CN116601820A - 电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法，涉及电池技术领域。电池单体包括金属外壳、电极组件和导电件；金属外壳具有容纳腔；电极组件容纳于所述容纳腔内，电极组件包括第一极耳，第一极耳与金属外壳电连接；导电件设置于金属外壳的外表面，导电件的电阻小于金属外壳的电阻。在充放电过程中，电流经过导电件或者同时经过导电件和金属外壳，无论电流仅经过导电件还是同时经过导电件和金属外壳，电池单体充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳的情况，能够减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。

Description

电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法 技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法。
背景技术
锂离子电池作为一种可再充电电池，具有体积小、能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点。
可再充电电池包括金属外壳、端盖组件和电极组件，端盖组件盖合于金属外壳上，端盖组件和金属外壳绝缘连接，为电极组件和电解液提供一个密闭的空间，一般地，电极组件正极极耳和负极极耳分别与端盖组件的电极端子和金属外壳电连接，以实现电能输入或输出，但是金属外壳具有较大的电阻，严重影响了电池单体的电能输出或输入。
发明内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法，以改善电池的电能输出性能。
第一方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括金属外壳、电极组件和导电件；所述金属外壳具有容纳腔；所述电极组件容纳于所述容纳腔内，所述电极组件包括第一极耳，所述第一极耳与所述金属外壳电连接；所述导电件设置于所述金属外壳的外表面，所述导电件的电阻小于所述金属外壳的电阻。
所述上述技术方案中，金属外壳的外表面设置有电阻小于金属外壳的电阻的导电件，第一极耳与金属外壳电连接，在充放电过程中，电流经过导电件或者同时经过导电件和金属外壳，无论电流仅经过导电件还是同时经过导电件和金属外壳，电池单体充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳的情况，能够减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述金属外壳包括：端壁和侧壁，所述端壁被配置为连接所述第一极耳；所述侧壁围设于所述端壁的边缘，所述侧壁与所述端壁共同限定出所述容纳腔；所述导电件连接于所述端壁，并在所述侧壁远离所述端壁的一端形成第一导电部，所述第一导电部用于输出所述电池单体的电能。
上述技术方案中，导电件在金属外壳的外表面从金属外壳的一端延伸至另一端，导电件的电阻小于金属外壳的电阻，在充放电过程中，电流经过导电件或者同时经过导电件和金属外壳，无论电流仅经过导电件还是同时经过导电件和金属外壳，电池单体充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳的情况，能够减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述容纳腔具有开口，所述电池单体还包括端盖，所述端盖设于所述金属外壳的一端，所述端盖用于关闭所述开口；所述金属外壳还包括限位部，所述限位部位于所述侧壁背离所述端壁的一端，所述限位部被配置为限制所述端盖沿背离所述电极组件的方向移动，所述第一导电部的至少部分位于所述限位部背离所述电极组件的一侧。
上述技术方案中，限位部既能对端盖限位，以使电池单体结构更加稳定，且输出部设置于限位部背离端壁的一侧，便于输出部与其结构件(比如汇流件、用电设备、充电电源等)连接，以输出或者输入电能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述电池单体还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件被配置为分隔所述第一导电部和所述限位部。
上述技术方案中，第一绝缘件分隔第一导电部和限位部，降低电流经过金属外壳的可能性，使得电流尽可能只经过导电件输出，减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述导电件包括第二导电部，所述第二导电部设置于所述侧壁的外表面并与所述第一导电部电连接；所述电池单体还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件被配置为分隔所述第二导电部和所述侧壁。
上述技术方案中，第二绝缘件分隔第二导电部和侧壁，降低电流经过钢壳的可能性，使得电流尽可能只经过导电件输出，减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述电池单体还包括泄压机构，所述泄压机构设置于所述端壁，所述泄压机构被配置为在所述电池单体的内部的压力或者温度达到阈值时致动，以泄放所述电池单体内部的压力；所述导电件包括连接于所述端壁的第三导电部，所述第三导电部与所述第一导电部电连接；所述端壁设有分隔部，所述分隔部被配置为分隔所述第三导电部和所述泄压机构。
上述技术方案中，分隔部分隔第三导电部和泄压机构，以使分隔部能够减小端壁和导电件的结合位置与电解液接触的可能性，降低端壁和导电件的结合位置遇电解液反应，产生电化学腐蚀，从而导致金属外壳漏液的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述导电件包括熔断部，所述熔断部的一端与所述第一导电部连接，另一端与所述第三导电部连接；所述第一导电部的过流面积和所述第三导电部的过流面积均大于所述熔断部的过流面积。
上述技术方案中，导电件设置有熔断部，当流过导电件的电流超过熔断部的过流能力后，则熔断部熔断，切断电路，降低发生用电安全事故的可能性。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述金属外壳被配置为输出所述电池单体的电能。
上述技术方案中，金属外壳的外表面设置有导电件，通过金属外壳输出电池单体的电能，则金属外壳和导电件相当于两条并联电路，并联电路的电阻小于任意一条电路的电阻，因此，充放电过程中，电池单体本身的电阻小于金属外壳和导电件中的任意一者的电阻，减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述金属外壳的外表面设有安装槽，所述导电件至少部分容纳于所述安装槽内。
上述技术方案中，导电件至少部分容纳于金属外壳的外表面的安装槽内，能够减小电池单体的外部尺寸，避免因电池单体设置了导电件造成电池单体外部尺寸增加过大。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述导电件容纳于所述安装槽的部分的外表面与所述金属外壳的外表面平齐。
上述技术方案中，导电件容纳于安装槽的部分的外表面与金属外壳的外表面平齐，即导电件至少部分容纳于安装槽的部分是完全容纳于安装槽的，能够减小电池单体的外部尺寸，避免因电池单体设置了导电件造成电池单体外部尺寸增加过大。
第二方面，本申请实施例提供一种电池，包括汇流件和第一方面实施例提供的电池单体；所述汇流件被配置为与所述金属外壳或所述导电件连接。
上述技术方案中，在金属外壳的外表面设置电阻小于金属外壳的电阻的导电件，第一极耳与金属外壳电连接，在充放电过程中，电流经过导电件或者同时经过导电件和金属外壳，无论电流仅经过导电件还是同时经过导电件和金属外壳，电池充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳的情况，能够减少电能输出过程中电池本身对电能的消耗和改善电能输入电池的功率性能。
第三方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括根据第一方面实施例提供的电池单体。
上述技术方案中，电池单体充放电过程中的电阻较小，能够减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。
第四方面，本申请实施例提供一种电池单体的制造设备，包括提供装置和组装装置，所述提供装置被配置为提供金属外壳、电极组件和导电件；所述金属外壳具有容纳腔，所述电极组件包括第一极耳，所述导电件的电阻小于所述金属外壳的电阻；所述组装装置被配置为将所述导电件设置于所述金属外壳的外表面、将所述电极组件容纳于所述容纳腔内和将所述第一极耳与所述金属外壳电连接。
上述技术方案中，金属外壳的外表面设置有电阻小于金属外壳的电阻的导电件，第一极耳与金属外壳电连接，在充放电过程中，电流经过导电件或者同时经过导电件和金属外壳，无论电流仅经过导电件还是同时经过导电件和金属外壳，电池充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳的情况，能够减少电能输出过程中电池本身对电能的消耗和改善电能输入电池的功率性能。
第五方面，本申请一些实施例提供一种电池单体的制造方法，包括：提供金属外壳、电极组件和导电件；
所述金属外壳具有容纳腔，所述电极组件包括第一极耳，所述导电件的电阻小于所述金属外壳的电阻；
将所述导电件设置于所述金属外壳的外表面；
将所述电极组件容纳于所述容纳腔内；
将所述第一极耳与所述金属外壳电连接。
上述技术方案中，在金属外壳的外表面设置电阻小于金属外壳的电阻的导电件，第一极耳与金属外壳电连接，在充放电过程中，电流经过导电件或者同时经过导电件和金属外壳，无论电流仅经过导电件还是同时经过导电件和金属外壳，电池充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳的情况，能够减少电能输出过程中电池本身对电能的消耗和改善电能输入电池的功率性能。
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结构示意图；
图3为本申请一些实施例提供的通过汇流件连接的两个电池单体的示意图；
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图；
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视图；
图6为图5中I处的放大图；
图7为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视图；
图8为图7中II处的放大图；
图9为图5中III处的放大图；
图10为本申请一些实施例提供的导电件设于金属外壳外壁的结构示意图；
图11为本申请另一些实施例提供的导电件设于金属外壳外壁结构示意图；
图12为电池单体能够通过金属外壳输出电能的示意图；
图13为本申请一些实施例提供的电池单体的轴向剖视图；
图14为图13中金属外壳在中IV处的放大图；
图15为图13中IV处的放大图；
图16为本申请一些实施例提供的电池单体的制造设备的结构示意图；
图17为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程框图。
图标：1000-车辆；100-电池；10-箱体；11-安装空间；12-第一部分；13-第二部分；20-电池单体；21-金属外壳；211-容纳腔；212-开口；213-端壁；214-侧壁；215-限位部；216-安装槽；22-电极组件；221-第一极耳；222-第二极耳；23-导电件；231-第一导电部；232-第二导电部；233-第三导电部；234-熔断部；235-通孔；236-缺口；24-第一转接件；25-端盖；251-电极端子；26-第二转接件；27-绝缘密封件；28-第一绝缘件；29-第二绝缘件；30-汇流件；40-泄压机构；41-分隔部；200-控制器；300-马达；A-第一方向；2000-电池单体的制造设备；2100-提供装置；2200-组装装置。
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、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。
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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
电池单体包括金属外壳、端盖和电极组件，金属外壳和端盖为电极组件和电解液提供一个密闭的空间。为实现电池单体电能输出，电极组件的正极极耳和负极极耳分别与端盖的电极端子和金属外壳电连接，以实现电池单体充放电。
但因金属外壳电阻较大，采用金属外壳作为电极端子，导致电池单体整体内阻增大，特别是电池单体在大电流脉冲充电时，金属壳体温升迅速，极大恶化了电池单体本身的功率性能。而且，目前主要降低金属外壳电阻的方式是增加金属外壳的厚度，进而增加金属外壳的横截面积，以此降低电阻，但在电池单体本身内部空间已经十分紧张的情况下，进一步增加金属外壳厚度会极大的降低电池单体的能量密度。
基于此，本申请实施例提供一种电池单体，通过在金属外壳的外表面设置电阻小于金属外壳的导电件，电池单体充放电过程中，电流可以仅通过导电件或者同时通过导电件和金属外壳，无论哪种方式均使得充放电过程的电阻小于电流仅经过金属外壳时的电阻，减少电能输出过程中电池单体本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体的功率性能。同时还保证了金属外壳本身的强度和韧性优势。
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设备。
用电设备可以是车辆、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设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。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。
车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300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。
在本申请一些实施例中，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，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20收容于箱体10内。
箱体10用于为电池单体20提供安装空间11。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分12和第二部分13，第一部分12与第二部分13相互盖合，以限定出用于容纳电池单体20的安装空间11。当然，第一部分12与第二部分13的连接处可通过密封件(图未示出)来实现密封，密封件可以是密封圈、密封胶等。
第一部分12和第二部分13可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分12可以是一侧开放的空心结构，第二部分13也可以是一侧开放的空心结构，第二部分13的开放侧盖合于第一部分12的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体10。当然，也可以是第一部分12为一侧开放的空心结构，第二部分13为板状结构，第二部分13盖合于第一部分12的开放侧，则形成具有安装空间11的箱体10。
在电池100中，电池单体20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池100模块，多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。图2示例性的示出了电池单体20呈圆柱体的情况。
如图3所示，在一些实施例中，电池100还可以包括汇流件30，多个电池单体20之间可通过汇流件30实现电连接，以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。
请参照图4，图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的爆炸图。电池单体20包括金属外壳21、电极组件22和导电件23。金属外壳21具有容纳腔211(图5中示出)。电极组件22容纳于容纳腔211内，电极组件22包括第一极耳221，第一极耳221与金属外壳21电连接；导电件23设置于金属外壳21的外表面，导电件23的电阻小于金属外壳21的电阻。
电极组件22包括极性相反的第一极耳221和第二极耳222。电极组件22可以包括正极片(图未示出)、负极片(图未示出)和隔离膜(图未示出)。电极组件22可以是由正极片、隔离膜和负极片通过卷绕形成的卷绕式结构，也可以是由正极片、隔离膜和负极片通过层叠布置形成的层叠式结构。电极组件22还包括正极极耳(图未示出)和负极极耳(图未示出)，可以是正极片中未涂覆正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳，可以是负极片中未涂覆负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。第一极耳221可以是正极极耳，也可以是负极极耳。若第一极耳221为正极极耳，则第二极耳222为负极极耳，若第一极耳221为负极极耳，则第二极耳222为正极极耳。
电极组件22可以是叠片式电极组件22，也可以是卷绕式电极组件22，第一极耳221和第二极耳222可以位于电极组件22的同一端，也可以分别位于电极组件22的两端。如图3所示，电极组件22为卷绕式电极组件22，第一极耳221和第二极耳222分别位于电极组件22的轴向的两端。
金属外壳21具有开口212，电极组件22容纳于外壳内，金属外壳21可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。金属外壳21的形状可根据电极组件22的具体形状来确定。比如，若电极组件22为圆柱体结构，金属外壳21则可选用为圆柱体结构；若电极组件22为长方体结构，金属外壳21则可选用长方体结构。图3示例性的示出了金属外壳21和电极组件22为圆柱体的情况。
金属外壳21的金属材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、SPCC(一般用冷轧碳钢薄板及钢带)等，导电件23的金属材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金，只要导电件23的电阻小于金属外壳21的电阻即可，比如导电件23的材质为铝，金属外壳21的材质为钢。金属外壳21的壁厚可以是0.5mm。
在一些实施例中，电池单体20还包括第一转接件24(图8中示出)，第一转接件24位于容纳腔211内，第一转接件24连接于第一极耳221和金属外壳21之间，以实现第一极耳221和金属钢壳电连接。第一转接件24与第一极耳221之间可以通过焊接实现连接，第一转接件24与金属外壳21之间可以通过焊接实现连接。
金属外壳21的外表面设置有电阻小于金属外壳21的电阻的导电件23，第一极耳221与金属外壳21电连接，在充放电过程中，电流经过导电件23或者同时经过导电件23和金属外壳21，无论电流仅经过导电件23还是同时经过导电件23和金属外壳21，电池单体20充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳21的情况，能够减少电能输出过程中电池单体20本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体20的功率性能。
请参照图5，图5为本申请一些实施例提供的电池单体20的局部剖视图。在一些实施例中，金属外壳21包括端壁213和侧壁214，端壁213被配置为连接第一极耳221；侧壁214围设于端壁213的边缘，侧壁214与端壁213共同限定出容纳腔211；导电件23连接于端壁213，并在侧壁214远离端壁213的一端形成第一导电部231，第一导电部231用于输出所述电池单体20的电能。
侧壁214为套筒结构，侧壁214围设于电极组件22的外周。端壁213位于侧壁214轴向的一端，侧壁214围设于端壁213的边缘。侧壁214和端壁213可以是通过焊接、密封连接等方式形成整体结构，侧壁214和端壁213也可以是通过一体成型的方式形成的一体成型结构。
端壁213面向电极组件22的一侧与第一极耳221直接电连接或者端壁213面向电极组件22的一侧与第一极耳221通过第一转接件24实现间接电连接。导电件23与端壁213背离电极组件22的一侧连接，以实现导电件23与端壁213电连接，从而实现导电件23与金属壳体电连接。导电件23与端壁213可以通过焊接等方式实现电连接。导电件23从与端壁213的连接位置沿金属外壳21的外表面延伸至侧壁214远离端壁213的一端，导电件23在侧壁214远离端壁213的一端形成第一导电部231，第一导电部231用于输出电池单体20的电能或者向电池单体20输入电能。
需要说明的是，第一导电部231用于输出电池单体20是指，第一导电部231用于与其他部件(例如汇流件、用电设备等)直接连接，以输出电池单体20的电能。第一导电部231用于向电池单体20输入电能是指，第一导电部231用于与充电设备(图中未示出)直接连接，以使充电设备为电池单体20充电。
在其他实施例中，第一极耳221也可以和金属外壳21的其他部位电连接，比如第一极耳221与侧壁214电连接，沿电池单体20的轴向，第一极耳221与侧壁214的连接位置与第一导电部231存在距离。
电件在金属外壳21的外表面从金属外壳21的一端延伸至另一端，导电件23的电阻小于金属外壳21的电阻，在充放电过程中，电流经过导电件23或者同时经过导电件23和金属外壳21，无论电流仅经过导电件23还是同时经过导电件23和金属外壳21，电池单体20充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳21的情况，能够减少电能输出过程中电池单体20本身对电能的 消耗和改善电能输入电池单体20的功率性能。
请参照图6，图6为图5中I处的放大图。在一些实施例中，容纳腔211具有开口212，电池单体20还包括端盖25，端盖25设于金属外壳21的一端，端盖25用于关闭开口212；金属外壳21还包括限位部215，限位部215位于侧壁214背离端壁213的一端，限位部215被配置为限制端盖25沿背离电极组件22的方向移动，第一导电部231的至少部分位于限位部215背离电极组件22的一侧。
容纳腔211的开口212设置于金属外壳21的侧壁214背离端壁213的一端，端盖25用于封盖于开口212，以关闭容纳腔211，容纳腔211内还用于容纳电解质，例如电解液。端盖25和端壁213分别位于侧壁214的轴向的两端，端盖25上设有电极端子251(图4、图5中示出)，端盖25的电极端子251用于与第二极耳222电连接，在一些实施例中，电池单体20还包括第二转接件26(图4、图5中示出)，第二转接件26连接于第一极耳221和电极端子251之间，以使第二极耳222和电极端子251通过第二转接件26实现电连接，第二转接件26与第二极耳222之间可以通过焊接实现连接，第二转接件26与端盖25的电极端子251之间可以通过焊接实现连接。为降低电池单体20内部短路的风险，电池单体20还包括绝缘密封件27，用于分隔端盖25和金属壳体，避免在端盖25的电极端子251和第二极耳222电连接、金属外壳21和第一极耳221电连接后电池单体20短路，绝缘密封件27还可以用于分隔第二极耳222和金属外壳21，避免第二极耳222和金属外壳21搭接。
第一导电部231可以是全部位于限位部215背离电极组件22的一侧。第一导电部231可以是部分位于限位部215背离电极组件22的一侧，另一部分可以位于侧壁214的外周。
限位部215位于侧壁214背离端壁213的一端，限位部215为环形结构，限位部215连接于侧壁214，侧壁214围设于限位部215的外边缘，限位部215的内边缘限定出容纳腔211的开口212。在端盖25盖合于开口212的实施例中，沿电池单体20的轴向，限位部215位于端盖25背离电极组件22的一侧，以限制端盖25沿背离电极组件22的方向移动。
限位部215既能对端盖25限位，以使电池单体20结构更加稳定，且输出部设置于限位部215背离端壁213的一侧，便于输出部与其结构件(比如汇流件、用电设备、充电设备等)连接，以输出或者输入电能。
如图6所示，在一些实施例中，电池单体20还包括第一绝缘件28，第一绝缘件28被配置为分隔第一导电部231和限位部215。
第一绝缘件28设置于第一导电部231和限位部215之间，以实现第一导电部231和限位部215之间绝缘连接。第一绝缘件28可以绝缘橡胶、绝缘粘胶层等，若是第一绝缘件28为具有粘接性能的绝缘材质，则第一绝缘件28既能实现第一导电部231和限位部215绝缘，又能将第一导电部231连接于限位部215。第一绝缘件28可以是以粘贴或者涂覆的方式形成于第一导电部231和限位部215之间。第一绝缘件28的厚度可以是0.05mm。
在其他实施例中，第一导电部231和限位部215可以是电连接，则电流可以同时经过导电件23和金属外壳21，换句话说，电流可以经过金属外壳21和导电件23的两个并联电路，在电池单体20充放电的过程中，电流既经过导电件23，还经过金属外壳21，金属外壳21和导电件23并联，使得电池单体20的内阻小于金属外壳21和导电件23中的任意一者的电阻，也能减少电能输出过程中电池单体20本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体20的功率性能。
第一绝缘件28分隔第一导电部231和限位部215，降低电流经过金属外壳21的可能性，使得电流尽可能只经过导电件23输出，减少电能输出过程中电池单体20本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体20的功率性能。
如图6所示，在一些实施例中，导电件23包括第二导电部232，第二导电部232设置于侧壁214的外表面并与第一导电部231电连接；电池单体20还包括第二绝缘件29，第二绝缘件29被配置为分隔所述第二导电部232和侧壁214。
第二绝缘件29设置于第二导电部232和侧壁214的外表面之间，以实现第二导电部232 和侧壁214之间绝缘连接。第二绝缘件29可以绝缘橡胶、绝缘粘胶层等，若是第二绝缘件29为具有粘接性能的绝缘材质，则第二绝缘件29既能实现第二导电部232和侧壁214绝缘，又能将第二导电部232连接于侧壁214。第二绝缘件29可以是以粘贴或者涂覆的方式形成于第二导电部232和侧壁214之间。第二绝缘件29的厚度可以设置为0.05mm。
在第一绝缘件28分隔第一导电部231和限位部215的实施例中，第二绝缘件29和第一绝缘件28使得导电件23仅与金属外壳21的端壁213电连接，则在电池单体20充放电的过程中，电流仅经过导电件23，导电件23的电阻小于金属壳体的电阻，使得电池单体20的内阻较小，减少电能输出过程中电池单体20本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体20的功率性能。第一绝缘件28和第二绝缘件29可以为一体成型结构。
在一些实施例中，电池单体20仅包括第一绝缘件28，第二导电部232与侧壁214的外表面电连接，则电流可以同时经过导电件23和金属外壳21，以实现电池单体20的电能输出或者为电池单体20输入电能。
第二绝缘件29分隔第二导电部232和侧壁214，降低电流经过钢壳的可能性，使得电流尽可能只经过导电件23输出，减少电能输出过程中电池单体20本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体20的功率性能。
请参照图7、图8，图7为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视图，图8为图7中II处的放大图。在一些实施例中，电池单体20还包括泄压机构40，泄压机构40设置于端壁213，泄压机构40被配置为在电池单体20的内部的压力或者温度达到阈值时致动，以泄放电池单体20内部的压力。
泄压机构40是指电池单体20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。阈值可能取决于电池单体20中的正极片、负极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构40可以采用诸如防爆阀、防爆片、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20的内部压力或温度达到预定阈值时，泄压机构40执行动作或者泄压机构40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212或通道。
本申请中所提到的“致动”是指泄压机构40产生动作或被激活至一定的状态，从而使得电池单体20的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构40产生的动作可以包括但不限于：泄压机构40中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压机构40在致动时，电池单体20的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体20发生泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。
请参照图8，在一些实施例中，电池单体20还包括泄压机构40，泄压机构40设置于端壁213，泄压机构40被配置为在电池单体20的内部的压力或者温度达到阈值时致动，以泄放电池单体20内部的压力；导电件23包括连接于端壁213的第三导电部233，第三导电部233与第一导电部231电连接；端壁213设有分隔部41，分隔部41被配置为分隔第三导电部233和泄压机构40。
在一些实施例中，泄压机构40为在端壁213的局部区域以刻薄的方式形成的薄弱部，薄弱部对应的壁厚小于端壁213的其他位置的壁厚。在另一些实施例中，还可以在端壁213上设置刻痕，以使端壁213在刻痕处形成薄弱部，刻痕的横截面可以是呈V形、U型等。也可以同时采用削薄端壁213的部分区域的厚度并在削薄的设置刻痕，以形成泄压机构40。
导电件23可以避让泄压机构40设置，能够减小端壁213和导电件23的结合位置与电解液接触的可能性，降低端壁213和导电件23的结合位置遇电解液反应，产生电化学腐蚀，从而导致金属外壳21漏液的风险。比如导电件23仅设置于侧壁214，导电件23与第一极耳221通过端壁213电连接。
分隔部41分隔第三导电部233和泄压机构40，以使分隔部41能够减小端壁213和导电件23的结合位置与电解液接触的可能性，降低端壁213和导电件23的结合位置遇电解液反应，产生电化学腐蚀，从而导致金属外壳21漏液的风险。
请参照图9、图10，图9为图5中的III处的放大图，图10为本申请一些实施例提供的导电件23设于金属外壳21的外壁的结构示意图。在一些实施例中，导电件23包括熔断部234，熔断部234的一端与第一导电部231连接，另一端与第三导电部233连接；第一导电部231的过流面积和第三导电部233的过流面积均大于熔断部234的过流面积。
过流面积的大小表征了过流能力的大小，第一导电部231的过流面积和第三导电部233的过流面积均大于熔断部234的过流面积，即第一导电部231的过流能力和第三导电部233的过流面积均大于熔断部234的过流能力，当流过导电件23的电流超过熔断部234的过流能力则熔断部234会熔断，以使电池单体20不能经过导电件23输入或者输出电能。
在一些实施例中，如图9、图10所示，熔断部234设置于第二导电部232，熔断部234可以通过在导电件23上开设通孔235后形成，在导电件23上开设通孔235后，通孔235的两侧分别形成熔断部234，通孔235的两侧是指通孔235在第一方向A上的两侧，第一方向A垂直从第一导电部231至第三导电部233的方向。通孔235可以是一个或多个，在通孔235为多个的实施例中，多个通孔235沿第一方向A并排布置。通孔235可以为圆孔，通孔235也可以为多边形孔，通孔235在电池单体20的轴向的尺寸可以是36mm，通孔235沿侧壁214的周向的尺寸可以为36mm。
在另一些实施例中，如图11所示，可以是在导电件23的边缘开设缺口236后形成，缺口236的设置使得缺口236处对应的部分的横截面积相对导电件23的其他部位的横截面积减小，以形成熔断部234。
在第一绝缘件28分隔第一导电部231和限位部215、第二绝缘件29分隔侧壁214和第二导电部232的实施例中，在充放电的过程中，电流仅从导电件23流过，导电件23设置有熔断部234，当流过导电件23的电流超过熔断部234的过流能力或者出现外部短路后，则熔断部234熔断，切断电路，保护电池单体20不出现过热乃至热失控的现象，降低发生用电安全事故的可能性。
在一些实施例中，导电件23沿侧壁214的外表面的周向延伸，且导电件23沿侧壁214的外表面的周向延伸形成的圆心角θ大于或者等于90°，以保证导电件23具有足够的过流面积。
请参照图12，图12为电池单体20能够通过金属外壳21输出电能的示意图。在一些实施例中，金属外壳21被配置为输出电池单体20的电能。当然，金属外壳21也被配置为向电池单体20的输入电能。
金属外壳21被配置为输出电池单体20的电能是指，金属外壳21被配置为与其他部件(例如汇流件、用电设备等)直接连接，以输出电池单体20的电能。金属外壳21被配置为向电池单体20的输入电能是指，金属外壳21用于与充电设备直接连接，以使充电设备为电池单体20充电。电流能够同时流过金属外壳21和导电件23。
在金属外壳21具有限位部215的实施例中，可以是限位部215与其他部件(例如汇流件、用电设备等)或者充电设备直接连接。
在金属外壳21未设置限位部215的实施例中，可以是侧壁214与其他部件(例如汇流件、用电设备等)或者充电设备直接连。
在金属外壳21被配置为输出电池单体20的电能的实施例中，导电件23可以仅包括设置于侧壁214的外表面的第二导电部232，导电部与侧壁214电连接，或者导电件23仅包括第二导电部232和第三导电部233，第三导电部233与端壁213电连接，第二导电部232与侧壁214电连接。
金属外壳21的外表面设置有导电件23，通过金属外壳21输出电池单体20的电能，则金属外壳21和导电件23相当于两条并联电路，并联电路的电阻小于任意一条电路的电阻，因此，充放电过程中，电池单体20本身的电阻小于金属外壳21和导电件23中的任意一者的电阻，减少电能输出过程中电池单体20本身对电能的消耗和改善电能输入电池单体20的功率性能。
请参照图13、图14、图15，图13为本申请一些实施例提供的电池单体20的轴向剖视图，图14为图13中的金属外壳21在中IV处的放大图。图15为图13中IV处的放大图。在一些 实施例中，金属外壳21的外表面设有安装槽216，导电件23至少部分容纳于安装槽216内。
导电件23至少部分容纳于安装槽216内，可以是沿安装槽216的深度方向，导电件23的部分或者全部容纳于安装槽216内，安装槽216的深度方向是指安装槽216凹陷的方向，安装槽216的深度是指安装槽216凹陷的尺寸。比如，在一些实施例中，限位部215背离电极组件22的表面设有第一槽(图中未示出)、侧壁214的外表面设有第二槽(图中未示出)和端壁213背离电极组件22的表面设有第三槽(图中未示出)，第一槽、第二槽和第三槽依次连通形成安装槽216，第一槽和第三槽均沿电池单体20的轴向凹陷，第一导电部231部分或者全部容纳于第一槽内，第三导电部233部分或者全部容纳于第三槽内，第二槽沿电池单体20的径向凹陷，第二导电部232部分或者全部位于第二槽。
导电件23至少部分容纳于安装槽216内也可以是沿安装槽216的延伸方向导电件23的部分或者全部容纳于安装槽216内。比如安装槽216仅设置于侧壁214的外表面，则导电件23仅第二导电部232容纳于安装槽216，安装槽216的延伸方向垂直安装槽216的深度方向，连接于端壁213的第三导电部233和连接于限位部215的第一导电部231则在安装槽216的延伸方向上延伸出安装槽216。
在一些实施例中，金属外壳21的外表面局部预留0.25mm的安装槽216用于焊接导电件23，安装槽216的深度尺寸可以为0.25mm，导电件23的厚度小于或等于0.25mm(比如导电件23的厚度0.2mm)，这样，沿安装槽216的深度方向，导电能够完全容纳于安装槽216内，这样通过金属外壳21表面的导电件23导电，降低电池单体20的内阻。
导电件23至少部分容纳于金属外壳21的外表面的安装槽216内，能够减小电池单体20的外部尺寸，避免因电池单体20设置了导电件23造成电池单体20外部尺寸增加过大。
在一些实施例中，导电件23容纳于安装槽216的部分的外表面与金属外壳21的外表面平齐。
在其他实施例中，导电件23容纳于安装槽216的部分可以沿安装槽216的深度方向凸出安装槽216。
导电件23容纳于安装槽216的部分的外表面与金属外壳21的外表面平齐，即导电件23至少部分容纳于安装槽216的部分是完全容纳于安装槽216的，能够减小电池单体20的外部尺寸，避免因电池单体20设置了导电件23造成电池单体20外部尺寸增加过大。
如图4所示，本申请一些实施例提供一种电池单体20，电池单体20包括金属外壳21、电极组件22、导电件23和端盖25。金属外壳21具有容纳腔211，金属外壳21端壁213、侧壁214和限位部215，端壁213和限位部215分别连接于侧壁214轴向的两端。电极组件22容纳于容纳腔211内，电极组件22具有位于轴向两端的第一极耳221和第二极耳222，第一极耳221为负极极耳，第二极耳222为正极极耳。第一极耳221与通过第一转接件24与端壁213电连接，第二极耳222通过第二转接件26与端盖25的电极端子251电连接。金属外壳21可以为钢壳，导电件23为铝层。
金属外壳21的表面设有安装槽216，导电件23全部容纳于安装槽216内。
导电件23包括依次连接的第一导电部231、第二导电部232和第三导电部233，第一导电部231设于限位部215背离电极组件22的一侧，第一导电部231和限位部215之间设置第一绝缘件28，以通过第一绝缘件28分隔第一导电部231和限位部215，第二导电部232连接于侧壁214，第二导电部232和侧壁214之间设置第二绝缘件29，以通过第二绝缘件29分隔第二导电部232和侧壁214，第一绝缘件28和第二绝缘件29还能使侧壁214和限位部215均与导电件23紧密粘接，端壁213和导电件23的第三导电部233之间紧密贴合，保证金属外壳21的端壁213能够通过穿透焊接与第一转接件24电连接。
用电设备或者充电设备的正极与电极端子251连接，用电设备或者充电设备的负极与第一导电部231背离限位部215的一侧电连接，保证电流不经过钢壳。示例性地，第一极耳221为负极极耳，第二极耳222为正极极耳，放电过程为：且电流由正极极耳(第二极耳222)→第二转接件 26→正极(位于用电设备)→用电设备→导电件23→第一转接件24→负极极耳，完成整个回路。
导电件23在第二导电部232(金属外壳21的侧壁214对应的部位)设计局部挖空区域(通孔235)，形成熔断部234，当电池单体20出现外短或大电流经过时，导电件23的熔断部234主动熔断保护电池单体20不出现过热乃至热失控的现象。
本申请实施例提供一种电池100，包括汇流件(图中未示出)和上述任意实施例提供的电池单体20。汇流件被配置为与金属外壳21或导电件23连接。
在电池100包括多个点电池单体20的实施例中，汇流件可以用于串联和/或并联多个电池单体20。多个是指两个及两个以上的数量。
在金属外壳21的外表面设置电阻小于金属外壳21的电阻的导电件23，第一极耳221与金属外壳21电连接，在充放电过程中，电流经过导电件23或者同时经过导电件23和金属外壳21，无论电流仅经过导电件23还是同时经过导电件23和金属外壳21，电池100充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳21的情况，能够减少电能输出过程中电池100本身对电能的消耗和改善电能输入电池100的功率性能。
本申请实施例提供一种用电设备，用电设备包括上述任意实施例提供的电池单体20。
请参照图16，图16为本申请一些实施例提供的电池单体的制造设备2000的结构示意图。本申请实施例提供一种电池单体的制造设备2000，电池单体的制造设备2000包括提供装置2100和组装装置2200。提供装置2100被配置为提供金属外壳21、电极组件22和导电件23。金属外壳21具有容纳腔211，电极组件22包括第一极耳221，导电件23的电阻小于金属外壳21的电阻。组装装置2200被配置为将导电件23设置于金属外壳21的外表面、将电极组件22容纳于容纳腔211内和将第一极耳221与金属外壳21电连接。
金属外壳21的外表面设置有电阻小于金属外壳21的电阻的导电件23，第一极耳221与金属外壳21电连接，在充放电过程中，电流经过导电件23或者同时经过导电件23和金属外壳21，无论电流仅经过导电件23还是同时经过导电件23和金属外壳21，电池100充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳21的情况，能够减少电能输出过程中电池100本身对电能的消耗和改善电能输入电池100的功率性能。
请参照图17，图17为本申请一些实施例提供的电池单体20的制造方法的流程框图。本申请一些实施例提供一种电池单体20的制造方法，电池单体20的制造方法包括：
步骤S100，提供金属外壳21、电极组件22和导电件23；
金属外壳21具有容纳腔211，电极组件22包括第一极耳221，导电件23的电阻小于金属外壳21的电阻。
步骤S200，将导电件23设置于金属外壳21的外表面；
步骤S300，将电极组件22容纳于容纳腔211内；
步骤S400，将第一极耳221与金属外壳21电连接。
步骤S200和步骤S300的执行先后不限定，可以先执行步骤S300，再执行步骤S200，也可以先执行步骤S200，再执行步骤S300。
在金属外壳21的外表面设置电阻小于金属外壳21的电阻的导电件23，第一极耳221与金属外壳21电连接，在充放电过程中，电流经过导电件23或者同时经过导电件23和金属外壳21，无论电流仅经过导电件23还是同时经过导电件23和金属外壳21，电池100充放电过程中的电阻均小于电流仅经过金属外壳21的情况，能够减少电能输出过程中电池100本身对电能的消耗和改善电能输入电池100的功率性能。
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 (14)

  1. 一种电池单体，其特征在于，包括：
    金属外壳，具有容纳腔；
    电极组件，容纳于所述容纳腔内，所述电极组件包括第一极耳，所述第一极耳与所述金属外壳电连接；以及
    导电件，设置于所述金属外壳的外表面，所述导电件的电阻小于所述金属外壳的电阻。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述金属外壳包括：
    端壁，被配置为连接所述第一极耳；
    侧壁，围设于所述端壁的边缘，所述侧壁与所述端壁共同限定出所述容纳腔；
    所述导电件连接于所述端壁，并在所述侧壁远离所述端壁的一端形成第一导电部，所述第一导电部用于输出所述电池单体的电能。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述容纳腔具有开口，所述电池单体还包括端盖，所述端盖设于所述金属外壳的一端，所述端盖用于关闭所述开口；
    所述金属外壳还包括限位部，所述限位部位于所述侧壁背离所述端壁的一端，所述限位部被配置为限制所述端盖沿背离所述电极组件的方向移动，所述第一导电部的至少部分位于所述限位部背离所述电极组件的一侧。
  4. 根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件被配置为分隔所述第一导电部和所述限位部。
  5. 根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述导电件包括第二导电部，所述第二导电部设置于所述侧壁的外表面并与所述第一导电部电连接；
    所述电池单体还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件被配置为分隔所述第二导电部和所述侧壁。
  6. 根据权利要求2-5任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括泄压机构，所述泄压机构设置于所述端壁，所述泄压机构被配置为在所述电池单体的内部的压力或者温度达到阈值时致动，以泄放所述电池单体内部的压力；
    所述导电件包括连接于所述端壁的第三导电部，所述第三导电部与所述第一导电部电连接；
    所述端壁设有分隔部，所述分隔部被配置为分隔所述第三导电部和所述泄压机构。
  7. 根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述导电件包括熔断部，所述熔断部的一端与所述第一导电部连接，另一端与所述第三导电部连接；
    所述第一导电部的过流面积和所述第三导电部的过流面积均大于所述熔断部的过流面积。
  8. 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述金属外壳被配置为输出所述电池单体的电能。
  9. 根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其特征在于，所述金属外壳的外表面设有安装槽，所述导电件至少部分容纳于所述安装槽内。
  10. 根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述导电件容纳于所述安装槽的部分的外表面与所述金属外壳的外表面平齐。
  11. 一种电池，其特征在于，包括：
    根据权利要求1-10任一项所述的电池单体；以及
    汇流件，被配置为与所述金属外壳或所述导电件连接。
  12. 一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求1-10任一项所述的电池单体。
  13. 一种电池单体的制造设备，其特征在于，包括：
    提供装置，被配置为提供金属外壳、电极组件和导电件；
    所述金属外壳具有容纳腔，所述电极组件包括第一极耳，所述导电件的电阻小于所述金属外壳的电阻；
    组装装置，被配置为将所述导电件设置于所述金属外壳的外表面、将所述电极组件容纳于所述容纳腔内和将所述第一极耳与所述金属外壳电连接。
  14. 一种电池单体的制造方法，其特征在于，包括：
    提供金属外壳、电极组件和导电件；
    所述金属外壳具有容纳腔，所述电极组件包括第一极耳，所述导电件的电阻小于所述金属外壳的电阻；
    将所述导电件设置于所述金属外壳的外表面；
    将所述电极组件容纳于所述容纳腔内；
    将所述第一极耳与所述金属外壳电连接。
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