CN218414790U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池及用电设备。电池单体包括外壳；胶囊，设置于所述外壳内，包括胶囊壳体和封装在所述胶囊壳体内的电解液毒化剂或阻燃剂；其中，所述胶囊壳体被构造成在承受的外部压力达到第一阈值时破裂以及在所述电池单体的内部温度达到第二阈值时熔化，以释放所述电解液毒化剂或阻燃剂。本申请实施例的技术方能够阻止电池热失控产生的安全隐患，提升电池单体的安全性能。

Description

电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池及用电设备。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，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。而对于电动车辆而言，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。当电池发生过充、短路、高温、碰撞等，电池内部材料之间可能会发生化学放热反应，放出大量热，继而导致起火爆炸等安全事故。因此，如何提高电池的安全性能，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备，能够提高电池的安全性能。

第一方面，本申请实施例提供一种电池单体，电池单体包括：外壳；胶囊，设置于所述外壳内，包括胶囊壳体和封装在所述胶囊壳体内的电解液毒化剂或阻燃剂；其中，所述胶囊壳体被构造成在承受的外部压力达到第一阈值时破裂以及在所述电池单体的内部温度达到第二阈值时熔化，以释放所述电解液毒化剂或阻燃剂。

上述技术方案中，通过胶囊壳体受到的压力达到第一阈值或电池单体的内部温度达到第二阈值两种方式破坏胶囊壳体，胶囊壳体既对温度敏感也对压力敏感，电池单体内部的温度和胶囊壳体受到的压力中的一者达到阈值，胶囊壳体即可释放电解液毒化剂或阻燃剂，提高了电解液毒化剂或阻燃剂释放的准确性，防止电池单体热失控，提升了电池单体的安全性能。

在一些实施例中，所述电池单体还包括：电极组件，设置于所述外壳内，所述电极组件具有卷绕中心孔；其中，所述胶囊至少部分设置于所述卷绕中心孔内。

上述技术方案中，相当于将现有的圆柱电池单体中的中心针与胶囊进行了集成设计；如果没有现有的中心针，卷绕电池单体的卷绕中心则容易坍塌导致内阻增大，降低电池单体自身的电化学性能，进而使得电池单体内部温度升高造成热失控蔓延，而胶囊设置于电极组件的卷绕中心孔中，一方面可以为电极组件的层叠的极片提供支撑力，减小正负极片之间的间距，进而有利于缓解卷绕中心坍塌容易导致内阻增大并导致自身电化学性能降低的现象；另一方面，利用胶囊及时释放电解液毒化剂或阻燃剂，电解液毒化剂由卷绕中心孔往外扩散，与电解液充分混合形成难燃或不燃的混合物，阻止电池单体热失控，有效提升电单体池安全性能。

在一些实施例中，所述胶囊壳体设置有薄弱区，所述薄弱区被构造成先于所述胶囊壳体的其他区域破裂。

上述技术方案中，囊壳体设置薄弱区，胶囊壳体受到外部压力时薄弱区的应力大于胶囊壳体的其他区域，胶囊壳体从薄弱区开始破裂，提升胶囊壳体破裂的可靠性的同时可以保证胶囊壳体的稳定性，避免电池单体在常规状态下胶囊错误破裂，影响电池单体的常规电性能。

在一些实施例中，所述薄弱区面向所述卷绕中心孔的孔壁设置。

上述技术方案中，通过调整薄弱区的朝向，使薄弱区面向卷绕中心孔的孔壁，利于电池单体变形时，卷绕中心孔的孔壁能有效挤压到薄弱区，胶囊壳体从薄弱区开始破裂及时释放电解液毒化剂或阻燃剂，提高电池的安全性能。

在一些实施例中，所述薄弱区位于所述胶囊壳体沿所述卷绕中心孔的轴向的中部。

上述技术方案中，薄弱区位于胶囊壳体沿卷绕中心孔的轴向的中部，避免薄弱区与卷绕中心孔的一端距离太近，导致电池单体在常规状态下，薄弱区受到外部环境的影响而破裂，错误释放电解液毒化剂或阻燃剂影响电池单体的常规性能。

在一些实施例中，沿所述卷绕中心孔的轴向，所述胶囊壳体呈两端小、中部大的纺锤形。

上述技术方案中，胶囊壳体被构造为纺锤形，当胶囊外壳侧壁受到外部压力时，纺锤形的胶囊体的两端部可形成应力集中点，使胶囊壳体更容易破碎，增加了胶囊受到外部压力时被破坏的准确性，提升电池单体的安全性能。

在一些实施例中，所述胶囊设置有多个，多个所述胶囊沿所述卷绕中心孔的轴向排列。

上述技术方案中，多个胶囊可以提高胶囊释放电解液毒化剂或阻燃剂的释放效率，及时抑制电池单体热失控，若部分胶囊失效胶囊壳体未及时破裂，其他胶囊仍然可以释放电解液毒化剂或阻燃剂。

在一些实施例中，所述第一阈值为0.2MPa～0.3MPa，和/或，所述第二阈值为55℃～65℃；优选地，第一阈值为0.3MPa，和/或，第二阈值为60℃。

上述技术方案中，一方面，当电池单体变形使得胶囊外壳所受压力在0.2MPa～0.3MPa之间时，胶囊壳体从薄弱区开始破裂释放电解液毒化剂或阻燃剂，避免潜在的风险。另一方面，当电池单体内部温度异常升高达至55℃～65℃之间时，胶囊壳体熔化并释放电解液毒化剂或阻燃剂，抑制电芯发生热失控。

在一些实施例中，所述胶囊壳体的材质为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚脲醛或聚甲基丙烯酸甲酯。

上述技术方案中，选用上述材质制造的胶囊壳体，既可以受到压力时破裂，也可以受热后熔化，存在两种方式释放电解液毒化剂和阻燃剂，有效提高了电池的安全性能。

第二方面，本申请实施例提供一种电池，包括箱体和第一方向实施例的电池单体，所述电池单体容纳于所述箱体内。

上述技术方案中，本申请实施例提供一种用电设备，包括第二方面实施例的电池。

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为本申请一些实施例提供的车辆结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体设置胶囊的局部示意图；

图5为本申请一些实施例提供的电池单体变形挤压胶囊的局部示意图；

图6为本申请一些实施例提供的电池单体设置纺锤形胶囊的示意图；

图7为本申请另一些实施例提供的多个胶囊沿所述卷绕中心孔的轴向排列的示意图。

主要元件符号说明：1000-车辆；200-控制器；300-马达；100-电池；10-箱体；11-容纳空间；12-第一部分；13-第二部分；20-电池单体；21-外壳；211-开口；22-电极组件；221-卷绕中心孔；2211-卷绕中心孔的孔壁；23-端盖组件；231-端盖；232-电极端子；24-胶囊；241-胶囊壳体；2411-薄弱区；P-卷绕中心孔的轴向。

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”以及它们的任何变形，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。

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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，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。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，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，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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。隔离膜的材质可以为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。

电池热失控是严重的安全事故，它会引起电池起火甚至爆炸，直接威胁用户的安全。

在电池的实际使用过程中，电池会受到各种复杂的使用环境的影响，如过充、短路、高温、碰撞变形等均可能导致电池热失控从而引起电池燃烧或爆炸。例如，电池的内部材料出现问题会导致电池内部出现短路的情况，导致电池出现电阻过大，内阻越大，电效率降低，产生更多的热量堆积，从而引发电解液沸腾，从而产生大量的气体，最后导致电池燃烧。存在隐患的电池设置于车辆中，电池热失控会导致出现车辆碰撞。又如，电池发生变形，电池自身不同部位发生相对位移，当电池内部的正极片和负极片由于外力的作用发生挤压和针刺的时候，同样会使得电池内部发生短路，温度升高蔓延导致电池热失控引发安全隐患。

发明人发现，现有技术一般通过添加阻燃剂用于防止电池热失控，阻燃剂通常封装于热敏性壳体中，热敏性壳体受热熔化从而释放内部的阻燃剂。但现有的热敏性壳体通常仅对温度敏感，当电池变形时电池内部其实已经存在潜在风险，热敏性壳体并不能及时熔化释放内部的阻燃剂，电池变形后引起电池内部短路，温度升高，此时热敏性壳体才熔化释放内部的阻燃剂，存在一定的滞后性，无法有效预防电池热失控。再者，现有的热敏性壳体熔化是从固体转变为液态的一个变化过程，变化过程需要反应时间，也会导致内部的阻燃剂的释放存在一定的滞后性，无法及时应对电池变形情况下产生的安全隐患。

基于上述考虑，为了解决电池热失控引发的安全隐患问题，发明人经过深入研究提供了一种胶囊，胶囊包括胶囊壳体和封装于胶囊壳体内的电解液毒化剂或阻燃剂，胶囊壳体被构造成在承受的外部压力达到第一阈值时破裂以及在电池单体的内部温度达到第二阈值时熔化，以释放电解液毒化剂或阻燃剂。

采用上述结构，胶囊壳体既可以在温度达到第二阈值时熔化释放胶囊壳体内的电解液毒化剂或阻燃剂，还可以在承受的外部压力达到第一阈值时破裂释放胶囊壳体内的电解液毒化剂或阻燃剂，存在两种释放电解液毒化剂或阻燃剂的方式，胶囊壳体既对温度敏感也对压力敏感，提高了胶囊释放电解液毒化剂或阻燃剂的及时性和可靠性，有效抑制电池热失控，避免了潜在的安全风险。

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设备。

用电设备可以是车辆、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设备不做特殊限制。

以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆1000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1000的结构示意图。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，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10和电池单体20，电池单体20收容于箱体10内。

箱体10用于为电池单体20提供容纳空间11。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分12和第二部分13，第一部分12与第二部分13相互盖合，以限定出用于容纳电池单体20的容纳空间11。当然，第一部分12与第二部分13的连接处可通过密封件(图未示出)来实现密封，密封件可以是密封圈、密封胶等。

第一部分12和第二部分13可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分12为一端开放的形成有容纳电池单体20的容纳部的空心结构，第二部分13也可以是一侧开放形成有容纳电池单体20的容纳部的空心结构，第二部分13的开放侧盖合于第一部分12的开放侧，则形成具有密闭空间的箱体10。当然，也可以是第一部分12为一端开放的形成有容纳电池单体20的容纳部的空心结构，第二部分13为板状结构，第二部分13盖合于第一部分12的开放侧，则形成具有密闭空间的箱体10。

在电池100中，电池单体20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个，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，也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块，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10内。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。图2示例性的示出了电池单体20呈圆柱体的情况。

在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件(图未示出)，多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的爆炸图。电池单体20可以包括外壳21、电极组件22、端盖组件23和胶囊24。外壳21具有开口211，电极组件22容纳于外壳21内，端盖组件23用于封盖于开口211，胶囊24容纳于外壳21内。

外壳21可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。外壳21的形状可根据电极组件22的具体形状来确定。比如，若电极组件22为圆柱体结构，外壳21则可选用为圆柱体结构；若电极组件22为长方体结构，外壳21则可选用长方体结构。图3示例性的示出了外壳21和电极组件22为圆柱体的情况。

外壳21的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。

电极组件22可以是由正极片、隔离膜和负极片通过卷绕形成的卷绕结构。电极组件22还包括正极极耳(图3未示出)和负极极耳(图3未示出)，可以是正极片中未涂覆正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳，可以是负极片中未涂覆负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。

端盖组件23用于封盖外壳21的开口211，以形成一密闭的容纳腔(图未示出)，容纳腔用于容纳电极组件22。容纳腔还用于容纳电解质，例如电解液。端盖组件23作为输出电极组件22的电能的部件，端盖组件23中的电极端子232用于与电极组件22电连接，即电极端子232与电极组件22的极耳电连接。

在电池单体20中，端盖231可以是一个，也可以是两个。若外壳21为一端形成开口211的空心结构，端盖231则对应设置一个；若外壳21为两端形成开口211的空心结构，端盖231则对应设置两个，两个端盖231分别盖合于外壳21的两个开口211，电极组件22的正极极耳和负极极耳中的一者与一个端盖231电连接，另一者与外壳21电连接。在外壳21为一端开口211的空心结构的实施例中，外壳21背离端盖231的一端可以设置电极端子232(图3未示出)，电极端子232与外壳21绝缘连接，电极组件22的正极极耳和负极极耳中的一者与外壳21电连接，另一者与电极端子232电连接。

胶囊24用于封装电解液毒化剂或阻燃剂，以抑制电池100热失控。

阻燃剂可以是磷酸三辛脂、辛基磷酸二苯酯、磷酸三(氯乙基)脂、氯化石蜡等有机阻燃剂；也可以是氢氧化铝、铝酸钙等无机阻燃剂。

电解液毒化剂与电池单体20的电解液混合形成难燃或不燃的混合物以抑制电池100热失控。电解液毒化剂可以是胺类毒化剂、碳酸盐类毒化剂等。

在一些实施例中，请参照图4和图5，图4为本申请一些实施例提供的电池单体20设置胶囊24的局部示意图；图5为本申请一些实施例提供的电池单体20变形挤压胶囊24的局部示意图。电池100单体包括外壳21和胶囊24。胶囊24设置于外壳21内，胶囊24包括胶囊壳体241和封装在胶囊壳体241内的电解液毒化剂或阻燃剂；其中，胶囊壳体241被构造成在承受的外部压力达到第一阈值时破裂以及在电池单体20的内部温度达到第二阈值时熔化，以释放电解液毒化剂或阻燃剂。

第一阈值是根据胶囊壳体241的强度设定的数值，胶囊壳体241受到的外部压力达到第一阈值时，胶囊壳体241被破坏并释放电解液毒化剂或阻燃剂。胶囊壳体241承受的外部压力可以是电池100受到外部撞击导致电池单体20变形挤压胶囊壳体241；也可以是电池单体20鼓包导致电池单体20内部变形挤压胶囊壳体241；还可以是电池单体20即将发生热失控时，电池100内部产生气体膨胀导致电池单体20内部变形挤压胶囊壳体241。

第二阈值是根据胶囊壳体241的熔点大小设定的数值。当电池单体20内部温度升高达到该第二阈值的温度时，胶囊壳体241被破坏并释放电解液毒化剂或阻燃剂。

采用上述方案，通过胶囊壳体241受到压力达到第一阈值和电池单体20的内部温度达到第二阈值两种方式破坏胶囊壳体241，胶囊壳体241既对温度敏感也对压力敏感，电池单体20内部的温度和胶囊壳体241受到的压力中的一者达到阈值，胶囊壳体241即可释放电解液毒化剂或阻燃剂，提高了胶囊24释放电解液毒化剂或阻燃剂的准确性和可靠性，防止电池单体20热失控，提升了电池单体20的安全性能。

在一些实施例中，电池单体20还包括电极组件22。电极组件22设置于外壳21内，电极组件22具有卷绕中心孔221；其中，胶囊24至少部分设置于卷绕中心孔221内。

以圆柱形电池单体20为例，电极组件22卷绕成圆柱形，卷绕中心孔221沿圆柱电池100的轴向延伸。卷绕中心孔221的中心轴向P可以和圆柱形电池单体20的轴向相同。

胶囊24可以部分设置于卷绕中心孔221内，也可以全部设置于卷绕中心孔221内；示例性的，在图3中胶囊24全部设置于卷绕中心孔221中。

较之胶囊24放置于电池单体20外壳21内的其他部位，胶囊24位于电极组件22的卷绕中心孔221不会影响电极组件22的卷绕结构。

上述方案相当于将现有的圆柱电池单体20中的中心针与胶囊40进行了集成设计。如果没有现有的中心针，卷绕电池单体20的卷绕中心则容易坍塌导致内阻增大，降低电池单体20自身的电化学性能，进而使得电池单体20内部温度升高造成热失控蔓延。而胶囊24设置于电极组件22的卷绕中心孔221中，一方面，可以为电极组件22的层叠的极片提供支撑力，减小正负极片之间的间距，进而有利于缓解卷绕中心坍塌容易导致内阻增大并导致自身电化学性能降低的现象；另一方面，利用胶囊24及时释放电解液毒化剂或阻燃剂，电解液毒化剂由卷绕中心221孔往外扩散，与电解液充分混合形成难燃或不燃的混合物，阻止电池热失控，有效提升电池单体20的安全性能。

在一些实施例中，请参照图4，胶囊壳体241设置有薄弱区2411，薄弱区2411被构造成先于胶囊壳体241的其他区域破裂。

薄弱区2411受到外部压力先于胶囊壳体241其他区域破裂从而破坏胶囊壳体241，薄弱区2411受到的外部压力达到第一阈值时破裂(此时胶囊壳体241的其他区域未破裂)，从薄弱区2411释放出电解液毒化剂或阻燃剂。

薄弱区2411可以采用厚度减薄、刻痕、薄弱沟槽等方式进行构造，使胶囊壳体241受到外部压力时薄弱区2411处应力局部增高。

胶囊壳体241设置薄弱区2411，胶囊壳体241受到外部压力时薄弱区2411的应力大于胶囊壳体241的其他区域(薄弱区2411以外的区域)，胶囊壳体241从薄弱区2411开始破裂，提升胶囊壳体241破裂的可靠性的同时可以保证胶囊壳体241的稳定性，避免电池单体20在常规状态下胶囊24错误破裂，影响电池单体20的常规电性能。

在一些实施例中，薄弱区2411面向卷绕中心孔的孔壁2211设置。

薄弱区2411面向卷绕中心孔的孔壁2211，薄弱区2411可以与孔壁接触也可以与孔壁存在间隙。

通过调整薄弱区2411的朝向，使薄弱区2411面向卷绕中心孔的孔壁2211，利于电池单体20变形时，卷绕中心孔的孔壁2211能有效挤压到薄弱区2411，胶囊壳体241从薄弱区2411开始破裂及时释放电解液毒化剂或阻燃剂，提高电池100的安全性能。

在一些实施例中，薄弱区2411位于胶囊壳体241沿卷绕中心孔的轴向P的中部。

薄弱区2411位于胶囊壳体241沿卷绕中心孔的轴向P的中部，避免薄弱区2411靠近卷绕中心孔221的端部，导致电池单体20在常规状态下，薄弱区2411受到外部环境的影响而破裂，胶囊24错误释放电解液毒化剂或阻燃剂影响电池单体20的常规性能。

在一些实施例中，请参照图6，图6为本申请一些实施例提供的电池单体20设置纺锤形胶囊24的示意图。沿卷绕中心孔的轴向P，胶囊壳体241呈两端小、中部大的纺锤形。

纺锤形结构的胶囊壳体241的中部大于胶囊壳体241的两端。

在薄弱区2411位于胶囊壳体241沿卷绕中心孔的轴向P的中部的实施例中，胶囊壳体241还可以被构造成纺锤形，此时薄弱区2411位于纺锤形结构的中部。

胶囊壳体241被构造为纺锤形，当胶囊24外壳21侧壁受到外部压力时，纺锤形的胶囊24体的两端部可形成应力集中点，使胶囊壳体241更容易破碎，提升了胶囊壳体241受到外部压力时被破坏并释放电解液毒化剂或阻燃剂的准确性，提升了电池单体20的安全性能。

在一些实施例中，请参照图7，图7为本申请另一些实施例提供的多个胶囊24沿所述卷绕中心孔的轴向P排列的示意图。胶囊24设置有多个，多个胶囊24沿卷绕中心孔的轴向P排列。

多个胶囊24可以提高胶囊24释放电解液毒化剂或阻燃剂的释放效率，及时抑制电池单体20热失控，若部分胶囊24失效胶囊壳体241未及时被破坏，其他胶囊24仍然可以及时释放电解液毒化剂或阻燃剂。

多个胶囊24可以沿卷绕中心孔的轴向P连为一体，避免胶囊24之间相互挤压导致胶囊壳体241被破坏。

在一些实施例中，第一阈值的取值在0.2MPa～0.3MPa之间,优选地，第一阈值为0.3MPa，和/或，第二阈值的取值在55～65℃之间，优选地，第二阈值为60℃。

示例性地，第一阈值可以为0.2MPa、0.22MPa、0.24MPa、0.26MPa、0.28MPa、0.3MPa等；第二阈值可以为55℃、58℃、60℃、63℃、65℃等。

一方面，当电池单体20变形使得胶囊24外壳21所受压力在0.2MPa～0.3MPa之间时，胶囊壳体241从薄弱区2411开始破裂释放电解液毒化剂或阻燃剂，避免潜在的风险。另一方面，当电池单体20内部温度异常升高达至55℃～65℃之间时，胶囊壳体241熔化并释放电解液毒化剂或阻燃剂，抑制电芯发生热失控。

进一步地，60℃低于电池100热失控蔓延的触发温度，第二阈值为60℃可以有效防止电池100热失控，提升电池单体20的安全性能；0,3MPa低于电池单体20变形引起潜在风险的触发压力，可以有效避免潜在风险，提升电池单体20的安全性能。此外，根据不同的设计需要，第二阈值也可通过选择不同的材质来实现不同数值的设计。

在一些实施例中，胶囊壳体241的材质可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚脲醛或聚甲基丙烯酸甲酯等高分子聚合物材料。

胶囊壳体241的第二阈值与所选材料的分子量有关，可以根据具体选用的材料构造出所需的第二阈值的胶囊壳体241。

选用上述材质制造的胶囊壳体241，既可以受到压力时破裂，也可以受热后熔化，存在两种方式释放电解液毒化剂和阻燃剂，有效提高了电池100的安全性能。

在一些实施例中，本申请提供一种电池100，包括箱体10和多个上述任意一个实施例提供的电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。

在一些实施例中，本申请提供了一种用电设备，用电设备包括上述任意一个实施例提供的电池100。

用电设备可以是上述任一应用电池100的设备。

在一些实施例中，本申请提供了一种电池单体20包括外壳21、电极组件22和胶囊24。电极组件22设置于外壳21内，电极组件22具有卷绕中心孔221；胶囊24设置于卷绕中心孔221内。胶囊24包括胶囊壳体241和封装在胶囊壳体241内的电解液毒化剂或阻燃剂；胶囊壳体241设置有薄弱区2411，薄弱区2411被构造成在承受的外部压力达到0.3MPa时破裂以及在电池单体20的内部温度达到60℃时熔化以释放电解液毒化剂或阻燃剂。薄弱区2411面向卷绕中心孔的孔壁2211设置，薄弱区2411位于胶囊壳体241沿卷绕中心孔的轴向P的中部。

进一步地，沿卷绕中心孔的轴向P，胶囊壳体241呈两端小、中部大的纺锤形。

进一步地，胶囊24设置有两个，两个胶囊24沿卷绕中心孔的轴向P排列。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，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 (11)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳；

胶囊，设置于所述外壳内，包括胶囊壳体和封装在所述胶囊壳体内的电解液毒化剂或阻燃剂；

其中，所述胶囊壳体被构造成在承受的外部压力达到第一阈值时破裂以及在所述电池单体的内部温度达到第二阈值时熔化，以释放所述电解液毒化剂或阻燃剂。

2.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：

电极组件，设置于所述外壳内，所述电极组件具有卷绕中心孔；

其中，所述胶囊至少部分设置于所述卷绕中心孔内。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述胶囊壳体设置有薄弱区，所述薄弱区被构造成先于所述胶囊壳体的其他区域破裂。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述薄弱区面向所述卷绕中心孔的孔壁设置。

5.根据权利要求3或4所述的电池单体，其特征在于，所述薄弱区位于所述胶囊壳体沿所述卷绕中心孔的轴向的中部。

6.根据权利要求2-4中任意一项所述的电池单体，其特征在于，沿所述卷绕中心孔的轴向，所述胶囊壳体呈两端小、中部大的纺锤形。

7.根据权利要求2-4中任意一项所述的电池单体，其特征在于，所述胶囊设置有多个，多个所述胶囊沿所述卷绕中心孔的轴向排列。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一阈值为0.2MPa～0.3MPa，和/或，所述第二阈值为55℃～65℃；优选地，第一阈值为0.3MPa，和/或，第二阈值为60℃。

9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述胶囊壳体的材质为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚脲醛或聚甲基丙烯酸甲酯。

10.一种电池，其特征在于，包括：

箱体；

如权利要求1-9中任一项所述的电池单体，所述电池单体容纳于所述箱体内。

11.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求10所述的电池。

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