CN115149159A - 外壳、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种外壳、电池单体、电池及用电设备，属于电池技术领域。外壳具有相交于同一顶点的至少三条棱部。刻痕槽设置于外壳，刻痕槽至少与两条棱部相交。由于外壳的棱部附近区域抗变形能力强，外壳设置刻痕槽的区域发生蠕变而导致刻痕槽异常破裂的可能性降低，进而，电池单体的使用寿命提高。

Description

外壳、电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种外壳、电池单体、电池及用电设备。

背景技术

电池广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。

在电池技术的发展中，除了提高电池单体的性能外，电池单体的使用寿命也是一个需要考虑的问题。

因此，如何提高电池单体的使用寿命，是电池技术中一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种外壳、电池单体、电池及用电设备，能够有效提高电池单体的使用寿命。

第一方面，本申请提供了一种外壳，外壳具有相交于同一顶点的至少三个棱部，外壳设置有刻痕槽，刻痕槽至少与两个棱部相交。

本申请实施例的技术方案中，外壳具有相交于同一顶点的至少三个棱部，刻痕槽至少与两个棱部相交，使得外壳设置刻痕槽的区域位于外壳的至少两个棱部附近。由于外壳的棱部附近区域抗变形能力强，外壳设置刻痕槽的区域发生蠕变而导致刻痕槽异常破裂的可能性降低，提高了外壳的使用寿命，进而，提高了电池单体的使用寿命。

在一些实施例中，本申请实施例的外壳包括第一壁、第二壁和第三壁，第一壁、第二壁和第三壁两两相连形成相交于顶点的三个棱部。具有相交于同一顶点的三个棱部的外壳可以是长方体、四面体等形状的外壳，此类外壳具有易加工、易批量化生产等优势。

在一些实施例中，刻痕槽包括第一槽段，第一槽段设置于第一壁，第一槽段的两端分别延伸至位于第一壁边缘的两个棱部。第一壁的两个棱部能够对外壳设置第一槽段的区域起到加强作用，从而提高外壳设置第一槽段的抗疲劳能力，提高电池单体的使用寿命。

在一些实施例中，第一槽段为圆弧形。这样的设计，使得第一槽段中的各个部分与顶点的距离基本一致，使得第一槽段中的各个部分的爆破难易程度基本一致，使得第一槽段能够及时破裂，提高泄压效率。

在一些实施例中，第一壁设置第一槽段以形成第一薄弱部，第一薄弱部的厚度为D1，满足：0.05mm≤D₁≤0.7mm。将第一薄弱部的厚度设置在合理范围内，一方面，能够降低因第一薄弱部的厚度过小、强度不够导致的爆破压力不足的风险，另一方面，能够降低因第一薄弱部的厚度过大导致的刻痕槽无法及时破裂泄压的风险。

在一些实施例中，刻痕槽还包括第二槽段，第二槽段设置于第二壁，第二槽段的两端分别延伸至位于第二壁的边缘的两个棱部。第二槽段的两端分别延伸至位于第二壁边缘的两个棱部。第二壁的两个棱部能够对外壳设置第二槽段的区域起到加强作用，从而提高外壳设置第二槽段的抗疲劳能力，提高电池单体的使用寿命。此外，在第一壁上设置第一槽段的基础上，在第二壁上设置第二槽段，在电池单体泄压时，外壳能够在第一槽段和第二槽段的位置破裂，增大了泄压装置的泄压面积，进而提高了泄压效率。

在一些实施例中，第二槽段为圆弧形。这样的设计，使得第二槽段中的各个部分与顶点的距离基本一致，使得第二槽段中的各个部分的爆破难易程度基本一致，使得第二槽段能够及时破裂，提高泄压效率。

在一些实施例中，第二槽段和第一槽段相连接。这样的设计，能够使外壳局部以第一槽段和第二槽段为边界打开，增大了泄压面积，提高了泄压效率。

在一些实施例中，第一壁设置第一槽段以形成第一薄弱部，第二壁设置第二槽段以形成第二薄弱部；第一薄弱部的厚度等于第二薄弱部的厚度。这样的设计，使得第一薄弱部和第二薄弱部破裂的难易程度基本一致，使得两者在泄压时能够同步破裂。

在一些实施例中，第二壁设置第二槽段以形成第二薄弱部；第二薄弱部的厚度为D₂，满足：0.05mm≤D₂≤0.7mm。将第二薄弱部的厚度设置在合理范围内，一方面，能够降低因第二薄弱部的厚度过小、强度不够导致的爆破压力不足的风险，另一方面，能够降低因第二薄弱部的厚度过大导致的刻痕槽无法及时破裂泄压的风险。

在一些实施例中，刻痕槽包括第三槽段，第三槽段设置于第三壁，第三槽段的两端分别延伸至位于第三壁的边缘的两个棱部。第三槽段的两端分别延伸至位于第三壁边缘的两个棱部。

第三壁的两个棱部能够对外壳设置第三槽段的区域起到加强作用，从而提高外壳设置第三槽段的抗疲劳能力，提高电池单体的使用寿命。

此外，当在第一壁上设置第一槽段、在第二壁上设置第二槽段的基础上，在第三壁上设置第三槽段，电池单体泄压时，外壳能够在第一槽段、第二槽段和第三槽段的位置破裂，增大了泄压装置的泄压面积，进而提高了泄压效率。

在一些实施例中，第三槽段为圆弧形。这样的设计，使得第三槽段中的各个部分与顶点的距离基本一致，使得第三槽段中的各个部分的爆破难易程度基本一致，使得第三槽段能够及时破裂，提高泄压效率。

在一些实施例中，第三槽段的两端分别连接于第一槽段和第二槽段，第一槽段远离第三槽段的一端与第二槽段远离第三槽段的一端相连或存在距离。当第一槽段远离第三槽段的一端与第二槽段远离第三槽段的一端相连时，第一槽段、第二槽段和第三槽段共同界定的区域能够以脱离的方式打开泄压；当第一槽段远离第三槽段的一端与第二槽段远离第三槽段的一端存在距离时，第一槽段、第二槽段和第三槽段共同界定的区域能够以翻转的方式打开泄压。

在一些实施例中，第一壁设置第一槽段以形成第一薄弱部，第二壁设置第二槽段以形成第二薄弱部，第三壁设置第三槽段以形成第三薄弱部，第一薄弱部的厚度、第二薄弱部的厚度和第三薄弱部的厚度相等。这样的设计，使得第一薄弱部、第二薄弱部和第三薄弱部破裂的难易程度基本一致，使得三者在泄压时能够同步破裂。

在一些实施例中，第三壁设置第三槽段以形成第三薄弱部，第三薄弱部的厚度为D₃，满足：0.05mm≤D₃≤0.7mm。将第三薄弱部的厚度设置在合理范围内，一方面，能够降低因第三薄弱部的厚度过小、强度不够导致的爆破压力不足的风险，另一方面，能够降低因三薄弱部的厚度过大导致的刻痕槽无法及时破裂泄压的风险。

在一些实施例中，外壳包括由多个壁形成的容纳空间，容纳空间用于容纳电极组件，容纳空间具有开口，开口与第三壁相对设置。此类外壳可通过开口安置电极组件，电极组件的装配难度相对较低。

在一些实施例中，第一壁、第二壁和第三壁两两通过圆弧壁相连，圆弧壁为棱部。此类外壳进行倒圆角加工，有利于外壳的装配。

在一些实施例中，外壳为长方体。

在一些实施例中，刻痕槽设置于外壳的外表面。这样的设计使得刻痕槽的加工难度降低。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，其包括上述实施例中的外壳。

第三方面，本申请提供了一种电池，其包括用于容纳电池单体的箱体和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设备，其包括上述实施例中的电池。

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的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的爆炸图；

图3为本申请一些实施例的电池模块的结构示意图；

图4为本申请一些实施例的电池单体的爆炸图；

图5为本申请一些实施例的外壳的结构示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为图5所示的第一壁的局部剖视图；

图8为本申请又一些实施例的外壳的结构示意图；

图9为图8中B处的局部放大图；

图10为本申请再一些实施例的外壳的结构示意图；

图11为图10中C处的局部放大结构示意图；

图12为图8或图10所示的第二壁的局部剖视图；

图13为本申请另一些实施例的外壳的结构示意图；

图14为本申请图13中D处的局部放大结构示意图；

图15为本申请其他实施例的外壳的结构示意图；

图16为图15中E处的局部放大结构示意图；

图17为图13或图15所示的第三壁的局部剖视图。

具体实施方式中的附图标号如下：

10000-车辆；3000-控制器；4000-马达；

1000-电池；101-第一部分；102-第二部分；

100-电池模块；

10-电池单体；

1-外壳；11-壳体；12-端盖；2-电极组件；3-刻痕槽；4-电极端子；5-连接构件；

111-第一壁；1111-第一薄弱部；112-第二壁；1121-第二薄弱部；113-第三壁；1131-第三薄弱部；114-棱部；115-顶点;

31-第一槽段；32-第二槽段；33-第三槽段。

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“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。

本领域中所提到的电池按是否可充电可以分为一次性电池和可充电电池。目前常见的可充电电池的类型有：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池目前广泛应用于纯电动车及混合动力车，用于这种用途的锂离子电池的容量相对略低，但有较大的输出、充电电流，也有较长的使用寿命，但成本较高。

本申请实施例中所描述的电池是指可充电电池。下文中将主要以锂离子电池为例来描述本申请公开的实施例。应当理解的是，本申请公开的实施例对于其他任意适当类型的可充电电池都是适用的。本申请中公开的实施例所提到的电池可以直接或者间接应用于适当的装置中来为该装置供电。

本申请公开的实施例中所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供预定的电压和容量的单一的物理模块。电池单体是电池中的基本单元，一般按封装的方式可以分为：柱形电池单体、长方体电池单体和软包电池单体。下文中将主要围绕长方体电池单体来展开。应当理解的是，下文中所描述的实施例在某些方面对于柱形电池单体或软包电池单体而言也是适用的。

电池单体包括正极极片、负极极片、电解液和隔离膜。锂离子电池单体主要依靠锂离子在正极极片和负极极片之间的移动来工作。柱形电池单体中三层材料的薄膜结构被卷绕成柱形形状的电极组件，而在长方体电池单体中薄膜结构被卷绕或者叠置成具有大致长方体形状的电极组件。

在通常的电池单体结构中，电池单体包括外壳、电极组件和电解液。电极组件被容纳在电池单体的外壳中，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜。外壳包括外壳和端盖。外壳包括由多个壁形成的容纳腔以及开口。端盖布置在开口处以封闭容纳腔。除了电极组件之外，容纳腔中还容纳有电解液。电极组件中的正极极片和负极极片包括极耳。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。极耳通过连接构件与位于电池单体外部的电极端子电连接，电极端子一般包括正电极端子和负电极端子。对长方体电池单体而言，电极端子一般设置在端盖部分。多个电池单体经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。

在一些诸如电动车辆等的大功率应用场合，电池的应用包括三个层次：电池单体、电池模块和电池。电池模块是为了从外部冲击、热、振动等中保护电池单体，将一定数目的电池单体电连接在一起并放入一个框架中而形成的。电池则指的是装入电动车辆的电池系统的最终状态。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体一般由盖体和箱壳组成。

对于电池单体来说，主要的安全危险来自于充电和放电过程，同时还要求有适宜的环境温度设计。为了有效地避免不必要的损失，对电池单体一般会有至少三重保护措施。具体而言，保护措施至少包括开关元件、选择适当的隔离膜材料以及外壳。

对于外壳而言，可以在外壳上设置泄压槽以形成薄弱部，外壳在薄弱部破裂后实现泄压。

本发明人注意到，电池单体在正常使用下，外壳的薄弱部也可能出现异常破裂的情况。发明人进一步研究发现，泄压槽一般设置在外壳的一个壁的中间区域，电池单体在实际工作中，外壳内部压力会随着环境温度的变化而变化。在电池单体内部压力不断发生变化的过程中，外壳会不断受到压力的反复冲击，进而，外壳的薄弱部很可能发生蠕变而导致泄压槽提前破裂，使电池单体的使用寿命降低。

基于以上考虑，为了解决外壳的薄弱部发生蠕变导致泄压槽提前破裂使电池单体的使用寿命降低的问题，发明人经过深入研究，设计了一种外壳，将外壳上的泄压槽与外壳的至少两个棱部相交，使得外壳设置泄压槽的区域抗变形能力提高，降低了外壳设置泄压槽后形成的薄弱部发生蠕变导致泄压槽提前破裂的可能性。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、电池以及使用电池的用电设备。

用电设备包括但不限于：手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动车辆、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动车辆玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。用电设备包括但不限于：手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动车辆、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动车辆玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。

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10000为例进行说明。

例如，图1为本申请一些实施例的车辆10000的结构示意图，车辆10000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10000的内部可以设置马达4000，控制器3000以及电池1000 ，控制器3000用来控制电池1000为马达4000的供电。例如，在车辆10000的底部或车头或车尾可以设置电池1000。电池1000可以用于车辆10000的供电，例如，电池1000可以作为车辆10000的操作电源，用于车辆10000的电路系统，例如，用于车辆10000的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池1000不仅仅可以作为车辆10000的操作电源，还可以作为车辆10000的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆10000提供驱动动力。

为了满足不同的使用电力需求，电池1000可以包括多个电池单体10，其中，多个电池单体10之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池1000也可以称为电池包。可选地，多个电池单体10可以先串联或并联或混联组成电池模块100，多个电池模块100再串联或并联或混联组成电池1000。也就是说，多个电池单体10可以直接组成电池1000，也可以先组成电池模块100，电池模块100再组成电池1000。

例如，请参照图2，图2为本申请一些实施例的电池1000的爆炸图，电池1000可以包括多个电池单体10。电池1000还可以包括箱体（或称罩体），箱体内部为中空结构，多个电池单体10容纳于箱体内。如图2所示，这里分别称为第一部分101和第二部分102，第一部分101和第二部分102扣合在一起。第一部分101和第二部分102的形状可以根据多个电池单体10组合的形状而定，第一部分101和第二部分102可以均具有一个开口。例如，第一部分101和第二部分102均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一部分101的开口和第二部分102的开口相对设置，并且第一部分101和第二部分102相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。多个电池单体10相互并联或串联或混联组合后置于第一部分101和第二部分102扣合后形成的箱体内。

可选地，电池1000还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该池还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体10之间的电之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体10的电极端子4实现电池单体10之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体10的电极端子4。多个电池单体10的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。

根据不同的电力需求，电池单体10的数量可以设置为任意数值。多个电池单体10可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池1000中包括的电池单体10的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体10分组设置，每组电池单体10组成电池模块100。电池模块100中包括的电池单体10的数量不限，可以根据需求设置。例如，图3为本申请一些实施例的电池模块100的结构示意图，电池1000可以包括多个电池模块100,这些电池模块100可通过串联、并联或混联的方式进行连接。

请参照图4所示，图4为本申请一些实施例的电池单体10的爆炸图，电池单体10包括一个或多个电极组件2和外壳1。外壳1可以包括壳体11，壳体11的多个壁部即外壳1的多个壁部围成一个腔体，此腔体可以用于容纳电极组件2。壳体11根据一个或多个电极组件2组合后的形状而定，例如，壳体11可以为中空的长方体或正方体或正多面体，且壳体11的其中一个面具有开口以便一个或多个电极组件2可以放置于壳体11内。壳体11具有五个壁部，包括四个侧壁和一个底壁，四个侧壁设置在底壁上与底壁围合形成腔体，四个侧壁中相邻两个侧壁的夹角为九十度，侧壁与底壁的夹角为九十度。外壳1还可以包括端盖12，需要说明的是，壳体11的壁部以及端盖12均可称为外壳1的壁部。例如，当壳体11为中空的长方体或正方体时，壳体11的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壁部而使得壳体11内外相通。端盖12覆盖开口并且与壳体11覆盖开口并且与壳体11连接，以形成放置电极组件2的封闭的腔体。壳体11内填充有电解质，例如电解液。

该电池单体10还可以包括两个电极端子4，两个电极端子4可以设置在端盖12上。端盖12通常是平板形状，两个电极端子4固定在端盖12的平板面上，两个电极端子4分别为正电极端子4和负电极端子4。每个电极端子4各对应设置一个连接构件5，或者也可以称为集流构件，其位于端盖12与电极组件2之间，用于将电极组件2和电极端子4实现电连接。

在该电池单体10中，根据实际使用需求，电极组件2可设置为单个，或多个，如图4所示，电池单体10内设置有多个独立的电极组件2。

根据本申请的一些实施例，请参照图5，图5为本申请一些实施例的外壳1的结构示意图，本申请提供了一种外壳1，外壳1具有相交于同一顶点115的至少三个棱部114，外壳1上设置有至少与两个棱部114相交的刻痕槽3。

外壳1可以是中空的长方体、中空的正四面体、中空的棱台、中空的正十二面体和中空的棱锥等。

外壳1的至少三个棱部114相交的位置可称为顶点115。

若外壳1为中空的长方体、中空的正四面体、中空的棱台和中空的正十二面体，外壳1的三个棱部114相交于同一顶点115；若外壳1为中空的棱锥，例如，外壳1为中空的四棱锥，外壳1的四个侧向的棱部114相交于外壳1的其中一个顶点115。

外壳1的相邻两个壁部连接的位置可称为棱部114，以外壳1为中空的长方体为例，相邻的两个壁部连接位置形成棱部114，若刻痕槽3设置于壁部的外表面，相邻的两个壁部的外表面相交于一外棱线，刻痕槽3与外棱线相交则应当理解为刻痕槽3与棱部114相交；若刻痕槽3设置于壁部的内表面，相邻的两个壁部的内表面相交于一内棱线，刻痕槽3与内棱线相交也应当理解为刻痕槽3与棱部114相交。若相邻的两个壁部通过圆弧壁相连，刻痕槽3与圆弧壁相交也应当理解为刻痕槽3与棱部114相交。

外壳1上设计刻痕槽3的区域会形成薄弱部，薄弱部会在外壳1内部压力或温度或其他条件达到阈值时破裂，以泄放外壳1内部的压力。

刻痕槽3可以为多段，也可为一段。若刻痕槽3为多段刻痕槽3，其中两段刻痕槽3之间可以相连也可存在距离。

刻痕槽3的外形可为弧形、条状、O型、折线形等。

刻痕槽3可以通过多种方式成型于外壳1，例如，冲压加工成型，洗削加工成型等。

外壳1具有相交于同一顶点115的至少三个棱部114，刻痕槽3至少与两个棱部114相交，使得外壳1设置刻痕槽3的区域位于外壳1的至少两个棱部114附近。由于外壳1的棱部114附近区域抗变形能力强，外壳1设置刻痕槽3的区域发生蠕变而导致刻痕槽3异常破裂的可能性降低，提高了外壳1的使用寿命，进而，提高了电池单体10的使用寿命。

壳体11的棱部114具有强度大抗变形能力高的特性，在棱部114附近布置刻痕槽3可使得加工刻痕槽3的薄弱部时，薄弱部不易发生变形，薄弱部的加工容易达到设计要求，刻痕槽3的薄弱部破裂所需的压力计算方便，使刻痕槽3的设计和加工难度降低。

电池单体10正常使用过程中，薄弱部会受到外壳1内部压力的反复冲击，而将薄弱部设计在顶点115附近可降低薄弱部发生蠕变而导致刻痕槽3异常破裂的可能性。当刻痕槽3破裂泄压时，顶点115附近的外壳1内壁会对气体起到汇聚作用，提高泄压效率。

根据本申请的一些实施例，请参照图6，图6为本申请图5中A处的局部放大图，外壳1包括第一壁111、第二壁112和第三壁113，第一壁111、第二壁112和第三壁113两两相连形成相交于顶点115的三个棱部114。

第一壁111、第二壁112和第三壁113也可称为外壳1的壁部。

第一壁111、第二壁112和第三壁113相邻两个壁部之间的夹角可以为直角或锐角或钝角，若外壳1为中空的长方体，第一壁111、第二壁112和第三壁113相邻两个壁之间的夹角为直角，若外壳1为中空的棱锥，第一壁111、第二壁112和第三壁113相邻两个壁之间的夹角为锐角，若外壳1为中空的正十二面体，第一壁111、第二壁112和第三壁113相邻两个壁之间的夹角为钝角。

以中空的长方体外壳1为例，外壳1具有六个壁，壳体11具有五个壁，另一个壁为端盖12，第一壁111、第二壁112和第三壁113，可以是六个壁中任意相邻的三个壁。示例性的，第一壁111、第二壁112和第三壁113为壳体11中相邻的三个壁。在图6中，第一壁111和第二壁112为壳体11相邻的两个侧壁，第三壁113为底壁。

具有相交于同一顶点115的三个棱部114的外壳1可以是长方体、正四面体等形状的外壳1，此类外壳1具有易加工、易批量化生产等优势。

根据本申请的一些实施例，请参照图6，刻痕槽3包括第一槽段31，第一槽段31设置于第一壁111，第一槽段31的两端分别延伸至位于第一壁111边缘的两个棱部114。

第一槽段31的形状可以是弧形、条状、折线形等。

第一槽段31可以设置于第一壁111的内表面，也可以设置于第一壁111的外表面。

第一壁111的两个棱部114能够对外壳1设置第一槽段31的区域起到加强作用，从而提高外壳1设置第一槽段31的抗疲劳能力，提高电池单体10的使用寿命。

根据本申请的一些实施例，请参照图6，第一槽段31为圆弧形。

第一槽段31中的各个部分与顶点115的距离基本一致即可称为第一槽段31为圆弧形。

这样的设计，使得第一槽段31中的各个部分与顶点115的距离基本一致，使得第一槽段31中的各个部分的爆破难易程度基本一致，使得第一槽段31能够及时破裂，提高泄压效率。

根据本申请的一些实施例，请参照图7，图7为图5所示的第一壁111的局部剖视图，第一壁111设置第一槽段31以形成第一薄弱部1111，第一薄弱部1111的厚度为D₁，满足：0.05mm≤D₁≤0.7mm。

第一薄弱部1111的厚度即在刻痕槽3破裂泄压时需要破开的厚度。

第一薄弱部1111的厚度可以是均匀的也可以是不均匀的。请参照图7，若第一薄弱部1111的厚度是均匀的，D₁为第一薄弱部1111任意位置的厚度。若第一薄弱部1111的厚度是不均匀的，D₁为第一薄弱部1111的最小厚度。

D₁可以是0.05mm-0.7mm之间的任意数值，比如，0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm。

将第一薄弱部1111的厚度设置在合理范围内，一方面，能够降低因第一薄弱部1111的厚度过小、强度不够导致的爆破压力不足的风险，另一方面，能够降低因第一薄弱部1111的厚度过大导致的刻痕槽3无法及时破裂泄压的风险。

根据本申请的一些实施例，请参照图8，图8为本申请又一些实施例的外壳1的结构示意图，刻痕槽3还包括第二槽段32，第二槽段32设置于第二壁112，第二槽段32的两端分别延伸至位于第二壁112的边缘的两个棱部114。

第二槽段32的形状可以是弧形、条状、折线形等。

第二槽段32可以设置于第二壁112的内表面，也可以设置于第二壁112的外表面。

第一槽段31的一端和第二槽段32的一端可以相连也可以存在距离。

第二槽段32两端分别延伸至位于第二壁112边缘的两个棱部114。第二壁112的两个棱部114能够对外壳1设置第二槽段32的区域起到加强作用，从而提高外壳1设置第二槽段32的抗疲劳能力，提高电池单体10的使用寿命。此外，在第一壁111上设置第一槽段31的基础上，在第二壁112上设置第二槽段32，在电池单体10泄压时，外壳1能够在第一槽段31和第二槽段32的位置破裂，增大了泄压装置的泄压面积，进而提高了泄压效率。

根据本申请的一些实施例，请参照图9，图9为本申请图8中B处的局部放大图，第二槽段32为圆弧形。

第二槽段32中的各个部分与顶点115的距离基本一致即可称为第二槽段32为圆弧形。

在第二槽段32为圆弧形的基础上，第一槽段31也可为圆弧形，且第一槽段31和第二槽段32中的各个部分与顶点115的距离基本一致，使得第一槽段31和第二槽段32中的各个部分的爆破难易程度基本一致。

这样的设计，使得第二槽段32中的各个部分距离顶点115的距离相同，使得第二槽段32中的各个部分的爆破难易程度基本一致，使得第二槽段32能够及时破裂，提高泄压效率。

根据本申请的一些实施例，请参照图10和图11，图10为本申请再一些实施例的外壳1的结构示意图，图11为本申请图10中C处的局部放大结构示意图，第二槽段32和第一槽段31相连接。

示例性的，在图11中，第二槽段32和第一槽段31相连位置位于第一壁111与第二壁112相连的棱部114。

这样的设计，能够使外壳1局部沿X方向以第一槽段31和第二槽段32为边界打开，增大了泄压面积，提高了泄压效率。

根据本申请的一些实施例，请参照图7和图12，图12为图8或图10所示的第二壁112的局部剖视图，第一壁111在设置第一槽段31以形成第一薄弱部1111，第二壁112设置第二槽段32以形成第二薄弱部1121；第一薄弱部1111的厚度等于第二薄弱部1121的厚度。

在刻痕槽3破裂泄压时壳体11设置第二槽段32的位置需要破开的厚度，可称为，第二薄弱部1121的厚度。

在刻痕槽3破裂泄压时壳体11设置第一槽段31的位置和壳体11设置第二槽段32的位置需要破开的厚度相同，可称为第一薄弱部1111的厚度等于第二薄弱部1121的厚度。

这样的设计，使得第一薄弱部1111和第二薄弱部1121破裂的难易程度基本一致，两者在泄压时能够同步破裂。

根据本申请的一些实施例，请参照图12，图12为图8或图10所示的第二壁112的局部剖视图，第二壁112设置第二槽段32以形成第二薄弱部1121；第二薄弱部1121的厚度为D₂，满足：0.05≤D₂≤0.7mm。

第二薄弱部1121的厚度可以是均匀的也可以是不均匀的。请参照图12，若第一薄弱部1111的厚度是均匀的，D₂为第一薄弱部1111任意位置的厚度。若第一薄弱部1111的厚度是不均匀的，D₂为第一薄弱部1111的最小厚度。

D₂可以是0.05mm-0.7mm之间的任意数值，比如，0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm。

将第二薄弱部1121的厚度设置在合理范围内，一方面，能够降低因第二薄弱部1121的厚度过小、强度不够导致的爆破压力不足的风险，另一方面，能够降低因第二薄弱部1121的厚度过大导致的刻痕槽3无法及时破裂泄压的风险。

根据本申请的一些实施例，请参照图13，图13为本申请另一些实施例的外壳1的结构示意图，刻痕槽3包括第三槽段33，第三槽段33设置于第三壁113，第三槽段33的两端分别延伸至位于第三壁113的边缘的两个棱部114。

第三槽段33的形状可以是弧形、条状、折线形等。

第三槽段33可以设置于第三壁113的内表面，也可以设置于第三壁113的外表面。

第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33可均不相连，也可其中两个槽段相连但与剩余的槽段间存在距离，亦可，三个槽段首尾依次相连。示例性的，请参照图13，第三槽段33的两端分别连接于第一槽段31和第二槽段32，第一槽段31远离第三槽段33的一端与第二槽段32远离第三槽段33的一端相连。

第三槽段33的两端分别延伸至位于第三壁113边缘的两个棱部114。第三壁113的两个棱部114能够对外壳1设置第三槽段33的区域起到加强作用，从而提高外壳1设置第三槽段33的抗疲劳能力，提高电池单体10的使用寿命。

此外，当在第一壁111上设置第一槽段31、在第二壁112上设置第二槽段32的基础上，在第三壁113上设置第三槽段33，电池单体10泄压时，外壳1能够在第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33的位置破裂，增大了泄压装置的泄压面积，进而提高了泄压效率。

根据本申请的一些实施例，请参照图14，图14为本申请图13中D处的局部放大结构示意图，第三槽段33为圆弧形。

第三槽段33中的各个部分与顶点115的距离基本一致，可称为第三槽段33为圆弧形。

示例性的，在第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33均可为圆弧形，第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33中的各个部分与顶点115的距离基本一致，使得第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33中的各个部分的爆破难易程度基本一致。

这样的设计，使得第三槽段33中的各个部分距离顶点115的距离相同，使得第三槽段33中的各个部分的爆破难易程度基本一致，使得第三槽段33能够及时破裂，提高泄压效率。

此外，当第二槽段32、第一槽段31和第三槽段33中的各个部分的爆破难易程度基本一致时，第二槽段32、第一槽段31和第三槽段33能够及时破裂，在增大外壳1泄压面积的同时，使外壳1可以及时排气。

根据本申请的一些实施例，请参照图14、图15和图16，图15为本申请其他实施例的外壳1的结构示意图，图16为图15中E处的局部放大结构示意图，第三槽段33的两端分别连接于第一槽段31和第二槽段32，第一槽段31远离第三槽段33的一端与第二槽段32远离第三槽段33的一端相连或存在距离。

示例性的，在图16中，第一槽段31远离第三槽段33的一端与第二槽段32远离第三槽段33的一端存在距离，第一槽段31与第二槽段32以棱部114间隔出一端距离。

当第一槽段31远离第三槽段33的一端与第二槽段32远离第三槽段33的一端相连时形成连接区时，第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33共同界定的区域能够以脱离的方式打开泄压，使得外壳1在泄放压力时拥有较大的泄压面积，泄压效率提高。

当第一槽段31远离第三槽段33的一端与第二槽段32远离第三槽段33的一端存在距离时，第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33共同界定的区域能够以Y方向翻转的方式打开泄压。在外壳1拥有较大的泄压面积的同时，外壳1的沿Y方向翻转的部分不会脱离外壳1主体，可降低电池1000受到二次破坏的可能性。

根据本申请的一些实施例，第一壁111设置第一槽段31以形成第一薄弱部1111，第二壁112设置第二槽段32以形成第二薄弱部1121，请参照图17，图17为本申请图13或图15所示的第三壁113的局部剖视图，第三壁113设置第三槽段33以形成第三薄弱部1131，第一薄弱部1111的厚度、第二薄弱部1121的厚度和第三薄弱部1131的厚度相等。

第三薄弱部1131的厚度即在刻痕槽3破裂泄压时壳体11设置第三槽段33的位置需要破开的厚度。

在刻痕槽3破裂泄压时壳体11设置第一槽段31的位置、壳体11设置第二槽段32的位置和壳体11设置第三槽段33的位置需要破开的厚度相同，可称为第一薄弱部1111的厚度、第二薄弱部1121的厚度和第三薄弱部1131的厚度相等。

这样的设计，使得第一薄弱部1111、第二薄弱部1121和第三薄弱部1131破裂的难易程度基本一致，使得三者在泄压时能够同步破裂。

根据本申请的一些实施例，请参照图17，第三壁113设置第三槽段33以形成第三薄弱部1131，第三薄弱部1131的厚度为D₃，满足：0.05mm≤D₃≤0.7mm。

第三薄弱部1131的厚度可以是均匀的也可以是不均匀的。请参照图17，若第三薄弱部1131的厚度是均匀的，D₃为第三薄弱部1131任意位置的厚度。若第三薄弱部1131的厚度是不均匀的，D₃为第三薄弱部1131的最小厚度。

D₃可以是0.05mm-0.7mm之间的任意数值，比如，0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm。

将第三薄弱部1131的厚度设置在合理范围内，一方面，能够降低因第三薄弱部1131的厚度过小、强度不够导致的爆破压力不足的风险，另一方面，能够降低因第三薄弱部1131的厚度过大导致的刻痕槽3无法及时破裂泄压的风险。

根据本申请的一些实施例，外壳1包括由多个壁形成的容纳空间，容纳空间用于容纳电极组件2，容纳空间具有开口，开口与第三壁113相对设置。

以中空的长方体外壳1为例，壳体11内部空间用于容纳电极组件2，壳体11的底壁相对侧设置有开口，端盖12在外壳1的开口处与外壳1连接，以形成该电池单体10的封闭的外壳1。

此类外壳1可通过开口安置电极组件2，电极组件2的装配难度相对较低。

在一些实施例中，第一壁111、第二壁112和第三壁113两两通过圆弧壁相连，圆弧壁为棱部114。

在一些实施例中，外壳1为长方体。

在一些实施例中，刻痕槽3设置于外壳1的外表面。

将刻痕槽3置于外壳1的外表面可使得刻痕槽3的加工难度降低。

第二方面，本申请提供了一种电池1000单体，其包括上述实施例中的外壳1。

第三方面，本申请提供了一种电池1000，其包括用于容纳电池单体10的箱体和上述实施例中的电池单体10。

第四方面，本申请提供了一种用电设备，其包括上述实施例中的电池1000。

根据本申请的一些实施例，请参照图15和图16，本申请提供了一种中空的长方体外壳1，外壳1包括壳体11和盖板，壳体11的多个壁部包括第一壁111、第二壁112和第三壁113，外壳1的外表面设置有刻痕槽3，刻痕槽3包括设置于第一壁111的第一槽段31、设置于第二壁112的第二槽段32和设置于第三壁113的第三槽段33。第一槽段31的两端分别延伸至位于第一壁111的边缘的两个棱部114，第二槽段32的两端分别延伸至位于第二壁112的边缘的两个棱部114，第三槽段33的两端分别延伸至位于第三壁113的边缘的两个棱部114。

第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33均为圆弧形，第三槽段33的两端分别连接于第一槽段31和第二槽段32，第一槽段31远离第三槽段33的一端与第二槽段32远离第三槽段33的一端存在距离。

当外壳1内部压力、温度或其他阈值达到设计值时，第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33共同界定的区域能够沿Y方向以翻转的方式打开泄压。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种外壳，其特征在于，所述外壳具有相交于同一顶点的至少三个棱部；

所述外壳设置有刻痕槽，所述刻痕槽至少与两个所述棱部相交。

2.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，所述外壳包括第一壁、第二壁和第三壁，所述第一壁、所述第二壁和所述第三壁两两相连形成相交于所述顶点的三个所述棱部。

3.根据权利要求2所述的外壳，其特征在于，所述刻痕槽包括第一槽段，所述第一槽段设置于所述第一壁，所述第一槽段的两端分别延伸至位于所述第一壁的边缘的两个所述棱部。

4.根据权利要求3所述的外壳，其特征在于，所述第一槽段为圆弧形。

5.根据权利要求3所述的外壳，其特征在于，所述第一壁设置所述第一槽段以形成第一薄弱部，所述第一薄弱部的厚度为D₁，满足：0.05mm≤D₁≤0.7mm。

6.根据权利要求3所述的外壳，其特征在于，所述刻痕槽还包括第二槽段，所述第二槽段设置于所述第二壁，所述第二槽段的两端分别延伸至位于所述第二壁的边缘的两个所述棱部。

7.根据权利要求6所述的外壳，其特征在于，所述第二槽段为圆弧形。

8.根据权利要求6所述的外壳，其特征在于，所述第二槽段和所述第一槽段相连接。

9.根据权利要求6所述的外壳，其特征在于，所述第一壁设置所述第一槽段以形成第一薄弱部，所述第二壁设置所述第二槽段以形成第二薄弱部；所述第一薄弱部的厚度等于所述第二薄弱部的厚度。

10.根据权利要求6所述的外壳，其特征在于，所述第二壁设置所述第二槽段以形成第二薄弱部；

所述第二薄弱部的厚度为D₂，满足：0.05mm≤D₂≤0.7mm。

11.根据权利要求6所述的外壳，其特征在于，所述刻痕槽包括第三槽段，所述第三槽段设置于所述第三壁，所述第三槽段的两端分别延伸至位于第三壁的边缘的两个所述棱部。

12.根据权利要求11所述的外壳，其特征在于，所述第三槽段为圆弧形。

13.根据权利要求11所述的外壳，其特征在于，所述第三槽段的两端分别连接于所述第一槽段和所述第二槽段，所述第一槽段远离所述第三槽段的一端与所述第二槽段远离所述第三槽段的一端相连或存在距离。

14.根据权利要求11所述的外壳，其特征在于，所述第一壁设置所述第一槽段以形成第一薄弱部，所述第二壁设置所述第二槽段以形成第二薄弱部，所述第三壁设置所述第三槽段以形成第三薄弱部，所述第一薄弱部的厚度、所述第二薄弱部的厚度和所述第三薄弱部的厚度相等。

15.根据权利要求11所述的外壳，其特征在于，所述第三壁设置所述第三槽段以形成第三薄弱部，所述第三薄弱部的厚度为D₃，满足：0.05mm≤D₃≤0.7mm。

16.根据权利要求2-15任一项所述的外壳，其特征在于，所述外壳包括由多个壁形成的容纳空间，所述容纳空间用于容纳电极组件，所述容纳空间具有开口，所述开口与所述第三壁相对设置。

17.根据权利要求2-15任一项所述的外壳，其特征在于，所述第一壁、所述第二壁和所述第三壁两两通过圆弧壁相连，所述圆弧壁为所述棱部。

18.根据权利要求1-15任一项所述的外壳，其特征在于，所述外壳为长方体。

19.根据权利要求1-15任一项所述的外壳，其特征在于，所述刻痕槽设置于所述外壳的外表面。

20.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1-19任一项所述的外壳。

21.一种电池，其特征在于，包括：

如权利要求20所述的电池单体；

箱体，用于容纳所述电池单体。

22.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求21所述的电池。

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