CN218887269U - 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，属于电池技术领域。其中，电池单体包括壳体、导电柱和端盖。壳体的内部形成有容纳腔，沿第一方向，壳体的一端设置有开口，壳体面向容纳腔的一侧设置有第一活性物质层。导电柱沿第一方向插设于容纳腔内，导电柱的外周面上设置有第二活性物质层，第二活性物质层与第一活性物质层面向设置，且第二活性物质层与第一活性物质层的极性相反。端盖盖合于开口并与导电柱相连。这种电池单体无需对极片进行卷绕，节省了集流构件与极耳相互装配连接的工艺，有利于提升电池单体的生产效率，且无需在壳体内设置大量的电解质，且取消了集流构件等部件，有利于降低制造成本和提高电池单体的空间利用率。

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，具体而言，涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

近些年，新能源汽车有了飞跃式的发展，在电动汽车领域，动力电池作为电动汽车的动力源，起着不可替代的重要作用。随着新能源汽车的大力推广，对动力电池产品的需求也日益增长，电池作为新能源汽车核心零部件在生产效率和生产成本上也有着较高的要求。其中，电池通常有多个电池单体串联、并联或混联而成。

对应一些相关技术中提及的电池单体，研究人员发现，现有的电池单体通常是由正极极片、负极极片和隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件(裸电芯)，之后装入壳体，再盖上端盖，最后注入电解液后得到的，这种结构的电池单体的制造工艺较为繁琐且难度较大，从而造成电池单体的生产效率较低，生产成本较高。因此，亟需明确电池单体的制造工艺繁琐和难度较大的原因并制定改进方案，以解决电池单体的生产效率较低且制造成本较高的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置，能够有效提升电池单体的生产效率并降低电池单体的制造成本。

第一方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括壳体、导电柱和端盖；所述壳体的内部形成有容纳腔，沿第一方向，所述壳体的一端设置有与所述容纳腔连通的开口，所述壳体面向所述容纳腔的一侧设置有第一活性物质层；所述导电柱沿所述第一方向延伸并插设于所述容纳腔内，所述导电柱的外周面上设置有第二活性物质层，所述第二活性物质层与所述第一活性物质层面向设置，且所述第二活性物质层与所述第一活性物质层的极性相反；所述端盖盖合于所述开口，并与所述导电柱相连。

在上述技术方案中，通过在壳体面向容纳腔的一侧和导电柱的外周面上分别设置有极性相反的第一活性物质层和第二活性物质层，并将导电柱沿第一方向插设于壳体的容纳腔内，使得第一活性物质层与第二活性物质层面向设置，从而能够通过壳体和导电柱分别作为电池单体的正负输出极实现电池单体的电能的输入或输出，采用这种结构的电池单体一方面无需对极片进行卷绕，且节省了集流构件与极耳相互装配连接的工艺，进而有利于提升电池单体的生产效率，另一方面无需在壳体内设置大量的电解质，且取消了集流构件等部件，进而有利于降低电池单体的制造成本，且有利于提高电池单体的内部空间利用率，以提升电池单体的能量密度。此外，电池单体的中心位置设置有导电柱，从而缓解了电池单体的中心孔在后期使用过程中存在塌陷的风险，进而有利于提升电池单体的使用稳定性，以提升电池单体的使用安全性。

在一些实施例中，所述第一活性物质层涂覆于所述壳体面向所述容纳腔的表面上。

在上述技术方案中，通过将第一活性物质层涂覆于壳体面向容纳腔的表面上，即第一活性物质层设置于容纳腔的腔壁面上，从而使得壳体能够直接作为电池单体的输出极，采用这种结构无需先将第一活性物质层设置于集流体上后再将集流体与壳体相连，从而有利于优化电池单体的生产工艺，节省电池单体的制造成本，且能够提升第一活性物质层设置于壳体上的连接稳定性和可靠性。

在一些实施例中，所述壳体为柱状结构，所述壳体的中心轴线沿所述第一方向延伸。

在上述技术方案中，通过将壳体设置为沿第一方向延伸的柱状结构，也就是说，电池单体为沿第一方向延伸的柱状结构，采用这种结构的电池单体的结构较为简单，便于装配，从而有利于降低电池单体的装配难度，以提升电池单体的生产效率。

在一些实施例中，沿所述第一方向，所述壳体的长度为L，所述壳体垂直于所述第一方向的横截面在垂直于所述第一方向上的最大尺寸为D₁，满足，L≥D₁。

在上述技术方案中，通过将壳体在第一方向上的长度设置为大于或等于壳体的横截面在垂直于第一方向上的最大尺寸，也就是说，壳体为沿第一方向延伸的长条状结构，采用这种结构的电池单体有利于提升第一活性物质层和第二活性物质层的容纳量，且能够有效增加第一活性物质层与第二活性物质层相互面向设置的区域的面积，从而有利于提升电池单体的能量密度和使用性能。

在一些实施例中，1.5≤L/D₁；和/或，L/D₁≤25。

在上述技术方案中，通过将壳体在第一方向上的长度与壳体的横截面在垂直于第一方向上的最大尺寸的比值设置为大于或等于1.5，从而在电池单体的体积相同的情况下能够有效增加导电柱的外周面与壳体的内表面相互面向设置的面积，以增加第一活性物质层与第二活性物质层的涂覆量，以及第一活性物质层与第二活性物质层相互面向设置的区域的面积，进而能够缓解因比值过小而造成第一活性物质层和第二活性物质层的容纳量不足，且第一活性物质层与第二活性物质层相互面向设置的区域的面积过小的现象。此外，通过将壳体在第一方向上的长度与壳体的横截面在垂直于第一方向上的最大尺寸的比值设置为小于或等于25，从而能够缓解因比值过大而造成电池单体为过于细长型的结构，以降低电池单体的制造难度过大。

在一些实施例中，所述第一活性物质层和所述第二活性物质层均为沿所述导电柱的周向延伸的环形结构。

在上述技术方案中，通过将第一活性物质层和第二活性物质层设置为均沿导电柱的周向延伸的结构，即第一活性物质层和第二活性物质层均为环绕在导电柱的外侧的环形结构，采用这种结构的电池单体能够进一步增加第一活性物质层和第二活性物质层的容纳量和第一活性物质层与第二活性物质层相互面向设置的区域的面积，从而能够有效提升电池单体的能量密度，以提升电池单体的使用性能。

在一些实施例中，所述第一活性物质层沿所述导电柱的周向围合形成供所述导电柱插入的安装通道，所述安装通道的内表面与所述第二活性物质层的外周面相互契合。

在上述技术方案中，通过将第一活性物质层的内表面与第二活性物质层的外周面设置为相互契合的结构，即第二活性物质层插设于第一活性物质层形成的安装通道内，且第二活性物质层面向第一活性物质层的表面的形状与第一活性物质层面向第二活性物质层的表面的形状相同，从而便于将设置有第二活性物质层的导电柱装配至第一活性物质层围合形成的安装通道内，有利于降低电池单体的装配难度，且有利于减少第一活性物质层与第二活性物质层之间的空间浪费，以提升电池单体的能量密度。

在一些实施例中，所述安装通道垂直于所述第一方向的横截面为圆形。

在上述技术方案中，通过将第一活性物质层围合形成的安装通道的横截面设置为圆形，即安装通道为圆形通道，采用这种结构能够在设置第二活性物质层装配至安装通道内时有效缓解第一活性物质层与第二活性物质层之间发生干涉或刮蹭的现象，一方面能够有利于提升电池单体的装配效率，另一方面能够有效提升电池单体的生产质量。

在一些实施例中，所述第一活性物质层包括多个第一反应层，多个所述第一反应层沿所述导电柱的径向层叠设置。

在上述技术方案中，第一活性物质层由沿导电柱的径向排布的多个第一反应层堆叠而成，采用这种结构的第一活性物质层一方面便于制造，有利于降低第一活性物质层设置在壳体的容纳腔的腔壁面上的制造难度，另一方面能够提升第一活性物质层的电解液的浸润效果，以保证金属离子的在第一活性物质层内的穿透性。

在一些实施例中，沿所述导电柱的径向，多个所述第一反应层中靠近所述第二活性物质层的所述第一反应层的密度小于其他所述第一反应层的密度。

在上述技术方案中，通过将靠近第二活性物质层的第一反应层的密度设置为比其他第一反应层的密度小，使得靠近第二活性物质层的第一反应层的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第一反应层内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体的使用性能，同时还能够缓解电池单体出现极化的现象。

在一些实施例中，沿所述导电柱的径向，多个所述第一反应层中靠近所述第二活性物质层的所述第一反应层的颗粒直径小于其他所述第一反应层的颗粒直径。

在上述技术方案中，通过将靠近第二活性物质层的第一反应层的颗粒直径设置为比其他第一反应层的颗粒直径小，使得靠近第二活性物质层的第一反应层的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第一反应层内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体的使用性能，同时还能够缓解电池单体出现极化的现象。

在一些实施例中，所述第一活性物质层的所述第一反应层的数量为N₁，满足，2≤N₁≤3。

在上述技术方案中，通过将第一活性物质层的第一反应层的数量设置在2个至3个，从而一方面能够缓解因第一反应层的数量过小而造成电解液的浸润效果不佳的现象，以保证电池单体的使用性能，另一方面能够降低因第一反应层的数量过多而导致第一活性物质层的制造难度过大且存在脱落的风险。

在一些实施例中，所述第二活性物质层包括多个第二反应层，多个所述第二反应层沿所述导电柱的径向层叠设置。

在上述技术方案中，第二活性物质层由沿导电柱的径向排布的多个第二反应层堆叠而成，采用这种结构的第二活性物质层一方面便于制造，有利于降低第二活性物质层设置在壳体的容纳腔的腔壁面上的制造难度，另一方面能够提升第二活性物质层的电解液的浸润效果，以保证金属离子的在第二活性物质层内的穿透性。

在一些实施例中，沿所述导电柱的径向，多个所述第二反应层中靠近所述第一活性物质层的所述第二反应层的密度小于其他所述第二反应层的密度。

在上述技术方案中，通过将靠近第一活性物质层的第二反应层的密度设置为比其他第二反应层的密度小，使得靠近第一活性物质层的第二反应层的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第二反应层内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体的使用性能，同时还能够缓解电池单体出现极化的现象。

在一些实施例中，沿所述导电柱的径向，多个所述第二反应层中靠近所述第一活性物质层的所述第二反应层的颗粒直径小于其他所述第二反应层的颗粒直径。

在上述技术方案中，通过将靠近第一活性物质层的第二反应层的颗粒直径设置为比其他第二反应层的颗粒直径小，使得靠近第一活性物质层的第二反应层的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第二反应层内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体的使用性能，同时还能够缓解电池单体出现极化的现象。

在一些实施例中，所述第二活性物质层的所述第二反应层的数量为N₂，满足，2≤N₂≤3。

在上述技术方案中，通过将第二活性物质层的第二反应层的数量设置在2个至3个，从而一方面能够缓解因第二反应层的数量过小而造成电解液的浸润效果不佳的现象，以保证电池单体的使用性能，另一方面能够降低因第二反应层的数量过多而导致第二活性物质层的制造难度过大且存在脱落的风险。

在一些实施例中，所述第一活性物质层面向所述第二活性物质层的表面设置有第一刻痕槽，所述第一刻痕槽用于容纳电解液；和/或，所述第二活性物质层面向所述第一活性物质层的表面设置有第二刻痕槽，所述第二刻痕槽用于容纳电解液。

在上述技术方案中，通过在第一活性物质层面向第二活性物质层的表面上设置用于容纳电解液的第一刻痕槽，使得这种结构的电池单体能够有效提升第一活性物质层对电解液的保液能力，且能够提升电解液对第一活性物质层的浸润效果，从而有利于提升电池单体的使用性能。同样的，通过在第二活性物质层面向第一活性物质层的表面上设置用于容纳电解液的第二刻痕槽，使得这种结构的电池单体能够有效提升第二活性物质层对电解液的保液能力，且能够提升电解液对第二活性物质层的浸润效果，从而有利于提升电池单体的使用性能。

在一些实施例中，所述第一活性物质层为沿所述导电柱的周向延伸的环形结构，所述第一刻痕槽沿所述导电柱的周向延伸。

在上述技术方案中，通过将第一刻痕槽设置为沿导电柱的周向延伸的环形结构，也就是说，第一刻痕槽环绕第一活性物质层整周设置，从而有利于提升第一刻痕槽对电解液的容纳量，进而能够有效提升第一活性物质层的保液能力，以保证第一活性物质层的电解液的浸润效果。

在一些实施例中，所述第一刻痕槽为多个，多个所述第一刻痕槽沿所述第一方向间隔设置。

在上述技术方案中，通过将设置在第一活性物质层的表面的第一刻痕槽设置为多个，且多个第一刻痕槽沿第一方向间隔设置，从而有利于进一步提升第一活性物质层的保液能力和电解液的浸润效果，以提升电池单体的使用性能。

在一些实施例中，所述第二活性物质层为沿所述导电柱的周向延伸的环形结构，所述第二刻痕槽沿所述导电柱的周向延伸。

在上述技术方案中，通过将第二刻痕槽设置为沿导电柱的周向延伸的环形结构，也就是说，第二刻痕槽环绕第二活性物质层整周设置，从而有利于提升第二刻痕槽对电解液的容纳量，进而能够有效提升第一活性物质层的保液能力，以保证第一活性物质层的电解液的浸润效果。

在一些实施例中，所述第二刻痕槽为多个，多个所述第二刻痕槽沿所述第一方向间隔设置。

在上述技术方案中，通过将设置在第二活性物质层的表面的第二刻痕槽设置为多个，且多个第二刻痕槽沿第一方向间隔设置，从而有利于进一步提升第二活性物质层的保液能力和电解液的浸润效果，以提升电池单体的使用性能。

在一些实施例中，所述端盖包括盖本体和极柱；所述盖本体盖合于所述开口；所述极柱绝缘安装于所述盖本体上；其中，所述导电柱连接于所述极柱。

在上述技术方案中，通过将导电柱与绝缘安装于盖本体上的极柱相连，以通过极柱实现电池单体的电能的输入或输出，从而能够缓解导电柱通过盖本体与壳体出现短接的现象，进而有利于减少电池单体在使用过程中的安全隐患。

在一些实施例中，所述导电柱与所述极柱为一体成型结构。

在上述技术方案中，通过将导电柱与极柱设置为一体成型的结构，即导电柱与极柱为一体式结构，采用这种结构的电池单体一方面有利于提升导电柱与极柱之间的连接稳定性和可靠性，以保证导流面积，另一方面便于将导电柱和端盖整体与壳体进行装配，有利于降低电池单体的装配难度，以提升电池单体的装配效率。

在一些实施例中，所述第一活性物质层为负极活性物质层，所述第二活性物质层为正极活性物质层。

在上述技术方案中，设置在壳体面向容纳腔的一侧上的第一活性物质层为负极活性物质层，对应的，设置在导电柱的外周面上的第二活性物质层为正极活性物质层，以使负极活性物质层能够包覆在正极活性物质层的外侧，采用这种结构的电池单体能够有效降低析锂的风险，以提升电池单体的使用安全性。

在一些实施例中，所述电池单体还包括隔离膜；所述隔离膜设置于所述第一活性物质层与所述第二活性物质层之间，以分隔所述第一活性物质层和所述第二活性物质层。

在上述技术方案中，电池单体还设置有位于第一活性物质层和第二活性物质层之间的隔离膜，从而能够有效实现第一活性物质层和第二活性物质层之间的绝缘隔离，以降低第一活性物质层和第二活性物质层出现短接的现象，进而有利于降低电极组件在使用过程中的安全隐患。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池，包括上述的电池单体。

第三方面，本申请实施例还提供一种用电装置，包括上述的电池单体，所述电池单体用于提供电能；或包括上述的电池，所述电池用于提供电能。

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的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的结构爆炸图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图；

图5为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图；

图6为本申请又一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图；

图7为本申请再一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图；

图8为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视图；

图9为图8所示的电池单体的A处的局部放大图；

图10为本申请再又一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图；

图11为本申请再又一些实施例提供的电池单体的第一活性物质层的剖视图；

图12为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图；

图13为本申请又一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图。

图标：1000-车辆；100-电池；10-箱体；11-第一箱本体；12-第二箱本体；20-电池单体；21-壳体；211-容纳腔；212-开口；22-导电柱；23-端盖；231-盖本体；232-极柱；24-第一活性物质层；241-安装通道；242-第一反应层；243-第一刻痕槽；25-第二活性物质层；251-第二反应层；252-第二刻痕槽；26-隔离膜；200-控制器；300-马达；X-第一方向；Y-导电柱的径向。

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或多个电池模组的箱体。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。

电池具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点，是现今新能源发展的重要组成部分。随着电池技术的不断发展，在电池的生产效率方面和制造成本方面也提出了更高的要求。其中，电池由多个电池单体组成，使得电池单体的生产效率和制造成本决定了电池的生产效率和制造成本。

发明人发现，对于一般的电池单体而言，电池单体通常是由正极极片、负极极片和隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件(裸电芯)，之后装入壳体，再盖上端盖，最后注入电解液后得到的。这种结构的电池单体在生产制造的过程中，需要先对极片进行卷绕或叠片处理，之后还需要将电极组件的极耳与集流构件进行焊接装配，最后再将集流构件与端盖或壳体进行焊接装配，从而导致电池单体的制造工艺较为繁琐且难度较大，且所需的装配部件和电解质等较多，进而导致电池单体的生产效率较低，且制造成本较高。

基于上述考虑，为了解决电池单体的生产效率较低且制造成本较高的问题，发明人经过深入研究，设计了一种电池单体，电池单体包括壳体、导电柱和端盖。壳体的内部形成有容纳腔，沿第一方向，壳体的一端设置有与容纳腔连通的开口，壳体面向容纳腔的一侧设置有第一活性物质层。导电柱沿第一方向延伸并插设于容纳腔内，导电柱的外周面上设置有第二活性物质层，第二活性物质层与第一活性物质层面向设置，且第二活性物质层与第一活性物质层的极性相反。端盖盖合于开口，并与导电柱相连。

在这种结构的电池单体中，通过在壳体面向容纳腔的一侧和导电柱的外周面上分别设置有极性相反的第一活性物质层和第二活性物质层，并将导电柱沿第一方向插设于壳体的容纳腔内，使得第一活性物质层与第二活性物质层面向设置，从而能够通过壳体和导电柱分别作为电池单体的正负输出极实现电池单体的电能的输入或输出，采用这种结构的电池单体一方面无需对极片进行卷绕，且节省了集流构件与极耳相互装配连接的工艺，进而有利于提升电池单体的生产效率，另一方面无需在壳体内设置大量的电解质，且取消了集流构件等部件，进而有利于降低电池单体的制造成本，且有利于提高电池单体的内部空间利用率，以提升电池单体的能量密度。此外，电池单体的中心位置设置有导电柱，从而缓解了电池单体的中心孔在后期使用过程中存在塌陷的风险，进而有利于提升电池单体的使用稳定性，以提升电池单体的使用安全性。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、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单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于优化电池单体的制造工序和电池单体所需的配件，以提升电池单体的生产效率和降低电池单体的制造成本。

本申请实施例提供一种使用电池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。

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和图3，图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构爆炸图，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20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用于容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供装配空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一箱本体11和第二箱本体12，第一箱本体11与第二箱本体12相互盖合，第一箱本体11和第二箱本体12共同限定出用于容纳电池单体20的装配空间。第二箱本体12可以为一端开放的空心结构，第一箱本体11可以为板状结构，第一箱本体11盖合于第二箱本体12的开放侧，以使第一箱本体11与第二箱本体12共同限定出装配空间；第一箱本体11和第二箱本体12也可以是均为一侧开放的空心结构，第一箱本体11的开放侧盖合于第二箱本体12的开放侧。当然，第一箱本体11和第二箱本体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。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。示例性的，在图3中，电池单体20为圆柱体结构。

根据本申请的一些实施例，参照图3，并请进一步参照图4和图5，图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构爆炸图，图5为本申请一些实施例提供的电池单体20的剖视图。本申请提供了一种电池单体20，电池单体20包括壳体21、导电柱22和端盖23。壳体21的内部形成有容纳腔211，沿第一方向X，壳体21的一端设置有与容纳腔211连通的开口212，壳体21面向容纳腔211的一侧设置有第一活性物质层24。导电柱22沿第一方向X延伸并插设于容纳腔211内，导电柱22的外周面上设置有第二活性物质层25，第二活性物质层25与第一活性物质层24面向设置，且第二活性物质层25与第一活性物质层24的极性相反。端盖23盖合于开口212，并与导电柱22相连。

其中，第一活性物质层24设置于壳体21面向容纳腔211的一侧，第二活性物质层25设置于导电柱22上，且导电柱22与端盖23相连，从而使得壳体21和端盖23分别作为电池单体20的输出极实现电能的输入或输出。

需要说明的是，第一活性物质层24设置于壳体21面向容纳腔211的一侧上的结构可以是多种，第一活性物质层24可以是直接涂覆于壳体21面向容纳腔211的表面上，即第一活性物质层24涂覆于容纳腔211的腔壁面上，当然，第一活性物质层24也可以是间接设置于壳体21面向容纳腔211的表面上，比如，第一活性物质层24涂覆于金属箔制成的集流体上，再将集流体覆盖并连接于壳体21面向容纳腔211的表面上。

在一些实施例中，第一活性物质层24还可以是不与壳体21电连接，即第一活性物质层24绝缘安装于壳体21面向容纳腔211的表面上，比如，第一活性物质层24涂覆于金属箔制成的集流体上，再将集流体覆盖于壳体21面向容纳腔211的表面上，并在集流体与壳体21之间设置绝缘层，也就是说，设置有第一活性物质层24的集流体通过绝缘层与壳体21面向容纳腔211的表面相连，以实现设置有第一活性物质层24的集流体与壳体21之间的绝缘隔离，在这种实施例中，设置有第一活性物质层24的集流体可以与端盖23相连，以使端盖23作为第一活性物质层24的输出极，也可以与绝缘安装于壳体21上的电极端子相连，以使绝缘安装于壳体21上的电极端子作为第一活性物质层24的输出极。

第一活性物质层24和第二活性物质层25分别是设置于壳体21和导电柱22上的活性物质，第一活性物质层24和第二活性物质层25是电池单体20内发生化学反应的区域，主要依靠金属离子在第一活性物质层24和第二活性物质层25之间移动来工作。

可选地，若第一活性物质层24为正极活性物质层，第一活性物质层24的材质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等，对应的，第二活性物质层25则为负极活性物质层，第二活性物质层25的材质可以为碳或硅等；若第一活性物质层24为负极活性物质层，第一活性物质层24的材质可以为碳或硅等，对应的，第二活性物质层25则为正极活性物质层，第二活性物质层25的材质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。

导电柱22沿第一方向X延伸并插设于容纳腔211内，即导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内。

导电柱22的外周面上设置有第二活性物质层25，即导电柱22插设于容纳腔211内，第二活性物质层25设置于导电柱22面向壳体21的表面上。

其中，导电柱22的结构可以是多种，导电柱22可以是实心结构，即导电柱22为沿第一方向X延伸的实心柱状结构，当然，导电柱22也可以为空心结构，即导电柱22为沿第一方向X延伸的空心柱状结构，以使导电柱22垂直于第一方向X上的横截面为环形。示例性的，在图5中，导电柱22为沿第一方向X延伸的实心柱状结构。

可理解的，导电柱22的形状也可以是多种，比如，圆柱状结构、矩形柱状结构、六棱柱结构等。示例性的，在图5中，导电柱22为沿第一方向X延伸的圆柱状结构。

第二活性物质层25与第一活性物质层24面向设置，即在导电柱的径向Y上，第一活性物质层24和第二活性物质层25相对设置，其中，导电柱的径向Y垂直于第一方向X。需要说明的是，导电柱的径向Y为在导电柱22垂直于第一方向X的横截面上的外边缘指向导电柱22的中心轴线的方向或在导电柱22垂直于第一方向X的横截面上导电柱22的中心轴线指向横截面的外边缘的方向。

在一些实施例中，壳体21还可以用于容纳电解质，例如电解液。壳体21的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。

壳体21可以是多种结构形式。在一些实施例中，壳体21为一侧开口212的空心结构，端盖23盖合于壳体21的开口212处并形成密封连接，以形成用于容纳导电柱22和电解质的密封空间。壳体21可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。示例性的，在图4中，壳体21为圆柱体结构。

在组装电池单体20时，可以先将导电柱22与端盖23相连后，再将涂覆有第二活性物质层25的导电柱22插设于壳体21的容纳腔211内，并向壳体21内填充电解质，最后将端盖23与壳体21相互盖合密封即可。

可理解的，壳体21并不仅仅局限于上述结构，壳体21也可以是其他结构，比如，壳体21为在第一方向X上相对的两端开口212的空心结构，电池单体20包括两个端盖23，一个端盖23对应盖合于壳体21的一个开口212处并形成密封连接。

在一些实施例中，电池单体20还可以包括泄压机构，泄压机构可以安装于端盖23上，也可以安装于壳体21上。泄压机构用于在电池单体20的内部压力或温度达到预定值时泄放电池单体20内部的压力。

示例性的，泄压机构可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。

通过在壳体21面向容纳腔211的一侧和导电柱22的外周面上分别设置有极性相反的第一活性物质层24和第二活性物质层25，并将导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内，使得第一活性物质层24与第二活性物质层25面向设置，从而能够通过壳体21和导电柱22分别作为电池单体20的正负输出极实现电池单体20的电能的输入或输出，采用这种结构的电池单体20一方面无需对极片进行卷绕，且节省了集流构件与极耳相互装配连接的工艺，进而有利于提升电池单体20的生产效率，另一方面无需在壳体21内设置大量的电解质，且取消了集流构件等部件，进而有利于降低电池单体20的制造成本，且有利于提高电池单体20的内部空间利用率，以提升电池单体20的能量密度。此外，电池单体20的中心位置设置有导电柱22，从而缓解了电池单体20的中心孔在后期使用过程中存在塌陷的风险，进而有利于提升电池单体20的使用稳定性，以提升电池单体20的使用安全性。

根据本申请的一些实施例，参见图4和图5所示，第一活性物质层24涂覆于壳体21面向容纳腔211的表面上。

其中，第一活性物质层24涂覆于壳体21面向容纳腔211的表面上，即第一活性物质层24直接设置于容纳腔211的腔壁面上。

通过将第一活性物质层24涂覆于壳体21面向容纳腔211的表面上，即第一活性物质层24设置于容纳腔211的腔壁面上，从而使得壳体21能够直接作为电池单体20的输出极，采用这种结构无需先将第一活性物质层24设置于集流体上后再将集流体与壳体21相连，从而有利于优化电池单体20的生产工艺，节省电池单体20的制造成本，且能够提升第一活性物质层24设置于壳体21上的连接稳定性和可靠性。

根据本申请的一些实施例，请继续参见图4和图5所示，壳体21为柱状结构，壳体21的中心轴线沿第一方向X延伸。

其中，壳体21的中心轴线沿第一方向X延伸，即壳体21为沿第一方向X延伸的柱状结构，壳体21的形状可以是多种，示例性的，在图4中，壳体21为沿第一方向X延伸的圆柱状结构，在一些实施例中，参照图6，图6为本申请又一些实施例提供的电池单体20的结构爆炸图，壳体21还可以为沿第一方向X延伸的六棱柱结构，当然，在其他实施例中，壳体21还可以为三棱柱结构、矩形柱状结构或五边形柱状结构等。

通过将壳体21设置为沿第一方向X延伸的柱状结构，也就是说，电池单体20为沿第一方向X延伸的柱状结构，采用这种结构的电池单体20的结构较为简单，便于装配，从而有利于降低电池单体20的装配难度，以提升电池单体20的生产效率。

根据本申请的一些实施例，请参见图5所示，沿第一方向X，壳体21的长度为L，壳体21垂直于第一方向X的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸为D₁，满足，L≥D₁。

其中，壳体21垂直于第一方向X的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸为D₁，即在壳体21垂直于第一方向X上的横截面的外边缘上任取两点，两点之间的最大距离则为D₁，也就是说，若壳体21为圆柱状结构，则D₁为壳体21垂直于第一方向X上的横截面的直径；若壳体21为三棱柱结构，则D₁为壳体21垂直于第一方向X上的横截面的最长的边；若壳体21为矩形柱状结构，则D₁为壳体21垂直于第一方向X上的横截面的对角线。

通过将壳体21在第一方向X上的长度设置为大于或等于壳体21的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸，也就是说，壳体21为沿第一方向X延伸的长条状结构，采用这种结构的电池单体20有利于提升第一活性物质层24和第二活性物质层25的容纳量，且能够有效增加第一活性物质层24与第二活性物质层25相互面向设置的区域的面积，从而有利于提升电池单体20的能量密度和使用性能。

在一些实施例中，1.5≤L/D₁，和/或，L/D₁≤25。

其中，1.5≤L/D₁，也就是说，壳体21在第一方向X上的长度为壳体21的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸的1.5倍以上。L/D₁≤25，也就是说，壳体21在第一方向X上的长度为壳体21的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸的25倍以下。

示例性的，壳体21为圆柱体结构，则壳体21的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸为壳体21的直径。

需要说明的是，当壳体21在第一方向X上的长度设置为壳体21的直径的1.5倍以上时，电池单体20为在第一方向X的长度大于电池单体20的横截面的尺寸的结构，即电池单体20为沿第一方向X延伸的细长型条状结构。当电池单体20为沿第一方向X延伸的细长型条状结构时，由制造经验可知，则能够增加导电柱22的外周面在第一方向X上的长度，且能够增加壳体21的容纳腔211的腔壁面在第一方向X上的长度，由此能够有效增加第一活性物质层24和第二活性物质层25的涂覆量，且能够增加第一活性物质层24和第二活性物质层25相互面向设置的区域的面积。

优选地，3≤L/D₁。即壳体21在第一方向X上的长度为壳体21的直径的3倍以上，以实现电池单体20为沿第一方向X延伸的细长型结构，从而能够有效保证第一活性物质层24和第二活性物质层25的容纳量，以及第一活性物质层24与第二活性物质层25相互面向设置的区域的面积。

示例性的，壳体21的直径和对应壳体21在第一方向X上的长度可以为：18mm和65mm、18mm和200mm、18mm和300mm、21mm和70mm、21mm和200mm、21mm和310mm等。

通过将壳体21在第一方向X上的长度与壳体21的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸的比值设置为大于或等于1.5，从而在电池单体20的体积相同的情况下能够有效增加导电柱22的外周面与壳体21的内表面相互面向设置的面积，以增加第一活性物质层24与第二活性物质层25的涂覆量，以及第一活性物质层24与第二活性物质层25相互面向设置的区域的面积，进而能够缓解因比值过小而造成第一活性物质层24和第二活性物质层25的容纳量不足，且第一活性物质层24与第二活性物质层25相互面向设置的区域的面积过小的现象。此外，通过将壳体21在第一方向X上的长度与壳体21的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸的比值设置为小于或等于25，从而能够缓解因比值过大而造成电池单体20为过于细长型的结构，以降低电池单体20的制造难度过大。

需要说明的是，在将第一活性物质层24设置于壳体21面向容纳腔211的一侧并将第二活性物质层25设置于导电柱22的外周面上的实施例中，通过将1.5≤L/D₁和/或L/D₁≤25，当然，在一些实施例中，比如，在电池单体20的壳体21内容纳有正极极片和负极极片绕第一方向X延伸的轴线卷绕形成的电极组件，以形成圆柱体结构的电池单体20中，也可以将电池单体20设置为1.5≤L/D₁和/或L/D₁≤25的结构。

根据本申请的一些实施例，参见图4和图5所示，第一活性物质层24和第二活性物质层25均为沿导电柱22的周向延伸的环形结构。

其中，第一活性物质层24和第二活性物质层25均为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，即第一活性物质层24和第二活性物质层25均为环绕在导电柱22的外侧的环形结构，也就是说，第二活性物质层25环绕于导电柱22的外周侧，第一活性物质层24环绕于第二活性物质层25的外周侧。需要说明的是，导电柱22的周向是指绕导电柱22的中心轴线进行环绕的方向。

在一些实施例中，沿导电柱的径向Y，第一活性物质层24的厚度为D₂，满足，0.1mm≤D₂≤15mm。

示例性的，第一活性物质层24在导电柱的径向Y上的厚度可以0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、8mm、10mm或15mm等。

在一些实施例中，沿导电柱的径向Y，第二活性物质层25的厚度为D₃，满足，0.1mm≤D₃≤15mm。

示例性的，第二活性物质层25在导电柱的径向Y上的厚度可以0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、8mm、10mm或15mm等。

通过将第一活性物质层24和第二活性物质层25设置为均沿导电柱22的周向延伸的结构，采用这种结构的电池单体20能够进一步增加第一活性物质层24和第二活性物质层25的容纳量和第一活性物质层24与第二活性物质层25相互面向设置的区域的面积，从而能够有效提升电池单体20的能量密度，以提升电池单体20的使用性能。

根据本申请的一些实施例，参见图4、图5和图6所示，第一活性物质层24沿导电柱22的周向围合形成供导电柱22插入的安装通道241，安装通道241的内表面与第二活性物质层25的外周面相互契合。

其中，第一活性物质层24沿导电柱22的周向围合形成供导电柱22插入的安装通道241，即第一活性物质层24环绕于第二活性物质层25的外周侧。

安装通道241的内表面与第二活性物质层25的外周面相互契合，即第二活性物质层25插设于第一活性物质层24形成的安装通道241内，且第二活性物质层25面向第一活性物质层24的表面的形状与第一活性物质层24面向第二活性物质层25的表面的形状相同，也就是说，若第一活性物质层24形成的安装通道241垂直于第一方向X的横截面为圆形，则第二活性物质层25的外周面垂直于第一方向X的横截面也为圆形；若第一活性物质层24形成的安装通道241垂直于第一方向X的横截面为多边形，则第二活性物质层25的外周面垂直于第一方向X的横截面也为多边形。

通过将第一活性物质层24的内表面与第二活性物质层25的外周面设置为相互契合的结构，从而便于将设置有第二活性物质层25的导电柱22装配至第一活性物质层24围合形成的安装通道241内，有利于降低电池单体20的装配难度，且有利于减少第一活性物质层24与第二活性物质层25之间的空间浪费，以提升电池单体20的能量密度。

在一些实施例中，参见图4和图6所示，安装通道241垂直于第一方向X的横截面为圆形。

其中，安装通道241垂直于第一方向X的横截面为圆形，安装通道241为圆形通道。

可理解的，安装通道241垂直于第一方向X的横截面的形状并不局限于此，参照图7，图7为本申请再一些实施例提供的电池单体20的结构爆炸图，安装通道241垂直于第一方向X的横截面为六边形，当然，在其他实施例中，安装通道241垂直于第一方向X的横截面还可以为矩形、五边形等。

需要说明的是，壳体21垂直于第一方向X的横截的形状可以与安装通道241垂直于第一方向X的横截面形状相同，也可以与安装通道241垂直于第一方向X的横截面的形状不同。比如，在图4中，壳体21垂直于第一方向X的横截的形状与安装通道241垂直于第一方向X的横截面形状相同，壳体21垂直于第一方向X的横截的形状和安装通道241垂直于第一方向X的横截面形状均为圆形，同样的，在图7中，壳体21垂直于第一方向X的横截的形状和安装通道241垂直于第一方向X的横截面形状均为六边形；在图6中，壳体21垂直于第一方向X的横截的形状与安装通道241垂直于第一方向X的横截面形状不相同，壳体21垂直于第一方向X的横截的形状为六边形，安装通道241垂直于第一方向X的横截面形状均为圆形，当然，也可以是壳体21垂直于第一方向X的横截的形状为圆形，安装通道241垂直于第一方向X的横截面形状均为六边形。

通过将第一活性物质层24围合形成的安装通道241的横截面设置为圆形，采用这种结构能够在设置第二活性物质层25装配至安装通道241内时有效缓解第一活性物质层24与第二活性物质层25之间发生干涉或刮蹭的现象，一方面能够有利于提升电池单体20的装配效率，另一方面能够有效提升电池单体20的生产质量。

根据本申请的一些实施例，参照图8和图9，图8为本申请另一些实施例提供的电池单体20的剖视图，图9为图8所示的电池单体20的A处的局部放大图。第一活性物质层24包括多个第一反应层242，多个第一反应层242沿导电柱的径向Y层叠设置。

其中，多个第一反应层242沿导电柱的径向Y层叠设置，即多个第一反应层242沿导电柱的径向Y层叠于壳体21与第二活性物质层25之间。

第一活性物质层24由沿导电柱的径向Y排布的多个第一反应层242堆叠而成，采用这种结构的第一活性物质层24一方面便于制造，有利于降低第一活性物质层24设置在壳体21的容纳腔211的腔壁面上的制造难度，另一方面能够提升第一活性物质层24的电解液的浸润效果，以保证金属离子的在第一活性物质层24内的穿透性。

在一些实施例中，参见图8和图9所示，沿导电柱的径向Y，多个第一反应层242中靠近第二活性物质层25的第一反应层242的密度小于其他第一反应层242的密度。

其中，多个第一反应层242中靠近第二活性物质层25的第一反应层242的密度小于其他第一反应层242的密度，即多个第一反应层242中最靠近第二活性物质层25的第一反应层242的密度最小。

通过将靠近第二活性物质层25的第一反应层242的密度设置为比其他第一反应层242的密度小，使得靠近第二活性物质层25的第一反应层242的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第一反应层242内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体20的使用性能，同时还能够缓解电池单体20出现极化的现象。

在一些实施例中，请继续参见图8和图9所示，沿导电柱的径向Y，多个第一反应层242中靠近第二活性物质层25的第一反应层242的颗粒直径小于其他第一反应层242的颗粒直径。

其中，多个第一反应层242中靠近第二活性物质层25的第一反应层242的颗粒直径小于其他第一反应层242的颗粒直径，即多个第一反应层242中最靠近第二活性物质层25的第一反应层242的材质的颗粒度最小。

通过将靠近第二活性物质层25的第一反应层242的颗粒直径设置为比其他第一反应层242的颗粒直径小，使得靠近第二活性物质层25的第一反应层242的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第一反应层242内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体20的使用性能，同时还能够缓解电池单体20出现极化的现象。

根据本申请的一些实施例，请参见图8和图9所示，第一活性物质层24的第一反应层242的数量为N₁，满足，2≤N₁≤3。

其中，第一活性物质层24的第一反应层242的数量可以是2个，也可以是3个，示例性的，在图9中，第一活性物质层24包括沿导电柱的径向Y层叠设置的两个第一反应层242。

通过将第一活性物质层24的第一反应层242的数量设置在2个至3个，从而一方面能够缓解因第一反应层242的数量过小而造成电解液的浸润效果不佳的现象，以保证电池单体20的使用性能，另一方面能够降低因第一反应层242的数量过多而导致第一活性物质层24的制造难度过大且存在脱落的风险。

根据本申请的一些实施例，参照图8和图9，第二活性物质层25包括多个第二反应层251，多个第二反应层251沿导电柱的径向Y层叠设置。

其中，多个第二反应层251沿导电柱的径向Y层叠设置，即多个第二反应层251沿导电柱的径向Y层叠于第一活性物质层24与导电柱22之间。

第二活性物质层25由沿导电柱的径向Y排布的多个第二反应层251堆叠而成，采用这种结构的第二活性物质层25一方面便于制造，有利于降低第二活性物质层25设置在壳体21的容纳腔211的腔壁面上的制造难度，另一方面能够提升第二活性物质层25的电解液的浸润效果，以保证金属离子的在第二活性物质层25内的穿透性。

在一些实施例中，参见图8和图9所示，沿导电柱的径向Y，多个第二反应层251中靠近第一活性物质层24的第二反应层251的密度小于其他第二反应层251的密度。

其中，多个第二反应层251中靠近第一活性物质层24的第二反应层251的密度小于其他第二反应层251的密度，即多个第二反应层251中最靠近第一活性物质层24的第二反应层251的密度最小。

通过将靠近第一活性物质层24的第二反应层251的密度设置为比其他第二反应层251的密度小，使得靠近第一活性物质层24的第二反应层251的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第二反应层251内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体20的使用性能，同时还能够缓解电池单体20出现极化的现象。

在一些实施例中，请继续参见图8和图9所示，沿导电柱的径向Y，多个第二反应层251中靠近第一活性物质层24的第二反应层251的颗粒直径小于其他第二反应层251的颗粒直径。

其中，多个第二反应层251中靠近第一活性物质层24的第二反应层251的颗粒直径小于其他第二反应层251的颗粒直径，即多个第二反应层251中最靠近第一活性物质层24的第二反应层251的材质的颗粒度最小。

通过将靠近第一活性物质层24的第二反应层251的颗粒直径设置为比其他第二反应层251的颗粒直径小，使得靠近第一活性物质层24的第二反应层251的动力学更好，以便于金属离子进行扩散至其他第二反应层251内，从而有利于减少内阻，并能够提升电池单体20的使用性能，同时还能够缓解电池单体20出现极化的现象。

根据本申请的一些实施例，请参见图8和图9所示，第二活性物质层25的第二反应层251的数量为N₂，满足，2≤N₂≤3。

其中，第二活性物质层25的第二反应层251的数量可以是2个，也可以是3个，示例性的，在图9中，第二活性物质层25包括沿导电柱的径向Y层叠设置的两个第二反应层251。

通过将第二活性物质层25的第二反应层251的数量设置在2个至3个，从而一方面能够缓解因第二反应层251的数量过小而造成电解液的浸润效果不佳的现象，以保证电池单体20的使用性能，另一方面能够降低因第二反应层251的数量过多而导致第二活性物质层25的制造难度过大且存在脱落的风险。

根据本申请的一些实施例，参照图10和图11，图10为本申请再又一些实施例提供的电池单体20的结构爆炸图，图11为本申请再又一些实施例提供的电池单体20的第一活性物质层24的剖视图。第一活性物质层24面向第二活性物质层25的表面设置有第一刻痕槽243，第一刻痕槽243用于容纳电解液。和/或，第二活性物质层25面向第一活性物质层24的表面设置有第二刻痕槽252，第二刻痕槽252用于容纳电解液。

其中，第一活性物质层24面向第二活性物质层25的表面设置有第一刻痕槽243，即第一活性物质层24在面向第二活性物质层25的表面上凹设有用于容纳电解液的凹槽；同样的，第二活性物质层25面向第一活性物质层24的表面设置有第二刻痕槽252，即第二活性物质层25在面向第一活性物质层24的表面上凹设有用于容纳电解液的凹槽。

可选地，第一刻痕槽243和第二刻痕槽252的结构可以是多种，比如，第一刻痕槽243和第二刻痕槽252为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，也可以是沿第一方向X延伸的条状结构。

在第一活性物质层24包括沿导电柱的径向Y层叠设置的多个第一反应层242的实施例中，第一刻痕槽243设置于多个第一反应层242中在导电柱的径向Y上最靠近第二活性物质层25的第一反应层242面向第二活性物质层25的表面上。同样的，在第二活性物质层25包括沿导电柱的径向Y层叠设置的多个第二反应层251的实施例中，第二刻痕槽252设置于多个第二反应层251中在导电柱的径向Y上最靠近第一活性物质层24的第二反应层251面向第一活性物质层24的表面上。

需要说明的是，在图10和图11中，电池单体20的第一活性物质层24上设置有第一刻痕槽243，且电池单体20的第二活性物质层25上设置有第二刻痕槽252，当然，电池单体20的结构并不局限于此，在其他实施例中，电池单体20也可以只在第一活性物质层24面向第二活性物质层25的表面设置第一刻痕槽243，也可以是只在第二活性物质层25面向第一活性物质层24的表面设置第二刻痕槽252。

通过在第一活性物质层24面向第二活性物质层25的表面上设置用于容纳电解液的第一刻痕槽243，使得这种结构的电池单体20能够有效提升第一活性物质层24对电解液的保液能力，且能够提升电解液对第一活性物质层24的浸润效果，从而有利于提升电池单体20的使用性能。同样的，通过在第二活性物质层25面向第一活性物质层24的表面上设置用于容纳电解液的第二刻痕槽252，使得这种结构的电池单体20能够有效提升第二活性物质层25对电解液的保液能力，且能够提升电解液对第二活性物质层25的浸润效果，从而有利于提升电池单体20的使用性能。

根据本申请的一些实施例，参见图10和图11所示，第一活性物质层24为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，第一刻痕槽243沿导电柱22的周向延伸。

其中，第一刻痕槽243沿导电柱22的周向延伸，即第一刻痕槽243为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，也就是说，第一刻痕槽243环绕第一活性物质层24面向第二活性物质层25的表面的整周设置。当然，在其他实施例中，第一刻痕槽243也可以为沿第一方向X延伸的结构。

通过将第一刻痕槽243设置为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，从而有利于提升第一刻痕槽243对电解液的容纳量，进而能够有效提升第一活性物质层24的保液能力，以保证第一活性物质层24的电解液的浸润效果。

在一些实施例中，请继续参见图10和图11所示，第一刻痕槽243为多个，多个第一刻痕槽243沿第一方向X间隔设置。

其中，多个第一刻痕槽243沿第一方向X间隔设置，即多个第一刻痕槽243沿第一方向X排布。

需要说明的是，若第一刻痕槽243为沿第一方向X延伸的结构，则多个第一刻痕槽243可以沿导电柱22的周向间隔排布。

通过将设置在第一活性物质层24的表面的第一刻痕槽243设置为多个，且多个第一刻痕槽243沿第一方向X间隔设置，从而有利于进一步提升第一活性物质层24的保液能力和电解液的浸润效果，以提升电池单体20的使用性能。

根据本申请的一些实施例，参见图10所示，第二活性物质层25为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，第二刻痕槽252沿导电柱22的周向延伸。

其中，第二刻痕槽252沿导电柱22的周向延伸，即第二刻痕槽252为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，也就是说，第二刻痕槽252环绕第二活性物质层25面向第一活性物质层24的表面的整周设置。当然，在其他实施例中，第二刻痕槽252也可以为沿第一方向X延伸的结构。

通过将第二刻痕槽252设置为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，也就是说，第二刻痕槽252环绕第二活性物质层25整周设置，从而有利于提升第二刻痕槽252对电解液的容纳量，进而能够有效提升第一活性物质层24的保液能力，以保证第一活性物质层24的电解液的浸润效果。

在一些实施例中，请继续参见图10所示，第二刻痕槽252为多个，多个第二刻痕槽252沿第一方向X间隔设置。

其中，多个第二刻痕槽252沿第一方向X间隔设置，即多个第二刻痕槽252沿第一方向X排布。

需要说明的是，若第二刻痕槽252为沿第一方向X延伸的结构，则多个第二刻痕槽252可以沿导电柱22的周向间隔排布。

通过将设置在第二活性物质层25的表面的第二刻痕槽252设置为多个，且多个第二刻痕槽252沿第一方向X间隔设置，从而有利于进一步提升第二活性物质层25的保液能力和电解液的浸润效果，以提升电池单体20的使用性能。

根据本申请的一些实施例，参见图3、图4和图5所示，端盖23包括盖本体231和极柱232。盖本体231盖合于开口212。极柱232绝缘安装于盖本体231上。其中，导电柱22连接于极柱232。

其中，端盖23的盖本体231上设置有极柱232，极柱232绝缘安装于盖本体231上，极柱232与导电柱22相连，以通过极柱232作为电池单体20的一个输出极。

极柱232绝缘安装于盖本体231上，即极柱232与盖本体231之间未形成电连接，也就是说，极柱232和盖本体231之间设置有绝缘件，使得极柱232与盖本体231之间未形成电连接。

可选地，导电柱22与极柱232可以是一体式结构，也可以是分体式结构。若导电柱22与极柱232为一体式结构，则导电柱22与极柱232可以通过铸造或车削等工艺加工成型；若导电柱22与极柱232为分体式结构，则导电柱22与极柱232可以通过焊接、卡接或螺栓螺接等工艺进行装配连接。

通过将导电柱22与绝缘安装于盖本体231上的极柱232相连，以通过极柱232实现电池单体20的电能的输入或输出，从而能够缓解导电柱22通过盖本体231与壳体21出现短接的现象，进而有利于减少电池单体20在使用过程中的安全隐患。

在一些实施例中，导电柱22与极柱232为一体成型结构。

其中，导电柱22与极柱232为一体成型结构，即导电柱22与极柱232为一体式结构。

在其他实施例中，极柱232与导电柱22也可以是分体式结构，导电柱22连接于极柱232上。示例性的，极柱232与导电柱22的连接方式可以是多种，可以是导电柱22直接连接于极柱232，比如，焊接或抵接等。当然，导电柱22也可以是与极柱232间接连接，比如，导电柱22先与其他部件相互焊接或抵接后，再与极柱232相互焊接或抵接。

通过将导电柱22与极柱232设置为一体成型的结构，采用这种结构的电池单体20一方面有利于提升导电柱22与极柱232之间的连接稳定性和可靠性，以保证导流面积，另一方面便于将导电柱22和端盖23整体与壳体21进行装配，有利于降低电池单体20的装配难度，以提升电池单体20的装配效率。

根据本申请的一些实施例，参见图4和图5所示，第一活性物质层24为负极活性物质层，第二活性物质层25为正极活性物质层。

当然，在其他实施例中，第一活性物质层24也可以为正极活性物质层，对应的，第二活性物质层25为负极活性物质层。

设置在壳体21面向容纳腔211的一侧上的第一活性物质层24为负极活性物质层，对应的，设置在导电柱22的外周面上的第二活性物质层25为正极活性物质层，以使负极活性物质层能够包覆在正极活性物质层的外侧，采用这种结构的电池单体20能够有效降低析锂的风险，以提升电池单体20的使用安全性。

根据本申请的一些实施例，请参见图4和图5所示，电池单体20还包括隔离膜26。隔离膜26设置于第一活性物质层24与第二活性物质层25之间，以分隔第一活性物质层24和第二活性物质层25。

其中，在第一活性物质层24和第二活性物质层25均为沿导电柱22的周向延伸的实施例中，隔离膜26则为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，即隔离膜26包覆于第二活性物质层25的外周侧，以使隔离膜26能够对第一活性物质层24和第二活性物质层25进行有效分隔。

示例性的，隔离膜26的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。

在一些实施例中，隔离膜26的形状与第二活性物质层25的外周面相互契合，即隔离膜26的形状与第二活性物质层25的外周面的形状相同，参见图6所示，若第二活性物质层25的外周面垂直于第一方向X的横截面为圆形，则隔离膜26为圆柱状中空结构；参见图7所示，若第二活性物质层25的外周面垂直于第一方向X的横截面为六边形，则隔离膜26为六棱柱中空结构。

电池单体20还设置有位于第一活性物质层24和第二活性物质层25之间的隔离膜26，从而能够有效实现第一活性物质层24和第二活性物质层25之间的绝缘隔离，以降低第一活性物质层24和第二活性物质层25出现短接的现象，进而有利于降低电极组件在使用过程中的安全隐患。

根据本申请的一些实施例，本申请实施例还提供了一种电池100，电池100包括以上任一方案的电池单体20。

根据本申请的一些实施例，本申请实施例还提供了一种用电装置，用电装置包括以上任一方案的电池单体20，并且电池单体20用于为用电装置提供电能；或，用电装置包括以上任一方案的电池100，并且电池100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20或电池100的设备或系统。

根据本申请的一些实施例，参见图3至图4以及图8至图11所示，本申请提供了一种电池单体20，电池单体20包括壳体21、导电柱22、端盖23、隔离膜26。

壳体21的内部形成有容纳腔211，沿第一方向X，壳体21的一端设置有与容纳腔211连通的开口212，壳体21面向容纳腔211的表面设置有第一活性物质层24，第一活性物质层24为负极活性物质层。壳体21为柱状结构，壳体21的中心轴线沿第一方向X延伸，沿第一方向X，壳体21的长度为L，壳体21垂直于第一方向X的横截面在垂直于第一方向X上的最大尺寸为D₁，满足，L≥D₁。导电柱22沿第一方向X延伸并插设于容纳腔211内，导电柱22的外周面上设置有第二活性物质层25，第二活性物质层25与第一活性物质层24面向设置，第二活性物质层25为正极活性物质层。端盖23包括盖本体231和极柱232，盖本体231盖合于开口212，极柱232绝缘安装于盖本体231上，导电柱22与极柱232为一体成型结构。隔离膜26设置于第一活性物质层24与第二活性物质层25之间，以分隔第一活性物质层24和第二活性物质层25。其中，第一活性物质层24和第二活性物质层25均为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，第一活性物质层24沿导电柱22的周向围合形成供导电柱22插入的安装通道241，安装通道241垂直于第一方向X的横截面为圆形，安装通道241的内表面与第二活性物质层25的外周面相互契合。第一活性物质层24包括两个第一反应层242，两个第一反应层242沿导电柱的径向Y层叠设置，沿导电柱的径向Y，两个第一反应层242中靠近第二活性物质层25的第一反应层242的密度小于另一个第一反应层242的密度，且两个第一反应层242中靠近第二活性物质层25的第一反应层242的颗粒直径小于另一个第一反应层242的颗粒直径。第二活性物质层25包括两个第二反应层251，两个第二反应层251沿导电柱的径向Y层叠设置，沿导电柱的径向Y，两个第二反应层251中靠近第一活性物质层24的第二反应层251的密度小于另一个第二反应层251的密度，且两个第二反应层251中靠近第一活性物质层24的第二反应层251的颗粒直径小于另一个第二反应层251的颗粒直径。第一活性物质层24面向第二活性物质层25的表面设置有多个第一刻痕槽243，第一刻痕槽243用于容纳电解液，第一活性物质层24为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，且多个第一刻痕槽243沿第一方向X间隔设置。第二活性物质层25面向第一活性物质层24的表面设置有多个第二刻痕槽252，第二刻痕槽252用于容纳电解液，第二活性物质层25为沿导电柱22的周向延伸的环形结构，且多个第二刻痕槽252沿第一方向X间隔设置。

根据本申请的一些实施例，本申请实施例还提供了一种电池单体20的制造方法，参照图12，图12为本申请一些实施例提供的电池单体20的制造方法的流程示意图，该制造方法包括：

S100：提供壳体21、导电柱22和端盖23，壳体21的内部形成有容纳腔211，沿第一方向X，壳体21的一端设置有与容纳腔211连通的开口212，导电柱22沿第一方向X延伸；

S200：在壳体21面向容纳腔211的一侧设置第一活性物质层24；

S300：将导电柱22与端盖23相连；

S400：在导电柱22的外周面上设置第二活性物质层25，第二活性物质层25与第一活性物质层24的极性相反；

S500：将导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内，以使第一活性物质层24与第二活性物质层25面向设置，并使端盖23盖合于开口212。

其中，在步骤S200中，第一活性物质层24为直接涂覆于壳体21面向容纳腔211的表面上，即第一活性物质层24涂覆于容纳腔211的腔壁面上。当然，在一些实施例中，也可以是先将第一活性物质层24涂覆于金属箔制成的集流体上，在将涂覆有第一活性物质层24的集流体设置于壳体21的容纳腔211内，并将集流体连接于壳体21面向容纳腔211的表面上。

在步骤S500中，将导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内，即将设置有第二活性物质层25的导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内，以使第一活性物质层24与第二活性物质层25在导电柱的径向Y上面向设置。

示例性的，第一活性物质层24采用干法涂覆工艺涂覆于壳体21面向容纳腔211的表面上。同样的，第二活性物质层25采用干法涂覆工艺涂覆于导电柱22的外周面上。

在上述制造方法中，通过先在壳体21面向容纳腔211的一侧上设置第一活性物质层24，并将导电柱22与端盖23相连后在导电柱22的外周面上设置第二活性物质层25，之后再将设置有第二活性物质层25的导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内，以实现第一活性物质层24与第二活性物质层25面向设置，并同时将端盖23与开口212相互盖合，从而完成电池单体20的装配制造，采用这种制造方法制造的电池单体20无需对极片进行卷绕，且节省了集流构件与极耳相互装配连接的工艺，进而极大地优化了电池单体20的生产工艺和生产节拍，有利于提升电池单体20的生产效率。

根据本申请的一些实施例，参照图13，图13为本申请又一些实施例提供的电池单体20的制造方法的流程示意图。电池单体20的制造方法还包括：

S600：提供隔离膜26；

在步骤S500将导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内，以使第一活性物质层24与第二活性物质层25面向设置，并使端盖23盖合于开口212之前，电池单体20的制造方法还包括：

S700：将隔离膜26包覆于第二活性物质层25的外侧。

其中，在步骤S700之后进行步骤S500，即表示将设置有第二活性物质层25并包覆有隔离膜26的导电柱22沿第一方向X插设于壳体21的容纳腔211内，以使第一活性物质层24与第二活性物质层25面向设置，且使得隔离膜26位于第一活性物质层24和第二活性物质层25之间。

需要说明的是，在图13中，步骤S600设置于步骤S400之后，当然，在一些实施例中，步骤S600可以是在步骤S700之前的任一步骤的前后均可。

在上述的制造方法中，在将设置有第二活性物质层25的导电柱22插设于壳体21的容纳腔211内之前先在第二活性物质层25外侧包覆隔离膜26，使得导电柱22在插设于壳体21的容纳腔211内时能够同时将隔离膜26装配至壳体21内，并实现隔离膜26设置于第一活性物质层24和第二活性物质层25之间，采用这种制造方法一方面能够提升隔离膜26的装配效率，另一方面有利于降低隔离膜26的装配难度。

需要说明的是，通过上述各实施例提供的制造方法制造的电池单体20的相关结构，可参见前述各实施例提供的电池单体20，在此不再赘述。

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结合。

以上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 (27)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，内部形成有容纳腔，沿第一方向，所述壳体的一端设置有与所述容纳腔连通的开口，所述壳体面向所述容纳腔的一侧设置有第一活性物质层；

导电柱，沿所述第一方向延伸并插设于所述容纳腔内，所述导电柱的外周面上设置有第二活性物质层，所述第二活性物质层与所述第一活性物质层面向设置，且所述第二活性物质层与所述第一活性物质层的极性相反；以及

端盖，盖合于所述开口，并与所述导电柱相连。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层涂覆于所述壳体面向所述容纳腔的表面上。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体为柱状结构，所述壳体的中心轴线沿所述第一方向延伸。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，沿所述第一方向，所述壳体的长度为L，所述壳体垂直于所述第一方向的横截面在垂直于所述第一方向上的最大尺寸为D₁，满足，L≥D₁。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，1.5≤L/D₁；和/或，L/D₁≤25。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层和所述第二活性物质层均为沿所述导电柱的周向延伸的环形结构。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层沿所述导电柱的周向围合形成供所述导电柱插入的安装通道，所述安装通道的内表面与所述第二活性物质层的外周面相互契合。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述安装通道垂直于所述第一方向的横截面为圆形。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层包括多个第一反应层，多个所述第一反应层沿所述导电柱的径向层叠设置。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，沿所述导电柱的径向，多个所述第一反应层中靠近所述第二活性物质层的所述第一反应层的密度小于其他所述第一反应层的密度。

11.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，沿所述导电柱的径向，多个所述第一反应层中靠近所述第二活性物质层的所述第一反应层的颗粒直径小于其他所述第一反应层的颗粒直径。

12.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层的所述第一反应层的数量为N₁，满足，2≤N₁≤3。

13.根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第二活性物质层包括多个第二反应层，多个所述第二反应层沿所述导电柱的径向层叠设置。

14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，沿所述导电柱的径向，多个所述第二反应层中靠近所述第一活性物质层的所述第二反应层的密度小于其他所述第二反应层的密度。

15.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，沿所述导电柱的径向，多个所述第二反应层中靠近所述第一活性物质层的所述第二反应层的颗粒直径小于其他所述第二反应层的颗粒直径。

16.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，所述第二活性物质层的所述第二反应层的数量为N₂，满足，2≤N₂≤3。

17.根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层面向所述第二活性物质层的表面设置有第一刻痕槽，所述第一刻痕槽用于容纳电解液；和/或

所述第二活性物质层面向所述第一活性物质层的表面设置有第二刻痕槽，所述第二刻痕槽用于容纳电解液。

18.根据权利要求17所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层为沿所述导电柱的周向延伸的环形结构，所述第一刻痕槽沿所述导电柱的周向延伸。

19.根据权利要求18所述的电池单体，其特征在于，所述第一刻痕槽为多个，多个所述第一刻痕槽沿所述第一方向间隔设置。

20.根据权利要求17所述的电池单体，其特征在于，所述第二活性物质层为沿所述导电柱的周向延伸的环形结构，所述第二刻痕槽沿所述导电柱的周向延伸。

21.根据权利要求20所述的电池单体，其特征在于，所述第二刻痕槽为多个，多个所述第二刻痕槽沿所述第一方向间隔设置。

22.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述端盖包括：

盖本体，盖合于所述开口；

极柱，绝缘安装于所述盖本体上；

其中，所述导电柱连接于所述极柱。

23.根据权利要求22所述的电池单体，其特征在于，所述导电柱与所述极柱为一体成型结构。

24.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一活性物质层为负极活性物质层，所述第二活性物质层为正极活性物质层。

25.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：

隔离膜，设置于所述第一活性物质层与所述第二活性物质层之间，以分隔所述第一活性物质层和所述第二活性物质层。

26.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-25任一项所述的电池单体。

27.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-25任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能；或

包括如权利要求26所述的电池，所述电池用于提供电能。

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