CN117296194A - 电池单体、电池模组、电池和用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池单体、电池模组、电池和用电装置。电池单体包括：外壳；第一电极组件组和第二电极组件组，容纳于所述外壳内，所述第一电极组件组和所述第二电极组件组沿第一方向排列，所述第一电极组件组和所述第二电极组件组分别包括至少一个电极组件，所述第一电极组件组的电极端子与所述第二电极组件组的电极端子分别位于所述外壳的沿所述第一方向相对设置的两个壁上。该电池单体可以有效地提高电池单体的能量密度。
Description
本申请要求于2022年03月18日提交中国国家知识产权局、申请号为PCT/CN2022/081730、申请名称为“电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置”的PCT专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池模组、电池和用电装置。
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，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。而对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
随着电池技术的发展，电池的能量密度越来越受到重视，尤其是电池中的电池单体的能量密度，能够直接影响到电池的能量密度。因此，如何提高电池单体的能量密度，仍然是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种电池单体、电池模组、电池和用电装置，可以有效地提高电池单体的能量密度。
第一方面，提供了一种电池单体，包括：外壳；第一电极组件组和第二电极组件组，容纳于所述外壳内，所述第一电极组件组和所述第二电极组件组沿第一方向排列，所述第一电极组件组和所述第二电极组件组分别包括至少一个电极组件，所述第一电极组件组的电极端子与所述第二电极组件组的电极端子分别位于所述外壳的沿所述第一方向相对设置的两个壁上。
相比于第一电极组件组和第二电极组件组分别单独容纳于一个外壳中并沿第一方向排列，本申请实施例提供的电池单体可以节省电池单体底部的外壳所占用的空间，提高电池单体的能量密度。同时，考虑到电池可以包括多个电池单体，利用本申请实施例提供的电池单体形成电池时，可以以数量更少的电池单体来提供相同的能量，这样也可以减少电池箱体中用于固定电池单体的结构，从而能够进一步提高电池的能量密度。在同样的电池模组的尺寸设计下，相比于采用传统的电池单体得到的电池模组， 采用本申请实施例提供的电池单体得到的电池模组的体积利用率和能量密度能够提高7％。
另外，第一电极组件组和第二电极组件组分别对应于一对电极端子，可以保证电池单体中多组电极组件的工作互不影响，即使其中一组电极组件出现异常，另一组电极组件也能够正常工作。同时，通过在第一方向上排列两组独立工作的电极组件，可以在第一方向增加电池单体的尺寸，同时避免仅增加电极组件的高度而导致的内阻增加。
进一步地，本申请实施例可以在不影响电池单体性能的情况下，根据用电设备为电池预留的空间来设计电池单体的大小，可以最大限度地提高电池单体的能量密度，同时提高生产效率，降低生产成本。
在一些实施例中，所述第一电极组件组包括多个第一电极组件子组，所述第一电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第一电极组件子组沿第二方向排列为一列，每个所述第一电极组件子组与一对电极端子连接，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第二电极组件组包括多个第二电极组件子组，所述第二电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第二电极组件子组沿所述第二方向排列为一列，每个所述第二电极组件子组与一对电极端子连接。
通过设置多个电极组件子组，可以将多个电极组件容纳于同一外壳中，相比于每个电极组件分别单独容纳于一个外壳的电池单体，本申请实施例提供的电池单体可以进一步减少外壳占用的空间，提高电池单体的能量密度。在利用本申请实施例提供的电池单体形成电池时，也可以进一步地以数量更少的电池单体来提供相同的能量，从而减少电池箱体中用于固定电池单体的结构，进一步提高电池的能量密度。
在一些实施例中，所述第一电极组件组包括多个第一电极组件子组，所述第一电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第一电极组件子组沿所述第二方向和第三方向排列为阵列，每个所述第一电极组件子组与一对电极端子连接，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直；所述第二电极组件组包括多个第二电极组件子组，所述第二电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第二电极组件子组沿所述第二方向和第三方向排列为阵列，每个所述第二电极组件子组与一对电极端子连接。
在第二方向和第三方向上设置多个电极组件子组，可以在多个方向上进一步减少外壳占用的空间，提高电池单体的能量密度。在利用本申请实施例提供的电池单体形成电池时，也可以进一步地以数量更少的电池单体来提供相同的能量，从而减少电池箱体中用于固定电池单体的结构，进一步提高电池的能量密度。
在一些实施例中，所述第一电极组件组包括多个沿第二方向排列的电极组件，所述第一电极组件组中的多个所述电极组件与一对电极端子连接，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第二电极组件组包括多个沿第二方向排列的电极组件，所述第二电极组件组中的多个所述电极组件与一对电极端子连接。
相比于多个电极组件分别容纳于不同外壳的情况，在电池单体的外壳中容纳多个电极组件可以减少外壳占用的空间，提高电池单体的能量密度。同时，同一电极组 件组中的多个电极组件连接于同一对电极端子，可以提高电池单体能够提供的最大电能，有利于满足用户对大容量电池的需求。
在一些实施例中，所述外壳包括沿所述第一方向两端开口的壳体和两个第一壁，两个所述第一壁分别设置于所述壳体的沿所述第一方向的两端，用于盖合所述壳体，所述第一壁垂直于所述第一方向，所述第一电极组件组的电极端子与所述第二电极组件组的电极端子分别设置于两个所述第一壁。
沿第一方向两端开口的壳体可以便于将两个电极组件组分别从壳体的两端放入壳体，这样可以提高生产效率。同时在沿第一方向的两端的两个第一壁上分别设置电极端子，可以使得两个电极组件组能够独立工作且互不干扰，即使其中一组电极组件出现异常，也能够保证另一组电极组件的正常工作。
在一些实施例中，所述电极组件包括极耳，所述极耳设置于所述电极组件在所述第一方向上的端部，与所述第一壁上的所述电极端子连接。
在同一组电极组件组中，电极组件的极耳与电极端子设置于第一方向的同一端，这样有利于极耳与电极端子的连接，从而使得电极组件产生的电能能够同过电极端子引出，以提供给用电设备。
在一些实施例中，所述第一壁上设置有泄压机构。
在第一壁上设置泄压机构能够在电池单体内部压力或温度达到阈值时快速释放内部压力，保证电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述电极组件包括极耳，所述极耳设置于所述电极组件在第三方向上的两端，与所述第一壁上的所述电极端子连接，所述第三方向垂直于所述第一方向。
对于极耳设置于电极组件在第三方向上的两端的电池单体结构，也可以通过将电极组件沿第一方向排列，并与第一方向两端的电极端子连接，来实现能量密度的提高。
在一些实施例中，所述壳体包括第二壁，所述第二壁垂直于所述第三方向，所述第二壁上设置有泄压机构。
对于极耳设置于电极组件在第三方向上的两端的电池单体结构，在第二壁上设置泄压机构更有利于电池单体内部的高温高压物质的排出，保证电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述第一电极组件组与所述第二电极组件组之间相互接触的表面绝缘。
这样可以保证第一电极组件组与第二电极组件组的独立工作不受干扰，减少电池单体内部短路的风险，保证电池单体的安全性能。
在一些实施例中，所述第一电极组件组与所述第二电极组件组之间设置有第一绝缘构件。
第一绝缘构件能够使得第一电极组件组和第二电极组件组之间绝缘隔开，即使是在电池单体受到外部冲击的情况下，第一绝缘构件也能够保证两者之间的绝缘性能，减少电池单体内部短路的风险，保证电池单体的安全性能。
在一些实施例中，所述第一绝缘构件上设置有通孔，所述通孔用于连通所述第 一电极组件组的容纳空间与所述第二电极组件组的容纳空间。
第一绝缘构件上的通孔有助于第一电极组件组的容纳空间与第二电极组件组的容纳空间中的电解液的流通，保证第一电极组件组和第二电极组件组在电解液中的浸润程度一致，从而提高电池单体提供电能的稳定性。
在一些实施例中，所述第一电极组件组与所述外壳之间设置有第二绝缘构件，所述第二绝缘构件覆盖至少部分所述第一电极组件组；所述第二电极组件组与所述外壳之间设置有第三绝缘构件，所述第三绝缘构件覆盖至少部分所述第二电极组件组。
第二绝缘构件和第三绝缘构件的设置可以提高第一电极组件组和第二电极组件组与外壳之间的绝缘性能，避免金属外壳漏电而造成的安全隐患，保证电池的安全性能。
在一些实施例中，所述第二绝缘构件和所述第三绝缘构件与所述第一绝缘构件连接。
这样能够进一步加强电极组件组的边缘处的绝缘处理，避免第一电极组件组和第二电极组件组的边缘处相互接触而导致的短路问题。尤其是在电池单体受到外界冲击时，与第一绝缘构件连接的第二绝缘构件和第三绝缘构件可以减少第一绝缘构件的晃动，降低第一绝缘构件失效的风险，从而提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述电池单体在第一方向上的尺寸与在第三方向上的尺寸之比大于或等于2，所述第三方向垂直于所述第一方向。
这种设计可以使得电池单体的容量最大化的同时，提高电池单体的能量密度。
第二方面，提供了一种电池模组，包括上述任一实施例所述的电池单体。
第三方面，提供了一种电池，包括上述任一实施例所述的电池模组。
第四方面，提供了一种用电装置，包括包括上述任一实施例所述的电池，所述电池用于为所述用电装置提供电能。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种电池的分解结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一些电池单体的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的一种电池单体的分解结构示意图。
图5是图3示出的电池单体在第一方向上的示意图。
图6是图5示出的电池单体沿A-A方向的剖面图。
图7是本申请实施例提供的另一种电池单体的分解结构示意图。
图8是本申请实施例提供的另一种电池单体的分解结构示意图。
图9是本申请实施例提供的另一种电池单体的分解结构示意图。
图10是本申请实施例提供的另一种电池单体的分解结构示意图。
图11是图10示出的电池单体的剖面示意图。
图12是本申请实施例提供的另一种电池单体的剖面示意图。
图13是本申请实施例提供的另一种电池单体的整体结构示意图。
图14是本申请实施例提供的另一种电池单体的分解结构示意图。
图15是本申请实施例提供的另一种电池单体的整体结构示意图。
图16是本申请实施例提供的另一种电池单体的分解结构示意图。
图17是本申请实施例提供的另一种电池单体的分解结构示意图。
图18是本申请实施例提供的一种绝缘构件的结构示意图。
图19是本申请实施例提供的一种电池模组的结构示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
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，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。
本申请中出现的“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，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
为了满足不同的电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。可选地，多个电池单体可以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组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。电池再进一步设置于用电设备中，为用电设备提供电能。
随着电池技术的发展，用电设备对电池容量的需求越来越高，为了满足这种需求，在电池单体的容量一定的情况下，通常会将尽可能多的电池单体组成电池，以提高电池容量。然而，电池箱体中包括的电池单体越多，电池单体的壳体在电池箱体中占用的空间就越多，箱体内部用于固定电池单体的固定结构也越多，这样就导致电池的能量密度较低。同时，一个电池中包括的电池单体越多，电池箱体的尺寸就越大，就越难以与用电设备中为电池预留的空间相匹配。
鉴于此，本申请提供了一种电池单体，该电池单体的外壳内容纳有沿第一方向排列的第一电极组件组和第二电极组件组，每个电极组件组的电极端子分别设置于该方向上的两端，使得第一电极组件组和第二电极组件组能够单独工作。相比于第一电极组件组和第二电极组件组分别单独容纳于一个外壳中并沿第一方向排列，本申请实施例提供的电池单体至少可以节省电池单体底部的外壳所占用的空间，提高电池单体的能量密度。同时，考虑到电池可以包括多个电池单体，利用本申请实施例提供的电池单体形成电池时，可以以数量更少的电池单体来提供相同的能量，这样也可以减少电池箱体中用于固定电池单体的结构，从而能够进一步提高电池的能量密度。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种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。
例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，车辆1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1的内部可以设置马达40，控制器30以及电池10，控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1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10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。可选地，多个电池单体可以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组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。
例如，图2示出了本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图，电池10可以包括至少一个电池模块100。电池模块100包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体11，箱体11内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体11内。图2示出了本申请实施例的箱体11的一种可能的实现方式，如图2所示，箱体11可以包括两部分，这里分别称为第一箱体部分111和第二箱体部分112，第一箱体部分111和第二箱体部分112扣合在一起。第一箱体部分111和第二箱体部分112的形状可以根据电池模块100组合的形状而定，第一箱体部分111和第二箱体部分112中至少一个具有一个开口。例如，如图2所示，该第一箱体部分111和第二箱体部分112均可以为中空长方体 且各自只有一个面为开口面，第一箱体部分111的开口和第二箱体部分112的开口相对设置，并且第一箱体部分111和第二箱体部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体11。
再例如，不同于图2所示，第一箱体部分111和第二箱体部分112中可以仅有一个为具有开口的中空长方体，而另一个为板状，以盖合开口。例如，这里以第二箱体部分112为中空长方体且只有一个面为开口面，第一箱体部分111为板状为例，那么第一箱体部分111盖合在第二箱体部分112的开口处以形成具有封闭腔室的箱体11，该腔室可以用于容纳多个电池单体20。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体部分111和第二箱体部分112扣合后形成的箱体11内。
可选地，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20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20的电极端子实现电池单体20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20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体11而引出。
根据不同的电力需求，电池模块100中的电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体20的数量可能较多，为了便于安装，将电池单体20分组设置，每组电池单体20组成电池模块100。电池模块100中包括的电池单体20的数量不限，可以根据需求设置。
电池10可以包括多个电池模块100，这些电池模块100可通过串联、并联或混联的方式进行连接。
图3至图6示出了本申请提供的一种电池单体20的结构示意图，该电池单体20包括外壳210、第一电极组件组220和第二电极组件组230。第一电极组件组220和第二电极组件组230，容纳于外壳210内，第一电极组件组220和第二电极组件组230沿第一方向H排列，第一电极组件组220和第二电极组件组230分别包括至少一个电极组件，第一电极组件组220的电极端子240与第二电极组件组230的电极端子240分别位于外壳210的沿第一方向H相对设置的两个壁上。
如图3和图4所示，外壳210具有中空结构，用于容纳电池单体20中用于产生电能的必要组件，例如电极组件222、电解液等。电池单体20中发生的电化学反应通常在外壳210内进行，并由外壳210上设置的电极端子240将电池单体20内部产生的电能导出。另外，外壳210上还可以设置有泄压机构250，以增强电池单体20的安全性能。
在本申请提供的电池单体20中，外壳210内容纳有第一电极组件组220和第二电极组件组230。第一电极组件组220和第二电极组件组230沿第一方向H排列，分别包括至少一个电极组件。电极端子240朝向第一方向H的一端的所有电极组件222为第一电极组件组220，电极端子240朝向第一方向H的另一端的所有电极组件222为第二电极组件组230。从图3和图4中可以看出，第一电极组件组220和第二电极组件组230的排列方向与这两个电极组件组的电极端子240在外壳210上设置的方向为同一方 向。图3示出了几种可能的电池单体20，例如，图3中的(a)示出的是第一方向H垂直于外壳210中用于盖合壳体的壁的情况，第一电极组件组220和第二电极组件组230沿第一方向H排列，电极端子240设置于电池单体20的外壳210中用于盖合壳体的两个壁上。再例如，图3中的(b)示出的是第一方向H垂直于电池单体20的侧壁的情况，第一电极组件组220和第二电极组件组230沿第一方向H排列，电极端子240设置于侧壁上。其中，侧壁垂直于外壳210中盖合壳体的壁。第一方向H可以是电池单体20的宽度方向，也可以是电池单体20的厚度方向，则侧壁可以垂直于电池单体20的宽度方向，也可以垂直于电池单体20的厚度方向。当侧壁为垂直于电池单体20宽度方向的壁时，电极端子240设置于如图3中的(b)所示的相对设置的两个壁上。当侧壁为垂直于电池单体20厚度方向的壁时，该侧壁为电池单体20上面积最大的壁，也可以称为电池单体20的大面，则如图3中的(c)所示，第一电极组件组220和第二电极组件组230沿第一方向H排列，电极端子240可以设置于电池单体20的外壳210中相对设置的两个大面上。也就是说，本申请实施例对第一方向H不作限定，第一方向H可以是电池单体20的厚度方向、长度方向和宽度方向中的任一个方向，本申请实施例仅以图3中的(a)示出的电池单体为例进行说明，应理解，图3中的(b)和(c)示出的电池单体也同样适用本申请的方案。
在一种可能的实施方式中，第一电极组件组220和第二电极组件组230可以是相同的两组电极组件。以第一电极组件组220为例，第一电极组件组220中的至少一个电极组件可以对应于一对电极端子240，也可以对应多对电极端子240。例如，第一电极组件组220包括一个电极组件时，该电极组件可以对应于一对极性相反的电极端子240；第一电极组件组220包括两个电极组件时，这两个电极组件可以对应于同一对极性相反的电极端子240，也可以分别对应于一对极性相反的电极端子240；第一电极组件组220包括两个以上电极组件222时，第一电极组件组220中的每个电极组件可以分别对应于一对极性相反的电极端子240，也可以将这些电极组件222分成几个子组，每个子组分别对应于一对极性相反的电极端子240，其中，每个子组包括的电极组件222的数量可以相同或不同，或者还可以是所有电极组件222对应于一对极性相反的电极端子240。在该种实施方式中，第二电极组件组230与第一电极组件组220相同，例如，第一电极组件组220包括一个电极组件时，第二电极组件组230也同样包括一个电极组件。
在另一种可能的实施方式中。第一电极组件组220和第二电极组件组230可以是不同的两组电极组件。一种情况是，第一电极组件组220包括的电极组件222的数量与第二电极组件组230包括的电极组件222的数量相同，第一电极组件组220的电极端子240的数量与第二电极组件组230的电极端子240的数量不同；另一种情况是，第一电极组件组220包括的电极组件222的数量与第二电极组件组230包括的电极组件222的数量不同，第一电极组件组220的电极端子240的数量与第二电极组件组230的电极端子240的数量可以相同或不同。
在图4至图6中仅示出了第一电极组件组220和第二电极组件组230分别包括一个电极组件的情况，每个电极组件对应一对电极端子240，也就是第一电极组件组 220和第二电极组件组230分别对应于一对电极端子240。
第一电极组件组220的电极端子240与第二电极组件组230的电极端子240分别位于外壳210的两个壁上，从图4至图6中可以看出，设置有电极端子240的两个壁可以垂直于第一方向H，即电池单体20外壳210上沿第一方向H相对设置的壁。第一方向H也可以称为电池单体20的高度方向，从图6中可以看出，第一电极组件组220和第二电极组件组230在同一个外壳210中沿第一方向H排列，第一电极组件组220的背离第一电极组件组220的电极端子240的一端，与第二电极组件组230的背离第二电极组件组230的电极端子240的一端，两者之间不存在被外壳210占用的空间。同时，第一电极组件组220的电极端子240与第二电极组件组230的电极端子240分别位于设置于外壳210的沿第一方向H的两端，则第一电极组件组220的电能由第一电极组件组220的电极端子240引出，第二电极组件组230的电能由第二电极组件组230的电极端子240引出，两者互不干扰。
相比于第一电极组件组220和第二电极组件组230分别单独容纳于一个外壳中并沿第一方向H排列，本申请实施例提供的电池单体20可以节省电池单体底部的外壳所占用的空间，提高电池单体的能量密度。同时，考虑到电池可以包括多个电池单体，利用本申请实施例提供的电池单体20形成电池时，可以以数量更少的电池单体20来提供相同的能量，这样也可以减少电池箱体中用于固定电池单体20的结构，从而能够进一步提高电池的能量密度。在同样的电池模组的尺寸设计下，相比于采用传统的电池单体得到的电池模组，采用本申请实施例提供的电池单体20得到的电池模组100的体积利用率和能量密度能够提高7％。
另外，第一电极组件组220和第二电极组件组230分别对应于一对电极端子240，可以保证电池单体20中多组电极组件的工作互不影响，即使其中一组电极组件出现异常，另一组电极组件也能够正常工作。同时，通过在第一方向H上排列两组独立工作的电极组件，可以在第一方向H增加电池单体20的尺寸，同时避免仅增加电极组件的高度而导致的内阻增加。
进一步地，本申请实施例可以在不影响电池单体20性能的情况下，根据用电设备为电池预留的空间来设计电池单体20的大小，可以最大限度地提高电池单体20的能量密度，同时提高生产效率，降低生产成本。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一电极组件组220包括多个第一电极组件子组221，第一电极组件子组221包括至少一个电极组件，多个第一电极组件子组221沿第二方向T排列为一列，每个第一电极组件子组221与一对电极端子240连接，第二方向T垂直于第一方向H；第二电极组件组230包括多个第二电极组件子组231，第二电极组件子组231包括至少一个电极组件，多个第二电极组件子组231沿第二方向T排列为一列，每个第二电极组件子组231与一对电极端子240连接。
图7示出了本申请提供的另一种电池单体20的结构示意图，该电池单体20中的第一电极组件组220和第二电极组件组230分别包括多个电极组件子组。电极组件子组指的是一组对应于同一对电极端子240的电极组件222，每个电极组件子组可以包括至少一个电极组件。
以图7中的第一电极组件组220为例，图7中示出的是第一电极组件组220包括两个第一电极组件子组221的情况。两个第一电极组件子组221沿第二方向T排列为一列，每个第一电极组件子组221分别对应一对电极端子240，且每个第一电极组件子组221的电极端子240均位于外壳210的同一个壁上。具体地，第一电极组件组220的电极端子240位于外壳210的沿第一方向H的一个壁上，则每个第一电极组件子组221的电极端子240也都位于该壁上。
图7中示出的第一电极组件子组221仅包括一个电极组件，可以理解的是，第一电极组件子组221也可以包括多个电极组件。在这种情况下，多个电极组件对应于同一对电极端子240，即，与第一电极组件子组221连接的电极端子240。
第二电极组件组230也可以包括多个沿第二方向T排列为一列的第二电极组件子组231，其中，第二电极组件子组231与第一电极组件子组221的情况类似，在此不再赘述。
图8示出了另一种电池单体20的结构示意图，以图8中的第一电极组件组220为例，图8中示出了第一电极组件组220包括两个第一电极组件子组221、且两个第一电极组件子组221沿第三方向W排列为一列的情况。每个第一电极组件子组221与一对电极端子240连接，且位于同一个壁上，即位于第一电极组件组220的电极端子240所在的壁上。类似地，图8中的第二电极组件组230包括两个沿第三方向W排列为一列第二电极组件子组231，每个第二电极组件子组231与一对电极端子240连接，且位于第二电极组件组230的电极端子240所在的壁上。
通过设置多个电极组件子组，可以将多个电极组件容纳于同一外壳210中，相比于每个电极组件分别单独容纳于一个外壳的电池单体，本申请实施例提供的电池单体20可以进一步减少外壳占用的空间，提高电池单体20的能量密度。在利用本申请实施例提供的电池单体20形成电池时，也可以进一步地以数量更少的电池单体20来提供相同的能量，从而减少电池箱体中用于固定电池单体20的结构，进一步提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一电极组件组220包括多个第一电极组件子组221，第一电极组件子组221包括至少一个电极组件，多个第一电极组件子组221沿第二方向T和第三方向W排列为阵列，每个第一电极组件子组221与一对电极端子240连接，第一方向H、第二方向T和第三方向W两两垂直；第二电极组件组230包括多个第二电极组件子组231，第二电极组件子组231包括至少一个电极组件，多个第二电极组件子组231沿第二方向T和第三方向W排列为阵列，每个第二电极组件子组231与一对电极端子240连接。
图9示出了本申请实施例提供的另一种电池单体20的结构，以图9中的第一电极组件组220为例，第一电极组件组220中的第一电极组件子组221沿第二方向T和第三方向W排列为阵列。例如，第一电极组件子组221可以排列为2×2的阵列。每个第一电极组件子组221对应于一对电极端子240，且均位于第一电极组件组220的电极端子240所在的壁上。
图9仅示出了第一电极组件子组221包括一个电极组件的情况，在一种可能的 实施方式中，第一电极组件子组221也可以包括多个电极组件。其中，多个电极组件对应于同一对电极端子240，即，与第一电极组件子组221连接的电极端子240。
第二电极组件组230也可以包括多个沿第二方向T和第三方向W排列为阵列的第二电极组件子组231，其中，第二电极组件子组231与第一电极组件子组221的情况类似，在此不再赘述。
在第二方向T和第三方向W上设置多个电极组件子组，可以在多个方向上进一步减少外壳210占用的空间，提高电池单体20的能量密度。在利用本申请实施例提供的电池单体20形成电池时，也可以进一步地以数量更少的电池单体20来提供相同的能量，从而减少电池箱体中用于固定电池单体20的结构，进一步提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一电极组件组220包括多个沿第二方向T排列的电极组件222，第一电极组件组220中的多个电极组件222与一对电极端子240连接，第二方向T垂直于第一方向H；第二电极组件组230包括多个沿第二方向T排列的电极组件222，第二电极组件组230中的多个电极组件222与一对电极端子240连接。
图10和图11示出了本申请实施例提供的另一种电池单体20的结构，其中，第一电极组件组220包括多个电极组件222，这些电极组件222均连接于同一对电极端子240，即第一电极组件组220的电极端子240。在一种可能的实施方式中，第一电极组件组220中的电极端子240沿第二方向T排列。类似地，第二电极组件组230也可以包括多个电极组件222，这些电极组件222连接于第二电极组件组230的电极端子240。
图10示出的是第一电极组件组220和第二电极组件组230分别包括两个电极组件222的电池单体20的结构，在第一方向H和第二方向T形成的平面上，图10所示的电池单体20的剖面示意图如图11所示。在实际生产过程中，可以将多个沿第二方向T排列的电极组件222捆扎在一起作为电极组件组，再将一个电极组件组放入外壳210中，这样可以保证电极组件组中的电极组件222在外壳210中处于合适的位置。
可以理解的是，为了提高能量密度，第一电极组件组220和第二电极组件组230可以包括尽可能多的电极组件222。综合考虑电池单体20的外壳210的承重能力，第一电极组件组220和第二电极组件组230分别包括4个电极组件222是一种较为优选的实施方式。如图12所示，第一电极组件组220的4个电极组件222可以沿第二方向T排列，且与同一对电极端子240，即第一电极组件组220的电极端子240连接；第二电极组件组230的4个电极组件222可以沿第二方向T排列，且与同一对电极端子240，即第二电极组件组230的电极端子240连接。
在实际生产过程中，可以将多个沿第二方向T排列的电极组件222捆扎在一起作为电极组件组，再将电极组件组放入外壳210中，这样在装配过程中不易出现缺陷，保证电极组件组中的电极组件222在外壳210中处于合适的位置，从而提高生产效率。
在一种可能的实施方式中，多个电极组件222可以沿第三方向W排列，并且同一个电极组件组的多个电极组件222仍然连接于同一对电极端子240。
相比于多个电极组件222分别容纳于不同外壳210的情况，在电池单体20的外壳210中容纳多个电极组件222可以减少外壳210占用的空间，提高电池单体20的能量密度。同时，同一电极组件组中的多个电极组件222连接于同一对电极端子240，可 以提高电池单体20能够提供的最大电能，有利于满足用户对大容量电池的需求。
根据本申请的一些实施例，可选地，外壳210包括沿第一方向H两端开口的壳体212和两个第一壁211，两个第一壁211分别设置于壳体212的沿第一方向H的两端，用于盖合壳体212，第一壁211垂直于第一方向H，第一电极组件组220的电极端子240与第二电极组件组230的电极端子240分别设置于两个第一壁211。
在上述实施例提供的电池单体20中，第一电极组件组220和第二电极组件组230沿第一方向H排列，第一电极组件组220的电极端子240与第二电极组件组230的电极端子240分别位于外壳210的沿第一方向H相对设置的两个壁上，因此外壳210可以设计为包括沿壳体212和两个第一壁211的结构。
壳体212是用于容纳电极组件222的部件，在本申请实施例提供的电池单体20中，壳体212也是相对的两端形成开口的空心结构。壳体212的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。在生产过程中，壳体212沿第一方向H具有两端开口，则可以将第一电极组件组220和第二电极组件组230从壳体212的两端开口处放入壳体212。
第一壁211是盖合于壳体212的开口以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝的部件。第一壁211的形状可以与壳体212的形状相适配，如图3至图12所示，壳体212为长方体结构，第一壁211为与壳体212相适配的矩形板状结构。第一壁211的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等，第一壁211的材质与壳体212的材质可以相同，也可以不同。
两个第一壁211分别设置于壳体212的沿第一方向H的两端，在一种可能的实施方式中，两个第一壁211可以垂直于第一方向H，也就是说，两者可以是平行设置的。两个第一壁211分别盖合壳体212的两端开口，以使得电池单体20的外壳210形成封闭结构。壳体212内可以填充有电解质，例如电解液。同时第一电极组件组220的电极端子240和第二电极组件组230的电极端子240分别设置于两个第一壁211上，可以使得第一电极组件组220和第二电极组件组230分别从第一方向H的两端引出电能，从而实现两个电极组件组的独立工作。
在实际生产过程中，第一电极组件组220或第二电极组件组230可以通过连接构件与第一壁211上的电极端子240连接，分别从壳体212的两端开口将电极组件组放入壳体212，再通过焊接等方式使得第一壁211盖合壳体212的开口。
沿第一方向H两端开口的壳体212可以便于将两个电极组件组分别从壳体212的两端放入壳体212，这样可以提高生产效率。同时在沿第一方向H的两端的两个第一壁211上分别设置电极端子240，可以使得两个电极组件组能够独立工作且互不干扰，即使其中一组电极组件出现异常，也能够保证另一组电极组件的正常工作。
根据本申请的一些实施例，可选地，电极组件222包括极耳260，极耳260设置于电极组件222在第一方向H上的端部，与第一壁211上的电极端子240连接。
电极组件222是电池单体20中发生电化学反应的部件，包括极耳260。具体地，电极组件222可以具有第一极耳261和第二极耳262。第一极耳261和第二极耳262的极性相反。例如，当第一极耳261为正极极耳260时，第二极耳262为负极极耳260。 正极极耳260可以由正极极片上未涂覆正极活性物质层的部分层叠形成，负极极耳260可以由负极极片上未涂覆负极活性物质层的部分层叠形成。一个或多个电极组件222的第一极耳261通过一个连接构件与一个电极端子240连接，一个或多个电极组件222的第二极耳262通过另一个连接构件与另一个电极端子240连接。例如，正极极耳260通过一个连接构件与正电极端子240连接，负极极耳260通过另一个连接构件与负电极端子240连接。在图3至图12中，第一极耳261与第二极耳262的位置关系仅为示例，可以根据实际需要设置不同电极组件222或不同电极组件子组的第一极耳261与第二极耳262的位置。
在一种电池单体20的结构中，第一电极组件组220和第二电极组件组230沿第一方向H排列，则第一电极组件组220的极耳260可以朝向第一方向H的一端，第二电极组件组230的极耳260可以朝向第一方向H的另一端。
在第一电极组件组220包括至少一个电极组件222的情况下，第一电极组件组220中的电极组件222对应于一对极耳260，该对极耳260与一对电极端子240连接；在第一电极组件组220包括多个第一电极组件子组221的情况下，每个第一电极组件子组221包括至少一个电极组件222，每个第一电极组件子组221中的电极组件222对应于一对极耳260，该对极耳260与一对电极端子240连接。第二电极组件组230的情况与第一电极组件组220类似，在此不再赘述。
在同一组电极组件组中，电极组件222的极耳260与电极端子240设置于第一方向H的同一端，这样有利于极耳260与电极端子240的连接，从而使得电极组件222产生的电能能够同过电极端子240引出，以提供给用电设备。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一壁211上设置有泄压机构250。
泄压机构250是指电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力的元件或部件。该预定阈值可以根据设计需求不同而进行调整，可以取决于电池单体20中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构250可以采用诸如对压力敏感或温度敏感的元件或部件，即，当电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时，泄压机构250致动，从而形成可供内部压力泄放的通道。“致动”是指泄压机构250产生动作，从而使得电池单体20的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构250产生的动作可以包括但不限于：泄压机构250中的至少一部分破裂、被撕裂或者熔化，等等。泄压机构250在致动后，电池单体20内部的高温高压物质作为排放物会从泄压机构250向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体20发生泄压，从而避免潜在的更严重的事故发生。
在本申请实施例提供的一种电池单体20的结构中，极耳260设置于电极组件222在第一方向H上的端部，并与第一壁211上的电极端子240连接，则泄压机构250可以设置于同一个第一壁211上。当电池单体20内部发生热失控而导致压力或温度骤升的情况时，电池单体20内部的高温高压物质更容易从电极组件222中的极片与隔离膜之间溢出，因此在高温高压物质更容易溢出的方向设置泄压机构250能够快速地释放电池单体20内部的压力及温度。
本申请实施例对第一壁211上的泄压机构250的数量和位置不做限制，例如， 根据实际需求，可以在第一壁211上设置多个泄压机构250；再例如，根据实际需求，泄压机构250可以设置于第一壁211的正中间，也可以设置于第一壁211上的其他位置。
在第一壁211上设置泄压机构250能够在电池单体20内部压力或温度达到阈值时快速释放内部压力，保证电池单体20的安全性。
根据本申请的一些实施例，可选地，电极组件222包括极耳260，极耳260设置于电极组件222在第三方向W上的两端，与第一壁211上的电极端子240连接，第三方向W垂直于第一方向H。
图13至图16提供了另外两种电池单体20的结构，图13为其中一种电池单体20的整体结构示意图，图14为图13所示的电池单体20的分解结构示意图；图15为其中另一种电池单体20的整体结构示意图，图16为图15所示的电池单体20的分解结构示意图。
在图13至图16的电池单体20中，极耳260设置于电极组件222的沿第三方向W的两端，两端的极耳260的极性可以相反。以第一电极组件组220为例，图14示出的是第一电极组件组220包括一个电极组件222的情况，其中，电极组件222的第一极耳261位于电极组件222在第三方向W上的一端，第二极耳262位于电极组件222在第三方向W上的另一端，第一极耳261与第二极耳262极性相反。在图14示出的电池单体20结构中，第一电极组件组220的电极端子240仍然设置于第一壁211上，即设置于第一方向H上的一端。在一种可能的实施方式中，可以通过具有弯折形状的连接构件263来连接第三方向W上的极耳260与第一方向H上的电极端子240。具体地，连接构件263可以包括相互连接的第一构件2631和第二构件2632，第一构件2631垂直于第一方向H，用于与电极端子240连接，第二构件2632垂直于第二方向T，用于与极耳260连接。
在图13至图16示出的电池单体的结构中，第一电极组件组220也可以包括多个第一电极组件子组，每个第一电极组件子组包括至少一个电极组件222，多个第一电极组件子组沿第二方向T或第三方向W排列为一列，或者沿第二方向T和第三方向W排列为阵列，每个第一电极组件子组与一对电极端子240连接。可选地，第一电极组件组220也可以包括多个沿第二方向T排列的电极组件222，第一电极组件组220中的多个电极组件222与一对电极端子240连接。类似地，第二电极组件组230也可以具有与第一电极组件组220相同的结构。
对于极耳260设置于电极组件222在第三方向W上的两端的电池单体20结构，也可以通过将电极组件222沿第一方向H排列，并与第一方向H两端的电极端子240连接，来实现能量密度的提高。
根据本申请的一些实施例，可选地，壳体212包括第二壁，第二壁垂直于第三方向W，第二壁上设置有泄压机构250。
在一种可能的电池单体20结构中，如图13至图14示出的电池单体20，可以在第一壁211上设置泄压机构250。在另一种可能的电池单体20结构中，如图15至图16示出的电池单体20，考虑到极耳260设置于电极组件222的沿第三方向W的两端， 在电池单体20内部发生热失控的情况下，电池单体20内部的高温高压物质更容易从电极组件222中的极片与隔离膜之间溢出，即更容易沿第三方向W溢出，因此可以在壳体212的垂直于第三方向W的第二壁上设置泄压机构250。
本申请实施例对第二壁上的泄压机构250的数量和位置不做限制。泄压机构250可以设置于壳体212上的一个第二壁上，也可以设置于壳体212上相对设置的两个第二壁上；可以在其中一个第二壁上设置一个泄压机构250，也可以设置多个泄压机构250；泄压机构250可以设置于其中一个第二壁的正中间，也可以设置于第二壁上的其他位置。
对于极耳260设置于电极组件222在第三方向W上的两端的电池单体20结构，在第二壁上设置泄压机构250更有利于电池单体20内部的高温高压物质的排出，保证电池单体20的安全性。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一电极组件组220与第二电极组件组230之间相互接触的表面绝缘。
第一电极组件组220与第二电极组件组230容纳于同一个外壳210中，且外壳210中容纳的电解液可以在两者之间流动，若第一电极组件组220的极片与第二电极组件组230中的极片接触，容易出现短路情况而导致电极组件222的损坏。为了避免发生这种情况，需要保证第一电极组件组220与第二电极组件组230之间相互接触的表面绝缘。
在一种电池单体20的结构中，例如极耳260设置于电极组件222在第一方向H上的端部的电池单体20，可以在第一电极组件组220和第二电极组件组230之间设置绝缘构件，以保证第一电极组件组220和第二电极组件组230不会互相接触。
在另一种电池单体20的结构中，例如极耳260设置于电极组件222在第三方向W上的两端的电池单体20，第一电极组件组220和第二电极组件组230中的电极组件222的最外层即为具有绝缘性能的隔离膜，因此可以直接利用第一电极组件组220和第二电极组件组230中的电极组件222的隔离膜来实现第一电极组件组220与第二电极组件组230之间的绝缘。在这种电池单体20的结构中，能够节省绝缘构件占用的空间，进一步提高电池单体20的能量密度。可以理解的是，在这种电池单体20中，也可以设置绝缘构件来进一步保证第一电极组件组220与第二电极组件组230之间的绝缘。
这样可以保证第一电极组件组220与第二电极组件组230的独立工作不受干扰，减少电池单体20内部短路的风险，保证电池单体20的安全性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一电极组件组220与第二电极组件组230之间设置有第一绝缘构件271。
可以设置第一绝缘构件271来保证第一电极组件组220与第二电极组件组230之间相互接触的表面绝缘，如图17所示。在图17所示的电池单体20中，第一绝缘构件271能够将第一电极组件组220的沿第一方向H背离极耳260的一端与第二电极组件组230的沿第一方向H背离极耳260的一端绝缘隔开。即使电池单体20受到外部冲击，第一绝缘构件271也能够减小第一电极组件组220与第二电极组件组230接触的可能性。
在一种可能的实施方式中，第一绝缘构件271可以是具有绝缘性能的板，也可以是由绝缘材料制备的膜。可选地，第一绝缘构件271在第二方向T和第三方向W上的尺寸可以大于或等于第一电极组件组220和第二电极组件组230在第二方向T和第三方向W上的最大尺寸。
第一绝缘构件271能够使得第一电极组件组220和第二电极组件组230之间绝缘隔开，即使是在电池单体20受到外部冲击的情况下，第一绝缘构件271也能够保证两者之间的绝缘性能，减少电池单体20内部短路的风险，保证电池单体20的安全性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一绝缘构件271上设置有通孔274，通孔274用于连通第一电极组件组220的容纳空间与第二电极组件组230的容纳空间。
第一电极组件组220与第二电极组件组230均容纳于同一电池单体20的外壳210中，则外壳210中容纳的电解液可以在第一电极组件组220的容纳空间与第二电极组件组230的容纳空间之间流动。通孔274在第一方向H上贯穿第一绝缘构件271，使得第一电极组件组220的容纳空间与第二电极组件组230的容纳空间互相连通，则电解液至少可以沿第一方向H上在两个电极组件组的容纳空间中流动。
本申请对通孔274的数量和位置不做限制，在第一绝缘构件271上可以设置一个或多个通孔274。当第一绝缘构件271上设置一个通孔274时，该通孔274可以位于第一绝缘构件271上的任意位置，例如，可以位于中间。当绝缘构件上设置多个通孔274时，多个通孔274可以在第一绝缘构件271上排成一列，或者排成阵列，或者以离散的形式排列。
第一绝缘构件271上的通孔274有助于第一电极组件组220的容纳空间与第二电极组件组230的容纳空间中的电解液的流通，保证第一电极组件组220和第二电极组件组230在电解液中的浸润程度一致，从而提高电池单体20提供电能的稳定性。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一电极组件组220与外壳210之间设置有第二绝缘构件272，第二绝缘构件272覆盖至少部分第一电极组件组220；第二电极组件组230与外壳210之间设置有第三绝缘构件273，第三绝缘构件273覆盖至少部分第二电极组件组230。
下面以第二绝缘构件272为例进行说明，第二绝缘构件272用于实现第一电极组件组220和外壳210之间的绝缘。在一种可能的实施方式中，第二绝缘构件272垂直于第二方向T，设置于第一电极组件组220沿第二方向T的两端；和/或，第二绝缘构件272垂直于第三方向W，设置于第一电极组件组220沿第三方向W的两端。
图17中示出的是在第二方向T上和第三方向W上均设置有第二绝缘构件272的情况。在这种情况下，第二方向T上的第二绝缘构件272可以与第三方向W上的第二绝缘构件272分开设置，也可以相互连接。可选地，第二方向T和第三方向W上的第二绝缘构件272可以一体设计为相互连接的框架，框架具有中空结构，用于容纳至少部分第一电极组件组220。
第二绝缘构件272可以是由绝缘材料制备的板、膜或相互连接的框架。第二绝缘构件272在第一方向H、第二方向T或第三方向W上的尺寸可以大于第一电极组件 组220在相同方向上的最大尺寸。
在一种可能的实施方式中，第二绝缘构件272上也可以设置通孔，例如，在第一方向H上贯穿第二绝缘构件272的通孔，以便于第一电极组件组220的容纳空间与第二电极组件组230的容纳空间中的电解液能够相互流通。
第三绝缘构件273设置于第二电极组件组230与外壳210之间，与第二绝缘构件272类似，在此不再赘述。
第二绝缘构件272和第三绝缘构件273的设置可以提高第一电极组件组220和第二电极组件组230与外壳210之间的绝缘性能，避免金属外壳210漏电而造成的安全隐患，保证电池的安全性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，第二绝缘构件272和第三绝缘构件273与第一绝缘构件271连接。
如图18所示，第二绝缘构件272沿第一方向H朝向第一绝缘构件271的一端连接于第一绝缘构件271，第三绝缘构件273沿第一方向H朝向第一绝缘构件271的一端也连接于第一绝缘构件271。在一种可能的实施方式中，第一绝缘构件271、第二绝缘构件272和第三绝缘构件273可以分别制备，再进行连接，例如，可以通过焊接、粘接等方式进行连接；在另一种可能的实施方式中，第一绝缘构件271、第二绝缘构件272和第三绝缘构件273可以一体设计为相互连接的框架。
这样能够进一步加强电极组件组的边缘处的绝缘处理，避免第一电极组件组220和第二电极组件组230的边缘处相互接触而导致的短路问题。尤其是在电池单体20受到外界冲击时，与第一绝缘构件271连接的第二绝缘构件272和第三绝缘构件273可以减少第一绝缘构件271的晃动，降低第一绝缘构件271失效的风险，从而提高电池单体20的安全性。
根据本申请的一些实施例，可选地，电池单体20在第一方向H上的尺寸与在第三方向W上的尺寸之比大于或等于2，第三方向W垂直于第一方向H。
第一方向H即为电池单体20中第一电极组件组220和第二电极组件组230的排列方向，也可以称为电池单体20的高度方向；第三方向W垂直于第一方向H，可以为电池单体20的宽度方向或厚度方向。在本申请实施例中，电池单体20主要通过在高度方向上增加的尺寸，来匹配电池模组的尺寸。例如，在电池模组在第一方向H上设计为长条形的情况下，可以以一个电池单体20代替原本需要的两个电池单体20，既能省去两个电池单体20相互接触的底部的壳体212占用的空间，也能减少电池模组中用于固定电池单体20的结构，提高电池单体20的能量密度，同时也能提高电池的能量密度。因此，电池单体20在第一方向H上的尺寸与在第三方向W上的尺寸之比大于或等于2能够满足长条形的电池模组对电池单体20尺寸的要求。
从另一个角度，若电池单体20在第一方向H上的尺寸与在第三方向W上的尺寸之比过小，第一电极组件组220和第二电极组件组230在第一方向H上的尺寸也会相应较小，能够提供的能量也较少。而在上述比值大于或等于2的情况下，能够最大程度地提供一组电极组件能够提供的能量。
这种设计可以使得电池单体20的容量最大化的同时，提高电池单体20的能量 密度。
本申请还提供了一种电池模组100，包括上述任一实施例中的电池单体20。
如图19所示，多个电池单体20可以排成一列，例如，沿第二方向T排列，并通过汇流部件101连接相邻的电池单体20，以实现电池单体20之间的串联、并联或混联。对于电池模组100中位于最外侧的电池单体20，可以通过汇流部件101将该电池单体20沿第一方向H的一端的电极端子240连接至该电池单体20沿第一方向H的另一端的电极端子240。在本申请实施例提供的电池单体20中，沿第一方向H排列的第一电极组件组220与第二电极组件组230能够独立工作，因此，同一电池单体20沿第一方向H的两端的电极端子240相互连接也能够正常工作，而不会产生短路。可选地，电池单体20与电池单体20之间可以放置隔热垫(图中未示出)。
在图19中，电池模组100在垂直于第三方向W上的一侧或两端可以设置热管理部件102，例如水冷板，通过导热胶与电池模组100粘接。其中热管理部件102具有空腔结构，可以容纳流体以调节多个电池单体20102的温度。电池模组100在垂直于第二方向T上的两端可以设置侧板103，用于固定电池模组100。侧板103的朝向电池模组100的一侧可以涂有粘接剂，以便于在利用装配夹具夹紧电池模组100两侧的侧板103时，侧板103能够粘接于最外侧的电池单体20上。
本申请还提供了一种电池，其特征在于，包括上述任一实施例中的电池模组100。
本申请还提供了一种用电装置，包括：上述任一实施例中的电池，电池用于为用电装置提供电能。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (18)
- 一种电池单体，其特征在于，包括：外壳；第一电极组件组和第二电极组件组，容纳于所述外壳内，所述第一电极组件组和所述第二电极组件组沿第一方向排列，所述第一电极组件组和所述第二电极组件组分别包括至少一个电极组件，所述第一电极组件组的电极端子与所述第二电极组件组的电极端子分别位于所述外壳的沿所述第一方向相对设置的两个壁上。
- 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一电极组件组包括多个第一电极组件子组，所述第一电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第一电极组件子组沿第二方向排列为一列，每个所述第一电极组件子组与一对电极端子连接，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第二电极组件组包括多个第二电极组件子组，所述第二电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第二电极组件子组沿所述第二方向排列为一列，每个所述第二电极组件子组与一对电极端子连接。
- 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一电极组件组包括多个第一电极组件子组，所述第一电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第一电极组件子组沿所述第二方向和第三方向排列为阵列，每个所述第一电极组件子组与一对电极端子连接，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直；所述第二电极组件组包括多个第二电极组件子组，所述第二电极组件子组包括至少一个电极组件，多个所述第二电极组件子组沿所述第二方向和第三方向排列为阵列，每个所述第二电极组件子组与一对电极端子连接。
- 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一电极组件组包括多个沿第二方向排列的电极组件，所述第一电极组件组中的多个所述电极组件与一对电极端子连接，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第二电极组件组包括多个沿第二方向排列的电极组件，所述第二电极组件组中的多个所述电极组件与一对电极端子连接。
- 根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述外壳包括沿所述第一方向两端开口的壳体和两个第一壁，两个所述第一壁分别设置于所述壳体的沿所述第一方向的两端，用于盖合所述壳体，所述第一壁垂直于所述第一方向，所述第一电极组件组的电极端子与所述第二电极组件组的电极端子分别设置于两个所述第一壁。
- 根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括极耳，所述极耳设置于所述电极组件在所述第一方向上的端部，与所述第一壁上的所述电极端子连接。
- 根据权利要求5或6所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁上设置有泄压机构。
- 根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括极耳，所述极耳设置于所述电极组件在第三方向上的两端，与所述第一壁上的所述电极端子连接，所述第三方向垂直于所述第一方向。
- 根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述壳体包括第二壁，所述第二壁垂直于所述第三方向，所述第二壁上设置有泄压机构。
- 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，所述第一电极组件组与所述第二电极组件组之间相互接触的表面绝缘。
- 根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述第一电极组件组与所述第二电极组件组之间设置有第一绝缘构件。
- 根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述第一绝缘构件上设置有通孔，所述通孔用于连通所述第一电极组件组的容纳空间与所述第二电极组件组的容纳空间。
- 根据权利要求11或12所述的电池单体，其特征在于，所述第一电极组件组与所述外壳之间设置有第二绝缘构件，所述第二绝缘构件覆盖至少部分所述第一电极组件组；所述第二电极组件组与所述外壳之间设置有第三绝缘构件，所述第三绝缘构件覆盖至少部分所述第二电极组件组。
- 根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，所述第二绝缘构件和所述第三绝缘构件与所述第一绝缘构件连接。
- 根据权利要求1至14中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体在第一方向上的尺寸与在第三方向上的尺寸之比大于或等于2，所述第三方向垂直于所述第一方向。
- 一种电池模组，其特征在于，包括：根据权利要求1至15中任一项所述的电池单体。
- 一种电池，其特征在于，包括：根据权利要求16所述的电池模组。
- 一种用电装置，其特征在于，包括：权利要求17所述的电池，所述电池用于为所述用电装置提供电能。
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