CN220821659U - 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。电池单体包括外壳、电极组件以及支架。外壳包括壳体和端盖，壳体沿第一方向的端部具有开口，端盖盖合于开口。电极组件容纳于外壳内，电极组件包括主体部和从主体部面向端盖的一端引出的极耳。支架容纳于外壳内且包括彼此连接的支架主体和抵压部，支架主体设置于端盖和主体部之间，抵压部的至少部分凸出于支架主体面向主体部的一侧并与主体部相抵，抵压部的弹性模量小于支架主体的弹性模量。本申请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

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

电池单体广泛用于电子设备，例如手机、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等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

在电池技术的发展中，如何改善电池的可靠性，一直是电池技术中的一个研究方向。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置，能够提高电池的可靠性。

一方面，本申请实施例提供了一种电池单体。电池单体包括外壳、电极组件以及支架。外壳包括壳体和端盖，壳体沿第一方向的端部具有开口，端盖盖合于开口。电极组件容纳于外壳内，电极组件包括主体部和从主体部面向端盖的一端引出的极耳。支架容纳于外壳内且包括彼此连接的支架主体和抵压部，支架主体设置于端盖和主体部之间，抵压部的至少部分凸出于支架主体面向主体部的一侧并与主体部相抵，抵压部的弹性模量小于支架主体的弹性模量。

在上述方案中，支架主体可以减小极耳倒插入主体部的可能性，抵压部的弹性模量小于支架主体的弹性模量，这样可以在电池单体受到震动或外部冲击时降低主体部和抵压部产生干涉的可能性，支架主体的弹性模量大于抵压部的弹性模量，可以减小电池受到的震动或外部冲击过大时主体部将支架主体挤压形变的可能性，从而降低支架主体受损导致主体部挤压极耳的布置空间的可能性，进而降低主体部和极耳短路的可能性，提高电池的可靠性。

在一些实施例中，抵压部的弹性模量为10MPa至70MPa。

在上述方案中，有利于降低抵压部和主体部之间干涉的可能性的同时，降低抵压部的制作成本。

在一些实施例中，抵压部面向主体部的表面的至少部分为弧面。

在上述方案中，弧面的抵压部有利于降低主体部和抵压部的接触面积，并且在主体部挤压抵压部时，弧面可以将挤压力均匀分散，以提高抵压部的缓冲能力。

在一些实施例中，抵压部包括多个并排布置的凸部。

在上述方案中，有利于分散主体部挤压抵压部的挤压力，提高抵压部的缓冲性能，提高电池单体受到的震动阈值和外部冲击力阈值，提高电池单体的可靠性。

在一些实施例中，支架主体的材料包括聚丙烯，有利于降低支架主体的制作成本，提高支架主体的生产效率。

在一些实施例中，抵压部的材料包括聚氨酯和聚氯乙烯中的至少一种，有利于降低抵压部的制作成本，提高抵压部的生产效率。

在一些实施例中，支架还包括连接部，抵压部位于连接部沿第一方向背向支架主体的一侧，连接部的弹性模量大于抵压部的弹性模量。

在上述方案中，通过设置连接部，有利于降低抵压部和支架主体的连接难度，减小抵压部和支架主体分离的可能性，提高电池的可靠性。

在一些实施例中，连接部的弹性模量小于支架主体的弹性模量。

在上述方案中，连接部的弹性模量小于支架主体的弹性模量，当主体部对支架的挤压力过大时，连接部可以提供一部分缓冲力，减小主体部和支架发生干涉的可能性，进一步提高电池的可靠性。支架主体的弹性模量大于连接部的弹性模量，有利于提高支架主体的结构强度。

在一些实施例中，连接部沿第一方向上的尺寸为d，抵压部沿第一方向上的尺寸为D，d和D满足关系为0.2≤d/（d+D）≤0.5。

在上述方案中， d/（d+D）≥0.2，有利于提高连接部和抵接部之间的连接可靠性；d/（d+D）≤0.5，有利于提高抵压部的缓冲性能。

在一些实施例中，支架主体面向主体部的一侧设有凹槽，抵压部覆盖凹槽，抵压部被配置为受到电极组件挤压时抵压部的至少部分凹陷至凹槽内。

在上述方案中，当抵压部受到电极组件挤压时，抵压部在挤压力的作用下可以朝向凹槽内形变，从而减小抵压部形变部分与极耳或其他部分干涉的可能性。

在一些实施例中，抵压部的数量包括多个，多个抵压部分设于支架主体沿第二方向相对的两端，第一方向和第二方向相交。

在上述方案中，提高支架的受力均匀性，降低电极组件局部区域与支架主体干涉的可能性，进一步降低支架主体部沿第一方向上的晃动幅度。

在一些实施例中，电池单体还包括设置于端盖的电极端子。支架主体包括第一通孔，极耳的至少部分通过第一通孔并电连接于电极端子。

在上述方案中，支架主体可以降低极耳倒插入主体部的可能性，降低短路风险，提高电池单体的可靠性。

在一些实施例中，支架主体还包括第二通孔，第二通孔贯穿支架主体设置以连通支架主体沿第一方向上的两侧空间。端盖设有注液孔，注液孔用于连通外部空间和端盖和支架主体之间的空间。

在上述方案中，在电池单体由端盖向容纳腔中注入电解液的过程中，电解液可以通过第二通孔进入至主体部所在区域，以简化电池单体的整体结构，降低电池单体的生产成本。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括前述任一实施方式中的电池单体。

第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括前述任一实施方式中的电池，电池用于提供电能。

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电池的爆炸结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种电池模块的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电池的爆炸结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种电池的爆炸结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种支架的轴侧结构示意图；

图7是本申请实施例提供的又一种支架的轴侧结构示意图；

图8是本申请实施例提供的又一种支架的轴侧结构示意图；

图9是本申请实施例提供的又一种支架的侧视结构示意图；

图10是本申请实施例提供的又一种支架的剖面结构示意图。

附图中：

1000、车辆；

100、电池；110、电池单体；200、控制器；300、马达；400、箱体；410、第一箱体部；420、第二箱体部；430、容纳部；500、电池模块；

10、外壳；11、壳体；111、开口；12、端盖；

20、电极组件；21、主体部；22、极耳；

30、支架；31、支架主体；311、凹槽；312、第一通孔；313、第二通孔；32、抵压部；321、凸部；33、连接部；

40、电极端子；

P1、第一表面；H1、注液孔；

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。

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，可采用不锈钢、铜、铝、镍、银表面处理的铝、银表面处理的不锈钢、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）上而形成。

作为示例，正极活性物质层包括正极活性材料。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LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂（也可以简称为NCM₃₃₃）、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（也可以简称为NCM₅₂₃）、LiNi_0.5Co_0.25Mn_0.25O₂（也可以简称为NCM₂₁₁）、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂（也可以简称为NCM₆₂₂）、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（也可以简称为NCM₈₁₁）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂）及其改性化合物等中的至少一种。

在一些实施例中，正极可以采用泡沫碳或泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。泡沫金属作为正极时，泡沫金属表面可以不设置正极活性材料，当然也可以设置正极活性材料。作为示例，在泡沫金属内还可以填充或/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，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，负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属、泡沫碳或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用不锈钢、铜、铝、镍、银表面处理的铝、银表面处理的不锈钢、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。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）上而形成。

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，负极可以采用泡沫碳或泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。泡沫金属作为负极片时，泡沫金属表面可以不设置负极活性材料，当然也可以设置负极活性材料。

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。

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。

目前，在电池单体技术中，极耳在生产制造的过程中需要进行弯折工艺，而在弯折的过程中极耳具有倒插入电极组件的主体部的风险，为了降低风险，通常会增加支架，使得弯折后的极耳和主体部之间由支架进行分隔绝缘。

然而，在电池的工作环境中，往往会受到震动或其他作用力，使得电极组件在电池单体的壳体内产生移动，在移动过程中电极组件与支架会发生干涉，导致电极组件中的负极极片产生离子析出的现象，降低了电池的可靠性。

基于上述技术问题，本申请提供了一种技术方案，支架主体可以减小极耳倒插入主体部的可能性，主体部在外部作用力的作用下挤压抵压部时，抵压部会发生形变，从而减小主体部和抵压部产生干涉的可能性，进而降低电极组件中的负极极片产生离子析出的风险，提高电池的可靠性。

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是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。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的内部可以设置电池100，具体例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200例如用来控制电池为马达300的供电。电池可以用于车辆1000的启动、导航等，当然，电池100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100包括箱体400和电池单体（图中未示出），电池单体容纳于箱体400内。

箱体400用于容纳电池单体，箱体400可以是多种结构。在一些实施例中，箱体400可以包括第一箱体部410和第二箱体部420，第一箱体部410与第二箱体部420相互盖合，第一箱体部410和第二箱体部420共同限定出用于容纳电池单体的容纳部430。第二箱体部420可以是一端开口的空心结构，第一箱体部410为板状结构，第一箱体部410盖合于第二箱体部420的开口侧，以形成具有容纳部430的箱体；第一箱体部410和第二箱体部420也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部410的开口侧盖合于第二箱体部420的开口侧，以形成具有容纳部430的箱体400。当然，第一箱体部410和第二箱体部420可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池100中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，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400内；当然，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500，多个电池模块500再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体400内。

图3为图2所示电池模块的结构示意图。

在一些实施例中，如图3所示，电池单体110为多个，多个电池单体110先串联或并联或混联组成电池模块500。多个电池模块500再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

图4是本申请实施例提供的一种电池的爆炸结构示意图。图5是本申请实施例提供的一种电池的爆炸结构示意图。图6是本申请实施例提供的一种支架的轴侧结构示意图。

请参阅图4至图6，本申请实施例提供了一种电池单体110。电池单体110包括外壳10、电极组件20以及支架30。外壳10包括壳体11和端盖12，壳体11沿第一方向X的端部具有开口111，端盖12盖合于开口111。电极组件20容纳于外壳10内，电极组件20包括主体部21和从主体部21面向端盖12的一端引出的极耳22。支架30容纳于外壳10内且包括彼此连接的支架主体31和抵压部32，支架主体31设置于端盖12和主体部21之间，抵压部32的至少部分凸出于支架主体31面向主体部21的一侧并与主体部21相抵，抵压部32的弹性模量小于支架主体31的弹性模量。

壳体11为空心结构。壳体11的形状可根据电极组件20的具体形状来确定。比如，若电极组件20为长方体结构，则可选用长方体壳体11；若电极组件20为圆柱结构，则可选用圆柱壳体11。

壳体11的材质可以是多种，比如，壳体11的材质可以是金属或塑料。可选地，壳体11的材质可以是铜、铁、铝、钢、铝合金等。

可选地，壳体11沿第一方向X可以具有一侧开口111。或者，壳体11沿第一方向X上的两侧均具有开口111，且两侧开口111是连通的。

端盖12用于封闭壳体11的开口111，以与壳体11形成用于容纳电极组件20和电解液的容纳腔。可选地，端盖12可以包括第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖分别盖合于两侧开口111。

电极组件20包括正极极片和负极极片。示例性地，电极组件20通过离子在正极极片和负极极片中的嵌入/脱出时的氧化和还原反应来产生电能。

可选地，电极组件20还包括隔离膜，隔离膜用于将正极极片和负极极片绝缘隔离。

电极组件20可以是卷绕式电极组件、叠片式电极组件或其它类型的电极组件20。示例性地，电极组件20为叠片式电极组件，其包括多个正极极片和多个负极极片，多个正极极片和多个负极极片交替堆叠。

示例性地，主体部21可以包括正极极片的涂覆有活性物质层的部分、负极极片的涂覆有活性物质层的部分和隔离膜。活性物质层中的活性物质用于与电解液等发生电化学反应，以产生充放电过程。

极耳22包括第一极耳和第二极耳，第一极耳和第二极耳可以位于主体部21沿第一方向X上的同一侧，或者，第一极耳和第二极耳也可以位于主体部21沿第一方向X上相背的两侧。

支架30可以是分体式结构。示例性地，支架30可以由多个独立成型的零件连接而成。

支架30的数量可以包括一个或者两个。示例性地，如图4所示，当第一极耳和第二极耳位于主体部21沿第一方向X上的同一侧时，支架30的数量可以为一个；如图5所示，当第一极耳和第二极耳位于主体部21沿第一方向X上相背的两侧时，支架30的数量可以为两个，且两个支架30分设于主体部21沿第一方向X上相背的两侧。

支架主体31可以用于分隔弯折后的极耳22和主体部21。可选地，支架主体31的材料可以为绝缘材料。

可选地，支架主体31和抵压部32可以通过粘接、卡接等方式相连接。示例性地，支架主体31上可以设有卡槽，抵压部32的一部分位于卡槽内。或者抵压部32和支架主体31的表面粘接设置。可选地，支架30可以连接于端盖12，支架主体31和端盖12可以通过粘接、卡接等方式相连接。

可选地，抵压部32的数量可以包括一个或多个。

可选地，多个抵压部32沿第一方向X上凸出于支架主体31部分的尺寸可以是相同或不同的。

需要说明的是，弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小，反之，其值越小，使材料发生一定弹性变形的应力也越小，即材料刚度越小，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越大。

在本申请实施例中，支架主体31的弹性模量和抵压部32的弹性模量可以通过测试来获得，示例性地，弹性模量的测试标准包括：ASTM D4065。

在本申请实施例中，支架主体31可以减小极耳22倒插入主体部21的可能性，抵压部32的弹性模量小于支架主体31的弹性模量，这样可以在电池单体110受到震动或外部冲击时降低主体部21和抵压部32产生干涉的可能性，支架主体31的弹性模量大于抵压部32的弹性模量，可以减小电池100受到的震动或外部冲击过大时主体部21将支架主体31挤压形变的可能性，从而降低支架主体31受损导致主体部21挤压极耳22的布置空间的可能性，进而降低主体部21和极耳22短路的可能性，提高电池100的可靠性。

在一些可选地实施例中，抵压部32的弹性模量为10MPa至70MPa。

可选地，抵压部32的弹性模量包括10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa、60MPa或70MPa。

在这些可选地实施例中，有利于降低抵压部32和主体部21之间干涉的可能性的同时，降低抵压部32的制作成本。

图7是本申请实施例提供的又一种支架的轴侧结构示意图。

在一些可选地实施例中，请参阅图4至图7，抵压部32面向主体部21的表面的至少部分为弧面。

可选地，弧面可以为圆弧面、椭圆弧面或者其他形状的弧面。

在这些可选地实施例中，弧面的抵压部32有利于降低主体部21和抵压部32的接触面积，并且在主体部21挤压抵压部32时，弧面可以将挤压力均匀分散，以提高抵压部32的缓冲能力。

在一些可选地实施例中，请参阅图4和图7，抵压部32包括多个并排布置的凸部321。

可选地，多个凸部321面向主体部21的表面形状可以均为弧面，当然，部分凸部321面向主体部21的表面形状也可以为其他形状。

可选地，多个凸部321凸出于支架主体31的尺寸可以是相同的，当然，也可以是不同的。

可选地，多个凸部321可以支架主体31的宽度方向并排布置。

在这些可选地实施例中，有利于分散主体部21挤压抵压部32的挤压力，提高抵压部32的缓冲性能，提高电池单体110受到的震动阈值和外部冲击力阈值，提高电池单体110的可靠性。

在一些可选地实施例中，支架主体31的材料包括聚丙烯，有利于降低支架主体31的制作成本，提高支架主体31的生产效率。

在一些可选地实施例中，抵压部32的材料包括聚氨酯和聚氯乙烯中的至少一种，有利于降低抵压部32的制作成本，提高抵压部32的生产效率。

图8是本申请实施例提供的又一种支架的轴侧结构示意图。

在一些可选地实施例中，请参阅图4和图8，支架30还包括连接部33，抵压部32位于连接部33沿第一方向X背向支架主体31的一侧，连接部33的弹性模量大于抵压部32的弹性模量。

可选地，连接部33的材料和抵压部32的材料不同。可选地，连接部33的材料和支架主体31的材料不同。

可选地，连接部33的至少部分沿朝向主体部21的一侧凸出于支架主体31设置。

可选地，连接部33设置于支架主体31的卡槽内，抵压部32的部分结构设置于支架主体31的卡槽内。

可选地，连接部33的弹性模量的测试方式可以和抵压部32的弹性模量的测试方式相同。

可选地，抵压部32朝向连接部33的一侧表面可以通过粘接的方式与连接部33相连接。可选地，抵压部32朝向连接部33的一侧设有卡槽，连接部33的至少部分设于卡槽内。

在这些可选地实施例中，通过设置连接部33，有利于降低抵压部32和支架主体31的连接难度，减小抵压部32和支架主体31分离的可能性，提高电池100的可靠性。

在一些可选地实施例中，连接部33的弹性模量小于支架主体31的弹性模量。

可选地，抵压部32的弹性模量小于连接部33的弹性模量小于支架主体31的弹性模量。

在这些可选地实施例中，连接部33的弹性模量小于支架主体31的弹性模量，当主体部21对支架30的挤压力过大时，连接部33可以提供一部分缓冲力，减小主体部21和支架30发生干涉的可能性，进一步提高电池100的可靠性。支架主体31的弹性模量大于连接部33的弹性模量，有利于提高支架主体31的结构强度。

图9是本申请实施例提供的又一种支架的侧视结构示意图。

在一些可选地实施例中，请参阅图9，连接部33沿第一方向X上的尺寸为d，抵压部32沿第一方向X上的尺寸为D，d和D满足关系为0.2≤d/（d+D）≤0.5。

可选地，d/（d+D）的值为0.2、0.3、0.4或0.5。

可选地，连接部33沿第一方向X上的尺寸可以为连接部33凸出于支架主体31的尺寸。

可选地，抵压部32沿第一方向X上的尺寸可以为抵压部32整体凸出于支架主体31时抵压部32的尺寸。

在这些可选地实施例中，d/（d+D）≥0.2，有利于提高连接部33和抵接部之间的连接可靠性；d/（d+D）≤0.5，有利于提高抵压部32的缓冲性能。

图10是本申请实施例提供的又一种支架的剖面结构示意图。

在一些可选地实施例中，请参阅图10，支架主体31面向主体部的一侧设有凹槽311，抵压部32覆盖凹槽311，抵压部32被配置为受到电极组件20挤压时抵压部32的至少部分凹陷至凹槽311内。

可选地，凹槽311的数量可以包括一个或多个。示例性地，抵压部32包括多个凸部321时，凹槽311的数量可以和凸部321的数量相同。每个凸部321覆盖凹槽311设置。

抵压部32盖合于凹槽311，换言之，支架主体31朝向主体部21一侧的表面为第一表面P1，凹槽311有第一表面P1凹陷形成，抵压部32的覆盖第一表面P1以及凹槽311设置，使得凹槽311沿第一方向X上的投影落于抵压部32沿第一方向X上的投影内。

在这些可选地实施例中，当抵压部32受到电极组件20挤压时，抵压部32在挤压力的作用下可以朝向凹槽311内形变，从而减小抵压部32形变部分与极耳22或其他部分干涉的可能性。

在一些可选地实施例中，请参阅图4至图6，抵压部32的数量包括多个，多个抵压部32分设于支架主体31沿第二方向Y相对的两端，第一方向X和第二方向Y相交。

可选地，第一方向X可以为电池单体110的高度方向、第二方向Y可以为电池单体110的长度方向。

以电池单体110为长方体结构为例，抵压部32沿第二方向Y分设，即抵压部32沿长方体结构的长度方向分设于支架主体31的两侧。

在另一些示例中，抵压部32还可以设置于支架主体31的中间区域。

在这些可选地实施例中，提高支架30的受力均匀性，降低电极组件20局部区域与支架主体31干涉的可能性，进一步降低支架主体31部沿第一方向X上的晃动幅度。

在一些可选地实施例中，请参阅图4至图6，电池单体110还包括设置于端盖12的电极端子40。支架主体31包括第一通孔312，极耳22的至少部分通过第一通孔312并电连接于电极端子40。

在一些实施例中，支架30包括第一子支架和连接于第一子支架的第二子支架，第一子支架和第二子支架之间形成第一通孔312。

第一子支架和第二子支架可以通过卡接、熔接、粘接或其它方式连接。

第一子支架和第二子支架可以对极耳22进行限位，以在电池单体110受到外部冲击时，减小极耳22的晃动和变形。第一子支架和第二子支架独立成型并连接，可以使支架30与电极组件20的装配方式更为灵活。

在一些示例中，可以先组装出支架30，再将极耳22从支架30的第一通孔312中穿过，然后再连接极耳22和电极端子40。在另一些示例中，可以先连接极耳22和电极端子40，然后再从极耳22的两侧安装第一子支架和第二子支架，以将组装出的支架30安装在极耳22上。

示例性地，第一子支架设有卡接凸起，第二子支架设有与卡接凸起配合的卡接孔，卡接凸起插入卡接孔，以使第一子支架与第二子支架卡接。

在另一些实施例中，支架30为一体成型结构。将支架30设置为一体成型，可以使支架30具有较高的整体强度，并可省去支架30的组装工艺。

可选地，电池单体110还可以包括集流构件，极耳22通过集流结构与电极端子40电连接。可选地，集流构件位于支架30和端盖12之间。

在这些可选地实施例中，支架主体31可以降低极耳22倒插入主体部21的可能性，降低短路风险，提高电池单体110的可靠性。

在一些可选地实施例中，请参阅图4至图6，支架主体31还包括第二通孔313，第二通孔313贯穿支架主体31设置以连通支架主体31沿第一方向X上的两侧空间。端盖设有注液孔H1，注液孔H1用于连通外部空间和端盖和支架主体之间的空间。

可选地，第二通孔313的数量可以包括一个或多个。

可选地，每个第二通孔313的尺寸可以小于第一通孔312的尺寸，以减小极耳22从第二通孔313中插入主体部21的可能性。

可选地，多个第二通孔313可以等间距布置。

在这些可选地实施例中，在电池单体110由端盖12的注液孔H1向容纳腔中注入电解液的过程中，电解液可以通过第二通孔313进入至主体部21所在区域，以简化电池单体110的整体结构，降低电池单体110的生产成本。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括前述任一实施方式中的电池单体。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池具有前述任一实施方式中电池单体的有益效果，具体内容请参照前述对于电池单体有益效果的描述，本申请实施例在此不再赘述。

第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括前述任一实施方式中的电池，电池用于提供电能。

根据本申请的一些实施例，请参阅图4至图8，电池单体110包括外壳10、电极组件20以及支架30。外壳10包括壳体11和端盖12，壳体11沿第一方向X的端部具有开口111，端盖12盖合于开口111。电极组件20容纳于外壳10内，电极组件20包括主体部21和从主体部21面向端盖12的一端引出的极耳22。支架30容纳于外壳10内且包括彼此连接的支架主体31和抵压部32，支架主体31设置有端盖12和主体部21之间，抵压部32的至少部分凸出于支架主体31面向主体部21的一侧并与主体部21相抵，抵压部32的弹性模量小于支架主体31的弹性模量。

抵压部32包括多个并排布置的凸部321，并且抵压部32面向主体部21的表面为弧面。支架30还包括连接部33，抵压部32位于连接部33沿第一方向X背向支架主体31的一侧，连接部33和抵压部32均整体凸出于支架主体31设置。

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 (14)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，包括壳体和端盖，所述壳体沿第一方向的端部具有开口，所述端盖盖合于所述开口；

电极组件，容纳于所述外壳内，所述电极组件包括主体部和从所述主体部面向所述端盖的一端引出的极耳；

支架，容纳于所述外壳内且包括彼此连接的支架主体和抵压部，所述支架主体设置于所述端盖和所述主体部之间，所述抵压部的至少部分凸出于所述支架主体面向所述主体部的一侧并与所述主体部相抵，所述抵压部的弹性模量小于所述支架主体的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述抵压部的弹性模量为10MPa至70MPa。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述抵压部面向所述主体部的表面的至少部分为弧面。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述抵压部包括多个并排布置的凸部。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述支架主体的材料包括聚丙烯。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述支架还包括连接部，所述抵压部位于所述连接部沿所述第一方向背向所述支架主体的一侧，所述连接部的弹性模量大于所述抵压部的弹性模量。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述连接部的弹性模量小于所述支架主体的弹性模量。

8.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述连接部沿所述第一方向上的尺寸为d，所述抵压部沿所述第一方向上的尺寸为D，d和D满足关系为0.2≤d/（d+D）≤0.5。

9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述支架主体面向所述主体部的一侧设有凹槽，所述抵压部覆盖所述凹槽，所述抵压部被配置为受到电极组件挤压时所述抵压部的至少部分凹陷至所述凹槽内。

10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述抵压部的数量包括多个，多个所述抵压部分设于所述支架主体沿第二方向相对的两端，所述第一方向和所述第二方向相交。

11.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设置于所述端盖的电极端子；

所述支架主体包括第一通孔，所述极耳的至少部分通过所述第一通孔并电连接于所述电极端子。

12.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述支架主体还包括第二通孔，所述第二通孔贯穿所述支架主体设置以连通所述支架主体沿所述第一方向上的两侧空间；

所述端盖设有注液孔，所述注液孔用于连通外部空间和所述端盖和所述支架主体之间的空间。

13.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至12任一项所述的电池单体。

14.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池，所述电池用于提供电能。