CN116529949A - 电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

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陈圣旺
郭志君
王鹏
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Abstract

本申请实施例提供一种电池单体、电池以及用电装置。电池单体包括电极组件、壳体和电极端子。电极组件包括第一极耳。壳体用于容纳电极组件。电极端子设置于壳体，并与第一极耳电连接，电极端子设有第一通孔，第一通孔用于向壳体的内部空间注入电解液。通过在电极端子上开设用于注入电解液的第一通孔，可减小壳体在注液过程中的变形，简化电池单体的结构，降低第一通孔对壳体强度的影响。

Description

电池单体、电池以及用电装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2021年08月23日提交的名称为“电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置”、国际申请号为PCT/CN2021/114156申请的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域，并且更具体地，涉及一种电池单体、电池以及用电装置。
背景技术
电池单体广泛用于电子设备，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。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。
在电池技术的发展中，如何简化电池单体的结构，是电池技术中的一个研究方向。
发明内容
本申请提供了一种电池单体、电池以及用电装置，其能简化电池单体的结构。
第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括电极组件、壳体和电极端子。电极组件包括第一极耳。壳体用于容纳电极组件。电极端子设置于壳体，并与第一极耳电连接，电极端子设有第一通孔，第一通孔用于向壳体的内部空间注入电解液。
在上述技术方案中，通过在电极端子上开设用于注入电解液的第一通孔，可减小壳体在注液过程中的变形，简化电池单体的结构，降低第一通孔对壳体强度的影响。
在一些实施例中，电极端子通过至少一个第一焊接部实现与第一极耳的电连接。
在上述技术方案中，第一焊接部可以减小电极端子和第一极耳之间的电阻，提高过流能力。
在一些实施例中，第一焊接部的数量为一个，第一焊接部沿第一通孔的周向延伸并包围第一通孔的至少部分。
在上述技术方案中，第一焊接部可以增大电极端子的位于第一通孔周围的区域的强度，减小电极端子在电解液的冲击下的变形。
在一些实施例中，第一焊接部沿第一通孔的周向仅包围第一通孔的一部分。
在上述技术方案中，第一通孔的外周未被第一焊接部封闭，电极端子与焊接于电极端子的部件之间的缝隙也就不会被第一焊接部堵住，经由第一通孔流入的部分电解液可以从该缝隙内穿过，从而提升电解液注入的效率。
在一些实施例中，第一焊接部包围第一通孔的角度为α，180°≤α≤360°。
α与第一焊接部的过流面积正相关。α越小，第一焊接部的过流面积越小，电流流经第一焊接部时的产热越高。上述技术方案将α限定在180°-360°，以使第一焊接部满足电池单体对过流能力和温升的要求。
在一些实施例中，第一焊接部为多个，多个第一焊接部沿第一通孔的周向间隔设置。
在总面积一定的前提下，与设置一个第一焊接部的方案相比，将第一焊接部设置为多个的方案，可以降低单次焊接的功率，减少产热。
在一些实施例中，任意相邻两个第一焊接部沿第一通孔的周向的间隔角度β小于30°。
角度β的值越大，多个第一焊接部分布的越稀疏，多个第一焊接部的总过流面积越小；角度β的值越小，多个第一焊接部分布的越密集，多个第一焊接部的总过流面积越大。本申请实施例将β限定为小于30°，以满足电池单体对过流能力和温升的要求，并降低第一焊接部在电池单体震动时撕裂的风险。
在一些实施例中，每个第一焊接部沿第一通孔的径向延伸。
在上述技术方案中，第一焊接部沿第一通孔的径向延伸，可以减小第一焊接部沿第一通孔的周向的尺寸，使电极端子可以在第一通孔的外周布置更多的第一焊接部，从而提升过流能力，减少产热。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第一焊接部的深度为h；在第一通孔的径向上，第一焊接部与第一通孔之间的最小间距为d。d和h满足：0.1≤h/d≤0.6。
h越大，焊接所需的功率越大，在焊接过程中的产热越高，作用在靠近第一通孔的区域的热应力越大，第一通孔变形的程度也越大。d越小，在焊接过程中传导至靠近第一通孔的区域的热量越多，作用在靠近第一通孔的区域的热应力越大，第一通孔变形的程度也越大。如果h/d过大，将会造成第一通孔变形严重，注液头较难与第一通孔配合，影响注液效率。上述技术方案将h/d的值限定为小于或等于0.6，以减小作用在靠近第一通孔的区域的热应力越大，降低第一通孔的变形，便于注液头与第一通孔配合。
h越小，第一焊接部的过流能力和强度越低，在电池单体震动时第一焊接部撕裂的风险也越高。d越大，电极端子的能够用于焊接的区域的面积也越小，第一焊接部的过流能力和强度越受限。如果h/d过小，将会造成第一焊接部的过流能力和强度不足。上述技术方案将h/d的值限定为大于或等于0.1，以使第一焊接部的过流能力和强度满足要求。
在一些实施例中，d和h满足：0.2≤h/d≤0.5。
在一些实施例中，1.6mm≤d≤5.5mm。
如果d过小，那么在焊接过程中传导至靠近第一通孔的区域的热量过多，作用 在靠近第一通孔的区域的热应力过大，第一通孔变形严重，注液头较难与第一通孔配合，影响注液效率。如果d过大，将会使电极端子的能够用于焊接的区域的面积偏小，第一焊接部的过流能力和强度不足。上述技术方案将d的值限制在1.6mm-5.5mm，以减小第一通孔的变形，便于注液头与第一通孔配合，并使第一焊接部的过流能力和强度满足要求。
在一些实施例中，电极组件为卷绕结构，电极组件在卷绕中心处具有第二通孔。第一通孔与第二通孔连通，以使经由第一通孔注入的电解液能够流入第二通孔。
在上述技术方案中，在注液工序中，电解液能够经过第一通孔流入第二通孔，流入第二通孔的电解液能够从内部浸润电极组件，提高电极组件的浸润效率。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第一通孔的投影与第二通孔的投影至少部分地重叠。
在上述技术方案中，第一通孔和第二通孔沿第一通孔的轴向相对，穿过第一通孔的部分电解液无需改变流向即可进入第二通孔，从而提高电极组件的浸润效率。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第二通孔的投影大于第一通孔的投影。
在上述技术方案中，相较于第一通孔，第二通孔具有较大的横截面积，这样可以使第二通孔能够容纳更多的电解液，有助于提升电解液从内部浸润电极组件的效率。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第一通孔的投影位于第二通孔的投影内。
上述技术方案可以使电极组件的实体部分避开第一通孔，减少直接冲击电极组件的电解液，降低电极组件变形的风险。
在一些实施例中，第一通孔的孔径为D 1，第二通孔的孔径为D 2，D 1和D 2满足：65％≤D 1/D 2≤95％。
D 1越大，电解液注入的效率越高，电解液注满的时间越短，电解液的在注液过程中能够浸润到电极组件中的量越少，电解液注入的总量也越少。D 2越小，第二通孔的孔壁的面积越小，电解液从电极组件内部浸润的效率越低。如果D 1/D 2过大，将会造成电解液的注入量偏少，影响电池单体的循环寿命。上述技术方案将D 1/D 2的值限定为小于或等于95％，以使电解液的注入量满足要求。
D 1越小，电解液注入的效率越低，电解液注满的时间越长；D 2越大，电解液从电极组件内部浸润的效率越高。如果D 1/D 2过小，会造成注液时间偏长，导致产品生产效率偏低。另外，D 2越大，电极组件的容量越小，电池单体的内部的空间利用率越低，电池单体的能量密度也越低。上述技术方案将D 1/D 2的值限定为大于或等于65％，以提升注液效率，降低因第二通孔造成的电池单体的能量密度的损失。
在一些实施例中，D 2≥D 1+0.2mm。
在装配电池单体时，因为装配误差，电极组件可能会发生偏移，造成第一通孔与电极组件的实体部分相对，这样会造成电极组件受到电解液的冲击。上述技术方案使D 2≥D 1+0.2mm，以为电极组件提供偏移的余量，降低电极组件的实体部分与第一通孔相对的风险，减少直接冲击电极组件的电解液，降低电极组件变形的风险。
在一些实施例中，电池单体还包括集流构件，用于电连接电极端子和第一极耳。 集流构件包括第三通孔，第三通孔的至少部分设于第一通孔和第二通孔之间。
在上述技术方案中，通过设置第三通孔，以使集流构件避让经由第一通孔流入的电解液，降低集流构件在注液工序中对电解液的阻挡，使电解液能够顺畅地穿过第三通孔并流入第二通孔内，提高电极组件的浸润效率。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第三通孔的投影小于第二通孔的投影。
在上述技术方案中，相较于第三通孔，第二通孔具有较大的横截面积，这样可以使穿过第三通孔的电解液能够快速地流入第二通孔，有助于提升电解液从内部浸润电极组件的效率。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第三通孔的投影大于第一通孔的投影。
在上述技术方案中，相较于第一通孔，第三通孔具有较大的横截面积，这样可以降低集流构件遮挡第一通孔的风险，使电解液能够顺畅地穿过第三通孔并进入第二通孔，提升电解液从内部浸润电极组件的效率。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第一通孔的投影位于第三通孔的投影内。
上述技术方案既可以降低集流构件遮挡第一通孔的风险，使电解液能够顺畅地流入壳体内，还能够减小集流构件受到的冲击，降低集流构件与电极端子的连接处开裂的风险。
在一些实施例中，在第一通孔的轴向上，第三通孔的投影位于第二通孔的投影内。
上述技术方案能够降低电极组件的实体部分对第三通孔的遮挡，使电解液能够顺畅地流入第二通孔内。
在一些实施例中，第一通孔、第二通孔以及第三通孔同轴设置。
在上述技术方案中，将三个通孔同轴设置，可以使电解液的流入更为顺畅，减少集流构件和电极组件受到的来自电解液的冲击。
在一些实施例中，电极端子包括密封板和端子主体，端子主体设有第一通孔，密封板连接于端子主体并用于密封第一通孔。
在上述技术方案中，在与第一通孔相关的工艺完成后，将密封板连接到端子主体，以降低电解液经由第一通孔泄露的风险，提高密封性能。
在一些实施例中，端子主体包括凹部和位于凹部面向电极组件一侧的连接部，第一通孔贯通连接部，连接部通过至少一个第一焊接部实现与第一极耳的电连接。密封板的至少部分容纳于凹部。
在上述技术方案中，通过在端子主体上开设凹部，可减小连接部的厚度，从而减小焊接所需的焊接功率，降低其它构件被烧伤的风险，提高安全性。凹部还能够为密封板提供容纳空间，从而减小密封板凸出端子主体的尺寸，降低电极端子占用的空间，提高电池单体的能量密度。
在一些实施例中，壳体包括筒体和连接于筒体的盖体，筒体环绕电极组件的外周设置，盖体设有电极引出孔，电极端子设置于电极引出孔。
在一些实施例中，盖体与筒体一体成型结构，以省去盖体和筒体的连接工序。 当盖体和筒体电连接到电极组件的正极或负极时，由于盖体和筒体的连接处为一体式结构，所以盖体和筒体连接处的电阻较小，从而提升过流能力。盖体可用于与外部构件(例如汇流部件)相连，在电池单体受到外部冲击时，外部构件可能会拉扯盖体，使盖体和筒体的连接处受到力的作用；上述技术方案将盖体和筒体一体设置，从而提高盖体和筒体连接处的强度，降低盖体和筒体连接失效的风险。
在一些实施例中，电极组件还包括第二极耳，第二极耳与第一极耳的极性相反，第二极耳电连接于盖体。
在上述技术方案中，盖体和电极端子中的一者可作为电池单体的正输出极，另一者可作为电池单体的负输出极。上述技术方案将正输出极和负输出极设置在电池单体的同一侧，这样可以简化多个电池单体之间的连接工艺。
在一些实施例中，第一极耳位于电极组件面向电极端子的一端，第二极耳位于电极组件背离电极端子的一端。
在上述技术方案中，将第一极耳和第二极耳分别设于电极组件相对的两端，可以增大第一极耳和第二极耳之间的间距，降低第一极耳和第二极耳导通的风险，提高安全性。
在一些实施例中，第二极耳为负极极耳，壳体的基体材质为钢。
在上述技术方案中，壳体与负极极耳电连接，即壳体处于低电位状态。钢制的壳体在低电位状态下不易被电解液腐蚀。
在一些实施例中，筒体在背离盖体的一端具有开口，电池单体还包括用于封闭开口的盖板。
第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括多个第一方面任一实施例的电池单体。
第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括第二方面的电池，电池用于提供电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图；
图3为图2所示的电池模块的结构示意图；
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图；
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视示意图；
图6为图5所示的电池单体的局部放大示意图；
图7为图6在方框B处的放大示意图；
图8为本申请一些实施例提供的电池单体的电极端子的示意图；
图9为图7在圆框C处的放大示意图；
图10为本申请一些实施例提供的电池单体的电极端子的端子主体的示意图；
图11为本申请另一些实施例提供的电池单体的电极端子的端子主体的示意图；
图12为本申请又一些实施例提供的电池单体的电极端子的端子主体的示意图；
图13为本申请另一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图；
图14为本申请另一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图；
图15为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
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。
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。
在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中术语“平行”不仅包括绝对平行的情况，也包括了工程上常规认知的大致平行的情况；同时，“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况，还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、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。
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，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。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；正极集流体包括正极集流部和正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极集流部和负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
电池单体还包括用于容纳电极组件的壳体和设置于壳体的电极端子，电极端子用于电连接到电极组件，以实现电极组件的充放电。
在电池的生产过程中，需要向壳体的内部注入电解液。为了实现电解液的注入，发明人尝试在壳体上开设注液孔。当需要注液时，注液设备的注液头抵压在壳体上，然后注液头通过注液孔向壳体内注入电解液。
然而，发明人发现，在壳体上开设注液孔，会造成壳体的结构复杂；注液孔会占用壳体的空间，影响其它部件在壳体上的安装。相较于电极端子，壳体较薄，强度较低；在注液时，壳体可能会因为注液头的挤压而变形，从而引发电池单体外形产生缺陷的风险。
鉴于此，本申请实施例提供一种技术方案，通过在电极端子上开设用于注入电解液的通孔，可减小壳体在注液过程中的变形，简化电池单体的结构，降低第一通孔对壳体强度的影响。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置。
用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；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等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。如图1所示，车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1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2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，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。如图2所示，电池2包括箱体5和电池单体(图2未示出)，电池单体容纳于箱体5内。
箱体5用于容纳电池单体，箱体5可以是多种结构。在一些实施例中，箱体5可以包括第一箱体部5a和第二箱体部5b，第一箱体部5a与第二箱体部5b相互盖合，第一箱体部5a和第二箱体部5b共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间5c。第二箱体部5b可以是一端开口的空心结构，第一箱体部5a为板状结构，第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的开口侧，以形成具有容纳空间5c的箱体5；第一箱体部5a和第二箱体部5b也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部5a的开口侧盖合于第二箱体部5b的开口侧，以形成具有容纳空间5c的箱体5。当然，第一箱体部5a和第二箱体部5b可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部5a与第二箱体部5b连接后的密封性，第一箱体部5a与第二箱体部5b之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的顶部，第一箱体部5a亦可称之为上箱盖，第二箱体部5b亦可称之为下箱体。
在电池2中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内；当然，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6，多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体5内。
图3为图2所示的电池模块的结构示意图。
在一些实施例中，如图3所示，电池单体7为多个，多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。
电池模块6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件8实现电连接，以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。汇流部件可为一个或多个，各汇流 部件8用于将至少两个电池单体电连接。
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图；图5为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视示意图；图6为图5所示的电池单体的局部放大示意图；图7为图6在方框B处的放大示意图。
如图4至图7所示，本申请实施例的电池单体7包括电极组件10、壳体20和电极端子30。电极组件10包括第一极耳11。壳体20用于容纳电极组件10。电极端子30设置于壳体20，并与第一极耳11电连接，电极端子30设有第一通孔323，第一通孔323用于向壳体20的内部空间注入电解液。
电极组件10包括极性相反的第一极片和第二极片。第一极片和第二极片中的一者为正极极片，另一者为负极极片。示例性地，电极组件10通过离子在正极极片和负极极片中的嵌入/脱出时的氧化和还原反应来产生电能。可选地，电极组件10还包括隔离件，隔离件用于将第一极片和第二极片绝缘隔离。
在一些示例中，第一极片、第二极片和隔离件均为带状结构，第一极片、第二极片和隔离件绕中心轴线A卷绕为一体并形成卷绕结构。卷绕结构可以为圆柱状结构、扁平状结构或其它形状的结构。在另一些示例中，电极组件10也可以是由第一极片、隔离件和第二极片通过层叠布置形成的叠片式结构。
第一极耳11可为第一极片的未涂覆活性物质层的部分。第一极耳11可以为正极极耳，也可以是负极极耳。
壳体20为空心结构，其内部形成用于容纳电极组件10的空间。壳体20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。壳体20的形状可根据电极组件10的具体形状来确定。比如，若电极组件10为圆柱体结构，则可选用为圆柱体壳体；若电极组件10为长方体结构，则可选用长方体壳体。可选地，电极组件10和壳体20均为圆柱体。
壳体20的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。
壳体20可以带正电、可以带负电、也可以不带电。
电极端子30可以绝缘地设置于壳体20，也可以电连接于壳体20，本申请实施例对此不作限制，只要避免正极极片和负极极片导通即可。
电极端子30可以直接连接于第一极耳11，以实现电极端子30与第一极耳11的电连接。示例性地，电极端子30可通过粘接、抵接、卡接、焊接或其它方式连接于第一极耳11。
可替代地，电极端子30也可通过其它导电构件间接地连接于第一极耳11，以实现电极端子30与第一极耳11的电连接。示例性地，导电构件可同时连接于第一极耳11和电极端子30，以实现电极端子30与第一极耳11的电连接。
电极端子30可作为电池单体7的输出电极，其可将电池单体7与外电路电连接，以实现电池单体7的充放电。可选地，电极端子30用于与汇流部件连接，以实现电池单体7之间的电连接。
第一通孔323可以为一个，也可以为多个。
在电池单体7的成型过程中，第一通孔323可将壳体20外侧的空间与壳体20的内部空间连通。当需要注液时，注液设备的注液头抵压在电极端子30上，然后注液头通过第一通孔323向壳体20内注入电解液。
通过在电极端子30上开设用于注入电解液的第一通孔323，可减小壳体20在注液过程中的变形，简化电池单体7的结构，降低第一通孔323对壳体20强度的影响。
在一些实施例中，第一通孔323还可应用于其它工序，例如化成工序。
在电池单体7的化成工序中，壳体20内会产生气体，第一通孔323也可用于与外部负压设备连通，以抽出壳体20内的气体。
在一些实施例中，电极组件10包括主体部12、第一极耳11和第二极耳13，第一极耳11和第二极耳13凸出于主体部12。第一极耳11为第一极片的未涂覆活性物质层的部分，第二极耳13为第二极片的未涂覆活性物质层的部分。
第一极耳11和第二极耳13可以从主体部12的同一侧伸出，也可以分别从相反的两侧延伸出。示例性地，第一极耳11位于电极组件10的面向电极端子30的一端，第二极耳13位于电极组件10背离电极端子30的一端。
在一些实施例中，第一极耳11环绕电极组件10的中心轴线A卷绕为多圈，换言之，第一极耳11包括多圈极耳层。在卷绕完成后，第一极耳11大体为柱体状，相邻的两圈极耳层之间留有缝隙。本申请实施例可以对第一极耳11进行处理，以减小极耳层间的缝隙，便于第一极耳11与其它部件连接。例如，本申请实施例可对第一极耳11进行揉平处理，以使第一极耳11的远离主体部12的端部区域收拢、集合在一起；揉平处理在第一极耳11远离主体部12的一端形成致密的端面，减小极耳层间的缝隙，便于第一极耳11与其它部件连接。可替代地，本申请实施例也可以在相邻的两圈极耳层之间填充导电材料，以减小极耳层间的缝隙。
在一些实施例中，第二极耳13环绕电极组件10的中心轴线A卷绕为多圈，第二极耳13包括多圈极耳层。示例性地，且第二极耳13也经过了揉平处理，以减小第二极耳13的极耳层间的缝隙。
电极组件10的中心轴线A是一条虚拟的直线。第一极片、第二极片和隔离件可以中心轴线A为基准进行卷绕。
在一些实施例中，壳体20包括筒体21和连接于筒体21的盖体22，筒体21环绕电极组件10的外周设置，盖体22设有电极引出孔221，电极端子30设置于电极引出孔221。
盖体22和筒体21可为一体形成结构，即壳体20为一体成形的构件。当然，盖体22和筒体21也可以为分开提供的两个构件，然后通过焊接、铆接、粘接等方式连接在一起。
电极引出孔221贯通盖体22，以便于电极组件10中的电能引出到壳体20的外部。
中心轴线A是一条虚拟的直线。在一些实施例中，中心轴线A可经过电极引出孔221。电极组件10的中心轴线A与电极引出孔221的轴线可以重合，也可以不重合。在另一些实施例中，中心轴线A也可不经过电极引出孔221。
电极端子30用于与电极引出孔221配合，以覆盖电极引出孔221。电极端子30可以伸入电极引出孔221，也可以不伸入电极引出孔221。电极端子30固定于盖体22。电极端子30可以整体固定在盖体22的外侧，也可以通过电极引出孔221伸入到壳体20的内部。
在一些实施例中，筒体21为圆筒，盖体22为圆形板状结构。在另一些实施例中，筒体21可为方筒，盖体22可为方形板状结构。
在一些实施例中，盖体22与筒体21一体成型结构。这样可以省去盖体22和筒体21的连接工序。
当盖体22和筒体21电连接到电极组件10的正极或负极时，由于盖体22和筒体21的连接处为一体式结构，所以盖体22和筒体21连接处的电阻较小，从而提升过流能力。盖体22可用于与外部构件(例如汇流部件)相连，在电池单体受到外部冲击时，外部构件可能会拉扯盖体22，使盖体22和筒体21的连接处受到力的作用；上述技术方案将盖体22和筒体21一体设置，从而提高盖体22和筒体21连接处的强度，降低盖体22和筒体21连接失效的风险。
在一些实施例中，壳体20可通过拉伸工艺成型。
在一些实施例中，筒体21在背离盖体22的一端具有开口211，电池单体7还包括用于封闭开口211的盖板50。
盖板50盖合于筒体21的开口处，以封闭筒体21的开口。盖板50可以是多种结构，比如，盖板50为板状结构。
在一些实施例中，盖板50可以为圆形盖板、长方形盖板、正方形盖板、六边形盖板或其它形状的盖板。
在一些实施例中，盖板50焊接于筒体21。
在一些实施例中，盖体22为圆形，电极组件10为圆柱形；中心轴线A与电极引出孔221的轴线重合。本实施例不要求中心轴线A与电极引出孔221的轴线完全重合，两者之间可以存着工艺允许的偏差。
在本实施例中，电极引出孔221大体开设在盖体22的中部，对应地，电极端子30也安装在盖体22的中部。在多个电池单体7装配成组时，可以降低对电极端子30的定位精度的要求，简化装配工艺。
示例性地，电极引出孔221的轴线与盖体22的轴线重合，盖体22为环绕电极引出孔221的轴线设置的环状结构。
示例性地，电极端子30的轴线与电极引出孔221的轴线重合。
在另一些实施例中，盖体22也可为长方形，电极组件10呈扁平状。电极引出孔221可靠近盖体22沿自身的长度方向的端部设置。
在一些实施例中，第一通孔323的轴线与电极引出孔221的轴线重合。
在一些实施例中，电极组件10还包括第二极耳13，第二极耳13与第一极耳11的极性相反，第二极耳13电连接于盖体22。
盖体22本身可以作为电池单体7的一个的输出电极，从而省去一个传统的电极端子30，简化电池单体7的结构。在多个电池单体7装配成组时，盖体22可以与汇流 部件电连接，这样既可以增大过流面积，还可以使汇流部件的结构设计更为灵活。
在一些实施例中，筒体21用于连接第二极耳13和盖体22，以使第二极耳13和盖体22电连接。
筒体21可以直接电连接第二极耳13，也可以通过其它构件电连接第二极耳13。例如，第二极耳13通过盖板50电连接到筒体21。
盖体22和电极端子30具有不同的极性。此时，盖体22和电极端子30中的一者可作为电池单体7的正输出极，另一者可作为电池单体7的负输出极。本实施例将正输出极和负输出极设置在电池单体7的同一侧，这样可以简化多个电池单体7之间的连接工艺。
盖体22可用于汇流部件电连接。发明人曾尝试在盖体上开设第一通孔，但是第一通孔会减小盖体与汇流部件的连接面积，降低盖体与汇流部件之间的过流面积，难以满足电池单体在快充时对过流能力和温升的要求。因此，发明人将用于注液的第一通孔323开设在电极端子30上，以提升盖体22与汇流部件之间的连接面积。
在一些实施例中，第一极耳11位于电极组件10面向电极端子30的一端，第二极耳13位于电极组件10背离电极端子30的一端。
将第一极耳11和第二极耳13分别设于电极组件10相对的两端，可以增大第一极耳11和第二极耳13之间的间距，降低第一极耳11和第二极耳13导通的风险，提高安全性。
在一些实施例中，第二极耳13为负极极耳，壳体20的基体材质为钢。基体材质是壳体20的材质组成中的主要成分。
壳体20与负极极耳电连接，即壳体20处于低电位状态。钢制的壳体20在低电位状态下不易被电解液腐蚀。
本申请实施例的电极引出孔221是在壳体20拉伸成型后制成。
发明人曾尝试辊压筒体的开口端，以使筒体的开口端向内翻折并形成翻边结构，翻边结构压住盖板以实现盖板的固定。发明人将电极端子安装到盖板上，并以翻边结构和电极端子作为电池单体的两个输出极。然而，翻边结构的尺寸越大，其在成型后出现卷曲和褶皱的风险越高；如果翻边结构出现卷曲和褶皱，那么会造成翻边结构的表面不平整，当翻边结构与外部的汇流部件焊接时，会存在焊接不良的问题。因此，翻边结构的尺寸比较受限，造成电池单体的过流能力不足。
本实施例利用开孔的工艺在盖体22上形成用于安装电极端子30的电极引出孔221，以将正输出极和负输出极设置在电池单体7的背离筒体21开口的一端；盖体22是在壳体20的成型过程中形成，开设电极引出孔221后也能够保证平整性，保证盖体22和汇流部件的连接强度。同时，盖体22的平整性不受自身尺寸的约束，所以盖体22可以具有较大的尺寸，从而提高电池单体7的过流能力。
在一些实施例中，电极端子30通过至少一个第一焊接部W1实现与第一极耳11的电连接。
电极端子30与其它部件焊接以形成第一焊接部W1。电流通过第一焊接部W1在电极端子30和第一极耳11之间传导。
在一些示例中，电极端子30可以直接焊接于第一极耳11，以形成第一焊接部W1。例如，电极端子30的一部分和第一极耳11的一部分熔化并形成熔池，熔池凝固后形成第一焊接部W1。
在另一些可替代地示例中，电极端子30焊接于与第一极耳11相连的其它部件(例如后述的集流构件)，以形成第一焊接部W1。例如，电极端子30的一部分和集流构件的一部分熔化并形成熔池，熔池凝固后形成第一焊接部W1。
本申请实施例对第一焊接部W1的形状、位置、深度以及数量不作特殊限制。例如，第一焊接部W1的形状可以是直线形、形、环形、螺旋形、V形或其它形状。第一焊接部W1可以为一个，也可以为多个。
第一焊接部W1可以减小电极端子30和第一极耳11之间的电阻，提高过流能力。
图8为本申请一些实施例提供的电池单体的电极端子的示意图；图9为图7在圆框C处的放大示意图；图10为本申请一些实施例提供的电池单体的电极端子的端子主体的示意图。
请一并参照图6至图10，在一些实施例中，电极端子30包括密封板33和端子主体34，端子主体34设有第一通孔323，密封板33连接于端子主体34并用于密封第一通孔323。
在与第一通孔323相关的工艺完成后，将密封板33连接到端子主体34，以降低电解液经由第一通孔323泄露的风险，提高密封性能。
在一些实施例中，端子主体34包括凹部31和位于凹部31面向电极组件10一侧的连接部32，第一通孔323贯通连接部32，连接部32通过至少一个第一焊接部W1实现与第一极耳11的电连接。密封板33的至少部分容纳于凹部31。
凹部31可以从端子主体34背离电极组件10的一侧沿面向电极组件10的方向凹陷。连接部32为端子主体34的与凹部31的底面相对应的部分。
密封板33可以整体容纳于凹部31内，也可以部分地容纳于凹部31内，只要密封板33能够密封第一通孔323即可。
连接部32与其它部件焊接以形成第一焊接部W1。示例性地，焊接设备可在连接部32的面向凹部31的表面照射激光，激光将连接部32的一部分和位于连接部32内侧的部件的一部分熔化并形成熔池，熔池凝固后形成第一焊接部W1。
在本申请实施例中，通过在端子主体34上开设凹部31，可减小连接部32的厚度，从而减小焊接所需的焊接功率，降低其它构件被烧伤的风险，提高安全性。凹部31还能够为密封板33提供容纳空间，从而减小密封板33凸出端子主体34的尺寸，降低电极端子30占用的空间，提高电池单体7的能量密度。
密封板33可以从外侧保护连接部32，减少进入凹部31的外部杂质，降低连接部32被外部杂质损伤的风险，提高电池单体7的密封性能。
在一些实施例中，连接部32的厚度为0.5mm-10mm。
在一些实施例中，密封板33与连接部32之间设有间隙，间隙用于避让第一焊接部W1。
第一焊接部W1的表面凹凸不平，如果密封板33抵压在第一焊接部W1上，将会导致密封板33在装配过程中晃动，影响密封效果。本实施例通过在密封板33与连接部32之间设置间隙，以将密封板33与第一焊接部W1避开，避免密封板33与第一焊接部W1直接接触，减小密封板33在装配过程中的晃动，保证密封效果。
在一些实施例中，凹部31的侧壁上设置有台阶面311，密封板33至少一部分容纳于凹部31，并且台阶面311用于支撑密封板33。
凹部31是外大内小的台阶式凹部。
在装配密封板33时，台阶面311可以支撑密封板33并对密封板33进行定位，从而简化装配工艺，并在密封板33与连接部32之间形成间隙。
在一些实施例中，密封板33焊接于凹部31的侧壁，以封闭凹部31的开口和第一通孔323。
在一些实施例中，连接部32上设有从连接部32的第一外表面322沿面向电极组件10的方向凹陷的凹槽324。
连接部32具有沿自身厚度方向相对设置的第一外表面322和第一内表面321，第一内表面321面向电极组件10，第一外表面322背向电极组件10。可选地，第一外表面322和第一内表面321均为平面。凹槽324相对于第一外表面322沿面向电极组件10的方向凹陷。
凹槽324的底壁和第一内表面321之间的部分用于与其它部件焊接并形成第一焊接部W1。
本实施例通过在连接部32上开设凹槽324，以在连接部32上形成台阶结构。第一外表面322和凹槽324的底壁之间形成间隙。
在电池单体7的生产过程中，外部设备需要与连接部32配合。第一焊接部W1的表面凹凸不平，如果外部设备压合在第一焊接部W1上，外部设备容易被第一焊接部W1压伤。本实施例通过设置凹槽324，以在第一外表面322和凹槽324的底壁之间形成间隙，这样，第一外表面322可用于支撑外部设备，以将外部设备与第一焊接部W1隔开，降低外部设备被压伤的风险。
示例性地，外部设备可为注液设备、抽气设备、焊接设备或其它用于电池单体7的设备。
例如，在注液时，注液头抵压在第一外表面322上，第一外表面322可以支撑注液头，并与注液头配合实现密封，降低电解液泄漏到电池单体7外部的风险。
在一些实施例中，端子主体34具有相对设置的第二外表面344和第二内表面345。第二内表面345面向电极组件10，第二外表面344背离电极组件10。凹部31从第二外表面344沿面向电极组件10的方向凹陷至连接部32的第一外表面322。
在一些实施例中，密封板33可用于与电池的汇流部件焊接。在电池中，汇流部件可连接一个电池单体7的密封板33和另一个电池单体7的盖体22，以将这两个电池单体7串联。
在一些实施例中，密封板33的至少部分凸出于端子主体34的第二外表面344。
当需要焊接汇流部件和密封板33时，先将汇流部件贴合到密封板33的上表面 (即密封板33的背离连接部32的外表面)，然后再焊接汇流部件和密封板33。
密封板33的至少部分凸出于第二外表面344，以避免第二外表面344干涉密封板33和汇流部件的贴合，保证汇流部件和密封板33紧密贴合。
在一些实施例中，连接部32设于端子主体34面向电极组件10的一端，连接部32的第一内表面321与第二内表面345齐平设置。
第二内表面345为端子主体34的面向电极组件10的表面。连接部32的第一内表面321构成第二内表面345的一部分。这样，端子主体34可以与具有平板结构的集流构件配合。本实施例只要将集流构件贴合于第二内表面345，即可实现连接部32与集流构件贴合，以便于实现连接部32和集流构件的焊接。
在一些实施例中，端子主体34包括柱状部341、第一限位部342和第二限位部343，柱状部341至少一部分位于电极引出孔221内，凹部31设于柱状部341，第一限位部342和第二限位部343均连接并凸出于柱状部341的外侧壁，第一限位部342和第二限位部343分别设于盖体22的外侧和内侧，并用于夹持盖体22的一部分。
第一限位部342设于盖体22的外侧，指的是第一限位部342设于盖体22背离电极组件10的一侧；第二限位部343设于盖体22的内侧，指的是第二限位部343设于盖体22面向电极组件10的一侧。
在盖体22的厚度方向上，第一限位部342的至少部分与盖体22重叠，第二限位部343的至少部分与盖体22重叠。柱状部341从电极引出孔221穿过，以连接分别位于盖体22两侧的第一限位部342和第二限位部343。
第一限位部342和第二限位部343从两侧夹持盖体22的一部分，以将端子主体34固定到盖体22上。第一限位部342和第二限位部343可以直接夹持盖体22，也可以通过其它构件间接地夹持盖体22。
可选地，柱状部341为圆柱状。第一限位部342和第二限位部343均为环绕柱状部341的环形结构。
在一些实施例中，电池单体7还包括第一绝缘构件60和第二绝缘构件70，第一绝缘构件60的至少部分设于第一限位部342与盖体22之间，第二绝缘构件70的至少部分设于第二限位部343与盖体22之间。第一绝缘构件60和第二绝缘构件70用于将端子主体34与盖体22绝缘隔离。
第一绝缘构件60和第二绝缘构件70均为环绕柱状部341设置的环形结构。
第一绝缘构件60能够将第一限位部342与盖体22绝缘隔离，第二绝缘构件70能够将第二限位部343与盖体22绝缘隔离。
在一些实施例中，第一绝缘构件60和第二绝缘构件70中的一者将柱状部341和盖体22隔开。例如，第一绝缘构件60的一部分延伸到电极引出孔221内，以将电极引出孔221的孔壁和柱状部341隔开。
在一些实施例中，第一绝缘构件60和第二绝缘构件70为一体形成结构。可替代地，在另一些实施例中，第一绝缘构件60和第二绝缘构件70分开提供并相互抵接。
在一些实施例中，第一绝缘构件60和第二绝缘构件70中的一者用于密封电极引出孔221。在一些示例中，第一限位部342和盖体22挤压第一绝缘构件60，第一绝 缘构件60压缩并从外侧密封电极引出孔221。在另一些示例中，第二限位部343和盖体22挤压第二绝缘构件70，第二绝缘构件70压缩并从内侧密封电极引出孔221。
在一些实施例中，电池单体7还包括密封圈80，密封圈80套设在柱状部341上并用于密封电极引出孔221。可选地，密封圈80的一部分延伸到电极引出孔221内，以将电极引出孔221的孔壁和柱状部341隔开。
在一些实施例中，第一限位部342的外周设有多个凸起结构342a，多个凸起结构342a沿柱状部341的周向间隔设置。
可选地，多个凸起结构342a可以沿柱状部341的周向等间隔设置。
第一限位部342为端子主体34的背离电极组件10的端部向外翻折形成的翻边结构。
在将端子主体34装配到壳体20之前，端子主体34的第一限位部342大体为圆筒结构且位于柱状部341的上端，第一限位部342的外侧壁与柱状部341的外侧壁齐平。装配端子主体34和壳体20时，将第一限位部342穿过电极引出孔221后，再通过挤压第一限位部342，以使第一限位部342向外翻折，并将端子主体34铆接到盖体22上。
在翻折第一限位部342之前，第一限位部342上端开设有多个间隔设置的凹槽结构342b；翻折第一限位部342后，形成多个沿柱状部341的周向间隔设置的凸起结构342a，相邻的凸起结构342a之间即为凹槽结构342b。本实施例通过设置凹槽结构342b和凸起结构342a，以降低第一限位部342的翻折难度，减小第一限位部342上的应力集中。
在一些实施例中，第二限位部343为通过挤压端子主体34的面向电极组件10的端部以使端子主体34的面向电极组件10的端部向外延伸所形成的限位结构。在装配盖体22和端子主体34时，外部设备可以挤压端子主体34的面向电极组件10的端部，端子主体34的面向电极组件10的端部在压力的作用下向外延伸，以形成凸出的第二限位部343。
在一些实施例中，电池单体7还包括集流构件40，集流构件40用于电连接电极端子30和第一极耳11。
集流构件40将第一极耳11电连接于电极端子30。本申请实施例不限制第一极耳11和集流构件40的连接方式，例如，集流构件40可以通过焊接、抵接或粘接等方式连接于第一极耳11。
集流构件40和电极端子30焊接并形成至少一个第一焊接部W1。
示例性地，集流构件40和连接部32焊接并形成至少一个第一焊接部W1。在焊接连接部32和集流构件40时，第一通孔323可以起到释放焊接应力的作用，降低连接部32破裂的风险。
在一些实施例中，在连接部32的厚度方向上，第一焊接部W1从连接部32背离集流构件40的一侧至少延伸至集流构件40的内部。
在焊接时，示例性地，当电极组件10和集流构件40安装至壳体20内，且集流构件40抵压于连接部32之后，外部焊接设备能够从连接部32的背离集流构件40的一 侧将连接部32和集流构件40焊接并形成第一焊接部W1。第一焊接部W1露出于连接部32的背离集流构件40的表面。
第一焊接部W1可以贯穿集流构件40，例如，第一焊接部W1贯穿集流构件40和连接部32，且第一焊接部W1露出于集流构件40背离连接部32的表面。当然，第一焊接部W1也可以不贯穿集流构件40，即第一焊接部W1不露出于集流构件40背离连接部32的表面。
第一焊接部W1从连接部32延伸至集流构件40的内部，以连接集流构件40和连接部32，减小集流构件40与电极端子30之间的接触电阻，提高过流能力。
在一些实施例中，在连接部32的厚度方向上，第一焊接部W1不超出集流构件40背离连接部32的表面。
第一焊接部W1与集流构件40的背离连接部32的表面间隔预定的距离，以避免集流构件40被熔穿，降低集流构件40的背离连接部32的表面产生金属颗粒的风险，提高安全性。
在一些实施例中，集流构件40焊接于第一极耳11并形成第二焊接部W2。
在装配电池单体7时，可先将电极组件10的第一极耳11焊接于集流构件40，再将电极组件10和集流构件40放入壳体20内。具体地，焊接第一极耳11和集流构件40时，可先将集流构件40抵压于第一极耳11揉平后的端面，然后外部焊接设备在集流构件40背离第一极耳11的表面发射激光，激光将集流构件40和第一极耳11焊接。
第二焊接部W2的形状可以是直线形、C形、环形、螺旋形、V形或其它形状，本实施例对此不作限制。第二焊接部W2的可以为一个，也可以为多个。
第二焊接部W2可以减小集流构件40和第一极耳11之间的接触电阻，提高过流能力。
在一些实施例中，集流构件40在面向第一极耳11的一侧具有凸部41，凸部41焊接于第一极耳11以形成第二焊接部W2。
在装配集流构件40和电极组件10时，先将集流构件40的凸部41抵压在第一极耳11上，然后再焊接凸部41和第一极耳11。凸部41可以更好地与第一极耳11贴合，降低焊接不良的风险。
在一些实施例中，凸部41可以挤压第一极耳11并嵌入到第一极耳11。
在一些实施例中，除凸部41外，集流构件40的其它部分大体为平板结构。
在一些实施例中，集流构件40在与凸部41相对应的位置形成凹陷结构44，凹陷结构44相对于集流构件40背离第一极耳11的表面沿面向第一极耳11的方向凹陷。凹陷结构44的底面与凸部41的顶面之间形成转接部，转接部焊接于第一极耳11以形成第二焊接部W2。通过设置凹陷结构44可以减小转接部的厚度，以减小转接部与第一极耳11焊接所需的焊接功率，减少产热，降低电极组件10被烧伤的风险。
第二焊接部W2通过焊接而成，其表面凹凸不平。本实施例通过设置凹陷结构44，能够将第二焊接部W2的表面相对于集流构件40背离第一极耳11的表面凹陷，以将第二焊接部W2与其它构件(例如电极端子30)避开。
在一些实施例中，第一焊接部W1的数量为一个，第一焊接部W1沿第一通孔323 的周向Y延伸并包围第一通孔323的至少部分。
第一焊接部W1可以为环形结构或半环结构。第一焊接部W1沿周向Y延伸的尺寸可根据电池单体7对过流能力的要求确定，本实施例对此不作特别的限制。
第一焊接部W1可以增大电极端子30的位于第一通孔323周围的区域的强度，减小电极端子30在电解液的冲击下的变形。
在一些实施例中，第一焊接部W1沿第一通孔323的周向Y仅包围第一通孔323的一部分。
第一通孔323的一部分被第一焊接部W1沿第一通孔323的周向Y包围，第一通孔323的另一部分被第一焊接部W1沿第一通孔323的周向Y包围。
第一通孔323的外周未被第一焊接部W1封闭，电极端子30与焊接于电极端子30的部件(例如集流构件40)之间的缝隙也就不会被第一焊接部W1堵住，经由第一通孔323流入的部分电解液可以从该缝隙内穿过，从而提升电解液注入的效率。
在一些实施例中，第一焊接部W1包围第一通孔323的角度为α，180°≤α≤360°。
可选地，α可为180°、225°、270°、315°或360°。
α与第一焊接部W1的过流面积正相关。α越小，第一焊接部W1的过流面积越小，电流流经第一焊接部W1时的产热越高。本申请实施例使α满足：180°≤α≤360°，以使第一焊接部W1满足电池单体7对过流能力和温升的要求。
图11为本申请另一些实施例提供的电池单体的电极端子的端子主体的示意图。
如图11所示，在一些实施例中，第一焊接部W1环绕第一通孔323一周，即α为360°。
本申请实施例可增大第一焊接部W1的过流面积，使第一焊接部W1满足电池单体7对过流能力和温升的要求，并提升第一焊接部W1的强度，降低第一焊接部W1在电池单体7震动时撕裂的风险。
图12为本申请又一些实施例提供的电池单体的电极端子的端子主体的示意图。
请一并参照图6至图9、图12，在一些实施例中，第一焊接部W1为多个，多个第一焊接部W1沿第一通孔323的周向Y间隔设置。
第一焊接部W1可以沿第一通孔323的周向Y延伸，也可以沿第一通孔323的径向延伸。
本实施例对相邻的两个第一焊接部W1在第一通孔323的周向Y上间隔的角度不作特别限制。多个第一焊接部W1可以沿第一通孔323的周向Y以等间隔的方式布置，也可以不等间隔的方式设置。
在总面积一定的前提下，与设置一个第一焊接部W1的方案相比，将第一焊接部W1设置为多个的方案，可以降低单次焊接的功率，减少产热。
在一些实施例中，任意相邻两个第一焊接部W1沿第一通孔323的周向Y的间隔角度β小于30°。
角度β的值越大，多个第一焊接部W1分布的越稀疏，多个第一焊接部W1的总过流面积越小；角度β的值越小，多个第一焊接部W1分布的越密集，多个第一焊接部 W1的总过流面积越大。本申请实施例将β限定为小于30°，以满足电池单体7对过流能力和温升的要求，并降低第一焊接部W1在电池单体7震动时撕裂的风险。
在一些实施例中，每个第一焊接部W1沿第一通孔323的径向延伸。
第一焊接部W1沿第一通孔323的径向延伸指的是：第一焊接部W1沿第一通孔323的径向的尺寸大于第一焊接部W1沿第一通孔323的周向Y的尺寸。
第一焊接部W1沿第一通孔323的径向延伸，可以减小第一焊接部W1沿第一通孔323的周向Y的尺寸，使电极端子30可以在第一通孔323的外周布置更多的第一焊接部W1，从而提升过流能力，减少产热。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第一焊接部W1的深度为h；在第一通孔323的径向上，第一焊接部W1与第一通孔323之间的最小间距为d。d和h满足：0.1≤h/d≤0.6。
因工艺误差的原因，第一焊接部W1的不同区域在第一通孔323的轴向X上可能具有不同的熔深。h可为第一焊接部W1熔深最小的区域沿第一通孔323的轴向X的尺寸。
h越大，焊接所需的功率越大，在焊接过程中的产热越高，作用在靠近第一通孔323的区域的热应力越大，第一通孔323变形的程度也越大。d越小，在焊接过程中传导至靠近第一通孔323的区域的热量越多，作用在靠近第一通孔323的区域的热应力越大，第一通孔323变形的程度也越大。如果h/d过大，将会造成第一通孔323变形严重，注液头较难与第一通孔323配合，影响注液效率。发明人在经过深入的研究和大量的实验之后发现，将h/d的值限定为小于或等于0.6，可以减小作用在靠近第一通孔323的区域的热应力越大，降低第一通孔323的变形，便于注液头与第一通孔323配合。
h越小，第一焊接部W1的过流能力和强度越低，在电池单体7震动时第一焊接部W1撕裂的风险也越高。d越大，电极端子30的能够用于焊接的区域的面积也越小，第一焊接部W1的过流能力和强度越受限。如果h/d过小，将会造成第一焊接部W1的过流能力和强度不足。发明人在经过深入的研究和大量的实验之后发现，，将h/d的值限定为大于或等于0.1，以使第一焊接部W1的过流能力和强度满足要求。
可选地，h/d的值可为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.6。
在一些实施例中，d和h满足：0.2≤h/d≤0.5。发明人在经过深入的研究和大量的实验之后发现，当0.2≤h/d≤0.5时，可有效地降低第一通孔323的变形，使第一焊接部W1的过流能力和强度满足要求。
在一些实施例中，1.6mm≤d≤5.5mm。
如果d过小，那么在焊接过程中传导至靠近第一通孔323的区域的热量过多，作用在靠近第一通孔323的区域的热应力过大，第一通孔323变形严重，注液头较难与第一通孔323配合，影响注液效率。如果d过大，将会使电极端子30的能够用于焊接的区域的面积偏小，第一焊接部W1的过流能力和强度不足。
发明人在经过深入的研究和大量的实验之后发现，将d的值限制在1.6mm-5.5mm，可以减小第一通孔323的变形，便于注液头与第一通孔323配合，并使第一焊接部W1的过流能力和强度满足要求。
可选地，d为1.6mm、2mm、3mm、4mm、5mm或5.5mm。
在一些实施例中，h为0.8mm-1.0mm。
在一些实施例中，电极组件10为卷绕结构，电极组件10在卷绕中心处具有第二通孔14。第一通孔323与第二通孔14连通，以使经由第一通孔323注入的电解液能够流入第二通孔14。
示例性地，电极组件10通过将第一极片、第二极片和隔离件卷绕在卷绕工具上制成，卷绕成型后，再将卷绕工具从电极组件10中抽出。抽出卷绕工具后，电极组件10的中部形成第二通孔14。第二通孔14贯通第一极耳11、主体部12和第二极耳13。
在第一通孔323的轴向X上，第一通孔323和第二通孔14可以存在重叠，也可以不重叠。
本申请实施例对第一通孔323的孔径与第二通孔14的孔径之间的大小关系不作特别限定。
在注液工序中，电解液能够经过第一通孔323流入第二通孔14，流入第二通孔14的电解液能够从内部浸润电极组件10，提高电极组件10的浸润效率。
在一些实施例中，第一通孔323的轴向X平行于第二通孔14的轴向。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第一通孔323的投影与第二通孔14的投影至少部分地重叠。
第一通孔323和第二通孔14沿第一通孔323的轴向X相对，穿过第一通孔323的部分电解液无需改变流向即可进入第二通孔14，从而提高电极组件10的浸润效率。
可选地，当第一通孔323为变径孔时，第一通孔323沿自身轴向X的投影指的是：第一通孔323内端的开口沿自身轴向X的投影。当第二通孔14为变径孔时，第二通孔14沿第一通孔323的轴向X的投影指的是：第二通孔14靠近第一通孔323的一端的开口沿第一通孔323的轴向X的投影。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第二通孔14的投影大于第一通孔323的投影。
第一通孔323沿自身轴向X的投影的面积为S1，第二通孔14沿第一通孔323的轴向X投影的面积为S2，S2大于S1。
相较于第一通孔323，第二通孔14具有较大的横截面积，这样可以使第二通孔14能够容纳更多的电解液，有助于提升电解液从内部浸润电极组件10的效率。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第一通孔323的投影位于第二通孔14的投影内。
本实施例可以使电极组件10的实体部分避开第一通孔323，减少直接冲击电极组件10的电解液，降低电极组件10变形的风险。示例性地，本申请实施例可以减小第一极耳11和隔离件受到的冲击，降低第一极耳11和隔离件的变形。
在一些实施例中，第一通孔323的孔径为D 1，第二通孔14的孔径为D 2，D 1和D 2满足：65％≤D 1/D 2≤95％。
示例性地，D 1指的是第一通孔323的最小直径，D 2指的是第二通孔14的最小直 径。
D 1越大，电解液注入的效率越高，电解液注满的时间越短，电解液的在注液过程中能够浸润到电极组件10中的量越少，电解液注入的总量也越少。D 2越小，第二通孔14的孔壁的面积越小，电解液从电极组件10内部浸润的效率越低。如果D 1/D 2过大，将会造成电解液的注入量偏少，影响电池单体7的循环寿命。发明人在经过深入的研究和大量的实验之后发现，将D 1/D 2的值限定为小于或等于95％，以使电解液的注入量满足要求。
D 1越小，电解液注入的效率越低，电解液注满的时间越长；D 2越大，电解液从电极组件10内部浸润的效率越高。如果D 1/D 2过小，会造成注液时间偏长，导致产品生产效率偏低。另外，D 2越大，电极组件10的容量越小，电池单体7的内部的空间利用率越低，电池单体7的能量密度也越低。发明人在经过深入的研究和大量的实验之后发现，将D 1/D 2的值限定为大于或等于65％，以提升注液效率，降低因第二通孔14造成的电池单体7的能量密度的损失。
可选地，D 1/D 2的值可为65％、75％、85％或95％。
在一些实施例中，D 2≥D 1+0.2mm。
在装配电池单体7时，因为装配误差，电极组件10可能会发生偏移，造成第一通孔323与电极组件10的实体部分相对，这样会造成电极组件10受到电解液的冲击。
发明人在经过深入的研究和大量的实验之后发现，使D 2≥D 1+0.2mm，可以为电极组件10提供偏移的余量，降低电极组件10的实体部分与第一通孔323相对的风险，减少直接冲击电极组件10的电解液，降低电极组件10变形的风险。
在一些实施例中，第一通孔323的中心轴线与第二通孔14的中心轴线平行。可选地，第一通孔323的中心轴线与第二通孔14的中心轴线重合。示例性地，第二通孔14的中心轴线可作为电极组件10的中心轴线A。
在一些实施例中，电池单体7还包括集流构件40，用于电连接电极端子30和第一极耳11。集流构件40包括第三通孔45，第三通孔45的至少部分设于第一通孔323和第二通孔14之间。
本实施例对第三通孔45的孔径不作特别限制，其孔径可以大于、小于或等于第一通孔323的空间。
在第一通孔323的轴向X上，第三通孔45与第一通孔323相对，即第三通孔45沿第一通孔323的轴向X的投影与第一通孔323沿第一通孔323的轴向X的投影至少部分地重叠。在第一通孔323的轴向X上，第三通孔45与第二通孔14相对，即第三通孔45沿第一通孔323的轴向X的投影与第二通孔14沿第一通孔323的轴向X的投影至少部分地重叠。
通过设置第三通孔45，以使集流构件40避让经由第一通孔323流入的电解液，降低集流构件40在注液工序中对电解液的阻挡，使电解液能够顺畅地穿过第三通孔45并流入第二通孔14内，提高电极组件10的浸润效率。
在一些实施例中，第三通孔45的轴向平行于第一通孔323的轴向X。
在一些实施例中，第三通孔45的孔径大于或等于第一通孔323的孔径。第三通 孔45的孔径小于或等于第二通孔14的孔径。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第三通孔45的投影小于第二通孔14的投影。
第三通孔45沿第一通孔323的轴向X投影的面积为S3，S2大于S3。示例性地，第三通孔45的孔径小于第二通孔14的孔径。
相较于第三通孔45，第二通孔14具有较大的横截面积，这样可以使穿过第三通孔45的电解液能够快速地流入第二通孔14，有助于提升电解液从内部浸润电极组件10的效率。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第三通孔45的投影大于第一通孔323的投影。示例性地，第三通孔45的孔径大于第一通孔323的孔径。
相较于第一通孔323，第三通孔45具有较大的横截面积，这样可以降低集流构件40遮挡第一通孔323的风险，使电解液能够顺畅地穿过第三通孔45并进入第二通孔14，提升电解液从内部浸润电极组件10的效率。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第一通孔323的投影位于第三通孔45的投影内。
本实施例既可以降低集流构件40遮挡第一通孔323的风险，使电解液能够顺畅地流入壳体20内，还能够减小集流构件40受到的冲击，降低集流构件40与电极端子30的连接处开裂的风险。
在一些实施例中，在第一通孔323的轴向X上，第三通孔45的投影位于第二通孔14的投影内。本实施例能够降低电极组件10的实体部分对第三通孔45的遮挡，使电解液能够顺畅地流入第二通孔14内。
在一些实施例中，第一通孔323、第二通孔14以及第三通孔45同轴设置。同轴设置指的是：第一通孔323的中心轴线、第二通孔14的中心轴线以及第三通孔45的中心轴线重合。当然，本实施例的重合不要求绝对的重合，允许存在工程常规认知中的误差。
将三个通孔同轴设置，可以使电解液的流入更为顺畅，减少集流构件40和电极组件10受到的来自电解液的冲击。
在一些实施例中，第三通孔45的孔径小于第二通孔14的孔径，集流构件40在第二通孔14的径向上向内凸出于第二通孔14的孔壁。集流构件40可以遮挡第一极耳11，减小第一极耳11受到的来自电解液的冲击。
图13为本申请另一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图。
如图13所示，在一些实施例中，电极端子30与第一极耳11焊接并形成第一焊接部W1。
与图6所示的电池单体相比，图13所示的电池单体7可以省去集流构件，从而简化电池单体7的内部结构，缩短电极端子30与第一极耳11之间的导电路径，提升电池单体7的能量密度。
根据本申请的一些实施例，还提供了一种电池，包括多个以上任一实施例的电池单体。
图14为本申请另一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图。
如图14所示，在一些实施例中，电极端子30的凹部可以省去。示例性地，第一通孔323贯通端子主体34，端子主体34可不设置图6所示的凹部31。密封板33可以直接盖合到端子主体34，并密封第一通孔323。
图15为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视示意图。
如图15所示，在一些实施例中，电池单体7可为方形电池单体。
在一些实施例中，壳体20包括一体形成的筒体21和盖体22，筒体21环绕电极组件10的外周设置。示例性地，筒体21可为方筒。
筒体21在背离盖体22的一端具有开口，盖板50盖合于筒体21的开口处，以封闭筒体21的开口。示例性地，盖板50焊接于筒体21。
在一些实施例中，电池单体还包括极性相反的第一电极端子30和第二电极端子90，第一电极端子30用于电连接于电极组件10的第一极耳，第二电极端子90用于电连接于电极组件10的第二极耳。
在一些实施例中，第一电极端子30和第二电极端子90均安装于盖体22。
在电池中，汇流部件连接多个电池单体的电极端子，以将多个电池单体串联、并联或混联。第一电极端子30和第二电极端子90均可用于与汇流部件连接。
在电池受到外部冲击时，汇流部件会通过第一电极端子30和第二电极端子90拉扯盖体22，从而使盖体22和筒体21的连接处受到力的作用。如果盖体22和筒体21为分体结构，例如盖体22和筒体21通过焊接相连，那么盖体22和筒体21的连接处在力的作用下可能会出现连接失效。本申请实施例时盖体22和筒体21一体设置，从而提高盖体22和筒体21连接处的强度，降低盖体22和筒体21连接失效的风险。
在一些实施例中，壳体20不与电极组件的正极电连接，也不与电极组件的负极电连接。换言之，壳体20不带电。
在一些实施例中，电极组件10的第一极耳和第二极耳位于电极组件面向盖体22的同一侧。
在一些实施例中，第一通孔323可开设于第一电极端子30。
根据本申请的一些实施例，还提供了一种用电装置，包括以上任一实施例的电池，电池用于为用电装置提供电能。用电装置可以是前述任一应用电池单体的设备或系统。
参照图4至图7，根据本申请的一些实施例提供了一种圆柱电池单体7，其包括电极组件10、壳体20、电极端子30、集流构件40和盖板50。
壳体20包括一体形成的筒体21和盖体22，筒体21环绕电极组件10的外周设置，盖体22设有电极引出孔221。筒体21在背离盖体22的一端具有开口211，盖板50盖合于筒体21的开口处，以封闭筒体21的开口。
电极组件10容纳于壳体20内且包括主体部12、第一极耳11和第二极耳13，第一极耳11和第二极耳13凸出于主体部12。第一极耳11位于电极组件10的面向电极端子30的一端，第二极耳13位于电极组件10背离电极端子30的一端。
电极端子30包括密封板33和端子主体34，端子主体34安装于电极引出孔221， 且端子主体34包括凹部31和位于凹部31面向电极组件10一侧的连接部32，第一通孔323贯通连接部32，第一通孔323用于向壳体20的内部空间注入电解液。密封板33的至少部分容纳于凹部31，且密封板33连接于端子主体34并用于密封第一通孔323。
集流构件40焊接于连接部32并形成至少一个第一焊接部W1，焊接于第一极耳11并形成至少一个第二焊接部W2，从而将连接部32和第一极耳11电连接。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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 (32)

  1. 一种电池单体，包括：
    电极组件，包括第一极耳；
    壳体，用于容纳所述电极组件；
    电极端子，设置于所述壳体，并与所述第一极耳电连接，所述电极端子设有第一通孔，所述第一通孔用于向所述壳体的内部空间注入电解液。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述电极端子通过至少一个第一焊接部实现与所述第一极耳的电连接。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体，其中，所述第一焊接部的数量为一个，所述第一焊接部沿所述第一通孔的周向延伸并包围所述第一通孔的至少部分。
  4. 根据权利要求3所述的电池单体，其中，所述第一焊接部沿所述第一通孔的周向仅包围所述第一通孔的一部分。
  5. 根据权利要求3或4所述的电池单体，其中，所述第一焊接部包围所述第一通孔的角度为α，180°≤α≤360°。
  6. 根据权利要求2所述的电池单体，其中，所述第一焊接部为多个，多个所述第一焊接部沿所述第一通孔的周向间隔设置。
  7. 根据权利要求6所述的电池单体，其中，任意相邻两个所述第一焊接部沿所述第一通孔的周向的间隔角度小于30°。
  8. 根据权利要求6或7所述的电池单体，其中，每个所述第一焊接部沿所述第一通孔的径向延伸。
  9. 根据权利要求2-8任一项所述的电池单体，其中，在所述第一通孔的轴向上，所述第一焊接部的深度为h；在所述第一通孔的径向上，所述第一焊接部与所述第一通孔之间的最小间距为d；
    d和h满足：0.1≤h/d≤0.6。
  10. 根据权利要求9所述的电池单体，其中，d和h满足：0.2≤h/d≤0.5。
  11. 根据权利要求9或10所述的电池单体，其中，1.6mm≤d≤5.5mm。
  12. 根据权利要求1-11任一项所述的电池单体，其中，
    所述电极组件为卷绕结构，所述电极组件在卷绕中心处具有第二通孔；
    所述第一通孔与所述第二通孔连通，以使经由所述第一通孔注入的电解液能够流入所述第二通孔。
  13. 根据权利要求12所述的电池单体，其中，在所述第一通孔的轴向上，所述第一通孔的投影与所述第二通孔的投影至少部分地重叠。
  14. 根据权利要求12或13所述的电池单体，其中，在所述第一通孔的轴向上，所述第二通孔的投影大于所述第一通孔的投影。
  15. 根据权利要求13或14所述的电池单体，其中，在所述第一通孔的轴向上，所述第一通孔的投影位于所述第二通孔的投影内。
  16. 根据权利要求14或15所述的电池单体，其中，所述第一通孔的孔径为D 1，所述第二通孔的孔径为D 2，D 1和D 2满足：65％≤D 1/D 2≤95％。
  17. 根据权利要求16所述的电池单体，其中，D 2≥D 1+0.2mm。
  18. 根据权利要求12-16任一项所述的电池单体，还包括集流构件，用于电连接所述电极端子和所述第一极耳；
    所述集流构件包括第三通孔，所述第三通孔的至少部分设于所述第一通孔和所述第二通孔之间。
  19. 根据权利要求18所述的电池单体，其中，在所述第一通孔的轴向上，所述第三通孔的投影小于所述第二通孔的投影。
  20. 根据权利要求18或19所述的电池单体，其中，在所述第一通孔的轴向上，所述第三通孔的投影大于所述第一通孔的投影。
  21. 根据权利要求18-20任一项所述的电池单体，其中，在所述第一通孔的轴向上，所述第一通孔的投影位于所述第三通孔的投影内，所述第三通孔的投影位于所述第二通孔的投影内。
  22. 根据权利要求18-21任一项所述的电池单体，其中，所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔同轴设置。
  23. 根据权利要求1-22任一项所述的电池单体，其中，所述电极端子包括密封板和端子主体，所述端子主体设有所述第一通孔，所述密封板连接于所述端子主体并用于密封所述第一通孔。
  24. 根据权利要求23所述的电池单体，其中，所述端子主体包括凹部和位于所述凹部面向所述电极组件一侧的连接部，所述第一通孔贯通所述连接部，所述连接部通过至少一个第一焊接部实现与所述第一极耳的电连接；
    所述密封板的至少部分容纳于所述凹部。
  25. 根据权利要求1-24任一项所述的电池单体，其中，所述壳体包括筒体和连接于所述筒体的盖体，所述筒体环绕所述电极组件的外周设置，所述盖体设有电极引出孔，所述电极端子设置于所述电极引出孔。
  26. 根据权利要求25所述的电池单体，其中，所述盖体与所述筒体一体成型结构。
  27. 根据权利要求25或26所述的电池单体，其中，所述电极组件还包括第二极耳，所述第二极耳与所述第一极耳的极性相反，所述第二极耳电连接于所述盖体。
  28. 根据权利要求27所述的电池单体，其中，所述第一极耳位于所述电极组件面向所述电极端子的一端，所述第二极耳位于所述电极组件背离所述电极端子的一端。
  29. 根据权利要求27或28所述的电池单体，其中，所述第二极耳为负极极耳，所述壳体的基体材质为钢。
  30. 根据权利要求25-29中任一项所述的电池单体，其中，所述筒体在背离所述盖体的一端具有开口，所述电池单体还包括用于封闭所述开口的盖板。
  31. 一种电池，包括多个根据权利要求1-30中任一项所述的电池单体。
  32. 一种用电装置，包括根据权利要求31所述的电池，所述电池用于提供电能。
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