CN117175156B - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，属于电池技术领域。电池单体包括电极组件、壳体和集流端盖。电极组件包括第一极耳，壳体形成有容纳腔和位于容纳腔一端的开口，容纳腔用于容纳电极组件，集流端盖与壳体连接以封闭开口，集流端盖包括相连的极耳连接部和壳体连接部，极耳连接部与第一极耳连接，壳体连接部与壳体连接。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

在现有的电池结构中，电池单体的极耳通常先跟集流盘焊接，再将集流盘与端盖焊接，最后将端盖焊接至壳体，这样不仅焊接工序较多，而且集流盘与端盖之间的焊接容易发生虚焊，进而影响电池单体的性能和可靠性。

发明内容

本申请旨在至少解决背景技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提供一种电池单体、电池及用电装置，以提高电池单体的可靠性。

本申请第一方面的实施例提供一种电池单体，电池单体包括电极组件、壳体和集流端盖。电极组件包括第一极耳；壳体形成有容纳腔和位于容纳腔一端的开口，容纳腔用于容纳电极组件；集流端盖与壳体连接以封闭开口，集流端盖包括相连的极耳连接部和壳体连接部，极耳连接部与第一极耳连接，壳体连接部与壳体连接。

本申请实施例的技术方案中，可以实现在极耳连接部与第一极耳连接步骤之前完成极耳连接部与壳体连接部之间可靠的连接，不仅减少了电池组装时的部件数量，简化了焊接工序，而且可以降低虚焊的风险，提高了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，极耳连接部与第一极耳焊接并形成焊接区域，焊接区域在集流端盖上的投影与壳体连接部错开设置。极耳连接部与第一极耳焊接形成的焊接区域在集流端盖上的投影与壳体连接部错开设置，更有利于集流端盖分别与第一极耳和壳体的连接，简化了电池单体的制造工艺，而且能够减轻集流端盖的重量，有利于提升电池单体的能量密度。

在一些实施例中，壳体连接部的断裂延伸率小于极耳连接部的断裂延伸率。通过将极耳连接部的断裂延伸率设置为小于壳体连接部的断裂延伸率，可以更好的兼顾极耳连接部和壳体连接部不同的连接需求以及集流端盖整体的结构强度要求，同时极耳连接部在电池单体内部压力较大时会优先破裂以便于泄压，从而提升了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，壳体连接部的断裂延伸率与极耳连接部的断裂延伸率的比值S满足1.1≤S≤2.2。通过设定壳体连接部的断裂延伸率与极耳连接部的断裂延伸率的比值S满足1.1≤S≤2.2，可以在满足集流端盖的结构强度和连接要求的基础上，兼顾集流端盖性能的稳定性和使用寿命。

在一些实施例中，极耳连接部的断裂延伸率S1满足0.2≤S1≤0.3，壳体连接部的断裂延伸率S2满足0.35≤S2≤0.45。合理选择极耳连接部的断裂延伸率和壳体连接部的断裂延伸率可以使集流端盖的性能能够兼顾连接要求和结构强度要求。

在一些实施例中，极耳连接部包括第一主体和与第一主体连接并沿第一主体外边缘设置的第一连接部；壳体连接部包括第二连接部和第一通孔，第一主体在壳体连接部上的正投影位于第一通孔内，第一连接部与第二连接部焊接连接。通过在壳体连接部上设置第一通孔，极耳连接部包括的第一主体在壳体连接部上的正投影位于第一通孔内，并将第一连接部与第二连接部焊接连接，可以更好的实现集流端盖的一体成型，从而减少了使用穿透焊带来的集流盘与端盖之间发生虚焊的风险，简化了制造工艺并降低了制造成本。

在一些实施例中，第一连接部包括向远离或靠近电极组件的方向延伸的第一凸起，沿第一方向，第一凸起与第二连接部抵接，第一方向为集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。通过在第一连接部设置第一凸起用于与壳体连接部连接，可以实现极耳连接部与壳体连接部之间更加简单、可靠的连接。

在一些实施例中，第二连接部包括向远离或靠近电极组件的方向延伸的第二凸起，沿第一方向，第二凸起与第一连接部抵接，第一方向为集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。通过在第二连接部设置第二凸起，使极耳连接部和壳体连接部的连接更加简单、可靠。

在一些实施例中，第一连接部包括向远离电极组件的方向延伸的第一凸起，第二连接部包括向靠近电极组件的方向延伸的第二凸起，沿第一方向，第一凸起与第二凸起抵接，第一方向为集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向；或者，第一连接部包括向靠近电极组件的方向延伸的第二凸起，沿第一方向，第一凸起与第二凸起抵接，第一方向为集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。通过在第一连接部设置第一凸起以及在第二连接部上设置第二凸起，利用第一凸起和第二凸起之间的定位可以降低操作人员在对集流端盖进行装配时的精度要求，同时也有利于极耳连接部与壳体连接部之间的焊接加工，从而实现更加可靠的连接。

在一些实施例中，极耳连接部为平板状，且第一连接部在壳体连接部上的正投影与第二连接部至少部分交叠。通过将极耳连接部设置为平板，并使第一连接部在壳体连接部上的正投影与第二连接部至少部分交叠，这样可以在兼顾极耳连接部和壳体连接部的连接定位时减小集流端盖沿厚度方向的尺寸，有利于提高电池的能量密度。

在一些实施例中，极耳连接部面向电极组件的一侧与壳体连接部面向电极组件的一侧表面平齐。通过使极耳连接部面向电极组件的一侧与壳体连接部面向电极组件的一侧表面平齐，能够在保持集流端盖强度的同时，减小集流端盖的高度，从而使壳体的容纳腔的容量更大，进而减小了电池单体的高度。

在一些实施例中，极耳连接部与壳体连接部的基体金属不同。通过将极耳连接部与壳体连接部的基体金属设置为不同，可以更好的兼顾极耳连接部和壳体连接部不同的连接需求以及集流端盖整体的强度要求，从而改善了电池单体的性能和可靠性。

在一些实施例中，极耳连接部的基体金属为铜；壳体连接部的基体金属为铁或铝。通过将极耳连接部的基体金属为铜，壳体连接部的基体金属为铁或铝，可以提高集流端盖的过流能力和结构强度，提高电池单体的可靠性。

在一些实施例中，极耳连接部与壳体连接部的基体金属相同。将极耳连接部与壳体连接部的基体金属设为相同，可以简化集流端盖的制备，降低极耳连接部与壳体连接部之间连接不可靠的风险。

在一些实施例中，极耳连接部与壳体连接部的基体金属为铜。将极耳连接部和壳体连接部的基体金属选用铜，可以提高集流端盖的过流能力和耐腐蚀性，提高电池单体的可靠性。

在一些实施例中，极耳连接部的最大厚度为d₁，壳体连接部的最小厚度为d₂，并且满足d₁≤d₂。构件厚度越大，构件的抗弯强度也越大，极耳连接部的最大厚度d₁要小于或等于壳体连接部的最小厚度d₂，实际上相当于通过增大壳体连接部的厚度来增强集流端盖的整体强度和抗变形能力，同时极耳连接部的厚度较小有利于减小内阻和集流端盖的重量，提高电池单体的性能。

在一些实施例中，极耳连接部的最大厚度为d1，壳体连接部的最小厚度为d2，并且满足：0.5≤d1⁄d2≤1。通过控制极耳连接部的厚度d1和壳体连接部的厚度d2之比在合适的范围内，可以兼顾集流端盖的结构强度和电池单体的能量密度，从而提升了电池单体的性能。

在一些实施例中，极耳连接部在第一平面上的投影面积与集流端盖在第一平面上的投影面积的比值a满足：0.1≤a≤0.95，其中，第一平面为与集流端盖的厚度方向垂直的平面。将极耳连接部在第一平面上的投影面积与集流端盖在第一平面上的投影面积的比值a限定在合适的范围内能够更好的兼顾集流端盖与第一极耳的连接可靠性和过流能力，以及整体的结构强度，提高了集流端盖的可靠性。

在一些实施例中，极耳连接部在第一平面上的投影面积与集流端盖在第一平面上的投影面积的比值a满足：0.4≤a≤0.6。通过将极耳连接部与集流端盖的面积之比a设置在0.4到0.6，使得集流端盖的过流能力、连接可靠性以及结构强度等各方面的能力更均匀。

在一些实施例中，集流端盖还包括结构加强部，结构加强部位于壳体连接部靠近壳体的一端，沿集流端盖的厚度方向，结构加强部的最大尺寸大于壳体连接部的最大厚度。通过在壳体连接部增加结构加强部，可以增加集流端盖的整体强度，提高集流端盖的抗变形能力，不仅有利于连接时的安装定位和焊接定位，也有利于提高电池单体的结构可靠性。

在一些实施例中，结构加强部包括至少一个第三凸起，第三凸起相对于壳体连接部向远离电极组件的方向凸出或相对于壳体连接部向靠近电极组件的方向凸出。通过设置第三凸起的方式形成结构加强部，可以简化结构加强部的结构形式，有利于加工制造，并在提供强度支持的同时减少不必要的重量增加。

在一些实施例中，第三凸起在第一平面上的投影为环形，其中，第一平面为与集流端盖的厚度方向垂直的平面。第三凸起可以沿壳体连接部的外周连续布置形成环形的加强部，可以进一步增加集流端盖的结构强度。

在一些实施例中，第三凸起的数量为多个，并沿第一方向间隔设置，第一方向为集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。通过沿集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向设置多个第三凸起，相比于整体厚度增加，能够更有效地兼顾强度要求和能量密度要求，提升电池单体的整体性能。

在一些实施例中，极耳连接部在第一平面上的投影面积与集流端盖在第一平面上的投影面积之比为a，极耳连接部沿集流端盖的厚度方向的最小厚度为d₀，其中，0.05≤d₀/a≤40，其中第一平面为与集流端盖的厚度方向垂直的平面。通过将极耳连接部在第一平面上的投影面积与集流端盖在第一平面上的投影面积之比a，与极耳连接部沿集流端盖的厚度方向的最小厚度d₀之比设置在0.05到40之间，可以使极耳连接部所在区域作为防爆阀具有合适的开阀强度，从而实现更稳定可靠的开阀泄压，提升了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，d₀/a的取值满足：0.8≤d₀/a≤1.6。通过将极耳连接部在第一平面上的投影面积与集流端盖在第一平面上的投影面积之比a，与极耳连接部沿集流端盖的厚度方向的最小厚度d₀之比设置在0.8到1.6之间，可以使得电池单体的防爆阀开阀的强度在更加合适的范围内，从而提高了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，壳体包括远离开口的端壁，端壁设有第二通孔，电极组件还包括靠近端壁的第二极耳，第二极耳与第一极耳的极性不同，电池单体还包括电极端子，电极端子穿设于通孔并与第二极耳电连接。通过电极端子穿设于第二通孔并与第二极耳电连接，集流端盖与第一极耳电连接，且集流端盖实现了集流盘与端盖的一体化设计，可以在电池装配前就实现集流盘与端盖之间可靠的电连接，降低电池单体装配时的虚焊风险，从而提高了电池单体的可靠性。

本申请第二方面的实施例提供一种电池单体的制造方法，电池单体的制造方法包括：分别提供一电极组件、壳体和集流端盖，电极组件包括第一极耳，壳体形成有容纳腔和位于容纳腔一端的开口，集流端盖包括相连的极耳连接部和壳体连接部，将电极组件放入壳体的容纳腔内，将集流端盖的极耳连接部与电极组件的第一极耳焊接连接，将集流端盖的壳体连接部与壳体焊接连接。

本申请实施例的技术方案中，在电池单体的装配工序中，集流端盖作为单独的来料零件，在与第一极耳和壳体焊接之前就已经实现极耳连接部和壳体连接部之间的可靠连接，可以简化电池单体装配时的焊接工序，而且可以降低虚焊的风险，提高了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，将集流端盖的极耳连接部与电极组件的第一极耳焊接连接包括：将集流端盖布置在壳体的开口处，以使极耳连接部抵接第一极耳；将激光自集流端盖远离电极组件的一侧射出并穿透极耳连接部以使极耳连接部与第一极耳焊接连接。将集流端盖布置在壳体的开口处，以使极耳连接部抵接第一极耳，并将激光自集流端盖远离电极组件的一侧射出并穿透极耳连接部以使极耳连接部与第一极耳焊接连接，进一步简化了电池单体的焊接工序。

本申请第三方面的实施例提供一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。

本申请第四方面的实施例提供一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，电池用于提供电能。

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

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；

图4为本申请一些实施例的一种电池单体的结构示意图；

图5为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图一；

图6为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图二；

图7为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图三；

图8为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图四；

图9为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图五；

图10为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图六；

图11为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图七；

图12为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图八；

图13为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图九；

图14为本申请一些实施例的集流端盖的俯视图；

图15为本申请另一些实施例的集流端盖的俯视图；

图16为本申请一些实施例的另一种电池单体的结构示意图；

图17为本申请一些实施例的电池单体的制造方法的流程图。

附图标记说明：

1000、车辆；

100、电池；200、控制器；300、马达；

10、箱体；11、第一部分；12、第二部分；

20、电池单体；21、集流端盖；211、电极端子；22、壳体；23、电极组件；24、极耳；25、第一平面；241、第一极耳；242、第二极耳；212、极耳连接部；213、壳体连接部；2121、第一主体；2122、第一连接部；2131、第二连接部；2133、结构加强部；2134、第三凸起。

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。

圆柱电池是常见的电池种类。相关技术中的圆柱电池单体包括壳体、电极组件和端盖，圆柱电池单体中负极的极耳通常先与集流盘连接在一起，而后集流盘与端盖连接在一起，再通过端盖与壳体连接在一起，最终实现壳体带电。

在相关技术中，圆柱电池单体的端盖位于负极集流盘的外侧，通过从端盖侧进行穿透焊接的方式实现电连接，但由于穿透焊接固有的可靠性差缺点和端盖来料平整度问题，目前的穿透焊接易产生集流盘与端盖的虚焊问题，导致电池单体电连接不良，影响电池单体的性能与可靠性，同时从端盖侧穿透焊接端盖和集流盘的方式可能会破坏端盖表面的镀层，降低端盖的可靠性。

基于以上考虑，为了解决集流盘与端盖的虚焊的问题，本申请提出了一种电池单体，包括与极耳和壳体连接的集流端盖，通过将集流端盖上的极耳连接部与第一极耳连接，壳体连接部与壳体连接，也就是说，集流端盖实现了集流盘与端盖的一体化设计，可以实现在极耳连接部与第一极耳连接步骤之前完成极耳连接部与壳体连接部之间可靠的连接，不仅减少了电池组装时的部件数量，简化了焊接工序，而且可以降低虚焊的风险，提高了电池单体的可靠性。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于减小电池单体电连接不良的问题，提高电池单体的可靠性。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，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。

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的分解结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，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10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。

其中，每个电池单体20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20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

根据本申请的一些实施例，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20的分解结构示意图，图4为本申请一些实施例的一种电池单体的结构示意图。本申请提供了一种电池单体20，电池单体20包括电极组件23、壳体22和集流端盖21。电极组件23包括第一极耳241；壳体22形成有容纳腔和位于容纳腔一端的开口，容纳腔用于容纳电极组件23；集流端盖21与壳体22连接以封闭开口，集流端盖21包括相连的极耳连接部212和壳体连接部213，其中，极耳连接部212与第一极耳241连接，壳体连接部213与壳体22连接。

在本申请实施例中，电池单体20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20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。

电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22形成的容纳腔内可以包括一个或多个电极组件23。电极组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件23的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳24。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池单体20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24连接电极端子211以形成电流回路。本申请实施例中，第一极耳241可以是负极极耳。

集流端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的容纳腔隔绝于外部环境的部件。不限地，集流端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。

在本申请实施例中，集流端盖21包括相连的极耳连接部212和壳体连接部213，极耳连接部212与第一极耳241相连，其作用相当于集流盘；壳体连接部213位于极耳连接部212靠近壳体22的一侧并与壳体22连接，以使得集流端盖21作为端盖封闭壳体22的开口；也就是说，集流端盖21同时结合了集流盘与端盖的作用，集流端盖21为集流盘与端盖的一体化结构。极耳连接部212与壳体连接部213之间可以是一体成型的，也可以是分体制造后再固定连接到一起的。集流端盖21可以分别将极耳连接部212与第一极耳241连接，将壳体连接部213与壳体22连接，连接方式也可以是焊接，例如激光焊接或摩擦焊接等。

壳体22是用于配合集流端盖21以形成电池单体20的容纳腔的组件，其中，形成的容纳腔可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和集流端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使集流端盖21封闭开口以形成电池单体20的容纳腔。不限地，也可以使集流端盖21和壳体22一体化，具体地，集流端盖21和壳体22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22的内部时，再使集流端盖21封闭壳体22。壳体22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。具体地，壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作限制。

本申请实施例中，可以实现在极耳连接部212与第一极耳241连接步骤之前完成极耳连接部212与壳体连接部213之间可靠的连接，不仅减少了电池100组装时的部件数量，简化了焊接工序，而且可以降低虚焊的风险，提高了电池单体20的可靠性。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212与第一极耳241焊接并形成焊接区域Q，焊接区域Q在集流端盖21上的投影与壳体连接部213错开设置。

如图4所示，极耳连接部212可以位于集流端盖21的中央区域，壳体连接部213可以位于包围极耳连接部212的外围区域。在一些示例中，极耳连接部212可以与壳体连接部213沿集流端盖21的厚度方向存在部分重叠区域，也可以不重叠仅仅是彼此相邻设置，但是重叠区域不会延伸至极耳连接部212用于与第一极耳241焊接的区域。这样壳体连接部213可以使极耳连接部212用于与第一极耳241焊接的区域暴露出来，以便在电池单体20的装配环节有利于极耳连接部212与第一极耳241焊接并形成焊接区域Q。在一些示例中，极耳连接部212与第一极耳241通过激光焊接形成焊接区域Q，例如，激光从集流端盖21的外侧（远离电极组件的一侧）发出，先后熔化极耳连接部212和第一极耳241（至少一部分）以形成焊接区域Q。

本申请实施例中，极耳连接部212与第一极耳241焊接形成的焊接区域Q在集流端盖21上的投影与壳体连接部213错开设置，更有利于集流端盖21分别与第一极耳241和壳体22的连接，简化了电池单体20的制造工艺，而且能够减轻集流端盖21的重量，有利于提升电池单体20的能量密度。

根据本申请的一些实施例，壳体连接部213的断裂延伸率小于极耳连接部212的断裂延伸率。

在本申请实施例中，断裂延伸率为材料拉伸至断裂前的长度增量与原始长度的比值，断裂延伸率的测试方法具体为：取原始长度为L0的拉伸试样，将拉伸试样在拉伸试验机上拉伸至断裂，拉伸试样拉伸至断裂前的长度为Lh，则拉伸试样的断裂延伸率为Δh=（Lh-L0）/L0×100%，具体拉伸试验的条件和要求可以参照相关标准执行，例如按照中国国家标准GB/T 228.1—2021《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》中的相关规定和要求执行。

断裂延伸率与材料的成分、结构以及加工等因素密切相关。一般来说，断裂延伸率越高，材料的延展性能越好，可以在承受外部力的作用下发生塑性变形，从而减缓应力集中，提高材料的抗拉强度和抗冲击性能。其次，高断裂延伸率的材料具有较好的韧性，在受到冲击或震动等外力作用时能够吸收能量，从而减小事故发生的可能性。此外，高断裂延伸率的材料还可以提高产品的使用寿命和可靠性。

在本申请实施例中，集流端盖21需要分别与第一极耳241和壳体22连接，选材和加工时既需要考虑与第一极耳241焊接时的焊接工艺要求以及导电性能要求，同时，也要考虑作为电池端盖的结构强度要求。通过分别针对极耳连接部212和壳体连接部213的性能要求，合理选择材料类型和/或加工方式，可以使壳体连接部213的断裂延伸率大于极耳连接部212的断裂延伸率，这样极耳连接部212在设计时可以更多的考虑与第一极耳241的过流问题，而壳体连接部213能够为集流端盖21整体的结构强度提供支持。在一些实施例中，极耳连接部212与壳体连接部213的断裂延伸率不同，这样位于集流端盖21上的极耳连接部212相对于壳体连接部213会形成一个结构削弱的区域，一旦电池单体20内部发送热失控，极耳连接部212与第一极耳241的焊印区域可以作为集流端盖21的薄弱区域发生破裂，从而在一定程度上提高泄压的可靠性。

在本申请实施例中，通过将极耳连接部212的断裂延伸率设置为小于壳体连接部213的断裂延伸率，可以更好的兼顾极耳连接部212和壳体连接部213不同的连接需求以及集流端盖21整体的结构强度要求，同时极耳连接部212在电池单体20内部压力较大时会优先破裂以便于泄压，从而提升了电池单体20的可靠性。

根据本申请的一些实施例，壳体连接部213的断裂延伸率与极耳连接部212的断裂延伸率的比值S满足1.1≤S≤2.2。

在本申请实施例中，壳体连接部213和极耳连接部212均为集流端盖21的一部分，因此，具体在选材和制定加工工艺时，除了需要考虑壳体连接部213和极耳连接部212各自的性能要求，还要考虑二者所构成的集流端盖21的整体性能的稳定性和可靠性，因此壳体连接部213的断裂延伸率与极耳连接部212的断裂延伸率的差异不宜过大，否则集流端盖21会因为局部性能差异过大导致整体性能可靠性不足，进而影响集流端盖21的使用寿命。可选的，壳体连接部213的断裂延伸率与极耳连接部212的断裂延伸率的比值S可以为1.1、1.3、1.5、1.7、1.9、2.0或2.2等。

本申请实施例中，通过设定壳体连接部213的断裂延伸率与极耳连接部212的断裂延伸率的比值S满足1.1≤S≤2.2，可以在满足集流端盖21的结构强度和连接要求的基础上，兼顾集流端盖21性能的稳定性和使用寿命。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212的断裂延伸率S1满足0.2≤S1≤0.3，壳体连接部213的断裂延伸率S2满足0.35≤S2≤0.45。

在本申请实施例中，材料的断裂延伸率较大时，其延展性越好，反之断裂延伸率较小时，材料在受力过程中更容易发生断裂。合理选择极耳连接部212和壳体连接部213的断裂延伸率，可以使二者更好的满足连接的要求，并在电池单体20内部压力过大时使得极耳连接部212率先发生破裂。可选的，极耳连接部212的断裂延伸率S1可以取0.2、0.24、0.26、0.28、0.3等，壳体连接部213的断裂延伸率S2可以取0.35、0.38、0.4、0.42、0.45等。在一些示例中，极耳连接部212可以选用断裂延伸率为0.24的铜，例如CuT2材质，壳体连接部213可以选用断裂延伸率为0.4的镀镍钢。

本申请实施例，合理选择极耳连接部212的断裂延伸率和壳体连接部213的断裂延伸率可以使集流端盖21的性能能够兼顾连接要求和结构强度要求。

根据本申请的一些实施例，图5为本申请一些实施例的集流端盖的结构示意图一，如图5所示，极耳连接部212包括第一主体2121和与第一主体2121连接并沿第一主体2121外边缘设置的第一连接部2122；壳体连接部213包括第二连接部2131和第一通孔，第一主体2121在壳体连接部213上的正投影位于第一通孔内，第一连接部2122与第二连接部2131焊接连接。

在本申请实施例中，极耳连接部212包括第一主体2121，第一主体2121用于与第一极耳241连接，第一主体2121外边缘设置的第一连接部2122用于与壳体连接部213连接。第一主体2121和第一连接部2122可以是整体结构。第一连接部2122的形状为任意一种可以与第二连接部2131连接的形状，第一连接部2122的形状可以与第二连接部2131的形状相同，示例性的，第一连接部2122的形状为凸起或平板状。

在本申请实施例中，第一通孔由第二连接部2131限定，壳体连接部213的中心区域形成有第一通孔，第二连接部2131沿第一通孔边缘设置。在一些示例中，第一通孔由第二连接部2131限定。第一通孔的形状可以为任意一种多边形，例如圆形、正方形、长方形、三角形、菱形、六边形等。第一主体2121的形状可以与第一通孔的形状相适应，且第一主体2121在壳体连接部213上的正投影位于第一通孔内，也就是说第一主体2121的投影面积小于第一通孔的面积，以便于集流端盖21的第一主体2121与第一极耳241连接。

本申请实施例中，通过在壳体连接部213上设置第一通孔，极耳连接部212包括的第一主体2121在壳体连接部213上的正投影位于第一通孔内，并将第一连接部2122与第二连接部2131焊接连接，可以更好的实现集流端盖21的一体成型，从而减少了使用穿透焊带来的集流盘与端盖之间发生虚焊的风险，简化了制造工艺并降低了制造成本。

根据本申请的一些实施例，第一连接部2122包括向远离或靠近电极组件23的方向延伸的第一凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二连接部2131抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

在本申请实施例中，第一凸起可以分布于第一主体2121的外边缘，第一凸起的延伸方向为从第一主体2121部向远离或靠近电极组件23的方向，通过将第一凸起与第二连接部2131抵接，可以利用第一凸起引导极耳连接部212在与壳体连接部213连接时完成快速定位，有利于后续工序中的第一连接部2122与第二连接部2131的焊接连接，降低了操作人员装配时的精度要求，使极耳连接部212与壳体连接部213的连接更加简单便捷。另外，通过设置第一凸起，可以使极耳连接部212与壳体连接部213的焊接位置以及与第一极耳241的连接位置错开，同时第一凸起与壳体连接部213之间还可以通过除穿透焊以外的其他焊接方式连接，例如对接焊，从而提供更多可靠的连接方式。

示例性的，图6为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图二，如图6所示，第一连接部2122包括向远离电极组件23的方向延伸的第一凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二连接部2131抵接。这样极耳连接部212可以更好地贴近第一极耳241以便与其焊接，实现更可靠的电连接。

本申请实施例中，通过在第一连接部2122设置第一凸起用于与壳体连接部213连接，可以实现极耳连接部212与壳体连接部213之间更加简单、可靠的连接。

根据本申请的一些实施例，第二连接部2131包括向远离或靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第二凸起与第一连接部2122抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

在本申请实施例中，第二凸起可以分布于壳体连接部213靠近极耳连接部212的边缘，第二凸起的延伸方向为从壳体连接部213向靠近或远离电极组件23的方向，方便将第二凸起与第一连接部2122抵接，这样可以利用第二凸起引导极耳连接部212在与壳体连接部213连接时完成快速定位，有利于后续工序中的第一连接部2122与第二连接部2131的焊接连接，降低了操作人员装配时的精度要求，使极耳连接部212与壳体连接部213的连接更加简单便捷。第二凸起与极耳连接部212之间还可以通过除穿透焊以外的其他焊接方式连接，例如对接焊，从而提供更多可靠的连接方式。

图7为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图三，如图7所示，第二连接部2131包括向靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第二凸起与第一连接部2122抵接。

本申请实施例中，通过在第二连接部2131设置第二凸起，使极耳连接部212和壳体连接部213的连接更加简单、可靠。

根据本申请的一些实施例，第一连接部2122包括向远离电极组件23的方向延伸的第一凸起，第二连接部2131包括向靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二凸起抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向；或者，第一连接部2122包括向靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二凸起抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

在本申请实施例中，第一凸起分布于第一主体2121的外边缘，第一凸起相对于第一主体2121向远离电极组件23的方向凸出；第二凸起分布于壳体连接部213靠近极耳连接部212的边缘，第二凸起向靠近电极组件23的方向凸出，将第一凸起与第二凸起抵接即可完成极耳连接部212与壳体连接部213焊接前的定位，有利于后续工序中的第一连接部2122与第二连接部2131的焊接连接。第一凸起与第二凸起之间可以采用穿透焊，也可以用除穿透焊以外的其他焊接方式连接，例如对接焊。第一凸起的凸起高度与第二凸起的凸起高度可以相同，也可以不同。

示例性的，图8为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图四，如图8所示，第一连接部2122包括向远离电极组件23的方向延伸的第一凸起，第二连接部2131包括向靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二凸起抵接。

本申请实施例中，通过在第一连接部2122设置第一凸起以及在第二连接部2131上设置第二凸起，利用第一凸起和第二凸起之间的定位可以降低操作人员在对集流端盖21进行装配时的精度要求，同时也有利于极耳连接部212与壳体连接部213之间的焊接加工，从而实现更加可靠的连接。

根据本申请的一些实施例，图9为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图五，如图9所示，极耳连接部212为平板状，且第一连接部2122在壳体连接部213上的正投影与第二连接部2131至少部分交叠。

在本申请实施例中，极耳连接部212为平板状，第一连接部2122围设于第一主体2121的外围，且极耳连接部212沿其厚度方向的投影面积大于壳体连接部213上的第一通孔的面积，这样第一连接部2122在壳体连接部213上的正投影与第二连接部2131至少部分交叠，也就是说，第一连接部2122至少部分搭接第二连接部2131的一侧表面，以便通过焊接方式将第一连接部2122与第二连接部2131连接起来。

本申请实施例中，通过将极耳连接部212设置为平板，并使第一连接部2122在壳体连接部213上的正投影与第二连接部2131至少部分交叠，这样可以在兼顾极耳连接部212和壳体连接部213的连接定位时减小集流端盖21沿厚度方向的尺寸，有利于提高电池的能量密度。

根据本申请的一些实施例，图10为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图六，如图10所示，极耳连接部212面向电极组件23的一侧与壳体连接部213面向电极组件23的一侧表面平齐。

在本申请实施例中，极耳连接部212的厚度与壳体连接部213的厚度可以相同，也可以不同，但是集流端盖21面向电极组件23的一侧表面是平整的表面。

本申请实施例中，通过使极耳连接部212面向电极组件23的一侧与壳体连接部213面向电极组件23的一侧表面平齐，能够在保持集流端盖21强度的同时，减小集流端盖21的高度，从而使壳体22的容纳腔的容量更大，进而减小了电池单体20的高度。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属不同。

在本申请实施例中，基体金属是指材料（例如合金或复合材料）中的主要成分金属，例如质量分数大于50%的金属元素。不同的基体金属材料的性能也会有一定的差异。极耳连接部212需要与第一极耳241连接，选材和加工时需要考虑与第一极耳241焊接时的焊接工艺要求以及导电性能要求；壳体连接部213需要和壳体22连接，需要考虑作为电池端盖的结构强度要求。通过分别针对极耳连接部212和壳体连接部213的性能要求，合理选择材料类型，可以使极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属不同，这样极耳连接部212能够满足与第一极耳241的可靠连接和过流问题，而壳体连接部213能够满足集流端盖21整体的结构强度要求。

在本申请实施例，通过将极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属设置为不同，可以更好的兼顾极耳连接部212和壳体连接部213不同的连接需求以及集流端盖21整体的强度要求，从而改善了电池单体20的性能和可靠性。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212的基体金属为铜；壳体连接部213的基体金属为铁或铝。

在本申请实施例中，铜具有良好的导电性和耐腐蚀性，在电化学反应过程中，可以起到快速传导电子的作用，极耳连接部212的基体金属为铜，使极耳连接部212与第一极耳241连接时，满足极耳连接部212与第一极耳241的过流能力。基体金属为铜的材料包括纯铜、镀镍铜、镀铁铜、铜镍复合材料、铜铁复合材料等等。

铁是一种常见的材质,其优势在于材料坚固、耐腐蚀、成本低廉，基体金属为铁的材料主要包括各类钢材，例如不锈钢、镀镍钢等等；铝具有坚硬、耐高温以及使用寿命长的性能，基体金属为铝的材料包括铝或铝合金。基体金属为铁或铝的材料的强度相对较高，用作壳体连接部213的可以满足集流端盖21的结构强度要求。

本申请实施例中，通过将极耳连接部212的基体金属为铜，壳体连接部213的基体金属为铁或铝，可以提高集流端盖21的过流能力和结构强度，提高电池单体20的可靠性。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属相同。

在本申请实施例中，集流端盖21的极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属相同意味着二者的材料相近甚至相同，也就是说，在制备集流端盖21时，极耳连接部212与壳体连接部213可以采用同种材料一体成型的，例如集流端盖21可以通过冲压等方式制造。集流端盖21同时起到端盖和集流盘的作用，可以使集流端盖21的结构更加简单，从而简化集流端盖21的生产工艺，并降低集流端盖21的制造成本。在另一些示例中，极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属相同，但是可以通过不同的加工工艺，例如热处理等方式，使得极耳连接部212与壳体连接部213的性能也能够有一些差异，从而满足二者不同的性能需求。

本申请实施例中，将极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属设为相同，可以简化集流端盖21的制备，降低极耳连接部212与壳体连接部213之间连接不可靠的风险。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属为铜。

在本申请实施例中，铜具有良好的导电性,在电化学反应过程中,可以起到快速传导电子的作用，同时，铜还具有较强的耐腐蚀的性能。可以理解的是，极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属为铜并不意味二者的材料完全相同，还可以通过掺杂不同的元素以形成不同的合金或者复合材料的方式，使得二者具有不同的性能。在一些示例中，极耳连接部212可以是铜，壳体连接部213可以铜合金或者铜复合材料，例如镀镍铜。

本申请实施例中，将极耳连接部212和壳体连接部213的基体金属选用铜，可以提高集流端盖21的过流能力和耐腐蚀性，提高电池单体20的可靠性。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212的最大厚度为d₁，壳体连接部213的最小厚度为d₂，并且满足d₁≤d₂。

在本申请实施例中，由于制造工艺以及材质等因素的影响，极耳连接部212以及壳体连接部213都可能会出现厚度不均匀的情况。图11为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图七，如图11所示，第二方向Y与集流端盖21的厚度方向相同，最大厚度为d₁为极耳连接部212的沿第二方向Y的最大尺寸，最小厚度d₂为壳体连接部213沿第二方向Y的最小尺寸，d₁≤d₂意味着壳体连接部213的厚度比极耳连接部212的厚度大。

在本申请实施例中，构件厚度越大，构件的抗弯强度也越大，极耳连接部212的最大厚度d₁要小于或等于壳体连接部213的最小厚度d₂，实际上相当于通过增大壳体连接部213的厚度来增强集流端盖21的整体强度和抗变形能力，同时极耳连接部212的厚度较小有利于减小内阻和集流端盖21的重量，提高电池单体20的性能。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212的最大厚度为d₁，壳体连接部213的最小厚度为d₂，并且满足：0.5≤d₁⁄d₂≤1。

在本申请实施例中，极耳连接部212的最大厚度d₁和壳体连接部213的最小厚度d₂的比值过小，即极耳连接部212的最大厚度d₁相比于壳体连接部213的最小厚度d₂过薄，则集流端盖21的整体结构强度会变弱，电连接后电池单体20产气会导致集流端盖21鼓包甚至变形。而比值过大则会导致不必要的重量增加，不利于电池能量密度的提升。

可选的，d₁⁄d₂可以为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1等。

本申请实施例中，通过控制极耳连接部212的厚度d₁和壳体连接部213的厚度d₂之比在合适的范围内，可以兼顾集流端盖21的结构强度和电池单体20的能量密度，从而提升了电池单体20的性能。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212在第一平面25上的投影面积与集流端盖21在第一平面25的投影面积的比值a满足：0.1≤a≤0.95，其中，第一平面25为与集流端盖21的厚度方向垂直的平面。

在本申请实施例中，集流端盖21为大致平板状结构，第一平面25为与集流端盖21的厚度方向垂直的平面，如图11所示，第一平面25与第二方向Y垂直，与第一方向X平行,第二方向Y与集流端盖21的厚度方向相同。

极耳连接部212在第一平面25上的投影面积为A1，集流端盖21在第一平面25上的投影面积为A2。二者的比值a满足a=A1/A2。a越大，意味着极耳连接部212在集流端盖21中的面积占比越大。由于极耳连接部212更多的要考虑与第一极耳241电连接的可靠性和过流能力，因此，a过大会对集流端盖21的整体强度产生消极影响，而a过小也会对与第一极耳241的连接可靠性和过流能力产生不利影响。

可选的，极耳连接部212在第一平面25上的投影面积与集流端盖21在第一平面25的投影面积的比值a可以为0.1、0.3、0.5、0.7或0.95等。

本申请实施例中，将极耳连接部212在第一平面25上的投影面积与集流端盖21在第一平面25上的投影面积的比值a限定在合适的范围内能够更好的兼顾集流端盖21与第一极耳241的连接可靠性和过流能力，以及整体的结构强度，提高集流端盖21的可靠性。

根据本申请的一些实施例，极耳连接部212在第一平面25上的投影面积与集流端盖21在第一平面25上的投影面积的比值a满足：0.4≤a≤0.6。

可选的，极耳连接部212在第一平面25上的投影面积与集流端盖21在第一平面25上的投影面积的比值a可以为0.4、0.5或0.6等。

本申请实施例中，通过将极耳连接部212与集流端盖21的面积之比a设置在0.4到0.6之间，使得集流端盖21的过流能力、连接可靠性以及结构强度等各方面的能力更均匀。

根据本申请的一些实施例，集流端盖21还包括结构加强部2133，结构加强部2133位于壳体连接部213靠近壳体22的一端，沿集流端盖21的厚度方向，结构加强部2133的最大尺寸d₃大于壳体连接部213的最大厚度d₄。

在本申请实施例中，结构加强部2133可以与壳体连接部213一体成型，甚至与极耳连接部212也可以是一体成型，在后期通过加工方式形成不同的厚度或结构形式。也可以是单独制作结构加强部2133并与壳体连接部213连接后得到完整的集流端盖21。

结构加强部2133可以通过对集流端盖21的局部位置进行增厚的方式实现。示例性的，图12为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图八，如图12所示，集流端盖21的壳体连接部213的外围设置有结构加强部2133，沿与集流端盖21的厚度方向相同的第二方向Y，结构加强部2133的最大尺寸d₃大于壳体连接部213的最大厚度d₄。

图13为本申请一些实施例的集流端盖21的结构示意图九。如图13所示，可以理解的是，结构加强部2133的最大尺寸d₃可以是局部位置的尺寸，可以允许结构加强部2133还同时存在沿第二方向Y的尺寸小于壳体连接部213的最大厚度d₄的情形。结构加强部2133可以是在板状结构上冲压形成的一个或多个褶皱，其中，沿第二方向Y的最大尺寸d₃大于壳体连接部213的最大厚度d₄。

本申请实施例中，通过在壳体连接部213增加结构加强部2133，可以增加集流端盖21的整体强度，提高集流端盖21的抗变形能力，不仅有利于连接时的安装定位和焊接定位，也有利于提高电池单体20的结构可靠性。

根据本申请的一些实施例，结构加强部2133包括至少一个第三凸起2134，第三凸起2134相对于壳体连接部213向远离电极组件23的方向凸出或相对于壳体连接部213向靠近电极组件23的方向凸出。

在本申请实施例中，结构加强部2133还可以通过在集流端盖21上设置凸起的方式实现。

示例性的，如图13所示，结构加强部2133可以包括第三凸起2134，第三凸起2134相对于壳体连接部213向远离电极组件23的方向凸出，第三凸起2134的数量可以是一个，也可以是多个，第三凸起2134的形状可以是任意的，本实施例在此不作限制。在另一些示例中，第三凸起2134还可以靠近电极组件23的方向凸出。

本申请实施例中，通过设置第三凸起2134的方式形成结构加强部2133，可以简化结构加强部2133的结构形式，有利于加工制造，并在提供强度支持的同时减少不必要的重量增加。

根据本申请的一些实施例，第三凸起2134在第一平面25上的投影为环形，其中，第一平面25为与集流端盖21的厚度方向垂直的平面。

在一些示例中，图14为图13的俯视图，如图14所示，集流端盖21可以为圆形端盖，第三凸起2134可以沿壳体连接部213的外周连续布置形成环形的加强部，可以进一步增加集流端盖21的结构强度。

根据本申请的一些实施例，第三凸起2134的数量为多个，并沿第一方向X间隔设置，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

在本申请实施例中，相邻两个第三凸起2134之间的间隔的距离可以相同，也可以不同，本实施例在此不作限制。

本申请实施例中，通过沿集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向X设置多个第三凸起2134，相比于整体厚度增加，能够更有效地兼顾强度要求和能量密度要求，提升电池单体20的整体性能。

根据本申请的一些实施例，如图11所示，极耳连接部212在第一平面25上的投影面积A1与集流端盖21在第一平面25上的投影面积A2之比为a，极耳连接部212沿集流端盖21的厚度方向的最小厚度为d₀，其中，0.05≤d₀/a≤40，其中第一平面25为与集流端盖21的厚度方向垂直的平面。

在本申请实施例中，极耳连接部212与第一极耳241连接的焊印区域可以作为一个结构相对较弱的区域在电池单体20内部压力到达一定预设阈值时发生破裂，从而起到一个防爆阀的作用。同时，由于制造工艺的影响，极耳连接部212沿与集流端盖21的厚度方向相同的第二方向Y的厚度有一定的变化。

极耳连接部212在第一平面25上的投影面积A1与集流端盖21在第一平面25上的投影面积A2之比a，与极耳连接部212沿与集流端盖21的厚度方向相同的第二方向Y的最小厚度d₀均会影响到电池单体20中极耳连接部212所在区域作为防爆阀开阀的强度。具体而言，极耳连接部212沿集流端盖21的厚度方向的最小厚度d₀过大或极耳连接部212在第一平面25上的投影面积A1与集流端盖21在第一平面25上的投影总面积A2之比a过小，会导致防爆阀强度过高，难以在热失控、电池单体20内部气压过大等恶劣条件下及时开阀，导致壳体22发生破裂等情况。极耳连接部212沿集流端盖21的厚度方向的最小厚度d₀过小或极耳连接部212在第一平面25上的投影面积A1与集流端盖21在第一平面25上的投影总面积A2之比a过大，会导致防爆阀强度过低，在电池单体20生产、使用过程中会因其他外力作用而不受控地发生防爆阀开阀的意外现象，导致电池单体20漏液、电连接异常等情况。可选的，d₀/a的取值可以为0.05、0.1、1、5、10、20或40等。

在一些实施例中，集流端盖21还包括至少一个泄压部，泄压部被配置用于在电池单体20的容纳腔内压力大于或等于预设阈值时泄压。示例性的，图15为本申请另一些实施例的集流端盖的俯视图，如图15所示，泄压部可以是刻痕，刻痕位于集流端盖21面向电极组件23的第一表面和背向电极组件23的第二表面中的至少一者，刻痕所在位置的厚度小于刻痕周围的厚度。

本申请实施例中，通过将极耳连接部212在第一平面25上的投影面积A1与集流端盖21在第一平面25上的投影面积A2之比a，与极耳连接部212沿集流端盖21的厚度方向的最小厚度d₀之比设置在0.05到40之间，可以使极耳连接部212所在区域作为防爆阀具有合适的开阀强度，从而实现更稳定可靠的开阀泄压，提升了电池单体20的可靠性。

根据本申请的一些实施例，d₀/a的取值满足：0.8≤d₀/a≤1.6。

可选的，d₀/a的取值可以为0.8、1.0、1.2、1.5或1.6等。

本申请实施例中，通过将极耳连接部212在第一平面25上的投影面积A1与集流端盖21在第一平面25上的投影面积A2之比a，与极耳连接部212沿集流端盖21的厚度方向的最小厚度d₀之比设置在0.8到1.6之间，可以使得电池单体20的防爆阀开阀的强度在更加合适的范围内，从而提高了电池单体20的可靠性。

根据本申请的一些实施例，图16为本申请一些实施例的另一种电池单体的结构示意图，如图16所示，壳体22包括远离开口的端壁，端壁设有第二通孔，电极组件23还包括靠近端壁的第二极耳242，第二极耳242与第一极耳241的极性不同，电池单体20还包括电极端子211，电极端子211穿设于第二通孔并与第二极耳242电连接。

在本申请实施例中，电极端子211为用于输出电池单体20的电能的输出部件，例如极柱，电极端子211的数量可以是一个。示例性的，第一极耳241为负极极耳，第二极耳242为正极极耳。

本申请实施例中，通过电极端子211穿设于第二通孔并与第二极耳242电连接，集流端盖21与第一极耳241电连接，且集流端盖21实现了集流盘与端盖的一体化设计，可以在电池装配前就实现集流盘与端盖之间可靠的电连接，降低电池单体装配时的虚焊风险，从而提高了电池单体20的可靠性。

图17为本申请一些实施例的电池单体的制造方法的流程图。如图17所示，电池单体的制造方法包括：

步骤S1710：分别提供一电极组件、壳体和集流端盖，电极组件包括第一极耳，壳体形成有容纳腔和位于容纳腔一端的开口，集流端盖包括相连的极耳连接部和壳体连接部。

步骤S1720：将电极组件放入壳体的容纳腔内。

步骤S1730：将集流端盖的极耳连接部与电极组件的第一极耳焊接连接。

步骤S1740：将集流端盖的壳体连接部与壳体焊接连接。

在本申请实施例中，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。

电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。壳体形成的容纳腔内可以包括一个或多个电极组件。集流端盖是指盖合于壳体的开口处以将电池单体的容纳腔隔绝于外部环境的部件。不限地，集流端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。

在本申请实施例中，集流端盖包括相连的极耳连接部和壳体连接部，极耳连接部与第一极耳相连，其作用相当于集流盘；壳体连接部位于极耳连接部靠近壳体的一侧并与壳体连接，以使得集流端盖作为端盖封闭壳体的开口；也就是说，集流端盖同时结合了集流盘与端盖的作用，集流端盖为集流盘与端盖的一体化结构。极耳连接部与壳体连接部之间可以是一体成型的，也可以是分体制造后再固定连接到一起的。

在本申请实施例中，将电极组件放入壳体的容纳腔内，集流端盖可以先将极耳连接部与第一极耳焊接连接，再将壳体连接部与壳体焊接连接，例如激光焊接或摩擦焊接等。

本申请实施例中，在电池单体的装配工序中，集流端盖作为单独的来料零件，在与第一极耳和壳体焊接之前就已经实现极耳连接部和壳体连接部之间的可靠连接，可以简化电池单体装配时的焊接工序，而且可以降低虚焊的风险，提高了电池单体的可靠性。

根据本申请的一些实施例，前述步骤S1730包括：将集流端盖布置在壳体的开口处，以使极耳连接部抵接第一极耳；将激光自集流端盖远离电极组件的一侧射出并穿透极耳连接部以使极耳连接部与第一极耳焊接连接。

在本申请实施例中，由于电极组件是位于壳体内部的容纳腔内，对应的第一极耳也是位于壳体的内部，将集流端盖布置在壳体的开口处时极耳连接部可以抵接第一极耳，采用激光焊接即可实现极耳连接部与第一极耳焊接连接。具体的，通过激光辐射加热极耳连接部与第一极耳，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使激光穿透极耳连接部并熔化第一极耳，从而使极耳连接部与第一极耳焊接连接。

本申请实施例中，将集流端盖布置在壳体的开口处，以使极耳连接部抵接第一极耳，并将激光自集流端盖远离电极组件的一侧射出并穿透极耳连接部以使极耳连接部与第一极耳焊接连接，进一步简化了电池单体的焊接工序。

本申请实施例提供了一种电池100，电池100包括上述实施例中的电池单体20。

通过采用本申请实施例中的电池单体20，可以减少使用穿透焊带来的集流盘与端盖之间的虚焊概率，提高电池单体20安全性和可靠性。

本申请实施例提供了一种用电装置，用电装置包括上述实施例中的电池100，电池100用于提供电能。

下面通过一个具体实施例对本申请的技术方案做进一步说明，如图1至图15所示，

电池单体20包括电极组件23、壳体22和集流端盖21。电极组件23包括第一极耳241；壳体22，形成有容纳腔和位于容纳腔一端的开口，容纳腔用于容纳电极组件23；集流端盖21，与壳体22连接以封闭开口，集流端盖21包括相连的极耳连接部212和壳体连接部213，其中，极耳连接部212与第一极耳241连接，壳体连接部213与壳体22连接。极耳连接部212与第一极耳241焊接并形成焊接区域Q，焊接区域Q在集流端盖21上投影与壳体连接部213错开设置。

壳体22包括远离开口的端壁，端壁设有第二通孔，电极组件23还包括靠近端壁的第二极耳242，第二极耳242与第一极耳241的极性不同，电池单体20还包括电极端子211，电极端子211穿设于第二通孔并与第二极耳242电连接。

极耳连接部212的断裂延伸率小于壳体连接部213的断裂延伸率，壳体连接部213的断裂延伸率与极耳连接部212的断裂延伸率的比值S满足1.1≤S≤2.2，极耳连接部212的断裂延伸率S₁满足0.2≤S₁≤0.3，壳体连接部213的断裂延伸率S₂满足0.35≤S₂≤0.45。

极耳连接部212包括第一主体2121和与第一主体2121连接并沿第一主体2121外边缘设置的第一连接部2122；壳体连接部213包括第二连接部2131和第一通孔，第一主体2121在壳体连接部213上的正投影位于第一通孔内，第一连接部2122与第二连接部2131焊接连接。

在一些实施例中，第一连接部2122包括向远离或靠近电极组件23的方向延伸的第一凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二连接部2131抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

在一些实施例中，第二连接部2131包括向远离或靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第二凸起与第一连接部2122抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

在一些实施例中，第一连接部2122包括向远离电极组件23的方向延伸的第一凸起，第二连接部2131包括向靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二凸起抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向；或者，第一连接部2122包括向靠近电极组件23的方向延伸的第二凸起，沿第一方向X，第一凸起与第二凸起抵接，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

在一些实施例中，极耳连接部212为平板状，且第一连接部2122在壳体连接部213上的正投影与第二连接部2131至少部分交叠。极耳连接部212面向电极组件23的一侧与壳体连接部213面向电极组件23的一侧表面平齐。

极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属不同，例如极耳连接部212的基体金属为铜，壳体连接部213的基体金属为铁或铝；或者极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属相同，例如极耳连接部212与壳体连接部213的基体金属为铜。

极耳连接部212的最大厚度为d₁，壳体连接部213的最小厚度为d₂，并且满足d₁≤d₂，0.5≤d₁⁄d₂≤1。

极耳连接部212在第一平面25上的投影面积与集流端盖21在第一平面25上的投影面积的比值a满足：0.4≤a≤0.6，其中，第一平面25为与集流端盖21的厚度方向垂直的平面。

集流端盖21还包括结构加强部2133，结构加强部2133位于壳体连接部213靠近壳体22的一端，沿集流端盖21的厚度方向，结构加强部2133的最大尺寸d₃大于壳体连接部213的最大厚度d₄。结构加强部2133包括至少一个第三凸起2134，第三凸起2134相对于壳体连接部213向远离电极组件23的方向凸出或相对于壳体连接部213向靠近电极组件23的方向凸出。第三凸起2134在第一平面25上的投影为环形。第三凸起2134的数量为多个，并沿第一方向X间隔设置，第一方向X为集流端盖21中心指向集流端盖21边缘的方向。

极耳连接部212在第一平面25上的投影面积与集流端盖21在第一平面25上的投影面积之比为a，极耳连接部212沿集流端盖21的厚度方向的最小厚度为d₀，其中，0.05≤d₀/a≤40，其中第一平面25为与集流端盖21的厚度方向垂直的平面。d₀/a的取值满足：0.8≤d₀/a≤1.6。

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 (27)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

电极组件，包括第一极耳；

壳体，形成有容纳腔和位于所述容纳腔一端的开口，所述容纳腔用于容纳所述电极组件；

集流端盖，与所述壳体连接以封闭所述开口，所述集流端盖包括相连的极耳连接部和壳体连接部，所述极耳连接部与所述第一极耳连接，所述壳体连接部与所述壳体连接，所述极耳连接部所在的区域作为防爆阀，所述极耳连接部在第一平面上的投影面积与所述集流端盖在第一平面上的投影面积之比为a，所述极耳连接部沿所述集流端盖的厚度方向的最小厚度为d₀，0.05≤d₀/a≤40，其中，所述第一平面为与所述集流端盖的厚度方向垂直的平面；

其中，所述极耳连接部与所述第一极耳焊接并形成焊接区域，所述焊接区域在所述集流端盖上的投影与所述壳体连接部错开设置，所述极耳连接部的断裂延伸率小于所述壳体连接部的断裂延伸率。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述壳体连接部的断裂延伸率与所述极耳连接部的断裂延伸率的比值S满足1.1≤S≤2.2。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部的断裂延伸率S₁满足0.2≤S₁≤0.3，所述壳体连接部的断裂延伸率S₂满足0.35≤S₂≤0.45。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部包括第一主体和与所述第一主体连接并沿所述第一主体外边缘设置的第一连接部；

所述壳体连接部包括第二连接部和第一通孔，所述第一主体在所述壳体连接部上的正投影位于所述第一通孔内，所述第一连接部与所述第二连接部焊接连接。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第一连接部包括向远离或靠近所述电极组件的方向延伸的第一凸起，沿第一方向，所述第一凸起与所述第二连接部抵接，所述第一方向为所述集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。

6.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第二连接部包括向远离或靠近所述电极组件的方向延伸的第二凸起，沿第一方向，所述第二凸起与所述第一连接部抵接，所述第一方向为所述集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。

7.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，

所述第一连接部包括向远离所述电极组件的方向延伸的第一凸起，所述第二连接部包括向靠近所述电极组件的方向延伸的第二凸起，沿第一方向，所述第一凸起与所述第二凸起抵接，所述第一方向为集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向；或者，所述第一连接部包括向靠近所述电极组件的方向延伸的第二凸起，沿第一方向，所述第一凸起与所述第二凸起抵接，所述第一方向为所述集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。

8.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部为平板状，且所述第一连接部在所述壳体连接部上的正投影与所述第二连接部至少部分交叠。

9.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部面向所述电极组件的一侧与所述壳体连接部面向所述电极组件的一侧表面平齐。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部与所述壳体连接部的基体金属不同。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部的基体金属为铜；所述壳体连接部的基体金属为铁或铝。

12.根据权利要求1-9中任一项所述电池单体，其特征在于，所述极耳连接部与所述壳体连接部的基体金属相同。

13.根据权利要求12所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部与所述壳体连接部的基体金属为铜。

14.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部的最大厚度为d₁，所述壳体连接部的最小厚度为d₂，并且满足d₁≤d₂。

15.根据权利要求14所述的电池单体，其特征在于，所述极耳连接部的最大厚度为d₁，所述壳体连接部的最小厚度为d₂，并且满足：0.5≤d₁⁄d₂≤1。

16.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部在第一平面上的投影面积与所述集流端盖在第一平面上的投影面积的比值满足：0.1≤a≤0.95，其中，所述第一平面为与所述集流端盖的厚度方向垂直的平面。

17.根据权利要求16所述的电池单体，其特征在于，

所述极耳连接部在第一平面上的投影面积与所述集流端盖在第一平面上的投影面积的比值a满足：0.4≤a≤0.6。

18.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述集流端盖还包括结构加强部，所述结构加强部位于所述壳体连接部靠近所述壳体的一端，沿所述集流端盖的厚度方向，所述结构加强部的最大尺寸大于所述壳体连接部的最大厚度。

19.根据权利要求18所述的电池单体，其特征在于，

所述结构加强部包括至少一个第三凸起，所述第三凸起相对于所述壳体连接部向远离电极组件的方向凸出或相对于所述壳体连接部向靠近所述电极组件的方向凸出。

20.根据权利要求19所述的电池单体，其特征在于，

所述第三凸起在第一平面上的投影为环形，其中，所述第一平面为与所述集流端盖的厚度方向垂直的平面。

21.根据权利要求19所述的电池单体，其特征在于，

所述第三凸起的数量为多个，并沿第一方向间隔设置，所述第一方向为集流端盖中心指向集流端盖边缘的方向。

22.根据权利要求1至9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

d₀/a的取值满足：0.8≤d₀/a≤1.6。

23.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述壳体包括远离所述开口的端壁，所述端壁设有第二通孔，

所述电极组件还包括靠近所述端壁的第二极耳，所述第二极耳与所述第一极耳的极性不同，

所述电池单体还包括电极端子，所述电极端子穿设于所述第二通孔并与所述第二极耳电连接。

24.一种电池单体的制造方法，其特征在于，包括：

分别提供一电极组件、壳体和集流端盖，所述电极组件包括第一极耳，所述壳体形成有容纳腔和位于所述容纳腔一端的开口，所述集流端盖包括相连的极耳连接部和壳体连接部；

将所述电极组件放入所述壳体的容纳腔内；

将所述集流端盖的极耳连接部与所述电极组件的第一极耳焊接连接，所述极耳连接部所在的区域作为防爆阀，所述极耳连接部在第一平面上的投影面积与所述集流端盖在第一平面上的投影面积之比为a，所述极耳连接部沿所述集流端盖的厚度方向的最小厚度为d₀，0.05≤d₀/a≤40，其中，所述第一平面为与所述集流端盖的厚度方向垂直的平面；

将所述集流端盖的壳体连接部与所述壳体焊接连接；

其中，所述极耳连接部与所述第一极耳焊接并形成焊接区域，所述焊接区域在所述集流端盖上的投影与所述壳体连接部错开设置，所述极耳连接部的断裂延伸率小于所述壳体连接部的断裂延伸率。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述将所述集流端盖的极耳连接部与所述电极组件的第一极耳焊接连接包括：

将所述集流端盖布置在所述壳体的开口处，以使所述极耳连接部抵接所述第一极耳；

将激光自所述集流端盖远离所述电极组件的一侧射出并穿透所述极耳连接部以使所述极耳连接部与所述第一极耳焊接连接。

26.一种电池，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。

27.一种用电装置，其特征在于，

所述用电装置包括如权利要求26所述的电池，所述电池用于提供电能。