CN220543989U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置，其中，电池单体(100)包括：电极组件(4)，包括电极主体(41)和极性相反的第一极耳(42)和第二极耳(43)，第一极耳(42)和第二极耳(43)从电极主体(41)引出；第一输出极和第二输出极，第一输出极与第一极耳(42)电连接，第二输出极与第二极耳(43)电连接；壳体(10)，用于容纳电极组件(4)，壳体(10)设有泄压部件(21)，沿第一方向(z)，第一输出极和第二输出极设置于壳体(10)的一端，泄压部件(21)设置于壳体(10)的另一端。

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，特别是涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

由于锂离子等电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在电动汽车上面已普遍应用。

但是，提高电动汽车中电池在使用过程中的安全性，一直是业内的一个难题。

实用新型内容

本申请的目的在于提高电池在使用过程中的安全性。

根据本申请的第一方面，提供了一种电池单体，包括：

电极组件，包括电极主体和极性相反的第一极耳和第二极耳，第一极耳和第二极耳从电极主体引出；

第一输出极和第二输出极，第一输出极与第一极耳电连接，第二输出极与第二极耳电连接；

壳体，用于容纳电极组件，壳体设有泄压部件，沿第一方向，第一输出极和第二输出极设置于壳体的一端，泄压部件设置于壳体的另一端。

该实施例将第一输出极和第二输出极设在壳体的一端，将泄压部件设在壳体的另一端，当电池单体内部发生热失控时，活性物质会从泄压部件所在端喷出，远离电池单体的第一输出极和第二输出极，从而远离用于将多个电池单体电连接的汇流件，可减少在热失控发生时对电池单体电连接的影响，防止电池中出现大面积的短路或高压打火，以免造成整个动力电池系统发生热失控，甚至导致起火爆炸，提高动力电池系统工作的安全性。其次，将泄压部件与输出极设在壳体的两端，有较大的空间设置泄压部件，可提高输出极的过流能力，也能方便地加工泄压部件并较为准确地控制其开启压力，并在焊接汇流件时防止焊接应力对泄压部件的开启压力造成影响。此外，将第一输出极和第二输出极设在壳体的同一端，在将多个电池单体电连接时，可方便汇流件的安装连接。

在一些实施例中，壳体包括沿第一方向相对设置的第一端壁、第二端壁以及位于第一端壁和第二端壁之间的侧壁，第一端壁设有第一通孔，电池单体的电极引出部安装于第一通孔，并与第一端壁绝缘设置，第二端壁设有泄压部件；电极引出部为第一输出极，第一端壁为第二输出极。

该实施例将电极引出部和第一端壁设在壳体的同一端，将泄压部件设在壳体的另一端，当电池单体内部发生热失控时，活性物质会从泄压部件所在端喷出，远离电池单体的电极引出部和第一端壁，从而远离用于将多个电池单体电连接的汇流件，可减少在热失控发生时对电池单体电连接的影响。

在一些实施例中，壳体包括：容纳部和端盖，容纳部具有开口，端盖用于盖合开口，容纳部由第一端壁和侧壁形成，端盖为第二端壁。

该实施例将泄压部件设在独立于容纳部的端盖上，能够降低设置泄压部件的工艺难度，更方便在端盖上一体设置泄压部件，而且在加工时更容易控制泄压部件的薄弱区域的尺寸精度，以提高泄压部件开启压力的设置精度，在电池单体发生热失控时泄压部件能够可靠开启，从而提高电池单体工作的安全性。

而且，由于第一输出极和第二输出极都设在与侧壁一体设置的第一端壁上，不设置在端盖上，从而减少汇流件对端盖和侧壁连接处的拉扯，防止在连接处产生疲劳，从而减小汇流件对泄压部件的影响，在一定程度上，减小在电池单体正常使用过程中对泄压部件的损伤，防止提前泄压。

在一些实施例中，壳体包括：容纳部和端盖，容纳部具有开口，端盖用于盖合开口，容纳部由第二端壁和侧壁形成，端盖为第一端壁。

该实施例将电极引出部设在独立于容纳部的端盖上，能够方便地将电极引出部安装于端盖。

在一些实施例中，第一极耳从电极主体沿第一方向的面向电极引出部的方向引出，第二极耳从电极主体沿第一方向的背离电极引出部的方向引出，第一极耳与电极引出部电连接，第二极耳与第一端壁电连接。

该实施例使第一极耳和第二极耳分别从电极主体的两端引出，可提高过流能力，且容易保证第一极耳和第二极耳之间的绝缘可靠性，从而提高电池单体的工作性能。

在一些实施例中，电池单体还包括第一集流件和第二集流件，第一极耳通过第一集流件与电极引出部电连接，第二极耳通过第二集流件与第一端壁电连接。

该实施例中，第一极耳通过第一集流件与电极引出部电连接，第二极耳通过第二集流件与第一端壁电连接，可方便与极耳的焊接，提高第一极耳与电极引出部电连接的可靠性，以及第二极耳与第一端壁电连接的可靠性。

在一些实施例中，第二集流件与侧壁接触，以实现第二极耳与第一端壁之间的电子导通。

该实施例可减少第二极耳将电能传输至第一端壁的环节，可提高电能传输的可靠性。

在一些实施例中，壳体包括：容纳部和端盖，容纳部具有开口，端盖用于盖合开口，第二集流件连接于端盖，端盖电连接于侧壁，以实现第二极耳与第一端壁之间的电子导通。

该实施例将第二极耳与端盖电连接，例如在采用焊接实现电连接时，端盖具有较平的焊接面，便于焊接且焊接效果更好，可提高第二极耳与第一端盖电连接的可靠性。

在一些实施例中，壳体包括：容纳部和端盖，容纳部具有开口，端盖用于盖合开口，第二集流件与侧壁接触，端盖与第二集流件连接，以实现第二极耳与第一端壁之间的电子导通。

该实施例使第二极耳传输的电能可通过两种导电通路传递至第一端盖，在其中一个导电通路出现虚接时，可通过另一个导电通路继续传输电能，由此可提高电能传输的可靠性。

在一些实施例中，沿第一方向，第二集流件位于泄压部件和第二极耳之间，第二集流件上设有镂空部，镂空部用于将第二集流件面向第二极耳的一侧的空间和面向泄压部件的另一侧的空间气体导通。

该实施例考虑到电极引出部和泄压部件设在壳体相对的两端，通过在第二集流件上设有镂空部，可使电池单体内部任何区域在发生热失控时，都能够使高温高压气体顺利地通过镂空部到达泄压部件，以通过泄压部件及时向外排出，提高电池单体在发生热失控时的安全性。

在一些实施例中，镂空部包括至少一个第四通孔，其中一个第四通孔设在第二集流件的中心位置。

通常情况下，电极组件内的气体通过极耳侧排出至电极组件的外侧，通过在第二集流件的中心设置第四通孔，使得从第二极耳的各区域排出的气体都能比较及时地达到第四通孔，从而顺利达到泄压部件。

在一些实施例中，第四通孔设置多个，其余第四通孔分布在位于中心位置的第四通孔的周围。

该实施例能够合理增大排气的面积，并且在一定程度上解决第二集流件中心位置因堵塞而造成的排气不及时的问题。

在一些实施例中，镂空部还包括多个切口，切口沿第一方向贯通第二集流件，多个切口环绕在第四通孔的周围。

该实施例在第四通孔的基础上设置多个切口，可辅助第四通孔排气，在电池单体发生热失控时，可使气流同时通过第四通孔和多个切口到达泄压部件。而且，切口呈细长形状，可在实现排气的基础上减小对第二集流件强度的削弱，也容易加工。

在一些实施例中，切口的一端与第四通孔连通，并朝远离第四通孔的方向延伸。

该实施例能够在第二集流件的中心位置至外周的区域都能实现可靠排气，在电池单体发生热失控时，气流能够更顺畅及时地流动至泄压部件。

在一些实施例中，镂空部还包括刻线，刻线沿第一方向贯通第二集流件。

该实施例在第四通孔的基础上设置多个刻线，可辅助第四通孔排气，在电池单体发生热失控时，可使气流同时通过第四通孔和多个刻线到达泄压部件。而且，刻线可在实现排气的基础上最大限度地减小对第二集流件强度的削弱。

在一些实施例中，刻线设有多个，刻线的一端与第四通孔连通，并朝远离第四通孔的方向延伸。

该实施例能够在第二集流件的中心位置至外周的区域都能实现可靠排气，在电池单体发生热失控时，气流能够更顺畅及时地流动至泄压部件。

在一些实施例中，第一极耳和第二极耳均从电极主体的沿第一方向面向电极引出部的一端引出，第一极耳与电极引出部电连接，第二极耳与第一端壁电连接。

该实施例使第一极耳和第二极耳均从电极主体面向电极引出部的一端引出，方便实现电连接，而且第一极耳和第二极耳只需要在电极主体的单侧占用空间，能够缩短电池单体的高度，有利于提高电池单体的能量密度。

在一些实施例中，电池单体还包括第一集流件和第二集流件，第一极耳通过第一集流件与电极引出部电连接，第二极耳通过第二集流件与第一端壁电连接；

电极引出部包括底座和主体部，底座位于第一端壁和第一集流件之间，并用于限制电极引出部沿第一方向朝背离壳体内部的方向移动，第一端壁和底座之间设有绝缘件，主体部的至少一部分位于第一通孔内。

该实施例的电极引出部能够通过底座的限位作用防止从第一通孔内脱出，提高电极引出部与第一集流体电连接的可靠性，还可通过绝缘件实现电极引出部与第一端壁之间的绝缘。

在一些实施例中，沿第一方向，底座的最大厚度t1满足：0.6mm≤t1≤1.2mm；和/或第一集流件的最大厚度t2满足：0.3mm≤t2≤0.7mm；和/或第二集流件的最大厚度t3满足：0.3mm≤t3≤0.7mm。

该实施例通过对电极引出部的底座、第一集流件和第二集流件设置合适的厚度，可保证在电池单体发生热失控时气体通过泄压部件排出，防止气体从设置电极引出部和第一端壁的一侧喷出，从而提高电池单体工作的安全性。

在一些实施例中，0.8mm≤t1≤1mm，和/或0.4mm≤t2≤0.6mm，和/或0.4mm≤t3≤0.6mm。

在一些实施例中，电极引出部还包括限位凸部，底座和限位凸部均连接并凸出于主体部的外周壁，限位凸部和底座分别位于第一端壁沿第一方向的外侧和内侧，并用于夹持第一端壁的一部分。

该实施例通过限位凸部和底座夹持第一端壁的一部分，能够使电极引出部更稳定可靠地安装于第一端壁。

在一些实施例中，主体部设有凹部，凹部的底壁与第一集流件连接，以实现电极引出部与第一极耳的电子导通，凹部的开口设于主体部面向和/或背离壳体的内部的一侧。

该实施例通过在主体部上设置凹部，可减小主体部与第一集流体电连接区域的厚度，可提高主体部与第一集流体电连接的可靠性。

在一些实施例中，凹部的底壁与第一集流件从主体部背离壳体的内部的一侧激光焊接。

该实施例通过设置凹部，减小了主体部与第一集流体焊接区域的厚度，从电极引出部外侧可方便地将主体部与第一集流体焊接，可提高焊接可靠性；而且焊接产生的金属离子也不会进入壳体内，可提高电池单体的可靠性。

在一些实施例中，壳体呈圆柱形，泄压部件设在第二端壁的中心位置且呈圆形，且泄压部件具有泄压区，泄压区的直径φ1与壳体的直径φ满足如下关系：

该实施例通过设置泄压部件的泄压区直径与壳体的直径比例关系，在电池单体发生热失控时，既能够保证泄压部件具有足有的打开面积，使热量快速排出电池单体，防止电极引出部或壳体发生损伤甚至热泄漏；而且，在保证泄压部件可靠开启的基础上，还能提高壳体设置泄压部件一端的强度，防止电池单体在正常使用过程中内部气压使泄压部件打开发生漏液、电连接异常问题。

在一些实施例中，15mm≤φ≤70mm。

在一些实施例中，第一端壁的厚度l1和第二端壁的厚度l2满足如下关系：l1≥l2。

该实施例使第一端壁的厚度大于第二端壁的厚度，能够电池单体内部发生热失控时，使壳体在泄压部件侧的变形量大于电极引出部和第一端壁所在侧的变形量，使热失控产生的气体可靠地从第二端壁上的泄压部件排出，防止气体朝向电极引出部所在侧流动使第一端壁发生较大的变形量，防止壳体在热失控时破损发生热泄漏。

在一些实施例中，l1≥1.5*l2。

在一些实施例中，第一端壁的厚度l1的尺寸范围为：0.5mm≤l1≤1mm；和/或第二端壁的厚度l2的尺寸范围为：0.3mm≤l2≤1mm。

该实施例通过为第一端壁和第二端壁设计合适的厚度，在电池单体发生热失控时，在内部高压气体的作用下造成壳体较大的变形量，防止壳体在热失控时破损发生热泄漏。

在一些实施例中，0.6mm≤l1≤0.8mm，和/或0.5mm≤l2≤0.8mm。

在一些实施例中，第二端壁上设有刻痕，第二端壁由刻痕围成的区域形成泄压部件。

该实施例能够在电池单体发生热失控时，内部压力超过泄压部件预设的开启压力后，刻痕破裂将泄压部件打开，壳体内部的气流通过开口向外排出，由此提高电池单体工作的安全性。

在一些实施例中，第一端壁的厚度l1和第二端壁在设置刻痕处的厚度l3满足如下关系：l1≥2*l3。

该实施例通过设置第一端壁的厚度与第二端壁在设置刻痕处厚度的尺寸关系，可在刻痕处形成相对于第一端壁强度较低的薄弱部位，在电池单体发生热失控时，可使内部气体优先在薄弱部位变形使泄压部件快速开启，从而使内部气体顺利排出；而且，即使是靠近电极引出部的一侧发生热失控，也可使气体优先朝向泄压部件流动，可防止第一端壁所在区域在内部高压气体的作用下出现较大的变形量，防止壳体在热失控时破损发生热泄漏，并提高电池单体在电极引出部和第一端壁所在侧的安全性。

在一些实施例中，l1≥6*l3。

在一些实施例中，泄压部件呈圆形且具有泄压区，第一通孔的直径φ2和泄压区的直径φ1满足如下关系：φ2≤φ1。

该实施例使用于安装电极引出部的第一通孔的直径不超过泄压区的直径φ，能够提高壳体在设置电极引出部的第一端壁的强度，在电池单体发生热失控时，可使气体优先朝向泄压部件流动，可防止第一端壁所在区域在内部高压气体的作用下出现较大的变形量，防止壳体在热失控时破损发生热泄漏，并提高电池单体在电极引出部和第一端壁所在侧的安全性。

在一些实施例中，第一通孔的直径φ2的尺寸范围为：8mm≤φ2≤25mm；和/或泄压区的直径φ1的尺寸范围为：20mm≤φ1≤35mm。

该实施例通过为第一通孔和泄压区的直径设计合适的尺寸，能够保证壳体在电极引出部设置一端的强度，在电池单体发生热失控时，可使气体优先朝向泄压部件流动，可防止第一端壁所在区域在内部高压气体的作用下出现较大的变形量，防止壳体在热失控时破损发生热泄漏，并提高电池单体在电极引出部和第一端壁所在侧的安全性。

在一些实施例中，电极组件由极性相反的第一极片、第二极片以及隔离件绕卷绕轴线卷绕形成，卷绕轴线与第一方向一致，第一极片和第二极片分别具有第一极耳和第二极耳；

电极组件的中心设有沿第一方向延伸的第二通孔，且泄压部件呈圆形且具有泄压区，第二通孔的最大直径φ3与泄压区的直径φ1满足如下关系：φ3≥0.12*φ1。

该实施例使第二通孔的直径与泄压区的直径满足上述关系，在电池单体发生热失控时，第二通孔具有足够的通道尺寸允许内部的高压气体迅速地流动至泄压部件，以使泄压部件顺利开启，防止热量在电池单体内部聚集无法释放，并防止壳体发生较大变形破损发生热泄漏，从而提高电池单体工作的安全性。

在一些实施例中，壳体包括第二端壁，泄压部件位于第二端壁的中心区域。

该实施例将泄压部件设在端盖的中央区域，在电池单体发生热失控时，内部高温高压气流无论从哪个方向到达泄压部件，都具有较短的气流路径，以使泄压部件及时开启，提高电池单体工作的可靠性和安全性。

根据本申请的第二方面，提供了一种电池，包括上述实施例的电池单体。

在一些实施例中，壳体包括第一端壁，第一端壁设有第一通孔，电池单体的电极引出部安装于第一通孔，并与第一端壁绝缘设置，电极引出部为第一输出极，第一端壁为第二输出极；

电池还包括汇流件，电池单体设有多个，汇流件的一端与其中一个电池单体的电极引出部电连接，汇流件的另一端与另一个电池单体的第一端壁电连接。

该实施例将电极引出部作为电池单体的第一输出极，并将第一端壁作为电池单体的第二输出极，在实现电池内部多个电池单体的串联、并联或混联时，可直接将汇流件的两端分别连接于电极引出部和第一端壁，由于壳体的第一端壁上仅设置了一个电极引出部，因此利于增大电极引出部的导电面积，而且第一端壁上也较容易通过焊接或通过紧固件连接的方式实现电连接，因此能够降低多个电池单体电连接的难度，并提高电连接的可靠性，保证电池的工作性能和可靠性。

在一些实施例中，壳体包括第一端壁，第一端壁设有第一通孔，电池单体的电极引出部安装于第一通孔，并与第一端壁绝缘设置，电极引出部为第一输出极，第一端壁为第二输出极；

电池还包括多个汇流件，同一个电池单体中，电极引出部与其中一个汇流件电连接，第一端壁与另一个汇流件电连接。

该实施例中每个电池单体都可通过两个独立的汇流件与其它两个电池单体电连接，由于第一端壁位于电极引出部的周围区域都可用于连接汇流件，因此可适应于多个电池单体的不同排布方式。

在一些实施例中，电池还包括支撑板和箱体组件，电池单体通过支撑板安装于箱体组件内，支撑板上设有第三通孔，用于供泄压部件逸出的排出物流动，泄压部件呈圆形且具有泄压区，泄压部件与箱体组件内壁之间的最小距离D与泄压区的直径φ1满足如下关系：0.4*φ1≤D≤1.2*φ1。

该实施例通过在泄压部件与箱体组件内壁之间设置合适的距离，既能在电池单体发生热失控时，使内部气体和活性物质有效喷出，使电池快速降温，也能在满足热失控安全性的基础上，尽量增加电池单体的高度，从而增加电池单体的能量密度，使电池能够提供更大的动力。

根据本申请的第三方面，提供了一种用电装置，包括上述实施例的电池，电池用于为用电装置提供电能。

在一些实施例中，用电装置包括车辆，电池设在座舱与车辆底板之间，第一输出极和第二输出极均朝向座舱设置，泄压部件朝向车辆底板设置。

该实施例能够使电池在使用过程中发生热失控的情况下，由于电池单体的泄压部件朝向车辆底板设置，即朝下设置，若泄压部件开启，则电池释放的排出物会向车辆下方喷出，可减小高温高压对座舱及乘客的影响，提高车辆在使用过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本申请将电池安装于车辆的一些实施例的结构示意图。

图2为本申请电池的一些实施例的分解图。

图3为本申请电池单体的一些实施例的结构示意图。

图4为本申请电池单体的一些实施例的分解图。

图5为本申请电池单体的一些实施例的剖视图。

图6为电极组件的一些实施例的结构示意图。

图7为电极组件的一些实施例的端部示意图。

图8A、图8B、图8C、图8D和图8E分别为第二集流件的不同实施例的结构示意图。

图9为本申请电池单体的一些实施例的尺寸示意图。

图10为图9中的A处放大图。

图11为将两个电池单体电连接的结构示意图。

图12为本申请电池中电池单体通过支撑板安装于箱体组件的结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

100、电池单体；10、壳体；1、容纳部；11、开口；12、第一通孔；13、第一端壁；14、第二端壁；15、侧壁；2、端盖；21、泄压部件；22、刻痕；23、凹入部；3、电极引出部；31、主体部；32、底座；33、限位凸部；34、凹部；341、第一凹部；342、第二凹部；343、第三通孔；4、电极组件；41、电极主体；42、第一极耳；43、第二极耳；44、第二通孔；45、第一极片；45’、第一涂覆层；46、第二极片；46’、第二涂覆层；47、隔离件；5、第一集流件；6、第二集流件；6’、镂空部；61、第四通孔；62、刻线；63、切口；7、绝缘件；8、盖板；K、卷绕轴线；z、第一方向；y、第二方向；x、第三方向；

200、电池；201、箱体组件；201A、箱体部；201B、第一盖体；201C、第二盖体；202、汇流件；202A、第一部；202B、第二部；202C、第三部；203、支撑板；203’、第三通孔；300、车辆；301、座舱；302、底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

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)。

本申请采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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些实施例中。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。

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、钠锂离子电池、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。

目前的电池单体通常包括壳体和容纳于壳体内的电极组件，并在壳体内填充电解质。电极组件主要由极性相反的第一极片和第二极片层叠或卷绕形成，并且通常在第一极片与第二极片之间设有隔膜。第一极片和第二极片涂覆有涂覆的部分构成电极组件的主体部，第一极片和第二极片未的部分各自构成第一极耳和第二极耳。在锂离子电池中，第一极片可以为正极片，包括正极集流件和设于正极集流体两侧的正极涂覆层，正极集流体的材料例如可以为铝，正极涂覆例如可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等；第二极片可以为负极片，包括负极集流体和设于负极集流体两侧的负极涂覆层，负极集流体的材料例如可以为铜，负极涂覆例如可以为石墨或硅等。第一极耳和第二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。在电池单体的充放电过程中，正极涂覆和负极涂覆与电解液发生反应，极耳连接电极引出部以形成电流回路。

泄压部件是指电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压部件可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造，即，当电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时，泄压部件执行动作或者泄压部件中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。

本申请中所提到的“致动”是指泄压部件产生动作或被激活至一定的状态，从而使得电池单体的内部压力及温度得以被泄放。泄压部件产生的动作可以包括但不限于：泄压部件中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压部件在致动时，电池单体的内部排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体发生泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。

其中，此处提到的来自电池单体的排放物包括但不限于：电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体(如CH4、CO等可燃气体)、火焰，等等。

目前的电池在使用过程中，会出现安全性较差的问题，通过研究发现，车载动力电池的安全是最重要的性能要求，为了满足更高续航里程，电池单体的能量密度越来越高，能量密度高使内部化学材料的不稳定性增加，使电池单体的热失控边界随之降低。因此保证整个动力电池系统和车辆的安全的关键在于电池单体热失控之后不发生热蔓延。

在传统圆柱电池中，为了简化电池单体结构，正输出极和负输出极均与泄压部件设在同一端，当电池单体发生热失控后，从泄压部件排出的物质会喷到汇流件所在区域，汇流件用于连接两个电池单体的正输出极和负输出极，以实现多个电池单体的连接。由于电池包中有大量串并联连接的电池单体，电压通常在100V以上，可能出现大面积的短路或者高压打火，造成整个动力电池系统发生起火爆炸，造成车辆损坏、烧毁甚至人员伤亡。

针对上述缺陷，发明人想到使泄压部件的设置位置尽量远离正输出极和负输出极，以便在电池单体发生热失控后，减小高温高压排出物对汇流件的影响，防止整个动力电池系统的热失控。

基于这一改进思路，本申请提供了一种改进的电池单体。该电池单体包括：壳体和电极组件；其中，壳体上设有电极引出部和泄压部件，且电极引出部和泄压部件分别设在壳体沿第一方向相对的两端；电极组件设在壳体内，电极组件包括电极主体和极性相反的第一极耳和第二极耳，第一极耳和第二极耳从电极主体引出，第一极耳和第二极耳中的至少一个与电极引出部电连接。

本申请实施例的电池单体适用于电池以及使用电池的用电装置。

用电装置可以是手机、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，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具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，电动工具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，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。

如图1所示，用电装置可以是车辆300，例如新能源汽车，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；或者用电装置也可以是无人机或轮船等。车辆300可包括座舱301和车辆底板302，电池200设在座舱301与车辆底板302之间。电池200可以设置在车辆300的底部、头部或尾部，用于为马达以及车辆中其它部件的工作提供电能。

如图2所示，电池200包括电池单体100。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，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，并容纳于箱体组件201内。也可以是所有电池单体100之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体100构成的整体容纳于箱体组件201内。

图2中的电池200还包括箱体组件201，箱体组件201内部中空，用于容纳一个或多个电池单体100，根据所容纳电池单体100的形状、数量、组合方式以及其他要求，箱体组件201也可以具有不同形状的尺寸。例如，箱体组件201可包括：箱体部201A、第一盖体201B和第二盖体201C，箱体部201A相对的两端均具有开口，第一盖体201B和第二盖体201C分别用于封闭箱体部201A的两端开口，例如根据多个电池单体100的排列方式，箱体部201A呈矩形筒状结构。为了便于电池200的维护，箱体组件201可拆卸地安装于用电装置。

例如，电池单体100呈圆柱形，其轴线沿第一方向z设置，多个电池单体100可在垂直于第一方向z的xoy平面内设置多个，多个电池单体100可沿第二方向y和第三方向x以矩形阵列的方式排布，第二方向y垂直于第三方向x。

可选地，用电装置的结构件形成用于容纳电池单体100的空间，其作用相当于电池200中的箱体组件201，例如，电池单体100用于车辆300时，车架形成用于容纳电池单体100的空间。

电池单体100例如可以为锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池或镁离子电池等。

本申请提供了一种电池单体100，后续实施例以圆柱形电池单体100为例进行说明。图3为电池单体100的外形示意图，图4为电池单体100的分解图，图5为电池单体100的剖视图。

在上述改进的电池单体100中，将电极引出部定义为至少部分凸出于壳体10的外壁的输出极，为了后续着重介绍电池单体100通过电极引出部和壳体输出电能的实施例，为了方便描述，将输出电能的两极分别定义为第一输出极和第二输出极。

在一些实施例中，电池单体100包括：壳体10、电极组件4、第一输出极和第二输出极；其中，电极组件4包括电极主体41和极性相反的第一极耳42和第二极耳43，第一极耳42和第二极耳43从电极主体41引出，第一输出极与第一极耳42电连接，第二输出极与第二极耳43电连接，壳体10用于容纳电极组件4，壳体10设有泄压部件21，沿第一方向z，第一输出极和第二输出极设置于壳体的第一端，泄压部件21设置于壳体10的另一端。

其中，壳体10可呈薄壁中空结构，用于容纳电极组件4。壳体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

第一输出极和第二输出极用于输入或输出电能，第一极耳42与第一输出极，以及第二极耳43与第二输出极可采用焊接、弹性接触等方式实现电连接，极耳与输出极可直接连接，或者通过集流件实现连接。

泄压部件21的具体结构已在前面进行描述。以圆柱形电池单体100为例，第一方向z与电池单体100的中心轴线方向一致，第一输出极和第二输出极与泄压部件21分别设在壳体10沿第一方向z相对的两端。

电极组件4设在壳体10内，如图6和图7所示，电极组件4由极性相反的第一极片45和第二极片46绕卷绕轴线K卷绕形成卷绕结构，卷绕轴线K与第一方向z一致，且通常在第一极片45和第二极片46之间设有隔离件47，例如隔膜。对于圆柱形电池单体100，卷绕后的电极组件4可以呈圆柱形；对于长方体状的电池单体100，卷绕后的电极组件4可呈扁平状。

第一极片45包括第一集流体，第一集流体包括第一主体部和第一极耳42，第一极耳42从第一主体部沿卷绕方向K的端面向外凸出。其中，第一主体部的侧面设有第一涂覆层45’，第一涂覆层45’可设在第一主体部的两侧，对于最内层或最外层极片，可仅在第一主体部的单侧设置第一涂覆层45’。第一极耳42可沿第一极片45的长度方向连续延伸，形成连续极耳；或者也可对连续极耳进行模切，以形成锯齿状的极耳。例如，第一极片45为正极片，第一集流体可采用铝，第一涂覆层45’可包括第一活性物质层，例如钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。

第二极片46包括第二集流体，第二集流体包括第二主体部和第二极耳43，第二极耳43从第二主体部沿卷绕方向K的端面向外凸出。其中，第二主体部的侧面设有第二涂覆层46’，第二涂覆层46’可设在第二主体部的两侧，对于最内层或最外层极片，可仅在第二主体部的单侧设置第二涂覆层46’。第二极耳43可沿第二极片46的长度方向连续延伸，形成连续极耳；或者也可对连续极耳进行模切，以形成锯齿状的极耳。例如，第二极片46为负极片，第二集流体可采用铜，第二涂覆层46’可包括第二活性物质层，例如石墨或硅等。或者，第一极片45也可为负极片，第二极片46为正极片。

对于卷绕式电极组件4，电极组件4包括电极主体41、第一极耳42和第二极耳43，第一极片45的第一主体部和第二极片46的第二主体部形成电极主体41，第一极耳42和第二极耳43均从电极主体41上引出，例如，第一极耳42和第二极耳43可分别从电极主体41沿第一方向z的两端引出，或者也可从电极主体41沿第一方向z朝向电极引出部的一端引出。

该实施例将第一输出极和第二输出极设在壳体10的一端，将泄压部件21设在壳体10的另一端，当电池单体100内部发生热失控时，活性物质会从泄压部件21所在端喷出，远离电池单体100的第一输出极和第二输出极，从而远离用于将多个电池单体100电连接的汇流件，可减少在热失控发生时对电池单体100电连接的影响，防止电池200中出现大面积的短路或高压打火，以免造成整个动力电池系统发生热失控，甚至导致起火爆炸，提高动力电池系统工作的安全性。其次，将泄压部件21与输出极设在壳体10的两端，有较大的空间设置泄压部件21，可提高输出极的过流能力，也能方便地加工泄压部件21并较为准确地控制其开启压力，并在焊接汇流件时防止焊接应力对泄压部件21的开启压力造成影响。此外，将第一输出极和第二输出极设在壳体10的同一端，在将多个电池单体100电连接时，可方便汇流件的安装连接。

在一些实施例中，如图5所示，壳体10包括沿第一方向z相对设置的第一端壁13、第二端壁14以及位于第一端壁13和第二端壁14之间的侧壁15，第一端壁13设有第一通孔12，电池单体100的电极引出部3安装于第一通孔12，并与第一端壁13绝缘设置，第二端壁14设有泄压部件21；电极引出部3为第一输出极，第一端壁13为第二输出极。

例如，壳体10呈圆柱形，侧壁15呈两端开口的圆筒状，第一端壁13和第二端壁14分别为圆柱形的两端，用于将侧壁15的两端封闭。电极引出部3与第一端壁13绝缘设置，例如，在电极引出部3与第一端壁13之间设置绝缘件，或者涂覆绝缘胶等。

电极引出部3为凸出于壳体10的输出极，例如采用电极端子等，以便于通过汇流件实现不同电池单体100之间的电连接。电极端子可设计为极柱，极柱可呈圆柱形、方形柱状结构，或者也可呈其它形状的柱体结构。

可选地，电极引出部3为正极输出极，第一端壁13作为负极输出极，因为第一极耳42和第一集流件5的材料为铝，电极引出部3相应地采用铝材料即可，无需设置复合材料的电极引出部。或者，电极引出部3为负极输出极，第一端壁13作为正极输出极。

可选地，第一端壁13的极性与第一极片45和第二极片46中位于最外层的极片极性相同。侧壁15与第一端壁13连接极性相同，当电极组件4与侧壁15之间存在金属颗粒时，颗粒刺穿电极组件4最外圈的隔离件47后，会刺穿隔离件47后使最外层的极片与侧壁15之间发生导通，如果最外层极片的极性与侧壁15的极性相同，则可避免电池单体100发生短路，能够提高电池200的安全性能。

该实施例将电极引出部3和第一端壁13设在壳体10的同一端，将泄压部件21设在壳体10的另一端，当电池单体100内部发生热失控时，活性物质会从泄压部件21所在端喷出，远离电池单体100的电极引出部3和第一端壁13，从而远离用于将多个电池单体100电连接的汇流件，可减少在热失控发生时对电池单体100电连接的影响。

而且，通过将电极引出部3作为电池单体100的第一输出极，并将第一端壁13作为电池单体100的第二输出极，可省去一个电极引出部，解决了电池单体100端部面积小布局困难的问题，简化了电池单体100的结构。

在一些实施例中，如图5所示，壳体10包括：容纳部1和端盖2，容纳部1具有开口11，端盖2用于盖合开口11，容纳部1由第一端壁13和侧壁15形成，端盖2为第二端壁14。

其中，端盖2与容纳部1为独立的部件，端盖2可采用钢等金属材料或合金材料制成，在电极组件4安装完毕后，端盖2可采用焊接、粘接或紧固件连接的方式与容纳部1固定，且端盖2与容纳部1需要实现密封连接避免漏气。

第一端壁13和侧壁15可通过一体成型的方式形成，加工方便，且在电池单体100内部出现热失控造成压力增大时，在第一端壁13和侧壁15的连接处具有较强的耐压能力，优先通过泄压部件21进行泄压，以免在第一端壁13和侧壁15的连接处发生破裂，可提高泄压可靠性。可选地，第一端壁13和侧壁15通过焊接等方式连接为一体。

例如，对于圆柱形电池单体100，容纳部1可以为一端具有开口11的圆柱形结构，端盖2为圆盘形结构，用于盖合开口11，容纳部1远离开口11的一端封闭。

例如，泄压部件21一体形成于端盖2，即在端盖2上设置厚度减薄部，厚度减薄部围合形成的区域构成泄压部件21。例如，厚度减薄部可以为刻痕22，刻痕22可设在端盖2的内壁和/或外壁上。在泄压部件21开启后，泄压部件21在厚度减薄部处被破坏，从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。

容纳部1远离端盖2的一端可设有第一通孔12，电极引出部3可从容纳部1的内腔安装于第一通孔12，电极引出部3与容纳部1之间设有绝缘件7，以实现电极引出部3与容纳部1之间的绝缘，电极引出部3通过盖板8覆盖。

该实施例将泄压部件21设在独立于容纳部1的端盖2上，能够降低设置泄压部件21的工艺难度，更方便在端盖2上一体设置泄压部件21，而且在加工时更容易控制泄压部件21的薄弱区域的尺寸精度，以提高泄压部件21开启压力的设置精度，在电池单体100发生热失控时泄压部件21能够可靠开启，从而提高电池单体100工作的安全性。

而且，由于第一输出极和第二输出极都设在与侧壁15一体设置的第一端壁13上，不设置在端盖2上，从而减少汇流件对端盖2和侧壁15连接处的拉扯，防止在连接处产生疲劳，从而减小汇流件对泄压部件21的影响，在一定程度上，减小在电池单体100正常使用过程中对泄压部件21的损伤，防止提前泄压。

在一些实施例中，壳体10包括：容纳部1和端盖2，容纳部1具有开口11，端盖2用于盖合开口11，容纳部1由第二端壁14和侧壁15形成，端盖2为第一端壁13。

可选地，第二端壁14和侧壁15可通过一体成型的方式形成，加工方便，且在第二端壁14上设置泄压部件21，第二端壁14和侧壁15的连接处受到的应力较小，可减小对泄压部件21施加的拉扯应力，以免造成泄压部件21的刻痕精度，在电池单体100内部发生热失控时，泄压部件21能够精确地控制开启压力，提高热失控时泄压的可靠性。可选地，第二端壁14和和侧壁15通过焊接等方式连接为一体。

该实施例将电极引出部3设在独立于容纳部1的端盖2上，能够方便地将电极引出部3安装于端盖2。

可选地，容纳部1的两端均设有开口11，两端的开口11均通过端盖2盖合，电极引出部3和泄压部件21分别设在两个端盖2上。

在一些实施例中，如图5所示，第一极耳42从电极主体41沿第一方向z的面向电极引出部3的方向引出，第二极耳43从电极主体41沿第一方向z的背离电极引出部3的方向引出，第一极耳42与电极引出部3电连接，第二极耳43与第一端壁13电连接。

第一极耳42和第二极耳43分别从电极主体41沿第一方向z的两端引出，第一极耳42与电极引出部3距离较近，可直接连接或通过集流件实现电连接，第二极耳43与第一端壁13距离较远，可通过壳体10的侧壁15实现电连接，在此基础上还可借助于集流件和/或第二端壁14。

该实施例使第一极耳42和第二极耳43分别从电极主体41的两端引出，可提高过流能力，且容易保证第一极耳42和第二极耳43之间的绝缘可靠性，从而提高电池单体100的工作性能。

在一些实施例中，电池单体100还包括第一集流件5和第二集流件6，第一极耳42通过第一集流件5与电极引出部3电连接，第二极耳43通过第二集流件6与第一端壁13电连接。

其中，如图5所示，第一极耳42可与第一集流件5通过焊接的方式固定，在电极组件4和第一集流件5一起装入容纳部1之后，从第一端盖13的外侧将电极引出部3与第一集流件5焊接。可选地，第一极耳42与电极引出部3可直接连接。

第二极耳43与第一端壁13距离较远，可通过壳体10的侧壁15实现电连接，第二极耳43可直接与侧壁15可连接，或者第二极耳43可通过第二集流件6与侧壁15电连接，后续将给出具体的实现方式。

该实施例中，第一极耳42通过第一集流件5与电极引出部3电连接，第二极耳43通过第二集流件6与第一端壁13电连接，可方便与极耳的焊接，提高第一极耳42与电极引出部3电连接的可靠性，以及第二极耳43与第一端壁13电连接的可靠性。

下面将给出三种第二极耳43可通过第二集流件6与侧壁15电连接的实现方式。

在第一种实现方式中，第二集流件6与侧壁15接触，以实现第二极耳43与第一端壁13之间的电子导通。

其中，第二极耳43传输的电能直接通过第二集流件6传递至容纳部1的侧壁15，侧壁15与第一端盖13一体成型或者导电连接，因此可将电能传输至第一端壁13。第二集流件6与侧壁15可通过紧配合接触实现电子导通，或者将第二集流件6与侧壁15进行焊接。

该实施例可减少第二极耳43将电能传输至第一端壁13的环节，可提高电能传输的可靠性。

在第二种实现方式中，壳体10包括：容纳部1和端盖2，容纳部1具有开口11，端盖2用于盖合开口11，第二集流件6连接于端盖2，端盖2电连接于侧壁15，以实现第二极耳43与第一端壁13之间的电子导通。

其中，第二集流件6与容纳部1的侧壁未接触，端盖2与第二集流件6连接，第二极耳43传输的电能通过第二集流件6传递至端盖2，端盖2与侧壁15可通过焊接等方式连接，因此电能由端盖2传递至容纳部1的侧壁15，以实现第二极耳43与第一端壁13的电连接。第二集流件6与端盖2可通过紧配合接触实现电子导通，或者从端盖2远离电极组件4的一侧将第二集流件6与端盖2进行焊接。

可选地，端盖2与第二集流件6可通过焊接的方式连接。为了使电池单体100发生热失控时气体能穿过第二集流件6作用于泄压部件21，端盖2与第二集流件6之间在第一方向z上具有预设距离，为了实现端盖2与第二集流件6的焊接，如图5所示，端盖2具有整体朝向靠近电极组件4的方向突出的凹入部23，凹入部23与第二集流件6抵接，凹入部23位于泄压部件21的径向外侧，可从端盖2外侧将凹入部23与第二集流件6焊接。例如，凹入部23可以为整体的环形结构，同轴设在泄压部件21外侧，以便实现更大面积的焊接，提高电连接可靠性；或者泄压部件21的外周沿周向设置至少一个凹入部23。

可选地，泄压部件21相对于端盖2最外端的壁面可向内凹入预设距离，防止电池单体100在端盖2朝下放置时对泄压部件21施加额外的作用力，以保护泄压部件21。

该实施例将第二极耳43与端盖2电连接，例如在采用焊接实现电连接时，端盖2具有较平的焊接面，便于焊接且焊接效果更好，可提高第二极耳43与第一端盖13电连接的可靠性。

在第三种实现方式中，壳体10包括：容纳部1和端盖2，容纳部1具有开口11，端盖2用于盖合开口11，第二集流件6与侧壁15接触，端盖2与第二集流件6连接，以实现第二极耳43与第一端壁13之间的电子导通。

其中，第二集流件6既与容纳部1的侧壁15接触，且与端盖2电连接，第二极耳43传输的电能可同时通过上面两种导电通路传递至第一端盖13。

该实施例使第二极耳43传输的电能可通过两种导电通路传递至第一端盖13，在其中一个导电通路出现虚接时，可通过另一个导电通路继续传输电能，由此可提高电能传输的可靠性。

在一些实施例中，壳体10包括第二端壁14，泄压部件21位于第二端壁14的中心区域。

其中，电极组件4的中心设有沿第一方向z延伸的第二通孔44，在电池单体100发生热失控时，内部大部分高温高压气流可沿第二通孔44到达泄压部件21，并有效地作用于泄压部件21，以使泄压部件21可靠开启。

该实施例将泄压部件21设在端盖2的中央区域，在电池单体100发生热失控时，内部高温高压气流无论从哪个方向到达泄压部件21，都具有较短的气流路径，以使泄压部件21及时开启，提高电池单体100工作的可靠性和安全性。

在一些实施例中，如图8A至图8E所示，沿第一方向z，第二集流件6位于泄压部件21和第二极耳43之间，第二集流件6上设有镂空部6’，镂空部6’用于将第二集流件6面向第二极耳43的一侧的空间和面向泄压部件21的另一侧的空间气体导通。

其中，镂空部6’的设置形状和尺寸需要既能满足第二集流件6的强度，又能使电池单体100发生热失控时内部的气体快速顺利地到达泄压部件21。电极组件4的中心设有沿第一方向z延伸的第二通孔44，在电池单体100发生热失控时，内部大部分高温高压气流可顺着第二通孔44流动，并经过镂空部6’到达泄压部件21，以使泄压部件21可靠开启。

该实施例考虑到电极引出部和泄压部件21设在壳体10相对的两端，通过在第二集流件6上设有镂空部6’，可使电池单体100内部任何区域在发生热失控时，都能够使高温高压气体顺利地通过镂空部6’到达泄压部件21，以通过泄压部件21及时向外排出，提高电池单体100在发生热失控时的安全性。

在一些实施例中，如图8A至图8E，镂空部6’包括至少一个第四通孔61，其中一个第四通孔61设在第二集流件6的中心位置。例如，第四通孔61可以为圆孔、椭圆孔或者多边形孔等。

通常情况下，电极组件4内的气体通过极耳侧排出至电极组件4的外侧，通过在第二集流件6的中心设置第四通孔61，使得从第二极耳43的各区域排出的气体都能比较及时地达到第四通孔61，从而顺利达到泄压部件21。

在一些实施例中，如图8C所示，第四通孔61设置多个，其余第四通孔61分布在位于中心位置的第四通孔61的周围。例如，其余第四通孔61可沿中心位置的第四通孔61的周围均匀分布，或者其余第四通孔61分布在设置第二极耳43的区域。

该实施例能够合理增大排气的面积，并且在一定程度上解决第二集流件6中心位置因堵塞而造成的排气不及时的问题。

在一些实施例中，如图8B和图8E所示，镂空部6’还包括多个切口63，切口63沿第一方向z贯通第二集流件6，多个切口63环绕在第四通孔61的周围。例如，切口63呈具有一定宽度的细长形状，切口63可沿直线延伸，例如沿圆形第二集流件6的径向延伸；或者切口63沿曲线延伸，例如，沿圆形第二集流件6的周向延伸。

该实施例在第四通孔61的基础上设置多个切口63，可辅助第四通孔61排气，在电池单体100发生热失控时，可使气流同时通过第四通孔61和多个切口63到达泄压部件21。而且，切口63呈细长形状，可在实现排气的基础上减小对第二集流件6强度的削弱，也容易加工。

在一些实施例中，切口63的一端与第四通孔61连通，并朝远离第四通孔61的方向延伸。

例如，第二集流件6为圆形，切口63的一端与第四通孔61连通，并沿第二集流件6的径向朝向远离第四通孔61的方向延伸，多个切口63可沿周向均匀布置。可选地，切口63的一端与第四通孔61不连通，具有预设距离。

该实施例能够在第二集流件6的中心位置至外周的区域都能实现可靠排气，在电池单体100发生热失控时，气流能够更顺畅及时地流动至泄压部件21。

在一些实施例中，如图8A和图8D所示，镂空部6’还包括刻线62，刻线62沿第一方向z贯通第二集流件6。

例如，刻线62呈线状，形成刻线62的两个侧壁之间在同一平面内理论上无间隙，实际上可存在微小间隙，在气压作用下，第二集流件6在刻线62处可发生变形，使刻线62的两个侧壁之间形成缝隙。刻线62可连续延伸，或者间断延伸形成虚线。刻线62可沿直线延伸，例如沿圆形第二集流件6的径向延伸；或者刻线62沿曲线延伸，例如，沿圆形第二集流件6的周向延伸。

该实施例在第四通孔61的基础上设置多个刻线62，可辅助第四通孔61排气，在电池单体100发生热失控时，可使气流同时通过第四通孔61和多个刻线62到达泄压部件21。而且，刻线62可在实现排气的基础上最大限度地减小对第二集流件6强度的削弱。

在一些实施例中，刻线62设有多个，刻线62的一端与第四通孔61连通，并朝远离第四通孔61的方向延伸。

例如，第二集流件6为圆形，刻线62的一端与第四通孔61连通，并沿第二集流件6的径向朝向远离第四通孔61的方向延伸，多个刻线62可沿周向均匀布置。可选地，切口63的一端与第四通孔61不连通，具有预设距离。

该实施例能够在第二集流件6的中心位置至外周的区域都能实现可靠排气，在电池单体100发生热失控时，气流能够更顺畅及时地流动至泄压部件21。

下面对图8A至图8E的第二集流件6上设置的镂空部6’分别进行说明。

如图8A所示，镂空部6’可包括设在第二集流件6上的第四通孔61和刻线62，例如，第二集流件6可呈圆形，第四通孔61可位于第二集流件6的中心，刻线62贯通第二集流件6，刻线62的一端与第四通孔61连通，另一端沿径向向外延伸。例如，刻线62可连续或间断设置，刻线62可设置多条，并呈放射状。例如，可设置四条刻线62形成十字形。

该实施例能够在第二集流件6的中心位置至外周的区域都能实现可靠排气，并最大限度地减小设置镂空部6’对第二集流件6强度的削弱，且直线状的刻线62便于加工。

如图8B所示，镂空部6’可包括设在第二集流件6上的第四通孔61和切口63，例如，第二集流件6可呈圆形，第四通孔61可位于第二集流件6的中心，切口63贯通第二集流件6，且可沿径向延伸。切口63可设置多条，并呈放射状，例如，可设置四条切口63形成十字形。

该实施例能够在第二集流件6的中心位置至外周的区域都能实现可靠排气，可在实现排气的基础上减小对第二集流件6强度的削弱，且直线状的切口63也容易加工。

如图8C所示，镂空部6’可包括设在第二集流件6上的至少一个第四通孔61，例如，第四通孔61可设置一个，对于圆形的第二集流件6，第四通孔61可设在第二集流件6的中心位置；或者第四通孔61可设置多个，例如，其中一个第四通孔61位于第二集流件6的中心位置，其余第四通孔61分布在中心的第四通孔61的周围。

该实施例能够合理增大排气的面积，并且在一定程度上解决第二集流件6中心位置因堵塞而造成的排气不及时的问题，且此种镂空部6’易于加工。

如图8D所示，与图8A的不同之处在于，刻线62呈曲线，例如，刻线62为圆弧形或者圆形。刻线62可与第四通孔61同心设置。该实施例能够在第二集流件6的周向上具有较好的排气效果。

如图8E所示，与图8B的不同之处在于，切口63呈曲线，例如，切口63为圆弧形或者圆形，切口63可与第四通孔61同心设置。例如，切口63可连续设置，或者切口63设有多段，多段切口63在第四通孔61的外周间隔设置。该实施例能够在第二集流件6的周向上具有较好的排气效果，且切口63易于加工。

在一些实施例中，第一极耳42和第二极耳43均从电极主体41的沿第一方向z面向电极引出部3的一端引出，第一极耳42与电极引出部3电连接，第二极耳43与第一端壁13电连接。

第一极耳42和第二极耳43从电极主体41沿第一方向z的同端引出，第一极耳42与电极引出部3距离以及第二极耳43与第一端壁13的距离均较近，可直接连接或通过集流件实现电连接。

该实施例使第一极耳42和第二极耳43均从电极主体41面向电极引出部3的一端引出，方便实现电连接，而且第一极耳42和第二极耳43只需要在电极主体41的单侧占用空间，能够缩短电池单体100的高度，有利于提高电池单体100的能量密度。

在一些实施例中，电池单体100还包括第一集流件5和第二集流件6，第一极耳42通过第一集流件5与电极引出部3电连接，第二极耳43通过第二集流件6与第一端壁13电连接；电极引出部3包括底座31和主体部32，底座31位于第一端壁13和第一集流件5之间，并用于限制电极引出部3沿第一方向z朝背离壳体10内部的方向移动，第一端壁13和底座31之间设有绝缘件7，主体部32的至少一部分位于第一通孔12内。

其中，底座31的外径尺寸整体大于第一通孔12，底座31用于与第一集流体5电连接，底座31与第一端壁13之间具有间隙。主体部32的至少一部分位于第一通孔12内，主体部32与第一通孔12的内壁之间具有间隙。例如，电极引出部3整体呈阶梯圆柱形，主体部32插入第一通孔12内，主体部32的直径小于第一通孔12的内径，以便设置绝缘件7。

绝缘件7可呈C形，第一通孔12的侧壁部分嵌入C形的绝缘件7的开口内，使绝缘件7包围第一通孔12的内侧壁以及第一端壁13的内外表面与第一通孔12邻接的区域。绝缘件7位于第一端壁13面向第一集流体5的部分贴合于第一端壁13的内表面。

该实施例的电极引出部3能够通过底座31的限位作用防止从第一通孔12内脱出，提高电极引出部3与第一集流体5电连接的可靠性，还可通过绝缘件7实现电极引出部3与第一端壁13之间的绝缘。

在一些实施例中，如图9所示，电极引出部3的底座31的最大厚度t1的尺寸范围为：0.6mm≤t1≤1.2mm；和/或第一集流件5的最大厚度t2的尺寸范围为：0.3mm≤t2≤0.7mm；和/或第二集流件6的最大厚度t3的尺寸范围为：0.3mm≤t3≤0.7mm。

其中，为了达到更好的效果，0.8mm≤t1≤1mm，0.4mm≤t2≤0.6mm，和/或0.4mm≤t3≤0.6mm。

例如，底座31的最大厚度t1可大于第一集流件5的最大厚度t2或第二集流件6的最大厚度t3，以防止电池单体100在发生热失控时气流通过电极引出部3的安装位置喷出。

该实施例通过对电极引出部3的底座31、第一集流件5和第二集流件6设置合适的厚度，可保证在电池单体100发生热失控时气体通过泄压部件21排出，防止气体从设置电极引出部3和第一端壁13的一侧喷出，从而提高电池单体100工作的安全性。

在一些实施例中，电极引出部3还包括限位凸部33，底座31和限位凸部33均连接并凸出于主体部32的外周壁，限位凸部33和底座31分别位于第一端壁13沿第一方向z的外侧和内侧，并用于夹持第一端壁13的一部分。

其中，底座31和限位凸部33均连接于主体部32的外周壁，限位凸部33与第一端壁13的外表面之间也具有间隙，用于在限位凸部33与第一端壁13之间设置绝缘件7。例如，电极引出部3整体呈阶梯圆柱形，底盘31和限位凸部33的直径均大于主体部32的直径，限位凸部33的直径小于底盘31的直径，主体部32的直径小于第一通孔12的内径。

底座31、主体部32和限位凸部33之间在电极引出部3的外侧壁上形成凹槽，绝缘件7可呈C形并嵌入凹槽内，且C形的绝缘件7的开口于凹槽开口方向一致，第一通孔12的侧壁部分嵌入C形的绝缘件7的开口内，使绝缘件7的第一悬臂位于第一端壁13与底座31之间，且第一悬臂超出底座31设置，第二悬臂位于第一端壁13与限位凸部33之间，且第二悬臂超出限位凸部33设置，连接第一悬臂和第二悬臂的侧壁部分位于第一通孔12的内壁与主体部32之间。绝缘件7的两个悬臂的外端分别此种绝缘件7能够可靠地实现电极引出部3与第一端壁13之间的绝缘，并防止热失控的情况下高压气体从第一端壁13与电极引出部3之间的间隙逸出。

该实施例通过限位凸部33和底座31夹持第一端壁13的一部分，能够使电极引出部3更稳定可靠地安装于第一端壁13。

在一些实施例中，主体部32设有凹部34，凹部34的底壁与第一集流件5连接，以实现电极引出部3与第一极耳42的电子导通，凹部34的开口设于主体部32面向和/或背离壳体10的内部的一侧。

其中，如图5所示，凹部34的开口设于主体部32背离壳体10的内部的一侧，可使凹部34的底壁更靠近第一集流件5，便于实现两者的电连接，可将第一集流件5设计为平板结构降低加工难度。凹部34呈阶梯形且包括第一凹部341和第二凹部342，第二凹部342设在第一凹部341的底壁，第二凹部342的内径小于第一凹部341的内径，第二凹部342的底壁设有第三通孔343，用于向壳体10内注入电解液，盖板8嵌入第一凹槽341内，用于封闭凹部34的开口，以封闭第三通孔343。

该实施例通过在主体部32上设置凹部34，可减小主体部32与第一集流体5电连接区域的厚度，可提高主体部32与第一集流体5电连接的可靠性。

在一些实施例中，凹部34的底壁与第一集流件5从主体部32背离壳体10的内部的一侧激光焊接。

该实施例通过设置凹部34，减小了主体部32与第一集流体5焊接区域的厚度，从电极引出部3外侧可方便地将主体部32与第一集流体5焊接，可提高焊接可靠性；而且焊接产生的金属离子也不会进入壳体10内，可提高电池单体100的可靠性。

在一些实施例中，如图9所示，壳体10呈圆柱形，泄压部件21设在第二端壁14的中心位置且呈圆形，泄压部件21具有泄压区，泄压区的直径φ1与壳体10的直径φ满足如下关系：

其中，泄压部件21通过设置厚度减薄部形成，例如，厚度减薄部为刻痕22，刻痕22围合形成的区域构成泄压区，为了方便测量，可通过刻痕22内侧壁围成圆形的直径来表示泄压区的直径φ1。在一种结构形式中，泄压部件21一体形成在第二端壁14上，即直接在第二端壁14上加工刻痕22；在另一种结构形式中，泄压部件21为独立的零件，其外侧壁通过焊接连接于第二端壁14，泄压部件21的外侧壁直径大于刻痕22的最大直径，此时泄压区的直径仍为刻痕22内侧壁围成圆形的直径。

当φ1＜0.35*φ时，电池单体100中靠近电极引出部3引发热失控时泄压部件21的泄压区打开面积不够，热量排出电池单体100的速率过慢，电极引出部3或壳体10可能发生损伤甚至热泄漏；当φ1＞0.85*φ时，由于泄压部件21的泄压区在第二端壁14上占据的面积比例较大，会造成第二端壁14强度不足，电池单体100使用过程中内部产气的气压使泄压部件21打开，发生漏液、电连接异常问题。

下面通过表1来说明泄压部件21直径设计对于电池单体100安全性的影响，下表中尺寸参数的单位均为mm。

表1泄压部件21的泄压区直径设计对于电池单体100安全性的影响

在表1中，对于实施例1，泄压部件21的泄压区相对于壳体10端部的面积占比较小，在电极引出部3和第一端壁13所在侧进行针刺失效试验时，电池单体100发生短路，内部发生热失控时，由于形成泄压部件21的薄弱部位较小，例如刻痕较短，增大了开启难度，即便泄压部件21开启后，高温高压气体从泄压部件21排出的速度也较慢，瞬时的高压会使气体朝向电极引出部的一侧排出，会造成电极引出部发生破损，从而导致电池单体100的电连接失效。但是，由于泄压部件21的的泄压区面积较小，能够保证设置泄压部件21的端盖2的强度，在使用过程中不容易出现漏液现象。各表格中将电极引出部3和第一端壁13所在侧简称为“电连接侧”。

对于实施例2-5，泄压部件21的泄压区相对于壳体10端部的面积占比较大，在靠近电极引出部3和第一端壁13所在侧进行针刺失效试验时，电池单体100发生短路，内部发生热失控时，由于形成泄压部件21的薄弱部位较大，例如刻痕较长，降低了开启难度，而且泄压部件21开启后，高温高压气体可从泄压部件21快速排出，防止气体从朝向电极引出部3的一侧排出，从而避免电极引出部3发生破损，保证电池单体100的电连接有效。但是，在实施例6中，由于泄压部件21的面积较大，降低了设置泄压部件21的端盖2的强度，在使用过程中出现了漏液现象。

该实施例通过设置泄压部件21的泄压区的直径与壳体10的直径比例关系，在电池单体100发生热失控时，既能够保证泄压部件21具有足有的打开面积，使热量快速排出电池单体100，防止电极引出部或壳体10发生损伤甚至热泄漏；而且，在保证泄压部件21可靠开启的基础上，还能提高壳体10设置泄压部件21一端的强度，防止电池单体100在正常使用过程中内部气压使泄压部件21打开发生漏液、电连接异常问题。

在一些实施例中，壳体10呈圆柱形且直径为φ，15mm≤φ≤70mm。

其中，为了达到较优的效果，φ可在30mm～55mm之间选择。当φ＜15mm和φ＞70mm时，电池200的电量不足。当壳体10的直径过小时，电池单体100的能量密度较小，且在电池单体100成组时，例如对于圆柱形电池单体100，会浪费较多空间，导致电池200的电量不足。当壳体10的直径过大时，虽然提高了电池单体100的能量密度，但是有可能在电池200内剩余空间较大时仍不足以多容纳一排电池单体100，由于每排电池单体100的数量较多，会导致电池200损失较多电量。

下面通过表2来说明h和φ的设计对于电池200总电量的影响，下表中h和φ的单位均为mm，总电量的单位为kWh。

表2h和φ的设计对于电池200总电量的影响

该实施例能够保证电池200具有充足的电量，满足动力需求，而且可根据箱体组件201的内部空间选择合适直径的电池单体100，可尽量提高箱体组件201内的空间利用率，减少内部浪费空间，在电池200体积一定的情况下尽量增大总电量，提高电池200的能量密度。

在一些实施例中，如图9所示，电极引出部3设置于壳体10的第一端壁13，泄压部件21设置于壳体10的第二端壁14，第一端壁13的厚度l1和第二端壁14的厚度l2满足如下关系：l1≥l2。

其中，壳体10可包括容纳部1和端盖2，端盖2封闭容纳部1的开口11，泄压部件21设在端盖2上，端盖2作为第二端壁14，第二端壁14的厚度l2即为端盖2的厚度，该厚度并非设置刻痕22处的厚度；壳体10的第一端壁13为容纳部1远离开口11的端壁，即容纳部1设置电极引出部3的端壁。第一端壁13的厚度l1和第二端壁14的厚度l2均为端壁上大部分区域的厚度，由于第一端壁13或第二端壁14上可能会局部设置凸起或凹槽，对端壁主体强度影响较小，因此为了便于测量，端壁的厚度用端壁主体区域的厚度来表示。

其中，为了达到较优的效果，l1≥1.5*l2。当l1＜l2时，电池单体100内部发生热失控时，壳体10在泄压部件21侧的变形量小于电极引出部3和第一端壁13所在侧的变形量，且热失控时易破损发生热泄漏。

该实施例使第一端壁13的厚度l1大于第二端壁14的厚度l2，能够电池单体100内部发生热失控时，使壳体10在泄压部件21侧的变形量大于电极引出部3和第一端壁13所在侧的变形量，使热失控产生的气体可靠地从第二端壁14上的泄压部件21排出，防止气体朝向电极引出部3所在侧流动使第一端壁13发生较大的变形量，防止壳体10在热失控时破损发生热泄漏。

在一些实施例中，第一端壁13的厚度l1的尺寸范围为：0.5mm≤l1≤1mm；和/或第二端壁14的厚度l2的尺寸范围为：0.3mm≤l2≤1mm。

其中，为了达到较好的效果，0.6mm≤l1≤0.8mm，0.5mm≤l2≤0.8mm。

该实施例通过为第一端壁13和第二端壁14设计合适的厚度，在电池单体100发生热失控时，在内部高压气体的作用下造成壳体10较大的变形量，防止壳体10在热失控时破损发生热泄漏。

在一些实施例中，如图9和图10所示，第二端壁14上设有刻痕22，第二端壁14由刻痕22围成的区域形成泄压部件21。

其中，刻痕22可围成圆形、椭圆形或多边形等，且刻痕22的延伸轨迹可封闭或者不封闭。

该实施例能够在电池单体100发生热失控时，内部压力超过泄压部件21预设的开启压力后，刻痕22破裂将泄压部件21打开，壳体10内部的气流通过开口向外排出，由此提高电池单体100工作的安全性。

在一些实施例中，第一端壁13的厚度l1和第二端壁14在设置刻痕22处的厚度l3满足如下关系：l1≥2*l3。

其中，为了达到较好的效果，l1≥6*l3。

第二端壁14在设置刻痕22处的厚度l3为：刻痕22的最深的位置与第二端壁14远离刻痕22的表面之间的距离。

该实施例通过设置第一端壁13的厚度l1与第二端壁14在设置刻痕22处厚度l3的尺寸关系，可在刻痕22处形成相对于第一端壁13强度较低的薄弱部位，在电池单体100发生热失控时，可使内部气体优先在薄弱部位变形使泄压部件21快速开启，从而使内部气体顺利排出；而且，即使是靠近电极引出部的一侧发生热失控，也可使气体优先朝向泄压部件21流动，可防止第一端壁13所在区域在内部高压气体的作用下出现较大的变形量，防止壳体10在热失控时破损发生热泄漏，并提高电池单体100在电极引出部3和第一端壁13所在侧的安全性。

在一些实施例中，为了达到较好的效果，第一端壁13的厚度l1与第二端壁14在设置刻痕22处的厚度l3满足如下关系：l1≥6*l3。

表3厚度l1与厚度l3的关系对电池单体100安全性的影响

表3中，对于实施例3和4，l1<6*l3，在靠近电极引出部3和第一端壁13所在侧进行针刺失效试验时，电池单体100发生短路，内部发生热失控时，由于第一端壁13的厚度较薄，高温高压气体更容易从朝向第一端壁13的方向流动，使第一端壁13发生变形或破坏，瞬时的高压会使气体朝向电极引出部3的一侧排出，会造成电极引出部3发生破损，从而导致电池单体100的电连接失效。

在一些实施例中，电极引出部3设置于壳体10的第一端壁13，第一端壁13上设有用于安装电极引出部3的第一通孔12，泄压部件21呈圆形且具有泄压区，第一通孔12的直径φ2和泄压区的直径φ1满足如下关系：φ2≤φ1。

其中，当φ2＞φ1时，电池单体100内部发生热失控时，泄压部件21侧的变形量小于第一端壁13侧的变形量，电极引出部3安装区域容易破损发生热泄漏。为了达到更优的效果，φ2≤0.8*φ1。

该实施例使用于安装电极引出部3的第一通孔12的直径φ2不超过泄压区的直径φ1，能够提高壳体10在设置电极引出部3的第一端壁13的强度，在电池单体100发生热失控时，可使气体优先朝向泄压部件21流动，可防止第一端壁13所在区域在内部高压气体的作用下出现较大的变形量，防止壳体10在热失控时破损发生热泄漏，并提高电池单体100在电极引出部3和第一端壁13所在侧的安全性。

在一些实施例中，第一通孔12的直径φ2的尺寸范围为：8mm≤φ2≤25mm；和/或泄压区的直径φ1的尺寸范围为：20mm≤φ1≤35mm。

为了达到较好的效果，10mm≤φ2≤20mm，22mm≤φ1≤32mm。

其中，第一通孔12用于安装电极引出部3，若第一通孔12的尺寸太小，会限制电极引出部3的直径，影响电池单体100的过流能力；若第一通孔12的尺寸太大，会降低容纳部1远离端盖2的第一端壁13的整体强度，在电池单体发生热失控时，第一通孔12与电极引出部3连接部位容易发生变形，气体从该薄弱部位逸出后会影响电极引出部3和第一端壁13所在侧的安全性。

该实施例通过为第一通孔12和泄压区的直径φ1设计合适的尺寸，能够保证壳体10在电极引出部3设置一端的强度，在电池单体100发生热失控时，可使气体优先朝向泄压部件21流动，可防止第一端壁13所在区域在内部高压气体的作用下出现较大的变形量，防止壳体10在热失控时破损发生热泄漏，并提高电池单体100在电极引出部3和第一端壁13所在侧的安全性。

在一些实施例中，电极组件4由极性相反的第一极片45、第二极片46以及隔离件47绕卷绕轴线K卷绕形成，卷绕轴线K与第一方向z一致，第一极片45和第二极片46分别具有第一极耳42和第二极耳43；电极组件4的中心设有沿第一方向z延伸的第二通孔44，且泄压部件21呈圆形且具有泄压区，第二通孔44的最大直径φ3与泄压区的直径φ1满足如下关系：φ3≥0.12*φ1。

其中，为了达到更好的效果，φ3≥0.15*φ1，以在电池单体100发生热失控时气体能够快速地沿第二通孔44到达泄压部件21。

表4第二通孔44与泄压区的直径关系电池单体100安全性的影响

其中，表4的实施例1中，φ3<0.12*φ1，在靠近电极引出部3和第一端壁13所在侧进行针刺失效试验时，电池单体100发生短路，内部发生热失控时，由于第二通孔44的直径过小，高温高压气体不能及时顺着第二通孔44到达泄压部件21，排出的速度较慢，瞬时的高压会使气体朝向电极引出部的一侧排出，会造成电极引出部发生破损，从而导致电池单体100的电连接失效。

该实施例使第二通孔44的直径φ3与泄压区的直径φ1满足上述关系，在电池单体100发生热失控时，第二通孔44具有足够的通道尺寸允许内部的高压气体迅速地流动至泄压部件21，以使泄压部件21顺利开启，防止热量在电池单体100内部聚集无法释放，并防止壳体10发生较大变形破损发生热泄漏，从而提高电池单体100工作的安全性。

在一些实施例中，电池单体100沿第一方向z的高度为h，60mm≤h≤135mm。

其中，为了达到较优的效果，h可在70mm～125mm之间选择。当h＜60mm时，电池单体100高度不足，导致整个动力电池系统电量低，当h＞135mm时，电池200内的底部难以设置泄压部件21释放排出物的空间，单个电池单体100热失控后会发生爆炸，造成整个电池200发生起火爆炸。

该实施例通过为电池单体100设置合适的高度，既能够保证整个电池系统具有足够的电量，充分利用电池200的内部空间，还能在电池200内的底部区域设置泄压部件21释放排出物的空间，在发生热失控的情况下，可保证电池单体100的排出物顺利导出，防止瞬间出现高温高压导致电池200发生起火爆炸。

在一些实施例中，壳体10呈圆柱形，且壳体10的直径为φ，高度为h，

其中，为了达到较优的效果，当/>时，不适合采用电极引出部3和泄压部件21设在壳体10相对两端的结构，因为在电池单体100为细长形状，当电池单体100内靠近电极引出部3的某点发生热失控时，内部气体不能及时流动至泄压部件21所在端，能不热量聚集增多，气体更容易从电极引出部3所在区域喷出，会造成整个动力电池系统发生起火等安全事件。

下面通过表5来说明对于电池单体100安全性的影响，下表中尺寸参数的单位均为mm。

表5对于电池单体100安全性的影响/>

在表5中，对于实施例5、6和9，电池单体100的高度与直径的比值较大，呈细长形。在靠近电极引出部3和第一端壁13所在侧进行针刺失效试验时，电池单体100发生短路，内部发生热失控时，高温高压气体不能及时到达泄压部件21或从泄压部件21排出，气体会朝向电极引出部的一侧排出，会造成电极引出部发生破损，从而导致电池单体100的电连接失效。对于其它实施例，/>电池单体100的高度与直径的比值适中，在靠近电极引出部3和第一端壁13所在侧进行针刺失效试验时，电池单体100发生短路，内部发生热失控时，高温高压气体可及时到达泄压部件21或从泄压部件21排出，可防止气体朝向电极引出部的一侧排出，以免造成电极引出部发生破损，保证电池单体100的电连接正常。

该实施例通过对电池单体100设置合适的高度与直径的比值，能够使电池单体100在内部任意区域发生热失控时，都能使内部高压气体迅速地到达泄压部件21并顺利排出，防止高压气体和热量在电池单体100内部聚集，避免整个动力电池系统发生起火爆炸等事件，提高电池工作的安全性。

在一些实施例中，如图11所示，壳体10包括第一端壁13，第一端壁13设有第一通孔12，电池单体100的电极引出部3安装于第一通孔12，并与第一端壁13绝缘设置，电极引出部3为第一输出极，第一端壁13为第二输出极；电池200还包括汇流件202，电池单体100设有多个，汇流件202的一端与其中一个电池单体100的电极引出部3电连接，汇流件202的另一端与另一个电池单体100的第一端壁13电连接。

其中，汇流件202可采用薄板结构，并采用金属导电材料。例如，汇流件202可包括：第一部202A、第二部202B和第三部202C，第二部202B连接于第一部202A和第三部202C之间，第一部202A与其中一个电池单体100的电极引出部3连接，第三部202C与另一个电池单体100的第一端壁13连接，这两个电池单体100可以是相邻设置也可间隔设置。例如，第一部202A的形状与电极引出部3的形状匹配，例如圆形或矩形，第三部202C可呈矩形，第三部202C远离第二部202B的侧边上可设置缺口，以避让另一个电池单体100的电极引出部3。

该实施例将电极引出部3作为电池单体100的第一输出极，并将第一端壁13作为电池单体100的第二输出极，在实现电池200内部多个电池单体100的串联、并联或混联时，可直接将汇流件202的两端分别连接于电极引出部3和第一端壁13，由于壳体10的第一端壁13上仅设置了一个电极引出部3，因此利于增大电极引出部3的导电面积，而且第一端壁13上也较容易通过焊接或通过紧固件连接的方式实现电连接，因此能够降低多个电池单体100电连接的难度，并提高电连接的可靠性，保证电池200的工作性能和可靠性。

在一些实施例中，如图11所示，壳体10包括第一端壁13，第一端壁13设有第一通孔12，电池单体100的电极引出部3安装于第一通孔12，并与第一端壁13绝缘设置，电极引出部3为第一输出极，第一端壁13为第二输出极；电池200还包括多个汇流件202，同一个电池单体100中，电极引出部3与其中一个汇流件202电连接，第一端壁13与另一个汇流件202电连接。

该实施例中每个电池单体100都可通过两个独立的汇流件202与其它两个电池单体100电连接，由于第一端壁13位于电极引出部3的周围区域都可用于连接汇流件202，因此可适应于多个电池单体100的不同排布方式。

在一些实施例中，如图12所示，电池200还包括箱体组件201和支撑板203，电池单体100通过支撑板203安装于箱体组件201内，支撑板203上设有第三通孔203’，用于供经过泄压部件21逸出的排出物流动，泄压部件21呈圆形且具有泄压区，泄压部件21与箱体组件201内壁之间的最小距离D与泄压区的直径φ1满足如下关系：0.4*φ1≤D≤1.2*φ1。

例如，支撑板203设在箱体组件201的内底面，支撑板203上设有多个第三通孔203’，多个电池单体100均泄压部件21朝下安装于支撑板203，泄压部件21与第三通孔203’具有重合部分，例如，泄压部件21、第三通孔203’和端盖2同心设置。第三通孔203’供电池单体100内部逸出的排出物流动至电池200内的排放通道，最终可经过电池200的箱体组件201上的泄压部件排出外部。

其中，距离D根据泄压区的直径φ1设计。为了达到较优的效果，0.67*φ1≤D≤φ1。当D＜0.4*φ1时，泄压部件21与箱体组件201内壁之间的距离D过小，导致活性物质无法有效喷出，电池200无法快速降温；当D＞1.2*φ1时，泄压部件21与箱体组件201内壁之间的距离D过大，占用电池单体100的高度，影响能量密度。

例如，φ1的尺寸范围为20mm～35mm，优选的为22mm～32mm。D的尺寸范围为10mm～30mm之间，优选的为15mm～25mm。

下面通过表6来说明距离D的设计对电池热失控后降低至预设温度的影响，以下表格中各尺寸参数的单位均为mm。

表6电池中距离D的设计对电池热失控后温度的影响

其中，对于实施例1，D<0.67*φ1，距离D过小，电池单体100发生热失控时排出物无法及时通过第三通孔203’排出，电池200内部温度会急剧升高，降低至120℃需要的时间是其它实施例的两倍。对于实施例4，D>1.2*φ1，距离D过大，虽然电池单体100发生热失控时排出物无法及时通过第三通孔203’排出，但是支撑板203厚度较大，明显降低了电池单体100的高度，会影响电池单体100的能量密度。

该实施例通过在泄压部件21与箱体组件201内壁之间设置合适的距离D，既能在电池单体100发生热失控时，使内部气体和活性物质有效喷出，使电池200快速降温，也能在满足热失控安全性的基础上，尽量增加电池单体100的高度，从而增加电池单体100的能量密度，使电池200能够提供更大的动力。

在一些实施例中，用电装置包括车辆300，电池200设在座舱301与车辆底板302之间，电极引出部朝向座舱301设置，泄压部件21朝向车辆底板302设置。

该实施例能够使电池200在使用过程中发生热失控的情况下，由于电池单体100的泄压部件21朝向车辆底板302设置，即朝下设置，若泄压部件21开启，则电池200释放的排出物会向车辆下方喷出，可减小高温高压对座舱301及乘客的影响，提高车辆300在使用过程中的安全性。

在一些具体的实施例中，如图3至图5所示，电池单体100呈圆柱形，且包括壳体10、电极组件4和电极引出部3。壳体10包括容纳部1和端盖2，容纳部1呈圆柱形筒状结构，且沿第一方向z(中心轴线)的一端设有开口11，端盖2封闭开口11。容纳部1包括第一端壁13和侧壁15，端盖2作为第二端壁14。

端盖2上一体设有泄压部件21，泄压部件21可呈圆形，且泄压部件21设在端盖2的中心位置。第一端壁13设有第一通孔12，第一通孔12设在第一端壁13的中心位置，电极引出部3安装于第一通孔12。

电极组件4包括电极主体41、第一极耳42和第二极耳43，第一极耳42和第二极耳43沿着第一方向z分别位于电极主体41的两端，第一方向z与卷绕轴线一致。第一极耳42通过第一集流件5与电极引出部3电连接，第二极耳42通过第二集流件6与端盖2电连接，端盖2与容纳部1焊接，以使第二极耳43通过第二集流件6、端盖2和侧壁15将电能传递至第一端壁13。例如，电极引出部3作为正极输出极，第一端壁13作为负极输出极，或者相反。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。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 (42)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

电极组件(4)，包括电极主体(41)和极性相反的第一极耳(42)和第二极耳(43)，所述第一极耳(42)和所述第二极耳(43)从所述电极主体(41)引出；

第一输出极和第二输出极，所述第一输出极与所述第一极耳(42)电连接，所述第二输出极与所述第二极耳(43)电连接；

壳体(10)，用于容纳所述电极组件(4)，所述壳体(10)设有泄压部件(21)，沿第一方向(z)，所述第一输出极和所述第二输出极设置于所述壳体(10)的一端，所述泄压部件(21)设置于所述壳体(10)的另一端。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)包括沿所述第一方向(z)相对设置的第一端壁(13)、第二端壁(14)以及位于所述第一端壁(13)和所述第二端壁(14)之间的侧壁(15)，所述第一端壁(13)设有第一通孔(12)，电池单体(100)的电极引出部(3)安装于所述第一通孔(12)，并与所述第一端壁(13)绝缘设置，所述第二端壁(14)设有所述泄压部件(21)；

所述电极引出部(3)为所述第一输出极，所述第一端壁(13)为所述第二输出极。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)包括：容纳部(1)和端盖(2)，所述容纳部(1)具有开口(11)，所述端盖(2)用于盖合所述开口(11)，所述容纳部(1)由所述第一端壁(13)和所述侧壁(15)形成，所述端盖(2)为所述第二端壁(14)。

4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)包括：容纳部(1)和端盖(2)，所述容纳部(1)具有开口(11)，所述端盖(2)用于盖合所述开口(11)，所述容纳部(1)由所述第二端壁(14)和所述侧壁(15)形成，所述端盖(2)为所述第一端壁(13)。

5.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一极耳(42)从所述电极主体(41)沿所述第一方向(z)的面向所述电极引出部(3)的方向引出，所述第二极耳(43)从所述电极主体(41)沿所述第一方向(z)的背离所述电极引出部(3)的方向引出，所述第一极耳(42)与所述电极引出部(3)电连接，所述第二极耳(43)与所述第一端壁(13)电连接。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，还包括第一集流件(5)和第二集流件(6)，所述第一极耳(42)通过所述第一集流件(5)与所述电极引出部(3)电连接，所述第二极耳(43)通过所述第二集流件(6)与所述第一端壁(13)电连接。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述第二集流件(6)与所述侧壁(15)接触，以实现所述第二极耳(43)与所述第一端壁(13)之间的电子导通。

8.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)包括：容纳部(1)和端盖(2)，所述容纳部(1)具有开口(11)，所述端盖(2)用于盖合所述开口(11)，所述第二集流件(6)连接于所述端盖(2)，所述端盖(2)电连接于所述侧壁(15)，以实现所述第二极耳(43)与所述第一端壁(13)之间的电子导通。

9.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)包括：容纳部(1)和端盖(2)，所述容纳部(1)具有开口(11)，所述端盖(2)用于盖合所述开口(11)，所述第二集流件(6)与所述侧壁(15)接触，所述端盖(2)与所述第二集流件(6)连接，以实现所述第二极耳(43)与所述第一端壁(13)之间的电子导通。

10.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，沿所述第一方向(z)，所述第二集流件(6)位于所述泄压部件(21)和所述第二极耳(43)之间，所述第二集流件(6)上设有镂空部(6’)，所述镂空部(6’)用于将所述第二集流件(6)面向所述第二极耳(43)的一侧的空间和面向所述泄压部件(21)的另一侧的空间气体导通。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述镂空部(6’)包括至少一个第四通孔(61)，其中一个所述第四通孔(61)设在所述第二集流件(6)的中心位置。

12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述第四通孔(61)设置多个，其余所述第四通孔(61)分布在位于中心位置的所述第四通孔(61)的周围。

13.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述镂空部(6’)还包括多个切口(63)，所述切口(63)沿所述第一方向(z)贯通所述第二集流件(6)，多个所述切口(63)环绕在所述第四通孔(61)的周围。

14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，所述切口(63)的一端与所述第四通孔(61)连通，并朝远离所述第四通孔(61)的方向延伸。

15.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述镂空部(6’)还包括刻线(62)，所述刻线(62)沿所述第一方向(z)贯通所述第二集流件(6)。

16.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，所述刻线(62)设有多个，所述刻线(62)的一端与所述第四通孔(61)连通，并朝远离所述第四通孔(61)的方向延伸。

17.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一极耳(42)和所述第二极耳(43)均从所述电极主体(41)的沿所述第一方向(z)面向所述电极引出部(3)的一端引出，所述第一极耳(42)与所述电极引出部(3)电连接，所述第二极耳(43)与所述第一端壁(13)电连接。

18.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，还包括第一集流件(5)和第二集流件(6)，所述第一极耳(42)通过所述第一集流件(5)与所述电极引出部(3)电连接，所述第二极耳(43)通过所述第二集流件(6)与所述第一端壁(13)电连接；

所述电极引出部(3)包括底座(31)和主体部(32)，所述底座(31)位于所述第一端壁(13)和所述第一集流件(5)之间，并用于限制所述电极引出部(3)沿所述第一方向(z)朝背离所述壳体(10)内部的方向移动，所述第一端壁(13)和所述底座(31)之间设有绝缘件(7)，所述主体部(32)的至少一部分位于所述第一通孔(12)内。

19.根据权利要求18所述的电池单体，其特征在于，沿所述第一方向(z)，所述底座(31)的最大厚度t1满足：0.6mm≤t1≤1.2mm；和/或所述第一集流件(5)的最大厚度t2满足：0.3mm≤t2≤0.7mm；和/或所述第二集流件(6)的最大厚度t3满足：0.3mm≤t3≤0.7mm。

20.根据权利要求19所述的电池单体，其特征在于，0.8mm≤t1≤1mm，和/或0.4mm≤t2≤0.6mm，和/或0.4mm≤t3≤0.6mm。

21.根据权利要求18所述的电池单体，其特征在于，电极引出部(3)还包括限位凸部(33)，所述底座(31)和所述限位凸部(33)均连接并凸出于所述主体部(32)的外周壁，所述限位凸部(33)和所述底座(31)分别位于所述第一端壁(13)沿所述第一方向(z)的外侧和内侧，并用于夹持所述第一端壁(13)的一部分。

22.根据权利要求21所述的电池单体，其特征在于，所述主体部(32)设有凹部(34)，所述凹部(34)的底壁与所述第一集流件(5)连接，以实现所述电极引出部(3)与所述第一极耳(42)的电子导通，所述凹部(34)的开口设于所述主体部(32)面向和/或背离所述壳体(10)的内部的一侧。

23.根据权利要求22所述的电池单体，其特征在于，所述凹部(34)的底壁与所述第一集流件(5)从所述主体部(32)背离所述壳体(10)的内部的一侧激光焊接。

24.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)呈圆柱形，所述泄压部件(21)设在所述第二端壁(14)的中心位置且呈圆形，所述泄压部件(21)具有泄压区，泄压区的直径φ1与所述壳体(10)的直径φ满足如下关系：

25.根据权利要求24所述的电池单体，其特征在于，15mm≤φ≤70mm。

26.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一端壁(13)的厚度l1和所述第二端壁(14)的厚度l2满足如下关系：l1≥l2。

27.根据权利要求26所述的电池单体，其特征在于，l1≥1.5*l2。

28.根据权利要求26所述的电池单体，其特征在于，所述第一端壁(13)的厚度l1的尺寸范围为：0.5mm≤l1≤1mm；和/或所述第二端壁(14)的厚度l2的尺寸范围为：0.3mm≤l2≤1mm。

29.根据权利要求28所述的电池单体，其特征在于，0.6mm≤l1≤0.8mm，和/或0.5mm≤l2≤0.8mm。

30.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第二端壁(14)上设有刻痕(22)，所述第二端壁(14)由所述刻痕(22)围成的区域形成所述泄压部件(21)。

31.根据权利要求30所述的电池单体，其特征在于，所述第一端壁(13)的厚度l1和所述第二端壁(14)在设置所述刻痕(22)处的厚度l3满足如下关系：l1≥2*l3。

32.根据权利要求31所述的电池单体，其特征在于，l1≥6*l3。

33.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述泄压部件(21)呈圆形且具有泄压区，所述第一通孔(12)的直径φ2和所述泄压区的直径φ1满足如下关系：φ2≤φ1。

34.根据权利要求33所述的电池单体，其特征在于，所述第一通孔(12)的直径φ2的尺寸范围为：8mm≤φ2≤25mm；和/或所述泄压区的直径φ1的尺寸范围为：20mm≤φ1≤35mm。

35.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件(4)由极性相反的第一极片(45)、第二极片(46)以及隔离件(47)绕卷绕轴线(K)卷绕形成，所述卷绕轴线(K)与所述第一方向(z)一致，所述第一极片(45)和第二极片(46)分别具有所述第一极耳(42)和所述第二极耳(43)；

所述电极组件(4)的中心设有沿所述第一方向(z)延伸的第二通孔(44)，所述泄压部件(21)呈圆形且具有泄压区，所述第二通孔(44)的最大直径φ3与所述泄压区的直径φ1满足如下关系：φ3≥0.12*φ1。

36.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)包括第二端壁(14)，所述泄压部件(21)位于所述第二端壁(14)的中心区域。

37.一种电池，其特征在于，包括：权利要求1-36任一项所述的电池单体(100)。

38.根据权利要求37所述的电池，其特征在于，所述壳体(10)包括第一端壁(13)，所述第一端壁(13)设有第一通孔(12)，所述电池单体(100)的电极引出部(3)安装于所述第一通孔(12)，并与所述第一端壁(13)绝缘设置，所述电极引出部(3)为所述第一输出极，所述第一端壁(13)为所述第二输出极；

电池(200)还包括汇流件(202)，所述电池单体(100)设有多个，所述汇流件(202)的一端与其中一个所述电池单体(100)的所述电极引出部(3)电连接，所述汇流件(202)的另一端与另一个所述电池单体(100)的所述第一端壁(13)电连接。

39.根据权利要求37所述的电池，其特征在于，所述壳体(10)包括第一端壁(13)，所述第一端壁(13)设有第一通孔(12)，所述电池单体(100)的电极引出部(3)安装于所述第一通孔(12)，并与所述第一端壁(13)绝缘设置，所述电极引出部(3)为所述第一输出极，所述第一端壁(13)为所述第二输出极；

电池(200)还包括多个汇流件(202)，同一个所述电池单体(100)中，所述电极引出部(3)与其中一个汇流件(202)电连接，所述第一端壁(13)与另一个汇流件(202)电连接。

40.根据权利要求37-39任一项所述的电池，其特征在于，电池(200)还包括支撑板(203)和箱体组件(201)，所述电池单体(100)通过所述支撑板(203)安装于所述箱体组件(201)内，所述支撑板(203)上设有第三通孔(203’)，用于供所述泄压部件(21)逸出的排出物流动，所述泄压部件(21)呈圆形且具有泄压区，所述泄压部件(21)与所述箱体组件(201)内壁之间的最小距离D与所述泄压区的直径φ1满足如下关系：0.4*φ1≤D≤1.2*φ1。

41.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求37-40任一项所述的电池(200)，所述电池(200)用于为所述用电装置提供电能。

42.根据权利要求41所述的用电装置，其特征在于，所述用电装置包括车辆(300)，所述电池(200)设在座舱(301)与车辆底板(302)之间，所述第一输出极和所述第二输出极均朝向所述座舱(301)设置，所述泄压部件(21)朝向所述车辆底板(302)设置。