CN115084733B - 壳体、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种壳体、电池单体、电池及用电装置，包括侧板，侧板围绕平行于壳体高度方向的参考线设置、并界定壳体的内部空间，侧板在高度方向的至少一端围合形成有用于供电极组件进入内部空间的开口K。参考线所在的任意平面与侧板的内壁的交线为侧板的内素线，至少一个内素线被构造为目标素线，目标素线至参考线的距离被配置为在高度方向上不等设置。本申请提出的壳体，不仅能够为电极组件膨胀预留空间，方便电极组件入壳，也能够缓解电极组件在垂直于高度方向的方向上产生晃动的程度，进而能够降低因电极组件在壳体内晃动导致电池单体失效的几率。

Description

壳体、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种壳体、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

电池单体包括壳体及容纳于壳体内的电极组件。电池单体充放电过程中，电极组件会膨胀。在设计电池单体时，通常会在电极组件与壳体之间预留一定的供电极组件膨胀的膨胀空间，即电极组件与壳体之间设计有间隙。间隙的存在，电极组件容易在壳体内晃动而引发失效风险。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种壳体、电池单体、电池及用电装置，能够缓解电极组件在壳体内的晃动程度降低电池单体的失效风险。

第一方面，本申请提供了一种壳体，用于容纳电极组件，壳体包括侧板，侧板围绕平行于壳体高度方向的参考线设置、并界定壳体的内部空间，侧板在高度方向的至少一端围合形成有用于供电极组件进入内部空间的开口。参考线所在的任意平面与侧板的内壁的交线为侧板的内素线，至少一个内素线被构造为目标素线，目标素线至参考线的距离被配置为在高度方向上不等设置。

本申请实施例的技术方案中，壳体应用于电池单体时其内部能够装载电极组件，其侧板通过目标标素线所形成的内壁，不仅能够为电极组件膨胀预留空间，方便电极组件入壳，也能够缓解电极组件在垂直于高度方向的方向上产生晃动的程度，进而能够降低因电极组件在壳体内晃动导致电池单体失效的几率。

在一些实施例中，全部内素线均构造为目标素线，各目标素线至参考线的距离被配置为在高度方向上的变化保持一致。此时，侧板的全部内壁能够与电极组件之间在高度方向上保持基本一致的间隔，在电极组件膨胀时，其在相同高度位置的各处能够得到较为均匀的膨胀，有助于保证电极组件的性能稳定性。

在一些实施例中，各目标素线至参考线的距离被配置为在高度方向上同步递增。当各目标素线至参考线的距离被配置为在高度方向上同步递增/同步递减时，内壁的变化较为平缓，不会存在局部突兀而在电极组件入壳时阻碍甚至磕碰电极组件，电极组件入壳时可以沿着内壁顺利装载到壳体的内部空间，电极组件入壳更加方便和安全。

在一些实施例中，各目标素线均具有靠近开口设置的第二部分，各第二部分至参考线的距离均被配置为在高度方向上背离开口同步递增。在实际应用时，极耳与主体部通常在高度方向上相邻布置。此时，各目标素线的第二部分形成的开口端内壁与主体部的边缘区相对设置。由于开口端内壁至参照线的距离背离开口同步递增，也就是说，开口端内壁至参照线的距离朝向开口同步递减，使得边缘区的膨胀空间越靠近极耳越小，电极组件在膨胀时越靠近极耳其边缘区极片受到开口端内壁的限制作用越大，进而使得极片边缘区极片的膨胀后越靠近极耳，贴合越紧密，极片打皱/析锂/开裂的风险越低。如此，可有效缓解主体部边缘区极片的打皱/析锂/开裂的程度。

在一些实施例中，所述第二部分在所述高度方向上的投影长度为2mm-10mm。由于主体部的涂覆厚度不均的边缘区的宽度大致在2mm-10mm区间内，第二部分在高度方向上的投影长度设计为2mm-10mm可以与边缘区的宽度相适应，可有效缓解边缘区极片打皱。

在一些实施例中，各目标素线均还具有第一部分，第一部分与第二部分共同形成目标素线，各第一部分至参考线的距离均被配置在高度方向上保持不变。此时，电极组件经开口入壳时，入壳的开始阶段因开口较小，电极组件入壳较为困难，但是方便监测可避免电极组件与壳体的开口端磕碰，但随着电极组件的不断伸入，电极组件入壳过程无法被检测，此时由于电极组件与侧板的内壁间隔越来越大直至保持不变，无需担心电极组件后续会与侧板的内壁发生磕碰。如此，能够较好的规避电极组件与壳体发生磕碰，电极组件入壳更加方便。

在一些实施例中，侧板的外壁平行于高度方向设置，由外壁至各目标素线所界定的侧板的壁厚在高度方向上不等设置。此时，侧板的部分壁厚在高度方向呈不等，壁厚较大的侧板部分能够作为加强结构来加强壳体的强度。同时，在使用状态下，侧板的外壁能够保持高度方向不变，壳体的稳定性更好。

在一些实施例中，由外壁至各目标素线所界定的侧板在高度方向上的最大壁厚差不超过1.5mm。此时，既能够为电极组件预留合适的膨胀空间，又方便电极组件入壳。

在一些实施例中，侧板包括基体部和调节部，基体部围绕参考线设置并界定内部空间、且被构造为在高度方向上等厚设置，调节部设置于基体的至少部分内壁上。调节部位于内部空间的表面构造形成各目标素线的至少一部分。此时，通过调节部来改变侧板的壁厚，侧板的构造更加灵活。

在一些实施例中，壳体还包括底板，侧板在高度方向上的一端围合形成有开口，底板盖合于侧板的另一端，底板和侧板共同界定壳体的内部空间。此时，壳体仅具有一个开口，适应于极耳布置在主体部高度方向一侧的电池单体。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括如上述实施例中提及的壳体、端盖及电极组件，端盖盖合于开口，电极组件容纳于壳体的内部空间。

第三方面，本申请提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。

第四方面，本申请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。

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

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例中的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例中的电池的分解示意图；

图3为本申请一些实施例中的电池单体的分解结构示意图；

图4为图3所示的电池单体中的壳体的结构示意图；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6为本申请另一些实施例中的电池单体的分解结构示意图；

图7为图6所示的电池单体的壳体与电极组件的组合结构的一示意图；

图8为图6所示的电池单体的壳体与电极组件的组合结构的另一示意图；

图9为图6所示的电池单体的壳体与电极组件的组合结构的另一示意图；

图10为图9中B处的放大图；

图11为图6所示的电池单体的壳体与电极组件的组合结构的另一示意图；

图12为图6所示的电池单体的壳体与电极组件的组合结构的另一示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000、车辆；100、电池；200、控制器；300、马达；10、箱体；11、第一部分；12、第二部分；20、电池单体；21、端盖；21a、电极端子；22、壳体；22a、侧板；S1、内壁；S2、外壁；a1、基体部；a2、调节部；P1、第一段；P2、第二段；22b、底板；X、高度方向；Y、参考线；Z、目标素线；23、电极组件；23a、主体部；23b、极耳；Q、边缘区；K、开口。

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。

本发明人注意到，电池单体中的电极组件容易在其壳体内晃动，电极组件在晃动时电连接其与其他部件（如电极端子）的机械件（如转接片）容易发生断裂，进而引发电池单体失效。

为了缓解电极组件在壳体内的晃动程度，申请人研究发现，可以减小电极组件与壳体之间的间隙，即减小壳体的内径。然而，若壳体整体内径减小，不仅不方便入壳，也不利于预留膨胀空间。

基于以上考虑，为了解决因电极组件晃动而容易引发机械件断裂而导致电池单体失效的问题，发明人经过深入研究，设计了一种壳体，用于容纳电极组件，壳体包括侧板，侧板围绕平行于壳体高度方向的参考线设置、并界定壳体的内部空间，侧板在高度方向上的至少一端围合形成有供电极组件进入内部空间的开口K。其中，参考线所在的任意平面与侧板的内壁的交线为侧板的内素线，至少一个内素线被构造为目标素线，目标素线至参考线的距离被配置为在高度方向上不等设置。此时，壳体的侧板通过目标标素线所形成的内壁，不仅能够为电极组件膨胀预留空间，方便电极组件入壳，也能够缓解电极组件在垂直于高度方向的方向上产生晃动的程度，进而能够降低因电极组件在壳体内晃动导致电池单体失效的几率。

本申请实施例公开的壳体用于制备电池单体。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，有利于缓解并自动调节电芯膨胀力恶化，补充电解液消耗，提升电池性能的稳定性和电池寿命。

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。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。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，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，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。

图3和图6分别给出了两种不同构造的电池单体的结构分解图。

请参照图3和图6，电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3和图6所示，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。

端盖21是指盖合于壳体22的开口K处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电极组件23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口K，通过在开口K处使端盖21盖合开口K以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。壳体22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。具体地，壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。

图4为图3中壳体的结构示意图。图5为图4中A-A处的剖视图。图7至图8给出了图6所述的电池单体中壳体与电极组件的组合结构的几种不同实施例。

根据本申请的一些实施例，参照图4和图5，一并参照图7和图8，本申请提供了一种壳体22，用于容纳电极组件23，壳体22包括侧板22a，侧板22a围绕平行于壳体22高度方向X的参考线Y设置、并界定壳体22的内部空间，侧板22a在高度方向X的至少一端围合形成有用于供电极组件23进入内部空间的开口K。参考线Y所在的任意平面与侧板22a的内壁S1的交线为侧板22a的内素线，至少一个内素线被构造为目标素线Z，目标素线Z至参考线Y的距离被配置为在高度方向X上不等设置。

通常将开口K所在壳体22的方向定义为壳体22的高度方向X，在本申请各实施例中，高度方向X与图纸的上下方向相对应。在实际应用状态下，高度方向X可以设置为与重力方向相一致。

侧板22a围合形成壳体22的内部空间，用于容纳电极组件23。侧板22a可以是铝板、铜板等金属材料制件，也可以是塑料制件，具体不限定。如图3实施例所示，侧板22a可以呈棱柱形的壳状结构。如图6所示，侧板22a还可以呈圆柱形的壳状结构。侧板22a的具体结构形式在此不限定。

侧板22a的内壁S1是指界定内部空间的壁面，其与电极组件23相对布置，并围合在电极组件23的外围。通常，为了预留电极组件23的膨胀空间，内壁S1与电极组件23之间间隔布置。

在本申请实施例中，为了方便说明，将位于壳体22内部空间、且平行于壳体22高度方向X的一虚拟的直线定义为参考线Y，即参考线Y并不真实存在。以圆柱形壳状结构的侧板22a为例（见图6），参考线Y可以由侧板22a外壁S2的中心轴线形成。

在本申请实施例中，将参考线Y所在的平面与侧板22a的内壁S1的交线定义为侧板22a的内素线。可理解地，内素线从侧板22a高度方向X上的一端延伸至另一端，且在位于与高度方向X平行的平面内。侧板22a的全部内素线构造形成侧板22a的内壁S1。

在本申请实施例中，将满足条件“至参考线Y的距离被配置为在高度上不等设置”的内素线定义为目标素线Z。即，目标素线Z至参考线Y的距离被配置为在高度方向X上不等设置。

需要解释地，目标素线Z至参考线Y的距离在高度方向X上不等设置，是指目标素线Z与参考线Y非等距布置。也就是说，在高度方向X上的每一段高度内的目标素线Z相比其他段高度的目标素线Z更加靠近或更加远离参考线Y。体现在侧板22a的纵截面上（如图5、图7和图8所示），侧板22a纵截面的内壁S1至电极组件23之间的距离在高度方向X上不等，也就是说，目标素线Z所在的内壁S1部分至电极组件23之间的距离在高度方向X上不等。

内素线被构造为目标素线Z时，其所在的内壁S1部分至电极组件23之间的距离在高度方向X上不等。当内素线未被构造为目标素线Z时，其所在的内部部分至电极组件23之间的距离在高度方向X上相等。

构成侧板22a内壁S1的全部内素线中，可以部分内素线被构造为目标素线Z，也可以全部内素线被构造为目标素线Z。如图4和图5所示实施例，侧板22a依次连接并围合形成内部空间的四个板部。

可以仅相对设置的两个板部的内壁S1所对应的内素线被构造为目标素线Z，而使得该两个板部的内壁S1呈现出距参考线Y的距离在高度方向X上不等设置的特点。

也可以全部板部的内壁S1所对应的内素线均被构造为目标素线Z，而使得全部板部的内壁S1呈现出距参考线Y的距离在高度方向X上不等设置的特点。

也可以仅其中一个板部的内壁S1所对应的内素线被构造为目标素线Z，而使得该其中一个板部的内壁S1呈现出距参考线Y的距离在高度方向X上不等设置的特点。

也可以仅一个板部的局部内壁S1所对应的内素线被构造为目标素线Z，而使得该板部的局部内壁S1呈现出距参考线Y的距离在高度方向X上不等设置的特点（例如该板部的内壁S1在高度方向X上的上部区域凸出设置）。

无论哪些位置的内素线被构造为目标素线Z，均会使得由目标素线Z形成的侧板22a内壁S1部分呈现出与电极组件23之间的间隔在高度方向X上不等。当电极组件23装载在壳体22的内部空间时，目标素线Z所在的内壁S1的一部分与电极组件23间隔较大，可以为电机组件膨胀预留空间，也方便电极组件23入壳；同时，目标素线Z所在的内壁S1的另一部分与电极组件23间隔较小，能够缓解电极组件23在垂直于高度方向X的方向上产生晃动的程度，进而能够降低因电极组件23在壳体22内晃动导致电池单体20失效的几率。

上述壳体22，应用于电池单体20时其内部能够装载电极组件23，其侧板22a通过目标标素线所形成的内壁S1，不仅能够为电极组件23膨胀预留空间，方便电极组件23入壳，也能够缓解电极组件23在垂直于高度方向X的方向上产生晃动的程度，进而能够降低因电极组件23在壳体22内晃动导致电池单体20失效的几率。

在一些实施例中，全部内素线均构造为目标素线Z，各目标素线Z至参考线Y的距离被配置为在高度方向X上的变化保持一致。

全部内素线均构造为目标素线Z，即侧板22a的全部内壁S1与电极组件23之间的间距在高度方向X均不等设置。

各目标素线Z至参考线Y的距离被配置为在高度方向X上的变化保持一致，是指各目标素线Z至参考线Y的距离沿高度方向X同步同向变化，即当一个目标素线Z至参考线Y的距离从高度方向X上的第一位置到第二位置逐渐变大（或逐渐变小、或保持不限），则其他各目标素线Z至参考线Y的距离从第一位置到第二位置也逐渐变大（或逐渐变小、或保持不变）。其中同步同向变化中的“同向”是指改变方向，包括距离均同步增大改变、均同步减小改变或者均保持不变。

进一步地，同步同向变化包括同速率变化，同速率变化是指各目标素线Z至参考线Y的距离沿高度方向X单位距离内同步增大相同尺寸或者同步减小相同尺寸。即各目标素线Z至参考线Y的距离从高度方向X上的第一位置到第二位置沿相同的变化速率增加相同尺寸的距离或者减小相同尺寸的距离。

此时，侧板22a的全部内壁S1能够与电极组件23之间在高度方向X上保持基本一致的间隔，在电极组件23膨胀时，其在相同高度位置的各处能够得到较为均匀的膨胀，有助于保证电极组件23的性能稳定性。

在一些实施例中，各目标素线Z至参考线Y的距离被配置为在高度方向X上同步递增。

在图7所示实施例中，各目标素线Z至参考线Y的距离在高度方向X上自下而上同步递增，在其他实施例中，各目标素线Z至参考线Y的距离在高度方向X上自上而下同步递增。

当各目标素线Z至参考线Y的距离被配置为在高度方向X上同步递增时，内壁S1的变化较为平缓，不会存在局部突兀而在电极组件23入壳时阻碍甚至磕碰电极组件23，电极组件23入壳时可以沿着内壁S1顺利装载到壳体22的内部空间，电极组件23入壳更加方便和安全。

当然，在其他实施例中，各目标素线Z至参考线Y的距离可以沿高度方向X先同步递增后同步递减，还可以沿高度方向X先同步递增后保持不变，具体不限定。

在一些实施例中，各目标素线Z均具有靠近开口K设置的第一段P1，各第一段P1至参考线Y的距离均被配置为在高度方向X上背离开口K同步递增。

如图8所示实施例，全部目标素线Z的第一段P1形成侧板22a的靠近开口K的内壁S1部分，该内壁S1部分定义为开口端内壁。此时开口端内壁至参考线Y的距离在高度方向X上背离开口K递增，即开口端内壁至参考线Y的距离越靠近壳体22的开口K距离越小。

电极组件23包括主体部23a及极耳23b，由上述介绍可知，正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件23的主体部23a，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳23b。主体部23a具有与极耳23b相邻的边缘区Q。由于各极片对应边缘区Q的区域在涂覆活性材料时往往会因涂覆厚度不均而呈现出越靠近极耳23b厚度越薄，使得主体部23a边缘区Q极片的层间距越靠近极耳23b越大。电极组件23膨胀时，层间距大的极片区域因受力不均而打皱。

在实际应用时，极耳23b与主体部23a通常在高度方向X上相邻布置。此时，各目标素线Z的第一段P1形成的开口端内壁与主体部23a的边缘区Q相对设置。由于开口端内壁至参照线的距离背离开口K同步递增，也就是说，开口端内壁至参照线的距离朝向开口K同步递减，使得边缘区Q的膨胀空间越靠近极耳23b越小，电极组件23在膨胀时越靠近极耳23b其边缘区Q极片受到开口端内壁的限制作用越大，进而使得极片边缘区Q极片的膨胀后越靠近极耳23b，贴合越紧密，极片打皱/析锂/开裂的风险越低。

此时，可有效缓解主体部23a边缘区Q极片的打皱/析锂/开裂。

在一些实施例中，第一段P1在高度方向X上的投影长度为2mm-10mm。具体地，第一段P1在高度方向X上的投影长度为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。

由于主体部23a的涂覆厚度不均的边缘区Q的宽度大致在2mm-10mm区间内，第一段P1在高度方向X上的投影长度设计为2mm-10mm可以与边缘区Q的宽度相适应，可有效缓解边缘区Q极片打皱/析锂/开裂的程度。

在一些实施例中，各目标素线Z均还具有第二段P2，第二段P2与第一段P1共同形成目标素线Z，各第二段P2至参考线Y的距离均被配置在高度方向X上保持不变。

在图8所示实施例中，第二段P2位于第一段P1的下方，各目标素线Z至参考线Y的距离在高度方向X上自下而上先保持不变后逐渐递减。

此时，电极组件23经开口K入壳时，入壳的开始阶段因开口K较小，电极组件23入壳较为困难，但是方便监测可避免电极组件23与壳体22的开口端磕碰，但随着电极组件23的不断伸入，电极组件23入壳过程无法被检测，此时由于电极组件23与侧板22a的内壁S1间隔越来越大直至保持不变，无需担心电极组件23后续会与侧板22a的内壁S1发生磕碰。如此，能够较好的规避电极组件23与壳体22发生磕碰，电极组件23入壳更加方便。

在一些实施例中，侧板22a的外壁S2平行于高度方向X设置，由外壁S2至各目标素线Z界定的侧板22a的壁厚在高度方向X上不等设置。

侧板22a的外壁S2与其内壁S1相背设置。当外壁S2平行于高度方向X，而形成内壁S1的各目标素线Z至参考线Y的距离在高度方向X上不等设置，体现出来就是从外壁S2至各目标素线Z所界定的侧板22a的壁厚在高度方向X上不等设置。

由外壁S2至各目标素线Z所界定的侧板22a是指，在所述参考线和各所述目标素线所在的平面内，位于各目标素线Z与外壁S（两者位于参考线相同一侧的）之间的侧板22a部分。

当全部内素线均构造为目标素线Z，则外壁S2与内壁S1整体界定的侧板22a的壁厚在高度方向X上不等设置，即侧板22a整体的壁厚在高度方向X上呈不等设置，如图7所示实施例。

当部分内素线构造为目标素线Z，则外壁S2与由该部分目标素线Z构造成内壁S1所界定的侧板22a的壁厚在高度方向X上呈不等设置，如图5所示实施例中，仅相对的两个板部的壁厚在高度方向X呈不等设置。

此时，侧板22a的部分壁厚在高度方向X呈不等，壁厚较大的侧板22a部分能够作为加强结构来加强壳体22的强度。同时，在使用状态下，侧板22a的外壁S2能够保持高度方向X不变，壳体22的稳定性更好。

当然，在其他实施例中，侧板22a的外壁S2也可以设置为与内壁S1平行，以达到侧板22a厚度各处一致，更加省材。

在一些实施例中，由外壁S2至各目标素线Z所界定的侧板22a在高度方向X上的最大壁厚差不超过1.5mm。

具体地，由外壁S2至各目标素线Z所界定的侧板22a在高度方向X上的最大壁厚差可以为0.1mm、0.2mm、0.3m、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm。

经试验证明，当超过1.5mm时，壳体22内预留的膨胀空间过大，电池单体20空间利用率低。后者，电极组件23与侧板22a的内壁S1间隔过小，不方便电极组件23入壳。

此时，既能够为电极组件23预留合适的膨胀空间，又方便电极组件23入壳。

在一些实施例中，请参照图9和图10，侧板22a包括基体部a1和调节部a2，基体部a1围绕参考线Y设置并界定内部空间、且被构造为在高度方向X上等厚设置，调节部a2设置于基体的至少部分内壁S1上。调节部a2位于内部空间的表面构造形成各目标素线Z的至少一部分。

基体部a1是形成侧板22a的基础，可以是铝制壳、铜制壳、塑料壳等。调节部a2可以是调节块、调节片、调节层等，其可以通过粘接、涂覆、沉积、焊接等方式设置在基体部a1上。调节部a2可以与基体部a1使用相同的材质，也不可以使用不同的材质，具体不限定。

基体部a1厚度均等，调节部a2设置在基体部a1内后，可以改变侧板22a的壁厚。通过调节部a2位于壳体22的内部空间的表面来改变侧板22a的内壁S1与电极组件23的距离，由此达到改变侧板22a壁厚的目的。

调节部a2可以设置在基体部a1内壁S1的局部。在图10所示实施例中，调节部a2形成各目标素线Z的第一段P1，基体部a1形成各目标素线Z的第二段P2。当然，调节部a2也可以设置在基体部a1的内壁S1的全部。

此时，通过调节部a2来改变侧板22a的壁厚，侧板22a的构造更加灵活。

在一些实施例中，如图4所示实施例中，壳体22还包括底板22b，侧板22a在高度方向X上的一端围合形成有开口K，底板22b盖合于侧板22a的另一端，底板22b和侧板22a共同界定壳体22的内部空间。

底板22b可以与侧板22a采取相同的材质，具体不限定。底板22b与侧板22a可以一体成型或者通过焊接、紧固连接等方式固定在一起。

此时，壳体22仅具有一个开口K，适应于极耳23b布置在主体部23a高度方向X一侧的电池单体20。

当然，在其他实施例中，壳体22还可以仅包括侧板22a，此时侧板22a在高度方向X上的两端均形成有开口K，开口K与上述提及的端盖21配接。此时，适应于极耳23b布置在主体部23a高度方向X的两侧的电池单体20。

在本申请的一实施例中，壳体22包括侧板22a，侧板22a在高度方向X上的截面呈圆形，侧板22a在高度方向X上的两侧均形成有开口K。侧板22a的外壁S2平行于高度方向X，侧板22a的全部内素线均构造为目标素线Z，全部目标素线Z至参考线Y的距离在高度方向X上朝向一侧开口K同步递增。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池单体20，包括如上述实施例中提及的壳体22、端盖21及电极组件23，端盖21盖合于开口K，电极组件23容纳于壳体22的内部空间。其包括上述实施例中的所有有益效果，在此不赘述。

在一些实施例中，电极组件23包括主体部23a和两个极耳23b，两个极耳23b连接于主体部23a在高度方向X上的相同一侧或相背两侧。

关于主体部23a和极耳23b的介绍参照上述记载，在此不赘述。

此时，电极组件23的极耳23b更加靠近端盖21，极耳23b更加靠近与端盖21上的电极端子21a，更加方便实现极耳23b与电极端子21a的电连接，也可缩短连接极耳23b与电极端子21a的机械件的长度，有助于降低电极组件23在晃动时造成机械件断裂的几率。

在一些实施例中，请参照图11和图12，主体部23a具有靠近极耳23b的边缘区Q，各内素线均被构造为目标素线Z，各目标素线Z均具有靠近开口K设置的第一段P1，各第一段P1至参考线Y的距离均被配置为在高度方向X上背离开口K同步递增；沿垂直高度方向X的方向，边缘区Q的投影落于全部第一段P1的投影的范围内。

由上述记载可知，由于各极片对应边缘区Q的区域在涂覆活性材料时往往会因涂覆厚度不均而呈现出越靠近极耳23b厚度越薄，使得主体部23a边缘区Q极片的层间距越靠近极耳23b越大。电极组件23膨胀时，层间距大的极片区域因受力不均而打皱。

在实际应用时，极耳23b与主体部23a通常在高度方向X上相邻布置。此时，各目标素线Z的第一段P1形成的开口端内壁与主体部23a的边缘区Q相对设置。由于开口端内壁至参照线的距离背离开口K同步递增，也就是说，开口端内壁至参照线的距离朝向开口K同步递减，使得边缘区Q的膨胀空间越靠近极耳23b越小，电极组件23在膨胀时越靠近极耳23b其边缘区Q极片受到开口端内壁的限制作用越大，进而使得极片边缘区Q极片的膨胀后越靠近极耳23b，贴合越紧密，极片打皱/析锂/开裂的风险越低。

此时，可有效缓解主体部23a边缘区Q极片的打皱/析锂/开裂的程度。

在图11所示实施例中，主体部23a仅一侧边缘区Q与由第一段P1所形成的内壁相对设置，在图12所示实施例汇总，主体部23a两侧边缘区Q分别有与由第一段P1所形成的内壁相对设置。在本申请实施例中，对于极耳23b的布置方式以及边缘区Q是否一定与由第一段P1所形成的内壁相对设置不具体限定，本领域技术人员可根据需求灵活设定。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电池100，包括上述电池单体20。

第四方面，本申请实施例还提供了一种用电装置，包括上述电池100，电池100用于提供电能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种壳体，用于容纳电极组件，其特征在于，所述壳体包括：

侧板，所述侧板围绕平行于所述壳体高度方向的参考线设置、并界定所述壳体的内部空间，所述侧板在所述高度方向的至少一端围合形成有供电极组件进入所述内部空间的开口；

所述参考线所在的任意平面与所述侧板的内壁的交线为所述侧板的内素线，至少一个所述内素线被构造为目标素线，所述目标素线至所述参考线的距离被配置为在所述高度方向上不等设置；

各所述目标素线均具有靠近所述开口设置的第一段，各所述第一段至所述参考线的距离均被配置为在所述高度方向上背离所述开口同步递增；

所述侧板包括分体设置的基体部和调节部，所述基体部围绕所述参考线设置并界定所述内部空间、且被构造为在所述高度方向上等厚设置，所述调节部设置于所述基体的至少部分内壁上；

所述调节部位于所述内部空间的表面构造形成各所述目标素线的至少一部分；

所述第一段用于对所述电极组件在与所述高度方向垂直的方向上进行限位。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，全部所述内素线均构造为所述目标素线，各所述目标素线至所述参考线的距离被配置为在所述高度方向上的变化保持一致。

3.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，各所述目标素线至所述参考线的距离被配置为在所述高度方向上同步递增。

4.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述第一段在所述高度方向上的投影长度为2mm-10mm。

5.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，各所述目标素线均还具有第二段，所述第二段与所述第一段共同形成所述目标素线；

各所述第二段至所述参考线的距离均被配置为在所述高度方向上保持不变。

6.根据权利要求1至5任一项所述的壳体，其特征在于，所述侧板的外壁平行于所述高度方向设置，由所述外壁至各所述目标素线所界定的所述侧板的壁厚均在所述高度方向上不等设置。

7.根据权利要求6所述的壳体，其特征在于，由所述外壁至各所述目标素线所界定的所述侧板在所述高度方向上的最大壁厚差不超过1.5mm。

8.根据权利要求1至5任一项所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括底板，所述侧板在所述高度方向上的一端围合形成有所述开口，所述底板盖合于所述侧板的另一端，所述底板和所述侧板共同界定所述壳体的内部空间。

9.一种电池单体，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任一项所述的壳体；

端盖，盖合于所述开口；及

电极组件，容纳于所述壳体的内部空间。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括主体部和两个极耳，所述两个极耳连接于所述主体部在所述高度方向上的相同一侧或者相背两侧。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述主体部具有靠近各所述极耳的边缘区；

各所述内素线均被构造为所述目标素线，各所述目标素线均具有靠近所述开口设置的第一段，各所述第一段至所述参考线的距离均被配置为在所述高度方向上背离所述开口同步递增；

沿垂直所述高度方向的方向，所述边缘区的投影落于全部所述第一段的投影的范围内。

12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求9至11中任一项所述的电池单体。

13.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求12所述的电池，所述电池用于提供电能。

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