本發(fā)明涉及電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池單體、電池包及具有其的車輛。

背景技術(shù)：

電池是一種化學(xué)電源，通過化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)充電和放電，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)速率受溫度影響明顯，一般當(dāng)溫度降低時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率降低，導(dǎo)致電池內(nèi)阻增大，放電功率降低，放電電量減少，通過增加電池溫度能夠降低電池的內(nèi)阻，提升電池的放電能力與充電能力。

相關(guān)技術(shù)中的采用加熱片加熱電池的方式，加熱速度慢，時(shí)間較長，加熱片的使用量較大，而且電池的電子通道比較復(fù)雜，在集成過程中的連接線路復(fù)雜，且不利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明提出一種電池單體，該電池單體的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部自加熱。

本發(fā)明還提出了一種包括上述實(shí)施例的電池單體的電池包。

本發(fā)明還提出了一種包括上述實(shí)施例的電池包的車輛。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的電池單體，包括殼體；電極，所述電極包括設(shè)置在所述殼體上的正極和負(fù)極，且所述正極和所述負(fù)極中的至少一個(gè)包括兩個(gè)極柱，所述極柱均適于電連接；電芯，所述電芯設(shè)在所述殼體內(nèi)，且所述電芯包括正極極片、負(fù)極極片和隔膜，所述正極極片與所述正極電連接，所述負(fù)極極片與所述負(fù)極電連接。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體，通過將正極或負(fù)極中的至少一個(gè)設(shè)置兩個(gè)極柱，利用極柱與外界電源電連接以使正極極片或負(fù)極極片形成短接電路，進(jìn)而在電池單體制造工藝改動(dòng)不大的情況下，實(shí)現(xiàn)對電芯內(nèi)部自升溫。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述正極和所述負(fù)極中的一個(gè)包括兩個(gè)極柱，且另一個(gè)包括一個(gè)極柱。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的示例，所述負(fù)極包括負(fù)極第一極柱和負(fù)極第二極柱，所述負(fù)極第一極柱和所述負(fù)極第二極柱適于與電源電連接。這樣利用負(fù)極第一極柱和負(fù)極第二極柱與電源正負(fù)極電連接后，可以使得負(fù)極第一極柱、負(fù)極極片、負(fù)極第二極柱以及電源之間形成短路，進(jìn)而利用短路使得負(fù)極極片放熱以實(shí)現(xiàn)對電池單體內(nèi)部的自升溫。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選示例，所述負(fù)極第一極柱和所述負(fù)極第二極柱分別設(shè)在所述殼體的相對兩端。

根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的電池包，包括根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電池單體。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池包，通過采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，內(nèi)部自加熱等特點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電池包還包括電源和開關(guān)，所述電源通過所述開關(guān)與同一個(gè)所述電極所具有的兩個(gè)極柱電連接以形成加熱電路。這樣，將電源、開關(guān)以及電池包集成布置，可以提高電池包的使用便利性，而且也可以簡化線路布置。

在本發(fā)明的一個(gè)可選示例中，所述開關(guān)為溫控開關(guān)。

在本發(fā)明進(jìn)一步的示例中，電池包還包括：控制器，所述控制器與所述開關(guān)相連以控制所述開關(guān)在所述電池單體的溫度低于第一預(yù)定溫度時(shí)，閉合所述開關(guān)；在所述電池單體的溫度高于第二預(yù)定溫度時(shí)，斷開所述開關(guān)，且所述第一預(yù)定溫度低于所述第二預(yù)定溫度。

在本發(fā)明的可選示例中，所述第一預(yù)定溫度為0℃，所述第二預(yù)定溫度為15℃。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為避免極片由于長時(shí)間持續(xù)短路而可能產(chǎn)生的損壞，提高電池單體的使用壽命和安全性，所述電源配置成以間斷地方式輸出直流電。

在本發(fā)明的一個(gè)可選示例中，所述電源為脈沖式電源。

根據(jù)本發(fā)明第三方面實(shí)施例的車輛，包括根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電池包。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛，通過采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池包，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電池包自加熱等特點(diǎn)。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體的電芯的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池包的示意圖。

附圖標(biāo)記：

100：電池單體；

10：殼體；11：腔室；

12：正極；13負(fù)極第一極柱；14：負(fù)極第二極柱；

20：電芯；21：正極極片；22：負(fù)極極片；23：隔膜；

200：電池包；

201：密封殼體；202：電池模組202；

210：加熱電路；211：電源；212：開關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的電池單體100，該電池單體100可以是軟包裝電池單體、方型硬殼電池單體、圓柱型電池單體，也可以是各類異形電池單體等。

如圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體100包括殼體10、電極和電芯20。

殼體10內(nèi)限定出用于容納電芯20的腔室11，電芯20設(shè)在殼體10的腔室11內(nèi)，電芯20主要包括正極極片21、負(fù)極極片22以及隔膜23，隔膜23間隔開布置于正極極片21以及負(fù)極極片22之間，并且三者之間通過卷繞(如圖2所示)、疊片或其他工藝形成電芯20。

電極包括正極12和負(fù)極，正極12和負(fù)極均設(shè)在殼體10上，并且正極12與電芯20的正極極片21電連接，負(fù)極與電芯20的負(fù)極極片22電連接，正極12和負(fù)極中至少一個(gè)具有兩個(gè)極柱，例如，可以是正極12具有正極第一極柱和正極第二極柱(未示出)，也可以是負(fù)極具有負(fù)極第一極柱13和負(fù)極第二極柱14(如圖1所示)。

極柱適于與外接電源211電連接，也就是說，同一電極的兩個(gè)極柱適于與電源211之間電連接以形成加熱電路210，例如，如圖1所示，負(fù)極第一極柱13、負(fù)極第二極柱14以及外接電源211之間電連接形成加熱電路210，從而使得加熱電路210通電后形成短路，負(fù)極極片22在短路情況下放熱，實(shí)現(xiàn)對電芯20內(nèi)部自加熱。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體100，通過將正極12或負(fù)極中的至少一個(gè)設(shè)置兩個(gè)極柱，利用極柱與外接電源211電連接以使正極極片21或負(fù)極極片22形成短接電路，進(jìn)而在電池單體100制造工藝改動(dòng)不大的情況下，實(shí)現(xiàn)對電芯20內(nèi)部自升溫，達(dá)到提高電池單體100化學(xué)反應(yīng)效率、增大放電電量的目的，又可以簡化電池單體100結(jié)構(gòu)、降低制造成本。

如圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，正和負(fù)極中的一個(gè)可以包括兩個(gè)極柱，而另一個(gè)包括一個(gè)極柱，例如，正極12包括一個(gè)極柱，負(fù)極包括兩個(gè)極柱(負(fù)極第一極柱13和負(fù)極第二極柱14，當(dāng)然，也可以是負(fù)極包括一個(gè)極柱，正極12包括兩個(gè)極柱，對比，本發(fā)明并不做出限定。

在本發(fā)明進(jìn)一步的示例中，如圖1所示，負(fù)極包括位于殼體10上方的負(fù)極第一極柱13和位于殼體10下方的負(fù)極第二極柱14，負(fù)極第一極柱13和負(fù)極第二極柱14適于與電源211電連接以形成加熱電路210，從而通過加熱電路210通電短路以使得負(fù)極極片22產(chǎn)生熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電池單體100內(nèi)部電芯20升溫，最終達(dá)到提高電池單體100化學(xué)反應(yīng)效率、增大放電電量的目的。

當(dāng)然，負(fù)極第一極柱13和負(fù)極第二極柱14的設(shè)置位置可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求進(jìn)行調(diào)整以保證便于加工以及簡化加熱電路210，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是可以理解的。

如圖1所示，在本發(fā)明的一個(gè)可選示例中，殼體10的上端面設(shè)有沿左右方向間隔開布置的正極12和負(fù)極的負(fù)極第一極柱13，而負(fù)極第二極柱14設(shè)在殼體10的下端面且與正極12極柱同側(cè)(即位于下端面的左側(cè))，由此既可以簡化連接電源211時(shí)的線路布置，而且可以保證負(fù)極極片22的布置長度，從而增大加熱效率、提高溫度均勻性。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施的電池包200。電池包200可以包括密封殼體201，密封殼體201可以包括電池上蓋和電池下蓋，電池上蓋與電池下蓋密封連接，多個(gè)電池單體100并置組裝成電池模組202，多個(gè)電池模組202可以根據(jù)電量需求、空間布置等要求而靈活的布置在密封殼體201內(nèi)，電池模組202之間可以通過銅排串聯(lián)連接。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池包200，通過采用根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電池單體100，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，內(nèi)部自加熱等特點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電池包200包括電源211和開關(guān)212，電源211通過開關(guān)212與同一個(gè)電極所具有的兩個(gè)極柱電連接從而形成加熱電路210，例如，如圖3所示，電源211、負(fù)極第一極柱13和負(fù)極第二極柱14、開關(guān)212之間電連接以形成加熱電路210，通過開關(guān)212控制加熱電路210的通斷，從而控制整個(gè)電路短路或斷開，進(jìn)而通過負(fù)極極片22的放熱實(shí)現(xiàn)電芯20的自加熱，而且，將電源211、開關(guān)212以及電池包200集成布置，可以提高電池包200的使用便利性，而且也可以簡化線路布置。

在本發(fā)明的一個(gè)可選示例中，為增強(qiáng)電池包200的自動(dòng)控制性能以及安全性，將開關(guān)212設(shè)置為溫控開關(guān)212，并且將溫控開關(guān)212的工作溫度設(shè)置為電池單體100適宜的工作溫度，從而使得電池單體100內(nèi)部溫度低于電池單體100適宜的工作溫度時(shí)，溫控開關(guān)212接通，加熱電路210實(shí)現(xiàn)對電池單體100的電芯20內(nèi)部的加熱；當(dāng)電池單體100內(nèi)部溫度達(dá)到適宜的工作溫度時(shí)，溫控開關(guān)212自動(dòng)斷開，從而停止加熱，保證電池單體100的安全性。

在本發(fā)明的一個(gè)可選示例中，電池包200內(nèi)還設(shè)有控制器(未示出)，控制器與開關(guān)212相連，控制器內(nèi)預(yù)設(shè)有第一預(yù)定溫度和第二預(yù)定溫度，其中，第一預(yù)定溫度低于第二預(yù)定溫度，當(dāng)電池單體100內(nèi)部溫度低于第一預(yù)定溫度時(shí)，開關(guān)212閉合接通，電源211通過加熱電路210對電池單體100內(nèi)的電芯20進(jìn)行加熱，而當(dāng)電池單體100內(nèi)部溫度高于第二預(yù)定溫度時(shí)，開關(guān)212斷開。

可選地，第一預(yù)定溫度為0℃，第二預(yù)定溫度為15℃，這樣，可以保證預(yù)定溫度與電池單體100的適宜的工作溫度相適應(yīng)，從而保證電池單體100處于適宜的工作溫度范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為避免極片由于長時(shí)間持續(xù)短路而可能產(chǎn)生的損壞，提高電池單體100的使用壽命和安全性，電源211配置成以間斷地方式輸出直流電。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的示例，電源211為脈沖式電源211，即電源211提供的電流呈周期性，電源211電流的每個(gè)周期可以包括電流遞增階段和電流遞減階段，例如，在電流遞增階段，電流可以呈階梯波式遞增、線性連續(xù)遞增或者非線性連續(xù)遞增中的任意一種，在電流遞減階段，電流可以呈階梯波式遞減、線性連續(xù)遞減或者非線性連續(xù)遞減中的任意一種，從而利用脈沖式電源211的電流的周期性脈沖特性，在保證對電池單體100的極片進(jìn)行短路以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部加熱的同時(shí)，避免極片由于長時(shí)間持續(xù)短路而可能產(chǎn)生的損壞，提高電池的使用壽命和安全性。

下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明第三方面實(shí)施的車輛。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛，通過采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池包200，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電池包200自加熱等特點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體100、電池包200以及車輛的其他構(gòu)成以及操作對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，這里不再詳細(xì)描述。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。