CN216120664U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池单体、电池及用电装置，涉及电池领域。本申请提供了一种电池单体，该电池单体包括外壳，包括壁部；电极端子，绝缘安装于壁部；电极组件，设置于外壳内，电极组件包括主体和第一极耳，第一极耳形成于主体的靠近壁部的一端；集流构件，设置于第一极耳和壁部之间，用于连接第一极耳和电极端子；第一绝缘件，设置于集流构件和壁部之间，用于绝缘隔离集流构件和壁部；其中，第一绝缘件的朝向集流构件的一侧形成有凸起，沿壁部的厚度方向，凸起在集流构件上的投影与电极端子在集流构件上的投影不重叠。本申请的电池单体具有较高的安全性。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，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。

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

实用新型内容

本申请的目的是提供一种电池单体、电池及用电装置。该电池单体具有较高的安全性。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括外壳，包括壁部；电极端子，绝缘安装于所述壁部；电极组件，设置于所述外壳内，所述电极组件包括主体和第一极耳，所述第一极耳形成于所述主体的靠近所述壁部的一端；集流构件，设置于所述第一极耳和所述壁部之间，用于连接所述第一极耳和所述电极端子；第一绝缘件，设置于所述集流构件和所述壁部之间，用于绝缘隔离所述集流构件和所述壁部；其中，所述第一绝缘件的朝向所述集流构件的一侧形成有凸起，沿所述壁部的厚度方向，所述凸起在所述集流构件上的投影与所述电极端子在所述集流构件上的投影不重叠。

本申请的电池单体，通过在第一绝缘件的朝向集流构件的一侧形成凸起，在将电极组件装入外壳的过程中，凸起能够限制集流构件朝向壁部翘曲，从而限制电极组件朝向壁部变形，防止电极组件的极片之间发生错位而导致电池单体内短路及热失控，提高了电池单体的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述集流构件包括中央部和周围部，所述电极端子在所述集流构件上的投影位于所述中央部，所述凸起在所述集流构件上的投影位于所述周围部。

在上述方案中，在将电极组件装入外壳的过程中，电极端子与中央部抵接，凸起能够与周围部抵接，以对周围部进行限位和支撑，限制周围部朝向壁部翘曲，从而限制电极组件的外圈的极片之间发生错位而导致电池单体内短路及热失控，提高了电池单体的安全性。

在本申请的一些实施例中，沿所述电极端子的径向，所述凸起到所述集流构件的外周面的最小距离小于所述凸起到所述电极端子的外周面的最小距离。

在上述方案中，由于电极组件的外圈的极片发生错位的概率高且错位量大，将凸起设置为距集流构件的外周面较近，而距电极端子的外周面较远，使得凸起能够对距电极端子较远的极片，也即外圈的极片，进行限位和支撑，降低了外圈的极片发生错位的概率，防止因外圈的极片错位而导致电池单体内短路及热失控，提高了电池单体的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述凸起与所述集流构件之间沿所述壁部的厚度方向具有间隙。

在上述方案中，由于电极端子需要与集流构件抵接以实现电连接，通过在凸起与集流构件之间设置有一定的间隙，可以避免凸起对电极端子与集流构件之间的连接造成干涉，保证了电极端子与集流构件之间电连接的稳定性。

在本申请的一些实施例中，所述凸起为围绕所述电极端子的中心轴线设置的环形凸起；或，所述凸起的数量为多个，多个所述凸起围绕所述电极端子的中心轴线间隔分布。

在上述方案中，环形的凸起对电极组件的外圈的极片和隔膜起到的限位和支撑作用较为均匀，不易在局部位置出现极片错位的问题。多个凸起围绕电极端子的中心轴线间隔分布的形式，减少了第一绝缘件的材料，降低了第一绝缘件成型的难度。

在本申请的一些实施例中，所述电池单体还包括绝缘膜，所述绝缘膜包覆于所述第一极耳和所述主体的外周面且延伸至所述凸起和所述集流构件之间。

在上述方案中，通过绝缘膜包覆第一极耳和主体的外周面，绝缘膜对第一极耳和主体与外壳之间起到了绝缘隔离的作用，降低了第一极耳和主体与外壳短路的概率，进而降低了电池单体短路的风险，提高了电池单体的安全性。同时，绝缘膜延伸至凸起与集流构件之间，使得凸起与集流构件能够压紧绝缘膜，防止绝缘膜窜动，提高了绝缘膜包覆于集流构件、第一极耳和主体的稳定性。

在本申请的一些实施例中，所述外壳包括外壳和端盖，所述外壳包括底壁和侧壁，所述侧壁围设在所述底壁的周围，所述侧壁的一端与所述底壁连接，所述侧壁的另一端围成与所述底壁相对的开口，所述端盖覆盖所述开口，所述壁部为所述底壁或所述端盖。

在上述方案中，底壁和侧壁限定出容纳电极组件、电解液及其他结构的空间，并通过端盖覆盖侧壁围成的开口，保证了外壳的密封性。

在本申请的一些实施例中，所述电极组件还包括第二极耳，所述第二极耳形成于所述主体的远离所述壁部的一端，所述第二极耳与所述第一极耳极性相反，所述第二极耳与所述壁部电连接。

在上述方案中，第一极耳与第二极耳位于电极组件的两端，第一极耳与第二极耳之间具有较好的绝缘性，降低了电池单体短路的风险，提高了电池单体的安全性。

第二方面，本申请提供了一种电池，包括上述的电池单体。

第三方面，本申请提供了一种用电装置，包括上述的电池，所述电池用于提供电能。

第四方面，本申请提供了一种电池单体的制造方法，包括提供外壳和电极端子，所述外壳包括壁部，所述电极端子绝缘安装于所述壁部；提供电极组件，所述电极组件包括主体和第一极耳，所述第一极耳形成于所述主体的靠近所述壁部的一端；提供集流构件；提供第一绝缘件，所述第一绝缘件的朝向所述集流构件的一侧形成有凸起，沿所述壁部的厚度方向，所述凸起在所述集流构件上的投影与所述电极端子在所述集流构件上的投影不重叠；将所述集流构件连接于所述第一极耳，将所述第一绝缘件设置于所述壁部，并使所述凸起背离所述壁部，将所述电极组件放入所述外壳，将所述集流构件连接于所述电极端子。

第五方面，本申请提供了一种电池单体的制造设备，包括第一提供装置，用于提供外壳和电极端子，所述外壳包括壁部，所述电极端子绝缘安装于所述壁部；第二提供装置，用于提供电极组件，所述电极组件包括主体和第一极耳，所述第一极耳形成于所述主体的靠近所述壁部的一端；第三提供装置，用于提供集流构件；第四提供装置，用于提供第一绝缘件，所述第一绝缘件的朝向所述集流构件的一侧形成有凸起，沿所述壁部的厚度方向，所述凸起在所述集流构件上的投影与所述电极端子在所述集流构件上的投影不重叠；组装装置，用于将所述集流构件连接于所述第一极耳，将所述第一绝缘件设置于所述壁部，并使所述凸起背离所述壁部，将所述电极组件放入所述外壳，将所述集流构件连接于所述电极端子。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例提供车辆的示意图；

图2为本申请一实施例提供的电池的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的电池单体的爆炸图；

图4为本申请一实施例提供的电池单体的剖视图；

图5为本申请一实施例提供的电池单体的A处的局部放大图；

图6为本申请一实施例提供的第一绝缘件形成环形凸起的示意图；

图7为本申请一实施例提供的第一绝缘件形成多个凸起的示意图；

图8为本申请一实施例提供的绝缘膜包覆第一极耳和主体的外周面的示意图；

图9为本申请一实施例提供的B处的局部放大图；

图10为本申请一实施例提供的电池单体的示意图；

图11为本申请四实施例提供的电池单体的制造方法的示意图；

图12为本申请五实施例提供的电池单体的制造设备的示意图。

图标：10-电池单体；11-外壳；11a-壁部；111-壳体；1111-底壁；1112-侧壁；112-端盖；12-电极端子；13-电极组件；131-第一极耳；132-主体；133-第二极耳；14-集流构件；141-中央部；142-周围部；15-第一绝缘件；151-凸起；16-绝缘膜；17-第二绝缘件；20-箱体；21-第一子箱体；22-第二子箱体；100-电池；200-控制器；300-马达；1000-车辆；2000-电池单体的制造设备；2100-第一提供装置；2200-第二提供装置；2300-第三提供装置；2400-第四提供装置；2500-第一组装装置；2600-第二组装装置；2700-第三组装装置；2800-第四组装装置。

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、完整地描述。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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“设置”、“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，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申请中的具体含义。

在本申请中，所提及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，本申请中所提及的电池可以包括电池模块或电池包等。

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。隔膜的材质可以为PP(Polypropylene，聚丙烯)或PE(Polyethylene，聚乙烯)等。

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。

本发明人注意到，将电极组件装入外壳的过程中，需要沿电极组件的轴向对电极组件施加作用力，以使集流构件(连接于电极组件的一端)抵接于电极端子。由于集流构件及电极组件的直径大于电极端子的直径，电极端子仅能在与其抵接的部位对集流构件及电极组件起到限位和支撑作用，而集流构件和电极组件的其余部分则无法得到有效地限位和支撑。

对于卷绕式电极组件而言，由于电极端子无法对电极组件的外圈的极片和隔膜(极片与隔膜在集流构件上的投影与电极端子在集流构件上的投影不重叠的部分)进行限位和支撑，因此，在将电极组件装入外壳时，会出现集流构件翘曲，导致外圈的极片发生错位。极片错位会造成电池单体内短路并引发热失控，存在极大的安全隐患，严重影响电池的安全。

基于上述考虑，为了降低电极组件安装入壳过程中出现极片错位的概率，发明人经过深入研究，设计了一种电池单体，该电池单体包括外壳，外壳包括壁部(位于外壳的一端)，在集流构件和壁部之间设置第一绝缘件，且第一绝缘件的朝向集流构件的一侧形成有凸起，沿壁部的厚度方向，凸起在集流构件上的投影与电极端子在集流构件上的投影不重叠。

在这样的电池单体中，通过在第一绝缘件的朝向集流构件的一侧形成凸起，在将电极组件装入外壳的过程中，凸起能够一定程度上限制集流构件朝向壁部翘曲，从而限制电极组件朝向壁部变形，防止电极组件的极片之间发生错位而导致电池单体内短路及热失控，提高了电池单体的安全性。

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，以本申请实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。

如图1所示，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。

如图2所示，图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构示意图。电池100包括箱体20和电池单体10，电池单体10容纳于箱体20内。其中，箱体20用于为电池单体10提供容纳空间，箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体20可以包括第一子箱体21和第二子箱体22，第一子箱体21与第二子箱体22相互盖合，第一子箱体21和第二子箱体22共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第二子箱体22可以为一端开口的空心结构，第一子箱体21可以为板状结构，第一子箱体21盖合于第二子箱体22的开口侧，以使第一子箱体21与第二子箱体22共同限定出容纳空间；第一子箱体21和第二子箱体22也可以是均为一侧开口的空心结构，第一子箱体21的开口侧盖合于第二子箱体22的开口侧。当然，第一子箱体21和第二子箱体22形成的箱体20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10可以是多个，多个电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体20内；当然，电池100也可以是多个电池单体10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20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10之间的电连接。

其中，每个电池单体10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10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

如图3所示，图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的爆炸图。电池单体10是指组成电池100的最小单元。如图3所示，电池单体10包括有外壳11、电极组件13以及其他的功能性部件。

外壳11是用于形成电池单体10的内部环境的组件，其中，外壳11形成的内部环境可以用于容纳电极组件13、电解液以及其他部件。外壳11可以是多种形状和多种尺寸的，例如圆柱体形、长方体形、六棱柱形等。具体地，外壳11的形状可以根据电极组件13的具体形状和尺寸大小来确定。外壳11的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。

电极组件13是电池单体10中发生电化学反应的部件。外壳11内可以包含一个或更多个电极组件13。电极组件13主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件13的主体132，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体132部的一端或是分别位于主体132部的两端。在电池100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，极耳连接电极端子12以形成电流回路。

如图3所示，本申请提供了一种电池单体10，该电池单体10包括外壳11、电极端子12、电极组件13、集流构件14及第一绝缘件15。

如图4所示，图4为本申请的一些实施例的电池单体的剖视图。外壳11包括壁部11a，电极端子12绝缘安装于壁部11a。电极组件13设置于外壳11内，电极组件13包括主体132和第一极耳131，第一极耳131形成于主体132的靠近壁部11a的一端。集流构件14设置于电极组件13和壁部11a之间，集流构件14用于连接第一极耳131和电极端子12。第一绝缘件15设置于集流构件14和壁部11a之间，用于绝缘隔离集流构件14和壁部11a。其中，第一绝缘件15的朝向集流构件14的一侧形成有凸起151，沿壁部11a的厚度方向，凸起151在集流构件14上的投影与电极端子12在集流构件14上的投影不重叠。

为了降低电池单体10内短路的风险，电池单体10内极性不同的部件之间应当绝缘隔离，例如，电极端子12与壁部11a之间、集流构件14与壁部11a之间、以及第一极耳131与外壳11之间均应当绝缘隔离。

如图4所示，在集流构件14和壁部11a之间设置第一绝缘件15，以绝缘隔离集流构件14和壁部11a。

电极端子12绝缘安装于壁部11a可以理解为，电极端子12和壁部11a之间同样设置有绝缘结构，以绝缘隔离电极端子12和壁部11a。

例如，在本申请的一些实施例中，第一绝缘件15可以延伸至电极端子12与壁部11a之间，以绝缘隔离电极端子12和壁部11a。

又例如，如图4所示，在本申请的另一些实施例中，电池单体10还可以包括第二绝缘件17，第二绝缘件17设置于电极端子12和壁部11a之间，以绝缘隔离电极端子12和壁部11a，而第一绝缘件15设置于集流构件14和壁部11a之间，以绝缘隔离集流构件14和壁部11a。

在电池单体10还可以包括第二绝缘件17的实施例中，第一绝缘件15和第二绝缘件17可以一体成型，该种设置方式，减少了零部件的数量，使电池单体10的结构紧凑，且便于第一绝缘件15和第二绝缘件17的安装定位，简化了电池单体10组装过程，提高了电池单体10的生产效率。在本申请的另一些实施例中，第一绝缘件15和第二绝缘件17还可以分体设置。

第一绝缘件15和第二绝缘件17的材质可以为塑料，例如PVC(PolyvinylChloride，聚氯乙烯)、PP(Polypropylene，聚丙烯)等，或者，第一绝缘件15的材质还可以为橡胶，例如丁基橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。

电极组件13还包括第二极耳133，第二极耳133与第一极耳131的极性相反。电极组件13由极片和隔膜卷绕而成。具体的，极片包括正极极片和负极极片，正极极片和负极极片之间通过隔膜进行隔离。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成主体132，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分分别用于构成正极极耳和负极极耳。例如，第一极耳131可以为正极极耳，由正极极片的不具有活性物质的部分构成；第二极耳可以为负极极耳，由负极极片的不具有活性物质的部分构成。或者，第一极耳131可以为负极极耳，由负极极片的不具有活性物质的部分构成；第二极耳可以为正极极耳，由正极极片的不具有活性物质的部分构成。

集流构件14用于连接第一极耳131和电极端子12是指，第一极耳131和电极端子12均与集流构件14连接，并通过集流构件14实现第一极耳131与电极端子12之间的电连接。

进一步的，凸起151在集流构件14上的投影与电极端子12在集流构件14上的投影不重叠，是指凸起151与电极端子12位置错开。

本申请的电池单体10，通过在第一绝缘件15的朝向集流构件14的一侧形成凸起151，在将电极组件13装入外壳的过程中，凸起151能够限制集流构件14朝向壁部11a翘曲，从而限制电极组件13朝向壁部11a变形，防止电极组件13的极片之间发生错位而导致电池单体10内短路及热失控，提高了电池单体10的安全性。

同时，第一绝缘件15还实现了集流构件14与壁部11a之间的绝缘隔离，同一第一绝缘件15实现了不同功能，减少了零部件的数量，使得电池单体10的结构紧凑。

如图4所示，在本申请的一些实施例中，集流构件14包括中央部141和周围部142，电极端子12在集流构件14上的投影位于中央部141，凸起151在集流构件14上的投影位于周围部142。

如图4所示，周围部142围绕中央部141设置。以电极组件13为卷绕式结构为例，电极组件13的内圈的极片和隔膜在集流构件14上的投影位于中央部141，而电极组件13的外圈的极片和隔膜在集流构件14上的投影位于周围部142，当电极组件13装入外壳11内时，通过凸起151对周围部142抵接，防止周围部142朝向壁部11a翘曲，进而防止电极组件13的外圈的极片和隔膜朝向壁部11a移动，避免了极片错位，降低了电池单体内短路及热失控的风险。

该种设置方式，在将电极组件13装入外壳11的过程中，电极端子12与中央部141抵接，凸起151能够与周围部142抵接，以对周围部142进行限位和支撑，限制周围部142朝向壁部11a翘曲，从而限制电极组件13的外圈的极片之间发生错位而导致电池单体10内短路及热失控，提高了电池单体10的安全性。

如图4所示，在本申请的一些实施例中，沿电极端子12的径向，凸起151到集流构件14的外周面的最小距离小于凸起151到电极端子12的外周面的最小距离。

需要说明的是，凸起151到集流构件14的外周面的最小距离小于凸起151到电极端子12的外周面的最小距离是指，同一凸起151到集流构件14的外周面的最小距离小于其到电极端子12的外周面的最小距离。在确定第一绝缘件15形成凸起151的位置以及凸起151的形状后，该凸起151到集流构件14的外周面的最小距离小于该凸起151到电极端子12的外周面的最小距离。

该种设置方式，由于电极组件13的外圈的极片发生错位的概率高且错位量大，将凸起151设置为距集流构件14的外周面较近，而距电极端子12的外周面较远，使得凸起151能够对距电极端子12较远的极片，也即外圈的极片，进行限位和支撑，降低了外圈的极片发生错位的概率，防止因外圈的极片错位而导致电池单体10内短路及热失控，提高了电池单体10的安全性。

如图5所示，图5为本申请的一些实施例的A视角局部放大图。在本申请的一些实施例中，凸起151到集流构件14之间沿壁部11a的厚度方向具有间隙。

若凸起151与集流构件14抵接，在电极组件13安装入壳的过程中，凸起151会对集流构件14及电极组件13产生沿电极组件13的轴向背离壁部11a的力，增加了电极组件13安装入壳的难度，降低了电池单体10的生产效率。

进一步的，若凸起151与集流构件14之间抵接，当凸起151的沿壁部11a的厚度方向的尺寸过大时，凸起151与集流构件14抵接可能会造成集流构件14与电极端子12之间出现间隙，进而影响集流构件14与电极端子12之间电连接的稳定性。因此，凸起151与集流构件14之间可以具有一定的间隙，以消除凸起151因生产制造误差等因素而导致的影响。

该种设置方式，由于电极端子12需要与集流构件14抵接以实现电连接，通过在凸起151与集流构件14之间设置有一定的间隙，可以避免凸起151对电极端子12与集流构件14之间的连接造成干涉，保证了电极端子12与集流构件14之间电连接的稳定性。

如图6和图7所示，图6为本申请一些实施例的第一绝缘件形成环形凸起的示意图，图7为本申请一些实施例的第一绝缘件形成多个凸起的示意图。在本申请的一些实施例中，凸起151为围绕电极端子12的中心轴线设置的环形凸起151，或，凸起151的数量为多个，多个凸起151围绕电极端子12的中心轴线间隔分布。

如图6所示，在本申请的一些实施例中，凸起151为围绕电极端子12的中心轴线设置的环形凸起151。其中，环形凸起151并不局限于圆环，环形凸起151还可以呈椭圆形、方形、多边形等，只要环形凸起151构成绕电极端子12的中心轴线环绕的闭合环形即可。

如图7所示，在本申请的一些实施例中，凸起151的数量为多个，多个凸起151围绕电极端子12的中心轴线间隔分布。其中，多个凸起151围绕电极端子12的中心轴线间隔分布，可以是多个凸起151围绕电极端子12的中心轴线位于同一圆周间隔分布，也可以是，多个凸起151围绕电极端子12的中心轴线位于不同圆周间隔分布。如，多个凸起151中的一部分围绕电极端子12的中心轴线间隔分布于第一圆周，多个凸起151中的另一部分围绕电极端子12的中心轴线间隔分布于第二圆周，第一圆周的直径与第二圆周的直径不同，且位于第一圆周的凸起151的数量与位于第二圆周的凸起151的数量可以相同，也可以不同。

当凸起151的数量为多个时，凸起151的形状可以为圆柱形、棱柱形、扇形、扇环等。

需要说明的是，本申请对凸起151的具体形状和数量并不做限制，只要凸起151的设置能够对集流构件14及电极组件13的极片和隔膜提供沿电极组件13的轴向的力，以防止极片错位即可。

可选地，在本申请的一些实施例中，凸起151设置有多个时，远离电极端子12的凸起151在集流构件14上的投影面积较大，靠近电极端子12的凸起151在集流构件14上的投影面积较小。由于电极端子12能够对靠近电极端子12的电极组件13的极片起到一定的支撑作用，而无法对远离电极端子12的电极组件13的极片起到支撑作用。因此，需要对远离电极端子12的电极组件13的极片提供更多的支撑力，以防止远离电极端子12的电极组件13的极片发生错位，对应的，可以将远离电极端子12的凸起151在集流构件14上的投影面积设置的较大，以能够对远离电极端子12的极片起到稳定地支撑作用。

可选地，在本申请的一些实施例中，凸起151设置有多个时，远离电极端子12的凸起151较为密集，靠近电极端子12的凸起151较为稀疏。同理的，由于电极端子12能够对靠近电极端子12的电极组件13的极片起到一定的支撑作用，而无法对远离电极端子12的电极组件13的极片起到支撑作用。因此，需要对远离电极端子12的电极组件13的极片提供更多的支撑力，以防止远离电极端子12的电极组件13的极片发生错位，对应的，可以将远离电极端子12的凸起151设置的较为密集，以能够对远离电极端子12的极片起到稳定地支撑作用。

该种设置方式，在凸起151为围绕电极端子12的中心轴线设置的环形凸起151的实施例中，环形的凸起151对电极组件13的外圈的极片和隔膜起到的限位和支撑作用较为均匀，不易在局部位置出现极片错位的问题。在凸起151的数量为多个，多个凸起151围绕电极端子12的中心轴线间隔分布的实施例中，多个凸起151围绕电极端子12的中心轴线间隔分布的形式，减少了第一绝缘件15的材料，降低了第一绝缘件15成型的难度。

如图8和图9所示，图8为本申请的一些实施例的绝缘膜包覆第一极耳和主体的外周面的示意图，图9为本申请的一些实施例的B视角局部放大图。在本申请的一些实施例中，电池单体10还包括绝缘膜16，绝缘膜16包覆于第一极耳131和主体132的外周面，且延伸至凸起151和集流构件14之间。

为了进一步降低电池单体10的短路风险，第一极耳131及主体132的外周面均需要与外壳11进行绝缘隔离。因此，设置绝缘膜16包覆第一极耳131和主体132的外周面，以实现第一极耳131和主体132的外周面与外壳11之间的绝缘隔离。

如图9所示，在凸起151与集流构件14之间沿壁部11a的厚度方向具有间隙的实施例中，第一绝缘件15并未与集流构件14接触，仅使用第一绝缘件15对集流构件14和壁部11a进行绝缘隔离效果较差，集流构件14与壁部11a之间仍存在短路的风险，例如，集流构件14的外周面与壁部11a之间可能短路。为了进一步提高集流构件14与壁部11a之间绝缘隔离的效果，防止集流构件14与壁部11a之间短路，可以将绝缘膜16延伸至凸起151与集流构件14之间，使得绝缘膜16能够包覆于集流构件14，提高了集流构件14与壁部11a之间的绝缘隔离效果。

如图9所示，当绝缘膜16延伸至凸起151和集流构件14之间时，如果凸起151与集流构件14沿壁部11a的厚度方向具有间隙，绝缘膜16可以填充该间隙，并且凸起151可以抵接于绝缘膜16，也即，凸起151和集流构件14能够夹持并压紧绝缘膜16，以防止绝缘膜16受到外界因素的干扰而发生窜动，使得绝缘膜16能够稳定地包覆集流构件14、第一极耳131和主体132。

该种设置方式，通过绝缘膜16包覆第一极耳131和主体132的外周面，对第一极耳131和主体132与外壳11之间起到了绝缘隔离的作用，降低了第一极耳131和主体132与外壳11短路的概率，进而降低了电池单体10短路的风险，提高了电池单体10的安全性。同时，绝缘膜16延伸至凸起151与集流构件14之间，使得凸起151与集流构件14能够夹持并压紧绝缘膜16，防止绝缘膜16窜动，提高了绝缘膜16包覆于集流构件14、第一极耳131和主体132的稳定性。

如图10所示，图10为本申请的一些实施例的电池单体10的示意图。在本申请的一些实施例中，外壳11包括壳体111和端盖112，壳体111包括底壁1111和侧壁1112，侧壁1112围设在底壁1111的周围，侧壁1112的一端与底壁1111连接，侧壁1112的另一端围成与底壁1111相对的开口，端盖112覆盖开口，壁部11a为底壁1111或端盖112。

其中，底壁1111和侧壁1112可以一体成型，或者，底壁1111和侧壁1112也可以分体设置并通过焊接、卡接等方式进行连接。具体的，侧壁1112可以呈柱状，例如圆柱或棱柱。

侧壁1112相对于底壁1111的另一端围成开口，集流构件14及电极组件13能够从开口安装进入壳体111。将电极组件13装入壳体111后，通过端盖112覆盖开口，以对开口进行封闭。进一步的，外壳11内需要加注电解液，端盖112覆盖开口时，可以在端盖112与侧壁1112之间设置密封件，例如密封圈或密封垫，以提高端盖112覆盖开口的密封性，防止电解液从外壳11中泄漏。

壁部11a为底壁1111或端盖112包括两种情况：一种情况为，壁部11a为底壁1111；另一种情况为，壁部11a为端盖112。在壁部11a为底壁1111的实施例中，将电极组件13装入壳体111后，集流构件14朝向底壁1111，第一绝缘件15设置于底壁1111与集流构件14之间。在壁部11a为端盖112的实施例中，将电极组件13装入壳体111后，集流构件14朝向端盖112，第一绝缘件15设置于端盖112与集流构件14之间。

该种设置方式，底壁1111和侧壁1112限定出用于容纳电极组件13、电解液及其他结构的空间，并通过端盖112覆盖侧壁1112围成的开口，保证了外壳11的密封性。

如图10所示，在本申请的一些实施例中，电极组件13还包括第二极耳133，第二极耳133形成于主体132的远离壁部11a的一端，第二极耳133与第一极耳131极性相反，第二极耳133与壁部11a电连接。

如图10所示，第一极耳131位于电极组件13的朝向壁部11a的一端，第二极耳133位于电极组件13的远离壁部11a的一端，即第一极耳131和第二极耳133分别形成于电极组件13的主体132的两端。

第一极耳131与第二极耳133极性相反，例如第一极耳131为电极组件13的正极极耳，由正极极片的不具有活性物质的部分构成，并与集流构件14及电极端子12电连接，第二极耳133为电极组件13的负极极耳，由负极极片的不具有活性物质的部分构成，并与外壳11及壁部11a电连接。

该种设置方式，第一极耳131与第二极耳133位于电极组件13的两端，第一极耳131与第二极耳133之间具有较好的绝缘性，降低了电池单体10短路的风险，提高了电池单体10的安全性。

第二方面，本申请还提供了一种电池100，该电池100包括上述的电池单体10。由于电池单体10中，通过在第一绝缘件15的朝向集流构件14的一侧形成凸起151，以能够对电极组件13的极片起到支撑作用，降低了电极组件13入壳过程中极片错位的概率，降低了电池单体10内短路及热失控的风险，进而提高了电池100的安全性。

第三方面，本申请还提供了一种用电装置，该用电装置包括上述的电池100，电池100用于提供电能。

第四方面，如图11所示，图11为本申请的一些实施例的电池单体的制造方法的示意图。本申请还提供了一种电池单体10的制造方法。具体的，电池单体10的制造方法如下：

S100，提供外壳11和电极端子12，外壳11包括壁部11a，电极端子12绝缘安装于壁部11a；

S200，提供电极组件13，电极组件13包括主体132和第一极耳131，第一极耳131形成于主体132的靠近壁部11a的一端；

S300，提供集流构件14，将集流构件14连接于第一极耳131；

S400，提供第一绝缘件15，第一绝缘件15的朝向集流构件14的一侧形成有凸起151，沿壁部11a的厚度方向，凸起151在集流构件14上的投影与电极端子12在集流构件14上的投影不重叠；

S500，将第一绝缘件15设置于壁部11a，并使凸起151背离壁部11a；

S600，将电极组件13和集流构件14放入外壳11；

S700，将集流构件14连接于电极端子12。

需要说明的是，上述的电池单体10的制造方法仅是作为电池单体10在生产制造过程的示意，并不表示电池单体10在生产制造过程中的具体顺序，电池单体10在生产制造的过程中，可以根据实际情况制定具体的工艺流程。

第五方面，如图12所示，图12为本申请的一些实施例的电池单体的制造设备的示意。本申请还提供了一种电池单体的制造设备2000，该电池单体的制造设备2000包括第一提供装置2100、第二提供装置2200、第三提供装置2300、第四提供装置2400、第一组装装置2500、第二组装装置2600、第三组装装置2700和第四组装装置2800。

具体的，第一提供装置2100，用于提供外壳11和电极端子12，外壳11包括壁部11a，电极端子12绝缘安装于壁部11a。第二提供装置2200，用于提供电极组件13，电极组件13包括主体132和第一极耳131，第一极耳131形成于主体132的靠近壁部11a的一端。第三提供装置2300，用于提供集流构件14。第四提供装置2400，用于提供第一绝缘件15，第一绝缘件15的朝向集流构件14的一侧形成有凸起151，沿壁部11a的厚度方向，凸起151在集流构件14上的投影与电极端子12在集流构件14上的投影不重叠。第一组装装置2500，用于将集流构件14连接于第一极耳131。第二组装装置2600，用于将第一绝缘件15设置于壁部11a，并使凸起151背离壁部11a。第三组装装置2700，用于将电极组件13和集流构件14放入外壳11。第四组装装置2800，用于将集流构件14连接于电极端子12。

在本申请的一些实施例中，如图3-图9所示，本申请提供了一种电池单体10。该电池单体10包括外壳11、电极端子12、电极组件13、集流构件14及第一绝缘件15。外壳11包括壁部11a，电极端子12绝缘安装于壁部11a。电极组件13设置于外壳11内，电极组件13包括主体132和第一极耳131，第一极耳131形成于主体132的靠近壁部11a的一端。集流构件14设置于电极组件13和壁部11a之间，集流构件14用于连接第一极耳131和电极端子12。第一绝缘件15设置于集流构件14和壁部11a之间，用于绝缘隔离集流构件14和壁部11a。其中，第一绝缘件15的朝向集流构件14的一侧形成有凸起151，沿壁部11a的厚度方向，凸起151在集流构件14上的投影与电极端子12在集流构件14上的投影不重叠。凸起151在集流构件14上的投影位于周围部142，电极端子12在集流构件14上的投影位于中央部141，同时，凸起151距集流构件14的外周面的最小距离小于凸起151距电极端子12的外周面的最小距离。凸起151与集流构件14之间具有一定的间隙。电极组件13的第一极耳131和主体132的外周面通过绝缘膜16进行包覆，且绝缘膜延伸至凸起151与集流构件14之间。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，包括壁部；

电极端子，绝缘安装于所述壁部；

电极组件，设置于所述外壳内，所述电极组件包括主体和第一极耳，所述第一极耳形成于所述主体的靠近所述壁部的一端；

集流构件，设置于所述第一极耳和所述壁部之间，用于连接所述第一极耳和所述电极端子；

第一绝缘件，设置于所述集流构件和所述壁部之间，用于绝缘隔离所述集流构件和所述壁部；

其中，所述第一绝缘件的朝向所述集流构件的一侧形成有凸起，沿所述壁部的厚度方向，所述凸起在所述集流构件上的投影与所述电极端子在所述集流构件上的投影不重叠。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述集流构件包括中央部和周围部，所述电极端子在所述集流构件上的投影位于所述中央部，所述凸起在所述集流构件上的投影位于所述周围部。

3.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，沿所述电极端子的径向，所述凸起到所述集流构件的外周面的最小距离小于所述凸起到所述电极端子的外周面的最小距离。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述凸起与所述集流构件之间沿所述壁部的厚度方向具有间隙。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述凸起为围绕所述电极端子的中心轴线设置的环形凸起；

或，所述凸起的数量为多个，多个所述凸起围绕所述电极端子的中心轴线间隔分布。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括绝缘膜，所述绝缘膜包覆于所述第一极耳和所述主体的外周面且延伸至所述凸起和所述集流构件之间。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体包括底壁和侧壁，所述侧壁围设在所述底壁的周围，所述侧壁的一端与所述底壁连接，所述侧壁的另一端围成与所述底壁相对的开口，所述端盖覆盖所述开口，所述壁部为所述底壁或所述端盖。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括第二极耳，所述第二极耳形成于所述主体的远离所述壁部的一端，所述第二极耳与所述第一极耳极性相反，所述第二极耳与所述壁部电连接。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的电池单体。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池，所述电池用于提供电能。

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