CN220233275U - 电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

电池单体、电池和用电装置 Download PDF

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张继君
朱翠翠
王少飞
魏奕民
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Abstract

本申请公开了电池单体、电池和用电装置。其中，电池单体包括外壳、电极组件、第一处理器、检测传感器和第二处理器。电极组件设置于外壳内部。第一处理器设置于外壳内部。检测传感器设置于外壳内部且与第一处理器之间通过第一通信线路电连接。第二处理器设置于外壳外部且与第一处理器之间通过第二通信线路电连接。其中，第二通信线路的数量小于第一通信线路的数量。通过上述方式，能够减少穿设于外壳的通信线路的数量，提高电池单体的可靠性和稳定性。

Description

电池单体、电池和用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及电池单体、电池和用电装置。
背景技术
随着电池技术的发展，电池单体应用于越来越多的领域，并在汽车动力领域逐渐替代传统的石化能源。电池单体可存储有化学能并将化学能可控地转化为电能。在可循环利用的电池单体中，在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。
一般，电池单体包括电极组件、电极柱和外壳，外壳能够容纳电极组件。电极组件通过电极柱与外界电连接。同时，为了提高电池单体的可靠性，现有技术常在电池单体上集成传感器，但传感器的集成使得电池单体走线复杂，影响了电池单体可靠性的进一步提高。
实用新型内容
鉴于上述问题，本申请提供电池单体、电池和用电装置，能够减少穿设于外壳的通信线路的数量，提高电池单体的可靠性和稳定性。
第一方面，本申请提供了一种电池单体，电池单体包括外壳、电极组件、第一处理器、检测传感器和第二处理器。电极组件设置于外壳内部。第一处理器设置于外壳内部。检测传感器设置于外壳内部且与第一处理器之间通过第一通信线路电连接。第二处理器设置于外壳外部且与第一处理器之间通过第二通信线路电连接。其中，第二通信线路的数量小于第一通信线路的数量。
通过上述方式，通过设置检测传感器因第二通信线路的数量小于第一通信线路的数量，相较于将检测传感器设置在外壳内部并将第一通信线路穿设外壳往外引出而言，能够可有效地减少穿设于外壳的通信线路的数量，减少通信线路受影响或损坏的概率，进而降低通信线路发生不良情形的风险，减少通信线路发生风险对其他元器件和结构的影响，进而提升电池单体的可靠性和稳定性。同时，通过减少穿设于外壳的通信线路的数量，更容易对电池单体进行装配。此外，通过减少穿设于外壳的通信线路的数量，能够更容易对外壳进行密封，提高电池单体的工作稳定性。
在一些实施例中，外壳包括壁部，壁部开设有安装孔。第二通信线路通过安装孔从外壳内部延伸至外壳外部。
通过上述方式，可允许第二通信线路从外壳内部穿过外壳延伸至外壳外部，并通过减少穿过外壳的通信线路的数量，使得所安装孔在壁部的占用面积减少，提高壁部的空间利用率。
在一些实施例中，安装孔的数量与第二通信线路的数量相同，且一一对应。
通过上述方式，可减少不同的第二通信线路互相之间的干扰，并通过减少穿过外壳的通信线路的数量，相应地减少安装孔的开设数量，有利于减少成本，便于对外壳进行密封，提高电池单体的工作可靠性。
在一些实施例中，电池单体包括第一电路板，第一电路板设置于外壳内部，并封堵安装孔，第一处理器设置于第一电路板。
通过上述方式，通过设置第一电路板封堵安装孔，可提高外壳的密封效果，限制电池单体内部的电解液经安装孔泄漏。通过将第一处理器设置于第一电路板，可提高第一处理器与其他部件的连接稳定性。
在一些实施例中，第一处理器设置于第一电路板背离外壳内部的一侧。
通过上述方式，可降低第一处理器因与电极组件接触而短路的风险，同时降低电极组件和/或电解液对第一处理器的腐蚀损害。
在一些实施例中，检测传感器包括采样模块和调理模块，采样模块设置于第一电路板且与调理模块电连接，调理模块通过第一通信线路与第一处理器电连接。其中，采样模块设置于第一电路板朝向外壳内部的一侧，调理模块设置于第一电路板背离外壳内部的一侧。
通过上述方式，可降低调理模块因与电极组件接触而短路的风险，同时降低电极组件和/或电解液对调理模块的腐蚀损害。
在一些实施例中，壁部朝向外壳内部一侧开设有第一固定槽。安装孔开设于第一固定槽的底部，且连通第一固定槽。第一固定槽与外壳内部连通。第一电路板固定设置于第一固定槽。
通过上述方式，通过开设第一固定槽，可减少第一电路板的占用空间，进而使得电池单体的整体体积较小，进而提高电池单体的体积能量密度，而且还可限制第一电路板沿安装孔的径向的运动范围，有利于进行第一电路板的安装，提高第一电路板的结构稳定性；另外，第一电路板固定设置于第一固定槽，还能够减少第一电路板暴露于外壳内部的面积，减少受电解液腐蚀的概率，而且还能够进一步远离电极组件，减少与电极组件接触而导致短接的概率，进而能够提升第一电路板的可靠性。
在一些实施例中，电池单体包括第二电路板，第二电路板设置于外壳外部，并封堵安装孔。第二处理器设置于第二电路板。
通过上述方式，可限制电池单体内部的电解液经安装孔泄漏。通过将第二处理器设置于第二电路板，可提高第二处理器与其他部件的连接稳定性。
在一些实施例中，壁部背离外壳内部一侧开设有第二固定槽，第二固定槽连通安装孔和外壳外部。第二电路板固定设置于第二固定槽。
通过上述方式，可限制第二电路板沿安装孔的径向的运动范围，有利于进行第二电路板的安装。
在一些实施例中，第二处理器设置于第二电路板背离外壳内部的一侧。
通过上述方式，可降低第二处理器因与电极组件接触而短路的风险，同时降低电极组件和电解液对第二处理器的腐蚀损害，便于第二处理器与处于外壳外部的部件进行连接；而且第二处理器设置于第二电路板背离外壳内部的一侧，便于第二处理器散热，提高散热性能。
在一些实施例中，电池单体包括功能电路，功能电路与第二处理器电连接，并设置于第二电路板背离外壳内部的一侧。
通过上述方式，降低功能电路因与电极组件接触而短路的风险，同时降低电极组件和电解液对功能电路的腐蚀损害，便于功能电路与处于外壳外部的部件进行连接。
在一些实施例中，检测传感器的数量为至少两个，至少两个检测传感器分别通过各自的第一通信线路与第一处理器连接。第一处理器用于将至少两个检测传感器的输出信号转换成串行信号，并通过第二通信线路传输至第二处理器。
通过上述方式，第一处理器能够有效地向外输出至少两个检测传感器获取到的外壳内部的环境信息，可基于将至少两个检测传感器的输出信号转换成串行信号能够减少所需的第二通信线路的数量，相应地可减少安装孔的数量，从而有利于对外壳进行密封，提高电池单体的可靠性和稳定性。
在一些实施例中，电池单体还包括功能电路，功能电路设置于外壳外部。功能电路与第二处理器之间通过第三通信线路电连接。其中，第三通信线路的数量大于第二通信线路的数量。
通过上述方式，可减少穿设于外壳的通信线路的数量，进而减少由于通信线路较多且而导致的不可靠风险，从而更容易对外壳进行密封，提高电池单体的工作稳定性。
在一些实施例中，功能电路包括均衡电路和通信电路中的至少一者。
通过上述方式，通过设置均衡电路，可维持多个电池单体的一致性，降低电池单体存在过充或者过放的风险。通过通信电路，第二处理器可将电池单体的运行状态传递至外界系统，以供外界系统管理电池单体。
在一些实施例中，电池单体包括两个电极柱，两个电极柱间隔穿设于壁部，且与电极组件电连接。第一处理器和第二处理器均与两个电极柱电连接。电极组件通过两个电极柱分别为第一处理器和第二处理器供电。
通过上述方式，通过设置电极组件通过两个电极柱分别为第一处理器和第二处理器供电，无需引入额外的电源，可提高电池单体的空间利用率，并简化电池单体与外界的连接线路。
在一些实施例中，第一处理器和两个电极柱通过位于外壳内部的第一供电线路电连接。第二处理器和两个电极柱通过位于外壳外部的第二供电线路电连接。
通过上述方式，通过在外壳内部和外部分别设置第一供电线路和第二供电线路，可节约供电线路的长度，减少供电线路冗余，降低供电线路发生不良的风险，提高电池单体的工作可靠性。
在一些实施例中，外壳包括壳体和端盖，壳体设置有开口端，端盖盖设于开口端，电极组件设置于壳体内部。安装孔开设于端盖。第一处理器和检测传感器位于端盖朝向外壳内部的一侧，第二处理器位于端盖背离外壳内部的一侧。
通过上述方式，端盖可起到对两个电极柱定位的作用。两个电极柱可与端盖相对固定。
第二方面，本申请提供了一种电池，包括上述电池单体。
第三方面，本申请提供了一种用电装置，包括上述电池。
附图说明
通过阅读对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。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为根据一个或多个实施例的车辆的结构示意图；
图2为根据一个或多个实施例的电池的分解结构示意图；
图3为根据一个或多个实施例的电池单体的分解结构示意图；
图4为图3所示电池单体的俯视结构示意图；
图5为图4所示电池单体沿A-A剖切线的截面结构的局部示意图；
图6为根据一个或多个实施例的电池单体的电路结构示意框图；
图7为根据一个或多个实施例的在壁部朝向外壳内部的一侧上电极柱、第一处理器、第一电路板和检测传感器的结构示意图；
图8为根据一个或多个实施例的在壁部背离外壳内部的一侧上电极柱、第二处理器、功能电路和第二电路板的连接示意图；
图9为根据一个或多个实施例的第二电路板与壁部的安装过程示意图；
图10为根据一个或多个实施例的在壁部背离外壳内部的一侧上电极柱、第二处理器、功能电路和第二电路板的又一结构示意图；
图11为图10所示结构隐藏了第二处理器、功能电路和第二电路板的结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下：
1000a车辆；
100a电池；200a控制器；300a马达；
10a箱体；11a第一部分；12a第二部分；
1电池单体；100外壳；101壁部；102安装孔；103第一固定槽；104第二固定槽；110壳体；111开口端；112开口；120端盖；200电极组件；201极耳；300第一处理器；310第一电路板；320调理模块；400检测传感器；410第一通信线路；420采样模块；500第二处理器；510第二通信线路；520第二电路板；530功能电路；531均衡电路；532通信电路；540第三通信线路；600电极柱；610第一供电线路；620第二供电线路。
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。
除非另有定义，本文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；本文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。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。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。
在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
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。
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。
随着电池技术的发展，电池单体应用于越来越多的领域，并在汽车动力领域逐渐替代传统的化石能源。电池单体可存储有化学能并将化学能可控地转化为电能。在可循环利用的电池单体中，在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。
一般，电池单体可包括电极组件、电极柱和外壳，外壳能够容纳电极组件。电极组件通过电极柱与外界电连接。现有的电池单体的结构中，在外壳的外部不便于获取外壳内部的环境信息，因此不便于对电池单体的工作状态进行有效管理。在相关技术中，在外壳内部设置用于获取外壳内部的环境信息的传感器，检测传感器需要通过较多通信线路从外壳内部穿至外壳外部，数量较多的通信线路之间会互相干扰，使得通信线路散热不顺畅，可能容易发生起火、发热或者短接等风险，进而导致电池单体的可靠性和稳定性较差。
为了减少穿设于外壳的通信线路的数量，可分别设置第一处理器和第二处理器，第一处理器设置于外壳内部和检测传感器连接，使得连接于第一处理器和检测传感器之间的且数量较多的第一通信线路无需穿过外壳设置。第二处理器设置于外壳外部且与第一处理器之间通过数量较少的第二通信线路电连接，如此可设置第二通信线路的数量小于第一通信线路的数量，而第二通信线路穿设于外壳以连接外壳内部的第一处理器和外壳外部的第二处理器，相较于直接将第一通信线路从外壳内部穿至外壳外部而言，可有效地减少穿设于外壳的通信线路的数量，不仅可以通过检测传感器获取外壳的内部环境，还能够减少通信线路产生风险的概率，提升电池单体的可靠性和稳定性。
基于以上考虑，本申请提供电池单体、电池和用电装置。其中，电池单体包括外壳、电极组件、第一处理器、检测传感器和第二处理器。电极组件设置于外壳内部。第一处理器设置于外壳内部。检测传感器设置于外壳内部且与第一处理器之间通过第一通信线路电连接，如此可以无需直接将第一通信线路穿设于外壳而引出外壳外部。第二处理器设置于外壳外部且与第一处理器之间通过第二通信线路电连接。其中，第二通信线路的数量小于第一通信线路的数量，如此能够将数量较少的第二通信线路穿设于外壳引出外壳外部，进而减少在外部环境受到损坏的概率，数量越少越可靠。如此，可减少穿设于外壳的通信线路的数量，能够减少通信线路在穿引过程中所导致的风险，进而能够降低通信线路发生不良情形的风险的概率，还能够减少通信线路发生风险对其他元器件和结构的影响，提升电池单体的可靠性和稳定性。同时，通过减少穿设于外壳的通信线路的数量，更容易对电池单体进行装配。另外，穿设于外壳的通信数量较少更容易对外壳进行密封。
本申请实施例公开的电池单体、电池和用电装置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1000a为例进行说明。
请参照图1，车辆1000a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1000a的内部设置有电池100a，电池100a可以设置在车辆1000a的底部或头部或尾部。电池100a可以用于车辆1000a的供电，例如，电池100a可以作为车辆1000a的操作电源。车辆1000a还可以包括控制器200a和马达300a，控制器200a用来控制电池100a为马达300a供电，例如，用于车辆1000a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100a不仅可以作为车辆1000a的操作电源，还可以作为车辆1000a的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000a提供驱动动力。
在一些实施例中，电池100a可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
本申请的实施例所提到的电池100a是指包括一个或多个电池单体1以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。
本申请实施例中，电池单体1可以为二次电池，二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。每个电池单体1也可以为一次电池。
电池单体1包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。电池单体1可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
在一些实施例中，电池100a可以为电池模块，电池单体1有多个时，多个电池单体1排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中，请参照图2，电池100a可以为电池包，电池包包括箱体10a和电池单体1，电池单体1或电池模块容纳于箱体10a中。
在一些实施例中，箱体10a可以作为车辆1000a的底盘结构的一部分。例如，箱体10a的部分可以成为车辆1000a的地板的至少一部分，或者，箱体10a的部分可以成为车辆1000a的横梁和纵梁的至少一部分。
请参照图2，电池100a包括箱体10a和电池单体1，电池单体1容纳于箱体10a内。其中，箱体10a用于为电池单体1提供容纳空间，箱体10a可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10a可以包括第一部分11a和第二部分12a，第一部分11a与第二部分12a相互盖合，第一部分11a和第二部分12a共同限定出用于容纳电池单体1的容纳空间。第二部分12a可以为一端开口的空心结构，第一部分11a可以为板状结构，第一部分11a盖合于第二部分12a的开口侧，以使第一部分11a与第二部分12a共同限定出容纳空间；第一部分11a和第二部分12a也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11a的开口侧盖合于第二部分12a的开口侧。当然，第一部分11a和第二部分12a形成的箱体10a可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100a中，电池单体1可以是多个，多个电池单体1之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体1中既有串联又有并联。多个电池单体1之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体1构成的整体容纳于箱体10a内；当然，电池100a也可以是多个电池单体1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10a内。电池100a还可以包括其他结构，例如，该电池100a还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体1之间的电连接。
请参照图3和图4，电池单体1是指组成电池的最小单元。在本实施例中，以圆柱形电池单体1为例来进行描述。如图3和图4所示，电池单体1包括有外壳100以及电极组件200以及其他的功能性部件。
在一些实施方式中，外壳100用于封装电极组件200及电解质等部件。外壳100可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
外壳100可包括端盖120和壳体110。端盖120是指盖合于壳体110的开口处以将电池单体1的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖120的形状可以与壳体110的形状相适应以配合壳体110。可选地，端盖120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120在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体1能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖120上可以设置有如电极柱600等的功能性部件。电极柱600可以用于与电极组件200电连接，以用于输出或输入电池单体1的电能。在一些实施例中，端盖120上还可以设置有用于在电池单体1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120的材质也可以是多种的，比如，包括但不限于铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。在一些实施例中，在端盖120的内侧还可以设置有绝缘部件，绝缘部件可以用于隔离壳体110内的电连接部件与端盖120，以降低短路的风险。示例性的，绝缘部件可以是塑料、橡胶等。
壳体110是用于配合端盖120以形成电池单体1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200、电解液以及其他部件。壳体110和端盖120可以是独立的部件，可以于壳体110上设置开口112，通过在开口112处使端盖120盖合开口112以形成电池单体1的内部环境。不限地，也可以使端盖120和壳体110一体化，具体地，端盖120和壳体110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110的内部时，再使端盖120盖合壳体110。壳体110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110的形状可以根据电极组件200的具体形状和尺寸大小来确定。壳体110的材质可以是多种，比如，包括但不限于铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
电极组件200是电池单体1中发生电化学反应的部件。壳体110内可以包含一个或更多个电极组件200。
在一些实施例中，电极组件200包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中，活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间，可以起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中，正极可以为正极片，正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。
在一些实施例中，负极可以为负极片，负极片可以包括负极集流体。
作为示例，负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例，负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中，正极集流体的材料可以为铝，负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中，电极组件200还包括隔离件，隔离件设置在正极和负极之间。
在一些实施方式中，隔离件为隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例，隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯，陶瓷中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间，也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中，隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间，同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中，电池单体还包括电解质，电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。
其中，液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
其中，凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络，搭配离子液体-锂盐。
其中，固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例，聚合物固态电解质可以为聚醚(聚氧化乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例，无机固态电解质可以为氧化物固体电解质(晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜)、硫化物固体电解质(晶态的锂超离子导体(锂锗磷硫、硫银锗矿)、非晶体硫化物)以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例，复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施方式中，电极组件200为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中，电极组件200设有极耳201，极耳可以将电流从电极组件200导出。极耳包括正极耳和负极耳。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100a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201连接电极柱以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例，如图3至图6所示，本申请电池单体1实施例所描述的电池单体1包括外壳100、电极组件200、第一处理器300、检测传感器400和第二处理器500。电极组件200设置于外壳100内部。第一处理器300设置于外壳100内部。检测传感器400设置于外壳100内部且与第一处理器300之间通过第一通信线路410电连接。第二处理器500设置于外壳100外部且与第一处理器300之间通过第二通信线路510电连接。其中，第二通信线路510的数量小于第一通信线路410的数量。
在电池单体1的使用过程中，外壳100的内部常常处于动态地变化过程，例如电极组件200可发生体积的膨胀，又例如外壳100内部的温度和压力会发生变化，或外壳100内部有气体的生成。可通过检测传感器400获取外壳100内部的环境信息，以能够提高对电池单体1工作状态进行管理的有效性，进而提高电池单体1工作的稳定性。
第一处理器300可用于对检测传感器400获取到的环境信息进行初步分析处理。例如，第一处理器300可根据检测传感器400获取到的环境信息确定外壳100内部的气体成分及浓度、温度或气压，从而对电池单体1的工作状态进行分析。
第一处理器300对外壳100内部的环境信息进行初步分析处理后可将其发送至第二处理器500，由第二处理器500进行进一步分析处理。通过将第二处理器500设置于外壳100内部，便于第二处理器500与处于外壳100外部的部件进行连接。
例如，电池单体1可包括通信模块，第二处理器500可与通信模块相连接，并通过通信模块连接电池100a管理系统(BMS)。外壳100内部的环境信息被检测传感器400获取之后，可依次经过第一处理器300、第二处理器500和电池100a管理系统的处理，以供电池100a管理系统根据外壳100内部的环境对电池单体1进行控制与管理。例如，电池100a管理系统根据外壳100内部的环境对电池单体1进行充放电控制、热管理等等。
第一通信线路410可处于外壳100内部以连接第一处理器300和检测传感器400，第二通信线路510可穿过外壳100以连接第一处理器300和第二处理器500。第一通信线路410和第二通信线路510均属于通信线路。
由于外壳100内部环境较为复杂，为了充分获取外壳100内部的环境信息，在一些实施例中，检测传感器400的结构往往较为复杂，从检测传感器400需要引出多条通信线路以向外传递外壳100内部的环境信息。在另一些实施例中，在外壳100内部需要设置多个检测传感器400，每个检测传感器400均向外引出通信线路以向外传递外壳100内部的环境信息。因此，电池单体1在外壳100内部具有较多的通信线路，即具有较多的第一通信线路410。
第一处理器300可用于对从第一通信线路410接收到的外壳100内部的环境信息进行处理，以使得第一处理器300可通过较少数量的第二通信线路510向外传递外壳100内部的环境信息。
例如，第一通信线路410的数量为5、6、8或10，第二通信线路510的数量为3或2。又例如，第一通信线路410的数量为12、14或15，第二通信线路510的数量为6或4。
由于外壳100内部环境和外部环境均较为复杂且差异性较大，较多数量的通信线路穿过外壳100设置会增加通信线路发热、短路等风险。通过将第一处理器300设于外壳100内部且第二处理器500设于外壳100外部，在第二通信线路510的数量小于第一通信线路410的数量时，可减少穿设于外壳100的通信线路的数量，降低通信线路发生不良情形的风险。同时，通过减少穿设于外壳100的通信线路的数量，更容易对电池单体1进行装配。例如，与检测传感器400连接的通信线路无需穿过外壳100设置，便于对检测传感器400进行装配。此外，通过减少穿设于外壳100的通信线路的数量，能够更容易对外壳100进行密封，提高电池单体1的工作稳定性。
一根第一通信线路410连接于检测传感器400的一个引脚和第一处理器300的一个引脚之间。换言之，检测传感器400和第一处理器300之间相连接的每一对引脚之间具有一根第一通信线路410。检测传感器400的一个引脚可连接第一处理器300的至少一个引脚，例如检测传感器的1号引脚与第一处理器300的1号引脚连接，则检测传感器400的1号引脚和第一处理器300的1号引脚成为一对引脚(一对一)；例如，检测传感器的1号引脚分别与第一处理器300的1号引脚和2号引脚连接(一对二)，则检测传感器400的1号引脚和第一处理器300的1号引脚成为一对引脚，而检测传感器400的1号引脚和第一处理器300的2号引脚也是一对引脚，如此检测传感器400的1号引脚和第一处理器300的1号引脚之间具有一根第一通信线路410，而检测传感器400的1号引脚和第一处理器300的2号引脚之间也具有一根第一通信线路410，其他一对多的情况同样可以通过上述方式以此类推。
总之，检测传感器400和第一处理器300所相连接的引脚之间可以是一对一或者一对多的关系，均可以按照每对连接的引脚之间具有一根第一通信线路410来计算第一通信线路410的数量。简单来说，检测传感器400和第一处理器400之间的第一通信线路的数量之和为连接于检测传感器400与第一处理器300的引脚之间的第一通信线路410的数量。
同理，一根第二通信线路510连接于第一处理器300的一个引脚和第二处理器500的一个引脚之间。换言之，第二处理器500和第一处理器300之间相连接的每一对引脚之间具有一根第二通信线路510。第一处理器300的一个引脚可连接第二处理器500的至少一个引脚。第一处理器300和第二处理器500之间的第二通信线路510的数量是指第一处理器300和第二处理器500之间相连的引脚所引出的第二通信线路510的数量。
第一处理器300和第二处理器500可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。第一处理器300和第二处理器500还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
例如，第一处理器300和第二处理器500均为MCU。
可选地，检测传感器400的数量为至少一个，每个检测传感器400与第一处理器300之间通过第一通信线路410电连接。
可选地，检测传感器400包括但不限于气压传感器、气体传感器或者温度传感器。第一处理器300可通过不同的检测传感器400获取不同的外壳100内部的环境信息。
具体来说，气压传感器可用于检测外壳100内的气压。在电池单体1的工作过程中会发生气压的变化，例如外壳100内部产生气体或温度升高导致气压快速升高。通过将检测传感器400设置为气压传感器，可检测外壳100内部的气压，有利于对电池单体1的工作状态进行管理。
气体传感器可用于检测外壳100内的气体成分，例如检测H2、CO、CO2或有机气体。在电池单体1的工作过程中可能会产生一些气体，例如产生H2、CO、CO2和有机气体中的一种或多种。通过将检测传感器400设置为气体传感器，可检测外壳100内部的一种或多种气体的浓度，有利于对电池单体1的工作状态进行管理。
温度传感器可用于检测外壳100内的温度。在电池单体1的工作过程中会发生温度的变化，例如温度升高。通过将检测传感器400设置为温度传感器，可检测外壳100内部的温度，有利于对电池单体1的工作状态进行管理。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图3和图5所示，外壳100包括壁部101，壁部101开设有安装孔102。第二通信线路510通过安装孔102从外壳100内部延伸至外壳100外部。外壳100可包括端盖120和壳体110。在一些实施例中，端盖120形成壁部101。在另一些实施例中，壳体110的侧壁或底壁形成壁部101。
壁部101可用于安装第一处理器300。壁部101较为平整，有利于进行第一处理器300的安装。通过在壁部101开设安装孔102，可允许第二通信线路510从外壳100内部穿过外壳100延伸至外壳100外部，使得第一处理器300和第二处理器500之间能够互相传递信息。
通过设置第二通信线路510，可减少穿过外壳100的通信线路的数量，使得所安装孔102在壁部101的占用面积减少，提高壁部101的空间利用率。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5所示，安装孔102的数量与第二通信线路510的数量相同，且一一对应。例如，安装孔102的数量和第二通信线路510的数量均为三个、两个或一个。
每个安装孔102可供一个第二通信线路510穿过。通过将安装孔102于第二通信线路510一一对应地设置，可减少不同的第二通信线路510互相之间的干扰。具体来说，在实现第二处理器500和不同第二通信线路510之间的连接后，通过将安装孔102于第二通信线路510一一对应地设置，有利于进行第一处理器300和不同第二通信线路510之间的连接。或者，在实现第一处理器300和不同第二通信线路510之间的连接之后，通过将安装孔102于第二通信线路510一一对应地设置，有利于进行第二处理器500和不同第二通信线路510之间的连接。
通过设置第二通信线路510，可减少穿过外壳100的通信线路的数量，相应地减少安装孔102的开设数量，有利于减少成本，便于对外壳100进行密封，提高电池单体1的工作可靠性。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5所示，电池单体1包括第一电路板310，第一电路板310设置于外壳100内部，并封堵安装孔102，第一处理器300设置于第一电路板310。
第一电路板310可安装于壁部101。壁部101较为平整，有利于进行第一电路板310的安装。通过设置第一电路板310封堵安装孔102，可提高外壳100的密封效果，限制电池单体1内部的电解液经安装孔102泄漏。
通过将第一处理器300设置于第一电路板310，第一处理器300可安装于壁部101，如此便于第一处理器300的安装，可提高第一处理器300与其他部件的连接稳定性。通过将第一电路板310设置于外壳100内部，能够便于将第一处理器300设置于外壳100内部。
第一电路板310可通过第一通信线路410与检测传感器400电连接。第一处理器300可通过第一电路板310与第一通信线路410电连接，并进一步通过第一通信线路410与检测传感器400电连接。第一处理器300也可直接与第一通信线路410电连接，并通过第一通信线路410连接检测传感器400。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5所示，第一处理器300设置于第一电路板310背离外壳100内部的一侧。
通过将第一处理器300设置于第一电路板310，可提高第一处理器300与检测传感器400之间的连接稳定性。
通过将第一处理器300设置于第一电路板310背离外壳100内部的一侧，第一电路板310可对第一处理器300起到保护作用。具体来说，第一电路板310可阻隔于第一处理器300和电极组件200之间，可阻碍第一处理器300和电极组件200直接接触，降低第一处理器300因与电极组件200接触而短路的风险，同时降低电极组件200对第一处理器300的腐蚀损害。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5和图6所示，检测传感器400包括采样模块420和调理模块320，采样模块420设置于第一电路板310且与调理模块320电连接，调理模块320通过第一通信线路410与第一处理器300电连接。其中，采样模块420设置于第一电路板310朝向外壳100内部的一侧，调理模块320设置于第一电路板310背离外壳100内部的一侧。
采样模块420可获取外壳100内部的环境信息并输出与外壳100内部的环境信息对应的采样信号。通过将采样模块420设置于第一电路板310朝向外壳100内部的一侧，便于采样模块420快速准确地对外壳100内部的环境进行采样。采样信号常常为模拟信号，不适合用于第一处理器300进行数据采集、控制过程、执行计算显示读出等应用。调理模块320可用于将采样信号转换为数字信号，从而使得外壳100内部的环境信息能够被第一处理器300分析处理。
此外，采样信号常常是相当小的电压、电流或变化，调理模块320可包括放大电路，放大电路可用于在将采样信号转换为数字信号之前放大采样信号，以提高采样信号转换成数字信号时的精度。
可选地，调理模块320还可包括滤波电路，滤波电路可用于对采样信号进行低通滤波，以消除噪声和防止混叠现象。
通过将调理模块320设置于第一电路板310，可提高调理模块320与检测传感器400之间的连接稳定性，也可提高调理模块320与第一处理器300之间的连接稳定性。
通过将调理模块320设置于第一电路板310背离外壳100内部的一侧，第一电路板310可对调理模块320起到保护作用。具体来说，第一电路板310可阻隔于调理模块320和电极组件200之间，可阻碍调理模块320和电极组件200直接接触，降低调理模块320因与电极组件200接触而短路的风险，同时降低电极组件200对调理模块320的腐蚀损害。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5和图7所示，壁部101朝向外壳100内部一侧开设有第一固定槽103。安装孔102开设于第一固定槽103的底部，且连通第一固定槽103。第一固定槽103与外壳100内部连通。第一电路板310固定设置于第一固定槽103。
安装孔102的轴向是指安装孔102朝向外壳100内部的一端和背离外壳100内部的一端之间的间隔方向，安装孔102的径向垂直于安装孔102的轴向。
安装孔102可通过第一固定槽103与外壳100内部连通。通过开设第一固定槽103，可限制第一电路板310沿安装孔102的径向的运动范围，有利于进行第一电路板310的安装，还可减少第一电路板310在外壳100内部的占用空间，以能够提高电池单体1的体积能量密度。另外，第一电路板310固定设置于第一固定槽103，还能够减少第一电路板310暴露于外壳100内部的面积，减少受电解液腐蚀的概率，而且还能够进一步远离电极组件200，减少与电极组件200接触而导致短接的概率，进而能够提升第一电路板310的可靠性。
安装孔102的径向尺寸可小于第一固定槽103在该方向上的尺寸。如此设置，有利于第一电路板310对安装孔102进行封堵。
可选地，第一电路板310的形状和第一固定槽103的形状相匹配，使得第一固定槽103用于对第一电路板310进行安装定位。例如，第一电路板310和第一固定槽103的形状均为圆形或椭圆形。又例如，第一电路板310和第一固定槽103的形状均为矩形和两个半圆形组合成的形状，其中矩形的两个对边和两个半圆的直径长度相等且连接。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5和图8所示，电池单体1包括第二电路板520，第二电路板520设置于外壳100外部，并封堵安装孔102。第二处理器500设置于第二电路板520。
第二电路板520可安装于壁部101。壁部101较为平整，有利于进行第二电路板520的安装。通过设置第二电路板520封堵安装孔102，可限制电池单体1内部的电解液经安装孔102泄漏。
通过将第二处理器500设置于第二电路板520，第二处理器500可安装于壁部101，如此便于第二处理器500的安装，可提高第二处理器500与其他部件的连接稳定性。通过将第二电路板520设置于外壳100外部，能够便于将第二处理器500设置于外壳100外部。
第二电路板520可通过第二通信线路510与第一处理器300电连接。第二处理器500可通过第二电路板520与第二通信线路510电连接，以进一步与第一处理器300电连接。第二处理器500也可直接与第二通信线路510电连接，并通过第二通信线路510连接第一处理器300。
进一步地，第一电路板310和第二电路板520在安装孔102的两端相对设置。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5和图9所示，壁部101背离外壳100内部一侧开设有第二固定槽104，第二固定槽104连通安装孔102和外壳100外部。第二电路板520固定设置于第二固定槽104。
通过开设第二固定槽104，可限制第二电路板520沿安装孔102的径向的运动范围，有利于进行第二电路板520的安装。
进一步地，安装孔102开设于第二固定槽104的底壁，安装孔102的径向尺寸小于第二固定槽104在该方向上的尺寸。如此设置，有利于第二电路板520对安装孔102进行封堵。
可选地，第二电路板520的形状和第二固定槽104的形状相匹配，使得第二固定槽104用于对第二电路板520进行安装定位。例如，如图10和图11所示，第二电路板520和第二固定槽104的形状均为圆形或椭圆形。又例如，第二电路板520和第二固定槽104的形状均为矩形和两个半圆形组合成的形状，其中矩形的两个对边和两个半圆的直径长度相等且连接。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图4和图5所示，第二处理器500设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧。
通过将第二处理器500设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧，第二电路板520可对第二处理器500起到保护作用。具体来说，第二电路板520可阻隔于第二处理器500与电极组件200和电解液之间，可阻碍第二处理器500与电极组件200和电解液直接接触，降低第二处理器500因与电极组件200接触而短路的风险，同时降低电极组件200和电解液对第二处理器500的腐蚀损害。
另一方面，通过将第二处理器500设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧，便于第二处理器500与处于外壳100外部的部件进行连接，还便于第二处理器500散热，提高散热性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5和图6所示，电池单体1包括功能电路530，功能电路530与第二处理器500电连接，并设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧。
通过将功能电路530设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧，第二电路板520可对功能电路530起到保护作用。具体来说，第二电路板520可阻隔于功能电路530与电极组件200和电解液之间，可阻碍功能电路530与电极组件200和电解液直接接触，降低功能电路530因与电极组件200接触而短路的风险，同时降低电极组件200和电解液对功能电路530的腐蚀损害。
另一方面，通过将功能电路530设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧，便于功能电路530与处于外壳100外部的部件进行连接。
进一步地，功能电路530与第二处理器500在第二电路板520同侧设置。如此，便功能电路530与第二处理器500进行连接。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图5至图7所示，检测传感器400的数量为至少两个，至少两个检测传感器400分别通过各自的第一通信线路410与第一处理器300连接。第一处理器300用于将至少两个检测传感器400的输出信号转换成串行信号，并通过第二通信线路510传输至第二处理器500。
串行信号指通过串行方式通信的信号。在第一处理器300向第二处理器500传输信息时，通过串行方式通信，可减少所需的第二通信线路510的数量，相应地可减少安装孔102的数量，从而有利于对外壳100进行密封。通过将第一处理器300设置为将至少两个检测传感器400的输出信号转换成串行信号，第一处理器300能够向外输出至少两个检测传感器400获取到的外壳100内部的环境信息。
进一步地，通过串行方式通信，在一些场景中，可实现第一处理器300通过一条第二通信线路510向第二处理器500传输信息。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图4至图6所示，电池单体1还包括功能电路530，功能电路530设置于外壳100外部。功能电路530与第二处理器500之间通过第三通信线路540电连接。其中，第三通信线路540的数量大于第二通信线路510的数量。
在电池单体1的工作过程中，电池单体1的运行状态常常需要被监控和管理，以促进电池单体1保持稳定良好的工作状态。功能电路530可在监控和管理电池单体1的过程中发挥作用。例如，电池单体1可通过功能电路530与电池100a管理系统(BMS)连接，电池100a管理系统对电池单体1可具有控制、管理、检测和计算的功能。又例如，功能电路530对电池单体1的工作状态可具有诊断问题和处理问题的功能。
第三通信线路540可处于外壳100外部以连接第二处理器500和功能电路530，第二通信线路510可穿过外壳100以连接第一处理器300和第二处理器500。第三通信线路540和第二通信线路510均属于通信线路。通过将功能电路530设置于外壳100外部且第二处理器500设于外壳100外部，在第二通信线路510的数量小于第三通信线路540的数量时，可减少穿设于外壳100的通信线路的数量，从而更容易对外壳100进行密封，减少由于通信线路较多且而导致的不可靠风险，提高电池单体1的工作稳定性。
一根第三通信电路540连接于第二处理器500的一个引脚和功能电路530的一个引脚之间。换言之，功能电路530和第二处理器500之间相连接的每一对引脚之间具有一根第三通信电路540。第二处理器500的一个引脚可连接功能电路530的至少一个引脚。第二处理器500和功能电路530之间的第三通信电路540的数量是指第二处理器500和功能电路530之间相连的引脚所引出的第三通信电路540的数量。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图6所示，功能电路530包括均衡电路531和通信电路532中的至少一者。
多个电池单体1可相互连接，以提供更大的输出电压或输出功率。在多个电池单体1相互连接时，电池单体1的电压存在不一致性，导致电池单体1存在过充或者过放的风险。通过设置均衡电路531，可维持多个电池单体1的一致性，降低电池单体1存在过充或者过放的风险。例如，通过均衡电路531，可实现对多个电池单体1中电压较高的电池单体1进行放电，以降低其电压。又例如，通过均衡电路531，可实现对多个电池单体1中电压较低的电池单体1进行充电，以提高其电压。
在电池单体1的工作过程中，电池单体1的运行状态常常需要被外界系统监控和管理，以促进电池单体1保持稳定良好的工作状态。通过通信电路532，第二处理器500可将电池单体1的运行状态传递至外界系统，以供外界系统管理电池单体1。例如，通过通信电路532，第二处理器500可将电池单体1的运行状态传递至电池100a管理系统，以供电池100a管理系统管理电池单体1。
可选地，通信电路532包括可见光通信电路532(VLC)、蓝牙通信电路532和射频通信电路(RF)等。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图3至图5所示，电池单体1包括两个电极柱600，两个电极柱600间隔穿设于壁部101，且与电极组件200电连接。第一处理器300和第二处理器500均与两个电极柱600电连接。电极组件200通过两个电极柱600分别为第一处理器300和第二处理器500供电。
具体来说，电极柱600的一端朝向外壳100内部设置，并可用于电连接设置于外壳100内的电极组件200和第一处理器300，电极柱600的另一端朝向外壳100外部设置并可连接外界和第二处理器500，从而电极组件200可通过电极柱600分别为第一处理器300和第二处理器500供电。
通过设置电极组件200通过两个电极柱600分别为第一处理器300和第二处理器500供电，无需引入额外的电源，可提高电池单体1的空间利用率，并简化电池单体1与外界的连接线路。
进一步地，电极组件200可通过电极柱600实现充电。
进一步地，两个电极柱600可分别为正极柱和负极柱。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图3和图7所示，第一处理器300和两个电极柱600通过位于外壳100内部的第一供电线路610电连接。
第一供电线路610可将第一处理器300连接于两个电极柱600之间。具体来说，电流可由一个电极柱600依次流动至第一处理器300、另一个电极柱600和电极组件200，从而形成电流回路为第一处理器300供电。
通过将第一供电线路610设置于外壳100内部，便于第一供电线路610连接第一处理器300和两个电极柱600。
第二处理器500和两个电极柱600通过位于外壳100外部的第二供电线路620电连接。
第二供电线路620可将第二处理器500连接于两个电极柱600之间。具体来说，电流可由一个电极柱600依次流动至第二处理器500、另一个电极柱600和电极组件200，从而形成电流回路为第二处理器500供电。
通过将第二供电线路620设置于外壳100内部，便于第二供电线路620连接第二处理器500和两个电极柱600。
第一供电线路610和第二供电线路620均属于供电线路。通过在外壳100内部和外部分别设置第一供电线路610和第二供电线路620，可节约供电线路的长度，减少供电线路冗余，降低供电线路发生不良的风险，提高电池单体1的工作可靠性。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图3至图5所示，外壳100包括壳体110和端盖120，壳体110设置有开口端111，端盖120盖设于开口端111，电极组件200设置于壳体110内部。安装孔102开设于端盖120。第一处理器300和检测传感器400位于端盖120朝向外壳100内部的一侧，第二处理器500位于端盖120背离外壳100内部的一侧。
开口端111可开设有上述开口112。端盖120可起到对两个电极柱600定位的作用。两个电极柱600可与端盖120相对固定。
端盖120较为平整，通过将安装孔102开设于端盖120，有利于对安装孔102进行封堵。
通过将第一处理器300和检测传感器400设置于端盖120朝向外壳100内部的一侧，有利于检测传感器400快速准确地获取外壳100内部的环境信息，以及便于第一处理器300对检测传感器400获取的外壳100内部的环境信息进行处理。
通过将第二处理器500设置于端盖120背离外壳100内部的一侧，有利于第二处理器500与处于外壳100外部的部件进行连接。第二通信线路510可通过穿设于安装孔102穿过端盖120，从而能够连接第一处理器300和第二处理器500。
根据本申请的一些实施例，可选地，如图3至图11所示，电池单体1包括外壳100、电极组件200、第一处理器300、检测传感器400和第二处理器500。电极组件200设置于外壳100内部。第一处理器300设置于外壳100内部。检测传感器400设置于外壳100内部且与第一处理器300之间通过第一通信线路410电连接。第二处理器500设置于外壳100外部且与第一处理器300之间通过第二通信线路510电连接。其中，第二通信线路510的数量小于第一通信线路410的数量。外壳100包括壁部101，壁部101开设有安装孔102。第二通信线路510通过安装孔102从外壳100内部延伸至外壳100外部。安装孔102的数量与第二通信线路510的数量相同，且一一对应。电池单体1包括第一电路板310，第一电路板310设置于外壳100内部，并封堵安装孔102，第一处理器300设置于第一电路板310。第一处理器300设置于第一电路板310背离外壳100内部的一侧。电池单体1包括调理模块320，调理模块320设置于第一电路板310背离外壳100内部的一侧，且调理模块320电连接于第一处理器300和检测传感器400之间。壁部101朝向外壳100内部一侧开设有第一固定槽103。安装孔102开设于第一固定槽103的底部，且连通第一固定槽103。第一固定槽103与外壳100内部连通。第一电路板310固定设置于第一固定槽103。电池单体1包括第二电路板520，第二电路板520设置于外壳100外部，并封堵安装孔102。第二处理器500设置于第二电路板520。壁部101背离外壳100内部一侧开设有第二固定槽104，第二固定槽104连通安装孔102和外壳100外部。第二电路板520固定设置于第二固定槽104。第二处理器500设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧。电池单体1包括功能电路530，功能电路530与第二处理器500电连接，并设置于第二电路板520背离外壳100内部的一侧。检测传感器400的数量为至少两个，至少两个检测传感器400分别通过各自的第一通信线路410与第一处理器300连接。第一处理器300用于将至少两个检测传感器400的输出信号转换成串行信号，并通过第二通信线路510传输至第二处理器500。电池单体1还包括功能电路530，功能电路530设置于外壳100外部。功能电路530与第二处理器500之间通过第三通信线路电连接。其中，第三通信线路的数量大于第二通信线路510的数量。功能电路530包括均衡电路531和通信电路532中的至少一者。电池单体1包括两个电极柱600，两个电极柱600间隔穿设于壁部101，且与电极组件200电连接。第一处理器300和第二处理器500均与两个电极柱600电连接。电极组件200通过两个电极柱600分别为第一处理器300和第二处理器500供电。第一处理器300和两个电极柱600通过位于外壳100内部的第一供电线路610电连接。第二处理器500和两个电极柱600通过位于外壳100外部的第二供电线路620电连接。外壳100包括壳体110和端盖120，壳体110设置有开口端111，端盖120盖设于开口端111，电极组件200设置于壳体110内部。安装孔102开设于端盖120。第一处理器300和检测传感器400位于端盖120朝向外壳100内部的一侧，第二处理器500位于端盖120背离外壳100内部的一侧。
根据本申请的一些实施例，如图2所示，电池100a包括上述电池单体1。如此设置，能够通过减少穿设于外壳100的通信线路的数量，更容易对外壳100进行密封，提高电池单体1工作时的稳定性和可靠性，进而提高电池100a工作时的稳定性和可靠性。
根据本申请的一些实施例，如图1所示，用电装置包括上述电池100a。如此设置，能够通过提高电池单体1工作时的稳定性和可靠性以提高电池100a工作时的稳定性和可靠性，进而提高用电装置工作时的稳定性和可靠性。
综上所述，本申请的实施例可实现获取外壳100内部的环境信息，减少穿设于外壳100的通信线路的数量，更容易对外壳100进行密封，提高电池单体1的工作稳定性。
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 (19)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
外壳；
电极组件，设置于所述外壳内部；
第一处理器，设置于所述外壳内部；
检测传感器，设置于所述外壳内部且与所述第一处理器之间通过第一通信线路电连接；
第二处理器，设置于所述外壳外部且与所述第一处理器之间通过第二通信线路电连接；其中，所述第二通信线路的数量小于所述第一通信线路的数量。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，
所述外壳包括壁部，所述壁部开设有安装孔；所述第二通信线路通过所述安装孔从所述外壳内部延伸至所述外壳外部。
3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，
所述安装孔的数量与所述第二通信线路的数量相同，且一一对应。
4.根据权利要求2或3所述的电池单体，其特征在于，
所述电池单体包括第一电路板，所述第一电路板设置于所述外壳内部，并封堵所述安装孔，所述第一处理器设置于所述第一电路板。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，
所述第一处理器设置于所述第一电路板背离所述外壳内部的一侧。
6.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，
所述检测传感器包括采样模块和调理模块，所述采样模块设置于所述第一电路板且与所述调理模块电连接，所述调理模块通过所述第一通信线路与所述第一处理器电连接；其中，所述采样模块设置于所述第一电路板朝向所述外壳内部的一侧，调理模块设置于所述第一电路板背离所述外壳内部的一侧。
7.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，
所述壁部朝向所述外壳内部一侧开设有第一固定槽；所述安装孔开设于所述第一固定槽的底部，且连通所述第一固定槽；所述第一固定槽与所述外壳内部连通；所述第一电路板固定设置于所述第一固定槽。
8.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，
所述电池单体包括第二电路板，所述第二电路板设置于所述外壳外部，并封堵所述安装孔；所述第二处理器设置于所述第二电路板。
9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，
所述壁部背离所述外壳内部一侧开设有第二固定槽，所述第二固定槽连通所述安装孔和所述外壳外部；所述第二电路板固定设置于所述第二固定槽。
10.根据权利要求8或9所述的电池单体，其特征在于，
所述第二处理器设置于所述第二电路板背离所述外壳内部的一侧。
11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，
所述电池单体包括功能电路，所述功能电路与所述第二处理器电连接，并设置于所述第二电路板背离所述外壳内部的一侧。
12.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，
所述检测传感器的数量为至少两个，至少两个所述检测传感器分别通过各自的所述第一通信线路与所述第一处理器连接；所述第一处理器用于将至少两个所述检测传感器的输出信号转换成串行信号，并通过所述第二通信线路传输至所述第二处理器。
13.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，
所述电池单体还包括功能电路，所述功能电路设置于所述外壳外部；所述功能电路与所述第二处理器之间通过第三通信线路电连接；其中，所述第三通信线路的数量大于所述第二通信线路的数量。
14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，
所述功能电路包括均衡电路和通信电路中的至少一者。
15.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，
所述电池单体包括两个电极柱，所述两个电极柱间隔穿设于所述壁部，且与所述电极组件电连接；所述第一处理器和所述第二处理器均与所述两个电极柱电连接；所述电极组件通过所述两个电极柱分别为所述第一处理器和所述第二处理器供电。
16.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，
所述第一处理器和所述两个电极柱通过位于所述外壳内部的第一供电线路电连接；所述第二处理器和所述两个电极柱通过位于所述外壳外部的第二供电线路电连接。
17.根据权利要求15或16所述的电池单体，其特征在于，
所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体设置有开口端，所述端盖盖设于所述开口端，所述电极组件设置于所述壳体内部；所述安装孔开设于所述端盖；所述第一处理器和所述检测传感器位于所述端盖朝向所述外壳内部的一侧，所述第二处理器位于所述端盖背离所述外壳内部的一侧。
18.一种电池，其特征在于，包括一个如权利要求1-17任一项所述电池单体。
19.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求18所述的电池。
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