CN116250128A - 电池单体、电池、用电装置以及制备电池单体的方法 - Google Patents

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CN116250128A CN202180064520.7A CN202180064520A CN116250128A CN 116250128 A CN116250128 A CN 116250128A CN 202180064520 A CN202180064520 A CN 202180064520A CN 116250128 A CN116250128 A CN 116250128A
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朱琳琳
方堃
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Abstract

本申请的实施例提供了一种电池单体，包括：壳体，沿第一方向的两端设有开口；第一端盖和第二端盖，分别用于封闭壳体两端的开口，并均与壳体连接；连接件，设置于壳体内，用于连接第一端盖或者用于连接第一端盖和第二端盖，其中，电池单体在第一方向的两端设有薄弱结构，连接件与第一端盖的连接力大于连接件与第二端盖的连接力，并且连接件与第一端盖的连接位置位于薄弱结构围绕的区域内。本申请的技术方案，通过不同地设置连接件与第一端盖和第二端盖的连接力，使得第二端盖侧的薄弱结构更容易形成泄压通道或开口。从而在电池单体组成构件结构相同的情况下，即，在制造时不必区分来料，就可以控制泄压方向，从而提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

电池单体、电池、用电装置以及制备电池单体的方法 技术领域
本申请实施例涉及电池领域，并且更具体地，涉及一种电池单体、电池、用电装置以及制备电池单体的方法。
背景技术
随着节能减排的深入，电池广泛应用于汽车等领域。对电池而言，除性能参数外，安全也是一个不可忽视的问题。
现有的电池单体一般设有作为泄压机构的薄弱结构，当电池单体内部的温度或压力达到阈值时，薄弱结构破裂，形成开口或通道，气体压力及温度通过该开口或通道释放，从而避免电池单体发生爆炸。
为控制电池单体的泄压方向，需要在电池单体的特定位置设置薄弱结构，如仅在电池单体的一对端盖中的一个端盖上设置薄弱结构，。由于系统中相邻电池单体需采用串联结构，因此若要控制相邻电池单体不相对泄压，相邻的两个电池单体薄弱结构设置不同的正负极端盖上，造成相邻两个电池单体的正负极端盖不同，增加物料成本且在制造时需要区分来料，进而影响生产制造效率。
发明内容
本申请提供一种电池单体、电池、用电装置以及制备电池单体的方法，能够在不区分电池单体组成构件来料的情况下，实现对泄压方向的控制。
第一方面，提供了一种电池单体，包括：壳体，沿第一方向的两端设有开口；第一端盖和第二端盖，分别用于封闭所述壳体两端的所述开口，并均与所述壳体连接；连接件，设置于所述壳体内，用于连接所述第一端盖或者用于连接第一端盖和第二端盖，其中，所述电池单体在所述第一方向的两端设有薄弱结构，所述连接件与所述第一端盖的连接力大于所述连接件与第二端盖的连接力，并且所述连接件与所述第一端盖的连接位置位于所述薄弱结构围绕的区域内。
本申请实施例的技术方案，通过将连接件与第一端盖的连接力设置为大于连接件与第二端盖的连接力，使得在第二端盖侧的薄弱结构更容易形成泄压通道或开口。因此，在电池单体组成构件结构相同的情况下，即，在制造 时不必区分来料，就可以控制泄压方向，从而提高了生产效率，降低了生产成本。
在一些实施例中，所述连接件与所述第一端盖的连接方式和所述连接件与所述第二端盖的连接方式不同。
在一些实施例中，所述连接件与所述第一端盖螺纹连接或粘接或卡接，所述连接件与所述第二端盖过盈配合。由此，通过区别设置连接件与第一端盖和第二端盖的连接方式，实现不同地设置连接件与第一端盖和第二端盖的连接力的目的。
在一些实施例中，所述连接件与所述第一端盖连接，所述连接件与所述第二端盖不连接。由此，连接件与第二端盖间没有连接力，更易在第二端盖侧形成泄压通道或开口。
在一些实施例中，所述连接件的长度小于所述第一端盖和所述第二端盖间的最小距离，使得所述连接件与所述第二端盖不连接且不接触。这样，不必区分连接件两端的结构，通过缩小连接件的尺寸就可以使连接件仅与第一端盖连接，从而进一步提高了生产效率，降低了生产制造成本。此外，也可以从结构上避免装配错误。
在一些实施例中，所述电池单体还包括容纳于所述壳体内的电极组件，至少部分所述连接件容纳于所述电极组件，所述连接件沿所述第一方向朝向所述第一端盖伸出所述电极组件，以与所述第一端盖连接。在一些实施例中，所述第一端盖的朝向所述连接件的面上形成有容纳部，用于容纳所述连接件伸出所述电极组件的至少一部分，所述容纳部与所述连接件伸出所述电极组件的部分螺纹连接或卡接。由此，连接件通过螺接、卡接等方式向第一端盖提供连接力。
在一些实施例中，所述第一端盖的结构和第二端盖的结构相同。
在一些实施例中，所述连接件与所述第一端盖和/或第二端盖接触的部分为绝缘材质。由此，可以避免连接件导致电池单体的正负极短路。
在一些实施例中，所述电池单体还包括容纳于所述壳体内的电极组件，所述电极组件中心形成有容纳孔，所述连接件设于所述容纳孔内。在一些实施例中，所述电池单体还包括容纳于所述壳体内的电极组件，所述连接件与所述电极组件固定连接，以限制所述连接件在所述第一方向的位移。在一些 实施例中，所述连接件与所述电极组件过盈配合。由此，连接件通过与电极组件的固定连接，向第一端盖和/或第二端盖提供连接力。
在一些实施例中，所述薄弱结构设置于所述第一端盖和第二端盖，或所述壳体与第一端盖连接的连接部以及所述壳体与第二端盖连接的连接部。在一些实施例中，当所述薄弱结构设置于所述壳体与第一端盖连接的连接部以及所述壳体与第二端盖连接的连接部时，所述连接部设置为C形并且沿所述第一方向设置于所述壳体两端，所述壳体两端的C形连接部分别夹持所述第一端盖和所述第二端盖。如此设置的薄弱结构可以与连接件配合，实现连接力小的一侧的薄弱结构更易形成泄压的通道或开口，从而实现控制泄压方向的目的。
第二方面，提供了一种电池，包括多个第一方面的电池单体。
第三方面，提供了一种用电装置，包括第二方面的电池。
第四方面，提供了一种制备电池单体的方法，包括：提供壳体，所述壳体沿第一方向的两端设有开口，提供第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖分别用于封闭所述壳体两端的所述开口，并均与所述壳体连接；以及提供连接件，所述连接件设置于所述壳体内，用于连接所述第一端盖或者用于连接所述第一端盖和第二端盖，其中，所述电池单体在所述第一方向的两端设有薄弱结构，所述连接件与所述第一端盖的连接力大于所述连接件与第二端盖的连接力，并且所述连接件与所述第一端盖的连接位置位于所述薄弱结构围绕的区域内。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为根据本申请的一些实施例的车辆的示意图；
图2为根据本申请的一些实施例的电池的结构示意图；
图3为根据本申请的一些实施例的电池单体的分解图；
图4为根据本申请的一些实施例的电池单体的示意图；
图5为根据本申请的一些实施例的电池单体的剖视图；
图6为根据本申请的一些实施例的电池单体的薄弱结构的正视图；
图7为根据本申请的一些实施例的电池单体的薄弱结构的正视图；
图8为根据本申请的一些实施例的电池单体的薄弱结构的剖视图；
图9为根据本申请的一些实施例的电池单体的薄弱结构的剖视图；
图10为根据本申请的一些实施例的电池单体的示意图；
图11为根据本申请的一些实施例的电池单体的连接件和端盖卡接的结构示意图；
图12为根据本申请的一些实施例的制备电池单体的方法的示意性流程图。
具体实施例
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”以及它们的任何变形，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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中出现的“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)。
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，下文中将主要以锂离子电池为例来描述本申请的构思。应当理解的是，其他任意适当类型的可充电电池都是适用的。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
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，未涂覆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，未涂覆正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳，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。极耳通过转接构件或直接与电池单体的正电极端子和负电极端子相连接。正极极片和负极极片之间设置有隔离膜以形成具有三层材料的薄膜结构。该薄膜结构一般通过卷绕或者叠置的方式制成所需形状的电极组件。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性。
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 离膜材料以及泄压机构。开关元件是指电池单体内的温度或者电阻达到一定阈值时而能够使电池停止充电或者放电的元件。隔离膜用于隔离正极片和负极片，可以在温度上升到一定数值时自动溶解掉附着在其上的微米级(甚至纳米级)微孔，从而使金属离子不能在隔离膜上通过，终止电池单体的内部反应。
泄压机构是指电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构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元件构造，即，当电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时，泄压机构执行动作或者泄压机构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，电池单体的内部的高温高压物质作为排放物会从形成的开口或通道向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。
本申请中所提到的来自电池单体的排放物包括但不限于：电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰，等等。
在包含多个电池单体的电池内，为避免电池单体泄压时，高温高压排出物排出至相邻的其他电池单体，造成相邻的其他电池单体失效，通常在相邻电池单体间设置隔板。但对于相邻电池单体之间不存在其他构件(参见图2)，或仅存在汇流部件的情况，需要控制电池单体的泄压方向，以使排出物质尽量远离相邻的其他电池单体。为此，通常仅在电池单体的特定位置设置薄弱结构，如仅在电池单体的一个端盖设置薄弱结构，由于系统中相邻电池单体需采用串联结构，因此若要控制相邻电池单体不相对泄压，相邻的两个电池单体薄弱结构设置不同的正负极端盖上，造成相邻两个电池单体的正负极端盖不同，增加物料成本且在制造时需要区分来料，进而影响生产制造效率。鉴于此，本申请提供了一种技术方案，通过设置连接件与一对端盖之间连接力的不同，使得在制造时不需要区分电池单体组成构件的来料，就可以控制电池单体的泄压方向。
以下，参照附图，详细地说明用于实施本发明的方式。应理解，本申请 实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
图1为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，车辆1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1的内部可以设置马达40，控制器30以及电池10，控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1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10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。可选地，多个电池单体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。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。
图2为本申请一个实施例的电池10的结构示意图，电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体11，箱体11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，箱体11可以包括两部分，这里分别称为第一部分111和第二部分112，第一部分111和第二部分112扣合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定。第一部分111和第二部分112可以均具有一个开口。例如，第一部分111和第二部分112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111的开口和第二部分112的开口相对设置，并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。第一部分111也可形成为板状结构，并且第二部分112形成为中空长方体且仅具有一个开口面，第一部分111封闭第二部分112的开口面，以形成封闭的箱体。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于上盖111和箱壳112扣合后形成的箱体内。
如图2所示，多个电池单体20可以形成在第一方向X和垂直于第一方 向X的方向(Y方向)排列的电池单体矩阵。在第一方向X上，多个电池单体20以并排的方式排列，即，多个电池单体20互相平齐排列。在Y方向上，多个电池单体20以首尾相接的方式排列，即，沿Y方向相邻的两个电池单体20对置。为避免失效的电池单体影响相邻的其他电池单体20，例如电池单体20泄压时，直接将高温高压排出物排出至相邻的其他电池单体20，通常在相邻电池单体20间设置隔板。但对于相邻电池单体20之间不存在其他构件(参见图2)，或仅存在汇流部件的情况，需要控制电池单体20的泄压方向，以使排出物质尽量远离相邻的其他电池单体20。
电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20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20的电极引出部实现电池单体20之间的电连接。此外，也可省略电极引出部间的汇流部件，采用直接焊接(例如，激光焊接)电极引出部的方式，实现电池单体20间的电连接。电极引出部指的是将壳体内电极组件的电能引出的部件，可以指后文中的电极端子或作为电池单体20电能输出的端盖或壳体。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体11而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。
图3示意性地示出一般电池单体20的内部结构。壳体211，沿第一方向X的两端设有开口。第一端盖212和第二端盖213分别封闭壳体211两端的开口，并均与壳体211连接。可以采用焊接的方式连接壳体211和第一端盖212以及第二端盖213，也可以在壳体211沿第一方向X的两端设置C形连接部，壳体211两端的C形连接部分别夹持第一端盖212和第二端盖213，以实现壳体211和第一端盖212以及第二端盖213的连接。C形连接部可以通过以下方式形成：例如，在壳体211沿第一方向X的两端滚边，形成C形连接部的下缘用于支撑端盖，将端盖置于此支撑面(C形连接部的下缘)，然后将壳体211翻折并扣合于端盖，从而形成C形连接部用以夹持端盖。壳体211和第一端盖212以及第二端盖213构成电池单体20的外壳。壳体211内填充有电解质，例如电解液。电极组件22，容纳于壳体211内。根据实际使用需求，电极组件22可设置为单个或多个。多个电极组件22可以采用层叠或卷绕的方式组合。壳体211根据一个或多个电极组件22组合后的形状，可以形成为长方体或正方体或圆柱体。本申请中以壳体211为圆柱体示意。
电池单体20还可以包括两个电极端子214(即，正电极端子和负电极端子)，每个电极端子214各对应设置一个转接构件23，或者也可以称为集流构件，其位于端盖212，213与电极组件22之间，用于电连接电极组件22和电极端子214。也可以省略转接构件23，通过抵接、焊接或导热胶粘的方式直接电连接电极端子214与端盖212，213。
图4和图5为根据本申请的实施例的电池单体的示意图。如图4所示，根据本申请实施例的电池单体20，包括：壳体211，沿第一方向X的两端设有开口；第一端盖212和第二端盖213，分别用于封闭壳体211两端的开口，并均与壳体211连接；连接件216，设置于壳体211内，用于连接第一端盖212或者用于连接第一端盖212和第二端盖213。
图4和图5中的壳体211、第一端盖212、第二端盖213和电极组件22均与图3中的结构相同，在此不再赘述。应当注意的是，在图3中，电极组件22的正负极耳通过转接构件23与电极端子214电连接，在本申请的实施例中，电极组件22的正负极耳也可以与端盖212，213电连接，即，不额外设置电极端子214，第一端盖212和第二端盖213成为电池单体20的正负极。电极组件22的正负极耳可以直接与端盖电连接，也可以通过转接构件23实现电极组件22的正负极耳与端盖的电连接。当存在转接构件23时，转接构件23设有避让连接件216的避让孔，连接件216可以从该避让孔穿出。
如图5所示，电池单体20在第一方向X的两端设有薄弱结构215。薄弱结构215可以通过设置刻痕的方式形成，与该刻痕对应的外壳的厚度小于外壳除刻痕外其他区域的厚度，即，刻痕(薄弱结构215)是电池单体20外壳最薄弱的位置。当电池单体20产生大量气体使得壳体211内部压力升高并达到阈值时，薄弱结构215可以破裂，在电池单体20上形成泄压的通道或开口。如图6和图7所示，在本申请的实施例中，薄弱结构215可以是具有封闭形状(参见图6)或近乎封闭形状(参见图7)的连续线，只要薄弱结构215在电池单体20内部压力达到阈值时可以破裂即可。如图8和图9所示，在一些实施例中，薄弱结构215可以设置在端盖上，或者设置于壳体211与端盖的连接区域。如图8所示，如果薄弱结构215设置在端盖上，当壳体211内部压力升高并达到阈值时，电池单体20内部压力增大，引起端盖变形，在剪切力的作用下，薄弱结构215相较于其他位置更易被破坏，从而撕裂形成泄压的通道或开口。应注意，当端盖设有电极端子214时，设置于端 盖上的薄弱结构215需避开电极端子214，避免电极端子214与电极组件22的连接妨碍薄弱结构215开裂。如果薄弱结构215设置在壳体211与端盖连接区域时(参见图9)，当壳体211内部压力升高并达到阈值时，端盖变形并对外壳施加作用力，薄弱结构215最易被破坏，从而撕裂导致端盖脱离壳体的连接，形成泄压的开口。可以理解的是薄弱结构215设置在端盖上时，电池单体20内部压力达到阈值时，薄弱结构215被破坏后，可以是薄弱结构215围成的区域脱离端盖，也可以是薄弱结构215的部分区域脱离端盖的连接。
另外，在电池单体20内部压力达到阈值时，由于连接件216向第一端盖212和/或第二端盖213施加连接力，并且连接件216与第一端盖212和/或第二端盖213的连接位置位于薄弱结构215围绕的区域内，则连接件216可阻碍端盖及端盖上薄弱结构所包围的部分发生变形。又因为连接件216向第一端盖212施加的连接力大于向第二端盖213施加的连接力，所以连接力较小侧的第二端盖213上的薄弱结构215更容易开裂，形成泄压开口或通道。由此，在不区分端盖212和213的结构的情况下，即可达到控制泄压方向的目的，提高了生产效率，节省了制造成本。当然，连接件216可以与第一端盖212和第二端盖213均连接，连接件216与第一端盖212的连接力大于与第二端盖213的连接力；也可以是连接件与第一端盖212连接，与第二端盖213不连接，此时，连接件216与第二端盖213的连接力为零，以实现连接件216与第一端盖212的连接力大于与第二端盖213的连接力。
可选地，连接件216与第一端盖212的连接方式和连接件216与第二端盖213的连接方式不同。可选地，连接件216与第一端盖212螺纹连接或粘接或卡接，连接件216与第二端盖213过盈配合。由此，通过不同的连接方式，来使连接件216与第一端盖212和第二端盖213的连接力不同。并且，由于连接件216与第一端盖212和第二端盖213均固定连接，能够抑制连接件216的在第一方向X上的位移。
如图10所示(图中仅示出螺纹连接情况)，连接件216的长度小于第一端盖212和第二端盖213间的最小距离，使得连接件216与第二端盖213不连接且不接触。由此，不必区分连接件216两端的结构，就可以使连接件216与第一端盖212的连接力大于连接件216与第二端盖213的连接力(为零)，实现控制泄压方向的目的，从而进一步提高了生产效率，降低了生产制造成 本。此外，也可以从结构上避免装配错误。
可选地，根据本申请的实施例，至少部分连接件216容纳于壳体211内的电极组件22，连接件216沿第一方向X朝向第一端盖212伸出电极组件22，以与第一端盖212连接。
可选地，连接件216容纳于电极组件22，第一端盖212的朝向连接件216的面上形成有容纳部217，用于容纳连接件216伸出电极组件22的至少一部分。容纳部217可以与第一端盖212一体成型，也可以与第一端盖212分体成型，然后通过例如焊接等工艺与第一端盖212连接。容纳部217内设有螺纹或卡槽(参见图5和图11)，以与连接件216伸出电极组件22的部分螺纹连接或卡接。由此，连接件通过螺接、卡接等方式与第一端盖连接，向第一端盖212提供连接力。
可选地，根据本申请的实施例，第一端盖212的结构和第二端盖213的结构相同。由此，达到不区分端盖来料的目的。
可选地，连接件216与第一端盖212和/或第二端盖213接触的部分为绝缘材质。可以通过采用绝缘材料(如陶瓷或塑料)或表面涂覆绝缘漆等方式，使连接件216至少在与第一端盖212和/或第二端盖213相连的部分绝缘，以避免连接件216导致电池单体20的正负极短路。应当理解，也可以将整个连接件216设置为绝缘。此外，连接件216还可以采用两种材质结合的形式制成，例如与端盖212和/或213连接部分是塑料，而其余部分为金属，即满足绝缘的需求，又可以提高连接件216的强度，避免连接件216位于电极组件22内时因受力过大而损坏。
可选地，电极组件22中心形成有容纳孔，连接件216设于容纳孔内。可选地，连接件216与电极组件22固定连接，以限制连接件216在第一方向的位移。例如，连接件216可以与电极组件22粘结或焊接；连接件216也可与电极组件22过盈配合。由此，连接件216可以通过与电极组件22的固定连接，向第一端盖212和/或第二端盖213提供连接力。
可选地，连接件216也可以和壳体211固定连接，以限制连接件216在第一方向的位移。
可选地，薄弱结构215设置于第一端盖212和第二端盖213(参见图8)，或壳体211与第一端盖212连接的连接部以及壳体211与第二端盖213连接的连接部(参见图9)。可选地，当薄弱结构215设置于壳体211与第一端盖 212连接的连接部以及壳体211与第二端盖213连接的连接部时，连接部218设置为C形且沿第一方向X设置于壳体211两端，壳体211两端的C形连接部218分别夹持第一端盖212和第二端盖213。相比于薄弱结构215设置于第一端盖212和第二端盖213的方案，将薄弱结构215设置于连接部218的方案中，当薄弱结构215被破坏时，壳体211与第二端盖213的连接被破坏，整个第二端盖213脱离壳体211形成可泄压的通道或开口，由此可泄压的通道或开口面积较大，可以更快速的泄压。
本申请一些实施例还提供了一种电池10，可以包括多个前述各实施例中的电池单体20。
本申请一些实施例还提供了一种用电装置，该用电装置可以包括前述各实施例中的电池10。可选地，用电装置可以为车辆1、船舶或航天器。
上文描述了本申请实施例的电池单体、电池和用电装置，下面将描述本申请实施例的制备电池单体的方法和装置，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图12示出了根据本申请的一些实施例的制备电池单体的方法的示意性流程图。如图10所示，该方法300可以包括：
310，提供壳体211，壳体211沿第一方向的两端设有开口；
320，提供第一端盖212和第二端盖213，第一端盖212和第二端盖213分别用于封闭壳体211两端的开口，并均与壳体211连接；以及
330，提供连接件22，连接件22设置于壳体211内，用于连接第一端盖212或者用于连接第一端盖212和第二端盖213，
其中，电池单体20在第一方向的两端设有薄弱结构215，连接件22与第一端盖212的连接力大于连接件216与第二端盖213的连接力，并且连接件216与第一端盖212的连接位置位于薄弱结构215围绕的区域内。
最后应说明的是：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，但这些修改或者替换，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 (17)

  1. 一种电池单体(20)，包括：
    壳体(211)，沿第一方向(X)的两端设有开口；
    第一端盖(212)和第二端盖(213)，分别用于封闭所述壳体(211)两端的所述开口，并与所述壳体(211)连接；
    连接件(216)，设置在所述壳体(211)内，用于连接所述第一端盖(212)或者用于连接所述第一端盖(212)和第二端盖(213)，
    其中，所述电池单体(20)在所述第一方向(X)的两端设有薄弱结构(215)，所述连接件(216)与所述第一端盖(212)的连接力大于所述连接件(216)与所述第二端盖(213)的连接力，并且所述连接件(216)与所述第一端盖(212)的连接位置位于所述薄弱结构(215)围绕的区域内。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，
    所述连接件(216)与所述第一端盖(212)的连接方式和所述连接件(216)与所述第二端盖(213)的连接方式不同。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体，其中，所述连接件(216)与所述第一端盖(212)螺纹连接或粘接或卡接，所述连接件(216)与所述第二端盖(213)过盈配合。
  4. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，
    所述连接件(216)与所述第一端盖(212)连接,所述连接件(216)与所述第二端盖(213)不连接。
  5. 根据权利要求4所述的电池单体，其中，
    所述连接件(216)的长度小于所述第一端盖(212)和所述第二端盖(213)的最小距离，使得所述连接件(216)与所述第二端盖(213)不连接且不接触。
  6. 根据权利要求1～5中任一项所述的电池单体，其中，
    所述电池单体还包括容纳于所述壳体内的电极组件(22)，至少部分所述连接件(216)容纳于所述电极组件(22)，所述连接件(216)沿所述第一方向(X)朝向所述第一端盖(212)伸出所述电极组件(22)，以与所述第一端盖(212)连接。
  7. 根据权利要求6所述的电池单体，其中，
    所述第一端盖(212)的朝向所述连接件(216)的面上形成有容纳部(217)，用于容纳所述连接件(216)伸出所述电极组件(22)的至少一部分，所述容纳部(217)与所述连接件(216)伸出所述电极组件(22)的部分螺纹连接或卡接。
  8. 根据权利要求1～7中任一项所述的电池单体，其中，
    所述第一端盖(212)的结构和第二端盖(213)的结构相同。
  9. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，
    所述连接件(216)与所述第一端盖(212)和/或第二端盖(213)接触的部分为绝缘材质。
  10. 根据权利要求1～9中任一项所述的电池单体，其中，
    所述电池单体还包括容纳于所述壳体内的电极组件(22)，所述电极组件(22)中心形成有容纳孔，所述连接件(216)设于所述容纳孔内。
  11. 根据权利要求1～10中任一项所述的电池单体，其中，
    所述电池单体还包括容纳于所述壳体内的电极组件(22)，所述连接件(216)与所述电极组件(22)固定连接，以限制所述连接件(216)在所述第一方向(X)的位移。
  12. 根据权利要求11所述的电池单体，其中，
    所述连接件(216)与所述电极组件(22)过盈配合。
  13. 根据权利要求1～12中任一项所述的电池单体，其中，所述薄弱结构 (215)设置于所述第一端盖(212)和第二端盖(213)，或所述壳体(211)与第一端盖(212)连接的连接部以及所述壳体(211)与第二端盖(213)连接的连接部。
  14. 根据权利要求13所述的电池，其中，
    所述薄弱结构(215)设置于所述壳体(211)与第一端盖(212)连接的连接部以及所述壳体(211)与第二端盖(213)连接的连接部，所述连接部设置为C形且沿所述第一方向(X)设置于所述壳体(211)两端，所述壳体两端的C形连接部(218)分别夹持所述第一端盖(212)和所述第二端盖(213)。
  15. 一种电池(1)，包括多个如权利要求1～14中任一项所述的电池单体(20)。
  16. 一种装置，包括如权利要求15所述的电池(1)，所述电池用于提供电能。
  17. 一种制备电池单体的方法，其特征在于，包括：
    提供壳体，所述壳体沿第一方向的两端设有开口，
    提供第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖分别用于封闭所述壳体两端的所述开口，并均与所述壳体连接；以及
    提供连接件，所述连接件设置于所述壳体内，用于连接所述第一端盖或者用于连接所述第一端盖和第二端盖，
    其中，所述电池单体在所述第一方向的两端设有薄弱结构，所述连接件与所述第一端盖的连接力大于所述连接件与第二端盖的连接力，并且所述连接件与所述第一端盖的连接位置位于所述薄弱结构围绕的区域内。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11815557B2 (en) * 2019-09-09 2023-11-14 Battelle Energy Alliance, Llc Systems and methods for managing energy storage operations

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070117011A1 (en) * 2005-09-02 2007-05-24 A123 Systems, Inc. Battery cell design and method of its construction
CN101281957A (zh) * 2007-04-05 2008-10-08 深圳市比克电池有限公司 一种具有防爆功能的封闭电池
EP2375470A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-12 ABC Taiwan Electronics Corporation Secondary battery end cap assembly
CN202695588U (zh) * 2012-05-11 2013-01-23 昇阳国际半导体股份有限公司 泄压结构及应用该泄压结构的储能装置
CN111933833A (zh) * 2020-09-21 2020-11-13 江苏时代新能源科技有限公司 端盖组件、电池单体、电池及用电装置
CN112086604A (zh) * 2020-10-19 2020-12-15 江苏时代新能源科技有限公司 电池、用电设备、制备电池的方法和装置
CN112290167A (zh) * 2020-12-30 2021-01-29 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体及其制造方法、电池及用电装置
CN112310561A (zh) * 2020-04-09 2021-02-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池、电池组、用电设备和电池的制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6844110B2 (en) * 2000-05-24 2005-01-18 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary cell and assembly thereof
CN2556799Y (zh) * 2001-09-28 2003-06-18 河南环宇电源股份有限公司 锂离子电池
US20170200935A1 (en) * 2014-07-14 2017-07-13 Orange Power Ltd. Hollow core secondary battery
JP6720493B2 (ja) * 2015-10-05 2020-07-08 日産自動車株式会社 バッテリパックの圧力開放弁
CN206992166U (zh) * 2017-06-09 2018-02-09 广东保达动力技术有限公司 一种新型二次电池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070117011A1 (en) * 2005-09-02 2007-05-24 A123 Systems, Inc. Battery cell design and method of its construction
CN101281957A (zh) * 2007-04-05 2008-10-08 深圳市比克电池有限公司 一种具有防爆功能的封闭电池
EP2375470A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-12 ABC Taiwan Electronics Corporation Secondary battery end cap assembly
CN202695588U (zh) * 2012-05-11 2013-01-23 昇阳国际半导体股份有限公司 泄压结构及应用该泄压结构的储能装置
CN112310561A (zh) * 2020-04-09 2021-02-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池、电池组、用电设备和电池的制造方法
CN111933833A (zh) * 2020-09-21 2020-11-13 江苏时代新能源科技有限公司 端盖组件、电池单体、电池及用电装置
CN112086604A (zh) * 2020-10-19 2020-12-15 江苏时代新能源科技有限公司 电池、用电设备、制备电池的方法和装置
CN112290167A (zh) * 2020-12-30 2021-01-29 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体及其制造方法、电池及用电装置

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