单体电池、电池包及电动汽车制造技术

本申请公开了一种单体电池、电池包及电动汽车，属于电池技术领域，该单体电池包括壳体；第一电芯和第二电芯，第一电芯和第二电芯位于壳体内，第一电芯和第二电芯沿壳体的第一方向排列，第一电芯的自放热起始温度、热失控起始温度与两倍的热失控酝酿时间之和小于第二电芯的自放热起始温度、热失控起始温度与两倍的热失控酝酿时间之和，由此第一电芯的安全性弱于第二电芯的安全性。该单体电池具有第一电芯和第二电芯两种安全性不同的卷芯，当单体电池内低安全性的第一电芯发生热失效时，单体电池内高安全性的第二电芯可以延缓或阻止单体电芯内部的热失控蔓延，提升了安全性。提升了安全性。提升了安全性。

【技术实现步骤摘要】
单体电池、电池包及电动汽车


[0001]本申请属于电池
，具体涉及一种单体电池、电池包及电动汽车。

技术介绍

[0002]现有的动力电池模组通常由磷酸铁锂(简称LFP)电芯组合而成，其具有较高的安全性和长循环寿命等优势，但是能量密度较低，无法满足高续航需求。还有一种是由三元镍钴锰酸锂(简称NCM)电芯组合而成，其具有较高的能量密度和高电压平台等优势，但是安全性能较低，极易发生模组热扩散。
[0003]由于电动汽车更长续航里程的需求，相应配套的动力电池模组能量密度需求越来越高。单体电池正极材料由高安全性的LFP体系向着高能量密度NCM三元体系转变已成为目前行业的趋势，但其相应的化学安全性能变差，对整车及乘车人员生命财产安全构成一定威胁。目前针对三元体系的电池包系统，需要进行专门的防热失控扩散设计，如自然冷却、风冷、液冷等，其结构相对比较复杂，一方面增加模组和电池包的质量，降低了电池包的质量能量密度，另一方面也增加了模组和电池包的制造成本。

技术实现思路

[0004]技术目的：本申请实施例提供一种单体电池，旨在解决现有电池防热失控结构复杂的技术问题；本申请实施例的另一目的是提供一种电池包；本申请的第三个目的是提供一种电动汽车。
[0005]技术方案：本申请实施例所述的一种单体电池，包括：
[0006]壳体；
[0007]第一电芯和第二电芯，所述第一电芯和所述第二电芯位于所述壳体内，所述第一电芯和所述第二电芯沿所述壳体的第一方向排列；
[0008]所述第一电芯的自放热起始温度为T1℃，所述第一电芯从初始状态到自放热临界状态的间隔时间为t1h，所述第一电芯的热失控起始温度为T2℃，所述第一电芯从初始状态到热失控临界状态的间隔时间为t
2 h；
[0009]所述第二电芯的自放热起始温度为T3℃，所述第二电芯从初始状态到自放热临界状态的间隔时间为t
3 h，所述第二电芯的热失控起始温度为T4℃，所述第二电芯从初始状态到热失控临界状态的间隔时间为t
4 h；
[0010]其中，
[0011]T1+T2+2(t1‑
t1)<T3+T4+2(t4‑
t3)
[0012]在一些实施例中，所述单体电池满足：
[0013]0<T3‑
T1≤70
[0014]在一些实施例中，所述单体电池满足：
[0015]60≤T1<130，60℃<T3≤130
[0016]在一些实施例中，所述单体电池满足：
[0017]0℃<T4‑
T2≤110
[0018]在一些实施例中，所述单体电池满足：
[0019]110≤T2<220，110℃<T4≤220
[0020]在一些实施例中，所述单体电池满足：
[0021]0≤(t4‑
t3)
‑
(t2‑
t1)≤49.5
[0022]在一些实施例中，所述单体电池满足：
[0023]0.5≤(t2‑
t1)<50，0.5<(t4‑
t3)≤50
[0024]在一些实施例中，沿所述第一方向，排首位序的为所述第一电芯，和/或，排末位序的为所述第一电芯。
[0025]在一些实施例中，所述第一电芯和所述第二电芯沿着所述第一方向交替排列。
[0026]在一些实施例中，包括：
[0027]多个所述第一电芯沿所述第一方向依次排列形成第一电芯组；
[0028]多个所述第二电芯沿所述第一方向依次排列形成第二电芯组；
[0029]所述第一电芯组与所述第二电芯组沿所述壳体的第一方向排列。
[0030]在一些实施例中，所述第一电芯组设有多组，所述第二电芯组设有多组，相邻的两个所述第一电芯组之间设有一个所述第二电芯组。
[0031]在一些实施例中，在多组所述第一电芯组中，任意两组的所述第一电芯的数量相同；和/或，
[0032]在多组所述第二电芯组中，任意两组的所述第二电芯的数量相同。
[0033]在一些实施例中，在多组所述第一电芯组中，至少两组的所述第一电芯的数量不同；和/或，
[0034]在多组所述第二电芯组中，至少两组的所述第二电芯的数量不同。
[0035]相应的，本申请实施例提供的一种电池包，包括以上任一项所述的单体电池。
[0036]在一些实施例中，包括多个所述单体电池，多个所述单体电池沿着所述第一方向依次排列。
[0037]在一些实施例中，相邻的两个所述单体电池中，至少一个所述单体电池的与另一个所述单体电池相邻的卷芯为所述第一电芯。
[0038]相应的，本申请实施例提供的一种电动汽车，包括上述的电池包。
[0039]有益效果：与现有技术相比，本申请实施例的单体电池，包括壳体；至少一个第一电芯和至少一个第二电芯，第一电芯和第二电芯位于壳体内，第一电芯和第二电芯沿壳体的第一方向排列，其中，沿第一方向，排首位序的为第一电芯，和/或，排末位序的为第一电芯；第一电芯的自放热起始温度为T1，第一电芯从初始状态到自放热临界状态的间隔时间为t1，第一电芯的热失控起始温度为T2，第一电芯从初始状态到热失控临界状态的间隔时间为t2；第二电芯的自放热起始温度为T3，第二电芯从初始状态到自放热临界状态的间隔时间为t3，第二电芯的热失控起始温度为T4，第二电芯从初始状态到热失控临界状态的间隔时间为t4；其中T1+T2+2(t2－t1)＜T3+T4+2(t4－t3)，当单体电池发生热失效时，其中第一电芯优先发生热失控，释放的热量传递至第二电芯时，大部分热量会被第二电芯阻隔，一定程度上延缓或阻止单体电池内部的热失控蔓延，提升安全性。
[0040]与现有技术相比，本申请实施例的电池包，包括上述的单体电池。可以理解的是，
该电池包可以具有上述单体电池的所有技术特征以及有益效果，能有效防止内部热失控发生和蔓延，无需额外增加复杂的防热失控设计，有效的增加了质量能量密度，降低了制造成本。
[0041]与现有技术相比，本申请实施例的电动汽车，包括上述的单体电池，或者，包括上述的电池包。以理解的是，该电动汽车可以具有上述单体电池或者电池包的所有技术特征以及有益效果，能有效防止内部热失控发生和蔓延，减少复杂的防热扩散结构设计，增加质量能量密度及降低制造成本，提高了安全性。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
[0043]图1是本申请实施例提供的单体电池的外部结构示意图；
[0044]图2是本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单体电池(100)，其特征在于，包括：壳体(110)；第一电芯(130)和第二电芯(140)，所述第一电芯(130)和所述第二电芯(140)位于所述壳体(110)内，所述第一电芯(130)和所述第二电芯(140)沿所述壳体(110)的第一方向排列；所述第一电芯(130)的自放热起始温度为T1℃，所述第一电芯(130)从初始状态到自放热临界状态的间隔时间为t
1 h，所述第一电芯(130)的热失控起始温度为T2℃，所述第一电芯(130)从初始状态到热失控临界状态的间隔时间为t
2 h；所述第二电芯(140)的自放热起始温度为T3℃，所述第二电芯(140)从初始状态到自放热临界状态的间隔时间为t
3 h，所述第二电芯(140)的热失控起始温度为T4℃，所述第二电芯(140)从初始状态到热失控临界状态的间隔时间为t
4 h；其中，T1+T2+2(t2‑
t1)<T3+T4+2(t4‑
t3)。2.根据权利要求1所述的单体电池(100)，其特征在于，所述单体电池(100)满足：0<T3‑
T1≤70。3.根据权利要求2所述的单体电池(100)，其特征在于，所述单体电池(100)满足：60≤T1<130，60<T3≤130。4.根据权利要求1所述的单体电池(100)，其特征在于，所述单体电池(100)满足：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洁，徐中领，喻聪，洪子威，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：新型
国别省市：