CN218788419U - 单体电池以及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种单体电池以及电池包，其中单体电池，包括：外壳，内部中空以构成容纳腔；绝缘部，设置于容纳腔中，绝缘部的至少部分外表面与外壳间隔设置以构成位于绝缘部与外壳之间的间隙，绝缘部内部中空以构成容置腔；冷却部，填充于间隙中；储能部，设于容置腔中并通过绝缘部与冷却部相隔绝，本申请的单体电池通过将冷却部填充于外壳与绝缘部之间的间隙中，使得冷却部包裹至少部分绝缘部，从而冷却部可以对密封于绝缘部中的储能部进行冷却散热，而且绝缘部可以避免冷却部与储能部接触，避免储能部发生短路，有利于提高储能部将热量释放到外界的效率，避免热量积聚于储能部中，进而有利于避免单体电池在工作过程中温度过高而引发安全问题。

Description

单体电池以及电池包

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及一种单体电池以及电池包。

背景技术

二次电池是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，二次电池是一种高性能电池，具有长寿命、自放电率低、环保节能等优点，因此，近年来在手机、电脑、储能、电动工具、电动汽车领域的应用越来越广泛。

二次电池在充放电过程中会产生一定的热量，导致二次电池的温度上升，如果二次电池散热性能不佳，一旦温度过高会影响电池的性能，而且温度过高，还可能会导致鼓包等问题，大大缩短二次电池的使用寿命，严重时还可能导致火灾甚至***的发生，存在安全隐患。

发明内容

本申请提供一种单体电池以及电池包，以解决二次电池内部散热的问题。

一方面，本申请提供一种单体电池，包括：

外壳，内部中空以构成容纳腔；

绝缘部，设置于所述容纳腔中，所述绝缘部的至少部分外表面与所述外壳间隔设置以构成位于所述绝缘部与所述外壳之间的间隙，所述绝缘部内部中空以构成容置腔；

冷却部，填充于所述间隙中；

储能部，设于所述容置腔中并通过所述绝缘部与所述冷却部相隔绝。

在本申请一种可能的实现方式中，所述冷却部为液体冷却部，所述绝缘部浸泡于所述冷却部中。

在本申请一种可能的实现方式中，所述外壳包括：

壳体，具有第一开口，所述壳体内部中空以构成所述容纳腔，所述第一开口与所述容纳腔连通；

顶盖组件，盖合于所述第一开口，所述绝缘部与所述顶盖组件连接；

所述壳体的内表面与所述绝缘部的外表面间隔设置以形成所述间隙。

在本申请一种可能的实现方式中，述绝缘部具有第二开口，所述顶盖组件包括：

顶盖片；

下塑胶，设置于所述顶盖片朝向所述壳体的一侧，所述下塑胶至少部分置于所述第二开口内，所述绝缘部与所述下塑胶连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述下塑胶具有外侧面，所述外侧面至少部分置于所述第二开口内，所述绝缘部与所述外侧面连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述下塑胶具有内侧面，所述内侧面至少部分置于所述第二开口内，所述绝缘部与所述内侧面连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述储能部包括：

卷芯；

极耳部，一端位于所述容置腔内且与所述卷芯连接，另一端位于所述绝缘部外且与所述外壳连接；

电解液，所述卷芯浸泡于所述电解液中。

在本申请一种可能的实现方式中，所述顶盖组件包括间隔设置的正极柱和负极柱，所述正极柱与所述负极柱分别与所述顶盖片绝缘连接；

所述卷芯包括层叠绕卷的正极片、隔膜和负极片，所述隔膜位于所述正极片和所述负极片之间；

所述极耳部还包括：

正极耳，一端位于所述容置腔内且与所述正极片连接，另一端位于所述绝缘部外且与所述正极柱连接；

负极耳，一端位于所述容置腔内且与所述负极片连接，另一端位于所述绝缘部外并与所述负极柱连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述冷却部为绝缘冷却部，所述冷却部的材质包括硅油、矿物油、电子氟化液或十氟戊烷冷却液中的至少一种。

另一方面，本申请还提供一种电池包，包括：

箱体；

单体电池，容置于所述箱体的内部，所述单体电池为上述的单体电池。

本申请提供的一种单体电池以及电池包，通过在外壳内部设置绝缘部，将储能部置于绝缘部的容置腔中，绝缘部密封储能部，并将冷却部填充于外壳与绝缘部之间的间隙中，使得所述冷却部包裹至少部分所述绝缘部，从而冷却部可以对密封于绝缘部中的储能部进行冷却散热，而且绝缘部可以避免冷却部与储能部接触，避免储能部发生短路，从而有利于提高储能部将热量释放到外界的效率，避免热量积聚于储能部中，进而有利于避免单体电池在工作过程中温度过高而引发安全问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的单体电池的立体结构示意图。

图2为本申请实施例的图1中A-A’处的剖面结构示意图。

图3为本申请实施例提供的单体电池的结构示意图。

图4为本申请实施例的单体电池的又一剖面结构示意图。

图5为本申请实施例提供的单体电池的卷芯的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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或两个元件的相互作用关系。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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请实施例提供一种单体电池以及电池包，以下分别进行详细介绍。

请参考图1-图5，本申请实施例提供一种单体电池，包括外壳10、绝缘部30、冷却部40以及储能部20。

外壳10内部中空以构成容纳腔101，绝缘部30设置于容纳腔101中，绝缘部30的至少部分外表面31与外壳10间隔设置以构成位于绝缘部30与外壳10之间的间隙102，绝缘部30内部中空以构成容置腔301，储能部20设于容置腔301中，冷却部40填充于间隙102中，从而冷却部40可以吸收储能部20工作时产生的热量，对储能部20进行冷却散热。其中，本申请实施例的冷却部40可以是液体冷却部40，也可以是固体冷却部40，本申请实施例对此不做具体限制。

储能部20通过绝缘部30与冷却部40相互隔绝，其中，绝缘部30能够有效提高单体电池的密封性能，可以有效避免发生漏液问题，此外，绝缘部30具有绝缘性能，有利于避免冷却部40和储能部20之间电性连接而造成储能部20发生短路。

具体地，在本申请实施例中，绝缘部30可以是采用薄膜材料制成的袋状结构，也可以是圆柱形壳状结构或者方形壳状结构等，本申请实施例不会绝缘部30的具体形状做出限制。示例性地，绝缘部30采用铝塑膜制成，铝塑膜的中部为铝箔、两面各分布一层聚乙烯(Polyethylene，PE)和一层聚丙烯(Polypropylene，PP)膜构成的复合膜。由于铝塑膜具有良好的阻隔性能，本申请实施例将铝塑膜作为密封绝缘膜，从而能够利用铝塑膜的耐穿刺性、耐电解液22以及耐冷却液稳定性等优点提高单体电池的耐穿刺性、耐电解液22以及耐冷却液稳定性等性能。

当然，本申请实施例的绝缘部30也可以是采用聚乙烯、聚丙烯等中的任一种材料制成，在此不做具体限制。

本申请实施例的单体电池通过在外壳10内部设置绝缘部30，将储能部20置于绝缘部30的容置腔301中，绝缘部30密封储能部20，并将冷却部40填充于外壳10与绝缘部30之间的间隙102中，使得所述冷却部40包裹至少部分所述绝缘部30，从而冷却部40可以对密封于绝缘部30中的储能部20进行冷却散热，而且绝缘部30可以避免冷却部40与储能部20接触，避免储能部20发生短路，从而有利于提高储能部20将热量释放到外界的效率，避免热量积聚于储能部20中，进而有利于避免单体电池在工作过程中温度过高而引发安全问题。

在一些实施例中，冷却部40为液体冷却部40，绝缘部30浸泡于冷却部40中。本申请实施例通过将冷却部40设置为液体冷却部40，使得绝缘部30浸泡于冷却部40中，从而液体冷却部40与储能部20的接触面积更加均匀，从而有利于液体冷却部40对储能部20进行均匀冷却散热，有利于提高散热效果。

在本实施例中，绝缘部30浸泡于冷却部40中，可以理解为绝缘部30有部分浸入于冷却部40中，另有部分在并不与冷却部40接触裸露在外面，也可以理解为绝缘部30全部浸没于冷却部40中，在此不做限定。

需要说明的是，在其他实施例中，冷却部40也可以是固体冷却部40，示例性地，固体冷却部40可以采用金属卤化物钙钛矿材料制成，一般而言，金属卤化物钙钛矿材料是由长长的柔性分子链组成的，是无序的，是软质材料的，但在压力下，金属卤化物钙钛矿材料的材质会***，变成更有序的状态，在这个过程中释放热量，而释放压力时，金属卤化物钙钛矿材料可以再次从周围环境中吸收热量，从而实现冷却作用，其方式与那些在液态和气态之间切换的材料基本相同，只是金属卤化物钙钛矿材料在这两个形态下均为固体。

在一些实施例中，冷却部40为绝缘冷却部40，绝缘冷却部40具有绝缘性且不燃的惰性特点，有利于满足的散热需求。在本申请实施例中，冷却部40的材质包括硅油、矿物油、电子氟化液或十氟戊烷冷却液中的至少一种。

在一些实施例中，如图2所示，外壳10包括壳体11以及顶盖组件12。本申请实施例的壳体11为金属外壳，示例性地，壳体11可以为铝壳、铁壳等，壳体11在外形上的设计包括但不仅限于正方体、长方体、圆柱体等。其中，壳体11具有第一开口103，绝缘部30位于壳体11内。其中，壳体11内部中空以构成容纳腔101，第一开口103与容纳腔101连通，顶盖组件12盖合于第一开口103，绝缘部30与顶盖组件12连接。具体地，冷却部40可以由第一开口103置入壳体11的容纳腔101中。示例地，冷却部40采用液体冷却材料制成，液体冷却材料可以通过第一开口103注入壳体11的容纳腔101中。

在一些实施例中，壳体11的内表面111与绝缘部30的外表面31间隔设置以形成间隙102。其中，该间隙102可以为连续间隙，从而保证壳体11的内表面111与绝缘部30的外表面31之间不会接触或连接。本申请实施例通过绝缘部30和外壳10之间具有间隙102，由冷却部40填充与间隙102中，从而可以增大绝缘部30与冷却部40的接触面积，使得位于壳体11内的绝缘部30的外表面31整体可以与冷却部40接触完全，进而可以提高冷却部40和储能部20之间的热交换效率，有利于使得冷却部40起到散热均匀的效果。

在一些实施例中，如图3所示，绝缘部30具有第二开口302，顶盖组件12包括顶盖片121以及下塑胶122。

其中，下塑胶122设置于顶盖片121朝向壳体11的一侧，绝缘部30与下塑胶122连接，从而可以将绝缘部30固定在顶盖组件12上，将冷却部40密封于绝缘部30中。具体地，绝缘部30和下塑胶122均采用塑胶材质制成，从而绝缘部30与下塑胶122之间可以采用热熔工艺连接。当然，绝缘部30与下塑胶122之间也可以采用胶粘工艺进行连接，在此不做具体限制。

在一些实施例中，结合图2和图所示，下塑胶122具有外侧面1221，外侧面1221至少部分置于第二开口302内，绝缘部30与外侧面1221连接。具体地，绝缘部30与下塑胶122的外侧面1221之间可以采用热熔连接或胶粘连接。本申请实施例通过将绝缘部30与下塑胶122的外侧面1221连接，从而可以起到绝缘部30内部的密封连接作用，避免绝缘部30内的电解液22经由下塑胶122泄漏或者冷却部40的材料经由下塑胶122进入绝缘部30内，导致冷却部40与储能部20的材料相互混合，有利于避免储能部20被污染或短路。

在一些实施例中，结合图3和图4所示，下塑胶122具有内侧面1222，内侧面1222至少部分置于第二开口302内，绝缘部30与内侧面1222连接。具体地，绝缘部30与下塑胶122的内侧面1222之间可以采用热熔连接或胶粘连接。本申请实施例通过将绝缘部30与下塑胶122的内侧面1222连接，从而可以起到绝缘部30内部的密封连接作用，有利于避免储能部20被污染或短路。

在一些实施例中，如图1所示，储能部20包括卷芯21、极耳部50以及电解液22。其中，极耳部50的一端位于容置腔301内且与卷芯21连接，极耳部50的另一端位于绝缘部30外且与外壳10连接。具体地，极耳部50与外壳10的顶盖组件12连接，本申请实施例通过极耳部50的一端设置于绝缘部30外并与外壳10连接，从而用电装置或者汇流排等连接装置可以通过极耳部50与单体电池实现电性连接，从而单体电池实现放电或充电。

本申请实施例的卷芯21浸泡于电解液22中。在本申请实施例中，顶盖组件12上设置有注液孔104，电解液22可以通过注液孔104注入壳体11中。

在一些实施例中，如结合图3和图5所示，顶盖组件12还包括间隔设置的正极柱131和负极柱132，其中，正极柱131与负极柱132通过绝缘结构分别与顶盖片121绝缘连接。其中，绝缘结构可是绝缘垫板、绝缘垫圈等，在此不做具体限制。

卷芯21包括层叠绕卷的正极片211、隔膜212和负极片213，隔膜212位于正极片211和负极片213之间。

极耳部50还包括正极耳51和负极耳52。其中，正极耳51的一端位于容置腔301内且与正极片211连接，正极耳51的另一端位于绝缘部30外且与顶盖组件12上的正极柱131连接。负极耳52的一端位于容置腔301内且与负极片213连接，负极耳52的另一端位于绝缘部30外并与顶盖组件12上的负极柱132连接。本申请实施例通过负极耳52和正极耳51的一端设置于绝缘部30外并分别与正极柱131和负极柱132连接，从而用电装置或者汇流排等连接装置可以与单体电池实现电性连接，从而单体电池实现放电或充电。

在本申请实施例中，单体电池的装配过程如下：

S1、将隔膜212、负极片213、正极片211通过叠片或卷绕方式装配，做成卷芯21；

S2、将卷芯21与外壳10的顶盖组件12连接，使得正极耳51与正极柱131、负极耳52与负极柱132分别通过激光焊接工艺连接；

S3、将卷芯21通过绝缘部30的第一开口103装入绝缘部30中，并采用热熔工艺将绝缘部30与顶盖组件12进行连接，实现绝缘部30的密封；

S4、将冷却部40通过壳体11的第二开口302注入壳体11内；

S5、将已连接顶盖组件12的卷芯21装入通过第二开口302壳体11中，使得绝缘部30浸泡于冷却部40中，在本申请实施例中，冷却部40不超过绝缘部30靠近顶盖组件12的边缘；

S6、顶盖组件12与外壳10通过激光焊接工艺密封连接；

S7、对卷芯21进行烘干，通过顶盖组件12上的注液孔104加入电解液22，确保电解液22被密封在绝缘部30内，不与绝缘部30外的冷却部40混合；

S8、通过激光焊接工艺将注液口进行焊接密封。

另一方面，本申请还提供一种电池包，包括箱体和单体电池。其中，单体电池容置于箱体的内部。单体电池为上述的单体电池。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种单体电池以及电池包进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请实施例的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，包括：

外壳(10)，内部中空以构成容纳腔(101)；

绝缘部(30)，设置于所述容纳腔(101)中，所述绝缘部(30)的至少部分外表面(31)与所述外壳(10)间隔设置以构成位于所述绝缘部(30)与所述外壳之间的间隙(102)，所述绝缘部(30)内部中空以构成容置腔(301)；

冷却部(40)，填充于所述间隙(102)中；

储能部(20)，设于所述容置腔(301)中并通过所述绝缘部与所述冷却部相隔绝。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述冷却部(40)为液体冷却部，所述绝缘部(30)浸泡于所述冷却部(40)中。

3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述外壳(10)包括：

壳体(11)，具有第一开口(103)，所述壳体(11)内部中空以构成所述容纳腔(101)，所述第一开口(103)与所述容纳腔(101)连通；

顶盖组件(12)，盖合于所述第一开口(103)，所述绝缘部(30)与所述顶盖组件(12)连接；

所述壳体(11)的内表面(111)与所述绝缘部(30)的外表面(31)间隔设置以形成所述间隙(102)。

4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述绝缘部(30)具有第二开口(302)，所述顶盖组件(12)包括：

顶盖片(121)；

下塑胶(122)，设置于所述顶盖片(121)朝向所述壳体(11)的一侧，所述下塑胶(122)至少部分置于所述第二开口(302)内，所述绝缘部(30)与所述下塑胶(122)连接。

5.根据权利要求4所述的单体电池，其特征在于，所述下塑胶(122)具有外侧面(1221)，所述外侧面(1221)至少部分置于所述第二开口(302)内，所述绝缘部(30)与所述外侧面(1221)连接。

6.根据权利要求4所述的单体电池，其特征在于，所述下塑胶(122)具有内侧面(1222)，所述内侧面(1222)至少部分置于所述第二开口(302)内，所述绝缘部(30)与所述内侧面(1222)连接。

7.根据权利要求4所述的单体电池，其特征在于，所述储能部(20)包括：

卷芯(21)；

极耳部(50)，一端位于所述容置腔(301)内且与所述卷芯(21)连接，另一端位于所述绝缘部(30)外且与所述外壳(10)连接；

电解液(22)，所述卷芯(21)浸泡于所述电解液(22)中。

8.根据权利要求7所述的单体电池，其特征在于，所述顶盖组件(12)还包括间隔设置的正极柱(131)和负极柱(132)，所述正极柱(131)与所述负极柱(132)分别与所述顶盖片(121)绝缘连接；

所述卷芯(21)包括层叠绕卷的正极片(211)、隔膜(212)和负极片(213)，所述隔膜(212)位于所述正极片(211)和所述负极片(213)之间；

所述极耳部(50)还包括：

正极耳(51)，一端位于所述容置腔(301)内且与所述正极片(211)连接，另一端位于所述绝缘部(30)外且与所述正极柱(131)连接；

负极耳(52)，一端位于所述容置腔(301)内且与所述负极片(213)连接，另一端位于所述绝缘部(30)外并与所述负极柱(132)连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的单体电池，其特征在于，所述冷却部(40)为绝缘冷却部，所述冷却部(40)的材质包括硅油、矿物油、电子氟化液或十氟戊烷冷却液中的至少一种。

10.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体；

单体电池，容置于所述箱体的内部，所述单体电池为权利要求1-9任一项所述的单体电池。

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