CN217589215U - 电池壳、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

电池壳、电池单体、电池及用电装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种一种电池壳、电池单体、电池及用电装置，在第一侧壁上沿第一方向延伸设有加强件，第二侧壁上沿第二方向延伸设有加强件；其中，第一方向与第二方向相交。在围绕开口边缘的至少两个侧壁中，即第一侧壁与第二侧壁上分别设置加强件，使得电池壳上至少两侧壁的结构得到加强。由于第一侧壁中的加强件沿第一方向延伸，第二侧壁中的加强件沿第二方向延伸，且第一方向与第二方向相交，因此，该两类加强件能对电池壳在两个方向的变形起到抑制作用，极大提升了电池壳的结构强度，避免焊接前发生严重的结构变形，保证焊接作业顺利进行。

Description

电池壳、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，特别是涉及电池壳、电池单体、电池及用电装置。
背景技术
随着动力电池应用领域的不断扩大，对于动力电池的续航需求提升，动力电池能量密度的竞争日渐趋于白热化。为获取较高能量密度，通常会将电池壳设计成薄壳体，以在内部获取更大容纳的空间。然而这种设计同样会带来结构强度的降低，导致电池壳平面度难以控制，对焊接作业带来极大挑战。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种电池壳、电池单体、电池及用电装置，提升结构强度，避免焊接前发生严重的结构变形。
第一方面，本申请提供了一种电池壳，用于电池单体，包括：壳本体，内设有端部具有开口的腔室，腔室用于收容电极组件，壳本体包括围绕开口边缘排布的第一侧壁与第二侧壁；加强件，第一侧壁上沿第一方向延伸设有加强件，第二侧壁上沿第二方向延伸设有加强件；其中，第一方向与第二方向相交。
上述的电池壳，在围绕开口边缘的至少两个侧壁中，即第一侧壁与第二侧壁上分别设置加强件，使得电池壳上至少两侧壁的结构得到加强。由于第一侧壁中的加强件沿第一方向延伸，第二侧壁中的加强件沿第二方向延伸，且第一方向与第二方向相交，因此，该两类加强件能对电池壳在两个方向的变形起到抑制作用，极大提升了电池壳的结构强度，避免焊接前发生严重的结构变形，保证焊接作业顺利进行。
在一些实施例中，第一侧壁与第二侧壁邻接，且第一侧壁为壳本体的垂直于预设方向的一侧壁；其中，预设方向与电极组件的厚度方向一致。如此，合理布置第一侧壁和第二侧壁的位置关系，使得壳本体形变量较大的侧面得到有效加固，提高电池壳整体结构刚度，从而使得电池壳的平面度得到有效控制。
在一些实施例中，第二方向被定义为与开口所在的平面垂直，第一方向被定义为垂直于第二方向和预设方向之间构成的平面。如此，分别控制第一方向和第二方向的朝向，使得第一侧壁上的加强件呈横向排布，第二侧壁上的加强件呈竖向排布，这样使得电池壳既在纵向上，又在横向上均得到有效加固，使得纵横向的变形得到有效抑制。
在一些实施例中，在第一侧壁中，加强件为多个，且全部的加强件沿第二方向间隔排布。如此，沿第二方向间隔排布多个加强件，有利于进一步提高第一侧壁的结构刚度，有效避免焊接前发生结构形变。
在一些实施例中，在第一侧壁中，相邻两个加强件之间间距记为D1，第一侧壁沿第二方向上的宽度记为K1，其中，0.03*K1≤D1≤0.7*K1。如此，合理控制间距D1与宽度K1之间的比值，保证第一侧壁上的加强件数量适宜，使得第一侧壁能够兼顾整体结构强度和整体重量。
在一些实施例中，间距D1满足的条件为：0.1mm≤D1≤200mm。如此，合理控制相邻两个加强件之间间距，在保证合理制作成本下，提升电池壳的第一侧壁上结构强度，减少结构形变量。
在一些实施例中，在第一侧壁上的全部加强件中，位于第二方向上最外两侧中的任一侧的加强件与第一侧壁沿第二方向上对应的一侧边之间间距均记为J1，其中，0.1mm≤J1≤200mm。如此，在第一侧壁的顶部和底部处均预留间距，避免加强件开设在第一侧壁的边缘上而导致加强件的制作难度增加。
在一些实施例中，加强件沿第一方向上的任一端与对应的第一侧壁沿第一方向上的一侧边之间间距均记为J2，其中，0.1mm≤J2≤200mm。如此，合理控制加强件的延伸长度，既能使第一侧壁上均能得到有效加固，又能避免加强件过长而造成结构干涉，有利于成型加工。
在一些实施例中，在第一侧壁中，加强件沿第二方向上的宽度记为W1，其中，0.01mm≤W1≤50mm。如此，合理设计加强件的宽度尺寸，方便在第二方向上设置所需数量的加强件，保证第一侧壁具有足够结构刚度。
在一些实施例中，在第一侧壁中，加强件凸出第一侧壁的高度记为H1，其中，0.01mm≤H1≤5mm。如此，合理设计加强件的高度尺寸，避免凸出过高而占用电池内部的空间，从而避免影响电池的能量密度。
在一些实施例中，在第二侧壁中，加强件为多个，且全部的加强件沿预设方向间隔排布。如此，沿预设方向间隔排布多个加强件，有利于进一步提高第二侧壁的结构刚度，有效避免焊接前发生结构形变。
在一些实施例中，在第二侧壁中，相邻两个加强件之间间距记为D2，第二侧壁沿预设方向上的宽度记为K2，其中，0.03*K2≤D2≤0.7*K2。如此，合理控制间距D2与宽度K2之间的比值，保证第二侧壁上的加强件数量适宜，使得第二侧壁能够兼顾整体结构强度和整体重量。
在一些实施例中，在第二侧壁中，间距D2满足的条件为：0.1mm≤D2≤200mm。如此，合理控制相邻两个加强件之间间距，在保证合理制作成本下，提升电池壳的第二侧壁上结构强度，减少结构形变量。
在一些实施例中，在第二侧壁上的全部加强件中，位于预设方向上最外两侧中的任一侧的加强件与第二侧壁沿预设方向上对应的一侧边之间间距均记为J3，其中，0.1mm≤J3≤200mm。如此，在第二侧壁的左右侧处均预留间距，避免加强件开设在第二侧壁的边缘上而导致加强件的制作难度增加。
在一些实施例中，加强件沿第二方向上的任一端与对应的第二侧壁沿第二方向上的一侧边之间间距均记为J4，其中，0.1mm≤J4≤200mm。如此，合理控制加强件的延伸长度，既能使第二侧壁上均能得到有效加固，又能避免加强件过长而造成结构干涉，有利于成型加工。
在一些实施例中，在第二侧壁中，加强件沿预设方向上的宽度记为W2，其中，0.01mm≤W2≤50mm。如此，合理设计加强件的宽度尺寸，方便在预设方向上设置所需数量的加强件，保证第二侧壁具有足够结构刚度。
在一些实施例中，在第二侧壁中，加强件凸出第二侧壁的高度记为H2，其中，0.01mm≤H2≤5mm。如此，合理设计加强件的高度尺寸，避免凸出过高而占用电池内部的空间，从而避免影响电池的能量密度。
在一些实施例中，第一侧壁与第二侧壁均为至少两个，其中两个第二侧壁分别间隔位于两个第一侧壁之间，至少一个第一侧壁上沿第一方向延伸设有加强件，至少一个第二侧壁上沿第二方向延伸设有加强件。如此，分别确保至少一个第一侧壁与第二侧壁上均设有不同方向延伸的加强件，提升电池壳整体结构强度。
在一些实施例中，在第一侧壁中，全部加强件设于第一侧壁背向腔室的一侧面上。如此，将加强件设置在第一侧壁背向腔室的一侧面，避免对电池壳内部空间造成影响，保证电池单体内部的群裕度不变。
在一些实施例中，在第二侧壁中，全部加强件设于第二侧壁背向腔室的一侧面上。如此，将加强件设置在第二侧壁背向腔室的一侧面，避免对电池壳内部空间造成影响，保证电池单体内部的群裕度不变。
在一些实施例中，第一侧壁上至少一部分沿自身厚度方向凸出第一侧壁一侧面形成加强件，并在第一侧壁另一侧面留有第一凹部。如此，有利于简化加强件的成型工艺，提高电池壳的加工效率。
在一些实施例中，第二侧壁上至少一部分沿自身厚度方向凸出第二侧壁一侧面形成加强件，并在第二侧壁另一侧面留有第二凹部。如此，有利于简化加强件的成型工艺，提高电池壳的加工效率。
第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括：以上任一项的电池壳；电极组件，收容于腔室内。
第三方面，本申请提供了一种电池，包括以上的电池单体。
第四方面，本申请提供了一种用电装置，包括以上的电池，电池用于提供电能。
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
通过阅读对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。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的电池的***图；
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图；
图4为本申请一些实施例提供的电池壳结构示意图一；
图5为本申请一些实施例提供的电池壳结构示意图二；
图6为本申请一些实施例提供的电池壳结构示意图三；
图7为图6中圈A处结构放大示意图；
图8为本申请一些实施例提供的电池壳结构示意图四；
图9为本申请一些实施例提供的第一凹部或第二凹部不同分布示意图。
1000、车辆；100、电池；200、控制器；300、马达；10、电池单体；20、箱体；21、第一部分；22、第二部分；1、电池壳；11、壳本体；11a、腔室；11b、开口；12、第一侧壁；13、第二侧壁；14、加强件；15、第一凹部；16、第二凹部；2、端盖；3、转接件；4、电极组件；X、第一方向；Y、第二方向；Z、预设方向。
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。
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。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。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。
在本申请实施例的描述中，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。
在本申请实施例的描述中，术语“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）。
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。
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。
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。
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。
本申请人注意到，为获取高能量密度，通常会将电池壳设计成薄壳体，以便在电池壳内获取更大的容纳空间。然而，薄壳体由于自身强度降低，电池壳的平面度难以控制，对焊接可制造性带来极大挑战，比如壳盖装配定位、焊接漏激光及焊接热变形均难以解决。
为此，通常在电池壳的侧壁设置加强筋，以加固电池壳的结构强度，降低其结构变形度。然而，现有加强筋在电池壳上的设计均朝向一个方向延伸，如此设计，仅能对特定方向的形变起到抑制作用，无法针对其他方向的形变起到抑制作用，导致电池壳在某个方向也易发生形变，对于焊接作业也同样带来极大挑战。
基于此，为了解决电池壳仅在同一方向形变起到抑制作用而导致易在其他方向发生结构形变的问题，本申请人经过深入研究，设计了一种电池壳，在第一侧壁上沿第一方向延伸设有加强件，第二侧壁上沿第二方向延伸设有加强件；其中，第一方向与第二方向相交。
在围绕开口边缘的至少两个侧壁中，即第一侧壁与第二侧壁上分别设置加强件，使得电池壳上至少两侧壁的结构得到加强。由于第一侧壁中的加强件沿第一方向延伸，第二侧壁中的加强件沿第二方向延伸，且第一方向与第二方向相交，因此，该两类加强件能对电池壳在两个方向的变形起到抑制作用，极大提升了电池壳的结构强度，避免焊接前发生严重的结构变形，保证焊接作业顺利进行。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源***。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000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100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的***图。电池100包括箱体20和电池单体10，电池单体10容纳于箱体20内。其中，箱体20用于为电池单体10提供容纳空间，箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体20可以包括第一部分21和第二部分22，第一部分21与第二部分22相互盖合，第一部分21和第二部分22共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第二部分22可以为一端开口11b的空心结构，第一部分21可以为板状结构，第一部分21盖合于第二部分22的开口11b侧，以使第一部分21与第二部分22共同限定出容纳空间；第一部分21和第二部分22也可以是均为一侧开口11b的空心结构，第一部分21的开口11b侧盖合于第二部分22的开口11b侧。当然，第一部分21和第二部分22形成的箱体20可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100中，电池单体10可以是多个，多个电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体20内；当然，电池100也可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池100模块形式，多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体20内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体10之间的电连接。
其中，每个电池单体10可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的分解结构示意图。电池单体10是指组成电池100的最小单元。如图3，电池单体10包括有端盖2、电池壳1、电极组件4以及其他的功能性部件。
端盖2是指盖合于电池壳1的开口11b处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖2的形状可以与电池壳1的形状相适应以配合电池壳1。可选地，端盖2可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖2在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体10能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖2上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件4电连接，以用于输出或输入电池单体10的电能。在一些实施例中，端盖2上还可以设置有用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖2的材质也可以是多种的，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。在一些实施例中，在端盖2的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离电池壳1内的电连接部件与端盖2，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
电池壳1是用于配合端盖2以形成电池单体10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4、电解液以及其他部件。电池壳1和端盖2可以是独立的部件，可以于电池壳1上设置开口11b，通过在开口11b处使端盖2盖合开口11b以形成电池单体10的内部环境。不限地，也可以使端盖2和电池壳1一体化，具体地，端盖2和电池壳1可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装电池壳1的内部时，再使端盖2盖合电池壳1。电池壳1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，电池壳1的形状可以根据电极组件4的具体形状和尺寸大小来确定。电池壳1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。另外，端盖2上极柱可通过转接件3与电极组件4的极耳电连接。
电极组件4是电池单体10中发生电化学反应的部件。电池壳1内可以包含一个或更多个电极组件4。电极组件4主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件4的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例，请参照图3，本申请提供了一种电池壳1，用于电池单体10，电池壳1包括：壳本体11与加强件14。壳本体11内设有端部具有开口11b的腔室11a。腔室11a用于收容电极组件4。壳本体11包括围绕开口11b边缘排布的第一侧壁12与第二侧壁13。第一侧壁12上沿第一方向X延伸设有加强件14。第二侧壁13上沿第二方向Y延伸设有加强件14；其中，第一方向X与第二方向Y相交。
第一侧壁12与第二侧壁13在壳本体11上绕开口11b的边缘排布，即该两侧壁沿开口11b的***排布，而非位于与壳本体11背向开口11b的一侧上。第一侧壁12与第二侧壁13之间的排布方式有多种，比如：第一侧壁12与第二侧壁13邻接设置；或者第一侧壁12与第二侧壁13间隔排布等。
第一方向X与第二方向Y的具体朝向也有多种设计，比如：第一方向X与壳本体11的高度方向一致，第二方向Y与壳本体11的长度方向一致；或者，第一方向X与壳本体11的长度方向一致，第二方向Y与壳本体11的宽度方向一致；又或者，第一方向X与第二方向Y分别在壳本体11上均沿对角线的朝向设计等。
加强件14是指设置在第一侧壁12或第二侧壁13上，能增加壳本体11结构刚度的部件，加强件14的材料可与壳本体11的材料保持一致，也可不一致。加强件14的截面形状可为但不限于多边形、半圆形、梯形类规则形状或其他不规则形状。
加强件14可以组合方式固定在第一侧壁12或第二侧壁13上，也可以一体成型方式固定在第一侧壁12或第二侧壁13上。其中，组合方式可为但不限于螺栓连接、卡接、铆接、焊接等；而一体成型方式可为压铸、铸造、挤出等工艺。
另外，加强件14可设置在壳本体11朝向腔室11a的一侧面上，即电池壳1的内表面；也可设置在壳本体11背向腔室11a的一侧面上，即电池壳1的外表面。当加强件14设置在壳本体11背向腔室11a的一侧面上时，加强件14不会对电池壳1内部空间造成影响，保证电池单体10内部的群裕度不变。
该两类加强件14能对电池壳1在两个方向的变形起到抑制作用，极大提升了电池壳1的结构强度，避免焊接前发生严重的结构变形，保证焊接作业顺利进行。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，第一侧壁12与第二侧壁13邻接，且第一侧壁12为壳本体11的垂直于预设方向Z的一侧壁；其中，预设方向Z与电极组件4的厚度方向一致。
“邻接”是指两物体相互邻近并连接，也可为紧接，即第一侧壁12与第二侧壁13之间相互邻近并直接连接。
电极组件4的厚度方向应理解为：电极组件4上由一侧大面至另一侧大面的方向等。其中，“大面”是指电极组件4上面积较大的一侧面，当然，也可理解为电极组件4上在卷绕或叠片时形成大面区域。此时，第一侧壁12为壳本体11的大面，第二侧壁13为壳本体11的较小侧面。
壳本体11上沿预设方向Z上的侧壁通常为大面，即与电极组件4的大面相对设置的一面，其形变量也是相对较大，为此，将第一侧壁12定义为大面，利用加强件14以加固壳本体11上的大面结构刚度，减少该面的形变量。
合理布置第一侧壁12和第二侧壁13的位置关系，使得壳本体11形变量较大的侧面得到有效加固，提高电池壳1整体结构刚度，从而使得电池壳1的平面度得到有效控制。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，第二方向Y被定义为与开口11b所在的平面垂直。第一方向X被定义为垂直于第二方向Y和预设方向Z之间构成的平面。
第二方向Y与开口11b所在平面垂直，可理解为第二方向Y与壳本体11的高度方向保持一致；第一方向X与第二方向Y和预设方向Z之间构成的平面垂直，可理解为第一方向X与壳本体11的长度方向保持一致。其中，预设方向Z与第一方向X非垂直的相交，也可为垂直设计。具体到一些实施例中，第一方向X、第二方向Y和预设方向Z两两相互垂直设置。
分别控制第一方向X和第二方向Y的朝向，使得第一侧壁12上的加强件14呈横向排布，第二侧壁13上的加强件14呈竖向排布，这样使得电池壳1既在纵向上，又在横向上均得到有效加固，使得纵横向的变形得到有效抑制。
根据本申请的一些实施例，可选地，在第一侧壁12中，加强件14为多个，且全部的加强件14沿第二方向Y间隔排布。
加强件14的数量可为两个、三个或者更多，比如：加强件14的数量可取2个~2000个中的任一值。
沿第二方向Y间隔排布多个加强件14，有利于进一步提高第一侧壁12的结构刚度，有效避免焊接前发生结构形变。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图5，在第一侧壁12中，相邻两个加强件14之间间距记为D1。第一侧壁12沿第二方向Y上的宽度记为K1，其中，0.03*K1≤D1≤0.7*K1。
相邻两个加强件14之间的间距D1大小会影响第一侧壁12上加强件14的数量，比如，间距D1的大小占据宽度K1的3%时，第一侧壁12上可分布较多的加强件14，间距D1的大小占据宽度K1的70%时，第一侧壁12上可分布相对较少的加强件14等。
合理控制间距D1与宽度K1之间的比值，保证第一侧壁12上的加强件14数量适宜，使得第一侧壁12能够兼顾整体结构强度和整体重量。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图5，间距D1满足的条件为：0.1mm≤D1≤200mm。
若相邻两个加强件14之间间距D1设计过小时，则第一侧壁12上的加强件14过密，虽然能提高结构刚度，但会导致整体结构重量剧增，而且还会增加电池壳1的制作成本。若相邻两个加强件14之间间距D1设计过大时，相邻两个加强件14之间的结构形变无法得到有效抑制，导致电池壳1的平面度无法得到有效控制。
相邻两个加强件14之间间距D1可取0.1mm~200mm中的任一值，比如：间距D1可为但不限于0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、100mm、150mm、200mm等。具体到一些实施例中，间距D1可为5mm~10mm中任一值。
合理控制相邻两个加强件14之间间距，在保证合理制作成本下，提升电池壳1的第一侧壁12上结构强度，减少结构形变量。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图5，在第一侧壁12上的全部加强件14中，位于第二方向Y上最外两侧中的任一侧的加强件14与第一侧壁12沿第二方向Y上对应的一侧边之间间距均记为J1，其中，0.1mm≤J1≤200mm。
位于第二方向Y上最外侧的加强件14分别为在第一侧壁12上排列的全部加强件14中，位于第一层和最后一层的加强件14。
位于最外侧的加强件14与对应的第一侧壁12的一侧边均具有间距，这样方便加强件14在第一侧壁12上的加工操作。同时，在两处预留间距，使得该两处的第一侧壁12厚度较薄，便于将电极组件4的顶部和底部上热量传导出，利于电池单体10散热。
间距J1可取0.1mm~200mm中的任一值，比如：间距J1可为但不限于0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、100mm、150mm、200mm等。具体到一些实施例中，间距J1可为10mm~20mm中任一值。
在第一侧壁12的顶部和底部处均预留间距，避免加强件14开设在第一侧壁12的边缘上而导致加强件14的制作难度增加；同时，留有间距，也便于电极组件4的顶部和底部进行散热。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图5，在第一侧壁12中，加强件14沿第一方向X上的任一端与对应的第一侧壁12沿第一方向X上的一侧边之间间距均记为J2，其中，0.1mm≤J2≤200mm。
若加强件14的一端与第一侧壁12的一侧边之间的间距过大时，会导致第一侧壁12上具有较大区域无法被加固，导致该部分形变量增大；若加强件14的一端与第一侧壁12的一侧边之间的间距过小时，加强件14一端则延伸接近第一侧壁12的边缘，这样很容易对电池壳1的边缘造成结构干涉，不利于成型加工。
间距J2可取0.1mm~200mm中的任一值，比如：间距J2可为但不限于0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、100mm、150mm、200mm等。具体到一些实施例中，间距J2可为10mm~20mm中任一值。
合理控制加强件14的延伸长度，既能使第一侧壁12上均能得到有效加固，又能避免加强件14过长而造成结构干涉，有利于成型加工。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图5，在第一侧壁12中，加强件14沿第二方向Y上的宽度记为W1，其中，0.01mm≤W1≤50mm。
加强件14的宽度W1可为但不限于0.01mm、0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm等。
合理设计加强件14的宽度尺寸，方便在第二方向Y上设置所需数量的加强件14，保证第一侧壁12具有足够结构刚度。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图6与图7，在第一侧壁12中，加强件14凸出第一侧壁12的高度记为H1，其中，0.01mm≤H1≤5mm。
加强件14的高度H1可为但不限于0.01mm、0.1mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等。
合理设计加强件14的高度尺寸，避免凸出过高而占用电池100内部的空间，从而避免影响电池100的能量密度。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图8，在第二侧壁13中，加强件14为多个，且全部的加强件14沿预设方向Z间隔排布。
加强件14的数量可为两个、三个或者更多，比如：加强件14的数量可取2个~2000个中的任一值。
沿预设方向Z间隔排布多个加强件14，有利于进一步提高第二侧壁13的结构刚度，有效避免焊接前发生结构形变。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图8，在第二侧壁13中，相邻两个加强件14之间间距记为D2。第二侧壁13沿预设方向Z上的宽度记为K2，其中，0.03*K2≤D2≤0.7*K2。
相邻两个加强件14之间的间距D1大小会影响第二侧壁13上加强件14的数量，比如，间距D1的大小占据宽度K1的3%时，第二侧壁13上可分布较多的加强件14，间距D1的大小占据宽度K1的70%时，第二侧壁13上可分布相对较少的加强件14等。
合理控制间距D2与宽度K2之间的比值，保证第二侧壁13上的加强件14数量适宜，使得第二侧壁13能够兼顾整体结构强度和整体重量。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图8，在第二侧壁13中，相邻两个加强件14之间间距记为D2，其中，0.1mm≤D2≤200mm。
若相邻两个加强件14之间间距D2设计过小时，则第二侧壁13上的加强件14过密，虽然能提高结构刚度，但会导致整体结构重量剧增，而且还会增加电池壳1的制作成本。若相邻两个加强件14之间间距D2设计过大时，相邻两个加强件14之间的结构形变无法得到有效抑制，导致电池壳1的平面度无法得到有效控制。
相邻两个加强件14之间间距D2可取0.1mm~200mm中的任一值，比如：间距D1可为但不限于0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、100mm、150mm、200mm等。具体到一些实施例中，间距D2可为5mm~10mm中任一值。
合理控制相邻两个加强件14之间间距，在保证合理制作成本下，提升电池壳1的第二侧壁13上结构强度，减少结构形变量。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图8，在第二侧壁13上的全部加强件14中，位于预设方向Z上最外两侧中的任一侧的加强件14与第二侧壁13沿预设方向Z上对应的一侧边之间间距均记为J3，其中，0.1mm≤J3≤200mm。
位于预设方向Z上最外侧的加强件14分别为在第二侧壁13上排列的全部加强件14中，位于第一层和最后一层的加强件14。
位于最外侧的加强件14与对应的第二侧壁13的一侧边均具有间距，这样方便加强件14在第二侧壁13上的加工操作。同时，在两处预留间距，使得该两处的第二侧壁13厚度较薄，便于将电极组件4的两个拐角处热量传导出，利于电池单体10散热。
间距J3可取0.1mm~200mm中的任一值，比如：间距J3可为但不限于0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、100mm、150mm、200mm等。具体到一些实施例中，间距J3可为10mm~20mm中任一值。
在第二侧壁13的左右侧处均预留间距，避免加强件14开设在第二侧壁13的边缘上而导致加强件14的制作难度增加。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图8，在第二侧壁13中，加强件14沿第二方向Y上的任一端与对应的第二侧壁13沿第二方向Y上的一侧边之间间距均记为J4，其中，0.1mm≤J4≤200mm。
若加强件14的一端与第二侧壁13的一侧边之间的间距过大时，会导致第二侧壁13上具有较大区域无法被加固，导致该部分形变量增大；若加强件14的一端与第二侧壁13的一侧边之间的间距过小时，加强件14一端则延伸接近第二侧壁13的边缘，这样很容易对电池壳1的边缘造成结构干涉，不利于成型加工。
间距J4可取0.1mm~200mm中的任一值，比如：间距J4可为但不限于0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、100mm、150mm、200mm等。具体到一些实施例中，间距J4可为10mm~20mm中任一值。
合理控制加强件14的延伸长度，既能使第二侧壁13上均能得到有效加固，又能避免加强件14过长而造成结构干涉，有利于成型加工。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图8，在第二侧壁13中，加强件14沿预设方向Z上的宽度记为W2，其中，0.01mm≤W2≤50mm。
加强件14的宽度W2可为但不限于0.01mm、0.1mm、1mm、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm等。
合理设计加强件14的宽度尺寸，方便在预设方向Z上设置所需数量的加强件14，保证第二侧壁13具有足够结构刚度。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图7，在第二侧壁13中，加强件14凸出第二侧壁13的高度记为H2，其中，0.01mm≤H2≤5mm。
加强件14的高度H2可为但不限于0.01mm、0.1mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等。
合理设计加强件14的高度尺寸，避免凸出过高而占用电池100内部的空间，从而避免影响电池100的能量密度。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，第一侧壁12与第二侧壁13均为至少两个。其中两个第二侧壁13分别间隔位于两个第一侧壁12之间，至少一个第一侧壁12上沿第一方向X延伸设有加强件14，至少一个第二侧壁13上沿第二方向Y延伸设有加强件14。
第一侧壁12与第二侧壁13的数量均可为两个、三个或者更多。当第一侧壁12与第二侧壁13均为两个时，两个第二侧壁13则沿第一方向X间隔连接于两个第一侧壁12之间，以形成腔室11a，此时电池壳1为四棱柱结构；当第一侧壁12与第二侧壁13均为两个以上时，只需保证其中两个第二侧壁13间隔位于两个第一侧壁12之间即可，至于剩余的第一侧壁12和第二侧壁13的分布可有多种设计，如，将剩余的第一侧壁12依次连接于一个第一侧壁12与第二侧壁13之间；将剩余的第二侧壁13依次连接于一个第一侧壁12与第二侧壁13之间等。
分别确保至少一个第一侧壁12与第二侧壁13上均设有不同方向延伸的加强件14，提升电池壳1整体结构强度。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，在第一侧壁12中，全部加强件14设于第一侧壁12背向腔室11a的一侧面上。
将加强件14设置在第一侧壁12背向腔室11a的一侧面，即第一侧壁12的加强件14均位于壳本体11的外表面，这样加强件14不会对电池壳1内部空间造成影响，保证电池单体10内部的群裕度不变。
如此设计，将加强件14设置在第一侧壁12背向腔室11a的一侧面，避免对电池壳1内部空间造成影响，保证电池单体10内部的群裕度不变。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图4，在第二侧壁13中，全部加强件14设于第二侧壁13背向腔室11a的一侧面上。
将加强件14设置在第二侧壁13背向腔室11a的一侧面，即第二侧壁13的加强件14均位于壳本体11的外表面，这样加强件14不会对电池壳1内部空间造成影响，保证电池单体10内部的群裕度不变。
如此设计，将加强件14设置在第二侧壁13背向腔室11a的一侧面，避免对电池壳1内部空间造成影响，保证电池单体10内部的群裕度不变。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图9，第一侧壁12上至少一部分沿自身厚度方向凸出第一侧壁12一侧面形成加强件14，并在第一侧壁12另一侧面留有第一凹部15。
第一凹部15的截面形状可有多种设计，比如：第一凹部15的横截面形状可为但不限于半圆形、半椭圆形、梯形、正方形或长方形等。
第一侧壁12的成型方式也有多种设计，比如：第一侧壁12的成型方式可为压铸、冲压、压花方式等，不减少或破坏壳体结构；当然，也可为车铣、铣削等挖除方案进行加强件14的加工。第一凹部15可设置在第一侧壁12的外表面上，也可设置在内表面上；当然，也可同时设置在第一侧壁12的内外表面上，即第一侧壁12上的加强件14内外交叉排布。当第一侧壁12朝向腔室11a的一侧面上形成第一凹部15，能有效增加腔室11a内的空间容量，有利于提升电池100的使用性能。同时，外凸状加强件14匹配模组具备压缩特性的隔热垫或粘接胶水，可有效提升模组内电池单体10与电池单体10、电池单体10与胶水、电池单体10与隔热垫间的机械咬合作用及装配强度，可有效提升对于电池单体10平面度的耐受阈值。
如此设计，有利于简化加强件14的成型工艺，提高电池壳1的加工效率；同时，在强化结构强度的同时，不会增加电池壳1的重量。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图9，第二侧壁13上至少一部分沿自身厚度方向凸出第二侧壁13一侧面形成加强件14，并在第二侧壁13另一侧面留有第二凹部16。
第二凹部16的截面形状可有多种设计，比如：第二凹部16的横截面形状可为但不限于半圆形、半椭圆形、梯形、正方形或长方形等。
第二侧壁13的成型方式也有多种设计，比如：第二侧壁13的成型方式可为压铸、冲压、压花方式等，不减少或破坏壳体结构；当然，也可为车铣、铣削等挖除方案进行加强件14的加工。第二凹部16可设置在第二侧壁13的外表面上，也可设置在内表面上；当然，也可同时设置在第二侧壁13的内外表面上，即第二侧壁13上的加强件14内外交叉排布。当在第二侧壁13朝向腔室11a的一侧面上形成第二凹部16，能有效增加腔室11a内的空间容量，有利于提升电池100的使用性能。
如此设计，有利于简化加强件14的成型工艺，提高电池壳1的加工效率；同时，在强化结构强度的同时，不会增加电池壳1的重量。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池单体10，包括：电极组件4与以上任一方案中的电池壳1。电极组件4收容于腔室11a内。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池100，包括以上方案中的电池单体10。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种用电装置，包括以上方案中的电池100，电池100用于提供电能。
根据本申请的一些实施例，请参照图3至图9，本申请提供了一种电池壳1，电池壳1大面设置横向加强件14，电池壳1侧面设置纵向加强件14。加强件14优选突出电极组件4的大面外壁，避免占用内部空间。若干加强件14在电池壳1中采用内外交替式结构，即部分加强件14设于电池壳1内部，部分加强件14设于电池壳1的外部。另外，加强件14全部采用外凸式设计。
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 (23)

1.一种电池壳(1)，用于电池单体(10)，其特征在于，包括：
壳本体(11)，内设有端部具有开口(11b)的腔室(11a)，所述腔室(11a)用于收容电极组件(4)，所述壳本体(11)包括围绕所述开口(11b)边缘排布的第一侧壁(12)与第二侧壁(13)；
加强件(14)，所述第一侧壁(12)上沿第一方向(X)延伸设有所述加强件(14)，所述第二侧壁(13)上沿第二方向(Y)延伸设有所述加强件(14)；
其中，所述第二方向(Y)被定义为与所述开口(11b)所在的平面垂直，且所述第一方向(X)与所述第二方向(Y)相交。
2.根据权利要求1所述的电池壳(1)，其特征在于，所述第一侧壁(12)与所述第二侧壁(13)邻接，且所述第一侧壁(12)为所述壳本体(11)的垂直于预设方向(Z)的一侧壁；
其中，所述预设方向(Z)与所述电极组件(4)的厚度方向一致。
3.根据权利要求2所述的电池壳(1)，其特征在于，所述第一方向(X)被定义为垂直于所述第二方向(Y)和所述预设方向(Z)之间构成的平面。
4.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第一侧壁(12)中，所述加强件(14)为多个，且全部的所述加强件(14)沿所述第二方向(Y)间隔排布。
5.根据权利要求4所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第一侧壁(12)中，相邻两个所述加强件(14)之间间距记为D1，所述第一侧壁(12)沿所述第二方向(Y)上的宽度记为K1，其中，0.03*K1≤D1≤0.7*K1。
6.根据权利要求5所述的电池壳(1)，其特征在于，所述间距D1满足的条件为：0.1mm≤D1≤200mm。
7.根据权利要求4所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第一侧壁(12)上的全部所述加强件(14)中，位于所述第二方向(Y)上最外两侧中的任一侧的所述加强件(14)与所述第一侧壁(12)沿所述第二方向(Y)上对应的一侧边之间间距均记为J1，其中，0.1mm≤J1≤200mm。
8.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第一侧壁(12)中，所述加强件(14)沿所述第一方向(X)上的任一端与对应的所述第一侧壁(12)沿所述第一方向(X)上的一侧边之间间距均记为J2，其中，0.1mm≤J2≤200mm。
9.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第一侧壁(12)中，所述加强件(14)沿所述第二方向(Y)上的宽度记为W1，其中，0.01mm≤W1≤50mm。
10.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第一侧壁(12)中，所述加强件(14)凸出所述第一侧壁(12)的高度记为H1，其中，0.01mm≤H1≤5mm。
11.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第二侧壁(13)中，所述加强件(14)为多个，且全部的所述加强件(14)沿所述预设方向(Z)间隔排布。
12.根据权利要求11所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第二侧壁(13)中，相邻两个所述加强件(14)之间间距记为D2，所述第二侧壁(13)沿所述预设方向(Z)上的宽度记为K2，其中，0.03*K2≤D2≤0.7*K2。
13.根据权利要求12所述的电池壳(1)，其特征在于，所述间距D2满足的条件为：0.1mm≤D2≤200mm。
14.根据权利要求11所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第二侧壁(13)上的全部所述加强件(14)中，位于所述预设方向(Z)上最外两侧中的任一侧的所述加强件(14)与所述第二侧壁(13)沿所述预设方向(Z)上对应的一侧边之间间距均记为J3，其中，0.1mm≤J3≤200mm。
15.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第二侧壁(13)中，所述加强件(14)沿所述第二方向(Y)上的任一端与对应的所述第二侧壁(13)沿所述第二方向(Y)上的一侧边之间间距均记为J4，其中，0.1mm≤J4≤200mm。
16.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第二侧壁(13)中，所述加强件(14)沿所述预设方向(Z)上的宽度记为W2，其中，0.01mm≤W2≤50mm。
17.根据权利要求3所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第二侧壁(13)中，所述加强件(14)凸出所述第二侧壁(13)的高度记为H2，其中，0.01mm≤H2≤5mm。
18.根据权利要求1-17任一项所述的电池壳(1)，其特征在于，所述第一侧壁(12)与所述第二侧壁(13)均为至少两个，其中两个所述第二侧壁(13)分别间隔位于两个所述第一侧壁(12)之间，至少一个所述第一侧壁(12)上沿第一方向(X)延伸设有所述加强件(14)，至少一个所述第二侧壁(13)上沿第二方向(Y)延伸设有所述加强件(14)。
19.根据权利要求1-17任一项所述的电池壳(1)，其特征在于，在所述第一侧壁(12)中，全部所述加强件(14)设于所述第一侧壁(12)背向所述腔室(11a)的一侧面上；和/或，
在所述第二侧壁(13)中，全部所述加强件(14)设于所述第二侧壁(13)背向所述腔室(11a)的一侧面上。
20.根据权利要求1-17任一项所述的电池壳(1)，其特征在于，所述第一侧壁(12)上至少一部分沿自身厚度方向凸出所述第一侧壁(12)一侧面形成所述加强件(14)，并在所述第一侧壁(12)另一侧面留有第一凹部(15)；和/或，
所述第二侧壁(13)上至少一部分沿自身厚度方向凸出所述第二侧壁(13)一侧面形成所述加强件(14)，并在所述第二侧壁(13)另一侧面留有第二凹部(16)。
21.一种电池单体(10)，其特征在于，包括：
权利要求1-20任一项所述的电池壳(1)；
电极组件(4)，收容于所述腔室(11a)内。
22.一种电池(100)，其特征在于，包括权利要求21所述的电池单体(10)。
23.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求22所述的电池(100)，所述电池(100)用于提供电能。
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