CN220934164U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备。电池单体包括外壳和电极组件。外壳具有第一壁，第一壁的内表面设有第一凹槽。电极组件容纳于外壳内，电极组件包括第一极片和第二极片，第一极片和第二极片极性相反，第一极片包括第一部分，沿第一方向，第一部分设置于第一壁与第二极片之间，第一方向与第一壁的厚度方向平行，第一部分设置有与第一凹槽对应的第一凸起，第一凸起的一部分设置于第一凹槽。本申请提供的技术方案能够提高电池的可靠性。

Description

电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池生产技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池及用电设备。

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，如何提高电池的可靠性，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种电池单体、电池及用电设备，其能够提高电池的可靠性。

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，包括外壳和电极组件。外壳具有第一壁，第一壁的内表面设有第一凹槽。电极组件容纳于外壳内，电极组件包括第一极片和第二极片，第一极片和第二极片极性相反，第一极片包括第一部分，沿第一方向，第一部分设置于第一壁与第二极片之间，第一方向与第一壁的厚度方向平行，第一部分设置有与第一凹槽对应的第一凸起，第一凸起的一部分设置于第一凹槽。

本申请实施例的技术方案，第一极片的第一部分位于第一壁和第二极片之间，且第一部分设有与第一壁的第一凹槽配合的第一凸起，通过第一凸起的一部分设置于第一凹槽，使得在电极组件膨胀时第一壁对电极组件提供膨胀空间的同时，具有一定的限位作用，降低了第一极片和第二极片发生相对位移从而打皱的风险，提高了电池单体的可靠性，从而提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，第一壁的内表面设有多个第二凸起，相邻的两个第二凸起之间形成第一凹槽。

本申请实施例的技术方案，相邻两个第二凸起形成第一凹槽，便于第一凹槽的加工，且通过第一凹槽与第一极片的第一凸起配合，降低了电极组件打皱的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，第一部分设有多个第一凸起，相邻的两个第一凸起之间形成第二凹槽，部分第二凸起设置于第二凹槽。

本申请实施例的技术方案，通过相邻两个第一凸起形成第二凹槽，且通过第二凹槽与第一壁的第二凸起配合，降低了电极组件打皱的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，外壳还包括底壁、端盖、第二壁和两个第三壁，第一壁和第二壁沿第一方向相对设置，两个第三壁沿第二方向相对设置，底壁与端盖沿第三方向相对设置，第一壁的一端、第二壁的一端和两个第三壁的一端围设于底壁的周围，第一壁的另一端、第二壁的另一端和两个第三壁的另一端连接于端盖，其中，第一方向、第二方向及第三方向两两垂直。

本申请实施例的技术方案，通过底壁、端盖、第一壁、第二壁和两个第三壁组成外壳，外壳容纳电极组件，降低了电极组件被损坏的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，第二壁的内表面设有第三凹槽，第一极片还包括第二部分和第三部分，沿第一方向，第二部分设置于第二壁与第二极片之间，第二部分设置有与第三凹槽对应的第三凸起，第三凸起的一部分设置于第三凹槽，第二部分与第一部分通过第三部分连接。

本申请实施例的技术方案，第一极片的第二部分位于第二壁和第二极片之间，且第二部分设有与第二壁的第三凹槽配合的第三凸起，通过第三凸起的一部分设置于第三凹槽，使得在电极组件膨胀时第二壁对电极组件提供膨胀空间的同时，具有一定的限位作用，降低了第一极片和第二极片发生相对位移从而打皱的风险，提高了电池单体的可靠性，从而提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，电极组件为卷绕式结构，电极组件包括弯折区和两个平直区，两个平直区通过弯折区连接，第一部分、第二部分和第三部分均位于第一极片的最外圈，第一部分设置于其中一个平直区，第二部分设置于另一个平直区，第三部分设置于弯折区。

本申请实施例的技术方案，第一部分为第一极片的最外圈的一个平直区，便于第一凸起与第一凹槽配合，第二部分为第一极片的最外圈的另一个平直区，便于第二凸起与第二凹槽配合，进一步降低了电极组件被损坏的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，第一壁的面积大于第二壁的面积，第二壁的面积大于第三壁的面积。

本申请实施例的技术方案，第一壁的面积大于第二壁的面积，第二壁的面积大于第三壁的面积，也即第一壁和第二壁均为外壳的大面，通过第一壁与第一部分配合，第二壁与第二部分配合，也即外壳与电极组件具有更大的接触面积，进一步降低了电极组件打皱的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，第二凸起的数量为多个，以第一方向为投影方向，多个第二凸起的投影面积之和为S₁，第一壁的投影面积为S₂，满足：0＜S₁/S₂≤0.8。

本申请实施例的技术方案，多个第二凸起的投影面积之和S₁与第一壁的投影面积S₂的比值满足上述条件，使得第一壁具有较好的结构强度的同时，第一壁对电极组件具有较好的限位效果，降低了电极组件打皱的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，电极组件为卷绕式结构，第一极片具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，第一表面背离电极组件的卷绕中心设置，第二表面面向电极组件的卷绕中心设置，第二表面设有第四凹槽；

第二极片具有沿其厚度方向相对设置的第三表面和第四表面，第三表面背离电极组件的卷绕中心设置，第四表面面向电极组件的卷绕中心设置，第三表面设有第四凸起；相邻的第一极片和第二极片中，第四凸起的一部分设置于第四凹槽。

本申请实施例的技术方案，通过第四凸起的一部分设置于第四凹槽，提高了第一极片和第二极片之间的束缚力，降低了电极组件打皱的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，电极组件还包括隔膜，隔膜设于第一极片和第二极片之间，用于分隔第一极片和第二极片；

其中，第二表面设有第一粘接剂，第一极片与相邻的隔膜通过第一粘接剂粘接。

本申请实施例的技术方案，通过第一粘接剂粘接第一极片和隔膜，提高了第一极片和隔膜之间的束缚力，从而降低了电极组件打皱的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，第一粘接剂设于第四凹槽。

本申请实施例的技术方案，将第一粘接剂设于第四凹槽，进一步提高了第一极片和隔膜之间的束缚力，降低了电极组件打皱的风险，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，电池单体还包括阻燃剂，阻燃剂设于第四凹槽。

本申请实施例的技术方案，将阻燃剂设于第四凹槽，降低了电池单体发生燃烧的风险，提高了电池单体的可靠性，从而提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，电池单体还包括吸酸剂，吸酸剂设于第四凹槽。

本申请实施例的技术方案，将吸酸剂设于第四凹槽，降低了酸性物质损坏电池单体的风险，提高了电池的可靠性。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池，包括如第一方面实施例中任一实施例的电池单体。

第三方面，本申请实施例还提供一种用电设备，包括如第一方面实施例中任一实施例的电池单体或如第二方面实施例中任一实施例的电池，电池单体或电池用于提供电能。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

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提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电极组件与壳体的装配示意图；

图5为本申请一些实施例提供的第一壁与第一部分的示意图；

图6为本申请一些实施例提供的第二壁与第二部分的示意图；

图7为本申请一些实施例提供的壳体的示意图；

图8为本申请一些实施例提供的电极组件的示意图；

图9为本申请一些实施例提供的电极组件的局部示意图。

图标：1-电池单体；10-外壳；11-第一壁；111-第一凹槽；112-第二凸起；12-底壁；13-端盖；14-第二壁；141-第三凹槽；15-第三壁；20-电极组件；21-第一极片；211-第一部分；2111-第一凸起；2112-第二凹槽；212-第二部分；2121-第三凸起；213-第三部分；214-第一表面；2141-第五凸起；215-第二表面；2151-第四凹槽；2152-第一粘接剂；2153-阻燃剂；2154-吸酸剂；22-第二极片；221-第三表面；2211-第四凸起；222-第四表面；2221-第五凹槽；2222-第二粘接剂；23-弯折区；24-平直区；25-隔膜；30-壳体；40-电极端子；100-电池；110-箱体；120-第一子箱体；130-第二子箱体；1000-车辆；1100-控制器；1200-马达；X-第一方向；Y-第二方向；Z-第三方向。

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、完整地描述，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做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，不是旨在于限定本申请；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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

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。

本申请中出现的“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。

本申请实施例中，电池单体可以为二次电池，二次电池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。

电池单体可以但不限于为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。

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。

电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。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。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，正极可以为正极极片，正极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材料。

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，正极活性材料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，可以采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、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、聚乙烯等的基材）上而形成。

作为示例，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。

在一些实施例中，负极可以为负极极片，负极极片可以包括负极集流体。

作为示例，负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，可以采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。

在一些实施例中，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。

作为示例，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。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。

在一些实施方式中，隔离件为隔膜。本申请对隔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膜。

作为示例，隔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和负极之间，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，电极组件为卷绕结构。正极极片、负极极片卷绕成卷绕结构。

目前，从市场形势的发展来看，电池已被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及电动工具、无人机、储能设备等多个领域。随着电池用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，随着环境条件和/或电池内部条件的改变，电池的可靠性问题也是重点考虑的因素之一。

目前，电池单体在使用的过程中，比如充放电过程中，负极极片会不断循环膨胀收缩，从而容易导致正极极片和负极极片产生相对位移，从而导致电极组件中的极片打皱。以电池单体为锂离子电池为例，电极组件打皱的部分容易导致嵌锂不足或析锂，从而影响锂离子电池的使用或者影响锂离子电池的使用寿命，从而影响电池的可靠性。

基于上述考虑，为了降低电极组件的打皱、导致电池单体和电池的可靠性差的问题，本申请实施例提供了一种电池单体，电池单体包括外壳和电极组件。外壳具有第一壁。电极组件容纳于外壳内，且电极组件包括第一极片和第二极片，第一极片包括设置于第一壁与第二极片之间的第一部分。第一壁的内表面设有第一凹槽，第一部分设置有与第一凹槽对应的第一凸起，第一凸起的一部分设置于第一凹槽。

通过第一凸起的一部分设置于第一凹槽，使得电池单体在使用过程中，电极组件中膨胀，第一壁能够为电极组件提供膨胀的空间，同时通过第一凹槽对第一凸起进行限位，降低了第一极片和第二极片发生相对位移从而导致打皱的风险，提高了电池单体的可靠性，从而提高了电池的可靠性。

本申请实施例公开的电池可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用具备本申请公开的电池组成该用电设备的电源系统。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备，用电设备可以为但不限于手机、平板电脑、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。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电设备为车辆为例进行说明。

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100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。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，用于车辆1000的电路系统，例如用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。

车辆1000还可以包括控制器1100和马达1200，控制器1100用来控制电池100为马达1200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，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的结构示意图。电池100还可以包括箱体110，电池单体1容纳于箱体110内。其中，箱体110用于为电池单体1提供容纳空间，箱体110可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体110可以包括第一子箱体120和第二子箱体130，第一子箱体120与第二子箱体130相互盖合，第一子箱体120和第二子箱体130共同限定出用于容纳电池单体1的容纳空间。第二子箱体130可以为一端开口的空心结构，第一子箱体120可以为板状结构，第一子箱体120盖合于第二子箱体130的开口侧，以使第一子箱体120与第二子箱体130共同限定出容纳空间；第一子箱体120和第二子箱体130也可以是均为一侧开口的空心结构，第一子箱体120的开口侧盖合于第二子箱体130的开口侧。

在电池100中，电池单体1可以是多个，多个电池单体1之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体1中既有串联又有并联。多个电池单体1之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体1构成的整体容纳于箱体110内；当然，电池100也可以是多个电池单体1先串联或并联或混联组成电池100模块形式，多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体110内。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，用于实现多个电池单体1之间的电连接。

其中，电池单体1可以为二次电池或一次电池；电池单体1还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图。如图3所示，电池单体1包括外壳10、电极组件20及电极端子40。外壳10包括壳体30和端盖13，壳体30具有开口，端盖13封闭开口，以将电池单体1的内部环境与外部环境隔绝。

壳体30是用于配合端盖13以形成电池单体1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20、电解液以及其他部件。壳体30和端盖13可以是独立的部件。壳体30可以是多种形状和多种尺寸的。具体地，壳体30的形状可以根据电极组件20的具体形状和尺寸大小来确定。壳体30的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。

端盖13是指盖合于壳体30的开口处以将电池单体1的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖13的形状可以与壳体30的形状相适应以配合壳体30。可选地，端盖13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13在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体1能够具备更高的结构强度，可靠性也可以有所提高。端盖13上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件20电连接，以用于输出或输入电池单体1的电能。端盖13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。在一些实施例中，在端盖13的内侧还可以设置有绝缘结构，绝缘结构可以用于隔离壳体30内的电连接部件与端盖13，以降低短路的风险。示例性的，绝缘结构可以是塑料、橡胶等。

请参照图4，图4为本申请一些实施例提供的电极组件与壳体的装配示意图。电极组件20是电池单体1中发生电化学反应的部件。壳体30内可以包含一个或更多个电极组件20。电极组件20主要由第二极片22和第一极片21卷绕或层叠放置形成，并且通常在第二极片22与第一极片21之间设有隔膜25，隔膜25用于分隔第二极片22和第一极片21，以降低第二极片22和第一极片21内接短路的风险。第二极片22和第一极片21具有活性物质的部分构成电极组件20的主体部，第二极片22和第一极片21不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极的极耳和负极的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100的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子40以形成电流回路。

请参照图2、图3和图8，并参照图4、图5和图7，图4为本申请一些实施例提供的电极组件与壳体的装配示意图；图5为本申请一些实施例提供的第一壁与第一部分的示意图；图7为本申请一些实施例提供的壳体的示意图，图8为本申请一些实施例提供的电极组件的示意图。需要说明的是，图4中对壳体进行了简单的示意，其壳体的各个壁的壁厚未示出。图5中仅展示了第一极片的一部分与第一壁的局部部分。本申请实施例提供一种电池单体1，电池单体1包括外壳10和电极组件20。外壳10具有第一壁11，第一壁11的内表面设有第一凹槽111。电极组件20容纳于外壳10内，电极组件20包括第一极片21和第二极片22，第一极片21和第二极片22极性相反，第一极片21包括第一部分211，沿第一方向X，第一部分211设置于第一壁11与第二极片22之间，第一方向X与第一壁11的厚度方向平行，第一部分211设置有与第一凹槽111对应的第一凸起2111，第一凸起2111的一部分设置于第一凹槽111。

在一些实施例中，外壳10可以具有容纳空间，以容纳电极组件20。第一壁11的内表面为第一壁11的面向容纳空间的表面。

在一些实施例中，第一方向X可以用图中字母X所示的方向表示。

在一些实施例中，第一极片21可以为负极极片，第二极片22可以为正极极片。

在一些实施例中，第一部分211的第一凸起2111的一部分设置于第一凹槽111。因为电极组件20设置于外壳10时，电极组件20还未膨胀，电极组件20与外壳10的内表面之间可以存在间隙，第一凸起2111的一部分设置于第一凹槽111，也即第一凸起2111的表面与第一凹槽111的表面之间可以存在间隙，同时也使得电极组件20膨胀时，第一凸起2111可以较为准确的进入第一凹槽111。

在一些实施例中，电极组件20膨胀后，第一凸起2111可以完全设置于第一凹槽111。

在一些实施例中，电极组件20可以为卷绕式结构，也可以为叠片式结构。

在一些实施例中，第一凸起2111可以朝靠近第一壁11的方向凸出。

本申请实施例的技术方案，第一极片21的第一部分211位于第一壁11和第二极片22之间，且第一部分211设有与第一壁11的第一凹槽111配合的第一凸起2111，通过第一凸起2111的一部分设置于第一凹槽111，使得在电极组件20膨胀时第一壁11对电极组件20提供膨胀空间的同时，具有一定的限位作用，降低了第一极片21和第二极片22发生相对位移从而打皱的风险，提高了电池单体1的可靠性，从而提高了电池100的可靠性。

请参照图4、图5和图8，在一些实施例中，第一壁11的内表面设有多个第二凸起112，相邻的两个第二凸起112之间形成第一凹槽111。

在一些实施例中，第一壁11的内表面可以设于多个第二凸起112，每相邻的两个第二凸起112之间形成第一凹槽111，也即第二凸起112可以形成多个第一凹槽111。

在一些实施例中，第一壁11可以通过注塑或者冲压的方式，在第一壁11的内表面形成第二凸起112，第二凸起112之间为第一凹槽111。

在一些实施例中，第一壁11可以通过车削或铣削的方式，在第一壁11的内表面形成第一凹槽111，相邻的两个第一凹槽111之间形成第二凸起112。

在一些实施例中，第一壁11的内表面可以为平整的壁面，也即第一凹槽111的底面可以为平整的面。第一凹槽111的底面可以为第一凹槽111面向第一壁11的外表面的面。

本申请实施例的技术方案，相邻两个第二凸起112形成第一凹槽111，便于第一凹槽111的加工，且通过第一凹槽111与第一极片21的第一凸起2111配合，降低了电极组件20打皱的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图4、图5和图8，在一些实施例中，第一部分211设有多个第一凸起2111，相邻的两个第一凸起2111之间形成第二凹槽2112，第二凸起112的一部分设置于第二凹槽2112。

与第一凸起2111和第一凹槽111的配合同理。在一些实施例中，第二凸起112的一部分设置于第二凹槽2112。因为电极组件20设置于外壳10时，电极组件20还未膨胀，电极组件20与外壳10的内表面之间可以存在间隙，第二凸起112的一部分设置于第二凹槽2112，也即第二凸起112的表面与第二凹槽2112的表面之间可以存在间隙，同时也使得电极组件20膨胀时，第二凸起112可以较为准确的进入第二凹槽2112。电极组件20膨胀后，第二凸起112可以完全设置于第二凹槽2112。

在一些实施例中，第一凸起2111设置于第一凹槽111，形成该第一凹槽111的两个第二凸起112分别对应设置于与该第一凸起2111相邻的两个第二凹槽2112中。也即第一凸起2111与第一凹槽111对应设置，第二凸起112与第二凹槽2112对应设置。

本申请实施例的技术方案，通过相邻两个第一凸起2111形成第二凹槽2112，且通过第二凹槽2112与第一壁11的第二凸起112配合，降低了电极组件20打皱的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图3至图5、图8，在一些实施例中，外壳10还包括底壁12、端盖13、第二壁14和两个第三壁15，第一壁11和第二壁14沿第一方向X相对设置，两个第三壁15沿第二方向Y相对设置，底壁12与端盖13沿第三方向Z相对设置，第一壁11的一端、第二壁14的一端和两个第三壁15的一端围设于底壁12的周围，第一壁11的另一端、第二壁14的另一端和两个第三壁15的另一端连接于端盖13，其中，第一方向X、第二方向Y及第三方向Z两两垂直。

在一些实施例中，第二方向Y可以用图中字母Y所示的方向表示。第三方向Z可以用图中字母Z所示的方向表示。第二方向Y可以与第三壁15的厚度方向平行，第三方向Z可以与底壁12的厚度方向和端盖13的厚度方向平行。

在一些实施例中，电极组件20设置于外壳10内，第一部分211上可以设有多个第一凸起2111。在第三方向Z上，多个第一凸起2111可以间隔设置。在第二方向Y上，多个第一凸起2111也可以间隔设置。

在一些实施例中，第一壁11上的第二凸起112可以沿第一方向X凸出，且可以沿第三方向Z延伸。

本申请实施例的技术方案，通过底壁12、端盖13、第一壁11、第二壁14和两个第三壁15组成外壳10，外壳10容纳电极组件20，降低了电极组件20被损坏的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图3至图5、图8，并参照图6，图6为本申请一些实施例提供的第二壁与第二部分的示意图。需要说明的是，图6中仅示出了第二部分和第二壁的局部部分。在一些实施例中，第二壁14的内表面设有第三凹槽141，第一极片21还包括第二部分212和第三部分213，沿第一方向X，第二部分212设置于第二壁14与第二极片22之间，第二部分212设置有与第三凹槽141对应的第三凸起2121，第三凸起2121的一部分设置于第三凹槽141，第二部分212与第一部分211通过第三部分213连接。

与第一壁11和第一部分211的配合同理，在一些实施例中，第二部分212的第三凸起2121的一部分设置于第三凹槽141。因为电极组件20设置于外壳10时，电极组件20还未膨胀，电极组件20与外壳10的内表面之间可以存在间隙，第三凸起2121的一部分设置于第三凹槽141，也即第三凸起2121的表面与第三凹槽141的表面之间可以存在间隙，同时也使得电极组件20膨胀时，第三凸起2121可以较为准确的进入第三凹槽141。电极组件20膨胀后，第三凸起2121可以完全设置于第三凹槽141。

在一些实施例中，第三凸起2121可以朝靠近第二壁14的方向凸出。

本申请实施例的技术方案，第一极片21的第二部分212位于第二壁14和第二极片22之间，且第二部分212设有与第二壁14的第三凹槽141配合的第三凸起2121，通过第三凸起2121的一部分设置于第三凹槽141，使得在电极组件20膨胀时第二壁14对电极组件20提供膨胀空间的同时，具有一定的限位作用，降低了第一极片21和第二极片22发生相对位移从而打皱的风险，提高了电池单体1的可靠性，从而提高了电池100的可靠性。

请参照图4至图6、图8，在一些实施例中，电极组件20为卷绕式结构，电极组件20包括弯折区23和两个平直区24，两个平直区24通过弯折区23连接，第一部分211、第二部分212和第三部分213均位于第一极片21的最外圈，第一部分211设置于其中一个平直区24，第二部分212设置于另一个平直区24，第三部分213设置于弯折区23。

在一些实施例中，电极组件20为卷绕式结构，第一极片21的最外圈可以位于第二极片22的外围，且以第三方向Z为投影方向，第一极片21的最外圈的起始端与卷绕中心的连线和末尾端与卷绕中心的连线重合。

在一些实施例中，第一部分211、第三部分213和第二部分212可以沿卷绕方向依次分布。

在一些实施例中，第一部分211、第三部分213和第二部分212可以沿卷绕方向的反方向依次分布。

在一些实施例中，电极组件20的两个平直区24分别与第一壁11和第二壁14对应，电极组件20的两个弯折区23分别与两个第三壁15对应。第一部分211设置于其中一个平直区24，且第一部分211设置于的平直区24与第一壁11对应。第二部分212设置于另一个平直区24，且第二部分212设置于的平直区24与第二壁14对应。

本申请实施例的技术方案，第一部分211为第一极片21的最外圈的一个平直区24，便于第一凸起2111与第一凹槽111配合，第二部分212为第一极片21的最外圈的另一个平直区24，便于第二凸起112与第二凹槽2112配合，进一步降低了电极组件20被损坏的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图7，在一些实施例中，第一壁11的面积大于第二壁14的面积，第二壁14的面积大于第三壁15的面积。

在一些实施例中，沿第一方向X，第一壁11可以与第二壁14重叠。也即，第一壁11和第二壁14均为外壳10的大面。

本申请实施例的技术方案，第一壁11的面积大于第二壁14的面积，第二壁14的面积大于第三壁15的面积，也即第一壁11和第二壁14均为外壳10的大面，通过第一壁11与第一部分211配合，第二壁14与第二部分212配合，也即外壳10与电极组件20具有更大的接触面积，进一步降低了电极组件20打皱的风险，提高了电池100的可靠性。

在一些实施例中，第二凸起112的数量为多个，以第一方向X为投影方向，多个第二凸起112的投影面积之和为S₁，第一壁11的投影面积为S₂，满足：0＜S₁/S₂≤0.8。

在一些实施例中，S₁/S₂数值可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8等。

在一些实施例中，S₁/S₂数值可以为0.4。

在一些实施例中，以第一壁11的面积S₂为213mm×102mm为例，多个第二凸起112的投影面积之和S₁可以为8690mm²、10863mm²等。

本申请实施例的技术方案，多个第二凸起112的投影面积之和S₁与第一壁11的投影面积S₂的比值满足上述条件，使得第一壁11具有较好的结构强度的同时，第一壁11对电极组件20具有较好的限位效果，降低了电极组件20打皱的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图5，在一些实施例中，在第一方向X上，第二凸起112凸出于第一壁11的内表面的尺寸为L₁，满足：0.1mm≤L₁≤5mm。

在一些实施例中，第二凸起112凸出于第一壁11的内表面的尺寸L₁可以为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等。

在一些实施例中，第二凸起112凸出于第一壁11的内表面的尺寸L₁可以为1mm。

本申请实施例的技术方案，在第一方向X上，第二凸起112凸出于第一壁11的内表面的尺寸为L₁满足上述条件，便于加工的同时，降低了第二凸起112对外壳10的内部空间的影响，具有较好的能量密度。

请参照图9，图9为本申请一些实施例提供的电极组件的局部示意图。在一些实施例中，电极组件20为卷绕式结构，第一极片21具有沿其厚度方向相对设置的第一表面214和第二表面215，第一表面214背离电极组件20的卷绕中心设置，第二表面215面向电极组件20的卷绕中心设置，第二表面215设有第四凹槽2151。第二极片22具有沿其厚度方向相对设置的第三表面221和第四表面222，第三表面221背离电极组件20的卷绕中心设置，第四表面222面向电极组件20的卷绕中心设置，第三表面221设有第四凸起2211；相邻的第一极片21和第二极片22中，第四凸起2211的一部分设置于第四凹槽2151。

在一些实施例中，第四凹槽2151可以设置于第一极片21的平直区24，第四凹槽2151也可以设置于第一极片21的弯折区23，第四凹槽2151也可以同时设置于第一极片21的平直区24和弯折区23。

在一些实施例中，第四凸起2211可以设置于第二极片22的平直区24，第四凸起2211也可以设置于第二极片22的弯折区23，第四凸起2211也可以同时设置于第二极片22的平直区24和弯折区23。

在一些实施例中，第四凹槽2151和第四凸起2211的数量均可以设置为多个，且二者的数量匹配。

在一些实施例中，第四凹槽2151可以对应在第一表面214形成第五凸起2141，第四凸起2211可以对应在第四表面222形成第五凹槽2221，第五凸起2141的一部分可以设置于第五凹槽2221。其中，以相邻的三个极片为例，第二极片22位于两个第一极片21的中间，第一个第一极片21的第五凸起2141的一部分设置于第二极片22的第五凹槽2221，第二极片22的第四凸起2211设置于第二个第一极片21的第四凹槽2151。需要说明的是，第一部分211的第二表面215设有第四凹槽2151，第一部分211的第四凹槽2151在第一表面214对应形成的为第一凸起2111。

本申请实施例的技术方案，通过第四凸起2211的一部分设置于第四凹槽2151，提高了第一极片21和第二极片22之间的束缚力，降低了电极组件20打皱的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图4、图8和图9，需要说明的是，图9中只示出了部分第一粘接剂和第二粘接剂。在一些实施例中，电极组件20还包括隔膜25，隔膜25设于第一极片21和第二极片22之间，用于分隔第一极片21和第二极片22。其中，第二表面215设有第一粘接剂2152，第一极片21与相邻的隔膜25通过第一粘接剂2152粘接。

在一些实施例中，第一粘接剂2152可以为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、苯乙烯丁二烯橡胶等。

在一些实施例中，第四凹槽2151可以对应在第一表面214形成第五凸起2141，第四凸起2211可以对应在第四表面222形成第五凹槽2221，第五凸起2141的一部分可以设置于第五凹槽2221。也即，第二极片22的第三表面221也可以设有第二粘接剂2222。

在一些实施例中，隔膜25可以为纯隔离膜基膜，也即隔膜25上可以不设置粘接剂。

在一些实施例中，隔膜25上也可以设置有粘接剂。

本申请实施例的技术方案，通过第一粘接剂2152粘接第一极片21和隔膜25，提高了第一极片21和隔膜25之间的束缚力，从而降低了电极组件20打皱的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图9，在一些实施例中，第一粘接剂2152设于第四凹槽2151。

在一些实施例中，第一粘接剂2152可以设于第四凹槽2151，当第四凸起2211设置于第四凹槽2151时，第四凸起2211和第四凹槽2151之间的隔膜25会对应的发生形变，以适配第四凹槽2151的形状，由此使得隔膜25较好的粘接于第四凹槽2151内。

在一些实施例中，第二粘接剂2222可以设于第五凹槽2221，当第五凸起2141设置于第五凹槽2221时，第五凸起2141和第五凹槽2221之间的隔膜25会对应的发生形变，以适配第五凹槽2221的形状，由此使得隔膜25较好的粘接于第五凹槽2221内。

本申请实施例的技术方案，将第一粘接剂2152设于第四凹槽2151，进一步提高了第一极片21和隔膜25之间的束缚力，降低了电极组件20打皱的风险，提高了电池100的可靠性。

请参照图9，在一些实施例中，电池单体1还包括阻燃剂2153，阻燃剂2153设于第四凹槽2151。

在一些实施例中，阻燃剂2153还可以设置于第五凹槽2221内。

在一些实施例中，阻燃剂2153可以为无机阻燃剂2153、有机阻燃剂2153、卤系阻燃剂2153等。阻燃剂2153可以在燃烧的过程中形成一层阻隔层，延缓火焰与电极组件20接触，从而减缓或阻止燃烧过程。

本申请实施例的技术方案，将阻燃剂2153设于第四凹槽2151，降低了电池单体1发生燃烧的风险，提高了电池单体1的可靠性，从而提高了电池100的可靠性。

请参照图9，在一些实施例中，电池单体1还包括吸酸剂2154，吸酸剂2154设于第四凹槽2151。

在一些实施例中，吸酸剂2154还可以设置于第五凹槽2221内。

在一些实施例中，吸酸剂2154可以为碱性材质，且可以与酸性物质发生化学反应且不产气体和水。吸酸剂2154还可以为其他物质，通过物理吸附的方式实现吸酸。

由于电解质的分解或其他化学反应，可能会产生酸性物质，这些酸性物质可能对电池100产生负面影响。吸酸剂2154的作用就是中和或吸收这些酸性物质，从而保持电池100的可靠性。本申请实施例的技术方案，将吸酸剂2154设于第四凹槽2151，降低了酸性物质损坏电池单体1的风险，提高了电池100的可靠性。

本申请实施例还提供一种电池100，包括上述实施例中任一实施例的电池单体1。

本申请实施例还提供一种用电设备，包括上述实施例中任一实施例的电池单体1或上述实施例中任一实施例的电池100，电池单体1或电池100用于提供电能。

请参照图3至图8，在一些实施例中，电池单体1包括外壳10和电极组件20。外壳10包括底壁12、端盖13、第一壁11、第二壁14和两个第三壁15，第一壁11和第二壁14沿第一方向X相对设置，两个第三壁15沿第二方向Y相对设置，底壁12与端盖13沿第三方向Z相对设置，第一壁11的一端、第二壁14的一端和两个第三壁15的一端围设于底壁12的周围，第一壁11的另一端、第二壁14的另一端和两个第三壁15的另一端连接于端盖13，其中，第一方向X、第二方向Y及第三方向Z两两垂直。

在一些实施例中，第一壁11的内表面设于第一凹槽111，第二壁14的内表面设有第三凹槽141。

在一些实施例中，第一极片21包括第一部分211、第二部分212和第三部分213，沿第一方向X，第一部分211设置于第一壁11与第二极片22之间，第二部分212设置于第二壁14与第二极片22之间。第二部分212与第一部分211通过第三部分213连接。

在一些实施例中，第一部分211设置有与第一凹槽111对应的第一凸起2111，第一凸起2111的一部分设置于第一凹槽111。第二部分212设置有与第三凹槽141对应的第三凸起2121，第三凸起2121的一部分设置于第三凹槽141。

在一些实施例中，电极组件20为卷绕式结构，电极组件20包括弯折区23和两个平直区24，第一部分211、第二部分212和第三部分213均位于第一极片21的最外圈，第一部分211设置于与第一壁11对应的平直区24，第二部分212设置于与第二壁14对应的另一个平直区24，第三部分213设置于弯折区23。

本申请实施例的技术方案，通过第一凸起2111的一部分设置于第一凹槽111，将第三凸起2121的一部分设置于第三凹槽141，使得在电极组件20膨胀时外壳10对电极组件20提供膨胀空间的同时，具有一定的限位作用，降低了第一极片21和第二极片22发生相对位移从而打皱的风险，提高了电池单体1的可靠性，从而提高了电池100的可靠性。

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 (15)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，具有第一壁，所述第一壁的内表面设有第一凹槽；

电极组件，容纳于所述外壳内，所述电极组件包括第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片极性相反，所述第一极片包括第一部分，沿第一方向，所述第一部分设置于所述第一壁与所述第二极片之间，所述第一方向与所述第一壁的厚度方向平行，所述第一部分设置有与所述第一凹槽对应的第一凸起，所述第一凸起的一部分设置于所述第一凹槽。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁的内表面设有多个第二凸起，相邻的两个所述第二凸起之间形成所述第一凹槽。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述第一部分设有多个所述第一凸起，相邻的两个所述第一凸起之间形成第二凹槽，所述第二凸起的一部分设置于所述第二凹槽。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述外壳还包括底壁、端盖、第二壁和两个第三壁，所述第一壁和所述第二壁沿所述第一方向相对设置，两个所述第三壁沿第二方向相对设置，所述底壁与所述端盖沿第三方向相对设置，所述第一壁的一端、所述第二壁的一端和两个所述第三壁的一端围设于所述底壁的周围，所述第一壁的另一端、所述第二壁的另一端和两个所述第三壁的另一端连接于所述端盖，其中，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两垂直。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第二壁的内表面设有第三凹槽，所述第一极片还包括第二部分和第三部分，沿所述第一方向，所述第二部分设置于所述第二壁与所述第二极片之间，所述第二部分设置有与所述第三凹槽对应的第三凸起，所述第三凸起的一部分设置于所述第三凹槽，所述第二部分与所述第一部分通过所述第三部分连接。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括弯折区和两个平直区，两个所述平直区通过所述弯折区连接，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分均位于所述第一极片的最外圈，所述第一部分设置于其中一个所述平直区，所述第二部分设置于另一个所述平直区，所述第三部分设置于所述弯折区。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁的面积大于所述第二壁的面积，所述第二壁的面积大于所述第三壁的面积。

8.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述第二凸起的数量为多个，以所述第一方向为投影方向，多个所述第二凸起的投影面积之和为S₁，所述第一壁的投影面积为S₂，满足：0＜S₁/S₂≤0.8。

9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件为卷绕式结构，所述第一极片具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面背离所述电极组件的卷绕中心设置，所述第二表面面向所述电极组件的卷绕中心设置，所述第二表面设有第四凹槽；

所述第二极片具有沿其厚度方向相对设置的第三表面和第四表面，所述第三表面背离所述电极组件的卷绕中心设置，所述第四表面面向所述电极组件的卷绕中心设置，所述第三表面设有第四凸起；相邻的所述第一极片和所述第二极片中，所述第四凸起的一部分设置于所述第四凹槽。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括隔膜，所述隔膜设于所述第一极片和所述第二极片之间，用于分隔所述第一极片和所述第二极片；

其中，所述第二表面设有第一粘接剂，所述第一极片与相邻的所述隔膜通过所述第一粘接剂粘接。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述第一粘接剂设于所述第四凹槽。

12.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括阻燃剂，所述阻燃剂设于所述第四凹槽。

13.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括吸酸剂，所述吸酸剂设于所述第四凹槽。

14.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至13中任一项所述的电池单体。

15.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至13中任一项所述的电池单体或如权利要求14所述的电池，所述电池单体或所述电池用于提供电能。