电池包、电池模组、车辆以及储能装置制造方法及图纸

本申请提供了一种电池包、电池模组、电动车、车辆和储能装置。所述电池包包括至少一个电池序列，所述电池序列包括若干个电池；所述电池的厚度沿第一方向延伸，若干个所述电池沿所述第一方向依次排列以形成所述电池序列；至少一个所述电池包括外壳和封装于所述外壳内的极芯，至少两个相邻的电池之间具有间隙，该间隙与所述电池的厚度的比例为c，c满足如下关系式:(a‑b)＜c＜(a×t)；其中，a表示为所述电池的膨胀率；b表示为所述极芯的压缩率；t表示为所述电池有利压缩后的厚度与所述电池被压缩前的厚度的百分比。本申请提供的电池包寿命长，空间利用率大。

【技术实现步骤摘要】
电池包、电池模组、车辆以及储能装置
本申请属于电池领域，尤其涉及一种电池包、电池模组、车辆以及储能装置。
技术介绍
在电动汽车电池包能量密度日益升高的环境下，长寿命是必须攻克的难关之一，这也是影响用户体验十分重要的一个指标，也是各家电池企业以及新能源车企一直追求优化的方向。在一个电池包内，电化学体系会影响电池的寿命，除此之外，外部环境对电池寿命的也起到至关重要的影响，其中影响较为严重的为电池在循环过程中会发生膨胀，相邻电池膨胀后互相挤压，从而造成电池性能的恶化，严重时还会引发安全问题。相关技术中，为了缓解电池的膨胀，目前最多的研究集中在电池包/电池模组中相邻电池之间预留一定的间隙，但间隙会占用电池包内部空间，如果电池包内电池数量较大，间隙预留过大，每两个相邻电池之间均预留间隙，由此势必会严重降低电池包的空间利用率；但如果间隙预留过小，又无法有效的缓解电池的膨胀。因此，如何合理设计相邻电池之间的间隙，使得既可以缓解电池的膨胀，又不会过多占用电池包内部空间，进而使得电池包的综合性能得到最大化，是目前急需解决的问题。
技术实现思路
为了至少解决上述一种问题，本申请的目的在于提供一种电池包，其既能缓解电池的膨胀，延长电池的循环使用寿命，又能够充分利用电池包的排布空间。为了实现上述目的，在本申请的第一方面，提供了一种电池包，所述电池包包括至少一个电池序列，所述电池序列包括若干个电池；所述电池的厚度沿第一方向延伸，若干个所述电池沿所述第一方向依次排列以形成所述电池序列；至少一个所述电池包括外壳和封装于所述外壳内的极芯，至少两个相邻的电池之间具有间隙，该间隙与所述电池的厚度的比例为c，c满足如下关系式:(a-b)＜c＜(a×t)，其中，a表示为所述电池的膨胀率；b表示为所述极芯的压缩率；t表示为所述电池有利压缩后的厚度与所述电池被压缩前的厚度的百分比。在本申请的一些实施方式中，a表示为电池在第一方向上的膨胀率，b表示为极芯在第一方向上的压缩率。在本申请的一些实施方式中，a=(电池膨胀后的厚度-电池膨胀前的厚度)/电池膨胀前的厚度×100%，b=(极芯被压缩前的厚度-极芯被压缩后的厚度)/极芯被压缩前的厚度×100%，t=电池有利压缩后的厚度/电池被压缩前的厚度×100%。在本申请的一些实施方式中，所述电池膨胀前的厚度为所述电池在使用前的初始厚度，所述电池膨胀后的厚度为所述电池的容量衰减至初始容量的80%以下时测得的厚度。在本申请的一些实施方式中，所述外壳包括具有开口的壳本体和盖板，所述盖板与所述壳本体的开口密封连接，以共同围成密封的容纳腔室，所述极芯位于所述容纳腔室内；所述电池膨胀前的厚度为所述盖板沿所述第一方向的尺寸；所述电池膨胀后的厚度为沿第一方向虚拟夹持所述电池的两平行平面间的间距。在本申请的一些实施方式中，b表示为所述极芯在第一方向的临界压缩率，所述极芯被压缩后的厚度为所述极芯在被压缩损坏前的临界厚度。在本申请的一些实施方式中，所述电池的有利压缩后的厚度大于所述极芯被压缩后的临界厚度。在本申请的一些实施方式中，所述极芯被压缩前的厚度为所述极芯在使用前的初始厚度；所述极芯被压缩后的厚度为所述极芯被压缩后所述极芯沿第一方向上两个相对表面之间的平均距离。在本申请的一些实施方式中，所述极芯被压缩后的厚度为向所述极芯施加压强P1，预定时间后，测得的所述极芯的厚度。在本申请的一些实施方式中，所述压强沿所述第一方向施加于所述极芯的外表面上，P1=0.5Mpa~0.7MPa，所述预定时间T1=60s~180s。在本申请的一些实施方式中，a=(电池膨胀后的厚度-电池膨胀前的厚度)/电池膨胀前的厚度×100%，b=(电池的使用前的初始厚度-极芯被压缩后的厚度)/电池的使用前的初始厚度×100%，t=电池有利压缩后的厚度/电池被压缩前的厚度×100%。在本申请的一些实施方式中，所述电池被压缩前的厚度为所述电池被压缩前直流内阻为r1时测得的厚度，所述电池有利压缩后的厚度为向所述电池施加压强P2，所述电池的直流内阻为r2时测得的厚度，其中，r1和r2满足：（r1-r2）/r1×100%=2%~8%。在本申请的一些实施方式中，所述压强P2沿所述第一方向施加于所述电池的外表上。在本申请的一些实施方式中，所述电池被压缩前的厚度为所述电池在荷电状态为20%SOC~80%SOC的情况下被压缩前测得的厚度；所述电池有利压缩后的厚度为所述电池在荷电状态为20%SOC~80%SOC的情况下被压缩后测得的厚度。在本申请的一些实施方式中，所述相邻两个电池之间的间隙为相邻两个电池在使用前的间隙；所述电池的厚度为电池在使用前的初始厚度。在本申请的一些实施方式中，所述外壳包括具有开口的壳本体和盖板，所述盖板与所述壳本体的开口密封连接，以共同围成密封的容纳腔室，所述极芯位于所述容纳腔室内；所述两个相邻电池之间的间隙包括第一间隙，所述第一间隙为所述两个相邻电池位于同一侧的两个盖板之间的最小距离，所述电池的厚度为所述盖板沿所述第一方向的尺寸。在本申请的一些实施方式中，所述外壳包括具有开口的壳本体和盖板，所述盖板与所述壳本体的开口密封连接，以共同围成密封的容纳腔室，所述极芯位于所述容纳腔室内；所述电池沿所述第一方向具有两个相对的第一表面；所述两个相邻电池之间的间隙包括第二间隙，所述第二间隙为所述两个相邻的电池相对的两个第一表面之间的最小间距；所述电池的厚度为所述盖板沿所述第一方向的尺寸。在本申请的一些实施方式中，所述电池在使用前的第二间隙大于所述电池在使用后的第二间隙。在本申请的一些实施方式中，a的取值范围为5.8%-17.5%，b的取值范围为3.21%-8.8%，t的取值范围为81%-97%。在本申请的一些实施方式中，所述电池的长度沿第二方向延伸，所述电池的长度为400-2500mm；所述的第二方向与所述第一方向不同。在本申请的一些实施方式中，封装于所述外壳内的极芯包括多个，多个所述极芯分成若干个极芯组，所述极芯组间串联。在本申请的一些实施方式中，所述外壳与所述极芯之间还设有封装膜，所述极芯封装在封装膜内。在本申请的第二方面，提供了一种电池模组，所述电池模组包括至少一个电池序列，所述电池序列包括若干个电池；所述电池的厚度沿第一方向延伸，若干个所述电池沿所述第一方向依次排列以形成所述电池序列；至少一个所述电池包括外壳和封装于所述外壳内的极芯，至少两个相邻的电池之间具有间隙，该间隙与所述电池的厚度的比例为c，c满足如下关系式:(a-b)＜c＜(a×t)，其中，a表示为所述电池的膨胀率；b表示为所述极芯的压缩率；t表示为所述电池有利压缩后的厚度与所述电池被压缩前的厚度的百分比。在本申请的第三方面，提供了一种电池包，包括上述电池模组。在本申请的第四方面，提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括至少一个电池序列，所述电池序列包括若干个电池；所述电池的厚度沿第一方向延伸，若干个所述电池沿所述第一方向依次排列以形成所述电池序列；至少一个所述电池包括外壳和封装于所述外壳内的极芯，至少两个相邻的电池之间具有间隙，该间隙与所述电池的厚度的比例为c，c满足如下关系式：(a-b)＜c＜(a×t)，其中，/na表示为所述电池的膨胀率；/nb表示为所述极芯的压缩率；/nt表示为所述电池有利压缩后的厚度与所述电池被压缩前的厚度的百分比。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括至少一个电池序列，所述电池序列包括若干个电池；所述电池的厚度沿第一方向延伸，若干个所述电池沿所述第一方向依次排列以形成所述电池序列；至少一个所述电池包括外壳和封装于所述外壳内的极芯，至少两个相邻的电池之间具有间隙，该间隙与所述电池的厚度的比例为c，c满足如下关系式：(a-b)＜c＜(a×t)，其中，
a表示为所述电池的膨胀率；
b表示为所述极芯的压缩率；
t表示为所述电池有利压缩后的厚度与所述电池被压缩前的厚度的百分比。


2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，
a表示为电池在第一方向上的膨胀率，b表示为极芯在第一方向上的压缩率。


3.如权利要求2所述的电池包，其特征在于，
a=(电池膨胀后的厚度-电池膨胀前的厚度)/电池膨胀前的厚度×100%，
b=(极芯被压缩前的厚度-极芯被压缩后的厚度)/极芯被压缩前的厚度×100%，
t=电池有利压缩后的厚度/电池被压缩前的厚度×100%。


4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述电池膨胀前的厚度为所述电池在使用前的初始厚度，所述电池膨胀后的厚度为所述电池的容量衰减至初始容量的80%以下时测得的厚度。


5.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述外壳包括具有开口的壳本体和盖板，所述盖板与所述壳本体的开口密封连接，以共同围成密封的容纳腔室，所述极芯位于所述容纳腔室内；
所述电池膨胀前的厚度为所述盖板沿所述第一方向的尺寸；
所述电池膨胀后的厚度为沿第一方向虚拟夹持所述电池的两平行平面间的间距。


6.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，b表示为所述极芯在第一方向的临界压缩率，所述极芯被压缩后的厚度为所述极芯在被压缩损坏前的临界厚度。


7.如权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池的有利压缩后的厚度大于所述极芯被压缩后的临界厚度。


8.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述极芯被压缩前的厚度为所述极芯在使用前的初始厚度；所述极芯被压缩后的厚度为所述极芯被压缩后所述极芯沿第一方向上两个相对表面之间的平均距离。


9.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述极芯被压缩后的厚度为向所述极芯施加压强P1，预定时间后，测得的所述极芯的厚度。


10.如权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述压强沿所述第一方向施加于所述极芯的外表面上，P1=0.5Mpa~0.7MPa，所述预定时间T1=60s~180s。


11.如权利要求3中所述的电池包，其特征在于，
a=(电池膨胀后的厚度-电池膨胀前的厚度)/电池膨胀前的厚度×100%，
b=(电池的使用前的初始厚度-极芯被压缩后的厚度)/电池的使用前的初始厚度×100%，
t=电池有利压缩后的厚度/电池被压缩前的厚度×100%。


12.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，
所述电池被压缩前的厚度为所述电池被压缩前直流内阻为r1时测得的厚度，
所述电池有利压缩后的厚度为向所述电池施加压强P2，所述电池的直流内阻为r2时测得的厚度，其中，r1和r2满足：（r1-r2）/r1×100%=2%~8%。

【专利技术属性】
技术研发人员：姜熙，潘仪，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44