CN220984617U - 一种电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池及用电设备，涉及电池技术领域。该电池包括散热结构和至少两个裸电芯。至少两个裸电芯，至少两个裸电芯沿其厚度方向堆叠设置。散热结构设于两个裸电芯之间，且散热结构内具有空腔；散热结构上开设有与空腔连通的入口和出口，入口用于供导入换热介质的管道连接，出口用于供导出换热介质的管道连接。本实用新型提供的用电设备采用了上述的电池。本实用新型提供的电池及用电设备可以提升电池的散热效率。

Description

一种电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池及用电设备。

背景技术

所周知锂电池的续航能力和电池的整体能量密度相关，整车电池包的能量密度越高，锂电池的续航能力越大；因此，大电池的生产受到越来越多的关注，大电池节省一部分铝壳、结构件的质量，一定程度上提高锂电池的能量密度，提高电动车的续航能力，但是在把电池做大、做厚、做宽的同时，也会引入一些负面影响，其中产热尤其严重，更大更厚的电芯意味着锂电池内部产生的热量更多，而且也更难扩散到外界。目前，常规的散热方式有风冷、水冷以及散热板，但是往往需要在模组中设置多余的部件来达到给电池降温的目的，此方式暂用一部分模组空间，降低整车模组的能量密度；另外目前部分设计着手于使锂电池外壳中空化，通过中空的锂电池外壳可以更加方便的提高锂电池的散热问题，并且能一定程度上降低质量，提高能量密度，但是这种方案也不能做到最大程度上的降低锂电池产热问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种电池，其能够提升锂电池的散热效率。

本实用新型的目的还在于提供了一种用电设备，其能够提升电池的散热效率。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种电池，包括：

至少两个裸电芯，所述至少两个裸电芯沿其厚度方向堆叠设置；以及，

散热结构，设于两个所述裸电芯之间，且所述散热结构内具有空腔；所述散热结构上开设有与所述空腔连通的入口和出口，所述入口用于供导入换热介质的管道连接，所述出口用于供导出换热介质的管道连接。

可选地，所述电池还包括外壳和顶盖；所述裸电芯和所述散热结构均设于所述外壳内，所述顶盖连接于所述外壳以密封所述外壳的内部空间；所述顶盖与所述散热结构焊接固定，且所述顶盖上具有第一接入口和第二接入口，所述第一接入口与所述入口连通，所述第二接入口与所述出口连通。

可选地，所述散热结构包括主体结构和接口结构，所述主体结构设于两个所述裸电芯之间，所述接口结构凸设于所述主体结构的顶面，所述空腔位于所述主体结构内部，所述接口结构的内部空间与所述空腔连通，所述出口和所述入口均设于所述接口结构上，且所述出口和所述入口均与所述接口结构的内部空间连通。

可选地，所述接口结构远离所述主体结构的一侧具有焊接面；所述出口和所述入口均设于所述焊接面上；所述焊接面与所述顶盖焊接。

可选地，所述接口结构上还设有排气孔，所述排气孔与所述接口结构的内部空间连通；所述排气孔上设有排气阀，所述排气阀用于在所述空腔中气压超过预设压力时导通所述排气孔。

可选地，所述排气孔设于所述接口结构的侧面。

可选地，所述裸电芯在其厚度方向上的两侧具有大面，所述散热结构在沿所述裸电芯的厚度方向上的两侧具有接触面，所述接触面与所述大面贴合。

可选地，所述接触面的面积与所述大面的面积相等。

可选地，所述散热结构采用耐腐蚀的金属材料或高分子材料制成。

一种用电设备，包括上述的电池。

本实用新型提供的电池及用电设备相对于现有技术的有益效果包括：

在该电池中，由于在两个裸电芯之间设置有散热结构，散热结构可以通过入口和出口实现换热介质在空腔中循环，换热介质在空腔中循环的过程中，便能通过换热介质持续地带走裸电芯产生的热量，以向裸电芯提供散热的作用。换言之，散热结构可以直接从电池的内部向电池提供散热作用，以直接从电池内部达到降低产热热量的目的，极大地提高了电池的散热效率。并且，将中空的散热结构设置在裸电芯之间，可以有效地利用裸电芯之间的间隙，能改善电池内部的空间利用率，提高电池的能量密度。基于此，该电池以及采用该电池的用电设备可以改善现有技术中电池散热效率低。

进一步地，散热结构可以直接与电池的顶盖焊接配合，直接将供换热介质流动的管道接入顶盖便能实现散热结构与管道的连接，由此可以降低管道接入散热结构的装配难度，从而达到降低装配成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中提供的电池第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例中提供的散热结构的结构示意图；

图3为本申请实施例中提供的散热结构另一视角的结构示意图；

图4为本申请实施例中提供的电池第二视角的结构示意图；

图5为本申请实施例中提供的顶盖的结构示意图。

图标：10-电池；100-电芯；200-散热结构；210-主体结构；220-接口结构；221-入口；222-出口；223-排气孔；300-顶盖；310-第一接入口；320-第二接入口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

请结合参阅图1，本实施例中提供了一种电池10，该电池10可以用于储存电能，且在应用于用电设备的情况下，电池10能输出电能，以提供用电设备执行其功能的电能。其中，本实施例中提供的电池10可以提升锂电池10的散热效率。

在本实施例中，电池10包括散热结构200和至少两个裸电芯100。至少两个裸电芯100沿其厚度方向堆叠设置。散热结构200设于两个裸电芯100之间，且散热结构200内具有空腔(图未示)；散热结构200上开设有与空腔连通的入口221和出口222，入口221用于供导入换热介质的管道(图未示)连接，出口222用于供导出换热介质的管道连接。也就是说，在管道分别接入出口222和入口221的情况下，便能引导换热介质在空腔中进行循环，方便换热介质对裸电芯100进行散热降温。

值得注意的是，在本实施例中，散热结构200内设置空腔其表现为，空腔的整体体积占散热结构200整体体积的80％以上，以使得散热结构200的外周壁较薄，从而使得散热结构200所接触的裸电芯100产生的热量能高效地与空腔中的换热介质进行热交换，从而达到提升换热效率的目的。一般地，散热结构200外周的周壁厚度均匀，使得散热结构200周壁各处的传热效率均匀，有利于快速地降温。当然，在一些实施例中，为了更好的进行降温散热，可以将散热结构200贴合于裸电芯100的周壁设置的较薄，由此可以提升接触于裸电芯100的侧面的传热效率。

以上所述，在该电池10中，由于在两个裸电芯100之间设置有散热结构200，散热结构200可以通过入口221和出口222实现换热介质在空腔中循环，换热介质在空腔中循环的过程中，便能通过换热介质持续地带走裸电芯100产生的热量，以向裸电芯100提供散热的作用。换言之，散热结构200可以直接从电池10的内部向电池10提供散热作用，以直接从电池10内部达到降低产热热量的目的，极大地提高了电池10的散热效率。并且，将中空的散热结构200设置在裸电芯100之间，可以有效地利用裸电芯100之间的间隙，能改善电池10内部的空间利用率，提高电池10的能量密度。

可选地，在本实施例中，请结合参阅图1、图4和图5，电池10还包括外壳(图未示)和顶盖300；裸电芯100和散热结构200均设于外壳内，顶盖300连接于外壳以密封外壳的内部空间；顶盖300与散热结构200焊接固定，且顶盖300上具有第一接入口310和第二接入口320，第一接入口310与入口221连通，第二接入口320与出口222连通。其中，在图4中，左右两个裸电芯100可以看作是向外翻开设置，也就是说，此时图示中的两个裸电芯100并非按照沿其厚度方向排列。

也就是说，散热结构200可以直接与电池10的顶盖300焊接配合，直接将供换热介质流动的管道接入顶盖300便能实现散热结构200与管道的连接，由此可以降低管道接入散热结构200的装配难度，从而达到降低装配成本的目的。

在该电池10的组装过程中，可以先将散热结构200与顶盖300焊接完成之后，将散热结构200和顶盖300一起装配到外壳上，从而实现电池10的封装。然而，在该情况下，在将工换热介质流动的管道焊接到顶盖300上的第一接入口310和第二接入口320，实现管道接入散热结构200的目的。当然，在其他实施例中，也可以先将散热结构200装配到裸电芯100之间，在将顶盖300与外壳装配完成之后，在进行散热结构200和顶盖300的超声焊接。

可选地，请结合参阅图2和图3，在本实施例中，散热结构200包括主体结构210和接口结构220，主体结构210设于两个裸电芯100之间，接口结构220凸设于主体结构210的顶面，空腔位于主体结构210内部，接口结构220的内部空间与空腔连通，出口222和入口221均设于接口结构220上，且出口222和入口221均与接口结构220的内部空间连通。在主体结构210上凸出形成接口结构220，可以方便散热结构200与顶盖300之间实现焊接，降低焊接难度，提高装配效率，降低装配成本。应当理解，在本申请的其他实施例中，也可以取消接口结构220的设置。

进一步地，接口结构220远离主体结构210的一侧具有焊接面(图未标)；出口222和入口221均设于焊接面上；焊接面与顶盖300焊接。也就是说，在焊接时，将接口结构220上的焊接面与顶盖300的内侧面贴合，通过超声焊接的方式实现接口结构220和顶盖300的焊接，与此同时，便实现出口222与第一接入口310对接，入口221与第二接入口320对接的目的。通过在接口结构220上设置焊接面，可以有利于接口结构220与顶盖300之间焊接前稳定地配合，进而有利于降低焊接难度，且提升焊接精度。

另外，在本实施例中，接口结构220上还设有排气孔223，排气孔223与接口结构220的内部空间连通；排气孔223上设有排气阀(图未示)，排气阀用于在空腔中气压超过预设压力时导通排气孔223。

值得注意的是，排气孔223仅在换热介质为气体换热介质的情况下设置在接口结构220上，也就是说，若换热介质为液体换热介质，则可以取消排气孔223的设置。

在换热介质为气体换热介质的情况下，若电池10产生的热量过多导致空腔中气体换热介质的热膨胀较大使得空腔内部气压增加过多时，可以通过排气孔223进行排气，以降低空腔中的气压，防止散热结构200内气压过大导致损坏的情况产生。也就是说，设置在排气孔223上的排气阀可以设置为基于压力打开的阀体，在压力达到排气阀的临界压力时，便导通排气孔223以排出气体实现降压的目的。

可选地，在一些实施方式中，排气孔223设于接口结构220的侧面。由此可以方便排气孔223的设置，避免排气孔223被外壳的其他周壁遮挡。应当理解，也可以将排气孔223设置在散热结构200的其他位置。值得注意的是，为了方便排气孔223排出的气体从外壳内部导出，在外壳上可以开设一个供气体排出的通孔，不仅方便电池10散热，也可以防止外壳内气压过高导致外壳膨胀的情况发生。

在本实施例中，裸电芯100在其厚度方向上的两侧具有大面(图未标)，散热结构200在沿裸电芯100的厚度方向上的两侧具有接触面，接触面与大面贴合。接触面与大面之间通过面面接触的方式实现配合，能提升裸电芯100向散热结构200传递热量的效率，进而能提升换热介质与裸电芯100之间的换热效率，可以进一步提升对于电池10的散热效率。

进一步地，接触面的面积与大面的面积相等。裸电芯100的大面散发的热量可以充分全面地传递至接触面，有利于裸电芯100产生的热量散失，提升电池10的散热效率。

当然，在本申请的其他实施例中，接触面的面积也可以根据实际情况进行调整，也就是说，在一些其他实施例中，接触面的面积也可以小于大面的面积。

在本实施例中，散热结构200采用耐腐蚀的金属材料或高分子材料制成。

基于上述提供的电池10，本申请实施例中还提供了一种用电设备(图未示)，该用电设备包括上述的电池10，也就是说，该用电设备采用了上述提供的电池10。由于上述电池10可以实现提升锂电池10的散热效率的目的，基于此，该用电设备同样可以达到提升锂电池10的散热效率的目的。

综上所述，在本实施例提供的电池10中，由于在两个裸电芯100之间设置有散热结构200，散热结构200可以通过入口221和出口222实现换热介质在空腔中循环，换热介质在空腔中循环的过程中，便能通过换热介质持续地带走裸电芯100产生的热量，以向裸电芯100提供散热的作用。换言之，散热结构200可以直接从电池10的内部向电池10提供散热作用，以直接从电池10内部达到降低产热热量的目的，极大地提高了电池10的散热效率。并且，将中空的散热结构200设置在裸电芯100之间，可以有效地利用裸电芯100之间的间隙，能改善电池10内部的空间利用率，提高电池10的能量密度。基于此，该电池10以及采用该电池10的用电设备可以改善现有技术中电池10散热效率低。进一步地，散热结构200可以直接与电池10的顶盖300焊接配合，直接将供换热介质流动的管道接入顶盖300便能实现散热结构200与管道的连接，由此可以降低管道接入散热结构200的装配难度，从而达到降低装配成本的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

至少两个裸电芯(100)，所述至少两个裸电芯(100)沿其厚度方向堆叠设置；以及，

散热结构(200)，设于两个所述裸电芯(100)之间，且所述散热结构(200)内具有空腔；所述散热结构(200)上开设有与所述空腔连通的入口(221)和出口(222)，所述入口(221)用于供导入换热介质的管道连接，所述出口(222)用于供导出换热介质的管道连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池(10)还包括外壳和顶盖；所述裸电芯(100)和所述散热结构(200)均设于所述外壳内，所述顶盖连接于所述外壳以密封所述外壳的内部空间；所述顶盖与所述散热结构(200)焊接固定，且所述顶盖上具有第一接入口(310)和第二接入口(320)，所述第一接入口(310)与所述入口(221)连通，所述第二接入口(320)与所述出口(222)连通。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述散热结构(200)包括主体结构(210)和接口结构(220)，所述主体结构(210)设于两个所述裸电芯(100)之间，所述接口结构(220)凸设于所述主体结构(210)的顶面，所述空腔位于所述主体结构(210)内部，所述接口结构(220)的内部空间与所述空腔连通，所述出口(222)和所述入口(221)均设于所述接口结构(220)上，且所述出口(222)和所述入口(221)均与所述接口结构(220)的内部空间连通。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述接口结构(220)远离所述主体结构(210)的一侧具有焊接面；所述出口(222)和所述入口(221)均设于所述焊接面上；所述焊接面与所述顶盖焊接。

5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述接口结构(220)上还设有排气孔(223)，所述排气孔(223)与所述接口结构(220)的内部空间连通；所述排气孔(223)上设有排气阀，所述排气阀用于在所述空腔中气压超过预设压力时导通所述排气孔(223)。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述排气孔(223)设于所述接口结构(220)的侧面。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述裸电芯(100)在其厚度方向上的两侧具有大面，所述散热结构(200)在沿所述裸电芯(100)的厚度方向上的两侧具有接触面，所述接触面与所述大面贴合。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述接触面的面积与所述大面的面积相等。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述散热结构(200)采用耐腐蚀的金属材料或高分子材料制成。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的电池(10)。