一种电池包以及用电设备的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池包以及用电设备。


背景技术：

2.电池包是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部，以在需要的时刻对外部设备(如便携式电子设备)进行供电的装置。一般地，电池包包括多个电芯和壳体，多个电芯收容于壳体。电芯包括电极组件、极耳和包装袋。电极组件包括循环交替设置的正极片、负极片，以及设于两者之间并用于分隔两者的隔离膜。电极组件收容于包装袋，包装袋具有侧封边。极耳的一端与所述电极组件连接，极耳的另一端自包装袋伸出。其中，电芯是电池包内部主要的产热源和热失控部件，电芯产生的热量容易导致电芯过热。现有技术中，为了缓解电芯产生的热量对电池包的损坏，通常采用两种方式。一种是使用热稳定性高的阴极、阳极、电解液和隔膜材料制备电芯中的电极组件。另一种是通过金属或者导热的胶体将电芯的热量快速均衡到电池包中的其他部件上。
3.本实用新型的发明人在实现本实用新型的过程中，发现：目前，现有技术中电池包中的电芯产生的热量仍然在电池包内，容易造成热量在电池包内部聚集，进而将导致电池包起火甚至爆炸。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种电池包以及用电设备，电池包中的电芯产生的热量散出至电池包外面，避免热量在电池包内部聚集。
5.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电池包，包括壳体和多个电芯，所述壳体设置有腔体，所述多个电芯收容于所述腔体内，并且所述多个电芯沿第一方向堆叠，所述壳体还设置多个薄弱结构；所述电芯包括包装袋、电极组件和极耳，所述包装袋包括主体部、顶封边和侧封边，所述电极组件收容于所述主体部，所述极耳的一端与所述电极组件连接，所述极耳的另一端从所述顶封边伸出并且延伸至所述包装袋外，所述电芯的侧封边位于所述薄弱结构处。所述电池包中的电芯产生的热量一方面可通过薄弱结构散出至电池包外，另一方面，某一电芯过热且于薄弱的侧封边处胀破时，过热气体可从侧封边以及薄弱结构处散出至电池包的外面，从而避免电芯产生的热量在电池包内部聚集以及进一步的避免电池包起火甚至爆炸。另外，电芯的侧封边位于薄弱结构，则还可实现电芯与壳体的固定，避免电芯与壳体以及电芯与电芯之间的碰撞而引起电芯破损。
6.在一种可选的方式中，所述薄弱结构包括通孔、通槽和薄层状结构，所述薄弱结构为通孔或通槽时，过热气体可从侧封边以及通孔或通槽处散出至电池包的外面，薄弱结构为薄层状结构时，过热气体可冲破薄层状结构散出至电池包的外面。
7.在一种可选的方式中，所述电芯的侧封边穿过所述薄弱结构延伸至所述壳体外。某一电芯过热且于薄弱的侧封边处胀破时，过热气体可从侧封边直接散出至电池包的外面，从而可使得电芯产生的热量快速地散出至电池包的外面。
8.在一种可选的方式中，所述电池包还包括第一粘结树脂，所述薄弱结构为所述通孔或通槽时，所述第一粘结树脂填充于所述侧封边和所述通孔或通槽的内表面之间，所述第一粘结树脂用于侧封边和通孔或通槽的内表面粘结固定。通过设置第一粘结树脂，可实现电芯与壳体的稳固固定，进一步的避免电芯与壳体以及电芯与电芯之间的碰撞而引起电芯破损。
9.在一种可选的方式中，所述通孔或通槽的内表面的形状适应电芯的侧封边的外表面的形状，从而可加强电芯与壳体的固定，以及进一步的避免电芯与壳体以及电芯与电芯之间的碰撞而引起电芯破损。
10.在一种可选的方式中，所述壳体的内壁设置有多个固定槽，一所述薄弱结构位于一所述固定槽的槽底，一所述电芯的主体部部分收容于一所述固定槽，从而可通过所述固定槽和薄弱结构加强电芯与壳体之间的固定。
11.在一种可选的方式中，所述电池包还包括第二粘结树脂，所述第二粘结树脂填充于所述固定槽的内表面和所述电芯的主体部之间，所述第二粘结树脂用于将电芯的主体部和固定槽的内表面粘结固定。通过设置第二粘结树脂，可进一步的实现电芯与壳体的稳固固定，进而避免电芯与壳体以及电芯与电芯之间的碰撞而引起电芯破损。
12.在一种可选的方式中，所述侧封边沿第一方向的宽度小于对应的所述薄弱结构沿所述第一方向的宽度；所述侧封边沿第二方向的长度小于对应的薄弱结构沿所述第二方向的长度，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直，并且所述第二方向垂直于所述电芯的顶封边。即电芯的侧封边与薄弱结构之间具有一定的间隙，则一方面便于电芯的侧封边位于薄弱结构，另一方面避免侧封边位于薄弱结构时对侧封边造成损坏。
13.在一种可选的方式中，所述薄弱结构沿所述第一方向的宽度的范围为0.1毫米至2毫米，从而可适应大部分的电芯的侧封边的尺寸要求。
14.在一种可选的方式中，所述电池包还包括导热件，所述导热件设置于所述电芯的主体部和壳体之间，并且所述导热件分别与所述电芯的主体部和壳体接触。通过设置导热件，则电芯产生的热量被均衡然后被散出至电池包的外面，从而电池包整体的使用寿命长。
15.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种用电设备，包括上述电池包和负载，所述电池包用于为所述负载供电，包括上述电池包和负载的用电设备的使用寿命长。
16.在一种可选的方式中，所述用电设备为储能装置、电动车、无人机以及电动工具中的至少一种。
17.本实用新型实施例的有益效果是：提供了一种电池包以及用电设备，电池包包括壳体和多个电芯，电芯包括包装袋、电极组件和极耳，所述包装袋包括主体部、顶封边和侧封边，所述电极组件收容于所述主体部，所述极耳的一端与所述电极组件连接，所述极耳的另一端从所述主体部的所述顶封边伸出并且延伸至所述包装袋外。通过在壳体设置多个薄弱结构，以及电芯的侧封边位于薄弱结构处，则电芯产生的热量一方面可通过薄弱结构散出至电池包外，另一方面，某一电芯过热且于薄弱的侧封边处胀破时，过热气体可从侧封边以及薄弱结构处散出至电池包的外面，从而避免电芯产生的热量在电池包内部聚集以及进一步的避免电池包起火甚至爆炸。另外，电芯的侧封边位于薄弱结构，则还可实现电芯与壳体的固定，避免电芯与壳体以及电芯与电芯之间的碰撞而引起电芯破损。
附图说明
18.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
19.图1是本实用新型实施例提供的电池包的示意图；
20.图2是本实用新型实施例提供的电池包的爆炸示意图；
21.图3是本实用新型实施例提供的电芯的一种示意图；
22.图4是本实用新型实施例提供的电芯的另一种示意图；
23.图5是本实用新型实施例提供的壳体的剖视图；
24.图6是本实用新型实施例提供的电芯的又一种示意图；
25.图7是本实用新型实施例提供的图6中b部的放大图；
26.图8是本实用新型实施例提供的图1中a部的放大图。
具体实施方式
27.为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
28.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.请参阅图1和图2，电池包包括：壳体10和多个电芯20，多个电芯20收容于壳体10，并且多个电芯20沿第一方向d1堆叠。
30.对于上述多个电芯20，请参阅图3，电芯20包括包装袋21、电极组件(图未示)和极耳22，包装袋21包括主体部211、顶封边212和侧封边213。其中顶封边212和侧封边213均与主体部连接。其中，电极组件收容于主体部211主体部211主体部211，极耳22的一端与电极组件连接，极耳22的另一端从主体部211的顶封边212伸出并且延伸至包装袋21外。
31.对于上述顶封边212和侧封边213，在一些实施例中，请参阅图4，顶封边212连接于主体部211于第一方向d1上的中间，侧封边213连接于主体部于第一方向d1上的中间。则侧封边213设置于薄弱结构12时方便。
32.对于上述壳体10，请参阅图2和图5，壳体10设置有腔体11、多个连通腔体11的薄弱结构12以及多个固定槽13。
33.对于上述薄弱结构12，薄弱结构12的形状可以是多种多样的，例如圆形、椭圆形或者槽状，本技术不做具体限定。
34.其中，多个电芯20收容于腔体11。
35.电芯20的侧封边213位于薄弱结构12处。通过在壳体10设置薄弱结构12，则一方面可方便电芯20的侧封边213和壳体10的固定，进而实现电芯20与壳体10的固定，则电池包受
到振动时，可避免电芯20与壳体10，电芯20与电芯20之间因碰撞而损坏；又一方面，电芯20产生的热量可从薄弱结构12处散出至电池包的外面，则电芯20不容易过热；另一方面，一电芯20过热时，产生过热的电芯20会产生大量的过热气体，导致电芯20的包装袋21胀破，由于电芯20的侧封边213是电芯20的薄弱区，则包装袋21胀破时首先在侧封边213胀破，则过热气体从侧封边213以及薄弱结构12处散出至电池包的外面，电池包内的其他电芯20不会因为产生过热的电芯20产生的过热气体发生级联过热，可避免更大的危险发生；还一方面，当一电芯20因过热而胀破后，在对电池包进行维护时，只需要更换因过热而胀破的电芯20即可，则电池包的维护成本低。
36.需要说明的是，薄弱结构12可以是通孔、通槽或者薄层状结构等。薄弱结构12为通孔或通槽时，过热气体可从侧封边以及通孔或通槽处散出至电池包的外面，薄弱结构为薄层状结构时，过热气体可冲破薄层状结构散出至电池包的外面。
37.在一些实施例中，请参阅图6、图7和图8，侧封边213沿第一方向d1的宽度b’小于对应的薄弱结构12沿第一方向d1的宽度b。其中，第一方向d1为多个电芯20叠置的方向。侧封边213沿第二方向d2的长度a’小于对应的薄弱结构12沿第二方向d2的长度a，其中，第二方向d2与第一方向d1垂直，并且第二方向d2垂直于电芯20的主体部211顶封边212。
38.由于不同的电芯20的侧封边213的尺寸不同，因此对于薄弱结构12的尺寸没有具体的限定，薄弱结构12的尺寸根据壳体10内收容的电芯20的侧封边213的尺寸进行选择，只要满足侧封边213沿第一方向d1的宽度b’小于对应的薄弱结构12沿第一方向d1的宽度b以及侧封边213沿第二方向d2的长度a’小于对应的薄弱结构12沿第二方向d2的长度a即可。
39.一般的，电芯20的侧封边213沿第一方向d1的宽度b’的范围为0.1毫米至2毫米，则薄弱结构12沿第一方向d1的宽度b的范围为0.1毫米至2毫米，且电芯20的侧封边213沿第一方向d1的宽度b’小于对应的薄弱结构12沿第一方向d1的宽度b。
40.在一些实施例中，一电芯20的侧封边213穿过一薄弱结构12，且从薄弱结构12延伸至壳体10外，即电芯20的侧封边213自电芯20的主体部211到侧封边213远离主体部211的一端的宽度c’(请参阅图7)大于壳体10的厚度，其中，薄弱结构12的深度小于或者等于壳体10的厚度，则侧封边213胀破后，一方面过热气体可尽可能的被排至电池包的外面，另一方面侧封边213胀破后，若发生过热的电芯20中的电解液溢出，则溢出的电解液可溢到电池包外面，而不容易顺着薄弱结构12的内表面流至电池包内，从而腐蚀电池包中其他部件，导致电池包短路、起火。
41.在一些实施例中，为了加强电芯20的侧封边213与壳体10的固定，以及避免电池包振动时因电芯20与壳体10，电芯20与电芯20之间碰撞而导致电芯20的损坏，则可将薄弱结构12设计为仿形，即薄弱结构12的形状与电芯20的侧封边213的外表面以及电芯20的主体部211与薄弱结构12相对应的一部分的形状相同。
42.在一些实施例中，为了加强电芯20的侧封边213与壳体10的固定，以及避免电池包振动时因电芯20与壳体10之间碰撞而导致电芯20的损坏，当薄弱结构12为通孔或通槽时，则还可在电芯20的侧封边213与薄弱结构12的内表面之间填充第一粘结树脂(图未示)，以使电芯20的侧封边213与薄弱结构12的内表面通过第一粘结树脂粘结固定。
43.在一些实施例中，为了加强电芯20的侧封边213与壳体10的固定，以及避免电池包振动时因电芯20与壳体10之间碰撞而导致电芯20的损坏，则可将薄弱结构12设计为仿形，
即薄弱结构12的形状与电芯20的侧封边213的外表面以及电芯20的主体部211与薄弱结构12相对应的一部分的形状相同，且当薄弱结构12为通孔或通槽时，还可在电芯20的侧封边213与薄弱结构12的内表面之间填充第一粘结树脂(图未示)，以使电芯20的侧封边213与薄弱结构12的内表面通过第一粘结树脂粘结固定。
44.需要说明的是，请参阅图2，当电芯20包括两个相对的侧封边213时，壳体10上设置的薄弱结构12的数量是电芯20的两倍，薄弱结构12分布于壳体10的两个相对的侧面，则电池包中的多个电芯20叠置，一电芯20的一侧封边213位于壳体10的一侧面上的一薄弱结构12，一电芯20的另一侧封边213位于壳体10的另一侧面上的另一薄弱结构12。
45.请参阅图5，固定槽13设置于壳体10的内壁，固定槽13与腔体11连通。即固定槽13是壳体10自其内壁朝向壳体10的外壁凹陷形成的。一薄弱结构12位于一固定槽13的槽底。一电芯20的主体部211部分收容于一固定槽13。电芯20的主体部211部分收容于固定槽13时，电芯20的侧封边213位于位于固定槽13的槽底的薄弱结构12，则可通过固定槽13以及薄弱结构12将电芯20与壳体10进行固定。
46.在一些实施例中，固定槽13的内壁可设计成仿形，即固定槽13的内壁的形状与电芯20的主体部211收容于固定槽13的部分的形状相同，即电芯20的主体部211收容于固定槽13的部分贴合固定槽13的内壁，从而可对电芯20与壳体10进行固定，以及可进一步的避免电池包振动时，多个电芯20与壳体10的内壁，电芯20与电芯20之间碰撞而导致电芯20损伤，电池包的寿命长。
47.在一些实施例中，为了加强电芯20的主体部211与壳体10的固定，以及避免电池包振动时因电芯20与壳体10碰撞而导致电芯20的损坏，则还可在电芯20的主体部211与固定槽13的内壁之间填充第二粘结树脂(图未示)，以使电芯20的主体部211与固定槽13的内壁通过第二粘结树脂粘结固定。
48.可以理解的是，在电芯20的主体部211与固定槽13的内壁之间填充第二粘结树脂的同时，也可在电芯20的侧封边213与薄弱结构12的内表面之间填充上述第一粘结树脂。
49.需要说明的是，为了解决现有技术中电池包中的电芯20产生的热量仍然在电池包中对电池包的不良影响，也可不设置固定槽13，而仅仅是设置薄弱结构12，且电芯20的侧封边213位于薄弱结构12以通过薄弱结构12将电芯20产生的热量散出至电池包外。
50.在一些实施例中，为了缓解电芯20产生的热量对电池包的损坏，请参阅图2，可在电芯20的主体部211和壳体10之间设置导热件30，并且导热件30分别与电芯20的主体部211和壳体10接触，从而电芯20产生的热量一方面通过导热件30导至壳体10，进一步的散至电池包的外面，另一方面热量被均衡至电池包内部，再从薄弱结构12处散出至电池包的外部，从而可避免某一电芯20处的热量聚集而导致该处的电芯20损坏，以及进一步的快速的导致电池包的损坏。即通过设置导热件30和薄弱结构12，则电芯20产生的热量被均衡然后被散出至电池包的外面，从而电池包整体的使用寿命长。
51.在一些实施例中，导热件30可以是导热硅脂或者导热金属等。
52.可以理解的是，在一些实施例中，导热件30包裹所述电芯20，从而加强电芯20产生的热量通过导热件30传导至壳体10以及散至电池包的外部，以及加强电芯20产生的热量在电池包内部的均衡。
53.为了方便读者理解本实用新型实施例的发明构思，以下列举出5个具体的电池包，
电池包1、电池包2、电池包3、电池包4和电池包5以供参考。列举的5个电池包具有的相同的结构为：电池包包括壳体和16个电芯，16个电芯沿第一方向叠置于壳体内，壳体与每一电芯的侧封边对应的位置均设置薄弱结构，电芯的侧封边位于薄弱结构；薄弱结构的宽度为薄弱结构在第一方向的尺寸，薄弱结构的长度为薄弱结构在第二方向的尺寸，第二方向为分别与第一方向和电芯的顶封边垂直的方向，且薄弱结构的深度为壳体于薄弱结构处的厚度；电芯的侧封边的厚度为侧封边沿第一方向上的宽度，电芯的侧封边的长度为侧封边在第二方向上的尺寸，电芯的侧封边的宽度为自电芯的主体部到侧封边远离主体部的一端的尺寸。电池包1、电池包2、电池包3、电池包4和电池包5的不同之处如下文。
54.电池包1：薄弱结构的宽度为1毫米，薄弱结构的长度为102毫米，薄弱结构的深度为2毫米，侧封边的厚度为0.3毫米，侧封边的长度为100毫米，侧封边的宽度为2毫米。
55.电池包2：电池包2与电池包1的区别为，薄弱结构为通孔或通槽，电芯的侧封边和薄弱结构的内表面通过第一粘结树脂粘结。
56.电池包3：电池包3与电池包1的区别为薄弱结构为仿形。
57.电池包4：电池包4与电池包1的区别为薄弱结构的宽度为0.5毫米，侧封边的宽度为3毫米，壳体的内壁设置固定槽，且固定槽的内壁为仿形，电芯的主体部部分收容于固定槽，电芯的主体部和固定槽的内壁通过第二粘结树脂粘结。
58.电池包5：电池包5与电池包1的区别为薄弱结构的宽度为0.5毫米，侧封边的宽度为1.5毫米，薄弱结构的内表面为仿形，壳体的内壁设置固定槽，且固定槽的内壁为仿形，电芯的主体部部分收容于固定槽，薄弱结构为通孔或通槽时，电芯的侧封边和薄弱结构的内表面通过第一粘结树脂粘结，且电芯的主体部和固定槽的内壁通过第二粘结树脂粘结。
59.上述5个具体的电池包，电池包1、电池包2、电池包3、电池包4和电池包5，均可实现电芯中产生的热量散至电池包的外面，以及均可实现电芯与壳体的固定。其中，电池包1和电池包3中的电芯产生的热量可通过薄弱结构散出至电池包外，某一电芯过热且于侧封边处胀破时，过热气体可从侧封边以及薄弱结构处散出至电池包的外面。其中，电池包3的壳体的薄弱结构为仿形，电池包4的壳体上设置的固定槽的内壁为仿形，电池包5的薄弱结构为仿形且固定槽的内壁为仿形，则电池包3、电池包4和电池包5均可实现电芯与壳体的强固定。其中，电池包2中薄弱结构为通孔或通槽，电芯的侧封边和薄弱结构的内表面通过第一粘结树脂粘结，电池包4中电芯的主体部和固定槽的内壁通过第二粘结树脂粘结，电池包5中薄弱结构为通孔或通槽，电芯的侧封边和薄弱结构的内表面通过第一粘结树脂粘结且电芯的主体部和固定槽的内壁通过第二粘结树脂粘结，则电池包2、电池包4和电池包5也可实现电芯与壳体的强固定。
60.在本实用新型实施例中，电池包包括壳体10和多个电芯20，通过在壳体10设置多个薄弱结构12，以及一电芯20的侧封边213位于一薄弱结构12，则电芯20产生的热量一方面可通过薄弱结构12散出至电池包外，另一方面，某一电芯20过热且于薄弱的侧封边213处胀破时，过热气体可从侧封边213以及薄弱结构12处散出至电池包的外面，从而避免电芯20产生的热量在电池包内部聚集以及进一步的避免电池包起火甚至爆炸。另外，电芯20的侧封边213位于薄弱结构12，则还可实现电芯20与壳体10的固定，避免电芯20与壳体10以及电芯20与电芯20之间的碰撞而引起电芯20破损。
61.本实用新型实施例还提供了一种用电设备实施例，用电设备包括上述电池包和负
载，所述电池包用于为所述负载供电。对于电池包的具体结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
62.用电设备可以是储能装置、电动车、无人机以及电动工具中的至少一种，或者，用电设备还可以是手机、平板、独轮或两轮以上的电动车辆等。
63.例如，对于上述无人机，电池包搭载在无人机上，电池包用于对无人机上包括飞行系统、控制系统和摄像系统等在内的负载进行供电。
64.需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。