CN115066805B - 电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及*** - Google Patents

电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及*** Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及***。电池单体包括壳体、电路组件和端盖组件。壳体具有开口。电极组件设于壳体内。电极组件包括主体部和极耳。极耳从主体部的端部朝开口延伸。电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜。第一极片和第二极片均具有涂覆区和未涂覆区。电极组件上与第一极片和第二极片的涂覆区对应的部分为主体部。第一极片或第二极片的未涂覆区形成极耳。隔膜用于隔离第一极片和第二极片。端盖组件用于封闭开口。端盖组件包括端盖和第一绝缘件。端盖覆盖开口并连接于壳体。第一绝缘件设于端盖靠近壳体内部的一侧。第一绝缘件具有凹部。极耳容纳于凹部内。凹部的至少部分内壁环绕极耳外周设置。

Description

电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及***
技术领域
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、电池单体的制造方法及***。
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。电池包括电池单体。然而，电池单体在使用过程中，存在短路的问题，影响电池单体的使用安全性。
发明内容
本申请实施例一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及***，旨在解决电池单体存在短路而影响使用安全性的问题。
本申请实施例提供一种电池单体，包括壳体、电路组件和端盖组件。
壳体具有开口。电极组件设置于壳体内。电极组件包括主体部、隔膜以及极耳。极耳从主体部的端部朝开口延伸。电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜。第一极片和第二极片均具有涂覆区和未涂覆区。电极组件上与第一极片和第二极片的涂覆区对应的部分为主体部。第一极片或第二极片的未涂覆区形成极耳。隔膜用于隔离第一极片和第二极片。端盖组件用于封闭开口。端盖组件包括端盖以及第一绝缘件。端盖被配置为覆盖开口并连接于壳体。第一绝缘件设置于端盖靠近壳体内部的一侧。第一绝缘件具有凹部。极耳容纳于凹部内。凹部的至少部分内壁环绕极耳外周设置。
本申请的一个实施例中，第一绝缘件被配置为抵压于极耳的外周表面。
本申请的一个实施例中，第一绝缘件包括相互连接的本体和延伸部，本体被配置为连接端盖，延伸部从本体上朝电极组件延伸凸出以形成凹部，延伸部设置于极耳外周，延伸部抵压外周表面。由于第一绝缘件具有延伸部，因此在进行组装时，第一绝缘件的延伸部可以***极耳和壳体之间的间隙中，从而延伸部可以引导极耳准确***第一绝缘件的凹部内，降低在组装过程中，第一绝缘件对极耳施加挤压应力而导致极耳发生变形的可能性，同时也使得延伸部可以在组装过程中较早地对极耳形成防护和限位。
本申请的一个实施例中，延伸部环绕极耳的外周表面，使得延伸部可以对极耳形成防护隔离。
本申请的一个实施例中，延伸部为连续延伸的闭环结构。由于延伸部远离端盖的端面呈闭环结构，因此延伸部可以对极耳形成防护隔离，有利于进一步提高隔离效果。或者，延伸部为具有缺口的环形结构。延伸部的缺口可以提供避让空间。
本申请的一个实施例中，外周表面包括连续的第一区域、第二区域和第三区域，第一区域相比第二区域靠近主体部，第二区域连接第一区域和第三区域，第一区域的最小径向尺寸大于第三区域的最大径向尺寸，凹部的至少部分内壁环绕第三区域。这样，极耳的一部分可以位于第一绝缘件的凹部内，对于同等容量的电池单体有利于缩短电池单体在电极组件的轴向上的整体尺寸，从而有利于提高电池单体的能量密度。
本申请的一个实施例中，第一绝缘件被配置为抵压于第二区域，从而可以降低电极组件朝靠近或远离端盖的方向发生移动的可能性。
本申请的一个实施例中，电极组件还包括第二绝缘件，第二绝缘件环绕第一绝缘件与极耳的抵压区域设置，以隔离抵压区域与壳体。延伸部和第二绝缘件可以对极耳形成双重隔离和防护结构，有利于进一步降低极耳和壳体发生接触而导致极耳和壳体发生短路的可能性。
本申请的一个实施例中，第二绝缘件为隔膜超出主体部并且位于极耳外周的一部分。这样，不再需要额外单独设置第二绝缘件，有利于减少零部件使用数量和装配难度，并且由于隔膜是一整体结构，使得形成的第二绝缘件不易发生脱落。
本申请的一个实施例中，第二绝缘件抵压于第一绝缘件朝向壳体的外侧面，从而第二绝缘件与第一绝缘件之间可以形成接触区域，进而第二绝缘件可以阻挡可导电性杂物。
本申请的一个实施例中，外侧面具有导向斜面，沿远离端盖的方向，导向斜面朝向凹部倾斜。在将带有第二绝缘件的电极组件装入壳体后再装配端盖组件时，在导向斜面的引导作用下，第一绝缘件上与导向斜面对应的部分可以容易地进入第二绝缘件所限定的空间内。
本申请的一个实施例中，第二绝缘件粘接于外侧面，有利于提高第二绝缘件和第一绝缘件的连接可靠性和稳定性。
本申请的一个实施例中，电池单体还包括第三绝缘件，第三绝缘件环绕第二绝缘件设置并且覆盖第二绝缘件与外侧面的过渡区域，从而第三绝缘件可以阻挡可导电性杂物进入第二绝缘件和外侧面的过渡区域。
本申请实施例的电池单体包括壳体、电极组件和端盖组件。电极组件可安装于壳体内。电极组件具有极耳。端盖组件用于与壳体连接。端盖组件的第一绝缘件具有凹部。极耳容纳于凹部内。凹部的至少部分内壁环绕极耳外周设置。第一绝缘件在极耳的***形成隔离结构，从而第一绝缘件将极耳和壳体隔离开。这样，一方面，在电池单体使用过程中，极耳在释放自身的弹性回复力而发生变形时，如果极耳接触到第一绝缘件，则极耳会受到第一绝缘件的阻挡，从而有效降低极耳与壳体搭接接触而发生短路的可能性；另一方面，由于第一绝缘件在极耳的外周罩住极耳，而极耳收纳于第一绝缘件的凹部内，因此极耳可以受到第一绝缘件的防护，从而外部的可导电性杂物不容易与极耳发生接触，降低可导电性杂物将极耳和壳体导通而导致极耳和壳体发生短路的可能性。
本申请实施例还提供一种电池，包括如上述实施例的电池单体。
本申请实施例还提供一种用电装置，包括如上述实施例的电池单体，电池单体用于提供电能。
本申请实施例还提供一种如上述实施例的电池单体的制造方法，包括：
提供电极组件，电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，第一极片和第二极片均具有涂覆区和未涂覆区，电极组件上与第一极片和第二极片的涂覆区对应的部分为主体部，第一极片或第二极片的未涂覆区形成极耳，隔膜用于隔离第一极片和第二极片；
将电极组件装入具有开口的壳体内，其中，极耳从主体部的端部朝开口延伸；
将具有端盖和第一绝缘件的端盖组件与壳体组装，通过端盖覆盖开口并连接壳体，并且使第一绝缘件位于端盖靠近壳体内部的一侧，其中，第一绝缘件具有凹部，极耳容纳于凹部内，凹部的至少部分内壁环绕极耳外周设置。
本申请的一个实施例中，将第一绝缘件抵压于极耳的外周表面。
本申请实施例还提供一种如上述实施例的电池单体的制造***，包括：
第一装配装置，被配置为提供电极组件，电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，第一极片和第二极片均具有涂覆区和未涂覆区，电极组件上与第一极片和第二极片的涂覆区对应的部分为主体部，第一极片或第二极片的未涂覆区形成极耳，隔膜用于隔离第一极片和第二极片；
第二装配装置，被配置为将具有主体部以及极耳的电极组件装入具有开口的壳体内，其中，极耳从主体部的端部朝开口延伸；
第三装配装置，被配置为将具有端盖和第一绝缘件的端盖组件与壳体组装，通过端盖覆盖开口并连接壳体，并且使第一绝缘件位于端盖靠近壳体内部的一侧，其中，第一绝缘件具有凹部，极耳容纳于凹部内，凹部的至少部分内壁环绕极耳外周设置。
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是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图；
图3是本申请一实施例公开的一种电池模组的结构示意图；
图4是本申请一实施例公开的一种电池模组的分解结构示意图；
图5是本申请一实施例公开的一种电池单体的分解结构示意图；
图6是本申请一实施例公开的一种电极组件的结构示意图；
图7是本申请一实施例公开的一种电池单体的俯视结构示意图；
图8是图7中沿A-A处的剖视结构示意图；
图9是图8中B处放大图；
图10是本申请一实施例公开的一种端盖组件的结构示意图；
图11是本申请另一实施例公开的一种端盖组件的结构示意图；
图12是本申请另一实施例公开的一种电池单体的分解结构示意图；
图13是图12所示实施例的电池单体的剖视结构示意图；
图14是图13中C处放大图；
图15是本申请又一实施例公开的一种电池单体的的局部剖视结构示意图；
图16是本申请再一实施例公开的一种电池单体的分解结构示意图；
图17是图16所示实施例的电池单体的局部剖视结构示意图；
图18是本申请一实施例的一种电池单体的制造方法流程图；
图19是本申请一实施例的一种电池单体的制造***示意图。
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。
申请人在注意到现有电池单体存在短路的问题之后，对电池单体的结构进行研究分析。电池单体包括壳体、电极组件、端盖、电极端子以及转接片。电极组件设置于壳体内。端盖连接于壳体。电极端子设置于端盖。电极组件包括主体部以及极耳。极耳从主体部上向远离主体部的方向延伸。转接片连接电极端子和电极组件的极耳。申请人发现电池单体的极耳和壳体存在搭接接触的情况而导致电池单体发生短路。申请人进一步研究发现，电极组件的极耳会经过折弯工序或者揉平工序处理，使得极耳发生变形以满足装配需求，因此极耳自身会蓄积弹性回复力。在电池单体完成装配时，极耳并未与壳体搭接而出现短路的情况。然而在使用一段时间后，极耳会释放自身蓄积的弹性回复力而发生回弹，在没有其他结构限制的情况下，会出现回弹后的极耳与壳体搭接发生短路的问题。
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改进，将端盖组件的绝缘件和极耳外周表面抵压配合，以减少极耳与壳体搭接的可能性。下面对本申请实施例进行进一步描述。
为了更好地理解本申请，下面结合图1至图19对本申请实施例进行描述。
本申请实施例提供一种使用电池10作为电源的用电装置。该用电装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。参见图1所示，本申请的一个实施例提供一种车辆1。车辆1可以为燃油汽车、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。在本申请一实施例中，车辆1可以包括马达1a、控制器1b以及电池10。控制器1b用来控制电池10为马达1a供电。马达1a通过传动机构与车轮连接，从而驱动车辆1行进。电池10可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。在一些示例中，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于为车辆1供电。在一些示例中，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路***。示例性地，电池10可以用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。
参见图2和图3所示，电池10包括箱体。箱体的类型不受限制。箱体可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等。示例性地，箱体包括第一部分11和与第一部分11盖合的第二部分12。第一部分11和第二部分12盖合后形成容纳部。电池10包括多个电池单体40。多个电池单体40可以直接组成电池10，也可以是多个电池单体40先组成电池模组20，多个电池模组20再组成电池10。图3示意性显示了一实施例的电池模组20，该电池模组20设置于箱体的容纳部内。
在一些实施例中，为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体40，其中，多个电池单体40之间可以串联、并联或混联，混联是指串联和并联的混合。也就是说，多个电池单体40可以直接设置于箱体的容纳部内以组成电池10。电池单体40可以是圆柱形结构，也可以是具有六面的方形结构，这里不对电池单体40的外形结构做限定。在本申请实施例中，示例性地以电池单体40是圆柱形结构来进行说明。
参见图3和图4所示，电池模组20包括外壳30以及设置于外壳30内的电池单体40。在一些示例中，外壳30包括筒体31、第一盖体32和第二盖体33。第一盖体32和第二盖体33分别设置于筒体31的两端。第一盖体32和第二盖体33分别与筒体31可拆卸连接。例如，可以第一盖体32和第二盖体33分别与筒体31卡接或者使用螺钉连接。筒体31、第一盖体32和第二盖体33组装后形成容纳空间。电池单体40设置于外壳30的容纳空间内。
参见图5所示，本申请实施例的电池单体40包括壳体41以及设置于壳体41内的电极组件42。本申请实施例的壳体41为筒状结构。壳体41具有容纳电极组件42和电解液的内部空间以及与内部空间相连通的开411。电极组件42可以从壳体41的开口411处装入壳体41内。壳体41可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。电极组件42包括主体部421以及极耳422。主体部421具有端部421a。电极组件42设置于壳体41内，主体部421的端部421a朝向壳体41的开口411，而极耳422从主体部421的端部421a朝壳体41的开口411延伸。
参见图5所示，本申请实施例的电池单体40还包括端盖组件43和转接片44。端盖组件43用于封闭壳体41的开口411。端盖组件43包括端盖431、第一绝缘件432以及电极端子433。端盖431被配置为覆盖壳体41的开口411并且连接于壳体41。例如，端盖431可以与壳体41焊接连接。第一绝缘件432以及电极端子433均设置于端盖431上。第一绝缘件432设置于端盖431靠近壳体41内部的一侧。第一绝缘件432具有凹部432a。凹部432a从第一绝缘件432远离端盖431的表面朝向端盖431凹陷，使得凹部的开口朝向电极组件42。电极端子433通过转接片44与电极组件42电连接。在一些示例中，端盖组件43的数量以及转接片44的数量均为两个。电极组件42相对的两端中的每一端对应设置一个端盖组件43以及一个转接片44。
参见图6所示，本申请实施例的电极组件42可通过将第一极片42a、第二极片42b以及隔膜42c一同卷绕形成，其中，隔膜42c是介于第一极片42a和第二极片42b之间的绝缘体。隔膜42c用于绝缘隔离第一极片42a和第二极片42b，避免第一极片42a和第二极片42b接触。第一极片42a和第二极片42b均包括涂覆区和未涂覆区。第一极片42a的活性物质被涂覆在第一极片42a的涂覆区上，而第二极片42b的活性物质被涂覆在第二极片42b的涂覆区上。在涂覆区上，活性物质被涂覆在由金属薄板形成的集流体上，而在未涂覆区上没有涂覆活性物质。电极组件42上与第一极片42a和第二极片42b的涂覆区对应的部分为主体部421。第一极片42a的未涂覆区或第二极片42b的未涂覆区形成极耳422。主体部421具有相对设置的两个端部421a。极耳422从主体部421的一个端部421a延伸。极耳422为多层结构。示例性地，第一极片42a的未涂覆区层叠形成正极耳，而第二极片42b的未涂覆区层叠形成负极耳。正极耳和负极耳分别从主体部421的一个端部421a上延伸。
第一极片42a、第二极片42b以及隔膜42c一同卷绕时，在卷绕工序的末段，使隔膜42c单独多卷绕预定圈数，从而超出第一极片42a和第二极片42b的隔膜42c可以包裹第一极片42a和第二极片42b。沿电极组件42的卷绕轴线的方向，隔膜42c的尺寸大于第一极片42a的涂覆区的尺寸，也大于第二极片42b的涂覆区的尺寸。因此，沿电极组件42的卷绕轴线的方向，隔膜42c的一部分超出主体部421，且超过主体部421的隔膜42c有部分位于极耳422的外周。
参见图7和图8所示，端盖431和壳体41连接以将电极组件42封闭在壳体41内。第一绝缘件432可以将电极组件42和端盖431隔离开。示例性地，壳体41具有相对的两个开口411。两个端盖431分别覆盖两个开口411并均与壳体41相连接。电极组件42具有相对的两个极耳422。两个极耳422分别从主体部421的两个端部421a延伸出去。两个极耳422的极性相反。两个电极端子433分别与两个极耳422相连接。两个第一绝缘件432分别连接于两个端盖431。
参见图8和图9所示，本申请实施例的第一绝缘件432具有凹部432a。凹部432a的至少部分内壁环绕极耳422外周设置。极耳422朝向凹部432a内延伸。极耳422容纳于第一绝缘件432的凹部432a内，从而第一绝缘件432罩设于极耳422的外周。极耳422位于凹部432a内的部分在第一绝缘件432上的正投影位于凹部432a内，即极耳422位于凹部432a内的部分的外周表面不超出第一绝缘件432的凹部432a的内壁。极耳422的外周表面指的是面向壳体41的表面。第一绝缘件432在极耳422的***形成隔离结构，以隔离极耳422与壳体41，因此极耳422释放弹性回复力发生变形时会受到第一绝缘件432的阻挡，从而降低极耳422释放弹性回复力发生变形而与壳体41发生接触的可能性。
在一些实施例中，参见图9所示，整个极耳422均位于凹部432a内，从而第一绝缘件432可以对整个极耳422形成防护。
在一些实施例中，参见图9所示，第一绝缘件432被配置为抵压于极耳422的外周表面，以隔离极耳422与壳体41。极耳422的外周表面朝向壳体41。第一绝缘件432和极耳422的外周表面抵压配合后形成抵压区域。这样，第一绝缘件432抵压于极耳422的外周表面，以在极耳422的***形成隔离结构，从而第一绝缘件432将极耳422和壳体41隔离开。这样，一方面，在电池单体40使用过程中，极耳422在释放自身的弹性回复力而发生变形时，如果极耳422接触到第一绝缘件432，则极耳422会受到第一绝缘件432的阻挡，从而有效降低极耳422与壳体41搭接接触而发生短路的可能性；另一方面，由于第一绝缘件432抵压于极耳422的外周表面，而极耳422收纳于第一绝缘件432的凹部432a内，因此极耳422可以受到第一绝缘件432的防护，从而外部的可导电性杂物与极耳422可接触的面减小，降低可导电性杂物将极耳422和壳体41导通而导致极耳422和壳体41发生短路的可能性。
在一些实施例中，参见图9所示，极耳422整体通过揉平工艺揉平以变得紧实。
在一些实施例中，第一绝缘件432直接抵压于极耳422的外周表面，也即第一绝缘件432和极耳422的外周表面直接接触，两者之间未设置其他结构件。
在一些实施例中，隔膜42c的一部分位于第一绝缘件432和极耳422之间。第一绝缘件432抵压于隔膜42c，并通过隔膜42c抵压于极耳422的外周表面。
在一些实施例中，参见图9所示，第一绝缘件432包括相互连接的本体4321和延伸部4322。第一绝缘件432通过本体4321连接于端盖431。示例性地，电极端子433与端盖431连接固定后，电极端子433的一部分位于本体4321远离端盖431的一侧并且该部分朝向端盖431对本体4321施加压紧力，从而使得第一绝缘件432与端盖431实现连接。延伸部4322从本体4321上朝向电极组件42延伸凸出。本体4321和延伸部4322相交设置。本体4321和延伸部4322形成凹部432a。延伸部4322设置于极耳422外周。延伸部4322环绕极耳422的外周表面。延伸部4322沿极耳422的周侧延伸。第一绝缘件432通过延伸部4322抵压于极耳422的外周表面。第一绝缘件432可以通过本体4321预先与端盖431连接固定，然后再将带有第一绝缘件432的端盖431与壳体41进行组装。由于第一绝缘件432具有延伸部4322，因此在进行组装时，第一绝缘件432的延伸部4322可以***极耳422和壳体41之间的间隙中，从而延伸部4322可以引导极耳422准确***第一绝缘件432的凹部432a内，降低在组装过程中，第一绝缘件432对极耳422施加挤压应力而导致极耳422发生变形的可能性，同时也使得延伸部4322可以在组装过程中较早地对极耳422形成防护和限位。
在一些实施例中，第一绝缘件432可以是球形结构的罩体。第一绝缘件432上形成凹部432a的表面为球形面。
在一些实施例中，参见图9和图10所示，转接片44包括第一转接部441和第二转接部442。第一转接部441和第二转接部442相连接。转接片44通过第一转接部441与电极组件42的极耳422相连接。例如，第一转接部441和极耳422焊接连接。转接片44通过第二转接部442与电极端子433相连接。例如，第二转接部442和电极端子433通过铆钉连接。参见图9所示，在电池单体40完成装配后，第一转接部441相对于第二转接部442处于折弯状态。第一转接部441位于第一绝缘件432和电极组件42之间并且位于凹部432a内。第一绝缘件432和电极组件42共同挤压第一转接部441，从而第一转接部441不易相对电极组件42发生位置移动，有利于降低因第一转接部441相对电极组件42发生移动而导致第一转接部441和极耳422脱离连接的可能性。在一些示例中，第一绝缘件432的本体4321和电极组件42共同挤压第一转接部441。
在一些实施例中，图10示意性地显示了转接片44与电极端子433相连接但转接片44未折弯的状态。参见图10所示，延伸部4322为具有缺口43221的环形结构，使得延伸部4322远离端盖431的端面呈开环结构。延伸部4322的缺口43221可以避让第二转接部442。转接片44的第二转接部442可以从该缺口43221处穿过，从而在转接片44加工制造过程中，转接片44的第一转接部441和第二转接部442保持平整状态，可以减少转接片44的加工工序。延伸部4322上除缺口43221之外的部分均可以抵压于极耳422的外周表面。
在一些实施例中，图11示意性地显示了转接片44与电极端子433相连接但转接片44未折弯的状态。参见图11所示，延伸部4322为连续延伸的闭环结构，使得延伸部4322远离端盖431的端面呈闭环结构。转接片44的第一转接部441和第二转接部442在加工制造时需要进行折弯，以在第二转接部442和电极端子433相连接后，转接片44可以避让延伸部4322。延伸部4322可以抵压于极耳422的外周表面，并且由于延伸部4322远离端盖431的端面呈闭环结构，因此延伸部4322可以对极耳422形成防护隔离，从而在极耳422的周向上的各个位置将极耳422与壳体41隔离开，有利于进一步提高隔离效果。
在一些实施例中，参见图12至图14所示，极耳422包括台阶部422a。极耳422的外周表面包括连续的第一区域4221、第二区域4222和第三区域4223，即极耳422的外周表面为连续延伸的表面。极耳422包括与第一区域4221对应的第一延伸段和与第三区域4223相对应的第二延伸段。第一区域4221相比于第二区域4222靠近主体部421，而第三区域4223相比于第二区域4222靠近端盖431。第二区域4222连接第一区域4221和第三区域4223。第二区域4222朝向端盖431设置。第一区域4221的最小径向尺寸大于第三区域4223的最大径向尺寸，也即第一延伸段的最小径向尺寸大于第二延伸段的最大径向尺寸。凹部432a的至少部分内壁环绕第三区域4223外周设置。极耳422上与第三区域4223对应的部分位于凹部432a内，也即极耳422的第二延伸段位于凹部432a内。这样，极耳422的一部分可以位于第一绝缘件432的凹部432a内，对于同等容量的电池单体40有利于缩短电池单体40在电极组件42的轴向上的整体尺寸，从而有利于提高电池单体40的能量密度。
在一些示例中，参见图14所示，极耳422整体通过揉平工艺揉平以形成台阶部422a。
在一些示例中，第一绝缘件432抵压于第二区域4222。延伸部4322的端面与第二区域4222相对，并抵压于第二区域4222，从而可以降低电极组件42朝靠近或远离端盖431的方向发生移动的可能性。
在一些实施例中，参见图15所示，电极组件42还包括第二绝缘件423。第二绝缘件423环绕第一绝缘件432与极耳422的抵压区域设置，以将壳体41与第一绝缘件432和极耳422的抵压区域隔离开。在一些示例中，第二绝缘件423在第一绝缘件432的延伸部4322的外侧形成隔离结构，从而可以降低导电性杂物进入延伸部4322和极耳422的抵压区域的可能性，也可以对极耳422形成隔离防护，降低延伸部4322和极耳422因意外脱离抵压状态时极耳422与壳体41发生接触的可能性。这样，延伸部4322和第二绝缘件423可以对极耳422形成双重隔离和防护结构，有利于进一步降低极耳422和壳体41发生接触而导致极耳422和壳体41发生短路的可能性。在一些示例中，第二绝缘件423为环形结构。第二绝缘件423沿延伸部4322的周侧连续延伸，从而可以在延伸部4322的整个周向上形成防护。
在一些示例中，第二绝缘件423可以是单独的结构件。两个第二绝缘件423分别对应两个极耳422设置。在装配工序中，需要预先将第二绝缘件423装配到极耳422的外周。然后，将带有第二绝缘件423的电极组件42装入壳体41内。端盖组件43和壳体41完成装配后，第一绝缘件423***第二绝缘件423内。在一些示例中，第二绝缘件423可以是隔膜42c超出主体部421并且位于极耳422外周的一部分，从而不再需要额外单独设置第二绝缘件423，有利于减少零部件使用数量和装配难度，并且由于隔膜42c是一整体结构，使得形成的第二绝缘件423不易发生脱落。此时，隔膜42c位于第一绝缘件432的外周，而第一绝缘件432直接抵压于极耳422的外周表面。
在一些实施例中，参见图15所示，第一绝缘件432具有朝向壳体41的外侧面432b。第二绝缘件423抵压于外侧面432b，从而第二绝缘件423与第一绝缘件432之间可以形成接触区域，进而第二绝缘件423可以阻挡可导电性杂物，有利于进一步降低可导电性杂物从第二绝缘件423与第一绝缘件432之间进入到第二绝缘件423和延伸部4322之间，然后进入延伸部4322和极耳422的抵压区域的可能性。
在一些示例中，第一绝缘件432的外侧面432b具有导向斜面。沿远离端盖431的方向，导向斜面朝向凹部432a倾斜。这样，在将带有第二绝缘件423的电极组件42装入壳体41后再装配端盖组件43时，在导向斜面的引导作用下，第一绝缘件432上与导向斜面对应的部分可以容易地进入第二绝缘件423所限定的空间内，有利于降低第一绝缘件432直接抵压第二绝缘件423而导致第二绝缘件423发生塌陷，从而导致第二绝缘件423失去隔离功能的可能性。第一绝缘件432包括本体4321和延伸部4322的实施例中，第一绝缘件432设置的导向斜面，使得延伸部4322外周面呈锥形。
在一些示例中，第二绝缘件423粘接于第一绝缘件432的外侧面432b，有利于提高第二绝缘件423和第一绝缘件432的连接可靠性和稳定性，降低电池单体40在使用过程中，由于存在冲击、振动等工况，而导致第二绝缘件423与第一绝缘件432脱离接触状态的可能性。示例性地，第二绝缘件423可以通过胶带或者粘接剂粘接于第一绝缘件432的外侧面432b。
在一些实施例中，参见图16和图17所示，电池单体40还包括第三绝缘件424。第三绝缘件424环绕第二绝缘件423设置并且覆盖第二绝缘件423和外侧面432b的过渡区域。过渡区域指的是第二绝缘件423和外侧面432b搭接的区域。第三绝缘件424可以对第二绝缘件423和外侧面432b的过渡区域形成防护。第三绝缘件424可以阻挡可导电性杂物进入第二绝缘件423和外侧面432b的过渡区域，有利于进一步降低可导电性杂物进入延伸部4322和极耳422的抵压区域的可能性。
在一些示例中，第三绝缘件424可以是单独的结构件。两个第三绝缘件424分别对应两个极耳422设置。第三绝缘件424呈筒状结构。第三绝缘件424可以是片状结构或者胶带。
在一些示例中，第三绝缘件424粘接于第一绝缘件432的外侧面432b，有利于提高第三绝缘件424和第一绝缘件432的连接可靠性和稳定性，降低电池单体40在使用过程中，由于存在冲击、振动等工况，而导致第三绝缘件424与第一绝缘件432脱离接触状态的可能性。示例性地，第三绝缘件424可以通过胶带或者粘接剂粘接于第一绝缘件432的外侧面432b。
本申请实施例的电池单体40包括具有极耳422的电极组件42以及具有凹部432a的第一绝缘件432。在电池单体40完成装配后，极耳422容纳于凹部432a内，而第一绝缘件432抵压于极耳422的外周表面，从而第一绝缘件432可以将极耳422和壳体41隔离开。这样，在电池单体40的使用过程中，当极耳422因释放自身蓄积的弹性回复力而发生变形，极耳422会受到第一绝缘件432的限位约束，从而不容易回弹而与壳体41发生接触，降低极耳422和壳体41发生接触而导致电池单体40发生短路的可能性。
基于上述实施例的电池单体40，本申请实施例还提供一种电池单体40的制造方法，包括：
提供电极组件42，电极组件42包括第一极片42a、第二极片42b以及隔膜42c，第一极片42a和第二极片42b均具有涂覆区和未涂覆区，电极组件42上与第一极片42a和第二极片42b的涂覆区对应的部分为主体部，第一极片42a或第二极片42b的未涂覆区形成极耳，隔膜42c用于隔离第一极片42a和第二极片42b；
将电极组件42装入具有开口411的壳体41内，其中，极耳422从主体部421的端部421a朝开口411延伸；
将具有端盖431和第一绝缘件432的端盖组件43与壳体41组装，通过端盖431覆盖开口411并连接壳体41，并且使第一绝缘件432位于端盖431靠近壳体41内部的一侧，其中，第一绝缘件432具有凹部432a，极耳422容纳于凹部432a内，凹部的至少部分内壁环绕极耳外周设置。
在一些实施例中，将第一绝缘件432抵压于极耳422的外周表面。
参见图18所示，本申请实施例的电池单体40的制造方法制造的电池单体40，将具有主体部421和极耳422的电极组件42装入壳体41内，并且使得极耳422朝向壳体41的开口411。将端盖431和具有凹部432a的第一绝缘件432的端盖组件43与壳体41组装。极耳422容纳于第一绝缘件432的凹部432a内。凹部432a的至少部分内壁环绕极耳422外周设置。通过第一绝缘件432将极耳422和壳体41隔离开的结构设计，可以在电池单体40的使用过程中，当极耳422因释放自身蓄积的弹性回复力而发生变形时，极耳422会受到第一绝缘件432的限位约束，从而极耳422不容易与壳体41发生接触，降低极耳422和壳体41发生接触而导致电池单体40发生短路的可能性。
参见图19所示，基于上述实施例的电池单体40，本申请实施例还提供一种电池单体40的制造***50，包括：
第一装配装置51，被配置为提供电极组件42，电极组件42包括第一极片42a、第二极片42b以及隔膜42c，第一极片42a和第二极片42b均具有涂覆区和未涂覆区，电极组件42上与第一极片42a和第二极片42b的涂覆区对应的部分为主体部，第一极片42a或第二极片42b的未涂覆区形成极耳，隔膜42c用于隔离第一极片42a和第二极片42b；
第二装配装置52，被配置为将电极组件42装入具有开口411的壳体41内，其中，极耳422从主体部421的端部421a朝开口411延伸；
第三装配装置53，被配置为将具有端盖431和第一绝缘件432的端盖组件43与壳体41组装，通过端盖431覆盖开口411并连接壳体41，并且使第一绝缘件432位于端盖431靠近壳体41内部的一侧，其中，第一绝缘件432具有凹部432a，极耳422容纳于凹部432a内，凹部432a的至少部分内壁环绕极耳422外周设置。
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。

Claims (14)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
壳体，具有开口；
电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括主体部以及极耳，所述极耳从所述主体部的端部朝所述开口延伸，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，所述第一极片和所述第二极片均具有涂覆区和未涂覆区，所述电极组件上与所述第一极片和所述第二极片的涂覆区对应的部分为所述主体部，所述第一极片或所述第二极片的未涂覆区形成所述极耳，所述隔膜用于隔离所述第一极片和所述第二极片；
端盖组件，用于封闭所述开口，所述端盖组件包括端盖以及第一绝缘件，所述端盖被配置为覆盖所述开口并连接于所述壳体，所述第一绝缘件设置于所述端盖靠近所述壳体内部的一侧，所述第一绝缘件具有凹部，所述极耳容纳于所述凹部内，所述凹部的至少部分内壁环绕所述极耳外周设置，
所述第一绝缘件包括相互连接的本体和延伸部，所述本体被配置为连接所述端盖，所述延伸部从所述本体上朝所述电极组件延伸凸出以形成所述凹部，所述延伸部设置于所述极耳外周，所述延伸部抵压所述极耳的外周表面。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一绝缘件被配置为抵压于所述极耳的外周表面。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述延伸部环绕所述极耳的外周表面，所述延伸部为连续延伸的闭环结构或者为具有缺口的环形结构。
4.根据权利要求2至3任一项所述的电池单体，其特征在于，所述外周表面包括连续的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域相比所述第二区域靠近所述主体部，所述第二区域连接所述第一区域和所述第三区域，所述第一区域的最小径向尺寸大于所述第三区域的最大径向尺寸，所述凹部的至少部分所述内壁环绕所述第三区域。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第一绝缘件被配置为抵压于所述第二区域。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件环绕所述第一绝缘件与所述极耳的抵压区域设置，以隔离所述抵压区域与所述壳体。
7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述第二绝缘件为所述隔膜超出所述主体部并且位于所述极耳外周的一部分。
8.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述第二绝缘件抵压于所述第一绝缘件朝向所述壳体的外侧面。
9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述外侧面具有导向斜面，沿远离所述端盖的方向，所述导向斜面朝向所述凹部倾斜。
10.根据权利要求8或9所述的电池单体，其特征在于，所述第二绝缘件粘接于所述外侧面。
11.根据权利要求8至10任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括第三绝缘件，所述第三绝缘件环绕所述第二绝缘件设置并且覆盖所述第二绝缘件与所述外侧面的过渡区域。
12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的电池单体。
13.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。
14.一种电池单体的制造方法，其特征在于，包括：
提供电极组件，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，所述第一极片和所述第二极片均具有涂覆区和未涂覆区，所述电极组件上与所述第一极片和所述第二极片的涂覆区对应的部分为主体部，所述第一极片或所述第二极片的未涂覆区形成极耳，所述隔膜用于隔离所述第一极片和所述第二极片；
将所述电极组件装入具有开口的壳体内，其中，所述极耳从所述主体部的端部朝所述开口延伸；
将具有端盖和第一绝缘件的端盖组件与所述壳体组装，通过所述端盖覆盖所述开口并连接所述壳体，并且使所述第一绝缘件位于所述端盖靠近所述壳体内部的一侧，其中，所述第一绝缘件具有凹部，所述极耳容纳于所述凹部内，所述凹部的至少部分内壁环绕所述极耳外周设置，将所述第一绝缘件抵压于所述极耳的外周表面。
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