电池单体、电池以及用电装置的制作方法

本技术涉及电池领域，特别是涉及一种电池单体、电池以及用电装置。

背景技术：

1、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。

2、在电池技术的发展中，如何改善电池单体的可靠性，是电池技术中的一个研究方向。

技术实现思路

1、本技术提供一种电池单体、电池以及用电装置，其能提高可靠性。

2、第一方面，本技术提供一种电池单体，其包括外壳、电极组件、电极引出件以及绝缘支架。电极组件容纳于外壳内且包括主体部和第一极耳，第一极耳从主体部沿第一方向的端部伸出。电极引出件设置于外壳并电连接于第一极耳。绝缘支架容纳于外壳内并与主体部沿第一方向设置，绝缘支架的一部分位于电极引出件和外壳之间，绝缘支架面向主体部的一侧设有第一容纳凹部，第一极耳的至少部分伸入第一容纳凹部。

3、绝缘支架可以容纳并收拢第一极耳，降低第一极耳倒插入主体部的风险，并将第一极耳的至少部分与外壳隔开，以降低短路风险。电极引出件和外壳能够对绝缘支架进行限位，从而在电池单体受到外部冲击时减小绝缘支架相对于外壳的晃动，降低绝缘支架冲击外壳的风险以及外壳破裂的风险，提高电池单体的可靠性。

4、在一些实施例中，第一极耳在第一容纳凹部中弯折。通过弯折第一极耳，可以减小第一极耳在第一方向上占用的空间，提高空间利用率。由于第一极耳是在第一容纳凹部中弯折，所以绝缘支架可以将第一极耳的弯折处与外壳隔离，从而降低第一极耳在弯折变形中与外壳接触的风险。

5、在一些实施例中，第一极耳包括第一部分、弯折部以及第二部分。第一部分连接于主体部和电极引出件。弯折部从第一部分远离主体部的一端延伸并相对于第一部分弯折，弯折部容纳于第一容纳凹部。第二部分从弯折部远离第一部分的一端朝向主体部延伸。

6、第一极耳在第一容纳凹部向回弯折，以使得第一部分和第二部分在第一方向上共用空间，从而提高空间利用率，提升电池单体的能量密度。

7、在一些实施例中，绝缘支架包括绝缘基板、第一限位板和第二限位板，绝缘基板与主体部沿第一方向间隔设置。第一限位板和第二限位板位于绝缘基板面向主体部的一侧并沿第二方向间隔设置，第一方向垂直于第二方向。第一容纳凹部位于第一限位板和第二限位板之间。

8、第一限位板和第二限位板可以对第一极耳限位和绝缘，从而降低第一极耳与外壳导通的风险，提高可靠性。

9、在一些实施例中，第二限位板的厚度大于第一限位板的厚度。

10、第二限位板需要承受折弯第一极耳产生的应力，因此，第二限位板相对于第一限位板可具有较大的厚度，以为第一极耳提供有效支撑，降低第二限位板变形的风险。第一限位板主要起到绝缘作用，其相对于第二限位板可具有较小的厚度，以减小绝缘支架的重量。

11、在一些实施例中，第二限位板支撑第一极耳，以对第一极耳进行整形。

12、在一些实施例中，在第一方向上，第一限位板面向主体部的一端超出第二限位板面向主体部的一端，并使第一极耳与外壳绝缘。

13、第一限位板在第一方向上可具有大于第二限位板的尺寸，以将第一极耳与外壳绝缘，降低短路风险。第二限位板在第一方向上可具有小于第一限位板的尺寸，以减小绝缘支架的重量。

14、在一些实施例中，第一限位板在第一方向上凸出绝缘基板的尺寸为d1，第二限位板在第一方向上凸出绝缘基板的尺寸为d2。d1和d2满足：0.3≤d2/d1≤0.7。

15、将d2/d1限定为大于或等于0.3，以增大第二限位板与第一极耳之间的接触面积，改善支撑效果。本技术实施例将d2/d1限定为大于或等于0.7，以减小第二限位板的体积和重量。

16、在一些实施例中，电极引出件包括连接于第一极耳的第一连接板，第一连接板在第一方向上位于主体部和绝缘基板之间，第一连接板远离主体部的端部在第二方向上位于第一限位板和第二限位板之间。第一极耳沿第一连接板远离主体部的端部在第一容纳凹部内弯折。

17、第一连接板可以引导第一极耳折弯，并实现第一极耳与电极引出件之间的电连接。

18、在一些实施例中，电极引出件还包括第二连接板，第二连接板连接于第一连接板靠近主体部的一端。第二连接板在第一方向上将第一极耳的端部与主体部隔开。

19、第二连接板可以在第一方向上将主体部与第一极耳的端部隔开，以降低第一极耳插入主体部的风险，提高电池单体的可靠性。

20、在一些实施例中，外壳包括第一壳壁，电极组件、绝缘支架位于第一壳壁沿第二方向的同一侧，第一限位板位于第二限位板背离第一壳壁的一侧。电极引出件还包括第三连接板和电极端子，第三连接板位于第一连接板面向第一壳壁的一侧，第二连接板连接第一连接板和第三连接板，电极端子连接第三连接板并穿过第一壳壁。

21、第三连接板、第二连接板以及第一连接板围成一个容纳空间，以容纳第一极耳的至少部分，降低第一极耳与外壳接触的风险。电极端子穿过第一壳壁，以将电流引出到电池单体的外部。

22、在一些实施例中，第一连接板、第二连接板、第三连接板以及电极端子为一体成型结构，从而简化电极引出件的结构，简化装配工艺，提高过流能力。

23、在一些实施例中，外壳包括第一壳壁，绝缘支架位于第一壳壁沿第二方向的一侧。绝缘支架还包括第三限位板，第三限位板位于第二限位板面向第一壳壁的一侧并连接于绝缘基板，第一限位板位于第二限位板远离第一壳壁的一侧。在第二方向上，第三限位板的至少部分位于第一壳壁和电极引出件之间。

24、通过设置第三限位板，以便于第一壳壁和电极引出件对绝缘支架在第二方向上进行限位。电极引出件可以利用第二限位板和第三限位板之间的空间，从而提高空间利用率。

25、在一些实施例中，在第一方向上，第二限位板朝向主体部的一端超出第三限位板朝向主体部的一端。第三限位板在第一方向上可具有较小的尺寸，这样可以减小绝缘支架的重量。

26、在一些实施例中，电池单体还包括绝缘件，绝缘件的至少部分位于外壳和电极引出件之间。

27、绝缘件可用于将外壳和电极引出件绝缘，以降低短路风险。

28、在一些实施例中，绝缘支架连接于绝缘件。绝缘件可对绝缘支架限位，从而提高绝缘支架的稳定性。

29、在一些实施例中，绝缘件沿第一方向远离主体部一端设有绝缘凹部，绝缘支架的至少部分插入绝缘凹部。

30、在装配时，绝缘支架可与绝缘凹部配合，以实现绝缘件与绝缘支架的定位，提高装配效率和精度。

31、在一些实施例中，绝缘支架插入绝缘凹部的部分在第二方向上过盈卡接于外壳和绝缘件之间，第二方向垂直于第一方向。过盈卡接的方式，可以提高绝缘支架的稳定性，在电池单体受到外部冲击时，减小绝缘支架从绝缘凹部中脱出的风险。

32、在一些实施例中，在第一方向上，绝缘支架与主体部相抵。绝缘支架可以在第一方向上对主体部限位，从而在电池单体受到外部冲击时，减小主体部在外壳内的移动，改善电池单体的循环性能。

33、在一些实施例中，外壳设有注液孔。绝缘支架设有注液通道，注液通道连通于主体部与绝缘支架之间的空间。注液通道的周壁包括引流壁，在注液孔的轴向上，注液孔与引流壁相对，注液通道位于引流壁面向注液孔的一侧。

34、绝缘支架的引流壁可以承受电解液的冲击并引导电解液在注液通道内流动，从而降低电解液对主体部的直接冲击，减小隔离件的变形。

35、在一些实施例中，注液通道在绝缘支架面向主体部的表面形成注液开口。电解液可以经由注液开口流出并浸润主体部，从而提高浸润效率。

36、在一些实施例中，绝缘支架面向主体部的一侧设有第二容纳凹部，第二容纳凹部与第一容纳凹部沿第二方向设置。注液通道位于第二容纳凹部沿第三方向的一侧并连通于第二容纳凹部，第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直。

37、第二容纳凹部和注液通道可以改变电解液的流向，减小主体部受到的直接冲击，降低主体部的隔离件变形的风险，提高可靠性。

38、在一些实施例中，绝缘支架面向主体部的一侧设有多个容纳凹部，多个容纳凹部沿第二方向布置，第二方向垂直于第一方向。多个容纳凹部中的一个为第一容纳凹部。多个容纳凹部沿第二方向的尺寸之和为d3，绝缘支架沿第二方向的尺寸为d4。d3和d4满足：0.3≤d3/d4≤0.7。

39、d3/d4的值越大，绝缘支架中空的部分也大，绝缘支架的重量越小，电池单体的能量密度越高。当然，d3/d4的值越大，绝缘支架的结构强度也会下降。本技术实施例将d3/d4限定为0.3-0.7，可以在绝缘支架的结构强度满足要求的前提下，增大绝缘支架的中空部分，减小绝缘支架的重量，提高电池单体的能量密度。

40、在一些实施例中，电极组件还包括第二极耳，第二极耳的极性与第一极耳的极性相反，第一极耳和第二极耳从主体部沿第一方向的端部伸出并沿第三方向间隔设置，第三方向垂直于第一方向。绝缘支架面向主体部的一侧设有第三容纳凹部，第三容纳凹部和第一容纳凹部沿第三方向间隔设置。第二极耳的至少部分伸入第三容纳凹部。

41、绝缘支架同时设置容纳第一极耳的第一容纳凹部和容纳第二极耳的第三容纳凹部，以降低短路风险，并简化电池单体的结构，提供电池单体的能量密度。

42、在一些实施例中，外壳包括沿第二方向相对设置的第一壳壁和第二壳壁，主体部位于第一壳壁和第二壳壁之间，第二方向垂直于第一方向。外壳设有第一凹部，第一凹部相对于第二壳壁的外表面朝向第一壳壁凹陷。电极引出件包括位于第一壳壁背离第二壳壁的一侧的端子板。在第二方向上，端子板的投影位于第一凹部的投影内。

43、通过设置端子板，以便于与外部导电结构电连接，提高过流能力。当多个电池单体沿第二方向排列时，一电池单体的第一凹部可以避让另一电池单体的端子板，从而提高空间利用率，提升电池的能量密度。

44、在一些实施例中，在第二方向上，绝缘支架的投影与第一凹部的投影至少部分重叠。

45、绝缘支架可以支撑第一凹部的底壁，降低第一凹部的底壁向内塌陷的风险，并将第一凹部的底壁与第一极耳隔离，降低短路风险，提高可靠性。

46、在一些实施例中，外壳包括沿第二方向相对设置的壳体和盖板，壳体具有开口，盖板盖合开口。盖板包括第一壳壁，壳体包括第二壳壁。

47、在一些实施例中，外壳沿第一方向的尺寸为l1，外壳沿第二方向的尺寸为l2，外壳沿第三方向的尺寸为l3。第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直。3≤l1/l3≤7，2≤l3/l2≤7。

48、在电池单体的体积一定的前提下，将l1/l3限定为3-7，将l3/l2限定为2-7，可以平衡电池单体在第一方向上的空间利用率以及第一极耳的过流能力，并降低电池单体的温升，降低电池单体在受到外部冲击的情况下出现变形的风险，提高电池单体的可靠性能和循环性能。

49、第二方面，本技术提供一种电池，其包括多个第一方面任一实施例提供的电池单体。

50、第三方面，本技术提供一种用电装置，其包括第二方面的电池，电池用于提供电能。