CN219203257U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池单体、电池及用电装置，其中，电池单体包括外壳、电极组件和温度采样件。外壳包括多个壁，多个壁围成第一腔室，且至少一个壁的内部形成有第二腔室。电极组件容纳于第一腔室内。温度采样件容纳于第二腔室内。通过将温度采样件设于第二腔室，以使温度采样件所采集的温度更加接近电极组件的实际温度，以便及时反映电极组件的温升，减小电池单体发生热失控的概率。

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，具体而言，涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

随着电动汽车、电动飞行设备、可携带电子器件等用电装置的广泛应用，电池的性能是用电装置技术发展的重要因素。

电池由若干电池单体组成，电池单体在充放电的过程中，电池单体内部的电极组件可能会出现短路或者局部高温，使电极组件的温度不受控制地升高。电极组件温度不受控制地升高会导致电池单体热失控，影响电池的性能，甚至引发燃烧或者***。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电装置，用以降低电池单体出现热失控的概率。

本申请的可选方案提供了一种电池单体，可以包括外壳，包括多个壁，多个所述壁围成第一腔室，至少一个所述壁的内部形成有第二腔室；电极组件，容纳于所述第一腔室内；温度采样件，容纳于所述第二腔室内。

由于温度采样件位于壁的内部的第二腔室内，温度采样件离第一腔室以及电极组件的距离较近，因而温度采样件所探测的温度较为接近第一腔室或电极组件的实际温度，从而有助于提升采集的温度的准确度，以使电池控制***能够更及时地响应电池单体的温度异常，降低热失控发生的概率，进而提升电池的运行稳定性。

并且，第二腔室还有助于降低温度采样件直接受到外部的物体碰撞的风险，从而降低了温度采样件从电池单体脱落的风险，以使得电池单体具有良好的运行稳定性。

一种可选方案中，所述温度采样件的数量为多个，多个所述温度采样件分布于所述第二腔室内的多个位置。

通过在电池单体的多个位置设置温度采样件，可以实现对电池单体多个位置的温度监控，从而更为全面地掌握电池单体的温度信息，以便及时检测到局部的异常温升以及异常高温，进一步降低发生热失控的风险。

一种可选方案中，多个所述壁中面积最大的一者为第一壁，所述第一壁的内部形成有所述第二腔室，至少一个所述温度采样件设置在所述第一壁的内部且位于所述第一壁的中心。

第一壁一般可称为电池单体的主体区，或者称为大面，用于指代壁中面积最大或较大的一个壁。主体区易产生生产缺陷，在主体区中心设置温度采样件，可以实时监控主体区中心的温度，有助于提升预防效果，以降低热失控发生的概率。并且，通过采集主体区中心的温度，可以较为准确地掌握电解液的整体温度，以使得温度检测较为全面且准确。

一种可选方案中，所述电极组件包括正极极片和负极极片，所述负极极片具有与所述正极极片重合的主体区和超出所述正极极片边缘的延伸区，至少一个所述温度采样件设置在与所述负极极片的超出所述正极极片边缘的区域对应的位置。

负极极片的超出正极极片边缘的区域即延伸区，延伸区由于受工艺或者使用条件的影响，易发生热积累，并且容易短路。通过检测延伸区的温度，有助于及时发现延伸区的异常温升并做出响应，降低热失控的概率。

一种可选方案中，所述电极组件包括极耳，至少一个所述温度采样件设置在与所述极耳对应的位置。

极耳区易出现生产缺陷，因此极耳区易发生短路。通过检测极耳区的温度，有助于及时发现极耳区的异常温升并做出响应，降低热失控的概率。

一种可选方案中，所述电极组件包括拐角区，至少一个所述温度采样件设置在与所述拐角区对应的位置。

拐角区易出现热积累。通过检测拐角区的温度，有助于及时发现拐角区的异常温升并做出响应，降低热失控的概率。

一种可选方案中，所述电池单体还包括连接器，所述连接器连接于所述外壳的外表面，所述温度采样件与所述连接器电信连接。

通过在电池单体的外壳的外表面设置连接器，由于连接器的连接方法非常简单，可以在组装电池时较为便捷地将电池控制***与温度采样件进行电信连接，起到简化组装工艺的效果。

一种可选方案中，所述电池单体还包括线束，所述连接器与所述温度采样件之间通过所述线束连接，所述线束的至少一部分容纳于所述第二腔室内。

温度采样件通常通过线束将信号传出，但线束过多具有难以整理的缺点。通过将线束部分容纳于第二腔室内，可使对线束的收纳整理更加方便，使电池单体的外部表面更加整洁，进而易安装。同时，本方案还有助于降低线束被外部物体拉扯或碰撞的概率，进而降低温度采样件被线束拉扯而脱落的风险。

一种可选方案中，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体具有开口，所述端盖封闭所述开口，所述第二腔室形成于所述壳体，所述连接器设置于所述端盖的外表面。

由于连接器设于端盖的外表面，因而具有便于与电池控制***的连接头进行插接的优点。并且，将电池单体组装成电池时，电池单体的壳体相互靠近或接触，因此设置于端盖表面的连接器之间的受到相邻电池单体的干涉较少，进而将相邻电池单体进行安装时二者之间产生的干扰较少，进而使安装方法较为便捷。

一种可选方案中，至少一个所述壁包括间隔设置的外层壁和内层壁，所述外层壁和所述内层壁之间形成所述第二腔室。

内层壁和外层壁可以单独生产，将内层壁和外层壁固定连接后，两者之间的间隙即构成第二腔室。可见，本方案有助于简化第二腔室的制造工艺。

一种可选方案中，所述内层壁为铝塑膜，或者，所述内层壁的材质为铝或铝合金；和/或，所述外层壁的材质为铝、铝合金或钢。

铝和钢具有较良好的耐腐蚀性。其中，当外层壁材质为钢时，外层壁额外具有良好的强度，有助于减少电池单体受碰撞变形的概率，降低碰撞后对动力电池造成损害的程度。当内层壁材质为铝塑膜或者铝时，内层壁额外具有易变形的特点，第二腔室为内层壁提供了可膨胀空间，以适应第一腔室在使用过程中会膨胀这一特点，有助于提升电池单体的寿命。

一种可选方案中，所述第二腔室的表面设置有阻燃层。

通过设置阻燃层，有助于降低燃烧向电池单体外蔓延的风险。

一种可选方案中，所述电池单体还包括阻燃材料，所述阻燃材料容纳于所述第二腔室内。

内层壁熔毁后，第二腔室的阻燃材料被释放进入第一腔室，阻燃材料抑制燃烧蔓延，有助于降低电池单体的燃烧向外蔓延的风险。

本申请一种可选方案还提供一种电池，包括如上任意可选方案所述的电池单体。

本申请一种可选方案还提供一种用电装置，包括如上可选方案所述的电池单体。

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，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为一些实施例的电池的分解结构示意图；

图3为一些实施例的电池单体的分解结构示意图；

图4为一些实施例的电池单体的结构示意图；

图5为一些实施例的电池单体沿垂直于X方向的截面剖切的半剖视图；

图6为图5中的A部分的局部示意图；

图7为一些实施例的电池单体的沿垂直于X方向的截面剖切的半剖视图;

图8为一些实施例的电池单体的沿垂直于Y方向的截面剖切的半剖视图；

图9为一些实施例的电池单体的沿垂直于Z方向的截面剖切的半剖视图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000、车辆；

100、电池；200、电池控制***；300、马达；

10、箱体；11、第一部分；12、第二部分；

20、电池单体；2、外壳；21、端盖；21a、电极端子；22、壳体；220、壁；221、外层壁；222、内层壁；223、阻燃层；224、第一壁；23、电极组件；231、负极极片；232、正极极片；24、极耳；25、第一腔室；26、第二腔室；3、温度采样件；41、线束；5、连接器；

001、延伸区；002、拐角区。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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。

随着电动汽车、电动飞行设备、可携带电子器件等用电装置的广泛应用，电池的能量密度亦日益增加。但满足能量需求的同时也牺牲了电芯的安全性能，市场上用电装置的热失控案例屡见不鲜。

用电装置热失控的原因主要是，某个电池单体内部的电极组件发生短路等问题，造成电极组件温度急剧升高，异常的温度升高后极易导致电极组件产生燃烧，并且高温会迅速引发相邻电池单体发生热失控，从而导致更严重的***热失控甚至***。

热失控这一问题从技术层面上难以完全根除，往往只能够利用各种方案降低热失控的概率。例如，当温度升高到某预定温度时进行提前预警，并及时对电池的工作状态进行调整，使电池的电压降低或者暂停工作，就能够有效抑制电池继续升温，从而降低热失控的概率。

为了实现精确预警和及时调整的功能，电池控制***对电池的温度监控就需具有较高的精度要求，如果电池控制***不能较为准确地监控电池的实际温度，就无法较为准确地识别电池的温度是否高过临界值，进而导致电池控制***无法及时对电池的做出调整，最终导致电池发生热失控。

温度监控的原理是通过例如温度传感器等温度采样件对电池的温度进行采样，然后将采样的数据返回电池控制***。可见，决定温度监控精度高低的其中一项因素是温度采样件采集的数据的准确性。影响数据准确性的其中一项因素是温度采样件与待采样区域的距离，温度采样件与待采样区域越近，则数据准确性越高。

通过将温度采样件固定连接于电池单体的外壳表面，就能够实时采集电池单体的温度状态。但是，这样布置的温度采样件本质上是采集外壳表面的温度。外壳具有一定的厚度，经过外壳导热后，外壳的温度一般是低于在当前状态下电极组件的实际温度的。而由于外壳的内部充盈着电解液，将温度采样件直接设置于外壳的内部，温度采样件会直接与电解液接触，从而会导致温度采样件被电解液腐蚀。

此外，在将电池单体组成电池的安装过程中，有可能由于碰撞等因素导致温度采样件从电池单体上脱落。

有鉴于此，本申请的一些实施例提供了一种电池单体，电池单体包括外壳，外壳包括多个壁，多个壁围成用于容纳电极组件的第一腔室，并在外壳的壁的内部设有第二腔室，温度采样件容纳于第二腔室内。相比于将温度采样件连接于外壳的外表面上，容纳于第二腔室内的温度采样件距离第一腔室和电极组件更近，因而温度采样件所采集的温度数据更加接近电极组件的实际温度，从而能够提升温度采样件采集的数据的准确性，进而利于电池控制***更准确地识别电池单体的状态，以降低发生热失控的概率。

另外，温度采样件容纳于第二腔室，降低了温度采样件直接受到其他电池单体或者其他外部物体碰撞而脱落的概率。

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***，这样，有利于降低热失控的概率，提升用电装置的运行稳定性。

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1000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还可以包括电池控制***200和马达300，电池控制***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10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10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20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10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20之间的电连接。

其中，每个电池单体20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20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20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。

端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应，以配合壳体22。可选地，端盖21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21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，降低碰撞后对动力电池造成损害的程度。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电极组件23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。端盖21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21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。例如，绝缘件可以为塑料、橡胶等。

壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20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23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22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22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。壳体22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22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22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23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳24。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳24连接电极端子以形成电流回路。

图4、图5和图6为本申请实施例提供的电池单体的结构示意图，电池单体包括外壳2、电极组件23以及温度采样件3。其中，外壳2包括多个壁220，例如在图4所示的长方体型的电池单体具有六个壁220，其他一些形状的电池单体也可以具有其他数量的壁220。多个壁220围成第一腔室25，电极组件23容纳于第一腔室25内。在至少一个壁220的内部形成有第二腔室26，温度采样件3容纳于第二腔室26内。

外壳2为端盖21和壳体22固定连接后形成的壳体结构件，壁220为壳体结构件的实体部分，例如壁220可以为壳体22或端盖21中的一者，或者可以为壳体22和端盖21均为壁220。

多个壁220相互连接后围成封闭的空腔，封闭的空腔也即第一腔室25，第一腔室25用于容纳电极组件23和电解液。

第二腔室26位于壁220的内部，也即在壁220的实体部分的内部设置有空腔，该空腔即为第二腔室26。壁220的实体部分将第二腔室26与第一腔室25分隔。

温度采样件3为用于采集温度数据的原件，例如，温度采样件3可以为温度传感器。温度采样件3可以将所采集的温度数据转化为电信号反馈至电池控制***200，以便电池控制***200能够基于电池单体20的温度做出实时反应（例如电池控制***200对电池单体20进行预警、限流限压或者切断电路等操作）。

温度采样件3在第二腔室26内所处的位置固定，也即温度采样件3连接于第二腔室26。例如温度采样件3可以粘接于第二腔室26的内壁。

第二腔室26位于壁220的内部，因而容纳于第二腔室26内的温度采样件3与电极组件23以及电解液之间的距离较近，温度采样件3所采集的温度更加接近电极组件23以及电解液的实际温度。并且，当第二腔室26封闭时，第二腔室26的内部环境稳定，从而温度采样件3所受到的环境影响较小，同样有利于使温度采样件3所采集的温度更加接近电极组件23以及电解液的实际温度。将温度采样件3安装于第二腔室26内，能够使电池控制***200更准确地识别电极组件23的实际温度状态，进而电池控制***200能够及时在电池单体20出现温度异常时进行响应，降低电池单体20发生热失控的概率。

并且，温度采样件3容纳于第二腔室26内，第二腔室26还起到了提升温度采样件3与外壳2之间的连接稳定性的功能。例如，在将电池单体20组成电池100的过程中，由于温度采样件3并不暴露在外壳2的外表面，因而外部物体不会直接碰撞温度采样件3，从而降低了温度采样件3从外壳2脱落的风险。又例如，当第二腔室26封闭时，第二腔室26内部的环境稳定（例如一般情况下第二腔室26内的湿度不会变化），稳定的环境同样有利于保持温度采样件3与外壳2之间的连接稳定性。

在电池100处于撞击振动工况下时，第二腔室26还可提供缓冲作用，以吸收振动，以延长电池100的使用寿命。

在一些实施例中，温度采样件3的数量为多个，多个温度采样件3分布于第二腔室26内的多个位置。

在电池单体20工作的过程中，电池单体20的不同区域可能温度不同，具体原因在于，电极组件23的不同位置在工作时所散发的热量不同，并且电极组件23不同位置发生热积累或者短路的概率不同，热量传递至外壳2后就可能导致外壳2上的不同位置之间具有温差。只测定一个位置的温度，可能无法全面反映电池单体20的温度状态。

需要说明的是，温度采样件3分布的多个位置并不完全是随机选择的，这些位置可以根据试验数据或者经验，选定多个容易产生局部高温的位置，以便在这些位置处布置温度采样件3。

将温度采样件3分布于第二腔室26的多个位置，温度采样件3可以采集外壳2的多个位置的温度，以使得温度采样件3所传输至电池控制***200的温度数据更加全面，进而使电池控制***200对电池100的控制更加精确和灵敏。例如，只要其中一个或多个位置出现异常的温差或温升，电池控制***200就能够识别到，进而迅速调整电池单体20的工作状态或者切断电路，以降低发生热失控的概率。

电极组件23的不同位置发生短路或者热积累的概率不是完全一致的，存在着部分发生短路或热积累概率较高的位置。因此，在一些实施例中，针对性地将温度采样件3布置于发生短路或热积累概率较高的位置，有助于提升电池控制***200的响应速度，以进一步降低热失控出现的概率。

在一些实施例中，参照图4，多个壁220中面积最大的一者为第一壁224，第一壁224的内部形成有第二腔室26，至少一个温度采样件3设置在第一壁224的内部的第二腔室26，且温度采样件3位于第一壁224的中心。也即，至少一个温度采样件3设置在第二腔室26内且位于图4中的虚线所示的位置。

第一壁224为各个壁220中的面积较大或最大的一者。参照图4，图中X方向为电池单体20的长度方向，Y方向为电池单体20的宽度方向，Z方向为电池单体20的高度方向。在图4所示的实施例中，电池单体20的高度大于电池单体20的宽度，因此第一壁224对应为X方向和Z方向组成的面内的壁220。当然，如果电池单体20的高度小于电池单体20的宽度，则第一壁224为沿X方向和Y方向组成的面内的壁220。

第一壁224的中心指第一壁224的几何位置中心，即图4所示的虚线部分。

第一壁224由于面积较大，因此当电极组件23膨胀并挤压第一壁224时，第一壁224受挤压后的膨胀程度也较高。由于电解液传输阻抗大，且由于膨胀后局部动力学更容易变差，当电极组件23由于膨胀导致的析锂或异物短路等问题时，第一壁224更易产生热积累从而导致异常高温或者异常温升。安装于第一壁224中心的温度采样件3能够较为准确地采集第一壁224的温度，进而使电池控制***200可以迅速响应。

在一些实施例中，参照图7，电极组件23包括负极极片231和正极极片232。其中，负极极片231与正极极片232沿自身的厚度方向重叠设置，其中负极极片231与正极极片232重叠的部分为主体区，并且负极极片231的边缘超出正极极片232的边缘，形成延伸区001。至少一个温度采样件3设置于对应延伸区001的位置。图7主要用于示意正极极片232和负极极片231的重叠结构，省略了电极组件23的极耳24的结构。需要说明的是，极耳24可以从电极组件23的其中一侧延伸出，极耳24也可以从电极组件23相对的两侧延伸出。

对应延伸区001的位置，也即某个位于第二腔室26内，且与延伸区001之间距离相比第二腔室26内其他位置与延伸区001之间距离相对较小的位置。例如参照图7，温度采样件3可以设置于第二腔室26内与延伸区001平齐的位置，也即与延伸区001之间的直线距离最短的位置。另外，参考图7，在图示的上下两侧均具有延伸区001时，可以设置两个温度采样件3，分别采集上下两个延伸区001的温度。当然，与延伸区001对应的位置不是严格限定必须是与延伸区001之间直线距离最小的位置，也可以具有微小的偏差。在对应延伸区001的位置处，温度采样件3能够较为准确地采集到延伸区001的温度。

在电池中，由于负极极片231需要接受由正极极片232析出的锂离子，如果负极极片231的面积不够大，那么负极极片231就可能不具有足够的用于接受锂离子的位置，多余的锂离子可能就会从负极极片231析出形成锂晶体刺穿隔膜，造成短路。所以，负极极片231的边缘会超出正极极片232的边缘以形成延伸区001，利用延伸区001增加接受锂离子的位置。

当正极跳出的锂离子数量超出延伸区001可承受能力时，锂离子会率先导致延伸区001热积累甚至短路，从而导致延伸区001局部温度升高。因此，通过测量延伸区001的温度，可以及时向电池控制***200反馈延伸区001的状态，以便延伸区001出现温度异常时，电池控制***200能够及时响应，进而降低热失控发生的概率。

在一些实施例中，参照图8，至少一个温度采样件3设置在与极耳24对应的位置。

与极耳24对应的位置，也即某个位于第二腔室26内，且与极耳24之间距离相比第二腔室26内的其他位置与极耳24之间距离较小的位置。例如，参照图8，温度采样件3可以设置在第二腔室26内与极耳24平齐的位置，也即与极耳24之间直线距离最小的位置。当然，与极耳24对应的位置不是严格限定必须是与极耳24之间直线距离最小的位置，也可以具有微小的偏差。在与极耳24对应的位置处所采集的温度与极耳24的实际温度差距较小。

在电极组件23中，极耳24属于电芯的过流汇流部位，当电池内部有异常大电流通过时，极耳24更易反馈出局部异常温度升高，因此采集极耳24的温度，以使极耳24出现温度异常时电池控制***能够及时响应，进而有助于降低热失控发生的概率。

在一些实施例中，参考图9，电极组件23包括拐角区002，至少一个温度采样件3设置在与拐角区002对应的位置。

拐角区002即电极组件23卷绕形成的弯折区域，例如图9中，电极组件23左右两侧形成的弧形区域即为拐角区002。

与拐角区002对应的位置，也即某个位于第二腔室26内且与拐角区002之间的距离相对第二腔室26的其他位置与拐角区002之间的距离较小的位置。例如，参照图9，温度采样件3可以设于第二腔室26内与拐角区002之间的直线距离最小的位置。或者，温度采样件3的实际安装位置也可以与直线距离最小的位置具有微小的偏差。

拐角区002由于形状上呈弯折状，这种弯折的形状容易出现结构上的缺陷，例如出现开裂等问题，因此相比电极组件23平直的区域，拐角区002更加容易产生热积累或短路，进而更容易产生热失控。因此采集拐角区002的温度，以使拐角区002出现温度异常时电池控制***能够及时响应，有助于降低热失控发生的概率。

在一些实施例中，参照图4和图5，电池单体20还包括连接器5，连接器5连接于外壳2的外表面，且连接器5与温度采样件3电信连接。

连接器5为用于与电池控制***电信连接的装置，且连接器5具有实现信号传输的功能。例如，连接器5可以为插头。连接器5的具体结构可参照现有技术，在此不做赘述。温度采样件3通过与连接器5电信连接，进而通过连接器5与电池控制***200连接，以将所采集的温度数据传输至电池控制***200。

通过设置连接器5，可以实现电池单体20与电池控制***200之间的快速连接，从而有助于简化电池100的安装流程，提升安装效率。

在一些实施例中，参照图6，电池单体20还包括线束41，连接器5与温度采样件3之间通过线束41电信连接。线束41的至少一部分容纳于第二腔室26内。

线束41为用于在电池单体20和连接器5之间传递电信号的构件，例如线束41可以为电线。线束41既可以活动式地容纳于第二腔室26内，也可以将线束41与第二腔室26的内壁固定连接。

由于线束41的至少一部分容纳于第二腔室26内，第二腔室26起到了将容纳于第二腔室26内的线束41与外部隔离的效果，有助于减少线束41直接受碰撞的概率，进而降低温度采样件3脱落的概率。同时，线束41至少部分容纳于第二腔室26内，第二腔室26起到了收纳线束41的功能，相应地有效减少了线束41暴露在外的部分，甚至可使线束41完全容纳于第二腔室26，以便收纳线束41，进而有助于使电池单体20的外表面更加整洁。

在一些实施例中，参考图4，连接器5设置于端盖21。

端盖21一般朝上设置，外部物体对端盖21所产生的干涉较少。将连接器5设置于端盖21，有助于简化将电池控制***与连接器5相接的操作，进而有助于提升电池100的组装效率。

在一些实施例中，参照图6，至少一个壁220包括间隔设置的外层壁221和内层壁222，外层壁221和内层壁222之间形成第二腔室26。

外层壁221和内层壁222为两个相互独立的壁结构，外层壁221和内层壁222连接后构成壁220。外层壁221与内层壁222之间具有间隙，该间隙可构成第二腔室26。外层壁221与内层壁222之间可以相对平行，或者外层壁221与内层壁222之间也可以相对不平行。

由于外层壁221和内层壁222相互独立，因此二者可以独立生产并在后续工艺中进行组装连接。例如，在生产外壳2时，可以分别生产一大一小两个壳体，较大的壳体构成外层壁221，较小的壳体构成内层壁222，然后将较大的壳体套在较小的壳体外，并将两个壳体固定连接，两个壳体之间的间隙构成第二腔室26。

相比于在一个完整的外壳2的壁220内制造出第二腔室26，采用分别生产并进行组装的实施例有助于降低生产难度，从而提升生产效率。

并且，由于外层壁221和内层壁222相互独立，所以外层壁221和内层壁222可以分别采用不同的材料制成，以实现不同的功能。

在一些实施例中，参照图6，外层壁221由铝或钢制成，内层壁222由铝、铝合金或铝塑膜制成。

铝、铝合金、钢以及铝塑膜为现有的材料。铝可以是铝单质制成的金属材料，铝合金可以是以铝为主要材料构成的合金材料，钢即对具有一定含碳量的铁碳合金的统称，铝塑膜为具有良好耐电解液性能的现有材料。

电池单体20对外壳2的强度以及耐腐蚀性具有一定要求，铝或钢具有较为良好的强度及耐腐蚀性。内层壁222由于直接与电解液接触，对内层壁222的绝缘性以及耐腐蚀性要求更高，而铝塑膜、铝或铝合金能够大体上满足内层壁222对绝缘性以及耐腐蚀性的要求。而由于外层壁221不与电解液接触，但外层壁221会与其他电池单体20或者其他装置或设备接触，因此外层壁221对强度具有更高的需求。外层壁221为钢制成时，外层壁221具有良好的强度，有助于降低电池单体20变形的概率，降低碰撞后对动力电池造成损害的程度。当然，在一些实施例中外层壁221也可以由铝制成。

并且，铝或钢的成本低于铝塑膜，因此本实施例能够更有效地控制生产成本。

同时，铝、铝合金和铝塑膜具有一定的变形能力，可为电池100在撞击振动工况下提供缓冲作用。电池100在使用过程中，随着电解液的化学反应，第一腔室25还具有膨胀的趋势。由于内层壁222具有一定的变形力，第二腔室26能够提供膨胀空间，从而本实施例能够适应第一腔室25膨胀的趋势，有助于延长电池单体20的寿命。

在一些实施例中，第二腔室26的表面设置有阻燃层223，也即第二腔室26的内壁设置有阻燃层223。

阻燃层223为一层具有阻燃效果的涂层，阻燃层223涂敷于第二腔室26的表面。或者阻燃层223为具有阻燃效果的单独的构件，阻燃层223与第二腔室26的表面连接。

电池单体20发生热失控这一问题无法完全避免。热失控是由电极组件23的温度急剧升高导致的，热失控甚至导致电极组件23燃烧。热失控时，外壳2的温度也会升高，温度过高时甚至可能导致外壳2被熔毁。通过设置阻燃层223，在出现热失控时，阻燃层223能够延缓外壳2的熔毁速度，降低热失控等级，并且延缓燃烧向电池单体20的外部蔓延的速度，为紧急处理争取时间。同时，阻燃层223还具有一定的绝缘防腐能力，还有助于提升电池单体20的使用寿命。

在一些实施例中，电池单体20还包括阻燃材料，阻燃材料容纳于第二腔室26内。

阻燃材料为具有隔热和缓解燃烧蔓延的材料，例如，阻燃材料为磷酸酯类阻燃剂或磷腈类阻燃剂，或者，阻燃层223为包括磷系阻燃剂的混合物。阻燃材料为液体状、气体状、颗粒状或者板状中的任意一种或者至少两者的组合。

阻燃材料用于降低燃烧发生的概率。电池100短路时，第一腔室25内温度急剧升高，壁220对应与第一腔室25接触的部分（也即内层壁222）会率先熔毁，此时容纳于第二腔室26内的阻燃材料被释放，阻燃材料直接与第一腔室25内部的各组件或部件接触（例如阻燃材料直接与电极组件23或者电解液接触）。由于阻燃材料可以抑制燃烧，从而本实施例具有延缓燃烧向电池单体20外蔓延的速度，降低热失控等级，为紧急处理争取时间。

其中，若阻燃材料为液体状、气体状或颗粒状等具有流动性的流体状，当壁220对应与第一腔室25接触的部分（也即内层壁222）熔毁时，阻燃材料流入第一腔室25内，阻燃材料接触火焰时一定程度上具有抑制燃烧的效果，从而抑制燃烧蔓延。若阻燃材料为板状，当壁220对应与第一腔室25接触的部分（也即内层壁222）熔毁时，阻燃材料起到抑制热传递和抑制燃烧向外蔓延的效果。

在一些实施例中，电池控制***包括预警模块和控制模块，预警模块和控制模块分别与温度采样件3电信连接。其中，预警模块被配置为，当各个温度采样件3所采集的温度差值大于预设值时，或者当某一个温度采样件3所采集的温度高于预设值时，预警模块发出报警，以提示用户电池单体20发生短路。控制模块被配置为，当温度采样件3所采集的温度数据异常时（包括电池单体20不同区域温差过大或者某个区域温度异常升高），控制模块限制电池单体的充放电方式，或者限制电池单体20的使用上限电压，从而降低热失控或者燃烧的概率。

其中，预警模块为可以发出警报的装置，例如，预警模块为蜂鸣器，在识别到温度采样件3所采集的温度数据异常时，通过发出声音信号，提醒电池单体20具有热失控的风险。控制模块为用于控制电池单体20的充放电方式、限制电池单体20的使用上限电压或者用于控制电池单体20的电路的装置。预警模块和控制模块的具体结构可参照现有技术中的相关装置，在此不做赘述。

在一些实施例中，参照图4至图9，电池单体20包括外壳2、电极组件23、温度采样件3以及连接器5。外壳2包括端盖21和壳体22，端盖21和壳体22固定连接，并围成第一腔室25，电极组件23容纳于第一腔室25内。壳体22包括若干壁220，若干壁220固定连接以构成壳体22的实体部分。壁220的内部设有第二腔室26，温度采样件3容纳于第二腔室26内。第二腔室26的壁面上设有阻燃层223，同时第二腔室26内还容纳有阻燃材料，以降低燃烧蔓延至电池单体20外部的概率。连接器5连接于端盖21的外表面，温度采样件3通过线束41与连接器5电信连接，以使得温度采样件3所采集的温度数据可通过连接器5进行传输。线束41完全容纳于第二腔室26内，以降低线束41受到直接碰撞或拖拉的概率，减小温度采样件3脱落的概率。

本申请的一些实施例还提供了一种电池100，电池100包括上述任一实施例提供的电池单体20。

本申请的一些实施例还提供了一种用电装置，包括上述实施例提供的电池单体20。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，本文不再赘述。

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：

外壳，包括多个壁，多个所述壁围成第一腔室，至少一个所述壁的内部形成有第二腔室；

电极组件，容纳于所述第一腔室内；

温度采样件，容纳于所述第二腔室内。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述温度采样件的数量为多个，多个所述温度采样件分布于所述第二腔室内的多个位置。

3.根据如权利要求2所述的电池单体，其特征在于，多个所述壁中面积最大的一者为第一壁，所述第一壁的内部形成有所述第二腔室，至少一个所述温度采样件设置在所述第一壁内部的所述第二腔室，且所述温度采样件位于所述第一壁的中心。

4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括正极极片和负极极片，所述负极极片具有与所述正极极片重合的主体区和超出所述正极极片边缘的延伸区，至少一个所述温度采样件设置在与所述延伸区对应的位置。

5.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括极耳，至少一个所述温度采样件设置在与所述极耳对应的位置。

6.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括拐角区，至少一个所述温度采样件设置在与所述拐角区对应的位置。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括连接器，所述连接器设置于所述外壳的外表面，所述温度采样件与所述连接器电信连接。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括线束，所述连接器与所述温度采样件之间通过所述线束连接，所述线束的至少一部分容纳于所述第二腔室内。

9.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体具有开口，所述端盖封闭所述开口，所述第二腔室形成于所述壳体，所述连接器设置于所述端盖的外表面。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的电池单体，其特征在于，至少一个所述壁包括间隔设置的外层壁和内层壁，所述外层壁和所述内层壁之间形成所述第二腔室。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述内层壁为铝塑膜，或者，所述内层壁的材质为铝或铝合金；

和/或，所述外层壁的材质为铝、铝合金或钢。

12.根据权利要求1-9任意一项所述的电池单体，其特征在于，所述第二腔室的表面设置有阻燃层。

13.根据权利要求1-9任意一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括阻燃材料，所述阻燃材料容纳于所述第二腔室内。

14.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-13任意一项所述的电池单体。

15.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-13任意一项所述的电池单体。

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