[发明专利]电池单体、电池包及具有其的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池包及具有其的车辆。

背景技术

电池是一种化学电源，通过化学反应来实现充电和放电，因为化学反应速率受温度影响明显，一般当温度降低时，化学反应速率降低，所以电池内阻增大，放电功率降低，放电电量减少，通过增加电池温度能够降低电池的内阻，提升电池的放电功率与充电效率。

相关技术中，部分电池采用外置式PTC加热片紧贴模组或电池单体外表面进行加热的方法提高电池内部温度，然而这种方式存在以下问题：一，只能在电池模组或电池单体外部进行加热，导致加热时间长、效果差；二，由于PTC加热片需要设有连接线束，进而增加了电池应用集成的难度。而部分电池单体采用在电池单体内部设计电流通道的方式以控制电池温度，但是这种方式增大了电池内部的电子通道设计工艺复杂性、不利于产业化生产，此外，在对电池进行加热的过程中，对加热温度进行控制时相对复杂，而且也往往存在一定的安全隐患且成本高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种电池单体，该电池单体的结构简单、紧凑，安全性能高、使用可靠，可以实现加热温度自限。

本发明还提出了一种包括上述实施例的电池单体的电池包。

本发明还提出了一种包括上述实施例的电池包的车辆。

根据本发明第一方面实施例的电池单体，包括壳体；电极，所述电极包括设置在所述壳体上的正极和负极；电芯，所述电芯设置在所述壳体内；以及电加热装置，所述电加热装置设置在所述壳体的内部，所述电加热装置用于对所述电芯进行加热，所述电加热装置的电阻值随温度呈正相关地变化。

根据本发明实施例的电池单体，通过在壳体内部设置电加热装置，同时将电加热装置构造为电阻值随温度呈正相关变化，这样，一方面可以利用加热装置直接电芯进行直接加热，另一方面，又可以利用电加热装置的电阻值与温度之间正相关变化的特性，在电芯温度过高时，增大电阻值从而降低加热功率，实现温度自限的功能，进而提高在加热过程中的使用可靠性以及安全性能。

根据本发明的一个实施例，所述电加热装置为PTC加热片，所述PTC加热片由在温度升高而电阻值变大的半导体材料制成。

根据本发明进一步的示例，所述PTC加热片构造成：在所述PTC加热片的温度超过温度阈值时转变为不导电的绝缘体，也即是说，当PTC加热片的温度超过温度阈值后，PTC加热片形成为绝缘体，这样，PTC加热片的加热功率将自动降为0，从而停止对电芯的加热，保障电芯的安全性。

根据本发明的一个实施例，所述电芯为卷芯；所述电加热装置被构造成曲折弯道状结构；或者所述电加热装置设置在所述卷芯的中心空腔内；或者所述电加热装置设置在所述壳体的内壁面与所述卷芯之间；或者所述电加热装置设置在相邻的两个所述卷芯之间。

根据本发明的一个实施例，电池单体还包括加热电极，所述加热电极与电加热装置相连，从而便于用户对所述电加热装置进行通电。

根据本发明进一步的示例，所述加热电极包括两个，两个所述加热电极间隔开设在所述壳体上。

根据本发明的可选示例，两个所述加热电极中的一个与所述正极相连，另一个与所述负极相连，这样，既可以通过加热电极实现对电加热装置的通电，进而实现对电池单体内部电芯的加热作用，同时，又可以利用电池单体本身实现对所述电加热装置的供电，从而实现电池单体功能的集成，简化电池单体的线路连接及结构。

根据本发明第二方面实施例的电池包，包括根据本发明上述实施例的电池单体。

根据本发明实施例的电池包，通过采用根据本发明实施例的电池单体，具有结构简单、紧凑，安全性能高、使用可靠，可以实现加热温度自限等特点。

根据本发明的一个实施例，所述加热电极包括两个，两个所述加热电极间隔开设在所述壳体上，两个所述加热电极与所述电加热装置以及用于向电加热装置提供电能的电源之间形成的加热电路为无开关式加热电路。

根据本发明的一个实施例，所述加热电极包括两个，两个所述加热电极间隔开设在所述壳体上，两个所述加热电极中的一个与所述正极相连，另一个与所述负极相连，两个所述加热电极与所述电加热装置以及用于向电加热装置提供电能的电源之间形成的加热电路为无开关式加热电路。