CN113851694A - 电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及设备 - Google Patents

电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及电池技术领域，提供一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及设备。其中，电池单体包括：外壳，包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件，绝缘连接件设置在正极壳体和负极壳体之间，用于连接正极壳体和负极壳体，并将正极壳体和负极壳体绝缘隔离；正极材料层，设置于外壳内，且与正极壳体电连接；负极材料层，设置于外壳内，且与负极壳体电连接；隔离件，设置于外壳内，用于隔离正极材料层和负极材料层。通过本申请的技术方案，能够简化电池单体的生产工艺，并提高电池单体的能量密度。

Description

电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及设备
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及设备。
背景技术
相关技术中，为实现动力电池的充放电过程，一般是在电池单体的外壳内设置极耳和集流体，并通过外壳内的极耳和集流体与电极端子位于外壳内的一端连接，从而形成电流回路，极耳和集流体的设置会占用外壳的内部空间，影响电池单体的能量密度。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及设备，用以提高电池单体的能量密度。
第一方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括：外壳，包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件，所述绝缘连接件设置在所述正极壳体和所述负极壳体之间，用于连接所述正极壳体和所述负极壳体，并将所述正极壳体和所述负极壳体绝缘隔离；正极材料层，设置于所述外壳内，且与所述正极壳体电连接；负极材料层，设置于所述外壳内，且与所述负极壳体电连接；隔离件，设置于所述外壳内，用于隔离所述正极材料层和所述负极材料层。
本申请实施例的技术方案中，电池单体的外壳包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件，通过将绝缘连接件设置在正极壳体和负极壳体之间，不仅可以起到连接正极壳体和负极壳体的作用，还起到将正极壳体和负极壳体绝缘隔离的作用，防止正极壳体和负极壳体之间接触而发生短路。在外壳内设有正极材料层和负极材料层，其中，正极材料层含有正极活性物质，负极材料层含有负极活性物质，外壳上设有电极端子，正极材料层直接与正极壳体导电连接，负极材料层直接与负极壳体导电连接，取消了电池单体的集流体和极耳，从而提高了电池单体的外壳内部的空间利用率，进而有助于提高电池单体的能量密度。同时，在外壳内设置有隔离件，且隔离件设于正极材料层和负极材料层之间，以隔离正极材料层和负极材料层，防止正极材料层和负极材料层之间接触而发生短路，并且隔离件能够仅允许小体积的带电离子通过，便于带电离子扩散，有助于提高电池单体的存储效率。
在一些实施例中，所述正极壳体具有第一开口，所述负极壳体具有第二开口，所述第一开口与所述第二开口相对设置，所述绝缘连接件呈环形且设置于所述第一开口和所述第二开口之间，所述正极材料层设置于所述正极壳体内，所述负极材料层设置于所述负极壳体内。
上述技术方案中，正极壳体和负极壳体分别设置有第一开口和第二开口，且第一开口和第二开口相对设置，则外壳在进行装配时，先将正极材料层设置于正极壳体内，将负极材料层设置于负极壳体内，然后将呈环形的绝缘连接件设置在第一开口和第二开口之间，并分别与正极壳体和负极壳体相连，从而实现外壳的装配，有效提高了产品的装配效率，且结构和原理均较为简单，易于实现。
在一些实施例中，所述隔离件的边缘固定连接于所述绝缘连接件。
上述技术方案中，隔离件进行装配时，可将隔离件的轮廓边缘与绝缘连接件进行固定连接，从而实现隔离件的固定装配。
在一些实施例中，所述电池单体还包括：第一固定环和第二固定环，所述第一固定环和所述第二固定环彼此相对地设置于所述外壳内且均与所述绝缘连接件固定连接，所述第一固定环和所述第二固定环被配置为共同夹持所述隔离件的边缘。
上述技术方案中，电池单体还包括第一固定环和第二固定环，通过将第一固定环和第二固定环分别设置于隔离件的两侧，并共同夹持隔离件的边缘，以固定隔离件；又通过将第一固定环和第二固定环设置在外壳内并与绝缘连接件固定连接，从而可实现隔离件的固定装配，保证了隔离件固定的稳定性和可靠性。
在一些实施例中，所述绝缘连接件的内周面上设置有第一限位凹槽，所述第一固定环和所述第二固定环的外周面上均设置有第一限位凸起，所述第一限位凸起嵌设于所述第一限位凹槽内以将所述第一固定环、所述第二固定环与所述绝缘连接件固定连接。
上述技术方案中，通过在绝缘连接件的内周面上设置第一限位凹槽，在第一固定环和第二固定环的外周面上均设置与第一限位凹槽相适配的第一限位凸起，则通过将第一限位凸起嵌设于第一限位凹槽内，即可实现第一固定环和第二固定环与绝缘连接件固定装配，有效提高了产品的装配效率。
在一些实施例中，所述第一固定环和所述第二固定环分别设置有第二限位凸起和第二限位凹槽，所述隔离件的至少部分被容纳于所述第二限位凹槽，所述第二限位凸起嵌设于所述第二限位凹槽中以将所述隔离件固定。
上述技术方案中，第一固定环和第二固定环分别设置有第二限位凸起和第二限位凹槽，即第一固定环朝向第二固定环的一侧设置有第二限位凸起，第二固定环朝向第一固定环的一侧设置有第二限位凹槽，或者第一固定环朝向第二固定环的一侧设置有第二限位凹槽，第二固定环朝向第一固定环的一侧设置有第二限位凸起，通过将隔离件的至少部分被容纳于第二限位凹槽内，并将第二限位凸起嵌设于第二限位凹槽，便可实现对隔离件的可靠固定。
在一些实施例中，所述绝缘连接件包括正极连接部、负极连接部和绝缘部，所述正极连接部用于与所述正极壳体连接，所述负极连接部用于与所述负极壳体焊接，所述绝缘部用于绝缘连接所述正极连接部和所述负极连接部。
上述技术方案中，绝缘连接件的绝缘部设于正极连接部和负极连接部之间，用于使正极连接部和负极连接部绝缘连接，正极连接部通过与正极壳体连接，负极连接部通过与负极壳体连接，从而实现绝缘连接件与正极壳体和负极壳体的装配连接。其中，正极连接部和负极连接部与正极壳体和负极壳体的具体连接方式不受限定，可以使焊接或卡接或粘接等方式连接。
在一些实施例中，所述正极连接部与所述正极壳体焊接，所述负极连接部与所述负极壳体焊接，所述正极连接部和所述负极连接部均有至少部分嵌设于所述绝缘部中。
上述技术方案中，通过将正极连接部与正极壳体焊接，负极连接部与负极壳体焊接，焊接的方式能够有效保证绝缘连接件与正极壳体和负极壳体连接的可靠性，且正极连接部和负极连接部均有至少部分嵌设于绝缘部中，保证了正极连接部和负极连接部与绝缘部连接的可靠性，从而进一步保证了电池单体装配的可靠性以及使用的安全性。
在一些实施例中，所述正极壳体与所述绝缘连接件相连的一端的外周面设有第一加强部；和/或，所述负极壳体与所述绝缘连接件相连的一端的外周面设有第二加强部。
上述技术方案中，通过在正极壳体的开口处的外周侧设置第一加强部，第一加强部能够提高正极壳体与绝缘连接件连接处的局部强度，如正极壳体与绝缘连接件的正极连接部焊接时，可增大两者焊接面积，从而有助于提高正极壳体与绝缘连接件的连接的可靠性。
通过在负极壳体的开口处的外周侧设置第二加强部，第二加强部能够提高负极壳体与绝缘连接件连接处的局部强度，如负极壳体与绝缘连接件的负极连接部焊接时，可增大两者焊接面积，从而有助于提高负极壳体与绝缘连接件的连接的可靠性。
其中，第一加强部和第二加强部可以是加强条或加强筋等结构。
在一些实施例中，正极壳体的顶部设置有注液孔，注液孔通过螺丝密封钉进行密封连接。
在上述技术方案中，螺丝密封钉不仅在打开时实现通过注液孔向外壳内注入电解液，同时还可在打开时对外壳内部进行泄压，以保证电池单体使用的安全性。
在一些实施例中，所述电池单体还包括：捆扎件，所述捆扎件用于捆扎所述外壳。
上述技术方案中，通过在外壳的外周设置捆扎件，捆扎件对外壳起到约束作用，用于防止电池单体内部压力过大导致外壳开裂的情况发生，可进一步提高电池单体使用的安全性。
第二方面，本申请实施例提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。
第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，所述电池用于提供电能。
第四方面，本申请实施例提供了一种电池单体的制造方法，包括：提供外壳，所述外壳包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件；提供正极材料层、负极材料层和隔离件；将所述正极材料层放置于所述正极壳体内，使所述正极材料层与所述正极壳体电连接，以及，将所述负极材料层放置于所述负极壳体内，将所述负极材料层与所述负极壳体电连接；将所述隔离件放置于所述外壳中用于隔开所述正极材料层和所述负极材料层；将所述绝缘连接件放置于所述正极壳体和所述负极壳体之间，并且，将所述绝缘连接件分别连接所述正极壳体和所述负极壳体。
本申请第五方面提供了一种电池单体的制造设备，包括：第一提供模块，用于提供外壳，所述外壳包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件；第二提供模块，用于提供正极材料层、负极材料层和隔离件；第一组装模块，用于将所述正极材料层放置于所述正极壳体内，使所述正极材料层与所述正极壳体电连接，将所述负极材料层设置于所述负极壳体内，使所述负极材料层与所述负极壳体电连接，所述第一组装模块还用于将所述隔离件放置于所述外壳中用于隔开所述正极材料层和所述负极材料层；第二组装模块，用于将所述绝缘连接件放置于所述正极壳体和所述负极壳体之间，并且，将所述绝缘连接件分别连接所述正极壳体和所述负极壳体。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；
图2位本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的立体结构示意图；
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的俯视结构示意图；
图6为图5中B-B向的剖视结构示意图；
图7为本申请一些实施例提供的隔离件与第一固定环和第二固定环处于装配状态的一个剖视结构示意图；
图8为图7中A部的放大结构示意图；
图9为本申请一些实施例提供的绝缘连接件的分解结构示意图；
图10为本申请一些实施例提供的绝缘连接件的装配结构示意图；
图11为本申请实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图；
图12为本申请实施例提供的电池单体的制造设备的结构示意框图。
具体实施方式中的附图标号如下：
车辆1000；
电池100，控制器200，马达300；
箱体10，第一部分11，第二部分12；
电池单体20，外壳201，绝缘连接件202，正极材料层203，负极材料层204，隔离膜组件205，捆扎件206，卡扣207；
正极壳体2011，负极壳体2012，第一开口2013，第二开口2014，第一加强部2015，第二加强部2016，正极连接部2021，负极连接部2022，绝缘部2023，第一限位凹槽2024，第一固定环2051，第二固定环2052，隔离件2053，第一限位凸起2054，第二限位凹槽2055，第二限位凸起2056；
电池单体的制造设备30，第一提供模块301，第二提供模块302，第一组装模块303，第二组装模块304。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“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，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
对于一般动力电池的而言，在电池的充放电过程中，一般是位于电池单体的外壳内的正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，并通过极耳和集流体连接电极端子以形成电流回路。极耳和集流体的设置会占用电池单体的内部空间，影响电池单体的能量密度。且正极活性物质和负极活性物质与极耳的连接不仅工艺复杂，还有在连接后发生脱落的风险。
基于以上考虑，为了解决极耳和集流体设置在电池单体的外壳内部导致的电池单体的内部空间利用率低，以及电池单体使用过程中的安全问题，发明人经过深入研究，设计了一种电池单体，取消了在电池单体内设置极耳和集流体的方式，而是将外壳分为正极壳体、负极壳体以及设于正极壳体和负极壳体之间的绝缘连接件，在正极壳体内设置与正极壳体电连接的正极材料层，在负极壳体内设置与负极壳体电连接的负极连接件，由于外壳上设置有电极端子，这样，便能够实现在电池的充放电过程中，正极材料层和负极材料层与电解液发生反应后，通过正极壳体和负极壳体连接电极端子以形成电流回路。且由于取消了极耳和集流体，电池单体内部空间能够得到充分利用，因此有助于提高电池单体的能量密度，同时避免了材料层与极耳连接后易脱落的情况发生，提高了电池单体使用的安全性和稳定性。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有助于简化电池单体及电池的生产工艺，且有利于提高电池单体以及电池整体的能量密度。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的分解结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中，电池单体20是指组成电池的最小单元。每个电池单体20可以为二次电池单体或一次电池单体；还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
根据本申请的一些实施例，请参考图3至图6，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图，图4为本申请一些实施例 的电池单体的立体结构示意图，图5为本申请一些实施例提供的电池单体的俯视结构示意图，图6为图5中B-B向的剖视结构示意图。电池单体20包括：外壳201、正极材料层203、负极材料层204和隔离件。其中，外壳201包括正极壳体2011、负极壳体2012和绝缘连接件202，绝缘连接件202设置在正极壳体2011和负极壳体2012之间，用于连接正极壳体2011和负极壳体2012，并将正极壳体2011和负极壳体2012绝缘隔离；正极材料层203设置于外壳201内，且与正极壳体2011电连接；负极材料层204设置于外壳201内，且与负极壳体2012电连接；隔离件设置于外壳201内，用于隔离正极材料层203和负极材料层204。
外壳201是形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳正极材料层203、负极材料层204、隔离件、电解液以及其他部件。具体地，外壳201包括正极壳体2011和负极壳体2012，以及设置在正极壳体2011和负极壳体2012之间的绝缘连接件202，绝缘连接件202可以是塑料件或橡胶件等。外壳201上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以通过外壳201与正极材料层203和负极材料层204电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。外壳201可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。外壳201的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。
正极材料层203和负极材料层204是电池单体20中发生电化学反应的部件。其中，正极材料层203包含一种或多种正极活性材料、导电剂，可添加或不添加电解液混合；负极材料层204包含一种或多种电极活性材料，可添加或不添加导电剂、电解液。正极材料层203与正极壳体2011电连接，负极材料层204与负极壳体2012电连接，隔离件设置在正极材料层203和负极材料层204之间。示例性的，正极材料层203贴设于正极壳体2011内。负极材料层204贴设于负极壳体2012内。在电池的充放电过程中，正极材料层203和负极材料层204与电解液发生反应，并分别通过正极壳体2011和负极壳体2012连接电极端子以形成电流回路。
通过将绝缘连接件202设置在正极壳体2011和负极壳体2012之间，绝缘连接件202不仅可以起到连接正极壳体2011和负极壳体2012的作用，还起到将正极壳体2011和负极壳体2012绝缘隔离的作用，防止正极壳体2011和负极壳体2012之间接触而发生短路。又通过将正极材料层203和负极材料层204设置于外壳201内，其中，正极材料层203含有正极活性物质，负极材料层204含有负极活性物质，外壳201上设有电极端子，正极材料层203直接与正极壳体2011导电连接，负极材料层204直接与负极壳体2012导电连接，从而实现与电极端子电连接，取消了电池单体20内的集流体和极耳，提高了电池单体20的外壳201内部的空间利用率，从而有助于提高电池单体20的能量密度。同时，在外壳201内设置有隔离件，且隔离件设于正极材料层203和负极材料层204之间，以隔离正极材料层203和负极材料层204，防止正极材料层203和负极材料层204之间接触而发生短路，并且隔离件能够仅允许小体积的带电离子通过，便于带电离子扩散，有助于提高电池单体20的存储效率。
请参考图1，根据本申请的一些实施例，正极壳体2011具有第一开口2013，负极壳体2012具有第二开口2014，第一开口2013与第二开口2014相对设置，绝缘连接件202呈环形且设置于第一开口2013和第二开口2014之间，正极材料层203设置于正极壳体2011内，负极材料层204设置于负极壳体2012内。
第一开口2013为正极壳体2011朝向负极壳体2012的一侧开设的安装口，正极壳体2011具有安装腔，正极材料层203通过第一开口2013安装于正极壳体2011内。第二开口2014为负极壳体2012朝向正极壳体2011的一侧开设的安装口，负极壳体2012也具有安装腔，负极材料层204通过第二开口2014安装于负极壳体2012内。
正极壳体2011和负极壳体2012分别设置有第一开口2013和第二开口2014，且第一开口2013和第二开口2014相对设置，则外壳201在进行装配时，先将正极材料层203设置于正极壳体2011内，将负极材料层204设置于负极壳体2012内，然后将呈环形的绝缘连接件202设置在第一开口2013和第二开口2014之间，并分别与正极壳体2011和负极壳体2012相连，从而实现外壳201的装配，有效提高了产品的装配效率，且结构和原理均较为简单，易于实现。
根据本申请的一些实施例，隔离件的边缘固定连接于绝缘连接件202。
示例性的，隔离件为隔膜等结构件，隔离件用于使正极材料层203和负极材料层204绝缘隔离，同时又能仅允许小体积的带电离子通过，便于带电离子扩散。
隔离件进行装配时，可将隔离件的轮廓边缘与绝缘连接件202进行固定连接，从而实现隔离件的固定装配。
请参考图7，图7为本申请一些实施例提供的隔离件与第一固定环和第二固定环处于装配状态的一个剖视结构示意图。根据本申请的一些实施例，电池单体20还包括：第一固定环2051和第二固定环2052，第一固定环2051和第二固定环2052彼此相对地设置于外壳201内且均与绝缘连接件202固定连接，第一固定环2051和第二固定环2052被配置为共同夹持隔离件的边缘。
第一固定环2051和第二固定环2052为隔离件的安装载体，由于隔离件为薄膜结构，其直接与绝缘连接件202固定连接时连接不可靠，因此设置第一固定环2051和第二固定环2052作为固定隔离件的固定载体，隔离件的边缘被第一固定环2051和第二固定环2052夹持后，再将第一固定环2051和第二固定环2052与绝缘连接件202连接，可保证隔离件2053固定的更加可靠。
通过将第一固定环2051和第二固定环2052分别设置于隔离件的两侧，并共同夹持隔离件的边缘，以固定隔离件；又通过将第一固定环2051和第二固定环2052设置在外壳201内并与绝缘连接件202固定连接，从而可实现隔离件的固定装配，保证了隔离件固定的稳定性和可靠性。
请参考图8和图9，图8为图7中A部的放大结构示意图，图9为本申请一些实施例提供的绝缘连接件的分解结构示意图。根据本申请的一些实施例，绝缘连接件202的内周面上设置有第一限位凹槽2024，第一固定环2051和第二固定环2052的外周面上均设置有第一限位凸起2054，第一限位凸起2054嵌设于第一限位凹槽2024内以将第一固定环2051、第二固定环2052与绝缘连接件202固定连接。
第一限位凹槽2024可以局部设置在绝缘连接件202的内周面，也可以沿绝缘连接件202完整的内周面设置，相对应的，第一限位凸起2054可以为第一固定环2051和第二固定环2052的外周面局部凸起的结构，也可以为沿第一固定环2051和第二固定环2052完整的外周面凸起的结构，只要与第一限位凹槽2024相适配即可。
通过在绝缘连接件202的内周面上设置第一限位凹槽2024，在第一固定环2051和第二固定环2052的外周面上均设置与第一限位凹槽2024相适配的第一限位凸起2054，则通过将第一限位凸起2054嵌设于第一限位凹槽2024内，即可实现第一固定环2051和第二固定环2052与绝缘连接件202固定装配，有效提高了产品的装配效率。
请参考图8，根据本申请的一些实施例，第一固定环2051和第二固定环2052分别设置有第二限位凸起2056和第二限位凹槽2055，隔离件的至少部分被容纳于第二限位凹槽2055，第二限位凸起2056嵌设于第二限位凹槽2055中以将隔离件固定。
第二限位凸起2056和第二限位凹槽2055的设置位置不受限定。示例性的，第二限位凸起2056设于第一固定环2051朝向第二固定环2052的一侧，第二限位凹槽2055设于第二固定环2052朝向第一固定环2051的一侧；或者，第二限位凸起2056设于第二固定环2052朝向第一固定环2051的一侧，第二限位凹槽2055设于第一固定环2051朝向第二固定环2052的一侧。具体地，第二限位凸起2056可沿第一固定环2051朝向第二固定环2052的一侧的周向间隔设置，也可以绕第一固定环2051朝向第二固定环2052的一侧的周向周圈设置；相对应的，第二限位凹槽2055可沿第二固定环2052朝向第一固定环2051的一侧的周向间隔设置，也可以绕第二固定环2052朝向第一固定环2051的一侧的周向周圈设置。
第一固定环2051和第二固定环2052分别设置有第二限位凸起2056和第二限位凹槽2055，即第一固定环2051朝向第二固定环2052的一侧设置有第二限位凸起2056，第二固定环2052朝向第一固定环2051的一侧设置有第二限位凹槽2055，或者第一固定环2051朝向第二固定环2052的一侧设置有第二限位凹槽2055，第二固定环2052朝向第一固定环2051的一侧设置有第二限位凸起2056，通过将隔离件的至少部分被容纳于第二限位凹槽2055内，并将第二限位凸起2056嵌设于第二限位凹槽2055，便可实现对隔离件的可靠固定。
请参考图9和图10，图10为本申请一些实施例提供的绝缘连接件的装配结构示意图。根据本申请的一些实施例，绝缘连接件202包括正极连接部2021、负极连接部2022和绝缘部2023，正极连接部2021用于与正极壳体2011连接，负极连接部2022用于与负极壳体2012焊接，绝缘部2023用于绝缘连接正极连接部2021和负极连接部2022。
正极连接部2021与正极壳体2011、以及负极连接部2022与负极壳体2012的具体连接方式不受限定，可以是焊接或卡接或粘接等方式连接。可以理解的，正极连接部2021和负极连接部2022也可以与绝缘部2023相焊接、相卡接或一体成型等。示例性的，正极连接部2021和负极连接部2022分别为正极连接环和负极连接环，绝缘部2023为正极连接环和负极连接环通过注塑成型的方式形成的绝缘环，绝缘环内周面间隔设置有凹槽，正极连接环和负极连接环分别嵌设于对应凹槽内，并分别与正极壳体2011和负极壳体2012相连。
绝缘连接件202的绝缘部2023设于正极连接部2021和负极连接部2022之间，用于使正极连接部2021和负极连接部2022绝缘连接，正极连接部2021通过与正极壳体2011连接，负极连接部2022通过与负极壳体2012连接，从而实现绝缘连接件202与正极壳体2011和负极壳体2012的快速装配连接。
根据本申请的一些实施例，正极连接部2021与正极壳体2011焊接，负极连接部2022与负极壳体2012焊接，正极连接部2021和负极连接部2022均有至少部分嵌设于绝缘部2023中。
示例性的，正极连接部2021为正极焊接环，负极连接部2022为负极焊接环，绝缘部2023为绝缘连接件202形成的凹槽，正极焊接件和负极焊接件分别在与正极壳体2011和负极壳体2012焊接后，嵌设于绝缘部2023的凹槽内。
通过将正极连接部2021与正极壳体2011焊接，负极连接部2022与负极壳体2012焊接，焊接的方式能够有效保证绝缘连接件202与正极壳体2011和负极壳体2012连接的可靠性，且正极连接部2021和负极连接部2022均有至少部分嵌设于绝缘部2023中，保证了正极连接部2021和负极连接部2022与绝缘部2023连接的可靠性，从而进一步保证了电池单体20装配的可靠性以及使用的安全性。
请参考图4，根据本申请的一些实施例，正极壳体2011与绝缘连接件202相连的一端的外周面设有第一加强部2015；负极壳体2012与绝缘连接件202相连的一端的外周面设有第二加强部2016。
第一加强部2015和第二加强部2016可以是设置在正极壳体2011和负极壳体2012开口处外周侧的加强条或加强筋等结构。
通过在正极壳体2011的开口处的外周侧设置第一加强部2015，第一加强部能够提高正极壳体2011与绝缘连接件202连接处的局部强度，如正极壳体2011与绝缘连接件202的正极连接部2021焊接时，可增大两者焊接面积，从而有助于提高正极壳体2011与绝缘连接件202的连接的可靠性。
通过在负极壳体2012的开口处的外周侧设置第二加强部2016，第二加强部2016能够提高负极壳体2012与绝缘连接件202连接处的局部强度，如负极壳体2012与绝缘连接件202的负极连接部2022焊接时，可增大两者焊接面积，从而有助于提高负极壳体2012与绝缘连接件202的连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例，正极壳体2011的顶部设置有注液孔，注液孔通过螺丝密封钉进行密封连接。
在螺丝密封钉不仅在打开时实现通过注液孔向外壳201内注入电解液，同时还可在打开时对外壳201内部进行泄压，以保证电池单体20使用的安全性。
请参考图4，根据本申请的一些实施例，电池单体20还包括：捆扎件206，捆扎件206用于捆扎外壳201。
由于正极材料层和负极材料层204在外壳201内发生电化学反应会产生气体，气体能通过拧动螺丝密封钉并打开注液孔的方式进行泄压，但为了保证电池单体20以及电池在使用过程中的安全性，因此在外壳201的外部特设置捆扎件206。示例性的，捆扎件206为箍带或捆绑带等结构。
通过在外壳201的外周设置捆扎件206，捆扎件206对外壳201起到约束作用，用于防止电池单体20内部压力过大导致外壳201开裂的情况发生，可进一步提高电池单体20使用的安全性。具体地，在外壳201的周侧设置有卡扣207，所述捆扎件206朝向外壳201的一侧设置有卡槽，卡扣207插设于卡槽内，使得捆扎件206与外壳201相卡接。
根据本申请的一些实施例，参见图3至图10，本申请提供了一种电池单体20，包括外壳201、绝缘连接件202、正极材料层203、负极材料层204和隔离膜组件205。其中，外壳201包括正极壳体2011和负极壳体2012，绝缘连接件202设于正极壳体2011和负极壳体2012之间，用于使正极壳体2011和负极壳体2012绝缘隔离。正极材料层203设置于正极壳体2011内，并与正极壳体2011电连接；负极材料层204设置于负极壳体2012内，并与负极壳体2012电连接。隔离膜组件205设置在正极材料层203和负极材料层204之间。
具体地，正极壳体2011设有第一开口2013，负极壳体2012设有第二开口2014。绝缘连接件202包括正极焊接环（即正极连接部2021）、负极焊接环（即负极连接部2022）和设于正极焊接环和负极焊接环之间的绝缘件（即绝缘部2023），正极焊接环与正极壳体2011相焊接，负极焊接环与负极壳体2012相焊接，绝缘件的内周面设有第一限位凹槽2024，正极焊接环和负极焊接环的外周面设有第一限位凸起2054，第一限位凸起2054嵌设于第一限位凹槽2024内。隔离膜组件205包括第一固定环2051、第二固定环2052和设置在第一固定环2051和第二固定环2052之间的隔离膜（即隔离件2053），其中，第一固定环2051朝向第二固定环2052的一侧设有第二限位凹槽2055，第二固定环2052朝向第一固定环2051的一侧设有第二限位凸起2056，隔离膜的边缘容纳于第二限位凹槽2055内，第二限位凸起2056插设于第二限位凹槽2055内，从而使隔离膜被夹持在第一固定环2051和第二固定环2052之间。具体地，隔离膜组件205也嵌设于绝缘件内，并位于正极焊接环和负极焊接环之间。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体20。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，电池用于提供电能。
用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。
请参考图11，图11为本申请实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图。根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体的制造方法，包括：
步骤S100：提供外壳，外壳包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件。
步骤S101：提供正极材料层、负极材料层和隔离件。
步骤S102：将正极材料层放置于正极壳体内，使正极材料层与正极壳体电连接，以及，将负极材料层放置于负极壳体内，将负极材料层与负极壳体电连接。
步骤S103：将隔离件放置于外壳中用于隔开正极材料层和负极材料层。
步骤S104：将绝缘连接件放置于正极壳体和负极壳体之间，并且，将绝缘连接件分别连接正极壳体和负极壳体。
请参考图12，图12为为本申请实施例提供的电池单体的制造设备的结构示意框图。根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体的制造设备30，包括：第一提供模块301，用于提供外壳，外壳包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件；第二提供模块302，用于提供正极材料层、负极材料层和隔离件；第一组装模块303，用于将正极材料层放置于正极壳体内，使正极材料层与正极壳体电连接，将负极材料层设置于负极壳体内，使负极材料层与负极壳体电连接，第一组装模块303还用于将隔离件放置于外壳中用于隔开正极材料层和负极材料层；第二组装模块304，用于将绝缘连接件放置于正极壳体和负极壳体之间，并且，将绝缘连接件分别连接正极壳体和负极壳体。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (14)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
外壳，包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件，所述绝缘连接件设置在所述正极壳体和所述负极壳体之间，用于连接所述正极壳体和所述负极壳体，并将所述正极壳体和所述负极壳体绝缘隔离；
正极材料层，设置于所述外壳内，且与所述正极壳体电连接；
负极材料层，设置于所述外壳内，且与所述负极壳体电连接；
隔离件，设置于所述外壳内，用于隔离所述正极材料层和所述负极材料层。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，
所述正极壳体具有第一开口，所述负极壳体具有第二开口，所述第一开口与所述第二开口相对设置，所述绝缘连接件呈环形且设置于所述第一开口和所述第二开口之间，所述正极材料层设置于所述正极壳体内，所述负极材料层设置于所述负极壳体内。
3.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，
所述隔离件的边缘固定连接于所述绝缘连接件。
4.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：
第一固定环和第二固定环，所述第一固定环和所述第二固定环彼此相对地设置于所述外壳内且均与所述绝缘连接件固定连接，所述第一固定环和所述第二固定环被配置为共同夹持所述隔离件的边缘。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，
所述绝缘连接件的内周面上设置有第一限位凹槽，所述第一固定环和所述第二固定环的外周面上均设置有第一限位凸起，所述第一限位凸起嵌设于所述第一限位凹槽内以将所述第一固定环、所述第二固定环与所述绝缘连接件固定连接。
6.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，
所述第一固定环和所述第二固定环分别设置有第二限位凸起和第二限位凹槽，所述隔离件的至少部分被容纳于所述第二限位凹槽，所述第二限位凸起嵌设于所述第二限位凹槽中以将所述隔离件固定。
7.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，
所述绝缘连接件包括正极连接部、负极连接部和绝缘部，所述正极连接部用于与所述正极壳体连接，所述负极连接部用于与所述负极壳体焊接，所述绝缘部用于绝缘连接所述正极连接部和所述负极连接部。
8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述正极连接部与所述正极壳体焊接，所述负极连接部与所述负极壳体焊接，所述正极连接部和所述负极连接部均有至少部分嵌设于所述绝缘部中。
9.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述正极壳体与所述绝缘连接件相连的一端的外周面设有第一加强部；和/或
所述负极壳体与所述绝缘连接件相连的一端的外周面设有第二加强部。
10.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：
捆扎件，所述捆扎件用于捆扎所述外壳。
11.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的电池单体。
12.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池，所述电池用于提供电能。
13.一种电池单体的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
提供外壳，所述外壳包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件；
提供正极材料层、负极材料层和隔离件；
将所述正极材料层放置于所述正极壳体内，使所述正极材料层与所述正极壳体电连接，以及，将所述负极材料层放置于所述负极壳体内，将所述负极材料层与所述负极壳体电连接；
将所述隔离件放置于所述外壳中用于隔开所述正极材料层和所述负极材料层；
将所述绝缘连接件放置于所述正极壳体和所述负极壳体之间，并且，将所述绝缘连接件分别连接所述正极壳体和所述负极壳体。
14.一种电池单体的制造设备，其特征在于，包括：
第一提供模块，用于提供外壳，所述外壳包括正极壳体、负极壳体和绝缘连接件；
第二提供模块，用于提供正极材料层、负极材料层和隔离件；
第一组装模块，用于将所述正极材料层放置于所述正极壳体内，使所述正极材料层与所述正极壳体电连接，将所述负极材料层设置于所述负极壳体内，使所述负极材料层与所述负极壳体电连接，所述第一组装模块还用于将所述隔离件放置于所述外壳中用于隔开所述正极材料层和所述负极材料层；
第二组装模块，用于将所述绝缘连接件放置于所述正极壳体和所述负极壳体之间，并且，将所述绝缘连接件分别连接所述正极壳体和所述负极壳体。
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