CN114204223A - 电池单体、电池、用电装置、制造电池单体的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电池单体、电池、用电装置、制造电池单体的方法和设备，涉及电池的技术领域，其中，电池单体包括壳体、端盖、电极组件和钎料，其中，壳体具有容纳腔且一端开口；端盖与壳体连接，用于封闭开口；电极组件设于容纳腔内，电极组件具有第一极耳，第一极耳朝向开口；钎料设于端盖与第一极耳之间，并连接端盖与第一极耳；端盖和第一极耳之间还设有绝缘件，绝缘件上设有绝缘腔，绝缘腔一侧设有进料口，进料口朝向钎料；在电池单体的温度达到钎料的熔点时，至少部分钎料熔化并进入绝缘腔，以减小端盖与第一极耳之间的电流或使端盖与第一极耳之间断路。本申请中的电池单体的结构能提高电池使用过程中的安全性。

Description

电池单体、电池、用电装置、制造电池单体的方法和设备
技术领域
本申请涉及电池的技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池、用电装置、制造电池单体的方法和设备。
背景技术
随着科技的发展，人们环保意识的增强，电能逐渐被应用到越来越多的领域，例如新能源汽车，智能家居，电子穿戴设备等，电池作为这些装置的核心动力部件，在装置的使用过程中起到关键作用。
组成电池的基本单元为电池单体，电池单体包括外壳和电极组件，电极组件的极耳与外壳的特定部位焊接而将电能传递到电池单体外部。
但是，在极耳与外壳的焊接过程中，常常损伤电极组件或外壳，使得电池单体出现短路或漏液等问题，影响电池单体的正常使用和降低电池单体的良品率。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种电池单体、电池、用电装置、制造电池单体的方法和设备，其能够减小电池单体焊接过程中对电池单体造成的损伤，提升电池单体的良品率。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电池单体，电池单体包括壳体、端盖、电极组件和钎料，其中，壳体具有容纳腔且一端开口；端盖与壳体连接，用于封闭开口；电极组件设于容纳腔内，电极组件具有第一极耳，第一极耳朝向开口；钎料设于端盖与第一极耳之间，并连接端盖与第一极耳，且钎料的熔点低于端盖和第一极耳的熔点；端盖和第一极耳之间还设有绝缘件，绝缘件上设有绝缘腔，绝缘腔一侧设有进料口，进料口朝向钎料；在电池单体的温度达到钎料的熔点时，至少部分钎料熔化并进入绝缘腔，以减小端盖与第一极耳之间的电流或使端盖与第一极耳之间断路。
通过采用上述方案，钎料通过熔化再凝固的过程与端盖和第一极耳连接，由于钎料的熔点低于端盖和第一极耳的熔点，因此通过控制焊接过程中对钎料的加热温度大于钎料的熔点而小于端盖和第一极耳的熔点，从而将钎料熔化，而端盖和第一极耳不被熔化，熔化的钎料与端盖和第一极耳接触并在凝固时与端盖和第一极耳分别连接。上述结构在确保钎料与端盖和第一极耳相连接的同时免除了焊接过程中对端盖和第一极耳造成的损伤，提高了电池单体的质量和提升了电池单体的良品率。电池单体在使用过程中，第一极耳和端盖之间依靠钎料电连接，当电池单体因异常使用而发热，且温度高于钎料的熔点时，钎料熔化，熔化的钎料至少部分从进料口流入绝缘腔中，使得第一极耳和端盖之间仅通过少部分钎料电连接，流经该电池单体的电流减小，该电池单体的电化学反应减弱，产热减少；或者没有钎料使第一极耳和端盖电连接，从而使第一极耳和端盖之间断路，该电池单体的电化学反应停止，停止产热。通过使异常发热的电池单体产热减少或者停止产热，从而防止电池单体的温度和压力持续升高而发生热失控，提高了电池单体的使用安全性。
在一些实施例中，钎料为共晶钎料。
通过采用上述方案，共晶钎料在加热过程中无固液共存相，即当温度低于其熔点时，钎料为固态，当温度高于其熔点时，钎料为液态，钎料不会随着温度的升高而变软，在电池单体的使用过程中，钎料连接处的强度不会随环境温度的变化而变化，有利于提高电池单体的结构稳定性。
在一些实施例中，钎料环绕端盖的轴线均匀设置。
通过采用上述方案，端盖沿自身轴线的周圈均通过钎料与第一极耳连接，连接结构稳定，端盖与第一极耳之间不容易发生松脱、开裂等现象。
在一些实施例中，绝缘件呈环形围设于钎料外周，绝缘腔沿绝缘件周向开设，且进料口设于绝缘腔靠近绝缘件的内孔一侧。
通过采用上述方案，当钎料熔化之后，无论钎料朝哪个方向流动，均能从进料口流入到绝缘腔内，防止钎料不能及时流入绝缘腔的情况发生，进一步提高对热失控的控制能力。
在一些实施例中，端盖和第一极耳之间还设有热膨胀件，在电池单体内的温度达到钎料的熔点时，热膨胀件的体积增大而将至少部分钎料挤入绝缘腔。
通过采用上述方案，利用热膨胀件的膨胀将钎料挤入绝缘腔内，防止熔化的钎料在流体张力的作用下不能及时流到绝缘腔内的情况发生，使得钎料能够及时控制电池单体的温度降低。
在一些实施例中，至少部分热膨胀件设于绝缘腔内。
通过采用上述方案，热膨胀件、绝缘件和钎料均位于端盖和第一极耳之间，将至少部分热膨胀件设于绝缘腔内，使得端盖和第一极耳之间具有更大的空间用于设置钎料，以使得钎料能够较为稳定的连接端盖和第一极耳，因此，上述结构布置合理，有利于提高电池单体的电连接稳定性。
在一些实施例中，电池单体还包括绝缘环，绝缘环围设于第一极耳外部，以隔离第一极耳和壳体。
通过采用上述方案，防止第一极耳在制造和使用过程中接触到壳体而与壳体之间短路，以及造成壳体的电化学腐蚀。
在一些实施例中，绝缘环与绝缘件连接。
通过采用上述方案，在电池单体的一个方向上，绝缘件通过端盖和第一极耳进行限位，在电池单体的另一个方向上，绝缘环通过第一极耳和壳体进行限位，将绝缘环与绝缘件连接则能够使二者组成的整体在电池单体的两个方向上均得到限位，从而使电池单体的内部结构更加稳定，以便于使绝缘件和绝缘环更可靠地发挥作用。此外，在制造电池单体的过程中，绝缘环和绝缘件可以一次性组装到电池单体，从而提高电池单体的制造效率。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电池，包括上述主题任一实施例的电池单体。
通过采用上述方案，电池单体在制造过程中对端盖和第一极耳造成的损伤的概率较小，因此电池单体的良品率较高，从而提高了电池的质量，延长了电池的使用寿命。
根据本申请实施例的第三方面，提供了一种用电装置，包括上述主题任一实施例的电池，电池为用电装置提供电能。
通过采用上述方案，用电装置的运行更加稳定，可靠性更高，使用寿命更高。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种制造电池单体的方法，包括如下步骤：
提供壳体，壳体具有容纳腔且一端开口。
提供端盖和钎料，钎料连接于端盖一侧，钎料的熔点低于端盖的熔点。
提供电极组件，电极组件具有第一极耳，第一极耳的熔点高于钎料的熔点。
提供绝缘件，绝缘件上设有绝缘腔，绝缘腔一侧设有进料口。
将电极组件装于容纳腔内，并使第一极耳朝向开口。
将绝缘件设于端盖和第一极耳之间，并将端盖与壳体连接，以封闭开口，钎料位于端盖与第一极耳之间，且进料口朝向钎料。
加热钎料，使钎料熔化而连接端盖和第一极耳。
通过采用上述方案，钎料的熔点低于端盖的熔点以及第一极耳的熔点，因此，在加热钎料时，钎料能够熔化而将端盖和第一极耳连接在一起，与此同时，端盖和第一极耳不会由于加热而受损，从而降低电池单体在制造过程中受损伤的概率，提高电池单体的良品率。
根据本申请实施例的第五方面，提供了一种制造电池单体的设备，包括如下装置：
第一提供装置，用于提供壳体，壳体具有容纳腔且一端开口。
第二提供装置，用于提供端盖和钎料，钎料连接于端盖一侧，钎料的熔点低于端盖的熔点。
第三提供装置，用于提供电极组件，电极组件具有第一极耳，第一极耳的熔点高于钎料的熔点。
第四提供装置，用于提供绝缘件，绝缘件上设有绝缘腔，绝缘腔一侧设有进料口。第一组装装置，用于将电极组件装于容纳腔内，并使第一极耳朝向开口。
第二组装装置，用于将绝缘件设于端盖和第一极耳之间，并将端盖与壳体连接，以封闭开口，钎料位于端盖与第一极耳之间，且进料口朝向钎料。
加热装置，用于加热钎料，使钎料熔化而连接端盖和第一极耳。
通过采用上述方案，降低了电池单体在制造过程中受损伤的概率，提高了电池单体的良品率，提升了电池单体的质量。
本申请实施例通过在端盖和第一极耳之间设置钎料，并使 钎料的熔点低于端盖和第一极耳的熔点，从而可以通过控制焊接过程中对钎料的加热温度大于钎料的熔点而小于端盖和第一极耳的熔点，以使得钎料熔化而端盖和第一极耳不被熔化，在确保钎料将端盖和第一极耳连接在一起的同时，免除了焊接过程中对端盖和第一极耳造成的损伤，提高了电池单体的质量和提升了电池单体的良品率。
上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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它的附图。
图1为本申请实施例提供的一种用电装置的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种电池的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种电池单体的剖视结构示意图。
图4为图3中A部分的放大结构示意图。
图5为图3中B部分的放大结构示意图。
图6为本申请实施例中的一种绝缘件的结构示意图。
图7为绝缘件的透视图。
图8为本申请实施例提供的一种绝缘环与绝缘件组合的结构示意图。
图9为本申请实施例提供的一种电池单体的制造方法流程图。
图10为本申请实施例提供的一种电池单体的制造设备的结构示意图。
附图标记说明：2、汽车；200、电池；210、控制器；220、马达；300、箱体；100、电池单体；110、壳体；111、容纳腔；120、端盖；130、电极组件；131、第一极耳；132、第二极耳；140、钎料；150、绝缘件；151、绝缘腔；152、进料口；160、热膨胀件；170、绝缘环；410、第一提供装置；420、第二提供装置；430、第三提供装置；440、第四提供装置；450、第一组装装置；460、第二组装装置；470、加热装置。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
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；本文中在申请的说明书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，意图在于覆盖而不排除其它的内容。单词“一”或“一个”并不排除存在多个。
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“实施例”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。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的电池单体、电池、用电装置或制造电池单体的设备的具体结构进行限定。例如，在本申请的描述中，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。
在本申请的描述中，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，机械结构的“相连”或“连接”可以是指物理上的连接，例如，物理上的连接可以是固定连接，例如通过固定件固定连接，例如通过螺丝、螺栓或其它固定件固定连接；物理上的连接也可以是可拆卸连接，例如相互卡接或卡合连接；物理上的连接也可以是一体地连接，例如，焊接、粘接或一体成型形成连接进行连接。电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等，为描述方便，本文中可以将电池模块和电池包等统称为电池。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
本申请中，电池单体可以包括锂离子电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。
电池单体包括外壳、电极组件和电解液。
电极组件由正极极片、负极极片和隔离件组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离件的材质可以为聚丙烯（Polypropylene，PP）或聚乙烯（polyethylene ，PE）等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
外壳包括壳体和端盖，壳体为中空腔体结构，壳体上具有开口，电极组件从开口装入壳体内之后，利用端盖对开口进行封闭以使外壳密封，防止气态、液态或固态物质在外壳内部与外部之间流通，影响电池单体的使用性能。
端盖一般需要与电极组件的正极极耳或者负极极耳电连接，以将电极组件电化学反应产生的电流输送到用电装置。
现有技术中一般在端盖装到壳体的开口之后，从电池单体外部采用激光焊接的方式焊接端盖和对应一侧的极耳。但是采用这种方式焊接端盖与极耳以后，电池单体常常出现漏液、阴阳极短接等质量问题。
发明人经过研究发现，这是因为在激光焊接端盖和极耳的过程中，由于激光难以避免的出现能量波动，因此难以避免的焊穿极耳或者使激光的光斑偏移到无需焊接的位置，例如，激光破坏隔离膜而使正极极片与负极极片直接电连接，造成电池单体短路，或者，激光破坏端盖或壳体的结构，使得外壳出现破孔，从而发生漏液。
鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种电池单体、电池、用电装置、制造电池单体的方法和设备，其能够减小电池单体焊接过程中对电池单体造成的损伤，提升电池单体的良品率。
本申请实施例中的电池可以适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等，但不限于此。
如图1所示，为本申请实施例提供的一种用电装置的结构示意图，以用电装置为汽车为例进行说明，汽车可以为燃油汽车、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。汽车2包括电池200、控制器210和马达220。电池200用于向控制器210和马达220供电，作为汽车2的操作电源和驱动电源，例如，电池200用于汽车2的启动、导航和运行时的工作用电需求。例如，电池200向控制器210供电，控制器210控制电池200向马达220供电，马达220接收并使用电池200的电力作为汽车2的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为汽车提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池200可以包括多个电池单体100，其中，多个电池单体100之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。可选地，多个电池单体100可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池200。也就是说，多个电池单体100可以直接组成电池200，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池200。
例如，如图2所示，为本申请实施例提供的一种电池的结构示意图，电池200可以包括两个以上的电池单体100和箱体300，箱体一端或两端具有开口，多个电池单体100通过开口放入箱体内的空间中，其中，多个电池单体之间首先多个一组，并通过串联、并联或混联的方式电连接形成电池模块以后，再将各个电池模块串联或并联或混联以实现较大的电流或电压。可选的，箱体可以为金属或塑料。
此外，用于容纳多个电池单体100的箱体300可以不限于上述结构，例如箱体300包括两部分，两部分均具有开口，两部分之间在开口处结合以形成用于容纳电池单体100的腔室，本申请对此不作限定。
图3为本申请实施例提供的一种电池单体的剖视结构示意图，图4为图3中A部分的放大结构示意图，如图3和图4所示，电池单体100包括壳体110、端盖120、电极组件130和钎料140，其中，壳体110具有容纳腔111且一端开口；端盖120与壳体110连接，用于封闭开口；电极组件130设于容纳腔111内，电极组件130具有第一极耳131，第一极耳131朝向开口；钎料140设于端盖120与第一极耳131之间，并连接端盖120与第一极耳131，且钎料140的熔点低于端盖120和第一极耳131的熔点。
壳体110和端盖120均为金属，例如铝或铝合金，壳体110和端盖120采用卷封、墩封等方式密封连接，并确保壳体110和端盖120之间的绝缘，例如，使用卷封时，壳壁需做绝缘处理。
其中，卷封是指将端盖120边缘与壳体110的开口边缘叠合并一起翻卷而使端盖120和壳体110连接的工艺。
墩封是指通过压力将端盖120与壳体110的开口边缘挤压而使二者连接的工艺。
壳体110和端盖120之间绝缘处理的方式可以是在壳体110和端盖120之间夹设绝缘膜，或者在壳体110或端盖120的表面设置绝缘涂层等，本申请实施例对此不做限定。
如图3所示，在一些实施例中，电极组件130具有两个极耳，分别为第一极耳131和第二极耳132，其中第一极耳131可以是正极极耳或负极极耳，第二极耳132则为均与第一极耳131的极性相反的极耳。第一极耳131与第二极耳132均可以通过揉平工艺成型。若第一极耳131与端盖120电连接，则第二极耳132与壳体110电连接；若第一极耳131与壳体110电连接，则第二极耳132与端盖120电连接，本申请实施例以第一极耳131与端盖120电连接为例说明。
本申请实施例中，端盖120与第一极耳131之间通过钎料140实现电连接，且钎料140的熔点低于端盖120和第一极耳131的熔点，在此基础上，根据端盖120和第一极耳131的熔点，钎料140的材料可以是软钎料140或硬钎料140，并且，钎料140可以是共晶钎料140，也可以是非共晶钎料140。
钎料140通过熔化再凝固的过程与端盖120和第一极耳131连接，当钎料140的熔点低于端盖120和第一极耳131的熔点时，通过控制焊接过程中对钎料140的加热温度大于钎料140的熔点而小于端盖120和第一极耳131的熔点，从而将钎料140熔化，而端盖120和第一极耳131不被熔化，熔化的钎料140与端盖120和第一极耳131接触并在凝固时与端盖120和第一极耳131分别连接。
本申请上述结构在确保钎料140与端盖120和第一极耳131相连接的同时免除了焊接过程中对端盖120和第一极耳131造成的损伤，减小了电池单体100发生漏液和阴阳极短接的风险，提高了电池单体100的质量和提升了电池单体100的良品率。
在一些实施例中，钎料140为共晶钎料。
共晶钎料在加热过程中无固液共存相，即当温度低于其熔点时，钎料140为固态，当温度高于其熔点时，钎料140为液态，钎料140不会随着温度的升高而变软。非共晶钎料则恰好相反，其能够随着温度的升高而逐渐变软，直至熔化。
可见，随着温度的逐渐身高，非共晶钎料的强度会降低，使得端盖120与第一极耳131之间连接稳定性变差，而共晶钎料则在温度达到熔点之前始终保持较为坚硬的固态，使得端盖120与第一极耳131之间保持较为稳定的连接状态，有利于提高电池单体100的结构稳定性。
在一些实施例中，钎料140环绕端盖120的轴线均匀设置。
图5为图3中B部分的放大结构示意图，结合图3、图4和图5，钎料140可以被配置为环形，环形的轴线与端盖120的轴线基本重合。钎料140也可以被配置于多个位置，多个位置围绕端盖120的轴线均布设置。
这样设置的好处主要有两点，一是端盖120沿自身轴线的周圈均通过钎料140与第一极耳131连接，连接结构稳定，当端盖120外部局部位置受力时，端盖120与第一极耳131之间不容易发生松脱、开裂等现象；二是在进行钎焊的过程中，当从端盖120外部加热钎料140时，虽然人员看不到钎料140的具体位置，但是可以通过围绕端盖120的轴线均匀加热而使钎料140受热熔化，防止加热位置与钎料140所在位置不对应而导致钎料140未熔化的现象。
如图4和图5所示，在一些实施例中，端盖120和第一极耳131之间还设有绝缘件150，绝缘件150上设有绝缘腔151，绝缘腔151一侧设有进料口152，进料口152朝向钎料140；在电池单体100的温度达到钎料140的熔点时，至少部分钎料140熔化并进入绝缘腔151，以减小端盖120与第一极耳131之间的电流或使端盖120与第一极耳131之间断路。
绝缘件150可以是陶瓷、云母、聚四氟乙烯等，绝缘件150的熔点高于钎料140的熔点，以确保绝缘件150在钎料140熔化后稳定的支撑在第一极耳131与端盖120之间，并且绝缘件150不会熔化变软而使进料口152变形或闭合。
电池单体100在使用过程中，第一极耳131和端盖120之间依靠钎料140电连接，当电池单体100因异常使用而发热时，随着温度的升高，电池单体100内的电化学反应加剧，电极组件130会急速的排放气体和化学物质，使得电池单体100的温度和气压急剧上升。这种情况如果不加以控制，电池单体100在温度或压力达到一定程度之后很有可能发生热失控，使得电池单体100无法再继续使用，用电装置也无法正常工作。
而在端盖120和第一极耳131之间设置绝缘件150之后，当电池单体100内的温度上升到高于钎料140的熔点时，钎料140熔化，加之在用电装置使用中，电池单体100难免随着装置本身发生震动或摇晃，使得熔化的钎料140至少部分从进料口152流入绝缘腔151中，此时会出现两种情情况，第一种是仅有部分钎料140从进料口152流入绝缘腔151，此时第一极耳131和端盖120之间仅通过少部分钎料140电连接，流经该电池单体100的电流减小，因此该电池单体100的电化学反应减弱，产热减少。第二种情况是钎料140几乎全部进入到绝缘腔151内，没有钎料140使第一极耳131和端盖120电连接，从而导致第一极耳131和端盖120之间断路，该电池单体100的电化学反应停止，停止产热。这两种情况都能够有效减缓电池单体100的温度升高的速度，或者使电池单体100内的温度降低。
由此可见，绝缘件150与钎料140的组合使用能够防止电池单体100的温度和压力持续升高而发生热失控，提高了电池单体100的使用安全性，延长了其使用寿命。
需要注意的是，虽然在实现钎料140与端盖120和第一极耳131连接的过程中需要从电池单体100外部对钎料140进行加热，该过程也会导致钎料140熔化，但是由于在这一加热过程中只对需要钎焊的地方做局部加热而不是对电池单体100整体加热，因此，加热影响的区域较小，在不影响电池单体100的其他构件的性质情况下，仅有被加热区域的钎料140才有可能在温度达到熔点以上时发生熔化而将端盖120和第一极耳131连接在一起，即制造电池单体100过程中的钎焊工艺不会导致电池单体100发生热失控。
此外，在钎焊过程中，电池单体100还未组装到用电装置内，因此，电池单体100发生震动或摇晃的概率较小，虽然钎料140发生了熔化而具有流动性质，但是由于液体表面张力的作用，在没有外力（例如电池单体100的震动和摇晃）作用时，钎料140不会自动流到腔151内，即制造电池单体100过程中的钎焊工艺不会导致钎料140流入绝缘腔151而影响电池单体100的正常使用。
图6为本申请实施例中的一种绝缘件的结构示意图，结合图4、5和图6，在一些实施例中，绝缘件150呈环形围设于钎料140外周，绝缘腔151沿绝缘件150周向开设，且进料口152设于绝缘腔151靠近绝缘件150的内孔一侧。
其中，环形可以是圆环、方环、三角形环或异形环等等，环形的形状根据绝缘件150沿端盖120的轴线在端盖120表面的投影形状而定，绝缘件150的内部边界为内孔，外部边界为外环，钎料140位于绝缘件150的内孔以内，进料口152位于绝缘件150的内孔周圈。
通过采用上述方案，当钎料140熔化之后，无论钎料140朝哪个方向流动，均能从进料口152流入到绝缘腔151内，防止钎料140不能及时流入绝缘腔151的情况发生，进一步提高对热失控的控制能力。
如图5所示，在一些实施例中，端盖120和第一极耳131之间还设有热膨胀件160，在电池单体100内的温度达到钎料140的熔点时，热膨胀件160的体积增大而将至少部分钎料140挤入绝缘腔151。
热膨胀件160由绝缘的热膨胀材料组成，例如：环氧树脂、热塑性聚合物或加热活化的发泡剂等，热膨胀件160的膨胀温度可以小于、大于或等于钎料140的熔点。值得注意的是，热膨胀件160和钎料140的熔点均小于电池单体100热失控温度，而电池单体100的热失控温度与电池单体100各部件的材料和体积等因素有关，例如，当电池单体100的热膨胀温度为100℃，则热膨胀件160的膨胀温度和钎料140的熔点均低于100℃，以确保在电池单体100内的温度到达热失控高温度之前热膨胀件160能够膨胀而将熔化的钎料140挤入绝缘腔151中。
可选的，热膨胀件160和进料口152的至少部分分设于钎料140的相对的两侧，以便于热膨胀件160膨胀以后能够直接将钎料140从进料口152挤入绝缘腔151。
通过采用上述方案，利用热膨胀件160的膨胀将钎料140挤入绝缘腔151内，防止熔化的钎料140在流体张力的作用下不能及时流到绝缘腔151内的情况发生，使得钎料140能够及时控制电池单体100的温度降低。
图7为绝缘件150的透视图，在一些实施例中，至少部分热膨胀件160设于绝缘腔151内。
例如，当绝缘件150呈环形围设于钎料140外周，绝缘腔151沿绝缘件150周向开设，且进料口152设于绝缘腔151靠近绝缘件150的内孔一侧时，由于钎料140在各个方向上均朝向进料口152，所以无论热膨胀件160设置在钎料140的任意一侧，均可以直接将熔化的钎料140从进料口152挤入绝缘腔151内。
需要注意的是，当将热膨胀件160部分或全部设置在绝缘腔151内时，热膨胀件160仅可以占据部分的绝缘腔151的空间，而不能完全占据绝缘腔151的空间，从而留出与热膨胀件160相对的一侧的绝缘腔151的空间用于容纳熔化的钎料140。
通过上述结构，热膨胀件160、绝缘件150和钎料140均位于端盖120和第一极耳131之间，将至少部分热膨胀件160设于绝缘腔151内，使得端盖120和第一极耳131之间具有更大的空间用于设置钎料140，以使得钎料140能够较为稳定的连接端盖120和第一极耳131，因此，上述结构布置合理，有利于提高电池单体100的电连接稳定性。
如图4和图5所示，在一些实施例中，电池单体100还包括绝缘环170，绝缘环170围设于第一极耳131外部，以隔离第一极耳131和壳体110。
绝缘环170可以是陶瓷、云母、聚四氟乙烯等材料制成的环状构件，需要注意的是，绝缘环170并不限于圆柱状的环，以绝缘环170的轴线所在的平面作为横截面，绝缘环170的单侧形状可以是任意形状，只要绝缘环170至少一端的直径大于第一极耳131的直径即可。
通过在第一极耳131外周设置绝缘环170，可以防止第一极耳131在制造和使用过程中接触到壳体110而与壳体110之间短路，以及在电池200的使用过程中，由于第一极耳131与电池200的壳体110之间形成通路而造成壳体110的电化学腐蚀加剧，从而保证了电池单体100的正常使用，延长了电池单体100的寿命。
图8为本申请一实施例中的绝缘环与绝缘件组合的结构示意图，结合图4、图5和图8，在一些实施例中，绝缘环170与绝缘件150连接。
其中，绝缘环170与绝缘件150之间可以是一体成型设置，也可以是后期通过连接介质连接。
通过采用上述方案，在电池单体100的一个方向上，绝缘件150通过端盖120和第一极耳进行限位，在电池单体100的另一个方向上，绝缘环170通过第一极耳131和壳体110进行限位，将绝缘环170与绝缘件150连接则能够使二者组成的整体在电池单体100的两个方向上均得到限位，从而使电池单体100的内部结构更加稳定，以便于使绝缘件150和绝缘环170更可靠地发挥作用。此外，在制造电池单体100的过程中，绝缘环170和绝缘件150可以一次性组装到电池单体100，从而提高电池单体100的制造效率。
本申请实施例还提供了一种电池，包括上述主题任一实施例的电池单体100。
通过采用上述方案，由于采用了熔点较小的钎料140连接端盖120和第一极耳131，因此电池单体100在制造过程中对端盖120和第一极耳131造成的损伤的概率较小，电池单体100的良品率较高，提高了电池200的质量，延长了电池200的使用寿命。
本申请实施例还提供了一种用电装置，包括上述主题任一实施例的电池200，电池200为用电装置提供电能。
通过采用上述方案，由于电池200的质量较好寿命较长，因此用电装置的运行更加稳定，可靠性更高，使用寿命更长。
图9为本申请实施例提供的一种电池单体的制造方法流程图，如图9所示，本申请实施例还提供了一种制造电池单体的方法，包括如下步骤：
S510：提供壳体110，壳体110具有容纳腔111且一端开口。
S520：提供端盖120和钎料140，钎料140连接于端盖120一侧，钎料140的熔点低于端盖120的熔点。
S530：提供电极组件130，电极组件130具有第一极耳131，第一极耳131的熔点高于钎料140的熔点。
S540：提供绝缘件150，绝缘件150上设有绝缘腔151，绝缘腔151一侧设有进料口152。
S550：将电极组件130装于容纳腔111内，并使第一极耳131朝向开口。
S560：将绝缘件150设于端盖120和第一极耳131之间，并将端盖120与壳体110连接，以封闭开口，钎料140位于端盖120与第一极耳131之间，且进料口152朝向钎料140。
S570：加热钎料140，使钎料140熔化而连接端盖120和第一极耳131。
其中，在步骤S520中，端盖120和钎料140可以在进厂前就连接在一起，从而减少在电池200制造过程中的步骤，提高电池200制造效率；端盖120和钎料140也可以单独进厂，在电池200制造过程中再进行连接，例如，通过加热而使钎料140熔化，并与端盖120粘连在一起。
需要注意的是，上述电池单体100的制造方法中，各步骤的顺序并非完全按照上述排列顺序进行，在实际制造电池单体100的过程中，可以根据实际情况对上述步骤的顺序进行调整，或者同步进行，或者加入其它步骤以制造电池单体100的其他部件，以最终获得需要的电池单体100，具体参照电池单体100部分的实施例。
依照本申请实施例中的方法提供的电池单体100的各构件的具体细节以及制造出的电池单体100的具体结构和功能已经在对应的电池单体100的实施例中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
此外，任何可以制造相关部件和连接相关部件的方法均落入本申请实施例的保护范围内，本申请实施例在此不再冗述。
通过采用上述方案，钎料140的熔点低于端盖120的熔点以及第一极耳131的熔点，因此，在加热钎料140时，钎料140能够熔化而将端盖120和第一极耳131连接在一起，与此同时，端盖120和第一极耳131不会由于加热而受损，从而降低电池单体100在制造过程中受损伤的概率，提高电池单体100的良品率。
最后，如图10所示，本申请实施例还提供了一种制造电池单体的设备，包括如下装置：
第一提供装置410，用于提供壳体110，壳体110具有容纳腔111且一端开口。
第二提供装置420，用于提供端盖120和钎料140，钎料140连接于端盖120一侧，钎料140的熔点低于端盖120的熔点。
第三提供装置430，用于提供电极组件130，电极组件130具有第一极耳131，第一极耳131的熔点高于钎料140的熔点。
第四提供装置440，用于提供绝缘件150，绝缘件150上设有绝缘腔151，绝缘腔151一侧设有进料口152。
第一组装装置450，用于将电极组件130装于容纳腔111内，并使第一极耳131朝向开口。
第二组装装置460，用于将绝缘件150设于端盖120和第一极耳131之间，并将端盖120与壳体110连接，以封闭开口，钎料140位于端盖120与第一极耳131之间，且进料口152朝向钎料140。
加热装置470，用于加热钎料140，使钎料140熔化而连接端盖120和第一极耳131。
上述中各制备电池单体100的装置应该具有的具体功能和制造出的电池单体100的各部分细节已经在对应的电池单体100的实施例中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
上述设备在制造电池单体100的过程中对电池单体100造成损伤的概率较小，能够提高电池单体100的良品率，从而提升电池单体100的质量。
综上所述，本申请实施例通过在端盖120和第一极耳131之间设置钎料140，并使钎料140的熔点低于端盖120和第一极耳131的熔点，从而可以通过控制焊接过程中对钎料140的加热温度大于钎料140的熔点而小于端盖120和第一极耳131的熔点，以使得钎料140熔化而端盖120和第一极耳131不被熔化，在确保钎料140将端盖120和第一极耳131连接在一起的同时，免除了焊接过程中对端盖120和第一极耳131造成的损伤，提高了电池单体100的质量和提升了电池单体100的良品率。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
以上所述，以上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精神和范围。

Claims (12)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
壳体，具有容纳腔且一端开口；
端盖，与所述壳体连接，用于封闭所述开口；
电极组件，设于所述容纳腔内，所述电极组件具有第一极耳，所述第一极耳朝向所述开口；
钎料，设于所述端盖与所述第一极耳之间，并连接所述端盖与所述第一极耳，所述钎料的熔点低于所述端盖和所述第一极耳的熔点；
所述端盖和所述第一极耳之间还设有绝缘件，所述绝缘件上设有绝缘腔，所述绝缘腔一侧设有进料口，所述进料口朝向所述钎料；在所述电池单体的温度达到所述钎料的熔点时，至少部分所述钎料熔化并进入所述绝缘腔，以减小所述端盖与所述第一极耳之间的电流或使所述端盖与所述第一极耳之间断路。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述钎料为共晶钎料。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述钎料环绕所述端盖的轴线均匀设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘件呈环形围设于所述钎料外周，所述绝缘腔沿所述绝缘件周向开设，且所述进料口设于所述绝缘腔靠近所述绝缘件的内孔一侧。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述端盖和所述第一极耳之间还设有热膨胀件，在所述电池单体内的温度达到所述钎料的熔点时，所述热膨胀件的体积增大而将至少部分所述钎料挤入所述绝缘腔。
6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，至少部分所述热膨胀件设于所述绝缘腔内。
7.根据权利要求1-3任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括绝缘环，所述绝缘环围设于所述第一极耳外部，以隔离所述第一极耳和所述壳体。
8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘环与所述绝缘件连接。
9.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电池单体。
10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电池，所述电池为所述用电装置提供电能。
11.一种制造电池单体的方法，其特征在于，包括：
提供壳体，所述壳体具有容纳腔且一端开口；
提供端盖和钎料，所述钎料连接于所述端盖一侧，所述钎料的熔点低于所述端盖的熔点；
提供电极组件，所述电极组件具有第一极耳，所述第一极耳的熔点高于所述钎料的熔点；
提供绝缘件，所述绝缘件上设有绝缘腔，所述绝缘腔一侧设有进料口；将所述电极组件装于所述容纳腔内，并使所述第一极耳朝向所述开口；将所述绝缘件设于所述端盖和所述第一极耳之间，并将所述端盖与所述壳体连接，以封闭所述开口，所述钎料位于所述端盖与所述第一极耳之间，且所述进料口朝向所述钎料；
加热所述钎料，使所述钎料熔化而连接所述端盖和所述第一极耳。
12.一种制造电池单体的设备，其特征在于，包括：
第一提供装置，用于提供壳体，所述壳体具有容纳腔且一端开口；
第二提供装置，用于提供端盖和钎料，所述钎料连接于所述端盖一侧，所述钎料的熔点低于所述端盖的熔点；
第三提供装置，用于提供电极组件，所述电极组件具有第一极耳，所述第一极耳的熔点高于所述钎料的熔点；
第四提供装置，用于提供绝缘件，所述绝缘件上设有绝缘腔，所述绝缘腔一侧设有进料口；
第一组装装置，用于将所述电极组件装于所述容纳腔内，并使所述第一极耳朝向所述开口；
第二组装装置，用于将所述绝缘件设于所述端盖和所述第一极耳之间，并将所述端盖与所述壳体连接，以封闭所述开口，所述钎料位于所述端盖与所述第一极耳之间，且所述进料口朝向所述钎料；
加热装置，用于加热所述钎料，使所述钎料熔化而连接所述端盖和所述第一极耳。
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