CN217334356U - 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，电池单体包括：电极主体，电极主体的外表面具有第一曲面；绝缘件，设置于电极主体的至少一侧，绝缘件朝向第一曲面的一侧具有第二曲面，第二曲面和至少部分第一曲面的形状相适配，第二曲面被配置为抵接于第一曲面。本申请中，第二曲面用于抵接于第一曲面，且至少部分第二曲面的形状与第一曲面的形状相适配，使得至少部分第二曲面能够抵接于第一曲面的不同位置，进而改善电极主体上第一曲面局部受力集中的问题，能够提高电极主体的使用寿命。

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，特别涉及一种电池单体、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。

电池单体包括壳体及位于壳体内的电极主体，电极主体由极片和隔膜卷绕成型，在电池单体的运输和使用过程中，电极主体在壳体内可能会发生晃动，进而导致电极主体局部受力损坏，导致电极主体出现析锂问题并影响电极主体的使用寿命。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，能够提高电极主体的使用寿命。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括：电极主体，电极主体的外表面具有第一曲面；绝缘件，设置于电极主体的至少一侧，绝缘件朝向第一曲面的一侧具有第二曲面，第二曲面和至少部分第一曲面的形状相适配，第二曲面被配置为抵接于第一曲面，第一曲面的弯曲深度为L1，第二曲面的弯曲深度是L2，且L1*0.1≤L2＜L1，和/或第一曲面的宽度为W1，第二曲面的宽度为W2，且W1*0.1≤W2＜W1。

本申请实施例的技术方案中，电池单体包括电极主体和绝缘件，电极主体的外表面具有第一曲面，绝缘件设置于电极主体的一侧，绝缘件上设置有第二曲面，第二曲面用于抵接于第一曲面，且至少部分第二曲面的形状与第一曲面的形状相适配，使得电极主体受力较均匀，进而改善电极主体上第一曲面局部受力集中的问题，进而能够改善电极主体由于局部受力集中而导致的析锂问题，能够提高电极主体的使用寿命。

当第二曲面的弯折深度L2过小时，第二曲面与第一曲面的接触面积过小，不能够很好地改善第一曲面的应力集中问题。当第二曲面的弯折深度L2过大时，绝缘件的尺寸过大影响电池单体的紧凑性。因此当第二曲面的弯曲深度L2在上述范围之内时，既能够很好地改善第一曲面的应力集中问题，也能够减小绝缘件对电池单体紧凑性的影响。

当第二曲面的宽度W2在上述范围之内时，既能够改善由于第二曲面的宽度W2过小，导致第二曲面与第一曲面的接触面积过小，不能够很好地改善第一曲面的应力集中问题；也能改善由于第二曲面的宽度W2过大，导致绝缘件的尺寸过大而影响电池单体的能量密度。

在一些实施例中，第二曲面一体成型。能够保证第二曲面与第一曲面具有足够大的接触面积，使得第二曲面能够更好地改善电极主体的局部受力集中问题。

在一些实施例中，第二曲面包括间隔分布的多个曲面段。多个曲面段抵接于同一第一曲面。通过将第二曲面分隔为多个间隔设置的曲面段，能够减小各曲面段的面积，便于第二曲面的制造成型。多个曲面段能够抵接于第一曲面的不同位置，进而改善电极主体的局部受力集中问题。

在一些实施例中，第二曲面上设置有凹槽，凹槽沿远离电极主体的方向凹陷形成。通过在第二曲面上设置凹槽，能够减小第二曲面上用于与第一曲面配合的面积，便于第二曲面的制造成型。

在一些实施例中，凹槽相对第二曲面的中心线对称设置。通过令凹槽相对第二曲面的中心线对称设置，使得第一曲面的受力能够更加均匀，更好地改善电极主体的局部受力集中问题。

在一些实施例中，凹槽的数量为一个，凹槽自身相对第二曲面的中心线对称设置。凹槽为一个，能够简化第二曲面的结构，便于第二曲面的制造成型。

在一些实施例中，凹槽的数量为两个以上，两个以上的凹槽相对第二曲面的中心线对称设置。使得第一曲面的受力能够更加均匀，更好地改善电极主体的局部受力集中问题。

在一些实施例中，凹槽对应于第一曲面的中心设置。使得第一曲面的受力更加均匀，更好地改善电极主体的局部受力集中问题。

在一些实施例中，第一曲面的至少部分位于凹槽内。能够减小电极主体和绝缘件的总体分布尺寸，提高电池单体的能量密度。

在一些实施例中，凹槽的槽壁与第二曲面圆滑过渡连接。能够改善槽壁与第二曲面之间的棱角对电极主体的磕碰，提高电极主体的使用寿命。

在一些实施例中，还包括：端盖；电极主体的第一曲面朝向端盖设置；绝缘件设置于电极主体与端盖之间。

在这些可选的实施例中，一方面绝缘件能够保证端盖和电极主体之间的相互绝缘。另一方面，通过绝缘件的第二曲面与第一曲面配合，还能够改善电极主体的受力集中问题。

在一些实施例中，还包括：壳体，具有沿第二方向相对设置的两个开口，电极主体位于壳体内；两个端盖，各端盖分别设置于各开口处；两个绝缘件，分别设置于电极主体与各端盖之间。

在一些实施例中，极耳位于电极主体在第一方向上的一侧，第一方向与第二方向垂直。

在一些实施例中，电极主体上伸出有极耳，电池单体还包括连接极耳和端盖上电极端子的转接件，至少部分转接件位于凹槽。通过在绝缘件上设置凹槽能够为转接件提供让位，能够让电池单体的内部结构更紧凑。

在一些实施例中，还包括：端盖和壳体，端盖封闭壳体的开口以形成容纳腔，电极主体和绝缘件均位于容纳腔内，且绝缘件设置在壳体的侧壁和电极主体之间。通过将绝缘件设置于壳体的侧壁和电极主体之间，能够改善壳体的侧壁导致的电极主体的受力集中问题。

在一些实施例中，两个第一曲面分设于电极主体的两侧，绝缘件的个数为两个，两个绝缘件的第二曲面相对设置，各第二曲面分别与各第一曲面相抵接。通过设置两个绝缘件，使得各绝缘件上的第二曲面能够与各第一曲面相互抵接，能够改善两个第一曲面的局部受力集中问题。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池，包括上述任一第一方面实施例的电池单体，电池单体用于提供电能。

第三方面，本申请实施例还提供一种用电装置，包括上述任一第一方面实施例的电池单体。

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

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的电池包的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的一种电池单体的分解结构示意图；

图4是图3中I处的局部放大结构示意图；

图5是本申请实施例提供的电池单体中电极主体在Z-Y平面的截面图；

图6是本申请一实施例提供的电池单体中电极组件和绝缘件的相互配合结构示意图；

图7是图6中II处的局部放大结构示意图；

图8是图7的分解结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种电池单体的绝缘件的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种电池单体的端盖、绝缘件、电极主体和转接件的配合结构示意图；

图11是图10中III处的局部放大结构示意图；

图12是本申请另一实施例提供的一种电池单体的分解结构示意图；

图13是本申请另一实施例提供的一种电池单体的绝缘件的结构示意图；

图14是本申请另一实施例提供的一种电池单体的端盖、绝缘件和电极主体的配合结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1、车辆；10、电池；11、控制器；12、马达；

20、电池模块；

30、箱体；301、第一箱体部；302、第二箱体部；

40、电池单体；

100、电极组件；100a、极片；100b、隔膜；110、电极主体；111、第一曲面；111a、第一边缘；111b、第一顶部；112、弯折部；120、极耳；

200、绝缘件；210、第二曲面；211、曲面段；212、凹槽；212a、槽壁；213、第二边缘；214、第二顶部；220、侧表面；230、过渡平面；

300、端盖；310、电极端子；

400、壳体；410、开口；420、侧壁；

500、转接件；510、第一转接部；520、第二转接部；

600、隔板；

X、第一方向；Y、第二方向；Z；第三方向。

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。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

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。

此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。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。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔板。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；正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极集流部和连接于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔板的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。

本发明人注意到，在电池单体中，电池单体包括壳体和位于壳体内的电极主体，电极主体由极片和隔膜卷绕形成。这就导致电极主体的至少部分外表面为弯折的曲面。电池单体包括顶盖和位于顶盖和电极主体之间的隔板，隔板朝向电极主体的表面为平面，即隔板上与电极主体接触的面为平面接触，这就导致电极主体上曲面状的外表面局部受力集中，进而出现析锂影响电极主体的使用寿命。

为了缓解电极主体局部受力集中的问题，申请人研究发现，可以在电池单体的壳体内设置增设绝缘件。具体为在绝缘件上设置用于与电极主体的曲面状外表面配合的曲面，使得绝缘件能够抵接于外壳与电极主体之间，改善电极主体的局部受力集中问题。

基于以上考虑，为了解决电极主体的局部受力集中的问题，发明人经过深入研究，设计了一种电池单体、电池及用电装置。在这样的电池单体中，电池单体包括电极主体和绝缘件，电极主体具有第一曲面；绝缘件设置于电极主体的一侧，绝缘件朝向第一曲面的一侧具有第二曲面，第二曲面和至少部分第一曲面的形状相适配，第二曲面被配置为抵接于第一曲面。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置。

用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；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等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。

应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电设备，还可以适用于所有包括箱体的电池以及使用电池的用电设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。

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11和马达12，控制器11用来控制电池10为马达12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。

为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体，电池单体是指组成电池模块或电池包的最小单元。多个电池单体可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本申请中所提到的电池包括电池模块或电池包。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。本申请的实施例中多个电池单体可以直接组成电池包，也可以先组成电池模块20，电池模块20再组成电池包。

图2示出了本申请一实施例的电池10的结构示意图。

如图2所示，电池10包括箱体30和电池单体40，电池单体40容纳于箱体30内。

箱体30可以是单独的长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构，也可以是由长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构组合而成的复杂立体结构，本申请实施例对此并不限定。箱体30的材质可以是如铝合金、铁合金等合金材料，也可以是如聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯泡沫塑料等高分子材料，或者是如玻璃纤维加环氧树脂的复合材料，本申请实施例对此也并不限定。

箱体30用于容纳电池单体40，箱体30可以是多种结构。在一些实施例中，箱体30可以包括第一箱体部301和第二箱体部302，第一箱体部301与第二箱体部302相互盖合，第一箱体部301和第二箱体部302共同限定出用于容纳电池单体40的容纳空间。第二箱体部302可以是一端开口的空心结构，第一箱体部301为板状结构，第一箱体部301盖合于第二箱体部302的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体30；第一箱体部301和第二箱体部302也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部301的开口侧盖合于第二箱体部302的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体30。当然，第一箱体部301和第二箱体部302可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

为提高第一箱体部301与第二箱体部302连接后的密封性，第一箱体部301与第二箱体部302之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。

假设第一箱体部301盖合于第二箱体部302的顶部，第一箱体部301亦可称之为上箱盖，第二箱体部302亦可称之为下箱体。

在电池10中，电池单体40可以是一个，也可以是多个。若电池单体40为多个，多个电池单体40之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体40中既有串联又有并联。多个电池单体40之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体40构成的整体容纳于箱体30内；当然，也可以是多个电池单体40先串联或并联或混联组成电池模块20，多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体30内。

请继续参阅图2，在一些实施例中，电池单体40为多个，多个电池单体40先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体30内。

电池模块20中的多个电池单体40之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块20中的多个电池单体40的并联或串联或混联。

本申请中，电池单体40可以包括锂离子电池单体40、钠离子电池单体40或镁离子电池单体40等，本申请实施例对此并不限定。电池单体40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。电池单体40一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体40、方体方形电池单体40和软包电池单体40，本申请实施例对此也不限定。但为描述简洁，下述实施例均以方体方形电池单体40为例进行说明。

图3为本申请一些实施例提供的电池单体40的分解结构示意图。电池单体40是指组成电池的最小单元。图4是图3中I处的局部放大结构示意图。

如图3和图4所示，电池单体40包括电极主体110和绝缘件200，电极主体110的外表面具有第一曲面111；绝缘件200设置于电极主体110的至少一侧，绝缘件200朝向第一曲面111的一侧具有第二曲面210，第二曲面210和至少部分第一曲面111的形状相适配，第二曲面210被配置为抵接于第一曲面111。

电池单体40还包括壳体400和盖合于壳体400开口410处的端盖300，壳体400和端盖300组合形成电池单体40的外壳。电极主体110和绝缘件200位于壳体400内。

端盖300是指盖合于壳体400的开口410处以将电池单体40的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖300的形状可以与壳体400的形状相适应以配合壳体400。可选地，端盖300可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖300在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体40能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖300上可以设置有如电极端子310等的功能性部件。电极端子310可以用于与电极组件100电连接，以用于输出或输入电池单体40的电能。在一些实施例中，端盖300上还可以设置有用于在电池单体40的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖300的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖300的内侧还可以设置有隔板，隔板可以用于隔离壳体400内的电连接部件与端盖300，以降低短路的风险。示例性的，隔板可以是塑料、橡胶等。

如图3及图5所示，电极主体110主要由具有活性物质的极片100a和隔膜100b卷绕形成，极片100a包括正极片和负极片。极耳120伸出于电极主体110设置，极耳120和电极主体110组合形成电极组件100。电极组件100是电池单体40中发生电化学反应的部件。壳体400内可以包含一个或更多个电极组件100。极耳120包括正极耳和负极耳，正极片和负极片上连接的不具有活性物质的部分各自构成正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳可以共同位于电极主体110的一端或是分别位于电极主体110的两端。

壳体400是用于配合端盖300以形成电池单体40的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件100、电解液（在图中未示出）以及其他部件。壳体400和端盖300可以是独立的部件，可以于壳体400上设置开口410，通过在开口410处使端盖300盖合开口410以形成电池单体40的内部环境。不限地，也可以使端盖300和壳体400一体化，具体地，端盖300和壳体400可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体400的内部时，再使端盖300盖合壳体400。壳体400可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体400的形状可以根据电极组件100的具体形状和尺寸大小来确定。壳体400的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

绝缘件200可以设置于端盖300和电极主体110之间，或者绝缘件200可以设置于壳体400的内壁面与电极主体110之间。绝缘件200的材料设置方式有多种，绝缘件200可以选用橡胶、塑胶等绝缘材料。绝缘件200选用橡胶，使得绝缘件200具有合适的弹性，更好地改善电极主体110的受力集中。

第一曲面111设置于电极主体110的外表面，电极主体110外表面上非平面的部位可以认为是第一曲面111。例如，如上所述，电极主体110由具有活性物质的极片100a和隔膜100b卷绕形成，那么极片100a和隔膜100b在卷绕的过程中会发生弯折，第一曲面111为电极主体110外表面上对应于极片100a和隔膜100b弯折的部位。第二曲面210被配置为与第一曲面111完全贴合，或者第二曲面210可以被配置为与部分第一曲面111贴合。当绝缘件200设置于端盖300和电极主体110之间时，第二曲面210设置于绝缘件200背离端盖300并朝向电极主体110的表面。当绝缘件200设置于壳体400的内壁面和电极主体110之间时，第二曲面210设置于绝缘件200背离壳体400的内壁面并朝向电极主体110的表面。绝缘件200上朝向电极主体110的表面的全部或部分设置为第二曲面210。

本申请实施例的技术方案中，电池单体40包括电极主体110和绝缘件200，电极主体110的外表面具有第一曲面111，第一曲面111的形状不规则，至少部分第一曲面111与电池单体40的壳体400内壁面之间存在间隙，导致第一曲面111的局部受力集中，可能出现析锂问题并影响电极主体110的使用寿命。绝缘件200设置于电极主体110的一侧，绝缘件200上设置有第二曲面210，第二曲面210用于抵接于第一曲面111，且至少部分第二曲面210的形状与第一曲面111的形状相适配，使得至少部分第二曲面210能够抵接于第一曲面111的不同位置，进而改善电极主体110上第一曲面111局部受力集中的问题，进而能够改善电极主体110由于局部受力集中而导致的析锂问题，能够提高电极主体110的使用寿命。

请参阅图5，图5是本申请实施例提供的电池单体40中电极主体110在Z-Y平面的截面图。其中Z为第三方向。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，电极主体110由极片100a和隔膜100b环绕卷绕中心卷绕形成，极片100a和隔膜100b均包括弯折形成的弯折部112，第一曲面111位于弯折部112背离卷绕中心的一侧。

弯折部112是指极片100a和隔膜100b上弯折的部分，即极片100a和隔膜100b上非平面的部分。卷绕中心并不构成对本申请实施例电池单体40结构上的限定，只要是极片100a和隔膜100b卷绕的中心即可。第一曲面111设置于电极主体110的外表面，那么第一曲面111可以设置于最外侧的弯折部112上。

在这些实施例中，电极主体110的弯折部112形状不规则令其极易出现受力集中的问题，第一曲面111设置于弯折部112，使得绝缘件200的第二曲面210能够与至少部分弯折部112的外表面抵接，改善弯折部112受力集中导致的析锂问题。

请参阅图6至图8，图6是本申请一实施例提供的电池单体40中电极组件100和绝缘件200的相互配合结构示意图，图7是图6中II处的局部放大结构示意图。图8是图7的分解结构示意图。

根据本申请的一些实施例，如图6至图8所示，第一曲面111的弯曲深度为L1，第二曲面210的弯曲深度是L2，且L1*0.1≤L2＜L1。

第一曲面111呈弧状，第一曲面111包括位于弧状顶部的第一顶部111b及位于第一顶部111b两侧的两个第一边缘111a，两个第一边缘111a中的其中一者可以认为是第一曲面111的弯曲起始边缘，即电极主体110上开始发生弯曲的位置；另一者为弯曲终止边缘，即电极主体110上结束弯曲的位置。两个第一边缘111a分设于弧状第一曲面111的两端。第一顶部111b位于第一曲面111的弯曲路径上。例如，当第一曲面111的弯曲路径为弧形时，第一顶部111b位于弧路径上。第一曲面111的弯曲深度L1为两个第一边缘111a所在的平面与第一顶部111b之间的距离。

第二曲面210呈弧状，第二曲面210包括第二顶部214及位于第二顶部214两侧的两个第二边缘213，两个第二边缘213中的其中一者可以认为是第二曲面210的弯曲起始边缘，即绝缘件200上第二曲面210的一端与其他部位连接的位置；另一者为第二曲面210的弯曲终止边缘，即绝缘件200上第二曲面210的另一端与其他部分连接的位置。第二顶部214位于第二曲面210的弯曲路径上，图7中的第一曲面111的弯曲路径和第二曲面210的弯曲路径相同。例如，当第二曲面210的弯曲路径为圆弧形时，第二顶部214位于圆弧路径上。当第二曲面210的弯曲路径为椭圆弧形时，第二顶部214位于椭圆弧路径上。第二曲面210的弯曲深度L2为两个第二边缘213所在的平面与第二顶部214之间的距离。

在这些实施例中，当第二曲面210的弯曲深度L2在上述范围之内时，既能够改善由于第二曲面210的弯曲深度L2过小，导致第二曲面210与第一曲面111的接触面积过小，不能够很好地改善第一曲面111的应力集中问题；也能改善由于第二曲面210的弯曲深度L2过大，导致绝缘件200的尺寸过大而影响电池单体40的能量密度。

根据本申请的一些实施例，如图7和图8所示，第一曲面111的宽度为W1，第二曲面210的宽度为W2，且W1*0.1≤W2＜W1。

第一曲面111的宽度W1为两个第一边缘111a之间的距离。第二曲面210的宽度W2为两个第二边缘213之间的距离。

在这些实施例中，当第二曲面210的宽度W2在上述范围之内时，既能够改善由于第二曲面210的宽度W2过小，导致第二曲面210与第一曲面111的接触面积过小，不能够很好地改善第一曲面111的应力集中问题；也能改善由于第二曲面210的宽度W2过大，导致绝缘件200的尺寸过大而影响电池单体40的能量密度。

根据本申请的一些实施例，第二曲面210一体成型。即一个完整的第二曲面210与第一曲面111相互配合，能够保证第二曲面210与第一曲面111具有足够大的接触面积，使得第二曲面210能够更好地改善电极主体110的局部受力集中问题。

请参阅图7至图9，图9是本申请实施例提供的一种电池单体40的绝缘件200的结构示意图。

根据本申请的一些实施例，如图7至图9所示，第二曲面210包括间隔分布的多个曲面段211，多个曲面段211抵接于同一第一曲面111。

多个曲面段211可以沿第二曲面210的弯折路径间隔分布，或者多个曲面段211可以沿第二曲面210的中心线延伸方向间隔分布。第二曲面210的中心线是指第二顶部214所在直线，该直线与两个第二边缘213所在平面平行设置。

在这些实施例中，通过将第二曲面210分隔为多个间隔设置的曲面段211，能够减小各曲面段211的面积，便于第二曲面210的制造成型。多个曲面段211能够抵接于第一曲面111的不同位置，进而改善电极主体110的局部受力集中问题。

根据本申请的一些实施例，请继续参阅图7至图9，第二曲面210上设置有凹槽212，凹槽212沿远离电极主体110的方向凹陷形成。

当第二曲面210上设置有凹槽212，且凹槽212位于第二曲面210的中心线时，第二曲面210的第二顶部214位于凹槽212的开口处，第二曲面210的弯曲深度L2不包括凹槽212的槽深。凹槽212的开口位于第二曲面210的弯曲路径上。

在这些实施例中，通过在第二曲面210上设置凹槽212，能够减小第二曲面210上用于与第一曲面111配合的面积，便于第二曲面210的制造成型。

根据本申请的一些实施例，凹槽212相对第二曲面210的中心线对称设置。

凹槽212相对第二曲面210的中心线对称设置可以包括凹槽212自身相对第二曲面210的中心线对称设置，或者多个凹槽212关于第二曲面210的中心线对称设置。

在这些实施例中，通过令凹槽212相对第二曲面210的中心线对称设置，使得第一曲面111的受力能够更加均匀，更好地改善电极主体110的局部受力集中问题。

根据本申请的一些实施例，凹槽212的数量为一个，凹槽212自身相对第二曲面210的中心线对称设置。凹槽212为一个，能够简化第二曲面210的结构，便于第二曲面210的制造成型。

根据本申请的一些实施例，凹槽212的数量为两个以上，两个以上的凹槽212相对第二曲面210的中心线对称设置。使得第一曲面111的受力能够更加均匀，更好地改善电极主体110的局部受力集中问题。

在另一些实施例中，凹槽212的数量为奇数个，其中一个凹槽212自身关于第二曲面210的中心线对称设置，剩余的偶数个凹槽212相对第二曲面210的中心线对称设置。

根据本申请的一些实施例，凹槽212对应于第一曲面111的中心设置。使得第一曲面111的受力更加均匀，更好地改善电极主体110的局部受力集中问题。

根据本申请的一些实施例，图7至图9所示，第一曲面111的至少部分位于凹槽212内。

在这些实施例中，当至少部分第一曲面111位于凹槽212内时，能够减小电极主体110和绝缘件200的总体分布尺寸，提高电池单体40的能量密度。

根据本申请的一些实施例，凹槽212的槽壁212a与第二曲面210圆滑过渡连接。槽壁212a和第二曲面210圆滑过渡连接是指槽壁212a和第二曲面210之间倒圆角，能够改善槽壁212a与第二曲面210之间的棱角对电极主体110的磕碰，提高电极主体110的使用寿命。

可选的，在绝缘件200的宽度方向上，绝缘件200包括侧表面220，侧表面220与第二曲面210圆滑过渡连接，以改善侧表面220和第二曲面210之间的夹角对电极主体110的剐蹭。

或者，在绝缘件200的宽度方向上，绝缘件200包括侧表面220、及连接侧面和第二曲面210的过渡平面230，第二曲面210和过渡平面230圆滑过渡连接，以改善第二曲面210和过渡平面230之间的夹角对电极主体110的剐蹭。可选的，侧表面220和过渡平面230圆滑过渡连接，以改善侧表面220和过渡平面230之间的夹角对电极主体110的剐蹭。

请参阅图10和图11，图10是本申请实施例提供的一种电池单体40的端盖300、绝缘件200、电极主体110和转接件500的配合结构示意图。图11是图10中III处的局部放大结构示意图。

根据本申请的一些实施例，如图10和图11所示，电池单体40还包括端盖300；电极主体110的第一曲面111朝向端盖300设置；绝缘件200设置于电极主体110与端盖300之间。绝缘件200的第二曲面210设置于其背离端盖300且朝向第一曲面111的一侧。

在这些可选的实施例中，一方面绝缘件200能够保证端盖300和电极主体110之间的相互绝缘。另一方面，端盖300的形状通常呈板状，这就导致端盖300与电极主体110的第一曲面111之间形状不适配，导致第一曲面111的局部受力集中。通过绝缘件200的第二曲面210与第一曲面111配合，能够改善电极主体110的受力集中问题。

根据本申请的一些实施例，如图10和图11所示，电极主体110上伸出有极耳120，电池单体40还包括连接极耳120和端盖300上电极端子310的转接件500，至少部分转接件500位于凹槽212。

在这些可选的实施例中，通过在绝缘件200上设置凹槽212能够为转接件500提供让位，同时还能够通过绝缘件200向转接件500提供保护，提高转接件500的使用寿命。

可选的，请继续参阅图3、图10和图11，极耳120位于电极主体110在第一方向X上的一侧，两个端盖300位于电极主体110在第二方向Y上的两侧。可选的，壳体400具有沿第二方向Y相对设置的两个开口410，电池单体包括两个端盖300，各端盖300设置于各开口410处，电池单体40还包括两个绝缘件200，电极主体110位于壳体400内，两个绝缘件200分别设置于电极主体110与各端盖300之间。转接件500包括第一转接部510和第二转接部520，第一转接部510沿第二方向Y延伸成型并连接于极耳120和第二转接部520之间，第二转接部520沿第一方向X延伸成型并连接于第一转接部510和电极端子310之间，至少部分第二转接部520位于凹槽212。

如图3所示，第二方向Y为电极主体110上两个第一曲面111的排布方向，第三方向Z为电极主体110的厚度方向，第一方向X为垂直于第二方向Y和第三方向Z的方向。

在这些实施例中，转接件500包括第一转接部510和第二转接部520两部分，第一转接部510和第二转接部520相交连接，以连接位于电极主体110在第一方向X一侧的极耳120和位于电极主体110在第二方向Y一侧的电极端子310。第二转接部520位于电极主体110和端盖300之间，至少部分转接部位于凹槽212内，使得凹槽212能够向第二转接部520提供让位，且使得绝缘件200能够向第二转接部520提供保护。

请参阅图12至图14，图12是本申请另一实施例提供的一种电池单体40的分解结构示意图，图13是本申请另一实施例提供的一种电池单体40的绝缘件200的结构示意图。图14是本申请另一实施例提供的一种电池单体40的端盖300、绝缘件200和电极主体110的配合结构示意图。

根据本申请的一些实施例，如图12至图14所示，电池单体40还包括端盖300和壳体400，端盖300封闭壳体400的开口410以形成容纳腔，电极主体110和绝缘件200均位于容纳腔内，且绝缘件200设置在壳体400的侧壁420和电极主体110之间。

可选的，电极主体110的弯折部112位于在第二方向Y上的一侧，端盖300位于电极主体110在第一方向X上的一侧，极耳120位于电极主体110朝向端盖300的一侧。那么，电极主体110的卷绕中心线沿第一方向X延伸，两个弯折部112分设于电极主体110在第二方向Y的两侧。

在这些实施例中，弯折部112位于电极主体110在第二方向Y上的一侧，端盖300位于电极主体110在第一方向X上的一侧，弯折部112上的第一曲面111和端盖300位于电极主体110的不同侧。电极主体110的第一曲面111位于其朝向壳体400侧壁420的一侧，绝缘件200位于壳体400和壳体400的侧壁420之间，能够保证壳体400和电极主体110的绝缘，也能够改善侧壁420向电极主体110施力导致的电极主体110受力不均。

根据本申请的一些实施例，如图12至图14所示，两个第一曲面111分设于电极主体110的两侧，绝缘件200的个数为两个，两个绝缘件200的第二曲面210相对设置，各第二曲面210分别与各第一曲面111相抵接。

两个弯折部112分设于电极主体110在第二方向Y的两侧，两个弯折部112中其中一者背离另一者的一侧设置有第一曲面111，两个弯折部112的第一曲面111的弯折方向相反，且两个第一曲面111的弯折开口相向。

在这些实施例中，通过设置两个绝缘件200，两个绝缘件200上的第二曲面210的开口相向，使得各绝缘件200上的第二曲面210能够与各第一曲面111相互抵接，能够改善两个第一曲面111的局部受力集中问题。

可选的，在上述实施例中，如图12至图14所示，电池单体40还包括隔板600，隔板600设置于端盖300和电极主体110之间，绝缘件200连接于隔板600。例如绝缘件200与隔板600一体成型设置，以简化电池单体40的结构。两个绝缘件200分设于隔板600的两端设置，绝缘件200由隔板600的端部延伸至壳体400的侧壁420和电极主体110之间。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，包括以上任一方案所述的电池单体。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案所述的电池单体，并且电池单体用于为用电装置提供电能。

用电装置可以是前述任一应用电池单体的设备或系统。

如图4至图11所示，电池单体40包括壳体400、位于壳体400内的电极主体110和绝缘件200、盖设于壳体400开口410处的端盖300、由电极主体110伸出的极耳120及连接极耳120与端盖300上电极端子310的转接件500。极耳120位于电极主体110在第一方向X上的两侧，端盖300位于电极主体110在第二方向Y上的一侧，电极主体110朝向端盖300设置有第一曲面111。绝缘件200位于端盖300和电极主体110之间，绝缘件200朝向第一曲面111的一侧具有第二曲面210，第二曲面210和至少部分第一曲面111的形状相适配，第二曲面210被配置为抵接于第一曲面111。电极主体110由极片100a和隔膜100b环绕卷绕中心卷绕形成，极片100a和隔膜100b均包括环绕卷绕中心弯折形成的弯折部112，第一曲面111位于弯折部112背离卷绕中心的一侧。第二曲面210包括间隔分布的多个曲面段211。第二曲面210上设置有凹槽212，凹槽212的数量为一个，凹槽212自身相对第二曲面210的中心线对称设置。凹槽212对应于第一曲面111的中心设置。

如图12至图14所示，电池单体40包括壳体400、位于壳体400内的电极主体110和绝缘件200、盖设于壳体400开口410处的端盖300、由电极主体110伸出的极耳120及连接极耳120与端盖300上电极端子310的转接件500。端盖300位于电极主体110在第一方向X上的一侧，电极主体110朝向端盖300伸出有极耳120，电极主体110朝向第二方向Y上的一侧设置有第一曲面111，绝缘件200位于第一曲面111和壳体400的侧壁420之间，绝缘件200朝向第一曲面111的一侧具有第二曲面210，第二曲面210和至少部分第一曲面111的形状相适配，第二曲面210被配置为抵接于第一曲面111。电极主体110由极片100a和隔膜100b环绕卷绕中心卷绕形成，极片100a和隔膜100b均包括环绕卷绕中心弯折形成的弯折部112，第一曲面111位于弯折部112背离卷绕中心的一侧。第一曲面111为两个，两个第一曲面111位于电极主体110在第二方向Y上的两侧。绝缘件200的个数为两个，各绝缘件200分别位于各第一曲面111和壳体400的侧壁420之间。

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：

电极主体，所述电极主体的外表面具有第一曲面；

绝缘件，设置于所述电极主体的至少一侧，所述绝缘件朝向所述第一曲面的一侧具有第二曲面，所述第二曲面和至少部分所述第一曲面的形状相适配，所述第二曲面被配置为抵接于所述第一曲面；

所述第一曲面的弯曲深度为L1，所述第二曲面的弯曲深度是L2，且L1*0.1≤L2＜L1；

和/或，所述第一曲面的宽度为W1，所述第二曲面的宽度为W2，且W1*0.1≤W2＜W1。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二曲面一体成型，或者所述第二曲面包括间隔分布的多个曲面段，所述多个曲面段抵接于同一所述第一曲面。

3.根据权利要求1-2任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第二曲面上设置有凹槽，所述凹槽沿远离所述电极主体的方向凹陷形成。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述凹槽相对所述第二曲面的中心线对称设置。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，

所述凹槽的数量为一个，所述凹槽自身相对所述第二曲面的中心线对称设置；

或者，所述凹槽的数量为两个以上，两个以上的所述凹槽相对所述第二曲面的中心线对称设置。

6.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述凹槽对应于所述第一曲面的中心设置。

7.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述第一曲面的至少部分位于所述凹槽内。

8.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述凹槽的槽壁与所述第二曲面圆滑过渡连接。

9.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，还包括：

端盖；

所述电极主体的所述第一曲面朝向所述端盖设置；

所述绝缘件设置于所述电极主体与所述端盖之间。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，还包括：

壳体，具有沿第二方向相对设置的两个开口，所述电极主体位于所述壳体内；

两个所述端盖，各所述端盖分别设置于各所述开口处；

两个所述绝缘件，分别设置于所述电极主体与各所述端盖之间。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述电极主体伸出有极耳，所述极耳位于所述电极主体在第一方向上的一侧，所述第一方向与所述第二方向垂直。

12.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述端盖上设有电极端子，所述电极主体上伸出有极耳，所述电池单体还包括连接所述极耳和所述电极端子的转接件，至少部分所述转接件位于所述凹槽内。

13.根据权利要求1-2任一项所述的电池单体，其特征在于，还包括：端盖和壳体，所述端盖封闭所述壳体的开口以形成容纳腔，所述电极主体和所述绝缘件均位于所述容纳腔内，且所述绝缘件设置在所述壳体的侧壁和所述电极主体之间。

14.根据权利要求1-2任一项所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘件的个数为两个，两个所述绝缘件分设于所述电极主体的两侧，两个所述绝缘件的两个所述第二曲面被配置为分别与对应的所述第一曲面相抵接。

15.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-14任一项所述的电池单体。

16.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-14任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。

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