CN217934145U - 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。电池单体包括：壳体具有容纳腔；电极组件包括主体部及负极耳，主体部具有第一边缘及第二边缘，主体部具有隔离膜，负极耳突设于第一边缘，负极耳具有负极连接部及负极弯折部，负极连接部连接于第一边缘与负极弯折部之间；端盖组件包括第一绝缘件及端盖，第一绝缘件具有绝缘主体；负极转接件位于负极弯折部与绝缘主体之间；X满足条件：A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D；X为容纳腔用于容纳绝缘主体、负极转接件及负极耳空间长度，A为负极弯折部厚度，B为绝缘主体厚度，C为负极转接件的厚度，D为隔离膜分别突出第一边缘及第二边缘长度之和。本申请中提供的电池单体、电池及用电装置安全性高。

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，特别是涉及一种电池单体、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。

电池包括电池单体，电池单体内部设有电极组件，若电池单体内容纳电极组件的空间过大，则在转运的过程中，电极组件有可能发生晃动并致使电极组件的极耳撕裂，进而导致电池的安全性能降低；若电池单体内容纳电极组件的空间过小，则容易导致电极组件的极耳过压并插入至电极组件的主体部内，并致使电极组件内部短路，进而也将导致电池的安全性能降低。

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，能够缓解电池单体内部空间过大或者过小而导致电池的安全性能降低的问题，从而能够提升电池单体、电池及用电装置的安全性。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，电池单体包括：

壳体，沿第一方向上的一端具有开口，且其内部具有容纳腔；

电极组件，设于容纳腔内，且包括主体部及负极耳，主体部具有沿第一方向相对且间隔设置的第一边缘及第二边缘，且主体部具有隔离膜，负极耳沿第一方向并朝向开口一侧突设于第一边缘，且负极耳具有负极连接部及相对负极连接部弯折的负极弯折部，负极连接部连接于第一边缘与负极弯折部之间；

端盖组件，包括第一绝缘件及端盖，端盖盖设于开口处，第一绝缘件位于容纳腔内，并具有绝缘主体；

负极转接件，设于容纳腔内，并位于负极弯折部与绝缘主体之间；

其中，X满足条件：A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D；

X为容纳腔在第一方向上用于容纳绝缘主体、负极转接件及负极耳的空间的长度，A为负极弯折部在第一方向上的厚度，B为绝缘主体在第一方向上的厚度，C为负极转接件在第一方向上的厚度，D为隔离膜在第一方向上分别突出第一边缘及第二边缘的长度之和。

通过设置A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D，当电极组件及负极转接件设于容纳腔内，且端盖组件盖设于开口时，在第一方向上，第一绝缘件、负极转接件及负极耳能够较好的填充该空间。进而，电极组件、负极转接件及第一绝缘件能够较好的填充容纳腔内的空间，以避免容纳腔在第一方向上的尺寸过大或者过小。因此，既可防止电极组件在转运的过程中相对壳体晃动而导致负极耳和/或正极耳撕裂，且还可避免负极耳和/或正极耳过压而插入至电极组件的主体部内而导致电极组件内部短路，从而能够提升电池单体、电池及用电装置的安全性。

在其中一实施例中，负极弯折部包括N个负极耳片，N个负极耳片沿第一方向层叠设置，每个负极耳片的厚度为K，A满足条件：A=NK。

负极耳片的厚度是固定的，负极耳片的层数也是固定的，根据公式A=NK，可以较为精准地计算得到A值，从而也能够较为准确地设计容纳腔在第一方向上用于容纳第一绝缘件、负极转接件及负极耳的空间的长度。

在其中一实施例中，绝缘主体上开设有凹部，负极转接件至少部分伸入至凹部内。

通过设置凹部，凹部至少容纳一部分负极转接件，以使得负极转接件在第一方向上占据的空间减小，从而能够提升电池单体的空间利用率，使得电池单体具有较高的能量密度。

在其中一实施例中，负极转接件全部位于凹部内。

这样，能够进一步减小负极转接件在第一方向上占据的空间减小，从而能够提升电池单体的空间利用率，使得电池单体具有较高的能量密度。

在其中一实施例中，凹部被构造为由绝缘主体面向负极转接件的表面凹陷形成的凹槽结构。

通过设置凹部为被构造为由绝缘主体面向负极转接件的表面凹陷形成的凹槽结构，使得凹部的成型方式简单易操作。

在其中一实施例中，负极转接件与凹部相卡持。

通过卡持的方式，使得负极转接件与凹部之间的安装更牢靠，从而能够降低负极转接件从凹部掉落的风险。

在其中一实施例中，还包括第二绝缘件，第二绝缘件设于容纳腔内，并位于主体部与壳体的内壁之间。

通过设置第二绝缘件，第二绝缘件可以隔离电极组件与壳体，从而可避免电极组件与壳体接触而短路，能够有效提升电池单体的安全性。

在其中一实施例中，第二绝缘件包覆于主体部外。

通过设置第二绝缘件包覆于主体部外，能够进一步提升第二绝缘件绝缘的可靠性。

第二方面，本申请提供了一种电池，其包括如上述任意一项实施例所述的电池单体。

第三方面，本申请提供了一种用电装置，其包括上述电池，电池用于提供电能，或者包括上述电池单体，电池单体用于提供电能。

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

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为本申请一些实施例中车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例中电池的爆炸图；

图3为本申请一些实施例中电池单体的爆炸图；

图4为图3所示的电池单体沿Ｆ－Ｆ方向上的剖面图；

图5为图4所示的电池单体中第一绝缘件与负极转接件及负极耳配合的示意图；

图6为图3所示的电池单体中隔离膜沿第一方向分别突出第一边缘及第二边缘的示意图。

附图标号：

1000、车辆；

100、电池；200、控制器；300、马达；

10、箱体；11、第一部分；12、第二部分；

20、电池单体；21、壳体；211、开口；212、容纳腔；22、端盖组件；221、端盖；222、第一绝缘件；2221、凹部；2222、绝缘附属部；2223、绝缘主体；223、负极柱；224、正极柱；23、电极组件；231、主体部；2311、第一边缘；2312、第二边缘；232、负极耳；2321、负极连接部；2322、负极弯折部；233、正极耳；234、隔离膜；24、负极转接件；25、正极转接件；26、第二绝缘件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，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”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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。

在本申请中，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。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。

电池包括电池单体，电池单体内部设有电极组件，若电池单体内容纳电极组件的空间过大，则在转运的过程中，电极组件有可能发生晃动并致使电极组件的极耳撕裂，进而导致电池的安全性能降低；若电池单体内容纳电极组件的空间过小，则容易导致电极组件的极耳过压并插入至电极组件的主体部内，并致使电极组件内部短路，进而也将导致电池的安全性能降低。

为了缓解电池单体内部空间过大或者过小而导致电池的安全性能降低的问题，申请人深入研究发现，设计了一种电池单体，电池单体包括壳体、电极组件、端盖组件及负极转接件。壳体沿第一方向上的一端具有开口，且其内部具有容纳腔。电极组件设于容纳腔内，且包括主体部及负极耳，主体部具有沿第一方向相对且间隔设置的第一边缘及第二边缘，且主体部具有隔离膜，负极耳沿第一方向并朝向开口一侧突设于第一边缘，且负极耳具有负极连接部及相对负极连接部弯折的负极弯折部。负极连接部连接于第一边缘与负极弯折部之间。端盖组件包括第一绝缘件及端盖，端盖盖设于开口处，第一绝缘件位于容纳腔内，并具有绝缘主体。负极转接件设于容纳腔内，并位于负极弯折部与第一绝缘件之间。其中，X满足条件：A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D。X为容纳腔在第一方向上用于容纳绝缘主体、负极转接件及负极耳的空间的长度，A为负极弯折部在第一方向上的厚度，B为绝缘主体在第一方向上的厚度，C为负极转接件在第一方向上的厚度，D为隔离膜在第一方向上分别突出第一边缘及第二边缘的长度之和。

通过设置A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D，当电极组件、第一绝缘件及负极转接件设于容纳腔内，且端盖盖设于开口时，在第一方向上，电极组件、负极转接件及绝缘主体能够较好的填充容纳腔内的空间，以避免容纳腔在第一方向上的尺寸过大或者过小。因此，既可防止电极组件在转运的过程中相对壳体晃动而导致负极耳和/或正极耳撕裂，且还可避免负极耳和/或正极耳过压而插入至电极组件的主体部内而导致电极组件内部短路，从而能够提升电池单体、电池及用电装置的安全性。

请参照图1，本申请实施例公开的电池100可以但不限用于车辆1000、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100等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于优化电池单体20及电池100的工作性能。

本申请实施例提供一种使用电池100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1000为例进行说明。

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可以用于为车辆1000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。

请参照图2，电池100包括箱体10及电池单体20。箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定形成容纳电池100的容纳腔212。第二部分12可以为一端开口211的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口211侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定形成容纳腔212；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口211的空心结构，第一部分11的开口211侧盖合于第二部分12的开口211侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10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20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池100模块形式，多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10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20之间的电连接。

其中，每个电池单体20可以为二次电池100或一次电池100；还可以是锂硫电池100、钠离子电池100或镁离子电池100，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

请一并参照图3、图4、图5及图6，电池单体20是指组成电池100的最小单元。电池单体20包括壳体21、端盖组件22、电极组件23、负极转接件24以及其他的功能性部件。

其中，壳体21沿第一方向Ｙ上的一端具有开口211，且其内部具有容纳腔212。电极组件23设于容纳腔212内，且包括主体部231及负极耳232，主体部231具有沿第一方向Ｙ相对且间隔设置的第一边缘2311及第二边缘2312，且主体部231具有隔离膜234，负极耳232沿第一方向Ｙ并朝向开口211一侧突设于第一边缘2311，且负极耳232具有负极连接部2321及相对负极连接部2321弯折的负极弯折部2322，负极连接部2321连接于第一边缘2311与负极弯折部2322之间。端盖组件22包括第一绝缘件222及端盖221，端盖221盖设于开口211处，第一绝缘件222位于容纳腔212内，并具有绝缘主体2223；负极转接件24设于容纳腔212内，并位于负极弯折部2322与绝缘主体2223之间。其中，X满足条件：A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D。X为容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳绝缘主体2223、负极转接件24及负极耳232的空间的长度，A为负极弯折部2322在第一方向Ｙ上的厚度，B为绝缘主体2223在第一方向Ｙ上的厚度，C为负极转接件24在第一方向Ｙ上的厚度，D为隔离膜234在第一方向Ｙ上分别突出第一边缘2311及第二边缘2312的长度之和。

具体地，壳体21是用于配合端盖221以形成电池单体20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23、电解液以及其他部件。壳体21和端盖221可以是独立的部件，可以于壳体21上设置开口211，通过在开口211处使端盖221盖合开口211以形成电池单体20的内部环境。比如，壳体21可以为一端开口211的中空结构，端盖221为一个并盖合于壳体21的开口211处，或者，也可以使端盖221和壳体21一体化。具体地，端盖221和壳体21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21的内部时，再使端盖221盖合壳体21。壳体21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21的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体21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。

端盖组件22包括端盖221，端盖221是指盖合于壳体21的开口211处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖221的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地，端盖221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221在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖221上可以设置有如正极柱224、负极柱223等的功能性部件。极柱可以用于与电极组件23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖221上还可以设置有用于在电池单体20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221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。

端盖组件22还包括第一绝缘件222，第一绝缘件222位于容纳腔212内。示例性的，第一绝缘件222可以是塑料、橡胶等。第一绝缘件222具有绝缘主体2223，绝缘主体2223用于隔离负极转接件24与端盖221，以降低短路的风险。其中，第一绝缘件222可以仅包括绝缘主体2223，或者，也包括绝缘主体2223及绝缘附属部2222，绝缘附属部2222围绕绝缘主体2223的周向设置，并沿朝向电极组件23的方向延伸。电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。隔离膜234、正极片具有活性物质的部分，以及负极片具有活性物质的部分共同构造形成电极组件23的主体部231，正极片不具有活性物质的部分构造形成正极耳片，负极片不具有活性物质的部分构造形成负极耳片。正极耳片和负极耳片共同位于主体部231朝向开口211的一端。

负极耳232由所有负极片的负极耳片沿正极片与负极片的层叠方向层叠设置形成，正极耳233由所有正极片的正极耳片沿正极片与负极片的层叠方向层叠设置形成。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，正极耳233连接正极柱224，负极耳232连接负极柱223，以形成电流回路。

为避免负极耳232及正极耳233在容纳腔212内占据过多的空间而导致电池单体20的空间利用率较低，通常，会将负极耳232及正极耳233弯折。弯折后的负极耳232包括负极连接部2321及负极弯折部2322，负极连接部2321沿第一方向Ｙ朝向开口211一侧突设于第一边缘2311，负极弯折部2322相对负极连接部2321弯折。弯折后的正极耳233包括正极连接部及正极弯折部，正极连接部沿第一方向Ｙ朝向开口211一侧突设于主体部231的第三边缘，正极弯折部相对正极连接部弯折。

其中，每个负极片均具有涂布活性物质的第一子边缘及第二子边缘，第一子边缘及第二子边缘沿第一方向Ｙ间隔设置，且第一子边缘朝向开口211设置，第二子边缘背向开口211设置。在叠片式的电极组件23中，所有负极片的第一子边缘组合形成第一边缘2311，所有第二子边缘组合形成第二边缘2312。在卷绕式的电极组件23中，每个卷绕圈层中的负极片的第一子边缘组合形成第一边缘2311，每个卷绕圈层中的负极片的第二子边缘组合形成第二边缘2312。

每个正极片均具有涂布活性物质的第三子边缘及第四子边缘，第三子边缘及第四子边缘沿第一方向Ｙ间隔设置，且第三子边缘朝向开口211设置，第四子边缘背向开口211设置。在叠片式的电极组件23中，所有正极片的第三子边缘组合形成第三边缘，所有正极片的第四子边缘组合形成第四边缘。在卷绕式的电极组件23中，每个卷绕圈层中的正极片的第三子边缘组合形成第三边缘，每个卷绕圈层中的正极片的第四子边缘组合形成第四边缘。

在电极组件23中，在第一方向Ｙ上，第一边缘2311与第二边缘2312之间的间距大于第三边缘与第四边缘之间的间距，第一边缘2311沿第一方向Ｙ突出第三边缘并朝向开口211设置，第二边缘2312沿第一方向Ｙ突出第四边缘并背向开口211设置，且第一边缘2311与第三边缘之间在第一方向Ｙ上的高度差，等于第二边缘2312与第四边缘之间在第一方向Ｙ上的高度差。

负极转接件24设于容纳腔212内，并夹持于负极弯折部2322与第一绝缘件222之间。负极转接件24为导电构件，其通过焊接方式于负极弯折部2322进行连接，并能够实现负极弯折部2322与负极柱223之间的电连接。

此外，电极组件23还包括正极转接件25，正极转接件25夹持于正极弯折部与第一绝缘件222之间。正极转接件25为导电构件，其通过焊接方式于正极弯折部进行连接，并能够实现正极弯折部与正极柱224之间的电连接。一般地，正极转接件25的厚度等于负极转接件24的厚度。绝缘主体2223还用于隔离正极转接件25与端盖221。

值的一提的是，在壳体21内可以包含多个电极组件23的实施例中，所有电极组件23中的正极耳233均与正极转接件25电连接，所有电极组件23中的负极耳232均与负极转接件24电连接。

其中，X为容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳绝缘主体2223、负极转接件24及负极耳232的空间的长度，是指：在第一方向Y上容纳腔212内预留的容纳绝缘主体2223的厚度的长度，与在第一方向Y上容纳腔212内预留的容纳负极转接件24的厚度的长度，以及在第一方向Y上容纳腔212内预留的容纳负极耳232的长度的长度之和。

A为负极弯折部2322在第一方向Ｙ上的厚度，是指：负极弯折部2322在第一方向Y上距离最远的两个表面之间的厚度。

B为绝缘主体2223在第一方向Ｙ上的厚度，是指：绝缘主体2223在第一方向Y上距离最远的两个表面之间的厚度。

C为负极转接件24在第一方向Ｙ上的厚度，是指：负极转接件24在第一方向Y上距离最远的两个表面之间的厚度。

D为隔离膜234在第一方向Ｙ上分别突出第一边缘2311及第二边缘2312的长度之和，是指：隔离膜234沿第一方向Ｙ并朝向开口211一侧突出第一边缘2311的长度L1，以及隔离膜234沿第一方向Ｙ并背向开口211一侧突出第二边缘2312的长度L2之和。隔离膜234沿第一方向Ｙ并朝向开口211一侧突出第一边缘2311的长度，及隔离膜234沿第一方向Ｙ并背向开口211一侧突出第二边缘2312的长度均为隔离膜234完全伸展时的长度。

当电极组件23放入至壳体21内，且端盖221覆盖于开口211处时，若容纳腔212在第一方向Ｙ上的长度过大，则电极组件23容易沿第一方向Ｙ晃动，导致负极耳232与负极转接件24之间，以及正极耳233与正极转接件25之间相互拉扯，造成负极耳232和/或正极耳233撕裂，导致电池单体20的内阻增大，电池单体20的安全性降低。若容纳腔212在第一方向Ｙ上的长度过小，则负极弯折部2322和/或正极弯折部容易受压弯折并插入至主体部231内，导致电极组件23内部短路，进而也容易造成较大的安全事故。因此，如何合理设计容纳腔212在第一方向Ｙ上的长度对电池100安全性的改善具有极为重要的意义。

当电极组件23放入至壳体21内，且端盖221覆盖于开口211处时，隔离膜234突出第二边缘2312的部分将会受壳体21远离开口211的内底壁挤压打皱，而隔离膜234突出第一边缘2311的部分会受绝缘附属部2222的挤压，而导致隔离膜234突出第一边缘2311的长度小于负极耳232突出主体部231的长度。因此，装配完成后，在第一方向Ｙ上，隔离膜234突出第一边缘2311及第二边缘2312的部分的长度忽略不计，且第一边缘2311与第三边缘之间的长度即认定为主体部231在第一方向Ｙ上的长度，且在主体部231设计完成后为一固定值。

这样，容纳腔212在第一方向Ｙ上的长度理论上可以设计为主体部231在第一方向Ｙ上的长度，与容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳绝缘主体2223、负极转接件24及负极耳232的空间的长度之和。该种设计方式适用于端盖221位于壳体21外的实施例。若端盖221位于容纳腔212内，则容纳腔212在第一方向Ｙ上的长度应设计为主体部231在第一方向Ｙ上的长度，容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳绝缘主体2223、负极转接件24及负极耳232的空间的长度，以及端盖221在第一方向Ｙ上的厚度之和。

而端盖221及主体部231在第一方向Ｙ上长度均为固定，因此，对容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳绝缘主体2223、负极转接件24及负极耳232的空间的长度进行合理设计极为重要。

在端盖组件22的作用下，负极连接部2321与正极连接部容易发生形变，且负极连接部2321与负极弯折部2322之间，正极连接部与正极弯折部之间还存在折极耳空间，这样，导致负极连接部2321及正极连接部在第一方向Ｙ上的长度不稳定。因此，在实操过程中，无法准确地获取负极连接部2321及正极连接部的长度，故设置X满足条件：A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D。

在A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D的基础上，可获得X，而后，计算X与E之和即可得到容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳第一绝缘件222、正极转接件25及正极耳233的空间的长度，其中，E为第一边缘2311与第三边缘之间的高度差，也为一固定值。由此可见，仅需合理设计X的值，便可合理设计容纳腔212在第一方向Ｙ上的长度，以使得电极组件23能够安全地容纳于容纳腔212内。

其中，负极连接部2321与负极弯折部2322之间的折极耳空间是指负极弯折部2322朝向第一边缘2311的表面与第一边缘2311之间的间距，正极连接部与正极弯折部之间的折极耳空间是指：正极弯折部朝向第二边缘2312的表面与第二边缘2312之间的间距。

通过设置A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D，当电极组件23及负极转接件24设于容纳腔212内，且端盖组件22盖设于开口211时，在第一方向Ｙ上，第一绝缘件222、负极转接件24及负极耳232能够较好的填充该空间。进而，电极组件23、负极转接件24及第一绝缘件222能够较好的填充容纳腔212内的空间，以避免容纳腔212在第一方向Ｙ上的尺寸过大或者过小。因此，既可防止电极组件23在转运的过程中相对壳体21晃动而导致负极耳232和/或正极耳233撕裂，且还可避免负极耳232和/或正极耳233过压而插入至电极组件23的主体部231内而导致电极组件23内部短路，从而能够提升电池单体20、电池100及用电装置的安全性。

在本申请的一些实施例中，负极弯折部2322包括N个负极耳片，N个负极耳片沿第一方向Ｙ层叠设置，每个负极耳片的厚度为K，A满足条件：A=NK。

也就是说，A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D，实际为NK+0.5B+C≤X≤NK+B+C+D。

负极耳片的厚度是固定的，负极耳片的层数也是固定的，根据公式A=NK，可以较为精准地计算得到A值，从而也能够较为准确地设计容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳第一绝缘件222、负极转接件24及负极耳232的空间的长度。

请再次参阅图3及图4，在本申请的一些实施例中，绝缘主体2223上开设有凹部2221，负极转接件24至少部分伸入至凹部2221内。

其中，凹部2221可以为凹槽，盲孔或者其他结构。

通过设置凹部2221，凹部2221至少容纳一部分负极转接件24，以使得负极转接件24在第一方向Ｙ上占据的空间减小，从而能够提升电池单体20的空间利用率，使得电池单体20具有较高的能量密度。

值得一提的是，凹部2221在第一方向Ｙ上的深度在能够满足至少部分容纳负极转接件24的前提下，不应设置的过大，以避免绝缘主体2223设置凹部2221的区域厚度太薄而导致绝缘效果不佳。

值得一提的是，绝缘主体2223与正极转接件25对应的位置也可以设置凹部2221，且该凹部2221与容纳负极转接件24的凹部2221形状及深度均相同。

在X≥A+0.5B+C且X较为接近A+0.5B+C的实施例中，绝缘主体2223上设置有凹部2221，且负极转接件24至少部分伸入至凹部2221内。

在本申请的一些实施例中，负极转接件24全部位于凹部2221内。

这样，能够进一步减小负极转接件24在第一方向Ｙ上占据的空间减小，从而能够提升电池单体20的空间利用率，使得电池单体20具有较高的能量密度。

在本申请的一些实施例中，凹部2221被构造为由绝缘主体2223面向负极转接件24的表面凹陷形成的凹槽结构。

具体地，在形成凹槽结构的过程中，可以使用外部的加压结构向绝缘主体2223面向负极转接件24的表面施压，以使得绝缘主体2223面向负极转接件24的表面可以凹陷形成凹槽结构。

通过设置凹部2221为被构造为由绝缘主体2223面向负极转接件24的表面凹陷形成的凹槽结构，使得凹部2221的成型方式简单易操作。

在本申请的一些实施例中，负极转接件24与凹部2221相卡持。具体地，可以负极转接件24与凹部2221在各方向上具有相同的尺寸，或者，也可以负极转接件24与凹部2221在部分方向上具有相同的尺寸，在其余部分方向上具有不同的尺寸。

通过卡持的方式，使得负极转接件24与凹部2221之间的安装更牢靠，从而能够降低负极转接件24从凹部2221掉落的风险。

值的一提的是，正极转接件25和与其配合的凹部2221配合的方式相同，故在此处不再赘述。

在本申请的一些实施例中，电池单体20还包括第二绝缘件26，第二绝缘件26设于容纳腔212内，并位于主体部231与壳体21的内壁之间。

比如，第二绝缘件26可以是塑料、橡胶等。

一般情况下，保证壳体21具有较优的机械性能，通常采用金属材料制作壳体21。而金属材料为导电材料，在转运或者使用的过程中，若壳体21与主体部231接触，则有可能导致壳体21带电而造成严重的安全事故。

而在该实施例中，通过设置第二绝缘件26，第二绝缘件26可以隔离电极组件23与壳体21，从而可避免电极组件23与壳体21接触而短路，能够有效提升电池单体20的安全性。

在本申请的一些实施例中，第二绝缘件26包覆于主体部231外。

其中，第二绝缘件26可以为封闭的环形或者半封闭的环形结构。

通过设置第二绝缘件26包覆于主体部231外，能够进一步提升第二绝缘件26绝缘的可靠性。

请再次参照图2，第二方面，本申请提供了一种电池100，其包括如上述任意一项所述的电池单体20。

第三方面，本申请提供了一种用电装置，其包括如上述实施例所述的电池100，电池100用于提供电能，或者用电装置包括如上述任一项实施例所述的电池单体20，电池单体20用于提供电能。

请再次参照图3至图6，在本申请的一些实施例中，电池单体20包括壳体21、端盖组件22、电极组件23、负极转接件24以及其他的功能性部件。其中，壳体21沿第一方向Ｙ上的一端具有开口211，且其内部具有容纳腔212。电极组件23设于容纳腔212内，且包括主体部231及负极耳232，主体部231具有沿第一方向Ｙ相对且间隔设置的第一边缘2311及第二边缘2312，且主体部231具有隔离膜234，负极耳232沿第一方向Ｙ并朝向开口211一侧突设于第一边缘2311，且负极耳232具有负极连接部2321及相对负极连接部2321弯折的负极弯折部2322，负极连接部2321连接于第一边缘2311与负极弯折部2322之间。端盖组件22包括第一绝缘件222及端盖221，端盖221盖设于开口211处，第一绝缘件222位于容纳腔212内，并具有绝缘主体2223。负极转接件24设于容纳腔212内，并位于负极弯折部2322与绝缘主体2223之间。其中，X满足条件：A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D；X为容纳腔212在第一方向Ｙ上用于容纳绝缘主体2223、负极转接件24及负极耳232的空间的长度，A为负极弯折部2322在第一方向Ｙ上的厚度，B为绝缘主体2223在第一方向Ｙ上的厚度，C为负极转接件24在第一方向Ｙ上的厚度，D为隔离膜234在第一方向Ｙ上分别突出第一边缘2311及第二边缘2312的长度之和。绝缘主体2223上开设有凹部2221，负极转接件24全部位于凹部2221内。在这样的电池单体20中，电池单体20具有较高的安全性及能量密度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体包括：

壳体（21），沿第一方向（Ｙ）上的一端具有开口（211），且其内部具有容纳腔（212）；

电极组件（23），设于所述容纳腔（212）内，且包括主体部（231）及负极耳（232），所述主体部（231）具有沿所述第一方向（Ｙ）相对且间隔设置的第一边缘（2311）及第二边缘（2312），且所述主体部（231）具有隔离膜（234），所述负极耳（232）沿所述第一方向（Ｙ）并朝向所述开口（211）一侧突设于所述第一边缘（2311），且所述负极耳（232）具有负极连接部（2321）及相对所述负极连接部（2321）弯折的负极弯折部（2322），所述负极连接部（2321）连接于所述第一边缘（2311）与所述负极弯折部（2322）之间；

端盖组件（22），包括第一绝缘件（222）及端盖（221），所述端盖（221）盖设于所述开口（211）处，所述第一绝缘件（222）位于所述容纳腔（212）内，并具有绝缘主体（2223）；

负极转接件（24），设于所述容纳腔（212）内，并位于所述负极弯折部（2322）与所述绝缘主体（2223）之间；

其中，X满足条件：A+0.5B+C≤X≤A+B+C+D；

X为所述容纳腔（212）在所述第一方向（Ｙ）上用于容纳所述绝缘主体（2223）、所述负极转接件（24）及所述负极耳（232）的空间的长度，A为所述负极弯折部（2322）在所述第一方向（Ｙ）上的厚度，B为所述绝缘主体（2223）在所述第一方向（Ｙ）上的厚度，C为所述负极转接件（24）在所述第一方向（Ｙ）上的厚度，D为所述隔离膜（234）在所述第一方向（Ｙ）上分别突出所述第一边缘（2311）及所述第二边缘（2312）的长度之和。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述负极弯折部（2322）包括N个负极耳片，N个所述负极耳片沿所述第一方向（Ｙ）层叠设置，每个所述负极耳片的厚度为K，A满足条件：A=NK。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘主体（2223）上开设有凹部（2221），所述负极转接件（24）至少部分伸入至所述凹部（2221）内。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述负极转接件（24）全部位于所述凹部（2221）内。

5.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述凹部（2221）被构造为由所述绝缘主体（2223）面向所述负极转接件（24）的表面凹陷形成的凹槽结构。

6.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述负极转接件（24）与所述凹部（2221）相卡持。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，还包括第二绝缘件（26），所述第二绝缘件（26）设于所述容纳腔（212）内，并位于所述主体部（231）与所述壳体（21）的内壁之间。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第二绝缘件（26）包覆于所述主体部（231）外。

9.一种电池，其特征在于，包括如上述权利要求1至8任意一项所述的电池单体。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如上述权利要求9所述的电池，所述电池用于提供电能，或者包括如上述权利要求1至8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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