CN213692221U - 电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池单体、电池以及用电装置。本申请实施例的电池单体包括：壳体，具有开口；端盖，用于封闭壳体的开口；保护层，被配置为附接于壳体，且保护层的靠近端盖的端部低于开口，保护层的熔点大于壳体的熔点，保护层被配置为在壳体熔化时至少覆盖壳体的熔化部分的一部分。当电池单体出现热失控时，即使壳体局部熔化，保护层也能够覆盖壳体的熔化部分的至少一部分，以减少经由壳体的熔化部分排出的高温高压物质，降低热量扩散到其它电池单体的风险，提高电池的安全性。保护层的靠近端盖的端部低于开口，以避免保护层干涉壳体和端盖的连接，保证壳体和端盖的连接强度。

Description

电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，特别是涉及一种电池单体、电池以及用电装置。

背景技术

可再充电电池单体，是指在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池单体。可再充电电池单体广泛用于电子设备，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。可再充电电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

在电池技术的发展中，除了提高电池单体的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池单体的安全问题不能保证，那该电池单体就无法使用。因此，如何增强电池单体的安全性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种电池单体、电池以及用电装置，其能提高电池的安全性。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体，其包括：壳体，具有开口；端盖，用于封闭壳体的开口；保护层，被配置为附接于壳体，且保护层的靠近端盖的端部低于开口，保护层的熔点大于壳体的熔点，保护层被配置为在壳体熔化时至少覆盖壳体的熔化部分的一部分。

在本申请实施例的电池单体中，当电池单体因短路等意外状况而出现热失控时，热量会传递到壳体和保护层上；相较于壳体，保护层能够承受更高的温度，因此，即使壳体局部熔化，保护层也能够覆盖壳体的熔化部分的至少一部分，以减少经由壳体的熔化部分排出的高温高压物质，降低热量扩散到其它电池单体的风险，提高电池的安全性。保护层的靠近端盖的端部低于开口，以避免保护层干涉壳体和端盖的连接，保证壳体和端盖的连接强度。

在一些实施例中，壳体包括沿第一方向彼此面对的两个第一侧板和沿第二方向彼此面对的两个第二侧板，各第一侧板沿第二方向的尺寸大于各第二侧板沿第一方向的尺寸，第一方向与第二方向相交，两个第二侧板连接于两个第一侧板。至少一个第一侧板上附接有保护层。当电池单体出现热失控时，相较于第二侧板，第一侧板熔化的速度较快，保护层能够在第一侧板局部熔化时，覆盖第一侧板的熔化部分的至少一部分，以减少经由第一侧板的熔化部分排出的高温高压物质，降低热量扩散到其它电池单体的风险，提高电池的安全性。

在一些实施例中，至少一个第一侧板的外表面附接有保护层；和/或，至少一个第一侧板的内表面附接有保护层。对于附接于第一侧板的外表面的保护层，其与第一侧板的装配工艺简单。对于附接于第一侧板的内表面的保护层，其可以直接承受高温高压物质，减少传递到第一侧板上的热量，减缓第一侧板的熔化速率。

在一些实施例中，保护层的厚度小于各第一侧板的厚度。这样可以减小保护层的重量，降低保护层对电池单体能量密度的影响。

在一些实施例中，第一侧板包括第一凹槽，第一凹槽相对于第一侧板的外表面凹陷且用于容纳保护层的至少部分；和/或，第一侧板包括第二凹槽，第二凹槽相对于第一侧板的内表面凹陷且用于容纳保护层的至少部分。通过设置第一凹槽和/或第二凹槽，可以减小第一侧板和保护层的总厚度，减少保护层额外占用的空间。

在一些实施例中，电池单体还包括电极组件，电极组件包括平直区和弯折区，弯折区连接于平直区的靠近第二侧板的端部。保护层沿第一方向的投影覆盖平直区沿第一方向的投影。保护层在第一方向上覆盖平直区，可以避免保护层的边缘挤压电极组件的平直区，减小应力集中，改善电池单体的电化学性能。

在一些实施例中，壳体的材质包括铝，保护层的材质包括不锈钢。保护层耐高温、耐腐蚀，在高温高压物质的作用下不易破裂。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池，其包括多个第一方面的电池单体。

在一些实施例中，电池还包括隔热垫，隔热垫设置于相邻的电池单体之间。保护层可以减少作用在隔热垫上的高温高压物质，降低隔热垫被高温高压物质破坏的风险，减少热扩散，提高电池的安全性。

第三方面，本申请实施例还提供了一种用电装置，用电装置被配置为接收由第一方面的电池单体提供的电能。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1为本申请一实施例的一种车辆的结构示意图；

图2为本申请一实施例的一种电池的结构示意图；

图3为本申请一实施例的一种电池模块示意图；

图4为本申请一实施例的一种电池单体的分解结构示意图；

图5为本申请一实施例的一种电池单体的剖视示意图；

图6为图5所示的电池单体在方框A处的放大示意图；

图7为本申请一实施例的一种电池的结构示意图；

图8为图7所示的电池在圆框B处的放大示意图；

图9为本申请一实施例的另一种电池单体的局部剖视示意图；

图10为图9所示的电池单体在圆框C处的放大示意图；

图11为本申请一实施例的又一种电池单体的局部剖视示意图；

图12为图11所示的电池单体在圆框D处的放大示意图；

图13为本申请一实施例的再一种电池单体的分解结构示意图；

图14为本申请一实施例的再一种电池单体的局部剖视示意图；

图15为本申请一实施例的另一种电池的结构示意图；

图16为图15所示的电池在圆框E处的放大示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

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。

在本申请的描述中，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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。附接也可以两个元件直接接触。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中的具体含义。

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。

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)。

本申请中术语“平行”不仅包括绝对平行的情况，也包括了工程上常规认知的大致平行的情况；同时，“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况，还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，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。

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。电池一般还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。

本申请实施例描述的电池单体和电池均适用于用电装置，电池单体或电池向用电装置提供电能。例如，用电装置可以是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，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。

本申请实施例描述的电池单体和电池不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置，还可以适用于所有使用电池的装置，但为描述简洁，下述实施例均以车辆为例进行说明。

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的内部可以设置电池10。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。

车辆1的内部还设置控制器20以及马达30，控制器20用来控制电池10为马达30的供电。

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。在电池中，多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起。当然，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。

如图2所示，为本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图，电池10可以包括多个电池模块50。电池10还可以包括箱体(或称罩体)，箱体内部为中空结构，多个电池模块50容纳于箱体内。各电池模块50包括多个电池单体。如图2所示，箱体可以包括两部分，这里分别称为第一箱体51和第二箱体52，第一箱体51和第二箱体52扣合在一起。第一箱体51和第二箱体52的形状可以根据多个电池模块50组合的形状而定，第一箱体51和第二箱体52可以均具有一个开口。例如，第一箱体51和第二箱体52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51的开口和第二箱体52的开口相对设置，并且第一箱体51和第二箱体52相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。多个电池模块50相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体51和第二箱体52扣合后形成的箱体内。

在一些实施例中，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(图中未示出)，汇流部件用于实现多个电池单体之间的电连接，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的电极端子实现电池单体之间的电连接。在一些实施例中，汇流部件可通过焊接固定于电池单体的电极端子。多个电池单体的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。在一些实施例中，导电机构也可属于汇流部件。

如图3所示，为本申请一个实施例的一种电池模块50的结构示意图，电池模块50包括多个电池单体40。在一些实施例中，多个电池单体40堆叠成一排，且堆叠方向平行于电池单体40的厚度方向。多个电池单体40之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。

图4为本申请一实施例的一种电池单体40的分解结构示意图；图5为本申请一实施例的一种电池单体40的剖视示意图；图6为图5所示的电池单体40在方框A处的放大示意图。

如图4至图6所示，本申请实施例的电池单体40包括电极组件41，电极组件41由正极极片(图中未示出)、负极极片(图中未示出)和隔离膜(图中未示出)组成。电池单体40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。隔离膜具有大量贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过，对锂离子有很好的穿透性。隔离膜的材质可以为聚丙烯或聚乙烯等。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，还需要考虑电池的安全性。

在一些实施例中，电极组件41为卷绕式结构。其中，正极极片、隔离膜以及负极极片均为带状结构。将正极极片、隔离膜以及负极极片依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件41，并且电极组件41呈扁平状。在电极组件41制作时，电极组件41可直接卷绕为扁平状，也可以先卷绕成中空的圆柱形结构，卷绕之后再压平为扁平状。卷绕结构的电极组件41包括平直区411和位于该平直区411两端的弯折区412。平直区411是指该卷绕结构中具有平行结构的区域，即在该平直区411内的负极极片、正极极片和隔离膜相互基本平行，即电极组件41在平直区411的每层负极极片、正极极片和隔离膜的表面均为平面。弯折区412是指该卷绕结构中具有弯折结构的区域，即在该弯折区412内的负极极片、正极极片和隔离膜均弯折，即电极组件41在弯折区412的每层负极极片、正极极片和隔离膜的表面均为曲面。

在另一些实施例中，电极组件为叠片式结构。电极组件包括多个正极极片和多个负极极片，正极极片和负极极片交替层叠，层叠的方向平行于正极极片的厚度方向和负极极片的厚度方向。在一些示例中，电极组件包括一个负极极片和多个正极极片，负极极片以Z字向往复折弯并形成多个平直区，每个正极极片位于相邻的两个平直区之间。

在该电池单体40中，根据实际使用需求，电极组件41可设置为单个或多个。例如，在图示的实施例中，电池单体40内设置有一个电极组件41。

电池单体40还包括壳体42和端盖组件43。壳体42具有容纳腔424，容纳腔424至少一端具有开口425，电极组件41容纳于容纳腔424中。壳体42根据一个或多个电极组件41组合后的形状而定，例如，壳体42可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且壳体42的其中一个面具有开口425以便一个或多个电极组件41可以放置于壳体42内。例如，当壳体42为中空的长方体或正方体时，壳体42的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壁体而使得壳体42内外相通。端盖组件43包括端盖431，端盖431覆盖开口425并且与壳体42连接，进而封闭壳体42的开口425，使电极组件41放置在封闭的腔体内。壳体42内填充有电解质，例如电解液。在一些实施例中，端盖431至少部分插入开口425并连接于壳体42。

在一些实施例中，端盖431焊接于壳体42。

该端盖组件43还可以包括两个电极端子432，两个电极端子432可以设置在端盖431上。端盖431通常是平板形状，两个电极端子432固定在端盖431上，两个电极端子432分别为正电极端子和负电极端子。每个电极端子432各对应设置一个连接构件433，或者也可以称为集流构件，用于将电极组件41和电极端子432实现电连接。

每个电极组件41具有第一极耳413和第二极耳414。第一极耳413和第二极耳414的极性相反。例如，当第一极耳413为正极极耳时，第二极耳414为负极极耳。一个或多个电极组件41的第一极耳413通过一个连接构件433与一个电极端子432连接，一个或多个电极组件41的第二极耳414通过另一个连接构件433与另一个电极端子432连接。例如，正电极端子通过一个连接构件433与正极极耳连接，负电极端子通过另一个连接构件433与负极极耳连接。

对于电池单体40来说，主要的安全危险来自于充电和放电过程。当电极组件41因短路等意外状况而出现热失控时，壳体42的内部压力和温度迅速升高。为了降低安全风险，端盖组件43还包括泄压机构434，泄压机构434在电池单体40的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。泄压机构434可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造，即，当电池单体40的内部压力或温度达到预定阈值时，泄压机构434执行动作或者泄压机构434中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可供内部压力或温度泄放的通道。电池单体40的内部产生的高温高压物质作为排放物会从通道向外排出。本申请中所提到的电池单体40所产生的高温高压物质包括但不限于：电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体(如H₂、CO等可燃气体)、火焰，等等。

发明人发现，当电极组件因短路等意外状况而出现热失控时，高温高压物质也会作用在壳体上；泄压机构泄放高温高压物质需要持续一定的时间，所以在高温高压物质的作用下，壳体受热软化，甚至存在壳体局部被熔化的风险。当壳体在高温高压物质的作用软化或熔化时，高温高压物质可能会冲破壳体并泄放到壳体外部，经由壳体泄放的高温高压物质扩散到其它电池单体，容易引发其它电池单体热失控的风险。

有鉴于此，本申请对电池单体40的结构作出改进，以降低安全风险。具体地，本申请实施例的电池单体40还包括保护层44，保护层44附接于壳体42。保护层44的熔点大于壳体42的熔点，且保护层44被配置为在壳体42熔化时至少覆盖壳体42的熔化部分的一部分，以减少经由壳体42的熔化部分排出的高温高压物质。

当电极组件41因短路等意外状况而出现热失控时，热量会传递到壳体42和保护层44上；相较于壳体42，保护层44能够承受更高的温度，因此，即使壳体42局部熔化，保护层44也能够覆盖壳体42的熔化部分的至少一部分，以减少经由壳体42的熔化部分排出的高温高压物质，降低热量扩散到其它电池单体40的风险，提高电池的安全性。

端盖431需要连接到壳体42以覆盖壳体42的开口425，并且保护层44和壳体42的熔点不同，如果保护层44的靠近端盖431的端部延伸到开口处，那么保护层44可能会干涉壳体42和端盖431的连接，影响壳体42和端盖431的连接强度。因此，在本申请的实施例中，保护层44的靠近端盖431的端部低于开口425，以避免保护层44干涉壳体42和端盖431的连接。在端盖431的厚度方向上，保护层44的靠近端盖431的端部与开口425间隔预定的距离，即壳体42的靠近开口425的一部分未被保护层44覆盖。

在一些实施例中，壳体42大体为中空的长方体。具体地，壳体42包括沿第一方向X彼此面对的两个第一侧板421和沿第二方向Y彼此面对的两个第二侧板422，各第一侧板421沿第二方向Y的尺寸大于各第二侧板422沿第一方向X的尺寸，第一方向X与第二方向Y相交，两个第二侧板422连接于两个第一侧板421。

在一些实施例中，第一侧板421为平板状且垂直于第一方向X，第二侧板422为平板状且垂直于第二方向Y。

在一些实施例中，第一方向X垂直于第二方向Y，第一侧板421和第二侧板422彼此垂直。

在一些实施例中，第一侧板421的面积大于第二侧板422的面积。

在一些实施例中，端盖431连接于第一侧板421和第二侧板422，以封闭壳体42的开口425。例如，端盖431可焊接于第一侧板421和第二侧板422。在电池单体40中，端盖431垂直于第一侧板421和第二侧板422。在一些示例中，壳体42还包括底板423，底板423连接于第一侧板421和第二侧板422且位于电极组件41背离端盖431的一侧，底板423垂直于第三方向Z，第三方向Z垂直于第一方向X和第二方向Y。

对于卷绕式的电极组件41，平直区411垂直于第一方向X，也就是说，该平直区411内的负极极片、正极极片和隔离膜大体平行于第一侧板421。对于叠片式的电极组件41，正极极片和负极极片的层叠方向平行于第一方向X，正极极片和负极极片大体平行于第一侧板421。在充放电过程中，电极组件41会出现膨胀，且沿第一方向X的膨胀较大，电极组件41会直接或间接地挤压第一侧板421，所以电极组件41的热量更容易传递到第一侧板421；电极组件41沿第二方向Y的膨胀相对较小，第二侧板422与电极组件41之间会留有一定的间隙。

当电极组件41出现热失控时，由于第二侧板422与电极组件41有一定的间隙，第二侧板422的温升较慢，而第一侧板421与电极组件41贴合，第一侧板421的温升较快，因此相较于第二侧板422，第一侧板421熔化的速度较快。

在一些实施例中，至少一个第一侧板421上附接有保护层44。保护层44能够在第一侧板421局部熔化时，覆盖第一侧板421的熔化部分的至少一部分，以减少经由第一侧板421的熔化部分排出的高温高压物质，降低热量扩散到其它电池单体40的风险，提高电池10的安全性。

在一些实施例中，保护层44可以通过粘接、嵌套、挤压等方式附接到第一侧板421上。

在一些实施例中，两个第一侧板421上均附接有保护层44。保护层44附接于两个第一侧板421。也就是说，在壳体42中，仅两个第一侧板421上附接有保护层44，第二侧板422和底板423上均不设置保护层44。由于第二侧板422与电极组件41有一定的间隙，第二侧板422的温升较慢；且高温高压物质一般朝电池单体40的顶部运动。因此，本申请实施例仅在第一侧板421上附接保护层44，这样可以减小保护层44的体积，降低保护层44的重量，提高电池单体40的能量密度。

在一些实施例中，保护层44为平板状。

保护层44只要具有较高的熔点、可以承受较高的温度即可，本申请对厚度的要求较低。在一些实施例中，保护层44的厚度小于各第一侧板421的厚度。这样可以减小保护层44的重量，降低保护层44对电池单体40能量密度的影响。在一些实施例中，保护层44的厚度为0.01mm-0.5mm。

本申请实施例的壳体42为满足电化学体系要求、防止壳体42被腐蚀、并能在电池的整个生命周期内可靠使用的材料，包含但不限于塑胶、不锈钢、铝、铝合金等材料。端盖431的材质与壳体42的材质相同，以保证两者之间的焊接强度。在一些实施例中，壳体42的材质包括铝。

保护层44的材质具有耐高温、耐腐蚀的特性。保护层44的材质可为不锈钢、钛合金或陶瓷。

在一些实施例中，电极组件41为卷绕式结构且包括平直区411和弯折区412，弯折区412连接于平直区411的靠近第二侧板422的端部。保护层44沿第一方向X的投影覆盖平直区411沿第一方向X的投影，也就是说，保护层44沿第一方向X完全覆盖平直区411。

电极组件41在充放电的过程中会出现膨胀，且电极组件41在第一方向X上的膨胀最大。在电池中，多个电池单体40堆叠在一起，在电极组件41膨胀时，相邻的电池单体40彼此挤压。而如果保护层44较小、无法完全覆盖电极组件41，那么保护层44的边缘会挤压电极组件41的平直区411并产生应力集中，引发极片被压伤的风险，影响电池单体40的电化学性能。因此，在本申请中，保护层44沿第一方向X完全覆盖平直区411。

在一些实施例中，在第二方向Y上，弯折区412背离平直区411的端部超出保护层44的端部。电极组件41在第二方向Y的尺寸大于保护层44沿第二方向Y的尺寸，保护层44沿第二方向Y的尺寸大于平直区411沿第二方向Y的尺寸。弯折区412的外表面大体为弧形，弯折区412与壳体42之间具有间隙，弯折区412在膨胀时不易受到保护层44的边缘的挤压，因此，保护层44无需在第一方向X上完全覆盖弯折区412。这样可以减小保护层44的尺寸，降低保护层44对电池单体40能量密度的影响。

保护层44可以设置于第一侧板421的面向容纳腔424的一侧，也可以设置于第一侧板421的远离容纳腔424的一侧。第一侧板421具有远离容纳腔424的外表面421a和面向容纳腔424的内表面421b。如图6所示，在一些实施例中，至少一个第一侧板421的外表面421a附接有保护层44。

在一些实施例中，各第一侧板421的外表面421a附接有保护层44。当电极组件41出现热失控时，即使第一侧板421局部熔化，保护层44也能够从外侧覆盖第一侧板421的熔化的部分。保护层44可以从外侧附接到第一侧板421的外表面421a，保护层44与第一侧板421的装配工艺简单。

图7为本申请一实施例的一种电池10的结构示意图；图8为图7所示的电池10在圆框B处的放大示意图。

如图7和图8所示，本申请实施例的电池10包括多个电池单体40；在一些实施例中，多个电池单体40依次堆叠。在一些实施例中，多个电池单体40的堆叠方向垂直于第一侧板421。

当电极组件41因短路等意外状况而出现热失控时，热量会传递到壳体42和保护层44上；相较于壳体42，保护层44能够承受更高的温度，因此，即使壳体42局部熔化，保护层44也能够覆盖壳体42的熔化部分的至少一部分，以减少经由壳体42的熔化部分排出的高温高压物质，降低热量扩散到其它电池单体40的风险，提高电池10的安全性。

在一些实施例中，电池10还包括隔热垫60，隔热垫60设置于相邻的电池单体40之间。隔热垫60可以降低相邻电池单体40之间的传热效率，减小电池单体40的热扩散。

在一些实施例中，保护层44位于电极组件41的面向隔热垫60的一侧。当电极组件41出现热失控时，保护层44可以减少作用在隔热垫60上的高温高压物质，降低隔热垫60被高温高压物质破坏的风险，减少热扩散，提高电池10的安全性。

在一些实施例中，保护层44位于第一侧板421和隔热垫60之间。在一些示例中，在装配电池10时，可以先通过粘接等方式将保护层44附接到第一侧板421上，然后再通过粘接等方式将保护层44附接到隔热垫60上。在另一些示例中，在装配电池10时，可以先通过粘接等方式将保护层44附接到隔热垫60上，然后再通过粘接等方式将保护层44附接到第一侧板421上。

图9为本申请一实施例的另一种电池单体40的局部剖视示意图；图10为图9所示的电池单体40在圆框C处的放大示意图。

如图9和图10所示，在一些实施例中，第一侧板421包括第一凹槽421c，第一凹槽421c相对于第一侧板421的外表面421a凹陷且用于容纳保护层44的至少部分。保护层44嵌入第一凹槽421c内以附接到第一侧板421。通过设置第一凹槽421c，可以减小第一侧板421和保护层44的总厚度，减少保护层44额外占用的空间。

在一些实施例中，保护层44的远离第一凹槽421c的底壁的表面与第一侧板421的外表面421a齐平。此时，保护层44完全容纳于第一凹槽421c内，不仅可以减少保护层44额外占用的空间，还能提高表面平整性。

图11为本申请一实施例的又一种电池单体40的局部剖视示意图；图12为图11所示的电池单体40在圆框D处的放大示意图。

如图11和图12所示，在一些实施例中，第一侧板421包括第二凹槽421d，第二凹槽421d相对于第一侧板421的内表面421b凹陷且用于容纳保护层44的至少部分。保护层44嵌入第二凹槽421d内以附接到第一侧板421。通过设置第二凹槽421d，可以减小第一侧板421和保护层44的总厚度，减少保护层44额外占用的空间。

在一些实施例中，保护层44的远离第二凹槽421d的底壁的表面与第一侧板421的内表面421b齐平。此时，保护层44完全容纳于第二凹槽421d内，不仅可以减少保护层44额外占用的空间，还能提高表面平整性。

在一些实施例中，第一侧板包括第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽相对于第一侧板的外表面凹陷，第二凹槽相对于第一侧板的内表面凹陷。一个保护层嵌入第一凹槽，另一个保护层嵌入第二凹槽。

图13为本申请一实施例的再一种电池单体40的分解结构示意图；图14为本申请一实施例的再一种电池单体40的局部剖视示意图。

如图13和图14所示，在一些实施例中，至少一个第一侧板421的内表面421b附接有保护层44。在一些实施例中，各第一侧板421的内表面421b附接有保护层44。当电极组件41出现热失控时，保护层44可以阻挡高温高压物质，减少作用在第一侧板421上的高温高压物质，减缓第一侧板421的熔化速率，降低第一侧板421熔化的风险。另外，即使第一侧板421局部熔化，保护层44也可以从内侧覆盖第一侧板421的熔化的部分，降低第一侧板421被高温高压物质冲破的风险。

在另一些实施例中，一个第一侧板的内表面附接有保护层，另一个第一侧板的外表面附接有保护层。

图15为本申请一实施例的另一种电池10的结构示意图；图16为图15所示的电池10在圆框E处的放大示意图。

如图15和图16所示，本申请实施例的电池包括多个电池单体40；在一些实施例中，多个电池单体40依次堆叠；在一些实施例中，多个电池单体40的堆叠方向垂直于第一侧板421。

当电极组件41因短路等意外状况而出现热失控时，热量会传递到壳体42和保护层44上；相较于壳体42，保护层44能够承受更高的温度，因此，即使壳体42局部熔化，保护层44也能够覆盖壳体42的熔化部分的至少一部分，以减少经由壳体42的熔化部分排出的高温高压物质，降低热量扩散到其它电池单体40的风险，提高电池10的安全性。

在一些实施例中，第一侧板421位于隔热垫60和保护层44之间。当电极组件41出现热失控时，保护层44可以减少作用在隔热垫60上的高温高压物质，降低隔热垫60被高温高压物质破坏的风险，减少热扩散，提高电池10的安全性。

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 (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，具有开口；

端盖，用于封闭所述壳体的开口；

保护层，被配置为附接于所述壳体，且所述保护层的靠近所述端盖的端部低于所述开口，所述保护层的熔点大于所述壳体的熔点，所述保护层被配置为在所述壳体熔化时至少覆盖所述壳体的熔化部分的一部分。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述壳体包括沿第一方向彼此面对的两个第一侧板和沿第二方向彼此面对的两个第二侧板，各所述第一侧板沿所述第二方向的尺寸大于各所述第二侧板沿所述第一方向的尺寸，所述第一方向与所述第二方向相交，两个所述第二侧板连接于两个所述第一侧板；

至少一个所述第一侧板上附接有所述保护层。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，

至少一个所述第一侧板的外表面附接有所述保护层；和/或

至少一个所述第一侧板的内表面附接有所述保护层。

4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述保护层的厚度小于各所述第一侧板的厚度。

5.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，

所述第一侧板包括第一凹槽，所述第一凹槽相对于所述第一侧板的外表面凹陷且用于容纳所述保护层的至少部分；和/或

所述第一侧板包括第二凹槽，所述第二凹槽相对于所述第一侧板的内表面凹陷且用于容纳所述保护层的至少部分。

6.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，

所述电池单体还包括电极组件，所述电极组件包括平直区和弯折区，所述弯折区连接于所述平直区的靠近所述第二侧板的端部；

所述保护层沿所述第一方向的投影覆盖所述平直区沿所述第一方向的投影。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的材质包括铝，所述保护层的材质包括不锈钢。

8.一种电池，其特征在于，包括多个如权利要求1-7中任一项所述的电池单体。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池还包括隔热垫，所述隔热垫设置于相邻的所述电池单体之间。

10.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置被配置为接收由权利要求1-7中任一项所述的电池单体提供的电能。

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