CN116207436A - 电池单体及其制造方法和设备、电池以及用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电池单体及其制造方法和设备、电池以及用电装置，属于电池制造技术领域。本申请提出一种电池单体，包括：外壳，所述外壳包括顶壁、侧壁和底壁，顶壁和底壁相对设置，侧壁连接顶壁和底壁；泄压件，设置于底壁，泄压件被配置为在电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放电池单体内部的压力；其中，泄压件具有面向电池单体内部的第一表面，第一表面被配置为将电解液向泄压件的周边引导。该电池单体在倒置使用时具有较好的安全性能和较长的使用寿命。本申请还提出一种电池以及用电装置，包括该电池单体。本申请还提出一种电池单体的制造方法和设备。

Description

电池单体及其制造方法和设备、电池以及用电装置
技术领域
本申请涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电池单体及其制造方法和设备、电池以及用电装置。
背景技术
随着新能源汽车行业的迅速崛起，动力电池的技术水平也在迅速提高，如何提高动力电池的安全性能是动力电池技术的主要研发趋势之一。
目前，将动力电池倒置放置使用能够提高动力电池的安全性能。而基于现有的动力电池的内部构造，如果直接将动力电池倒置使用，存在一定的安全隐患，使用寿命也会受到影响。
发明内容
为此，本申请提出一种电池单体及其制造方法和设备、电池以及用电装置，能够在倒置使用时具有较好的安全性能和较长的使用寿命。
本申请第一方面实施例提出一种电池单体，包括：外壳，所述外壳包括顶壁、侧壁和底壁，所述顶壁和所述底壁相对设置，所述侧壁连接所述顶壁和所述底壁；泄压件，设置于所述底壁，所述泄压件被配置为在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体内部的压力；其中，所述泄压件具有面向所述电池单体内部的第一表面，所述第一表面被配置为将电解液向所述泄压件的周边引导。
本申请实施例的电池单体中，泄压件具有面向电池单体内部的第一表面，当电池单体倒置使用时，泄压件的第一表面能够引导电解液向泄压件的周边扩散，并积存于电池单体的其他部位。由于电解液没有积存于泄压件的第一表面，不会腐蚀泄压件而导致电池单体提前漏液，从而提高了电池单体的安全性能和有效使用寿命。
根据本申请的一些实施例，所述第一表面为相对于所述底壁的厚度方向倾斜设置的斜面。
通过该种布置形式，在电池单体倒置使用时，底壁的厚度方向沿重力方向延伸，第一表面的一侧边缘高于另一侧边缘，能够引导电解液由第一表面的高侧边缘向低侧边缘流动，避免电解液积存于泄压件的第一表面。
根据本申请的一些实施例，所述第一表面为朝向所述电池单体内部凸出的曲面。
通过该种布置形式，在电池单体倒置使用时，底壁位于电池单体的底部，第一表面为向上凸出的曲面，能够引导电解液由第一表面的中部向周边流动，避免电解液积存于泄压件的第一表面。
根据本申请的一些实施例，所述底壁上设置有泄压孔，所述泄压件从所述底壁的面向所述电池单体内部的一侧覆盖所述泄压孔。
通过该种布置形式，泄压件设置于底壁的面向电池单体的内部的一侧，能够降低泄压件与外部的异物接触而导致破损的可能性。
根据本申请的一些实施例，所述底壁的面向所述电池单体内部的一侧形成有环形凸起，所述环形凸起环绕所述泄压孔设置，所述泄压件的边缘连接于所述环形凸起。
通过该种布置形式，当电池单体倒置使用时，环形凸起向上凸出于底壁，泄压件的边缘连接于环形凸起且覆盖泄压孔，不仅能够实现第一表面位于底壁的上侧，避免电解液浸没至泄压件的第一表面，还能够实现将泄压件设置于底壁的面向电池单体的内部的一侧，提高电池单体的安全性能。
根据本申请的一些实施例，所述环形凸起的端面上设置有环形凹槽，所述环形凹槽围绕所述泄压孔设置，所述泄压件的边缘设置于所述环形凹槽内。
通过该种布置形式，不仅能够降低泄压件凸出于环形凸起的端面的程度，避免泄压件过度占用电池单体内部空间，提高电池单体的能量密度，还易于泄压件安装于环形凸起时进行定位。
根据本申请的一些实施例，所述环形凸起的端面为相对于所述底壁的厚度方向倾斜设置的斜面，所述泄压件的边缘连接于所述环形凸起的端面。
通过该种布置形式，在泄压件的相同致动面积的情况下，泄压孔具有更小的孔径，从而能够降低泄压孔的孔径，降低由于布置泄压孔对底壁的强度的影响。
根据本申请的一些实施例，所述电池单体还包括：保护膜，所述保护膜从所述底壁的背离所述电池单体内部的一侧覆盖所述泄压孔。
通过该种布置形式，能够从电池单体的外部防护异物进入泄压孔，从而避免外部的异物与泄压件接触以导致泄压件破损或划伤，还能够防止水分或者其他液体进入泄压孔以腐蚀泄压件。
根据本申请的一些实施例，所述底壁包括第一部分和第二部分，所述第二部分围绕所述第一部分设置，沿所述底壁的厚度方向，所述第一部分由所述第二部分朝向所述电池单体外部的方向凸出，所述底壁的面向所述电池单体内部的一侧的与所述第一部分对应的位置形成有凹部，所述泄压件设置于所述第一部分。
通过该种布置形式，能够利用底壁面向电池单体内部的一侧凹部的空间设置泄压件，避免泄压件挤占的电池单体的内部空间，从而在电池单体内部有更多的空间布置电极组件，提高了电池单体的能量密度。
根据本申请的一些实施例，沿所述底壁指向所述顶壁的方向，所述第一表面不超出所述第二部分的面向所述电池单体内部的一侧。
通过该种布置形式，底壁与泄压件的组装体的最大外尺寸不会超出泄压件的最大外尺寸，从而在电池单体的内部有更多的空间布置电极组件，提高了电池单体的能量密度。
根据本申请的一些实施例，所述顶壁和所述侧壁一体成型，所述底壁和所述侧壁分体设置。
通过该种布置形式，底壁和侧壁一体成型且构造成具有开口的壳体，底壁与泄压件组装为一体，再与侧壁连接，简化了泄压件与底壁的组装过程，降低了电池单体的制造成本。
根据本申请的一些实施例，所述电池单体还包括：电极端子，所述电极端子设置于所述底壁。
通过该种布置形式，电极端子设置于底壁，电极端子用于将电池单体的电能引出至电池单体的外部。
本申请第二方面实施例提出一种电池，包括本申请第一方面实施例提出的电池单体。
由于本申请第一方面实施例提出的电池单体的特性，本申请第二方面实施例的电池也具备较好的安全性能。
本申请第三方面实施例提出一种用电装置，包括本申请第二方面实施例提出的电池，所述电池用于提供电能。
由于本申请第一方面实施例提出的电池单体的特性，本申请第三方面实施例的用电装置也具备较好的安全性能。
本申请第四方面实施例提出一种电池单体的制造方法，包括：
提供外壳，所述外壳包括顶壁、侧壁和底壁，所述顶壁和所述底壁相对设置，所述侧壁连接所述顶壁和所述底壁；
提供泄压件，所述泄压件被配置为在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体内部的压力，所述泄压件具有第一表面，所述第一表面被配置为将电解液向所述泄压件的周边引导；
将所述泄压件设置于所述底壁，使所述第一表面面向所述电池单体内部设置。
本申请第五方面实施例提出一种电池单体的制造设备，包括：
第一提供装置，用于提供外壳，所述外壳包括顶壁、侧壁和底壁，所述顶壁和所述底壁相对设置，所述侧壁连接所述顶壁和所述底壁；
第二提供装置，用于提供泄压件，所述泄压件被配置为在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体内部的压力，所述泄压件具有第一表面，所述第一表面被配置为将电解液向所述泄压件的周边引导；
组装模块，用于将所述泄压件设置于所述底壁，使所述第一表面面向所述电池单体内部设置。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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示出的是本申请一实施例中的一种车辆的简易示意图；
图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图；
图3示出的是本申请一些实施例的电池单体的爆炸图；
图4示出的是本申请的一些实施例的电池单体10的一种形式的端盖组件的剖面图(未示出第一绝缘件)；
图5示出的是图4中A处的局部放大图；
图6示出的是本申请的一些实施例的电池单体10的另一种形式的端盖组件的剖面图(未示出第一绝缘件)；
图7示出的是图6中B处的局部放大图；
图8示出的是本申请的一些实施例的电池单体的端盖组件的一种视角的结构示意图(未示出第一绝缘件)；
图9示出的是本申请的一些实施例的电池单体的底壁的结构示意图；
图10示出的是本申请的一些实施例的电池单体的制造方法的示意图；
图11示出的是本申请的一些实施例的一种电池单体的制造设备的结构示意图；
上述附图未按比例提供。
图标：1000-车辆；100-电池；10-电池单体；11-外壳；111-底壁；1111-第一侧；1112-第二侧；1113-泄压孔；1114-第二表面；1115-沉槽；1116-第一部分；1117-第二部分；1118-凹部；1119-第三表面；112-侧壁；113-顶壁；114-环形凸起；1141-端面；1142-环形凹槽；12-电极组件；121-主体；122-第一极耳；123-第二极耳；13-电极端子；14-集流构件；15-泄压件；151-第一表面；1511-第一边缘；1512-第二边缘；1513-周向边缘；1514-曲面中心；16-第一绝缘件；17-保护膜；20-箱体；21-第一箱体；22-第二箱体；200-控制器；300-马达；2000-电池单体的制造设备；2100-第一提供装置；2200-第二提供装置；2300-组装模块。
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他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请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；本申请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上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
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。
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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，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。电池单体一般按封装的方式分成三种：圆柱电池单体、方形电池单体和软包电池单体。
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。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。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。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正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作负极极耳。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。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)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。
电池单体还包括泄压件，泄压件在电池单体内部压力达到阈值时致动。阈值设计根据设计需求不同而不同。阈值可能取决于电池单体的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压件可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造，即，当电池单体的内部压力或温度达到阈值时，泄压件执行动作或者泄压件中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。
本申请中所提到的“致动”是指泄压件产生动作或被激活至一定的形态，从而使得电池单体的内部压力及温度得以被泄放。泄压件产生的动作可以包括但不限于：泄压件中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压件在致动时，电池单体的内部的高温高压物质作为排放物会从开启的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体发生泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。
电池单体还包括集流构件，集流构件用于将电池单体的极耳和电极端子电连接，以将电能从电极组件输送至电极端子，经电极端子输送至电池单体的外部；多个电池单体之间通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体的串联、并联或者混联。
相关技术中，泄压部在电池单体内部压力达到阈值时致动以释放电池单体内部的温度或者压力。由于高温高压的气体从泄压部处向外喷射，很容易进入乘客舱，烫伤乘客以及引起火灾。为了提高电池单体的安全性能，目前存在一种倒置使用电池单体，使泄压部位于电池单体的底部，当泄压部致动时，高温高压的气体朝向下侧喷射，不会对乘客舱造成伤害。
发明人经研究发现，电池单体在使用过程中，电池单体的内部可能会有游离的电解液，电解液积存于电池单体的内部，当电极组件与外壳之间短接时，会对外壳以及与外壳导电连接且积存有电解液部位造成电化学腐蚀，导致这些部位漏液。当电池单体倒置使用时，泄压件位于电池单体的底部，且泄压件的厚度小于外壳的厚度，在存在电化学腐蚀的情况下可能会最先渗漏，导致电池单体提前失效。
基于上述思路，本申请提出一种新的技术方案，在电池倒置使用过程中引导电解液向泄压件的周边流动，避免电解液积存于泄压件，避免泄压件由于电化学腐蚀发生渗漏，进而提高了电池单体的安全性能，保障了电池单体的使用寿命。
可以理解的是，本申请实施例描述的电池单体可以直接对用电装置供电，也可以通过并联或者串联的方式形成电池模块或者电池，以电池100模块或者电池的形式对各种用电装置供电。
可以理解的是，本申请实施例中描述的使用电池单体、电池模块或者电池所适用的用电装置可以为多种形式，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、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、电动汽车玩具、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。
本申请的实施例描述的电池单体、电池模块或者电池不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置，还可以适用于所有使用电池单体、电池模块以及电池的用电装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。
图1示出的是本申请一实施例中的一种车辆的简易示意图；图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图。
如图1所示，车辆1000的内部设置有电池100、控制器200和马达300，例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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。
在本申请的一些实施例中，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。控制器200用来控制电池100为马达300的供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在其他实施例中，电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
其中，本申请的实施例所提到的电池100是指包括一个或多个电池单体10以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。其中，多个电池单体10之间可以串联、并联或者混联直接组成电池100，混联指的是，多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10也可以先串联、并联或者混联组成电池模块，多个电池模块再串联、并联或者混联组成电池100。
如图2所示，电池100包括多个电池单体10和箱体20，多个电池单体10放置于箱体20内。箱体20包括第一箱体21和第二箱体22，第一箱体21和第二箱体22相互盖合后形成电池腔，多个电池模块放置于电池100腔内。其中，第一箱体21和第二箱体22的形状可以根据多个电池模块组合的形状而定，第一箱体21和第二箱体22可以均具有一个开口。例如，第一箱体21和第二箱体22均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一箱体21和第二箱体22的开口相对设置，并且第一箱体21和第二箱体22相互扣合形成具有封闭腔室的箱体20。多个电池单体10相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体21和第二箱体22扣合后形成的箱体20内。
图3示出的是本申请一些实施例的电池单体的爆炸图。
如图3所示，电池单体10包括外壳11、电极组件12、电极端子13、集流构件14、泄压件15(请参照图5)和第一绝缘件16。
外壳11包括壳体和端盖，壳体设有开口，端盖覆盖开口以将电极组件12封闭于壳体的内部。具体而言，外壳11包括底壁111、侧壁112和顶壁113，侧壁112和顶壁113相对设置，侧壁112围设在底壁111的周围，侧壁112连接顶壁113和底壁111，电极组件12设置于外壳11的内部，底壁111和顶壁113中的至少一者设有电极引出孔，电极端子13绝缘安装于电极引出孔。
在本申请的一些实施例中，顶壁113和侧壁112一体成型并形成壳体，壳体的一端具有开口，底壁111与侧壁112分体设置，底壁111构造成端盖，底壁111覆盖壳体的开口以将电极组件12封闭于壳体的内部。底壁111设有两个电极引出孔，电极端子13的数量为两个，两个电极端子13均设置于底壁111，以将电能引出电池单体10的外部。泄压件15设置于底壁111，泄压件15被配置为在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放电池单体10内部的压力，底壁111、底壁111上设置的电极端子13和泄压件15等部件以及第一绝缘件16共同构造成端盖组件。
在其他实施例中，也可以是底壁111和侧壁112一体成型并形成壳体，壳体的一端具有开口，顶壁113与侧壁112分体设置，顶壁113构造成端盖，两个电极端子13均设置于顶壁113，顶壁113、顶壁113上设置的电极端子13等部件共同构造成端盖组件。
壳体可以为六面体形，也可以为圆柱形或者椭圆柱形。壳体可由金属材料制成，诸如铝、铝合金或者镀镍钢。端盖为板状结构，端盖的尺寸和形状与壳体的开口匹配，端盖固定于壳体的开口，从而将电极组件12和电解液封闭于壳体的容纳腔。端盖采用金属材料制成，例如铝、钢等材料。
在本申请的一些实施例中，壳体可以为六面体，端盖为正方形或者长方形板状结构。
具体而言，壳体的长度方向沿第一方向X延伸，宽度方向沿第二方形Y延伸，高度方向沿第三方向Z延伸。端盖的形状与壳体的开口匹配，端盖的长度方向沿第一方向X延伸，宽度方向沿第二方向Y延伸，厚度方向沿第三方向Z延伸。
在其他实施例中，壳体也可以为圆柱体或者椭圆柱体，端盖为圆板或者椭圆板状结构。
电极组件12设置于外壳11内，电极组件12包括主体121、第一极耳122和第二极耳123。主体121包括正极极片、负极极片和隔离膜，隔离膜位于正极极片与负极极片之间，用于隔开正极极片与负极极片。第一极耳122和第二极耳123的极性相反，电极端子13设置有两个，两个电极端子13的极性相反，第一极耳122与同一极性的电极端子13通过一个集流构件14连接，第二极耳123与同一极性的电极端子13通过另一个电连接。第一极耳122和第二极耳123中，第一极耳122为正极极耳，第二极耳123为负极极耳，与第一极耳122对应的集流构件14的材料为铝，与第二极耳123对应的集流构件14的材料为铜。
在本申请的一些实施例中，第一绝缘件16设置于底壁111与电极组件12之间，用于绝缘隔离底壁111与电极组件12。例如，第一绝缘件16为下塑胶，第一绝缘件16与底壁111连接，并绝缘隔离集流构件14与底壁111，且第一绝缘件16具有过孔，以使底壁111的泄压件15与电极组件12气体连通，在电池单体10内部发生热失控时，电池单体10内部的高温高压气体能够顺利致动泄压件15。在其他实施例中，第一绝缘件16也可以设置于顶壁113与电极组件12之间，用于绝缘隔离顶壁113与电极组件12。
图4示出的是本申请的一些实施例的电池单体10的一种形式的端盖组件的剖面图(未示出第一绝缘件)；图5示出的是图4中A处的局部放大图；
图6示出的是本申请的一些实施例的电池单体10的另一种形式的端盖组件的剖面图(未示出第一绝缘件)；图7示出的是图6中B处的局部放大图。
如图3所示，本申请的一些实施例提出一种电池单体10，包括外壳11和泄压件15。外壳11包括顶壁113、侧壁112和底壁111，顶壁113和底壁111相对设置，侧壁112连接顶壁113和底壁111。泄压件15设置于底壁111，泄压件15被配置为在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放电池单体10内部的压力。如图4、图5、图6和图7所示，泄压件15具有面向电池单体10内部的第一表面151，第一表面151被配置为将电解液向泄压件15的周边引导。
可以理解的是，底壁111位于电池单体10的底部，泄压件15设置于电池单体10的底部，顶壁113位于电池单体10的顶部，底壁111与顶壁113沿着第三方向Z相对设置，电极组件12设置于底壁111与顶壁113之间。当电池单体10倒置使用时，第三方向Z沿重力方向延伸，泄压件15的第一表面151朝上设置，在重力的作用下，电解液向泄压件15的周边流动，从而不会积存于泄压件15上。
具体而言，沿着底壁111的厚度方向(即第三方向Z)，底壁111的面向电池单体10内部的一侧具有第二表面1114，沿着XY方向，泄压件15的投影轮廓落入第二表面1114的投影轮廓。当电池单体10倒置使用时，泄压件15的第一表面151位于底壁111的第二表面1114的上侧，第一表面151引导电解液向泄压件15的周边引导，从泄压件15的周边流动至底壁111的第二表面1114。
可以理解的是，泄压件15为金属材质的薄片结构，泄压件15的厚度小于外壳11的厚度，在电池单体10的内部压力或者温度达到阈值时先于外壳11破裂，以泄放电池单体10内部的压力。泄压件15可以为等厚度的薄片结构，泄压件15的厚度与预设的致动压力或者温度对应；泄压件15上也可以具有薄弱结构，在电池单体10内部的压力或者温度达到阈值时，薄弱结构先于泄压件15的其余位置破裂，以释放电池单体10内部的压力。
泄压件15可以是与底壁111一体成型的部件，也可以在底壁111上设置泄压孔1113，泄压件15与底壁111分体设置且以焊接的形式连接，泄压件15覆盖泄压孔1113。泄压件15可以设置于底壁111的中部，并位于两个电极端子13之间；泄压件15也可以设置于底壁111的其他位置。泄压件15的形状可以为圆形、椭圆形或者方形的薄片结构，也可以为其他形状的薄片结构。
泄压件15的第一表面151实现引导电解液向泄压件15的周边流动的实施方式有多种。例如，第一表面151可以大致为平面，引导电解液从泄压件15的一侧向另一侧流动；例如，第一表面151可以为曲面，引导电解液从泄压件15的中部向周边流动。
本申请实施例的电池单体10中，泄压件15具有面向电池单体10内部的第一表面151，当电池单体10倒置使用时，泄压件15的第一表面151能够引导电解液向泄压件15的周边扩散，并积存于电池单体10的其他部位。由于电解液没有积存于泄压件15的第一表面151，不会腐蚀泄压件15而导致电池单体10提前漏液，从而提高了电池单体10的安全性能和有效使用寿命。
在本申请的一些实施例中，第一表面151为相对于底壁111的厚度方向倾斜设置的斜面。
具体而言，底壁111的厚度方向沿第三方向Z延伸，第一表面151为平面，第一表面151的法向与第三方向倾斜设置。
第一表面151可以沿着底壁111的长度方向(即第一方向X)倾斜设置，也可以沿着底壁111的宽度方向(即第二方向Y)或者其他方向倾斜设置。
例如，如图4和图5所示，在本申请的一些实施例中，沿着第一方向X，第一表面151的相对设置的两个边缘分别为第一边缘1511和第二边缘1512，第一表面151与第二表面1114之间的间距由第一边缘1511朝向第二边缘1512的方向逐渐变小。在电池单体10倒置使用时，第一边缘1511位于第二边缘1512的上侧，电解液在重力作用下由第一表面151的第一边缘1511向第二边缘1512流动。在其他实施例中，第一表面151与第二表面1114之间的间距也可以沿着第二方向Y由一侧边缘向另一侧边缘逐渐变小，电解液在重力作用下沿着第二方向Y由第一表面151的一侧边缘向另一侧边缘流动。
在上述方案中，在电池单体10倒置使用时，底壁111的厚度方向沿重力方向延伸，第一表面151的第一边缘1511高于第二边缘1512，能够引导电解液由第一表面151的高侧边缘向低侧边缘流动，避免电解液积存于泄压件15的第一表面151。
在本申请的一些实施例中，第一表面151为朝向电池单体10内部凸出的曲面。
具体而言，如图6和图7所示，底壁111的厚度方向沿第三方向Z延伸，第一表面151包括曲面中心1514和周向边缘1513，周向边缘1513围绕曲面中心1514设置。当电池单体10倒置使用时，曲面中心1514高于周向边缘1513，电解液在重力作用下由曲面中心1514向周向边缘1513流动。
曲面中心1514可以与绝缘件的几何中心沿着第三方向Z对齐设置，以引导电解液周向均匀地向周向边缘1513流动；曲面中心1514也可以与第一表面151的几何中心沿着第三方向Z错开设置，以避让电池单体10内部的其他部件，合理利用电池单体10内部的空间。
在上述方案中，在电池单体10倒置使用时，底壁111位于电池单体10的底部，第一表面151为向上凸出的曲面，能够引导电解液由第一表面151的曲面中心1514向周向边缘1513流动，避免电解液积存于泄压件15的第一表面151。
如图4和图5所示，在本申请的一些实施例中，底壁111上设置有泄压孔1113，泄压件15从底壁111的面向电池单体10内部的一侧覆盖泄压孔1113。
沿着底壁111的厚度方向(即第三方向Z)，底壁111的相对的两侧分别为第一侧1111和第二侧1112，其中底壁111的第一侧1111为面向电池单体10内部的一侧，第二侧1112为背离电池单体10内部的一侧。
在XY平面上，泄压孔1113的投影轮廓位于底壁111的第二表面1114的投影轮廓的内部，泄压件15的边缘与底壁111的第二表面1114直接或者间接连接，以从底壁111的第一侧1111覆盖泄压孔1113。
泄压件15的边缘可以直接与底壁111的第二表面1114连接，泄压件15的边缘与底壁111的第二表面1114平齐设置；底壁111也可以具有凸台结构(例如下述的环形凸台)，泄压件15设置于凸台结构的端部，以使泄压件15的边缘相对于第二表面1114更靠近电池单体10的内部，以使电池单体10倒置使用时第一表面151的边缘与第二表面1114之间具有高度差，避免电解液积存于第一表面151的边缘。
在上述方案中，泄压件15设置于底壁111的面向电池单体10的内部的一侧，能够降低泄压件15与外部的异物接触而导致破损的可能性。
如图5所示，在本申请的一些实施例中，底壁111的面向电池单体10内部的一侧形成有环形凸起114，环形凸起114环绕泄压孔1113设置，泄压件15的边缘连接于环形凸起114。
具体而言，环形凸起114设置于底壁111的第一侧1111，沿着环形凸起114的轴线方向，环形凸起114的一端与底壁111的第二表面1114连接，另一端具有端面1141，泄压孔1113沿着环形凸起114的轴线方向贯穿环形凸起114和底壁111。
泄压孔1113的中心轴线与环形凸起114的中心轴线可以重合设置，泄压孔1113的中心轴线与环形凸起114的中心轴线也可以平行并排设置，或者倾斜设置。环形凸起114的中心轴线可以与底壁111的厚度方向(即第三方向Z)平行，也可以与底壁111的厚度方向倾斜设置。环形凸起114与底壁111可以为一体成型的结构，环形凸起114与底壁111也可以分体设置，以焊接或者粘接的形式组装为一体。环形凸起114可以为圆柱形或者椭圆柱形的凸起，也可以为方柱形的凸起或者其他形状的凸起。
基于“第一表面151为平面”的实施形式，环形凸起114的端面1141与第二表面1114可以平行设置，泄压件15的边缘连接于环形凸起114的端面1141，通过控制泄压件15的厚度变化来实现第一表面151与第二表面1114的间距变化，以引导电解液向泄压件15的周边流动。环形凸起114的端面1141也可以与第二表面1114倾斜设置，通过端面1141与第二表面1114的倾斜角度来实现第一表面151与第二表面1114倾斜设置。
在上述方案中，当电池单体10倒置使用时，环形凸起114向上凸出于底壁111，泄压件15的边缘连接于环形凸起114且覆盖泄压孔1113，不仅能够实现第一表面151位于底壁111的上侧，避免电解液浸没至泄压件15的第一表面151，还能够实现将泄压件15设置于底壁111的第一侧1111，提高电池单体10的安全性能。
如图5所示，在本申请的一些实施例中，环形凸起114的端面1141上设置有环形凹槽1142，所述环形凹槽1142围绕泄压孔1113设置，泄压件15的边缘设置于环形凹槽1142内。
具体而言，环形凹槽1142由环形凸起114的端面1141凹陷形成，环形凹槽1142的形状与泄压件15的边缘轮廓匹配，环形凹槽1142用于容纳泄压件15，以使泄压件15从底壁111的第一侧1111覆盖泄压孔1113。
环形凹槽1142的中心轴线与泄压孔1113的中心轴线可以重合，以使泄压件15居中覆盖泄压孔1113；环形凹槽1142的中心轴线与泄压孔1113的中心轴线也可以错开设置。环形凹槽1142的深度可以等于泄压件15的边缘的厚度，以使泄压件15安装于环形凸起114的端面1141以后不会额外增加环形凸起114的高度；环形凹槽1142的深度也可以大于泄压件15的边缘的厚度，在容纳泄压件15的同时也容纳泄压件15与底壁111焊接时的焊印凸起。
在上述方案中，不仅能够降低泄压件15凸出于环形凸起114的端面1141的程度，避免泄压件15过度占用电池单体10的内部空间，提高电池单体10的能量密度，还易于泄压件15安装于环形凸起114时进行定位。
在本申请的一些实施例中，环形凸起114的端面1141为相对于底壁111的厚度方向倾斜设置的斜面，泄压件15的边缘连接于环形凸起114的端面1141。
如图5所示，基于前述的“第一表面151为平面”的实施方式，泄压件15可以为等厚度的薄片结构，环形凸起114的端面1141与第一表面151平行设置；泄压件15也可以为非等厚度的薄片结构，环形凸起114的端面1141与第一表面151倾斜设置，以合理适应泄压件15的厚度变化，使第一表面151与第二表面1114之间的倾斜角度符合要求。
在上述方案中，在泄压件15的相同致动面积的情况下，泄压孔1113具有更小的孔径，从而能够降低泄压孔1113的孔径，降低由于布置泄压孔1113对底壁111的强度的影响。
如图5所示，在本申请的一些实施例中，电池单体10还包括保护膜17，保护膜17从底壁111的背离电池单体10内部的一侧覆盖泄压孔1113。
具体而言，保护膜17由底壁111的第二侧1112覆盖泄压孔1113。保护膜17可以为塑料膜，也可以为硅胶膜或者防水纸膜。保护膜17可以粘贴于底壁111，也可以使用环状的连接件与底壁111连接，以将保护膜17固定于底壁111。
保护膜17可以以多种实施形式覆盖泄压孔1113。在本申请的一些实施例中，底壁111的第二侧1112的与泄压孔1113对应的表面凹陷形成有沉槽1115，保护膜17设置于沉槽1115内，泄压孔1113的边缘凸出于沉槽1115的底面，保护膜17覆盖泄压孔1113的边缘，且容纳于沉槽1115内部。在其他实施例中，底壁111的第二侧1112的与泄压孔1113对应的表面可以为平面，保护膜17凸出于底壁111的第二侧1112。
在上述方案中，能够从电池单体10的外部防护异物进入泄压孔1113，从而避免外部的异物与泄压件15接触以导致泄压件15破损或划伤，还能够防止水分或者其他液体进入泄压孔1113以腐蚀泄压件15。
图8示出的是本申请的一些实施例的电池单体的端盖组件的一种视角的结构示意图(未示出第一绝缘件)；图9示出的是本申请的一些实施例的电池单体的底壁的结构示意图。
如图7、图8和图9所示，在本申请的一些实施例中，底壁111包括第一部分1116和第二部分1117，第二部分1117围绕第一部分1116设置，沿底壁111的厚度方向(即第三方向Z)，第一部分1116由第二部分1117朝向电池单体10外部的方向凸出，底壁111的面向电池单体10内部的一侧的与第一部分1116对应的位置形成有凹部1118，泄压件15设置于第一部分1116。
具体而言，底壁111的第二侧1112具有凸部，底壁111的第一侧1111的与凸部对应的位置形成凹部1118，第二表面1114为凹部1118的底面。当电池单体10倒置使用时，第二表面1114为底壁111的第一侧1111的最低表面，环形凸起114由第二表面1114向上凸出，另一端设置有泄压件15，第一表面151位于第二表面1114的上侧。当电池单体10内部具有游离的电解液时，电解液由第一表面151流动至泄压件15的边缘，并积存于凹部1118。
在上述方案中，泄压件15设置于底壁111的凹部1118，避免泄压件15挤占的电池单体10的内部空间，从而在电池单体10内部有更多的空间布置电极组件12，提高了电池单体10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，沿底壁111指向顶壁113的方向，第一表面151不超出第二部分1117的面向电池单体10内部的一侧。
如图6、图7和图9所示，具体而言，底壁111的第一侧1111还包括第三表面1119，第三表面1119为第二部分1117位于第一侧1111的表面，第三表面1119与侧壁112(如图3所示)连接。沿着底壁111指向顶壁113的方向，第一表面151不超出第三表面1119。当电池单体10倒置使用时，底壁111位于顶壁113的下侧，第三表面1119位于第一表面151的上侧。
在上述方案中，底壁111与泄压件15的组装体的最大外尺寸不会超出泄压件15的最大外尺寸，从而在电池单体10的内部有更多的空间布置电极组件12，提高了电池单体10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，顶壁113和侧壁112一体成型，底壁111和侧壁112分体设置。
在上述方案中，底壁111和侧壁112一体成型且构造成具有开口的壳体，底壁111与泄压件15组装为一体，再与侧壁112连接，简化了泄压件15与底壁111的组装过程，降低了电池单体10的制造成本。
在本申请的一些实施例中，电池单体10还包括：电极端子13，电极端子13设置于底壁111。
在上述方案中，电极端子13设置于底壁111，电极端子13用于将电池单体10的电能引出至电池单体10的外部。
本申请的一些实施例提出一种电池100，包括本申请的一些实施例提出的电池单体10。
由于本申请的一些实施例的电池单体10的特性，本申请的一些实施例的电池100也具备较好的安全性能。
本申请的一些实施例提出一种用电装置，包括本申请的一些实施例提出的电池100，电池100用于提供电能。
由于本申请的一些实施例提出的电池单体10的特性，本申请的一些实施例的用电装置也具备较好的安全性能。
图10示出的是本申请的一些实施例的一种电池单体的制造方法的示意图。
如图10所示，本申请的一些实施例提出一种电池单体的制造方法，包括：
S100：提供外壳11，外壳11包括顶壁113、侧壁112和底壁111，顶壁113和底壁111相对设置，侧壁112连接顶壁113和底壁111；
S200：提供泄压件15，泄压件15被配置为在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放电池单体10内部的压力，泄压件15具有第一表面151，第一表面151被配置为将电解液向泄压件15的周边引导；
S300：将泄压件15设置于底壁111，使第一表面151面向电池单体10内部设置。
图11示出的是本申请的一些实施例的一种电池单体的制造设备的结构示意图。
如图11所示，本申请的一些实施例提出一种电池单体的制造设备2000，包括：
第一提供装置2100，用于提供外壳11，外壳11包括顶壁113、侧壁112和底壁111，顶壁113和底壁111相对设置，侧壁112连接顶壁113和底壁111；
第二提供装置2200，用于提供泄压件15，泄压件15被配置为在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放电池单体10内部的压力，泄压件15具有第一表面151，第一表面151被配置为将电解液向泄压件15的周边引导；
组装模块2300，用于将泄压件15设置于底壁111，使第一表面151面向电池单体10内部设置。
如图1至图10所示，本申请的一些实施例提出一种电池单体10，包括外壳11、电极组件12、电极端子13、泄压件15和保护膜17，外壳11包括端盖和壳体，端盖为底壁111，壳体包括侧壁112和顶壁113，壳体具有开口，底壁111覆盖开口，以将电极组件12封闭于壳体的内部。其中，底壁111的第一侧设有环形凸起114，环形凸起114的端面1141设有环形凹槽1142，泄压件15的边缘焊接于环形凹槽1142。泄压件15可以倾斜设置，也可以为向电池单体10内部凸出的形状。在电池单体10倒置使用时，泄压件15的面向电池单体10内部的表面为第一表面151，在重力作用下，第一表面151可以引导电解液向泄压件15的边缘流动，从而不会积存于泄压件15的表面。
本申请实施例的电池单体10中，泄压件15倾斜焊接于底壁111，或者设计为中部向上凸出的形状，均能够避免泄压件15长时间浸泡在电解液中，从而不必可以增加泄压件15的厚度以及泄压件15的薄弱结构的厚度即可以延长电化学腐蚀导致泄压件15漏液所需要的时间，使电池单体10的安全性能和使用寿命均得到提高。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。
以上所述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 (16)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳包括顶壁、侧壁和底壁，所述顶壁和所述底壁相对设置，所述侧壁连接所述顶壁和所述底壁；
泄压件，设置于所述底壁，所述泄压件被配置为在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体内部的压力；
其中，所述泄压件具有面向所述电池单体内部的第一表面，所述第一表面被配置为将电解液向所述泄压件的周边引导。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一表面为相对于所述底壁的厚度方向倾斜设置的斜面。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一表面为朝向所述电池单体内部凸出的曲面。
4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述底壁上设置有泄压孔，所述泄压件从所述底壁的面向所述电池单体内部的一侧覆盖所述泄压孔。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述底壁的面向所述电池单体内部的一侧形成有环形凸起，所述环形凸起环绕所述泄压孔设置，所述泄压件的边缘连接于所述环形凸起。
6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述环形凸起的端面上设置有环形凹槽，所述环形凹槽围绕所述泄压孔设置，所述泄压件的边缘设置于所述环形凹槽内。
7.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述环形凸起的端面为相对于所述底壁的厚度方向倾斜设置的斜面，所述泄压件的边缘连接于所述环形凸起的端面。
8.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：
保护膜，所述保护膜从所述底壁的背离所述电池单体内部的一侧覆盖所述泄压孔。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其特征在于，所述底壁包括第一部分和第二部分，所述第二部分围绕所述第一部分设置，沿所述底壁的厚度方向，所述第一部分由所述第二部分朝向所述电池单体外部的方向凸出，所述底壁的面向所述电池单体内部的一侧的与所述第一部分对应的位置形成有凹部，所述泄压件设置于所述第一部分。
10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，沿所述底壁指向所述顶壁的方向，所述第一表面不超出所述第二部分的面向所述电池单体内部的一侧。
11.根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其特征在于，所述顶壁和所述侧壁一体成型，所述底壁和所述侧壁分体设置。
12.根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：
电极端子，所述电极端子设置于所述底壁。
13.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的电池单体。
14.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池，所述电池用于提供电能。
15.一种电池单体的制造方法，其特征在于，包括：
提供外壳，所述外壳包括顶壁、侧壁和底壁，所述顶壁和所述底壁相对设置，所述侧壁连接所述顶壁和所述底壁；
提供泄压件，所述泄压件被配置为在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体内部的压力，所述泄压件具有第一表面，所述第一表面被配置为将电解液向所述泄压件的周边引导；
将所述泄压件设置于所述底壁，使所述第一表面面向所述电池单体内部设置。
16.一种电池单体的制造设备，其特征在于，包括：
第一提供装置，用于提供外壳，所述外壳包括顶壁、侧壁和底壁，所述顶壁和所述底壁相对设置，所述侧壁连接所述顶壁和所述底壁；
第二提供装置，用于提供泄压件，所述泄压件被配置为在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体内部的压力，所述泄压件具有第一表面，所述第一表面被配置为将电解液向所述泄压件的周边引导；
组装模块，用于将所述泄压件设置于所述底壁，使所述第一表面面向所述电池单体内部设置。
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