电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法及设备与流程

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法及设备。

背景技术：

由于可充放电的电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在电动汽车、移动设备或电动工具上面已普遍应用。电池包括多个串联、并联或混联的电池单体。在电池使用过程中，电池单体未发生热失控时存在发生爆破泄压的情况，影响电池的正常使用。

技术实现要素：

本申请提供一种电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法及设备，旨在解决电池单体未发生热失控时存在发生爆破泄压的问题。

一方面，根据本申请实施例提出了一种电池单体，包括：外壳，外壳具有壁部；泄压机构，泄压机构设于壁部上，泄压机构包括薄弱部和设于薄弱部两侧的第一部分和第二部分，薄弱部用于连接第一部分和第二部分，泄压机构被配置为在外壳内部的压力达到阈值时薄弱部被破坏以释放压力；防护部件，防护部件设于泄压机构上，防护部件用于连接第一部分和第二部分，以增加第一部分与第二部分的连接强度。

根据本申请实施例提供的电池单体，泄压机构上薄弱部的设置使得外壳内压力达到阈值时能够释放压力，保证电池单体在发生热失控时的安全。防护部件的设置能够增加第一部分于第二部分的连接强度，使得电池单体的内部压力存在高低交替变化的情况下，防护部件能够分担泄压机构在隆起或者凹陷时施加在薄弱部上的作用力，进而可以有利于减小薄弱部所承载的交变应力，降低在电池单体正常使用情况下，薄弱部发生交变疲劳老化或断裂而导致泄压机构发生提前爆破泄压的可能性，有利于提高电池单体的使用安全性和稳定性。

根据本申请的一个方面，防护部件还被配置为在外壳内部的压力达到阈值时产生物理性能变化，以减小或去除防护部件与第一部分或第二部分的连接力。

上述方案中，通过使得防护部件还被配置为在外壳内部的压力达到阈值时产生物理性能变化，使得第一部分以及第二部分之间的连接力减小或者去除，能够使得电池单体在热失控时泄压机构的薄弱部能够及时被破坏，以释放压力。

根据本申请的一个方面，薄弱部通过在泄压机构的外表面上设置凹槽形成，第一部分的厚度以及第二部分的厚度分别大于薄弱部的厚度。

上述方案中，通过在泄压机构的外表面上设置凹槽形成薄弱部，利于薄弱部的形成，且能够使得薄弱部的强度更低于第一部分以及第二部分，有效的保证电池单体在热失控时薄弱部能够及时被破坏。

根据本申请的一个方面，防护部件至少一部分容纳于凹槽，防护部件用于连接凹槽的槽壁，防护部件被配置为在外壳内部的压力达到阈值时由固化状态切换至软化状态或者由固化状态切换至熔融状态。

上述方案中，将防护部件容纳在凹槽中，利于防护部件的成型，且能够保证与第一部分以及第二部分之间的连接需求。同时，防护部件在外壳内部的压力达到阈值时由固化状态切换至软化状态或者由固化状态切换至熔融状态，能够减小第一部分以及第二部分之间的连接强度，使得第一部分以及第二部分在电池单体发生热失控时变形较大，利于薄弱部被破坏以释放压力。

根据本申请的一个方面，防护部件包括本体部和位于本体部沿凹槽宽度方向两侧的第一连接部和第二连接部，本体部容纳于凹槽并用于连接凹槽的槽壁，第一连接部用于连接第一部分，第二连接部用于连接第二部分。

上述方案中，防护部件包括本体部和位于本体部沿凹槽宽度方向两侧的第一连接部和第二连接部，能够通过本体部与第一部分以及第二部分连接，并且能够通过第一连接部与第一部分连接并通过第二连接部与第二部分连接，提高第一部分以及第二部分之间的连接的可靠性，保证电池单体在未发生热失控时第一部分以及第二部分之间的连接强度。

根据本申请的一个方面，防护部件的熔点小于泄压机构的熔点。

上述方案中，由于防护部件的熔点小于泄压机构的熔点，使得当电池单体出现热失控时，防护部件将先于泄压机构熔融或者融化变软，减小或者去除防护部件与第一部分或第二部分的连接力，利于薄弱部被破坏以释放压力。

根据本申请的一个方面，防护部件包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层和石蜡膜层中至少一种。

上述方案中，防护部件采用上述膜层结构，能够利于防护部件在电池单体发生热失控时的物理性能变化，进而利于薄弱部被破坏以释放压力。

根据本申请的一个方面，防护部件包括层叠设置的基体层和粘接层，粘接层用于连接基体层和泄压机构，粘接层被配置为在外壳内部的压力达到阈值时由粘性状态切换至非粘性状态。

上述方案中，使得电池单体在发生热失控时，粘结层能够由粘性状态切换至非粘性状态，减小或者去除防护部件与第一部分或第二部分的连接力，利于电池单体在热失控时薄弱部被破坏以释放压力。

根据本申请的一个方面，防护部件沿凹槽的宽度方向覆盖凹槽，防护部件在凹槽的宽度方向的两端分别与第一部分、第二部分相连接。

上述方案中，利于防护部件与第一部分以及第二部分的连接，例如可以采用粘贴等方式直接与第一部分以及第二部分连接。

根据本申请的一个方面，薄弱部为环形结构，第一部分位于薄弱部所围成的区域内，并用于在薄弱部被破坏后翻转，第二部分位于薄弱部与壁部之间，并用于连接壁部；

或者，薄弱部为长条形结构，第一部分和第二部分均用于连接壁部。

上述方案中，薄弱部采用上述结构形式，利于薄弱部、第一部分以及第二部分的成型，同时能够保证电池单体在热失控时薄弱部能够被破坏，保证电池单体的安全性能。

根据本申请的一个方面，防护部件具有两个以上防护单元，两个以上防护单元在薄弱部的延伸轨迹上间隔分布。

上述方案中，防护部件采用两个以上防护单元的形式，既能够满足电池单体在正常运行时对第一部分以及第二部分连接强度的增加需求，同时能够利于电池单体在热失控时被破坏，保证电池单体的安全性能。

根据本申请的一个方面，防护部件沿薄弱部的延伸轨迹完全覆盖薄弱部。

根据本申请的一个方面，外壳具有壳体以及端盖，壳体具有开口，端盖封闭开口设置，壳体以及端盖的一者具有壁部。

上述方案中，利于电池单体内部器件的装配，同时能够保证电池单体在发生热失控时的安全。

根据本申请的一个方面，壁部具有通孔，泄压机构覆盖通孔，第二部分连接于壁部的内壁面。

上述方案中，利于防护部件与外壳之间的装配与连接，并保证电池单体在发生热失控时的安全。

另一个方面，根据本申请实施例提供一种电池，包括上述的电池单体。

又一个方面，根据本申请实施例提供一种用电装置，包括上述的电池，电池用于提供电能。

再一个方面，根据本申请实施例提供一种制备电池单体的方法，包括：

提供端盖和壳体，壳体具有开口，端盖能够封闭开口设置，壳体或端盖设有泄压机构，泄压机构包括薄弱部和设于薄弱部两侧的第一部分和第二部分，薄弱部用于连接第一部分和第二部分，泄压机构被配置为在壳体与端盖形成的整体内部的压力达到阈值时薄弱部被破坏以释放压力；

提供防护部件，防护部件设于泄压机构上，防护部件用于连接第一部分和第二部分，以增加第一部分与第二部分的连接强度；

提供电极组件，将电极组件安装于壳体内；

组装端盖和壳体，将端盖连接于壳体，并覆盖开口。

根据本申请实施例的再一个方面，提供防护部件，防护部件设于泄压机构，防护部件用于连接第一部分和第二部分，以增加第一部分与第二部分的连接强度，包括：

将端盖或壳体具有薄弱部的区域粘贴防护部件，防护部件包括聚丙烯膜层以及聚乙烯膜层中的至少一种；

或者，将端盖或壳体具有薄弱部的区域喷涂防护粉并固化形成防护部件，防护粉包括聚丙烯粉以及聚乙烯粉中的至少一种；

或者，将端盖或壳体具有薄弱部的区域浸润石蜡溶液，待薄弱部的区域浸润的石蜡溶液固化形成防护部件。

再一个方面，根据本申请实施例提供一种制备电池单体的设备，包括：第一提供模块，用于提供端盖和壳体，壳体具有开口，端盖能够封闭开口设置，壳体或端盖设有泄压机构，泄压机构包括薄弱部和设于薄弱部两侧的第一部分和第二部分，薄弱部用于连接第一部分和第二部分，泄压机构被配置为在壳体与端盖形成的整体内部的压力达到阈值时薄弱部被破坏以释放压力；第二提供模块，用于提供防护部件，防护部件设于泄压机构上，防护部件用于连接第一部分和第二部分，以增加第一部分与第二部分的连接强度；第三提供模块，用于提供电极组件，将电极组件安装于壳体内；组装模块，用于组装端盖和壳体，将端盖连接于壳体，并覆盖开口。

本申请实施例提供的制备电池单体的设备，所制造的电池单体，泄压机构上薄弱部的设置使得外壳内压力达到阈值时能够释放压力，保证电池单体在发生热失控时的安全。防护部件的设置能够增加第一部分与第二部分的连接强度，使得电池单体的内部压力存在高低交替变化的情况下，防护部件能够分担泄压机构在隆起或者凹陷时施加在薄弱部上的作用力，进而可以有利于减小薄弱部所承载的交变应力，降低在电池单体正常使用情况下，薄弱部发生交变疲劳老化或断裂而导致泄压机构发生提前爆破泄压的可能性，有利于提高电池单体的使用安全性和稳定性。

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是本申请一实施例的车辆的局部结构示意图；

图2是本申请一实施例的电池的分解结构示意图；

图3是本申请一实施例的电池模块的局部结构示意图；

图4是本申请一实施例的电池单体的分解结构示意图；

图5是图4所示实施例的电池单体的局部剖视结构示意图；

图6是本申请一实施例的电池单体的局部分解结构示意图；

图7是本申请一实施例的泄压机构的结构示意图；

图8是图5中a处局部放大图；

图9是本申请另一个实施例的电池单体的局部放大图；

图10是本申请又一个实施例的电池单体的局部放大图；

图11是本申请再一个实施例的电池单体的泄压机构与防护部件的配合示意图；

图12是本申请再一个实施例的电池单体的泄压机构与防护部件的配合示意图；

图13是本申请再一个实施例的电池单体的泄压机构与防护部件的配合示意图；

图14是本申请再一个实施例的电池单体的泄压机构与防护部件的配合示意图；

图15是本申请再一个实施例的电池单体的泄压机构与防护部件的配合示意图；

图16是本申请再一个实施例的电池单体的泄压机构与防护部件的配合示意图；

图17是本申请再一个实施例的电池单体的泄压机构与防护部件的配合示意图；

图18是本申请一实施例的制备电池单体的方法的流程示意图；

图19是本申请一实施例的制备电池单体的设备的结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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。

本申请中，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。

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。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体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，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。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，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。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。隔离膜的材质可以为pp或pe等。此外，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。

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，还需要考虑电池的安全性。

电池单体上的泄压机构对电池的安全性有着重要影响。例如，当发生短路、过充等现象时，可能会导致电池单体内部发生热失控从而压力或温度骤升。这种情况下通过泄压机构致动可以将内部压力及温度向外释放，以防止电池单体爆炸、起火。

泄压机构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。泄压机构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，泄压机构执行动作或者泄压机构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”是指泄压机构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。泄压机构产生的动作可以包括但不限于：泄压机构中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压机构在致动时，电池单体的内部的高温高压物质作为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。

本申请中所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、火焰，等等。

申请人发现在电池单体在循环过程中，电池单体在未达到热失控的预定条件时就发生爆破泄压的问题之后，对电池单体的结构和使用环境进行了分析和研究。申请人发现，电池单体的泄压机构存在提前疲劳老化的情况，从而导致泄压机构的阈值下降，在电池单体内部压力还未达到原预设压力值时，泄压机构会提前发生爆破。在进一步研究之后发现，电池单体在运输、温度变化或充放电的过程中，电池单体的内部压力存在高低交替变化的情况，从而导致泄压机构存在往复翻动的情况。泄压机构长期往复翻动时，会导致局部区域出现疲劳老化，从而导致泄压机构的打开阈值下降。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电池单体的结构进行了改进，本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、包含电池单体的电池以及使用电池的用电装置。

用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭和宇宙飞船等等；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等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。

以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。

如图1所示，车辆1的内部设置有电池10。电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源。

车辆1还可以包括控制器1b和马达1a。控制器1b用来控制电池10为马达1a供电，例如，用于车辆1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10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

如图2以及图3所示，电池10包括电池单体30（图2未示出）。电池10还可以包括用于容纳电池单体30的箱体。

箱体用于容纳电池单体30，箱体可以是多种结构形式。

在一些实施例中，箱体可以包括底壳11和顶壳12。底壳11与顶壳12相互盖合。底壳11和顶壳12共同限定出用于容纳电池单体30的容纳空间。底壳11和顶壳12可以是均为一侧开口的空心结构。底壳11的开口侧盖合于顶壳12的开口侧，则形成具有容纳空间的箱体。底壳11与顶壳12之间还可以设置密封件，以实现底壳11与顶壳12的密封连接。

在实际运用中，底壳11可盖合于顶壳12的顶部。底壳11也可称之为上箱体，顶壳12也可以称之为下箱体。

底壳11和顶壳12可以是多种形状，例如，圆柱体、长方体等。在图2中，示例性地，底壳11与顶壳12均为长方体结构。

在电池10中，电池单体30可以是一个，也可以是多个。若电池单体30为多个，多个电池单体30之间可串联或并联或混联。混联是指多个电池单体30中既有串联又有并联。多个电池单体30之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体30构成的整体容纳于箱体内，也可以是多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

在一些实施例中，如图3所示，在电池10中，电池单体30为多个。多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

在一些实施例，电池模块20中的多个电池单体30之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块20中的多个电池单体30的并联或串联或混联。

如图4所示，电池单体30包括外壳40、电极组件50、电极端子60、绝缘件和转接部件70。外壳40具有壳体42以及端盖41，壳体42具有开口421。电极组件50容纳于壳体42内，电极组件50包括极耳51。端盖41用于盖合于开口421。电极端子60安装于端盖41。绝缘件位于端盖41面向电极组件50的一侧。转接部件70用于连接电极端子60和极耳51，以使极耳51与电极端子60电连接。

其中，壳体42可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体42的形状可以根据电极组件50的具体形状来确定。例如，若电极组件50为圆柱体结构，壳体42则可选用为圆柱体结构。若电极组件50为长方体结构，壳体42则可选用长方体结构。在图4中，示例性地，壳体42和电极组件50均为长方体结构。

壳体42的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。

容纳于壳体42内的电极组件50可以是一个或多个。在图4中，容纳于壳体42内的电极组件50为两个。

在一些实施例中，电极组件50还包括正极片、负极片和隔离膜。电极组件50可以是由正极片、隔离膜和负极片通过卷绕形成的卷绕式结构。电极组件50也可以是由正极片、隔离膜和负极片通过层叠布置形成的层叠式结构。

正极片可以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。负极片可以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。隔离膜在正极片与负极片之间，用于将正极片与负极片隔离，以降低正极片与负极片之间出现短路的风险。

其中，隔离膜的材质可以为pp（polypropylene，聚丙烯）或pe（polyethylene，聚乙烯）等。

电极组件50中的极耳51分为正极耳和负极耳。正极耳可以是正极集流体中未涂覆正极活性物质层的部分。负极耳可以是负极集流体中未涂覆负极活性物质层的部分。

在本申请实施例中，参见图4和图5所示，端盖41用于盖合于壳体42的开口421，以形成用于容纳电池单体30的密闭空间，密闭空间还可用于容纳电解质，例如电解液。电极端子60为用于输出电池单体30的电能的输出部件，电极端子60可以是一个，也可以是两个。

壳体42的开口421可以一个，也可以是两个。若壳体42的开口421为一个，则端盖41可以是一个。若壳体42的开口421为两个，则端盖41可以是两个。两个端盖41分别盖合于两个开口421，各端盖41上均可以设置有电极端子60。

在一些实施例中，如图4所示，壳体42的开口421为一个，端盖41也为一个。端盖41中可以设置两个电极端子60。一个电极端子60通过一个转接部件70与电极组件50的一个极耳（正极耳）电连接。另一个电极端子60通过另一个转接部件70与电极组件50的另一个极耳（负极耳）电连接。

在另一些实施例中，壳体42的开口421为两个。两个开口421设置在壳体42相对的两侧，端盖41为两个。两个端盖41分别盖合于壳体42的两个开口421处。在这种情况下，每个端盖41上的电极端子60可以是一个。一个端盖上的电极端子60通过一个转接部件70与电极组件50的一个极耳（正极耳）电连接；另一个端盖41上的电极端子60通过另一个转接部件70与电极组件50的另一个极耳（负极耳）电连接。

在一些实施例中，电池单体30还可以包括泄压机构80。泄压机构80安装于外壳40上。泄压机构80用于在电池单体30的内部压力或温度达到阈值时泄放电池单体30内部的压力。

示例性地，泄压机构80可以是防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等。

参阅图4至图6所示，作为一种可选地实施方式，本申请实施例的外壳40具有壁部，壁部具有通孔422，泄压机构80覆盖通孔422。

作为一种可选地实施方式，本申请实施提供的电池单体30，其壳体42包括侧壁42a和底壁42b。侧壁42a用于连接端盖41。底壁42b与壳体42的开口421沿泄压机构80的厚度方向x相对设置。侧壁42a的厚度、底壁42b的厚度均小于端盖41的厚度。一些可选地实施例中，壁部为侧壁42a或底壁42b。

端盖41和壳体42为分体结构。两者密封连接后形成外壳40。泄压机构80可以设置在侧壁42a和/或底壁42b上。

壳体42的厚度小于端盖41的厚度，从而使得端盖41的刚性大于壳体42的刚性。在相同压力作用下，端盖41的变形程度小于壳体42的变形程度。电池单体30在运输、温度变化或充放电的过程中，电池单体30的内部压力存在高低交替变化的情况，因此泄压机构80设置在壳体42的侧壁42a和/或底壁42b上，使得在端盖41面向乘客舱的情况下，泄压机构80致动时高温高压排放物不易向乘客舱排放，不会直接威胁到人员的安全。

再者，壳体42的侧壁42a和底壁42b的厚度均小于端盖41的厚度，因此壳体42的侧壁42a或者底壁42b在内部压力的作用下相比端盖41变形程度较大，从而对泄压机构80影响也较大。

在一些示例中，壳体42的底壁42b设有通孔422。电极组件50位于壳体42的底壁42b与端盖41之间。在电池单体30应用于车辆、船舶或飞行器等用电装置时，电池单体30的端盖41在竖直方向上朝上设置，而壳体42的底壁42b朝下设置，从而电池单体30的端盖41相对于壳体42的底壁42b更加靠近驾乘人员。因此，泄压机构80设置于壳体42的底壁42b时，在泄压机构80发生爆破泄压情况时，电池单体30排放的高温高压排放物不易直接威胁到人员安全，提升电池单体30的使用安全性。

在本申请实施例中，为防止泄压机构80提前爆破泄压，参见图4至图7所示，本申请实施例的外壳40具有壁部。本申请实施例的电池单体30还包括泄压机构80以及防护部件90，泄压机构80设于壁部。泄压机构80包括薄弱部81和设于薄弱部81两侧的第一部分82和第二部分83，薄弱部81用于连接第一部分82和第二部分83。泄压机构80被配置为在外壳40内部的压力达到阈值时薄弱部81被破坏以释放压力。防护部件90设于泄压机构80上，防护部件90用于连接第一部分82和第二部分83，以增加第一部分82与第二部分83的连接强度。

电池单体30在运输、温度变化或充放电的过程中，电池单体30的内部压力存在高低交替变化的情况，从而使得泄压机构80存在朝远离电极组件50的方向隆起或者朝靠近电极组件50的方向凹陷的变形情况。泄压机构80在隆起和凹陷变形交替出现时，连接于第一部分82以及第二部分83的薄弱部81会承载交变应力而发生交变疲劳老化或断裂，从而导致薄弱部81的强度下降，进而容易在电池单体30的内部压力还未达到预设压力值时，薄弱部81就会破裂以泄放电池单体30的内部压力，导致泄压机构80提前爆破泄压。

本申请实施例提供的电池单体30，泄压机构80上薄弱部81的设置使得外壳40内压力达到阈值时能够释放压力，保证电池单体30在发生热失控时的安全。而防护部件90的设置能够增加第一部分82与第二部分83的连接强度，使得电池单体30的内部压力存在高低交替变化的情况下，防护部件90能够分担泄压机构80在隆起或者凹陷时施加在薄弱部81上的作用力，进而可以有利于减小薄弱部81所承载的交变应力。降低在电池单体30正常使用情况下，薄弱部81发生交变疲劳老化或断裂而导致泄压机构80发生提前爆破泄压的可能性，有利于提高电池单体30的使用安全性和稳定性。

需要说明的是，外壳40包括壳体42以及端盖41，可以是壳体42包括壁部，也可以是端盖41包括壁部，即，泄压机构80可以设置在壳体42上，当然也可以设置在端盖41上。

本申请实施例的泄压机构80设于壁部，可理解地，外壳40和泄压机构80可以为分体结构，即两者各自独立加工制造再通过机械连接方式进行装配。外壳40和泄压机构80可以为一体成型结构。对外壳40的壁部的预定区域进行减薄处理以形成泄压机构80。

本申请实施例电池单体30，其薄弱部81指的是泄压机构80上相对于第一部分82以及第二部分83强度偏弱，易于破裂、破碎、被撕裂或者打开的部分。泄压机构80包括薄弱部81和设于薄弱部81两侧的第一部分82和第二部分83，可以理解地，对泄压机构80的预定区域进行减薄处理，被减薄处理的部分形成薄弱部81，被薄弱部81分隔并通过薄弱部81连接的两个部分形成第一部分82以及第二部分83。或者，对泄压机构80的预定区域进行材料处理，使得该区域的强度弱于其他区域的强度，强度低的区域形成薄弱部81，强度高且被薄弱部81分隔并通过薄弱部81连接的两个部分形成第一部分82以及第二部分83。

本申请实施例的电池单体30，其薄弱部81可以是环形结构、长条形结构等形状，当薄弱部81为环形结构时，则第一部分82位于薄弱部81所围成的区域内，第二部分83位于薄弱部81与壁部之间，第二部分83用于连接外壳40的壁部。当薄弱部81为长条形结构时，则第一部分82以及第二部分83均用于连接外壳40的壁部。

本申请实施例的电池单体30，泄压机构80具有沿自身厚度方向x相对的外表面80a和内表面80b。泄压机构80的外表面80a面向外界环境，而内表面80b面向外壳40的内部空间，也可以说内表面80b面向电极组件50。外表面80a和内表面80b中的至少一者上可以设置防护部件90。

本申请实施例的电池单体30，防护部件90覆盖至少部分薄弱部81设置，也可以完全覆盖薄弱部81设置。防护部件90可以是一整体式结构，当然也可以包括多个防护单元，多个防护单元可以沿着防护部件90的延伸轨迹相继设置或者间隔设置。

防护部件90可以与第一部分82以及第二部分83连接而与薄弱部81不相连接，当然，防护部件90也可以同时与第一部分82、第二部分83以及薄弱部81三者均连接。

防护部件90可以是具有一定厚度的膜层结构，可以是一层膜层，也可以是两层以上的膜层结构的组合形式。

防护部件90用于增加第一部分82与第二部分83的连接强度，以减小电池单体30在未发生热失控时泄压机构80的形变对薄弱部81的影响。可以理解地，相对于未设置防护部件90的泄压机构80，本申请实施例提供的电池单体30，在泄压机构80承载相同大小沿厚度方向的作用力时，防护部件90可以分担泄压机构80在隆起或者凹陷时施加在薄弱部81上的作用力，有效减小薄弱部81在电池单体30未发生热失控时被破坏的概率。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电池单体30，泄压机构80覆盖通孔422，第二部分83可以连接于壁部的内壁面。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电池单体30，防护部件90还被配置为在外壳40内部的压力达到阈值时产生物理性能变化，以减小或去除防护部件90与第一部分82或第二部分83的连接力。

本申请实施例提供的电池单体30，通过使得防护部件90还被配置为在外壳40内部的压力达到阈值时产生物理性能变化，使得第一部分82以及第二部分83之间的连接力减小或者去除，能够使得电池单体30在热失控时泄压机构80的薄弱部81能够及时被破坏，以释放压力。

本申请实施例提供的电池单体30，在外壳40内部的压力达到阈值时产生物理性能变化时，防护部件90可以依然连接于第一部分82以及第二部分83，只是连接力相对于压力未达到阈值时减小。当然，在外壳40内部的压力达到阈值时产生物理性能变化时，防护部件90可以也与第一部分82以及第二部分83分离，以去除防护部件90与第一部分82以及第二部分83之间的连接力。

本申请实施例的物理性能变化包括防护部件90形态的变化、黏度的变化等。示例性地，形态的变化例如当外壳40内部的压力达到阈值时，防护部件90可以由固化状态切换至软化状态，或者由固化状态切换至熔融状态。黏度的变化例如当外壳40内部的压力达到阈值时，防护部件90可以由粘性状态切换至非粘性状态，只要能够减小或者去除防护部件90与第一部分82以及第二部分83之间的连接力，使得电池单体30在热失控时泄压机构80的薄弱部81能够及时被破坏，以释放电池单体30的压力均可。

本申请实施例提供的电池单体30，防护部件90还被配置为在外壳40内部的压力达到阈值时产生物理性能变化中，防护部件90可以全部发生物理性能变化，例如可以全部软化或者熔融。当然，在有些示例中，防护部件90也可以部分发生物理性能变化，例如当物理性能变化由粘性变为非粘性状态时，可以只是与第一部分82以及第二部分83连接的位置发生物理变化，同样能够保证电池单体30在热失控时的安全性能。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电池单体30，薄弱部81通过在泄压机构80的外表面80a上设置凹槽形成，薄弱部81的厚度小于第一部分82、第二部分83的厚度。

本申请实施例提供的电池单体30，通过在泄压机构80的外表面80a上设置凹槽形成薄弱部81，利于薄弱部81的形成，且能够使得薄弱部81的强度低于第一部分82以及第二部分83，有效的保证电池单体30在热失控时薄弱部81能够及时被破坏。

示例性地，可以采用机加工方式在泄压机构80上去除材料以形成凹槽，有利于降低加工成本和加工难度。

如图8所示，在一些实施例中，当薄弱部81通过在泄压机构80的外表面80a上设置凹槽形成时，防护部件90可以至少一部分容纳于凹槽，防护部件90用于连接凹槽的槽壁，防护部件90被配置为在外壳40内部的压力达到阈值时由固化状态切换至软化状态或者由固化状态切换至熔融状态。

由于凹槽的槽壁包括由第一部分82以及第二部分83相对设置的表面形成，通过将防护部件90至少部分容纳于凹槽并用于连接凹槽的槽壁，能够满足防护部件90与第一部分82以及第二部分83之间的连接要求，进而提高二者之间的连接强度。

防护部件90被配置为在外壳40内部的压力达到阈值时由固化状态切换至软化状态或者由固化状态切换至熔融状态。通过上述设置，利于防护部件90在凹槽内的形成，并且，当外壳40内部的压力达到阈值时，利于防护部件90的物理特性变化，减小或者去除与第一部分82以及第二部分83之间的连接力。

作为一种可选地实施方式，防护部件90可以包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层中至少一种。

示例性地，防护部件90可以包括聚丙烯膜层，可以采用向凹槽内喷涂聚丙烯粉并固化的方式使得防护部件90至少部分容纳于凹槽内。

当然，防护部件90也可以包括聚乙烯膜层，同样可以利用喷涂聚乙烯粉并固化的方式使得防护部件90至少部分容纳于凹槽内。

在有些实施例中，防护部件90也可以包括石蜡膜层，可以将薄弱部81浸润在石蜡溶液中，待薄弱部81的区域浸润的石蜡溶液固化形成防护部件90，并使得防护部件90至少部分容纳于凹槽内。

可选地，防护部件90可以仅包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层中一种，当然，在有些实施例中，也可以包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层两种以上的组合。

以包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层中的两种为例，在一些实施例中，可以在薄弱部81内先成型一层聚丙烯膜层，然后在聚丙烯膜层上成型一层聚乙烯膜层。或者在薄弱部81上先成型一层聚乙烯膜层，然后在聚乙烯膜层上成型一层聚丙烯膜层。或者在薄弱部81内先成型一层聚丙烯膜层，然后在聚丙烯膜层上成型一层石蜡膜层。防护部件90可以包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层任意两种的组合，并且，在任意两种层结构在成型时不受顺序限制，只要能够满足与第一部分82以及第二部分83之间的连接需求，增加二者之间的连接强度，且保证在电池单体30在发生热失控时，能够发生物理性能变化以减小或者去除与第一部分82和/或第二部分83之间的连接力均可。

可选地，防护部件90也可以同时包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层，聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层的在成型时不受顺序限制。

本申请实施例提供的防护部件90，防护部件90可以全部位于形成薄弱部81的凹槽内，当然，也可以只部分位于形成薄弱部81的凹槽内，且部分可以凸出于凹槽，凸出于凹槽的部分可以在凹槽的宽度方向y上的一侧与第一部分82或第二部分83连接，当然凸出于凹槽的部分也可以在凹槽的宽度方向y的两侧分别与第一部分82以及第二部分83连接。

作为一种可选地实施方式，防护部件90沿凹槽的宽度方向y覆盖凹槽，防护部件90在凹槽的宽度方向y的两端分别与第一部分82、第二部分83相连接。通过上述设置，同样能够利于防护部件90与第一部分82以及第二部分83的连接，并保证对第一部分82以及第二部分83之间的连接强度的增加，保证电池单体30在未发生热失控时泄压机构的安全性。

可选地，当防护部件90沿凹槽的宽度方向y覆盖凹槽时，同样可以使得防护部件90至少一部分容纳在凹槽中。在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电池单体30，防护部件90可以包括本体部91和位于本体部91沿凹槽宽度方向y两侧的第一连接部92和第二连接部93，本体部91容纳于凹槽并用于连接凹槽的槽壁，第一连接部92用于连接第一部分82，第二连接部93用于连接第二部分83。

本申请实施例提供的电池单体30，能够通过本体部91与第一部分82以及第二部分83连接，并且能够通过第一连接部92与第一部分82连接并通过第二连接部93与第二部分83连接，提高第一部分82以及第二部分83之间的连接的可靠性，保证电池单体30在未发生热失控时第一部分82以及第二部分83之间的连接强度。

如图9所示，在有些实施例中，当防护部件90沿凹槽的宽度方向y覆盖凹槽时，也可以使得防护部件90只覆盖凹槽并与凹槽围合形成空腔。在满足与第一部分82以及第二部分83之间的连接强度要求的基础上，可以采用粘贴等方式直接与第一部分82以及第二部分83连接。例如，可以采用直接粘贴聚乙烯膜层或者聚丙烯膜层的形式使得防护部件90与第一部分82以及第二部分83连接。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电池单体30，防护部件90的熔点小于泄压机构80的熔点。

由于防护部件90的熔点小于泄压机构80的熔点，使得当电池单体30出现热失控时，防护部件90将先于泄压机构80发生物理性能变化，如熔融或者融化变软，减小或者去除防护部件90与第一部分82或第二部分83的连接力，利于薄弱部81被破坏以释放压力。

可选地，泄压机构80可以是与外壳40的壳体42或者端盖41材料相同的金属材料，当然也可以是与壳体42或者端盖41材料不同的金属材料，只要能够满足与外壳40的壁部之间的连接需求，且在电池单体30热失控时能够致动以泄放内部压力或温度均可。

可选地，防护部件90的材料可以采用上述提及的聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层中至少一种，当然也可以采用其他材质，只要能够起到对第一部分82和第二部分83之间的连接强度的增加，同时保证熔点小于泄压机构80的熔点，当电池单体30出现热失控时，减小或者去除防护部件90与第一部分82或第二部分83的连接力的要求均可。

可以理解的是，本申请上述各实施例提供的电池单体30，均是以防护部件90包括聚丙烯膜层、聚乙烯膜层、石蜡膜层中至少一种为例进行举例说明，此为一种可选地实施方式。

如图10所示，在一些其他的实施例中，防护部件90包括层叠设置的基体层90a和粘接层90b，粘接层90b用于连接基体层90a和泄压机构80，粘接层90b被配置为在外壳40内部的压力达到阈值时由粘性状态切换至非粘性状态。

当防护部件90包括层叠设置的基体层90a和粘接层90b时，防护部件90的粘接层90b可以至少部分容纳于凹槽内，当然也可以是覆盖凹槽并与凹槽之间形成空腔，只要能够满足对第一部分82以及第二部分83之间的连接要求均可。

如图11至图13所示，作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电池单体30，防护部件90沿薄弱部81的延伸轨迹完全覆盖薄弱部81。通过上述设置，能够保证第一部分82以及第二部分83连接强度的增加。

本申请实施例提供的电池单体30，薄弱部81的延伸轨迹与薄弱部81的形状相关，当薄弱部81为环形结构时，其延伸轨迹为环形轨迹，而当薄弱部81位长条形结构时，其延伸轨迹则为有起点以及终点的直线轨迹。

作为一种可选地实施方式，本申请实施提供的电池单体30，薄弱部81可以为环形结构，第一部分82位于薄弱部81所围成的区域内，并用于在薄弱部81被破坏后翻转，第二部分83位于薄弱部81与壁部之间，并用于连接壁部。当防护部件90沿薄弱部81的延伸轨迹完全覆盖薄弱部81时，防护部件90整体可以为覆盖薄弱部81设置的环形结构体。

可选地，薄弱部81可以为图11所示的腰圆环状或者说跑道环状，图12所示圆环状、图13所示的多边形环状如矩形，当然可以为椭圆环等形状，只要能够组成封闭的环状并将第一部分82与第二部分83连接均可。

可选地，当薄弱部81可以为环形结构时，第一部分82可以为与薄弱部81形状相匹配的腰圆形、圆形、多边形如矩形或者椭圆形，相应的，第二部分83可以为与薄弱部81形状相匹配的腰圆环状、圆环状、多边形环状如矩形、椭圆环状等。

可以理解的是，本申请实施例提供的电池单体30，防护部件90不限为沿薄弱部81的延伸轨迹完全覆盖薄弱部81。

如图14以及图15所示，在一些可选的实施例中，防护部件90具有两个以上防护单元90c，两个以上防护单元90c在薄弱部81的延伸轨迹上间隔分布。通过上述设置，同样能够满足对第一部分82以及第二部分83之间的连接强度的增加需求。并且防护单元90c在薄弱部81的延伸轨迹上间隔分布，能够使得防护部件90对第一部分82以及第二部分83之间连接强度的增加适中，当电池单体30出现热失控时，利于泄压机构80的致动。

可选地，本申请实施例提供的电池单体30，其防护单元90c可以为两个以上沿薄弱部81的延伸轨迹间隔分布且彼此独立设置的膜层结构。防护单元90c可以是圆形、椭圆形、方形等多边形结构，当然也可以采用不规则形状，只要能够保证每个防护单元90c与第一部分82以及第二部分83连接，以增加第一部分82以及第二部分83的连接强度需求均可。

防护单元90c的数量可以根据薄弱部81的形状以及在延伸轨迹上的尺寸进行设定，可以为两个、三个甚至更多个。示例性地，防护单元90c的数量可以为四个，四个防护单元90c在薄弱部81的延伸轨迹上间隔分布。

如图14所示，示例性地，防护单元90c可以为方形结构，两个以上防护单元90c沿薄弱部81的延伸轨迹间隔且均匀分布，各防护单元90c彼此独立设置。

如图15所示，当然，此为一种可选地实施方式，在有些实施例中，同样可以使得两个以上防护单元90c沿薄弱部81的延伸轨迹间隔分布，同时，可以使得各防护单元90c的一端向泄压机构80的中心方向延伸并汇聚，当防护单元90c的数量为四个时，防护部件90整体可以呈十字形状。

可以理解的是，本申请上述各实施例均是以薄弱部81为环形结构为例进行举例说明，此为一种可选地实施方式，但不限于上述方式。

如图16以及图17所示，在有些实施例中，薄弱部81可以为长条形结构，第一部分82和第二部分83均用于连接壁部。当薄弱部81为长条形结构时，其延伸轨迹可以为直线形。

当薄弱部81为长条形结构时，第一部分82与第二部分83可以在与薄弱部81的长度方向相垂直的方向上相对设置并通过薄弱部81连接。

如图16所示，当薄弱部81为长条形结构时，防护部件90同样可以沿薄弱部81的延伸轨迹延伸并完全覆盖薄弱部81。示例性地，防护部件90可以为形状与薄弱部81的形状相匹配的长条形结构并覆盖薄弱部81。

如图17所示，当然，当防护部件90采用长条形结构时，防护部件90同样可以包括两个以上防护单元90c，两个以上防护单元90c在沿薄弱部81的延伸轨迹间隔分布，能够满足对第一部分82以及第二部分83的连接强度的增加均可。

如图18所示，根据本申请实施例提供一种制备电池单体30的方法，包括：

s100、提供端盖41和壳体42，壳体42具有开口421，端盖41能够封闭开口421设置，壳体42或端盖41设有泄压机构80，泄压机构80包括薄弱部81和设于薄弱部81两侧的第一部分82和第二部分83，薄弱部81用于连接第一部分82和第二部分83，泄压机构80被配置为在壳体42与端盖41形成的整体内部的压力达到阈值时薄弱部81被破坏以释放压力；

s200、提供防护部件90，防护部件90设于泄压机构80上，防护部件90用于连接第一部分82和第二部分83，以增加第一部分82与第二部分83的连接强度；

s300、提供电极组件50，将电极组件50安装于壳体42内；

s400、组装端盖41和壳体42，将端盖41连接于壳体42，并覆盖开口421。

本申请实施例提供的制备电池单体30的方法所制造的电池单体30，泄压机构80上薄弱部81的设置使得外壳40内压力达到阈值时能够释放压力，保证电池单体30在发生热失控时的安全。防护部件90的设置能够增加第一部分82与第二部分83的连接强度，使得电池单体30的内部压力存在高低交替变化的情况下，防护部件90能够分担泄压机构80在隆起或者凹陷时施加在薄弱部81上的作用力，进而可以有利于减小薄弱部81所承载的交变应力。降低在电池单体30正常使用情况下，薄弱部81发生交变疲劳老化或断裂而导致泄压机构80发生提前爆破泄压的可能性，有利于提高电池单体30的使用安全性和稳定性。

本申请实施例的电池单体30的制造方法可以制造上述实施例的电池单体30。

作为一种可选地实施方式，步骤s200包括：将端盖41或壳体42具有薄弱部81的区域粘贴防护部件90，防护部件90包括聚丙烯膜层以及聚乙烯膜层中至少一种。示例性地，防护部件90可以仅包括聚丙烯膜层，或者防护部件90可以仅包括聚乙烯膜层，当然，在有些示例中，防护部件90可以同时包括聚丙烯膜层以及聚乙烯膜层，可以预先在端盖41或壳体42具有薄弱部81的区域粘贴聚丙烯膜层以及聚乙烯膜层中的一者，然后粘接另一者。例如可以在具有薄弱部81的区域先粘贴聚丙烯膜层，然后粘接聚乙烯膜层。

在一些可选的示例中，步骤s200也可以包括：将端盖41或壳体42具有薄弱部81的区域喷涂防护粉并固化形成防护部件90，防护粉包括聚丙烯粉以及聚乙烯粉中的至少一种。示例性地，防护粉可以仅包括聚丙烯粉，或者防护粉可以仅包括聚乙烯粉，当然，在有些示例中，防护粉可以包括聚丙烯粉、聚乙烯粉。

在一些可选的示例中，步骤s200也可以包括：将端盖41或壳体42具有薄弱部81的区域浸润石蜡溶液，待薄弱部81的区域浸润的石蜡溶液固化形成防护部件90。

如图19所示，本申请实施例提供还一种制备电池单体30的设备1000，包括：

第一提供模块1001，用于提供端盖41和壳体42，壳体42具有开口421，端盖41能够封闭开口421设置，壳体42或端盖41设有泄压机构80，泄压机构80包括薄弱部81和设于薄弱部81两侧的第一部分82和第二部分83，薄弱部81用于连接第一部分82和第二部分83，泄压机构80被配置为在壳体42与端盖41形成的整体内部的压力达到阈值时薄弱部81被破坏以释放压力；

第二提供模块1002，用于提供防护部件90，防护部件90设于泄压机构80上，防护部件90用于连接第一部分82和第二部分83，以增加第一部分82与第二部分83的连接强度；

第三提供模块1003，用于提供电极组件50，将电极组件50安装于壳体42内；组装模块1004，用于组装端盖41和壳体42，将端盖41连接于壳体42，并覆盖开口421。

本申请实施例提供的制备电池单体30的设备1000，泄压机构80上薄弱部81的设置使得外壳40内压力达到阈值时能够释放压力，保证电池单体30在发生热失控时的安全。防护部件90的设置能够增加第一部分82与第二部分83的连接强度，使得电池单体30的内部压力存在高低交替变化的情况下，防护部件90能够分担泄压机构80在隆起或者凹陷时施加在薄弱部81上的作用力，进而可以有利于减小薄弱部81所承载的交变应力，降低在电池单体30正常使用情况下，薄弱部81发生交变疲劳老化或断裂而导致泄压机构80发生提前爆破泄压的可能性，有利于提高电池单体30的使用安全性和稳定性。

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。