CN220291039U - 电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电池单体、电池和用电装置。电池单体包括电极组件和绝缘件。绝缘件包括相互连接的第一绝缘部和第二绝缘部，第一绝缘部包覆于电极组件的第一端面，第二绝缘部包覆于电极组件的外周面。其中，第一绝缘部用于支撑电极组件，第一绝缘部具有背离第一端面的第一表面和面向于第一端面的第二表面，第一表面和/或第二表面设置有凸起。本申请提供的技术方案能够提高电池的重量能量密度。

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，具体而言，涉及一种电池单体、电池和用电装置。

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。

在电池技术的发展中，如何提高电池的能量密度，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供了一种电池单体、电池和用电装置，本申请提供的技术方案能够提高电池的重量能量密度。

本申请是通过下述技术方案实现的：

第一方面，本申请提供一种电池单体，电池单体包括电极组件和绝缘件。绝缘件包括相互连接的第一绝缘部和第二绝缘部，第一绝缘部包覆于电极组件的第一端面，第二绝缘部包覆于电极组件的外周面。其中，第一绝缘部用于支撑电极组件，第一绝缘部具有背离第一端面的第一表面和面向于第一端面的第二表面，第一表面和/或第二表面设置有凸起。

上述方案中，通过在第一表面和/或第二表面设置凸起，能够代替目前电池单体的底托板，对电极组件起到支撑的作用，利用凸起将电极组件抬高，以降低外壳的第一端壁和侧壁之间的圆角与电极组件干涉，致使电极组件受损的风险。由于凸起可以代替底托板故能够节省出底托板本身的重量，从而有效地降低电池单体的重量，进而提高了电池的重量能量密度。

根据本申请的一些实施例，第一表面设置有凸起，第二表面对应于凸起的位置设置有凹槽。或，第二表面设置有凸起，第一表面对应于凸起的位置设置有凹槽。

上述方案中，通过在第一绝缘部对应于凸起的另一侧设置凹槽，较直接在第一绝缘部上设置凸起的方案而言，能够有效地降低因设置凸起而造成的重量的增长，使得电池具有较高的重量能量密度。

根据本申请的一些实施例，凹槽内设置有加强件。

上述方案中，通过在凹槽内设置加强件，能够提高第一绝缘部的结构强度，提高凸起对电极组件的支撑作用，降低因电极组件的重量导致凸起坍塌的风险，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，加强件包括设置于凹槽内的填料。

上述方案中，通过在凹槽的内部设置填料，能够提高第一绝缘部的结构强度，提高凸起对电极组件的支撑作用，降低因电极组件的重量导致凸起坍塌的风险，使得电池具有较高的可靠性。在一些实施例中，填料可以为多孔隙结构，例如海绵，通过在凹槽内设置海绵，一方面能够提高凸起对电极组件的支撑效果，另一方面还能够浸润更多的电解液，利于电池充放电性能的提升。

根据本申请的一些实施例，加强件包括涂覆于凹槽的内表面的涂层。

上述方案中，通过在凹槽的内表面设置涂层，能够提高凸起的抗坍塌能力，使得凸起有效地支撑电极组件，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，凸起的数量为多个，多个凸起间隔设置。

上述方案中，通过设置多个凸起共同地支撑电极组件，能够有效地降低电极组件与外壳干涉的风险，也即使得凸起能够有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，凸起为圆形凸起、椭圆形凸起或长条形凸起。

上述方案中，凸起的形状可以多样性，以降低凸起加工的难度，提高电池的制造效率。

根据本申请的一些实施例，凸起为长条形凸起，凸起的长度方向平行于第一端面的宽度方向，凸起的宽度方向平行于第一端面的长度方向。

上述方案中，通过将凸起限定为长条形凸起，且该凸起的长度方向限定为平行于第一端面的宽度方向，能够使得凸起有效地支撑电极组件，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，多个凸起沿第一端面的长度方向间隔设置。

上述方案中，通过将多个凸起限定为沿第一端面的长度方向间隔设置，能够使得多个长条形凸起共同且有效地支撑电极组件，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，第一端面的最大长度为L1，相邻两个凸起之间的最小间距为L2，满足，L1/100≤L2≤L1/2。

上述方案中，通过第一端面的最大长度L1限定相邻两个凸起之间的最小间距L2，使得L1和L2满足L1/100≤L2≤L1/2，能够使得多个凸起能够有效地支撑电极组件，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，电池单体还包括外壳，电极组件设置于外壳内；凸起在垂直于第一端面的方向上的尺寸为h；外壳包括第一端壁和侧壁，第一端面与第一端壁相对设置，侧壁围设于第一端壁的边缘，侧壁的内表面与第一端壁的内表面之间通过圆角过渡连接，圆角的半径为R，满足，R/10≤h≤2R。

上述方案中，凸起在垂直于第一端面的方向上的尺寸h可以看作电极组件被凸起抬高的尺寸，通过将凸起在垂直于第一端面的方向上的尺寸为h和侧壁的内表面与第一端壁的内表面之间的圆角的半径R限定为满足R/10≤h≤2R，能够使得凸起有效地代替底托板对电极组件的抬高作用，以降低电极组件与电池单体的外壳干涉，致使电极组件受损的风险，使得电池具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，满足，3R/10≤h≤R。

上述方案中，通过将h限定为3R/10≤h≤R，能够有效地抬高电极组件，以降低电极组件与电池单体的外壳干涉，致使电极组件受损的风险，同时，也降低因凸起占用过多的空间导致体积能量密度受影响的风险。

根据本申请的一些实施例，所述凸起在垂直于所述第一端面的方向上的尺寸为h，所述第一绝缘部的厚度为t，所述第一绝缘部的拉伸强度为σ，所述电极组件在垂直于所述第一端面的方向上的尺寸为H，满足1≤H/（σ*t/h）≤10。

上述方案中，可以通过1≤H/（σ*t/h）≤10，限定电极组件在垂直于所述第一端面的方向上的尺寸H，凸起在垂直于所述第一端面的方向上的尺寸h、第一绝缘部的厚度t和拉伸强度σ，能够使得凸起有效地支撑并抬高电极组件，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，满足3≤H/（σ*t/h）≤8。

上述方案中，限定3≤H/（σ*t/h）≤8，能够进一步地使得凸起有效地支撑并抬高电极组件，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，第一绝缘部设置有通孔，沿第一绝缘部的厚度方向，通孔的投影与凸起的投影不重叠。

上述方案中，通过在第一绝缘部上设置通孔，一方面可以利用该通孔实现绝缘件的上料定位，另一方面可以使得电解液由通孔浸润至电极组件，提高电解液的浸润效果。

根据本申请的一些实施例，沿第一绝缘部的长度方向，第一绝缘部的端部设置有通孔；和/或，沿第一绝缘部的宽度方向，第一绝缘部的端部设置有通孔。

上述方案中，通过在第一绝缘部的长度方向上的端部和/或宽度方向上的端部设置通孔，一方面利于绝缘件的上料定位，另一方面利于电解液的浸润效果；再一方面，较通孔设置于第一绝缘部的中部而言，通孔设置于第一绝缘部的端部，能够降低因设置通孔而造成第一绝缘部结构强度的影响，提高第一绝缘部对电极组件的支撑效果，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，所述通孔的数量为多个，相邻两个所述通孔之间设置有所述凸起。

上述方案中，一方面设置多个通孔，能够利于电解液的浸润效果，也利于绝缘件的上料定位；另一方面相邻两个凸起之间设置有凸起，能够补偿因设置通孔而造成第一绝缘部结构强度的损失，提高第一绝缘部对电极组件的支撑效果，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

第二方面，本申请一些实施例还提供一种电池，电池包括第一方面任一项的电池单体。

第三方面，本申请一些实施例还提供一种用电装置，包括第一方面任一项的电池单体，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

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中车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例中电池的立体分解图；

图3为本申请一些实施例中电池单体的立体分解图；

图4为本申请一些实施例中电池单体内部结构的局部示意图；

图5为本申请一些实施例中外壳的局部结构的示意图；

图6为本申请一些实施例中第一绝缘部和电极组件的示意图；

图7为本申请另一些实施例中第一绝缘部、电极组件和加强件的示意图；

图8为本申请一些实施例中绝缘件的示意图；

图9为本申请另一些实施例中绝缘件的示意图；

图10为本申请其他一些实施例中绝缘件的示意图。

图标：20-电池单体；21-电极组件；210-第一端面；211-外周面；22-绝缘件；220-第一绝缘部；2200-第一表面；2201-第二表面；221-第二绝缘部；23-凸起；230-凹槽；231-加强件；24-外壳；240-壳体；2400-第一端壁；2401-侧壁；241-端盖；25-电极端子；26-转接件；27-通孔；y-第一端面的长度方向；x-第一端面的宽度方向；z-第一绝缘部的厚度方向；100-电池；1000-车辆；200-控制器；300-马达；10-箱体；11-第一箱本体；12-第二箱本体。

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电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，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。

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。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。

电池单体包括外壳、电极组件和电解液，电极组件设置于外壳的内部。电极组件由正极极片、负极极片和隔膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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。隔膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。隔膜具有电子绝缘性，用于隔离相邻的正极极片和负极极片，防止相邻的正极极片和负极极片短路。隔膜具有大量贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过，对锂离子有很好的透过性。

电池单体还包括绝缘件，绝缘件包覆于电极组件，可以绝缘隔离外壳和电极组件。在一些实施例中，绝缘件可以为绝缘膜、麦拉膜等。

在一些实施例中，电极端子具有第一端面和围设于第一端面边缘的外周面。绝缘件可以包括包覆于第一端面的第一绝缘部，以及包覆于外周面的第二绝缘部。

在电池技术的发展中，如何提高电池的能量密度，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

目前电池单体，如方形电池单体的外壳包括第一端壁和围设于第一端壁的侧壁，侧壁的内表面与第一端壁的内表面之间通过圆角过渡连接（本领域技术人员常将该圆角称为内R角）。为降低电极组件与该圆角的干涉导致电极组件受损的风险，常在电极端子和第一端壁之间设置底托板，以支撑并抬高电极组件。然而，底托板的设置会提高电池的重量，导致电池的重量能量密度降低。

鉴于此，为改善因设置底托板导致电池重量能量密度降低的问题，本申请一些实施例提供一种电池单体，该电池单体包括电极组件和绝缘件。绝缘件包括相互连接的第一绝缘部和第二绝缘部，第一绝缘部包覆于电极组件的第一端面，第二绝缘部包覆于电极组件的外周面。其中，第一绝缘部具有背离第一端面的第一表面和面向于第一端面的第二表面，第一表面和/或第二表面设置有凸起。

上述方案中，通过在第一表面和/或第二表面设置凸起，能够代替目前电池单体的底托板，对电极组件起到支撑的作用，利用凸起将电极组件抬高，以降低外壳的第一端壁和侧壁之间的圆角与电极组件干涉，致使电极组件受损的风险。由于凸起可以代替底托板故能够节省出底托板本身的重量，从而有效地降低电池单体的重量，进而提高了电池的重量能量密度。

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。

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为例进行说明。

请参照图，图为本申请一些实施例中车辆的结构示意图。车辆可以为燃油汽车、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。车辆的内部设置有电池，电池可以设置在车辆的底部，也可以设置在车辆1000的头部，还可以设置在车辆1000的尾部。电池100可以用于车辆1000的进行供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源或使用电源等。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的操作电源或使用电源，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中电池100的立体分解图，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、长方体或正方体等。示例性的，在图2中，箱体10的形状为长方体。

在电池100中，设置于箱体10内的电池单体20可以是一个，也可以是多个。当设置于箱体10内的电池单体20为多个时，多个电池单体20之间可以是串联或并联或混联，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，并整体容纳于箱体10内。

在一些实施例中，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，汇流部件用于连接多个电池单体20，以实现多个电池单体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，但并不局限于此。电池单体20可以呈圆柱体、棱柱体或其它形状等。

本申请一些实施例提供一种电池单体20，请参见图3-图6，图3为本申请一些实施例中电池单体20的立体分解图，图4为本申请一些实施例中电池单体20内部结构的局部示意图，图5为本申请一些实施例中外壳24的局部结构的示意图，图6为本申请一些实施例中第一绝缘部220和电极组件21的示意图。

电池单体20包括电极组件21和绝缘件22。绝缘件22包括相互连接的第一绝缘部220和第二绝缘部221，第一绝缘部220包覆于电极组件21的第一端面210，第二绝缘部221包覆于电极组件21的外周面211。其中，第一绝缘部220用于支撑电极组件21，第一绝缘部220具有背离第一端面210的第一表面2200和面向于第一端面210的第二表面2201，第一表面2200和/或第二表面2201设置有凸起23。

电池单体20包括外壳24，外壳24用于容纳电极组件21，外壳24还可以用于容纳电解质，比如电解液。请参见图3，在一些实施例中，外壳24包括壳体240和端盖241。壳体240的内部形成有容纳腔，容纳腔用于容纳电极组件21，壳体240具有连通容纳腔的开口，端盖241盖合于壳体240的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件21和电解质的密封空间。

壳体240包括侧壁2401和第一端壁2400，第一端壁2400与端盖241相对设置，侧壁2401围设于第一端壁2400的边缘以与第一端壁2400共同形成容纳腔。参见图5，侧壁2401的内表面与第一端壁2400的内表面之间通过圆角过渡，也即二者之间具有内R角。在一些实施例中，第一端壁2400为外壳24的底壁。

在一些实施例中，外壳24的材质可以金属或者金属与非金属的组合，例如，外壳24可以为金属制得，如铝、铜、铁、钢或铝合金等；又例如外壳24的部分可以通过金属制得，其余部分可以通过非金属制得，如外壳24的端盖241可以通过金属制得，外壳24的壳体240或者其他部位可以通过非金属材料制得。

外壳24可以是多种形状，比如，圆柱体或棱柱结构等。外壳24的形状可根据电极组件21的具体形状来确定。比如，若电极组件21为圆柱体结构，则可选用圆柱体结构的外壳24；若电极组件21为方形电极组件，则可选用方形的外壳24。

电极组件21是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件21的结构可以是多种，示例性的，电极组件21可以是由极片、隔膜通过卷绕形成的卷绕式结构，且电极组件21的主体部呈圆柱状。极片包括极性相反的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片可以通过隔膜隔离。隔膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯以及聚偏二氟乙烯中的至少一种。电极组件21的极耳可以包括极性相反的第一极耳和第二极耳。在一些实施例中，电极组件21的极耳可以通过转接件26与电极端子25连接，实现输出或输入电流。

请参加图3和图6，电极组件21包括第一端面210和外周面211，第一端面210可以为电极组件21面向外壳24的第一端壁2400的表面，外周面211为围设于第一端面210的边缘的部位。电极组件21的极耳可以位于第二端面，第二端面可以与第一端面210相对设置。

绝缘件22为用于包覆于电极组件21外表面的部件。绝缘件22可以由具有绝缘特性的材料制得，例如聚乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等。在一些实施例中，绝缘件22可以为绝缘膜，其厚度较薄。在一些实施例中，绝缘件22包覆于电极组件21的外表面，且绝缘件22和电极组件21之间可以设置粘接层或者粘接剂。

在一些实施例中，绝缘件22可以包覆于电极组件21的第一端面210和外周面211的至少部分。绝缘件22包括相互连接的第一绝缘部220和第二绝缘部221，第一绝缘部220和第二绝缘部221可以为一体制造，也可以相互独立并通过粘接。焊接或者连接构件连接的部件。

第一绝缘部220用于包覆电极组件21的第一端面210，其可以用于绝缘隔离第一端面210和第一端壁2400。第二绝缘部221用于包覆电极组件21的外周面211，用于绝缘隔离电极组件21的外周面211和外壳24的侧壁2401。

请参见图6，第一绝缘部220具有相对设置的第一表面2200和第二表面2201，第一表面2200较第二表面2201背离于第一端面210，也即第一表面2200为第一绝缘部220的外表面。第二表面2201较第一表面2200面向第一端面210，也即第二表面2201为第一绝缘部220的内表面。

“第一绝缘部220用于支撑电极组件21”可以理解为，电极组件21的重力可以作用于第一绝缘部220，第一绝缘部220能支撑电极组件21。例如，电池单体20竖直放置时，第一端面210为电极组件21的处于最低位的部位，第一绝缘部220处于整个电极组件21的下方克服电极组件21的重力并支撑电极组件21。

“第一表面2200和/或第二表面2201设置有凸起23”可以理解为，在一些实施例中，第一表面2200设置有凸起23，该凸起23沿第二表面2201朝向第一表面2200的方向凸出；在另一些实施例中，第二表面2201设置有凸起23，该凸起23沿第一表面2200朝向第二表面2201的方向凸出；在其他一些实施例中，第一表面2200设置有凸起23，该凸起23沿第二表面2201朝向第一表面2200的方向凸出，同时，第二表面2201也设置有凸起23，该凸起23沿第一表面2200朝向第二表面2201的方向凸出。

在一些实施例中，凸起23的材质可以与第一绝缘部220的材质相同或者不同。在一些实施例中，凸起23可以粘接、焊接或者通过连接构件与第一绝缘部220连接。在一些实施例中，凸起23可以与第一绝缘部220一体成型。

上述方案中，通过在第一表面2200和/或第二表面2201设置凸起23，能够代替目前电池单体20的底托板，对电极组件21起到支撑的作用，利用凸起23将电极组件21抬高，以降低外壳24的第一端壁2400和侧壁2401之间的圆角与电极组件21干涉，致使电极组件21受损的风险。由于凸起23可以代替底托板故能够节省出底托板本身的重量，从而有效地降低电池单体20的重量，进而提高了电池的重量能量密度。

根据本申请的一些实施例，请参见图6，第一表面2200设置有凸起23，第二表面2201对应于凸起23的位置设置有凹槽230。

在另一些实施例中，第二表面2201设置有凸起23，第一表面2200对应于凸起23的位置设置有凹槽230。

凹槽230为对应于凸起23的部位，例如在第一表面2200设置有沿第二表面2201朝向第一表面2200的方向凸出，对应于凸起23的位置，第二表面2201则可以设置有沿第二表面2201朝向第一表面2200的方向凹陷的凹槽230。又例如，在第二表面2201设置有沿第一表面2200朝向第二表面2201的方向凸出，对应于凸起23的位置，第一表面2200则可以设置有沿第一表面2200朝向第二表面2201的方向凹陷的凹槽230。

在一些实施例中，可以采用冲压的方式在第一绝缘部220上形成凸起23。在其他一些实施例中，可以采用挖槽的方式在第一绝缘部220上形成凹槽230。

上述方案中，通过在第一绝缘部220对应于凸起23的另一侧设置凹槽230，较直接在第一绝缘部220上设置凸起23的方案而言，能够有效地降低因设置凸起23而造成的重量的增长，使得电池具有较高的重量能量密度。

根据本申请的一些实施例，凹槽230内设置有加强件231。

加强件231为设置于凹槽230内的部件。加强件231的作用可以包括提高第一绝缘部220的结构强度，降低凸起23受电极组件21的压力而坍塌的风险。

在一些实施例中，加强件231可以为设置于凹槽230的槽壁的加强肋、加强筋。加强件231可以与第一绝缘部220一体成型，加强件231也可以通过焊接、粘接等方式连接第一绝缘部220。在一些实施例中，加强件231可以为设置于凹槽230内的填料。填料可以填满或者不填满于凹槽230。在一些实施例中，加强件231可以为设置于凹槽230的内表面的涂层。

上述方案中，通过在凹槽230内设置加强件231，能够提高第一绝缘部220的结构强度，提高凸起23对电极组件21的支撑作用，降低因电极组件21的重量导致凸起23坍塌的风险，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的另一些实施例，请参见图7，图7为本申请另一些实施例中第一绝缘部220、电极组件21和加强件231的示意图。加强件231包括设置于凹槽230内的填料。

填料可以为设置于凹槽230内，起到加强第一绝缘件22结构强度的部件。

填料可以填满于凹槽230内，例如电极组件21与凹槽230之间被填料填满。填料也可以不填满于凹槽230，例如在设置有填料时，电极组件21、凹槽230以及填料之间存在间隙。在一些实施例中，填料的一端可以接触第一端壁2400，填料的另一端接触凹槽230的槽底。

在一些实施例中，填料可以为质量较轻的多孔结构，例如填料可以为海绵，在能够提高凸起23对电极组件21的支撑作用时，还可以提高电解液的浸润效果。

上述方案中，通过在凹槽230的内部设置填料，能够提高第一绝缘部220的结构强度，提高凸起23对电极组件21的支撑作用，降低因电极组件21的重量导致凸起23坍塌的风险，使得电池具有较高的可靠性。在一些实施例中，填料可以为多孔隙结构，例如海绵，通过在凹槽230内设置海绵，一方面能够提高凸起23对电极组件21的支撑效果，另一方面还能够浸润更多的电解液，利于电池充放电性能的提升。

根据本申请的一些实施例，加强件231包括涂覆于凹槽230的内表面的涂层。

涂层可以为涂覆于凹槽230的槽壁表面的部件，起到加强第一绝缘件22结构强度的作用。

示例性地，在一些实施例中，第一表面2200形成有凸起23，第二表面2201形成有凹槽230，可以将涂料涂覆于第二表面2201，经烘干后可以形成涂层。在一些实施例中，涂层可以为绝缘涂层。

上述方案中，通过在凹槽230的内表面设置涂层，能够提高凸起23的抗坍塌能力，使得凸起23有效地支撑电极组件21，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

在一些实施例中，加强件231可以包括填料和涂层，也即在凹槽230的内表面设置有涂层，在凹槽230内设置有填料。

根据本申请的一些实施例，请参见图8和图9，图8为本申请一些实施例中绝缘件22的示意图，图9为本申请另一些实施例中绝缘件22的示意图。凸起23的数量为多个，多个凸起23间隔设置。

在一些实施例中，凸起23的数量可以为多个、例如，两个、三个、四个、五个、六个或者更多个。

相邻两个凸起23间隔设置。凸起23之间的间距可以相同或者不同。

在一些实施例中，请参见图8和图9，第一端面210可以为矩形状，多个凸起23可以沿着第一端面的长度方向y间隔设置。请参见图9，第一端面210可以为矩形状，多个凸起23可以沿着第一端面的宽度方向x间隔设置。

上述方案中，通过设置多个凸起23共同地支撑电极组件21，能够有效地降低电极组件21与外壳24干涉的风险，也即使得凸起23能够有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，凸起23为圆形凸起、椭圆形凸起或长条形凸起。

在一些实施例中，第一绝缘部220上的凸起23可以圆形、椭圆形或者长条形。例如，在一些实施例中，第一绝缘部220上具有多个凸起23，一部分凸起23为圆形，一部位凸起23为椭圆形，剩余部分凸起23为长条形。

请参见图8，第一表面2200设置有多个凸起23，且每个凸起23为长条形凸起。请参见图9，第一表面2200设置有多个凸起23，且每个凸起23为圆形凸起。

上述方案中，凸起23的形状可以多样性，降低凸起23加工的难度，提高电池的制造效率。

根据本申请的一些实施例，凸起23为长条形凸起23，凸起23的长度方向平行于第一端面的宽度方向x，凸起23的宽度方向平行于第一端面的长度方向y。

在一些实施例中，第一端面210可以呈长方形，凸起23可以为长条形凸起23。凸起23的长度方向平行于第一端面的宽度方向x，凸起23的宽度方向平行于第一端面的长度方向y。在一些实施例中，多个凸起23可以沿着第一端面的长度方向y间隔设置。在另一些实施例中，多个凸起23可以沿着第一端面的宽度方向x间隔设置。

上述方案中，通过将凸起23限定为长条形凸起23，且该凸起23的长度方向限定为平行于第一端面的宽度方向x，能够使得凸起23有效地支撑电极组件21，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，多个凸起23沿第一端面的长度方向y间隔设置。

上述方案中，通过将多个凸起23限定为沿第一端面的长度方向y间隔设置，能够使得多个长条形凸起23共同且有效地支撑电极组件21，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，请参见图3和图8，第一端面210的最大长度为L1，相邻两个凸起23之间的最小间距为L2，满足，L1/100≤L2≤L1/2。

图1中，通过第一绝缘部220示例性地展示出第一端面210的最大长度L1对应的位置，图8中，示例性地展示出相邻两个凸起23之间的最小间距L2的位置。

在一些实施例中，电极组件21为方形，其第一端面210可以为长方形，其长度方向上的边缘的尺寸可以为其最大长度L1。在一些实施例中，凸起23间隔均匀设置，任意相邻两个凸起23的间距可以为最小间距L2。示例性地，在一些实施例中，凸起23沿着第一端面的长度方向y间隔设置，沿第一端面的长度方向y，相邻两个凸起23之间的最小间距可以为L2。

在一些实施例中，L2的取值范围可以在L1/100至L1/2之间，例如L2可以为L1/100、L1/99、L1/98、L1/97…L1/5、L1/6、L1/5、L1/4、L1/3或L1/2。

上述方案中，通过第一端面210的最大长度L1限定相邻两个凸起23之间的最小间距L2，使得L1和L2满足L1/100≤L2≤L1/2，能够使得多个凸起23能够有效地支撑电极组件21，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，请参见图5和图6，电池单体20还包括外壳24，电极组件21设置于外壳24内。凸起23在垂直于第一端面210的方向上的尺寸为h。外壳24包括第一端壁2400和侧壁2401，第一端面210与第一端壁2400相对设置，侧壁2401围设于第一端壁2400的边缘，侧壁2401的内表面与第一端壁2400的内表面之间通过圆角过渡连接，圆角的半径为R，满足，R/10≤h≤2R。

“凸起23在垂直于第一端面210的方向上的尺寸为h”可以理解为，凸起23将电极组件21抬高的高度为h。

在一些实施例中，R的取值范围可以在R/10至2R之间。例如，R可以为R/10、R/9、R/8、R/7、R/6…1.7R、1.8R、1.9R或者2R。

上述方案中，凸起23在垂直于第一端面210的方向上的尺寸h可以看作电极组件21被凸起23抬高的尺寸，通过将凸起23在垂直于第一端面210的方向上的尺寸为h和侧壁2401的内表面与第一端壁2400的内表面之间的圆角的半径R限定为满足R/10≤h≤2R，能够使得凸起23有效地代替底托板对电极组件21的抬高作用，以降低电极组件21与电池单体20的外壳24干涉，致使电极组件21受损的风险，使得电池具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，满足，3R/10≤h≤R。

在一些实施例中，R的取值范围可以在3R/10至R之间。例如，R可以为3R/10、4R/10、5R/10、6R/10、7R/10、8R/10R、9R/10R或者R。

上述方案中，通过将h限定为3R/10≤h≤R，能够有效地抬高电极组件21，降低电极组件21与电池单体20的外壳24干涉，致使电极组件21受损的风险，同时，也降低因凸起23占用过多的空间导致体积能量密度受影响的风险。

在一些实施例中，凸起23在垂直于第一端面210的方向上的尺寸为h，第一绝缘部220的厚度为t，第一绝缘部220的拉伸强度为σ，电极组件21在垂直于第一端面210的方向上的尺寸为H，满足1≤H/（σ*t/h）≤10。

在一些实施例中，H/（σ*t/h）的取值可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或者相邻两个数值之间的任意值。

在同等材质下，第一绝缘部220的厚度t越大，则第一绝缘部220的强度越大，对电极组件21的支撑效果越好。第一绝缘部220的拉伸强度为σ越大，则第一绝缘部220的强度越大，对电极组件21的支撑效果越好。

电极组件21在垂直于第一端面210的方向上的尺寸H越大，则在同等材质下，电极组件21的重量越大，对第一绝缘部220的压力越大。

上述方案中，可以通过1≤H/（σ*t/h）≤10，限定电极组件21在垂直于所述第一端面210的方向上的尺寸H，凸起23在垂直于第一端面210的方向上的尺寸h、第一绝缘部220的厚度t和拉伸强度σ，能够使得凸起23有效地支撑并抬高电极组件21，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例，满足3≤H/（σ*t/h）≤8。

在一些实施例中，H/（σ*t/h）的取值可以为3、4、5、6、7、8或者相邻两个数值之间的任意值。

上述方案中，可以通过3≤H/（σ*t/h）≤8，限定电极组件21在垂直于所述第一端面210的方向上的尺寸H，凸起23在垂直于第一端面210的方向上的尺寸h、第一绝缘部220的厚度t和拉伸强度σ，能够使得凸起23有效地支撑并抬高电极组件21，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的一些实施例中，请参见图8和图9，第一绝缘部220设置有通孔27，沿第一绝缘部的厚度方向z，通孔27的投影与凸起23的投影不重叠。

沿第一绝缘部的厚度方向z，通孔27可以贯穿第一绝缘部220。在一些实施例中，通孔27可以与凸起23间隔设置。

上述方案中，通过在第一绝缘部220上设置通孔27，一方面可以利用该通孔27实现绝缘件22的上料定位，另一方面可以使得电解液由通孔浸润至电极组件，提高电解液的浸润效果。

在其他一些实施例，通孔27可以形成于凸起23。

根据本申请的一些实施例，沿第一绝缘部220的长度方向，第一绝缘部220的端部设置有通孔27；和/或，沿第一绝缘部220的宽度方向，第一绝缘部220的端部设置有通孔27。

在一些实施例中，沿第一绝缘部220的长度方向，第一绝缘部220的端部设置有通孔27。在一些实施例中，沿第一绝缘部220的宽度方向，第一绝缘部220的端部设置有通孔27。在一些实施例中，沿第一绝缘部220的长度方向，第一绝缘部220的端部设置有通孔27，沿第一绝缘部220的宽度方向，第一绝缘部220的端部也设置有通孔27。

请参见图9或图10。沿第一绝缘部220的长度方向，第一绝缘部220的两端均设置有通孔27，且每端设置有两个通孔27，两个通孔27沿第一绝缘部220的宽度方向间隔设置。

上述方案中，通过在第一绝缘部220的长度方向上的端部和/或宽度方向上的端部设置通孔27，一方面利于绝缘件22的上料定位，另一方面利于电解液的浸润效果；再一方面，较通孔27设置于第一绝缘部220的中部而言，通孔27设置于第一绝缘部220的端部，能够降低因设置通孔27而造成第一绝缘部220结构强度的影响，提高第一绝缘部220对电极组件21的支撑效果，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

根据本申请的其他一些实施例，请参见图10，图10为本申请其他一些实施例中绝缘件的示意图。通孔27的数量为多个，相邻两个通孔27之间设置有凸起23。

在一些实施例中，第一绝缘部220上设置有多个通孔27，例如图10中，沿第一绝缘部220的长度方向，第一绝缘部220的两端均设置有通孔27，且每端设置有两个通孔27，两个通孔27沿第一绝缘部220的宽度方向间隔设置。

上述方案中，一方面设置多个通孔27，能够利于电解液的浸润效果，也利于绝缘件22的上料定位；另一方面相邻两个凸起23之间设置有凸起23，能够补偿因设置通孔27而造成第一绝缘部220结构强度的损失，提高第一绝缘部220对电极组件21的支撑效果，从而有效地代替底托板，使得电池具有较高重量能量密度的条件下，也具有较高的可靠性。

本申请的一些实施例还提供一种电池，电池包括上文提供的电池单体20。

本申请的一些实施例还提供一种用电装置，用电装置包括上文提供的电池单体20。电池单体20用于提供电能。

本申请还提供一种电池单体20，请参见图3-图9。

电池单体20包括外壳24、电极组件21、绝缘件22。外壳24包括侧壁2401和第一端壁2400，第一端壁2400可以为外壳24的底壁。电极组件21设置于外壳24的内部。绝缘件22包覆于电极组件21。

绝缘件22包括相互连接的第一绝缘部220和第二绝缘部221，第一绝缘部220包覆于电极组件21的第一端面210，第二绝缘部221包覆于电极组件21的外周面211。电极组件21的第一端面210可以为电极组件21的底面。

第一绝缘部220具有相对设置的第一表面2200和第二表面2201，第二表面2201可以贴合于第一端面210。第一表面2200形成有凸起23，第二表面2201对应于凸起23的位置形成凹槽230。凸起23的形状可以为长条形、圆形或者椭圆形。

凸起23的作用包括支撑电极组件21，抬高电极组件21。凸起23可以代替目前电池单体20中的底托板，以达到降低重量，提高电池单体20重量能量密度的目的。

请参见图8和图9，多个凸起23间隔设置，能够共同地支撑电极组件21，将电极组件21抬高，以降低外壳24的第一端壁2400和侧壁2401之间的圆角与电极组件21干涉，致使电极组件21受损的风险。

以上所述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 (19)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

电极组件；

绝缘件，包括相互连接的第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部包覆于所述电极组件的第一端面，所述第二绝缘部包覆于所述电极组件的外周面；

其中，所述第一绝缘部用于支撑所述电极组件，所述第一绝缘部具有背离所述第一端面的第一表面和面向于所述第一端面的第二表面，所述第一表面和/或所述第二表面设置有凸起。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述第一表面设置有所述凸起，所述第二表面对应于所述凸起的位置设置有凹槽；

或，所述第二表面设置有所述凸起，所述第一表面对应于所述凸起的位置设置有凹槽。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，

所述凹槽内设置有加强件。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，

所述加强件包括设置于所述凹槽内的填料。

5.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，

所述加强件包括涂覆于所述凹槽的内表面的涂层。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述凸起的数量为多个，多个所述凸起间隔设置。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，

所述凸起为圆形凸起、椭圆形凸起或长条形凸起。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，

所述凸起为长条形凸起，所述凸起的长度方向平行于所述第一端面的宽度方向，所述凸起的宽度方向平行于所述第一端面的长度方向。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，

多个所述凸起沿所述第一端面的长度方向间隔设置。

10.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，

所述第一端面的最大长度为L1，相邻两个所述凸起之间的最小间距为L2，满足，L1/100≤L2≤L1/2。

11.根据权利要求1-5任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述电池单体还包括外壳，所述电极组件设置于所述外壳内；

所述凸起在垂直于所述第一端面的方向上的尺寸为h；

所述外壳包括第一端壁和侧壁，所述第一端面与所述第一端壁相对设置，所述侧壁围设于所述第一端壁的边缘，所述侧壁的内表面与所述第一端壁的内表面之间通过圆角过渡连接，所述圆角的半径为R，满足，R/10≤h≤2R。

12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，

满足，3R/10≤h≤R。

13.根据权利要求1-5任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述凸起在垂直于所述第一端面的方向上的尺寸为h，所述第一绝缘部的厚度为t，所述第一绝缘部的拉伸强度为σ，所述电极组件在垂直于所述第一端面的方向上的尺寸为H，满足1≤H/（σ*t/h）≤10。

14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，

满足3≤H/（σ*t/h）≤8。

15.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述第一绝缘部设置有通孔，沿所述第一绝缘部的厚度方向，所述通孔的投影与所述凸起的投影不重叠。

16.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，

沿所述第一绝缘部的长度方向，所述第一绝缘部的端部设置有所述通孔；

和/或，沿所述第一绝缘部的宽度方向，所述第一绝缘部的端部设置有所述通孔。

17.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，

所述通孔的数量为多个，相邻两个所述通孔之间设置有所述凸起。

18.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-17任一项所述的电池单体。

19.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-18任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。