电池单体、电池及用电装置制造方法及图纸

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：壳体(10)，其上设有电极引出部(3；3

【技术实现步骤摘要】
电池单体、电池及用电装置


[0001]本申请涉及电池
，特别是涉及一种电池单体、电池及用电装置。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提高电池在使用过程中的安全性。
[0005]根据本申请的第一方面，提供了一种电池单体，包括：
[0006]壳体，其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；和
[0007]电极组件，设在壳体内，电极组件呈卷绕结构且包括电极主体和极性相反的第一极耳和第二极耳，卷绕结构的卷绕轴线与第一方向一致，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对应的电极引出部电连接。
[0008]该实施例将电极引出部和泄压部件分别设在壳体相对的两端，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，可减少在热失控发生时对电连接的影响，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。
[0009]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，电极引出部设置于容纳部远离开口的一端，泄压部件设在端盖上。
[0010]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。
[0011]在一些实施例中，电极引出部包括第一电极引出部，第一极耳和第二极耳分别从电极主体沿第一方向的两端引出，第一极耳与第一电极引出部电连接，第二极耳与壳体电连接。
[0012]该实施例通过将第一电极引出部作为电池单体的一个输出极，并将壳体作为电池单体的另一个输出极，可省去一个电极引出部，解决了电池单体端部面积小布局困难的问题，简化了电池单体的结构；而且可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。
[0013]在一些实施例中，电池单体还包括第二集流件，第二集流件位于泄压部件和第二极耳之间，第二极耳通过第二集流件与壳体实现电连接，第二集流件上设有镂空部。
[0014]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。
[0015]在一些实施例中，电池单体还包括第二集流件，第二极耳通过第二集流件与壳体实现电连接；电极组件由第一极片和第二极片卷绕形成圆柱形，第一极片和第二极片分别具有第一极耳和第二极耳；
[0016]第二极片的总长度L1、第二集流件沿第一方向的厚度t3、第二集流件的电阻率ρ1，壳体的直径φ，壳体的壁厚d，壳体的电阻率ρ2满足如下关系：
[0017]该实施例通过使第二极片的总长度L、第二集流件沿第一方向z的厚度t、第二集流件的电阻率ρ、壳体的直径φ、壳体的壁厚d和壳体的电阻率ρ在设计时满足上述关系，能够为壳体的壁厚设计提供依据，既能够防止电池快充时温度过高，减少电池性能衰减，延长工作寿命，也可提高电池单体的能量密度。
[0018]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第一电极引出部电连接，第二极耳通过第二集流件与壳体电连接；其中，
[0019]第一电极引出部的底座的厚度t1、第一集流件的厚度t2和第二集流件的厚度t3满足如下关系：其中，第一电极引出部的底座位于壳体内且用于与第一集流件连接。
[0020]该实施例通过对第一电极引出部的底座、第一集流件和第二集流件设置合适的厚度关系，既可保证在电池单体发生热失控时气体通过泄压部件排出，防止气体从电极引出部一侧喷出，从而提高电池单体工作的安全性，又能尽量提高电池单体的能量密度。
[0021]在一些实施例中，第一电极引出部的底座的厚度t1的尺寸范围为：0.6mm≤t1≤1.2mm；和/或第一集流件的厚度t2的尺寸范围为：0.3mm≤t2≤0.7mm；和/或第二集流件的厚度t3的尺寸范围为：0.3mm≤t3≤0.7mm。
[0022]该实施例通过对第一电极引出部的底座、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，防止气体从电极引出部一侧喷出，从而提高电池单体工作的安全性。
[0023]在一些实施例中，电极引出部包括第一电极引出部和第二电极引出部，第一极耳与第一电极引出部电连接，第二极耳与第二电极引出部电连接。
[0024]该实施例将电池单体的两个输出极均设计为电极引出部的形式，且将第一电极引出部和第二电极引出部设在壳体的同一端，可在电池单体整体高度不增加的基础上，无需使壳体带电，可提高相邻电池单体之间的绝缘可靠性，降低电池内发生短路的风险。
[0025]在一些实施例中，电池单体沿第一方向的高度为h，60mm≤h≤135mm。
[0026]该实施例通过为电池单体设置合适的高度，既能够保证整个电池系统具有足够的电量，充分利用电池的内部空间，还能在电池内的底部区域设置泄压部件释放排出物的空间，在发生热失控的情况下，可保证电池单体的排出物顺利导出，防止瞬间出现高温高压导致电池发生起火爆炸。
[0027]在一些实施例中，壳体呈圆柱形且直径为φ，15mm≤φ≤70mm。
[0028]该实施例能够保证电池具有充足的电量，满足动力需求，而且可根据箱体组件的内部空间选择合适直径的电池单体，可尽量提高箱体组件内的空间利用率，减少内部浪费空间，在电池体积一定的情况下尽量增大总电量，提高电池的能量密度。
[0029]在一些实施例中，壳体呈圆柱形，且壳体的直径为φ，高度为h，
[0030]该实施例通过对电池单体设置合适的高度与直径的比值，能够使电池单体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并顺利排出，防止高压气体和热量在电池单体内部聚集，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。
[0031]在一些实施例中，壳体呈圆柱形，泄压部件设在中心位置且呈圆形，且泄压部件的直径φ1与壳体的直径φ满足如下关系：
[0032]该实施例通过设置泄压部件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露；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池单体(100)，其特征在于，包括：壳体(10)，设有电极引出部(3；3
’
)和泄压部件(21)，且所述电极引出部(3；3
’
)和所述泄压部件(21)分别设在所述壳体(10)沿第一方向(z)相对的两端；和电极组件(4)，设在所述壳体(10)内，所述电极组件(4)呈卷绕结构且包括电极主体(41)和极性相反的第一极耳(42)和第二极耳(43)，所述卷绕结构的卷绕轴线(K)与所述第一方向(z)一致，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，所述第一极耳(42)和所述第二极耳(43)中的至少一个与对应的所述电极引出部(3；3
’
)电连接。2.根据权利要求1所述的电池单体(100)，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)，所述电极引出部(3；3
’
)设置于所述容纳部(1)远离所述开口(11)的一端，所述泄压部件(21)设在所述端盖(2)上。3.根据权利要求1所述的电池单体(100)，其特征在于，所述电极引出部(3；3
’
)包括第一电极引出部(3)，所述第一极耳(42)和所述第二极耳(43)分别从所述电极主体(41)沿所述第一方向(z)的两端引出，所述第一极耳(42)与所述第一电极引出部(3)电连接，所述第二极耳(43)与所述壳体(10)电连接。4.根据权利要求3所述的电池单体(100)，其特征在于，还包括第二集流件(6)，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，所述第二极耳(43)通过所述第二集流件(6)与所述壳体(10)实现电连接，所述第二集流件(6)上设有镂空部(6
’
)。5.根据权利要求3所述的电池单体(100)，其特征在于，还包括第二集流件(6)，所述第二极耳(43)通过所述第二集流件(6)与所述壳体(10)实现电连接；所述电极组件(4)由第一极片(45)和第二极片(46)卷绕形成圆柱形，所述第一极片(45)和所述第二极片(46)分别具有所述第一极耳(42)和所述第二极耳(43)；所述第二极片(46)的总长度L1、所述第二集流件(6)沿所述第一方向(z)的厚度t3、所述第二集流件(6)的电阻率ρ1、所述壳体(10)的直径φ、所述壳体(10)的壁厚d和所述壳体(10)的电阻率ρ2满足如下关系：6.根据权利要求3所述的电池单体(100)，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)与所述第一电极引出部(3)电连接，所述第二极耳(43)通过所述第二集流件(6)与所述壳体(10)电连接；其中，所述第一电极引出部(3)的底座的厚度t1、所述第一集流件(5)的厚度t2和所述第二集流件(6)的厚度t3满足如下关系：其中，所述第一电极引出部(3)的底座位于所述壳体(10)内且用于与所述第一集流件(5)连接。7.根据权利要求6所述的电池单体(100)，其特征在于，所述第一电极引出部(3)的底座厚度t1的尺寸范围为：0.6mm≤t1≤1.2mm；和/或所述第一集流件(5)的厚度t2的尺寸范围为：0.3mm≤t2≤0.7mm；和/或所述第二集流件(6)的厚度t3的尺寸范围为：0.3mm≤t3≤0.7mm。8.根据权利要求1所述的电池单体(100)，其特征在于，所述电极引出部(3；3
’
)设有两个且包括第一电极引出部(3)和第二电极引出部(3
’
)，所述第一极耳(42)与所述第一电极
引出部(3)电连接，所述第二极耳(43)与所述第二电极引出部(3
’
)电连接。9.根据权利要求1～8任一项所述的电池单体(100)，其特征在于，所述电池单体(100)沿所述第一方向(z)的高度为h，60mm≤h≤135mm。10.根据权利要求1～8任一项所述的电池单体(100)，其特征在于，所述壳体(10)呈圆柱形且直径为φ，15mm≤φ≤70mm。11.根据权利要求1～8任一项所述的电池单体(100)，其特征在于，所述壳体(10)呈圆柱形，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴志生，金海族，杨瑞，秦峰，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：