CN116864909B - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种电池单体、电池及用电设备,属于电池技术领域。电池单体包括外壳和电极组件,外壳包括第一半区和第二半区,沿外壳的长度方向,外壳的中截面到外壳的一端的部分为第一半区,外壳的中截面到外壳的另一端的部分为第二半区,外壳的长度为L,L≥80mm,中截面垂直于长度方向。电极组件容纳于外壳内,电极组件包括主体部和极耳,主体部沿长度方向的至少一端设置有极耳,主体部的一部分位于第一半区,另一部分位于第二半区。第一半区和第二半区均设置有至少一个泄压机构,主体部设置有中心孔,沿长度方向,中心孔贯穿主体部,中心孔用于连通第一半区的内部空间和第二半区的内部空间。能够有效提高电池单体的可靠性。
Description
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、电池及用电设备。
背景技术
电池广泛用于电子设备,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。
在电池技术中,可以在电池单体中设置泄压机构,在电池单体热失控时通过泄压机构泄压。对于一般的电池单体而言,仍然存在泄压不及时的情况,电池单体的可靠性较差。因此,如何提高电池单体的可靠性是电池技术一个亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备,能够有效提高电池单体的可靠性。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,电池单体包括外壳和电极组件,外壳包括第一半区和第二半区,沿外壳的长度方向,外壳的中截面到外壳的一端的部分为第一半区,外壳的中截面到外壳的另一端的部分为第二半区,外壳的长度为L,L≥80mm,中截面垂直于长度方向;电极组件容纳于外壳内,电极组件包括主体部和极耳,主体部沿长度方向的至少一端设置有极耳,主体部的一部分位于第一半区,另一部分位于第二半区;其中,第一半区和第二半区均设置有至少一个泄压机构,主体部设置有中心孔,沿长度方向,中心孔贯穿主体部,中心孔用于连通第一半区的内部空间和第二半区的内部空间。
在上述技术方案中,在外壳的长度大于等于80mm的情况下,在第一半区和第二半区均设置泄压机构,在电池单体热失控时,可以通过第一半区的泄压机构和第二半区的泄压机构进行泄压,使得外壳内位于第一半区的排放介质可以更快速地通过第一半区的泄压机构排出,外壳内位于第二半区的排放介质可以更快速地通过第二半区的泄压机构排出,提高电池单体的泄压及时性,从而有效提高电池单体的可靠性。主体部的中心孔可以作为外壳内部的排放介质的流动通道,主体部一端的排放介质既可以通过第一半区的泄压机构排出,又可以通过中心孔流动至主体部的另一端,并通过第二半区的泄压机构排出,提高电池单体的泄压及时性。
在一些实施例中,外壳具有第一端壁、第二端壁和侧壁,第一端壁位于第一半区,第二端壁位于第二半区,第一端壁和第二端壁沿长度方向相对设置,侧壁围设于第一端壁和第二端壁的周围;第一端壁和第二端壁均设置有至少一个泄压机构;和/或,侧壁位于第一半区的部分和侧壁位于第二半区的部分均设置有至少一个泄压机构;和/或,侧壁位于第一半区的部分和第二端壁均设置有至少一个泄压机构;和/或,侧壁位于第二半区的部分和第一端壁均设置有至少一个泄压机构。若第一端壁和第二端壁均设置有至少一个泄压机构,外壳内部的排放介质可以从外壳的两端排出,使得外壳内部堆积在电极组件两端的排放介质能够快速排出,提高电池单体的可靠性。若侧壁位于第一半区的部分和侧壁位于第二半区的部分均设置有泄压机构,外壳内部的排放介质可以从外壳的侧部排出,降低排放介质对连接于电池单体的端部的外部部件造成破坏的风险。若侧壁位于第一半区的部分和第二端壁均设置有泄压机构,外壳内部的排放介质可以从外壳的侧部和外壳的端部排出,提高电池单体的泄压及时性;若侧壁位于第二半区的部分和第一端壁均设置有泄压机构,外壳内部的排放介质也可以从外壳的侧部和外壳的端部排出,提高电池单体的泄压及时性。
在一些实施例中,侧壁包括相对设置第一壁部和第二壁部,第一壁部被配置为沿重力方向支撑主体部,第二壁部与主体部之间形成有通道间隙,通道间隙被配置为连通外壳内部沿长度方向位于主体部两端的空间。由于第一壁部与主体部之间形成通道间隙,且通道间隙连通外壳内部沿长度方向位于主体部的两端的空间,在电池单体热失控时,若第一半区的泄压机构无法及时泄压时,第一半区的泄压机构附近的排放介质可以通过通道间隙流动至第二半区的泄压机构,以通过该泄压机构排出;同样,若第二半区的泄压机构无法及时泄压时,第二半区的泄压机构的附近的排放介质可以通过通道间隙流动至第一半区的泄压机构,以通过该泄压机构排出。
在一些实施例中,第一壁部设置有至少一个泄压机构。这样,在电池单体热失控时,外壳内部的排放介质可以从电池单体的底部排出。
在一些实施例中,第一壁部设置有多个泄压机构,多个泄压机构包括设置于第一壁部的第一泄压机构和第二泄压机构,第一泄压机构位于第一半区,第二泄压机构位于第二半区。若电极组件的主体部的热失控区域位于第一半区,第一泄压机构附近会堆积大量的排放介质,若排放介质无法通过第一泄压机构及时排出,排放介质可以通过通道间隙流向第二泄压机构,并通过第二泄压机构排出,以提高电池单体的泄压及时性;若电极组件的主体部的热失控区域位于第二半区,第二泄压机构附近会堆积大量的排放介质,若排放介质无法通过第二泄压机构及时排出,排放介质可以通过通道间隙流向第一泄压机构,并通过第一泄压机构排出,以提高电池单体的泄压及时性。
在一些实施例中,第一泄压机构与第二泄压机构关于外壳的中截面对称设置。使得第一泄压机构和第二泄压机构的泄压面积相等,且第一泄压机构和第二泄压机构沿长度方向到外壳的中截面的距离相等,第一泄压机构和第二泄压机构在电池单体热失控时均能够起到很好的泄压效果。
在一些实施例中,多个泄压机构还包括设置于第一壁部的第三泄压机构,第三泄压机构的一部分位于第一半区,另一部分位于第二半区。这样,第一壁部的中部区域也设置有泄压机构,有利于位于外壳中部区域的排放介质排出,能够提高电池单体的泄压及时性。
在一些实施例中,侧壁设置有至少一个泄压机构,侧壁上的至少一个泄压机构的一部分位于第一半区,另一部分位于第二半区。这样,不仅外壳的第一半区和第二半区设置有泄压机构,外壳的侧壁的中部区域也设置有泄压机构,能够提高电池单体的泄压及时性。
在一些实施例中,侧壁设置有多个泄压机构,多个泄压机构包括第一泄压机构、第二泄压机构和第三泄压机构,第一泄压机构位于第一半区,第二泄压机构位于第二半区,第三泄压机构的一部分位于第一半区,另一部分位于第二半区。侧壁上设置有第一泄压机构、第二泄压机构和第三泄压机构,外壳的内部空间的两端区域的排放介质可以分别通过第一泄压机构和第二泄压机构排出,中部区域的排放介质可以通过第三泄压机构排出,提高电池单体的泄压及时性。
在一些实施例中,外壳包括壳体和两个端盖;壳体沿长度方向相对的两端均形成有开口;两个端盖分别封闭壳体两端的开口;其中,两个端盖分别为第一端壁和第二端壁。壳体为两端形成开口的空心结构,电极组件可以从壳体任意一端开口入壳,能够提高电极组件的入壳效率。
在一些实施例中,外壳包括壳体和端盖;壳体沿长度方向的一端形成有开口;端盖封闭开口;其中,端盖为第一端壁,沿长度方向,壳体与端盖相对的壁部为第二端壁。壳体为一端形成开口的空心结构,电极组件容纳于壳体内,通过端盖封闭壳体的开口,则可完成电池单体的组装,能够有效降低电池单体的组装难度。
在一些实施例中,外壳包括第一壁部,第一壁部设置有沿长度方向间隔设置的多个泄压机构,泄压机构设置有刻痕槽,沿长度方向,多个泄压机构的刻痕槽的最大跨度之和为L1,满足: 0.2≤L1/L≤0.6。L1/L≥0.2,使得第一壁部上的多个泄压机构的刻痕槽沿长度方向的最大跨度之和较大,能够增大第一壁部上的多个泄压机构的总泄压面积,有利于提高电池单体的泄压速率。L1/L≤0.6,使得第一壁部上的多个泄压机构的刻痕槽沿长度方向的最大跨度之和不至于过大,有利于提高第一壁部的强度。
在一些实施例中,电池单体还包括支撑件,支撑件设置于中心孔内,并支撑于中心孔的孔壁面。支撑件的设置可以降低中心孔塌陷的风险,一方面,能够保持中心孔的畅通,使得主体部一端的排放介质能够通过中心孔流动至主体部的另一端,另一方面,能够降低因中心孔塌陷而导致析锂的风险。
在一些实施例中,支撑件为粘贴于中心孔的孔壁面的胶层。支撑件不易与中心孔的孔壁面分离,支撑件对中心孔能够起到更好的支撑加强作用。
在一些实施例中,电极组件包括正极片、负极片和隔离件,隔离件设置于正极片和负极片之间,正极片、隔离件和负极片卷绕形成卷绕结构,隔离件限定出中心孔,支撑件连接于隔离件。这样,在电极组件成型前,可以先将支撑件连接于隔离件,在将正极片、隔离件和负极片卷绕形成电极组件后,支撑件则位于中心孔内,并支撑中心孔的孔壁面,这样,可以降低将支撑件布置于中心孔内的难度。
在一些实施例中,中心孔的直径为D,满足:3mm≤D≤8mm。D≥3mm,使得中心孔具有较大的孔径,使得外壳内部位于主体部一端的排放介质能够更为快速地通过中心孔流动至主体部的另一端;D≤8mm,使得中心孔的孔径不至于过大,降低中心孔塌陷的风险。
在一些实施例中,电池单体还包括电极端子和集流构件,电极端子设置于外壳,集流构件设置于主体部面向电极端子的一侧,集流构件连接电极端子和极耳,集流构件设置有第一通孔,第一通孔与中心孔连通。使得集流构件不易对中心孔造成封堵,使得进入中心孔的排放介质能够顺利地流向泄压机构。
在一些实施例中,沿长度方向,第一通孔的孔壁面的投影至少部分位于中心孔内。降低集流构件对中心孔内的排放介质的阻碍作用,使得中心孔内的排放介质能够快速的通过第一通孔流向泄压机构。
在一些实施例中,泄压机构与外壳对应的壁部一体成型。泄压机构的可靠性更高,省去了泄压机构与外壳的连接工艺,能够降低电池单体的生产成本。
在一些实施例中,泄压机构与外壳分体设置,外壳设置有泄压孔,泄压机构安装于外壳并覆盖泄压孔。 泄压机构为独立于外壳的部件,泄压机构和外壳可以单独生产在组装,生产难度低且效率高。
在一些实施例中,外壳为长方体状。
在一些实施例中,外壳为圆柱状,外壳的轴向平行于长度方向。
在一些实施例中,L≥160mm。在外壳的长度大于等于160mm的情况下,电池单体在热失控时更难实现及时泄压,然而,在外壳的第一半区和第二半区均设置泄压机构,则可以缓解电池单体泄压不及时的情况。
第二方面,本申请实施例提供一种电池,包括第一方面任意一个实施例提供的电池单体。
第三方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第一方面任意一个实施例提供的电池单体,电池单体用于给用电设备提供电能。
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爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体(外壳为长方体状)的轴测图;
图4为图3所示的电池单体的爆炸图;
图5为图3所示的电池单体的A向视图;
图6为本申请另一些实施例提供的电池单体(外壳为长方体状)的轴测图;
图7为图6所示的电池单体的爆炸图;
图8为本申请又一些实施例提供的电池单体(外壳为长方体状)的轴测图;
图9为本申请再一些实施例提供的电池单体(外壳为长方体状)的轴测图;
图10为本申请一些实施例提供的电池单体(外壳为长方体状)的剖视图;
图11为本申请另一些实施例提供的电池单体(外壳为长方体状)的剖视图;
图12为本申请一些实施例提供的电池单体(外壳为圆柱状)的轴测图;
图13为本申请一些实施例提供的电池单体(外壳为圆柱状)的爆炸图;
图14为本申请另一些实施例提供的电池单体(外壳为圆柱状)的轴测图;
图15为本申请一些实施例提供的电池单体(外壳为圆柱状)的剖视图;
图16为本申请一些实施例提供的外壳的轴测图;
图17为图16所示的外壳沿XY平面剖切的剖视图;
图18为图17所示的外壳在B处的放大图;
图19为本申请另一些实施例提供的外壳的局部放大图。
图标:1-外壳;11-壳体;12-端盖;13-第一半区;14-第二半区;15-第一端壁;16-第二端壁;17-侧壁;171-第一壁部;172-第二壁部;173-第三壁部;174-第四壁部;175-刻痕槽;176-薄弱区;177-泄压孔;2-电极组件;21-主体部;211-中心孔;22-极耳;3-泄压机构;3a-第一泄压机构;3b-第二泄压机构;3c-第三泄压机构;31-泄压区;4-电极端子;5-通道间隙;51-第一空间;52-第二空间;6-连接块;7-支撑件;8-集流构件;81-第一通孔;10-电池单体;20-箱体;201-第一部分;202-第二部分;100-电池;200-控制器;300-马达;1000-车辆;W-中截面;X-第一方向;Y-第二方向;Z-长度方向。
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。
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)。
本申请实施例中,电池单体可以为二次电池,二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。
电池单体包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。
电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到降低正负极短路的风险,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。
在一些实施例中,正极可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中,隔离件为隔离膜。隔离膜可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例,隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜。在隔离膜为多层复合薄膜时,各层的材料可以相同或不同。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间,也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中,电池单体还包括电解质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。其中,液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中,电解质盐可以包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中,溶剂可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
其中,凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络,搭配离子液体-锂盐。
其中,固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例,聚合物固态电解质可以为聚醚(聚氧化乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例,无机固态电解质可以包括氧化物固体电解质(晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜)、硫化物固体电解质(晶态的锂超离子导体(锂锗磷硫、硫银锗矿)、非晶体硫化物)以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例,复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施方式中,电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件为叠片结构。
作为示例,正极片、负极片可分别设置多个,多个正极片和多个负极片交替层叠设置。
作为示例,正极片可设置多个,负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极片。
作为示例,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
作为示例,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
在一些实施方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实施方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
在一些实施方式中,电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
作为示例,电池单体可以为圆柱电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等。
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。
在一些实施例中,电池可以为电池模块,电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中,电池可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池单体的可靠性。
在电池技术中,可以在电池单体中设置泄压机构来提高电池单体的可靠性。电池单体上的泄压机构对电池的可靠性有着重要影响。例如,当发生短路、过充等现象时,可能会导致电池单体内部发生热失控从而压力或温度骤升。这种情况下通过泄压机构可以将内部压力及温度向外释放,以降低电池单体发生爆炸、起火的概率。
在一般的电池单体中,电池单体的外壳仅设置一个泄压机构,泄压机构位于外壳的长度方向的一端,在电池单体热失控时,通过该泄压机构排放外壳内部的排放介质,以达到泄放电池单体内部的压力的目的。然而,当电池单体的外壳的长度大于等于80mm时,沿外壳的长度方向,外壳内靠近泄压机构的半区的排放介质可以快速流向泄压机构,但外壳内远离泄压机构的半区的排放介质很难流向泄压机构,容易出现泄压不及时的情况,电池单体的可靠性较差。
鉴于此,本申请实施例提供一种电池单体,在外壳的长度大于等于80mm的情况下,将外壳分为第一半区和第二半区,沿外壳的长度方向,外壳的中截面到外壳的一端的部分为第一半区,外壳的中截面到外壳的另一端的部分为第二半区,并在第一半区和第二半区均设置至少一个泄压机构。
在这样的电池单体中,在电池单体热失控时,可以通过第一半区的泄压机构和第二半区的泄压机构进行泄压,使得外壳内位于第一半区的排放介质可以更快速地通过第一半区的泄压机构排出,外壳内位于第二半区的排放介质可以更快速地通过第二半区的泄压机构排出,提高电池单体的泄压及时性,从而有效提高电池单体的可靠性。
本申请实施例描述的电池单体适用于电池以及使用电池单体的用电设备。
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的爆炸图。电池100包括电池单体10和箱体20,电池单体10容纳于箱体20内。
其中,箱体20是容纳电池单体10的部件,箱体20为电池单体10提供容纳空间,箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体20可以包括第一部分201和第二部分202,第一部分201与第二部分202相互盖合,以限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第一部分201和第二部分202可以是多种形状,比如,长方体状、圆柱体状等。第一部分201可以是一侧开放的空心结构,第二部分202也可以是一侧开放的空心结构,第二部分202的开放侧盖合于第一部分201的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体20。也可以是第一部分201为一侧开放的空心结构,第二部分202为板状结构,第二部分202盖合于第一部分201的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体20。第一部分201与第二部分202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10可以是一个、也可以是多个。若电池单体10为多个,多个电池单体10之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。可以是多个电池单体10先串联或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形成一个整体,并容纳于箱体20内。也可以是所有电池单体10之间直接串联或并联或混联在一起,再将所有电池单体10构成的整体容纳于箱体20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10之间可通过汇流部件实现电连接,以实现多个电池单体10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。
请参照图3和图4,图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的轴测图;图4为图3所示的电池单体10的爆炸图。电池单体10可以包括外壳1、电极组件2和泄压机构3。
外壳1为用于容纳电极组件2及电解质等的部件。作为示例,外壳1可以包括壳体11和端盖12。
壳体11可以是一端形成开口的空心结构,壳体11也可以是相对的两端形成开口的空心结构。壳体11可以是多种形状,比如,圆柱状、棱柱状等。壳体11的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金、塑料等。
端盖12是封闭壳体11的开口以将电池单体10的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖12与壳体11共同限定出用于容纳电极组件2、电解质以及其他部件的收容空间。端盖12的形状可以与外壳1的形状相适配,比如,壳体11为长方体结构,端盖12为与外壳1相适配的矩形板状结构,再如,壳体11为圆柱体结构,端盖12为与壳体11相适配的圆形板状结构。端盖12的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金、塑料等,端盖12与壳体11的材质可以相同,也可以不同。
在壳体11为一端形成开口的实施例中,端盖12可以对应设置一个。在壳体11为相对的两端形成开口的实施例中,端盖12可以对应设置两个,两个端盖12分别封闭壳体11的两个开口,两个端盖12与壳体11共同限定出收容空间。
泄压机构3为泄放电池单体10内部的压力的部件,可以是在电池单体10内部压力达到阈值时,通过泄压机构3排出电池单体10内部的排放介质,以达到泄压的目的。排放介质包括但不限于:电解液、被溶解或分裂的正负极片、隔离件的碎片、反应产生的气体、火焰等。泄压机构3可以设置于壳体11,也可以设置于端盖12。
在一些实施例中,电池单体10还可以包括电极端子4,电极端子4设置外壳1上,电极端子4用于与电极组件2的极耳22电连接,以输入或输出电池单体10的电能。电极端子4可以设置于外壳1的壳体11上,也可以设置于外壳1的端盖12上。电极端子4与极耳22可以直接连接,比如,电极端子4与极耳22直接焊接。电极端子4与极耳22也可以间接连接,比如,电极端子4与极耳22通过集流构件8间接连接。
作为示例,如图4所示,壳体11为相对的两端形成开口的空心结构,壳体11相对的两端均设置有端盖12,壳体11两端的端盖12上均设置有电极端子4,电极组件2相对的两端均形成极耳22,电极组件2一端的极耳22为正极耳,电极组件2另一端的极耳22为负极耳,一个端盖12上的电极端子4与正极耳电连接,另一个端盖12上的电极端子4与负极耳电连接。
请参照图3-图5,图5为图3所示的电池单体10的A向视图。本申请实施例提供一种电池单体10,电池单体10包括外壳1,外壳1包括第一半区13和第二半区14,沿外壳1的长度方向Z,外壳1的中截面W到外壳1的一端的部分为第一半区13,外壳1的中截面W到外壳1的另一端的部分为第二半区14,外壳1的长度为L,L≥80mm,中截面W垂直于长度方向Z;其中,第一半区13和第二半区14均设置有泄压机构3。
外壳1可以是圆柱状、棱柱状等,棱柱可以是三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱等,四棱柱可以包括长方体、正方体等。在外壳1为圆柱状的实施例中,外壳1的轴向即为外壳1的长度方向Z;在外壳1为长方体状的实施例中,外壳1的长度大于或等于外壳1的高度和宽度。
可以理解的是,沿外壳1的长度方向Z,中截面W位于外壳的中间位置,中截面W到外壳1的两端的距离相等。沿外壳1的长度方向Z,外壳1具有相对的两个端面,两个端面之间的最大距离即为外壳1的长度,中截面W到该两端面的距离相等。若外壳1的两个端面为平面,则以两个端面为基准测量出外壳1的长度;若外壳1的一个或两个端面形成有凸起或凹部,则以该端面的平面区域为基准测量出外壳1的长度。在壳体11为沿长度方向Z的一端形成开口的空心结构的实施例中,可以是端盖12面向外壳1外部的表面为外壳1的一个端面,壳体11与端盖12相对的壁部面向外壳1外部的表面为外壳1的另一个端面。在壳体11为沿长度方向Z的相对的两端形成开口的空心结构的实施例中,可以是一个端盖12面向外壳1外部的表面为外壳1的一个端面,另一个端盖12面向外壳1外部的表面为外壳1的另一个端面。
第一半区13可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3;第二半区14可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3。泄压机构3可以是外壳1的一部分,也可以是独立于外壳1的部件。可以理解的是,第一半区13设置的泄压机构3完全位于第一半区13,第二半区14设置的泄压机构3完全位于第二半区14。
在本实施例中,L可以是80mm、100mm、140mm、160mm、180mm、200mm、240mm、260mm、280mm、300mm、340mm、360mm、380mm、400mm、440mm、460mm、480mm、500mm、540mm、560mm、580mm、600mm中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本申请实施例中,在外壳1的长度大于等于80mm的情况下,在第一半区13和第二半区14均设置泄压机构3,在电池单体10热失控时,可以通过第一半区13的泄压机构3和第二半区14的泄压机构3进行泄压,使得外壳1内位于第一半区13的排放介质可以更快速地通过第一半区13的泄压机构3排出,外壳1内位于第二半区14的排放介质可以更快速地通过第二半区14的泄压机构3排出,缩短了外壳1内的排放介质流动至泄压机构3的路径,提高电池单体10的泄压及时性,从而有效提高电池单体10的可靠性。
在一些实施例中,请参照图3-图9,图6为本申请另一些实施例提供的电池单体10(外壳1为长方体状)的轴测图;图7为图6所示的电池单体10的爆炸图;图8为本申请又一些实施例提供的电池单体10(外壳1为长方体状)的轴测图;图9为本申请再一些实施例提供的电池单体10(外壳1为长方体状)的轴测图。外壳1具有第一端壁15、第二端壁16和侧壁17,第一端壁15位于第一半区13,第二端壁16位于第二半区14,第一端壁15和第二端壁16沿外壳1的长度方向Z相对设置,侧壁17围设于第一端壁15和第二端壁16的周围。
第一端壁15和第二端壁16均设置有至少一个泄压机构3;和/或,侧壁17位于第一半区13的部分和侧壁17位于第二半区14的部分均设置有至少一个泄压机构3;和/或,侧壁17位于第一半区13的部分和第二端壁16均设置有至少一个泄压机构3;和/或,侧壁17位于第二半区14的部分和第一端壁15均设置有至少一个泄压机构3。
第一端壁15和第二端壁16为外壳1沿长度方向Z相对设置的两个壁部。可以是第一端壁15为端盖12,第二端壁16和侧壁17一体成型,以形成壳体11;也可以是第二端壁16为端盖12,第一端壁15和侧壁17一体成型,以形成壳体11;还可以是第一端壁15和第二端壁16均为端盖12,侧壁17为壳体11。可以理解的是,侧壁17的一部分位于第一半区13,侧壁17的另一部分位于第二半区14。在外壳1为长方体状的实施例中,第一端壁15和第二端壁16均可以是矩形板状结构,侧壁17可以是呈长方体状的空心结构;在外壳1为圆柱状的实施例中,第一端壁15和第二端壁16均可以是圆形板状结构,侧壁17可以是呈圆柱状的空心结构。
在侧壁17位于第一半区13的部分和侧壁17位于第二半区14的部分均设置有泄压机构3的实施例中,侧壁17位于第一半区13的部分可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3,侧壁17位于第二半区14的部分可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构,第一端壁15和第二端壁16可以设置泄压机构3,也可以不设置泄压机构3。作为示例,如图3和图4所示,侧壁17位于第一半区13的部分和侧壁17位于第二半区14的部分均设置有泄压机构3,第一端壁15和第二端壁16未设置泄压机构3。
在第一端壁15和第二端壁16均设置有泄压机构3的实施例中,第一端壁15可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3;第二端壁16可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3,壳体11可以设置泄压机构3,也可以不设置泄压机构3。作为示例,如图6和图7所示,第一端壁15和第二端壁16均设置有泄压机构3,壳体11未设置泄压机构3。
在侧壁17位于第一半区13的部分和第二端壁16均设置有泄压机构3的实施例中,侧壁17位于第一半区13的部分可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3,第二端壁16可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3,侧壁17位于第二半区14的部分和第一端壁15可以设置泄压机构3,也可以不设置泄压机构3。作为示例,如图8所示,侧壁17位于第一半区13的部分和第二端壁16均设置有泄压机构3,侧壁17位于第二半区14的部分和第一端壁15未设置泄压机构3。
在侧壁17位于第二半区14的部分和第一端壁15均设置有泄压机构3的实施例中,侧壁17位于第二半区14的部分可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3,第一端壁15可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3,侧壁17位于第一半区13的部分和第二端壁16可以设置泄压机构3,也可以不设置泄压机构3。作为示例,如图9所示,侧壁17位于第二半区14的部分和第一端壁15均设置有泄压机构3,侧壁17位于第一半区13的部分和第二端壁16未设置泄压机构3。
若第一端壁15和第二端壁16均设置有泄压机构3,在电池单体10热失控时,外壳1内部的排放介质可以从外壳1的两端排出,使得外壳1内部堆积在电极组件2两端的排放介质能够快速排出,提高电池单体10的可靠性。若侧壁17位于第一半区13的部分和侧壁17位于第二半区14的部分均设置有泄压机构3,外壳1内部的排放介质可以从外壳1的侧部排出,降低排放介质对连接于电池单体10的端部的外部部件造成破坏的风险,外部部件可以是连接于电极端子4的汇流部件、温度检测元件、电压检测元件等。若侧壁17位于第一半区13的部分和第二端壁16均设置有泄压机构3,外壳1内部的排放介质可以从外壳1的侧部和外壳1的端部排出,提高电池单体10的泄压及时性;若侧壁17位于第二半区14的部分和第一端壁15均设置有泄压机构3,外壳1内部的排放介质也可以从外壳1的侧部和外壳1的端部排出,提高电池单体10的泄压及时性。
在一些实施例中,请参照图10,图10为本申请一些实施例提供的电池单体10(外壳1为长方体状)的剖视图。电池单体10还包括电极组件2,电极组件2容纳于外壳1内,电极组件2包括主体部21和极耳22,主体部21沿外壳1的长度方向Z的至少一端设置有极耳22,主体部21的一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。侧壁17包括相对设置第一壁部171和第二壁部172,第一壁部171被配置为沿重力方向支撑主体部21,第二壁部172与主体部21之间形成有通道间隙5,通道间隙5被配置为连通外壳1内部沿外壳1的长度方向Z位于主体部21两端的空间。
沿外壳1的长度方向Z,主体部21可以一端设置极耳22,也可以两端均设置有极耳22。作为示例,在图10中,主体部21的两端均设置有极耳22,一端的极耳22为正极耳,另一端的极耳22为负极耳。第一端壁15和第二端壁16均设置有电极端子4,第一端壁15的电极端子4与主体部21一端的极耳22电连接,第二端壁16的电极端子4与主体部21另一端的极耳22电连接。
电极组件2可以包括正极片、负极片和隔离件,电极组件2可以是由正极片、隔离件和负极片通过卷绕形成的卷绕结构,也可以是由正极片、隔离件负极片通过层叠布置形成的叠片结构。主体部21可以是电极组件2中与极片涂覆有活性物质层的区域对应的部分。正极耳可以是正极片未涂覆正极活性物质层的部分,负极耳可以是负极片未涂覆负极活性物质层的部分。
第一壁部171和第二壁部172为侧壁17相对的两个壁部,第一壁部171为侧壁17中沿重力方向支撑主体部21的壁部,第一壁部171承担主体部21的重力,第一壁部171和第二壁部172在主体部21的重力方向相对设置。第一壁部171和第二壁部172的厚度可以相等;第一壁部171和第二壁部172的厚度也可以不等,比如,第一壁部171的厚度大于第二壁部172的厚度。第一壁部171可以直接与主体部21接触,以支撑主体部21;也可以在第一壁部171与主体部21之间设置中间件,第一壁部171通过中间件支撑主体部21,中间件可以是设置于第一壁部171和主体部21之间的绝缘件。
通道间隙5形成于第二壁部172与主体部21之间,外壳1内部沿外壳1的长度方向Z位于主体部21两端的空间分别为第一空间51和第二空间52,通道间隙5连通第一空间51和第二空间52,第一空间51位于第一半区13,第二空间52位于第二半区14。在电池单体10热失控时,第一空间51和第二空间52中的一者的排放介质可以通过通道间隙5流向另一者。
在本实施例中,由于第一壁部171与主体部21之间形成通道间隙5,且通道间隙5连通外壳1内部沿外壳1的长度方向Z位于主体部21的两端的空间,在电池单体10热失控时,若第一半区13的泄压机构3无法及时泄压时,第一半区13的泄压机构3附近的排放介质可以通过通道间隙5流动至第二半区14的泄压机构3,以通过该泄压机构3排出;同样,若第二半区14的泄压机构3无法及时泄压时,第二半区14的泄压机构3的附近的排放介质可以通过通道间隙5流动至第一半区13的泄压机构3,以通过该泄压机构3排出。
在一些实施例中,请继续参照图10,第一壁部171设置有至少一个泄压机构3。
第一壁部171可以设置一个泄压机构3,也可以设置多个泄压机构3。
在电池单体10热失控时,外壳1内部的排放介质可以从电池单体10的底部排出。
在一些实施例中,请继续参照图10,第一壁部171设置有多个泄压机构3,多个泄压机构3包括设置于第一壁部171的第一泄压机构3a和第二泄压机构3b,第一泄压机构3a位于第一半区13,第二泄压机构3b位于第二半区14。
可以是第一壁部171上仅设置两个泄压机构3,该两个泄压机构3分别为第一泄压机构3a和第二泄压机构3b;也可以是第一壁部171上设置有三个及以上的泄压机构3,其中两个泄压机构3分别为第一泄压机构3a和第二泄压机构3b。
在本实施例中,若电极组件2的主体部21的热失控区域位于第一半区13,第一泄压机构3a附近会堆积大量的排放介质,若排放介质无法通过第一泄压机构3a及时排出,排放介质可以通过通道间隙5流向第二泄压机构3b,并通过第二泄压机构3b排出,以提高电池单体10的泄压及时性;若电极组件2的主体部21的热失控区域位于第二半区14,第二泄压机构3b附近会堆积大量的排放介质,若排放介质无法通过第二泄压机构3b及时排出,排放介质可以通过通道间隙5流向第一泄压机构3a,并通过第一泄压机构3a排出,以提高电池单体10的泄压及时性。
在一些实施例中,第一泄压机构3a与第二泄压机构3b关于外壳1的中截面W对称设置。使得第一泄压机构3a和第二泄压机构3b的泄压面积相等,且第一泄压机构3a和第二泄压机构3b沿长度方向Z到外壳1的中截面W的距离相等,第一泄压机构3a和第二泄压机构3b在电池单体热失控时均能够起到很好的泄压效果。
在一些实施例中,请参照图11,图11为本申请另一些实施例提供的电池单体10的剖视图。多个泄压机构3还包括设置于第一壁部171的第三泄压机构3c,第三泄压机构3c的一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。
在本实施例中,第一壁部171上除了设置有第一泄压机构3a和第二泄压机构3b以外,第一壁部171上还设置有第三泄压机构3c。泄压机构3与中截面W相交,中截面W可以将泄压机构3分为两部分,一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。
在本实施例中,第一壁部171的中部区域也设置有泄压机构3,有利于位于外壳1中部区域的排放介质排出,能够提高电池单体10的泄压及时性。
在一些实施例中,请参照图11和图12,图12为本申请一些实施例提供的电池单体10(外壳1为圆柱状)的轴测图。侧壁17设置有至少一个泄压机构3,侧壁17上的至少一个泄压机构3的一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。
一部分位于第一半区13且另一部分位于第二半区14的泄压机构3可以是一个,也可以是多个,若为多个,多个泄压机构3可以沿侧壁17的周向间隔设置。
在本实施例中,不仅外壳1的第一半区13和第二半区14设置有泄压机构3,外壳1的侧壁17的中部区域也设置有泄压机构3,能够提高电池单体10的泄压及时性。
在一些实施例中,请继续参照图11和图12,侧壁17设置有多个泄压机构3,多个泄压机构3包括第一泄压机构3a、第二泄压机构3b和第三泄压机构3c,第一泄压机构3a位于第一半区13,第二泄压机构3b位于第二半区14,第三泄压机构3c的一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。
侧壁17上的第一泄压机构3a可以是一个,也可以是多个。若侧壁17上的第一泄压机构3a为多个,多个第一泄压机构3a可以沿侧壁17的周向间隔设置,也可以沿外壳1的长度方向Z间隔设置。侧壁17上的第二泄压机构3b可以是一个,也可以是多个。若侧壁17上的第二泄压机构3b为多个,多个第二泄压机构3b可以沿侧壁17的周向间隔设置,也可以沿外壳1的长度方向Z间隔设置。侧壁17上的第三泄压机构3c可以是一个,也可以是多个。若侧壁17上的第三泄压机构3c为多个,多个第三泄压机构3c可以沿侧壁17的周向间隔设置。
在图11示出的实施例中,侧壁17为长方体状。在图12示出的实施例中,侧壁17为圆柱状。
在本实施例中,侧壁17上设置有第一泄压机构3a、第二泄压机构3b和第三泄压机构3c,外壳1的内部空间的两端区域的排放介质可以分别通过第一泄压机构3a和第二泄压机构3b排出,中部区域的排放介质可以通过第三泄压机构3c排出,提高电池单体10的泄压及时性。
在一些实施例中,请继续参照图10-图12,外壳1包括壳体11和两个端盖12,壳体11沿外壳1的长度方向Z相对的两端均形成有开口,两个端盖12分别封闭壳体11两端的开口。其中,两个端盖12分别为第一端壁15和第二端壁16。
可以理解的是,壳体11为相对的两端形成开口的空心结构,壳体11即为外壳1的侧壁17。
需要说明的是,在本实施例中,可以是两个端盖12均设置有泄压机构3,以实现第一半区13和第二半区14均设置有泄压机构3;也可以是一个端盖12设置有泄压机构3,壳体11设置有泄压机构3,可以是设置于端盖12的泄压机构3位于第一半区13,设置于壳体11的泄压机构3位于第二半区14,也可以是设置于端盖12的泄压机构3位于第二半区14,设置于壳体11的泄压机构3位于第一半区13;也可以是壳体11上设置有多个泄压机构3,壳体11上的一部分泄压机构3位于第一半区13,还有一部分泄压机构3位于第二半区14。
在本实施例中,壳体11为两端形成开口的空心结构,电极组件2可以从壳体11任意一端开口入壳,能够提高电极组件2的入壳效率。
在一些实施例中,请参照图13,图13为本申请一些实施例提供的电池单体10(外壳1为圆柱状)的爆炸图。外壳1包括壳体11和端盖12,壳体11沿外壳1的长度方向Z的一端形成有开口,端盖12封闭壳体11的开口。其中,端盖12为第一端壁15,沿外壳1的长度方向Z,壳体11与端盖12相对的壁部为第二端壁16。
可以理解的是,壳体11为一端形成开口的空心结构,外壳1的侧壁17和第二端壁16构成壳体11。
需要说明的是,在本实施例中,可以是端盖12以及壳体11与端盖12相对的壁部均设置有泄压机构3,以实现第一半区13和第二半区14均设置有泄压机构3;也可以是端盖12和壳体11均设置有泄压机构3,可以是端盖12和侧壁17设置有泄压机构3,端盖12上的泄压机构3位于第一半区13(图13未示出),侧壁17上的泄压机构3位于第二半区14;也可以是壳体11与端盖12相对的壁部和侧壁17均设置有泄压机构3,壳体11与端盖12相对的壁部的泄压机构3位于第二半区14,侧壁17上的泄压机构3位于第一半区13(图13未示出);也可以是壳体11的侧壁17上设置有多个泄压机构3,侧壁17上的一部分泄压机构3位于第一半区13,还有一部分泄压机构3位于第二半区14。
作为示例,在图13中,壳体11的侧壁17设置有第一泄压机构3a、第二泄压机构3b和第三泄压机构3c,第一泄压机构3a位于第一半区13,第二泄压机构3b位于第二半区14,第三泄压机构3c的一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。
在本实施例中,壳体11为一端形成开口的空心结构,电极组件2容纳于壳体11内,通过端盖12封闭壳体11的开口,则可完成电池单体10的组装,能够有效降低电池单体10的组装难度。
在一些实施例中,请继续参照图5,外壳1包括第一壁部171,第一壁部171设置有沿长度方向Z间隔设置的多个泄压机构3,泄压机构3设置有刻痕槽175,沿长度方向,多个泄压机构3的刻痕槽175的最大跨度之和为L1,满足: 0.2≤L1/L≤0.6。
刻痕槽175沿长度方向Z的最大跨度即为刻痕槽175沿长度方向Z相距最远的两个位置之间的距离。可以是第一壁部171上的所有泄压机构3的刻痕槽175沿长度方向Z的最大跨度相等,也可以是第一壁部171上至少两个泄压机构3的刻痕槽175沿长度方向Z的最大跨度不等。刻痕槽175可以是沿封闭轨迹延伸的槽,封闭轨迹可以是圆形、矩形等;刻痕槽175也可以是沿非封闭轨迹的槽,非封闭轨迹可以是直线形、圆弧形、U形、H形、V形、L形、Y形等。刻痕槽175可以设置于泄压机构3的内侧(泄压机构3沿第一壁部的厚度方向面向外壳1的内部的一侧),也可以设置于泄压机构3的外侧(泄压机构3沿第一壁部的厚度方向背离外壳1的内部的一侧)。需要说明的是,在第一壁部171的多个泄压机构3中,可以一部分泄压机构3的刻痕槽175设置于泄压机构3的内侧,另一部分泄压机构3的刻痕槽175设置于泄压机构3的外侧,也可以是所有泄压机构3的刻痕槽175设置于泄压机构3的内侧,也可以是所有泄压机构3的刻痕槽175位于泄压机构3的外侧。
在外壳1的侧壁17为呈长方体状的空心结构的实施例中,第一壁部171可以是侧壁17中的任意一个壁部。作为示例,在图5中,第一壁部171为侧壁17中沿重力方向支撑主体部21的壁部。在外壳1的侧壁17为呈圆柱状的空心结构的实施例中,可以是侧壁17整体作为第一壁部171。
以第一壁部171仅设置两个泄压机构3为例,一个泄压机构3的刻痕槽175沿长度方向Z的最大跨度为L2,另一个泄压机构3的刻痕槽175沿长度方向Z的最大跨度为L3,L1= L2+L3。
L1/L可以是0.2、0.23、0.25、0.28、0.3、0.33、0.35、0.38、0.4、0.43、0.45、0.48、0.5、0.53、0.55、0.58、0.6等中任意一者点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,L1/L≥0.2,使得第一壁部171上的多个泄压机构3的刻痕槽175沿长度方向Z的最大跨度之和较大,能够增大第一壁部171上的多个泄压机构3的总泄压面积,有利于提高电池单体10的泄压速率。L1/L≤0.6,使得第一壁部171上的多个泄压机构3的刻痕槽175沿长度方向Z的最大跨度之和不至于过大,有利于提高第一壁部171的强度。
在一些实施例中,请参照图14和图15,图14为本申请另一些实施例提供的电池单体10(外壳1为圆柱状)的轴测图;图15为本申请一些实施例提供的电池单体10(外壳1为圆柱状)的剖视图。电池单体10还包括电极组件2,电极组件2容纳于外壳1内,电极组件2包括主体部21和极耳22,主体部21沿外壳1的长度方向Z的至少一端设置有极耳22,主体部21的一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。主体部21设置有中心孔211,沿外壳1的长度方向Z,中心孔211贯穿主体部21,中心孔211用于连通第一半区13的内部空间和第二半区14的内部空间。
在本实施例中,外壳1可以是圆柱状、棱柱状等。位于第一半区13的泄压机构3可以设置于第一端壁15,也可以设置于侧壁17;位于第二半区14的泄压机构3可以设置于第二端壁16,也可以设置于侧壁17。作为示例,如图14所示,侧壁17设置有两个泄压机构,分别为第一泄压机构3a和第二泄压机构3b,第一泄压机构3a设置于第一半区13,第二泄压机构3b设置于第二半区14。
沿外壳1的长度方向Z,中心孔211的一端延伸至主体部21的一端,中心孔211的一端延伸至主体部21的另一端,以贯穿主体部21。中心孔211可以是圆形孔、多边形孔等,圆形孔的孔壁面的横截面为圆形,多边形孔的孔壁面的横截面为多边形,多边形可以是三边形、四边形、五边形、六边形等,这里指的横截面垂直于外壳1的长度方向Z。主体部21端部的极耳22并未对中心孔211造成遮挡。电极组件2可以是由正极片、隔离件和负极片通过卷绕形成的卷绕结构。在通过卷绕的方式成型电极组件2后,电极组件2中心位置对应形成中心孔211。电极组件2也可以是由正极片、隔离件负极片通过层叠布置形成的叠片结构,可以在电极组件2的中心位置加工出中心孔211。
作为示例,如图15所示,沿外壳1的长度方向Z,主体部21的两端均设置有极耳22,第一端壁15和第二端壁16均设置有电极端子4,主体部21一端的极耳22与第一端壁15上的电极端子4电连接,主体部21的另一端的极耳22与第二端壁16上的电极端子4电连接,第一端壁15上的电极端子4和第二端壁16上的电极端子4极性相反。可选地,第一端壁15上设置有两个电极端子4,该两个电极端子4通过一个连接块6连接,该连接块6位于第一端壁15背离主体部21的一侧;第二端壁16上设置有两个电极端子4,该两个电极端子4通过另一个连接块6连接,该连接块6位于第二端壁16背离主体部21的一侧。其中,连接块6为导体,其可以是铜、铁、铝、铝合金、钢材质等。
在本实施例中,主体部21的中心孔211可以作为外壳1内部的排放介质的流动通道,主体部21一端的排放介质既可以通过第一半区13的泄压机构3排出,又可以通过中心孔211流动至主体部21的另一端,并通过第二半区14的泄压机构3排出,提高电池单体10的泄压及时性。
在一些实施例中,请继续参照图15,电池单体10还包括支撑件7,支撑件7设置于中心孔211内,并支撑于中心孔211的孔壁面。
支撑件7与中心孔211的孔壁面接触,并对孔壁面起到支撑作用。支撑件7可以是金属材质,比如,铜、铁、铝、铝合金、钢等;支撑件7也可以非金属材质,比如,塑料、橡胶。支撑件7内部可以形成保持中心孔211畅通的通道,支撑件7可以是空心的筒状件,也可以是卷绕在中心孔211内的卷绕件。支撑件7可以固定于孔壁面,以实现支撑件7与中心孔211的孔壁面接触。
在本实施例中,支撑件7的设置可以降低中心孔211塌陷的风险,一方面,能够保持中心孔211的畅通,使得主体部21一端的排放介质能够通过中心孔211流动至主体部21的另一端,另一方面,能够降低因中心孔211塌陷而导致析锂的风险。
在一些实施例中,支撑件7为粘贴于中心孔211的孔壁面的胶层。
胶层可以是由涂于孔壁面的胶水凝固后形成的固体层,也可以是粘贴于孔壁面的胶带、胶条等。
在本实施例中,支撑件7不易与中心孔211的孔壁面分离,支撑件7对中心孔211能够起到更好的支撑加强作用。
在一些实施例中,电极组件2包括正极片、负极片和隔离件,隔离件设置于正极片和负极片之间,正极片、隔离件和负极片卷绕形成卷绕结构,隔离件限定出中心孔211,支撑件7连接于隔离件。
可以理解的是,中心孔211的孔壁面为隔离件的表面的一部分。
支撑件7与隔离件可以有多种连接方式,比如,热熔连接、粘接等。以隔离件为胶层为例,支撑件7与隔离件粘接连接。作为示例,支撑件7为卷绕在中心孔211内的卷绕件。
在本实施例中,在电极组件2成型前,可以先将支撑件7连接于隔离件,在将正极片、隔离件和负极片卷绕形成电极组件2后,支撑件7则位于中心孔211内,并支撑中心孔211的孔壁面,这样,可以降低将支撑件7布置于中心孔211内的难度。
在其他实施例中,也可以是由正极片或负极片限定出中心孔211,支撑件7则连接于正极片或负极片。
在一些实施例中,中心孔211的直径为D,满足:3mm≤D≤8mm。
需要说明的是,在中心孔211为圆形孔的实施例中,中心孔211的孔壁面的横截面的直径即为中心孔211的直径;在中心孔211为多边形孔,中心孔211的孔壁面的横截面的外切圆的直径即为中心孔211的直径。
D可以是3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,D≥3mm,使得中心孔211具有较大的孔径,使得外壳1内部位于主体部21一端的排放介质能够更为快速地通过中心孔211流动至主体部21的另一端;D≤8mm,使得中心孔211的孔径不至于过大,降低中心孔211塌陷的风险。
在一些实施例中,请继续参照图15,电池单体10还包括电极端子4和集流构件8,电极端子4设置于外壳1,集流构件8设置于主体部21面向电极端子4的一侧,集流构件8连接电极端子4和极耳22,集流构件8设置有第一通孔81,第一通孔81与中心孔211连通。
集流构件8可以是金属导体,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。集流构件8可以是设置于电极端子4和极耳22之间的集流盘,也可以是折叠于电极端子4和极耳22之间的转接片。第一通孔81可以是圆形孔、多边形孔等。
作为示例,在图15示出的实施例中,沿外壳1的长度方向Z,主体部21一端的极耳22通过一个集流构件8与第一端壁15上的电极端子4连接,主体部21另一端的极耳22通过另一个集流构件8与第二端壁16上的电极端子4连接,以实现第一端壁15和第二端壁16上的电极端子4与电极组件2电连接。
在本实施例中,集流构件8设置有第一通孔81,使得集流构件8不易对中心孔211造成封堵,使得进入中心孔211的排放介质能够顺利地流向泄压机构3。
在一些实施例中,请继续参照图15,沿外壳1的长度方向Z,第一通孔81的孔壁面的投影至少部分位于中心孔211内。
作为示例,第一通孔81和中心孔211均为圆形孔,第一通孔81和中心孔211同轴设置,第一通孔81的直径小于中心孔211的直径,使得第一通孔81的孔壁面沿外壳1的长度方向Z的投影全部位于中心孔211内。
在本实施例中,第一通孔81的孔壁面的投影至少部分位于中心孔211内,降低集流构件8对中心孔211内的排放介质的阻碍作用,使得中心孔211内的排放介质能够快速的通过第一通孔81流向泄压机构3。
在一些实施例中,请参照图16-图18,图16为本申请一些实施例提供的外壳1的轴测图;图17为图16所示的外壳1的剖视图;图18为图17所示的外壳1在B处的局部放大图。泄压机构3设置有刻痕槽175,泄压机构3在设置刻痕槽175的区域形成薄弱区176,薄弱区176被配置为能够裂开,以泄放电池单体10内部的压力。
薄弱区176为泄压机构3中较其他区域强度更低的部分。在泄压机构3上成型刻痕槽175后,泄压机构3对应刻痕槽175区域剩余的部分即为薄弱区176,可以是刻痕槽175的槽底壁为薄弱区176。
刻痕槽175可以通过多种方式成型,比如冲压成型、铣削成型、激光刻蚀成型等。刻痕槽175的延伸方向与薄弱区176的延伸方向相同。
在本实施例中,通过设置刻痕槽175的方式在泄压机构3对应区域形成薄弱区176,形成薄弱区176的方式简单。薄弱区176为泄压机构3中更为薄弱的区域,薄弱区176在电池单体10热失控时更容易被破坏,以泄放电池单体10内部的压力。
在一些实施例中,泄压机构3包括泄压区31,薄弱区176沿着泄压区31的边缘设置,泄压区31被配置为能够在薄弱区176裂开时打开。
泄压区31为泄压机构3沿薄弱区176裂开后能够打开的部分。在泄压时,泄压区31可以以翻转或脱离的方式打开。
在本实施例中,刻痕槽175可以是沿封闭轨迹延伸的槽;刻痕槽175也可以是沿非封闭轨迹延伸的槽,非封闭轨迹可以是圆弧形、U形、H形、V形、L形等。
在本实施例中,薄弱区176限定出泄压区31,在泄压时,泄压区31能够以薄弱区176为边界打开,增大了泄压机构3的泄压面积。
在一些实施例中,刻痕槽175为沿封闭轨迹延伸的槽。
刻痕槽175为环形槽,环形槽可以是矩形环槽、圆环形槽等。矩形环槽为沿矩形轨迹延伸的槽,圆环形槽为沿圆形轨迹延伸的槽。
在泄压过程中,泄压机构3沿刻痕槽175裂开后泄压区31可以脱离外壳1,增大了泄压面积,提高了电池单体10的泄压速率。
在一些实施例中,请继续参照图16-图18,泄压机构3与外壳1对应的壁部一体成型。
在第一端壁15设置泄压机构3的实施例中,第一端壁15的泄压机构3与第一端壁15一体成型。在第二端壁16设置有泄压机构3的实施例中,第二端壁16的泄压机构3与第二端壁16一体成型。在侧壁17设置有泄压机构3的实施例中,侧壁17上的泄压机构3与侧壁17对应的壁部一体成型,若侧壁17为圆柱状,泄压机构3与侧壁17一体成型,若侧壁17为长方体状,侧壁17设置有泄压机构3的壁部与泄压机构3一体成型。
作为示例,如图16-图18所示,侧壁17包括第一壁部171、第二壁部172、第三壁部173和第四壁部174,第一壁部171和第二壁部172沿第一方向X相对设置,第三壁部173和第四壁部174沿第二方向Y相对设置,第一壁部171、第三壁部173、第二壁部172和第四壁部174首尾依次连接,外壳1的长度方向Z、第一方向X和第二方向Y两两垂直。第三壁部173和第四壁部174可以是外壳1中外表面的面积最大的壁部,第一壁部171可以用于沿重力方向支撑主体部21(图17未示出),第一方向X与重力方向平行。第一壁部171设置有泄压机构3,泄压机构3与第一壁部171一体成型。
在泄压机构3设置有刻痕槽175的实施例中,可以是薄弱区176和泄压区31构成泄压机构,薄弱区176、泄压区31和外壳1对应的壁部一体成型,则可以实现泄压机构3与外壳1对应的壁部一体成型。
在本实施例中,泄压机构3与外壳1对应的壁部一体成型,泄压机构3的可靠性更高,省去了泄压机构3与外壳1的连接工艺,能够降低电池单体10的生产成本。
在一些实施例中,请参照图19,图19为本申请另一些实施例提供的外壳1的局部放大图。泄压机构3与外壳1分体设置,外壳1设置有泄压孔177,泄压机构3安装于外壳1并覆盖泄压孔177。
泄压机构3和外壳1为单独的两个部件,两者单独成型后安装在一起。泄压机构3可以是防爆片、防爆阀、安全阀等部件。以外壳的第一壁部171设置有泄压机构3为例,泄压机构3可以通过粘接、焊接等方式安装于第一壁部171。当电池单体10热失控时,泄压机构3打开至少部分泄压孔177,电池单体10内部的排放介质通过泄压孔177排出,以泄放电池单体10内部的压力。
作为示例,如图19所示,泄压机构3为防爆片,防爆片安装于第一壁部171,防爆片为至少部分区域的强度小于第一壁部171的强度的片体,防爆片覆盖泄压孔177,防爆片焊接于第一壁部171。当电池单体10热失控时,防爆片至少部分被破坏,进而打开至少部分泄压孔177,以泄放电池单体10内部的压力。泄压机构3可以设置刻痕槽175,以对应形成薄弱区176。
在本实施例中,泄压机构3为独立于外壳1的部件,泄压机构3和外壳1可以单独生产在组装,生产难度低且效率高。
在一些实施例中,请参照图3-图11,外壳1为长方体状。
在一些实施例中,请参照图12-图15,外壳1为圆柱状,外壳1的轴向平行于长度方向Z。
在一些实施例中,L≥160mm。
L可以是160mm、170 mm、180mm、190 mm、200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm、300mm、310mm、320mm、330mm、340mm、350mm、360mm、370mm、380mm、390mm、400mm、410mm、420mm、430mm、440mm、450mm、460mm、470mm、480mm、490mm、500mm、510mm、520mm、530mm、540mm、550mm、560mm、570mm、580mm、590mm、600mm中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在外壳1的长度大于等于160mm的情况下,电池单体10在热失控时更难实现及时泄压,然而,在本实施例中,外壳1的第一半区13和第二半区14均设置泄压机构3,则可以缓解电池单体10泄压不及时的情况。
本申请实施例提供一种电池100,包括上述任意一个实施例提供的电池单体10。
本申请实施例提供一种用电设备,包括上述任意一个实施例提供的电池单体10,电池单体10用于给用电设备提供电能。
此外,如图14和图15所示,本申请实施例还提供一种电池单体10,包括外壳1、电极组件2、泄压机构3和集流构件8。外壳1为圆柱状,外壳1包括第一半区13和第二半区14,沿外壳1的长度方向Z,外壳1的中截面W到外壳1的一端的部分为第一半区13,外壳1的中截面W到外壳1的另一端的部分为第二半区14,外壳1的长度为L,L≥80mm。外壳1包括壳体11和两个端盖12,沿外壳1的长度方向Z,壳体11相对的两端均形成有开口,两个端盖12分别封闭壳体11的两个开口,壳体11设置有第一泄压机构3a和第二泄压机构3b,第一泄压机构3a位于第一半区13,第二泄压机构3b位于第二半区14。电极组件2包括主体部21和极耳22,沿外壳1的长度方向Z,主体部21相对的两端均设置有极耳22,主体部21一部分位于第一半区13,另一部分位于第二半区14。两个端盖12均设置有电极端子4,主体部21一端的极耳22通过一个集流构件8与一个端盖12上的电极端子4电连接,主体部21另一端的极耳22通过另一个集流构件8与另一个端盖12上的电极端子4电连接。
其中,电极组件2包括正极片、负极片和隔离件,正极片、隔离件和负极片卷绕形成卷绕结构,主体部21具有中心孔211,中心孔211沿外壳1的长度方向Z贯穿主体部21,隔离件限定出中心孔211,中心孔211用于连通第一半区13的内部空间和第二半区14的内部空间。中心孔211内设置有支撑件7,支撑件7支撑于中心孔211的孔壁面,支撑件7为粘贴于中心孔211的孔壁面的胶层。中心孔211的直径为D, 3mm≤D≤8mm。两个集流构件8均设置有第一通孔81,第一通孔81与中心孔211连通,第一通孔81和中心孔211均为圆形孔,第一通孔81和中心孔211同轴设置,第一通孔81的直径小于中心孔211的直径。
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。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,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 (25)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,包括第一半区和第二半区,沿所述外壳的长度方向,所述外壳的中截面到所述外壳的一端的部分为所述第一半区,所述外壳的中截面到所述外壳的另一端的部分为所述第二半区,所述外壳的长度为L,L≥80mm,所述中截面垂直于所述长度方向;
电极组件,容纳于所述外壳内,所述电极组件包括主体部和极耳,所述主体部沿所述长度方向的至少一端设置有所述极耳,所述主体部的一部分位于所述第一半区,另一部分位于所述第二半区;
其中,所述第一半区和所述第二半区均设置有至少一个泄压机构,所述主体部设置有中心孔,沿所述长度方向,所述中心孔贯穿所述主体部,所述中心孔用于连通所述第一半区的内部空间和所述第二半区的内部空间,所述中心孔作为所述外壳内部的排放介质的流动通道。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳具有第一端壁、第二端壁和侧壁,所述第一端壁位于所述第一半区,所述第二端壁位于所述第二半区,所述第一端壁和所述第二端壁沿所述长度方向相对设置,所述侧壁围设于所述第一端壁和所述第二端壁的周围;
所述第一端壁和所述第二端壁均设置有至少一个所述泄压机构;和/或,所述侧壁位于所述第一半区的部分和所述侧壁位于所述第二半区的部分均设置有至少一个所述泄压机构;和/或,所述侧壁位于所述第一半区的部分和所述第二端壁均设置有至少一个所述泄压机构;和/或,所述侧壁位于所述第二半区的部分和所述第一端壁均设置有至少一个所述泄压机构。
3.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述侧壁包括相对设置第一壁部和第二壁部,所述第一壁部被配置为沿重力方向支撑所述主体部,所述第二壁部与所述主体部之间形成有通道间隙,所述通道间隙被配置为连通所述外壳内部沿所述长度方向位于所述主体部两端的空间。
4.如权利要求3所述的电池单体,其特征在于,其中,所述第一壁部设置有至少一个所述泄压机构。
5.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述第一壁部设置有多个所述泄压机构,多个所述泄压机构包括设置于所述第一壁部的第一泄压机构和第二泄压机构,所述第一泄压机构位于所述第一半区,所述第二泄压机构位于所述第二半区。
6.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述第一泄压机构与所述第二泄压机构关于所述外壳的中截面对称设置。
7.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,多个所述泄压机构还包括设置于所述第一壁部的第三泄压机构,所述第三泄压机构的一部分位于所述第一半区,另一部分位于所述第二半区。
8.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述侧壁设置有至少一个所述泄压机构,所述侧壁上的至少一个所述泄压机构的一部分位于所述第一半区,另一部分位于所述第二半区。
9.如权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述侧壁设置有多个泄压机构,多个所述泄压机构包括第一泄压机构、第二泄压机构和第三泄压机构,所述第一泄压机构位于所述第一半区,所述第二泄压机构位于所述第二半区,所述第三泄压机构的一部分位于所述第一半区,另一部分位于所述第二半区。
10.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,沿所述长度方向相对的两端均形成有开口;
两个端盖,两个所述端盖分别封闭所述壳体两端的所述开口;
其中,两个所述端盖分别为所述第一端壁和所述第二端壁。
11.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,沿所述长度方向的一端形成有开口;
端盖,封闭所述开口;
其中,端盖为所述第一端壁,沿所述长度方向,所述壳体与所述端盖相对的壁部为第二端壁。
12. 如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括第一壁部,所述第一壁部设置有沿所述长度方向间隔设置的多个泄压机构,所述泄压机构设置有刻痕槽,沿所述长度方向,多个所述泄压机构的所述刻痕槽的最大跨度之和为L1,满足: 0.2≤L1/L≤0.6。
13.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括支撑件,所述支撑件设置于所述中心孔内,并支撑于所述中心孔的孔壁面。
14.如权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件为粘贴于所述中心孔的孔壁面的胶层。
15.如权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件包括正极片、负极片和隔离件,所述隔离件设置于所述正极片和所述负极片之间,所述正极片、所述隔离件和所述负极片卷绕形成卷绕结构,所述隔离件限定出所述中心孔,所述支撑件连接于所述隔离件。
16.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述中心孔的直径为D,满足:3mm≤D≤8mm。
17.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括电极端子和集流构件,所述电极端子设置于所述外壳,所述集流构件设置于所述主体部面向所述电极端子的一侧,所述集流构件连接所述电极端子和所述极耳,所述集流构件设置有第一通孔,所述第一通孔与所述中心孔连通。
18.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,沿所述长度方向,所述第一通孔的孔壁面的投影至少部分位于所述中心孔内。
19.如权利要求1-18中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述泄压机构与所述外壳对应的壁部一体成型。
20.如权利要求1-18中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述泄压机构与所述外壳分体设置,所述外壳设置有泄压孔,所述泄压机构安装于所述外壳并覆盖所述泄压孔。
21.如权利要求1-18中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述外壳为长方体状。
22.如权利要求1、2及8-18中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述外壳为圆柱状,所述外壳的轴向平行于所述长度方向。
23.如权利要求1-18中任一项所述的电池单体,其特征在于,L≥160mm。
24.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-23中任一项所述的电池单体。
25.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1-23中任一项所述的电池单体,所述电池单体用于给所述用电设备提供电能。
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