專利名稱：一種電池組和包括該電池組的電池包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種二次電池的電池組和包括該電
池組的電池包。
背景技術(shù)：
由于二次電池具有能夠多次充電，以反復(fù)多次重復(fù)使用的特點(diǎn)，因而，作為替代一
次性電池的供應(yīng)電能的裝置，二次電池(如鋰離子電池)越來越多地應(yīng)用于各種工作場合，
如可以應(yīng)用于各種便攜式電子設(shè)備中，或者應(yīng)用于電動汽車或混合動力車中。 但是，二次電池在充電和放電過程中會產(chǎn)生大量的熱量，該熱量不僅會影響電池
的性能，而且如果熱量積聚到一定程度后，很可能會引起二次電池的爆炸。因而，對于二次
電池而言，具有較好的散熱性能是非常重要的。 中國專利CN1855598A公開了一種具有散熱結(jié)構(gòu)的電池模塊，如圖1所示。該電池 模塊包括多個連接的單電池11和容納該多個單電池11的殼體12，其中，所述單電池11之 間設(shè)置有隔板20，所述殼體12具有流通介質(zhì)入口 12a和流通介質(zhì)出口 12b。在具有該散熱 結(jié)構(gòu)的電池模塊中，流通介質(zhì)從流通介質(zhì)入口 12a進(jìn)入殼體12中，然后在隔板20的導(dǎo)向作 用下，流經(jīng)各個單電池ll之間的間隙，之后從流通介質(zhì)出口 12b流出殼體12，并在流經(jīng)殼體 12的過程中將單電池11中產(chǎn)生的熱量帶走，從而實(shí)現(xiàn)對電池模塊進(jìn)行散熱的作用。
但是，在該電池模塊中，由于相鄰的單電池之間必須設(shè)置有用于引導(dǎo)流通介質(zhì)的 隔板20，因而，該電池模塊的體積不可避免地相對較大，而重量也較重，從而使電池模塊的 能量體積比較低。因此，這種電池模塊不能滿足當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域?qū)Χ坞姵匦枰哂休^小體 積和較輕重量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于克服現(xiàn)有的電池模塊能量體積比較低的缺陷，而提供一種 具有較高的能量體積比的電池組。 本發(fā)明的另一目的還在于提供一種具有較大能量體積比的電池包，該電池包包括 上述具有較大能量體積比的電池組。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電池組，該電池組包括至少一個單電池和圍 繞該至少一個單電池的流體通道，所述流體通道具有連通的流入口和流出口 ，其中，所述單 電池的電極端子的至少一部分位于所述流體通道中。 本申請的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在二次電池中，尤其是用作動力電池的大型二次電池 中，當(dāng)其在充電和放電時，電池的充放電電流很大，容易引起整個電池的溫度變化。而電流 由電池中間部位向電池兩端是一個集中的過程，即越靠近電池兩端的方向，電流密度越高， 溫度也就越高，尤其在電極端子上，其面積相對較小，而又是金屬材質(zhì)容易發(fā)熱，因而其上 溫度最高。另外電極的極耳連接處、電極端子連接處都是物理連接，其阻抗比電化學(xué)反應(yīng)的 阻抗較大，這也是電極端子溫度很高的一個主要原因。因此電極端 是電池散熱的關(guān)鍵部位，也是電池安全性的重要環(huán)節(jié)。 因此，按照本發(fā)明所提供的電池組，由于在該電池組中，單電池的電極端子的至少
一個部分位于用于散熱的流體通道中，因而，當(dāng)流通介質(zhì)通過連通流入口和流出口的流體 通道時，能夠有效地將電極端子的大量熱量帶走，從而起到散熱作用。而且，與上述現(xiàn)有的 電池模塊相比，省略了設(shè)置在單電池之間的隔板，從而在實(shí)現(xiàn)有效散熱的作用的同時，使電 池組的體積和重量大大下降，因而，本發(fā)明所提供的電池組具有較高的能量體積比。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種電池包，該電池包包括依次排列的多個電
池組，其中，所述電池組為本發(fā)明所提供的上述電池組，且該多個電池組的流入口和流出口 相互連通。 在該電池包中，由于電池包由多個本發(fā)明所提供的電池組依次排列連接而成，因 而同樣能夠利用電池組中的流體通道對單電池的電極端子直接進(jìn)行有效的散熱，而且無需 在單電池之間設(shè)置隔板，從而使本發(fā)明所提供的電池包具有較高的能量體積比。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電池模塊的示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的電池組的示意圖； 圖3為圖2中電池組的立體示意圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的電池組的流入口和流出口的示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的電池包的示意圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的電池包的示意圖； 圖7為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的電池包的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地描述。 如圖2至圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，提供了一種電池組，該電池組包 括至少一個單電池1和圍繞該至少一個單電池的流體通道5，其中，流體通道5具有連通的 流入口 3和流出口 4，單電池的電極端子的至少一部分位于流體通道5中。
在本發(fā)明所提供的電池組中，流通介質(zhì)在經(jīng)由流入口 3流入流體通道5，并經(jīng)由流 出口 4流出的過程中，由于單電池的電極端子的至少一部分位于該流體通道5內(nèi)，從而能夠 與單電池的電極端子發(fā)生熱交換，以對單電池的溫度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對單電池的增溫或散 熱。與圖1中已有的電池組不同，流體通道5不是通過單電池之間的隔板來形成，而是至少 經(jīng)過單電池的電極端子(電極的端部)而形成(也就是說，單電池的電極端子的至少一部 分位于殼體2的流體通道5中)，從而使電池組的體積和重量大大下降，因而，本發(fā)明所提供 的電池組具有較高的能量體積比。 在二次電池的充電和放電過程中，產(chǎn)生熱量的主要部分即是單電池的電極端子
(以及該電子端子附近)，因而，當(dāng)流通介質(zhì)流過流體通道5時，能夠與單電池的電極端子直
接接觸，有效地帶走電極端子產(chǎn)生的熱量，從而具有較好的散熱效果。 上述流體介質(zhì)可以是各種流體，可以是液體(如硅油)或氣體(如冷卻風(fēng))。 圍繞單電池1的流體通道5可以由多種方式來形成。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，電池組還包括容納有所述至少一個單電池1的殼體 2，流體通道5位于單電池1的外表面與殼體2的內(nèi)表面之間，流入口 3和流出口 4分別位 于殼體2上。 在該實(shí)施方式中，當(dāng)將(多個)單電池1放置到殼體2中之后，通過單電池1與殼 體2相互間隔而在該單電池1與殼體2之間形成的空間形成上述流體通道5。流體通道5 可以根據(jù)電池組不同的結(jié)構(gòu)而選擇不同的路徑，只要確保單電池1的電極端子的至少一部 分位于流體通道5中，滿足與流體介質(zhì)的熱交換的要求即可。在該情況下，流體通道5通過 殼體2與單電池1而形成。 根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，流體通道5為連通的管道。在該實(shí)施方式中，只需 要將管道設(shè)置為圍繞至少一個單電池l，并使該單電池1的電極端子的至少一部分位于該 管道內(nèi)即可。與上述實(shí)施方式中以殼體2與單電池1而形成流體通道5不同，本實(shí)施方式利 用連通起來的管材或管道(如塑料管材或鋼管等)來形成流體通道5，并使單電池1的電極 端子的至少一部分位于流體通道5中，以滿足電極端子與流通介質(zhì)進(jìn)行熱交換的要求。由 于通過連通的管材來形成上述管道5，因而可以確保對流通介質(zhì)進(jìn)行有效地引導(dǎo)作用，從而 利用驅(qū)動裝置(如氣泵或液壓泵)向上述管道中通入壓力相對較大的流通介質(zhì)，以獲得更 好的散熱效果。 而且，利用連通起來的管道作為流體通道5，流經(jīng)上述流體通道5的介質(zhì)更適于采 用液體(如硅油或冷卻液)作為流通介質(zhì)。 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，單電池1具有電極散熱片6，該電極散熱片6與所述單 電池1的電極端子相連并位于流體通道5中。電極散熱片6的作用是傳導(dǎo)單電池1的電極 端子所產(chǎn)生的熱量。因而，通過該電極散熱片6，能夠及時有效地將單電池1的電極端子產(chǎn) 生的熱量傳導(dǎo)到該電極散熱片6上，從而在流通介質(zhì)流經(jīng)流體通道5時，更有利于將更多的 熱量傳遞給流通介質(zhì)，具有更好的散熱效果。 電極散熱片6可以通過多種方式與單電池1的電極端子連接，如通過焊接或粘接 的方式，以使電極散熱片6與單電池1的電極端子牢固連接。 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，電極散熱片6還可以與單電池1的電極端子一體形 成，也就是說，二者為單個整體部件，以便于大規(guī)模制造，從而降低制造成本。在該情況下， 電極散熱片6形成為單電池1的電極端子的一部分，位于流體通道5內(nèi)，以傳導(dǎo)單電池1的 電極所產(chǎn)生的熱量。 為了有效地發(fā)揮電極散熱片6的傳導(dǎo)熱量的作用，在優(yōu)選情況下，電極散熱片6由 包括金屬在內(nèi)的熱的良導(dǎo)體材料制成，如鋁、銅、鋁合金、鋼或鐵等。進(jìn)一步優(yōu)選地，為了適 應(yīng)電極散熱片6與電極一體形成的實(shí)施方式，電極散熱片6還可以同時為熱和電的良導(dǎo)體 材料制成，在該情況下，可以選擇鋁、銅等適于制作電極的金屬材料，以滿足電極電連接的 要求。 此外，為了提高電極散熱片6的散熱能力，優(yōu)選地，電極散熱片6具有較大的表面 積。電極散熱片6的表面積越多，則流通介質(zhì)流經(jīng)該電極散熱片6時，能夠帶走的熱量也越 多，從而能夠提高散熱效率。 使電極散熱片6具有較大的表面積可以通過多種方法來實(shí)現(xiàn)，例如，可以將電極 散熱片6做成彎折的片狀，或者在電極散熱片6上加工有多條凹槽或凸起等。
流入口 3和流出口 4可以設(shè)置在電池組的殼體2的任意位置，只要能夠便于形成 連通流入口 3和流出口 4的流體通道5即可。 如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，流入口 3和流出口 4位于殼體2 的同一側(cè)。因而，連通流入口 3和流出口 4的流體通道5經(jīng)過所述至少一個單電池1一端 的電極端子，再經(jīng)過至少一個單電池1的側(cè)部，然后經(jīng)過至少一個單電池1的另一端的電極 端子。可見，在該情況下，流體通道5能夠?qū)﹄姵亟M中的所述單電池1的兩相對端的電極同 時進(jìn)行散熱。 如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，殼體2的相對的兩側(cè)分別具有各一對 流入口和流出口 3， 4 ;3'，4'，該各一對流入口和流出口 3， 4 ;3'，4'分別由兩個互不連通的 流體通道5，5'所連通。 流通介質(zhì)可以從流入口 3進(jìn)入殼體2，流經(jīng)一個流體通道5，并從流出口 4流出殼 體2 ;流通介質(zhì)還可以從流入口 3'進(jìn)入殼體2，流經(jīng)另一流體通道5'，而從流出口 4'流出 殼體2。由此可知，通過兩個流體通道5和5'，可以對電池組中單電池的兩端電極分別進(jìn)行 通風(fēng)，從而提高了散熱效率。 由圖4可知，流通介質(zhì)還可以在流體通道5和流體通道5'中具有相反的流向，這 樣能夠?qū)崿F(xiàn)對電池組進(jìn)行相對較為均勻的散熱效果。 為了獲得較好的散熱效果，優(yōu)選地，流體通道5和5'之間相互不連通，當(dāng)然，所述
流體通道也可以連通，以形成循環(huán)通路。例如，流出口 4可以與流入口 3'連通，以實(shí)現(xiàn)流通
介質(zhì)的循環(huán)，從而有利于使用一個驅(qū)動裝置(如鼓風(fēng)機(jī))驅(qū)動流通介質(zhì)的循環(huán)。 在電池組具有更多對流入口 3和流出口 4的實(shí)施方式中，由于流通介質(zhì)可以通過
更多的流體通道進(jìn)行流通，因而能夠獲得更好的散熱效果。在該實(shí)施方式中的原理與圖4
所示的實(shí)施方式中的原理類似，在此不再進(jìn)行贅述。 根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種包括有本發(fā)明的電池組的電池包，其中，該電池包包括 依次排列的多個電池組，所述電池組為本發(fā)明所提供的上述電池組，且該多個電池組的流 入口和流出口相互連通。 電池包包括多個電池組，關(guān)于電池組之間的電連接關(guān)系為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所
熟知，本發(fā)明的電池包側(cè)重于電池包的散熱問題，而使用本發(fā)明所提供的上述電池組。 在該電池包中，通過將多個電池組的流入口 3和流出口 4連通起來，從而形成了流
通介質(zhì)通路。當(dāng)流通介質(zhì)進(jìn)入電池包時，可以通過該流通介質(zhì)通路而對整個電池包中的每
個電池組進(jìn)行散熱，以確保電池包的溫度處于正常范圍內(nèi)，使電池包能夠正常地工作。 由于該電池包利用本發(fā)明所提供的電池組，因而，能夠具有較好的散熱效果，并能
夠使電池包的體積和重量大大下降，以具有較高的能量體積比。 在電池包中，電池組的流入口 3和流出口 4的連接可以具有多種方式。 例如，如圖5所示，多個電池組中每個電池組的流入口 3和流出口 4依次串聯(lián)，從
而形成流通介質(zhì)通路。在該情況下，流通介質(zhì)由第一個電池組的流入口 3進(jìn)入電池包中，然
后依次經(jīng)過各個電池組，最后從最后一個連接的電池組的流出口 4中流出。或者，如圖6所
示，電池包利用如圖4所示的電池組，并將各個電池組的流入口和流出口連通，從而能夠獲
得兩條流通介質(zhì)通路，以具有較好的散熱效果。 本發(fā)明還提供了一種包括管道10形成流體通道5的電池組的電池包，如圖7所示。該電池包具有排列的多個電池組，還包括各個電池組的流體通道連通成為管道10，而且 各個單電池的電極端子的至少一部分位于管道10中。 雖然上述文字對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 該明白，本發(fā)明所包含的內(nèi)容并不限于此，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的前提下，可以做出各 種修改、替換和變化。
權(quán)利要求
一種電池組，該電池組包括至少一個單電池(1)和圍繞該至少一個單電池的流體通道(5)，所述流體通道(5)具有連通的流入口(3)和流出口(4)，其特征在于，所述單電池(1)的電極端子的至少一部分位于所述流體通道(5)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述電池組還包括容納所述至少一個 單電池(1)的殼體(2)，所述流體通道(5)位于所述單電池(1)的外表面與所述殼體(2)的 內(nèi)表面之間，所述流入口 (3)和所述流出口 (4)分別位于所述殼體(2)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池組，其特征在于，所述流體通道(5)為連通的管道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電池組，其特征在于，所述單電池(1)具有電極散熱片 (6)，該電極散熱片(6)與所述單電池(1)的電極端子相連并位于所述流體通道(5)中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其特征在于，所述電極散熱片(6)與所述單電池(1) 的電極端子一體形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組，其特征在于，所述電極散熱片(6)由包括金屬在內(nèi)的 熱的良導(dǎo)體材料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6中任意一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于，所述電極散熱片(6)為彎折 的片狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組，其特征在于，所述流入口 (3)和流出口 (4)位于所述 殼體(2)的同一側(cè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組，其特征在于，在所述殼體(2)的相對的兩側(cè)分別設(shè)置 有各一對流入口和流出口 (3，4 ;3'，4')，該各一對流入口和流出口 (3，4;3'，4')分別由兩 個互不連通的流體通道(5， 5')所連通。
10. —種電池包，該電池包包括依次排列的多個電池組，其特征在于，所述電池組為根 據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的電池組，且該多個電池組的流入口 (3)和流出口 (4) 相互連通。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池包，其特征在于，所述多個電池組中每一個電池組的 流入口 (3)和流出口 (4)依次串聯(lián)。
全文摘要
公開了一種電池組，該電池組包括至少一個單電池和圍繞該至少一個單電池的流體通道，所述流體通道具有連通的流入口和流出口，其中，所述單電池的電極端子的至少一部分位于所述流體通道中。還公開了一種電池包，該電池包包括依次排列的多個電池組，其中，所述電池組為本發(fā)明所提供的電池組，且該多個電池組的流入口和流出口相互連通。按照本發(fā)明所提供的電池組和電池包，由于省略了設(shè)置在單電池之間的隔板，從而在實(shí)現(xiàn)有效散熱的作用的同時，使電池組和電池包的體積和重量大大下降，從而提高了電池組和電池包的能量體積比。
文檔編號H01M10/04GK101728596SQ20081016781
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者鄭衛(wèi)鑫 申請人:比亞迪股份有限公司