CN116848719A - 电池单体、电池、用电设备及电池单体的制备方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池单体、电池、用电设备及电池单体的制备方法和设备。电池单体包括：电极组件，包括极性相反的第一极耳和第二极耳，第一极耳和第二极耳分别位于电极组件沿自身轴向的两端，电极组件具有卷绕中心孔；外壳组件，包括用于输入或输出电能的第一电极引出部和第二电极引出部，外壳组件的内部设有电极组件，第一电极引出部和第二电极引出部均设于外壳组件沿轴向靠近第一极耳的一侧，第一电极引出部与第一极耳电连接；转接件，穿设于卷绕中心孔，转接件用于连接第二极耳与第二电极引出部，以实现第二极耳与第二电极引出部的电连接。
Description
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、用电设备及电池单体的制备方法和设备。
在追求节能减排的大环境下，电池广泛应用于手机、电脑、电动汽车等用电设备，为用电设备提供电能。随着技术发展，对电池的结构提出了更高要求，电池的结构趋向更简单、更紧凑的方向发展。
发明内容
本申请旨在提供一种电池单体、电池、用电设备及电池单体的制备方法和设备，以使电池的结构更简单紧凑。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种电池单体，其包括：
电极组件，包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述电极组件沿自身轴向的两端，所述电极组件具有卷绕中心孔；外壳组件，包括用于输入或输出电能的第一电极引出部和第二电极引出部，所述外壳组件的内部设有所述电极组件，所述第一电极引出部和所述第二电极引出部均设于所述外壳组件沿所述轴向靠近所述第一极耳的一侧，所述第一电极引出部与所述第一极耳电连接；转接件，穿设于所述卷绕中心孔，所述转接件用于连接所述第二极耳与所述第二电极引出部，以实现所述第二极耳与所述第二电极引出部的电连接。
本申请技术方案中，通过电极组件的两端分别形成第一极耳和第二极耳，有效防止第一极耳和第二极耳搭接短路，而通过在外壳组件的同一端设置第一电极引出部和第二电极引出部，且通过转接件将第二极耳电连接至第二电极引出部，实现了在电池单体的同一端连接外部汇流部件，换言之，在电池单体的另一端无需设置外部汇流部件，节省了电池单体占用的外部空间，使得电池单体的外部结构更简单紧凑。并且转接件穿设于电极组件的卷绕中心孔，不额外占用电池单体的内部空间，电池单体的内部结构简单紧凑，不会导致电池单体的能量密度降低，保证电池单体具有较高的能量密度。
另外，电池单体未设置电极引出部的一端能够设置为平面，该平面用作电池单体的放置面或安装面时，能够使电池单体保持平稳，缓解电池单体不平稳导致晃动的问题，以免电池单体内部的部件受损，提高电池单体的安全性。
从生产加工方面来看，相对于在两端分别连接外部汇流部件的实施例而言，在电池单体的同一端连接的外部汇流部件，组装速度加快，提高了生产效率；而且，第一电极引出部与第一极耳的连接、第二电引出部与转接件的连接也均能够在电池单体的同一端完成，加工方便，提高了生产效率。
在本申请的一种实施例中，所述转接件为刚性件，所述转接件被配置为沿径向支撑所述电极组件。
在上述技术方案中，转接件在卷绕中心孔内支撑电极组件，以免电极组件的极片沿径向向内松散，进而避免相邻的极片之间的间隙增大导致析锂。
在本申请的一种实施例中，所述转接件为中空柱体。
在上述技术方案中，柱体的形状结构便于穿过卷绕中心孔，方便装配，并且同等质量下，中空柱体的体积较大，能够较好的支撑卷绕中心孔。并且，中空柱体还可以作为卷针，电极组件围绕 转接件卷绕成型，省去抽出卷针的步骤和插入转接件的步骤，加工方便，还防止抽出卷针导致电极组件的极片松散，以及防止转接件插入卷绕中心孔时电极组件的极片出现起皱、划伤等损伤。
在本申请的一种实施例中，所述电池单体还包括集流件，所述集流件附接于所述第二极耳，并用于连接所述第二极耳和所述转接件，以实现所述第二极耳和所述转接件的电连接。
在上述技术方案中，集流件至少能够覆盖第二极耳的部分端面，增大了电连接面积，通过设置集流件，提高了转接件与第二极耳的电连接可靠性，还方便转接件与第二极耳电连接，提高连接效率。
在本申请的一种实施例中，所述集流件与所述转接件一体成型。
在上述技术方案中，进一步提高了集流件和转接件的电连接可靠性，并且简化了结构和加工步骤，提高了生产效率。
在本申请的一种实施例中，所述外壳组件包括壁部，所述壁部为所述第一电极引出部；所述壁部设置有电极引出孔，所述第二电极引出部绝缘安装于所述电极引出孔，所述第二电极引出部的至少部分凸出于所述壁部的外侧。
在上述技术方案中，通过将外壳组件的壁部作为第一电极引出部，壁部能够覆盖第一极耳的端面，增大了电连接面积，提高了第一电极引出部与第一极耳的电连接可靠性，并且连接方便，提高了连接效率。通过将第二电极引出部绝缘安装于壁部，并使第二电极引出部凸出壁部的外侧，便于第一电极引出部和第二电极引出部分别连接不同极性的外部汇流部件，防止不同极性的汇流部件搭接导致短路。
在本申请的一种实施例中，所述电极组件为卷绕式电极组件且包括第一极片、第二极片和用于隔离所述第一极片和所述第二极片的隔离件，所述第一极耳形成于所述第一极片，所述第二极耳形成于所述第二极片。
在上述技术方案中，第一极耳形成于第一极片，第二极耳形成于第二极片，以便于将电极组件的电能导出。
在本申请的一种实施例中，所述第一极片经卷绕形成层叠结构，所述层叠结构包括第一层叠区域和第二层叠区域，所述第二层叠区域环绕在所述卷绕中心孔的外侧，所述第一层叠区域环绕在所述第二层叠区域的外侧，所述第一极耳仅形成于所述第一层叠区域，并与所述转接件之间沿径向形成间隙。
在上述技术方案中，通过在第一极耳和转接件之间设置间隙，以缓解极性相反的第一极耳和转接件搭接短路的问题，提高电池的安全性。
在本申请的一种实施例中，所述隔离件在所述间隙中形成有用于间隔所述第一极耳和所述转接件的间隔部，所述间隔部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第二层叠区域面向所述壁部的端部。
在上述技术方案中，间隔部位于第一极耳和转接件之间的间隙，起到隔离第一极耳和转接件的作用，以进一步防止第一极耳与转接件搭接导致短路，从而提高电池的安全性。
在本申请的一种实施例中，所述第一极片经卷绕形成层叠结构，所述层叠结构包括第一层叠区域和第二层叠区域，所述第二层叠区域环绕在所述卷绕中心孔的外侧，所述第一层叠区域环绕在所述第二层叠区域的外侧，所述第一极耳包括形成于所述第一层叠区域的第一子极耳部和形成于所述第二层叠区域的第二子极耳部，第一子极耳部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第二子极耳部面向所述壁部的端部，并且所述第一子极耳部与所述转接件之间沿径向形成间隙。
在上述技术方案中，第一子极耳部沿轴向上的长度相对第二子极耳部较长，也即相对更靠近第一电极引出部，便于与第一电极引出部连接，同时第一子极耳部与转接件之间的距离相对较大，第一子极耳部和转接件之间为第二子极耳部，第一子极耳部不容易沿径向倒伏并穿过第二子极耳部上方的间隙而搭接转接件，且第二子极耳部沿轴向上的长度相对较短，第二子极耳部也不容易沿径向倒伏而搭接转接件。
在本申请的一种实施例中，所述隔离件在所述间隙中形成有用于间隔所述第一极耳和所述转接件的间隔部，所述间隔部位于所述第二子极耳部和所述转接件之间，所述间隔部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第二子极耳部面向所述壁部的端部。
在上述技术方案中，第二子极耳部与转接件之间的距离较小，间隔部位于第二子极耳部和转接件之间，起到隔离第二子极耳部和转接件的作用，以进一步防止第二子极耳部与转接件搭接导致短路，从而提高电池单体的安全性。
在本申请的一种实施例中，所述间隔部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第一子极耳部面向所述壁部的端部。
在上述技术方案中，间隔部不仅隔离第二子极耳部和转接件，还进一步隔离第一子极耳部和转接件，以防止第一子极耳部穿过间隙搭接转接件，降低短路风险，提高电池单体的安全性。
在本申请的一种实施例中，所述电极组件的最内圈极片为所述第二极片。
在上述技术方案中，电极组件的最内圈极片围绕并形成卷绕中心孔，通过将电极组件的最内圈极片设置为第二极片，第二极片与转接件的极性相同，第二极片与转接件即使搭接也不会导致短路，从而提高了电池单体的安全性。另一方面，由于第二极片和转接件接触不会导致短路，第二极片和转接件能够设置得尽可能贴近，二者之间的间隙尽可能小，从而提高电池单体的能量密度。
在本申请的一种实施例中，所述第二电极引出部远离所述电极组件的一端的端面形成有凹槽，所述第二电极引出部位于所述凹槽与所述转接件之间的部分与所述转接件焊接。
在上述技术方案中，凹槽在第二电极引出部的外侧标记出焊接位置，还起到减薄第二电极引出部在焊接位置处的厚度的作用，实现第二电极引出部和转接件快速焊接。
在本申请的一种实施例中，所述第二电极引出部包括沿所述壁部的厚度方向层叠设置的第一导电层和第二导电层，所述第二导电层相比所述第一导电层更靠近所述电极组件，并且所述第二导电层与所述转接件的材料相同；所述凹槽沿面向所述电极组件的方向凹陷至所述第二导电层的外表面，以使所述第二导电层的部分区域暴露于外部。
在上述技术方案中，通过将第二电极引出部设置为第一导电层和第二导电层，第一导电层和第二导电层可以采用不同的材料制造，以便根据外部汇流部件的材料调整第一导电层的材料，使得第一导电层的材料与外部汇流部件的材料相同，第二导电层的材料与转接件的材料相同，而材料不同的第一导电层和第二导电层通过摩擦焊等加工方式提前连接形成第二电极引出部，并且设置凹槽以使得第二导电层的部分区域暴露于外部，现场加工时仅需要采用常规的、便捷的焊接方式，即可完成转接件、第二电极引出部和外部汇流部件的依次焊接，有效降低现场焊接难度，提高装配效率。
在本申请的一种实施例中，所述第一导电层的材料为铝，所述第二导电层的材料为铜。
在上述技术方案中，铜的导电性较好、化学性质较稳定，且铜的硬度相对较高，通过将第二导电层和转接件均采用铜制成，保证转接件与第二导电层抵接，以免转接件和第二导电层之间出现间隙导致虚焊，提高焊接质量；而通过将第一导电层的材料设置为铝，外部汇流构件可以设置为铝，铝的密度较低且不容易氧化，这使得外部汇流构件的质量较小且不容易生锈损坏。
在本申请的一种实施例中，所述外壳组件包括壳体和端盖，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，所述端盖盖合于所述开口，所述壁部为所述底壁或所述端盖。
在上述技术方案中，壁部为底壁或端盖，也即第一电极引出部为底壁或端盖，第二电极引出部绝缘设置在底壁或端盖上，便于在电极组件和转接件放入壳体内部时或盖合端盖时，调整电极组件与第一电引出部的相对位置、转接件与第二电引出部的位置，以确保连接准确、稳定，提高电连接可靠性。
在本申请的一种实施例中，所述电池单体为圆柱形电池单体。
第二方面，本申请提供一种电池，其包括前述的电池单体。
第三方面，本申请提供一种用电设备，其包括前述的电池。
第四方面，本申请提供一种电池单体的制备方法，其包括：
提供电极组件，所述电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述电极组件沿自身轴向的两端，所述电极组件具有卷绕中心孔；提供外壳组件，所述外壳组件包括用于输入或输出电能的第一电极引出部和第二电极引出部，所述外壳组件用于容纳所述电极组件，所述第一电极引出部和所述第二电极引出部均设于所述外壳组件沿所述轴向靠近所述第一极耳的一侧，所述第一电极引出部与所述第一极耳电连接；提供转接件；将所述转接件穿设于所述卷绕中心孔，将所述电极组件和所述转接件放入所述外壳组件的内部，并将所述转接件分别与所述第二极耳和所述第二电极引出部连接，以实现所述第二极耳与所述第二电极引出部的电连接。
第五方面，本申请提供一种电池单体的制备设备，包括：
第一提供装置，用于提供电极组件，所述电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述电极组件沿自身轴向的两端，所述电极组件具有卷绕中心孔；第二提供装置，用于提供外壳组件，所述外壳组件包括用于输入或输出电能的第一电极引出部和第二电极引出部，所述外壳组件用于容纳所述电极组件，所述第一电极引出部和所述第二电极引出部均设于所述外壳组件沿所述轴向靠近所述第一极耳的一侧，所述第一电极引出部与所述第一极耳电连接；第三提供装置，用于提供转接件；组装装置，用于将所述转接件穿设于所述卷绕中心孔，将所述电极组件和所述转接件放入所述外壳组件的内部，并将所述转接件分别与所述第二极耳和所述第二电极引出部连接，以实现所述第二极耳与所述第二电极引出部的电连接。
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为本申请一实施例提供的车辆的结构意图；
图2为本申请一实施例提供的电池的分解图；
图3为本申请一实施例提供的电池单体的立体图；
图4为本申请一实施例提供的电池单体的分解图；
图5为本申请一实施例提供的电池单体的剖面图；
图6为本申请一实施例提供的电池单体的焊接位置示意图；
图7为本申请一实施例提供的第一极片卷绕形成的层叠结构图；
图8为本申请另一实施例提供的电池单体的剖面图；
图9为本申请一实施例提供的电池单体的制备方法的流程示意图；
图10为本申请一实施例提供的电池单体的制备设备的示意性框图。
图标：1000-车辆；100-电池；101-箱体；1011-第一箱体部；1012-第二箱体部；1-电池单体；11-外壳组件；11a-第一电极引出部；11b-第二电极引出部；11b1-凹槽；11b2-第一导电层；11b3-第二导电层；111-壳体；1111-侧壁；1112-底壁；1113-开口；112-端盖；1121-本体部；1122-边缘部；1123-第一绝缘件；1124-电极引出孔；113-第二绝缘件；12-电极组件；121-第一极片；121a-第一层叠区域；121b-第二层叠区域；1211-第一极耳；1212-第二极耳；123-卷绕中心孔；13-转接件；14-集流件；15-第三绝缘件；161-第一汇流部件；162-第二汇流部件；200-马达；300-控制 器；400-制备设备；410-第一提供装置；420-第二提供装置；430-第三提供装置；440-组装装置；d1-间隙；d2-第二间隙；P-轴向；R-径向；W-焊印。
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：存在A，同时存在A和B，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。
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质，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。
电池单体还包括外壳组件，外壳组件的内部形成密封的容纳空间，用于容纳电极组件、电解质及其他功能性部件，以在外壳组件的内部实现电化学反应。外壳组件上设置电极引出部，电极引出部包括正极电极引出部和负极电极引出部，正极电极引出部连接正极极耳，负极电极引出部连接 负极极耳，以将电能输出或输入。
在电池中，还包括汇流部件，汇流部件用于连接电池单体的电极引出部。多个电池单体通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体的并联、串联或混联。
在追求节能减排的大环境下，电池广泛应用于手机、电脑、电动汽车等用电设备，随着技术发展，对电池的结构提出了更高要求，电池的结构趋向更简单、更紧凑的方向发展。
发明人发现，电池中，主要是电池单体占用的空间较多，然而电池单体的内部结构已经非常紧凑，难以进一步缩减电池单体的体积，导致电池的体积难以进一步缩减。在此基础上，发明人考虑简化电池单体的外部结构，例如电池单体的正极电极引出部和负极电极引出部往往分设在外壳组件的不同表面，比如设置在两个相对的表面，那么就需要在外壳组件的两侧均设置汇流部件来连接正极电极引出部和负极电极引出部，这导致沿垂直于这两个相对表面的方向，电池的高度较大，而如果将正极电极引出部和负极电极引出部设置在外壳组件的同一侧，则只需要在外壳组件的同一侧设置两个汇流部件来分别连接正极电极引出部和负极电极引出部即可，实现缩减电池的高度，使得电池的结构更简单、更紧凑。
然而，出于安全性的考虑，电极组件的正极极耳和负极极耳需要分设在电极组件的相对两侧，以免正极极耳、负极极耳变形搭接导致短路。并且从生产加工考虑，电极组件的正极极耳和负极极耳如果设置在同一侧，还需要保证正极极耳和负极极耳的位置错开，这对正极极耳在正极极片上的位置分布精度和负极极耳在负极极片上的位置分布精度提出了更高要求，提高了加工难度和生产成本。基于上述情况，在外壳组件的同一侧设置正极电极引出部和负极电极引出部的目的难以实现，因此难以简化电池单体的结构，进而难以使电池的结构更简单、更紧凑。
鉴于此，本申请实施例提供一种技术方案，电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳，沿电极组件的轴向(以下简称轴向)，电极组件具有卷绕中心孔，且第一极耳和第二极耳分别位于电极组件的两端，外壳组件沿轴向靠近第一极耳的一侧设置第一电极引出部和第二电极引出部，第一电极引出部与第一极耳电连接，电池单体还包括转接件，转接件穿设于卷绕中心孔，并分别与第二极耳、第二电极引出部连接，以实现第二极耳与第二电极引出部电连接。
上述方案中，第二极耳设置在电极组件远离第一极耳、第一电极引出部和第二电极引出部的一端，避免了第二极耳和第一极耳变形搭接，通过设置转接件，转接件的一端连接第二极耳，转接件的另一端并穿过卷绕中心孔连接第二电极引出部，从而在第一极耳、第二极耳分设在电极组件的两端的情况下，实现在外壳组件的同一侧设置第一电极引出部和第二电极引出部的目的，使得电池单体的结构简单紧凑，并能够在电池单体的同一侧连接汇流部件，节省了电池单体和汇流部件占用的外部空间，使得电池的结构更简单、更紧凑。
并且，电池单体中虽然增设了转接件，但转接件穿设于电极组件的卷绕中心孔，不额外占用电池单体的内部空间，电池单体的内部结构简单紧凑，不会导致电池单体的体积增大，也不会导致电池单体的能量密度降低，保证电池单体具有较高的能量密度。
另外，电池单体未设置电极引出部的一端能够设置为平面，该平面用作电池单体的放置面或安装面时，能够使电池单体保持平稳，缓解电池单体不平稳导致晃动的问题，以免电池单体晃动导致内部的部件受损，提高了电池单体的安全性。
从生产加工方面来看，没有提高极耳的位置精度，加工难度和生产成本没有增加，并且，在电池单体的同一端连接的外部汇流部件，相对于在两端分别连接外部汇流部件而言，组装速度加快，提高了生产效率；而且，第一电极引出部与第一极耳的连接加工、第二电引出部与转接件的连接加工也都能够在电池单体的同一端完成，加工方便，提高了生产效率。
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。
如图1所示，图示出了本申请一种实施例的一种车辆1000，车辆1000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1000的内部可以设置电池100、控制器300以及马达200，控制器300用来控制电池100为马达200的供电。例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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，用于车辆1000的电路系统，例如，用于车辆1000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，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，如图2所示，电池100可以包括多个电池单体1，其中，多个电池单体1之间串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池100也可以称为电池100包。可选地，多个电池单体1可以先串联、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100。也就是说，多个电池单体1可以直接组成电池100，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池100。
电池100还可以包括箱体101(或称罩体)，箱体101内部为中空结构，多个电池单体1容纳于箱体101内。箱体101可以包括两个用于容纳的部分(可参照图2)，这里分别称为第一箱体部1011和第二箱体部1012，第一箱体部1011和第二箱体部1012扣合在一起。第一箱体部1011和第二箱体部1012的形状可以根据多个电池单体1组合的形状而定，第一箱体部1011和第二箱体部1012可以均具有一个开口。例如，第一箱体部1011和第二箱体部1012均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一箱体部1011的开口和第二箱体部1012的开口相对设置，并且第一箱体部1011和第二箱体部1012相互扣合形成具有封闭腔室的箱体101。第一箱体部1011和第二箱体部1012中，也可以一者为具有开口的长方体，另一者为盖板结构以封闭长方体的开口。多个电池单体1相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体部1011和第二箱体部1012扣合后形成的箱体101内。
电池100还包括汇流部件(图2中未示出)，汇流部件用于实现多个电池单体1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1的电极引出部实现电池单体1之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体1的电极引出部。多个电池单体1的电能可进一步通过导电机构穿过箱体101而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。
下面针对任意一个电池单体1进行详细描述，如图3、图4和图5所示，电池单体1包括电极组件12、外壳组件11和转接件13。电极组件12包括极性相反的第一极耳1211和第二极耳1212，第一极耳1211和第二极耳1212分别位于电极组件12沿自身轴向P的两端，电极组件12具有卷绕中心孔123。外壳组件11包括用于输入或输出电能的第一电极引出部11a和第二电极引出部11b，外壳组件11的内部设有电极组件12，第一电极引出部11a和第二电极引出部11b均设于外壳组件11沿轴向P靠近第一极耳1211的一侧，第一电极引出部11a与第一极耳1211电连接。转接件13穿设于卷绕中心孔123，转接件13用于连接第二极耳1212与第二电极引出部11b，以实现第二极耳1212与第二电极引出部11b的电连接。
电极组件12包括第一极片121、第二极片和隔离件，隔离件用于将第一极片121和第二极片隔开。第一极片121和第二极片的极性相反，换言之，第一极片121和第二极片中的一者为正极极片，第一极片121和第二极片中的另一者为负极极片。第一极片121、第二极片、隔离件为现有技术，本申请说明书附图中虽未示出，本领域技术人员应理解其具体结构。第一极片121、第二极片和隔离件均为带状结构，第一极片121、第二极片和隔离件绕中心轴线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。卷绕时，第一极片121、第二极片和隔离件绕一卷针卷绕成型，卷针抽出后，在电极组件12的中心轴线处形成卷绕中心孔123。本申请中所说的电极组件12的轴向P是指电极组件12的中心轴线的延伸方向。电极组件12的径 向R是指垂直于轴向P的方向。
可选地，第一极耳1211环绕电极组件12的中心轴线卷绕为多圈，换言之，第一极耳1211包括多圈极耳层。在卷绕完成后，第一极耳1211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1211进行处理，以减小极耳层间的缝隙，便于第一极耳1211与第一电极引出部11a连接。例如，本申请实施例可对第一极耳1211进行揉平处理，以使第一极耳1211的远离主体部的端部区域收拢、集合在一起；揉平处理在第一极耳1211远离主体部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1211与第一电极引出部11a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。同理地，第二极耳1212环绕电极组件12的中心轴线卷绕为多圈，第二极耳1212包括多圈极耳层。示例性地，第二极耳1212也经过了揉平处理或填充导电材料，以减小第二极耳1212的极耳层间的缝隙。
如图4和图5所示，从电极组件12的外形看，沿电极组件12的轴向P，电极组件12依次包括第一极耳1211、电极组件12的主体部分、第二极耳1212，第一极耳1211和第二极耳1212凸出于电极组件12的主体部分。第一极耳1211为第一极片121的未涂覆活性物质层的部分，第二极耳1212为第二极片的未涂覆活性物质层的部分。第一极耳1211和第二极耳1212分别设置于电极组件12的主体部分的两端，也即第一极耳1211和第二极耳1212分别位于电极组件12的两端。
外壳组件11为空心结构，其内部形成用于容纳电极组件12的空间。外壳组件11的形状可根据电极组件12的具体形状来确定。比如，若电极组件12为圆柱体结构，则外壳组件11可选用为圆柱体结构；若电极组件12为长方体结构，则外壳组件11可选用长方体结构。可选地，电极组件12和外壳组件11均为圆柱体。
第一电极引出部11a和第二电极引出部11b是外壳组件11上用于实现电池单体1内外电连接的结构，第一电极引出部11a和第二电极引出部11b分别具有位于外壳组件11内部的部分和位于外壳组件11外部的部分，以实现电能的输出和输入。
第一电极引出部11a和第二电极引出部11b位于外壳组件11的同一侧，是指第一电极引出部11a和第二电极引出部11b设置在外壳组件11的同一侧的壁上，示例性地，如图3-图6所示，当外壳组件11为圆柱体时，第一电极引出部11a和第二电极引出部11b位于圆柱体的同一端面。第一电极引出部11a位于外壳组件11外部的部分连接第一汇流部件161，第二电机引出部位于外壳组件11外部的部分连接第二汇流构件。第一电极引出部11a位于外壳组件11内部的部分连接第一极耳1211。
转接件13是用于将电池单体1的第二极耳1212与第二电极引出部11b电连接的部件。第二电极引出部11b位于外壳组件11内部的部分通过转接件13连接于第二极耳1212，也即，转接件13的一端连接第二极耳1212，另一端穿过电极组件12的卷绕中心孔123连接第二电极引出部11b，从而使电流能在第二极耳1212和第二电极引出部11b之间输送。
可选地，本申请中所说的电连接，可以是焊接，也可以是通过导电胶粘结。例如，从外壳组件11的外部，将第二电极引出部11b与转接件13焊接为一体，将第一电极引出部11a和第一极耳1211焊接为一体，请参照图6所示，图6中示出了焊印W的位置。又如，在转接件13和第二电极引出部11b之间设置导电胶，在第一极耳1211和第一电极引出部11a之间设置导电胶。
通过在电极组件12的两端分别形成第一极耳1211和第二极耳1212，有效防止第一极耳1211和第二极耳1212搭接短路，而通过在外壳组件11的同一端设置第一电极引出部11a和第二电极引出部11b，且通过转接件13将第二极耳1212电连接至第二电极引出部11b，实现了在电池单体1的同一端连接外部汇流部件，节省了电池单体1占用的外部空间，使得电池单体1的外部结构更简单紧凑。并且转接件13穿设于电极组件12的卷绕中心孔123，不额外占用电池单体1的内部空间，电池单体1的内部结构简单紧凑，不会导致电池单体1的能量密度降低，保证电池单体1具有较高的能量密度。
另外，电池单体1未设置电极引出部的一端能够设置为平面，该平面用作电池单体1的放置面或安装面时，能够使电池单体1保持平稳，缓解电池单体1不平稳导致晃动的问题，以免电池单 体1内部的部件受损，提高电池单体1的安全性。
从生产加工方面来看，在电池单体1的同一端连接的外部汇流部件，相对于在两端分别连接外部汇流部件而言，组装速度加快，提高了生产效率；而且，第一电极引出部11a与第一极耳1211的连接加工、第二电引出部与转接件13的连接加工也能够在电池单体1的同一端完成，加工方便，提高了生产效率。
根据本申请的一些实施例，转接件13为刚性件，转接件13被配置为沿径向R支撑电极组件12。
转接件13为刚性件是指，转接件13采用具有一定刚性的材料制成，以在卷绕中心孔123内支撑电极组件12。示例性地，转接件13至少局部与卷绕中心孔123的内壁相抵，以支撑卷绕中心孔123。
通过利用转接件13在卷绕中心孔123内支撑电极组件12，以免卷绕中心孔123塌孔，防止电极组件12的极片沿径向R向内松散，以免相邻的极片之间的间隙d1增大导致析锂。
根据本申请的一些实施例，如图5所示，转接件13为中空柱体。
在上述技术方案中，通过将转接件13设置为中空柱体，其柱体的形状便于穿过卷绕中心孔123，具有方便装配的效果，并且同等质量下，中空柱体的体积较大，能够较好的支撑卷绕中心孔123。
另一方面，中空柱体还可以作为卷针，电极组件12直接围绕转接件13卷绕成型，省去抽出卷针的步骤和插入转接件13的步骤，加工方便，还防止抽出卷针导致电极组件12的极片松散，以及防止转接件13插入卷绕中心孔123时电极组件12的极片出现起皱、划伤等损伤。
根据本申请的一些实施例，如图5所示，电池单体1还包括集流件14，集流件14附接于第二极耳1212，并用于连接第二极耳1212和转接件13，以实现第二极耳1212和转接件13的电连接。
集流件14是用于将电池单体1的第二极耳1212和转接件13电连接的部，通过集流件14和转接件13，实现将电能从电极组件12输送至第二电极引出部11b，以便通过第二电极引出部11b输送至电池单体1的外部。
通过设置集流件14，集流件14至少能够覆盖第二极耳1212的部分端面，以增大转接件13与第二极耳1212的电连接面积，提高过流能力，及提高转接件13与第二极耳1212的电连接可靠性。通过设置集流件14，还方便转接件13与第二极耳1212电连接，提高了连接效率。
根据本申请的一些实施例，集流件14与转接件13一体成型。
集流件14与转接件13一体成型是指，集流件14与转接件13铸造为一体，或者在装配前事先焊接或粘结为一体。
在装配过程中，插入转接件13，就使集流件14贴近电极组件12的第二极耳1212，便于集流件14连接电极组件的第二极耳1212，方便加工，提高了生产效率。
在上述技术方案中，通过将集流件14与转接件13设置为一体成型，还进一步提高了集流件14和转接件13的电连接可靠性。
根据本申请的一些实施例，如图4和图5所示，外壳组件11包括壁部，壁部为第一电极引出部11a；壁部设置有电极引出孔1124，第二电极引出部11b绝缘安装于电极引出孔1124，第二电极引出部11b的至少部分凸出于壁部的外侧。
壁部为外壳组件11的一端的端壁，壁部面向电极组件12的第一极耳1211，外壳远离壁部的一端面向电极组件12的第二极耳1212。可选地，外壳组件11的壁部作为第一电极引出部11a，壁部能够覆盖第一极耳1211的端面，增大了电连接面积，提高了第一电极引出部11a与第一极耳1211的电连接可靠性，并且连接方便，提高了连接效率。
电极引出孔1124贯穿壁部以使壁部的内侧与壁部的外侧连通，壁部的内侧为外壳的内部， 壁部的外侧为外壳的外部。第二电极引出部11b安装于电极引出孔1124，以用于实现电极组件12的第二极耳1212和第二汇流部件162的电连接。如图5所示，第二电极引出部11b和壁部之间设有第一绝缘件1123，第一绝缘件1123将第二电极引出部11b与壁部隔开，具体地，第一绝缘件1123至少将电极引出孔1124的内壁与第二电极引出部11b隔开，以免壁部与第二电极引出部11b电连接而短路。
通过将第二电极引出部11b绝缘安装于壁部，并使第二电极引出部11b凸出壁部的外侧，也即使得第二电极引出部11b凸出于作为第一电极引出部11a的壁部，防止不同极性的第一汇流部件161和第二汇流部件162搭接导致短路。
根据本申请的一些实施例，电极组件12为卷绕式电极组件12且包括第一极片121、第二极片和用于隔离第一极片121和第二极片的隔离件，第一极耳1211形成于第一极片121，第二极耳1212形成于第二极片。
如前所述，第一极片121、第二极片和隔离件均为带状结构，第一极片121与第二极片叠放，并在第一极片121和第二极片之间设置隔离件，然后将第一极片121、第二极片和隔离件一起绕中心轴线卷绕为一体并形成卷绕结构。其中隔离件的数量为两条及以上，以保证卷绕结构中的第一极片121和第二极片被完全隔离。
根据本申请的一些实施例，结合图5和图7所示，第一极片121经卷绕形成层叠结构，层叠结构包括第一层叠区域121a和第二层叠区域121b，第二层叠区域121b环绕在卷绕中心孔123的外侧，第一层叠区域121a环绕在第二层叠区域121b的外侧，第一极耳1211仅形成于第一层叠区域121a，并与转接件13之间沿径向R形成间隙d1。
如前所述，第一极耳1211包括多圈极耳层。第一极耳1211仅形成于第一层叠区域121a是指，第一层叠区域121a的多圈第一极片121层形成有第一极耳1211，本文所说的多圈是指两圈及两圈以上。由于相对靠近卷绕中心孔123的第二层叠区域121b不形成用于连接第一电极引出部11a的第一极耳1211，从而在第一极耳1211和转接件13之间形成间隙d1。
通过在第一极耳1211和转接件13之间设置间隙d1，第一极耳1211不容易与转接件13搭接，缓解极性相反的第一极耳1211和转接件13搭接短路的问题，提高电池100的安全性。
可选地，隔离件在间隙d1中形成有用于间隔第一极耳1211和转接件13的间隔部(图中未示出)，间隔部面向壁部的端部沿轴向P超出第二层叠区域121b面向壁部的端部。
如前所述，隔离件是用于隔离第一极片121和第二极片的部件，间隔部是指隔离件面向壁部的一端沿轴向P延伸至超出第一极耳1211和第二极耳1212的部分。
在上述技术方案中，间隔部位于第一极耳1211和转接件13之间的间隙d1，起到隔离第一极耳1211和转接件13的作用，以进一步防止第一极耳1211与转接件13搭接导致短路，从而提高电池的安全性。
根据本申请的一些实施例，如图7所示，第一极片121经卷绕形成层叠结构，层叠结构包括第一层叠区域121a和第二层叠区域121b，第二层叠区域121b环绕在卷绕中心孔123的外侧，第一层叠区域121a环绕在第二层叠区域121b的外侧，第一极耳1211包括形成于第一层叠区域121a的第一子极耳部(图中未示出)和形成于第二层叠区域121b的第二子极耳部(图中未示出)，第一子极耳部面向壁部的端部沿轴向P超出第二子极耳部面向壁部的端部，并且第一子极耳部与转接件13之间沿径向R形成间隙d1。
在上述技术方案中，第一层叠区域121a和第二层叠区域121b均形成第一极耳1211，第一极耳1211包括第一子极耳部和第二子极耳部，第一子极耳部为第一极片121在第一层叠区域121a的部分沿轴向P朝壁部延伸形成，第二子极耳部为第一极片121在第二层叠区域121b的部分沿轴向P朝壁部延伸形成。其中，第一极片121在第一层叠区域121a延伸的长度相对较长，第一极片121在第二层叠区域121b延伸的长度相对较短。
由于第一子极耳部沿轴向P上的长度相对较长，使得第一子极耳部相对更靠近第一电极引出部11a，以便于与第一电极引出部11a连接，同时第一子极耳部与转接件13之间的距离相对较 大，第一子极耳部和转接件13之间为第二子极耳部，第一子极耳部不容易沿径向R倒伏并穿过第二子极耳部上方的间隙d1而搭接转接件13，而第二子极耳部沿轴向P上的长度相对较短，第二子极耳部也不容易沿径向R倒伏而搭接转接件13。
可选地，隔离件在间隙d1中形成有用于间隔第一极耳1211和转接件13的间隔部，间隔部位于第二子极耳部和转接件13之间，间隔部面向壁部的端部沿轴向P超出第二子极耳部面向壁部的端部。
第一极耳1211和转接件13之间具有间隙d1，如图7所示，第二极耳1212和转接件13之间也具有间隙d1(以下称为第二间隙d2)，间隙d1包括第二间隙d2。可选地，第二间隙d2的大小与间隔部的厚度一致，即恰好容纳间隔部。
在上述技术方案中，第二间隙d2小于间隙d1，即第二子极耳部与转接件13之间的距离相对较小，间隔部位于第二子极耳部和转接件13之间，起到隔离第二子极耳部和转接件13的作用，以进一步防止第二子极耳部与转接件13搭接导致短路，从而提高电池单体1的安全性。
可选地，间隔部面向壁部的端部沿轴向P超出第一子极耳部面向壁部的端部。
这里所说的超出是指间隔部面向壁部的端部相对于第一子极耳部面向壁部的端部更靠近壁部。
在上述技术方案中，间隔部的长度＞第一子极耳部的长度＞第二子极耳部的长度，间隔部不仅隔离第二子极耳部和转接件13，还进一步隔离第一子极耳部和转接件13，以防止第一子极耳部穿过间隙d1搭接转接件13，降低短路风险，提高电池单体1的安全性。
根据本申请的一些实施例，电极组件12的最内圈极片为第二极片。
卷绕中心孔123由电极组件12的最内圈极片围绕形成。通过将电极组件12的最内圈极片设置为第二极片，由于第二极片与转接件13的极性相同，转接件13穿过卷绕中心孔123时，即使与第二极片接触也不会导致短路，提高了电池单体1的安全性。
另一方面，由于第二极片和转接件13接触不会导致短路，第二极片和转接件13能够设置得尽可能贴近，二者之间的间隙d1尽可能小，从而提高电池单体1的能量密度，还保证转接件13对卷绕中心孔123的支撑效果。
根据本申请的一些实施例，如图8所示，第二电极引出部11b远离电极组件12的一端的端面形成有凹槽11b1，第二电极引出部11b位于凹槽11b1与转接件13之间的部分与转接件13焊接。
第二电极引出部11b位于凹槽11b1与转接件13之间的部分为第二电极引出部11b与凹槽11b1的槽口相对的部分。
凹槽11b1在第二电极引出部11b的外侧标记出焊接位置，以方便焊接操作。另一方面，通过设置凹槽11b1，使得第二电极引出部11b在焊接位置处的厚度被减薄，有利于热量传导，便于快速焊接第二电极引出部11b和转接件13。
根据本申请的一些实施例，如图8所示，第二电极引出部11b包括沿壁部的厚度方向层叠设置的第一导电层11b2和第二导电层11b3，第二导电层11b3相比第一导电层11b2更靠近电极组件12，并且第二导电层11b3与转接件13的材料相同；凹槽11b1沿面向电极组件12的方向凹陷至第二导电层11b3的外表面，以使第二导电层11b3的部分区域暴露于外部。
通过将第二电极引出部11b设置为第一导电层11b2和第二导电层11b3，第一导电层11b2和第二导电层11b3可以采用不同的材料制造，以便根据外部汇流部件的材料调整第一导电层11b2的材料，使得第一导电层11b2的材料与外部汇流部件的材料相同，第二导电层11b3的材料与转接件13的材料相同，而材料不同的第一导电层11b2和第二导电层11b3通过摩擦焊等加工方式提前连接形成第二电极引出部11b，并且设置凹槽11b1以使得第二导电层11b3的部分区域暴露于外部，现场加工时仅需要采用常规的、便捷的焊接方式，即可完成转接件13、第二电极引出部11b和外部汇流部件的依次焊接，有效降低现场焊接难度，提高装配效率。
根据本申请的一些实施例，第一导电层11b2的材料为铝，第二导电层11b3的材料为铜。
铜的导电性较好、化学性质较稳定，且铜的硬度相对较高，通过将第二导电层11b3和转接件13均采用铜制成，保证转接件13与第二导电层11b3抵接，以免转接件13和第二导电层11b3之间出现间隙d1导致虚焊，提高焊接质量。
通过将第一导电层11b2的材料设置为铝，外部汇流构件可以设置为铝，铝的密度较低且不容易氧化，这使得外部汇流构件的质量较小且不容易生锈损坏。
根据本申请的一些实施例，如图5所示，外壳组件11包括壳体111和端盖112，壳体111包括底壁1112和侧壁1111，侧壁1111围设在底壁1112的周围，侧壁1111的一端与底壁1112连接，侧壁1111的另一端围成与底壁1112相对的开口1113，端盖112盖合于开口1113，壁部为底壁1112或端盖112。
壳体111是用于容纳电极组件12、电解质等功能部件的部件，壳体111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。可选地，当外壳为圆柱体时，壳体111为圆柱体的一部分。
端盖112是指盖合于壳体111的开口1113处以将电池单体1的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖112的形状可以与壳体111的形状相适应以配合壳体111。可选地，当外壳为圆柱体时，端盖112为圆柱体的另一部分。可选地，端盖112可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖112在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体1能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。
壳体111和端盖112可以是独立的部件，可以于壳体111上设置开口1113，通过在开口1113处使端盖112盖合开口1113以形成电池单体1的内部环境。不限地，也可以使端盖112和壳体111一体化，具体地，端盖112和壳体111可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体111的内部时，再使端盖112盖合壳体111。
本申请说明书附图中示出了壁部为端盖112的实施例，在其他实施例中，壁部也可以为底壁1112，底壁1112设有电极引出孔1124，第二电极引出部11b穿设于端盖112上的电极引出孔1124。也即，底壁1112和端盖112中的一者设置第一电极引出部11a和第二电极引出部11b。
通过将第一电极引出部11a和第二电极引出部11b绝缘设置在底壁1112上或端盖112上，便于在电极组件12和转接件13放入壳体111内部时或盖合端盖112时，调整电极组件12与第一电引出部的相对位置、转接件13与第二电引出部的位置，以确保连接准确、稳定，提高电连接可靠性。
可选地，如图8所示，电池单体1还包括第二绝缘件113，第二绝缘件113位于端盖112和壳体111之间，以绝缘隔离端盖112和壳体111，以免壳体111带电，降低短路风险。示例性地，端盖112包括本体部1121和边缘部1122，边缘部1122连接在本体部1121的外周，壳体111上形成用于容纳边缘部1122的环形槽，第二绝缘件113包覆边缘部1122，以隔离环形槽的内壁与边缘部1122的表面。可选地，本体部1121相对边缘部1122朝向电极组件12凸起，以便于连接第一极耳1211。
可选地，如图8所示，电池单体1还包括第三绝缘件15，第三绝缘件15位于外壳和第二极耳1212之间，以免外壳带电，降低短路风险。可选地，电池单体1设有集流件14时，第三绝缘件15位于集流件14和外壳之间。
根据本申请的一些实施例，如图3所示，电池单体1为圆柱形电池单体1。
第二方面，本申请实施例提供一种电池100，如图2所示，电池100包括前述的电池单体1。
第三方面，本申请提供一种用电设备，如图1所示，用电设备包括前述的电池100。
第四方面，本申请提供一种电池单体1的制备方法，如图9所示，图9示出了本申请一些实施例提供的电池单体1的制备方法的示意性流程图，制备方法包括：
S101、提供电极组件12，电极组件12包括极性相反的第一极耳1211和第二极耳1212，第一极耳1211和第二极耳1212分别位于电极组件12沿自身轴向P的两端，电极组件12具有卷绕中心孔123；
S102、提供外壳组件11，外壳组件11包括用于输入或输出电能的第一电极引出部11a和第二电极引出部11b，外壳组件11用于容纳电极组件12，第一电极引出部11a和第二电极引出部11b均设于外壳组件11沿轴向P靠近第一极耳1211的一侧，第一电极引出部11a与第一极耳1211电连接；
S103、提供转接件13；
S104、将转接件13穿设于卷绕中心孔123，将电极组件12和转接件13放入外壳组件11的内部，并将转接件13分别与第二极耳1212和第二电极引出部11b连接，以实现第二极耳1212与第二电极引出部11b的电连接。
需要说明的是，通过上述电池单体1的制造方法制造出的电池单体1的相关结构，可参见上述各实施例提供的电池单体1。
在基于上述的电池单体1的制造方法组装电池单体1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S101、S102、S103的执行不分先后，也可以同时进行。
第五方面，本申请实施例提供一种电池单体1的制备设备400，如图10所示，图10示出了本申请一些实施例提供的电池单体1的制备设备400的示意性框图，制备设备400包括：
第一提供装置410，用于提供电极组件12，电极组件12包括极性相反的第一极耳1211和第二极耳1212，第一极耳1211和第二极耳1212分别位于电极组件12沿自身轴向P的两端，电极组件12具有卷绕中心孔123；
第二提供装置420，用于提供外壳组件11，外壳组件11包括用于输入或输出电能的第一电极引出部11a和第二电极引出部11b，外壳组件11用于容纳电极组件12，第一电极引出部11a和第二电极引出部11b均设于外壳组件11沿轴向P靠近第一极耳1211的一侧，第一电极引出部11a与第一极耳1211电连接；
第三提供装置430，用于提供转接件13；
组装装置440，用于将转接件13穿设于卷绕中心孔123，将电极组件12和转接件13放入外壳组件11的内部，并将转接件13分别与第二极耳1212和第二电极引出部11b连接，以实现第二极耳1212与第二电极引出部11b的电连接。
通过上述制备设备400制造出的电池单体1的相关结构，可参见上述各实施例提供的电池单体1。
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。
根据本申请的一些实施例，请参照图3-5所示，本申请实施例提供一种圆柱形电池单体1，电池单体1包括电极组件12、外壳组件11和转接件13。电极组件12包括极性相反的第一极耳1211和第二极耳1212，第一极耳1211和第二极耳1212分别位于电极组件12沿自身轴向P的两端，电极组件12具有卷绕中心孔123。外壳组件11包括壳体111和端盖112，壳体111包括底壁1112和侧壁1111，侧壁1111围设在底壁1112的周围，侧壁1111的一端与底壁1112连接，侧壁1111的另一端围成与底壁1112相对的开口1113，端盖112盖合于开口1113，端盖112与壳体111之间设置第二绝缘件113以绝缘隔离，电极组件12设置在外壳组件11的内部，端盖112面向电极组件12具有第一极耳1211的一侧，电极组件12具有第二极耳1212的一侧与壳体111之间设置第三绝缘件15以绝缘隔离。端盖112包括用于输入或输出电能的第一电极引出部11a和第二电极引出部11b，端盖112的本体部1121可作为第一电极引出部11a，第一电极引出部11a与第一极耳1211电连接，第二电极引出部11b绝缘安装于端盖112，转接件13穿设于卷绕中心孔123，转接件13的两端分别连接第二极耳1212与第二电极引出部11b，以实现第二极耳1212与第二电极引 出部11b的电连接。
以上所述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 (22)
- 一种电池单体，其特征在于，包括：电极组件，包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述电极组件沿自身轴向的两端，所述电极组件具有卷绕中心孔；外壳组件，包括用于输入或输出电能的第一电极引出部和第二电极引出部，所述外壳组件的内部设有所述电极组件，所述第一电极引出部和所述第二电极引出部均设于所述外壳组件沿所述轴向靠近所述第一极耳的一侧，所述第一电极引出部与所述第一极耳电连接；转接件，穿设于所述卷绕中心孔，所述转接件用于连接所述第二极耳与所述第二电极引出部，以实现所述第二极耳与所述第二电极引出部的电连接。
- 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述转接件为刚性件，所述转接件被配置为沿径向支撑所述电极组件。
- 根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述转接件为中空柱体。
- 根据权利要求1-3任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括集流件，所述集流件附接于所述第二极耳，并用于连接所述第二极耳和所述转接件，以实现所述第二极耳和所述转接件的电连接。
- 根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述集流件与所述转接件一体成型。
- 根据权利要求1-5任一项所述的电池单体，其特征在于，所述外壳组件包括壁部，所述壁部为所述第一电极引出部；所述壁部设置有电极引出孔，所述第二电极引出部绝缘安装于所述电极引出孔，所述第二电极引出部的至少部分凸出于所述壁部的外侧。
- 根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件为卷绕式电极组件且包括第一极片、第二极片和用于隔离所述第一极片和所述第二极片的隔离件，所述第一极耳形成于所述第一极片，所述第二极耳形成于所述第二极片。
- 根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第一极片经卷绕形成层叠结构，所述层叠结构包括第一层叠区域和第二层叠区域，所述第二层叠区域环绕在所述卷绕中心孔的外侧，所述第一层叠区域环绕在所述第二层叠区域的外侧，所述第一极耳仅形成于所述第一层叠区域，并与所述转接件之间沿径向形成间隙。
- 根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述隔离件在所述间隙中形成有用于间隔所述第一极耳和所述转接件的间隔部，所述间隔部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第二层叠区域面向所述壁部的端部。
- 根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第一极片经卷绕形成层叠结构，所述层叠结构包括第一层叠区域和第二层叠区域，所述第二层叠区域环绕在所述卷绕中心孔的外侧，所述第一层叠区域环绕在所述第二层叠区域的外侧，所述第一极耳包括形成于所述第一层叠区域的第一子极耳部和形成于所述第二层叠区域的第二子极耳部，第一子极耳部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第二子极耳部面向所述壁部的端部，并且所述第一子极耳部与所述转接件之间沿径向形成间隙。
- 根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述隔离件在所述间隙中形成有用于间隔所述第一极耳和所述转接件的间隔部，所述间隔部位于所述第二子极耳部和所述转接件之间，所述间隔部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第二子极耳部面向所述壁部的端部。
- 根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述间隔部面向所述壁部的端部沿所述轴向超出所述第一子极耳部面向所述壁部的端部。
- 根据权利要求7-12任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件的最内圈极片为所述第二极片。
- 根据权利要求6-13所述的电池单体，其特征在于，所述第二电极引出部远离所述电极组件的一端的端面形成有凹槽，所述第二电极引出部位于所述凹槽与所述转接件之间的部分与所述转接件焊接。
- 根据权利要求14所述的电池单体，其特征在于，所述第二电极引出部包括沿所述壁部的厚度方向层叠设置的第一导电层和第二导电层，所述第二导电层相比所述第一导电层更靠近所述电极 组件，并且所述第二导电层与所述转接件的材料相同；所述凹槽沿面向所述电极组件的方向凹陷至所述第二导电层的外表面，以使所述第二导电层的部分区域暴露于外部。
- 根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，所述第一导电层的材料为铝，所述第二导电层的材料为铜。
- 根据权利要求13-16任一项所述的电池单体，其特征在于，所述外壳组件包括壳体和端盖，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，所述端盖盖合于所述开口，所述壁部为所述底壁或所述端盖。
- 根据权利要求1-17任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体为圆柱形电池单体。
- 一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-18任一项所述的电池单体。
- 一种用电设备，其特征在于，包括权利要求19所述的电池。
- 一种电池单体的制备方法，其特征在于，包括：提供电极组件，所述电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述电极组件沿自身轴向的两端，所述电极组件具有卷绕中心孔；提供外壳组件，所述外壳组件包括用于输入或输出电能的第一电极引出部和第二电极引出部，所述外壳组件用于容纳所述电极组件，所述第一电极引出部和所述第二电极引出部均设于所述外壳组件沿所述轴向靠近所述第一极耳的一侧，所述第一电极引出部与所述第一极耳电连接；提供转接件；将所述转接件穿设于所述卷绕中心孔，将所述电极组件和所述转接件放入所述外壳组件的内部，并将所述转接件分别与所述第二极耳和所述第二电极引出部连接，以实现所述第二极耳与所述第二电极引出部的电连接。
- 一种电池单体的制备设备，其特征在于，包括：第一提供装置，用于提供电极组件，所述电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述电极组件沿自身轴向的两端，所述电极组件具有卷绕中心孔；第二提供装置，用于提供外壳组件，所述外壳组件包括用于输入或输出电能的第一电极引出部和第二电极引出部，所述外壳组件用于容纳所述电极组件，所述第一电极引出部和所述第二电极引出部均设于所述外壳组件沿所述轴向靠近所述第一极耳的一侧，所述第一电极引出部与所述第一极耳电连接；第三提供装置，用于提供转接件；组装装置，用于将所述转接件穿设于所述卷绕中心孔，将所述电极组件和所述转接件放入所述外壳组件的内部，并将所述转接件分别与所述第二极耳和所述第二电极引出部连接，以实现所述第二极耳与所述第二电极引出部的电连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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