CN220510112U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池单体、电池及用电装置，电池单体包括：外壳、电极端子、电极组件以及相变材料层，电极端子设置于外壳；电极组件设置于外壳中，电极组件包括电极主体和从电极主体的端部引出的极耳，极耳与电极端子电连接；相变材料层设置于极耳。本申请中的电池单体能够提高电池的可靠性。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，特别是涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

随着新能源技术的发展，电池的应用越来越广泛，例如应用于手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等上。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，如何提高电池的可靠性，是电池领域的一个重要研究方向。

实用新型内容

本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，其能提高电池的可靠性。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括外壳、电极端子、电极组件以及相变材料层，电极端子设置于外壳；电极组件设置于外壳中，电极组件包括电极主体和从电极主体的端部引出的极耳，极耳与电极端子电连接；相变材料层设置于极耳。

本申请实施例的技术方案中，电池单体包括设置于外壳中的电极组件以及设置于外壳上的电极端子，该电极组件中设置有与电极端子相互电连接的极耳，该极耳处设置有相变材料层，相变材料能够通过自身在不同物质状态之间的变化而吸收或放出潜热，由此能够在极耳升温时有效地吸收热量，降低电池单体局部过热、导致电解质变质的可能性。

根据本申请实施例中的一些实施例，电池单体还包括绝缘件，相变材料层设置于绝缘件与极耳之间并连接绝缘件和极耳。相变材料层能够同时用作绝缘件与极耳之间的连接件，绝缘件能够降低极耳折叠后与电极主体的侧边相接触导致短路的可能性。

根据本申请实施例中的一些实施例，绝缘件的厚度为0.2mm-1.5mm，相变材料层的厚度为1mm-3mm。使绝缘件以及相变材料层处于适合的厚度范围内，降低对极耳弯折后形状及状态的干涉。

根据本申请实施例中的一些实施例，相变材料层与极耳粘接连接。相变材料层可以通过自身的黏性进行连接，使结构更为牢固可靠。

根据本申请实施例中的一些实施例，相变材料层包括相变材料以及粘接剂，相变材料包括石蜡、脂肪胺、高级脂肪烃类、聚乙二烯醇、聚乙二醇中的一者，粘接剂为丙烯酸树脂。在具有黏性的基础上提高相变材料层的吸热能力，选用具有高储热密度以及良好热稳定性的材质。

根据本申请实施例中的一些实施例，极耳从电极主体在第一方向上的一侧端部引出；在第二方向上，相变材料层的延伸尺寸大于极耳的延伸尺寸，且相变材料层的尺寸与极耳的尺寸之间的差值为5mm-20mm；第二方向垂直于第一方向。相变材料层的宽度可以大于极耳的宽度，在空间有限的前提下进一步提高吸热量。

根据本申请实施例中的一些实施例，相变材料层包括相变材料以及固化剂，相变材料包括石蜡、脂肪胺、高级脂肪烃类、聚乙二烯醇、聚乙二醇中的一者，固化剂为包括丙烯酸酯单体的光固化剂。相变材料还可以采用通过固化直接设置于极耳的形式，选用具有高储热密度以及良好热稳定性的材质并在结构可靠的基础上提高吸热能力。

根据本申请实施例中的一些实施例，极耳包括连接区以及散热区，散热区设置于连接区与电极主体之间，连接区与电极端子电连接，相变材料层设置于散热区。相变材料层与连接区错开，能够提高针对电极主体部分的吸热能力，降低升温对电解质的影响。

根据本申请实施例中的一些实施例，相变材料层在极耳上的正投影将散热区覆盖在内。相变材料层可以涂覆覆盖散热区，提高散热能力。

根据本申请实施例中的一些实施例，相变材料层的相变温度为40℃-80℃。将开始相变吸热的温度设置于该范围内能够减小对电解质的影响。

第二方面，本申请提供了一种电池，包括第一方面任一实施例中的电池单体。

第三方面，本申请提供一种用电装置，包括第二方面任一实施例中的电池，该电池用于提供电能。

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为本申请实施例提供的一种车辆的简易示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图；

图3为图2所示电池单体的爆炸图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体在装配过程中的一示意图；

图5为本申请另一些实施例提供的电池单体在装配过程中的一示意图；

图6为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图；

图7为图6所示区域P的放大图。

附图标记：

1000-车辆；

100-电池单体；200-电池；300-控制器；400-马达；500-箱体；

10-外壳；20-电极端子；30-电极组件；40-相变材料层；50-绝缘件；

21-极柱；22-连接片；31-电极主体；32-极耳；61-第一箱体部；62-第二箱体部；63-容纳部；

321-连接区；322-散热区；

X-第一方向；Y-第二方向。

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。

本申请实施例中，电池单体可以为二次电池单体，二次电池单体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。

电池单体可以为锂离子电池单体、钠离子电池单体、钠锂离子电池单体、锂金属电池单体、钠金属电池单体、锂硫电池单体、镁离子电池单体、镍氢电池单体、镍镉电池单体、铅蓄电池单体等，本申请实施例对此并不限定。

电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极和负极。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。

在一些实施例中，电极组件还包括隔离件，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物质层。

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，正极活性物质层设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。

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以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性物质层。

作为示例，在负极集流体内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属，锂源材料为锂金属和/或富锂材料。

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，电极组件还包括隔离件，隔离件设置在正极片和负极片之间。

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。

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片和负极片之间，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。

在一些实施方式中，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。

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。

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。

在一些实施例中，电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。

在一些实施方式中，电极组件为叠片结构。

作为示例，正极片、负极片可分别设置多个，多个正极片和多个负极片交替层叠设置。

作为示例，正极片可设置多个，负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段，相邻的折叠段之间夹持一个正极片。

作为示例，正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。

作为示例，隔离件可设置多个，分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。

作为示例，隔离件可连续地设置，通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。

在一些实施方式中，电极组件的形状可以为圆柱状，扁平状或多棱柱状等。

在一些实施方式中，电极组件设有极耳，极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。

在一些实施方式中，电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、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。

作为示例，电池单体可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体，棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池，多棱柱电池例如为六棱柱电池等。

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。

在一些实施例中，电池可以为电池模块，电池单体有多个时，多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。

在一些实施例中，电池可以为电池包，电池包包括箱体和电池单体，电池单体或电池模块容纳于箱体中。

在一些实施例中，箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如，箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分，或者，箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。

在一些实施例中，电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。

在电池领域中，电极组件可以设置有极耳，并通过极耳与电极端子进行连接，以便于将电极组件的电流引出。示例性地，可以采用将极耳多层重叠后与其它导电部件焊接连接的方式，实现电极组件与外部的电连接。

然而，在电池单体的充放电过程中，经由极耳传输至极片中的电流较大，使极耳处以及极片中靠近极耳的位置温度上升，导致电极组件中各个位置温度分布不均匀。针对功率较高的电池单体，短时间、大电流的输入或输出可能导致极耳处温度大幅上升，进而导致电池单体中出现离子析出问题，并且还可能导致电解液变质分解，严重影响了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，采用了在极耳处增设导热材料导通至外壳进行风冷/液冷的结构形式，但其中所需的冷却装置会导致电池内部的空间利用率降低、能量密度降低。或者，在另一些实施例中，采用了在极耳处打孔等增加集流体与外界空气接触面积的方式来提高散热效率，但打孔导致了集流体过流面积的减少，在电池单体内部出现短暂短路的情况下，因打孔而宽度较窄的位置易因高温而熔断，导致电池单体的短路保护机制失效、整体可靠性下降。

鉴于此，本申请实施例提供了一种技术方案，其通过在极耳处设置相变材料制成的热交换件，能够有效地吸收该位置处因大电流通过导致的高温，并且相变材料所需空间小、吸热效率高，在吸热、放热过程中体积变化小，能够减小热交换件对电极组件的影响，有效提高电池单体的可靠性。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置，用电装置例如是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，其中，航天器例如是飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具例如包括固定式或移动式的电动玩具，具体例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具例如包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，具体例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。

本申请实施例描述的电池单体不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种车辆的简易示意图。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的内部可以设置电池200，具体例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池200。电池200可以用于车辆1000的供电，例如，电池200可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器300和马达400，控制器300例如用来控制电池为马达400的供电。电池200可以用于车辆1000的启动、导航等，当然，电池200也可以用于驱动车辆1000行驶，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动。

图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。如图2所示，电池200包括箱体500和电池单体100，电池单体100容纳于箱体500内。

箱体500用于容纳电池单体100，箱体500可以是多种结构。在一些实施例中，箱体500可以包括第一箱体部61和第二箱体部62，第一箱体部61与第二箱体部62相互盖合，第一箱体部61和第二箱体部62共同限定出用于容纳电池单体100的容纳部63。第二箱体部62可以是一端开口的空心结构，第一箱体部61为板状结构，第一箱体部61盖合于第二箱体部62的开口侧，以形成具有容纳部63的箱体500；第一箱体部61和第二箱体部62也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部61的开口侧盖合于第二箱体部62的开口侧，以形成具有容纳部63的箱体500。当然，第一箱体部61和第二箱体部62可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池200中，电池单体100可以是一个，也可以是多个。若电池单体100为多个，多个电池单体100之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体100中既有串联又有并联。多个电池单体100之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体100构成的整体容纳于箱体500内；当然，也可以是多个电池单体100先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体500内。

图3为图2所示电池单体的爆炸图。在一些实施例中，电池单体100为多个，多个电池单体100先串联或并联或混联组成电池模块。多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体500内。

接下来结合附图4至附图7对电池单体100的结构进行描述。

请一并参阅图4至图7，图4为本申请一些实施例提供的电池单体在装配过程中的一示意图，图5为本申请另一些实施例提供的电池单体在装配过程中的一示意图，图6为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图，图7为图6所示区域P的放大图。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体100，包括外壳10、电极端子20、电极组件30以及相变材料层40，电极端子20设置于外壳10；电极组件30设置于外壳10中，电极组件30包括电极主体31和从电极主体31的端部引出的极耳32，极耳32与电极端子20电连接；相变材料层40设置于极耳32。

外壳10用于提供支撑以及外部防护，外壳10整体可以呈圆柱体、长方体、棱柱体棱台体等多种形状中的任一者。示例性地，外壳10可以包括端盖以及壳体，两者相互扣合形成外壳10，其中端盖可以为具有向远离壳体的方向凹陷设置的腔体，或者端盖可以为板状件。

电极端子20设置于外壳10上，电极端子20可以包括极柱21以及连接片22，两者均设置于外壳10并用于与外部其他部件电连接，其中连接片22可以电连接于极柱21与电极组件30之间，实现电池单体100的对外电连接。可选地，电极端子20可以设置于端盖上，此时连接片22可以为与端盖同向延伸的金属板状件。在电池单体100具有正、负两个极柱21的实施例中，可以设置有分别连接至两个极柱21并相互绝缘的两个连接片22。

电极组件30设置于外壳10内，如前所述地，在外壳10包括壳体以及端盖的实施例中，电极组件30可以至少部分地设置于壳体围合形成的容纳腔中。电极组件30包括电极主体31以及极耳32，其中电极主体31可以完全容纳于前述壳体围合形成的容纳腔中，并使极耳32与电极端子20电连接。可选地，电极组件30中可以包括多个极耳32，极性相同的极耳32可以重叠设置，并连接至同一电极端子20。同时，容纳腔中可以设置有电解质，并使电极主体31浸没于电解质中，以实现离子交换。

相变材料层40设置于极耳32，并用于对该处进行降温。相变材料层40中含有相变材料，相变材料指的是在温度不变的情况下通过改变物质状态提供潜热的物质，也即相变材料能够在温度不变的情况下通过自身物理性质的转变吸收/释放大量的潜热，其物质状态的改变例如可以为固-液相变，或者可以为在具有不同晶体结构的固态间变化。本申请实施例中的相变材料层40与极耳32相接设置，并且可以具有一定的接触面积，其形状可以与极耳32待散热区域的形状相同或相近。可选地，极耳32在自身厚度方向上相对的两侧表面可以均设置有相变材料层40。

通过在极耳32上设置相变材料层40，能够在电池单体100出现短时间、大电流的充放电时，通过相变材料层40中相变材料的物性变化有效地吸收热量，相变材料层40所需空间较小、储热密度高，能够在外壳10内空间有限的前提下有效地吸收短时间、大量产生的热量，降低热量对电极主体31以及电极主体31周围电解质的影响，降低电解质因过热变质的可能性，进而提高电池单体100的可靠性以及使用寿命。

可以理解的是，在电池单体100的使用过程中，其大功率、大电流充放电过程通常较短，相变材料层40能够通过其中相变材料的物性变化在较短的时间内吸收大量热。在电池单体100的电流减小后，可以通过周侧的其他热交换组件对其整体进行散热，例如水冷系统以及较低的环境温度等，此时随着电池单体100整体温度的降低，相变材料层40中的相变材料可以随之放热，并恢复到常温下的结构状态，以备在再次出现快速温升的时候吸收热量。

在一些可选的实施例中，电池单体100还包括绝缘件50，相变材料层40设置于绝缘件50与极耳32之间并连接绝缘件50和极耳32。

本申请实施例中的电池单体100中还可以设置有绝缘件50，该绝缘件50可以由绝缘材质制成，并通过相变材料层40连接至极耳32。在外壳10内部，极耳32与电极端子20电连接，为了进一步节省空间，极耳32可以以自身靠近电极主体31的一侧端部为轴进行弯折，使其与电极主体31所在平面之间存在一定的夹角。绝缘件50可以设置于极耳32靠近电极主体31的一侧，以在两者之间形成绝缘防护。

绝缘件50的形状可以与极耳32的形状相同或相近，相变材料层40的面积可以与绝缘件50的面积相同或略小，也即绝缘件50可以覆盖相变材料层40设置。绝缘件50由绝缘材质制成，例如可以选用PET（Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯）等电子元件中常用的绝缘材质。

通过设置绝缘件50能够降低电池单体100中因极耳32弯折而出现短路问题的可能性，提高电池单体100的可靠性。同时，绝缘件50可以用于支撑相变材料层40，使能够设置的相变材料层40体积更大、覆盖面积更大，进一步提高防过热功能的可靠性。

可以理解的是，相变材料层40中的相变材料在吸热、放热的过程中可以在固相与液相之间进行转换，为了降低相变材料的流动性、减小相变材料泄漏的可能性，可以通过采用具有核壳结构的复合相变材料或增设定型处理过的多孔辅助材料的方式制备该相变材料层40。

具体地，具有核壳结构的复合相变材料指的是采用微胶囊技术制成的微胶囊相变材料，微胶囊技术指的是一种用成膜材料把固体或液体包覆使形成微小粒子的技术。在该相变材料中，可以采用固-液相变材料作为内核芯材，可选地，其材质可以为结晶水合盐、共品水合盐、直链烷烃、石蜡类、脂肪酸类和聚乙二醇等；同时，可以采用合成高分子材料作为包覆膜，其材质可选为聚乙烯、聚苯乙烯、聚脲、聚酰胺、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺﹣甲醛树脂等。

或者，在采用具有多孔结构的辅材的实施例中，可以选取具有多个孔洞且孔径较小的基材，该基材通过自身的毛细管力以及相变材料的表面张力等可以将液态的相变材料限制在自身的孔中，有效降低相变材料相变过程中或吸热后出现流动、泄漏等问题的可能性。该基材可选为碳化硅、氮化硅、膨胀石墨等材质。

在一些可选的实施例中，绝缘件50的厚度为0.2mm-1.5mm，相变材料层40的厚度为1mm-3mm。

在设置有绝缘件50的实施例中，可以根据为外壳10内空间的大小以及电极组件30的尺寸调整绝缘件50以及相变材料层40的厚度。具体地，绝缘件50与相变材料层40层叠设置，两者的形状及尺寸可以相同，在厚度方向上，绝缘件50的厚度可以为0.2mm-1.5mm之间，可选为0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm中的一者，进一步可选为0.5mm左右。相变材料层40的厚度可以为1mm-3mm之间，可选为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm中的一者，进一步可选为1.5mm左右。

绝缘件50过厚易使其不能够与极耳32良好地随形设置，导致相变材料层40与极耳32之间出现间隙；绝缘件50过薄则使其强度不足，易出现破损或褶皱的问题，导致相变材料层40的可靠性下降。将绝缘件50以及相变材料层40设置为适宜的厚度能够使两层层结构在不与电极主体31等外壳10内的部件发生干涉的情况下具有良好的强度以及贴合效果，同时能够使其具有较为充足的材料进行热交换。

在一些可选的实施例中，相变材料层40与极耳32粘接连接。

本申请实施例中的相变材料层40可以具有一定的黏性，并通过自身的黏性将绝缘件50与极耳32粘接连接，以省去设置其他连接件所需的空间。或者，相变材料层40与极耳32之间还可以设置有其他胶质层，用于形成粘接连接。

可选地，在制造电池单体100时，可以首先将相变材料层40与绝缘件50层叠设置，或者，之一直接在绝缘件50上制备相变材料层40。使相变材料层40与绝缘件50形成基体与胶质层叠设置的、类似胶带的结构形式，在制备电池单体100时可以将其裁切为预设尺寸并粘接至极耳32,使其便于加工。

在一些可选的实施例中，相变材料层40包括相变材料以及粘接剂，相变材料的质量在相变材料层40的质量中的占比为70％-80％。

如前所述地，相变材料层40自身可以具有一定的黏性，相变材料层40中可以包含混合的相变材料以及粘接剂，并且其中相变材料应具有较大的质量占比，相变材料在相变材料层40整体中的质量占比可以为70%-80%，可选为80%左右，使相变材料层40在具有黏性的基础上含有充足的相变材料，进一步提高电池单体100的可靠性。

可选地，相变材料层40中的粘接剂可以为丙烯酸树脂类材料，例如可以为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂等常用黏性材料。

在一些可选的实施例中，极耳32从电极主体31在第一方向X上的一侧端部引出；在第二方向Y上，相变材料层40的延伸尺寸大于极耳32的延伸尺寸，且相变材料层40的尺寸与极耳32的尺寸之间的差值为5mm-20mm；第二方向Y垂直于第一方向X和极耳32的延伸方向。

本申请实施例中的极耳32与电极主体31可以沿第一方向X排布，也即极耳32由电极主体31在第一方向X上相对的两侧端部中的一者凸出设置，第一方向X与极耳32弯折后自身的厚度方向可以相同，与极耳32的延伸方向可以相交，可选地，相交的两者可以相互垂直。可以理解的是，此处极耳32的延伸方向指的是极耳32在弯折后，与电极主体31的侧边相平行的方向，也即极耳32靠近电极主体31的一端指向远离电极主体31的一端的方向。

在此基础上，相变材料层40在第二方向Y上的延伸尺寸可以大于极耳32的延伸尺寸，该第二方向Y与前述第一方向X以及极耳32的延伸方向可以均垂直，可选地，三个方向可以两两垂直设置。

具体地，在第二方向Y上，相变材料层40超出极耳32的尺寸可以为5mm-20mm，相变材料层40在厚度方向上的正投影与极耳32在厚度方向上的正投影可以沿同一对称轴呈轴对称设置，也即相变材料层40在第二方向Y上的两侧超出极耳32的尺寸可以相同。

示例性地，极耳32在第二方向Y上的延伸尺寸可以为35mm左右，多个极耳32层叠设置时，其在第二方向Y上的位移误差可以为5mm左右，在此基础上，相变材料层40在该方向上的尺寸可以为50mm左右，使其能够完全覆盖极耳32，并充分实现大电流充放电过程中的热量吸收。

可以理解的是，相变材料层40可以同时设置于极耳32在自身厚度方向上的两侧，此时两侧的相变材料层40在第二方向Y上超出极耳32的部分可以通过自身的黏性相互粘合。或者，相变材料层40超出极耳32的部分可以与电极端子20相贴合，用以辅助固定极耳32以及绝缘件50，具体地，可以为与电极端子20中的连接片22相贴合。

在一些可选的实施例中，相变材料层40包括相变材料以及固化剂，相变材料的质量在相变材料层40的质量中的占比为70％-80％。

除前述将相变材料层40作为绝缘件50与极耳32之间粘接材料的实施例之外，本申请实施例中的相变材料层40还可以以涂层的方式涂覆于极耳32的至少一侧表面，该涂层中可以包括相变材料以及辅助相变材料定型的固化剂。

与前述胶带式相变材料层40相类似地，涂层式相变材料层40也可以采用相同的结构形式，以降低其流动性，具体地，可以使相变材料层40中含有相变材料以及固化剂，并使固化剂能够在光照或加热等预设条件下，固化形成微胶囊结构中的包覆膜或具有多孔结构的基材。

在此基础上，相变材料层40中相变材料所占的质量比可以为70%-80% ，可选为80%左右，固化剂可选为光固化常用的UV胶，例如含有丙烯酸酯单体的紫外光固化剂等，同时其中还可以含有活性稀释剂、光引发剂以及助剂等材质。同时相变材料层40中还可以混合有粘接剂，以提高涂层与极耳32之间的结合力，该粘接剂可选为聚氨酯丙烯酸酯。

可以理解的是，在相变材料层40采用涂层结构的实施例中，电池单体100中同样可以设置有绝缘件50，该绝缘件50可以通过设置其他胶质层来与涂覆有相变材料层40的极耳32进行粘接连接，或者绝缘件50可以通过其他方式与极耳32进行连接，只需绝缘件50能够将弯折后的极耳32与电极主体31的侧边相互隔离、绝缘即可。

在一些可选的实施例中，极耳32包括连接区321以及散热区322，散热区322设置于连接区321与电极主体31之间，连接区321与电极端子20电连接，相变材料层40设置于散热区322。

本申请实施例中的极耳32由电极主体31的一侧端部凸出设置，极耳32自身可以包括相互错开设置的连接区321以及散热区322，其中的散热区322夹设于连接区321与电极主体31之间，也即连接区321、散热区322以及极耳32连接至电极主体31的一侧端部可以沿极耳32的延伸方向依次排布。

连接区321可以设置于极耳32原理电极主体31的部分区域中，并且用于与电极端子20进行电连接，可选地，两者可以焊接连接。相变材料层40设置于散热区322，并且可以部分地延伸至电极主体31边缘区域。

在此基础上，本申请实施例中的电极端子20通常包括极柱21以及与极柱21电连接的连接片22。该连接片22与连接区321直接相接触，并且可以由电导率较高的金属材质制成，该转接片能够承受的温度通常较高，在超过100℃的条件下仍能够正常工作，因此，该处的散热需求较低。散热区322与电极主体31相邻，也即与外壳10内的电解质相邻，因此该区域的温度应保持在一定温度数值以下，对温度要求较为严苛。将相变材料层40设置于散热区322中，能够更为针对性地进行热量吸收，进一步提高电池单体100的可靠性。

在一些可选的实施例中，相变材料层40在极耳32上的正投影将散热区322覆盖在内。

如前所述地，本申请实施例中的相变材料层40可以针对性地对散热区322进行散热，由此，相变材料层40在极耳32上的正投影可以将散热区322完整覆盖在内，在极耳32的延伸方向上，相变材料层40的尺寸与散热区322的尺寸可以相同，在第二方向Y上，相变材料层40的尺寸可以大于或等于散热区322的尺寸。

使相变材料层40覆盖散热区322能够进一步提高其中相变材料的含量以及与极耳32之间的接触面积，使其能够更好地吸收热量，从而进一步提高电池单体100的可靠性。

在一些可选的实施例中，相变材料层40的相变温度为40℃-80℃。

本申请实施例中的相变材料层40用于对电池单体100内的极耳32进行散热，因此相变材料层40的相变温度可以根据其中电解质的参数进行设置，示例性地，电池单体100中的电解质可以为较为常用的锂盐电解液，也即六氟磷酸锂，该电解液在70℃以上的环境中易产生分解，因此，相变材料层40的相变温度应低于70℃。由此，可以针对不同的电解质采用相变温度不同的相变材料制成相变材料层40。在此基础上，相变材料层40的相变温度可以为40℃至80℃。

在一些可选的实施例中，相变材料包括石蜡、脂肪胺、高级脂肪烃类、聚乙二烯醇、聚乙二醇中的至少一者。

本申请实施例中的相变材料层40所采用的相变材料可以为固-固相变材料或固-液相变材料，具体可以为石蜡、脂肪胺、高级脂肪烃类、聚乙二烯醇、聚乙二醇等有机相变材料，有机相变材料的相变温度较低，且易于加工合成，能够满足特定的相变温度需求，同时便于电池单体100整体的加工。

第二方面，本申请提供了一种电池200，包括第一方面任一实施例中的电池单体100。

第三方面，本申请提供一种用电装置，包括第二方面任一实施例中的电池200，该电池200用于提供电能。

本申请实施例中提供的电池200以及用电装置具有前述第一方面任一实施例中电池单体100的全部有益效果，具体可以参考上述各实施例对于电池单体100的具体说明，本实施例在此不再赘述。

本申请实施例提供了一种电池单体100，其中包括外壳10、电极端子20、电极组件30、相变材料层40以及绝缘件50，电极端子20设置于外壳10，电极组件30设置于外壳10中，电极组件30包括电极主体31和从电极主体31沿第一方向X的端部引出的极耳32，极耳32与电极端子20电连接。极耳32包括连接区321以及设置于连接区321与电极主体31之间的散热区322，相变材料层40设置于散热区322并将散热区322覆盖在内。相变材料层40连接于绝缘件50与极耳32之间，且相变材料层40包括相变材料以及固化剂；或者，相变材料层40包括相变材料以及固化剂。相变材料在相变材料层40中的质量占比为70％-80％。相变材料的相变温度为40℃-80℃。

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 (12)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳；

电极端子，设置于所述外壳；

电极组件，设置于所述外壳中，所述电极组件包括电极主体和从所述电极主体的端部引出的极耳，所述极耳与所述电极端子电连接；

相变材料层，设置于所述极耳。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括绝缘件，所述相变材料层设置于所述绝缘件与所述极耳之间并连接所述绝缘件和所述极耳。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘件的厚度为0.2mm-1.5mm，所述相变材料层的厚度为1mm-3mm。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述相变材料层与所述极耳粘接。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述相变材料层包括相变材料以及粘接剂，所述相变材料包括石蜡、脂肪胺、高级脂肪烃类、聚乙二烯醇、聚乙二醇中的一者，所述粘接剂为丙烯酸树脂。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述极耳从所述电极主体在第一方向上的一侧端部引出；

在第二方向上，所述相变材料层的延伸尺寸大于所述极耳的延伸尺寸，且所述相变材料层的尺寸与所述极耳的尺寸之间的差值为5mm-20mm；

所述第二方向垂直于所述第一方向。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述相变材料层包括相变材料以及固化剂，所述相变材料包括石蜡、脂肪胺、高级脂肪烃类、聚乙二烯醇、聚乙二醇中的一者，所述固化剂为包括丙烯酸酯单体的光固化剂。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极耳包括连接区以及散热区，所述散热区设置于所述连接区与所述电极主体之间，所述连接区与所述电极端子电连接，所述相变材料层设置于所述散热区。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述相变材料层在所述极耳上的正投影将所述散热区覆盖在内。

10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述相变材料层的相变温度为40℃-80℃。

11.一种电池，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-10中任一项所述的电池单体。

12.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池，所述电池用于提供电能。