[实用新型]动力电池及电动汽车

说明书

本实用新型公开了一种动力电池及电动汽车，动力电池包括电池底座、多个第一电芯和多个第二电芯。电池底座具有第一容置区域和至少一个第二容置区域，第一容置区域覆盖电池底座的中心区域，至少一个第二容置区域覆盖电池底座的外周区域的至少一部分。多个第一电芯设置于第一容置区域，多个第二电芯设置于第二容置区域。各第二容置区域上设置有蜂窝或类蜂窝状的防护结构，防护结构上形成有用于容纳第二电芯的多个容纳腔。在受到撞击时，防护结构可以吸收碰撞能量，保护第二电芯的同时，削弱传递至第一电芯的碰撞能量，因此第二电芯可以采用安全性高的电芯，而第一电芯可以使用高能量密度的电芯，使得该动力电池同时具有较高的能量密度和安全性。

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种动力电池及电动汽车。

背景技术

动力电池由多个单体电芯通过串并联电路集合而成，可为电动汽车提供动力输出，其主要性能指标包括能量密度和安全性。其中，电池能量密度越高，电动汽车的动力性能和续航能力越强，在市场中越具有竞争优势。但是，高能量密度的动力电池也会带来一系列安全问题。

市面上动力电池的单体电芯按照化学成分主要分为磷酸铁锂电芯和三元锂电芯。磷酸铁锂电芯的热稳定性强，安全性高，但同等体积下的三元锂电芯容量大约是磷酸锂铁电芯的1.7倍。三元锂电芯的正极由三元材料制成，包括NCM三元电芯(由镍、钴、锰制成的三元电芯)和NCA三元电芯(由镍、钴、铝制成的三元电芯)。其中，三元锂电芯内镍含量越高，电芯的比容量和能量密度也就越大，随着电动汽车市场对车辆续航里程的要求不断攀升，部分电池及整车厂商考虑使用镍含量较高的“高镍电芯”改善电池能量密度，NCA三元电芯就属于高镍电芯，其镍含量可以达到90％。然而，镍含量越高的三元锂电芯热稳定性越差，容易出现热失控，安全性不如磷酸锂铁电芯和普通的三元锂电芯。

按照电芯的形状分类，动力电池的单体电芯可大致分为圆柱电芯和方形电芯两类，圆柱电芯的工业化程度高，技术成熟，与方形电芯相比更加安全，但其能量密度、放电性能均不如方形电芯。并且，受制于圆柱电芯的形状，多个圆柱电芯在电池包内排列不够紧凑，空间利用率低。方形电芯的单体电芯容量大，放电性能好，且多个方形电芯在电池包内布局紧凑，集成度高，可进一步提升电池的能量密度。

可见，不同类型的电芯均具有各自的优点和缺陷，总体来说，单体电芯的能量密度和安全性难以兼容。电动汽车产业内主流的制造方法是仅在电池包内设置同种类型的单体电芯。例如，专利CN209071429U公开了一种电芯模组及电芯安装座，将多个圆柱电芯安装在蜂窝状的电芯安装座内。电芯安装座具有较好的结构力学性能，能够保护其内部的单体电芯，使电池整体的安全性得到提升。但是，圆柱电芯本身容量有限，再加上相邻的单体电芯之间间隙较大，造成电池整体的能量密度低。也有部分厂商提出将不同类型的电芯在电池包内混合排布，但动力电池整体的结构却没有做出改进，存在一定的安全隐患。例如，专利CN216648487U公开了一种电池系统组成结构，在电池底座上面积较大的区域设置主选电芯，面积较小的区域设置备选电芯，两种电芯混合排列，充分利用电池包内的容纳空间，提高电池能量密度。但是，其主选电芯的位置覆盖电池底座的大部分区域，当主选电芯为高能量密度的电芯时，位于外侧的电芯受到碰撞时容易发生热失控，导致电池起火爆炸。当主选电芯为安全性较高的电芯时，又会对电池能量密度产生限制。

由此可知，现有技术中的动力电池难以在能量密度和安全性之间达到平衡，安全性强的电池能量密度差，电池容量小，造成车辆续航里程不足，而能量密度高的电池又往往具有热失控的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的动力电池难以在能量密度和安全性之间达到平衡，安全性强的电池能量密度差，电池容量小，造成车辆续航里程不足，而能量密度高的电池又往往具有热失控的风险的问题。本实用新型提供了一种动力电池及电动汽车，可以实现动力电池同时具有较高的能量密度和安全性，提升电动汽车的续航里程，降低电池热失控的风险。