CN116569392A - 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置。本申请实施例的电池单体包括：壳体，具有开口；电极组件，容纳于壳体内；以及端盖，用于盖合开口，端盖包括盖本体和环绕在盖本体外侧的凸部，凸部沿面向电极组件的方向凸出于盖本体的内表面，并且凸部的至少一部分位于壳体内并用于与壳体配合。端盖上与凸部相对应的位置形成有凹部，凹部从盖本体的外表面沿面向电极组件的方向凹陷，并用于在凸部伸入壳体的过程中释放应力。本申请能提高电池单体的装配效率、增强电池单体的安全性。

Description

电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 技术领域
本申请涉及电池技术领域，并且更具体地，涉及一种电池单体及其制造方法和制造系统、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，如何提高电池单体的装配效率，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及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置，其能提高电池单体的装配效率、增强电池单体的安全性。
第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括：
壳体，具有开口；
电极组件，容纳于壳体内；以及
端盖，用于盖合开口，端盖包括盖本体和环绕在盖本体外侧的凸部，凸部沿面向电极组件的方向凸出于盖本体的内表面，并且凸部的至少一部分位于壳体内并用于与壳体配合；
其中，端盖上与凸部相对应的位置形成有凹部，凹部从盖本体的外表面沿面向电极组件的方向凹陷，并用于在凸部伸入壳体的过程中释放应力。
上述方案中，凸部能够在装配端盖和壳体时伸入到壳体内，并与壳体配合以限定端盖的位置，从而降低定位壳体和端盖的难度，提高电池单体的装配效率。壳体能够通过凸部限定端盖的位置，这样可以在连接端盖和壳体的过程中减小端盖和壳体之间的偏移、错位，改善密封性能。凹部能够降低凸部的强度，这样，在凸部和壳体彼此挤压时，凸部可以通过变形释放应力，减小凸部与壳体之间的挤压力和摩擦力，减少产生的颗粒，降低壳体变形的风险，提高电池单体的安全性能。
在一些实施例中，在端盖的厚度方向上，凹部的底面相较于盖本体的内表面整体更靠近电极组件。
上述方案可以保证第一凹部凹陷的深度，以提高凸部凸出盖本体的内表面的程度，这样可以改善凸部和壳体之间的配合效果，提高凸部的弹性，以减小凸部与壳体之间的挤压力和摩擦力，减少产生的颗粒，降低壳体变形的风险，提高电池单体的安全性能。
在一些实施例中，壳体的侧壁沿端盖的厚度方向延伸并环绕电极组件的外周设置，侧壁的内壁面和凸部的外周面均平行于厚度方向，并且两者相对设置。
上述方案中，侧壁的内壁面和凸部的外周面平行设置，这样，当侧壁的内壁面和凸部的外周面彼此接触、挤压时，两者之间受力比较均匀，从而减小应力集中，降低壳体和凸部的变形。
在一些实施例中，壳体的侧壁和凸部过盈配合，以使侧壁的内壁面和凸部的外周面相抵。
上述方案中，过盈配合可以增大壳体和端盖之间的连接强度，改善密封性能。本方案通过设置凹部降低了凸部的强度，以在凸部伸入壳体的过程中减小了凸部与壳体之间的作用力，这样，即使壳体与凸部过盈配合，也能减少产生的颗粒，降低壳体变形的风险，提高电池单体的安全性能。
在一些实施例中，侧壁的内壁面与凸部的外周面焊接并形成第一焊接部。在厚度方向上，第一焊接部沿背离电极组件的方向不超出盖本体的外表面。
上述方案中，盖本体可作为电池单体的承重结构。在电池单体安装到用电装置后，外部的支撑结构可以通过盖本体支撑电池单体。本方案使第一焊接部沿背离电极组件的方向不超出盖本体的外表面，以减小外部支撑结构与第一焊接部之间的作用力，降低第一焊接部破裂的风险，保证壳体和端盖之间的连接强度和密封性能。
在一些实施例中，侧壁包括环绕开口的第一外端面，第一外端面连接于侧壁的内壁面。在厚度方向上，凸部在背离电极组件的一端具有第二外端面，第二外端面连接于凸部的外周面，第一外端面和第二外端面齐平，并且第一外端面和第二外端面相较于盖本体的外表面更靠近电极组件。
上述方案使第一外端面和第二外端面相较于盖本体的外表面更靠近电极组件，这样，即使第一焊接部凸出于第一外端面和第二外端面，也能够使第一焊接部沿背离电极组件的方向不超出盖本体的外表面，从而减小第一焊接部受到的作用力，降低第一焊接部破裂的风险，保证壳体和端盖之间的连接强度和密封性能。
在一些实施例中，壳体还包括翻边部，翻边部连接于侧壁并相对于侧壁朝向盖本体折弯，以覆盖第一焊接部。
上述方案中，翻边部可以保护第一焊接部，降低第一焊接部被腐蚀、破坏的风险，保证壳体和端盖之间的连接强度和密封性能。
在一些实施例中，端盖还包括凸出于凸部的外周面并环绕在凸部的外侧的延伸部，延伸部的内表面焊接于侧壁的环绕开口的第一外端面，以使壳体和端盖连接为一体。
上述方案中，在装配端盖和壳体时，第一外端面可以起到在端盖的厚度方向上限位的作用，降低端盖过度插入壳体的风险，提高装配效率。
在一些实施例中，凸部和壳体间隙配合，以在凸部的外周面与侧壁的内壁面之间形成间隙。
上述方案中，间隙配合既能够保证壳体对凸部的限位，还可以在凸部伸入壳体的过程中减小凸部与壳体之间的作用力，降低凸部与壳体摩擦的风险，减少产生的颗粒并减小壳体的变形，提高电池单体的安全性能。
在一些实施例中，由电极组件指向侧壁的方向上，凸部的外周面与侧壁的内壁面之间的间隙的尺寸为0.02mm-0.5mm。
上述方案中，该间隙的尺寸越小，凸部的外周面与侧壁的内壁面摩擦的风险越高，产生颗粒的风险也就越高；该间隙的尺寸越大，在凸部伸入壳体后，凸部可活动的范围也就越大，延伸部和壳体焊接不良的风险越高。发明人将间隙的尺寸设置为0.02mm-0.5mm，以平衡风险，提高安全性能。
在一些实施例中，延伸部的内表面设有避让槽，避让槽环绕在凸部的外侧，避让槽的槽壁面用于连接延伸部的内表面和凸部的外周面。
上述方案中，在凸部成型时，凸部与延伸部的连接处设置圆角，以减小应力集中。本方案在延伸部上设置避让槽，延伸部的与避让槽相对的部分连接于凸部；避让槽凹陷设置，可以在凸部成型时为材料提供流动空间，这样，圆角形成于延伸部的与避让槽相对的部分，圆角的表面为避让槽的槽壁面的一部分；槽壁面相对于延伸部的内表面凹陷，因此，本实施例能够保证第一外端面顺利地抵接于延伸部的内表面，避免圆角干涉第一外端面。
在一些实施例中，延伸部的外表面与盖本体的外表面齐平。
上述方案中，外部的支撑结构能够通过延伸部和盖本体支撑电池单体，这样可以增大端盖的承重部分的面积，提高电池单体的稳定性。
在一些实施例中，由电极组件指向侧壁的方向上，延伸部不超出侧壁的外壁面。
上述方案可以避免延伸部增大电池单体的最大尺寸，保证电池单体的能量密度。另外，端盖较薄，如果延伸部超出侧壁的外壁面，可能会划伤其它外部的构件。
在一些实施例中，由电极组件指向侧壁的方向上，侧壁的外壁面超出延伸部0.02mm-0.5mm。
上述方案中，侧壁的外壁面超出延伸部的尺寸越小，侧壁与延伸部焊接所形成的第二焊接部凸出侧壁的外壁面的风险越高；侧壁的外壁面超出延伸部的尺寸越大，延伸部与侧壁之间的连接面积越小，延伸部与侧壁之间的连接强度越低。发明人将侧壁的外壁面超出延伸部的尺寸设置为0.02mm-0.5mm，以在保证连接强度的前提下，尽可能的减小第二焊接部凸出侧壁的外壁面的风险。
在一些实施例中，由电极组件指向侧壁的方向上，延伸部凸出凸部的外周面的尺寸小于侧壁的壁厚。
上述方案中，在凸部的外周面抵接于侧壁的内壁面时，由于侧壁的壁厚大于延伸部凸出凸部的外周面的尺寸，所以侧壁的外壁面在电极组件指向侧壁的方向上超出延伸部。
在一些实施例中，凸部还包括面向侧壁的导向面，导向面连接于凸部的外周面 的靠近电极组件的端部，且导向面相较于凸部的外周面朝背离侧壁的内壁面的方向倾斜，以引导凸部伸入壳体。
上述方案中，通过在凸部上设置倾斜的导向面，可以在装配端盖和壳体时引导凸部插入壳体，以简化装配工艺，提高装配效率。
在一些实施例中，凸部抵接于电极组件的第一极耳，以支撑第一极耳。
上述方案中，凸部可以支撑第一极耳，以减小电极组件在电池单体震动时的晃动幅度，提高电极组件的稳定性。
在一些实施例中，凸部焊接于第一极耳，以将第一极耳和端盖电连接。
上述方案中，将凸部与第一极耳直接焊接，无需其它转接构件，从而简化电池单体的结构。本方案通过设置凹部来减小凸部的厚度，这样可以减小凸部与第一极耳焊接所需的焊接功率，减少产热，降低其它构件被烧伤的风险。
在一些实施例中，电极组件的第一极耳通过端盖与壳体电连接。
上述方案中，通过端盖将壳体连接到电极组件的第一极耳，以使壳体的电位与第一极耳的电位基本相同，这样，壳体本身可以作为电池单体的输出极，从而省去一个传统的电极端子，简化电池单体的结构。在多个电池单体装配成组时，壳体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，壳体包括侧壁和底壁，侧壁沿端盖的厚度方向延伸并环绕电极组件的外周设置，底壁连接于侧壁的一端且位于电极组件的背离端盖的一侧，底壁设有电极引出孔。电极组件在面向底壁的一端设有第二极耳，第一极耳和第二极耳极性相反。电池单体还包括安装于电极引出孔的电极端子，电极端子电连接于第二极耳。
上述方案中，底壁和电极端子可以作为电池单体的两个输出极，这样可以简化电池单体的结构，并保证电池单体的过流能力。底壁和电极端子位于电池单体的同一端，这样，汇流部件可以装配到电池单体的同一侧，这样可以简化装配工艺，提高多个电池单体装配成组的效率。
在一些实施例中，底壁和侧壁为一体形成结构。
上述方案可以省去底壁和侧壁的连接工序，并减小两者之间的电阻。
在一些实施例中，第一极耳为负极极耳，壳体的基体材质为钢。
上述方案中，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，以降低安全风险。
在一些实施例中，电池单体为圆柱电池单体。
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。
第四方面，本申请实施例提供了一种电池单体的制造方法，包括：
提供壳体，壳体具有开口；
提供电极组件，并将电极组件安装到壳体内；
提供端盖，端盖包括盖本体和环绕在盖本体外侧的凸部，凸部凸出于盖本体的 内表面，端盖上与凸部相对应的位置形成有凹部，凹部从盖本体的外表面凹陷；
将凸部的至少部分伸入壳体内并用于与壳体配合；
连接端盖和壳体，以使端盖盖合于开口；
其中，凸部沿面向电极组件的方向凸出于盖本体的内表面，凹部从盖本体的外表面沿面向电极组件的方向凹陷，且凹部用于在凸部伸入壳体的过程中释放应力。
第五方面，本申请实施例提供了一种电池单体的制造系统，包括：
第一提供装置，用于提供壳体，壳体具有开口；
第二提供装置，用于提供电极组件，并将电极组件安装到壳体内；
第三提供装置，用于提供端盖，端盖包括盖本体和环绕在盖本体外侧的凸部，凸部凸出于盖本体的内表面，端盖上与凸部相对应的位置形成有凹部，凹部从盖本体的外表面凹陷；
第一组装装置，将凸部的至少部分伸入壳体内并用于与壳体配合；
第二组装装置，连接端盖和壳体，以使端盖盖合于开口；
其中，凸部沿面向电极组件的方向凸出于盖本体的内表面，凹部从盖本体的外表面沿面向电极组件的方向凹陷，且凹部用于在凸部伸入壳体的过程中释放应力。
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所示的电池模块的爆炸示意图；
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所示的电池单体在圆框A处的放大示意图；
图7为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视示意图；
图8为本申请又一些实施例提供的电池单体的剖视示意图；
图9为图8所示的电池单体在圆框B处的放大示意图；
图10为图9在方框C处的放大示意图；
图11为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图；
图12为本申请一些实施例提供的电池单体的制造系统的示意性框图。
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，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。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。
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连接于正极集流部的正极极耳，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连接于负极集流部的负极极耳，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。
电池单体还包括壳体和端盖，壳体具有开口且用于容纳电极组件，电极组件可以经由壳体的开口装配到壳体内。端盖用于盖合于壳体的开口以实现密封。
在相关技术中，在装配端盖和壳体时，通常将端盖抵压在壳体的开口端，然后再通过焊接等方式将端盖和壳体相连。然而，发明人发现，在将端盖抵压到壳体的过程中，壳体和端盖无法彼此限位，这会增大设备定位壳体和端盖的难度，降低电池单体的装配效率。另外，在连接端盖和壳体的过程中，端盖和壳体之间容易出现偏移、错位，影响密封性能。
发明人研究发现，可以尝试在端盖上设置凸部，凸部能够在装配端盖和壳体时插入到壳体内，并与壳体配合以限定端盖的位置。凸部可以在降低定位壳体和端盖的难度，提高电池单体的装配效率，并在连接端盖和壳体的过程中减小端盖和壳体之间的偏移、错位，改善密封性能。
然而，发明人进一步发现，凸部在插入壳体的过程中可能会挤压壳体的内表面，凸部与壳体彼此摩擦并形成颗粒，颗粒掉落到电极组件中可能会将正负极片导通，从而引发安全问题。另外，如果凸部和壳体之间的压力过大，还会造成壳体变形，影响壳体的外观和电池单体的密封性。
鉴于此，本申请实施例提供一种技术方案，通过在端盖上与凸部相对应的位置形成第一凹部，以在凸部伸入壳体的过程中释放应力。第一凹部能够降低凸部的强度，这样，在凸部挤压壳体的内表面时，凸部可以通过变形释放应力，减小凸部与壳体之间的挤压力和摩擦力，减少产生的颗粒，降低壳体变形的风险，提高电池单体的安全性能。
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、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所示的电池模块的爆炸示意图。
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。
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所示的电池单体在圆框A处的放大示意图。
如图4至图6所示，本申请实施例的电池单体7包括：壳体20，具有开口21；电极组件10，容纳于壳体20内；以及端盖30，用于盖合开口21，端盖30包括盖本体 31和环绕在盖本体31外侧的凸部32，凸部32沿面向电极组件10的方向凸出于盖本体的内表面311，并且凸部32的至少一部分位于壳体20内并用于与壳体20配合。端盖30上与凸部32相对应的位置形成有凹部33，凹部33从盖本体的外表面312沿面向电极组件10的方向凹陷，并用于在凸部32伸入壳体20的过程中释放应力。
电极组件10包括第一极片、第二极片和隔离件，隔离件用于将第一极片和第二极片隔开。第一极片和第二极片的极性相反，换言之，第一极片和第二极片中的一者为正极极片，第一极片和第二极片中的另一者为负极极片。
可选地，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。
壳体20为一侧开口的空心结构，端盖30盖合于壳体20的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件10和电解液的容纳腔。
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，比如，圆柱体、长方体等。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。
壳体20可以带正电、可以带负电、也可以不带电。当壳体20需要带电时，壳体20可以直接与电极组件10的极片连接，也可以通过其它导电构件与极片电连接。
可选地，端盖30和壳体20可通过焊接的方式相连，这样，端盖30和壳体20可具有基本相同的电位。示例性地，当壳体20需要带正电时，可利用端盖30将壳体20电连接到正极性的极片；当壳体20需要带负电时，可利用端盖30将壳体20电连接到负极性的极片。当然，壳体20也可通过其它导电结构连接到极片，本实施例对此不作限制。
端盖30可以电连接于电极组件10，也可以与电极组件10绝缘设置。可选地，端盖30电连接于第一极片。当然，端盖30可以直接电连接于第一极片，也可以通过其它构件电连接到第一极片。
壳体20和端盖30可以由相同的材料制成，也可以由不同的材料制成。
盖本体31为板状结构，其具有沿厚度方向Z相对设置的内表面和外表面，盖本体的内表面311面向电极组件10。可选地，盖本体31为平板，盖本体的内表面311和盖本体的外表面312均为平面且平行设置。
凸部32为环绕在盖本体31外侧的环形结构。
凸部32相对于盖本体的内表面311沿面向电极组件10的方向凸出，以使凸部32的至少部分凸出于盖本体的内表面311。凸部32可以整体伸入到壳体20内，也可以仅部分伸入到壳体20内，本实施例对此不作限制。
凸部32的伸入壳体20内的部分可与壳体20过盈配合、间隙配合或过渡配合，本实施例对此不作限制。
凹部33的位置与凸部32的位置相对应，凹部33相对于盖本体的外表面312沿面向电极组件10的方向凹陷。凹部33能够降低凸部32的强度，以使端盖30上与凸部 32对应的区域具有更好的弹性。
在本实施例中，凸部32能够在装配端盖30和壳体20时伸入到壳体20内，并与壳体20配合以限定端盖30的位置，从而降低定位壳体20和端盖30的难度，提高电池单体7的装配效率。壳体20能够通过凸部32限定端盖30的位置，这样可以在连接端盖30和壳体20的过程中减小端盖30和壳体20之间的偏移、错位，改善密封性能。凹部33能够降低凸部32的强度，这样，在凸部32和壳体20彼此挤压时，凸部32可以通过变形释放应力，减小凸部32与壳体20之间的挤压力和摩擦力，减少产生的颗粒，降低壳体20变形的风险，提高电池单体7的安全性能。
在一些实施例中，在端盖30的厚度方向Z上，凹部33的底面相较于盖本体的内表面311整体更靠近电极组件10。
本实施例可以保证第一凹部33凹陷的深度，以提高凸部32凸出盖本体的内表面311的程度，这样可以改善凸部32和壳体20之间的配合效果，提高凸部32的弹性，以减小凸部32与壳体20之间的挤压力和摩擦力，减少产生的颗粒，降低壳体20变形的风险，提高电池单体7的安全性能。
在一些实施例中，盖本体31可以为环形平板结构，端盖30还可包括被盖本体31环绕的部分。
在一些实施例中，壳体20焊接于端盖30。焊接既可以实现壳体20和端盖30的连接，还能保证密封性。
在一些实施例中，从电极组件10的外形看，电极组件10包括主体部11、第一极耳12和第二极耳13，第一极耳12和第二极耳13凸出于主体部11。第一极耳12为第一极片的未涂覆活性物质层的部分，第二极片为第二极片的未涂覆活性物质层的部分。对应地，第一极耳12和第二极耳13中的一者为正极性的极耳，另一者为负极性的极耳。
第一极耳12和第二极耳13可以从主体部11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12和第二极耳13分别设于主体部11的两侧，换言之，第一极耳12和第二极耳13分别设于电极组件10的两端。可选地，第一极耳12位于电极组件10的面向端盖30的一端，第二极耳13位于电极组件10的背离端盖30的一端。
可选地，第一极耳12环绕电极组件10的中心轴线卷绕为多圈，换言之，第一极耳12包括多圈极耳层。在卷绕完成后，第一极耳12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12进行处理，以减小极耳层间的缝隙，便于第一极耳12与其它导电结构连接。例如，本申请实施例可对第一极耳12进行揉平处理，以使第一极耳12的远离主体部11的端部区域收拢、集合在一起；揉平处理在第一极耳12远离主体部11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12与其它导电结构连接。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。
可选地，第二极耳13环绕电极组件10的中心轴线卷绕为多圈，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。
在一些实施例中，电极组件10面向端盖30的一端设有第一极耳12，第一极耳12电连接于端盖30。
端盖30可以直接与第一极耳12相连，例如，端盖30可以直接焊接于第一极耳12，以实现端盖30和第一极耳12的电连接。可替代地，端盖30也可以通过其它导电结构(例如集流构件50)与第一极耳12间接地相连。
本实施例中，端盖30的电位可以与第一极耳12的电位基本相同，这样，端盖30可以作为电池单体7的输出极，从而而省去一个传统的电极端子，简化电池单体7的结构。
在一些实施例中，电极组件10的第一极耳12通过端盖30与壳体20电连接。
本实施例通过端盖30将壳体20连接到电极组件10的第一极耳12，以使壳体20的电位与第一极耳12的电位基本相同，这样，壳体20本身可以作为电池单体7的输出极，从而省去一个传统的电极端子，简化电池单体7的结构。在多个电池单体7装配成组时，壳体20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，壳体20包括侧壁22和底壁23，侧壁22沿端盖30的厚度方向Z延伸并环绕电极组件10的外周设置，底壁23连接于侧壁22的一端且位于电极组件10的背离端盖30的一侧，底壁23设有电极引出孔231。电极组件10在面向底壁23的一端设有第二极耳13，第一极耳12和第二极耳13极性相反。电池单体7还包括安装于电极引出孔231的电极端子40，电极端子40电连接于第二极耳13。
侧壁22和底壁23可为一体形成结构，即壳体20为一体成形的构件。当然，侧壁22和底壁23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。
侧壁22为筒状结构，例如，侧壁22可为圆筒或方筒；底壁23为板状结构，其形状与侧壁22的形状相对应。可选地，侧壁22的一端形成开口21，底壁23连接于侧壁22的背离开口21的另一端。
第二极耳13可以直接电连接于电极端子40，也可以通过其它导电结构间接地电连接于电极端子40。
电极端子40绝缘设置于底壁23，电极端子40和底壁23可以具有不同的极性，电极端子40和底壁23可以分别作为电池单体7的两个输出极。可选地，电池单体7还包括绝缘件，绝缘件的至少部分位于底壁23和电极端子40之间，以将底壁23和电极端子40绝缘隔开。
在第一极耳12为负极极耳、第二极耳13为正极极耳时，底壁23为电池单体7的负输出极，而电极端子40为电池单体7的正输出极。在第一极耳12为正极极耳、第二极耳13为负极极耳时，底壁23为电池单体7的正输出极，而电极端子40为电池单体7的负输出极。
电极端子40固定于底壁23。电极端子40可以整体固定在底壁23的外侧，也可以通过电极引出孔231伸入到壳体20的内部。
第一极耳12位于电极组件10的面向端盖30的一端，以便于端盖30与第一极耳12电连接；对应地，第二极耳13位于电极组件10的面向底壁23的一端，以便于电极端子40与第二极耳13电连接。本申请实施例将第一极耳12和第二极耳13设于电极组件10的两端，可以降低第一极耳12和第二极耳13导通的风险，并增大第一极耳12的过流面积和第二极耳13的过流面积。
在本实施例中，底壁23和电极端子40可以作为电池单体7的两个输出极，这样可以简化电池单体7的结构，并保证电池单体7的过流能力。底壁23和电极端子40位于电池单体7的同一端，这样，汇流部件可以装配到电池单体7的同一侧，这样可以简化装配工艺，提高多个电池单体7装配成组的效率。
在一些实施例中，底壁23和侧壁22为一体形成结构。本实施例可以省去底壁23和侧壁22的连接工序，并减小两者之间的电阻。例如，壳体20可通过拉伸工艺成型。
本申请实施例的电极引出孔231是在壳体20拉伸成型后制成。
发明人曾尝试辊压的壳体的开口端，以使壳体的开口端向内翻折并形成翻边结构，翻边结构压住端盖以实现端盖的固定。发明人将电极端子安装到端盖上，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底壁23上形成用于安装电极端子40的电极引出孔231，以将正输出极和负输出极设置在电池单体7的背离开口21的一端；底壁23是在壳体20的成型过程中形成，开设电极引出孔231后也能够保证底壁23的平整性，保证底壁23和汇流部件的连接强度。同时，底壁23的平整性不受自身尺寸的约束，所以底壁23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，第一极耳12为负极极耳，壳体20的基体材质为钢。
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，以降低安全风险。
在一些实施例中，壳体20的基体材质和端盖30的基体材质相同。可选地，壳体20的基体材质与端盖30的基体材质均为钢。
本实施例中，壳体20的基体材质和端盖30的基体材质相同，这样可以保证壳体20和端盖30的焊接强度，改善电池单体7的密封性。
在一些实施例中，电池单体为圆柱电池单体。对应地，电极组件10为圆柱结构，壳体20为圆柱状的中空结构。
在一些实施例中，凸部32可以直接支撑第一极耳12，也可以通过其它构件支撑第一极耳12。
在一些实施例中，凸部32抵接于电极组件10的第一极耳12，以支撑第一极耳12。
在本实施例中，凸部32可以支撑第一极耳12，以减小电极组件10在电池单体 7震动时的晃动幅度，提高电极组件10的稳定性。
在一些实施例中，凸部焊接于第一极耳，以将第一极耳和端盖电连接。
本实施例可以直接将凸部32与第一极耳12焊接，无需其它转接构件，从而简化电池单体7的结构。本实施例通过设置凹部33来减小凸部32的厚度，这样可以减小凸部32与第一极耳12焊接所需的焊接功率，减少产热，降低其它构件被烧伤的风险。
在一些实施例中，凸部32用于与壳体20配合，以限定端盖30在径向上的位置。
壳体20具有中心轴，侧壁22环绕中心轴设置。壳体20的中心轴沿端盖30的厚度方向Z延伸。在本申请的描述中，径向为垂直于厚度方向Z且通过中心轴的方向。
本申请描述的径向适用于圆柱电池单体。在圆柱电池单体中，电极组件10为圆柱结构，壳体20为圆柱状的中空结构，端盖30为圆板结构。对于圆柱电池单体，“径向”可以是壳体20的半径方向。
当然，本申请描述的径向也可适用于方形电池单体。在方形电池单体，电极组件10为扁平结构，壳体20为方形的中空结构，端盖30为方形板状结构。
在一些实施例中，壳体20的侧壁22沿端盖30的厚度方向Z延伸并环绕电极组件10的外周设置，侧壁的内壁面221和凸部的外周面321均平行于厚度方向Z，并且两者相对设置。
壳体20的侧壁22具有相对设置的内壁面和外壁面，侧壁的内壁面221面向电极组件10。侧壁的内壁面221和侧壁的外壁面222均为柱面。侧壁的内壁面221是第一母线沿着设定的轨迹平行移动所形成的曲面。可选地，侧壁的内壁面221为圆柱面，即侧壁的内壁面221是第一母线沿着圆形的轨迹平行移动所形成的曲面。可选地，侧壁的外壁面222也为圆柱面。
凸部的外周面321为柱面。凸部的外周面321是第二母线沿着设定的轨迹平行移动所形成的曲面。可选地，凸部的外周面321为圆柱面。
当第一母线平行于第二母线时，凸部的外周面321平行于侧壁的内壁面221。示例性地，第一母线和第二母线均为平行于厚度方向Z的直线。
侧壁的内壁面221环绕在凸部的外周面321的外侧，这样，在凸部32伸入壳体20内之后，侧壁的内壁面221能够通过凸部的外周面321限制端盖30的位置。
在本实施例中，侧壁的内壁面221和凸部的外周面321平行设置，这样，当侧壁的内壁面221和凸部的外周面321彼此接触、挤压时，两者之间受力比较均匀，从而减小应力集中，降低壳体20和凸部32的变形。
在一些实施例中，壳体20的侧壁22和凸部32过盈配合，以使侧壁的内壁面221和凸部的外周面321相抵。
凸部32伸入壳体20内的部分可以整体与壳体20过盈配合，也可以局部与与壳体20过盈配合。
以凸部的外周面321和侧壁的内壁面221均为圆柱面为例，在装配端盖30和壳体20前，凸部的外周面321的直径大于侧壁的内壁面221的直径，这样，在凸部32伸入壳体20之后，凸部32伸入壳体20内的部分与壳体20过盈配合。
在本实施例中，过盈配合可以增大壳体20和端盖30之间的连接强度，改善密封性能。本实施例通过设置凹部33降低了凸部32的强度，以在凸部32伸入壳体20的过程中减小了凸部32与壳体20之间的作用力，这样，即使壳体20与凸部32过盈配合，也能减少产生的颗粒，降低壳体20变形的风险，提高电池单体7的安全性能。
在一些实施例中，侧壁的内壁面221与凸部的外周面321焊接并形成第一焊接部W1。在厚度方向Z上，第一焊接部W1沿背离电极组件10的方向不超出盖本体的外表面312。
可选地，凸部32和侧壁22通过激光焊接相连。在焊接凸部32和侧壁22时，激光照射在凸部的外周面321和侧壁的内壁面221的交界处，激光将凸部的外周面321的至少部分和侧壁的内壁面221的部分熔化并连接在一起。
在本实施例中，第一焊接部W1封闭开口21，以实现密封，降低电解液从凸部的外周面321和侧壁的内壁面221之间泄露的风险。
在焊接凸部32与壳体20时，如果凸部32与壳体20过盈配合，那么无需外部设备来固定端盖30，从而简化装配工艺。另外，凸部的外周面321抵接于侧壁的内壁面221，这样可以降低激光射入壳体20内部烧伤电极组件10的风险。过盈配合还可以阻挡焊接产生的气体副产物，减少从凸部的外周面321和侧壁的内壁面221之间穿过的气体副产物，降低电极组件的隔离件被烧伤风险。
在本实施例中，在厚度方向Z上，第一焊接部W1外露的表面沿背离电极组件10的方向不超出盖本体的外表面312。
盖本体31可作为电池单体7的承重结构。在电池单体7安装到用电装置后，外部的支撑结构可以通过盖本体31支撑电池单体7。本实施例使第一焊接部W1沿背离电极组件10的方向不超出盖本体的外表面312，以减小外部支撑结构与第一焊接部W1之间的作用力，降低第一焊接部W1破裂的风险，保证壳体20和端盖30之间的连接强度和密封性能。
在一些实施例中，侧壁22包括环绕开口21的第一外端面223，第一外端面223连接于侧壁的内壁面221。在厚度方向Z上，凸部32在背离电极组件10的一端具有第二外端面322，第二外端面322连接于凸部的外周面321，第一外端面223和第二外端面322齐平，并且第一外端面223和第二外端面322相较于盖本体的外表面312更靠近电极组件10。
第一外端面223连接侧壁的内壁面221和侧壁的外壁面222。第二外端面322背离凸部的外周面321的一端连接于凹部33的侧壁面。
可选地，第一外端面223和第二外端面322均垂直于侧壁的内壁面221和凸部的外周面321。
焊接形成的第一焊接部W1凹凸不平，可能会凸出第一外端面223和第二外端面322，如果第一外端面223与盖本体的外表面312齐平，那么第一焊接部W1可能会作为电池单体7的承重部分，引发第一焊接部W1破裂的风险。
本实施例使第一外端面223和第二外端面322相较于盖本体的外表面312更靠近电极组件10，这样，即使第一焊接部W1凸出于第一外端面223和第二外端面322， 也能够使第一焊接部W1沿背离电极组件10的方向不超出盖本体的外表面312，从而减小第一焊接部W1受到的作用力，降低第一焊接部W1破裂的风险，保证壳体20和端盖30之间的连接强度和密封性能。
在一些实施例中，凸部32还包括面向侧壁22的导向面323，导向面323连接于凸部的外周面321的靠近电极组件10的端部，且导向面323相较于凸部的外周面321朝背离侧壁的内壁面221的方向倾斜，以引导凸部32伸入壳体20。
导向面323与侧壁的内壁面221间隔设置。由端盖30指向电极组件10的方向上，导向面323与侧壁的内壁面221沿径向的间距逐渐增大。
本实施例通过在凸部32上设置倾斜的导向面323，可以在装配端盖30和壳体20时引导凸部32插入壳体20(特别是在凸部32与壳体20过盈配合时)，以简化装配工艺，提高装配效率。
图7为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视示意图。
在一些实施例中，壳体20还包括翻边部24，翻边部24连接于侧壁22并相对于侧壁22朝向盖本体31折弯，以覆盖第一焊接部W1。
翻边部24与侧壁22为一体形成结构，且通过翻边工艺形成。
翻边部24的背离侧壁22的一端形成开口21。
在装配端盖30和壳体20时，将端盖30的凸部32插入壳体20内，然后焊接凸部32和侧壁22并形成第一焊接部W1。焊接完成后，辊压壳体20的靠近开口21的部分，以形成覆盖第一焊接部W1的翻边部24。
在本实施例中，翻边部24可以保护第一焊接部W1，降低第一焊接部W1被腐蚀、破坏的风险，保证壳体20和端盖30之间的连接强度和密封性能。
在一些实施例中，翻边部24的背离电极组件10的表面与盖本体的外表面齐平。
图8为本申请又一些实施例提供的电池单体的剖视示意图；图9为图8所示的电池单体在圆框B处的放大示意图；图10为图9在方框C处的放大示意图。
如图8至图10所示，在一些实施例中，端盖30还包括凸出于凸部的外周面321并环绕在凸部32的外侧的延伸部36，延伸部的内表面361焊接于侧壁22的环绕开口的第一外端面223，以使壳体20和端盖30连接为一体。
延伸部36包括沿厚度方向Z相对设置的内表面和外表面，延伸部的内表面361面向电极组件10。可选地，延伸部36为环形的平板结构，延伸部的内表面361和延伸部的外表面362均为平面。
延伸部36和侧壁22沿厚度方向Z布置，延伸部的内表面361可与第一外端面223平行设置。
可选地，在焊接延伸部36和侧壁22时，激光照射在第一外端面223和延伸部的内表面361的交界处；在焊接后，延伸部的内表面361的至少部分和第一外端面223的至少部分熔化并连接在一起。
延伸部的内表面361与侧壁22的第一外端面223焊接并形成第二焊接部W2。
第一外端面223处于壳体20的最外端，本实施例将延伸部的内表面361抵接于第一外端面223。
在本实施例中，在装配端盖30和壳体20时，第一外端面223可以起到在端盖30的厚度方向Z上限位的作用，降低端盖30过度插入壳体20的风险，提高装配效率。
在一些实施例中，凸部32和壳体20间隙配合，以在凸部的外周面321与侧壁的内壁面221之间形成间隙。
以凸部的外周面321和侧壁的内壁面221均为圆柱面为例，在装配端盖30和壳体20前，凸部的外周面321的直径小于侧壁的内壁面221的直径，这样，在凸部32伸入壳体20之后，凸部32伸入壳体20内的部分与壳体20间隙配合。
在本实施例中，间隙配合既能够保证壳体20对凸部32的限位，还可以在凸部32伸入壳体20的过程中减小凸部32与壳体20之间的作用力，降低凸部32与壳体20摩擦的风险，减少产生的颗粒并减小壳体20的变形，提高电池单体7的安全性能。
在一些实施例中，由电极组件10指向侧壁22的方向上，凸部的外周面321与侧壁的内壁面221之间的间隙的尺寸为0.02mm-0.5mm。
示例性地，“由电极组件指向侧壁的方向上”可为径向。
示例性地，由电极组件10指向侧壁22的方向上，凸部的外周面321与侧壁的内壁面221之间的间隙的尺寸为L1。L1的值越小，凸部的外周面321与侧壁的内壁面221摩擦的风险越高，产生颗粒的风险也就越高；L1的值越大，在凸部32伸入壳体20后，凸部32可活动的范围也就越大，延伸部36和壳体20焊接不良的风险越高。发明人经过试验，将L1的值设置为0.02mm-0.5mm，以平衡风险，提高安全性能。
在一些实施例中，延伸部的内表面361设有避让槽363，避让槽363环绕在凸部32的外侧，避让槽363的槽壁面用于连接延伸部的内表面361和凸部的外周面321。
凹部33和凸部32可通过冲压的工艺形成。发明人发现，在冲压成型的过程中，凸部与延伸部的连接处会产生应力集中；为了减小应力集中，发明人尝试在凸部与延伸部的连接处设置圆角。然而，在冲压成型后，圆角的表面形成在延伸部的内表面和外周面的连接处，而圆角的表面比较平滑，在凸部插入壳体的过程中可能会抵接在第一外端面上，造成第一外端面无法与延伸部的内表面紧贴。
鉴于此，发明人在延伸部36上设置避让槽363，延伸部36的与避让槽363相对的部分连接于凸部32。避让槽363凹陷设置，可以在凸部32成型时为材料提供流动空间，这样，圆角形成于延伸部36的与避让槽363相对的部分，圆角的表面为避让槽363的槽壁面的一部分；而槽壁面相对于延伸部的内表面361凹陷，因此，本实施例能够保证第一外端面223顺利地抵接于延伸部的内表面361。
在一些实施例中，延伸部的外表面362与盖本体的外表面312齐平。
在本实施例中，外部的支撑结构能够通过延伸部36和盖本体31支撑电池单体7，这样可以增大端盖30的承重部分的面积，提高电池单体7的稳定性。
在一些实施例中，由电极组件10指向侧壁22的方向上，延伸部36不超出侧壁的外壁面222。
本实施例可以避免延伸部36增大电池单体7的最大尺寸，保证电池单体7的能量密度。另外，端盖30较薄，如果延伸部36超出侧壁的外壁面222，可能会划伤其它外部的构件。
在一些实施例中，由电极组件10指向侧壁22的方向上，侧壁的外壁面222超出延伸部0.02mm-0.5mm。
延伸部的内表面361与侧壁22的第一外端面223焊接形成的第二焊接部W2会凸出延伸部36的端面364，如果侧壁的外壁面222与延伸部36的背离凸部32的端面364齐平，那么第二焊接部W2可能会凸出侧壁的外壁面222，增大电池单体7的最大尺寸，且容易划伤其它外部的构件。因此，本实施例使侧壁的外壁面222超出延伸部36，以降低第二焊接部W2凸出侧壁的外壁面222的风险。
由电极组件10指向侧壁22的方向上，侧壁的外壁面222超出延伸部36的尺寸为L2。L2的值越小，第二焊接部W2凸出侧壁的外壁面222的风险越高；L2的值越大，延伸部36与侧壁22之间的连接面积越小，延伸部36与侧壁22之间的连接强度越低。
发明人经过试验，将L2的值设置为0.02mm-0.5mm，以在保证连接强度的前提下，尽可能的减小第二焊接部W2凸出侧壁的外壁面222的风险。
在一些实施例中，由电极组件10指向侧壁22的方向上，延伸部36凸出凸部的外周面321的尺寸L3小于侧壁22的壁厚。
示例性地，L3为延伸部36的端面364与凸部的外周面321在径向上的距离。
在本实施例中，在凸部的外周面321抵接于侧壁的内壁面221时，由于侧壁22的壁厚大于延伸部36凸出凸部的外周面321的尺寸，所以侧壁的外壁面222在电极组件10指向侧壁22的方向上超出延伸部36。
图11为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图。
如图11所示，本申请实施例的电池单体的制造方法包括：
S100、提供壳体，壳体具有开口；
S200、提供电极组件，并将电极组件安装到壳体内；
S300、提供端盖，端盖包括盖本体和环绕在盖本体外侧的凸部，凸部凸出于盖本体的内表面，端盖上与凸部相对应的位置形成有凹部，凹部从盖本体的外表面凹陷；
S400、将凸部的至少部分伸入壳体内并用于与壳体配合；
S500、连接端盖和壳体，以使端盖盖合于开口；
其中，凸部沿面向电极组件的方向凸出于盖本体的内表面，凹部从盖本体的外表面沿面向电极组件的方向凹陷，且凹部用于在凸部伸入壳体的过程中释放应力。
需要说明的是，通过上述电池单体的制造方法制造出的电池单体的相关结构，可参见上述各实施例提供的电池单体。
在基于上述的电池单体的制造方法组装电池单体时，不必按照上述步骤依次进行，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中提及的顺序执行步骤，或者若干步骤同时执行。例如，步骤S100、S300的执行不分先后，也可以同时进行。
图12为本申请一些实施例提供的电池单体的制造系统的示意性框图。
如图12所示，本申请实施例的电池单体的制造系统90包括：
第一提供装置91，用于提供壳体，壳体具有开口；
第二提供装置92，用于提供电极组件，并将电极组件安装到壳体内；
第三提供装置93，用于提供端盖，端盖包括盖本体和环绕在盖本体外侧的凸部，凸部凸出于盖本体的内表面，端盖上与凸部相对应的位置形成有凹部，凹部从盖本体的外表面凹陷；
第一组装装置94，将凸部的至少部分伸入壳体内并用于与壳体配合；
第二组装装置95，连接端盖和壳体，以使端盖盖合于开口；
其中，凸部沿面向电极组件的方向凸出于盖本体的内表面，凹部从盖本体的外表面沿面向电极组件的方向凹陷，且凹部用于在凸部伸入壳体的过程中释放应力。
通过上述制造系统制造出的电池单体的相关结构，可参见上述各实施例提供的电池单体。
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 (27)

  1. 一种电池单体，包括：
    壳体，具有开口；
    电极组件，容纳于所述壳体内；以及
    端盖，用于盖合所述开口，所述端盖包括盖本体和环绕在所述盖本体外侧的凸部，所述凸部沿面向所述电极组件的方向凸出于所述盖本体的内表面，并且所述凸部的至少一部分位于所述壳体内并用于与所述壳体配合；
    其中，所述端盖上与所述凸部相对应的位置形成有凹部，所述凹部从所述盖本体的外表面沿面向所述电极组件的方向凹陷，并用于在所述凸部伸入所述壳体的过程中释放应力。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，在所述端盖的厚度方向上，所述凹部的底面相较于所述盖本体的内表面整体更靠近所述电极组件。
  3. 根据权利要求1或2所述的电池单体，其中，所述壳体的侧壁沿所述端盖的厚度方向延伸并环绕所述电极组件的外周设置，所述侧壁的内壁面和所述凸部的外周面均平行于所述厚度方向，并且两者相对设置。
  4. 根据权利要求3所述的电池单体，其中，所述壳体的侧壁和所述凸部过盈配合，以使所述侧壁的内壁面和所述凸部的外周面相抵。
  5. 根据权利要求3或4所述的电池单体，其中，所述侧壁的内壁面与所述凸部的外周面焊接并形成第一焊接部；
    在所述厚度方向上，所述第一焊接部沿背离所述电极组件的方向不超出所述盖本体的外表面。
  6. 根据权利要求5所述的电池单体，其中，所述侧壁包括环绕所述开口的第一外端面，所述第一外端面连接于所述侧壁的内壁面；
    在所述厚度方向上，所述凸部在背离所述电极组件的一端具有第二外端面，所述第二外端面连接于所述凸部的外周面，所述第一外端面和所述第二外端面齐平，并且所述第一外端面和所述第二外端面相较于所述盖本体的外表面更靠近所述电极组件。
  7. 根据权利要求5所述的电池单体，其中，所述壳体还包括翻边部，所述翻边部连接于所述侧壁并相对于所述侧壁朝向所述盖本体折弯，以覆盖所述第一焊接部。
  8. 根据权利要求3所述的电池单体，其中，所述端盖还包括凸出于所述凸部的外周面并环绕在所述凸部的外侧的延伸部，所述延伸部的内表面焊接于所述侧壁的环绕所述开口的第一外端面，以使所述壳体和所述端盖连接为一体。
  9. 根据权利要求8所述的电池单体，其中，所述凸部和所述壳体间隙配合，以在所述凸部的外周面与所述侧壁的内壁面之间形成间隙。
  10. 根据权利要求9所述的电池单体，其中，由所述电极组件指向所述侧壁的方向上，所述凸部的外周面与所述侧壁的内壁面之间的所述间隙的尺寸为0.02mm-0.5mm。
  11. 根据权利要求8-10任一项所述的电池单体，其中，所述延伸部的内表面设有避 让槽，所述避让槽环绕在所述凸部的外侧，所述避让槽的槽壁面用于连接所述延伸部的内表面和所述凸部的外周面。
  12. 根据权利要求8-11任一项所述的电池单体，其中，所述延伸部的外表面与所述盖本体的外表面齐平。
  13. 根据权利要求8-12任一项所述的电池单体，其中，由所述电极组件指向所述侧壁的方向上，所述延伸部不超出所述侧壁的外壁面。
  14. 根据权利要求13所述的电池单体，其中，由所述电极组件指向所述侧壁的方向上，所述侧壁的外壁面超出所述延伸部0.02mm-0.5mm。
  15. 根据权利要求13或14所述的电池单体，其中，由所述电极组件指向所述侧壁的方向上，所述延伸部凸出所述凸部的外周面的尺寸小于所述侧壁的壁厚。
  16. 根据权利要求3-15任一项所述的电池单体，其中，所述凸部还包括面向所述侧壁的导向面，所述导向面连接于所述凸部的外周面的靠近所述电极组件的端部，且所述导向面相较于所述凸部的外周面朝背离所述侧壁的内壁面的方向倾斜，以引导所述凸部伸入所述壳体。
  17. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述凸部抵接于所述电极组件的第一极耳，以支撑所述第一极耳。
  18. 根据权利要求17所述的电池单体，其中，所述凸部焊接于所述第一极耳，以将所述第一极耳和所述端盖电连接。
  19. 根据权利要求1-18任一项所述的电池单体，其中，所述电极组件的第一极耳通过所述端盖与所述壳体电连接。
  20. 根据权利要求19所述的电池单体，其中，所述壳体包括侧壁和底壁，所述侧壁沿所述端盖的厚度方向延伸并环绕所述电极组件的外周设置，所述底壁连接于所述侧壁的一端且位于所述电极组件的背离所述端盖的一侧，所述底壁设有电极引出孔；
    所述电极组件在面向所述底壁的一端设有第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳极性相反；
    所述电池单体还包括安装于所述电极引出孔的电极端子，所述电极端子电连接于所述第二极耳。
  21. 根据权利要求20所述的电池单体，其中，所述底壁和所述侧壁为一体形成结构。
  22. 根据权利要求19-21任一项所述的电池单体，其中，所述第一极耳为负极极耳，所述壳体的基体材质为钢。
  23. 根据权利要求1-22中任一项所述的电池单体，其中，所述电池单体为圆柱电池单体。
  24. 一种电池，包括多个根据权利要求1-23中任一项所述的电池单体。
  25. 一种用电装置，包括根据权利要求24所述的电池，所述电池用于提供电能。
  26. 一种电池单体的制造方法，包括：
    提供壳体，所述壳体具有开口；
    提供电极组件，并将所述电极组件安装到所述壳体内；
    提供端盖，所述端盖包括盖本体和环绕在所述盖本体外侧的凸部，所述凸部凸出于所述盖本体的内表面，所述端盖上与所述凸部相对应的位置形成有凹部，所述凹部从所述盖本体的外表面凹陷；
    将所述凸部的至少部分伸入所述壳体内并用于与所述壳体配合；
    连接所述端盖和所述壳体，以使所述端盖盖合于所述开口；
    其中，所述凸部沿面向所述电极组件的方向凸出于所述盖本体的内表面，所述凹部从所述盖本体的外表面沿面向所述电极组件的方向凹陷，且所述凹部用于在所述凸部伸入所述壳体的过程中释放应力。
  27. 一种电池单体的制造系统，包括：
    第一提供装置，用于提供壳体，所述壳体具有开口；
    第二提供装置，用于提供电极组件，并将所述电极组件安装到所述壳体内；
    第三提供装置，用于提供端盖，所述端盖包括盖本体和环绕在所述盖本体外侧的凸部，所述凸部凸出于所述盖本体的内表面，所述端盖上与所述凸部相对应的位置形成有凹部，所述凹部从所述盖本体的外表面凹陷；
    第一组装装置，将所述凸部的至少部分伸入所述壳体内并用于与所述壳体配合；
    第二组装装置，连接所述端盖和所述壳体，以使所述端盖盖合于所述开口；
    其中，所述凸部沿面向所述电极组件的方向凸出于所述盖本体的内表面，所述凹部从所述盖本体的外表面沿面向所述电极组件的方向凹陷，且所述凹部用于在所述凸部伸入所述壳体的过程中释放应力。
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