CN217158363U - 电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池单体、电池以及用电装置，属于电池制造技术领域。本申请提出一种电池单体，包括：壳体，具有开口；端盖，用于覆盖所述开口；电极组件，设置于所述壳体的内部，所述端盖位于所述电极组件沿第一方向的一侧，所述电极组件的卷绕轴线沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直设置；其中，所述壳体内表面的靠近所述开口的位置形成有凸出部，所述凸出部用于限制所述电极组件在所述第一方向上的位移量。由于降低了颠簸、振动等环境对电池单体内部部件的影响，电池单体具有较好的安全性能以及使用寿命。本申请还提出一种电池以及用电装置，包括该电池单体。

Description

电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池以及用电装置。

背景技术

随着新能源汽车市场的持续繁荣，动力电池行业迅速扩产壮大，锂电池技术日益精进，对电池单体的安全性能、能量密度和工业化要求提出了越来越高的要求。

动力电池在使用过程中由于颠簸、振动等环境，其内部重量较大的部件由于自身重量可能会上下跳动，导致与其连接的部件断裂，导致动力电池内部结构损坏。

实用新型内容

为此，本申请提出一种电池单体、电池以及用电装置，降低了颠簸、振动等环境对电池单体内部部件的影响，提高了电池单体的安全性能以及使用寿命。

本申请第一方面实施例提出一种电池单体，包括：壳体，具有开口；端盖，用于覆盖所述开口；电极组件，设置于所述壳体的内部，所述端盖位于所述电极组件沿第一方向的一侧，所述电极组件的卷绕轴线沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直设置；其中，所述壳体内表面的靠近所述开口的位置形成有凸出部，所述凸出部用于限制所述电极组件在所述第一方向上的位移量。

本申请实施例的电池单体中，壳体内表面靠近开口的位置形成凸出部，凸出部限制了电极组件在第一方向上的位移量，在颠簸、振动环境下，电极组件在第一方向上的活动空间变小，从而降低了电极组件在第一方向上的晃动幅度，与电极组件连接的部件不易发生断裂，从而提高了电池单体的安全性能和使用寿命。

根据本申请的一些实施例，所述凸出部呈沿着所述第二方向延伸的长条形。

在上述方案中，凸出部沿着第二方向延伸，能够沿着第二方向均匀抵接于电极组件，以限制电极组件在第一方向上的位移量。

根据本申请的一些实施例，所述壳体包括沿第三方向相对设置的两个第一侧壁，每个所述第一侧壁的内表面均形成有所述凸出部，所述第三方向与所述第一方向、所述第二方向均垂直。

在上述方案中，两个第一侧壁的内表面均形成有凸出部，能够在第三方向上形成狭窄空间，以限制电极组件在第一方向上的位移量。

根据本申请的一些实施例，所述凸出部的两端分别延伸至所述第一侧壁的边缘。

在上述方案中，凸出部的两端延伸至第一侧壁的边缘，能够沿着第二方向增加用于与电极组件抵接的面积，从而更加均匀地抵接于电极组件，以限制电极组件在第一方向上的位移量。

根据本申请的一些实施例，所述壳体包括沿所述第二方向相对设置的两个第二侧壁，所述第二侧壁与所述第一侧壁拼接。

在上述方案中，第二侧壁与第一侧壁拼接形成壳体，利于第一侧壁的凸出部的成型，降低壳体的制造成本。

根据本申请的一些实施例，所述第一侧壁的面积大于所述第二侧壁的面积。

在上述方案中，第一侧壁的面积大于第二侧壁的面积，两个第一侧壁的内表面的凸出部与电极组件具有较大的配合面积，从而均匀抵接于电极组件，以限制电极组件在第一方向上的位移量。

根据本申请的一些实施例，所述第一侧壁包括本体和翻边，所述凸出部形成于所述本体的内表面，两个所述第一侧壁的所述翻边拼接形成所述壳体的底壁。

在上述方案中，两个第一侧壁的翻边拼接形成壳体的底壁，减少了拼接成型壳体的部件的数量，简化了壳体的拼接成型过程，降低了壳体的制造成本。

根据本申请的一些实施例，所述电极组件包括主体、第一极耳和第二极耳，沿着所述第二方向，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述主体的两侧，所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反，所述凸出部用于与所述主体抵接，以限制所述电极组件在所述第一方向上的位移量。

在上述方案中，由于主体位于第一极耳和第二极耳之间，凸出部用于与主体抵接，使电极组件在晃动时其中部承受凸出部的反作用力，降低凸出部的反作用力对电极组件的损伤，具有较好的安全性，且主体不需要与其他部件连接，有足够的面积与凸出部配合，具有较好的组装便易性。

根据本申请的一些实施例，所述主体包括平直区和第一弯折区，沿所述第一方向，所述第一弯折区位于所述平直区的靠近所述开口的一侧，所述凸出部用于与所述第一弯折区抵接，以限制所述电极组件在所述第一方向上的位移量。

在上述方案中，凸出部通过与电极组件的第一弯折区抵接来限制电极组件在第一方向上的位移量，能够从电极组件的远离壳体的底壁的一侧限制电极组件移动，从而在限制电极组件活动量的同时不会破坏电极组件的构造。

根据本申请的一些实施例，所述凸出部与所述第一弯折区之间的最小间距为D，D≤1mm。

在上述方案中，限制凸出部与第一弯折区之间的最小间距D≤1mm，能够保证电极组件沿着第一方向晃动时凸出部有效抵接于第一弯折区。

根据本申请的一些实施例，所述凸出部包括面向所述第一弯折区的第一斜面，所述第一斜面从所述壳体内表面向靠近所述开口的方向倾斜延伸，所述第一斜面用于与所述第一弯折区抵接。

在上述方案中，第一斜面与第一弯折区抵接，能够增加凸出部与电极组件的接触面积，从而安全可靠地限制电极组件的活动空间。

根据本申请的一些实施例，所述电池单体还包括：第一电极端子和第二电极端子，设置于所述端盖；第一集流构件，设置于所述壳体内，用于连接所述第一电极端子和所述第一极耳；第二集流构件，设置于所述壳体内，用于连接所述第二电极端子和所述第二极耳。

在上述方案中，每个电极端子和对应的极耳分别通过一个集流构件连接，由于凸出部限制了电极组件在第一方向上的活动量，因此电极组件的活动幅度变小，降低了由于电极组件晃动导致第一集流构件和第二集流构件断裂的可能性。

根据本申请的一些实施例，所述凸出部包括面向所述开口的第二斜面，所述第二斜面从所述壳体内表面向背离所述开口的方向倾斜延伸，所述第二斜面用于引导所述电极组件进入所述壳体。

在上述方案中，第二斜面用于引导电极组件进入壳体，能够避免凸出部划伤电极组件的表面，从而提高了电池单体的安全性能。

根据本申请的一些实施例，在垂直于所述第一方向的平面上，所述凸出部的截面为半圆形或者多边棱形。

在上述方案中，凸出部的截面为半圆形或者多边棱形，不仅形状简单，易于制造成型，且能够形成上述的第一斜面和第二斜面。

根据本申请的一些实施例，所述电池单体还包括：绝缘层，所述绝缘层覆盖所述凸出部的表面。

在上述方案中，在凸出部的表面设置绝缘层，能够绝缘隔离凸出部与电极组件，避免电极组件破损以与凸出部意外短接。

根据本申请的一些实施例，所述电池单体还包括：绝缘件，设置于所述电极组件和所述端盖之间，用于绝缘隔离所述电极组件和所述端盖，在所述第一方向上，所述凸出部至少部分位于所述绝缘件和所述电极组件之间。

在上述方案中，凸出部至少部分位于绝缘件和电极组件之间，能够在第一方向上避让绝缘件的安装空间，以使绝缘件的边缘与壳体的内表面之间的间隙变小，便于绝缘件的组装与定位。

本申请第二方面实施例提出一种电池，包括本申请第一方面实施例所述的电池单体。

由于本申请第一方面实施例的电池单体的特性，本申请第二方面实施例的电池也具有较好的安全性能以及使用寿命。

本申请第三方面实施例提出一种用电装置，包括本申请第二方面实施例所述的电池，所述电池用于提供电能。

由于本申请第二方面实施例的电池的特性，本申请第三方面实施例的用电装置也具有较好的安全性能以及使用寿命。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

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示出的是本申请一实施例中的一种车辆的简易示意图；

图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图；

图3示出的是本申请的一些实施例的电池单体的结构示意图；

图4示出的是本申请的一些实施例的电池单体的爆炸图；

图5示出的是本申请的一些实施例的电池单体中壳体的结构示意图；

图6示出的是图3的A-A剖面图；

图7示出的是图6中B处的局部放大图；

图8和图9示出的分别是本申请的一些实施例的电池单体中两种形式的凸出部的截面图；

上述附图未按比例提供。

图标：1000-车辆；100-电池；10-电池单体；11-壳体；111-开口；112-第一侧壁；1121-本体；1122-翻边；1123-第一边缘；1124-第二边缘；113-第二侧壁；114-底壁；115-凸出部；1151-第一斜面；1152-第二斜面；1153-顶部；12-端盖；13-电极组件；131-主体；1311-平直区；1312-第一弯折区；1313-第二弯折区；132-第一极耳；133-第二极耳；14-第一电极端子；15-第二电极端子；16-第一集流构件；17-第二集流构件；18-绝缘件；19-绝缘层；200-控制器；20-箱体；21-第一部分；22-第二部分；300-马达；X-第二方向；Y-第三方向；Z-第一方向。

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”以及他们的任何变形，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。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。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。

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。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。

电池单体还包括集流构件和电极端子，集流构件用于将电池单体的极耳和同极性的电极端子电连接，以将电能从电极组件输送至电极端子，经电极端子输送至电池单体的外部；多个电池单体之间通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体的串联、并联或者混联。

相关技术中，电池单体的组装过程中，电极端子安装于端盖，电极组件放置于壳体的内部，电极组件的极耳与电极端子通过集流构件连接，端盖与壳体焊接，从而将壳体、端盖、电极端子、集流构件和电极组件固定为一体。电池单体的使用过程中，由于颠簸、振动等环境影响，会导致电池单体内部的部件损坏。

发明人经研究发现，构成电池单体的部件中，电极组件的重量占比较大，在颠簸、振动等环境下，电极组件由于自身重量对与其连接的部件的冲击力是最大的，因此与电极组件连接的部件也是最容易发生损坏的。

基于上述思路，本申请提出一种新的技术方案，通过缩小电极组件的活动空间，来降低颠簸、振动等环境对电池单体内部部件的影响，提高了电池单体的安全性能以及使用寿命。

可以理解的是，本申请实施例描述的电池单体可以直接对用电装置供电，也可以通过并联或者串联的方式形成电池，以电池的形式对各种用电装置供电。

可以理解的是，本申请实施例中描述的使用电池单体或者电池所适用的用电装置可以为多种形式，例如，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。

本申请的实施例描述的电池单体以及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单体以及电池的用电装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。

图1示出的是本申请一实施例中的一种车辆的简易示意图；图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图。

如图1和图2所示，车辆1000的内部设置有电池100、控制器200和马达300，例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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。

在本申请的一些实施例中，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。控制器200用来控制电池100为马达300的供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在其他实施例中，电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

其中，本申请的实施例所提到的电池100是指包括一个或多个电池单体10以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，电池100由多个电池单体10串联或者并联而成。

如图2所示，电池100包括多个电池单体10和箱体20，多个电池单体10放置于箱体20内。箱体20包括第一部分21和第二部分22，第一部分21和第二部分22相互盖合后形成电池腔，多个电池单体10放置于电池腔内。其中，第一部分21和第二部分22的形状可以根据多个电池单体10组合的形状而定，第一部分21和第二部分22可以均具有一个开口111。例如，第一部分21和第二部分22均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口111面，第一部分21和第二部分22的开口111相对设置，并且第一部分21和第二部分22相互扣合形成具有封闭腔室的箱体20。多个电池单体10相互并联或串联或混联组合后置于第一部分21和第二部分22扣合后形成的箱体20内。

图3示出的是本申请的一些实施例的电池单体的结构示意图；图4示出的是本申请的一些实施例的电池单体的爆炸图；图5示出的是本申请的一些实施例的电池单体中壳体的结构示意图。

如图3、图4和图5所示，电池单体10包括壳体11、端盖12、电极组件13、第一电极端子14、第二电极端子15、第一集流构件16、第二集流构件17和绝缘件18。

壳体11可为方形，也可为其他形状，且该壳体11内部形成容纳腔，用于容纳电极组件13和电解液。壳体11的一端具有开口111，使得电极组件13可通过该开口111放置于壳体11的内部。壳体11可由金属材料制成，诸如铝、铝合金或者镀镍钢。

在本申请的一些实施例中，壳体11为方形，高度方向沿第一方向Z延伸，长度方向沿第二方向X延伸，厚度方向沿第三方向Y延伸，壳体11沿第一方向Z的一侧设有开口111，第一方向Z、第二方向X和第三方向Y两两垂直。

端盖12用于封闭壳体11的开口111，以将电极组件13封闭于壳体11的内部。端盖12可以采用金属材料制成，例如铝、钢等材料。

端盖12上设置有两个电极引出孔，第一电极端子14和第二电极端子15分别设置于端盖12的两个电极引出孔。第一电极端子14为正极电极端子，第二电极端子15为负极电极端子。

在本申请的一些实施例中，端盖12呈平板状，端盖12的尺寸和形状与壳体11的开口111匹配，端盖12固定于壳体11的开口111，从而将电极组件13和电解液封闭于壳体11的容纳腔。

例如，端盖12的长度方向沿第二方向X延伸，宽度方向沿第三方向Y延伸，厚度方向沿第一方向Z延伸，第一电极端子14和第二电极端子15沿第二方向X间隔设置。

在其他实施例中，根据电池单体10的形状不同，端盖12也可以为其他形状，例如圆形或者椭圆形，第一电极端子14和第二电极端子15也可以为其他的排布方式。

电极组件13设置于壳体11的内部，电极组件13的卷绕轴线沿第二方向X延伸。

如图4所示，电极组件13包括主体131、第一极耳132和第二极耳133，沿着第二方向X，第一极耳132和第二极耳133分别位于主体131的两侧，第一极耳132和第二极耳133的极性相反。主体131包括正极极片、负极极片和隔离膜，隔离膜位于正极极片与负极极片之间，用于隔开正极极片与负极极片。第一极耳132为正极极耳，第二极耳133为负极极耳，第一电极端子14与第一极耳132通过第一集流构件16连接，第二电极端子15与第二极耳133通过第二集流构件17连接。

绝缘件18设置于电极组件13和端盖12之间，用于绝缘隔离电极组件13和端盖12。

具体而言，绝缘件18用于绝缘隔离电极组件13和设置于端盖12的第一电极端子14和第二电极端子15。

绝缘件18可以设置有一个，一个绝缘件18同时绝缘隔离电极组件13和设置于端盖12的第一电极端子14和第二电极端子15；绝缘件18也可以设置有两个，如图4所示，一个绝缘件18用于绝缘隔离第一电极端子14和电极组件13，另一个绝缘件18用于绝缘隔离第二电极端子15和电极组件13。

在本申请的一些实施例中，绝缘件18为塑料件。在其他实施例中，绝缘件18也可以为硅胶件。

如图3、图4和图5所示，本申请的一些实施例提出一种电池单体10，包括壳体11、端盖12和电极组件13，壳体11具有开口111，端盖12用于覆盖开口111，电极组件13设置于壳体11的内部，端盖12位于电极组件13沿第一方向Z的一侧，电极组件13的卷绕轴线沿第二方向X延伸，第一方向Z与第二方向X垂直设置。其中，壳体11内表面的靠近开口111的位置形成有凸出部115，凸出部115用于限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。

壳体11包括底壁114，沿着第一方向Z，底壁114与开口111相对设置，电极组件13放置于壳体11的内部，底壁114和凸出部115共同限制电极组件13在第一方向Z上的活动空间。在本申请的一些实施例中，第一方向Z沿重力方向延伸，电极组件13放置于底壁114，凸出部115位于底壁114的上侧，用于限制在颠簸、振动环境下电极组件13向上跳起的幅度。在其他实施例中，第一方向Z也可以沿水平方向或者其他方向延伸。

壳体11内表面的靠近开口111的位置指的是，沿着第一方向Z，壳体11的内表面中部至靠近开口111的部分。

在第一方向Z上，凸出部115可以与电极组件13沿着第一方向Z的一侧边缘抵接，也可以与电极组件13上的凹凸结构抵接；在第二方向X上，凸出部115可以与电极组件13的主体131抵接，也可以与电极组件13的第一极耳132和第二极耳133抵接。

凸出部115可以围绕开口111连续设置，形成一个闭合的环形，凸出部115也可以具有多个，多个凸出部115围绕开口111间隔设置，多个凸出部115共同与电极组件13抵接。凸出部115的截面可以呈方形、半圆形或者多边形等等。凸出部115可以一体成型于壳体11，也可以通过组装的形式安装于壳体11。

凸出部115的厚度可以大于壳体11其余部分的厚度，即凸出部115在凸出于壳体11内表面的同时其对应的外表面无凹陷部；也可以是在成型凸出部115的同时在壳体11的对应的外表面形成凹陷部。作为一种优选地形式，凸出部115的厚度大于壳体11其余部分的厚度，壳体11的开口111内侧形成有安装槽，用于承接端盖12，激光焊接端盖12与壳体11时，凸出部115能够加强开口111处的强度，避免激光击穿壳体11以及壳体11开口111变形等等，提高了端盖12与壳体11的焊接质量。

本申请实施例的电池单体10中，壳体11内表面靠近开口111的位置形成凸出部115，凸出部115限制了电极组件13在第一方向Z上的位移量，在颠簸、振动环境下，电极组件13在第一方向Z上的活动空间变小，从而降低了电极组件13在第一方向Z上的晃动幅度，与电极组件13连接的部件不易发生断裂，从而提高了电池单体10的安全性能和使用寿命。

如图4和图5所示，在本申请的一些实施例中，凸出部115呈沿着第二方向X延伸的长条形。

凸出部115沿着第二方向X延伸，以在第二方向X上尽量覆盖电极组件13的长度范围，从而增加与电极组件13的接触面积。

在上述方案中，凸出部115沿着第二方向X延伸，能够沿着第二方向X均匀抵接于电极组件13，以限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。

如图4和图5所示，在本申请的一些实施例中，壳体11包括沿第三方向Y相对设置的两个第一侧壁112，每个第一侧壁112的内表面均形成有凸出部115，第三方向Y与第一方向Z、第二方向X均垂直。

基于前述的壳体11呈方形的实施方式，壳体11包括四个侧壁(即下述的两个第一侧壁112和两个第二侧壁113)和一个底壁114，四个侧壁和一个底壁114可以以一体成型的形式形成壳体11，四个侧壁和一个底壁114也可以通过拼接的形式形成壳体11。基于拼接形成壳体11的实施形式，底壁114可以是通过侧壁的边缘向内翻折拼接形成，也可以是单独的部件与侧壁进行拼接。

两个第一侧壁112的面向电极组件13的一侧的表面为其内表面，两个第一侧壁112的凸出部115的形状和位置可以相同，也可以不同。

在上述方案中，两个第一侧壁112的内表面均形成有凸出部115，能够在第三方向Y上形成狭窄空间，以限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。

在其他实施例中，凸出部115可以具有多个，凸出部115呈半球形、方形等形状，多个凸出部115沿着第二方向X间隔设置于第一侧壁112。

在本申请的一些实施例中，凸出部115的两端分别延伸至第一侧壁112的边缘。

具体而言，第一侧壁112的沿着第二方向X的两个边缘分别为第一边缘1123和第二边缘1124，凸出部115的两端分别延伸至第一边缘1123和第二边缘1124。

在上述方案中，凸出部115的两端延伸至第一侧壁112的边缘，能够沿着第二方向X增加用于与电极组件13抵接的面积，从而更加均匀地抵接于电极组件13，以限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。

在本申请的一些实施例中，壳体11包括沿第二方向X相对设置的两个第二侧壁113，第二侧壁113与第一侧壁112拼接。

第二侧壁113与第一侧壁112的面积可以相同，即底壁114为正方形；第二侧壁113与第一侧壁112的面积也可以不同，即底壁114为长方形。

凸出部115可以仅布置于两个第一侧壁112的内表面；凸出部115也可以同时布置于两个第一侧壁112的内表面和两个第二侧壁113的内表面。

在上述方案中，第二侧壁113与第一侧壁112拼接形成壳体11，利于第一侧壁112的凸出部115的成型，降低壳体11的制造成本。

在本申请的一些实施例中，第一侧壁112的面积大于第二侧壁113的面积。

第一侧壁112对应的是电极组件13的主侧面，即电极组件13的与第一侧壁112对应的侧面的面积大于其余面的面积。

在上述方案中，第一侧壁112的面积大于第二侧壁113的面积，两个第一侧壁112的内表面的凸出部115与电极组件13具有较大的配合面积，从而均匀抵接于电极组件13，以限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。

如图4所示，在本申请的一些实施例中，第一侧壁112包括本体1121和翻边1122，凸出部115形成于本体1121的内表面，两个第一侧壁112的所述翻边1122拼接形成壳体11的底壁114。

本体1121的法向沿第三方向Y延伸，翻边1122的法向沿第一方向Z延伸。两个第一侧壁112的翻边1122的边缘连接，两个翻边1122共同形成壳体11的底壁114。

在上述方案中，两个第一侧壁112的翻边1122拼接形成壳体11的底壁114，减少了拼接成型壳体11的部件的数量，简化了壳体11的拼接成型过程，降低了壳体11的制造成本。

在本申请的一些实施例中，电极组件13包括主体131、第一极耳132和第二极耳133，沿着第二方向X，第一极耳132和第二极耳133分别位于主体131的两侧，第一极耳132和第二极耳133的极性相反，凸出部115用于与主体131抵接，以限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。

在垂直于第二方向X的平面(即YZ平面)上，主体131的投影轮廓大于第一极耳132和第二极耳133的投影轮廓。当电极组件13晃动时，主体131先于极耳与凸出部115抵接。

凸出部115可以与主体131的沿着第一方向Z的一侧边缘进行抵接，也可以在主体131上设置一些凹凸结构，凸出部115与凹凸结构配合。

在上述方案中，由于主体131位于第一极耳132和第二极耳133之间，凸出部115用于与主体131抵接，使电极组件13在晃动时其中部承受凸出部115的反作用力，降低凸出部115的反作用力对电极组件13的损伤，具有较好的安全性，且主体131不需要与其他部件连接，有足够的面积与凸出部115配合，具有较好的组装便易性。

图6示出的是图3的A-A剖面图；图7示出的是图6中B处的局部放大图。

如图6和图7所示，在本申请的一些实施例中，主体131包括平直区1311和第一弯折区1312，沿第一方向Z，第一弯折区1312位于平直区1311的靠近开口111的一侧，凸出部115用于与第一弯折区1312抵接，以限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。

主体131还包括第二弯折区1313，沿第一方向Z，第二弯折区1313位于平直区1311的靠近底壁114的一侧，第二弯折区1313域底壁114绝缘抵接。

在上述方案中，凸出部115通过与主体131的第一弯折区1312抵接来限制电极组件13在第一方向Z上的位移量，能够从电极组件13的远离壳体11的底壁114的一侧限制电极组件13移动，从而在限制电极组件13活动量的同时不会破坏电极组件13的构造。

如图7所示，在本申请的一些实施例中，凸出部115与第一弯折区1312之间的最小间距为D，D≤1mm。

凸出部115与第一弯折区1312之间的最小间距D的定义是，沿着第一弯折区1312的法向P，第一弯折区1312的外表面与凸出部115的最小间距。

在上述方案中，限制凸出部115与第一弯折区1312之间的最小间距D≤1mm，能够保证电极组件13沿着第一方向Z晃动时凸出部115有效抵接于第一弯折区1312。

在本申请的一些实施例，凸出部115包括面向第一弯折区1312的第一斜面1151，第一斜面1151从壳体11内表面向靠近开口111的方向倾斜延伸，第一斜面1151用于与第一弯折区1312抵接。

以第一侧壁112上的凸出部115为例，凸出部115凸出于对应的第一侧壁112的内表面的最大尺寸处为顶部1153，第一斜面1151的靠近底壁114的一侧与壳体11的内表面连接，另一侧延伸至顶部1153。第一斜面1151可以为平面，也可以为曲面。

沿着第一弯折区1312的法向P，第一弯折区1312的外表面与第一斜面1151之间的间距即为D。

在上述方案中，第一斜面1151与第一弯折区1312抵接，能够增加凸出部115与电极组件13的接触面积，从而安全可靠地限制电极组件13的活动空间。

如图7所示，在本申请的一些实施例中，凸出部115包括面向开口111的第二斜面1152，第二斜面1152从壳体11内表面向背离开口111的方向倾斜延伸，第二斜面1152用于引导电极组件13进入壳体11。

以第一侧壁112上的凸出部115为例，第二斜面1152的靠近开口111的一侧与壳体11的内表面连接，另一侧延伸至顶部1153。第二斜面1152可以为平面，也可以为曲面。

在上述方案中，第二斜面1152用于引导电极组件13进入壳体11，能够避免凸出部115划伤电极组件13的表面，从而提高了电池单体10的安全性能。

如图4所示，在本申请的一些实施例中，电池单体10还包括第一电极端子14、第二电极端子15、第一集流构件16和第二集流构件17，第一电极端子14和第二电极端子15设置于端盖12。第一集流构件16和第二集流构件17均设置于壳体11内，第一集流构件16用于连接第一电极端子14和第一极耳132，第二集流构件17用于连接第二电极端子15和第二极耳133。

第一集流构件16和第二集流构件17均与电极组件13连接，主体131沿着第二方向X位于第一极耳132和第二极耳133之间，且不与第一集流构件16和第二集流构件17直接连接。第一集流构件16和第二集流构件17通常为大致沿第一方向Z延伸的刚性件，在第一方向Z上受到冲击的情况下容易发生疲劳断裂。

在上述方案中，由于凸出部115限制了电极组件13在第一方向Z上的活动量，因此电极组件13的活动幅度变小，降低了由于电极组件13晃动导致第一集流构件16和第二集流构件17断裂的可能性。

图8和图9示出的分别是本申请的一些实施例的电池单体中两种形式的凸出部的截面图。

如图8和图9所示，在本申请的一些实施例中，在垂直于第一方向Z的平面(即XY平面)上，凸出部115的截面为半圆形或者多边棱形。

例如，如图8所示，凸出部115的截面为半圆形时，顶部1153为半圆形的顶点，第一斜面1151为凸出部115的由顶部1153向靠近开口111的方向延伸的部分，第二斜面1152为凸出部115的由顶部1153向靠近底壁114的方向延伸的部分。凸出部115的截面为多边棱形时，如图9所示，顶部1153为凸出部115的大致与壳体11的内表面平行的表面，第一斜面1151为顶部1153沿着靠近底壁114的方向与壳体11内表面之间的过渡面，第二斜面1152为顶部1153沿着靠近开口111的方向与壳体11内表面之间的过渡面。

在上述方案中，凸出部115的截面为半圆形或者多边棱形，不仅形状简单，易于制造成型，且能够形成上述的第一斜面1151和第二斜面1152。

如图8和图9所示，在本申请的一些实施例中，电池单体10还包括绝缘层19，绝缘层19覆盖凸出部115的表面。

绝缘层19可以仅覆盖第一斜面1151；也可以覆盖整个凸出部115的表面。绝缘层19可以采用涂覆工艺形成，也可以采用贴绝缘膜的工艺形成。

在上述方案中，在凸出部115的表面设置绝缘层19，能够绝缘隔离凸出部115与电极组件13，避免电极组件13破损以与凸出部115意外短接。

如图4和图7所示，在本申请的一些实施例中，电池单体10还包括绝缘件18，绝缘件18设置于电极组件13和端盖12之间，用于绝缘隔离电极组件13和端盖12，在第一方向Z上，凸出部115至少部分位于绝缘件18和电极组件13之间。

在第一方向Z上，凸出部115可以完全位于绝缘件18和电极组件13之间，即凸出部115与绝缘件18在第一方向Z上间隔设置，第一斜面1151由壳体11内表面的位于绝缘件18的靠近电极组件13的一侧的区域延伸形成；在第一方向Z上，凸出部115也可以一部分位于绝缘件18和电极组件13之间，另一部分与绝缘件18重叠设置，即第一斜面1151由壳体11内表面的与绝缘件18对应的区域延伸形成，顶部1153位于绝缘件18的靠近电极组件13的一侧。

在上述方案中，凸出部115至少部分位于绝缘件18和电极组件13之间，能够在第一方向Z上避让绝缘件18的安装空间，以使绝缘件18的边缘与壳体11的内表面之间的间隙变小，便于绝缘件18的组装与定位。

本申请的一些实施例提出一种电池100，包括电池单体10。

由于电池单体10的特性，本申请实施例的电池100也具有较好的安全性能以及使用寿命。

本申请的一些实施例提出一种用电装置，包括电池100，电池100用于提供电能。

由于电池100的特性，本申请实施例的用电装置也具有较好的安全性能以及使用寿命。

如图1至图9所示，本申请的一些实施例提出一种电池单体10，包括壳体11、端盖12、电极组件13、第一电极端子14、第二电极端子15、第一集流构件16和第二集流构件17，第一电极端子14和第二电极端子15安装于端盖12。壳体11采用拼接工艺焊接成型，壳体11的沿着第一方向Z的一侧形成有开口111，端盖12用于封闭开口111。电极组件13位于壳体11的内部，电极组件13为卷绕成型的结构，其卷绕轴线沿第二方向X延伸，电极组件13包括主体131以及沿着第二方向X分别位于主体131两侧的第一极耳132和第二极耳133。第一极耳132和第一电极端子14通过第一集流构件16连接，第二极耳133和第二电极端子15通过第二集流构件17连接。

其中，壳体11包括沿第三方向Y相对设置的两个第一侧壁112和沿着第二方向X相对设置的两个第二侧壁113，第一侧壁112的面积大于第二侧壁113的面积，每个第一侧壁112的内表面形成有凸出部115，凸出部115局部厚度增大，凸出部115呈沿第二方向X延伸至第一侧壁112的两侧边缘的长条形，凸出部115用于与主体131的第一弯折区1312抵接，以限制电极组件13在第一方向Z上的位移量。进一步地，凸出部115上可以采用喷涂绝缘材料或者贴绝缘膜的形式进行绝缘防护，且绝缘膜可以缓冲电极组件13的冲击力。

在上述方案中，凸出部115厚度局部增大，端盖12放置于开口111内边缘的安装槽，端盖12与壳体11进行焊接时，可以避免激光击穿壳体11，且可以耐受更大的激光焊接热应力，保证端盖12与壳体11的焊接质量。两个第一侧壁112的凸出部115相对布置，能够固定束缚电极组件13，降低电极组件13在第一方向Z上相对于壳体11和端盖12的晃动幅度，进而降低第一集流构件16和第二集流构件17的弯折处断裂的可能性，降低第一集流构件16与第一极耳132分离的可能性，降低第二集流构件17与第二极耳133分离的可能性，提高电池单体10的安全性能。且凸出部115在壳体11的上部形成狭窄结构，电极组件13放入壳体11后，电解液受到挤压向上浸润电极组件13，能够提高第一弯折区1312的电解液浸润效果，降低第一弯折区1312发生析锂的可能性。

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 (18)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，具有开口；

端盖，用于覆盖所述开口；

电极组件，设置于所述壳体的内部，所述端盖位于所述电极组件沿第一方向的一侧，所述电极组件的卷绕轴线沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直设置；

其中，所述壳体内表面的靠近所述开口的位置形成有凸出部，所述凸出部用于限制所述电极组件在所述第一方向上的位移量。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述凸出部呈沿着所述第二方向延伸的长条形。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体包括沿第三方向相对设置的两个第一侧壁，每个所述第一侧壁的内表面均形成有所述凸出部，所述第三方向与所述第一方向、所述第二方向均垂直。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述凸出部的两端分别延伸至所述第一侧壁的边缘。

5.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述壳体包括沿所述第二方向相对设置的两个第二侧壁，所述第二侧壁与所述第一侧壁拼接。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述第一侧壁的面积大于所述第二侧壁的面积。

7.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述第一侧壁包括本体和翻边，所述凸出部形成于所述本体的内表面，两个所述第一侧壁的所述翻边拼接形成所述壳体的底壁。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括主体、第一极耳和第二极耳，沿着所述第二方向，所述第一极耳和所述第二极耳分别位于所述主体的两侧，所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反，所述凸出部用于与所述主体抵接，以限制所述电极组件在所述第一方向上的位移量。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述主体包括平直区和第一弯折区，沿所述第一方向，所述第一弯折区位于所述平直区的靠近所述开口的一侧，所述凸出部用于与所述第一弯折区抵接，以限制所述电极组件在所述第一方向上的位移量。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述凸出部与所述第一弯折区之间的最小间距为D，D≤1mm。

11.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述凸出部包括面向所述第一弯折区的第一斜面，所述第一斜面从所述壳体内表面向靠近所述开口的方向倾斜延伸，所述第一斜面用于与所述第一弯折区抵接。

12.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：

第一电极端子和第二电极端子，设置于所述端盖；

第一集流构件，设置于所述壳体内，用于连接所述第一电极端子和所述第一极耳；

第二集流构件，设置于所述壳体内，用于连接所述第二电极端子和所述第二极耳。

13.根据权利要求1-7任一项所述的电池单体，其特征在于，所述凸出部包括面向所述开口的第二斜面，所述第二斜面从所述壳体内表面向背离所述开口的方向倾斜延伸，所述第二斜面用于引导所述电极组件进入所述壳体。

14.根据权利要求1-7任一项所述的电池单体，其特征在于，在垂直于所述第一方向的平面上，所述凸出部的截面为半圆形或者多边棱形。

15.根据权利要求1-7任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：

绝缘层，所述绝缘层覆盖所述凸出部的表面。

16.根据权利要求1-7任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：

绝缘件，设置于所述电极组件和所述端盖之间，用于绝缘隔离所述电极组件和所述端盖，在所述第一方向上，所述凸出部至少部分位于所述绝缘件和所述电极组件之间。

17.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-16任一项所述的电池单体。

18.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求17所述的电池，所述电池用于提供电能。

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