CN217134543U - 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，其中，电池单体包括：外壳，其内部形成容纳空间，外壳具有第一内壁；电芯，设置于容纳空间；以及保护板，设置于第一内壁和电芯之间，其中在保护板的长度方向上，保护板的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值在0.4至1之间。在本申请实施例的技术方案中，通过将保护板的长度与第一内壁的长度之比设置为大于0.4，使得保护板能覆盖电芯对应的侧面的绝大部分长度的范围，从而大幅度减小电芯的表面与第一内壁发生碰撞的可能性，进而有效防止电芯脱碳或损坏。

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

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。

电池一般由多个电池单体组成，每个电池单体内部均包括电芯，电芯用于将化学能转化为电能。在电池的安装以及使用过程中，电芯可能会与电池单体的外壳发生干涉，特别是电芯的边缘可能会和外壳的内侧面发生接触，从而导致电芯脱碳甚至损坏。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有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出一种电池，以避免电池单体内部的电芯与电池单体的外壳发生干涉。

本申请第一方面的实施例提供一种电池单体，包括：外壳，其内部形成容纳空间，外壳具有第一内壁；电芯，设置于容纳空间；以及保护板，设置于第一内壁和电芯之间，其中在保护板的长度方向上，保护板的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.4且小于1。

本申请实施例的技术方案中，通过将保护板的长度与第一内壁的长度之比设置为大于0.4，使得保护板能覆盖电芯对应的侧面的绝大部分长度的范围，从而大幅度减小电芯的表面与第一内壁发生碰撞的可能性，进而有效防止电芯脱碳或损坏。

在一些实施例中，外壳还包括在长度方向上或在保护板的宽度方向上与第一内壁相邻的第二内壁和第三内壁，第一内壁的两端分别经由第一弧形拐角和第二弧形拐角与第二内壁和第三内壁接合，其中保护板的厚度与第一弧形拐角的半径之比大于0.1且小于1.5；和/或保护板的厚度与第二弧形拐角的半径之比大于0.1且小于1.5。

通过设置上述保护板的厚度和弧形拐角的半径之比，特别是使得H/ R1＞0.1，保护板可以在一定程度上垫高电芯，减少了电芯的底角碰撞上述弧形拐角的可能性，从而避免造成电芯脱碳。另外，将H/ R1设置为小于1.5还可以避免电芯过高，从而避免保护板过多占用外壳的容纳空间，以防止保护板影响电芯的能量密度。

在一些实施例中，在保护板的宽度方向上，保护板的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.8且小于1。

通过将保护板的宽度与第一内壁的宽度之比设置为大于0.8，使得保护板能覆盖电芯对应的侧面的绝大部分宽度的范围，从而大幅度减小电芯的表面与第一内壁发生碰撞的可能性，进而有效防止电芯脱碳或损坏。另外，保护板的宽度小于第一内壁的宽度，在将电芯安装到容纳空间内部的过程中，允许保护板进入到外壳内。

在一些实施例中，在保护板的长度方向上，保护板的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.6且小于0.8。

通过将保护板的长度与第一内壁的长度之比设置为大于0.6，使得保护板基本能够覆盖电芯对应的侧面，从而进一步减小电芯的表面与第一内壁发生碰撞的可能性，进而有效防止电芯脱碳或损坏。另外，将保护板的长度设置在第一内壁的长度的0.8倍以下，使得在将电芯安装到容纳空间的过程中，保护板能够顺利进入到外壳内。

在一些实施例中，保护板的厚度与第一弧形拐角的半径之比大于0.8且小于1；和/或保护板的厚度与第二弧形拐角的半径之比大于0.8且小于1。

通过将保护板的厚度设置为略小于第一弧形拐角或第二弧形拐角的半径，使得保护板处于弧形拐角的高度范围内。在电芯发生晃动的情况下，可以借助于第一弧形拐角或第二弧形拐角抵靠保护板的一端，从而进一步提高电芯的稳定性。

在一些实施例中，在保护板的宽度方向上，保护板的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.9且小于0.95。

通过将保护板的宽度与第一内壁的宽度之比设置为略小于1，使得保护板基本能够覆盖电芯对应的侧面，进一步减小电芯的表面与第一内壁发生碰撞的可能性。另外，保护板宽度方向的两端基本抵靠外壳的内壁，从而有效避免了电芯在外壳内发生晃动。

在一些实施例中，电池单体还包括：绝缘膜，绝缘膜包覆在电芯外部。

外壳通常由金属材料制成，通过设置绝缘膜，使得电芯和金属外壳电绝缘，以避免电芯和外壳接触发生短路。

在一些实施例中，保护板固定连接到绝缘膜的朝向第一内壁的表面。

将保护板固定连接到绝缘膜的表面，使得绝缘膜和保护板可以作为整体被放入容纳空间，从而不必将保护板单独安装到容纳空间，从而简化了电池单体的组装过程。

在一些实施例中，保护板上设置有至少一个第一定位孔，绝缘膜的相对位置设置有至少一个第二定位孔，至少一个第一定位孔和至少一个第二定位孔相互配合以用于在将保护板固定连接到绝缘膜上时对保护板进行定位。

在将保护板固定连接到绝缘膜上时，可以令第一定位孔和对应的第二定位孔对齐，从而确定保护板安装到绝缘膜上时在绝缘膜上的位置。通过设置第一定位孔和第二定位孔可以防止保护板的位置相对于预先设计好的固定位置发生偏移。

在一些实施例中，外壳还包括：端盖，第一内壁包括外壳的与端盖相对的底壁。

由于电芯的重量主要由其底部承受，因此电芯的底部更容易和底壁发生严重的碰撞，进而导致损坏，通过在电芯的底部与外壳的底壁之间设置保护板可以有效防止上述位置的碰撞，从而保护电芯易损坏的底部。

在一些实施例中，保护板由塑胶材料制成。

由塑胶材料制成的保护板绝缘效果好，不与容纳空间内填充的电解液反应，避免影响电池单体的正常工作。

在一些实施例中，绝缘膜由聚脂类高分子化合物制成。

聚脂类高分子化合物制成的绝缘膜绝缘效果好，能够有效防止电芯和外壳之间发生短路。

在一些实施例中，外壳为铝壳或铝合金壳，外壳通过拉伸成型工艺制成。

外壳通过拉伸成型工艺制成，制造过程简单，便于生产。

在一些实施例中，外壳还包括：端盖，端盖上设有泄压机构，其中电芯连接到端盖。

端盖上设置的泄压机构允许电池单体内部的高压气体排出，避免电池单体内部发生爆炸。另外，将电芯固定连接到端盖上，可以将电芯和端盖一同安装到壳体上，从而简化了电池单体的组装过程。

本申请第二方面的实施例提供一种电池，其包括箱体；以及上述的电池单体，电池单体容纳在箱体内。

本申请第三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内部的结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的示意图；

图4为图3所示电池单体的分解示意图；

图5为图3所示电池单体的在X-Z平面上的截面示意图；

图6为图5所示电池单体的截面示意图的局部放大图；

图7为图3所示电池单体的在Y-Z平面上的截面示意图。

附图标记说明：

车辆1；

电池10，控制器20，马达30；

箱体100，第一部分110，第二部分120，电池单体200；

外壳210，端盖211，泄压机构2111，底板212，侧板213，前板214，后板215，第一弧形拐角216；

电芯220；

保护板230，第一定位孔231

绝缘膜240。

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。

诸如动力电池的电池内部一般包含多个电池单体，电池由多个电池单体共同产生电压。在相关技术中，电池单体内部进一步设置有电芯，上述电芯由于缺乏保护结构，容易和电池单体的外壳碰撞，从而导致电芯脱碳甚至损坏，导致影响电池的正常使用。

基于以上考虑，为了解决电芯脱碳甚至损坏的问题，发明人经过深入研究，设计了一种电池单体。该电池单体包括保护板，通过设置保护板的尺寸大小，能够在保证电芯具有较高的能量密度的同时，有效降低电芯和外壳发生干涉的可能性。

本申请实施例公开的电池或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或电池单体组成该用电装置的电源系统，这样，有利于提高对电池单体内电芯的保护，提升电池性能的稳定性和电池寿命。

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1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的内部设置有电池10，电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。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。车辆1还可以包括控制器20和马达30，控制器20用来控制电池10为马达30供电，例如，用于车辆1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10不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

请参照图2，图2示出了根据本申请一些实施例的电池内部的结构示意图。电池10包括箱体100和电池单体200，电池单体200容纳于箱体100内。其中，箱体100用于为电池单体200提供容纳空间，箱体100可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体100可以包括第一部分110和第二部分120，第一部分110与第二部分120相互盖合，第一部分110和第二部分120共同限定出用于容纳电池单体200的容纳空间。

如图2所示，在电池10中，电池单体200可以是多个，多个电池单体200之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体200中既有串联又有并联。多个电池单体200之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体200构成的整体容纳于电池10的箱体100内；当然，电池10也可以是多个电池单体200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100内。电池10还可以包括其他结构，例如，该电池10还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体200之间的电连接。

其中，每个电池单体200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200可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

本申请首先提供了一种电池单体200，包括：外壳210、电芯220以及保护板230。外壳210内部形成容纳空间，并且具有第一内壁。电芯220设置于容纳空间。保护板230被配置成用于保护电芯220，保护板230设置于外壳210的第一内壁和电芯220之间。在保护板230的长度方向上，保护板230的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.4且小于1。

图3为根据本公开实施例的电池单体200的结构示意图；图4为图3所示电池单体200的分解示意图；图5为图3所示电池单体200的在X-Z平面上的截面示意图。如图3和图4所示，外壳210包括设置有开口的壳体和端盖211，端盖211设置在开口处以用于封闭壳体。壳体可以是长方体结构，其具有在如图3所示的X、Y、Z三个方向上的尺寸。壳体进一步包括：底板212、左右两个侧板213，以及前板214和后板215。底板212和端盖211相对设置，如图5所示，底板212为长方形形状，其沿着图示的X方向延伸设置。底板212、左右两个侧板213，以及前板214和后板215朝向容纳空间的一面分别形成底壁、左右两个侧壁，以及前壁和后壁。

电芯220也可以为近似长方体的形状，但是电芯220在X、Y、Z三个方向上的尺寸略小于外壳210的尺寸，因此，电芯220可以设置于外壳210内的容纳空间。电芯220的上表面可以固定到端盖211上，电芯220的其他侧向表面与壳体对应的内壁间隔设置。如图5所示，以电芯220的底部表面为例，该底部表面和外壳210的底板212间隔设置。电芯220为电池单体200的核心部件，其用于将化学能转化为电能。端盖211上还可以进一步包括与电芯220连接的正电极和负电极，外壳210的容纳空间填充电解液，以为电芯220创造产生电能的环境。电芯220将化学能转化为电能的具体原理是本领域技术人员熟知的，这里不再详述。

上述保护板230的数量可以是一个或多个，其中，每个保护板230均设置在电芯220的其中一个外侧面和对应的壳体内壁之间，在下文中，使用第一内壁指代上述对应的壳体内壁。以图4所示的实施例为例，保护板230可以设置在电芯220的底部表面和壳体的底板212之间。在这种情况下，壳体的底壁为上述第一内壁。保护板230具有朝向电芯220的第一侧面和朝向底板212的第二侧面，其中，第一侧面连接到电芯220，第二侧面接触底板212的内侧面（即，底壁）。保护板230用于保护电芯220，防止电芯220与外壳210接触，从而避免电芯220局部脱碳或损坏。

如图4和图5所示，保护板230也沿着大致X的方向延伸设置，因此，保护板230的长度方向与底壁的长度方向一致。保护板230的长度和底壁的长度之间的比值大于0.4且小于1，如图5所示，保护板230的长度由L1表示，底壁的长度由L2表示，则1＞L1/ L2＞0.4。

虽然在图4和图5所示的实施例中，保护板230的数量为1个，并且设置在电芯220和底壁之间，但是，在另外一些实施例中，保护板230的数量还可以为多个，每个保护板230可以位于电芯220和外壳210的其他内壁之间，例如，可以位于电芯220和外壳210侧板213的内壁之间，或者可以位于电芯220和外壳210前板214的内壁之间。

通过将保护板230的长度与第一内壁的长度之比设置为大于0.4，使得保护板230能覆盖电芯220对应的侧面的绝大部分长度的范围，从而大幅度减小电芯220的表面与第一内壁发生碰撞的可能性，进而有效防止电芯220脱碳或损坏。

根据本申请的一些实施例，外壳210还包括在长度方向上或在保护板230的宽度方向上与第一内壁相邻的第二内壁和第三内壁，第一内壁的两端分别经由第一弧形拐角216和第二弧形拐角与第二内壁和第三内壁接合。保护板230的厚度与第一弧形拐角216的半径之比大于0.1且小于1.5；和/或保护板230的厚度与第二弧形拐角的半径之比大于0.1且小于1.5。

在图4和图5所示的实施例中，第一内壁为底壁，上述第二内壁和第三内壁为外壳210左右两侧板213的内壁，第二内壁和第三内壁的底端分别和第一内壁在保护板230的长度方向（即，图中所示X方向）上的两端接合，上述第二内壁和第三内壁互相平行并且均与底壁垂直。在另外一些实施例中，上述第二内壁和第三内壁还可以为外壳210前板214和后板215的内壁，第二内壁和第三内壁的底端分别和第一内壁在保护板230的宽度方向（即，图中所示Y方向）上的两端接合。

在外壳210通过拉伸工艺制成的情况下，外壳210的前板214、后板215以及左右两个侧板213通过从底板212向垂直于底板212的方向拉伸成型，在该过程中，外壳210的前板214、后板215以及左右两个侧板213与底板212之间的连接部将产生弧形拐角。如图4和图5所示的实施例，第一内壁（即，底壁）和第二内壁、第三内壁（即，左右两个侧壁）之间的连接部分别形成第一弧形拐角216和第二弧形拐角。图6为图5所示电池单体200的截面示意图的局部放大图，其中示出了第一弧形拐角216。第一弧形拐角216和第二弧形拐角的曲率半径可以相同。在另外一些实施例中，第二内壁、第三内壁还可以为外壳210的前壁和后壁，第一弧形拐角216和第二弧形拐角分别形成在底壁和前壁、后壁的连接处。

保护板230还具有一定的厚度，其厚度方向与第一内壁垂直，即图中所示的Z方向。在保护板230的第一侧面和第二侧面分别与电芯220的表面和第一内壁接触的情况下，保护板230的厚度为电芯220的表面到第一内壁之间的间隔。

如图6所示，第一弧形拐角216的半径表示为R1，保护板230的厚度表示为H，那么，存在1.5＞H/ R1＞0.1。对于第二弧形拐角的半径R2，也可以存在类似的比例关系，即，1.5＞H/ R2＞0.1。

通过设置上述保护板230的厚度和弧形拐角的半径之比，特别是使得H/ R1＞0.1，保护板230可以在一定程度上垫高电芯220，减少了电芯220的底角碰撞上述弧形拐角的可能性，从而避免造成电芯220脱碳。另外，将H/ R1设置为小于1.5还可以避免电芯220过高，从而避免保护板230过多占用外壳210的容纳空间，以防止保护板230影响电芯220的能量密度。

在一些实施例中，在保护板230的宽度方向上，保护板230的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.8且小于1。

图7为图3所示电池单体200的在Y-Z平面上的截面示意图。上述保护板230的宽度方向和第一内壁的宽度方向一致，均大致沿着图中所示的Y方向延伸设置。如图7所示，保护板230的宽度由W1表示，第一内壁的宽度由W2表示，这两者之间存在如下的比例关系：1＞W1/ W2＞0.8。

通过将保护板230的宽度与第一内壁的宽度之比设置为大于0.8，使得保护板230能覆盖电芯220对应的侧面的绝大部分宽度的范围，从而大幅度减小电芯220的表面与第一内壁发生碰撞的可能性，进而有效防止电芯220脱碳或损坏。另外，保护板230的宽度小于第一内壁的宽度，在将电芯220安装到容纳空间内部的过程中，允许保护板230顺利进入到外壳210内。

在一些实施例中，在保护板230的长度方向上，保护板230的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.6且小于0.8。

通过将保护板230的长度与第一内壁的长度之比设置为大于0.6，使得保护板230基本能够覆盖电芯220对应的侧面，从而进一步减小电芯220的表面与第一内壁发生碰撞的可能性，进而有效防止电芯220脱碳或损坏。另外，将保护板230的长度设置在第一内壁的长度的0.8倍以下，使得在将电芯220安装到容纳空间的过程中，保护板230能够顺利进入到外壳210内。

在一些实施例中，保护板230的厚度与第一弧形拐角216的半径之比大于0.8且小于1；和/或保护板230的厚度与第二弧形拐角的半径之比大于0.8且小于1。

通过将保护板230的厚度设置为略小于第一弧形拐角216或第二弧形拐角的半径，使得保护板230处于弧形拐角的高度范围内。在电芯220发生晃动的情况下，可以借助于第一弧形拐角216或第二弧形拐角抵靠保护板230的一端，从而进一步提高电芯220的稳定性。

在一些实施例中，在保护板230的宽度方向上，保护板230的尺寸和第一内壁的尺寸之间的比值大于0.9且小于0.95。

通过将保护板230的宽度与第一内壁的宽度之比设置为略小于1，使得保护板230基本能够覆盖电芯220对应的侧面，进一步减小电芯220的表面与第一内壁发生碰撞的可能性。另外，保护板230宽度方向的两端基本抵靠外壳210的内壁，从而有效避免了电芯220在外壳210内发生晃动。

在一些实施例中，电池单体200还包括：绝缘膜240，绝缘膜240包覆在电芯220外部。

如图4所示，绝缘膜240可以为具有开口的长方体套状结构，绝缘膜240的开口设置在顶部，并通过该开口将电芯220容纳到其内部。绝缘膜240的顶部固定安装到端盖211的下表面。

外壳210通常由金属材料制成，通过设置绝缘膜240，使得电芯220和金属外壳210电绝缘，以避免电芯220和外壳210接触发生短路。

在一些实施例中，保护板230固定连接到绝缘膜240的朝向第一内壁的表面。

如上文所述，在图4和图5所示的实施例中，保护板230设置在电芯220和底壁之间，保护板230固定连接到电芯220的底部表面。保护板230可以通过热塑成型的方式固定到绝缘膜240上。

保护板230可以通过如下方式安装到外壳210的容纳空间，首先将电芯220固定到端盖211上，然后将绝缘膜240包覆在电芯220外部。接下来将保护板230通过热塑成型固定到绝缘膜240的底部表面。此时，端盖211、电芯220、绝缘膜240以及保护板230成为一体件，最后将该一体件放入壳体内。

将保护板230固定连接到绝缘膜240的表面，使得绝缘膜240和保护板230可以作为整体被放入容纳空间，从而不必将保护板230单独安装到容纳空间，从而简化了电池单体200的组装过程。

在一些实施例中，保护板230上设置有至少一个第一定位孔231，绝缘膜240的相对位置设置有至少一个第二定位孔，至少一个第一定位孔231和至少一个第二定位孔相互配合以用于在将保护板230固定连接到绝缘膜240上时对保护板230进行定位。

如图4所示，保护板230上设置有两个第一定位孔231，这两个第一定位孔231可以沿着保护板230的长度方向排列设置。在绝缘膜240的底部表面设置有两个第二定位孔（由于遮挡未示出），这两个第二定位孔可以同样沿着保护板230的长度方向排列设置，第二定位孔的大小和第一定位孔231的大小相同，并且两个第二定位孔之间的间距和两个第一定位孔231之间的间距相同。虽然在图4所示的实施例中，仅示出两个第一定位孔231，但是，在另外一些实施例中，保护板230可以具有两个以上的第一定位孔231，并且这些第一定位孔231还可以按照其他排列方式进行布置。例如，多个第一定位孔231可以按照阵列的形式布置在保护板230上，多个第二定位孔可以按照相同的形式布置在绝缘膜240上。

在将保护板230固定连接到绝缘膜240上时，可以令第一定位孔231和对应的第二定位孔对齐，从而确定保护板230安装到绝缘膜240上时在绝缘膜240上的位置。通过设置第一定位孔231和第二定位孔可以防止保护板230的位置相对于预先设计好的固定位置发生偏移。

在一些实施例中，外壳210还包括：端盖211，第一内壁包括外壳210的与端盖211相对的底壁。

如上文所述，外壳210由端盖211和壳体构成，上述第一内壁可以是与端盖211相对的底壁。也就是说，保护板230设置在电芯220的底部与外壳210的底壁之间。

由于电芯220的重量主要由其底部承受，因此电芯220的底部更容易和底壁发生严重的碰撞，进而导致损坏，通过在电芯220的底部与外壳210的底壁之间设置保护板230可以有效防止上述位置的碰撞，从而保护电芯220易损坏的底部。

在一些实施例中，保护板230由塑胶材料制成。上述塑胶材料具体可以是聚丙烯（PP）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。

由塑胶材料制成的保护板230绝缘效果好，不与容纳空间内填充的电解液反应，避免影响电池单体200的正常工作。

根据本申请的一些实施例，绝缘膜240由聚脂类高分子化合物制成。例如，绝缘膜240由Mylar材料制成。

聚脂类高分子化合物制成的绝缘膜240绝缘效果好，能够有效防止电芯220和外壳210之间发生短路。

根据本申请的一些实施例，外壳210为铝壳或铝合金壳，外壳210通过拉伸成型工艺制成。

外壳210由延展性良好的铝或铝合金材料制成，如上文所述，在外壳210通过拉伸工艺制成时，外壳210的前板214、后板215以及左右两个侧板213通过从底板212向垂直于底板212的方向拉伸成型。在该过程中，外壳210的前板214、后板215以及左右两个侧板213与底板212之间的连接部将产生弧形拐角。

外壳210通过拉伸成型工艺制成，制造过程简单，便于生产。

外壳210还包括：端盖211，端盖211上设有泄压机构2111，电芯220连接到端盖211。

如图3所示，端盖211长度方向中间的位置处还设置有泄压机构2111，该泄压机构2111可以是防爆阀。泄压机构2111用于在致动时，连通容纳空间的内部和外部。在电池单体200工作异常时，其内部可能会产生高压气体，泄压机构2111用于将上述高压气体排出到容纳空间之外。电芯220固定连接到端盖211朝向容纳空间的表面，从而在组装电池单体200时，电芯220和端盖211一同安装到壳体上。

端盖211上设置的泄压机构2111允许电池单体200内部的高压气体排出，避免电池单体200内部发生爆炸。另外，将电芯220固定连接到端盖211上，可以将电芯220和端盖211一同安装到壳体上，从而简化了电池单体200的组装过程。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种电池10，该电池10包括：箱体100和上述电池单体200。电池单体200容纳在箱体内。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用电装置，用电装置包括上述的电池10，电池10用于提供电能。

关于上述电池10和用电装置的介绍可以参照上述对于图1和图2所示的实施例的描述，这里不再赘述。

如图2至图7所示，本申请的实施例提供了一种电池单体200，如图3和图4所示，该电池单体200包括：外壳210、电芯220、绝缘膜240和保护板230。外壳210包括设置有开口的壳体和端盖211，端盖211设置在开口处以用于封闭壳体。壳体可以是长方体结构。壳体进一步包括：底板212、左右两个侧板213，以及前板214和后板215。底板212和端盖211相对设置，如图5所示，底板212为沿着长方形形状，其沿着图示的X方向延伸设置。

电芯220的也可以为近似长方体的形状，其可以设置于外壳210内的容纳空间中。电芯220的上表面可以固定到端盖211上，电芯220的其他侧向表面与壳体对应的内壁间隔设置。电芯220为电池单体200的核心部件，其用于将化学能转化为电能。端盖211上还可以进一步包括与电芯220连接的正电极和负电极，外壳210的容纳空间填充电解液，以为电芯220创造产生电能的环境。

绝缘膜240包覆在电芯220外部，绝缘膜240可以为具有开口的长方体套状结构，绝缘膜240的开口设置在顶部，并通过该开口将电芯220容纳到其内部。绝缘膜240的顶部固定安装到端盖211的下表面。

如图4所示，保护板230可以设置在电芯220的底部表面和壳体的底板212之间。保护板230包括朝向电芯220的第一侧面和朝向底板212的第二侧面。保护板230的第一侧面固定连接到绝缘膜240底部的表面，使得绝缘膜240和保护板230可以作为整体被放入容纳空间内。保护板230用于保护电芯220，防止电芯220与外壳210接触，从而避免电芯220局部脱碳或损坏。

如图4和图5所示，保护板230也沿着大致X的方向延伸设置，因此，保护板230的长度方向与底壁的长度方向一致。保护板230的长度和底壁的长度之间的比值大于0.4且小于1，如图5所示，保护板230的长度由L1表示，底壁的长度由L2表示，则1＞L1/ L2＞0.4。

进一步如图5和图6所示，底壁和左右两个侧壁之间的连接部分别形成第一弧形拐角216和第二弧形拐角。第一弧形拐角216的半径表示为R1，保护板230的厚度表示为H，那么，存在1.5＞H/ R1＞0.1。对于第二弧形拐角的半径R2，也可以存在类似的比例关系，即，1.5＞H/ R2＞0.1。

上述保护板230的宽度方向和底壁的宽度方向一致，均大致沿着图4中所示的Y方向延伸设置。如图5所示，保护板230的宽度由W1表示，底壁的宽度由W2表示，这两者之间存在如下的比例关系：1＞W1/ W2＞0.8。

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 (16)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，其内部形成容纳空间，所述外壳具有第一内壁；

电芯，设置于所述容纳空间；以及

保护板，设置于所述第一内壁和所述电芯之间，其中

在所述保护板的长度方向上，所述保护板的尺寸和所述第一内壁的尺寸之间的比值大于0.4且小于1。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述外壳还包括在所述长度方向上或在所述保护板的宽度方向上与所述第一内壁相邻的第二内壁和第三内壁，所述第一内壁的两端分别经由第一弧形拐角和第二弧形拐角与所述第二内壁和所述第三内壁接合，其中

所述保护板的厚度与所述第一弧形拐角的半径之比大于0.1且小于1.5；和/或

所述保护板的厚度与所述第二弧形拐角的半径之比大于0.1且小于1.5。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，在所述保护板的宽度方向上，所述保护板的尺寸和所述第一内壁的尺寸之间的比值大于0.8且小于1。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

在所述保护板的长度方向上，所述保护板的尺寸和所述第一内壁的尺寸之间的比值大于0.6且小于0.8。

5.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，

所述保护板的厚度与所述第一弧形拐角的半径之比大于0.8且小于1；和/或

所述保护板的厚度与所述第二弧形拐角的半径之比大于0.8且小于1。

6.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，

在所述保护板的宽度方向上，所述保护板的尺寸和所述第一内壁的尺寸之间的比值大于0.9且小于0.95。

7.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，所述绝缘膜包覆在所述电芯外部。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，

所述保护板固定连接到所述绝缘膜的朝向所述第一内壁的表面。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述保护板上设置有至少一个第一定位孔，所述绝缘膜的相对位置设置有至少一个第二定位孔，所述至少一个第一定位孔和所述至少一个第二定位孔相互配合以用于在将所述保护板固定连接到所述绝缘膜上时对所述保护板进行定位。

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，所述外壳还包括：端盖，所述第一内壁包括所述外壳的与所述端盖相对的底壁。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述保护板由塑胶材料制成。

12.根据权利要求7-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述绝缘膜由聚脂类高分子化合物制成。

13.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述外壳为铝壳或铝合金壳，所述外壳通过拉伸成型工艺制成。

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，所述外壳还包括：

端盖，所述端盖上设有泄压机构，其中

所述电芯连接到所述端盖。

15.一种电池，其特征在于，包括：

箱体；以及

至少一个如权利要求1至14中任一项所述的电池单体，所述电池单体容纳在所述箱体内。

16.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求15所述的电池，所述电池用于提供电能。

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