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)來實現(xiàn)充電和放電，因為化學(xué)反應(yīng)速率受溫度影響明顯，一般當(dāng)溫度降低時，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，可以實現(xiàn)內(nèi)部自加熱。

本發(fā)明還提出了一種包括上述實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施例的電池包的車輛。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的電池單體，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)極中的至少一個包括兩個極柱，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)明實施例的電池單體，通過將正極或負(fù)極中的至少一個設(shè)置兩個極柱，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不大的情況下，實現(xiàn)對電芯內(nèi)部自升溫。

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

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)極極片放熱以實現(xiàn)對電池單體內(nèi)部的自升溫。

根據(jù)本發(fā)明的一個可選示例，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)明第二方面實施例的電池包，包括根據(jù)本發(fā)明上述實施例的電池單體。

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

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電池包還包括電源和開關(guān)，所述電源通過所述開關(guān)與同一個所述電極所具有的兩個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，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，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)明的一個實施例，為避免極片由于長時間持續(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)明第三方面實施例的車輛，包括根據(jù)本發(fā)明上述實施例的電池包。

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

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點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)點從結(jié)合下面附圖對實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)。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實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)極中至少一個具有兩個極柱，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，實現(xiàn)對電芯20內(nèi)部自加熱。

由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的電池單體100，通過將正極12或負(fù)極中的至少一個設(shè)置兩個極柱，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制造工藝改動不大的情況下，實現(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)明的一個實施例，正和負(fù)極中的一個可以包括兩個極柱，而另一個包括一個極柱，例如，正極12包括一個極柱，負(fù)極包括兩個極柱(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)極包括一個極柱，正極12包括兩個極柱，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)實際設(shè)計需求進(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，多個電池單體100并置組裝成電池模組202，多個電池模組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)明實施例的電池包200，通過采用根據(jù)本發(fā)明上述實施例的電池單體100，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，內(nèi)部自加熱等特點。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電池包200包括電源211和開關(guān)212，電源211通過開關(guān)212與同一個電極所具有的兩個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，從而控制整個電路短路或斷開，進(jìn)而通過負(fù)極極片22的放熱實現(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)明的一個可選示例中，為增強電池包200的自動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，溫控開關(guān)212接通，加熱電路210實現(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，溫控開關(guān)212自動斷開，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，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，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)明的一個實施例，為避免極片由于長時間持續(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)行短路以實現(xiàn)內(nèi)部加熱的同時，避免極片由于長時間持續(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)明第三方面實施的車輛。

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

根據(jù)本發(fā)明實施例的電池單體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“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。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施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實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)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，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)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。