CN116745970A - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备，电池单体包括外壳、电极组件、绝缘导热件。外壳具有容纳腔。电极组件位于容纳腔内，电极组件包括第一极片，第一极片包括第一活性物质部和第一非活性物质部，第一非活性物质部从第一活性物质部的端部沿第一方向朝外壳的壁部延伸，第一方向为壁部的厚度方向。绝缘导热件至少部分设于第一非活性物质部和壁部之间，以实现第一非活性物质部和壁部之间的热传导，提高了电池的散热效率。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2021年11月26日提交的名称为“电池单体、电池、用电设备”的中国专利申请202122942825.3的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池及用电设备。
电池可以包括镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。目前，车辆使用较多的电池一般是锂离子电池，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。
电池包括电极组件，电极组件在使用过程中会产生热量，使电池内部温度升高，当电池温度过高时，电池的产气增多，内部压力增大，隔膜也可能会发生变形，导致短路，引发安全问题。
因此，如何提高电池的散热速度，降低电池温度过高的风险成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种电池单体、电池、用电设备，可以提高电池的散热 速度，降低电池温度过高的风险。
第一方面，本申请提供一种电池单体，包括外壳、电极组件、绝缘导热件。外壳具有容纳腔。电极组件位于容纳腔内，电极组件包括第一极片，第一极片包括第一活性物质部和第一非活性物质部，第一非活性物质部从第一活性物质部的端部沿第一方向朝外壳的壁部延伸，第一方向为壁部的厚度方向。绝缘导热件至少部分设于第一非活性物质部和壁部之间，以实现第一非活性物质部和壁部之间的热传导。
根据本申请实施例，第一非活性物质部从第一活性物质部的端部沿壁部的厚度方向朝壁部延伸，绝缘导热件至少部分位于第一非活性物质部和壁部之间，使得电极组件的热量可以通过第一非活性物质部和绝缘导热件传导到外壳上，建立了传热路径，提高了电池单体的散热速度和安全性能。
在一些实施例中，绝缘导热件面向电极组件的一侧表面附接于第一非活性物质部，绝缘导热件背离电极组件的一侧表面附接于壁部。
根据本申请实施例，第一非活性物质部和壁部均附接于绝缘导热件，使得第一非活性物质部和壁部均与绝缘导热件接触，进一步提高了电池单体的散热速度。
在一些实施例中，第一非活性物质部的自由端和绝缘导热件面向电极组件的一侧表面抵接。
根据本申请实施例，自由端形成接触端面与绝缘导热件抵接，使得电极组件的热量可以直接通过第一非活性物质部、绝缘导热件传导到外壳上，同时减小了第一非活性物质部在壁部的厚度方向上所需的尺寸。
在一些实施例中，第一非活性物质部包括第一连接部和第二连接部，第一连接部连接于第一活性物质部，并从第一活性物质部的端部沿第一方向朝壁部延伸，第二连接部相对于第一连接部弯折设置，并且第二连 接部面向绝缘导热件的表面附接于绝缘导热件。
根据本申请实施例，第一非活性物质部的第二连接部相对于第一连接部弯折设置，且第二连接部面向绝缘导热件的表面附接于绝缘导热件，增大了第一非活性物质部和绝缘导热件的接触面积，从而进一步增大了电池单体的散热速度。
在一些实施例中，还包括支撑件，支撑件弯折设置于第一连接部和/或第二连接部的内侧。
根据本申请实施例，支撑件设置于第一连接部和/或第二连接部的内侧，为第一非活性物质部提供了支撑，降低了第一非活性物质部折弯后插入电极组件，导致短路的风险。
在一些实施例中，包括并排设置的两个电极组件，两个电极组件包括第一电极组件和第二电极组件，第一电极组件的第一非活性物质部和第二电极组件的第一非活性物质部向靠近彼此的方向延伸或向远离彼此的方向延伸。
根据本申请实施例，第一电极组件的第一非活性物质部和第二电极组件的第一非活性物质部向靠近彼此的方向延伸或向远离彼此的方向延伸，减小了第一非活性物质部占用的空间，减小了电池单体能量密度的损失。
在一些实施例中，其特征在于，第一电极组件和第二电极组件均包括第一极片，第一极片包括第一部分和第二部分，第一非活性物质部从第一部分的第一活性物质部沿第一方向朝外壳的壁部延伸，第一电极组件第一部分和第二电极组件的第一部分相邻设置。
根据本申请实施例，第一电极组件的第一部分和第二电极组件的第一部分相邻设置，第一非活性物质部从第一部分的第一活性物质部沿第一方向朝外壳的壁部延伸，使得电极组件远离外壳的一侧的热量可以通过第 一非活性物质部和绝缘导热件传导到外壳上，从而改善了电池单体中心区域难以散热的问题。
在一些实施例中，电极组件包括电极引出部和第二极片。电极引出部设置于外壳，并用于输入或者输出电能。第一极片还包括第二非活性物质部，第二非活性物质部用于电连接电极引出部。第二极片与第一极片极性相反，第二极片包括第二活性物质部和第三非活性物质部，第一活性物质部和第二活性物质部叠加并形成主体部，在第一方向上，第二非活性物质部和第三非活性物质部位于主体部的一侧，第一非活性物质部位于主体部的另一侧。
在一些实施例中，电极组件包括隔膜，隔膜至少部分位于第一活性物质部和第二活性物质部之间，第一非活性物质部沿第一方向超出隔膜。
根据本申请实施例，隔膜至少部分位于第一活性物质部和第二活性物质部之间，使得第一极片和第二极片绝缘，降低了电极组件短路的风险；第一非活性物质部沿第一方向超出隔膜，使得第一非活性物质能够突破隔膜的阻碍，将热量通过绝缘导热件传导到外壳上。
在一些实施例中，在第二方向上，第一非活性物质部不超过电极组件的最外层的隔膜，第二方向垂直于第一方向。
根据本申请实施例，第一非活性物质部不超过电极组件的侧面，降低了第一非活性物质部和外壳搭接，导致短路的风险。
在一些实施例中，第一极片、隔膜和第二极片沿卷绕方向卷绕形成电极组件，电极组件包括平直区和折弯区，第一非活性物质部位于平直区。
根据本申请实施例，在卷绕形成的电极组件中，第一非活性物质部位于平直区，降低了对第一非活性物质部弯折难度。
在一些实施例中，绝缘导热件的热导率大于隔膜的热导率。
根据本申请实施例，绝缘导热件的热导率大于隔膜的热导率，使得相对于隔膜，绝缘导热件可以更有效、更快速地传导热量。
在一些实施例中，外壳包括壳体和端盖，壳体包括底壁和侧壁，侧壁围设在底壁的周围，侧壁的一端与底壁连接，侧壁的另一端围成与底壁相对的开口，端盖覆盖开口，壁部为底壁。
第二方面，本申请提供一种电池，包括本申请第一方面提供的电池单体。
第三方面，本申请提供一种用电设备，包括本申请第二方面提供的电池。
本申请提供一种电池单体、电池及用电设备，电池单体包括外壳、电极组件、绝缘导热件。外壳具有容纳腔。电极组件位于容纳腔内，电极组件包括第一极片，第一极片包括第一活性物质部和第一非活性物质部，第一非活性物质部从第一活性物质部的端部沿第一方向朝外壳的壁部延伸，第一方向为壁部的厚度方向。绝缘导热件至少部分设于第一非活性物质部和壁部之间，以实现第一非活性物质部和壁部之间的热传导，从而提高电池的散热速度，降低电池温度过高的风险。
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公开的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例公开的电池的结构示意图；
图3为本申请一些实施例公开的电池模组的结构示意图；
图4为本申请一些实施例公开的电池单体的爆炸图；
图5为本申请一些实施例公开的电池单体的剖视图；
图6为本申请另一些实施例公开的电池单体的剖视图；
图7为本申请又一些实施例公开的电池单体的剖视图；
图8为本申请一些实施例公开的电极组件的示意图；
图9为本申请一些实施例公开的壳体的示意图；
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：10-箱体；11-第一分体；12-第二分体；20-电池模组；30-电池单体；31-外壳；311-壳体；3111-壁部；3111a-底壁；3111b-侧壁；3112-开口；312-端盖；32-容纳腔；33-电极引出部；40-电极组件；401-第一部分；402-第二部分；40a-第一电极组件；40b-第二电极组件；41-第一极片；411-第一活性物质部；412-第一非活性物质部；412a-第一连接部；412b-第二连接部；413-第二非活性物质部；50-绝缘导热件；60-支撑件；42-第二极片；421-第二活性物质部；422-第三非活性物质部；44-隔膜；45-平直区；46-折弯区；100-电池；1000-车辆；X-第一方向；Y-第二方向；Z-卷绕方向。
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。
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、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：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。
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。隔膜的基膜材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
在电池的充电或放电过程中，电池单体内部会发生化学反应，从而产生大量的热能，如果电池单体不能及时散热，可能会使电池单体内部温度过高，导致电池单体的产气增多，内部压力增大，甚至可能会使隔膜变形，导致短路，引发安全问题。
但为了隔离正极极片和负极极片，在电极组件中，隔膜通常会在极片的宽度方向上和长度方向上超出极片，由于隔膜的导热率较低，电极组件内部的热量难以突破隔膜的阻碍，通过电池单体的外壳快速地导出到电池单体外部。
发明人发现，正极极片的集流体和负极极片的集流体具有良好的导热性能，鉴于此，本申请提供一种电池单体，其正极极片的集流体或负极极片的集流体沿靠近外壳壁部的方向延伸，至超出隔膜一定尺寸，并在延伸出的集流体和外壳壁部之间设置有绝缘导热件，在提高电池单体散热性能的同时，保持壳体与电极组件间的绝缘。
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。
参见图1，图1为本申请一些实施例公开的车辆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。
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。
在一些实施例中，请参照图2和图3，图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构示意图，图3为本申请一些实施例公开的电池模组20的结构示意图，电池100包括箱体10和电池单体30，箱体10用于容纳电池单体30。
其中，箱体10是容纳电池单体30的部件，箱体10为电池单体30提供收容空间，箱体10可以是多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一分体11和第二分体12，第一分体11与第二分体12相互盖合，以限定出用于容纳电池单体30的收容空间。第一分体11和第二分体12可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一分体11可以是一侧开放的空心结构，第二分体12也可以是一侧开放的空心结构，第二分体12的开放侧盖合于第一分体11的开放侧，则形成具有收容空间的箱体10。也可以是第一分体11为一侧开放的空心结构，第二分体12为板状结构，第二分体12盖合于第一分体11的开放侧，则形成具有收容空间的箱体10。第一分体11与第二分体12可以通过密封元件来实现密封，密封元件可以 是密封圈、密封胶等。
在电池100中，电池单体30可以是一个、也可以是多个。若电池单体30为多个，多个电池单体30之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体30中既有串联又有并联。可以是多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模组20，多个电池模组20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。也可以是所有电池单体30之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体30构成的整体容纳于箱体10内。
在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件，多个电池单体30之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体30的串联或并联或混联。汇流部件可以是金属导体，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
参见图3，图3为本申请一些实施例公开的电池模组20的结构示意图，电池模组20包括电池单体30。电池单体30可以是一个、也可以是多个。
参见图4和图5，图4为本申请一些实施例公开的电池单体30的爆炸图，图5为本申请一些实施例公开的电池单体30的剖视图。电池单体30包括外壳31、电极组件40和绝缘导热件50。外壳31具有容纳腔32。电极组件40位于容纳腔32内，电极组件40包括第一极片41，第一极片41包括第一活性物质部411和第一非活性物质部412，第一非活性物质部412从第一活性物质部411的端部沿第一方向X朝外壳31的壁部3111延伸，第一方向X为壁部3111的厚度方向。绝缘导热件50至少部分设于第一非活性物质部412和壁部3111之间，以实现第一非活性物质部412和壁部3111之间的热传导。
外壳31可以包括端盖312和壳体311，也可以是一体结构。外壳31可以是金属，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，也可以是塑料等非金属材料或其他复合材料。外壳31可以整体为同一种材料，也可以由多种材料组成。外壳31可以是各种形状，例如长方体、圆柱体、正方体等。外壳31可以通过挤压、拉伸、铸造或冲压等方式形成。
外壳31具有容纳腔32，容纳腔32可以是各种形状，例如长方体、 圆柱体、正方体等。在一些实施例中，外壳31的形状和容纳腔32形状对应，例如当外壳31为长方体时，容纳腔32为长方体。在一些实施例中，常态下，容纳腔32保持密闭。
电极组件40可以是卷绕、堆叠或卷叠形成。电极组件40由正极极片、负极极片和隔膜44组成。电极组件40的数量可以是一个或多个。在一些实施例中，多个电极组件40并排设置，并容纳于容纳腔32内。正极极片包括正极集流体和正极活性物质，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，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。隔膜44的基膜材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
第一极片41可以是正极极片或负极极片，本申请不做特殊限制，示例性的，以下以第一极片41为负极极片为例。第一极片41包括涂覆有活性物质的第一活性物质部411和未涂覆活性物质的空箔区，空箔区包括第一非活性物质部412。第一非活性物质部412可以和第一活性物质部411的集流体一体或分体。在一些实施例中，第一非活性物质部412和第一活性物质部411的集流体一体。
第一非活性物质部412从第一活性物质部411的端部沿壁部3111的厚度方向朝外壳31的壁部3111延伸，壁部3111可以是外壳31的侧壁和/或底壁，示例性的，参见图5，壁部3111为外壳31的底壁。
绝缘导热件50可以是表面经过绝缘处理的铝或不锈钢等金属材料，也可以是塑料、硅胶等绝缘材料。在一些实施例中，绝缘导热件50的热导率大于2瓦/(米·开)[W/(m·K)]。在一些实施例中，绝缘导热件50为板状结构。
热传导在固体、液体和气体中均可发生，热传导可以是第一非活性物质部412、绝缘导热件50、壁部3111通过直接接触传热，或通过电解液等其他介质传热。
根据本申请实施例，第一非活性物质部412从第一活性物质部411的端部沿壁部3111的厚度方向朝壁部3111延伸，绝缘导热件50至少部分 位于第一非活性物质部412和壁部3111之间，使得电极组件40的热量可以通过第一非活性物质部412和绝缘导热件50传导到外壳31上，建立了传热路径，提高了电池单体30的散热速度和安全性能。
参见图4和图5，绝缘导热件50面向电极组件40的一侧表面附接于第一非活性物质部412，绝缘导热件50背离电极组件40的一侧表面附接于壁部3111。
附接指绝缘导热件50面向电极组件40的一侧表面和第一非活性物质部412有接触，绝缘导热件50背离电极组件40的一侧表面与壁部3111有接触。附接可以是直接接触或通过粘接、铆接、焊接等方式连接，绝缘导热件50与第一非活性物质部412的附接方式和绝缘导热件50与壁部3111的附接方式可以相同，也可以不同，本申请不做特殊限制。
根据本申请实施例，第一非活性物质部412和壁部3111均附接于绝缘导热件50，使得第一非活性物质部412和壁部3111均与绝缘导热件50接触，进一步提高了电池单体30的散热速度。
参见图5，第一非活性物质部412的自由端和绝缘导热件50面向电极组件40的一侧表面抵接。
第一非活性物质部412的自由端指第一非活性物质部412与第一活性物质部411连接端相对的末端。
抵接指第一非活性物质部412的自由端与绝缘导热件50面向电极组件40的表面相接触，并抵靠于绝缘导热件50面向电极组件40的表面。抵接可以通过粘接、铆接、焊接等方式，也可以通过直接接触实现抵接。在一些实施例中，电极组件40依靠自身重力将第一非活性物质部412抵接在绝缘导热件50的表面。
在一些实施例中，当电极组件为卷绕结构时，第一非活性物质部412在卷绕方向上连续，在绝缘导热件50的长度方向上，第一非活性物质部412的两端向中间揉折。
根据本申请实施例，自由端形成接触端面与绝缘导热件50抵接，使得电极组件40的热量可以直接通过第一非活性物质部412、绝缘导热件50传导到外壳31上，同时减小了第一非活性物质部412在壁部3111的厚 度方向上所需的尺寸。
参见图6，图6为本申请另一些实施例公开的电池单体的剖视图，第一非活性物质部412包括第一连接部412a和第二连接部412b，第一连接部412a连接于第一活性物质部411，并从第一活性物质部411的端部沿第一方向X朝壁部3111延伸，第二连接部412b相对于第一连接部412a弯折设置，并且第二连接部412b面向绝缘导热件50的表面附接于绝缘导热件50。
第一连接部412a连接于第一活性物质部411，第二连接部412b连接于第一连接部412a，第二连接部412b相对于第一连接部412a弯折设置，使得第一非活性物质部412整体弯曲设置于第一活性物质部411和绝缘导热件50之间。
根据本申请实施例，第一非活性物质部412的第二连接部412b相对于第一连接部412a弯折设置，且第二连接部412b面向绝缘导热件50的表面附接于绝缘导热件50，增大了第一非活性物质部412和绝缘导热件50的接触面积，从而进一步增大了电池单体30的散热速度。
参见图6，电池单体30还包括支撑件60，支撑件60弯折设置于第一连接部412a和/或第二连接部412b的内侧。
支撑件60可以是绝缘材料，示例性的，参见图6，支撑件60为蓝胶。支撑件60弯折设置于第一连接部412a和/或第二连接部412b的内侧，在一些实施例中，支撑件60设置于第一连接部412a的内侧。内侧指第一非活性物质部412背离外壳31的一侧。
根据本申请实施例，支撑件60设置于第一连接部412a和/或第二连接部412b的内侧，为第一非活性物质部412提供了支撑，降低了第一非活性物质部412折弯后插入电极组件40，导致短路的风险。
参见图6，电池单体30包括并排设置两个电极组件40，两个电极组件40包括第一电极组件40a和第二电极组件40b，第一电极组件40a的第一非活性物质部412和第二电极组件40b的第一非活性物质部412向靠近彼此的方向延伸或向远离彼此的方向延伸。
并排设置指电极组件40面积最大的表面相接触，并与外壳31面积 最大的表面相对应容纳于外壳31中。第一电极组件40a和第二电极组件40b可以在第二方向Y上并排设置，第二方向Y垂直于第一方向X。
第一电极组件40a的第一非活性物质部412和第二电极组件40b的第一非活性物质部412向靠近彼此的方向延伸或向远离彼此的方向延伸，指的是第一电极组件40a的第一非活性物质可以向靠近第二电极组件40b的方向延伸，也可以向远离第二电极组件40b的方向延伸，同时，第二电极组件40b的非活性物质部可以向靠近第一电极组件40a的方向延伸，也可以向远离第一电极组件40a的方向延伸，也就是说两个电极组件40的第一非活性物质部412的延伸方向可以相同或相反。
根据本申请实施例，第一电极组件40a的第一非活性物质部412和第二电极组件40b的第一非活性物质部412向靠近彼此的方向延伸或向远离彼此的方向延伸，减小了第一非活性物质部412占用的空间，减小了电池单体30能量密度的损失。
参见图7，图7为本申请又一些实施例公开的电池单体30的剖视图，第一电极组件40a和第二电极组件40b均包括第一极片41，第一电极组件40a和第二电极组件40b的第一极片41均包括第一部分401和第二部分402，第一非活性物质部412从第一部分401的第一活性物质部411沿第一方向X朝外壳31的壁部3111延伸，第一电极组件40a的第一部分401和第二电极组件40b的第一部分401相邻设置。
其中，第一部分401相较于第二部分402在第一电极组件40a和第二电极组件40b并排设置的方向上更远离外壳31；第二部分402可以仅包括第一活性物质部411。
根据本申请实施例，第一电极组件40a的第一部分401和第二电极组件40b的第一部分401相邻设置，第一非活性物质部412从第一部分401的第一活性物质部411沿第一方向X朝外壳31的壁部3111延伸，使得电极组件40远离外壳31的一侧的热量可以通过第一非活性物质部412和绝缘导热件50传导到外壳31上，从而改善了电池单体30中心区域难以散热的问题。
参见图4和图5，电极组件40包括电极引出部33和第二极片42。 电极引出部33设置于外壳31，并用于输入或者输出电能。第一极片41还包括第二非活性物质部413，第二非活性物质部413用于电连接电极引出部33。第二极片42与第一极片41极性相反，第二极片42包括第二活性物质部421和第三非活性物质部422，第一活性物质部411和第二活性物质部421叠加并形成主体部，在第一方向X上，第二非活性物质部413和第三非活性物质部422位于主体部的一侧，第一非活性物质部412位于主体部的另一侧。
电极引出部33数量为两个，两个电极引出部33分别和第二非活性物质部413和第三非活性物质部422连接，电极引出部33为至少部分暴露于电池单体30外部的导电体，即电池引出部可以是安装在外壳31上的极柱，也可以是电池单体30的外壳31，本申请对此不做特殊限制。电极引出部33可以是铜、铝、铝合金等材质。
第二非活性物质部413可以是正极极耳，也可以是负极极耳，例如，当第一极片41为负极时，第二非活性物质部413为负极极耳。第三非活性物质部422的极性和第二非活性物质部413极性相反，例如，当第二非活性物质部413位负极极耳时，第三非活性物质部422为正极极耳。在一些实施例中，正极极耳的材质为铝，负极极耳的材质为铜。
第二非活性物质部413和第三非活性物质部422可以分别位于主体部的同侧、相邻侧或相对侧。
在一些实施例中，第二非活性物质部413和第三非活性物质部422位于主体部的同一侧，第一非活性物质部412位于主体部的另一侧。另一侧可以是相邻侧或相对侧。
根据本申请实施例，第二非活性物质部413和第三非活性物质部422分别和电极引出部33连接，使得电池单体30的电能可以传输到外部用电装置中，或外部充电装置可以将电能储存到电池单体30中。
参见图5，电极组件40包括隔膜44，隔膜44至少部分位于第一活性物质部411和第二活性物质部421之间，第一非活性物质部412沿第一方向X超出隔膜44。
隔膜44的基膜材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE (polyethylene，聚乙烯)等。隔膜44至少一个表面可以复合有保护层，所述保护层可以由陶瓷、聚偏氟乙烯等一种或多种材料组成。
根据本申请实施例，隔膜44至少部分位于第一活性物质部411和第二活性物质部421之间，使得第一极片41和第二极片42绝缘，降低了电极组件40短路的风险；第一非活性物质部412沿第一方向X超出隔膜44，使得第一非活性物质能够突破隔膜44的阻碍，将热量通过绝缘导热件50传导到外壳31上。
参见图5，在第二方向Y上，第一非活性物质部412不超过电极组件40的最外层的所述隔膜44，第二方向Y垂直于第一方向X。
第一非活性物质部412不超过电极组件40的最外层的隔膜44，也就是说，在第一方向X上，第一非活性物质部412的投影位于主体部的投影之内。
根据本申请实施例，第一非活性物质部412不超过电极组件40的侧面，降低了第一非活性物质部412和外壳31搭接，导致短路的风险。
参见图8，图8为本申请一些实施例公开的电极组件40的示意图。电极组件40的第一极片41(图中未示出)、隔膜44(图中未示出)和第二极片42(图中未示出)沿卷绕方向Z卷绕形成电极组件40，电极组件40包括平直区45和折弯区46，第一非活性物质部412位于平直区45。
根据本申请实施例，在卷绕形成的电极组件40中，第一非活性物质部412位于平直区45，降低了对第一非活性物质部412弯折难度。
在一些实施例中，绝缘导热件50的热导率大于隔膜44的热导率。
热导率即导热系数，是物质导热能力的量度，指当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量。
根据本申请实施例，绝缘导热件50的热导率大于隔膜44的热导率，使得相对于隔膜44，绝缘导热件50可以更有效、更快速地传导热量。
在一些实施例中，外壳31包括壳体311和端盖312，参见图9，图9为本申请一些实施例公开的壳体的示意图，壳体311包括底壁3111a和侧壁3111b，侧壁3111b围设在底壁3111a的周围，侧壁3111b的一端与底壁3111a连接，侧壁3111b的另一端围成与底壁3111a相对的开口3112，端盖312(图中未示出)覆盖开口3112，壁部3111为底壁3111a。
在一些实施例中，本申请提供一种电池单体30包括外壳31、电极组件40和绝缘导热件50。外壳31具有容纳腔32。电极组件40位于容纳腔32内，电极组件40包括第一极片41，第一极片41包括第一活性物质部411和第一非活性物质部412，第一非活性物质部412从第一活性物质部411的端部沿第一方向X朝外壳31的壁部3111延伸，第一方向X为壁部3111的厚度方向。绝缘导热件50至少部分设于第一非活性物质部412和壁部3111之间，以实现第一非活性物质部412和壁部3111之间的热传导。第一非活性物质部412包括第一连接部412a和第二连接部412b，第一连接部412a连接于第一活性物质部411，并从第一活性物质部411的端部沿第一方向X朝壁部3111延伸，第二连接部412b相对于第一连接部412a弯折设置，并且第二连接部412b面向绝缘导热件50的表面附接于绝缘导热件50。电池单体30还包括支撑件60，支撑件60弯折设置于第一连接部412a和/或第二连接部412b的内侧。第一电极组件40a和第二电极组件40b均包括第一极片41和第二极片42，第一非活性物质部412从第一极片41的第一活性物质部411沿第一方向X朝外壳31的壁部3111延伸，第一电极组件40a第一极片41和第二电极组件40b的第一极片41相邻设置。第一极片41还包括第二非活性物质部413。第二极片42与第一极片41极性相反，第二极片42包括第二活性物质部421和第三非活性物质部422，第一活性物质部411和第二活性物质部421叠加并形成主体部，在第一方向X上，第二非活性物质部413和第三非活性物质部422位于主体部的一侧，第一非活性物质部412位于主体部的另一侧。电极组件40包括隔膜44，隔膜44至少部分位于第一活性物质部411和第二活性物质部421之间，第一非活性物质部412沿第一方向X超出隔膜44。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申 请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (15)
- 一种电池单体，包括：外壳，具有容纳腔；电极组件，位于所述容纳腔内，所述电极组件包括第一极片，所述第一极片包括第一活性物质部和第一非活性物质部，所述第一非活性物质部从所述第一活性物质部的端部沿第一方向朝所述外壳的壁部延伸，所述第一方向为所述壁部的厚度方向；绝缘导热件，至少部分设于所述第一非活性物质部和所述壁部之间，以实现所述第一非活性物质部和所述壁部之间的热传导。
- 根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述绝缘导热件面向所述电极组件的一侧表面附接于所述第一非活性物质部，所述绝缘导热件背离所述电极组件的一侧表面附接于所述壁部。
- 根据权利要求2所述的电池单体，其中，所述第一非活性物质部的自由端和所述绝缘导热件面向所述电极组件的一侧表面抵接。
- 根据权利要求2或3所述的电池单体，其中，所述第一非活性物质部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部连接于所述第一活性物质部，并从所述第一活性物质部的端部沿所述第一方向朝所述壁部延伸，所述第二连接部相对于所述第一连接部弯折设置，并且所述第二连接部面向所述绝缘导热件的表面附接于所述绝缘导热件。
- 根据权利要求4所述的电池单体，其中，还包括支撑件，所述支撑件弯折设置于所述第一连接部和/或所述第二连接部的内侧。
- 根据权利要求1至5任一项所述的电池单体，其中，包括并排设置的两个所述电极组件，所述两个电极组件包括第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件的第一非活性物质部和所述第二电极组件的第一非 活性物质部向靠近彼此的方向延伸或向远离彼此的方向延伸。
- 根据权利要求6所述的电池单体，其中，所述第一电极组件和所述第二电极组件均包括所述第一极片，所述第一极片包括第一部分和第二部分，所述第一非活性物质部从所述第一部分的第一活性物质部沿所述第一方向朝所述外壳的壁部延伸，所述第一电极组件的第一部分和所述第二电极组件的第一部分相邻设置。
- 根据权利要求1至7任一项所述的电池单体，其中，所述电极组件包括：电极引出部，设置于所述外壳，并用于输入或者输出电能；所述第一极片还包括第二非活性物质部，所述第二非活性物质部用于电连接所述电极引出部；和第二极片，与所述第一极片极性相反，所述第二极片包括第二活性物质部和第三非活性物质部，所述第一活性物质部和所述第二活性物质部叠加并形成主体部，在所述第一方向上，所述第二非活性物质部和第三非活性物质部位于所述主体部的一侧，所述第一非活性物质部位于所述主体部的另一侧。
- 根据权利要求8所述的电池单体，其中，所述电极组件包括隔膜，所述隔膜至少部分位于所述第一活性物质部和所述第二活性物质部之间，所述第一非活性物质部沿所述第一方向超出所述隔膜。
- 根据权利要求9所述的电池单体，其中，在第二方向上，所述第一非活性物质部不超过所述电极组件的最外层的所述隔膜，所述第二方向垂直于所述第一方向。
- 根据权利要求9或10所述的电池单体，其中，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿卷绕方向卷绕形成所述电极组件，所述电极组件包括平直区和折弯区，所述第一非活性物质部位于所述平直区。
- 根据权利要求1至11任一项所述的电池单体，其中，所述绝缘导热件的热导率大于所述隔膜的热导率。
- 根据权利要求1至12任一项所述的电池单体，其特征在于，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体包括底壁和侧壁，所述侧壁围设在所述底壁的周围，所述侧壁的一端与所述底壁连接，所述侧壁的另一端围成与所述底壁相对的开口，所述端盖覆盖所述开口，所述壁部为所述底壁。
- 一种电池，包括权利要求1-13任一项所述的电池单体。
- 一种用电设备，包括权利要求14所述的电池。
Applications Claiming Priority (3)
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