CN116895921B - 电池单体、电池、用电设备及焊接方法 - Google Patents

电池单体、电池、用电设备及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本申请适用于动力电池技术领域，提出一种电池单体、电池、用电设备及焊接方法；电池单体，包括：外壳，外壳上设有极柱；电极组件，容置于外壳内，电极组件包括多个层叠设置的极片，极片包括主体部以及自主体部向极柱方向延伸的极耳部，多个极耳部层叠设置并形成极耳，极耳用于使主体部电连接于极柱；保护片，焊接于极耳并形成第一熔合部，保护片还焊接于极柱并形成第二熔合部，第二熔合部沿第一方向自保护片延伸至极柱内；第一熔合部于极柱的投影与第二熔合部于极柱的投影至少部分重叠；本申请通过在极柱与极耳处设置保护片，使得保护片能够在极耳和保护片焊接于极柱的过程中填补间隙，从而提高保护片与极柱之间焊缝的机械强度。

Description

电池单体、电池、用电设备及焊接方法
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种电池单体、电池、用电设备及焊接方法。
背景技术
目前的锂离子电池中，多通过在极耳与极柱之间设置转接片实现极耳和极柱的电连接，从而实现极耳和极柱的间接连接。但设置转接片的方式不仅会对电池的轻量化产生不利影响，还增大了电流的传输电阻，即降低了电池的性能。
目前，存在一些取消转接片并且通过激光焊接将极耳直接焊接到极柱上的技术方案，但在焊接过程中，易在熔合区域产生裂纹和孔隙，从而降低过电流能力以及焊缝强度，由此严重影响电池的性能。
发明内容
针对上述问题，本申请提供了一种电池单体、电池、用电设备及焊接方法，能够缓解极耳无转接片直接焊接于极柱的过程中易产生裂纹和空隙的问题。
第一方面，本申请一些实施例提出一种电池单体，包括：
外壳，外壳上设有极柱；
电极组件，容置于外壳内，电极组件包括多个层叠设置的极片，极片包括主体部以及自主体部向极柱方向延伸的极耳部，多个极耳部层叠设置并形成极耳；
保护片，焊接于极耳并形成第一熔合部，保护片还焊接于极柱并形成第二熔合部，第二熔合部沿第一方向自保护片延伸至极柱内；
第一熔合部于极柱的投影与第二熔合部于极柱的投影至少部分重叠。
本实施例的技术方案中，在极柱与极耳处设置保护片，使保护片焊接于极耳并形成第一熔合部，使保护片焊接于极柱并形成第二熔合部，并使第一熔合部与第二熔合部至少部分重叠，以使得在极耳和保护片焊接于极柱的过程中，部分保护片、部分极耳和部分第一熔合部均会熔化于熔池中，保护片熔化的部分能够在熔池中流动至熔池边缘以填补多层极耳部熔化后形成的间隙，以减少保护片与极柱之间的裂纹，即减少第二熔合部上的裂纹，从而提高保护片与极柱之间焊缝的机械强度；同时因保护片为一个完整的构件，保护片中空气与孔隙较少，即保护片熔化的部分中不易产生气体，从而能够使得熔池中的孔隙减少，同时保护片的熔化也能够起到填充其他孔隙的作用，以改善熔池在冷却凝固过程中出现裂纹的情况；同时保护片的熔化还能够起到补充溶液的作用，以增加熔池中溶液的总量，减少熔池冷却凝固后的收缩量，进一步提高焊接强度。
在一实施例中，第二熔合部的数量大于或等于两个，且相邻两个第二熔合部之间的间距大于或等于1mm。
本实施例的技术方案中，使第二熔合部的数量大于或等于两个，以进一步提高保护片与极柱之间焊缝的机械强度，同时使相邻两个第二熔合部之间的距离大于或等于1mm，以减少焊接过程中热量的相互影响。
在一实施例中，第二熔合部于极柱的投影面积的范围为30mm2～80mm2。
因第二熔合部于极柱的投影面积与保护片焊接于极柱的过程中的升高温度正相关，而第二熔合部于极柱的投影面积越大升高温度越低，但受工艺和极柱的空间限制，无法形成无限大的稳定熔池，故本实施例的技术方案限制了第二熔合部于极柱的投影面积，以使得保护片焊接于极柱的过程中升高的温度较低，以降低热失控风险，减小焊接对电解液和电极材料的影响。
在一实施例中，第一熔合部于极柱的投影面积大于第二熔合部于极柱的投影面积。
本实施例的技术方案中，保护片与极耳之间的焊接面积较大，提高了保护片与极耳之间焊缝的机械强度，并使得第一熔合部具有较强的机械强度，同时较大的焊接面积也使得第一熔合部能够具有更大的过电流面积，以提高电池性能。
在一实施例中，第二熔合部于极柱的投影面积与第一熔合部于极柱的投影面积的比值大于或等于0.1。
本实施例的技术方案进一步提供了第二熔合部于极柱的投影面积与第一熔合部于极柱的投影面积之间的关系，使得保护片与极耳之间的焊接面积更大，以进一步提高保护片与极耳之间焊缝的机械强度，并进一步提高了保护片与极耳之间的过电流能力。
在一实施例中，第一熔合部于极柱的投影覆盖第二熔合部于极柱的投影。
相较于极耳直接熔化于熔池，并在熔池内形成较多孔隙，本实施例的技术方案中，在保护片焊接于极柱的过程中，使第一熔合部能够熔化于熔池，以减少极耳熔化在熔池内产生的空气与孔隙，从而减少熔池冷却凝固后形成的第二熔合部上的裂缝，以增强保护片与极柱焊缝的机械强度。
在一实施例中，第二熔合部经激光深熔焊接工艺形成，第二熔合部被配置为连接极耳、保护片与极柱。
本实施例的技术方案中，通过激光深熔焊接工艺将保护片、极耳焊接于极柱，以形成较深的熔池，从而提高保护片与极柱之前焊缝的机械强度，同时采用激光深熔焊接工艺还能够更好的使熔池中的气体逸出，从而进一步减少第二熔合部的裂缝，增加保护片与极柱之前焊缝的机械强度，且采用激光深熔焊接工艺还能够减少对极柱、极耳的影响；使第二熔合部与极耳、保护片与极柱均相连，以便于进一步增强极耳与保护片之间焊缝的机械强度。
在一实施例中，保护片的厚度大于或等于极耳的厚度。
本实施例的技术方案中，使保护片的厚度大于或等于极耳厚度，使得在将保护片焊接于极柱的过程中，保护片熔化的部分能够更好的填充极耳熔化产生的孔隙，并在熔池中额外填充更多的熔化液体，以填充孔隙，进一步减少裂纹。
在一实施例中，保护片的厚度大于或等于0.7mm，且保护片的厚度小于或等于1.5mm。
本实施例的技术方案进一步提供了保护片的厚度，使得在将保护片焊接于极柱的过程中，保护片熔化的部分能够更好的填充熔池中的孔隙，以减少裂纹，同时也使得保护片的厚度不会过厚，从而使得保护片不会影响外壳内其他构件的空间，也降低了保护片的焊接难度。
在一实施例中，保护片至少有两个，且至少有一个保护片置于相邻两个极耳部之间。
本实施例的技术方案中，将保护片设置为多个，且将至少一个保护片置于相邻的两个极耳部之间，以使得极耳焊接于保护片并形成的第一熔合部能够更好的将极耳与保护片相连，提高了极耳与保护片焊缝的机械强度；同时也使得在第二熔合部形成的过程中，保护片熔化的部分能够更好的填充极耳熔化产生的孔隙，减少第二熔合部的列分，提高极柱与保护片焊缝的机械强度。
在一实施例中，多个保护片的厚度之和大于或等于极耳的厚度。
本实施例的技术方案使得在将保护片焊接于极柱的过程中，保护片熔化的部分能够更好的填充极耳熔化产生的孔隙，并在熔池中额外填充更多的熔化液体，以填充孔隙，进一步减少裂纹。
在一实施例中，保护片的数量为2～4个。
因保护片的数量过多会导致多个保护片的厚度之和过厚，从而增加保护片的焊接难度并影响其他构件的空间，本实施例的技术方案进一步提供了保护片的具体数量，以使得保护片能够在熔化过程中更好的填充孔隙，同时还降低了保护片的焊接难度以及对空间的需求。
在一实施例中，保护片的厚度大于或等于0.2mm。
基于保护片的数量，本实施例的技术方案进一步提供了保护片的厚度，使得保护片的厚度不会过薄，以使得在将保护片焊接于极柱的过程中，保护片熔化的部分能够更好的填充熔池中的孔隙，以减少裂纹。
在一实施例中，极柱为阴极极柱，极耳为阴极极耳。
因阴极极耳的材质通常为铝，阳极极耳的材质通常为铜，而铝的热收缩系数更高、冷却凝固速度更快，从而导致阴极极耳熔池中的溶液填充孔隙的时间更短，冷却凝固后出现的裂纹更多，而铜的冷却凝固速度更慢，阳极极耳熔池中的溶液填充孔隙的时间更为充足，冷却凝固后出现的裂纹更少，故本实施例的技术方案在阴极极柱和阴极极耳处设置保护片，以使得保护片、极耳、极柱之间具有更高的机械强度，使得保护片、极耳、极柱之间焊接的更加稳定。
第二方面，本申请一些实施例还提供一种电池，包括第一方面实施例提供的电池单体。
第三方面，本申请一些实施例还提供一种用电设备，包括第一方面实施例提供的电池单体，或第二方面实施例提供的电池。
第四方面，本申请一些实施例还提供一种焊接方法，应用于第一方面实施例提供的电池单体，或第二方面实施例提供的电池；或第三方面实施例提供的用电设备；
焊接方法包括：
层叠设置极耳部并焊接得到极耳；
将极耳焊接于保护片；
将保护片焊接于极柱。
本实施例的技术方案中，先将保护片焊接于极耳，再将保护片焊接于极柱，而因第一熔合部于极柱的投影与第二熔合部于极柱的投影至少部分重叠，故在保护片焊接于极柱的过程中，部分保护片、部分极耳和部分第一熔合部均会熔化于熔池中，此时保护片熔化的部分将能够填充熔池中的孔隙，以减少熔池中的孔隙，从而减少熔池冷却凝固后出现的裂缝，同时保护片的熔化部分还能够增加熔池中溶液的总量，以减少熔池冷却凝固后的收缩量，从而提高了保护片、极耳和极柱之间焊缝的机械强度。
在一实施例中，在将极耳焊接于保护片中，包括：
通过超声焊接工艺将极耳焊接于保护片，并形成第一熔合部。
本实施例的技术方案中，使保护片与极耳通过超声焊接工艺焊接并形成第一熔合部，因极耳包括多层极耳部，而每层极耳部均较薄且较小，故本实施例选用超声焊接工艺焊接极耳与保护片，以减少焊接过程中对极耳部的影响，同时采用超声焊接工艺功率较小，焊件变形较小，稳定性较强。
在一实施例中，在将保护片焊接于极柱中，包括：
通过激光深熔焊接工艺将保护片焊接于极柱，并形成第二熔合部。
本实施例的技术方案中，选用激光深熔焊接工艺将保护片焊接于极柱，因保护片与极耳的整体厚度较厚，采用超声焊接工艺所需的功率将会更高，且机械强度也会较差，而选用激光深熔焊接工艺则能够使保护片与极柱之间具有较高的机械强度，稳定性较强。
在一实施例中，在激光深熔焊接工艺中，焊接能量的范围为200KJ～600KJ。
因设置了保护片，导致极耳与保护片的整体厚度较厚，故本实施例的技术方案提供了焊接能量的具体范围，以使得在激光深熔焊接的过程中能够形成较深的熔池，并使得部分保护片、部分极耳和部分第一熔合部均能够熔化于熔池中，还使得熔池能够较深，以增加焊缝的机械强度；若焊接能量过小，则无法形成较深的熔池，将导致焊接不稳定；若焊接能量过大，则易造成极耳形变等负面影响。
在一实施例中，在激光深熔焊接工艺中，焊接功率大于或等于1000W。
因极耳与保护片的整体厚度较厚，故本实施例的技术方案提供了焊接功率的具体范围，以使得在激光深熔焊接的过程中能够形成较深的熔池，并使得部分保护片、部分极耳和部分第一熔合部均能够熔化于熔池中，还使得熔池能够较深，以增加焊缝的机械强度。
在一实施例中，在激光深熔焊接工艺中，焊接压力的范围为30PSI～50PSI。
因极耳与保护片的整体厚度较厚，故本实施例的技术方案提供了焊接压力的具体范围，以使得在激光深熔焊接的过程中极耳与保护片、保护片与极柱或极耳与极柱均能够更好的贴合，以减少空隙的出现，增加焊缝的机械强度；同时该焊接压力的设置还能够减少激光焊接过程中熔池中的粒子等物质外逸。
在一实施例中，第一熔合部的焊接残留面积比大于或等于50%。
因多层极耳部在层叠设置的过程中，多层极耳部之间易存在错位，即多层极耳部于极柱的投影不易实现完全的重叠，据此，本实施例的技术方案提供了焊接残留面积比的范围，使得第一熔合部于极柱上的投影与各个极耳部于极柱上的投影的重叠面积至少大于其自身投影面积的50%，以增强第一熔合部的机械强度和焊接拉力。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例提供的用电设备的示意图。
图2为本申请另一些实施例提供的电池的立体示意图。
图3为本申请又一些实施例提供的电池单体的立体示意图。
图4为图3所示的电池单体的俯视示意图。
图5为图4中A-A处的剖视示意图。
图6为图5中B处的局部放大示意图。
图7为图3所示的电池单体中极耳、极柱和保护片的位置关系示意图。
图8为图3所示的电池单体中极耳与保护片的另一布置方式示意图。
图9为图3所示的电池单体中极耳与保护片的又一布置方式示意图。
图10为图9中C处的局部放大示意图。
图11为本申请又一些实施例提供的焊接方法的流程示意图。
图中标记的含义为：
100、用电设备；
200、电池；
300、电池单体；
10、外壳；101、壳体；102、端盖；
20、极柱；
30、电极组件；31、极片；311、主体部；312、极耳部；32、极耳；
40、保护片；
50、第一熔合部；
60、第二熔合部。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文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；本文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。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。
目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
随着电池技术的发展，人们在电池的轻量化和高效能方面提出越来越高的要求。尤其对于锂离子电池而言，通常使用多层铝箔和多层铜箔作为极耳并形成电流通过极柱向外输出。为此，在极耳和极柱之间需要形成电连接。
为了实现极耳和极柱的有效电连接，目前通常采用的措施是在极耳与极柱之间设置转接片，从而实现极耳和极柱的间接连接。但设置转接片的方式不仅会对电池的轻量化产生不利影响，还增大了电流的传输电阻，即降低了电池的性能。
目前，也存在一些取消转接片并且通过激光焊接将极耳直接焊接到极柱上的技术方案。但因极耳包括多层层叠设置的铝箔极耳部或铜箔极耳部，在焊接过程中，多层极耳部会形成类丝状结构并十分容易形成若干间隙，从而在熔合区域的边界处产生裂纹，裂纹会极大地降低过电流能力以及焊缝强度，由此严重影响电池的性能。同时，层叠设置的多层极耳部在焊接过程中也会使熔池内存在较多的气体并形成孔隙，孔隙的存在也容易使得熔池在冷却凝固收缩过程中产生裂纹，从而影响电池性能。
在满足电池轻量化和高稳定性的前提下，本申请提供的电池单体在无转接片连接极耳、极柱的基础上，增设保护片，使保护片焊接于极耳并形成第一熔合部，使保护片焊接于极柱并形成第二熔合部，在极耳和保护片焊接于极柱的过程中，部分保护片、部分极耳和部分第一熔合部均会熔化于熔池中，保护片熔化的部分能够在熔池中流动至熔池边缘以填补多层极耳部熔化后形成的间隙，以减少保护片与极柱之间的裂纹，即减少第二熔合部上的裂纹，从而提高保护片与极柱之间焊缝的机械强度；同时因保护片为一个完整的构件，保护片中空气与孔隙较少，保护片熔化的部分中不易产生气体，从而能够使得熔池中的孔隙减少，且保护片的熔化也能够起到填充其他孔隙的作用，以改善熔池在冷却凝固过程中出现裂纹的情况；同时保护片的熔化还能够起到补充溶液的作用，以增加熔池中溶液的总量，减少熔池冷却凝固后的收缩量，进一步提高焊接强度。
根据上述保护片的功能可知，保护片的主要作用在于为熔池提供补充溶液，故保护片可以根据焊接的面积设置为较小型的构件，以满足电池轻量化的需求。
本申请实施例公开的电池单体可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
参考图1，图1为本申请一实施例提供的车辆的结构示意图。车辆可以为燃油汽车、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。车辆的内部设置有电池200，电池200可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池200可以用于车辆的供电，例如，电池200可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制电池200为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在一些实施例中，电池200不仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
参考图2，图2为本申请另一实施例提供的电池200的爆炸图。电池200包括箱体和电池单体300，电池单体300容纳于箱体内。其中，箱体用于为电池单体300提供容纳空间，箱体可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体可以包括第一部分和第二部分，第一部分与第二部分相互盖合，第一部分和第二部分共同限定出用于容纳电池单体300的容纳空间。第二部分可以为一端开口的空心结构，第一部分可以为板状结构，第一部分盖合于第二部分的开口侧，以使第一部分与第二部分共同限定出容纳空间；第一部分和第二部分也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分的开口侧盖合于第二部分的开口侧。当然，第一部分和第二部分形成的箱体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体或其他形状。
在电池200中，电池单体300可以是多个，多个电池单体300之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体300中既有串联又有并联。多个电池单体300之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体300构成的整体容纳于箱体内；当然，电池200也可以是多个电池单体300先串联或并联或混联组成电池200模块形式，多个电池200模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。电池200还可以包括其他结构，例如，该电池200还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体300之间的电连接。
其中，每个电池单体300可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体300可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状。
参考图3，并进一步参考图4至图7、图9，本申请第一方面实施例提供一种电池单体300，该电池单体300包括外壳10和电极组件30。
电池单体300是指组成电池200的最小单元，如图，电池单体300包括外壳10、电极组件30和保护片40。
外壳10是用于形成电池单体300的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件30、电解液以及其他部件；外壳10可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形或其他形状，具体地，外壳10的形状可以根据电极组件30的具体形状和尺寸大小来确定；外壳10的材质可以是铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶或其他材料。
外壳10上设有极柱20，极柱20是指电池单体300的输出端子，电极组件30能够通过极柱20向外界输出电流；极柱20可以设于外壳10的任一端面上；极柱20的形状可以是长方体形、圆柱体形、六棱柱形或其他形状；极柱20的材质可以是铜、铝、锌合金或其他材料。
电极组件30容置于外壳10内，电极组件30包括多个层叠设置的极片31，极片31包括主体部311以及自主体部311向极柱20方向延伸的极耳部312，多个极耳部312层叠设置并形成极耳32，极耳32用于使主体部311电连接于极柱20。
电极组件30是电池单体300中发生电化学反应的部件，外壳10内可以包含一个或多个电极组件30。
电极组件30主要由多个极片31卷绕或层叠放置形成，多个极片31包括多个正极片31和多个负极片31，且正极片31和负极片31交替设置；极片31具有活性物质的部分构成电极组件30的主体部311，极片31不具有活性物质的部分各自构成极耳部312，多个极片31层叠设置能够使多个主体部311层叠设置，还能够使多个极耳部312层叠设置并形成极耳32；正极极耳部和负极极耳部可以共同位于相应主体部311的同一端或是分别位于不同的两端。
在电池200的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳32连接极柱20以形成电流回路。
保护片40焊接于极耳32并形成第一熔合部50，保护片40还焊接于极柱20并形成第二熔合部60，第二熔合部60沿第一方向自保护片40延伸至极柱20内。
保护片40能够焊接于极耳32并形成第一熔合部50，因极耳32为多个极耳部312层叠设置形成，第一熔合部50包括每个极耳部312的一部分与保护片40的一部分经焊接熔合形成，多个极耳部312能够通过第一熔合部50相连，且极耳32能够通过第一熔合部50与保护片40相连。
保护片40用于使极耳32能够更加稳定的固定于极柱20，保护片40的形状可以是方片状、圆片状、长方体状或其他形状；保护片40的材质可以是铝、铜或其他材料。
保护片40可以设于极耳32朝向极柱20的一侧，保护片40也可以设于极耳32背离极柱20的一侧，保护片40还可以设于任意两个相邻的极耳部312之间；保护片40的数量可以有一个，也可以有多个。
保护片40还焊接于极柱20并形成第二熔合部60，保护片40焊接于极柱20朝向外壳10内部的端面上，第二熔合部60包括保护片40的一部分与极柱20的一部分经焊接熔合形成，具体的，在焊接的过程中，保护片40的一部分与极柱20的一部分经高温熔化并形成熔池，该熔池冷却凝固后即可形成第二熔合部60，保护片40能够通过第二熔合部60与极柱20相连。
第一方向可以是垂直于极柱20端面的方向，此时第一方向也垂直于外壳10的端盖102，第一方向也可以相对极柱20端面倾斜；具体的，参考图5，第一方向为图中Z轴所在方向，该第一方向也是电池单体300的高度方向。
第一熔合部50于极柱20的投影与第二熔合部60于极柱20的投影至少部分重叠。
因保护片40用于使极耳32更稳定的焊接于极柱20上，故保护片40与极耳32可以焊接于极柱20的同一端面上，第一熔合部50于极柱20的投影、第二熔合部60于极柱20的投影分别为第一熔合部50、第二熔合部60于该端面上的投影。
第一熔合部50于极柱20的投影与第二熔合部60于极柱20的投影至少部分重叠是指，保护片40焊接于极柱20并形成第二熔合部60的过程中保护片40的一部分、极柱20的一部分与第一熔合部50的一部分均熔化于熔池内，在熔池冷却凝固后，极耳32、保护片40与极柱20在第二熔合部60处相连。
可以理解的，保护片40应为一完整的构件，以减少保护片40熔化在熔池中时产生的气体与孔隙；保护片40为一完整的构件是指相较于极耳32，保护片40中不存在多层结构，以使得保护片40内的空气与孔隙较少，从而减少保护片40在熔化于熔池的过程中产生的气体与孔隙。
因在保护片40焊接于极柱20的过程中，多层极耳部312在焊接过程中会形成类丝状结构并十分容易形成若干间隙，从而在熔池的边界处产生裂纹，同时层叠设置的多层极耳部312在焊接过程中也会使熔池内存在较多的气体并形成孔隙；间隙和孔隙的存在易使得溶蚀在冷切凝固过程中产生裂纹，从而影响焊缝的机械强度。
本实施例使部分保护片40、部分极耳32和部分第一熔合部50均熔化于熔池中，保护片40熔化的部分能够在熔池中流动至熔池边缘以填补多层极耳部312熔化后形成的间隙，以减少保护片40与极柱20之间的裂纹，即减少第二熔合部60上的裂纹，从而提高保护片40与极柱20之间焊缝的机械强度；同时因保护片40为一个完整的构件，保护片40中空气与孔隙较少，即保护片40熔化的部分中不易产生气体，从而能够使得熔池中的孔隙减少，同时保护片40的熔化也能够起到填充其他孔隙的作用，以改善熔池在冷却凝固过程中出现裂纹的情况，同时保护片40的熔化还能够起到补充溶液的作用，以增加熔池中溶液的总量，减少熔池冷却凝固后的收缩量，进一步提高焊接强度。
在一些实施例中，外壳10可以包括壳体101和端盖102。
端盖102是指盖合于壳体101的开口处以将电池单体300的内部环境隔绝于外部环境的部件。
端盖102的形状可以与壳体101的形状相适应以配合壳体101，可选地，端盖102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102在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体300能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。
端盖102上可以设置极柱20或其他的功能性部件，在一些实施例中，端盖102上还设置有用于在电池单体300的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构；在另一些实施例中，在端盖102的内侧设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体101内的电连接部件与端盖102，以降低短路的风险，绝缘件可以是塑料件、橡胶件或其他材质的绝缘构件。
端盖102的材质也可以是铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶或其他材料。壳体101是用于配合端盖102以形成电池单体300的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件30、电解液以及其他部件。
壳体101和端盖102可以是独立的部件，可以于壳体101上设置开口，通过在开口处使端盖102盖合开口以形成电池单体300的内部环境；也可以使端盖102和壳体101一体化并形成一体化的外壳10，具体地，端盖102和壳体101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101的内部时，再使端盖102盖合壳体101。
壳体101可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形或其他形状，具体地，壳体101的形状可以根据电极组件30的具体形状和尺寸大小来确定。
壳体101的材质可以是铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶或其他材料。
在一实施例中，第二熔合部60的数量大于或等于两个，且相邻两个第二熔合部60之间的间距大于或等于1毫米（mm）。
第二熔合部60的数量大于或等于两个能够进一步提高保护片40焊接于极柱20的稳定性，同时保护片40于极柱20焊接处的过电流能力与第二熔合部60的过电流面积正相关，设置多个第二熔合部60能够增加保护片40于极柱20焊接处的过电流能力。
相邻两个第二熔合部60之间的间距大于或等于1mm，该设置能够减少保护片40在焊接过程中对相邻第二熔合部60的影响，以使得多个第二熔合部60焊接完成后，每一第二熔合部60均具有较强的机械强度，以提高保护片40与极柱20之间固定的稳定性。
本实施例第二熔合部60的数量大于或等于两个，以进一步提高保护片40与极柱20之间焊缝的机械强度，同时使相邻两个第二熔合部60之间的距离大于或等于1mm，以减少焊接过程中热量的相互影响。
可选地，第二熔合部60的数量为一个或两个，受外壳10内部空间与极柱20端面面积的影响，同时还受电池200轻量化需求的影响，第二熔合部60的数量并不能设置过多，在使得每一第二熔合部60均具有较强机械强度的前提下，设置一个或两个第二熔合部60能够适应极柱20的端面面积，同时还能够使得保护片40于极柱20焊接处具有较好的过电流能力。
在一实施例中，第二熔合部60于极柱20的投影面积的范围为30mm2～80mm2。
因保护片40焊接于极柱20的过程中，升高的温度过高会导致电解液、正极材料分解，并导致热失控风险升高，故第二熔合部60于极柱20的投影面积不应过小。
具体的，保护片40焊接于极柱20的过程中，产生的热量遵循公式：Q=I2Rt=CMΔT，其中，Q为热量、I为电流、R为电阻、t为时间、C为比热容、M为质量、ΔT为升高的温度，根据上述公式可知，在保护片40焊接于极柱20的过程中，电流、时间、比热容和质量均为确定值不会变化，而第二熔合部60于极柱20的投影面积越大，电阻越小，电阻越小升高的温度也相应越小，从而能够减小升高的温度，降低热失控的风险。
因第二熔合部60于极柱20的投影面积与保护片40焊接于极柱20的过程中的升高温度正相关，而第二熔合部60于极柱20的投影面积越大升高温度越低，但受工艺和极柱20的空间限制，无法形成无限大的稳定熔池，故本实施例的技术方案限制了第二熔合部60于极柱20的投影面积，以使得保护片40焊接于极柱20的过程中的升高温度较低，以降低热失控风险，减小焊接对电解液和电极材料的影响。
在一些实施例中，在第二熔合部60于极柱20的投影面积的范围为30mm2～80mm2的基础上，使保护片40焊接于极柱20过程中的温升小于或等于80摄氏度（℃），以降低热失控风险，减小焊接对电解液和电极材料的影响。
第二熔合部60于极柱20的投影面积具体可以是30mm2、40mm2、50mm2、60mm2、70mm2、80mm2或其他数值。
根据第二熔合部60于极柱20的投影面积的范围，第二熔合部60于极柱20的投影图形的短边尺寸可以是2mm、3mm、4mm或其他尺寸，第二熔合部60于极柱20的投影图形的长边尺寸可以是15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm或其他尺寸。
第二熔合部60于极柱20投影图形的长边尺寸和短边尺寸即为第二熔合部60的长边尺寸和短边尺寸，因第二熔合部60的过电流面积为第二熔合部60的长边尺寸与短边尺寸之和乘第二熔合部60的深度，而第二熔合部60的过电流面积越大，第二熔合部60的过电流能力越强，故第二熔合部60的长边尺寸、短边尺寸和深度均与第二熔合部60的过电流能力正相关；其中第二熔合部60的深度是指第二熔合部60在第一方向上的尺寸。
在第二熔合部60于极柱20的投影面积满足需求的前提下，本实施例进一步提供了第二熔合部60于极柱20的投影图形的长边尺寸和短边尺寸，以便于调节第二熔合部60的过电流能力，使得第二熔合部60具有更强的过电流能力。
在一实施例中，第一熔合部50于极柱20的投影面积大于第二熔合部60于极柱20的投影面积。
因极耳32为多层极耳部312层叠形成，而极耳部312较薄，极耳部312的结构使得保护片40在焊接于极耳32的过程中不适用激光焊接而适用于超声焊接，使第一熔合部50于极柱20的投影面积大于第二熔合部60于极柱20的投影面积即可使得极耳32与保护片40的焊接面积较大，从而能够提高保护片40与极耳32焊接的机械强度与稳定性。
本实施例使得保护片40与极耳32之间的焊接面积较大，以提高保护片40与极耳32之间焊缝的机械强度，以使得第一熔合部50具有较强的机械强度，同时较大的焊接面积也使得第一熔合部50能够具有更大的过电流面积，以提高电池200性能。
在一些实施例中，第二熔合部60于极柱20的投影面积与第一熔合部50于极柱20的投影面积的比值大于或等于0.1，例如，第二熔合部60于极柱20的投影面积与第一熔合部50于极柱20的投影面积的比值可以是0.1、0.15、0.2、0.25、0.3或其他数值。
第二熔合部60于极柱20的投影面积能够影响保护片40与极柱20焊接处的过电流能力，第二熔合部60于极柱20的投影面积越大，保护片40与极柱20焊接处的过电流能力越强；同时第二熔合部60于极柱20的投影面积越大，保护片40与极柱20之间焊缝的机械强度也更强。
本实施例进一步提供了第二熔合部60于极柱20的投影面积与第一熔合部50于极柱20的投影面积之间的关系，使得保护片40与极耳32之间的焊接面积更大，以进一步提高保护片40与极耳32之间焊缝的机械强度，并进一步提高了保护片40与极耳32之间的过电流能力。
参考图7，在一实施例中，第一熔合部50于极柱20的投影覆盖第二熔合部60于极柱20的投影。
第一熔合部50于极柱20的投影覆盖第二熔合部60于极柱20的投影使得在保护片40焊接于极柱20的过程中，极耳32中仅第一熔合部50熔化于熔池中，而极耳32于第一熔合部50外的其他位置则不会熔化于熔池中。
因极耳32为多层极耳部312层叠形成，在保护片40焊接于极耳32并形成第一熔合部50的过程中，极耳部312之间的空气能够在第一熔合部50形成的过程中被部分排出，从而能够减少第一熔合部50内的孔隙，即相较于极耳32于第一熔合部50外的其他位置，第一熔合部50内部的空气与孔隙更少，使第一熔合部50于极柱20的投影覆盖第二熔合部60于极柱20的投影能够使得保护片40在焊接于极柱20的过程中，极耳32于第一熔合部50之外的部分不会熔化进入熔池，以减少熔池内进入的空气，减少熔池内的孔隙，从而增强熔池冷却凝固后形成的第二熔合部60的机械强度，减少裂缝。
相较于极耳32直接熔化于熔池，并在熔池内形成较多孔隙，本实施例在保护片40焊接于极柱20的过程中，使第一熔合部50的一部分能够熔化于熔池，而极耳32于第一熔合部50之外的部分将不会熔化并进入熔池，以减少极耳32熔化在熔池内产生的空气与孔隙，从而减少熔池冷却凝固后形成的第二熔合部60上的裂缝，以增强保护片40与极柱20焊缝的机械强度。
在一实施例中，第二熔合部60经激光深熔焊接工艺形成，第二熔合部60被配置为连接极耳32、保护片40与极柱20。
在保护片40焊接于极耳32并形成第一熔合部50后，保护片40与极耳32的厚度较大，因超声焊接工艺的焊接需用功率随焊接件的厚度增加较大，此时若采用超声焊接工艺将保护片40和极耳32焊接于极柱20，则会导致焊接需用功率增高，同时还会造成焊接强度较低等问题。
本实施例采用激光深熔焊接工艺焊接保护片40、极耳32与极柱20则能够在焊接需用功率不会过高的前提下增强焊接强度，具体的，激光深熔焊接在焊接过程中能够形成较深的熔池，而本实施例因增设了保护片40，较深的熔池使得保护片40融化的部分能够更好的在熔池中流动并填充孔隙与裂缝；激光深熔焊接在焊接过程中的熔化过程发生较快，使得焊接过程对保护片40、极耳32和极柱20的热变形和热影响较小；同时因激光深熔焊接在焊接过程中会产生高温蒸汽，有利于熔接熔池搅拌和气体逸出，从而能够减少孔隙，提高致密性和焊接强度。
在极耳32和保护片40经激光深熔焊接工艺焊接于极柱20并形成第二熔合部60后，第二熔合部60能够使极耳32、保护片40与极柱20于第二熔合部60处相连，因激光深熔焊接工艺能够减少第二熔合部60内的孔隙和裂缝，第二熔合部60能够更好的连接极耳32、保护片40与极柱20并具有更高的机械强度。
本实施例通过激光深熔焊接工艺将保护片40、极耳32焊接于极柱20，以形成较深的熔池，从而提高保护片40与极柱20之前焊缝的机械强度，同时采用激光深熔焊接工艺还能够更好的使熔池中的气体逸出，从而进一步减少第二熔合部60的裂缝，增加保护片40与极柱20之前焊缝的机械强度，且采用激光深熔焊接工艺还能够减少对极柱20、极耳32的影响；使第二熔合部60与极耳32、保护片40与极柱20均相连，以便于进一步增强极耳32与保护片40之间焊缝的机械强度。
在一实施例中，保护片40的厚度大于或等于极耳32的厚度。
根据保护片40的数量，当保护片40仅有一个时，保护片40的厚度即是指一个保护片40的厚度；具体的，该保护片40的厚度可以为保护片40在图5中Z轴方向上的尺寸。
根据保护片40的数量，当保护片40有多个时，保护片40的厚度即为多个保护片40的厚度之和。
保护片40的厚度可以与极耳32的厚度相等，保护片40的厚度也可以大于极耳32的厚度，因保护片40的作用包括向熔池中填充溶液以填充孔隙和裂缝，使保护片40的厚度大于或等于极耳32的厚度能够使得保护片40熔化的部分形成溶液能够更好的填充极耳32熔化的部分形成裂缝和孔隙，以更好的达到填充孔隙的效果。
可以理解的，受外壳10内部空间和电池单体300轻量化需求的影响，保护片40的厚度并不能无限大，在保护片40的厚度大于或等于极耳32的厚度的前提下，保护片40的具体厚度可根据外壳10内部的空间、对其他构件的影响、电池单体300轻量化的要求或其他因素确定。
本实施例使保护片40的厚度大于或等于极耳32厚度，使得在将保护片40焊接于极柱20的过程中，保护片40熔化的部分能够更好的填充极耳32熔化产生的孔隙，并在熔池中额外填充更多的融化液体，以填充孔隙，进一步减少裂纹。
在一些实施例中，保护片40的厚度大于极耳32的厚度，且保护片40设于极耳32背离极柱20的一侧，此时保护片40除了能够在保护片40焊接于极柱20的过程中熔化于熔池并填充熔池中的孔隙外，保护片40还能够在保护片40焊接于极耳32的过程中填充多层极耳部312之间的间隙，从而减少第一熔合部50中的孔隙，增强第一熔合部50的机械强度。
在一些实施例中，保护片40的厚度大于或等于0.7mm，且保护片40的厚度小于或等于1.5mm，具体的，保护片40的厚度可以是0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.1mm、1.4mm、1.5mm或其他数值。
本实施例进一步提供了保护片40的厚度，使得在将保护片40焊接于极柱20的过程中，保护片40熔化的部分能够更好的填充熔池中的孔隙，以减少裂纹，同时也使得保护片40的厚度不会过厚，从而使得保护片40不会影响外壳10内其他构件的空间，也降低了保护片40的焊接难度。
参考图8至图10，在一实施例中，保护片40至少有两个，且至少有一个保护片40置于相邻两个极耳部312之间。
保护片40的数量可以有两个，保护片40的数量也可以有更多个，例如三个、四个或其他数量。
多个保护片40中至少有一个保护片40置于相邻两个极耳部312之间，在保护片40焊接于极耳32的过程中，将保护片40设于相邻两个极耳部312之间使得保护片40能够更好的填充多层极耳部312之间的间隙，从而减少第一熔合部50中的孔隙，增强第一熔合部50的机械强度。
可以理解的，受工艺限制，单个保护片40的数量无法过薄，而受外壳10内部空间、对其他构件的影响、电池单体300轻量化的需求等限制，多个保护片40的厚度之和不应过厚，故保护片40的数量不应过多。
本实施例将保护片40设置为多个，且将至少一个保护片40置于相邻的两个极耳部312之间，以使得极耳32焊接于保护片40并形成的第一熔合部50能够更好的将极耳32与保护片40相连，提高了极耳32与保护片40焊缝的机械强度；同时也使得在第二熔合部60形成的过程中，保护片40熔化的部分能够更好的填充极耳32熔化产生的孔隙，减少第二熔合部60的列分，提高极柱20与保护片40焊缝的机械强度。
在一些实施例中，保护片40的数量为2～4个，具体的，保护片40的数量可以是2个、3个或4个。
当保护片40的数量为两个时，两个保护片40中的任一个可以设于任意两个极耳部312之间，而另一保护片40可以设于极耳32朝向极柱20的一侧，也可以设于极耳32背离极柱20的一侧。
参考图9、图10，当保护片40的数量为三个时，三个保护片40中的任一个可以设于任意两个极耳部312之间，而另两个保护片40可以分别设于极耳32朝向极柱20的一侧、极耳32背离极柱20的一侧；在另一些实施例中，三个保护片40中的任意两个可以分别设于不同的任意两个极片31之间，而另一保护片40可以设于极耳32朝向极柱20的一侧，也可以设于极耳32背离极柱20的一侧。
当保护片40的数量为四个时，四个保护片40中的任意两个可以设于不同的任意两个极耳部312之间，而另两个保护片40可以分别设于极耳32朝向极柱20的一侧、极耳32背离极柱20的一侧；在另一些实施例中，四个保护片40中的任意三个可以分别设于不同的任意两个极片31之间，而另一保护片40可以设于极耳32朝向极柱20的一侧，也可以设于极耳32背离极柱20的一侧。
因保护片40的数量过多会导致多个保护片40的厚度之和过厚，从而增加保护片40的焊接难度并影响其他构件的空间，本实施例进一步提供了保护片40的具体数量，以使得保护片40能够在熔化过程中更好的填充孔隙，同时还降低了保护片40的焊接难度以及对空间的需求。
在一些实施例中，多个保护片40的厚度之和大于或等于极耳32的厚度。
多个保护片40的厚度之和可以与极耳32的厚度相等，多个保护片40的厚度之和也可以大于极耳32的厚度，因保护片40的作用包括向熔池中填充溶液以填充孔隙和裂缝，使保护片40的厚度大于或等于极耳32的厚度能够使得保护片40熔化的部分形成溶液能够更好的填充极耳32熔化的部分形成裂缝和孔隙，以更好的达到填充孔隙的效果。
本实施例使得在将保护片40焊接于极柱20的过程中，保护片40熔化的部分能够更好的填充极耳32熔化产生的孔隙，并在熔池中额外填充更多的融化液体，以填充孔隙，进一步减少裂纹。
在一些实施例中，保护片40的厚度大于或等于0.2mm，具体的，保护片40的厚度可以是0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm或其他数值。
基于保护片40的数量，本实施例进一步提供了保护片40的厚度，使得保护片40的厚度不会过薄，以使得在将保护片40焊接于极柱20的过程中，保护片40熔化的部分能够更好的填充熔池中的孔隙，以减少裂纹。
在一实施例中，极柱20为阴极极柱20，极耳32为阴极极耳32，即极片31仅为阴极片31，极耳部312为自阴极片31的主体部311延伸而出的阴极极耳部312，多层阴极极耳部312层叠形成阴极极耳32。
因阴极极耳32的材质通常为铝，阳极极耳32的材质通常为铜，而铝的热收缩系数更高、冷却凝固速度更快，从而导致阴极极耳32熔池中的溶液填充孔隙的时间更短，冷却凝固后出现的裂纹更多，而铜的冷却凝固速度更慢，阳极极耳32熔池中的溶液填充孔隙的时间更为充足，冷却凝固后出现的裂纹更少，故本实施例在阴极极柱20和阴极极耳32处设置保护片40，以使得保护片40、极耳32、极柱20之间具有更高的机械强度，以使得保护片40、极耳32、极柱20之间焊接的更加稳定。
第二方面，本申请实施例还提供一种电池200，该电池200包括第一方面实施例提供的电池单体300。
该电池200包括箱体和电池单体300，电池单体300容纳于箱体内，具体的，箱体内的电池单体300可以有多个，多个电池单体300之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体300中既有串联又有并联。
本实施例提供的电池200在出现振动、颠簸、晃动甚至翻转等其他情况时，极耳32、保护片40均能够更加稳定的连接于极柱20，从而减少了极耳32受外力影响自极柱20脱落的情况出现，提高了电池200的稳定性。
第三方面，本申请实施例又一种用电设备100，该用电设备100包括第一方面实施例提供的电池单体300，或第二方面实施例提供的电池200。
该用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
本实施例提供的用电设备100在颠簸、翻转等复杂工况中，极耳32、保护片40与极柱20之间的焊接仍能够具有较强的稳定性，以减少用电设备100受外界影响导致缺失的情况出现，提高了用电设备100的稳定性。
参考图11，第四方面，本申请实施例又提供一种焊接方法，该焊接方法用于焊接极耳32、保护片40与极柱20，该焊接方法可以应用于第一方面实施例提供的电池单体300、第二方面实施例提供的电池200或第三方面实施例提供的用电设备100。
该焊接方法包括：
S701：层叠设置极耳部312并焊接得到极耳32。
该步骤中，因电极组件30包括多个极片31卷绕或层叠放置形成，而每个极片31均包括主体部311和极耳部312，故电极组件30的极耳32包括多个极耳部312层叠设置形成；同时将多个极耳部312层叠设置也便于后续保护片40的焊接并形成第一熔合部50，使得每个极耳部312均能够于第一熔合部50处与保护片40相连。
S702：将极耳32焊接于保护片40。
该步骤中，因极耳32包括多层极耳部312层叠形成，先将保护片40焊接于极耳32并形成第一熔合部50，以便于通过第一熔合部50使多层极耳部312与保护片40相连，从而便于后续保护片40和极耳32焊接于极柱20。
同时因保护片40焊接于极柱20的过程中还需要使部分极耳32也熔化于熔池中，先将保护片40焊接于极耳32能够便于部分的极耳32和部分的保护片40同时熔化于熔池中，从而能够简化步骤，降低加工难度，同时提高效率；若先将保护片40焊接于极柱20，则在极耳32焊接于保护片40的过程中，还需要使保护片40和极柱20二次熔化，提高了加工难度，且效率较低。
S703：将保护片40焊接于极柱20。
该步骤中，将保护片40焊接于极柱20并形成第二熔合部60，以使得极耳32与极柱20间接相连，因第二熔合部60于极柱20的投影与第一熔合部50于极柱20的投影至少部分重叠，则在该步骤中，部分极耳32能够随部分保护片40、部分极柱20熔化于熔池中，保护片40熔化部分形成的溶液能够填充熔池中因极耳32熔化形成的孔隙，以减少熔池中的孔隙，提高极耳32与极柱20连接的机械强度和稳定性。
本实施例先将保护片40焊接于极耳32，再将保护片40焊接于极柱20，而因第一熔合部50于极柱20的投影与第二熔合部60于极柱20的投影至少部分重叠，故在保护片40焊接于极柱20的过程中，部分保护片40、部分极耳32和部分第一熔合部50均会熔化于熔池中，此时保护片40熔化的部分将能够填充熔池中的孔隙，以减少熔池中的孔隙，从而减少熔池冷却凝固后出现的裂缝，同时保护片40的熔化部分还能够增加熔池中溶液的总量，以减少熔池冷却凝固后的收缩量，从而提高了保护片40、极耳32和极柱20之间焊缝的机械强度。
在一实施例中，在极耳32焊接与保护片40中，即在步骤S702中，包括：通过超声焊接工艺将极耳32焊接于保护片40，并形成第一熔合部50。
该步骤中，因极耳32为多层极耳部312层叠形成，而极耳部312较薄，超声焊在焊接较薄的工件时具有较好的效果且需用功率较低；若采用激光焊接工艺焊接极耳32和保护片40，则易导致各个极耳部312出现热变形或造成其他负面影响。
在保护片40超声焊接于极耳32的过程中，部分保护片40能够填充极耳部312之间的间隙，以减少第一熔合部50内的孔隙与空气，并能够在S703中减少第一熔合部50熔化在熔池中产生的空气和孔隙，以减少第二熔合部60的裂纹，增强机械强度。
本实施例使保护片40与极耳32通过超声焊接工艺焊接并形成第一熔合部50，因极耳32包括多层极耳部312，而每层极耳部312均较薄且较小，故本实施例选用超声焊接工艺焊接极耳32与保护片40，以减少焊接过程中对极耳部312的影响，同时采用超声焊接工艺功率较小，焊件变形较小，稳定性较强。
在一实施例中，在将保护片40焊接于极柱20中，即在步骤S703中，包括：通过激光深熔焊接工艺将保护片40焊接于极柱20，并形成第二熔合部60。
该步骤中，激光深熔焊接在焊接过程中能够形成较深的熔池，较深的熔池使得保护片40融化的部分能够更好的在熔池中流动并填充孔隙与裂缝；激光深熔焊接在焊接过程中的熔化过程发生较快，使得焊接过程对保护片40、极耳32和极柱20的热变形和热影响较小；同时因激光深熔焊接在焊接过程中会产生高温蒸汽，有利于熔接熔池搅拌和气体逸出，从而能够减少孔隙，提高致密性和焊接强度。
在极耳32和保护片40经激光深熔焊接工艺焊接于极柱20并形成第二熔合部60后，第二熔合部60能够使极耳32、保护片40与极柱20于第二熔合部60处相连，因激光深熔焊接工艺能够减少第二熔合部60内的孔隙和裂缝，第二熔合部60能够更好的连接极耳32、保护片40与极柱20并具有更高的机械强度。
可选地，第二熔合部60的形状可以是直线条状，且第二熔合部60可以沿各个方向延伸；可以理解的，第二熔合部60的长边尺寸应小于保护片40的长边尺寸。
本实施例选用激光深熔焊接工艺将保护片40焊接于极柱20，因保护片40与极耳32的整体厚度较厚，采用超声焊接工艺所需的功率将会更高，且机械强度也会较差，而选用激光深熔焊接工艺则能够使保护片40与极柱20之间具有较高的机械强度，稳定性较强。
在一实施例中，在激光深熔焊接工艺中，焊接能量的范围为200KJ～600KJ，具体的，焊接能量可以是200KJ、300KJ、400KJ、500KJ、600KJ或其他数值。
因设置了保护片40，导致极耳32与保护片40的整体厚度较厚，故本实施例提供了焊接能量的具体范围，以使得在激光深熔焊接的过程中能够形成较深的熔池，并使得部分保护片40、部分极耳32和部分第一熔合部50均能够熔化于熔池中，还使得熔池能够较深，以增加焊缝的机械强度；若焊接能量较小，则无法形成较深的熔池，以导致焊接部稳定；若焊接能量较大，则易造成极耳32形变等负面影响。
在一实施例中，在激光深熔焊接工艺中，焊接功率大于或等于1000W。
因极耳32与保护片40的整体厚度较厚，故本实施例提供了焊接功率的具体范围，以使得在激光深熔焊接的过程中能够形成较深的熔池，并使得部分保护片40、部分极耳32和部分第一熔合部50均能够熔化于熔池中，还使得熔池能够较深，以增加焊缝的机械强度。
在一实施例中，在激光深熔焊接工艺中，焊接压力的范围为30PSI～50PSI，具体的，焊接压力可以是30PSI、35PSI、40PSI、45PSI、50PSI或其他数值。
因极耳32与保护片40的整体厚度较厚，故本实施例提供了焊接压力的具体范围，以使得在激光深熔焊接的过程中极耳32与保护片40、保护片40与极柱20或极耳32与极柱20均能够更好的贴合，以减少空隙的出现，增加焊缝的机械强度；同时该焊接压力的设置还能够减少激光焊接过程中熔池中的粒子等物质外逸。
在一实施例中，第一熔合部50的焊接残留面积比大于或等于50%，具体的，第一熔合部50的焊接残留面积比可以为50%、55%、60%、65%或其他数值。
因多层极耳部312在层叠设置的过程中，多层极耳部312之间易存在错位误差，即多层极耳部312于极柱20的投影不易实现完全的重叠，故第一熔合部50的焊接残留面积比是指第一熔合部50于极柱20上的投影与极耳32于极柱20上的投影的重叠面积之比。
据此，本实施例提供了焊接残留面积比的范围，使得第一熔合部50于极柱20上的投影与各个极耳部312于极柱20上的投影的重叠面积至少大于其自身投影面积的50%，以增强第一熔合部50与各个极耳部312之间的机械强度和焊接拉力。
在一些实施例中，第一熔合部50与极柱20的投影面积与保护片40于极柱20的投影面积大于或等于50%，以提高第一熔合部50的焊接拉力和过流面积。
该实施例中，保护片40于极柱20的投影面积可以小于或等于各个极耳部312于极柱20的最大投影面积，且保护片40于极柱20的投影面积可以大于或等于各个极耳部312于极柱20的最小投影面积，以进一步提高第一熔合部50的机械强度和焊接拉力。
在一些实施例中，第一熔合部50的焊接拉力范围为30N～50N，具体的，第一熔合部50的焊接拉力可以是30N、35N、40N、45N、50N或其他数值。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (22)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳上设有极柱；
电极组件，容置于所述外壳内，所述电极组件包括多个层叠设置的极片，所述极片包括主体部以及自所述主体部向所述极柱方向延伸的极耳部，多个所述极耳部层叠设置并形成极耳；
保护片，焊接于所述极耳并形成第一熔合部，所述保护片还焊接于所述极柱并形成第二熔合部，所述第二熔合部沿第一方向自所述保护片延伸至所述极柱内；
所述第一熔合部于所述极柱的投影覆盖所述第二熔合部于所述极柱的投影，以使得至少部分的所述第一熔合部能够熔合于所述第二熔合部。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二熔合部的数量大于或等于两个，且相邻两个所述第二熔合部之间的间距大于或等于1mm。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二熔合部于所述极柱的投影面积的范围为30mm2～80mm2。
4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一熔合部于所述极柱的投影面积大于所述第二熔合部于所述极柱的投影面积。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第二熔合部于所述极柱的投影面积与所述第一熔合部于所述极柱的投影面积的比值大于或等于0.1。
6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二熔合部经激光深熔焊接工艺形成，所述第二熔合部被配置为连接所述极耳、所述保护片与所述极柱。
7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述保护片的厚度大于或等于所述极耳的厚度。
8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述保护片的厚度大于或等于0.7mm，且所述保护片的厚度小于或等于1.5mm。
9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述保护片至少有两个，且至少有一个所述保护片置于相邻两个所述极耳部之间。
10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述保护片的数量为2～4个。
11.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，多个所述保护片的厚度之和大于或等于所述极耳的厚度。
12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述保护片的厚度大于或等于0.2mm。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述极柱为阴极极柱，所述极耳为阴极极耳。
14.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-13中任一项所述的电池单体。
15.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-13中任一项所述的电池单体，或如权利要求14所述的电池。
16.一种焊接方法，其特征在于，应用于如权利要求1-13中任一项所述的电池单体，或如权利要求14所述的电池，或如权利要求15所述的用电设备；
所述焊接方法包括：
层叠设置所述极耳部并焊接得到所述极耳；
将所述极耳焊接于所述保护片；
将所述保护片焊接于所述极柱。
17.根据权利要求16所述的焊接方法，其特征在于，在将所述极耳焊接于所述保护片中，包括：
通过超声焊接工艺将所述极耳焊接于所述保护片，并形成第一熔合部。
18.根据权利要求16所述的焊接方法，其特征在于，在将所述保护片焊接于所述极柱中，包括：
通过激光深熔焊接工艺将所述保护片焊接于所述极柱，并形成所述第二熔合部。
19.根据权利要求18所述的焊接方法，其特征在于，在所述激光深熔焊接工艺中，焊接能量的范围为200KJ～600KJ。
20.根据权利要求18所述的焊接方法，其特征在于，在所述激光深熔焊接工艺中，焊接功率大于或等于1000W。
21.根据权利要求18所述的焊接方法，其特征在于，在所述激光深熔焊接工艺中，焊接压力的范围为30PSI～50PSI。
22.根据权利要求16所述的焊接方法，其特征在于，所述第一熔合部的焊接残留面积比大于或等于50%。
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