CN213546446U - 电池单体、电池和用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电池单体、电池和用电设备。该电池单体包括：壳体，所述壳体的第一壁设置有开孔；泄压机构，用于在所述电池单体的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力，所述泄压机构覆盖所述开孔；垫板，用于支撑电极组件，位于所述壳体的第一壁的内侧；其中，所述垫板具有凸起，所述凸起朝向所述泄压机构延伸且容纳在所述开孔内。本申请的电池单体、电池和用电设备，能够提高电池单体上泄压机构的性能。

Description

电池单体、电池和用电设备

技术领域

本申请涉及储能元器件领域，具体涉及一种电池单体、电池和用电设备。

背景技术

锂离子电池具有体积小、能量密度高、循环使用寿命长和存储时间长等优点，在一些电子设备、电动交通工具和电动玩具等领域得到了广泛应用，例如，在手机、笔记本电脑、电动自行车、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得到了广泛的应用。

随着锂离子电池技术的不断发展，对锂离子电池的安全性能也提出了更高的要求。锂离子电池上的泄压机构对锂离子电池的安全性能有着重要影响。例如，当锂离子电池发生短路、过充等现象时，可能会导致锂离子电池内部热失控进而使内部气压骤升，此时需要泄压机构致动，以将内部气压向外释放，从而防止锂离子电池发生***。因此，泄压机构的设计极为重要。

实用新型内容

本申请提供了一种电池单体、电池和用电设备，能够提高电池单体上泄压机构的性能。

根据本申请的第一方面，提供了一种电池单体，包括：壳体，所述壳体的第一壁设置有开孔；泄压机构，用于在所述电池单体的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力，所述泄压机构覆盖所述开孔；垫板，用于支撑电极组件，位于所述壳体的第一壁的内侧；其中，所述垫板具有凸起，所述凸起朝向所述泄压机构延伸且容纳在所述开孔内。

本申请实施例的电池单体，将泄压机构安装在壳体的第一壁并覆盖开孔时，该泄压机构靠近壳体内部的表面与壳体内表面之间可能会存在高度差，即泄压机构靠近壳体内部的表面相对于壳体的内表面是凹陷的，那么在该区域内可能会存在电解液的堆积，对泄压机构造成冲击和腐蚀，而本申请实施例的垫板在泄压机构的对应区域设置了凸起，该凸起朝向该泄压机构延伸，也就是可以填充在该凹陷处，从而减少该部分堆积的电解液，缓解电解液对泄压机构的冲击和腐蚀，避免泄压机构提前破裂。

在一些实施例中，所述凸起的朝向所述泄压机构的表面与所述泄压机构的朝向所述凸起的表面之间具有间隙。

这样可以避免凸起与泄压机构直接接触，进而避免凸起对泄压机构的冲击和磨损。

在一些实施例中，所述间隙为0.05mm至0.2mm。

在一些实施例中，所述凸起沿第一表面的截面的形状与所述开孔沿所述第一表面的截面的形状相同，所述第一表面为所述壳体的第一壁的内表面。

由于需要将凸起容纳在开孔内，为了便于安装，可以将二者的形状设置为相同。

在一些实施例中，所述泄压机构位于所述第一壁的外侧。

将泄压机构安装在第一壁的远离内部的外侧，相比于安装在第一壁的靠近壳体内部的一侧，安装过程更加方便。

所述第一壁的外侧设置有第一凹槽，所述开孔位于所述第一凹槽的底壁，所述泄压机构设置于所述第一凹槽的底壁。

在一些实施例中，所述第一凹槽的底壁至所述壳体的第一壁的内侧的表面之间的距离为0.4mm至0.9mm。

在一些实施例中，所述凸起相对于所述壳体的第一壁的内侧向所述泄压机构延伸的距离为0.3mm至0.8mm。

在一些实施例中，所述泄压机构的厚度为0.3mm至0.7mm。

在一些实施例中，所述泄压机构的远离所述壳体内部的表面设置有第三凹槽。

为了在电池单体内部发生热失控时，机构更加容易破裂，可以在泄压机构的表面增加刻痕，即在泄压机构表面上设置凹槽区域，凹槽内厚度更薄，使得泄压机构可以在凹槽处破裂，实现更加精确的定向破裂排气。

并且，考虑到在安装时，如果将凹槽设置在泄压机构的靠近壳体内部的一侧，由于电池单体内存在电解液，该电解液可能会在凹槽内堆积，腐蚀该凹槽部分，则可能导致该泄压机构提前破裂，所以通常将凹槽设置在泄压机构的远离壳体内部的一侧，这样可以避免电解液的腐蚀。

在一些实施例中，所述第三凹槽的深度为0.15mm至0.45mm。

在一些实施例中，所述第三凹槽的底壁设置有第四凹槽，所述泄压机构用于在所述电池单体的内部压力达到阈值时在所述第四凹槽处破裂，以泄放所述内部压力。

考虑到便于安装，泄压机构与壳体的第一壁相连处不宜设计的太薄，因此可以在泄压机构设置第三凹槽，在第三凹槽内设置第四凹槽，这样可以使得第四凹槽区域以外的位置较厚，而第四凹槽内厚度更薄，更加便于加工。

在一些实施例中，所述泄压机构在所述第四凹槽处的厚度为0.08mm至0.15mm。

在一些实施例中，所述电池单体还包括：保护层，位于所述第一壁的外侧且覆盖所述泄压机构，用于保护所述泄压机构。

在一些实施例中，所述保护层朝向所述泄压机构的表面与所述泄压机构朝向所述保护层的表面之间具有间隙。

由于在泄压机构排气时，泄压机构向壳体的外部打开，那么就需要一定的打开空间才可以使得泄压机构能够破裂打开，所以保护层朝向该泄压机构的表面与该泄压机构朝向该保护层的表面之间需要设置间隙，这样使得保护层既可以保护泄压机构，防止电池单体在组装为电池时，电池内的需要设置在电池单体的下方的部件对泄压机构的挤压，又能够不妨碍泄压机构的打开。

在一些实施例中，所述第一壁的外侧设置有第五凹槽，所述开孔位于所述第五凹槽的底壁，所述保护层设置于所述第一壁的外表面以覆盖所述第五凹槽。

在一些实施例中，所述第一壁的外侧设置有第一凹槽，所述第一凹槽位于所述第五凹槽的底壁，所述泄压机构设置于所述第一凹槽的底壁，所述第五凹槽的底壁与所述泄压机构的远离所述第一壁内侧的表面齐平。

在一些实施例中，所述第五凹槽的深度为0.3mm至0.6mm。

在一些实施例中，所述保护层的厚度为0.1mm至0.2mm。

在一些实施例中，所述壳体为中空的长方体且一端具有开口，所述第一壁为所述壳体的底壁，所述壳体的底壁为与所述壳体的开口相对的壁。

在一些实施例中，所述壳体的底壁的厚度为1.2mm至2mm。

在一些实施例中，所述电池单体包括：盖板，盖合所述壳体的开口；电极端子，所述电极端子包括均设置在所述盖板上的正电极端子和负电极端子。

在壳体的底壁设置泄压机构，不与盖板上的电极端子位于同一侧，当电池单体内部发生热失控时，泄压机构破裂，在释放电池单体内部气压的同时，也会向外喷射出液体或者固体的燃烧物，其中也可能包括导电物质，那么将泄压机构设置在壳体的底壁上，则可以避免电极端子之间短路；同时，考虑到在将电池安装在车辆内时，通常将电极端子朝上，也就是朝向乘客的方向，那么泄压机构安装在壳体的底壁，使得泄压机构破裂后释放的气流等物质不会向乘客排放，这样就不会对乘客造成烧伤或烫伤，减小了乘客的危险。

在一些实施例中，所述电池单体包括：所述电极组件，所述电极组件设置在所述壳体内。

根据本申请的第二方面，提供了一种电池，包括：多个电池单体，所述多个电池单体中包括至少一个如上述第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式中所述的电池单体；汇流部件，用于实现所述多个电池单体的电连接；箱体，用于容纳所述多个电池单体和所述汇流部件。

根据本申请的第三方面，提供了一种用电设备，包括：如上述第二方面所述的电池。

该用电设备可以为车辆、船舶或航天器。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为采用本申请电池的车辆的一些实施例的外形示意图；

图2为本申请电池的一些实施例的结构示意图；

图3为本申请电池中的电池模块的一些实施例的结构示意图；

图4为本申请的具有泄压机构的电池单体的一些实施例的分解图；

图5为本申请的具有泄压机构和垫板的电池单体的一些实施例的分解图；

图6为本申请的具有泄压机构的电池单体的一些实施例的分解图；

图7为本申请的设置有泄压机构的壳体的仰视图；

图8为图7中A-A'方向的剖面图；

图9为图8中的区域A1的放大图；

图10为图9中壳体的示意图；

图11为图5所示的电池单体组装之后的俯视图；

图12为图11中B-B'方向的剖面图；

图13为图12中的区域A2的放大图；

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上 (包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

本申请实施例描述的电池单体以及包括多个电池单体的电池均适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，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。

本申请实施例描述的电池单体以及包括多个电池单体的电池不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。

例如，如图1所示，为本申请一实施例的一种车辆1的结构示意图，所述车辆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。所述车辆1的内部可以设置电池10，电池10可以是电池包，也可以是电池模块，例如，在所述车辆1的底部或车头或车尾可以设置所述电池10；所述车辆1的内部还可以设置控制器30和马达40。其中，所述电池10可以用于车辆1的供电，例如，所述电池10可以作为所述车辆1的操作电源，用于所述车辆1的电路***，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池10不仅仅可以作为所述车辆1的操作电源，还可以作为所述车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为所述车辆1提供驱动动力。

为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括一个或者多个电池模块(或者也可以称为电池模组)，其中，多个电池模块之间可以串联或并联或混联，所述混联是指串联和并联的混合。例如，如图2所示，为本申请另一实施例的一种电池10的结构示意图，所述电池10包括第一盖111、第二盖112和多个电池模块11，其中，第一盖111和第二盖112的形状可以根据所述一个或者多个电池模块11组合的形状而定，所述第一盖111 和第二盖112均具有一个开口，例如，第一盖111和第二盖112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，即这个面位不具有壳体壁使得壳体内外相通，所述第一盖111和第二盖112在开口处相互扣合形成电池10的封闭的外壳，一个或者多个电池模块11相互并联或串联或混联组合后置于第一盖111和第二盖112扣合后形成的外壳内。

在本申请的另一实施例中，所述电池10包括一个电池模块11时，所述电池模块11置于所述第一盖111和第二盖112扣合后形成的外壳内。

所述一个或多个电池模块11产生的电通过导电机构(未图示)穿过所述外壳而引出。

除此之外，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池10还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体(未图示)之间的电连接；再例如，该电池10 还可以包括冷却部件，该冷却部件用于容纳冷却介质，以给一个或者多个电池模组11降温，但本申请实施例并不限于此。

根据不同的电力需求，所述电池模块11可以包括一个或多个电池单体20，例如，如图3所示，一个电池模块11可以包括多个电池单体20，多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率，且一个电池模块11中包括的所述电池单体20的数量可以设置为任意数值。其中，每个电池单体20可以包括含锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体20 可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

在本申请的另一实施例中，多个电池单体20可以叠加在一起，多个电池单体20之间相互串联、并联或混联，在本申请的另一实施例中，每个电池单体20可以为方形，圆柱形或其他形状。

对于每一个电池单体20，可以包括壳体、盖板和设置在壳体内的电极组件，其中，所述壳体可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且所述壳体的其中一个面具有一开口，以便电极组件可以放置于壳体内；而所述盖板在所述壳体的开口处与壳体连接，以形成该电池单体20的封闭的外壳，且壳体内可以填充电解液。

另外，电池单体还包括两个电极端子，该两个电极端子通常设置在盖板上，并与电极组件相连；盖板的平板面上还可设置泄压机构，该泄压机构可以为盖板212的平板面的一部分，也可以与盖板的平板面焊接。在正常状态下，泄压机构与盖板密封结合，即通过盖板在所述壳体的开口处与壳体连接形成电池单体20的外壳，该电池单体20的外壳形成的空间密封不透气。当电池单体20产生的气体太多时，气体发生膨胀使电池单体20的外壳内的气压升高至超出预设值时，泄压机构可以处裂开而导致电池单体20的外壳内外相通，气体通过泄压机构的裂开处向外释放，进而避免发生***。

目前的电池单体通常将泄压机构设置在盖板上，与电极端子位于同一侧，当电池单体内部发生热失控时，泄压机构破裂，在释放电池单体内部气压的同时，也会向外喷射出液体或者固体的燃烧物，其中也可能包括导电物质，则会导致电极端子之间短路；同时，考虑到在将电池安装在车辆内时，通常将电极端子朝上，也就是朝向乘客的方向，那么如果将泄压机构安装在电极端子同侧，泄压机构破裂后释放的气流等物质会向上排放，这样可能会对乘客造成烧伤或烫伤，增加了乘客的危险。因此，可以考虑将泄压机构安装在其他位置处以解决上述问题，例如，安装在盖板下面的壳体上，比如可以安装在壳体的底壁。

但是如果将泄压机构安装在壳体上，由于壳体为一端开口的中空结构，而泄压机构通常为片状，将泄压机构安装在壳体上可能存在安装不方便的问题，尤其是安装在壳体底壁时，由于壳体深度的限制，可能会限制安装结构复杂的泄压机构。另外，泄压机构安装在壳体上还需要考虑内部电极组件和电解液对泄压机构的压力，比如对于安装在车辆里面的电池，在车辆行驶过程中会有颠簸，那么电极组件和电解液会对壳体侧壁和底壁有压力作用，因此需要泄压机构有足够的强度，再例如，由于壳体内设置有电解液，电解液可能会腐蚀泄压机构，这需要泄压机构能够避免被腐蚀。因此，本申请的实施例提供了一种具有泄压机构的电池单体，能够解决上述安装和强度的问题。

具体地，仍然以如图1-3所示的实施例为例，图4示出了本申请实施例的电池单体20 的另一实施例。如图4所示，该电池单体20包括壳体211、盖板212、一个或多个电极组件22以及连接构件23。

具体地，如图4所示，电池单体20包括的壳体211可以根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定，例如，所述壳体211可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且所述壳体211的其中一个面具有一开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体211内，例如，当所述壳体211为中空的长方体或正方体时，所述壳体211的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壳体壁而使得壳体211内外相通，当所述壳体211可以为中空的圆柱体时，所述壳体211的圆形侧面为开口面，即该圆形侧面不具有壳体壁而使得壳体211内外相通。所述盖板212在所述壳体211的开口处与壳体211连接形成放置电池单体20的封闭的外壳，且壳体211内填充电解液。

如图4所示，该电池单体20还可以包括两个电极端子214，两个电极端子214可以设置在盖板212上。盖板212通常是平板形状，两个电极端子214位于盖板212的平板面上且穿过盖板212的平板面，两个电极端子214分别为正电极端子214a和负电极端子 214b，每个电极端子214对应各设置一个连接构件23，或者也可以称为集流构件23，或者铜铝转接片23，其位于盖板212与电极组件22之间。

图4所示，每个电极组件22可以具体包括：至少一个正极极耳221、至少一个负极极耳222、裸电芯224以及包裹裸电芯的绝缘片223，其中，图4中不区分正极极耳221 和负极极耳222的具***置的设置。所述一个或多个电极组件22的正极极耳221通过一个连接构件23与一个电极端子连接，所述一个或多个电极组件22的负极极耳222通过另一个连接构件23与另一个电极端子连接，例如，正电极端子214a通过一个连接构件23 与正极极耳221连接，负电极端子214b通过另一个连接构件23与负极极耳222连接。

在该电池单体20中，根据实际使用需求，电极组件22可设置为单个，或多个，如图4所示，电池单体20内设置至少两个独立电极组件22。

在该电池单体20中，电极组件22可以是卷绕结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

可选地，本申请实施例中的电池单体20还可以包括其他部件。例如，该电池单体20还可以包括顶盖贴片、密封钉、塑胶钉中的至少一个，其中，顶盖贴片、密封钉、塑胶钉可以安装在盖板212上；另外，电池单体20还可以包括蓝膜25，设置在电池壳体211的外表面，以达到绝缘以及保护电池单体的作用。但本申请实施例并不限于此。

除此以外，如图4所示，该电池单体20还可以包括垫板24，该垫板24位于电极组件22与壳体211的底壁之间，可以对电极组件22起到承托作用，还可以有效防止电极组件22与壳体211的底壁四周的圆角发生干涉。本申请实施例中的垫板24的形状可以根据实际应用进行设置，例如，如图4所示，可以将垫板24设置为与壳体211底壁形状一致的长方形，或者，也可以设置为其他形状；另外，该垫板24上可以设置有一个或者多个通孔，例如，可以设置多个均匀或者对称排列的通孔，这样可以使得垫板24上下表面的空间连通，电解液和电极组件22内部产生的气体以及电解液都能够自由地穿过垫板24，以便于导液和导气。

该垫板24的厚度一般设置为0.3～5mm，优选为绝缘部件，但也可以不绝缘。例如，该垫板24的材料可以是PP、PE、PET、PPS、铁氟龙、不锈钢、铝等既耐电解液又绝缘的材料，其中，PP、PE、PET、PPS等塑胶材料可以选用防火材料，铝或不锈钢等金属材料表面可以做阳极化处理绝缘。

在本申请实施例中，该电池单体20还包括泄压机构213，该泄压机构213可以位于电池单体20的壳体211的底壁，该底壁上可以设置有通孔，泄压机构213设置在该通孔的对应位置，例如，该泄压机构213可以容纳在该通孔内。该泄压机构213用于在电池单体20的内部压力达到阈值时致动以泄放该内部压力。

下面将结合图5详细描述本申请实施例的电池单体20包括的垫板24、泄压机构213以及壳体211。具体地，如图5所示，该电池单体20包括壳体211、泄压机构213和垫板 24。该壳体211为中空的长方体且一端具有开口，该壳体211的第一壁设置有开孔2111；泄压机构213，用于在该电池单体20的内部压力达到阈值时致动以泄放该内部压力，该泄压机构213覆盖该开孔2111；该垫板24可以用于支撑电极组件22，且位于该壳体211 的第一壁的内侧；该垫板24具有凸起241，该凸起241朝向该泄压机构213延伸且容纳在该开孔2111内。

本申请实施例的电池单体，将泄压机构安装在壳体的第一壁并覆盖开孔时，该泄压机构靠近壳体内部的表面与壳体内表面之间可能会存在高度差，即泄压机构靠近壳体内部的表面相对于壳体的内表面是凹陷的，那么在该区域内可能会存在电解液的堆积，对泄压机构造成冲击和腐蚀，而本申请实施例的垫板在泄压机构的对应区域设置了凸起，该凸起朝向该泄压机构延伸，也就是可以填充在该凹陷处，从而减少该部分堆积的电解液，缓解电解液对泄压机构的冲击和腐蚀，避免泄压机构提前破裂。

本申请实施例中的泄压机构213可以设置在壳体211的任意一个壁，即第一壁可以指壳体211的底壁或者侧壁，其中，壳体211的底壁为与该壳体211的开口相对的壁，壳体211的侧壁为与壳体211的开口相邻的壁。具体地，可以根据电池单体20的安装方向等因素选择将泄压机构213设置在壳体211的底壁或者侧壁。例如，该第一壁可以为壳体 211的底壁，即如图4或者图5所示，泄压机构213可以设置在壳体211的底壁上，对应的，垫板24也设置于壳体211底壁与电极组件22之间，比如，在将电池单体20安装在车辆等用电设备上时，电池单体20为电极端子214向上，即如图3所示的安装方式，这时，通常将垫板24设置于壳体211底壁的内侧，对应泄压机构213也设置在壳体211的底壁。再例如，该第一壁也可以为壳体211的侧壁，即泄压机构213可以设置在壳体211 的侧壁上，对应的，垫板24也设置于壳体211的侧壁与电极组件22之间，比如，电池单体20在安装时可能为横向放置，即将壳体211的侧壁朝上，而电极端子214朝向侧方，那么垫板24这时可能需要设置在壳体211的侧壁，对应泄压机构213也设置在壳体211 的侧壁。

为了便于说明，下文以图5所示的将泄压机构213设置在壳体211的底壁为例进行描述。在壳体的底壁设置泄压机构，不与盖板上的电极端子位于同一侧，当电池单体内部发生热失控时，泄压机构破裂，在释放电池单体内部气压的同时，也会向外喷射出液体或者固体的燃烧物，其中也可能包括导电物质，那么将泄压机构设置在壳体的底壁上，则可以避免电极端子之间短路；同时，考虑到在将电池安装在车辆内时，通常将电极端子朝上，也就是朝向乘客的方向，那么泄压机构安装在壳体的底壁，使得泄压机构破裂后释放的气流等物质不会向乘客排放，而是向与乘客相反方向排气，这样就不会对乘客造成烧伤或烫伤，减小了乘客的危险。

下面结合附图，首先对本申请实施例的电池单体20上设置的泄压机构213进行详细描述。

应理解，本申请实施例中的泄压机构213可以设置在壳体211的底壁的内表面或者外表面。但是，考虑到泄压机构213设置在壳体211的底壁时，该壳体211为中空的长方体，受壳体211的深度的影响，将泄压机构213设置在壳体211的底壁内表面难度较大，所以，为了便于加工，通常将泄压机构213设置在壳体211的底壁的外表面，或者说，从壳体 211的外表面安装，并且下文中也以此为例进行描述。

如图6所示，图6中的壳体211为底壁向上，与底壁相对的开口一端向下；泄压机构213设置在壳体211的外部，例如，可以通过在壳体211的外表面设置凹槽的方式，安装该泄压机构213，下文将会对比进行详细描述。另外，为了保护泄压机构213不受壳体211 外的其他部件的影响，该电池单体20还可以包括：保护层2131，位于该壳体211的底壁的外侧且覆盖该泄压机构213，用于保护该泄压机构213。例如，该保护层2131可以设置在壳体211的外表面。

本申请实施例中各个部件的形状可以根据实际应用进行设置，例如，本申请实施例中的保护层2131、泄压机构212以及壳体211上的开孔2111的形状可以设置为相同的，例如，可以设置为圆形或者矩形，或者，如图6所示，也可以设置为跑道形，或者，也可以将泄压机构213等设置为其他形状，本申请实施例并不限于此。图7示出了如图6所示的具有泄压机构213的壳体211的仰视图，即图7示出了壳体211的设置有泄压机构213的底壁的表面，如图7所示，该跑道形类似椭圆形，两端为圆弧状，但中间为直线形。

图8为图7所示的壳体211的沿着A-A'方向的剖面图，其中，该壳体211的底壁在图8的上方，壳体211的与底壁相对的开口端朝下；针对图8中的具有泄压机构213的区域 A1，图9示出了该区域A1的放大图，即图9包括壳体211的底壁、泄压机构213盒保护层2131，而图10为图9中壳体211的示意图，即图10为去除图9中泄压区域213和保护层2131的剩余部分的示意图。

对比图9和图10可知，壳体211的底壁设置有开孔2111，泄压机构213覆盖该开孔2111；该泄压机构213可以在壳体211的外部安装，即该泄压机构213位于该壳体211的底壁的外侧。例如，如图9和图10所示，该壳体211的底壁的外侧设置有第一凹槽2112，该开孔2111位于该第一凹槽2112的底壁，该泄压机构213设置于该第一凹槽2111的底壁。从壳体211外部安装泄压机构213更加方便，并且，通过该第一凹槽2111更容易实现泄压机构213的固定。

由于在泄压机构213排气时，泄压机构213向壳体211的外部打开，那么就需要一定的打开空间才可以使得泄压机构213能够破裂打开，所以保护层2131朝向该泄压机构213的表面与该泄压机构213朝向该保护层2131的表面之间需要设置间隙，这样使得保护层2131既可以保护泄压机构213，防止电池单体在组装为电池时，电池内的需要设置在电池单体的下方的部件对泄压机构213的挤压，又能够不妨碍泄压机构213的打开。

为了设置泄压机构213与保护层2131之间的间隙，可以通过在壳体211的外表面设置凹槽的方式实现。具体地，如图9和图10所示，在保护层2131设置在壳体211的底壁的外表面的情况下，该壳体211的底壁的外侧还可以设置有第五凹槽2113，该开孔2111 位于该第五凹槽2113的底壁，该保护层2131设置于该壳体211的底壁的外表面以覆盖该第五凹槽2113，另外，该第一凹槽2112位于该第五凹槽2113的底壁，该泄压机构213 设置于该第一凹槽2112的底壁。

应理解，本申请实施例中的各个部件的尺寸大小可以根据实际应用进行设置，例如，本申请将结合图9和图10举例说明。

如图9所示，壳体211的底壁的厚度h1通常可以设置为1.2mm至2mm，例如，可以设置为1.2mm、1.5mm或者2mm。保护层2131的厚度h2通常可以设置为0.1mm至0.2mm，例如通常可以取0.1mm、0.15mm或者0.2mm。泄压机构213的厚度h3通常可以设置为 0.3mm至0.7mm，例如，可以设置为0.3mm、0.5mm或者0.7mm。其中，本申请实施例中的“mm”表示毫米。

本申请实施例中的泄压机构213可以采用均匀的片状结构，或者，考虑到在电池单体内部发生热失控时，为了使得泄压机构213更加容易破裂，可以在泄压机构213的表面增加刻痕，即在泄压机构213表面上设置凹槽区域，凹槽内厚度更薄，使得泄压机构可以在凹槽处破裂，实现更加精确的定向破裂排气。并且，考虑到便于安装，泄压机构213与壳体211底壁的相连处不宜设计的太薄，因此可以在泄压机构213上设置多个凹槽，形成不同厚度的区域。其中，本申请实施例中的泄压机构213的厚度h3表示泄压机构213的厚度最大区域的厚度的值。

具体地，可以在片状的泄压机构213的相对的上下两个表面中至少一个表面上设置第三凹槽2132，例如，图9以在泄压机构213的远离该壳体211内部的表面设置第三凹槽2132为例；进一步的，还可以在该第三凹槽2132的底壁设置第四凹槽2133，例如，如图 9所示，以使得在电池单体20的内部压力达到阈值时，该泄压机构213在该第四凹槽2133 处破裂以泄放该内部压力，其中，本申请实施例中的凹槽的底壁指的是与凹槽开口相对的壁，而凹槽的侧壁指的是与开口相邻的壁。

为了在电池单体内部发生热失控时，泄压机构213更加容易破裂，可以在泄压机构213的表面增加刻痕，即在泄压机构213表面上设置该第三凹槽2132和第四凹槽2133的区域，第四凹槽2133内厚度最薄，这样可以使得泄压机构213在预先设定的位置处破裂以泄放内部压力，即泄压机构213破裂位置更加精确，可以实现定向破裂。

应理解，本申请实施例中的该第三凹槽2132和第四凹槽2133通常设置在该泄压机构 213的远离壳体内部一侧的表面，这是由于电池单体20内存在电解液，如果该第三凹槽2132和第四凹槽2133设置在靠近壳体211内部的一侧表面，电解液会在泄压机构213表面的凹槽内堆积，腐蚀该薄弱的凹槽部分，则可能导致该泄压机构213提前破裂，所以通常将凹槽设置在泄压机构213的远离壳体211内部的一侧，这样可以避免电解液的腐蚀。

泄压机构213上的该第三凹槽2132和第四凹槽2133的尺寸可以根据实际应用进行设置。例如，如图9所示，该第三凹槽2132的深度h4通常可以设置为0.15mm至0.45mm，例如，可以设置为0.15mm、0.3mm或者0.45mm；该泄压机构213在该第四凹槽2133处的厚度h5通常可以设置为0.08mm至0.15mm，例如，可以设置为0.08mm、0.1mm或者0.15mm。

如图9和图10所示，本申请实施例中的该第五凹槽2113的底壁可以与该泄压机构213的远离该壳体211的底壁内侧的表面齐平，这种情况下，第一凹槽2112的深度(不考虑第五凹槽2113的部分)等于泄压机构213的厚度h3，即如图10所示的第一凹槽2112 的深度h3也可以设置为0.3mm至0.7mm，例如，可以设置为0.3mm、0.5mm或者0.7mm。除此以外，该泄压机构213的厚度也可以设置为大于或者小于第一凹槽2112的深度，本申请实施例并不限于此。

另外，如图10所示，本申请实施例中的第五凹槽2113的深度h6通常可以设置为0.3mm 至0.6mm，例如，可以设置为0.3mm、0.5mm或者0.6mm；该壳体211的底壁上除了第一凹槽2112和第五凹槽2113以外，剩余的厚度即为泄压机构213的靠近壳体211的内部的表面与壳体211的底壁的内表面之间的高度差h7，或者说该第一凹槽的底壁至该壳体211 的底壁的内侧的表面之间的距离h7，该高度差h7通常可以设置为0.4mm至0.9mm，例如，可以设置为0.4mm、0.6mm或者0.9mm。

如图10所示，本申请实施例中第五凹槽2113、第一凹槽2112以及开孔2111使得壳体211的底壁形成了台阶结构，下面对该台阶结构的宽度进行举例说明。宽度最小处为壳体211的底壁的内表面处开孔2111的宽度L1，例如，L1通常可以设置为22mm至54mm，例如，可以设置为22mm、35mm或者54mm；宽度较大处为第一凹槽2112的宽度L2，例如，L2通常可以设置为26mm至58mm，例如，可以设置为26mm、40mm或者58mm；宽度最大处为第五凹槽2113的宽度L3，例如，L3通常可以设置为28mm至60mm，例如，可以设置为28mm、45mm或者60mm。

下面结合垫板，详细介绍本申请实施例中的包括垫板24和泄压机构213的电池单体 20。具体地，图11示出了图4所示的电池单体20组装之后的俯视图，即图11示出了电池单体20上端的盖板212的表面；图12为图11所示的电池单体20沿着B-B'方向的剖面图；针对图12中的具有泄压机构213的区域A2，图13示出了该区域A2的放大图。

对照图12可知，图13的上方对应壳体211的内部，图13的下方对应的壳体211的外部。如图13所示，对比图10，壳体211的底壁上设置有开孔2111，泄压机构213覆盖该开孔2111，并且，该泄压机构213的靠近壳体211的表面与壳体211的底壁的内表面之间具有高度差；另外，壳体211的底壁设置有垫板24，该垫板24在泄压机构213的对应位置设置有凸起241，该凸起241向泄压机构213的方向延伸，并容纳在开孔2111内。

如图13所示，该凸起241的朝向该泄压机构213的表面与该泄压机构213的朝向该凸起241的表面之间通常设置有间隙，这样可以使得该凸起241不会与泄压机构213的表面接触，避免该凸起241对泄压机构213的冲击和磨损。例如，参照图9和图10中的尺寸，如图13所示，该凸起241相对于该壳体211的底壁的内侧向该泄压机构213延伸的距离h8通常可以设置为0.3mm至0.8mm，例如，可以设置为0.3mm、0.5mm或者0.8mm，以保证该凸起241的朝向该泄压机构213的表面与该泄压机构213的朝向该凸起241的表面之间具有间隙，比如，该间隙通常可以设置为0.05mm至0.2mm，例如，可以设置为 0.05mm、0.1mm或者0.2mm。

另外，本申请实施例中的凸起241会容纳在开孔2111内，因此，该凸起241的形状通常与开孔2111的形状保持一致，也就是说，以该壳体211的底壁的内表面为例，这里将其称为第一表面，那么该凸起241沿第一表面的截面的形状与该开孔2111沿该第一表面的截面的形状相同；并且凸起241沿该第一表面的截面的面积尺寸略小于该开孔2111 沿该第一表面的截面的面积尺寸。例如，对比图10中的尺寸，如图13所示，该凸起241 的宽度L4通常可以设置为21mm至53mm，例如，可以设置为21mm、35mm或者53mm。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体(211)，所述壳体(211)的第一壁设置有开孔(2111)；

泄压机构(213)，用于在所述电池单体的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力，所述泄压机构(213)覆盖所述开孔(2111)；

垫板(24)，用于支撑电极组件(22)，位于所述第一壁的内侧；

其中，所述垫板(24)具有凸起(241)，所述凸起(241)朝向所述泄压机构(213)延伸且容纳在所述开孔(2111)内。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述凸起(241)的朝向所述泄压机构(213)的表面与所述泄压机构(213)的朝向所述凸起(241)的表面之间具有间隙。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述凸起(241)沿第一表面的截面的形状与所述开孔(2111)沿所述第一表面的截面的形状相同，所述第一表面为所述第一壁的内表面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述泄压机构(213)位于所述第一壁的外侧。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁的外侧设置有第一凹槽(2112)，所述开孔(2111)位于所述第一凹槽(2112)的底壁，所述泄压机构(213)设置于所述第一凹槽(2112)的底壁。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述泄压机构(213)的远离所述壳体(211)内部的表面设置有第三凹槽(2132)。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述第三凹槽(2132)的底壁设置有第四凹槽(2133)，所述泄压机构(213)用于在所述电池单体的内部压力达到阈值时在所述第四凹槽(2133)处破裂，以泄放所述内部压力。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：

保护层(2131)，位于所述第一壁的外侧且覆盖所述泄压机构(213)，用于保护所述泄压机构(213)。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁的外侧设置有第五凹槽(2113)，所述开孔(2111)位于所述第五凹槽(2113)的底壁，所述保护层(2131)设置于所述第一壁的外表面以覆盖所述第五凹槽(2113)。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁的外侧设置有第一凹槽(2112)，所述第一凹槽(2112)位于所述第五凹槽(2113)的底壁，所述泄压机构(213)设置于所述第一凹槽(2112)的底壁，所述第五凹槽(2113)的底壁与所述泄压机构(213)的远离所述第一壁内侧的表面齐平。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(211)为中空的长方体且一端具有开口，所述第一壁为所述壳体(211)的底壁，所述壳体(211)的底壁为与所述壳体的开口相对的壁。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体包括：

盖板(212)，盖合所述壳体(211)的开口；

电极端子(214)，所述电极端子(214)包括均设置在所述盖板上的正电极端子(214a)和负电极端子(214b)。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体包括：

所述电极组件(22)，所述电极组件(22)设置在所述壳体(211)内。

14.一种电池，其特征在于，包括：

多个电池单体，所述多个电池单体中包括至少一个如权利要求1至13至任一项所述的电池单体；

汇流部件，用于实现所述多个电池单体的电连接；

箱体，用于容纳所述多个电池单体和所述汇流部件。

15.一种用电设备，其特征在于，包括：如权利要求14所述的电池。

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