电池单体、电池及用电装置的制作方法

本申请属于电池，更具体地说，是涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术：

1、相关技术中，电池单体包括外壳和容纳于外壳内的电极组件。对于采用极片和隔膜卷绕形成的电极组件而言，电极组件呈圆柱形，且电极组件的中心位置通常设置有中心孔。中心孔内设有结构件，以缓解电极组件的膨胀。

2、在一些情况下，在结构件的作用下，电极组件的隔膜与极片会相互剥离开。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置，能够改善极片和隔膜会相互剥离的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括：

3、外壳；

4、电极组件，设于外壳内，并设有中心孔；

5、弹性结构，至少部分设于中心孔内，并用于给中心孔的内侧壁提供弹性力；

6、连接件，连接于弹性结构和外壳，以限制弹性结构的转动。

7、本申请实施例提供的电池单体，通过在内置于中心孔内的弹性结构上设置连接件，并使连接件与外壳连接，以限制连接件的转动，进而限制弹性结构的转动。如此设置，能够改善弹性结构在中心孔内转动的问题，进而能够改善隔膜与极片因弹性结构的转动而产生的相互脱离、剥落的问题，从而可提高电池单体的使用性能、延长电池单体的使用寿命。

8、在一些实施例中，外壳开设有定位槽，连接件的至少部分沿中心孔的周向限位于定位槽内。

9、如此设置，使得电池单体的装配操作十分简单。

10、在一些实施例中，定位槽设置于外壳沿中心孔的轴向的端部。

11、如此设置，在装配电池单体的过程中，连接件可以直接插接于定位槽内，而无需额外去装配连接件和外壳，如此简化了电池单体的装配操作。

12、在一些实施例中，连接件和定位槽沿中心孔的轴向的投影均为多边形。

13、如此设置，在连接件沿轴向插接于定位槽内的情况下，基于连接件的投影和定位槽的投影均为多边形，使得连接件无法在定位槽内沿周向转动。即，该设计限制了连接件相对于外壳的周向转动，进而限制了弹性结构相对于外壳的周向转动。

14、在一些实施例中，连接件的至少部分沿中心孔的轴向限位于定位槽内。

15、如此设置，使得连接件能够沿轴向限位于外壳内，如此可以改善弹性结构沿轴向滑出中心孔致使弹性结构对电极组件的膨胀缓冲作用失效的问题。

16、在一些实施例中，沿中心孔的轴向，连接件超出于弹性结构的其中一端外，并与外壳的一端连接；或者，沿中心孔的轴向，连接件超出于弹性结构的相对两端外，并分别与外壳的相对两端连接。

17、通过采用上述技术方案，使得连接件可以与外壳沿轴线的其中一端或相对两端连接。

18、在一些实施例中，弹性结构围绕连接件卷绕设置，且能够沿中心孔的径向弹性扩张或收缩。

19、如此设置，使得弹性结构能够适应于电极组件的膨胀，从而能够较佳地缓解电极组件的膨胀，以改善电极组件塌陷、极片断裂的问题，如此可以较好地保障电池单体的使用性能。

20、在一些实施例中，弹性结构的尾端朝向弹性结构的次外圈逐渐靠拢设置。

21、如此设置，使得弹性结构的外周壁大致形成一个完全的圆弧，如此有助于削弱弹性结构的外周壁的锋利程度，如此可以改善弹性结构刺伤电极组件的问题。

22、在一些实施例中，弹性结构包括弹性层和包覆于弹性层外的柔性层，弹性层围绕连接件卷绕设置，且能够沿中心孔的径向弹性扩张或收缩。

23、如此设置，使得弹性结构通过柔性层接触于电极组件，能够改善弹性结构损伤电极组件的问题。

24、在一些实施例中，柔性层包括：

25、主体段，包覆于弹性层外；

26、延伸段，与主体段沿弹性结构的卷绕方向依次连接，且设于弹性结构沿径向上的最外圈。

27、如此设置，使得弹性结构的收尾部分为柔性层，这样可以较佳地减小弹性结构的锋利程度，进而改善弹性结构损伤电极组件的问题。

28、在一些实施例中，延伸段自主体段朝向弹性结构的次外圈逐渐靠拢设置。

29、如此设置，使得弹性结构的外周壁大致呈圆弧状，且弹性结构的收尾部分为柔性结构，这样可以较好地减小弹性结构的锋利程度，以较好地改善弹性结构损伤电极组件的问题。

30、在一些实施例中，柔性层为导热材料件；和/或，柔性层为绝缘材料件。

31、如此设置，便于电极组件的散热，和/或，能够改善弹性结构致使电极组件发生内短路的问题。

32、在一些实施例中，柔性层于弹性层一侧的厚度是0.15mm~10mm。

33、通过采用上述技术方案，使得柔性层具有合适的径向尺寸，能够隔离电极组件和弹性层，从而可以改善弹性层损伤电极组件的问题。

34、在一些实施例中，弹性层的厚度是0.3mm~10mm。

35、如此设置，使得弹性层具有较为合适的径向尺寸，使得弹性层具有较为良好的弹性性能。

36、在一些实施例中，电极组件在满放状态下，弹性结构的卷绕长度大于中心孔的圆周长度之两倍；

37、和/或，弹性结构的卷绕长度大于电极组件的极片的卷绕长度之0.001倍。

38、如此设置，使得弹性结构具有较佳的弹性性能，从而能够给电极组件提供较大的弹性力，如此能够良好地改善电极组件塌陷、极片断裂的问题。

39、在一些实施例中，弹性结构和中心孔满足以下关系：

40、0.78*d2＜d1＜3*d2；

41、其中，d1为弹性结构在未受力状态下的直径，d2为中心孔在电极组件于满放状态下的直径。

42、通过采用上述技术方案，以使弹性结构具有较为合适的直径，一方面，利于弹性结构发挥其弹性性能，以给电极组件提供弹性力，进而缓解电极组件的膨胀。另一方面，可以便于弹性结构装配至中心孔内。

43、第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括电池单体。

44、本申请实施例提供的电池，通过采用电池单体的设计，能够改善弹性结构在中心孔内转动的问题，进而能够改善隔膜与极片因弹性结构的转动而产生的相互脱离、剥落的问题，从而可提高电池的使用性能、延长电池的使用寿命。

45、第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括电池单体或电池。

46、本申请实施例提供的用电装置，通过采用电池单体的设计，能够改善弹性结构在中心孔内转动的问题，进而能够改善隔膜与极片因弹性结构的转动而产生的相互脱离、剥落的问题，从而可提高电池的使用性能、延长电池的使用寿命，进而可以提高用电装置的供电性能。

47、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。

技术特征：

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述外壳开设有定位槽，所述连接件的至少部分沿所述中心孔的周向限位于所述定位槽内。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述定位槽设置于所述外壳沿所述中心孔的轴向的端部。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述连接件和所述定位槽沿所述中心孔的轴向的投影均为多边形。

5.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述连接件的至少部分沿所述中心孔的轴向限位于所述定位槽内。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，沿所述中心孔的轴向，所述连接件超出于所述弹性结构的其中一端外，并与所述外壳的一端连接；或者，沿所述中心孔的轴向，所述连接件超出于所述弹性结构的相对两端外，并分别与所述外壳的相对两端连接。

7.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述弹性结构围绕所述连接件卷绕设置，且能够沿所述中心孔的径向弹性扩张或收缩。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述弹性结构的尾端朝向所述弹性结构的次外圈逐渐靠拢设置。

9.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述弹性结构包括弹性层和包覆于所述弹性层外的柔性层，所述弹性层围绕所述连接件卷绕设置，且能够沿所述中心孔的径向弹性扩张或收缩。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述柔性层包括：

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述延伸段自所述主体段朝向所述弹性结构的次外圈逐渐靠拢设置。

12.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述柔性层为导热材料件；和/或，所述柔性层为绝缘材料件。

13.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述柔性层于所述弹性层一侧的厚度是0.15mm~10mm。

14.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述弹性层的厚度是0.3mm~10mm。

15.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件在满放状态下，所述弹性结构的卷绕长度大于所述中心孔的圆周长度之两倍；

16.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述弹性结构和所述中心孔满足以下关系：

17.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求1-16任一项所述的电池单体。

18.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求1-16任一项所述的电池单体或根据权利要求17所述的电池。

技术总结
本申请适用于电池技术领域，提供一种电池单体、电池及用电装置，用电装置包括电池，电池包括电池单体，电池单体包括外壳、电极组件、弹性结构和连接件。电极组件设于外壳内，并设有中心孔；弹性结构至少部分设于中心孔内，并用于给中心孔的内侧壁提供弹性力；连接件连接于弹性结构和外壳，以限制弹性结构的转动。通过在内置于中心孔内的弹性结构上设置连接件，并使连接件与外壳连接，以限制连接件的转动，进而限制弹性结构的转动。如此设置，能够改善弹性结构在中心孔内转动的问题，进而能够改善隔膜与极片因弹性结构的转动而产生的相互脱离、剥落的问题，从而可提高电池单体的使用性能、延长电池单体的使用寿命。

技术研发人员：吴凯,李炳坤,吴宪,王茂旭,孙昊
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：20230519
技术公布日：2024/1/13