CN217281132U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，电池单体包括：壳体，包括端壁和侧壁，端壁和侧壁围合形成容纳空间；电极组件，位于容纳空间，电极组件包括电极主体和由电极主体朝向端壁伸出的第一极耳；电极集流体，位于第一极耳和端壁之间并用于连接极耳和端壁，电极集流体包括贯穿设置的通孔。本申请实施例的技术方案中，电极集流体上开设有通孔，当电池单体在使用过程中产生高温而发生热失控时，热气或壳体内的活性物质能够通过通孔快速地由壳体内喷出，能够较为快递地降低电池单体的温度，改善因热失控导致的***等危险问题，进而提高电池单体的安全性能。

Description

电池单体、电池及用电装置
技术领域
本申请涉及电池领域，特别涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在现有的电池单体中，电池单体包括壳体及位于壳体内的电极组件。电池单体中电极组件在使用过程中可能产生高温，进而导致电池发生热失控的风险，严重影响电池单体的安全性能。
实用新型内容
鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，能够提高电池单体的安全性能。
第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括：壳体，包括端壁和侧壁，端壁和侧壁围合形成容纳空间；电极组件，位于容纳空间，电极组件包括电极主体和由电极主体朝向端壁伸出的第一极耳；电极集流体，位于第一极耳和端壁之间并用于连接极耳和端壁，电极集流体包括贯穿设置的通孔。
本申请实施例的技术方案中，电池单体包括壳体、电极组件和电极集流体，电极组件和电极集流***于壳体内，使得壳体能够向电极组件和电极集流体提供保护。电极组件包括电极主体和第一极耳，电极集流体连接于第一极耳和壳体的端壁之间，使得壳体能够带电荷而不易腐蚀。电极集流体上开设有通孔，当电池单体在使用过程中产生高温而发生热失控时，热气或壳体内的活性物质能够通过通孔快速地由壳体内喷出，能够较为快速地降低电池单体的温度，改善因热失控导致的***等危险问题，进而提高电池单体的安全性能。
在一些实施例中，电极集流体包括本体部和连接部，连接部相对本体部朝向端壁凸出成型，电极集流体通过连接部连接于端壁。
在这些实施例中，通过在电极集流体上设置凸出本体部的连接部，能够弥补电极组件和壳体之间的装配公差，使得连接部能够较为稳定地抵接于端壁，保证电极集流体和端壁之间连接的稳定性。
在一些实施例中，端壁设置有泄压机构，连接部连接于泄压机构。
在这些实施例中，连接部连接于泄压机构能够减小电极集流体和泄压机构之间的距离，进而减小通孔和泄压机构之间的距离。因此当电池单体发生热失控时，热气或者活性物质能够较为快速地通过通孔流向泄压机构流出壳体外，更好地改善电池单体的热失控问题。且连接部连接于泄压机构，使得连接部能够向泄压机构施加作用力，改善泄压机构的变形问题，进而改善当电池单体热失控时，改善因泄压机构变形导致的热气或活性物质流动速度慢的问题。
在一些实施例中，泄压机构的边缘环绕于连接部的周侧并与连接部间隔设置。因此泄压机构的尺寸大于连接部的尺寸，改善连接部对泄压机构功能的影响。
在一些实施例中，至少一个通孔与连接部相邻。能够减小通孔和连接部之间的距离，进而减小通孔和泄压机构之间的距离。当电池单体发生热失控时，热气或者活性物质能够较为快速地通过通孔流向泄压机构流出壳体外，更好地改善电池单体的热失控问题。
在一些实施例中，多个通孔与连接部相邻并在连接部的周侧间隔设置。能够增加电极集流体上的开孔面积，且能够减小多个通孔与连接部之间的间距，减小多个通孔与泄压机构之间的间距。当电池单体发生热失控时，热气或者活性物质能够更为快速地通过通孔流向泄压机构流出壳体外，更好地改善电池单体的热失控问题。
在一些实施例中，相邻的两个通孔之间形成扇片，扇片由连接部沿近端远离端壁的方向凸出设置。
在这些可选的实施例中，通过扇片朝向端壁凸出，使得连接部能够朝向端壁凸出，减小连接部和端壁之间的距离，能够弥补装配公差，并保证带连接部和端壁之间的连接强度。
在一些实施例中，沿远离连接部的方向，扇片沿连接部周向的延伸尺寸逐渐增大。能够增大扇片的尺寸，保证扇片具有足够的结构强度。
在一些实施例中，连接部呈圆形，扇片和连接部的过流面积S1满足如下关系式：
Figure 746345DEST_PATH_IMAGE001
其中，d为连接部的直径，a为连接部的厚度，n为扇片的个数，θ为连接部和扇片连接位置所在弧线的弧度，S1为3mm2~20mm2。
在这些实施例中，当S1满足上述关系时，既能够改善由于过流面积S1过小影响连接部和扇片之间的过流量，影响第一极耳和端壁之间的电流过流量；也能够改善由于过流面积S1过大，影响通孔面积，进而影响热气或活性物质的喷出壳体的速度。
在一些实施例中，沿远离连接部的方向，通孔沿连接部周向的延伸尺寸逐渐增大。能够增加通孔的开孔面积，提高热气或活性物质通过通孔的速度。
在一些实施例中，连接部呈圆形，且连接部的直径为3mm~10mm。既能够改善由于连接部过小影响电极集流体和端壁之间的连接强度，也能够改善由于连接部过大影响通孔的尺寸，影响热气或活性物质通过通孔的速度。
在一些实施例中，通孔的总面积S2为20mm2~300mm2。既能够改善由于通孔过小影响热气或活性物质通过通孔的速度；也能够改善由于通孔过大而影响电极集流体的结构强度，影响电极集流体和端壁之间的连接强度。
在一些实施例中，壳体还包括与端壁相对设置的开口及盖合于开口处的端盖，端盖设置有电极端子，电极组件还包括有电极主体朝向端盖伸出的第二极耳，第二极耳和电极端子相互连接。
在这些实施例中，电极组件可以由壳体的开口置入壳体内。第二极耳连接于端盖上的电极端子，使得第二极耳与壳体相互绝缘，而第一极耳与壳体的端壁连接，能够改善第一极耳和第二极耳的短路连接。
第二方面，本申请实施例还提供一种电池，包括上述任一第一方面实施例的电池单体。
第三方面，本申请实施例还提供一种用电装置，包括上述任一第一方面实施例的电池单体，电池单体用于提供电能。
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。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例提供的电池的结构示意图；
图3是本申请一实施例提供的电池模块的结构示意图；
图4是本申请一实施例提供的一种电池单体的分解结构示意图；
图5是本申请一实施例提供的一种电池单体的主视图；
图6是图5中A-A处的剖视图；
图7是图6中I处的局部放大结构示意图；
图8是本申请一实施例提供的一种电池单体的电极集流体的主视图；
图9是图8中B-B处的剖视图。
具体实施方式中的附图标号如下：
1车辆，10电池，11控制器，12马达；
20电池模块；
30箱体，301第一箱体部；302第二箱体部；
100电池单体，110壳体，111端壁，112侧壁，120电极组件，121电极主体，122第一极耳，123第二极耳，130电极集流体，131通孔，132本体部，133连接部，134扇片，140泄压机构，150端盖，151电极端子，160转接部件，170绝缘件，180注液帽。
X、第一方向；Y、第二方向；Z；第三方向。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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实施例的限制。
此外，技术术语“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。 动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，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。
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，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。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；正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极集流部和连接于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。
本发明人注意到，电池单体在使用中发生热失控时，热气或活性物质难以及时从电池单体的壳体内喷出而引发***等危险的情况发生。
为了缓解上述的问题，申请人研究发现，可以在电池单体的电极集流体上设置通孔，使得热气或活性物质能够及时从通孔传输，进而能够降低电池单体温度，可以缓解由于热失控引发的***等危险情况，提高电池单体的安全性能。
基于以上考虑，为了缓解由于热失控引发的***等问题，发明人经过深入研究，设计了一种电池单体、电池和用电装置。
在这样的电池单体中，电池单体包括壳体、位于壳体内的电极组件和电极集流体，电极集流体上设置有通孔，使得热气或活性物质能够及时从通孔传输，进而能够降低电池单体温度，可以缓解由于热失控引发的***等危险情况，提高电池单体的安全性能。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置。
用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；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等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
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电池和用电设备，还可以适用于所有包括箱体的电池以及使用电池的用电设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆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的内部设置有电池10，电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。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。车辆1还可以包括控制器11和马达12，控制器11用来控制电池10为马达12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。
在本申请一些实施例中，电池10不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体，电池单体是指组成电池模块或电池包的最小单元。多个电池单体可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本申请中所提到的电池包括电池模块或电池包。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。本申请的实施例中多个电池单体可以直接组成电池包，也可以先组成电池模块20，电池模块20再组成电池包。
图2示出了本申请一实施例的电池10的结构示意图。
如图2所示，电池包括箱体30和电池单体100，电池单体100容纳于箱体内。
箱体30可以是单独的长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构，也可以是由长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构组合而成的复杂立体结构，本申请实施例对此并不限定。箱体30的材质可以是如铝合金、铁合金等合金材料，也可以是如聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯泡沫塑料等高分子材料，或者是如玻璃纤维加环氧树脂的复合材料，本申请实施例对此也并不限定。
箱体用于容纳电池单体，箱体30可以是多种结构。在一些实施例中，箱体可以包括第一箱体部301和第二箱体部302，第一箱体部301和第二箱体部302相互盖合，第一箱体部301和第二箱体部302共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间。第二箱体部302可以是一端开口的空心结构，第一箱体部301为板状结构，第一箱体部301盖合于第二箱体部302的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体。第一箱体部301和第二箱体部302也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部301的开口侧盖合于第二箱体部302的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体30。当然，第一箱体部301和第二箱体部302可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部301和第二箱体部302连接后的密封性，第一箱体部301和第二箱体部302之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部301盖合于第二箱体部302的顶部，第一箱体部301亦可称之为上箱盖，第二箱体部302亦可称之为下箱体。
在电池中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体30内；当然，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块20，多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体30内。
图3示出了本申请一实施例的电池模块20的结构示意图。
在一些实施例中，如图3所示，电池单体100为多个，多个电池单体100先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。
电池模块20中的多个电池单体100之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块20中的多个电池单体的并联或串联或混联。
本申请中，电池单体100可以包括锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。电池单体100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100一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。但为描述简洁，下述实施例均以圆柱形电池单体为例进行说明。
图4为本申请一些实施例提供的电池单体100的分解结构示意图。图5是本申请一些实施例提供的电池单体100的主视图，图6是图5中A-A处的剖视图，图7是图6中I处的局部放大结构示意图。电池单体100是指组成电池的最小单元。
如图4至图7所示，电池单体100包括壳体110和位于壳体110内的电极组件120和电极集流体130。壳体110包括端壁111和侧壁112，端壁111和侧壁112围合形成容纳空间；电极组件120位于容纳空间，电极组件120包括电极主体121和由电极主体121朝向端壁111伸出的第一极耳122；电极集流体130位于第一极耳122和端壁111之间并用于连接极耳和端壁111，电极集流体130包括贯穿设置的通孔131。
壳体110是用于形成电池单体100的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件120、电解液（在图中未示出）以及其他部件。电池单体100还可以包括盖设于壳体110开口处的端盖150，壳体110和端盖150可以是独立的部件，可以于壳体110上设置开口，通过在开口处使端盖150盖合开口以形成电池单体100的内部环境。不限地，也可以使端盖150和壳体110一体化，具体地，端盖150和壳体110可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体110的内部时，再使端盖150盖合壳体110。壳体110可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体110的形状可以根据电极组件120的具体形状和尺寸大小来确定。壳体110的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件120是电池单体100中发生电化学反应的部件。电极组件120包括电极主体121和由电极主体121伸出的极耳，电极主体121由正极集流体、绝缘隔膜和负极集流体卷绕形成。电极组件120包括极片，极片包括正极片和负极片，正极片上具有活性物质的部分构成正极集流体，正极片上不具有活性物质的部分构成正极耳。负极片上具有活性物质的部分构成负极集流体，负极片上不具有活性物质的部分构成负极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于电极主体121的一端或是分别位于电极主体121的两端。
第一极耳122可以为正极耳或负极耳，本申请实施例以第一极耳122为负极耳为例进行举例说明。
电极集流体130是用于连接第一极耳122和端壁111的部件，电极集流体130能够增加与端壁111的连接面积，保证第一极耳122、电极集流体130和端壁111之间相对位置的稳定性。通孔131可以设置于电极集流体130上任何合适的位置。通孔131的形状可以为圆形、椭圆形、多边形等规则形状，通孔131的形状也可以为不规则形状。
本申请实施例的技术方案中，电池单体100包括壳体110、电极组件120和电极集流体130，电极组件120和电极集流体130位于壳体110内，使得壳体110能够向电极组件120和电极集流体130提供保护。电极组件120包括电极主体121和第一极耳122，电极集流体130连接于第一极耳122和壳体110的端壁111之间，使得壳体110能够带电荷而不易腐蚀。例如，当第一极耳122为负极耳时，壳体110能够带负电，使得壳体110不易被腐蚀。电极集流体130上开设有通孔131，当电池单体100在使用过程中产生高温而发生热失控时，热气或壳体110内的活性物质能够通过通孔131快速地由壳体110内喷出，能够较为快速地降低电池单体100的温度，改善因热失控导致的***等危险问题，进而提高电池单体100的安全性能。
在本申请一些实施例中，电极集流体130包括本体部132和连接部133，连接部133相对本体部132朝向端壁111凸出成型，电极集流体130通过连接部133连接于端壁111。
本体部132是指电极集流体130上靠近第一极耳122的一部分，第一极耳122可以连接于本体部132。连接部133是指电极集流体130上，相对本体部132朝向端壁111凸出的部分，至少部分连接部133可以连接于端壁111。本体部132可以设置于连接部133周向上的任一侧，或者本体部132可以环绕连接部133设置，以提高连接部133和本体部132相互连接的稳定性。
在这些实施例中，通过在电极集流体130上设置凸出本体部132的连接部133，能够弥补电极组件120和壳体110之间的装配公差，且通过改变连接部133凸出于本体部132的高度，使得电极集流体130能够与多种位置不同的端壁111相互连接，使得连接部133能够较为稳定地抵接于端壁111，保证电极集流体130和端壁111之间连接的稳定性。
在本申请一些实施例中，端壁111设置有泄压机构140，连接部133连接于泄压机构140。
泄压机构140被配置为当壳体110内气压或温度达到阈值时泄放压力。泄压机构140的设置方式有多种，当泄压机构140可以一体成型于端壁111，例如，泄压机构140可以为端壁111上设置的压痕，该压痕的结构强度小于其他位置的结构强度。或者端壁111上设置有安装孔，泄压机构140安装于端壁111上的安装孔内。
在这些实施例中，连接部133连接于泄压机构140能够减小电极集流体130和泄压机构140之间的距离，进而减小通孔131和泄压机构140之间的距离。因此当电池单体100发生热失控时，热气或者活性物质能够较为快速地通过通孔131流向泄压机构140流出壳体110外，更好地改善电池单体100的热失控问题。且连接部133连接于泄压机构140，使得连接部133能够向泄压机构140施加作用力，改善泄压机构140的变形问题，进而改善当电池单体100热失控时，改善因泄压机构140变形导致的热气或活性物质流动速度慢的问题。
在本申请一些实施例中，泄压机构140的边缘环绕于连接部133的周侧并与连接部133间隔设置。
连接部133连接于泄压机构140内，连接部133和泄压机构140的相对位置设置方式有多种，例如连接部133靠近泄压机构140的中心位置设置，使得泄压机构140的受力更加平衡。在其他实施例中，连接部133也可以连接于泄压机构140的其他位置，只要连接部133和泄压机构140的边缘间隔设置即可。
在这些可选的实施例中，泄压机构140通常通过其边缘的断裂产生裂缝而达到释放热气或活性物质的目的，当连接部133和泄压机构140的边缘间隔设置时，能够改善连接部133对泄压机构140功能的影响。且使得泄压机构140的尺寸较大，当泄压机构140与端壁111本体之间产生裂缝时，能够增大裂缝的尺寸，使得热气或活性物质较为快速地从泄压机构140排放。
在本申请一些实施例中，至少一个通孔131与连接部133相邻。
通孔131与连接部133相邻是指连接部133的边缘作为通孔131的界限，连接部133的边缘和通孔131相互连通。
在这些可选的实施例中，至少一个通孔131与连接部133相邻能够减小通孔131和连接部133之间的距离，进而减小通孔131和泄压机构140之间的距离。当电池单体100发生热失控时，热气或者活性物质能够较为快速地通过通孔131流向泄压机构140流出壳体110外，更好地改善电池单体100的热失控问题。
在本申请一些实施例中，如图8和图9所示，多个通孔131与连接部133相邻并在连接部133的周侧间隔设置。
多个通孔131在连接部133的周侧间隔分布，连接部133的边缘作为多个通孔131的界限。
在这些可选的实施例中，设置多个通孔131能够增加电极集流体130上的开孔面积，且能够减小多个通孔131与连接部133之间的间距，减小多个通孔131与泄压机构140之间的间距。当电池单体100发生热失控时，热气或者活性物质能够更为快速地通过通孔131流向泄压机构140流出壳体110外，更好地改善电池单体100的热失控问题。
此外，多个通孔131环绕于连接部133的周侧，当使得热气或活性物质能够从连接部133周向上的不同位置进入泄压机构140并排放至壳体110外，能够进一步加速热气或活性物质的排放速度。
在本申请一些实施例中，如图4至图9所示，相邻的两个通孔131之间形成扇片134，扇片134由连接部133沿远离端壁111的方向凸出设置。例如扇片134沿第三方向Z靠近端壁111凸出设置。
当通孔131为多个时，扇片134也为多个。本申请实施例以通孔131和扇片134的个数均为3个进行举例说明。在其他实施例中，通孔131和扇片134的个数可以均为2个、4个、5个或更多个。
扇片134是指电极集流体130上位于相邻两个通孔131之间的部位，即相邻的通孔131通过扇片134相互间隔。扇片134连接于本体部132和连接部133之间，扇片134、连接部133和本体部132可以一体成型，以提高扇片134与本体部132和连接部133之间的连接强度。
在这些可选的实施例中，通过扇片134朝向端壁111凸出，使得连接部133能够朝向端壁111凸出，减小连接部133和端壁111之间的距离，能够弥补装配公差，并保证带连接部133和端壁111之间的连接强度。
在本申请一些实施例中，如图4至图9所示，沿远离连接部133的方向，扇片134沿连接部133周向的延伸尺寸逐渐增大。例如，在第一方向X或者第二方向Y上，沿远离连接部133的方向，扇片134沿连接部133周向的延伸尺寸逐渐增大。
在这些实施例中，扇片134的尺寸较大，保证扇片134具有足够的结构强度，保证扇片134与本体部132和连接部133之间的连接强度。
在本申请一些实施例中，连接部133呈圆形，扇片134和连接部133的过流面积S1满足如下关系式：
Figure 463765DEST_PATH_IMAGE001
其中，d为连接部133的直径，a为连接部133的厚度，n为扇片134的个数，θ为连接部133和扇片134连接位置所在弧线的弧度，S1为3mm2~20mm2。
过流面积S1等于连接部133和扇片134连接位置所在弧线的长度乘连接部133的厚 度a，连接部133和扇片134连接位置所在弧线的长度为
Figure 796658DEST_PATH_IMAGE002
。因此过流面积S1满 足上述关系式。
在这些实施例中，当S1满足上述关系时，既能够改善由于过流面积S1过小影响连接部133和扇片134之间的过流量，影响第一极耳122和端壁111之间的电流过流量；也能够改善由于过流面积S1过大，影响通孔131面积，进而影响热气或活性物质的喷出壳体110的速度。
在本申请一些实施例中，如图7至图9所示，沿远离连接部133的方向，通孔131沿连接部133周向的延伸尺寸逐渐增大。连接部133的周向是指环绕连接部133的方向。
在这些可选的实施例中，通孔131上靠近连接部133的部位尺寸较小，能够保证扇片134和连接部133之间具有足够的连接强度。通孔131上远离连接部133的部位尺寸较大，能够增加通孔131的开孔面积，提高热气或活性物质通过通孔131的速度。
可选的，通孔131的形状为扇形的一部分，通孔131具有朝向连接部133的第一环形边缘和背离连接部133一侧的第二环形边缘，第一环形边缘和第二环形边缘之间可以等间距设置。通孔131还可以包括第一环形边缘和第二环形边缘的两个侧边缘，侧边缘可以沿直线路径延伸成型。可选的，两个侧边缘延长线的交点为第一环形边缘或第二环形边缘所在圆的圆心。
在本申请一些实施例中，连接部133呈圆形，且连接部133的直径为3mm~10mm。
连接部133呈圆形是指连接部133沿第三方向Z的正投影呈圆形，连接部133的直径为连接部133沿第三方向Z的正投影的直径。
在这些可选的实施例中，当连接部133的直径在上述范围之内时，既能够改善由于连接部133过小影响电极集流体130和端壁111之间的连接强度，也能够改善由于连接部133过大影响通孔131的尺寸，影响热气或活性物质通过通孔131的速度。
在本申请一些实施例中，通孔131的总面积S2为20mm2~300mm2。
当通孔131只有一个时，通孔131的总面积S2为一个通孔131的面积。当通孔131的个数为多个时，通孔131的总面积S2为多个通孔131的面积之和。通孔131的面积是指通孔131沿第三方向的正投影的面积。
在这些可选的实施例中，当通孔131的总面积S2在上述范围之内时，既能够改善由于通孔131过小影响热气或活性物质通过通孔131的速度；也能够改善由于通孔131过大而影响电极集流体130的结构强度，影响电极集流体130和端壁111之间的连接强度。
在本申请一些实施例中，如图4至图9所示，壳体110还包括与端壁111相对设置的开口及盖合于开口处的端盖150，端盖150设置有电极端子151，电极组件120还包括有电极主体121朝向端盖150伸出的第二极耳123，第二极耳123和电极端子151相互连接。
在这些实施例中，电极组件120可以由壳体110的开口置入壳体110内。第二极耳123连接于端盖150上的电极端子151，使得第二极耳123与壳体110相互绝缘，而第一极耳122与壳体110的端壁111连接，能够改善第一极耳122和第二极耳123的短路连接。
可选的，电池单体100还可以包括转接部件160，第二极耳123通过转接部件160和电极端子151相互连接。
可选的，电极端子151通过绝缘件170安装于端盖150，电极端子151上设置有注液孔，注液孔出设置有注液帽180。
在本申请一些实施例中，本申请实施例还提供一种电池，包括上述任一实施例的电池单体。
在本申请一些实施例中，本申请实施例还提供一种用电装置，包括上述任一实施例的电池，电池用于提供电能。
用电装置可以是前述任一应用电池的设备或***。
请参阅图4至图9，本申请实施例提供一种电池单体100，电池单体100包括壳体110和位于壳体110内的电极组件120和电极集流体130。壳体110包括端壁111和侧壁112，端壁111和侧壁112围合形成容纳空间；电极组件120位于容纳空间，电极组件120包括电极主体121和由电极主体121朝向端壁111伸出的第一极耳122；电极集流体130位于第一极耳122和端壁111之间并用于连接极耳和端壁111，电极集流体130包括贯穿设置的通孔131。第一极耳122为负极耳。电极集流体130包括本体部132和连接部133，连接部133相对本体部132朝向端壁111凸出成型，电极集流体130通过连接部133连接于端壁111。端壁111设置有泄压机构140，连接部133连接于泄压机构140。连接部133靠近泄压机构140的中心位置设置，泄压机构140的边缘环绕于连接部133的周侧并与连接部133间隔设置。多个通孔131与连接部133相邻并在连接部133的周侧间隔设置。相邻的两个通孔131之间形成扇片134，扇片134由连接部133沿远离端壁111的方向凸出设置。沿远离连接部133的方向，扇片134沿连接部133周向的延伸尺寸逐渐增大。沿远离连接部133的方向，通孔131沿连接部133周向的延伸尺寸逐渐增大。连接部133呈圆形，且连接部133的直径为3mm~10mm。
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 (15)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
壳体，包括端壁和侧壁，所述端壁和所述侧壁围合形成容纳空间；
电极组件，位于所述容纳空间，所述电极组件包括电极主体和由所述电极主体朝向所述端壁伸出的第一极耳；
电极集流体，位于所述第一极耳和所述端壁之间并用于连接所述极耳和所述端壁，所述电极集流体包括贯穿设置的通孔。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极集流体包括本体部和连接部，所述连接部相对所述本体部朝向所述端壁凸出成型，所述电极集流体通过所述连接部连接于所述端壁。
3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述端壁设置有泄压机构，所述连接部连接于所述泄压机构。
4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述泄压机构的边缘环绕于所述连接部的周侧并与所述连接部间隔设置。
5.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，至少一个所述通孔与所述连接部相邻。
6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，多个所述通孔与所述连接部相邻并在所述连接部的周侧间隔设置。
7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，相邻的两个所述通孔之间形成扇片，所述扇片由所述连接部沿远离所述端壁的方向凸出设置。
8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，沿远离所述连接部的方向，所述扇片沿所述连接部周向的延伸尺寸逐渐增大。
9.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述连接部呈圆形，所述扇片和所述连接部的过流面积S1满足如下关系式：
Figure 458248DEST_PATH_IMAGE001
其中，d为所述连接部的直径，a为所述连接部的厚度，n为所述扇片的个数，θ为所述连接部和所述扇片连接位置所在弧线的弧度，S1为3mm2~20mm2。
10.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，沿远离所述连接部的方向，所述通孔沿所述连接部周向的延伸尺寸逐渐增大。
11.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述连接部呈圆形，且所述连接部的直径为3mm~10mm。
12.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述通孔的总面积S2为20mm2~300mm2。
13.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体还包括与所述端壁相对设置的开口及盖合于所述开口处的端盖，所述端盖设置有电极端子，所述电极组件还包括有所述电极主体朝向所述端盖伸出的第二极耳，所述第二极耳和所述电极端子相互连接。
14.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的电池单体。
15.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。
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