电池加热膜、电池模块、电池组及装置的制作方法

1.本实用新型属于储能器件技术领域，尤其涉及电池加热膜、电池模块、电池组及装置。


背景技术：

2.二次电池在温度过低时(≤10℃)进行充电过程中可能会发生副反应，析出的产物会对电池隔膜造成穿刺风险，从而引发锂电池的热失控，因此为了避免热失控现象的发生，在电池包内部设计一种加热膜来对低温状态下的二次电池进行加热，使二次电池在合适的充电温度下进行充电，避免引起安全事故。
3.目前，现有电池模块中的加热膜一般采用平整片状结构，并且加热膜和电池单元只通过胶接的方式连接。在电池使用过程中，由于电池极片厚度的变化以及单体电池内部产气，会造成单体电池表面不同程度的膨胀变形，此种变形会引起紧贴在单体电池表面的加热膜与电池脱离，甚至导致加热膜断裂，而加热膜在脱离单体电池后由于没有导热介质接触，在加热时容易出现空烧，极易引起热失控，给电池模组的使用造成极大的风险，加热膜断裂会造成电路短路，电池模组将无法继续使用，同时造成安全事故。
4.cn208352499u公开了一种锂电池模组加热膜组件及锂电池模组，包括加热膜、撑板、线束，所述加热膜包括发热片、导热绝缘层，所述线束与所述发热片连接，所述导热绝缘层设置两层，分别与所述发热片的两个侧面固定连接，所述加热膜粘附于所述撑板上；同时公开了一种锂电池模组，包括锂电池模组本体和上述锂电池模组加热膜组件。该加热膜组件的厚度和宽度减小，重量轻，空间利用率高，能量密度高，材料成本降低，即时监测加热温度，保证锂电池系统安全，但是无法解决电池空烧，易引起热失控的问题。
5.cn211957847u公开了一种电池模块用加热膜、电池模块、电池组及装置，所述电池模块包括加热膜本体、温度采集结构以及导体，导体形成在加热膜本体上，且导体用于与温度采集结构电气连接，以便传递温度采集结构采集的加热膜本体的表面温度信息，从而能够对加热膜本体表面的温度进行采集，以提高电池模块温度控制的准确性和精确度。但是仍无法解决加热膜与电池脱离，甚至导致加热膜断裂，而加热膜在脱离单体电池后由于没有导热介质接触，在加热时容易出现空烧，极易引起热失控的技术问题。
6.cn212874605u公开了一种电池加热膜结构及电池模组，所述电池加热膜结构包括加热膜本体以及在所述加热膜本体上设置的加热件，所述加热膜本体上间隔设有多个朝向所述加热膜本体的一侧凸设的凸出部，所述凸出部沿所述加热膜本体的宽度延伸，且所述凸出部于所述加热膜本体的另一侧形成凹槽。该电池加热膜结构通过设置凸出部避免了加热膜本体断裂造成电路短路的问题，和加热膜本体与单体电池表面脱离出现加热膜本体空烧的问题，但是其结构较为复杂，体积较大。
7.因此，优化设计电极加热膜的结构，使其在结构简单的条件下，有效解决电池膨胀引起的加热膜本体断裂以及加热膜本体与电池单元表面脱离造成加热膜本体空烧的技术问题至关重要。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供电池加热膜、电池模块、电池组及装置，在电池单元充放电膨胀时，通过电池加热膜中的缓冲区吸收电池单元的膨胀力，并且加热膜可以随电池单元进行轻微位移，从而使得加热膜能够完整的紧贴在电池单元的外部，有效防止加热膜本体与电池单元表面脱离，避免了加热膜本体空烧；同时本实用新型提供的电池加热膜强度优异，避免了加热膜本体断裂造成电路短路的问题。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.第一方面，本实用新型提供了一种电池加热膜，所述电池加热膜包括加热膜本体，所述加热膜本体上间隔开设有缓冲区，所述缓冲区的一端开口，另一端与所述加热膜本体相连。所述电池加热膜包括加热膜本体，自所述加热膜本体的一侧边缘向所述加热膜本体的另一侧开设有缓冲区，且所述缓冲区不贯通所述加热膜本体。
11.所述缓冲区的一端开口，所述加热膜本体的高度为a，所述缓冲区的高度为a1，其中，0.2≤a1/a≤0.8，例如a1/a可以是0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.8，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12.本实用新型中，缓冲区的高度与加热膜本体的高度的比值为0.2～0.8，当缓冲区的高度与加热膜本体的高度的比值低于0.2时，在电池单元发生膨胀时起不到缓冲的作用，当缓冲区的高度与加热膜本体的高度的比值高于0.8时，加热膜本体强度不够，在电池单元发生膨胀时容易发生断裂。
13.本实用新型提供的电池加热膜，在电池单元充放电膨胀时，通过电池加热膜中的缓冲区吸收电池单元的膨胀力，并且加热膜可以随电池单元进行轻微位移，从而使得加热膜能够完整的紧贴在电池单元的外部，有效防止加热膜本体与电池单元表面脱离，避免了加热膜本体空烧；同时本实用新型提供的电池加热膜强度优异，避免了加热膜本体断裂造成电路短路的问题。
14.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述缓冲区的高度与所述加热膜本体的高度的比值为0.3～0.7，例如可以是0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65或0.7，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述缓冲区的个数≥1，例如可以是1个、2个、3个、4个或5个，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16.本实用新型提供的电池加热膜为齿状结构，示例性地，缓冲区两侧的加热膜本体形状可以是矩形或类似矩形，也可以是抛物线形。因此，本实用新型对缓冲区的形状不作具体要求和特殊限定，缓冲区可以是任意形状的开口，只要能够在电池单元发生膨胀时起到缓冲作用均适用本实用新型。因此，本领域的技术人员可以根据实际需要和场景调整缓冲区的形状。
17.第二方面，本实用新型提供了一种电池模块，所述电池模块包括电池单元以及贴合于所述电池单元外侧壁的电池加热膜。
18.所述电池加热膜为第一方面所述的电池加热膜。
19.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电池单元的个数≥2，例如可以是2个、3个、4个、5个或6个，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适
用。
20.作为本实用新型一种优选的技术方案，相邻所述电池单元之间具有间隙，所述间隙与单片所述电池加热膜中缓冲区的数量相等，所述间隙与所述电池加热膜上缓冲区的位置相对应。
21.电池单元膨胀时，相邻电池单元之间的间隙加大，当电池单元恢复至初始状态时，相邻电池单元之间的间隙变小。本实用新型中，相邻电池单元之间的间隙与电池加热膜中缓冲区的位置相对应，这是由于在确保电池加热膜对电池单元进行有效加热的同时，也能通过缓冲区的缓冲防止加热膜本体与电池单元的表面脱离，造成加热膜本体空烧，并且避免了加热膜本体断裂。
22.示例性地，电池模块中电池单元和电池加热膜的排列方式可以是：平行放置的两片电池加热膜分别紧贴于电池单元相对的两侧外壁，并且两片电池加热膜的一端串联。
23.作为本实用新型一种优选的技术方案，相邻所述电池单元间的间隙宽度与所述缓冲区的开口宽度的比值为0.1～20，例如可以是0.1、2、4、6、8、10、12、14、16、18或20，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24.本实用新型中，相邻所述电池单元间的间隙的宽度与缓冲区的开口宽度的比值为0.1～20，当相邻所述电池单元间的间隙的宽度与缓冲区的开口宽度的比值低于0.1时，缓冲区的开口宽度过小，在电池膨胀时起不到缓冲的作用；当相邻所述电池单元间的间隙的宽度与缓冲区的开口宽度的比值高于20时，缓冲区的开口宽度过大，电池加热膜的有效加热面积过小，无法对电池单元进行有效的加热。
25.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电池加热膜通过胶接的方式与所述电池单元的外侧壁连接。
26.第三方面，本实用新型提供了一种电池组，所述电池组包括第二方面所述的电池模块。
27.第四方面，本实用新型提供了一种使用电池组作为电源的装置，所述使用电池组作为电源的装置包括第三方面所述的电池组。
28.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
29.本实用新型提供的电池加热膜、电池模块、电池组及装置，在电池单元充放电膨胀时，通过电池加热膜中的缓冲区吸收电池单元的膨胀力，并且加热膜可以随电池单元进行轻微位移，从而使得加热膜能够完整的紧贴在电池单元的外部，有效防止加热膜本体与电池单元表面脱离，避免了加热膜本体空烧；同时本实用新型提供的电池加热膜强度优异，避免了加热膜本体断裂造成电路短路的问题。
附图说明
30.图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的单片电池加热膜的结构示意图。
31.图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的单片电池加热膜的结构示意图。
32.图3为本实用新型一个具体实施方式中提供的一种电池模块的剖视图。
33.图4为图3中a区域的局部放大图。
34.图5为本实用新型一个具体实施方式中提供的两片电池加热膜串联的结构示意图。
35.其中，1-电池加热膜；2-加热膜本体；3-缓冲区；4-电池单元。
具体实施方式
36.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
39.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种电池加热膜1，如图1所示，所述电池加热膜1包括加热膜本体2，自所述加热膜本体2的一侧边缘向所述加热膜本体2的另一侧开设有缓冲区3，且所述缓冲区3不贯通所述加热膜本体2；所述缓冲区3的一端开口，所述加热膜本体2的高度为a，所述缓冲区3的高度为a1，其中，0.2≤a1/a≤0.8。
40.本实用新型中，缓冲区3的高度与加热膜本体2的高度的比值为0.2～0.8，当缓冲区3的高度与加热膜本体2的高度的比值低于0.2时，在电池单元4发生膨胀时起不到缓冲的作用，当缓冲区3的高度与加热膜本体2的高度的比值高于0.8时，加热膜本体2强度不够，在电池单元4发生膨胀时容易发生断裂。
41.本实用新型提供的电池加热膜1，在电池单元4充放电膨胀时，通过电池加热膜1中的缓冲区3吸收电池单元4的膨胀力，并且加热膜可以随电池单元4进行轻微位移，从而使得加热膜能够完整的紧贴在电池单元4的外部，有效防止加热膜本体2与电池单元4表面脱离，避免了加热膜本体2空烧；同时本实用新型提供的电池加热膜1强度优异，避免了加热膜本体2断裂造成电路短路的问题。
42.进一步地，所述缓冲区3的高度与所述加热膜本体2的高度的比值为0.3～0.7，所述缓冲区3的个数≥1。
43.本实用新型提供的电池加热膜1为齿状结构，示例性地，如图1所示，缓冲区3两侧的加热膜本体2的形状可以是矩形或类似矩形；如图2所示，缓冲区3两侧的加热膜本体2的形状也可以是抛物线形。因此，本实用新型对缓冲区3的形状不作具体要求和特殊限定，缓冲区3可以是任意形状的开口，只要能够在电池单元4发生膨胀时起到缓冲作用均适用本实用新型。因此，本领域的技术人员可以根据实际需要和场景调整缓冲区3的形状。
44.在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种电池模块，如图3所示，所述电池模块包括电池单元4以及贴合于所述电池单元4外侧壁的电池加热膜1。
45.所述电池加热膜1为上述具体实施方式中所述的电池加热膜1。
46.进一步地，所述电池单元4的个数≥2，如图4所示，相邻所述电池单元4之间具有间隙，所述间隙与单片所述电池加热膜1中缓冲区3的数量相等，所述间隙与所述电池加热膜1上缓冲区3的位置相对应。
47.电池单元4膨胀时，相邻电池单元4之间的间隙加大，当电池单元4恢复至初始状态时，相邻电池单元4之间的间隙变小。本实用新型中，相邻电池单元4之间的间隙与电池加热膜1中缓冲区3的位置相对应，这是由于在确保电池加热膜1对电池单元4进行有效加热的同时，也能通过缓冲区3的缓冲防止加热膜本体2与电池单元4的表面脱离，造成加热膜本体2空烧，并且避免了加热膜本体2断裂。
48.示例性地，电池模块中电池单元4和电池加热膜1的排列方式可以是：平行放置的两片电池加热膜1分别紧贴于电池单元4相对的两侧外壁，并且两片电池加热膜1的一端串联，如图5所示。
49.进一步地，相邻所述电池单元4间的间隙宽度与所述缓冲区3的开口宽度的比值为0.1～20。
50.本实用新型中，相邻所述电池单元4间的间隙的宽度与缓冲区3的开口宽度的比值为0.1～20，当相邻所述电池单元4间的间隙的宽度与缓冲区3的开口宽度的比值低于0.1时，缓冲区3的开口宽度过小，在电池膨胀时起不到缓冲的作用；当相邻所述电池单元4间的间隙的宽度与缓冲区3的开口宽度的比值高于20时，缓冲区3的开口宽度过大，电池加热膜1的有效加热面积过小，无法对电池单元4进行有效的加热。
51.进一步地，所述电池加热膜1通过胶接的方式与所述电池单元4的外侧壁连接。
52.在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种电池组，所述电池组包括上述另一个具体实施方式所述的电池模块。
53.在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种使用电池组作为电源的装置，所述使用电池组作为电源的装置包括上述另一个具体实施方式所述的电池组。
54.申请人声明，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，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于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，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。