CN220527159U - 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。电池单体，包括：电极组件，电极组件上设有极耳；电流传导结构，与极耳相连，用于连接与外部电路，以传导电流；电流传导结构上串联设有过热熔断的熔断阀；熔断阀可供电池单体的额定功率充放电的电流通过，且可供电池单体瞬时大功率放电的电流通过。通过在电池单体的电流传导结构上设置熔断阀，并使熔断阀串联在电流传导结构中，熔断阀可供电池单体的瞬时大功率放电的电流通过，以便电池单体正常使用，且不会因熔断阀的设置而牺牲电池单体的充放电性能；而且在电池单体过流或过热时，熔断阀会熔化而使电流传导结构断路，以降低电池单体短路的风险，提升安全性。

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

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。而电池中存在大量易燃物质，提升电池的安全性极其重量。

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，以提升电池的安全性。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括：

电极组件，电极组件上设有极耳；

电流传导结构，与极耳相连，用于连接于外部电路，以传导电流；

电流传导结构上串联设有过热熔断的熔断阀；

熔断阀可供电池单体的额定功率充放电的电流通过，且可供电池单体于瞬时大功率放电情况下的电流通过；熔断阀的熔断温度大于电池单体的瞬时大功率放电情况下的温度。

本申请实施例的技术方案中，通过在电池单体的电流传导结构上设置熔断阀，并使熔断阀串联在电流传导结构中，熔断阀可供电池单体额定功率及瞬时大功率放电情况下的电流通过，以便电池单体正常使用，且不会因熔断阀的设置而牺牲电池单体的充放电性能；而且在电池单体过流或过热时，熔断阀会熔化而使电流传导结构断路，以降低电池单体短路的风险，提升安全性。由于用电设备在启动等突然情况下，可能会使用更大功率的电能，这也使得电池单体的瞬时放电的功率会大于额定功率，瞬时大功率放电时的电流也会比额定电流大，此时也会使电池单体的温度突升，将熔断阀的熔断温度大于电池单体的瞬时大功率放电时的温度，可以降低熔断阀在电池单体瞬时大功率放电时熔断的风险，以便电池单体可以正常使用。

在一些实施例中，熔断阀的熔断温度小于或等于400℃，且熔断阀的熔断温度大于或等于100℃。

熔断阀的熔断温度小于或等于400℃，熔断温度低，需要电流与能量相对较小，熔断响应较快；可以快速且有效降低电池单体因热失控而发生短路起火的风险；而将熔断阀的熔断温度设置大于或等于100℃，以便电池单体在正常充放电时，降低熔断阀熔断的风险。

在一些实施例中，电流传导结构包括电极端子，电极端子包括第一段和第二段，第一段与极耳电连接，第二段用于连接外部电路，第二段与第一段间隔设置，第二段与第一段之间设有熔断阀，熔断阀连接第一段与第二段。

电极端子包括第一段和第二段，并通过熔断阀连接第一段与第二段，当电流过大时，电极端子温升而使熔断阀熔化，以将第一段与第二段断开，以起到保护作用；另外，电池单体温度过高，而超过熔断阀的熔断温度时，熔断阀也会熔化，而使第一段与第二段断开，以有效降低电池单体因热失控而发生短路起火的风险。

在一些实施例中，电池单体还包括支撑第二段的绝缘件，绝缘件安装于第一段上。

设置绝缘件来支撑第二段，以便第二段与第一段的连接，也便于电极端子的组装固定。

在一些实施例中，绝缘件环绕第二段设置，绝缘件、第一段和第二段围成容置空间，熔断阀位于容置空间。

使绝缘件环绕第二段，以更稳定连接第一段与第二段，便于电极端子的组装。

在一些实施例中，熔断阀的体积小于容置空间的体积，绝缘件的熔化温度大于熔断阀的熔断温度。

熔断阀的体积小于容置空间的体积，且绝缘件的熔化温度大于熔断阀的熔断温度，则熔断阀熔化后，可以向容置空间中于熔断阀外的空间流动，并存储在容置空间，以将第一段与第二段断开，起到断路保护作用；而当电池单体热失控解除时，可以将电极端子重新加热，使熔断阀再次熔化，并向容置空间一侧流动，以重新连接第一段与第二段，而使电池单体可以重新使用。

在一些实施例中，熔断阀的体积与容置空间的体积的比值的范围为0.7-0.8。

将熔断阀的体积设置占容置空间体积的70%至80%，既可以使熔断阀阻值较低，以使电池单体具有良好的充放电性能，而且在熔化后，可以将第一段与第二段良好断开。

在一些实施例中，电流传导结构包括转接片和电极端子，转接片与极耳相连，且转接片通过熔断阀与电极端子相连。

在转接片与电极端子间设置熔断阀，在电池单体过热时，熔断阀熔化，以将转接片与电极端子断开，形成断路，以起到保护作用。

在一些实施例中，电流传导结构包括转接片，转接片通过熔断阀与极耳相连。

在转接片与极耳间设置熔断阀，在电池单体过热时，熔断阀熔化，以将转接片与极耳断开，形成断路，以起到保护作用。

在一些实施例中，熔断阀包括金属锡件、金属铋件、含锡合金件和含铋合金件中的一个或几个。

使用金属锡件、金属铋件、含锡合金件和含铋合金件中的一个或几个，熔断阀不仅可以良好导电，而且可以使熔断阀熔化温度较低，以对电池单体起到良好热熔断保护作用。

在一些实施例中，熔断阀包括采用Sn₄₂Bi₅₈制作的锡铋合金件。

采用Sn₄₂Bi₅₈制作的锡铋合金件，熔化温度低，在电池单体热失控时，可以良好将电流传导结构断开，以有效降低电池单体因热失控而发生短路起火的风险，起到良好保护作用。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括如上述实施例所述的电池单体。

第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括如上述实施例所述的电池单体，或者包括如上述实施例所述的电池。

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中的技术方案，下面将对实施例或示范性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为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；

图4为本申请一些实施例的电极端子的剖视结构示意图；

图5为本申请一些实施例的电流传导结构的剖视结构示意图；

图6为本申请一些实施例的转接片上安装熔断阀的结构示意图；

图7为本申请一些实施例的极耳与转接片连接的结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1000-车辆；1001-电池；1002-控制器；1003-马达；

100-箱体；101-第一部分；102-第二部分；

200-电池单体；21-电极组件；211-极耳；22-外壳；221-壳体；222-端盖；23-电流传导结构；231-转接片；232-电极端子；2320-容置空间；2321-第一段；2322-第二段；24-熔断阀；25-泄压机构；26-绝缘件。

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。

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。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以任何合适的方式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）。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

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。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，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。

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“邻近”是指位置上接近。例如A₁、A₂和B三部件，A₁与B之间的距离大于A₂与B之间的距离，那么A₂相比A₁来说，A₂更接近于B，即A₂邻近B，也可以说B邻近A₂。再如，当有多个C部件，多个C部件分别为C₁、C₂……C_N，当其中一个C部件，如C₂相比其他C部件更靠近B部件，那么B邻近C₂，也可以说C₂邻近B。

本申请实施例中电池单体包括但不限于锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等。电池单体的形状包括但不限于可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电池单体一般按封装的方式，包括但不限于分成：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体。

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的箱体。箱体可以在一定程度上避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。在一些情况下，也可以直接使用电池单体，即电池也可以不包括箱体，在此不作限定。

在电池中，电池单体为多个时，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内；当然，电池也可以是多个电池单体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，并容纳于箱体内。电池还可以包括其他结构，例如，该电池还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体之间的电连接。

本申请实施例中的电池单体包括电极组件和外壳，电极组件安装在外壳中，以通过外壳来保护电极组件。

电极组件也称为电芯，是存储和释放电能的部件，电极组件由正极片、负极片和隔膜组成。电极组件主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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，正极集流体上未涂覆正极活性物质层的部分凸出于已涂覆正极活性物质层的部分，未涂覆正极活性物质层的部分作为正极极耳，或者在正极集流体上焊接并引出金属导电体，以作为正极极耳。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，负极集流体上未涂覆负极活性物质层的部分凸出于己涂覆负极活性物质层的部分，未涂覆负极活性物质层的部分作为负极极耳，或者在负极集流体上焊接并引出金属导电体，以作为负极极耳。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。为了在一定程度上保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。可以理解地，电极组件中，正极极耳的数量可以为一个，负极极耳的数量也可以为一个。也就是说，电极组件上设有两组极耳，各组中包括至少一个极耳，且一组极耳为正极极耳，另一组极耳为负极极耳。

电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构。本申请实施例并不限于此。卷绕式结构多是将极耳焊接到集流体上，再按正极片——隔膜——负极片——隔膜的顺序排列；再通过卷绕组成圆柱形或方形电芯。叠片式结构多是在集流体上引出极耳，将正极片、负极片和隔膜按照正极片——隔膜——负极片——隔膜顺序排列，逐层叠合在一起形成叠片电芯；其中，可将隔膜切断，并以隔膜片直接叠片，或不将隔膜切断，而是以Z型折叠叠片。隔膜的材质可以为PP（Polypropylene，聚丙烯）或PE（Polyethylene，聚乙烯）等。隔膜是设置在正极片和负极片之间的绝缘膜，其主要作用是：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，在一定程度上防止短路，而能够让电解液中的离子在正负极之间自由通过，以在正负极间形成回路。正极片和负极片统称为极片。正极极耳和负极极耳统称为极耳。

在电极组件制成后，需要将电极组件装于外壳中，并注入电解液，以使电极组件浸入电解液中，使电极组件可以充分吸收电解液。电解液可以提供部分活性离子，作为充放电过程中的导电离子使用；另外，电解液还提供离子通道，或者叫载体，使得离子可以在其中自由移动，以实现极片间的电传导。因而，外壳上会设置注液孔，以便向外壳中加注电解液。

高容量的动力电池单体是指作为动力的高容量电池单体，该电池单体具有以下特征：电池单体包括外壳和至少一个电极组件，电极组件容纳于外壳内，外壳呈直平行六面体，外壳宽度为W，长度为T，高度为H，外壳宽度方向相对设置的两侧壁的厚度之和为a，外壳长度方向相对设置的两侧壁的厚度之和为b，外壳高度方向相对设置的两侧壁的厚度之和为c，且满足条件（W-a）*（T-b）*（H-c）/（W*T*H）≥90%。高容量的动力电池单体需要具有相对更高的能量转换效率和更大倍率充放电能力。

电池单体的外壳上会设置电极端子。电极端子是指设于外壳上的导电件，电极端子与电极组件的极耳相连，以输出电池单体的电能，或向电池单体充电。电池单体的电极端子一般为两个，两个电极端子分别与电极组件的正负极极耳相连，与正极极耳相连的电极端子为正电极端子，与负极极耳相连的电极端子为负电极端子。电极组件与电极端子相连，以形成电池单体。

为了便于极耳与电极端子的连接，电池单体中会设置转接片，转接片一般为两个，分别连接两个电极端子与正负极耳。

电池单体充电时，电流通过电解质和电极之间的化学反应将电能转化为化学能存储在电池单体中。而在放电过程中，化学能转化为电能释放出来。这个能量转化过程会伴随着能量损耗和热量的产生，如果电池单体内部散热不良，热量无法有效散出，就会导致电池单体过热。电池单体内部存在一定的内阻，电流通过内阻时会产生电阻损耗，导致电池单体内部发热。当电流过大或内阻过高时，电池单体内部的发热就会加剧，导致电池单体过热。如果电池单体充电过程中超过了其设计的最大电压，或者放电过程中电池单体电压降至过低，都会导致电池单体过压或过放。过充或过放会引发电池单体内部的化学反应失控，产生过多的热量，导致电池单体过热。另外，电池单体的设计或制造过程中可能存在缺陷，如材料选择不当、电池单体组装不良等，这些缺陷可能导致电池单体内部散热不良或电流分布不均匀，从而增加电池单体过热或过压的风险。因而，电池单体在充电或使用过程中可能会发生过热或过压的情况。

为了降低电池单体在充电或使用过程中发生过热或过压，而引发爆炸或火灾的风险，以便电池单体可以安全使用，当前多是在转接片上设置宽度收窄的熔断部，从而在熔断部过流，或者电池单体热失控短路而使熔断部过流时，熔断部熔断，以在一定程度上避免持续短路燃烧进行，提高了电池单体使用的安全性。然而这种熔断部的设置，熔断温度与转接片熔化温度相同，熔断温度高，如极耳或转接片的常用材料铝、镍或铜中，熔化温度最低的铝也需要＞600℃，需要电流与能量大，熔断响应较慢；另外还会以增大该部分的内阻，特别是对于作为高容量的动力电池单体来说会恶化其能量转换效率和大倍率充放电能力，限制了电池单体性能的发挥。

基于上述考虑，为解决电池单体中熔断部需要牺牲充放电性能的问题，本申请实施例提供了一种电池单体，通过在电池单体的充放电的电流传导结构上串联熔断阀，而该熔断阀可以供电池单体的额定功率充放电的电流通过，而且可以供电池单体于瞬时大功率放电情况下的电流通过，以便电池单体可以正常使用，不会因熔断阀的设置而牺牲电池单体的充放电性能，另外，在电池单体过热时，熔断阀会熔化而使电流传导结构断路，以降低电池单体短路的风险，提升安全性。

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，如应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统。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、电动自行车、电动摩托车、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。

为了方便说明，以本申请一实施例提供一种用电装置，该用电装置以车辆为例进行说明。

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1001，电池1001可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池1001可以用于车辆1000的供电，例如，电池1001可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器1002和马达1003，控制器1002用来控制电池1001为马达1003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1001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，图2为本申请一些实施例提供的电池1001的分解结构示意图。电池1001包括箱体100和电池单体200，电池单体200容纳于箱体100内。其中，箱体100用于为电池单体200提供容纳空间，箱体100可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体100可以包括第一部分101和第二部分102，第一部分101与第二部分102相互盖合，第一部分101和第二部分102共同限定出用于容纳电池单体200的容纳空间。第二部分102可以为一端开口的空心结构，第一部分101可以为板状结构，第一部分101盖合于第二部分102的开口侧，以使第一部分101与第二部分102共同限定出容纳空间；第一部分101和第二部分102也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分101的开口侧盖合于第二部分102的开口侧。当然，第一部分101和第二部分102形成的箱体100可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。多个电池单体200相互并联或串联或混联组合后，置于第一部分101和第二部分102扣合后形成的箱体100内。

请参阅图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体200的分解结构示意图。请一并参阅图4，图4为本申请一些实施例的电极端子232的剖视结构示意图。

如图3所示，电池单体200具有高度方向、宽度方向与厚度方向，图中Z方向为电池单体200的高度方向，X方向为电池单体200的宽度方向，Y方向为电池单体200的厚度方向。

根据本申请的一些实施例中，本申请提供了一种电池单体200，包括：电极组件21，电极组件21上设有极耳211；电流传导结构23，与极耳211相连，用于连接于外部电路，以传导电流；电流传导结构23上串联设有过热熔断的熔断阀24；熔断阀24可供电池单体200的额定功率充放电的电流通过，且可供电池单体200于瞬时大功率放电情况下的电流通过。

电极组件21是指电池单体200中储存和释放电能的部件。

极耳211是指电极组件21上伸出的导电件，以供电极组件21中的电能释放或向电极组件21中充电。

电流传导结构23是指电池单体200中用于传导电流的电路结构，并且用来与外部电路连接，电流传导结构23与极耳211相连，并且在电池单体200使用时，电流传导结构23与外部电路连接，以便电流可以于外部电路与电极组件21之间流通，从而实现电池单体200的充电与放电。

熔断阀24是指具有熔断保护功能的器件，当电路发生过流或短路故障时，自身会熔化而切断电流，使电路断开，以起到保护电路和电器设备的作用。

额定功率是指用电池单体200正常充放电工作时的功率。

瞬时大功率放电也指电池单体200的瞬时大功率放电，是指电池单体200在短时间内允许的最大功率的放电。电池单体200瞬时大功率放电时，会在短时间内释放出大量的电能。这种情况通常出现在高负载或高强度使用电池单体200的电能的情况下，如启动发动机、使用大功率电器等。电池单体200瞬时大功率放电的能力取决于电池单体200的容量、类型、内部结构和管理系统等因素。因而，对于电池单体200来说，一旦设计与制作完成，其瞬时大功率放电的性能是确定的，对应的瞬时大功率放电的电流也是确定的。瞬时大功率放电的时间一般在60秒（s）以内（包括60s）。

熔断阀24可供电池单体200的额定功率充放电的电流通过，以便电池单体200可以额定功率放充电。熔断阀24可供电池单体200于瞬时大功率放电情况下的电流通过，也就是说，电池单体200可以实现瞬时大功率放电。这样可以使电池单体200可以正常使用，在一定程度上不会牺牲电池单体200的充放电性能。

而当电池单体200过流或过热，电池单体200过流也会导致电池单体200过热，熔断阀24会熔化而使电流传导结构23断路，以切断电池单体200中的电流流通，降低电池单体200短路的风险，提升安全性。

本申请实施例的技术方案中，通过在电池单体200的电流传导结构23上设置熔断阀24，并使熔断阀24串联在电流传导结构23中，熔断阀24可供电池单体200额定功率及瞬时大功率放电情况下的电流通过，以便电池单体200正常使用，且不会因熔断阀24的设置而牺牲电池单体200的充放电性能；而且在电池单体200过流或过热时，熔断阀24会熔断而使电流传导结构23断开，以降低电池单体200短路的风险，提升安全性。

在一些实施例中，电池单体200包括外壳22，电极组件21安装于外壳22中，电流传导结构23穿过外壳22，而伸出外壳22之外，以便连接外部电路，方便电池单体200的使用。

外壳22是指内部具有空间的壳体结构，以容纳与保护电极组件21。外壳22可以采用具有一定硬度和强度的材质制成，这样，外壳22在受挤压碰撞时就不易发生变形，使电池单体200能够具备更高的结构强度，可靠性能也可以有所提高。外壳22的材质可以是多种，包括但不限于铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。

设置外壳22，以容置电池单体200，可以通过外壳22来保护电池单体200。

在一些实施例中，电流传导结构23包括电极端子232，电极端子232与极耳211相连。电极端子232安装于外壳22上。电极端子232是指设于外壳22上的导电件，电极端子232与电极组件21的极耳211相连，以输出电池单体200的电能，或向电池单体200充电。电池单体200的电极端子232一般为两个，两个电极端子232分别与电极组件21的正负极极耳相连，与正极极耳相连的电极端子232为正电极端子，与负极极耳相连的电极端子232为负电极端子。电极组件21与电极端子232相连，以形成电池单体200。

在一些实施例中，电流传导结构23还包括转接片231，转接片231连接极耳211与电极端子232。转接片231是指电池单体200中设置的导电件。转接片231连接极耳211与电极端子232，以便实现极耳211与电极端子232的电连接。转接片231一般为两个，两个转接片231分别与两个电极端子232对应，各转接片231与对应电极端子232相连，并且各转接片231与对应极耳211相连，也就是说，各极耳211通过转接片231与对应电极端子232相连，以方便极耳211与电极端子232的连接，连接更为稳固。

在一些实施例中，熔断阀24的熔断温度大于电池单体200的瞬时大功率放电情况下的温度。

熔断阀24的熔断温度是指熔断阀24的熔点温度，也是熔断阀24开始熔化时的温度。

由于电池单体200一旦设计与制作完成，其瞬时大功率放电的电流确定，则电池单体200瞬时大功率放电情况下，电池单体200整体发热量，熔断阀24的发热量均是确定的，相应地，电池单体200的瞬时大功率放电情况下的整体温度，内部器件，如电极组件21、极耳211、熔断阀24等器件的温度也是确定的，这些温度中的最大的温度即为电池单体200的瞬时大功率放电情况下的温度。

由于用电设备在启动等突然情况下，可能会使用更大功率的电能，这也使得电池单体200的瞬时放电的功率会大于额定功率，瞬时大功率放电时的电流也会比额定电流大，此时也会使电池单体200的温度突升，将熔断阀24的熔断温度大于电池单体200的瞬时大功率放电时的温度，则在电池单体200瞬时大功率放电的情况下，熔断阀24不会发生熔化，以使电池单体200可以瞬时大功率放电，可以降低熔断阀24在电池单体200瞬时大功率放电时熔断的风险，以便电池单体200可以正常使用。

在一些实施例中，熔断阀24的熔断温度小于或等于400℃。

由于构成电流传导结构23的器件所采用的材料多为铝、镍或铜，其中铝的熔化温度最低，但铝的熔点为660.4℃。

熔断阀24的熔断温度小于或等于400摄氏度（℃），这使得熔断阀24的熔断温度相比形成电流传导结构23的其他器件的熔化温度较低，在电池单体200过热时，熔断阀24更易熔化，其熔化需要电流与能量相对较小，熔断响应较快；可以快速且有效降低电池单体200因热失控而发生短路起火的风险。

在一些实施例中，熔断阀24的熔断温度大于或等于100℃。

由于电池单体200在正常充放电的情况下，其最大温度一般是小于100℃，因而，将熔断阀24的熔断温度设置大于或等于100℃，以便电池单体200在正常充放电的情况下，在一定程度上熔断阀24不会熔断，即降低熔断阀24熔断的风险，便于电池单体200正常使用。

将熔断阀24的熔断温度设置大于或等于100℃，以便电池单体200在正常充放电时，降低熔断阀24熔断的风险。

在一些实施例中，熔断阀24的熔断温度大于或等于100℃，且小于或等于400℃，如熔断阀24的熔断温度可以是100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃、260℃、280℃、300℃、320℃、340℃、360℃、380℃、400℃等，既可以快速且有效降低电池单体200因热失控而发生短路起火的风险，又可以使电池单体200在正常充放电时，降低熔断阀24熔断的风险。

在一些实施例中，外壳22上设有泄压机构25，泄压机构25用于泄放电池单体200的内部压力。

由于电池单体200内部通常包含一定量的气体，当电池单体200充电或放电时，电解质中的溶液会发生气体的产生或吸收反应。这些气体的生成会导致电池单体200内部气体压力升高，从而导致电池单体200膨胀变形。电池单体200充电或放电过程中，正负极材料会发生化学反应，形成新的化合物。这些化学反应伴随着体积的变化，导致电池单体200内部材料的体积变化，而使电池膨胀变形。当电池单体200充电过度或放电过度时，会导致电池单体200内部化学反应失控，生成过多的气体或导致电极材料的结构破坏，进而引起电池单体200膨胀变形。电池单体200在高温环境中充电或放电，会加速内部化学反应的进行，增加气体的产生和体积的变化。高温还会引起电池单体200内部物质的膨胀，也导致电池单体200膨胀变形。

在电池单体200的外壳22上设置防爆阀、防爆片等泄压机构25，在电池单体200的温度或压力超过安全阈值时，可以释放电池单体200内部的气体或液体，以减轻电池单体200内部的压力，降低电池单体200爆炸的风险。这样可以提高电池单体200的安全性能，减少潜在的安全风险。而通过泄压机构25与熔断阀24的设置，可以进一步提升电池单体200的安全性。

在一些实施例中，外壳22包括壳体221和端盖222，电极组件21安装在壳体221中，端盖222盖于壳体221上。

端盖222是指盖于壳体221的开口处以将电池单体200的内部环境隔绝于外部环境的部件。端盖222的形状可以与壳体221的形状相适应，以配合盖于壳体221上。可选地，端盖222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222在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体200能够具备更高的结构强度，可靠性能也可以有所提高。端盖222的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

壳体221是用于配合端盖222以形成电池单体200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21、电解液以及其他部件。壳体221和端盖222可以是独立的部件，可以于壳体221上设置开口，通过在开口处使端盖222盖合开口以形成电池单体200的内部环境。壳体221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221的形状可以根据电池单体200的具体形状和尺寸大小来确定。壳体221的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

采用壳体221和端盖222构成外壳22，结构简单，便于加工制作，也便于电极组件21的安装。

在一些实施例中，电极端子232可以安装在端盖222上，以便连接极耳211。当然，电极端子232也可以安装在壳体221上。

在一些实施例中，泄压机构25可以设置在端盖222上。当然，泄压机构25可以设置在壳体221上。

在一些实施例中，电流传导结构23包括电极端子232，电极端子232包括第一段2321和第二段2322，第一段2321与极耳211电连接，第二段2322用于连接外部电路，第二段2322与第一段2321间隔设置，第二段2322与第一段2321之间设有熔断阀24，熔断阀24连接第一段2321与第二段2322。

第一段2321是指构成电极端子232的一部分区段。第二段2322是指构成电极端子232的一部分区段。

第一段2321与极耳211电连接，可以是将第一段2321直接与极耳211连接，以实现第一段2321与极耳211电连接。当然，第一段2321也可以通过转接片231与极耳211电连接，也就是说，使用转接片231，使转接片231连接极耳211与第一段2321，以实现第一段2321与极耳211电连接，以便电流可以在第一段2321与极耳211间传导。

第二段2322用于连接外部电路是指，电池单体200在使用时，第二段2322是与外部的用电设备的电路相连。

第二段2322与第一段2321间隔设置是指第一段2321与第二段2322间隔开，第一段2321与第二段2322不直接相连或接触。

第二段2322与第一段2321之间设有熔断阀24，熔断阀24连接第一段2321与第二段2322，也就是说，熔断阀24连接第一段2321和第二段2322，以实现第一段2321与第二段2322之间的连接，便于电流经熔断阀24在第一段2321与第二段2322之间流通。而且在熔断阀24熔化流动后，由于第一段2321与第二段2322间隔，则第一段2321与第二段2322会断开，而切断电流在第一段2321与第二段2322之间的导通。

电极端子232包括第一段2321和第二段2322，并通过熔断阀24连接第一段2321与第二段2322，当电流过大时，电极端子232温升而使熔断阀24熔化，以将第一段2321与第二段2322断开，以起到保护作用；另外，电池单体200温度过高，而超过熔断阀24的熔断温度时，熔断阀24也会熔化，而使第一段2321与第二段2322断开，以有效降低电池单体200因热失控而发生短路起火的风险。

在一些实施例中，电池单体200还包括支撑第二段2322的绝缘件26，绝缘件26安装于第一段2321上。

绝缘件26是指具有绝缘特性，且具有一定强度的结构件。例如绝缘件26可以采用塑料、硅胶等材料制作。

绝缘件26安装于第一段2321上，以通过第一段2321来支撑绝缘件26。而绝缘件26支撑第二段2322，以将第二段2322通过绝缘件26间接支撑在第一段2321上，并使第一段2321与第二段2322间隔开，这样在熔断阀24熔化流动后，可以在一定程度上避免第一段2321与第二段2322接触，而降低电池单体200发生短路起火的风险。另外，设置绝缘件26，以将第二段2322支撑在第一段2321上，以使第一段2321、熔断阀24及第二段2322形成一个整体，以方便安装在外壳22上，便于电池单体200的组装。

设置绝缘件26来支撑第二段2322，以便第二段2322与第一段2321的连接，也便于电极端子232的组装固定。

在一些实施例中，绝缘件26环绕第二段2322设置，绝缘件26、第一段2321和第二段2322围成容置空间2320，熔断阀24位于容置空间2320。

绝缘件26环绕第二段2322设置是指绝缘件26是呈环形，而第二段2322的周侧与绝缘件26相连，以稳定支撑第二段2322。而由于第一段2321与第二段2322间隔设置，则绝缘件26、第一段2321和第二段2322会围成一个空间，该空间即为容置空间2320，熔断阀24设置在该容置空间2320中，并且熔断阀24连接第一段2321与第二段2322。

使绝缘件26环绕第二段2322，以更稳定连接第一段2321与第二段2322，便于电极端子232的组装。

在一些实施例中，熔断阀24也可以连接第一段2321的侧面与第二段2322的侧面，以实现将第一段2321与第二段2322电连接。

在一些实施例中，熔断阀24的体积小于容置空间2320的体积，绝缘件26的熔化温度大于熔断阀24的熔断温度。

将熔断阀24的体积设置小于容置空间2320的体积，熔断阀24的体积小于容置空间2320的体积，则熔断阀24在连接第一段2321与第二段2322时，容置空间2320中于熔断阀24之外的空间则形成可以供熔断阀24流动的盈余空间，则熔断阀24熔化后，形成的液体可以在容置空间2320流动，以将第一段2321与第二段2322断开。

绝缘件26的熔化温度大于熔断阀24的熔断温度，在熔断阀24熔化，绝缘件26仍然可以保持支撑第一段2321，以使熔断阀24熔化的液体仍然处于容置空间2320。

熔断阀24的体积小于容置空间2320的体积，且绝缘件26的熔化温度大于熔断阀24的熔断温度，则熔断阀24熔化后，可以向容置空间2320中于熔断阀24外的空间流动，并存储在容置空间2320，以将第一段2321与第二段2322断开，起到断路保护作用；而当电池单体200热失控解除时，可以将电极端子232重新加热，使熔断阀24再次熔化，并向容置空间2320一侧流动，以重新连接第一段2321与第二段2322，而使电池单体200可以重新使用。

在一些实施例中，绝缘件26的熔化温度可以设置小于或等于熔断阀24的熔断温度。而熔断阀24熔化的环境温度一般会高于熔断阀24的熔断温度，将绝缘件26的熔化温度可以设置小于或等于熔断阀24的熔断温度，则熔断阀24熔化时，绝缘件26也会熔化，这样可以在一定程度上减小绝缘件26对熔断阀24熔化后液体流动的影响，便于熔断阀24熔化后，可以将第一段2321与第二段2322断开。

在一些实施例中，熔断阀24的体积与容置空间2320的体积的比值的范围为0.7-0.8。

熔断阀24的体积与容置空间2320的体积的比值是指，熔断阀24的体积除以容置空间2320的体积所得到的值，该值的大小反应熔断阀24占容置空间2320的百分比。熔断阀24的体积占容置空间2320的比值越大，则熔断阀24的体积越大，由于第一段2321与第二段2322之间的距离固定，则熔断阀24的体积越大，熔断阀24的横截面的面积越大，熔断阀24的阻值越小，电流通过能力也越强，可供通过的电流也越大，则相应地电池单体200的充放电性能也越强。

熔断阀24的体积与容置空间2320的体积的比值的范围为0.7-0.8，则熔断阀24的体积占容置空间2320体积的70%至80%。

将熔断阀24的体积设置占容置空间2320体积的70%至80%，既可以使熔断阀24阻值较低，以便具有较强的电流通过能力，使电池单体200具有良好的充放电性能，而且在熔化后，可以将第一段2321与第二段2322良好断开。

在一些实施例中，当熔断阀24的体积接近或等于容置空间2320的体积，或熔断阀24填充满容置空间2320，则需要将绝缘件26的熔化温度设置小于或等于熔断阀24的熔断温度，熔断阀24熔化时，绝缘件26也会熔化，这样可以在一定程度上减小绝缘件26对熔断阀24熔化后液体流动的影响，而熔断阀24熔化后的液体可以流出容置空间2320，以使第一段2321与第二段2322断开。

请参阅图5和图6，图5为本申请一些实施例提供的电流传导结构23的剖视结构示意图。图6为本申请一些实施例的转接片231上安装熔断阀24的结构示意图。请一并参阅图3，在一些实施例中，电流传导结构23包括转接片231和电极端子232，转接片231与极耳211相连，且转接片231通过熔断阀24与电极端子232相连。

转接片231与极耳211电连接，以实现转接片231与极耳211导通，以便电流可以在转接片231与极耳211间传导。

转接片231通过熔断阀24与电极端子232相连是指，熔断阀24连接转接片231和电极端子232，以实现转接片231与电极端子232之间的连接，便于电流经熔断阀24在转接片231与电极端子232之间流通。而且在熔断阀24熔化流动后，会使转接片231与电极端子232的连接断开，以切断电流在转接片231与电极端子232之间的导通。

在转接片231与电极端子232间设置熔断阀24，在电池单体200过热时，熔断阀24熔化，以将转接片231与电极端子232断开，形成断路，以起到保护作用。

在一些实施例中，可以将熔断阀24安装在电极端子232上，再与转接片231相连。

在一些实施例中，也可以将熔断阀24安装在转接片231上，再与电极端子232相连。

请参阅图7，图7为本申请一些实施例的极耳211与转接片231连接的结构示意图。请一并参阅图3，在一些实施例中，电流传导结构23包括转接片231，转接片231通过熔断阀24与极耳211相连。

转接片231通过熔断阀24与极耳211相连是指，熔断阀24连接转接片231和极耳211，以实现转接片231与极耳211之间的连接，便于电流经熔断阀24在转接片231与极耳211之间流通。而且在熔断阀24熔化流动后，会使转接片231与极耳211的连接断开，以切断电流在转接片231与极耳211之间的导通。

在转接片231与极耳211间设置熔断阀24，在电池单体200过热时，熔断阀24熔化，以将转接片231与极耳211断开，形成断路，以起到保护作用。

在一些实施例中，熔断阀24包括金属锡件、金属铋件、含锡合金件和含铋合金件中的一个或几个。

金属锡件是指采用金属锡制作的导电结构件。

金属铋件是指采用金属铋制作的导电结构件。

含锡合金件是指采用金属锡及其他材料混合制作的导电结构件。

含铋合金件是指采用金属铋及其他材料混合制作的导电结构件。

含锡合金件可以包含不限于锡与以下一种或几种材料形成的合金材料制作的导电结构件。与锡混合形成合金的材料有：第I族的锂、钠、钾、铜、银、金，与第Ⅱ族的铍、镁、钙、锶、钡、锌、镉、汞，与第Ⅲ族的铝、镓、铟、铊、镱、镧、铀，与第Ⅳ族的硅、锗、铅、钛、锆、铪，与第V族的磷、砷、锑、铋、钒、铌，与第Ⅵ族的硒、碲、铬，与第Ⅶ族的锰及第Ⅷ族的铁、钴、镍、铑、钯、铂等。

含铋合金件可以包含不限于锡与以下一种或几种材料形成的合金材料制作的导电结构件。与锡混合形成合金的材料有：第I族的锂、钠、钾、铜、银、金，与第Ⅱ族的铍、镁、钙、锶、钡、锌、镉、汞，与第Ⅲ族的铝、镓、铟、铊、镱、镧、铀，与第Ⅳ族的硅、锗、锡、铅、钛、锆、铪，与第V族的磷、砷、锑、钒、铌，与第Ⅵ族的硒、碲、铬，与第Ⅶ族的锰及第Ⅷ族的铁、钴、镍、铑、钯、铂等。

使用金属锡件、金属铋件、含锡合金件和含铋合金件中的一个或几个，熔断阀24不仅可以良好导电，而且可以使熔断阀24熔化温度较低，以对电池单体200起到良好热熔断保护作用。

在一些实施例中，熔断阀24包括采用Sn₄₂Bi₅₈制作的锡铋合金件。

Sn₄₂Bi₅₈是指采用质量占比为42%的金属锡与质量占比为58%的金属铋，制作的导电件。其熔断温度仅为138℃，这样在电池单体200过热或者过流时，熔断阀24更易熔化而使电流传导结构23断路，在电池单体200过热时，熔断阀24的熔化需要电流与能量相对较小，熔断响应较快；可以快速且有效降低电池单体200因热失控而发生短路起火的风险。

采用Sn₄₂Bi₅₈制作的锡铋合金件，熔化温度低，在电池单体200热失控时，可以良好将电流传导结构23断开，以有效降低电池单体200因热失控而发生短路起火的风险，起到良好保护作用。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池单体200，包括：电极组件21，电极组件21上设有极耳211；电流传导结构23，与极耳211相连，用于连接于外部电路，以传导电流；电流传导结构23上串联设有过热熔断的熔断阀24；熔断阀24可供电池单体200的额定功率充放电的电流通过，且可供电池单体200于瞬时大功率放电情况下的电流通过。熔断阀24的熔断温度大于电池单体200的瞬时大功率放电情况下的温度，且熔断阀24的熔断温度小于或等于400℃。从而无需牺牲电池单体200的充放电性能的情况下，可以使电池单体200正常充放电使用，而且在电池单体200过热时，熔断阀24可以快速熔化，其熔化需要电流与能量相对较小，熔断响应较快；可以快速且有效降低电池单体200因热失控而发生短路起火的风险。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，包括以上任一方案所述的电池单体200。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案所述的电池单体200，或者包括以上任一方案所述的电池。

用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。

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 (13)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

电极组件，所述电极组件上设有极耳；

电流传导结构，与所述极耳相连，用于连接于外部电路，以传导电流；

所述电流传导结构上串联设有过热熔断的熔断阀；

所述熔断阀可供所述电池单体的额定功率充放电的电流通过，且可供所述电池单体于瞬时大功率放电情况下的电流通过；

所述熔断阀的熔断温度大于所述电池单体的瞬时大功率放电情况下的温度。

2.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于：所述熔断阀的熔断温度小于或等于400℃，且所述熔断阀的熔断温度大于或等于100℃。

3.如权利要求1-2任一项所述的电池单体，其特征在于：所述电流传导结构包括电极端子，所述电极端子包括第一段和第二段，所述第一段与所述极耳电连接，所述第二段用于连接外部电路，所述第二段与所述第一段间隔设置，所述第二段与所述第一段之间设有所述熔断阀，所述熔断阀连接所述第一段与所述第二段。

4.如权利要求3所述的电池单体，其特征在于：所述电池单体还包括支撑所述第二段的绝缘件，所述绝缘件安装于所述第一段上。

5.如权利要求4所述的电池单体，其特征在于：所述绝缘件环绕所述第二段设置，所述绝缘件、所述第一段和所述第二段围成容置空间，所述熔断阀位于所述容置空间。

6.如权利要求5所述的电池单体，其特征在于：所述熔断阀的体积小于所述容置空间的体积，所述绝缘件的熔化温度大于所述熔断阀的熔断温度。

7.如权利要求6所述的电池单体，其特征在于：所述熔断阀的体积与所述容置空间的体积的比值的范围为0.7-0.8。

8.如权利要求1-2、4-7任一项所述的电池单体，其特征在于：所述电流传导结构包括转接片和电极端子，所述转接片与所述极耳相连，且所述转接片通过所述熔断阀与所述电极端子相连。

9.如权利要求1-2、4-7任一项所述的电池单体，其特征在于：所述电流传导结构包括转接片，所述转接片通过所述熔断阀与所述极耳相连。

10.如权利要求1-2、4-7任一项所述的电池单体，其特征在于：所述熔断阀包括金属锡件、金属铋件、含锡合金件和含铋合金件中的一个或几个。

11.如权利要求1-2、4-7任一项所述的电池单体，其特征在于：所述熔断阀包括采用Sn₄₂Bi₅₈制作的锡铋合金件。

12.一种电池，其特征在于：包括如权利要求1-11任一项所述的电池单体。

13.一种用电装置，其特征在于：包括如权利要求1-11任一项所述的电池单体，或者包括如权利要求12所述的电池。