CN112310574A - 圆柱型电池单体、电池、用电装置、制造方法及制造系统 - Google Patents

圆柱型电池单体、电池、用电装置、制造方法及制造系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种圆柱型电池单体、电池、用电装置、制造方法及制造系统。圆柱型电池单体包括：壳体，具有开口；电极组件，设置于壳体内，电极组件包括隔膜以及极耳，沿电极组件的轴向，极耳位于电极组件的一端且朝开口延伸，极耳包括第一部分和第二部分，第二部分环绕第一部分的外周，隔膜包覆第二部分，以隔离第二部分与壳体；其中，沿轴向，第一部分超出第二部分和隔膜，第二部分不超出隔膜。本申请的电池单体旨在解决电池单体存在短路的技术问题。

Description

圆柱型电池单体、电池、用电装置、制造方法及制造系统
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种圆柱型电池单体、电池、用电装置、制造方法及制造系统。
背景技术
由于可充放电的电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在电动汽车、移动设备或电动工具上面已普遍应用。电池包括电池单体。然而，电池单体在使用过程中，存在短路的问题，影响电池单体的使用安全性。
发明内容
本申请提供一种圆柱型电池单体、电池、用电装置、制造方法及制造系统，旨在解决上述电池单体存在短路的技术问题。
一方面，本申请提出了一种圆柱型电池单体，包括：
壳体，具有开口；
电极组件，设置于壳体内，电极组件包括隔膜以及极耳，沿电极组件的轴向，极耳位于电极组件的一端且朝开口延伸，极耳包括第一部分和第二部分，第二部分环绕第一部分的外周，隔膜包覆第二部分，以隔离第二部分与壳体；
其中，沿轴向，第一部分超出第二部分和隔膜，第二部分不超出隔膜。
根据本申请的一个实施例，第一部分超出隔膜的尺寸为H，第二部分的外径和内径差值为L，其中，L大于H。在第一部分发生变形外翻时，第一部分不易超出第二部分的边缘而与壳体发生搭接接触，从而降低第一部分与壳体发生短路的可能性。
根据本申请的一个实施例，第一部分超出隔膜的尺寸H的取值范围为1毫米至8毫米。
根据本申请的一个实施例，圆柱型电池单体还包括端盖以及第一绝缘件，端盖被配置为覆盖开口并连接于壳体，第一绝缘件设置于端盖靠近电极组件的一侧，第一绝缘件具有凹部，至少部分第一部分容纳于凹部内。第一部分因释放自身的弹性回复力而发生变形时，第一部分会受到第一绝缘件的阻挡，从而进一步降低第一部分与壳体搭接接触而发生短路的可能性。
根据本申请的一个实施例，第一绝缘件与隔膜超出第二部分的部分相接触。外部的可导电性杂物不容易通过第一绝缘件与隔膜的接触区域并且与第一部分发生接触，降低可导电性杂物将第一部分和壳体导通而导致第一部分和壳体发生短路的可能性。
根据本申请的一个实施例，第一绝缘件包括相互连接的本体和延伸部，本体被配置为连接端盖，延伸部从本体上朝电极组件延伸凸出以形成凹部，延伸部环绕第一部分的外周设置，延伸部与隔膜超出第二部分的部分相接触。在进行组装时，第一绝缘件的延伸部可以插入第一部分和壳体之间的间隙中，从而延伸部可以引导第一部分准确插入第一绝缘件的凹部内。
根据本申请的一个实施例，延伸部为连续延伸的闭环结构或者为具有缺口的环形结构。
根据本申请的一个实施例，电极组件还包括第二绝缘件，第二绝缘件环绕第一绝缘件与第二部分，并且覆盖第一绝缘件的边缘和第二部分的边缘。第二绝缘件可以起到防护作用，能够阻挡外部导电性杂物。
根据本申请的一个实施例，第二绝缘件抵压于第一绝缘件朝向壳体的外侧面。第二绝缘件与第一绝缘件之间可以形成接触区域，有利于进一步降低可导电性杂物从第二绝缘件的外部进入到极耳处的可能性。
根据本申请的一个实施例，外侧面具有导向斜面，沿远离端盖的方向，导向斜面朝向凹部倾斜。导向斜面具有引导作用，使得第一绝缘件上与导向斜面对应的部分可以容易地进入第二绝缘件所限定的空间内。
根据本申请的一个实施例，电极组件还包括第一极片和第二极片，第一极片和第二极片均具有涂覆区和未涂覆区，第一极片或第二极片的未涂覆区形成极耳，隔膜用于隔离第一极片和第二极片，第一极片、第二极片和隔膜卷绕形成电极组件。
根据本申请实施例的电池单体包括壳体和电极组件。电极组件设置于壳体内。电极组件包括隔膜和极耳。极耳位于电极组件的端部。极耳包括第一部分和第二部分。第二部分环绕第一部分的外周。隔膜包覆第二部分，从而隔离第二部分和壳体，降低第二部分的外周表面与壳体接触短路的可能性。沿电极组件的轴向，第一部分超出第二部分和隔膜，而第二部分不超出隔膜。隔膜可以对第二部分形成防护，降低第二部分与壳体发生接触的可能性。另外，由于第二部分可以不需要经过折弯工序或揉平工序处理，因此第二部分自身内部不蓄积弹性势能或者蓄积的弹性势能较小，从而第二部分不易发生变形或者变形量较小，进而第二部分不易变形外翻而与壳体搭接接触，降低第二部分与壳体发生短路的可能性。第二部分也可以作为缓冲区域，使得第一部分不易与壳体发生搭接接触，有效降低第一部分与壳体发生短路的可能性。
另一个方面，根据本申请提供一种电池，包括如上述实施例的圆柱型电池单体。
另一个方面，根据本申请提供一种用电装置，包括如上述实施例的圆柱型电池单体，圆柱型电池单体用于提供电能。
另一个方面，根据本申请提供一种圆柱型电池单体的制造方法，包括：
提供电极组件，电极组件包括隔膜以及极耳的电极组件，极耳包括第一部分和第二部分，第二部分环绕第一部分的外周，隔膜包覆第二部分，以隔离第二部分与壳体；其中，沿轴向，第一部分超出第二部分和隔膜，第二部分不超出隔膜；
提供具有开口的壳体；
将电极组件装入壳体内，其中，沿电极组件的轴向，极耳位于电极组件的一端且朝开口延伸。
根据本申请的一个实施例，将电极组件的部分极耳切除以形成第二部分。
再一个方面，根据本申请提供一种圆柱型电池单体的制造系统，包括：
第一装配装置，被配置为提供电极组件，电极组件包括隔膜以及极耳的电极组件，极耳包括第一部分和第二部分，第二部分环绕第一部分的外周，隔膜包覆第二部分，以隔离第二部分与壳体；其中，沿轴向，第一部分超出第二部分和隔膜，第二部分不超出隔膜；
第二装配装置，被配置为提供具有开口的壳体；
第三装配装置，被配置为将电极组件装入壳体内，其中，沿电极组件的轴向，极耳位于电极组件的一端且朝开口延伸。
附图说明
下面将通过参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请一实施例的车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例的电池的结构示意图；
图3是本申请一实施例的电池模组的结构示意图；
图4是本申请一实施例的电池模组的分解结构示意图；
图5是本申请一实施例的电池单体的分解结构示意图；
图6是本申请一实施例的电极组件的结构示意图；
图7是图5所示实施例的电池单体完成装配的俯视结构示意图；
图8是图7中沿A-A处的剖视结构示意图；
图9是图8中B处放大图；
图10是本申请一实施例的电池单体的局部剖视结构示意图：
图11是本申请一实施例的端盖组件的结构示意图；
图12是本申请另一实施例的端盖组件的结构示意图；
图13是本申请另一实施例的电池单体的分解结构示意图；
图14是本申请一实施例的电池单体的局部剖视结构示意图；
图15是本申请一实施例的电池单体的制造方法流程图；
图16是本申请一实施例的电池单体的制造系统示意图。
在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
申请人在注意到现有电池单体存在短路的问题之后，对电池单体的结构进行研究分析。电池单体包括壳体、电极组件、端盖、电极端子以及转接片。电极组件设置于壳体内。端盖连接于壳体。电极端子设置于端盖。电极组件包括主体部以及极耳。极耳从主体部上向远离主体部的方向延伸。转接片连接电极端子和电极组件的极耳。申请人发现电池单体的极耳和壳体存在搭接接触的情况而导致电池单体发生短路。申请人进一步研究发现，电极组件的极耳会经过折弯工序或者揉平工序处理，使得极耳发生变形以满足装配需求，因此极耳自身会蓄积弹性回复力。在电池单体完成装配时，极耳并未与壳体搭接而出现短路的情况。然而在使用一段时间后，极耳会释放自身蓄积的弹性回复力而发生回弹，从而会出现极耳与壳体搭接发生短路的问题。
基于申请人发现的上述问题，申请人对电池单体的结构进行改进。下面对本申请实施例进行进一步描述。
为了更好地理解本申请，下面结合图1至图16对本申请实施例进行描述。
本申请实施例提供一种使用电池10作为电源的用电装置。该用电装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。参见图1所示，本申请的一个实施例提供一种车辆1。车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车。新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。在本申请一实施例中，车辆1可以包括马达1a、控制器1b以及电池10。控制器1b用来控制电池10为马达1a供电。马达1a通过传动机构与车轮连接，从而驱动车辆1行进。电池10可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。在一个示例中，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于为车辆1供电。在一个示例中，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统。示例性地，电池10可以用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。
参见图2和图3所示，电池10包括箱体。箱体的类型不受限制。箱体可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等。示例性地，箱体包括底壳11和与底壳11盖合的上盖12。底壳11和上盖12盖合后形成容纳部。电池10包括多个圆柱型电池单体40。圆柱型电池单体40指的是电池单体40外观呈圆柱形结构。多个电池单体40可以组成电池10，也可以是多个电池单体40先组成电池模组20，多个电池模组20再组成电池10。图3示意性显示了一实施例的电池模组20，该电池模组20设置于箱体的容纳部内。
在一些实施例中，为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体40，其中，多个电池单体40之间可以串联、并联或混联，混联是指串联和并联的混合。也就是说，多个电池单体40可以直接设置于箱体的容纳部内以组成电池10。
参见图3和图4所示，电池模组20包括外壳30以及设置于外壳30内的电池单体40。在一个示例中，外壳30包括筒体31、第一盖体32和第二盖体33。第一盖体32和第二盖体33分别设置于筒体31的两端。第一盖体32和第二盖体33分别与筒体31可拆卸连接。例如，第一盖体32和第二盖体33可以分别与筒体31卡接或者使用螺钉连接。筒体31、第一盖体32和第二盖体33组装后形成容纳空间。电池单体40设置于外壳30的容纳空间内。
参见图5所示，本申请实施例的电池单体40包括壳体41以及设置于壳体41内的电极组件42。本申请实施例的壳体41为筒状结构。壳体41具有容纳电极组件42和电解液的内部空间以及与内部空间相连通的开口411。电极组件42可以从壳体41的开口411处装入壳体41内。壳体41可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。电极组件42包括柱状的主体部421以及极耳422。沿电极组件42的轴向X，极耳422位于电极组件42的一端。主体部421具有端部421a。电极组件42设置于壳体41内，主体部421的端部421a朝向壳体41的开口411，而极耳422从主体部421的端部421a朝壳体41的开口411延伸。极耳422包括第一部分422a和第二部分422b。第二部分422b环绕第一部分422a的外周。沿电极组件42的轴向X，第一部分422a的正投影位于第二部分422b的正投影内部。
参见图5所示，本申请实施例的电池单体40还包括端盖组件43和转接片44。端盖组件43用于封闭壳体41的开口411。端盖组件43包括端盖431、第一绝缘件432以及电极端子433。端盖431被配置为覆盖壳体41的开口411并且连接于壳体41。例如，端盖431可以与壳体41焊接连接。第一绝缘件432以及电极端子433均设置于端盖431上。第一绝缘件432设置于端盖431靠近壳体41内部的一侧。电极端子433通过转接片44与电极组件42电连接。示例性地，壳体41具有相对的两个开口411。端盖组件43的数量以及转接片44的数量均为两个。两个端盖431分别覆盖两个开口411并均与壳体41相连接。电极组件42相对的两端中的每一端对应设置一个端盖组件43以及一个转接片44。
参见图6所示，本申请实施例的电极组件42可通过将第一极片42a、第二极片42b以及隔膜42c一同卷绕形成，其中，隔膜42c是介于第一极片42a和第二极片42b之间的绝缘体。隔膜42c用于绝缘隔离第一极片42a和第二极片42b，避免第一极片42a和第二极片42b接触。第一极片42a和第二极片42b均包括涂覆区和未涂覆区。第一极片42a的活性物质被涂覆在第一极片42a的涂覆区上，而第二极片42b的活性物质被涂覆在第二极片42b的涂覆区上。在涂覆区上，活性物质被涂覆在由金属薄片形成的集流体上，而在未涂覆区上没有涂覆活性物质。电极组件42上与第一极片42a和第二极片42b的涂覆区对应的部分为主体部421。第一极片42a的未涂覆区或第二极片42b的未涂覆区形成极耳422。主体部421具有相对设置的两个端部421a。极耳422从主体部421的一个端部421a延伸。电极组件42中的极耳422为多层结构。示例性地，第一极片42a的未涂覆区层叠形成正极耳，而第二极片42b的未涂覆区层叠形成负极耳。正极耳和负极耳分别从主体部421的一个端部421a上延伸。第一极片42a、第二极片42b以及隔膜42c一同卷绕时，在卷绕工序的末段，使隔膜42c单独多卷绕预定圈数。
本申请实施例中，沿电极组件42的轴向X，隔膜42c的尺寸大于第一极片42a的涂覆区的尺寸，也大于第二极片42b的涂覆区的尺寸。因此，沿电极组件42的轴向X，电极组件42的隔膜42c的一部分超出主体部421。
参见图7和图8所示，端盖431和壳体41连接以将电极组件42封闭在壳体41内。第一绝缘件432可以将电极组件42和端盖431隔离开。电极组件42具有相对的两个极耳422。两个极耳422分别从主体部421的两个端部421a延伸。两个极耳422的极性相反。两个电极端子433分别与两个极耳422相连接。两个第一绝缘件432分别连接于两个端盖431。
参见图9所示，隔膜42c包覆第二部分422b，以隔离第二部分422b与壳体41，从而降低第二部分422b朝向壳体41与壳体41发生接触而导致第二部分422b和壳体41短路的可能性。沿轴向X隔膜42c从主体部421外周延伸至第二部分422b以包覆第二部分422b。沿电极组件42的轴向X，极耳422的第一部分422a超出极耳422的第二部分422b和隔膜42c。极耳422的第一部分422a与转接片44相连接。例如，第一部分422a和转接片44焊接连接。沿电极组件42的轴向X，极耳422的第二部分422b不超出隔膜42c。在一些示例中，沿电极组件42的轴向X，隔膜42c超出第二部分422b。由于隔膜42c可以对第二部分422b形成绝缘防护，因此可以降低第二部分422b与壳体41发生接触短路的可能性。
在一些实施例中，在极片(第一极片42a或第二极片42b)加工制造过程中经过切割工序，使极片上与第二部分422b所对应的区域的宽度(沿轴向X的尺寸)小于极片上与第一部分422a所对应的区域的宽度(沿轴向X的尺寸)，从而在极片和隔膜42c完成卷绕工序后，保证极片的第一部分422a超出第二部分422b。
在一些实施例中，极片的第一部分422a远离主体部421的端部用于与转接片44连接，极片的第二部分422b不需要与转接片44连接。极片的第一部分422a远离主体部421的端部需要经过折弯工序或揉平工序处理。第一部分422a远离主体部421的端部经过折弯工序或揉平工序处理后，会变的更加紧实。
本申请实施例的电池单体40包括壳体41和电极组件42。电极组件42设置于壳体41内。电极组件42包括主体部421、隔膜42c和极耳422。极耳422位于主体部421的端部。极耳422包括第一部分422a和第二部分422b。第二部分422b环绕第一部分422a的外周。隔膜42c从主体部421外周延伸至第二部分422b并且包覆第二部分422b，从而隔离第二部分422b和壳体41，降低第二部分422b的外周表面与壳体41接触短路的可能性。沿电极组件42的轴向X，第一部分422a超出第二部分422b和隔膜42c，而第二部分422b不超出隔膜42c。隔膜42c可以对第二部分422b形成防护，降低第二部分422b与壳体41发生接触的可能性。另外，由于第二部分422b可以不需要经过折弯工序或揉平工序处理，因此第二部分422b自身内部不蓄积弹性势能或者蓄积的弹性势能较小，从而第二部分422b不易发生变形或者变形量较小，进而第二部分422b不易变形外翻而与壳体41搭接接触，降低第二部分422b与壳体41发生短路的可能性。第二部分422b也可以作为缓冲区域，使得第一部分422a不易与壳体41发生搭接接触，有效降低第一部分422a与壳体41发生短路的可能性。
在一些实施例中，参见图9所示，沿电极组件42的轴向X，第一部分422a超出隔膜42c的尺寸为H，而沿主体部421的径向，第二部分422b的外径和内径差值为L，其中，L大于H。这样，在第一部分422a发生变形外翻时，第一部分422a不易超出第二部分422b的边缘而与壳体41发生搭接接触，从而降低第一部分422a与壳体41发生短路的可能性。在一些示例中，L的取值为1.1H至1.5H。第一部分422a超出隔膜42c的尺寸H的取值范围为1毫米(mm)至8毫米(mm)。
在一些实施例中，参见图10所示，第一绝缘件432具有凹部432a。凹部432a从第一绝缘件432远离端盖431的表面朝向端盖431凹陷，使得凹部432a的开口朝向电极组件42。至少部分第一部分422a容纳于凹部432a内。第一绝缘件432在第一部分422a的外周形成防护，从而将第一部分422a和壳体41隔离开。在电池单体40的使用过程中，当第一部分422a因释放自身的弹性回复力而发生变形时，第一部分422a会受到第一绝缘件432的阻挡，从而进一步降低第一部分422a与壳体41搭接接触而发生短路的可能性。
在一些实施例中，参见图10所示，第一绝缘件432与隔膜42c超出第二部分422b的部分相接触，从而形成接触区域。这样，外部的可导电性杂物不容易通过第一绝缘件432与隔膜42c的接触区域并且与第一部分422a发生接触，降低可导电性杂物将第一部分422a和壳体41导通而导致第一部分422a和壳体41发生短路的可能性。
在一些实施例中，参见图10和图11所示，第一绝缘件432包括相互连接的本体4321和延伸部4322。第一绝缘件432通过本体4321连接于端盖431。延伸部4322从本体4321上朝向电极组件42延伸凸出。本体4321和延伸部4322相交设置。本体4321和延伸部4322形成凹部432a。延伸部4322设置于极耳422的第一部分422a的外周，并且沿轴向X与第二部分422b位置对应。延伸部4322沿第一部分422a的周侧延伸。第一绝缘件432通过延伸部4322与隔膜42c超出第二部分422b的部分相接触。第一绝缘件432可以通过本体4321预先与端盖431连接固定，然后再将带有第一绝缘件432的端盖431与壳体41进行组装。由于第一绝缘件432具有延伸部4322，因此在进行组装时，第一绝缘件432的延伸部4322可以插入第一部分422a和壳体41之间的间隙中，从而延伸部4322可以引导第一部分422a准确插入第一绝缘件432的凹部432a内，降低在组装过程中，第一绝缘件432沿轴向X挤压第一部分422a而导致第一部分422a发生压缩变形的可能性，同时也使得延伸部4322可以在组装过程中较早地对第一部分422a形成防护和限位。
在一些示例中，第一绝缘件432可以是球形结构的罩体。第一绝缘件432上形成凹部432a的表面为球形面。
在一些实施例中，参见图10和图11所示，转接片44包括第一转接部441和第二转接部442。第一转接部441和第二转接部442相连接。转接片44通过第一转接部441与极耳422的第一部分422a相连接。例如，第一转接部441和第一部分422a焊接连接。转接片44通过第二转接部442与电极端子433相连接。例如，第二转接部442和电极端子433通过铆钉连接。参见图10所示，在电池单体40完成装配后，第一转接部441相对于第二转接部442处于折弯状态。第一转接部441位于第一绝缘件432和电极组件42之间并且位于凹部432a内。第一绝缘件432和电极组件42共同挤压第一转接部441，从而第一转接部441不易相对电极组件42发生位置移动，有利于降低因第一转接部441相对电极组件42发生移动而导致第一转接部441和第一部分422a脱离连接的可能性。在一个示例中，第一绝缘件432的本体4321和电极组件42共同挤压第一转接部441。
在一些实施例中，图11示意性地显示了转接片44与电极端子433相连接但未折弯的状态。参见图11所示，延伸部4322为具有缺口43221的环形结构，使得延伸部4322远离端盖431的端面呈开环结构。延伸部4322的缺口43221可以避让第二转接部442。转接片44的第二转接部442可以从该缺口43221处穿过，从而在转接片44加工制造过程中，转接片44的第一转接部441和第二转接部442保持平整状态，可以减少转接片44的加工工序。延伸部4322上除缺口43221之外的部分均可以抵压于隔膜42c。
在一些实施例中，图12示意性地显示了转接片44与电极端子433相连接但未折弯的状态。参见图12所示，延伸部4322为连续延伸的闭环结构，使得延伸部4322远离端盖431的端面呈闭环结构。转接片44的第一转接部441和第二转接部442在加工制造时需要进行折弯，以在第二转接部442和电极端子433相连接后，转接片44可以避让延伸部4322。延伸部4322可以抵压于隔膜42c，并且由于延伸部4322远离端盖431的端面呈闭环结构，因此延伸部4322可以在第一部分422a的整个外周对第一部分422a形成防护隔离，有利于进一步提高隔离防护效果。
在一些实施例中，参见图13和图14所示，电极组件42还包括第二绝缘件423。第二绝缘件423环绕第一绝缘件432与第二部分422b，并且覆盖第一绝缘件432的边缘和第二部分422b的边缘。沿电极组件42的轴向X，第一绝缘件432的边缘面向第二部分422b的边缘。第二绝缘件423可以起到防护作用，降低外部导电性杂物进入到第一绝缘件432与第二部分422b之间并将第二部分422b和壳体41短路，或者，外部导电性杂物穿过第一绝缘件432与第二部分422b并将第一部分422a与壳体41短路的可能性。
在一些示例中，第一绝缘件432包括延伸部4322。第二绝缘件423覆盖延伸部4322的边缘和第二部分422b的边缘。在一些示例中，第二绝缘件423为环形结构。第二绝缘件423沿延伸部4322的周侧连续延伸，从而可以在延伸部4322的整个周向上形成防护。
在一些示例中，第二绝缘件423可以是单独的结构件。在装配工序中，需要预先将第二绝缘件423装配到第一部分422a的外周。然后，将带有第二绝缘件423的电极组件42装入壳体41内。
在一些实施例中，第一绝缘件432具有朝向壳体41的外侧面432b。第二绝缘件423的一端抵压于第一绝缘件432的外侧面432b，从而第二绝缘件423与第一绝缘件432之间可以形成接触区域，有利于进一步降低可导电性杂物从第二绝缘件423的外部进入到极耳422处的可能性。
在一些示例中，外侧面432b具有导向斜面。沿远离端盖431的方向，导向斜面朝向凹部432a倾斜。这样，在将带有第二绝缘件423的电极组件42装入壳体41后再装配端盖组件43时，在导向斜面的引导作用下，第一绝缘件432上与导向斜面对应的部分可以容易地进入第二绝缘件423所限定的空间内，有利于降低第一绝缘件432直接抵压第二绝缘件423而导致第二绝缘件423发生塌陷，从而导致第二绝缘件423失去隔离功能的可能性。第一绝缘件432包括本体4321和延伸部4322的实施例中，第一绝缘件432设置的导向斜面，使得延伸部4322外周面呈锥形。
在一些示例中，第二绝缘件423粘接于第一绝缘件432的外侧面432b，有利于提高第二绝缘件423和第一绝缘件432的连接可靠性和稳定性，降低电池单体40在使用过程中，由于存在冲击、振动等工况，而导致第二绝缘件423与第一绝缘件432脱离接触状态的可能性。示例性地，第二绝缘件423可以通过胶带或者粘接剂粘接于第一绝缘件432的外侧面432b。
在一些示例中，第二绝缘件423抵压于第一绝缘件432的外侧面432b的区域相对于极耳422更靠近端盖431，从而第二绝缘件423和第一绝缘件432的接触区域更加接近端盖431。在装配过程中，第一绝缘件432可以更快地与第二绝缘件423接触，从而可以进一步降低在装配过程中，可导电性杂物从未接触的第一绝缘件432和第二绝缘件423之间的间隙进入到极耳422处的可能性。
参见图15所示，基于上述实施例的电池单体40，本申请实施例还提供一种电池单体40的制造方法，包括：
提供电极组件42，电极组件42包括隔膜42c以及极耳422的电极组件42，极耳422包括第一部分422a和第二部分422b，第二部分422b环绕第一部分422a的外周，隔膜42c包覆第二部分422b，以隔离第二部分422b与壳体41；其中，沿轴向X，第一部分422a超出第二部分422b和隔膜42c，第二部分422b不超出隔膜42c；
提供具有开口的壳体41；
将电极组件42装入壳体41内，其中，沿电极组件42的轴向X，极耳422位于电极组件42的一端且朝开口延伸。
本申请实施例的电池单体40的制造方法制造的电池单体40，将包括隔膜42c和极耳422的电极组件42装入壳体41内，并且使得极耳422朝向壳体41的开口。在制作电极组件42时，使极耳422包括第一部分422a和第二部分422b，并且第二部分422b环绕第一部分422a的外周，而隔膜42c包覆第二部分422b，从而隔离第二部分422b和壳体41。沿电极组件42的轴向X，第一部分422a超出第二部分422b和隔膜42c，而第二部分422b不超出隔膜42c。这样，隔膜42c可以对第二部分422b形成防护，降低第二部分422b与壳体41发生接触的可能性。另外，由于第二部分422b不需要与转接片44连接，因此第二部分422b可以不需要经过折弯工序或揉平工序处理，使得第二部分422b自身内部不蓄积弹性势能或者蓄积的弹性势能较小，从而第二部分422b不易发生变形或者变形量较小，进而第二部分422b不易与壳体41搭接接触，降低第二部分422b与壳体41搭接接触而发生短路的可能性。第二部分422b也可以作为缓冲区域，使得第一部分422a不易与壳体41发生搭接接触，有效降低第一部分422a与壳体41搭接接触而发生短路的可能性。
在一些实施例中，将电极组件42的部分极耳422切除以形成第二部分422b。
参见图16所示，基于上述实施例的电池单体40，本申请实施例还提供一种电池单体40的制造系统50，包括：
第一装配装置51，被配置为制作包括隔膜42c以及极耳422的电极组件42，极耳422包括第一部分422a和第二部分422b，第二部分422b环绕第一部分422a的外周，隔膜42c包覆第二部分422b，以隔离第二部分422b与壳体41；其中，沿轴向X，第一部分422a超出第二部分422b和隔膜42c，第二部分422b不超出隔膜42c；
第二装配装置52，被配置为提供具有开口的壳体41；
第三装配装置53，被配置为将电极组件42装入壳体41内，其中，沿电极组件42的轴向X，极耳422位于电极组件42的一端且朝开口延伸。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (16)

1.一种圆柱型电池单体，包括：
壳体，具有开口；
电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括隔膜以及极耳，沿所述电极组件的轴向，所述极耳位于所述电极组件的一端且朝所述开口延伸，所述极耳包括第一部分和第二部分，所述第二部分环绕所述第一部分的外周，所述隔膜包覆所述第二部分，以隔离所述第二部分与所述壳体；
其中，沿所述轴向，所述第一部分超出所述第二部分和所述隔膜，所述第二部分不超出所述隔膜。
2.根据权利要求1所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述第一部分超出所述隔膜的尺寸为H，所述第二部分的外径和内径差值为L，其中，L大于H。
3.根据权利要求2所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述第一部分超出所述隔膜的尺寸H的取值范围为1毫米至8毫米。
4.根据权利要求1所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述圆柱型电池单体还包括端盖以及第一绝缘件，所述端盖被配置为覆盖所述开口并连接于所述壳体，所述第一绝缘件设置于所述端盖靠近所述电极组件的一侧，所述第一绝缘件具有凹部，至少部分所述第一部分容纳于所述凹部内。
5.根据权利要求4所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述第一绝缘件与所述隔膜超出所述第二部分的部分相接触。
6.根据权利要求4或5所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述第一绝缘件包括相互连接的本体和延伸部，所述本体被配置为连接所述端盖，所述延伸部从所述本体上朝所述电极组件延伸凸出以形成所述凹部，所述延伸部环绕所述第一部分的外周设置，所述延伸部与所述隔膜超出所述第二部分的部分相接触。
7.根据权利要求6所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述延伸部为连续延伸的闭环结构或者为具有缺口的环形结构。
8.根据权利要求5至7任一项所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件环绕所述第一绝缘件与所述第二部分，并且覆盖所述第一绝缘件的边缘和所述第二部分的边缘。
9.根据权利要求8所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述第二绝缘件抵压于所述第一绝缘件朝向所述壳体的外侧面。
10.根据权利要求9所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述外侧面具有导向斜面，沿远离所述端盖的方向，所述导向斜面朝向所述凹部倾斜。
11.根据权利要求1至10任一项所述的圆柱型电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片均具有涂覆区和未涂覆区，所述第一极片或所述第二极片的未涂覆区形成所述极耳，所述隔膜用于隔离所述第一极片和所述第二极片，所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜卷绕形成所述电极组件。
12.一种电池，包括如权利要求1至11任一项所述的圆柱型电池单体。
13.一种用电装置，包括如权利要求1至11任一项所述的圆柱型电池单体，所述圆柱型电池单体用于提供电能。
14.一种圆柱型电池单体的制造方法，包括：
提供电极组件，所述电极组件包括隔膜以及极耳，所述极耳包括第一部分和第二部分，所述第二部分环绕所述第一部分的外周，所述隔膜包覆所述第二部分，以隔离所述第二部分与所述壳体；其中，沿所述电极组件的轴向，所述第一部分超出所述第二部分和所述隔膜，所述第二部分不超出所述隔膜；
提供具有开口的壳体；
将所述电极组件装入所述壳体内，其中，沿所述电极组件的轴向，所述极耳位于所述电极组件的一端且朝所述开口延伸。
15.根据权利要求14所述的圆柱型电池单体的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：将所述电极组件的部分所述极耳切除以形成所述第二部分。
16.一种圆柱型电池单体的制造系统，包括：
第一装配装置，被配置为提供电极组件，所述电极组件包括隔膜以及极耳的电极组件，所述极耳包括第一部分和第二部分，所述第二部分环绕所述第一部分的外周，所述隔膜包覆所述第二部分，以隔离所述第二部分与所述壳体；其中，沿所述电极组件的轴向，所述第一部分超出所述第二部分和所述隔膜，所述第二部分不超出所述隔膜；
第二装配装置，被配置为提供具有开口的壳体；
第三装配装置，被配置为将所述电极组件装入所述壳体内，其中，沿所述电极组件的轴向，所述极耳位于所述电极组件的一端且朝所述开口延伸。
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