CN218586130U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置，上述电池单体包括壳体、电极组件和弹性束缚件，壳体呈棱柱结构，电极组件容纳于壳体内，弹性束缚件包覆于电极组件的外周侧。本申请实施例提供的电池单体通过将壳体设置为棱柱结构，并且通过弹性束缚件包覆于电极组件的外周侧以对电极组件进行束缚，在弹性束缚件的弹性作用下，有效缓冲了电极组件在充放电过程中所产生的膨胀力，从而有效减小了电极组件的膨胀幅度，有效改善了因电极组件膨胀后与壳体相互挤压而导致电池单体膨胀形变的情况，从而有效提升了上述电池单体使用安全性。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请属于电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

随着新能源汽车产业的快速发展，电池作为电动汽车的动力源，起着不可替代的重要作用。传统的电池通常采用多个呈圆柱结构的电池单体排列成组，但是，由于相邻两个电池单体的接触方式为线接触，使得相邻两个电池单体之间存在较大空隙，浪费了电池的大量内部空间，从而导致电池的能量密度大幅下降。

为了提高电池的能量密度，市面上逐渐出现呈棱柱结构的电池单体，将这种电池单体排列成组后，相邻两个电池单体的侧壁能够平行贴近或者贴合，使得相邻两个电池单体之间的空隙较小，但是这种电池单体容易出现膨胀形变的情况，使用安全性较差。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电装置，以解决相关技术中呈棱柱结构的电池单体由于容易出现膨胀形变的情况而导致使用安全性差的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：提供一种电池单体，包括壳体、电极组件和弹性束缚件，所述壳体呈棱柱结构，所述电极组件容纳于所述壳体内，所述弹性束缚件包覆于所述电极组件的外周侧。

本申请实施例提供的电池单体至少具有以下有益效果：本申请实施例提供的电池单体通过将壳体设置为棱柱结构，并且通过弹性束缚件包覆于电极组件的外周侧以对电极组件进行束缚，在弹性束缚件的弹性作用下，有效缓冲了电极组件在充放电过程中所产生的膨胀力，从而有效减小了电极组件的膨胀幅度，有效改善了因电极组件膨胀后与壳体相互挤压而导致电池单体膨胀形变的情况，从而有效提升了上述电池单体使用安全性。

在本申请的一些实施例中，所述弹性束缚件为束缚带，所述束缚带绕设于所述电极组件的外周侧。

通过采用上述技术方案，束缚带能够有效缓冲了电极组件在充放电过程中所产生的膨胀力，有效减小了电极组件的膨胀幅度，从而改善了电池单体膨胀形变的情况，有效提升了上述电池单体使用安全性。

在本申请的一些实施例中，所述束缚带环绕所述电极组件的外周侧的周数为1周至5周。

通过采用上述技术方案，有效保证了束缚带对电极组件的束缚力，从而有效减小了电极组件的膨胀幅度。

在本申请的一些实施例中，所述弹性束缚件为膨胀胶束缚件。

通过采用上述技术方案，膨胀胶束缚件能够有效缓冲了电极组件在充放电过程中所产生的膨胀力，有效减小了电极组件的膨胀幅度，从而改善了电池单体膨胀形变的情况，有效提升了上述电池单体使用安全性。

在本申请的一些实施例中，所述电极组件包括隔膜和极片，所述隔膜具有收尾段，所述收尾段绕设于所述极片的外周侧以使所述收尾段包覆所述极片的外周侧，所述弹性束缚件包覆于所述收尾段的外周侧。

通过采用上述技术方案，实现进一步对电极组件进行束缚，更有效地减小了电极组件的膨胀幅度，从而进一步改善了电池单体膨胀形变的情况，更有效地提升了上述电池单体使用安全性。

在本申请的一些实施例中，所述收尾段环绕所述极片的外周侧的周数为1周至5周。

通过采用上述技术方案，有效保证了隔膜对极片的束缚力，更有效地减小了电极组件的膨胀幅度，从而进一步改善了电池单体膨胀形变的情况，更有效地提升了上述电池单体使用安全性。

在本申请的一些实施例中，所述电极组件呈圆柱结构。

通过采用上述技术方案，在将电极组件装入壳体内后，电极组件的外周侧与壳体的内周侧之间存在较多膨胀空间，更有效地改善了因电极组件膨胀后与壳体相互挤压而导致电池单体膨胀形变的情况，从而有效提升了上述电池单体使用安全性。

在本申请的一些实施例中，所述壳体呈正棱柱结构，所述壳体的侧壁具有与所述壳体的中轴线相平行的中线，定义穿过所述中线且与所述侧壁相垂直的面为第一限界面；所述电极组件包括极片，所述极片具有第一卷绕起始端和第一卷绕末端，所述第一卷绕起始端和/或所述第一卷绕末端偏离所述第一限界面。

通过采用上述技术方案，有效避免了在电极组件膨胀后壳体的侧壁对极片的第一卷绕起始端和/或第一卷绕末端挤压而导致极片的第一卷绕起始端和/或第一卷绕末端对电极组件的相应部位进行挤压，从而防止电极组件因受到局部应力而造成损坏，有效延长了电池单体的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，所述壳体的侧壁的宽度为W，所述壳体的侧壁具有位于所述第一限界面的一侧的第一限界线和位于所述第一限界面的另一侧的第二限界线，所述第一限界线和所述第二限界线均与所述壳体的中轴线相平行，所述第一限界线与所述中线的间距为W/8，所述第二限界线与所述中线的间距为W/8，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第一限界线的面为第二限界面，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第二限界线的面为第三限界面，位于相邻两个所述第一限界面之间的所述第二限界面和第三限界面限定出分布区域，所述第一卷绕起始端和/或所述第一卷绕末端位于所述分布区域内。

通过采用上述技术方案，更有效地避免了在电极组件膨胀后壳体的侧壁对极片的第一卷绕起始端和/或第一卷绕末端挤压而导致极片的第一卷绕起始端和/或第一卷绕末端对电极组件的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，所述第一卷绕起始端和/或所述第一卷绕末端位于所述壳体的棱角的角平分面上。

通过采用上述技术方案，更有效地避免了在电极组件膨胀后壳体的侧壁对极片的第一卷绕起始端和/或第一卷绕末端挤压而导致极片的第一卷绕起始端和/或第一卷绕末端对电极组件的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，所述壳体呈正棱柱结构，所述壳体的侧壁具有与所述壳体的中轴线相平行的中线，定义穿过所述中线且与所述侧壁相垂直的面为第一限界面；所述电极组件包括隔膜，所述隔膜具有第二卷绕起始端和第二卷绕末端，所述第二卷绕起始端和/或所述第二卷绕末端偏离所述第一限界面。

通过采用上述技术方案，有效避免了在电极组件膨胀后壳体的侧壁对隔膜的第二卷绕起始端和/或第二卷绕末端挤压而导致隔膜的第二卷绕起始端和/或第二卷绕末端对电极组件的相应部位进行挤压，从而防止电极组件因受到局部应力而造成损坏，有效延长了电池单体的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，所述壳体的侧壁的宽度为W，所述壳体的侧壁具有位于所述第一限界面的一侧的第一限界线和位于所述第一限界面的另一侧的第二限界线，所述第一限界线和所述第二限界线均与所述壳体的中轴线相平行，所述第一限界线与所述中线的间距为W/8，所述第二限界线与所述中线的间距为W/8，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第一限界线的面为第二限界面，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第二限界线的面为第三限界面，位于相邻两个所述第一限界面之间的所述第二限界面和第三限界面限定出分布区域，所述第二卷绕起始端和/或所述第二卷绕末端位于所述分布区域内。

通过采用上述技术方案，更有效地避免了在电极组件膨胀后壳体的侧壁对隔膜的第二卷绕起始端和/或第二卷绕末端挤压而导致隔膜的第二卷绕起始端和/或第二卷绕末端对电极组件的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，所述第二卷绕起始端和/或所述第二卷绕末端位于所述壳体的棱角的角平分面上。

通过采用上述技术方案，更有效地避免了在电极组件膨胀后壳体的侧壁对隔膜的第二卷绕起始端和/或第二卷绕末端挤压而导致隔膜的第二卷绕起始端和/或第二卷绕末端对电极组件的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体的使用寿命。

为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电池，包括上述任一个实施例所述的电池单体。

由于上述电池采用了上述任一个实施例所述的电池单体，因而至少具有上述各实施例的有益效果，在此不再一一赘述。

为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种用电装置，其包括上述电池。

由于上述用电装置采用了上述任一个实施例所述的电池，因而至少具有上述各实施例的有益效果，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的电池单体的结构示意图一；

图4为本申请一实施例提供的电池单体的结构示意图二；

图5为本申请另一实施例提供的电池单体的结构示意图；

图6为本申请又一实施例提供的电池单体的结构示意图；

图7为本申请再一实施例提供的电池单体的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1000、车辆；

100、电池；

10、箱体；11、容纳空间；

20、电池单体；21、壳体；211、中轴线；212、中线；213、第一限界面；214、第一限界线；215、第二限界线；216、第二限界面；217、第三限界面；218、分布区域；219、角平分面；22、电极组件；221、极片；2211、第一卷绕起始端；2212、第一卷绕末端；222、隔膜；2221、第二卷绕起始端；2222、第二卷绕末端；2223、收尾段；23、弹性束缚件；

200、控制器；

300、马达。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

电池单体是指包括极片、隔膜和壳体的最小电能存储单元，极片和隔膜采用卷绕工艺或者层叠工艺制成电极组件，其中，由于卷绕工艺简单且易于实现，因此，与层叠工艺相比，卷绕工艺应用更加广泛。在采用了卷绕工艺的电池单体中，最常见的是呈圆柱结构的电池单体。然而，在将多个呈圆柱结构的电池单体排列成组为电池后，由于相邻两个电池单体之间的接触方式为线接触，导致相邻两个电池单体之间存在较大空隙，浪费了电池的大量内部空间，从而导致电池的能量密度大幅下降。为此，市面上逐渐出现呈棱柱结构的电池单体，在将多个呈棱柱结构的电池单体排列成组为电池后，相邻两个电池单体的侧壁能够平行贴近或者贴合，使得相邻两个电池单体之间的空隙较小，从而有效提升了电池的能量密度。

本申请的发明人注意到，在电池单体的充放电循环过程中，正极活性物质和负极活性物质嵌入或脱出离子，电极组件副反应堆积厚度及石墨片层剥离等因素会导致电极组件发生鼓胀，在电极组件膨胀后，电极组件会与壳体相互挤压，对于呈棱柱结构的电池单体而言，由于电池单体的壳体呈棱柱结构，在环绕电极组件的卷绕轴线的方向上，电极组件与壳体之间的挤压力并不均匀，因此容易造成电池单体出现局部膨胀形变的情况，导致电池单体的使用安全性大幅下降。

为了提升呈棱柱结构的电池单体的使用安全性，本申请的发明人经过深入研究，设计了一种电池单体，该电池单体的壳体呈棱柱结构，同时采用弹性束缚件包覆于电极组件的外周侧。如此，在弹性束缚件的束缚作用下，电极组件的膨胀幅度较小，因此有效改善了因电极组件膨胀后与壳体相互挤压而导致电池单体膨胀形变的情况，从而有效提升了上述电池单体使用安全性。

本申请实施例公开的电池单体可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。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。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的车辆1000的结构示意图。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可以用于车辆1000的供电，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。

在本申请的一些实施例中，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。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的电池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容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间11，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分和第二部分，第一部分与第二部分相互盖合，第一部分和第二部分共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间11。第二部分可以为一端开口的空心结构，第一部分可以为板状结构，第一部分盖合于第二部分的开口侧，以使第一部分与第二部分共同限定出容纳空间11；第一部分和第二部分也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分的开口侧盖合于第二部分的开口侧。当然，第一部分和第二部分形成的箱体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10内。电池100还可以包括其它结构，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。

请参阅图3，图3为本申请一实施例提供的电池单体20的结构示意图。电池单体20包括壳体21和电极组件22，电极组件22容纳于壳体21内。

壳体21是用于提供电池单体20的内部环境的部件，其中，该内部环境可以用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件。壳体21可以是独立的部件，可以于壳体21上设置开口，通过在开口处盖设端盖以形成电池单体20的内部环境。在其它实施例中，也可以使壳体21和端盖一体化设置，具体地，壳体21和端盖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，再使端盖盖合壳体21。可选地，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，在此不作具体限定。

端盖(图中未示)是指盖合于壳体21的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。端盖的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21，即端盖呈多边形结构。端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件22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。可选地，端盖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。当然，端盖的材质包含多种，例如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，在此不作具体限定。在一些实施例中，在端盖的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体21内的电连接部件与端盖，以降低短路的风险。可选地，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件22主要由极片221和隔膜222层叠后卷绕形成。具体地，极片221分为正极片和负极片，隔膜222分为第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片相互层叠后卷绕形成电极组件22。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件22的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池单体20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，极耳连接电极端子以形成电流回路。第一隔膜用于将负极片与壳体21绝缘分隔，第二隔膜用于将正极片和负极片绝缘分隔。

请参阅图3，电池单体20还包括弹性束缚件23。壳体21呈棱柱结构。弹性束缚件23包覆于电极组件22的外周侧。

棱柱是指顶面和底面互相平行，各个侧面均为四边形，并且每相邻两个侧面的公共边都互相平行的几何体。棱柱结构包括但不仅限于三棱柱结构、四棱柱结构、五棱柱结构、六棱柱结构。

在一些实施例中，如图3所示，壳体21呈六棱柱结构。

在另一些实施例中，如图6所示，壳体21呈四棱柱结构。

在又一些实施例中，如图7所示，壳体21呈五棱柱结构。

弹性束缚件23是指在受到外力作用下会产生弹性形变且用于对电极组件22的形态进行限制的部件。可选地，弹性束缚件23的材质包括但不仅限于亚克力胶、有机硅压敏胶、橡胶压敏胶、膨胀胶束缚件等，在此不作具体限定。

电极组件22的外周侧是指电极组件22的环绕自身卷绕轴线且与壳体21的内周壁相对的部位。

弹性束缚件23包覆于电极组件22的外周侧是指弹性束缚件23环绕电极组件22的外周侧以限定出限制空间，电极组件22容纳于该限制空间内，以对电极组件22进行束缚，从而在一定程度上对电极组件22的形态进行限定。

本申请实施例提供的电池单体20通过将壳体21设置为棱柱结构，并且通过弹性束缚件23包覆于电极组件22的外周侧以对电极组件22进行束缚，在弹性束缚件23的弹性作用下，有效缓冲了电极组件22在充放电过程中所产生的膨胀力，从而有效减小了电极组件22的膨胀幅度，有效改善了因电极组件22膨胀后与壳体21相互挤压而导致电池单体20膨胀形变的情况，从而有效提升了上述电池单体20使用安全性。

除此之外，通过将壳体21设置为棱柱结构，在将多个呈棱柱结构的电池单体20容纳在箱体10内并且排列成组为电池100时，相邻两个电池单体20的侧壁能够平行贴近或者贴合，使得相邻两个电池单体20之间的空隙较小，从而有效提升了电池100的能量密度。

在本申请的一些实施例中，请参阅图3，弹性束缚件23为束缚带，束缚带绕设于电极组件22的外周侧。

束缚带的材质包括但不仅限于亚克力胶、有机硅压敏胶、橡胶压敏胶等，在此不作具体限定。束缚带的宽度(即束缚带的沿电极组件22的卷绕轴线方向的尺寸)与电极组件22的高度(即电极组件22的沿自身卷绕轴线方向的尺寸)相一致。当然，束缚带的宽度也可以小于电极组件22的高度，还可以略大于电极组件22的高度。

束缚带绕设于电极组件22的外周侧是指束缚带的第一端固定在电极组件22的外周侧，束缚带的第二端环绕电极组件22的卷绕轴线运动，以使束缚带的两端至少相互闭合，从而形成上述限制空间。

通过采用上述技术方案，束缚带能够有效缓冲了电极组件22在充放电过程中所产生的膨胀力，有效减小了电极组件22的膨胀幅度，从而改善了电池单体20膨胀形变的情况，有效提升了上述电池单体20使用安全性。

可选地，束缚带环绕电极组件22的外周侧的周数为1周至5周。

束缚带环绕电极组件22的周数可根据实际应用需要而定，具体可为1周、3周、5周等。当束缚带环绕电极组件22的外周侧的周数为1周时，束缚带的第一端和第二端相互对接，当束缚带环绕电极组件22的外周侧的周数大于1周时，束缚带的第二端环绕电极组件22的卷绕轴线运动经过束缚带的第一端后继续运动一段距离后固定在束缚带的背离电极组件22的任意带面位置上。

通过采用上述技术方案，有效保证了束缚带对电极组件22的束缚力，从而有效减小了电极组件22的膨胀幅度。

在本申请的一些实施例中，请参阅图5，弹性束缚件23为膨胀胶束缚件。

膨胀胶束缚件是指采用膨胀胶制成且用于对电极组件22的形态进行限制的部件。具体地，在对电池单体20进行装配时，可以先将膨胀胶束缚件设置在电极组件22的外周侧，再将电极组件22和膨胀胶束缚件作为一个整体装入壳体21内；也可先将电极组件22装入壳体21内，再将膨胀胶束缚件设置在电极组件22与壳体21之间。在完成装配操作后，往壳体21内部注入电解液，膨胀胶束缚件能够在与电解液接触后产生化学反应而逐渐膨胀，使得膨胀胶束缚件填充于电极组件22的外周侧与壳体21的内壁之间，以对电极组件22进行束缚，从而在一定程度上对电极组件22的形态进行限定。可以理解地，膨胀后的膨胀胶束缚件具有良好的弹性，能够有效缓冲了电极组件22在充放电过程中所产生的膨胀力。

通过采用上述技术方案，膨胀胶束缚件能够有效缓冲了电极组件22在充放电过程中所产生的膨胀力，有效减小了电极组件22的膨胀幅度，从而改善了电池单体20膨胀形变的情况，有效提升了上述电池单体20使用安全性。

在本申请的一些实施例中，电极组件22包括隔膜222和极片221，隔膜222具有收尾段2223，收尾段2223绕设于极片221的外周侧以使收尾段2223包覆极片221的外周侧，弹性束缚件23包覆于收尾段2223的外周侧。

隔膜222的收尾段2223是指隔膜222的用于在完成对电极组件22的卷绕操作后固定于电极组件22的外周侧的部分。

极片221的外周侧是指极片221环绕电极组件22的卷绕轴线进行卷绕所形成的卷绕体的距离电极组件22的卷绕轴线最远的侧面部位。

收尾段2223包覆极片221的外周侧是指收尾段2223第一次卷绕经过极片221的卷绕末端后继续进行卷绕，直至收尾段2223至少第二次卷绕至极片221的卷绕末端位置，换言之，收尾段2223环绕由极片221卷绕形成的卷绕体至少1周，然后固定在电极组件22的外周侧，以包覆由极片221卷绕形成的卷绕体，从而起到对由极片221卷绕形成的卷绕体的束缚作用。

通过采用上述技术方案，实现进一步对电极组件22进行束缚，更有效地减小了电极组件22的膨胀幅度，从而进一步改善了电池单体20膨胀形变的情况，更有效地提升了上述电池单体20使用安全性。

在本申请的一些实施例中，收尾段2223环绕极片221的外周侧1周至5周。

收尾段2223环绕极片221的外周侧的周数可根据实际应用需要而定，具体可为1周、3周、5周等。

通过采用上述技术方案，有效保证了隔膜222对极片221的束缚力，更有效地减小了电极组件22的膨胀幅度，从而进一步改善了电池单体20膨胀形变的情况，更有效地提升了上述电池单体20使用安全性。

在本申请的一些实施例中，电极组件22呈圆柱结构。

圆柱是指是顶面和底面为两个大小相等且相互平行的圆形，侧面为曲面且连接顶面的边缘和底面的边缘之间的几何体。圆柱具有中心轴线，该中心轴线即为电极组件22的卷绕轴线，电极组件22的极片221和隔膜222层叠后环绕该卷绕轴线进行卷绕。

通过采用上述技术方案，在将电极组件22装入壳体21内后，电极组件22的外周侧与壳体21的内周侧之间存在较多膨胀空间，从而更有效地改善了因电极组件22膨胀后与壳体21相互挤压而导致电池单体20膨胀形变的情况，进一步提升了上述电池单体20使用安全性。

另外，上述膨胀空间既可用作电池单体20的产气空间，以改善电池单体20因内气压过大而导致膨胀形变的情况，也可用作电池单体20的注液空间，从而有效提高了电池单体20的注液系数，有效提升了电池单体20的循环使用寿命。

除此之外，通过将壳体21设置为棱柱结构以及将电极组件22设置为圆柱结构，更便于将电极组件22装入壳体21内，从而有效提高了电池单体20的生产效率。

在本申请的一些实施例中，请参阅图4，壳体21呈正棱柱结构，壳体21的侧壁具有与壳体21的中轴线211相平行的中线212，定义穿过中线212且与侧壁相垂直的面为第一限界面213；电极组件22包括极片221，极片221具有第一卷绕起始端2211，第一卷绕起始端2211偏离第一限界面213。

在本申请的另一些实施例中，极片221具有第一卷绕末端2212，第一卷绕末端2212偏离第一限界面213。

在本申请的又一些实施例中，极片221具有第一卷绕起始端2211和第一卷绕末端2212，第一卷绕起始端2211和第一卷绕末端2212均偏离第一限界面213。

正棱柱是指顶面和底面均为形状相同的正多边形的直棱柱，正棱柱包括但不仅限于正三棱柱、正四棱柱、正五棱柱、正六棱柱等。

在一些实施例中，如图3所示，壳体21呈正六棱柱结构。

在另一些实施例中，如图6所示，壳体21呈正四棱柱结构。

在又一些实施例中，如图7所示，壳体21呈正五棱柱结构。

壳体21的中轴线211是指壳体21的各个棱角的角平分面219的相交线，壳体21的侧壁的中线212是指在壳体21的侧壁的沿垂直于壳体21的中轴线211的方向的中间位置上，沿平行于壳体21的中轴线211的方向所作的线段。

极片221的第一卷绕起始端2211是指极片221的处于电极组件22的内部的端部，即极片221的距离电极组件22的卷绕轴线最近的端部，极片221的第一卷绕末端2212是指处于电极组件22的外侧的端部，即极片221的距离电极组件22的卷绕轴线最远的端部。第一卷绕起始端2211偏离第一限界面213是指第一卷绕起始端2211不在第一限界面213上，同理，第一卷绕末端2212偏离第一限界面213是指第一卷绕末端2212不在第一限界面213上。

需要说明的是，极片221分为正极片和负极片，在电极组件22的周向(即环绕电极组件22的卷绕轴线的方向)上，正极片的第一卷绕起始端2211与负极片的第一卷绕起始端2211相互错位设置，同理，正极片的第一卷绕末端2212与负极片的第一卷绕末端2212相互错位设置。

由于极片221具有一定厚度，因此，极片221的第一卷绕起始端2211会在电极组件22的内侧壁上形成具有一定高度的台阶结构，同理，极片221的第一卷绕末端2212也会在电极组件22的外侧壁上形成具有一定高度的台阶结构，同时由于电极组件22呈圆柱结构，壳体21的侧壁的中线212位置与电极组件22之间的距离最小，换言之，壳体21的侧壁的中线212位置与电极组件22之间的膨胀空间最小，当电极组件22发生膨胀时，壳体21的侧壁的中线212位置与电极组件22之间的挤压力最大。若极片221的第一卷绕起始端2211或者极片221的第一卷绕末端2212处于第一限界面213上，壳体21的侧壁的中线212位置会对电极组件22的挤压力会直接作用于极片221的第一卷绕末端2212或者经过电极组件22的其它结构沿直线传递至极片221的第一卷绕起始端2211上，由于台阶结构的存在，会使得电极组件22的内部产生局部应力，从而对电极组件22造成损坏。

通过采用上述技术方案，有效避免了在电极组件22膨胀后壳体21的侧壁对极片221的第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212挤压而导致极片221的第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212对电极组件22的相应部位进行挤压，从而防止电极组件22因受到局部应力而造成损坏，有效延长了电池单体20的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，请参阅图4，壳体21的侧壁的宽度为W，壳体21的侧壁具有位于第一限界面213的一侧的第一限界线214和位于第一限界面213的另一侧的第二限界线215，第一限界线214和第二限界线215均与壳体21的中轴线211相平行，第一限界线214与中线212的间距为W/8，第二限界线215与中线212的间距为W/8，定义穿过壳体21的中轴线211和第一限界线214的面为第二限界面216，定义穿过壳体21的中轴线211和第二限界线215的面为第三限界面217，位于相邻两个第一限界面213之间的第二限界面216和第三限界面217限定出分布区域218，第一卷绕起始端2211位于分布区域218内。

在本申请的另一些实施例中，第一卷绕末端2212位于分布区域218内。

在本申请的又一些实施例中，第一卷绕起始端2211和第一卷绕末端2212均位于分布区域218内。

壳体21的侧壁的宽度是指壳体21的侧壁沿垂直于壳体21的中轴线211的方向的尺寸。

以壳体21的侧壁的中线212所在位置为起始位置，在壳体21的侧壁上自该起始位置沿垂直于壳体21的中轴线211且与壳体21的侧壁相平行的一个方向偏移W/8的距离长度，在此位置所作的与壳体21的中轴线211相平行的线段即为上述第一限界线214，同理，在壳体21的侧壁上自该起始位置沿垂直于壳体21的中轴线211且与壳体21的侧壁相平行的另一个方向偏移W/8的距离长度，在此位置所作的与壳体21的中轴线211相平行的线段即为上述第二限界线215。

分布区域218是指第二限界面216、第三限界面217以及壳体21的位于第二限界面216和第三限界面217之间的部分侧壁围合形成的区域。

由于上述分布区域218所对应的膨胀空间较大，通过将第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212设置于分布区域218内，更有效地避免了在电极组件22膨胀后壳体21的侧壁对极片221的第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212挤压而导致极片221的第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212对电极组件22的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件22因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体20的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，请参阅图4，第一卷绕起始端2211位于壳体21的棱角的角平分面219上。

在本申请的另一些实施例中，第一卷绕末端2212位于壳体21的棱角的角平分面219上。

在本申请的又一些实施例中，第一卷绕起始端2211和第一卷绕末端2212均位于壳体21的棱角的角平分面219上。

由于壳体21的棱角的角平分面219所对应的膨胀空间最大，通过将第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212设置于壳体21的棱角的角平分面219上，更有效地避免了在电极组件22膨胀后壳体21的侧壁对极片221的第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212挤压而导致极片221的第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212对电极组件22的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件22因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体20的使用寿命。

当然，在实际应用中，由于存在装配误差，第一卷绕起始端2211或者第一卷绕末端2212也可以略偏离壳体21的棱角的角平分面219。

在本申请的一些实施例中，请参阅图4，壳体21呈正棱柱结构，壳体21的侧壁具有与壳体21的中轴线211相平行的中线212，定义穿过中线212且与侧壁相垂直的面为第一限界面213；电极组件22包括隔膜222，隔膜222具有第二卷绕起始端2221，第二卷绕起始端2221偏离第一限界面213。

在本申请的另一些实施例中，隔膜222具有第二卷绕末端2222，第二卷绕末端2222偏离第一限界面213。

在本申请的又一些实施例中，隔膜222具有第二卷绕起始端2221和第二卷绕末端2222，第二卷绕起始端2221和第二卷绕末端2222均偏离第一限界面213。

隔膜222的第二卷绕起始端2221是指隔膜222的处于电极组件22的内部的端部，即隔膜222的距离电极组件22的卷绕轴线最近的端部，隔膜222的第二卷绕末端2222是指处于电极组件22的外侧的端部，即隔膜222的距离电极组件22的卷绕轴线最远的端部。第二卷绕起始端2221偏离第一限界面213是指第二卷绕起始端2221不在第一限界面213上，同理，第二卷绕末端2222偏离第一限界面213是指第二卷绕末端2222不在第一限界面213上。

由于隔膜222具有一定厚度，因此，隔膜222的第二卷绕起始端2221会在电极组件22的内侧壁上形成具有一定高度的台阶结构，同理，隔膜222的第二卷绕末端2222也会在电极组件22的外侧壁上形成具有一定高度的台阶结构，同时由于电极组件22呈圆柱结构，壳体21的侧壁的中线212位置与电极组件22之间的距离最小，换言之，壳体21的侧壁的中线212位置与电极组件22之间的膨胀空间最小，当电极组件22发生膨胀时，壳体21的侧壁的中线212位置与电极组件22之间的挤压力最大。若隔膜222的第二卷绕起始端2221或者隔膜222的第二卷绕末端2222处于第一限界面213上，壳体21的侧壁的中线212位置会对电极组件22的挤压力会直接作用于隔膜222的第二卷绕末端2222或者经过电极组件22的其它结构沿直线传递至隔膜222的第二卷绕起始端2221上，由于台阶结构的存在，会使得电极组件22内部产生局部应力，从而对电极组件22造成损坏。

通过采用上述技术方案，有效避免了在电极组件22膨胀后壳体21的侧壁对隔膜222的第二卷绕起始端2221和/或第二卷绕末端2222挤压而导致隔膜222的第二卷绕起始端2221和/或第二卷绕末端2222对电极组件22的相应部位进行挤压，从而防止电极组件22因受到局部应力而造成损坏，有效延长了电池单体20的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，请参阅图4，壳体21的侧壁的宽度为W，壳体21的侧壁具有位于第一限界面213的一侧的第一限界线214和位于第一限界面213的另一侧的第二限界线215，第一限界线214和第二限界线215均与壳体21的中轴线211相平行，第一限界线214与中线212的间距为W/8，第二限界线215与中线212的间距为W/8，定义穿过壳体21的中轴线211和第一限界线214的面为第二限界面216，定义穿过壳体21的中轴线211和第二限界线215的面为第三限界面217，位于相邻两个第一限界面213之间的第二限界面216和第三限界面217限定出分布区域218，第二卷绕起始端2221位于分布区域218内。

在本申请的另一些实施例中，第二卷绕末端2222位于分布区域218内。

在本申请的又一些实施例中，第二卷绕起始端2221和第二卷绕末端2222均位于分布区域218内。

由于上述分布区域218所对应的膨胀空间较大，通过将第一卷绕起始端2211和/或第一卷绕末端2212设置于分布区域218内，更有效地避免了在电极组件22膨胀后壳体21的侧壁对隔膜222的第二卷绕起始端2221和/或第二卷绕末端2222挤压而导致隔膜222的第二卷绕起始端2221和/或第二卷绕末端2222对电极组件22的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件22因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体20的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，请参阅图4，第二卷绕起始端2221位于壳体21的棱角的角平分面219上。

在本申请的另一些实施例中，第二卷绕末端2222位于壳体21的棱角的角平分面219上。

在本申请的又一些实施例中，第二卷绕起始端2221和第二卷绕末端2222均位于壳体21的棱角的角平分面219上。

由于壳体21的棱角的角平分面219所对应的膨胀空间最大，通过将第二卷绕起始端2221和/或第二卷绕末端2222设置于壳体21的棱角的角平分面219上，更有效地避免了在电极组件22膨胀后壳体21的侧壁对隔膜222的第二卷绕起始端2221和/或第二卷绕末端2222挤压而导致隔膜222的第二卷绕起始端2221和/或第二卷绕末端2222对电极组件22的相应部位进行挤压，从而更有效地防止电极组件22因受到局部应力而造成损坏，进一步延长了电池单体20的使用寿命。

当然，在实际应用中，由于存在装配误差，第二卷绕起始端2221或者第二卷绕末端2222也可以略偏离壳体21的棱角的角平分面219。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电池单体，其特征在于：所述电池单体包括壳体、电极组件和弹性束缚件，所述壳体呈棱柱结构，所述电极组件容纳于所述壳体内，所述弹性束缚件包覆于所述电极组件的外周侧。

2.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于：所述弹性束缚件为束缚带，所述束缚带绕设于所述电极组件的外周侧。

3.如权利要求2所述的电池单体，其特征在于：所述束缚带环绕所述电极组件的外周侧的周数为1周至5周。

4.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于：所述弹性束缚件为膨胀胶束缚件。

5.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于：所述电极组件包括隔膜和极片，所述隔膜具有收尾段，所述收尾段绕设于所述极片的外周侧以使所述收尾段包覆所述极片的外周侧。

6.如权利要求5所述的电池单体，其特征在于：所述收尾段环绕所述极片的外周侧的周数为1周至5周。

7.如权利要求1-6任一项所述的电池单体，其特征在于：所述电极组件呈圆柱结构。

8.如权利要求7所述的电池单体，其特征在于：所述壳体呈正棱柱结构，所述壳体的侧壁具有与所述壳体的中轴线相平行的中线，定义穿过所述中线且与所述侧壁相垂直的面为第一限界面；所述电极组件包括极片，所述极片具有第一卷绕起始端和第一卷绕末端，所述第一卷绕起始端和/或所述第一卷绕末端偏离所述第一限界面。

9.如权利要求8所述的电池单体，其特征在于：所述壳体的侧壁的宽度为W，所述壳体的侧壁具有位于所述第一限界面的一侧的第一限界线和位于所述第一限界面的另一侧的第二限界线，所述第一限界线和所述第二限界线均与所述壳体的中轴线相平行，所述第一限界线与所述中线的间距为W/8，所述第二限界线与所述中线的间距为W/8，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第一限界线的面为第二限界面，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第二限界线的面为第三限界面，位于相邻两个所述第一限界面之间的所述第二限界面和第三限界面限定出分布区域，所述第一卷绕起始端和/或所述第一卷绕末端位于所述分布区域内。

10.如权利要求9所述的电池单体，其特征在于：所述第一卷绕起始端和/或所述第一卷绕末端位于所述壳体的棱角的角平分面上。

11.如权利要求7所述的电池单体，其特征在于：所述壳体呈正棱柱结构，所述壳体的侧壁具有与所述壳体的中轴线相平行的中线，定义穿过所述中线且与所述侧壁相垂直的面为第一限界面；所述电极组件包括隔膜，所述隔膜具有第二卷绕起始端和第二卷绕末端，所述第二卷绕起始端和/或所述第二卷绕末端偏离所述第一限界面。

12.如权利要求11所述的电池单体，其特征在于：所述壳体的侧壁的宽度为W，所述壳体的侧壁具有位于所述第一限界面的一侧的第一限界线和位于所述第一限界面的另一侧的第二限界线，所述第一限界线和所述第二限界线均与所述壳体的中轴线相平行，所述第一限界线与所述中线的间距为W/8，所述第二限界线与所述中线的间距为W/8，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第一限界线的面为第二限界面，定义穿过所述壳体的中轴线和所述第二限界线的面为第三限界面，位于相邻两个所述第一限界面之间的所述第二限界面和第三限界面限定出分布区域，所述第二卷绕起始端和/或所述第二卷绕末端位于所述分布区域内。

13.如权利要求12所述的电池单体，其特征在于：所述第二卷绕起始端和/或所述第二卷绕末端位于所述壳体的棱角的角平分面上。

14.一种电池，其特征在于：所述电池包括如权利要求1-13任一项所述的电池单体。

15.一种用电装置，其特征在于：所述用电装置包括如权利要求14所述的电池。

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