电池单体、电池及用电装置的制作方法

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术：

1、近些年，新能源汽车有了飞跃式的发展，在电动汽车领域，动力电池作为电动汽车的动力源，起着不可替代的重要作用。随着新能源汽车的大力推广，对动力电池产品的需求也日益增长，电池作为新能源汽车核心零部件在使用可靠性方面有着较高的要求。其中，电池单体通常包括外壳和容纳于外壳内的电极组件，但是，现有的电池单体在使用过程中容易出现起火爆炸等风险，以导致电池单体使用可靠性较低。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种电池单体、电池及用电装置，能够有效提升电池单体的使用可靠性。

2、第一方面，本技术实施例提供一种电池单体，包括外壳、电极组件和支撑件；外壳包括第一壁和第二壁，第一壁与第二壁相交且连接，第一壁上设置有泄压部，泄压部被配置为泄放电池单体的内部压力；电极组件容纳于外壳内；支撑件设置于第一壁与电极组件之间；其中，第二壁与电极组件之间形成有第一导气空间，沿第一壁的厚度方向，支撑件与第一壁之间和/或支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间，第二导气空间与第一导气空间连通，第二导气空间被配置为将第一导气空间内的气体引导至泄压部。

3、在上述技术方案中，第一壁上设置有用于泄放电池单体的内部压力的泄压部，且电极组件与第一壁之间设置有支撑件，使得支撑件能够电极组件起到支撑作用，以便于电池单体通过泄压部泄放内部压力，通过在支撑件与第一壁之间和/或支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间，且第二导气空间与第二壁和电极组件之间形成的第一导气空间相互连通，使得电池单体在发生热失控时内部产生的气体能够通过第一导气空间进入至第二导气空间内，并通过第二导气空间将热失控的气体引导至泄压部进行排放，从而能够减少支撑件对热失控气体的阻挡，有利于提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度，进而能够降低电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险，以提升电池单体的使用可靠性。

4、在一些实施例中，支撑件与第一壁之间形成有第二导气空间；支撑件与第二壁之间形成有第一导气通道，第一导气通道连通第一导气空间和第二导气空间。

5、在上述技术方案中，通过在支撑件与第一壁之间形成第二导气空间，且支撑件与第二壁之间形成有连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道，从而使得位于支撑件的两侧的第一导气空间和第二导气空间能够相互连通，且使得第二导气空间能够直接与泄压部对应设置，进而便于第二导气空间将第一导气空间内的气体引导至泄压部，有利于提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度。

6、在一些实施例中，沿第一方向，支撑件的至少一端形成有第一表面，第一表面与第二壁之间形成第一导气通道，第一方向垂直于第一壁的厚度方向。

7、在上述技术方案中，通过将用于连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道形成与支撑件的第一表面与第二壁之间，使得支撑件为在第一方向上的至少一端与第二壁之间形成第一导气通道的结构，以实现第一导气空间和第二导气空间能够相互连通，结构简单，且便于制造和加工。

8、在一些实施例中，沿第一方向，支撑件的两端均形成有第一表面，每个第一表面与第二壁之间均形成有第一导气通道。

9、在上述技术方案中，通过在支撑件沿第一方向上的两端均形成有第一表面，以使支撑件在第一方向上的两端与第二壁之间均能够形成第一导气通道，有利于进一步提高第一导气空间内的气体进入第二导气空间内后通过泄压部进行排放的顺畅度，从而能够进一步减少支撑件对热失控气体的阻挡，以提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度，进而能够降低电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险，以提升电池单体的使用可靠性。

10、在一些实施例中，第一表面为弧面。

11、在上述技术方案中，通过将支撑件的第一表面设置为弧面结构，一方面便于对支撑件进行加工和制造，另一方面能够实现将支撑件加工为与电极组件的形状相同的结构，从而在实现支撑件对电极组件进行有效支撑的同时能够提高电池单体的内部空间利用率，以扩大第一导气通道的排气面积。

12、在一些实施例中，电池单体包括多个支撑件，多个支撑件沿第二方向依次连接，支撑件与电极组件一一对应，第一方向、第二方向和第一壁的厚度方向两两垂直；其中，多个支撑件在第一方向上位于同一端且相邻的两个第一表面相连。

13、在上述技术方案中，通过在电池单体的内部设置多个支撑件，且每个支撑件对应一个电极组件设置，有利于提高支撑件对电极组件的支持效果，且便于将支撑件设置为与电极组件的形状相同的结构。此外，通过将多个支撑件在第一方向上位于同一端且相邻的两个第一表面相互连接，有利于提高多个支撑件的第一表面之间的连续性，便于对支撑件进行加工的同时能够进一步扩大第一导气通道的排气面积。

14、在一些实施例中，多个支撑件一体成型。

15、在上述技术方案中，通过将多个支撑件设置为一体式的结构，有利于提高多个支撑件之间的连接可靠性和结构稳定性。

16、在一些实施例中，第一表面为斜面，第一表面与第一壁的厚度方向平行；其中，第二壁包括第一壁部，沿第一方向，第一壁部与第一表面相对设置，第一壁部的内表面与第一表面呈锐角设置。

17、在上述技术方案中，通过将支撑件的第一表面设置为与第一壁的厚度方向平行且与第二壁的第一壁部的内表面呈锐角设置的斜面结构，以使斜面结构的第一表面与第二壁之间形成有间隙，从而形成用于连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道，采用这种结构的支撑件便于加工和制造，有利于降低支撑件的加工难度，以提升支撑件的生产效率。

18、在一些实施例中，沿第一方向，支撑件的至少一端设置有凹槽，凹槽的槽底面与第二壁之间形成第一导气通道，第一方向垂直于第一壁的厚度方向。

19、在上述技术方案中，通过在支撑件沿第一方向上的至少一端上设置凹槽，以使支撑件通过凹槽能够与第二壁之间形成间隙，从而形成用于连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道，结构简单，且便于加工。

20、在一些实施例中，沿第一方向，支撑件的两端均设置有凹槽，每个凹槽的槽底面与第二壁之间均形成有第一导气通道。

21、在上述技术方案中，通过在支撑件沿第一方向上的两端均设置凹槽，以使支撑件在第一方向上的两端与第二壁之间均能够形成第一导气通道，有利于进一步提高第一导气空间内的气体进入第二导气空间内后通过泄压部进行排放的顺畅度，从而能够进一步减少支撑件对热失控气体的阻挡，以提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度，进而能够降低电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险，以提升电池单体的使用可靠性。

22、在一些实施例中，沿第一壁的厚度方向，支撑件面向第一壁的一侧设置有第一导气槽，第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成第二导气空间。

23、在上述技术方案中，通过在支撑件面向第一壁的一侧设置第一导气槽，以使支撑件在设置第一导气槽的区域与第一壁共同形成第二导气空间，从而有利于降低在支撑件与第一壁之间形成第二导气空间的难度，以提升电池单体的生产效率。

24、在一些实施例中，沿第一壁的厚度方向，泄压部的投影的至少部分位于第一导气槽内。

25、在上述技术方案中，通过将泄压部在第一壁的厚度方向上的投影设置为至少部分位于第一导气槽内，以使泄压部的至少部分与第一导气槽相对设置，从而有利于第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成的第二导气空间将气体引导至泄压部进行排放，以提升电池单体在热失控时的排气顺畅度。

26、在一些实施例中，沿第一壁的厚度方向，支撑件的厚度为d1，第一导气槽的槽深为d2，满足，1/3≤d2/ d1≤2/3。

27、在上述技术方案中，通过将第一导气槽在第一壁的厚度方向上的深度设置为大于或等于支撑件的厚度的1/3，以实现第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成的第二导气空间具有足够的空间将第一导气空间的气体引导至泄压部，有利于提高电池单体在热失控时的排气顺畅度，且通过将第一导气槽在第一壁的厚度方向上的深度设置为小于或等于支撑件的厚度的2/3，以缓解第一导气槽占用支撑件的空间过多而造成支撑件的结构强度下降的现象，有利于降低支撑件在使用过程中出现变形或断裂等风险，从而能够有效维持第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成的第二导气空间的形态。

28、在一些实施例中，支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间；支撑件上形成有第二导气通道，第二导气通道连通第一导气空间和第二导气空间。

29、在上述技术方案中，通过在支撑件与电极组件之间形成第二导气空间，且支撑件上形成有连通第一导气空间和第二导气空间的第二导气通道，以使第一导气空间能够与位于电极组件和支撑件之间的第二导气空间相互连通，从而在电池单体发生热失控时一方面使得电极组件产生的热失控气体能够进入至第一导气空间内后，再通过第二导气空间引导至泄压部进行排放，另一方面使得电极组件产生的热失控气体能够直接进入形成于电极组件与支撑件之间的第二导气空间内后再通过泄压部进行排放，有利于提升电池单体的排气顺畅度。

30、在一些实施例中，沿第一壁的厚度方向，支撑件面向电极组件的一侧设置有第二导气槽，第二导气槽的槽底面与电极组件之间形成第二导气空间，第二导气槽的槽底面设置有导气孔，导气孔被配置为将第二导气空间内的气体引导至泄压部；其中，第二导气通道的一端延伸至第二导气槽的槽侧面。

31、在上述技术方案中，通过在支撑件面向电极组件的一侧设置第二导气槽，且第二导气槽的槽底面设置有导气孔，使得支撑件能够对电极组件起到支撑作用的同时能够在支撑件与电极组件之间形成第二导气空间，且通过将第二导气通道的一端延伸至第二导气槽的槽侧面，从而实现第二导气通道能够与第二导气槽连通，以实现第一导气空间与第二导气空间连通，进而使得第二导气空间能够将第一导气空间的气体引导至泄压部进行排放。

32、在一些实施例中，沿第一壁的厚度方向，支撑件的厚度为d1，满足，0.2mm≤d1≤10mm。

33、在上述技术方案中，通过将支撑件在第一壁的厚度方向上的厚度设置为大于或等于0.2mm，一方面便于对支撑件进行加工和制造，有利于支撑件的加工难度，另一方面使得支撑件具有足够的结构强度，有利于降低支撑件在使用过程中存在变形或断裂等风险。此外，通过将支撑件在第一壁的厚度方向上的厚度设置为小于或等于10mm，以缓解支撑件占用电池单体的内部的空间过多的现象，有利于提升电池单体的能量密度。

34、在一些实施例中，支撑件上设置有通孔，通孔沿第一壁的厚度方向贯穿支撑件。

35、在上述技术方案中，通过在支撑件上设置通孔，且通孔沿第一壁的厚度方向贯穿支撑件，使得游离在支撑件与第一壁之间的电解液能够通过通孔进入至位于支撑件背离第一壁的一侧的电极组件内，有利于提高电极组件的电解液的浸润效果，且能够提升电解液的利用率，以减少游离在支撑件与第一壁之间的电解液出现浪费的现象。

36、在一些实施例中，电极组件包括正极片、负极片和隔离件，隔离件设置于正极片与负极片之间；其中，隔离件在第一壁的厚度方向上靠近支撑件的一端形成有延伸部，延伸部穿设于通孔内并伸出于通孔远离电极组件的一端。

37、在上述技术方案中，通过在电极组件的隔离件在第一壁的厚度方向上面向支撑件的一端设置延伸部，且延伸部穿设于通孔内并伸出于通孔远离电极组件的一端，以使隔离件通过延伸部能够与游离在支撑件与第一壁之间的电解液接触，从而使得延伸部能够通过毛细作用将支撑件与第一壁之间的电解液引导至电极组件内，进而有利于提高电极组件的电解液的浸润效果，以提高电池单体的使用寿命，且能够提升电解液的利用率，以减少游离在支撑件与第一壁之间的电解液出现浪费的现象。

38、在一些实施例中，隔离件具有多个延伸部，支撑件上设置有多个通孔，每个延伸部穿设于一个通孔内。

39、在上述技术方案中，通过在电极组件的隔离件上设置多个延伸部，且对应在支撑件上设置多个通孔，以使每个延伸部能够穿设于一个通孔内，一方面便于装配，有利于降低电极组件与支撑件之间的装配难度，另一方面使得电极组件能够通过多个延伸部将支撑件与第一壁之间的电解液引导至电极组件内，以进一步提高电极组件的电解液的浸润效果。

40、在一些实施例中，支撑件为绝缘材质。

41、在上述技术方案中，通过将支撑件设置为绝缘材质，从而在实现支撑件对电极组件起到支撑作用的同时能够起到绝缘隔离电极组件和第一壁的作用，有利于降低电极组件与外壳之间出现短接的风险。

42、在一些实施例中，支撑件的材质包括云母或聚四氟乙烯。

43、在上述技术方案中，通过将支撑件的材质设置为云母或聚四氟乙烯，以使支撑件在具有绝缘功能的同时还具有较高的强度和耐热性能，从而能够降低支撑件在电池单体热失控时出现熔化或变形的风险，进而能够有效维持支撑件的形态，以便于第二导气空间能够将外壳内部的热失控气体引导至泄压部。

44、在一些实施例中，外壳包括壳体和端盖；壳体包括一体成型的第一壁和第二壁，第二壁围设于第一壁的周围，沿第一壁的厚度方向，第二壁的一端连接于第一壁，另一端围合形成开口，第一壁和第二壁共同界定出容纳电极组件的容纳腔；端盖封闭开口。

45、在上述技术方案中，外壳的壳体包括第一壁和第二壁，且第一壁与第二壁为一体成型的结构，使得第一壁为壳体在第一壁的厚度方向上与端盖相对设置的一个壁，采用这种结构的电池单体能够使得外壳设置有泄压部的区域远离端盖，且使得第一壁与端盖之间不存在直接连接关系，从而能够缓解端盖与壳体相互连接时产生的应力对泄压部造成的影响，以降低泄压部出现开裂或结构强度下降的现象，进而能够有效降低电池单体出现提开阀泄压的情况，以提升电池单体的使用稳定性和使用寿命。

46、在一些实施例中，外壳包括壳体和端盖；壳体包括一体成型的底壁和第二壁，第二壁围设于底壁的周围，沿第一壁的厚度方向，第二壁的一端连接于底壁，另一端围合形成开口，底壁和第二壁共同界定出容纳电极组件的容纳腔；端盖连接于第二壁远离底壁的一端，端盖封闭开口；其中，端盖为第一壁。

47、在上述技术方案中，通过将外壳的第一壁设置为外壳用于封闭壳体的开口的端盖，采用这种结构的电池单体有利于第一壁上设置泄压部，有利于降低在电池单体的外壳上设置泄压部的难度，以提升电池单体的生产效率。

48、在一些实施例中，外壳呈长方体状。

49、在上述技术方案中，通过将外壳设置为长方体状，以形成长方体结构的电池单体，便于制造和加工，且使得电池单体的适应范围较广。

50、第二方面，本技术实施例还提供一种电池，包括上述的电池单体。

51、第三方面，本技术实施例还提供一种用电装置，包括上述的电池单体，电池单体用于提供电能。