CN118017139A - 一种电池单体及大容量电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池单体及大容量电池，该电池单体包括壳体、电极组件、开包件以及电解液；壳体上设置有单向透气膜；所述电极组件位于壳体内且与壳体顶部的极性端子连接；极性端子上开设有用于安装换热管的安装部;壳体上设置有薄弱区，薄弱区上设置有开包件；所述开包件包括铁块以及覆盖在铁块上的保护层。本发明的电池单体上设置单向透气膜，该单向透气膜可将电池单体内产生的气体排出电池单体壳体，当采用该电池单体组装成大容量电池时可使各电池单体气体区内气压基本保持一致，与相关技术中记载的通过对电池单体进行二次开包实现各电池单体气体区气压一致的方案来说，节约了制作过程、提升了组装效率。

Description

一种电池单体及大容量电池

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种电池单体及大容量电池。

背景技术

常见的锂离子电池按照外形分为扣式电池、方形电池和圆柱形电池。

方形电池中电极组件按照正极-隔膜-负极顺序排列，采用叠片或卷绕工艺装配而成，然后封装入方形的铝壳体中。

随着科技的不断发展，市场上对具有安全性高，且容量大的电池需求越来越强。因此如何提升电池容量的前提下，确保电池的安全性已成为电池领域一个技术热点。

相关技术中提供了一种大容量电池，该大容量电池包括多个电池单体，各电池单体通过一个气体腔室将每个电池单体内腔气体区连通，气体区连通后可实现各电池单体内压基本保持一致，降低了某一电池单体内压过大造成电池单体鼓胀出现失效甚至是产生热失控现象的问题。

该大容量电池在制作过程中，首先在各电池单体的电池壳体上进行一次开口，然后将密封机构安装至该一次开口上，该密封机构的主要作用是对电池单体进行密封，保护电池单体内的电解液不与空气接触。在各电池单体组装形成大容量电池时，将上述密封机构从电池单体上脱离，此时电池单体的壳体上形成了二次开口，最后，各电池单体的内腔通过该二次开口实现连通。以上开包方式需对电池单体进行两次开包，使得大容量电池的制作过程繁琐、组装效率较低。

发明内容

为解决现有大容量电池组装过程中电池单体需进行两次开包，使得大容量电池的制作过程繁琐、组装效率较低的问题，本发明第一方面提供了一种电池单体。

该电池单体包括壳体、电极组件、开包件以及电解液；壳体上设置有单向透气膜；所述电极组件位于壳体内且与壳体顶部的极性端子连接，电解液位于壳体内；极性端子上开设有用于安装换热管的安装部;壳体上设置有薄弱区，薄弱区上设置有开包件；所述开包件包括铁块以及覆盖在铁块上的保护层。

本发明的电池单体上设置单向透气膜，该单向透气膜可将电池单体内产生的气体排出电池单体壳体，当采用该电池单体组装成大容量电池时可使各电池单体气体区内气压基本保持一致，与相关技术中记载的通过对电池单体进行二次开包实现各电池单体气体区气压一致的方案来说，节约了制作过程、提升了组装效率。

另外，由于单向透气膜是在电池单体的壳体制作过程就安装在壳体上，因此当对该电池单体进行化成处理时，单向透气膜可将化成时产生的气体直接排出壳体外，与现有电池单体相比节省了执行化成处理时对电池单体进行开口、封口的步骤，继而提升了电池单体的制作效率。

第三，由于在电池单体上设置具有铁块的开包件，在组成具有共享电解液体系大容量电池时，可利用磁力装置直接使安装有开包件的薄弱区从电池单体上脱落形成用于电解液连通的通孔，实现了电池单体的开包，与相关技术中记载的通过对电池单体进行二次开包实现各电池单体电解液区连通的方案来说，节约了制作过程、提升了组装效率；同时，铁块可通过磁力装置进行固定，无需将开包件取出共享电解液体系，因此，该电池单体组成的大容量电池在开包工序时对环境要求较低（无需在特定的洁净环境下进行），方便操作，降低了大容量电池的制作难度。

本发明的电池单体极性端子上具有换热管的安装部，当多个电池单体组装成大容量电池时可通过换热管将各电池单体内电极组件的温度从极性端子传递至外部温控装置，降低了电极组件过热影响大容量电池性能的问题，更为重要的是对各电极组件的直接温控降低了热失控发生的概率，继而提升了安全性。

进一步地，上述安装部为设置在极性端子上的凹槽。

进一步地，上述壳体包括上盖以及一端敞口的外壳；

上盖通过焊接的方式固定于外壳敞口端；

上盖包括盖板本体、正极性端子以及负极性端子；所述正极性端子、负极性端子固定绝缘于盖板本体上；盖板本体上设置有单向透气膜。

进一步地，上述外壳底部设置薄弱区，薄弱区上安装有所述开包件。

进一步地，上述外壳上刻设有一圈环形槽，环形槽圈定的区域为薄弱区。

基于上述电池单体，本发明第二方面还提供了两种大容量电池：

第一种大容量电池包括第一中空管件、第二中空管件、磁力装置以及多个第一方面所述电池单体；

多个电池单体并排放置，且所有电池单体的正极性端子连接作为总正极，所有电池单体的负极性端子连接作为总负极；

第一中空管件上开设有多个通孔，第一中空管件与各个电池单体的壳体均连接，且第一中空管件的多个通孔一一对应于电池单体的单向透气膜，各电池单体内产生的气体通过单向透气膜溢出至第一中空管件内，使得各电池单体内气压保持一致。

第二中空管件上开设有多个第二通孔，第二中空管件与各个电池单体的壳体均连接，且第二中空管件的多个第二通孔一一对应于电池单体的壳体开口，使得各个电池单体的电解液区连通；

磁力装置固定设置在第二中空管件外且磁力装置的长度与第二中空管件长度相当，在所述磁力装置外加磁场的作用下抑制了各电池单体产生锂枝晶。

进一步地，上述大容量电池还包括换热管；换热管与每个电池单体极性端子的安装部配合。

第二种大容量电池包括箱体以及多个第一方面所述电池单体；

多个电池单体沿同一方向排布在箱体内，且各电池单体的电解液区相互连通；

箱体顶板上对应各电池单体的极性端子开设有避让孔；各个电池单体极性端子伸出避让孔，该避让孔对应的箱体顶板区域与电池单体壳体固定密封；

所有电池单体的正极性端子连接作为总正极，所有电池单体的负极性端子连接作为总负极；

箱体上设置有沿电池单体排布方向延伸的气体腔室，且该气体腔室覆盖于每个电池单体的单向透气膜上，各电池单体内产生的气体通过单向透气膜溢出至气体腔室内，使得各电池单体内气压保持一致；

磁力装置固定设置在箱体外且磁力装置的长度与箱体长度相当，在所述磁力装置外加磁场的作用下抑制了各电池单体产生锂枝晶。

本发明的大容量电池由于使用了单向透气膜和磁力装置，具有优点包括：

第一、各电池单体内产生的气体可通过单向透气膜溢出，实现了电池单体内气压的一致性，各电池单体电解液区连通（各电池单体电解液保持一致），从而提升大容量电池的循环寿命；

第二、磁力装置还可用于使电池单体外壳上的开包件脱落，继而在电池单体外壳形成用于使各电池单体电解液互通的所述通孔，与相关技术相比，无需在箱体额外设置用于执行开包作业的开包操作口，也无需在执行开包作业时开启该开包操作口，磁力装置在开包工序时对环境要求较低（无需在特定的洁净环境下进行），方便操作，降低了大容量电池的制作难度；

第三，该磁力装置还可将各电池单体上脱落的开包件进行固定，避免开包件聚集而导致各电池单体电解液区的堵塞问题。

进一步地，上述大容量电池还包括设置在箱体上且沿电池单体排布方向延伸的电解液共享腔室；该电解液共享腔室与各个电池单体的电解液区连通。

进一步地，上述大容量电池还包括换热管；换热管与每个电池单体极性端子的安装部配合。

附图说明

图1为实施例1中电池单体结构示意图一；

图2为实施例1中电池单体结构示意图二；

图3为实施例2的大容量电池结构示意图；

图4为实施例3的大容量电池结构示意图；

附图标记如下：

1-壳体、11-顶盖、12-外壳、13-底盖、2-单向透气膜、3-极性端子、4-安装部、5-开包件、6-薄弱区；

100-电池单体、200-第一中空管件、300-第二中空管件、400-箱体、500-气体腔室、600-电解液共享腔室、700-换热管、800-磁力装置。

具体实施方式

下面将结合的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

同时，需要说明的是，文中术语“顶、底、内和外”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，因此不能理解为对技术方案的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中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、可拆卸连接或一体式连接：同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的基本构思是：在电池单体的壳体上设置单向透气膜，当采用该电池单体组成大容量电池时无需对电池单体执行开包操作，继而可节省大容量电池的制作工序，提升了大容量电池的组装效率。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例中电池单体100包括壳体1、电极组件以及开包件5；

具体地，壳体1是用于形成电池单体100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、电解液以及其他部件。壳体1可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体等。具体地，壳体1的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。

壳体1的形态可以是以下两种：

1、壳体1包括顶盖11、顶部敞口的外壳12；顶盖11上设置有电池单体的正极性端子和负极性端子；顶盖11密封安装于顶部敞口的外壳12上。

2、壳体1包括顶盖11、底盖13以及顶底均敞口的外壳12；顶盖11上设置有电池单体的正极性端子和负极性端子；顶盖11密封安装于外壳12的顶部敞口，底盖13密封安装于外壳12的底部敞口。

具体地，电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件。电极组件还设置有极耳，在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，电极组件为多层极片通过卷绕或叠片方式制成，每层极片包括正极片、隔膜和负极片组成。

壳体1上设置有单向透气膜2，该单向透气膜2用于将电池单体内产生的气体排出壳体；当采用该电池单体100组装成可使各电池单体100气体区连通的大容量电池时，无需对电池单体进行二次开包，节约了制作过程、提升了组装效率。

具体来说，单向透气膜2可以设置在壳体1的顶部或者侧壁上，其设置的位置需要对应于电池单体100内腔的气体区，该位置需要确保电池单体内的气体可以排出壳体外。本实施例中，单向透气膜设置于壳体的顶盖。

该单向透气膜2安装于电池单体100上的方式可以有以下两种：

1、可以是在电池单体100制作过程通过注塑方式固定于电池单体100的壳体1上，即就是说该电池单体100为一个自制电池，且电池单体100上无需泄爆机构；2、也可以是利用成品电池单体进行改造，即先在电池单体壳体上开设一个开口，然后再将单向透气膜2固定安装于电池单体100壳体的开口上（可先将成品电池单体的泄爆膜拆除形成开口，然后利用单向透气膜密封于该开口处）。

相比于第2种方式，由于单向透气膜2是在电池单体100的壳体制作过程就安装在壳体，因此当对该电池单体进行化成处理时，单向透气膜2可将化成时产生的气体直接排出壳体1外，与现有电池单体相比节省了执行化成处理时对电池单体进行开口、封口的步骤，继而提升了电池单体的制作效率。

电极组件位于壳体内且与壳体1顶部的极性端子3连接；极性端子3上开设有用于安装换热管的安装部4；当多个电池单体100组装成大容量电池时可通过换热管将各电池单体100内电极组件的温度从极性端子传递至外部温控装置，降低了电极组件过热会影响大容量电池性能的问题，更为重要的是对各电极组件的直接温控降低了热失控发生的概率，继而提升了安全性。

具体地，本发明中换热管的安装部具有两种形态：

方式1、在极性端子3上开设的贯通孔，该贯通孔垂直于极性端子3的轴向设置；贯通孔孔径尺寸需要确保换热管紧密的夹持在其中，以确保安装稳定性的同时还需保证换热管和极性端子之间的传热效果。

方式2、在极性端子3的顶端或侧壁上开设的凹槽；凹槽的宽度尺寸需要确保换热管紧密的夹持在其中，以确保安装稳定性的同时还需保证换热管和极柱之间的传热效果。

由于电池单体极性端子3带电，为了确保安全性，换热管和电池单体极性端子3之间必须保持绝缘，保持绝缘的方式可以是对换热管进行氧化处理，或者是在换热管与极性端子接触的区域设置绝缘层。

壳体1上设置有薄弱区6（薄弱区为厚度小于外壳的区域，一般通过冲压或铣削的方式形成；或者薄弱区为通过一圈薄弱槽圈定的区域），薄弱区6上设置有开包件5；所述开包件5包括铁块以及覆盖在铁块上的保护层。该薄弱区的厚度需要满足外部磁力装置提供吸附力时，薄弱区随着开包件5一起脱落，继而在电池单体的壳体1上形成用于电解液连通的开口。薄弱区可以设置在壳体1的底部或者侧壁上，其设置的位置需要对应于电池单体100内腔的电解区，本实施例中，薄弱区设置于壳体的底部。

具体地，在铁块上包覆保护层的目的一是避免铁块与电解液发生反应而导致电池短路；二是避免铁块脱落的铁粉进入电池单体内腔后会阻碍电池内部的正常反应过程，使得电池在充电或放电时产生过多的热量继而引起电池过热甚至爆炸的问题。

该保护层的材料可以为不与电解液发生反应的塑料层，设置有塑料保护层的铁块通过粘接的方式固定于薄弱区。

该保护层的材料可以与电池单体外壳材料相同的金属铝层，设置有金属铝层的铁块通过焊接的方式固定于薄弱区。

实施例2

基于实施例1中电池单体的结构，本实施例公开了一种大容量电池，包括磁力装置800、第一中空管件200、第二中空管件300以及多个电池单体100；多个电池单体100并排放置，且所有电池单体100的正极性端子连接作为总正极，所有电池单体100的负极性端子连接作为总负极；

第一中空管件200上开设有多个第一通孔，第一中空管件200固定在各个电池单体100的壳体上，且第一中空管件200的多个第一通孔一一对应于电池单体的单向透气膜，各电池单体100内产生的气体通过单向透气膜溢出至第一中空管件200内，使得各电池单体内气压保持一致。

第二中空管件300上开设有多个第二通孔，第二中空管件300固定在各个电池单体的壳体上，且第二中空管件300的多个第二通孔一一对应于电池单体壳体上的开包件5，当开包件5以及薄弱区6从壳体上脱落后，各个电池单体的电解液区连通。

磁力装置800设置在第二中空管件300外且磁力装置800的长度与第二中空管件300长度相当，在所述磁力装置外加磁场的作用下抑制了各电池单体产生锂枝晶。同时，该磁力装置在本实施例中还可以用于向电池单体上的开包件提供吸附力，使得电池单体上形成用于电解液连通的开口。

磁力装置800一般分为两种：

1、永磁体：即永久性磁铁，可以是天然产物，又称天然磁石，也可以由人工制造（最强的磁铁是钕铁硼磁铁)，具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁，一经磁化即能保持恒定磁性的材料。

2、电磁体：即通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁。电磁体在通电时产生磁场，断电后磁场随之消失。

永磁体作为磁力装置时相比电磁体来说，不仅可利用自身产生的磁场抑制锂枝晶，并且还可在大容量电池制作完成后的任何阶段（装配过程、运输过程以及大容量电池运行过程等）将各个电池单体脱落下的开包件固定于第二中空管件内，避免开包件聚集而导致各电池单体电解液区发生堵塞的问题，同时也可避免开包件在第二中空管件内移动导致其他可能发生的危险。

其中，第一中空管件200的形态为一根截面呈矩形的管件，第二中空管件300与第一中空管件200的形态基本一致。本实施例中，单向透气膜设置在电池单体壳体的顶部，第一中空管件200位于大容量电池的上方，开包件设置在电池单体壳体的底部，第二中空管件300位于大容量电池的下方。第二中空管件300可用于与注液设备以及泄爆机构连接。

本实施例大容量电池的具体制作方法有以下两种：

方法一：步骤1：组装大容量电池主体

多个具有开包件的电池单体并排放置，并将第一中空管件和第二中空管件分别于各电池单体连接，并确保第一中空管件和第二中空管件整体密封；

步骤2：开包及固定开包件

将永磁体安装在第二中空管件上，且使该永磁体对应各电池单体设置有开包件的位置，利用永磁体的磁力使各电池单体的开包件从电池单体的外壳脱落，使各个电池单体内腔的电解液区贯通。

方法一中，利用永磁体可一次性实现电池单体开包、定位工序，并且永磁体固定于第二中空管件上，可始终为大容量电池提供稳定的磁场，有效的抑制了锂枝晶产生的问题。

方法二：步骤1：组装大容量电池主体

多个具有开包件的电池单体并排放置，并将第一中空管件和第二中空管件分别于各电池单体连接，并确保第一中空管件和第二中空管件整体密封；

步骤2：开包及固定开包件

先利用电磁体的磁力使各电池单体的开包件从电池单体的外壳脱落，使各个电池单体内腔的电解液区贯通；

再将电磁体更换为永磁体，并将永磁体固定于第二中空管件上，且使该永磁体对应各电池单体设置有开包件的位置，利用永磁体的磁力将脱落后的开包件固定在第二中空管件内壁。

方法二中，先利用电磁体实现电池单体开包，由于电磁体可改变磁场强度，相比永磁体可确保开包的成功率，再利用永磁体实现开包件在第二中空管件内壁的定位，并且永磁体固定于第二中空管件上，可始终为大容量电池提供稳定的磁场，有效的抑制了锂枝晶产生的问题。

实施例3

基于实施例1中电池单体的结构，本实施例公开了一种大容量电池，包括箱体400、磁力装置800以及多个电池单体100；

多个电池单体100沿同一方向排布在箱体400内，且各电池单体的电解液区相互连通；

箱体400顶板上对应各电池单体的极性端子开设有极柱避让孔；各个电池单体极性端子伸出极柱避让孔，该极柱避让孔对应的箱体顶板区域与电池单体壳体固定密封；

所有电池单体的正极性端子连接作为总正极，所有电池单体的负极性端子连接作为总负极；

箱体400上设置有沿电池单体排布方向延伸的气体腔室500，且该气体腔室500覆盖于每个电池单体的单向透气膜上，各电池单体内的产生的气体通过单向透气膜溢出至气体腔室内，使得各电池单体内气压保持一致。

为了使各电池单体的电解液区连通时，液面的连续性好（避免出现断液的情况），同时确保大容量电池内具有足够量的电解液，本实施例的大容量电池还包括设置在箱体400上且沿电池单体排布方向延伸的电解液共享腔室600；该电解液共享腔室600与各个电池单体的电解液区连通。

磁力装置800固定设置在箱体外且磁力装置的长度与箱体长度相当，在所述磁力装置外加磁场的作用下抑制了各电池单体产生锂枝晶。该磁力装置800的结构的形式与实施例5中公开的一致，此处不再赘述。

该箱体的形态有以下三种：

一、箱体400包括筒体、第一盖板、第二盖板；筒体的顶部和底部均为敞口，第一盖板密封固定（焊接）于筒体顶部，第二盖板密封固定（焊接）于筒体底部；

第一盖板上设置有供多个电池单体极性端子伸出的极柱避让孔，第一盖板一体成型有向上凸起的槽体，该槽体作为气体腔室；第二盖板上一体成型有一个作为电解液共享腔室的凹槽，且第二盖板的外表面设置凹部，磁力装置嵌装于该凹部，利用凹部周边部位作为大容量电池的支撑的部位，避免了直接采用磁力装置作为支撑时可能对磁力装置造成损伤的问题。

二、箱体400包括U形壳体、第一盖板、第三盖板以及第四盖板；U形壳体的顶部、前部和后部均为敞口，第一盖板密封固定（焊接）于U形壳体顶部，第三盖板、第四盖板分别密封固定（焊接）于U形壳体的前部和后部。

第一盖板上设置有供多个电池单体极性端子伸出的2N个极柱避让孔，第一盖板一体成型有向上凸起的槽体，该槽体作为气体腔室；U形壳体的底部上一体成型有一个作为电解液共享腔室的凹槽，U形壳体的底部外表面设置凹部，磁力装置嵌装于该凹部，利用凹部周边部位作为大容量电池的支撑的部位，避免了直接采用磁力装置作为支撑时可能对磁力装置造成损伤的问题。

三、箱体400包括筒体、第三盖板、第四盖板；筒体的前部和后部均为敞口，第三盖板密封固定（焊接）于筒体前部，第四盖板密封固定（焊接）于筒体后部；

筒体的顶部设置有供多个电池单体极性端子伸出的多个极柱避让孔，筒体的顶部一体成型有向上凸起的槽体，该槽体作为气体腔室；筒体底部一体成型有一个作为电解液共享腔室的凹槽；筒体底部外表面设置凹部，磁力装置嵌装于该凹部，利用凹部周边部位作为大容量电池的支撑的部位，避免了直接采用磁力装置作为支撑时可能对磁力装置造成损伤的问题。

以上三种方式的外壳中，筒体和U形壳体可通过焊接的方式拼接而成，也可采用铸造或冲压等方式一体成型，为了便于加工同时确保密封性，通常选择一体成型的方式。

为了确保箱体的密封性，需要使极柱避让孔对应的箱体区域与电池单体壳体固定密封；该处的固定密封可以采用以下三种方式：

方式1：可以将极柱避让孔边沿与电池单体顶盖焊接实现密封；

但是若各个电池单体沿高度方向的尺寸不完全相等，部分高度方向尺寸较小的电池单体顶盖与箱体顶部可能存在虚焊甚至无法焊接的问题，可以采用下述方式2或方式3。

方式2：在极柱避让孔的周边区域设置薄弱部，在焊接过程中，通过薄弱部的变形，补偿各个电池单体壳体顶部在高度方向的尺寸差，使得所有电池单体的极性端子伸出极柱避让孔。本实施例中的薄弱部可以为以极柱避让孔中心为中心点，沿极柱避让孔周边区域开设的环形凹槽。其他实施例中，薄弱部还可以为开设在极柱避让孔周边区域的长条形凹槽。在其他实施例中，若存在类似的问题，即所有电池单体极性端子不能同时完全伸出极柱避让孔，均可采用在极柱避让孔周边区域增设薄弱部的方案来解决。

方式3：在极柱避让孔和极性端子之间增设中空连接件；该中空连接件的底部用于和电池单体的第一区域密封连接，中空连接件的顶部与所述箱体的第二区域密封连接；第一区域为位于所述任一电池单体中任一极性端子周边的区域；所述第二区域为位于箱体上任一一个极柱避让孔对应的区域。极柱避让孔对应的区域为箱体顶部外表面上对应任一一个极柱避让孔的周边区域；或者极柱避让孔对应的区域为极柱避让孔孔壁。其中，极柱避让孔周边的区域即为极柱避让孔上绝缘密封垫周边的区域。该绝缘密封垫为电池单体上用于使极柱避让孔和顶盖之间绝缘的零件。

本实施例大容量电池的具体制作方法有以下两种：

方法一：步骤1：将电池单体装入箱体

将多个具有开包件的电池单体并排放置至箱体内，并确保箱体整体密封；

步骤2：开包及固定开包件

将永磁体安装在箱体底部外表面，且使该永磁体对应各电池单体设置有开包件的位置，利用永磁体的磁力使各电池单体的开包件从电池单体的外壳脱落，使各个电池单体内腔的电解液区贯通。

方法一中，利用永磁体可一次性实现电池单体开包、开包件的定位，并且永磁体固定于箱体上，可始终为大容量电池提供稳定的磁场，有效的抑制了锂枝晶产生的问题。

方法二：步骤1：将电池单体装入箱体

将多个具有开包件的电池单体并排放置至箱体内，并确保箱体整体密封；

步骤2：开包及固定开包件

先利用电磁体的磁力使各电池单体的开包件从电池单体的外壳脱落，使各个电池单体内腔的电解液区贯通；

再将电磁体更换为永磁体，并将永磁体固定于箱体底部外表面，且使该永磁体对应各电池单体设置有开包件的位置，利用永磁体的磁力将脱落后的开包件固定在箱体内壁。

方法二中，先利用电磁体实现电池单体开包，由于电磁体可改变磁场强度，相比永磁体可确保开包的成功率，再利用永磁体实现开包件在箱体内壁的定位，并且永磁体固定于箱体上，可始终为大容量电池提供稳定的磁场，有效的抑制了锂枝晶产生的问题。

以上实施例2和实施例3中大容量电池上设置有换热管700；换热管700与每个电池单体极性端子的安装部配合。

换热管具体可采用以下几种方式：

1、采用一根铝制管折弯成U字形结构，利用两根平行的管段分别与总正极、总负极配合，从而实现各电池单体与外部温控装置的热交换，且该铝制管的进液口和出液口位于同侧；铝制管内传输介质可以是水、绝缘油或者氟化液；也可以采用两根铝制管分别与总正极、总负极配合。

2、采用两根有芯热管分别与总正极、总负极配合，从而实现各电池单体与外部温控装置的热交换，有芯热管是蒸发-冷凝型的换热设备，靠工质在管内的状态变化实现热量的传输。

由于有芯热管的传热效果受到有芯热管长度影响，在大容量电池中电池单体的数量较多（即大容量电池的长度较长）时，有芯热管的使用就会受到限制，因此，在本实施例中优先选择铝制管作为换热管，若能有效确保换热管和极性端子之间绝缘，从传热效率、成本等方面考虑，可优选水作为铝制管内流动的传热介质。

Claims (10)

1.一种电池单体，其特征在于：包括壳体、电极组件以及开包件；

壳体上设置有单向透气膜；

所述电极组件位于壳体内且与壳体顶部的极性端子连接；

极性端子上开设有用于安装换热管的安装部;

壳体上设置有薄弱区，薄弱区上设置有开包件；所述开包件包括铁块以及覆盖在铁块上的保护层。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于：所述安装部为设置在极性端子上的凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于：所述壳体包括顶盖以及一端敞口的外壳；

顶盖通过焊接的方式固定于外壳敞口端；

顶盖包括盖板本体、正极性端子以及负极性端子；所述正极性端子、负极性端子固定绝缘于盖板本体上；盖板本体上设置有单向透气膜。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于：外壳底部设置薄弱区，薄弱区上安装有所述开包件。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于：所述外壳上刻设有一圈环形槽，环形槽圈定的区域为薄弱区。

6.一种大容量电池，其特征在于：包括第一中空管件、第二中空管件、磁力装置以及多个如权利要求1所述的电池单体；

多个电池单体并排放置，且所有电池单体的正极性端子连接作为总正极，所有电池单体的负极性端子连接作为总负极；

第一中空管件上开设有多个第一通孔，第一中空管件与各个电池单体的壳体均连接，且第一中空管件的多个第一通孔一一对应于电池单体的单向透气膜，各电池单体内的产生的气体通过单向透气膜溢出至第一中空管件内，使得各电池单体内气压保持一致；

第二中空管件上开设有多个第二通孔，第二中空管件与各个电池单体的壳体均连接，且第二中空管件的多个第二通孔一一对应于电池单体的壳体开口，使得各个电池单体的电解液区连通；

磁力装置固定设置在第二中空管件外且磁力装置的长度与第二中空管件长度相当，在所述磁力装置外加磁场的作用下抑制了各电池单体产生锂枝晶。

7.根据权利要求6所述的一种大容量电池，其特征在于：还包括换热管；换热管与每个电池单体极性端子的安装部配合。

8.一种大容量电池，其特征在于：包括箱体、磁力装置以及多个如权利要求1所述的电池单体；

多个电池单体沿同一方向排布在箱体内，且各电池单体的电解液区相互连通；

箱体顶板上对应各电池单体的极性端子开设有避让孔；各个电池单体极性端子伸出避让孔，该避让孔对应的箱体顶板区域与电池单体壳体固定密封；

所有电池单体的正极性端子连接作为总正极，所有电池单体的负极性端子连接作为总负极；

箱体上设置有沿电池单体排布方向延伸的气体腔室，且该气体腔室覆盖于每个电池单体的单向透气膜上，各电池单体内的产生的气体通过单向透气膜溢出至气体腔室内，使得各电池单体内气压保持一致；

磁力装置固定设置在箱体外且磁力装置的长度与箱体长度相当，在所述磁力装置外加磁场的作用下抑制了各电池单体产生锂枝晶。

9.根据权利要求8所述的一种大容量电池，其特征在于：还包括设置在箱体上且沿电池单体排布方向延伸的电解液共享腔室；该电解液共享腔室与各个电池单体的电解液区连通。

10.根据权利要求9所述的一种大容量电池，其特征在于：还包括换热管；换热管与每个电池单体极性端子的安装部配合。