CN216120503U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池单体、电池及用电装置，电池单体包括电极组件、壳体和气袋，气袋设置于电极组件和壳体之间，既可以固定电极组件防止电极组件在壳体内发生晃动，又可以提高壳体内电解液的高度防止电池单体发生析锂等风险。气袋内设置有阻燃剂，当电池单体发生热失控时，可以破坏气袋释放出其中的阻燃剂，阻止电池单体热失控的加剧。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

电池单体因其具有循环次数高、储存时间长、功率密度高、能量密度高等优点而被广泛运用于电动汽车、移动设备、电能存储等多个领域。在电池单体制造过程中，通常需要将电极组件放入容纳有电解液的容器中，为了便于电极组件的放入，需要保证电极组件与容器具有一定的间隙。而该间隙会导致电池单体在使用过程中电极组件能够相对于容器发生晃动，从而影响电池单体的使用性、安全性。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本申请提出了一种电池单体、电池及用电装置，其目的在于提高电池单体的使用性和安全性。

本申请一方面提供了一种电池单体，包括壳体、设置于壳体内的电极组件以及设置于壳体和电极组件之间的气袋。

在壳体和电极组件之间设置有气袋，一方面，可以利用气袋填充电极组件与壳体之间的间隙，固定电极组件与壳体之间的相对位置，减小电池单体在使用过程发生晃动的可能性；另一方面，由于气袋是柔软的，当电极组件在电池单体内发生晃动时，可以吸收电极组件的冲击力，减弱电极组件与壳体之间的碰撞，保证电池单体的安全性。

根据本申请的一个实施例，电极组件包括主体部和拐角部，拐角部设置于主体部沿第一方向的两侧，所述气袋包括第一子气袋，第一子气袋设置于拐角部和壳体之间。

将第一子气袋设置于拐角部和壳体之间，通过第一子气袋的挤压可以使得拐角部的极片之间的间隙减小，降低电池单体拐角部出现析锂的可能性。

根据本申请的一个实施例，第一子气袋靠近电极组件的一侧设置有凹部，用于容纳拐角部。

将第一子气袋靠近电极组件的一侧设置为与拐角部相对应的凹部，将拐角部包裹在第一子气袋的凹部中，使得第一子气袋与电极组件之间不易发生相对移动，减小了电极组件在壳体内发生晃动的可能性。

根据本申请的一个实施例，电池单体具有多个电极组件，第一子气袋设置有多个凹部，每个凹部用于容纳对应的电极组件的拐角部。

电池单体具有多个电极组件，第一子气袋上设置有多个凹部用于容纳对应电极组件的拐角部，将每个电极组件的拐角部均包裹在第一子气袋的凹部内，可以减小各电极组件之间、电极组件和壳体之间的相对移动，增加第一子气袋的定位效果。

根据本申请的一个实施例，电池单体包括两个第一子气袋，两个第一子气袋设置于电池单体沿第一方向的两侧，第一子气袋被配置为抵接电极组件与壳体。

电池单体沿第一方向的两侧均设置有第一子气袋，使得电极组件两侧均被第一子气袋所固定，进一步减小电极组件在壳体内发生晃动的可能性。

根据本申请的一个实施例，两个第一子气袋沿第一方向的最小尺寸相等。

第一子气袋沿第一方向的最小尺寸相等，使得电极组件居中设置于壳体中，可以保证沿第一方向上电极组件的膨胀空间一致，避免膨胀力过大而损伤电极组件或者将第一极片和第二极片间的电解液挤出而导致电池单体析锂。

根据本申请的一个实施例，两个第一子气袋沿第一方向的投影重合。

第一子气袋沿第一方向的投影重合，可以保证电极组件两侧的第一子气袋给电极组件两侧提供支撑力的位置相同，可以防止电极组件因受力位置不同而受到剪切力的作用。

根据本申请的一个实施例，气袋与壳体内壁固定连接。

将气袋与壳体内壁固定连接，可以防止电池单体在使用过程中，气袋与壳体发生相对移动，进而导致电极组件在壳体内产生晃动的可能性。

根据本申请的一个实施例，气袋内设有阻燃剂，气袋被配置为当电池单体热失控时，能够被破坏以释放阻燃剂。

将阻燃剂设置在气袋内，不会占用电池单体额外的空间，不会影响电池单体的能量密度。而且，当电池单体发生热失控时，气袋能够被破坏而释放出其中的阻燃剂，阻止热失控的加剧，保证电池单体使用过程中的安全性。

本申请另一方面提供了一种电池，该电池包括至少一个上述任一实施例中所描述的电池单体。

本申请再一方面提供了一种电装置，该用电装置包括上述实施例中描述的电池，电池用于为用电装置提供电能。

根据本申请实施例所提供的电池单体、电池和用电装置，在电极组件和壳体之间设置有气袋，一方面，气袋将电极组件固定在壳体内，可以防止电极组件在壳体内发生晃动；另一方面，气袋可以吸收电极组件晃动时产生的冲击力，防止电极组件和壳体发生碰撞而影响电池单体的安全性。

附图说明

图1为本申请实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请实施例的电池的***示意图；

图3为本申请实施例的电池模块的结构示意图；

图4为本申请实施例的电池单体的***示意图；

图5为图4沿A-A的剖视图；

图6为图4沿B-B的剖视图；

图7为本申请实施例的气袋设置示意图；

图8为本申请实施例的无气袋电池单体的结构示意图；

图9为本申请实施例的有气袋电池单体的结构示意图。

附图标记说明：

1、车辆；

10、电池；

11、电池单体；

111、壳体；

112、电极组件；

112a、主体部；

112b、拐角部

113、气袋；

113a、第一子气袋；

113b、第二子气袋；

113c、凹部；

114、端盖组件；

12、箱体；

121、第一部分；

122、第二部分；

13、容纳空间；

20、控制器；

30、马达。

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”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。

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。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：圆柱电池单体、方形电池单体和软包电池单体。本申请实施例提及的电池单体为圆柱电池单体。

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构。本申请实施例提及的电极组件为卷绕式结构。

电池单体因其具有循环次数高、储存时间长、功率密度高、能量密度高等优点而被广泛运用于电动汽车、移动设备、电能存储等多个领域。随着电池单体的推广运用，电池单体在使用过程中发生燃烧甚至***等事故也越来越多，因此，电池单体的安全性成为了消费者购买时优先考虑的首要因素，也成为抑制电池单体推广使用的主要因素。

申请人发现，由于制造过程中需要将电极组件放入壳体内，必然导致电极组件与壳体间存在一定的间隙，而该间隙会导致电极组件与壳体发生相对移动而造成电极组件与壳体发生碰撞，严重影响电池单体使用过程中的安全性。

为了解决上述问题，申请人在电极组件和壳体之间设置了一个气袋，既可以将电极组件固定在壳体内，又可以吸收电极组件发生晃动时的冲击力，提高电池单体使用过程中的安全性。

为了更清晰的理解本申请的实施例，以下结合图1至图9对本申请的实施例进行详细描述。

本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的用电装置，例如手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。

应理解，本申请实施例描述的技术方案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车辆为例进行说明。

例如，图1示出了本申请一实施例的一种车辆1的结构示意图，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。车辆1的内部设置电池10。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池 10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆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不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分替代燃油或天然气为车辆1提供驱动力。

车辆1的内部还可以设置马达30以及控制器20，控制器20用来控制电池 10为马达30的供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

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11，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池 10也可以称为电池包。在一些实施例中，多个电池单体11可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池10。也就是说，多个电池单体11可以直接组成电池10，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池10。

在一些实施例中，请参照图2，电池10包括箱体12和电池单体11，电池单体11容纳于箱体12内。

箱体12可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。当然，箱体12可以是多种结构。

在一些实施例中，箱体12可以包括第一部分121和第二部分122，第一部分121与第二部分122相互盖合，以限定出用于容纳电池单体11的容纳空间13。当然，第一部分121与第二部分122的连接处可通过密封件来实现密封，密封件可以是密封圈、密封胶等。

第一部分121和第二部分122可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分121可以是一侧开口的空心结构，第二部分122也可以是一侧开口的空心结构，第二部分122的开口侧盖合于第一部分121的开口侧，则形成具有容纳空间13的箱体12。当然，也可以是第一部分121为一侧开口的空心结构，第二部分122为板状结构，第二部分122盖合于第一部分121的开口侧，则形成具有容纳空间13的箱体12。

在图2中，第一部分121位于第二部分122的底部。在实际安装时，在电池10倒置(箱体12倒置)的情况下，电池10也可以在图2的基础上向下翻转，使得第一部分121位于第二部分122的顶部。

在电池10中，电池单体11可以是一个、也可以是多个。若电池单体11为多个，多个电池单体11之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体11 中既有串联又有并联。

在一些实施例中，电池11还可以包括汇流部件，多个电池单体11之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体11的串联或并联或混联。

汇流部件可以是金属导体，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。

如图4所示，本申请一些实施例提供了一种电池单体11，电池单体11可以包括壳体111、电极组件112和端盖组件114。壳体111具有开口，电极组件11 容纳于壳体111内，端盖组件114用于盖合于开口。

壳体111可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体111的形状可根据电极组件112的具体形状来确定。比如，若电极组件112为圆柱体结构，壳体111则可选用为圆柱体结构；若电极组件112为长方体结构，壳体111则可选用长方体结构。

示例性的，在图4中，壳体111为一端开放的空心长方体结构。

壳体111的材质也可以是多种，比如，塑料、铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。

在本申请的一些实施例中，电池单体10还包括设置于壳体111和电极组件 112之间的气袋113。

电极组件112，是由第一极片、第二极片、绝缘件一同卷绕或堆叠而形成的，其中绝缘件设置于第一极片与第二极片之间，用于第一极片和第二极片之间的绝缘。示例性的，第一极片可以为正极片或负极片，对应的第二极片可以为负极片或正极片。

如图5所示，壳体111和电极组件112之间设置有气袋113。可选的，气袋 113由绝缘性材料制成，可以保证电极组件112和壳体111之间的绝缘性，保证电池单体11的安全性。在电池单体11制作过程中可以先将未充气的气袋113 放入壳体111内，再放入电极组件112，最后向气袋113内充入气体，使气袋 113膨胀将电极组件112固定在壳体111中。将电极组件112放入壳体111中再对气袋113进行充气，可以防止充气膨胀后的气袋113占据了壳体111的空间，导致电极组件112放入壳体111时与壳体111或者气袋113干涉而损伤电极组件112或刮破气袋113。

需要注意的是，需要对充完气的气袋113进行封口处理，以防止气袋113 中的气体逸出，具体的气袋113的封口方式包括但不限于热塑封口、胶粘等。在一些实施例中，为了便于气袋113的封口，气袋113的封口位置设置于气袋 113靠近壳体111开口的一侧。

在一些实施例中，也可以先将充完气并封口的气袋113放入壳体111中后，再放入电极组件112，这样虽然有刮破气袋113的风险，但是由于气袋113是在封口后才放入壳体111中，可以避免壳体111内对气袋113进行封口时的不便利性。

在壳体111和电极组件112之间设置有气袋，其一，可以利用气袋113填充电极组件112与壳体111之间的间隙，固定电极组件112与壳体111之间的相对位置，减小电池单体11在使用过程发生晃动的可能性；其二，由于气袋113 是柔软的，当电极组件112在电池单体11内发生晃动时，可以吸收电极组件112 的冲击力，减缓电极组件112与壳体111之间的碰撞，保证电池单体11的安全性；其三，由于气袋113是绝缘的，所以气袋113的设置还可以增强电极组件 112和壳体111之间的绝缘性，降低电池单体11发生绝缘失效的风险。

除此之外，气袋113填充占据了壳体111的部分空间，在注入电解液的量一定的前提下可以增加电解液在壳体111内的高度，使得电极组件112与电解液的接触区域增大，有利于增加电极组件112的浸润效果，防止电池单体11出现析锂等风险。

在一些实施例中，如图4所示，电极组件112包括主体部112a和拐角部112b，拐角部112b设置于主体部112a沿第一方向X的两侧，气袋113包括第一子气袋113a，第一子气袋113a设置于拐角部112b和壳体111之间。

如图4所示，电极组件112包括主体部112a和拐角部112b。主体部112a 是指电极组件112具有平直结构的区域，在主体部112a第一极片和第二极片基本平直布置；拐角部112b是指电极组件112具有弯折结构的区域，拐角部112b 是卷绕形成的连接两个平直区域的侧部，在拐角部112b第一极片和第二极片大致弯折为圆弧形分布。拐角部112b设置于主体部112a沿第一方向X的两侧。

如图4所示，第一方向X为电池单体11的长度方向。

在一些实施例中，第一极片、第二极片和绝缘件卷绕得到电极组件112后通常需要将电极组件112进行热压整形。一方面，通过热压整形可以获得扁平状的电极组件112，便于电极组件112放入壳体111中；另一方面，通过热压可以减小第一极片、第二极片以及绝缘件之间的间隙，使得在相同壳体111空间的前提下，电极组件卷绕的圈数可以增加，有利于提高电池单体11的能量密度。在对电极组件112进行热压整形过程中，主要是对主体部112a进行整形，而拐角部112b未进行整形，导致拐角部112b对应区域的各极片和隔膜之间的间隙较大，使得金属离子在拐角部112b对应区域的第一极片运动到第二极片时的运动距离大，进而导致拐角部112b容易产生析锂问题。

而将第一子气袋113a设置于拐角部112b和壳体111之间，通过第一子气袋113a的挤压可以使得拐角部112b对应区域的第一极片和第二极片之间的间隙减小，从而减小金属离子在两极片之间的运动距离，进而降低电池单体11在拐角部112b发生析锂的可能性。

根据本申请的一个实施例，如图6所示，第一子气袋113a靠近电极组件112 的一侧设置有凹部113c，用于容纳拐角部112b。

在一些实施例中，凹部113c为弧形部，凹部113c与电极组件112拐角部 112b的弧形相对应，使得气袋能与电极组件112更好的贴合。此外，将第一子气袋113a与电极组件112的贴合面设置为与拐角部112b相对应的凹部113c，可以将拐角部112b包裹在第一子气袋113a的凹部113c中，增加了第一子气袋 113a与电极组件112的接触面积，使得第一子气袋113a与电极组件112之间不易发生相对移动，减小了电极组件112在壳体111内发生晃动的可能性。

在一些实施例中，如图6所示，第一子气袋113a的凹部113c将拐角部112b 的全部区域包裹在凹部113c中，以提高气袋113的缓冲、保护效果。

在一些实施例中，如图7所示，第一子气袋113a的凹部113c仅包裹了拐角部112b的部分区域。需要注意的是，电极组件112与壳体111发生碰撞时，拐角部112b凸出于电极组件112最远的区域(即电极组件112与壳体111距离最近的区域)发生碰撞的概率最大，碰撞时产生的冲击力也最大，因此需要保证该区域包裹在第一子气袋113a中。至于拐角部112b的其他区域，可以选择性的设置第一子气袋113a来增强电极组件112的保护效果。

同理，如图7所示，第二子气袋113b可以覆盖主体部112a的全部区域，也可以只覆盖主体部112a的部分区域。具体的，第二子气袋113b可以横向间隔设置于主体部112a和壳体111之间，也可以纵向间隔设置于主体部112a和壳体111之间，亦可以横纵交错的设置于主体部112a和壳体111之间。

根据本申请的一个实施例，如图9所示，电池单体11具有多个电极组件112，第一子气袋113a则设置有多个凹部113c，每个凹部113c用于容纳对应的电极组件112的拐角部112a。

随着电极组件112卷绕圈数的增加，电极组件112上的极耳发生错位的可能性也随之增大，这就限制了电极组件112的卷绕圈数，也限制了电池单体11 的容量。如果将多个电极组件112放入一个壳体111中来构成一个电池单体11 便能够解决这个问题，使得电池单体11的容量可以做得更大。

如图9所示，第一子气袋113a上设置有多个凹部113c，用于容纳对应电极组件112的拐角部112b，将每个电极组件112的拐角部112b均包裹在第一子气袋113a的凹部113c内，可以减小各电极组件112之间、电极组件112和壳体 111之间的相对移动，增加第一子气袋113a的定位效果。

同理，在一些实施例中第一子气袋113a可以仅包裹各拐角部112b凸出于电极组件112最远的区域(即电极组件112与壳体111距离最近的区域)即可。至于拐角部112b的其他区域，可以选择性的设置第一子气袋113a来增强电极组件112的保护效果。

根据本申请的一个实施例，如图6、9所示，电池单体11包括两个第一子气袋113，两个第一子气袋113a设置于电池单体11沿第一方向X的两侧，第一子气袋113a被配置为抵接电极组件112与壳体111。

电池单体11沿第一方向X的两侧均设置有第一子气袋113a，使得电极组件 112两侧均被第一子气袋113a所包裹，可以进一步减小电极组件112在壳体111 内发生晃动的可能性，避免电极组件112与壳体111发生碰撞而影响电池单体 11的安全性，同时还可以增加电极组件112和壳体111之间的绝缘性。

在一些实施例中，如图6、7、9所示，可选的，气袋113包括第二子气袋 113b，第二子气袋113b设置于壳体111与主体部112a之间，用于保护电极组件112。

在一些实施例中，如图6、9所示，电池单体11包括两个第二子气袋113b，两个第二子气袋113b分别设置于壳体111与主体部112a之间，用于缓冲、绝缘、保护电极组件112，避免主体部112a与壳体111碰撞。

根据本申请的一个实施例，如图6、9所示，两个第一子气袋113a沿第一方向X的最小尺寸d相等。

最小尺寸d指的是沿第一方向X上第一子气袋113a靠近电极组件112的一侧与靠近壳体111一侧的最短距离。两个第一子气袋113a沿第一方向X的最小尺寸d相等，也就是指沿第一方向X上电极组件112的两侧与壳体111之间的最小距离相等，使得沿第一方向X上电极组件112居中位于壳体111内。

在一些实施例中，电极组件112在使用过程中会发生膨胀，在电极组件112 和壳体111之间设置有第一子气袋113a，可以吸收电极组件112的膨胀力，避免电极组件112膨胀时与壳体111相抵而损伤电极组件112。同时，将电极组件 112居中设置于壳体111中，可以保证沿第一方向X上电极组件112的膨胀空间一致，避免膨胀力过大而损伤电极组件112或者将第一极片和第二极片间的电解液挤出而导致电池单体11析锂。

在一些实施例中，如图8、9所示，电池单体11具有多个电极组件112，本实施例以电池单体11具有两个电极组件112为示例来进行说明。如图8所示，为了便于电极组件112的放入，电极组件112和壳体111之间会留有一定的间隙，这就导致电极组件112之间可能会发生错位，使得电极组件112沿第一方向X的某一侧与壳体111的距离较小，导致该侧的电极组件112膨胀后的膨胀空间较小而与壳体111抵接在一起，进而造成该侧的电极组件112损坏或者电解液从第一极片和第二极片之间挤出而发生析锂。

在一些实施例中，如图9所示，电极组件112沿第一方向X的两侧设置有第一子气袋113，两个第一子气袋113a沿第一方向X的最小尺寸d相等，也就意味着每个电极组件112在第一方向X上与壳体111之间的距离相等，保证各电极组件112均能居中设置于壳体111内，减小后续装配误差。

在一些实施例中，两个第一子气袋113a可以通过第二子气袋113b连通在一起。一方面，将两个第一气袋113a连通在一起，可以保证两个气袋内的气压一致，充气后可以将电极组件112居中固定在壳体111中；另一方面，将两个第一子气袋113a连通在一起，当电池单体11发生碰撞致使电极组件112撞向一侧的第一子气袋113a时，第一子气袋113a中的气体可以流向另一侧的第一子气袋113a中，使得第一子气袋113a承受冲击力的区域增大，增强了第一子气袋113a的耐冲击性。

根据本申请的一个实施例，两个第一子气袋113a沿第一方向X的投影重合。

第一子气袋113a沿第一方向X上的投影重合，可以保证电极组件112两侧的第一子气袋113a给电极组件112两侧提供支撑力的位置相同，可以防止电极组件112因受力位置不同而受到剪切力的作用。

根据本申请的一个实施例，气袋113与壳体111内壁固定连接。

在一些实施例中，气袋113通过胶粘的方式与壳体111的内壁连接在一起，具体的，胶粘包括但不限于双面胶、热熔胶、乳胶、树脂胶等。在一些施例中，在气袋113与壳体111内壁的连接界面上均涂敷有胶水，以保证气袋113和壳体111之间的连接强度。当然，在一些实施例中，气袋113与壳体111内壁的连接界面中只有部分区域涂敷有胶水，以满足气袋113和壳体111之间连接强度的前提下尽可能的减少胶水的用料，提高电池单体的能量密度。可选的，为了满足连接强度的同时能够减少胶水的用量，胶水的涂敷轨迹包括但不限于Z 字型、弓字型、波浪型、网格型等。优选的，为了限制气袋113在壳体111内的运动，保证气袋113的定位效果，气袋113与壳体111接触界面的边缘区域需涂敷有胶水。

将气袋113与壳体111内壁固定连接，可以防止电池单体11在使用过程中，气袋113与壳体11发生相对移动，导致电极组件112在壳体11内发生晃动、碰撞而影响电池单体11的安全性。

根据本申请的一个实施例，气袋113内设有阻燃剂，气袋113被配置为当电池单体11热失控时，能够被破坏以释放阻燃剂。

阻燃剂是一种能增加材料耐燃性的物质，当发生起火等风险时阻燃剂能够有效的阻止、延缓甚至终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。

电池单体11热失控是指电池单体11内部化学反应的产热速率远高于散热速率，大量的热量在电池单体11内部积累而导致电池单体11的温度急剧上升，最终导致电池单体11起火甚至***的现象。

当电池单体11发生热失控时，气袋113能够被破坏而释放出其中的阻燃剂，阻燃剂可以阻止、延缓甚至终止电池单体11热失控的加剧，将阻燃剂设置在气袋113内，能够在电池单体11发生热失控时快速响应，及时制止热失控的蔓延。

在一些实施例中，气袋113中充入的气体为既不具燃烧性又不具助燃性的气体，具体的，包括但不限于氦气、氩气等。当电池单体11发生热失控时，气袋113可以被破坏而释放出其中的不燃性气体，使得电池单体11内的氧气等可燃性气的浓度被稀释而抑制了电池单体11热失控的加剧。

在一些实施例中，气袋113中还设置有成膜添加剂，在电池单体11使用后期从气袋113中释放出来，有助于第一极片和第二极片表面的固体电解质界面膜(SEI膜)的形成。SEI膜是指在第一极片、第二极片与电解质固液相界面上发生反应而形成的一层覆盖于第一极片、第二极片表面的钝化层。SEI膜具有有机溶剂不溶性,在有机电解液中能够稳定存在,且溶剂分子不能通过该层钝化膜, 可以避免因溶剂分子共嵌入对第一极片和/或第二极片造成破坏,因而可以大大提高电池单体11的循环性能和使用寿命。

在电池单体11制作过程中，电解液中成膜添加剂的浓度需要控制在一定范围内，因为成膜添加剂的浓度过高会导致第一极片和/或第二极片表面形成的 SEI膜的厚度过大，进而导致电池单体11内部的阻抗过大，影响电池单体11的容量，同时，阻抗过大还会导致电池单体11的输出电压减小、内部热损耗增加，严重影响电池单体11的使用性能和寿命。

在电池单体11后期的使用过程中，SEI膜在被破坏后重新形成过程中会消耗电解液中的成膜添加剂，使得电解液中成膜添加剂的含量减少，进而影响SEI 膜的形成，降低了电池单体11的使用性能和寿命。

在气袋113中设置有成膜添加剂，使用前期成膜添加剂位于气袋113内，不会影响电解液中成膜添加剂的浓度，避免了形成的SEI膜厚度过大而影响电池单体11的性能和寿命；使用后期，气袋113被破坏而释放出其中的成膜添加剂，来补充电解液中成膜添加剂的含量，保证SEI膜的形成。

在一些实施例中，气袋113中设置有气体吸收剂，在电池单体11使用后期从气袋113中释放出来，用于吸收电池单体11内部产生的气体。

电池单体11在使用过程中会有氢氟酸(HF)等气体产生，在电池单体11 前期的使用过程中，一定量的气体浓度可以抑制气体的进一步产生，因此允许一定量的气体存在。但是，在电池单体11后期的使用过程中，由于气体的不断产生累计会使得电池单体11内的气压增大，存在冲破防爆阀而使电池单体使用寿命减短的风险。

在气袋113中设置有气体吸收剂，使用前期气体吸收剂位于气袋113内，不会影响电池单体11内气体的浓度，抑制了气体的进一步产生；而在使用后期，气袋113被破坏而释放出其中的气体吸收剂，用来吸收电池单体11内过多的气体，降低电池单体11内的气压，提高电池单体11的使用寿命。

根据本申请实施例所提供的电池单体11、电池10和用电装置，在电极组件 112和壳体111之间设置有气袋113，一方面，气袋113将电极组件固定在壳体 111内，可以防止电极组件112在壳体111内发生晃动；另一方面，气袋113 可以吸收电极组件112晃动时产生的冲击力，防止电极组件112和壳体111发生碰撞而影响电池单体11的安全性；再一方面，气袋113占据了壳体111内的部分空间，可以增加壳体111内电解液的高度，进而增加电极组件112的浸润面积，避免电极组件112浸润不足而发生析锂等风险；又一方面，拐角部112b 和壳体111间设置有气袋113，可以减小拐角部112b极片之间的间隙，进而防止极片间隙过大而造成析锂等风险；最后，在气袋113内设置有阻燃剂，电池单体11发生热失控时可以释放出阻燃剂来阻止热失控的进一步加剧，保证电池单体11使用过程中的安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (11)

1.一种电池单体，其特征在于，包括

壳体；

电极组件，所述电极组件设置于所述壳体内；

气袋，所述气袋设置于所述壳体与所述电极组件之间。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括主体部和拐角部，所述拐角部设置于所述主体部沿第一方向的两侧，所述气袋包括第一子气袋，所述第一子气袋设置于所述拐角部与所述壳体之间。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述第一子气袋靠近所述电极组件的一侧设置有凹部，用于容纳所述拐角部。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体具有多个所述电极组件，所述第一子气袋设置有多个所述凹部，每个所述凹部用于容纳对应的所述电极组件的所述拐角部。

5.根据权利要求2-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体包括两个所述第一子气袋，两个所述第一子气袋设置于所述电池单体沿第一方向的两侧，所述第一子气袋被配置为抵接所述电极组件与所述壳体。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，两个所述第一子气袋沿所述第一方向的最小尺寸相等。

7.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，两个所述第一子气袋沿所述第一方向的投影重合。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述气袋与所述壳体内壁固定连接。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述气袋内设有阻燃剂，所述气袋被配置为当所述电池单体热失控时，能够被破坏以释放所述阻燃剂。

10.一种电池，其特征在于，包括至少一个权利要求1至9任一项所述的电池单体。

11.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求10所述的电池，所述电池用于提供电能。

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