电池单体、电池及用电装置的制作方法

本技术属于电池，尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术：

1、电池的温度是影响电池使用性能的最重要的参数，如何将电池工作过程中产生的热量快速散发，是目前电池设计过程中的研究重点。

2、电池单体是组成电池的最小单元，当单个或多个电池单体散热不及时而发生热失控时，通常会通过散热通道向相邻的电池单体扩散，造成大面积的电池单体过热甚至起火发生爆炸。

3、上述的陈述仅用于提供与本技术有关的背景技术信息，而不必然地构成现有技术。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于：提供一种电池单体、电池及用电装置，包括但不限于解决电池中因电池单体散热不及时而导致电池出现热失控的技术问题。

2、本技术实施例采用的技术方案是：

3、第一方面，提供了一种电池单体，该电池单体包括：

4、电极组件；

5、第一壳体，电极组件设于第一壳体内；其中

6、第二壳体与第一壳体密封连接，第一壳体的侧壁与第二壳体的侧壁间隔设置并形成有容腔，容腔的至少部分空间内容置有换热介质，换热介质与第一壳体接触并用于交换电极组件产生的热量。

7、本技术实施例的电池单体，在第一壳体外设置第二壳体，第二壳体与第一壳体之间形成容腔容纳换热介质，电极组件设置在第一壳体内，换热介质与第一壳体的侧壁接触，使用过程中电极组件产生的热量能够通过第一壳体的侧壁传导至换热介质，换热介质吸收热量，从而进行散热，这样，电极组件产生的热量不仅可以通过第一壳体的端面散出，也能通过第一壳体的侧面即大面散出，散热面积增加，且容置电极组件的第一壳体的大面直接与换热介质接触，热传导效率更高，散热速度更快，散热效果得以有效提升，电池单体的热失控风险降低，使用该电池单体制成的电池的热失控风险也能够相应降低。并且，使用本实施例的电池单体堆叠成组制成的电池，能够利用相邻电池单体之间的间隙设置上述的第二壳体，如此，即可利用相邻的电池单体之间的间隙进行散热，提高散热效果的同时，还提高了电池内部的空间利用率，电池性能得以提升。

8、在一些实施例中，第二壳体的高度等于或者小于第一壳体的高度，第二壳体设于第一壳体的侧部。

9、通过采用该实施例的技术方案，第二壳体设置在第一壳体的侧部，且第二壳体的高度不超过第一壳体的高度，这样，第二壳体的设置不会增加电池单体高度方向上的尺寸，在电池单体组成形成电池的过程中，不会增加电池的整体高度，而能够利用电池单体之间的间隙设置第二壳体，通过对第二壳体的形状及尺寸进行设计，第二壳体的设置也可以不增加电池的横向尺寸，如此，提高散热效率的基础上，不会明显导致电池体积增大。

10、在一些实施例中，第二壳体开设有进液孔，进液孔与容腔的容置有换热介质的部分连通并用于向容腔内注入换热介质。

11、通过采用该实施例的技术方案，设置进液孔向容腔内注入换热介质，从而使换热介质进入容腔，封堵进液孔后换热介质能够被密封在容腔内。

12、在一些实施例中，第二壳体还开设有出液孔，出液孔与容腔的容置有换热介质的部分连通并用于将容腔内的换热介质排出。

13、通过采用该实施例的技术方案，设置出液孔将容腔内的换热介质排出，这样，换热介质通过进液孔进入容腔再通过出液孔排出容腔，电池单体成组制成电池时，可以将进液孔与出液孔与电池的换热系统中用于流通换热介质的管路连通，这样，容腔内的换热介质便能够跟换热系统建立换热循环，从而加速散热，进一步提高对散热效果。

14、在一些实施例中，进液孔和出液孔的其中之一设于第二壳体沿高度方向的一端，进液孔和出液孔的其中之另一设于第二壳体沿高度方向的相对的另一端。

15、通过采用该实施例的技术方案，这样，当电池单体与电池的换热系统建立换热介质流动循环后，将进液孔和出液孔设置于第二壳体沿高度方向的相对两端，换热介质在容腔内的流程更长，换热介质通过从进液孔进入至从出液孔排出流动的路径更长，换热更有保障。

16、在一些实施例中，第二壳体包括沿高度方向相对设置顶壳和底壳，以及连接于顶壳和底壳之间的边壳，顶壳、边壳、底壳及第一壳体的侧壁围合形成容腔，进液孔和出液孔的其中之一设于顶壳，进液孔和出液孔的其中之另一设于底壳。

17、通过采用该实施例的技术方案，将第二壳体的顶壳与第一壳体的顶壳密封连接，将第二壳体的底壳与第一壳体的底壳密封连接，便可在第一壳体的侧壁和第二壳体的侧壁之间形成容腔，第二壳体结构简单，与第一壳体可以采用焊接等连接技术实现密封连接，连接操作简单。

18、在一些实施例中，容腔包括相互独立的至少一个第一腔体和至少一个第二腔体，换热介质容置于第一腔体，第二腔体内容置有电解液，第一壳体位于第二腔体的部分设有单向阀，单向阀从第二腔体向第一壳体的内部单向导通电解液。

19、通过采用该实施例的技术方案，将容腔分为独立的第一腔体和第二腔体，第一腔体内容置换热介质用于散热，在第二腔体内容置电解液，并在第一壳体设置单向阀向第一壳体内单向导通电解液，这样，当电极组件发生热膨胀并恢复冷却后第一壳体内部压力降低，第二腔体内的电解液便能够通过单向阀进入第一壳体内，从而达到向电极组件补充电解液的目的，从而实现通过及时补充电解液以提高电极组件的整体性能。

20、在一些实施例中，第二壳体还设有注液孔，注液孔与第二腔体连通并用于向第二腔体内注入电解液。

21、通过采用该实施例的技术方案，设置注液孔用于向第二腔体内注入电解液，电解液可以在电池单体生产过程中的注液阶段一并注入。

22、在一些实施例中，第二壳体为方形壳体、正三角形壳体和正六边形壳体。

23、通过采用该实施例的技术方案，将第二壳体设置为方形壳体、正三角形壳体或者正六边形壳体中的任意种，电池单体成组制作电池的过程中，第二壳体均能够直接堆叠，电池成组效率更高，在满足散热和绝缘的前提下，相邻的电池单体之间几乎可以不设置间隙，电池结构更加紧凑。

24、在一些实施例中，第一壳体为圆形壳体，第二壳体的内接圆的直径等于第一壳体的外径，第一壳体的侧壁与第二壳体的侧壁相接触的位置密封连接，第二壳体的四角空间形成容腔。

25、通过采用该实施例的技术方案，第二壳体的设置相当于在圆柱形电池单体的外部增加一个方形壳体，相比直接使用多个圆柱形电池单体成组制作电池，方形状的第二壳体的设置有效的利用了相邻两圆柱形电池单体之间的间隙进行散热，提高散热效果的同时也不会因设置第二壳体而导致电池体积明显增大。

26、在一些实施例中，第二壳体的侧壁为绝缘壁。

27、通过采用该实施例的技术方案，将第二壳体的侧壁设置为绝缘壁，成组制成电池后，即使相邻的电池单体的第二壳体相互接触，也不会发生短路，电池性能更加稳定可靠。

28、在一些实施例中，第一壳体设有泄压阀，泄压阀位于第二壳体外；和/或，第二壳体设有泄压孔，泄压阀正对泄压孔。

29、通过采用该实施例的技术方案，将电池单体的泄压阀设置在第二壳体的外部，或者在第二壳体对应泄压阀的位置设置泄压孔，电极组件过热并导致第一壳体发生膨胀至超过第一壳体能够承受的膨胀限值时，第一壳体内的热量能够经泄压阀直接泄放至第二壳体外，或者通过泄压阀泄放的热气能够通过泄压孔泄放至第二壳体外，从而使电池单体泄压，降低电池单体过热发生爆炸的风险。

30、第二方面，提供了一种电池，包括上述实施例的电池单体。

31、本技术实施例的电池，通过采用上述的电池单体，电池单体不仅可以通过端面散热，也能通过侧面即电池单体的大面散热，散热面积增加，散热速度更快，散热效果得以有效提升，电池的热失控风险降低。并且，利用相邻的电池单体之间的间隙进行散热，提高散热效果的同时，还提高了电池内部的空间利用率，电池性能得以提升。

32、在一些实施例中，电池还设有换热管路，容腔容置有换热介质的空间与换热管路连通。

33、通过采用该实施例的技术方案，容腔容置有换热介质的空间与换热管路连通，容腔内的换热介质便能够经换热管路建立换热循环，从而加速散热，进一步提高对散热效果。

34、在一些实施例中，换热管路设有多个出液口和多个进液口，多个出液口与多个容腔一一对应连通，多个进液口与多个容腔一一对应连通。

35、通过采用该实施例的技术方案，换热管路通过多个出液口将换热介质输入各电池单体的容腔内，各电池单体的容腔内的换热介质又能通过各个对应的进液口再重新进入换热管路，如此，即可实现换热介质于换热管路及各个电池单体的容腔之间的循环。

36、在一些实施例中，换热管路设于电池单体的顶部和/或底部。

37、通过采用该实施例的技术方案，将换热管路设置于电池单体的端部，换热管路能够与电池单体的端面接触换热，如此，换热管路对电池单体的端面散热，容腔内的换热介质对电池单体的大面进行散热，散热效果更好，有助于进一步降低电池热失控的风险，电池使用稳定性提升。

38、在一些实施例中，电池还包括集成母排，电池单体与集成母排电连接，换热管路嵌设于集成母排。

39、通过采用该实施例的技术方案，集成母排与电池单体进行汇流，将换热管路嵌装于集成母排，无需设置额外的支撑结构安装换热管路，从而能够节省电池的内部空间，也便于换热管路及集成母排的一体化安装。

40、在一些实施例中，集成母排具有背向电池单体的外表面，换热管路的设置为不超出集成母排的外表面。

41、通过采用该实施例的技术方案，换热管路不会自集成母排的表面凸出，如此即可尽可能的利用集成母排的高度安装换热管路，有利于减小电池的高度尺寸，减小电池的体积。

42、第三方面，提供了一种用电装置，包括上述实施例的电池单体和/或电池。

43、本技术实施例的用电装置，通过采用上述的电池单体和/或电池，用电装置内电池单体和/或电池出现热失控的风险降低，用电装置的使用稳定性和可靠性提升。

44、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。