电池以及用电装置的制作方法

1.本技术涉及电池领域，特别是涉及一种电池以及用电装置。


背景技术：

2.电池广泛应用于电子设备，例如移动通信设备、笔记本电脑、电动摩托车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具以及电动工具等。电池的类型阿包括镉镍电池、镍氢电池、锂离子电池和二次碱性锌锰电池等。
3.目前，除了如何提高电池的性能之外，如何提高电池的安全性以及运行的稳定性也是本领域的研究重点之一 。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术提供一种电池以及用电装置，能够提高电池的安全性以及运行稳定性。
5.第一方面，本技术提供了一种电池，包括：电池单体以及电磁组件。电池单体包括外壳。电磁组件用于产生交变磁场，以使外壳产生涡流。
6.本技术实施例的技术方案中，在电池中设置电磁组件，电磁组件能够使电池单体的外壳产生涡流效应，从而将外壳进行升温，外壳温度升高后能够对电池单体中的电极组件以及电解液进行升温。上述的技术方案，相比于电加热片能够更快地提高电池单体的温度，从而提升电池单体的效率。并且，电磁组件无需粘接，取消了粘接的装配工序，在不与电池单体或电池箱体直接接触的情况下同样能实现对电池单体的升温，进一步保证了安全性。
7.在一些实施例中，外壳的至少部分由导电金属制成。导电金属材料与电磁组件配合，电磁组件中通入交变电流能够产生磁场，磁场作用于导电金属在导电金属的表面产生涡流效应，导电金属在涡流效应的作用下温度升高以实现对电池单体中的电极组件进行加热的效果。
8.在一些实施例中，导电金属包括铝或铝合金。上述的材料电导率高，能与电磁组件快速反应，加热效率高，并且铝或铝合金密度较低，能保证电池单体的能量密度。
9.在一些实施例中，电磁组件包括：电磁模块以及控制装置。电磁模块包括电磁线圈。控制装置与电磁线圈连接并控制流经电磁线圈电流的大小以及方向。通过设置控制装置，以控制流经电磁线圈的电流大小以及方向，能够在电磁线圈中通入交变电流以产生电磁感应，从而达到对电池单体的外壳加热的目的。
10.在一些实施例中，控制装置还包括电源接口，电源接口用于与电源连接以对电磁模块进行供电。电源接口与电源连接能够将电能输入至电磁线圈中以产生电磁感应。
11.在一些实施例中，电池还包括箱体，箱体包括顶板、底板以及多个侧板，顶板与底板相对设置，多个侧板依次首尾连接，顶板、底板以及多个侧板共同围合形成容纳腔，电池单体设于容纳腔内，电磁模块设于箱体朝向电池单体的一侧。通过设置顶板、底板以及多个
侧板能够保证箱体的结构稳定，保证容纳腔内电池单体的安全性，将电磁模块设于箱体朝向电池单体的一侧，能够保证电磁模块也设置于容纳腔中，保证电磁模块的安全性，同时缩短电磁模块与电池单体之间的距离，保证电池单体的外壳上快速形成涡流效应，达到快速提高温度的技术效果。
12.在一些实施例中，电池还包括换热组件，换热组件包括：换热板以及导电片。换热板设于箱体朝向电池单体的一侧，换热板具有换热流道。导电片设于换热流道内，导电片用于与电磁模块配合产生涡流以对换热流道内的换热介质进行升温。通过设置换热组件能够实现对电池单体的温度的调节，保证电池单体运行的效率以及稳定性，在换热流道内设置导电片，能够将导电片与电磁线圈配合，在导电片的表面形成涡流效应以提高换热流道内换热介质的温度。
13.在一些实施例中，电池单体的数量为多个，电磁模块设于相邻的两个电池单体之间。电磁模块卡接于多个电池单体之间，结构简洁便于装配，并且能便于电磁模块的检修以及更换。
14.在一些实施例中，电池包括多个电池组，电池组包括多个沿厚度方向依次排列的电池单体，多个电池组沿电池单体的宽度方向依次排列，电磁模块设于相邻的两个电池组之间。电磁模块设于两个电池组之间，能够同时对多个电池组进行升温，提高电磁组件的加热效率。
15.在一些实施例中，电池还包括温度传感器，温度传感器设于外壳，且温度传感器与控制装置连接。通过设置温度传感器能够获取电池单体的温度信息，控制装置能够根据温度信息对电磁模块的电流进行控制，从而控制电磁模块的电磁感应强度，调节对外壳加热的效率。
16.第二方面，本技术提供了一种用电装置，其包括上述任一实施例中的电池，电池用于提供电能。
17.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。
附图说明
18.下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。
19.图1为本技术实施例的车辆的结构示意图；
20.图2位本技术实施例的电池的分解结构示意图；
21.图3为本技术实施例的电池单体的分解结构示意图；
22.图4为本技术实施例的电池的电磁模块的分解结构示意图；
23.图5为本技术实施例的电池的换热组件的分解结构示意图。
24.附图标记详细说明：
25.1、车辆；10、电极单元；11、电极组件；2、电池；20、外壳；21、开口；24、泄压机构；25、电极端子；30、端盖组件；3、控制器；4、马达；5、箱体；51、第一部分；52、第二部分；53、顶板；54、底板；55、侧板；56、容纳腔；7、电池单体；8、电磁组件；801、电磁模块；802、控制装置；803、电磁线圈；804、保护壳；805、接线柱；9、换热组件；901、换热板；902、导电片；903、换热
流道。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
28.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
30.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
31.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
32.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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技术实施例和简化描述，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技术实施例的限制。
33.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
34.从市场形势的发展来看，新能源车辆越来越受到市场的关注。新能源汽车包括电动汽车，电动汽车由电池驱动行驶。电池的安全关系到整台车辆的运行的安全和稳定，因此需要提高电池的安全性以及运行的稳定性。在研究过程中发明人发现，电池运行的效率受到温度的影响，在环境温度过高或过低的情况下，电池的运行效率会降低。因此，需要及时对电池的温度进行调控。
35.在一些电池中，通常会设置电加热片对电池单体的温度进行控制。电加热片设置在电池的箱体中。电加热片中设置有电阻较大的导电物体，通过焦耳效应使其产生热量以
对电池进行加热升温。电加热片与电池之间通过粘胶进行连接。粘胶在超过60摄氏度的接触温度下会失去粘性，导致电加热片脱离电池箱体，脱落的电加热片有可能干烧引起电池的燃烧，从而导致安全事故。并且，电加热片能耗较高，热传导效率低，升温效果较差。
36.基于上述的考虑，为了提高电池运行的安全性，保证加热效果，发明人研究设计出一种电池，取消电加热片，并且在电池中设置电磁组件。电磁组件能够使电池单体的外壳产生涡流效应，从而将外壳进行升温，外壳温度升高后能够对电池单体中的电极组件以及电解液进行升温。上述的技术方案，相比于电加热片能够更快地提高电池单体的温度，从而提升电池单体的效率。并且，电磁组件无需粘接，取消了粘接的装配工序，在不与电池单体或电池箱体直接接触的情况下同样能实现对电池单体的升温，进一步保证了安全性。
37.本技术实施例公开的电池可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本技术公开的电池以及组成该用电装置的电源系统。能有效提高电池升温的速度，保证电池的运行效率。并且电磁组件加热方式能够有效保证升温过程的安全性。
38.本技术实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
39.以下实施例为了方便说明，以本技术一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。
40.请参照图1，图1为本技术一些实施例提供的车辆1的结构示意图。车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
41.在本技术一些实施例中，电池2不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
42.请参照图2，图2为本技术一些实施例提供的电池2的爆炸图。电池2包括箱体5和电池单体7，电池单体7容纳于箱体5内。其中，箱体5用于为电池单体7提供容纳空间，箱体5可以采用多种结构。
43.在一些实施例中，箱体5包括第一部分51和第二部分52，第一部分51与第二部分52相互盖合，第一部分51和第二部分52共同限定出用于容纳电池单体7的容纳空间。第二部分52可以为一端开口的空心结构，第一部分51可以为板状结构，第一部分51盖合于第二部分52的开口侧，以使第一部分51与第二部分52共同限定出容纳空间；第一部分51和第二部分52也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分51的开口侧盖合于第二部分52的开口侧。当然，第一部分51和第二部分52形成的箱体5可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
44.在电池2中，电池单体7可以是多个，多个电池单体7之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体7中既有串联又有并联。多个电池单体7之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体7构成的整体容纳于箱体5内。当然，电池2也可以是多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个
整体，并容纳于箱体5内。电池2还可以包括其他结构，例如，该电池还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体之间的电连接。
45.其中，每个电池单体7可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体7可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
46.请参照图3，图3为本技术一些实施例提供的电池单体7的分解结构示意图。电池单体7是指组成电池2的最小单元。如图3，电池单体7包括有端盖组件30、外壳20、电极组件11以及其他的功能性部件。
47.端盖组件30是指盖合于外壳20的开口21处以将电池单体7的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖组件30的形状可以与外壳20的形状相适应以配合外壳20。可选地，端盖组件30可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖组件30在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体7能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖组件30上可以设置有如电极端子25等的功能性部件。电极端子25可以用于与电极组件11电连接，以用于输出或输入电池单体7的电能。
48.在一些实施例中，端盖组件30上还可以设置有用于在电池单体7的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构24。端盖组件30的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖组件30的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离外壳20内的电连接部件与端盖组件30，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
49.外壳20是用于配合端盖组件30以形成电池单体7的内部环境的组件。其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件11、电解液以及其他部件。外壳20和端盖组件30可以是独立的部件，可以于外壳20上设置开口21，通过在开口21处使端盖组件30盖合开口以形成电池单体7的内部环境。不限地，也可以使端盖组件30和外壳20一体化，具体地，端盖组件30和外壳20可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装外壳20的内部时，再使端盖组件30盖合外壳20。外壳20可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，外壳20的形状可以根据电极组件11的具体形状和尺寸大小来确定。外壳20的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。
50.电极组件11是电池单体7中发生电化学反应的部件。外壳20内可以包含一个或更多个电极组件11。电极组件11主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件11的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池2的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子25以形成电流回路。活性物质与电解液之间的反应效率受到温度影响，特别是在温度过低的情况下，上述的反应效率会降低。因此，为了保证活性物质与电解液之间的反应，保证电池2的充放电效率，本技术实施例提供的电池2能够有效对电解液以及活性物质进行升温。
51.本技术实施例提供的电池2包括：电池单体7以及电磁组件8。电池单体7包括外壳20。电磁组件8用于产生交变磁场，以使外壳20产生涡流。
52.本技术实施例的技术方案中，在电池2中设置电磁组件8，电磁组件8能够使电池单
体7的外壳20产生涡流效应，从而将外壳20进行升温，外壳20温度升高后能够对电池单体7中的电极组件11以及电解液进行升温。
53.上述的技术方案相比于电加热片对电池2的升温，本技术的技术方案能够更快地提高电池单体7的温度，从而提升电池单体7的效率。并且，电磁组件8无需粘接，取消了粘接的装配工序，在不与电池单体7或电池箱体5直接接触的情况下同样能实现对电池单体7的升温，进一步保证了安全性。
54.在本技术的一些实施例中，外壳20的至少部分由导电金属制成。导电金属材料与电磁组件8配合，电磁组件8中通入交变电流能够产生磁场，磁场作用于导电金属在导电金属的表面产生涡流效应，导电金属在涡流效应的作用下温度升高以实现对电池单体7中的电极组件11进行加热的效果。
55.在一些实施例中，外壳20全部由导电金属制成，能够进一步提高涡流效应的速度，提高加热效率。
56.在本技术的一些实施例中，述导电金属包括铝或铝合金。上述的材料电导率高，能与电磁组件8快速反应，加热效率高，并且铝或铝合金密度较低，能保证电池单体7的能量密度。
57.在本技术的一些实施例中，电磁组件8包括：电磁模块801以及控制装置802。电磁模块801包括电磁线圈803。控制装置802与电磁线圈803连接并控制流经电磁线圈803电流的大小以及方向。通过设置控制装置802，以控制流经电磁线圈803的电流大小以及方向，能够在电磁线圈803中通入交变电流以产生电磁感应，从而达到对电池单体7的外壳20加热的目的。
58.请结合参考图2以及图4，在一些实施例中，电磁模块801还包括保护壳804，电磁线圈803设于保护壳804内。保护壳804上设有接线柱805，接线柱805用于连接电磁线圈803以及控制装置802，以将电能输入至电磁线圈803中。
59.在本技术的一些实施例中，控制装置802还包括电源接口，电源接口用于与电源连接以对电磁模块801进行供电。电源接口与电源连接能够将电能输入至电磁线圈803中以产生电磁感应。
60.在本技术的一些实施例中，电池2还包括箱体5，箱体5包括顶板53、底板54以及多个侧板55，顶板53与底板54相对设置，多个侧板55依次首尾连接，顶板53、底板54以及多个侧板55共同围合形成容纳腔56。电池单体7设于容纳腔56内，电磁模块801设于箱体5朝向电池单体7的一侧。通过设置顶板53、底板54以及多个侧板55能够保证箱体5的结构稳定，保证容纳腔56内电池单体7的安全性，将电磁模块801设于箱体5朝向电池单体7的一侧，能够保证电磁模块801也设置于容纳腔56中，保证电磁模块801的安全性，同时缩短电磁模块801与电池单体7之间的距离，保证电池单体7的外壳20上快速形成涡流效应，达到快速提高温度的技术效果。
61.在本技术的一些实施例中，电池2还包括换热组件9，换热组件9包括：换热板901以及导电片902。换热板901设于箱体5朝向电池单体7的一侧，换热板901具有换热流道903。导电片902设于换热流道903内，导电片902用于与电磁模块801配合产生涡流以对换热流道903内的换热介质进行升温。通过设置换热组件9能够实现对电池单体7的温度的调节，保证电池单体7运行的效率以及稳定性，在换热流道903内设置导电片902，能够将导电片902与
电磁线圈803配合，在导电片902的表面形成涡流效应以提高换热流道903内换热介质的温度。
62.在本技术的一些实施例中，电池单体7的数量为多个，电磁模块801设于相邻的两个电池单体7之间。电磁模块801卡接于多个电池单体7之间，结构简洁便于装配，并且能便于电磁模块801的检修以及更换。
63.在本技术的一些实施例中，电池2包括多个电池组，电池组包括多个沿厚度方向依次排列的电池单体7，多个电池组沿电池单体7的宽度方向依次排列，电磁模块801设于相邻的两个电池组之间。电磁模块801设于两个电池组之间，能够同时对多个电池组进行升温，提高电磁组件8的加热效率。
64.在本技术的一些实施例中，电池2还包括温度传感器，温度传感器设于外壳20，且温度传感器与控制装置802连接。通过设置温度传感器能够获取电池单体7的温度信息，控制装置802能够根据温度信息对电磁模块801的电流进行控制，从而控制电磁模块801的电磁感应强度，调节对外壳20加热的效率。
65.根据本技术的一些实施例，本技术还提供了一种用电装置，包括以上任一方案所述的电池2，并且电池2用于为用电装置提供电能。用电装置可以是前述任一应用电池2的设备或系统。电池2中由于设置了电磁组件8，能够更快地提高电池单体7的温度，从而提升电池单体7的效率。并且，电磁组件8无需粘接，取消了粘接的装配工序，在不与电池单体7或电池2的箱体5直接接触的情况下同样能实现对电池单体7的升温，进一步保证了安全性。
66.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。