面602a,603a 和第二平面603b,603b分别与所附接的电池单体20接触。由此，能够在多个方向上实现支撑件60与电池单体20的固定，从而减少电池单体20与支撑件60在多个方向上的位移。此外，根据需要，可以在电池单体20之间设置间隙L，间隙L可以形成容纳空间。
可选地，在本申请一些实施例中，支撑件60粘接于电池单体20。由此，能够更加牢固地使支撑件60与电池单体20附接，抑制各部件的相对位移。此处，支撑件60粘接于电池单体20可以采用如下方式：通过将粘接剂施加或者涂敷于支撑件60和电池单体20上彼此附接的粘接表面上，而后利用粘接剂固化后产生的粘附力和内聚力以表面粘合的方式将电池单体20和支撑件60上对应的粘接表面接合到一起，从而实现电池单体20和支撑件60的固定。由此，电池单体20和支撑件60的固定易于实施、工艺简单、成本低廉且附接牢固可靠。另外，可选地，支撑件60可以是中空的，由此，可以降低支撑件60的重量，从而提高电池10整体的重量能量密度。
图9示出了图5中所示的电池的B部分的放大视图。如图4、5、9所示，采样件50包括：采样连接件51，其一端51a(参见图11)连接于电池单体20，用于采集所连接的电池单体20的电信号；采样线路部52(图5、9中的阴影部分)，设置于支撑件60上，用于将电信号在第二方向Y上传输，具有至少一个连接部52a，连接部52a与采样连接件51的另一端51b电连接。
当第二方向Y上排列多个电池单体20时，能够利用采样连接件51进行信号采集，并将所采集的信号通过采样线路部52传输。由此能够以简单的结构对第二方向Y上的不同位置的多个电池单体20进行采样，基于采集到的信号，便于对各电池单体20进行管理。并且，采样连接件51可以设置于沿第二方向Y相邻的两个电池单体20之间，提高空间利用率。
另外，可选地，在本申请一些实施例中，采样线路部52为柔性线路板，其粘接于支撑件60的顶面601，连接部52a为设置于柔性线路板上的焊盘。由此，一方面能够将采样线路部52容易地配置于支撑件60上，另一方面能够容易地对信号传输线路进行设计，并可靠地与采样连接件51进行电连接。
可选地，在本申请一些实施例中，采样线路部52也可以为导线或印刷电路板。
图10示出了图5中所示的电池的C部分的放大视图。如图3、10所示，电池单体20包括端盖212和电极端子214，端盖212设置于电池单体20的第 二方向Y的端部，电极端子214设置于端盖212，并朝向远离电池单体20内部的方向突出。采样连接件51的一端51a连接于电池单体20的电极端子214。由此，对于在第二方向Y上通过电极端子214固定连接的两个电池单体20，也能够通过采样连接件51采集其电极端子214上的电信号，从而便于对各电池单体20进行管理。
另外，可选地，电极端子214包括两个端面214a和周侧面214b，两个端面沿第二方向Y设置，周侧面214b连接两个端面214a，采样连接件51的一端连接于周侧面214b。由此，采集周侧面214b可以利用周侧面214b和端盖214a形成的空间，提高空间利用率。
可选地，电极端子214和采样连接件51的连接部分为平面。此处，在连接部位为曲面的情况下，可以将连接部分加工成平面。由此，能够使得电极端子214和采样连接件51的连接稳定，避免采样连接件51从电极端子214脱落。此外，采样连接件51也可以通过键合的方式与电极端子214b连接。
图11示出了根据本申请的一些实施例的电池与采样连接件的连接关系的立体示意图。如图10、11所示，多个电池单体20在第一方向X和第二方向Y排列，采样连接件51与沿第一方向X相邻的两个以上电池单体20的电极端子214电连接。由此，一方面可以对多个电极端子214的电位进行监控，另一方面可以使多个电池单体20的电位相等，实现多个电池单体20电压的自均衡，提高多个电池单体20间的一致性。
另外，如图11所示，采样连接件51在各个电连接点51a，51c，51d之间形成拱形，该拱形在第三方向Z上的高度不超过电池单体20在第三方向Z上的高度。由此，采样连接件51的长度在各个电连接点51a，51c，51d之间具有余量，不会因为各部件间的相对位移而导致采样连接件51的断线。并且，采样连接件51的高度低于电池单体20的高度，能够提高电池单体20排列的空间利用率，该拱起的采样连接件51也不会影响其他部件的布置，从而减少其他部件接触采样连接件51的可能性，提高采样的准确性。另外，可选地，采样连接件51可以为金属带，例如为铝带。由此，能够容易地对采样连接件51实施变形。
另外，可选地，在本申请一些实施例中，沿第二方向Y相邻的两个电池单体20通过两个电池单体20的至少一个电极端子214被焊接的方式电连接，采样连接件51连接于电极端子214的非焊接区域。此处，沿第二方向Y相邻 的两个电池单体20可以均设置有突出的电极端子214，两个电极端子214对接焊接；或者，可以通过连接件将其中一个电极端子214和另一个电池单体20连接。由此，在采样连接件51被固定于电极端子214时，能够减少固定时机械冲击或热冲击对电极端子214的焊接区域产生不良影响。
另外，可选地，在本申请一些实施例中，采样连接件51与所采样的电极端子214的连接部位和焊接区域的之间的距离大于0.5mm。由此，在采样连接件51被固定于电极端子214时，能够进一步减少固定时机械冲击或热冲击对电极端子214的焊接区域产生不良影响。
图12示出了根据本申请的一些实施例的电池的采样件与支撑件的立体示意图；图13示出了图12中所示的采样件的D部分的放大视图；图14示出了图13中所示的电池和采样件的部分的截面示意图。如图12～14所示，采样件可以包括温度传感器70，其夹设于支撑件60与电池单体20之间。温度传感器70例如为NTC贴片热敏电阻。温度传感器70可以通过弯曲金属件71连接于采样线路部52上的连接部52b。此处，采样线路部52上的连接部52b可以是柔性线路板上的焊盘。由此，直接通过支撑件60固定温度传感器70，不需要额外设置其他固定结构，另外，通过将温度传感器70设置于电池单体20上，能够可靠地测量电池单体20的温度。
另外，图15示出了根据本申请的一些实施例的电池的截面示意图。如图3、15所示，在第三方向Z上多个电池单体20还可以形成多层的电池单体20a，20b。如图15所示，附接于上层的电池单体20a的支撑件60a设置于所附接的电池单体20a的第三方向Z上的一侧，附接于下层的电池单体20b的支撑件60b设置于所附接的电池单体20b的第三方向Z上的另一侧。相应地，连接于上层的电池单体20a的采样件50a设置于所采样的电池单体20a的第三方向Z上的一侧，连接于下层的电池单体20b的采样件50b设置于所采样的电池单体20b的第三方向Z上的另一侧。由此，能够使不同层间的支撑件60a,60b和采样件50a,50b分开设置，从而避免了支撑件60a,60b和采样件50a,50b之间的互相干扰。而且，由于两层的电池单体20a，20b之间不设置支撑件60a,60b和采样件50a,50b，上层的电池单体20a可以设置在下层的在第一方向X上相邻的两个电池单体20b之间。由此，能够使多个电池单体20a，20b更紧密地排列。
上文描述了本申请实施例的电池和用电装置，下面将描述本申请实施例 的制备电池的方法和装置，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图16示出了根据本申请的一些实施例的制备电池的方法的示意性流程图。如图16所示，该方法300可以包括：
310，提供多个电池单体20，至少两个电池单体20沿第一方向X排列；
320，提供采样件50，用于采集多个电池单体20的电信号；
330，提供支撑件60，用于支撑采样件50，支撑件60设置于沿第一方向X相邻的两个所述电池单体20之间，且附接于电池单体20。
最后应说明的是：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，但这些修改或者替换，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 (17)

  1. 一种电池(10)，包括：
    多个电池单体(20)，至少两个所述电池单体(20)沿第一方向(X)排列；
    采样件(50)，用于采集所述多个电池单体(20)的电信号；以及
    支撑件(60)，用于支撑所述采样件(50)，所述支撑件(60)设置于沿所述第一方向(X)相邻的两个所述电池单体(20)之间，且附接于所述电池单体(20)。
  2. 根据权利要求1所述的电池(10)，其中，
    沿所述第一方向(X)相邻的两个所述电池单体(20)之间形成有容纳部(21)，所述支撑件(60)至少部分容纳于所述容纳部(21)。
  3. 根据权利要求2所述的电池(10)，其中，
    沿所述第一方向(X)相邻的两个所述电池单体(20)中的至少一个具有在所述第一方向(X)上的斜面(201b)或弧形面(201a)，所述斜面(201b)或所述弧形面(201a)形成所述容纳部(21)。
  4. 根据权利要求2或3所述的电池(10)，其中，
    所述支撑件(60)沿第二方向(Y)延伸，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)相交，
    所述支撑件(60)的第三方向(Z)上的高度不超过所述电池单体(20)的所述第三方向(Z)上的高度，所述第三方向(Z)垂直于所述第一方向(X)和所述第二方向(Y)。
  5. 根据权利要求2～4中任一项所述的电池(10)，其中，
    所述支撑件(60)具有顶面(601)以及一对侧面(602,603)，所述一对侧面(602,603)连接于所述顶面(601)在所述第一方向(X)上的两侧，
    所述一对侧面(602,603)分别附接于沿所述第一方向(X)相邻的两个所述电池单体(20)。
  6. 根据权利要求5所述的电池(10)，其中，
    所述侧面(602,603)的至少一部分轮廓与所附接的电池单体(20)的至少一部分轮廓匹配。
  7. 根据权利要求5所述的电池(10)，其中，
    所述侧面(602,603)具有第一平面(602a,603a)和第二平面(602b,603b)，所述第一平面(602a,603a)与所述第二平面(602b,603b)相交，
    所述第一平面(602a,603a)和所述第二平面(602b,603b)与所附接的电池单体(20)接触。
  8. 根据权利要求1～7中任一项所述的电池(10)，其中，
    所述支撑件(60)粘接于所述电池单体(20)。
  9. 根据权利要求1～8中任一项所述的电池(10)，其中，
    所述采样件(50)包括：
    采样连接件(51)，所述采样连接件(51)的一端连接于所述电池单体(20)，用于采集所连接的电池单体(20)的电信号；
    采样线路部(52)，设置于所述支撑件(60)上，所述采样线路部(52)沿第二方向Y延伸，用于将所述电信号在所述第二方向(Y)上传输，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)相交，所述采样线路部(52)具有至少一个连接部(52a，52b)，所述连接部(52a，52b)与所述采样连接件(51)的另一端(51b)电连接。
  10. 根据权利要求9所述的电池(10)，其中，
    所述采样连接件(51)包括温度传感器(70)，所述温度传感器(70)夹设于所述支撑件(60)与所述电池单体(20)之间。
  11. 根据权利要求9所述的电池(10)，其中，
    所述电池单体(20)包括端盖(212)和电极端子(214)，所述端盖(212)设置于所述电池单体(20)的所述第二方向(Y)的端部，所述电极端子(214)设置于所述端盖(212)，并朝向远离所述电池单体(20)内部的方向突出，
    所述采样连接件(51)的所述一端(51a)连接于所述电池单体(20)的所述电极端子(214)。
  12. 根据权利要求11所述的电池(10)，其中，
    所述电极端子(214)包括两个端面(214a)和周侧面(214b)，所述两个端面(214a)沿所述第二方向(Y)设置，所述周侧面(214b)连接所述两个端面(214a)，所述采样连接件(51)的所述一端(51a)连接于所述周侧面(214b)，所述电极端子(214)和所述采样连接件(51)的连接部分为平面。
  13. 根据权利要求11或12所述的电池(10)，其中，
    所述多个电池单体(20)形成在所述第一方向(X)和所述第二方向(Y)排列的电池单体矩阵，所述采样连接件(51)与沿所述第一方向(X)相邻的两个以上所述电池单体(20)的所述电极端子(214)电连接。
  14. 根据权利要求13所述的电池(10)，其中，
    所述采样连接件(51)在各个电连接点(51a,51c,51d)之间形成拱形，所述拱形在第三方向(Z)上的高度不超过所述电池单体(20)在所述第三方向(Z)上的高度，所述第三方向(Z)垂直于所述第一方向(X)和所述第二方向(Y)。
  15. 根据权利要求11～14中任一项所述的电池(10)，其特征在于，
    至少两个所述电池单体(20)在所述第二方向(Y)上排列，
    沿所述第二方向(Y)相邻的两个所述电池单体(20)通过两个所述电池单体(20)的至少一个电极端子(214)被焊接的方式电连接，
    所述采样连接件(51)连接于所述电极端子(214)的非焊接区域。
  16. 一种用电装置(1)，其特征在于，包括：根据权利要求1-15任一项所述的电池(10)，所述电池(10)用于提供电能。
  17. 一种制备电池(10)的方法，其特征在于，包括：
    提供多个电池单体(20)，至少两个所述电池单体(20)沿第一方向(X) 排列；
    提供采样件(50)，用于采集所述多个电池单体(20)的电信号；以及
    提供支撑件(60)，用于支撑所述采样件(50)，所述支撑件(60)设置于沿所述第一方向(X)相邻的两个所述电池单体(20)之间，且附接于所述电池单体(20)。
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