CN219873678U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池单体、电池及用电设备，属于电池技术领域。电池单体包括外壳、电极组件、检测单元、转接组件和第一导线，外壳包括第一壁。电极组件设置于外壳的内部。检测单元设置于外壳的内部用于检测电极组件的信息。转接组件设置于第一壁，转接组件包括第一接口和第二接口，第二接口用于与设置在电池单体外部的第二导线连接。第一导线设置于外壳的内部，第一导线的一端与检测单元连接，另一端与第一接口连接。电池单体内部的检测单元得到的检测信号依次由第一导线、第一接口、第二接口和第二导线及时地传输至电池管理***。以使电池形成早预警、早隔离、早处置的风险管控机制，提高了电池使用时的可靠性。

Description

电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池单体、电池及用电设备。

背景技术

电池广泛用于电子设备，例如电瓶车、电动汽车、电动飞机和电动轮船等等。

如何提高电池使用时的可靠性，是电池技术中一个亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池及用电设备，能够提高电池使用时的可靠性。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，电池单体包括外壳、电极组件、检测单元、转接组件和第一导线，外壳包括第一壁。电极组件设置于外壳的内部。检测单元设置于外壳的内部用于检测电极组件的信息。转接组件设置于第一壁，转接组件包括第一接口和第二接口，第二接口用于与设置在电池单体外部的第二导线连接。第一导线设置于外壳的内部，第一导线的一端与检测单元连接，另一端与第一接口连接。

本申请实施例的技术方案中，外壳包括第一壁。电极组件设置于外壳的内部。检测单元设置于外壳的内部用于检测电极组件的信息。转接组件设置于第一壁，转接组件包括第一接口和第二接口，第二接口用于与设置在电池单体外部的第二导线连接。第一导线设置于外壳的内部，第一导线的一端与检测单元连接，另一端与第一接口连接。转接组件为电池单体内部的检测单元和电池单体外部的电池管理***提供了物理通路，可使电池单体内部的检测单元得到的检测信号依次由第一导线、第一接口、第二接口和第二导线及时地传输至电池管理***。以使电池形成早预警、早隔离、早处置的风险管控机制，提高了电池使用时的可靠性。

在一些实施例中，第一壁上设置有通孔，转接组件穿设于通孔。转接组件穿设于通孔，一方面，通孔可作为转接组件的装配基准，提高转接组件的装配效率，另一方面，转接组件同时封闭了通孔，一定程度上提高了电池单体的密封性。

在一些实施例中，转接组件包括第一转接板和第二转接板，第一转接板的至少一部分位于第一壁的内侧，第二转接板的至少一部分位于第一壁的外侧，第一接口设置于第一转接板，第二接口设置于第二转接板，第一转接板和第二转接板电连接。可先完成第一导线与第一转接板的电连接，以及第二导线与第二转接板的电连接，再完成第一转接板和第二转接板的电连接，即可实现第一导线和第二导线的电连接。减少需要在电池单体内部较窄的空间内完成的装配动作，降低电池单体的装配难度。

在一些实施例中，第一接口设置于第一转接板背离第一壁的一侧，第二接口设置于第二转接板背离第一壁的一侧。这样的设计，使第一导线与第一接口连接时，以及第二导线与第二接口连接时均具有较大的装配空间，降低了电池单体的装配难度。

在一些实施例中，转接组件还包括对接线，对接线穿设于通孔，第一转接板面向第一壁的一侧设置有第三接口，第二转接板面向第一壁的一侧设置有第四接口，对接线的一端与第三接口连接，对接线的另一端与第四接口连接。第一转接板和第二转接板之间通过对接线电连接，降低了电磁环境对传输信号干扰的风险，提高了传输信号的强度。

在一些实施例中，转接组件还包括第一密封件，第一密封件设置于第一转接板和第一壁之间，第一密封件包围通孔设置；和/或，转接组件还包括第二密封件，第二密封件设置于第二转接板和第一壁之间，第二密封件包围通孔设置。第一密封件和第二密封件提高了转接组件与第一壁配合时的密封性，降低了异物由通孔进入电池单体内部，导致电池单体出现短路等异常情况的风险，提高了电池单体使用时的可靠性。

在一些实施例中，第一壁和第一转接板中的一者上设置有第一定位孔，另一者上设置有与第一定位孔配合的第一定位凸起；和/或，第一壁和第二转接板中的一者上设置有第二定位孔，另一者上设置有与第二定位孔配合的第二定位凸起。第一定位孔和第一定位凸起的配合，和/或，第二定位孔和第二定位凸起的配合，降低了第一转接板和第二转接板与第一壁装配时的装配难度。

在一些实施例中，第一定位孔设置于第一转接板，第一定位凸起设置于第一壁，第一定位凸起与第一转接板焊接。可从第一转接板背离第一壁一侧实施焊接操作，操作空间较大，装配难度较低。

在一些实施例中，第二定位孔设置于第二转接板，第二定位凸起设置于第一壁，第二定位凸起与第二转接板焊接。可从第二转接板背离第一壁一侧实施焊接操作，操作空间较大，装配难度较低。

在一些实施例中，第一转接板的最大厚度为T，满足：T≤5mm。一些实施例中，第一壁与电极组件之间的最小距离一般5mm，将第一转接板的最大厚度设置在合理范围内，以使第一转接板符合实际工况，减少额外成本。

在一些实施例中，第一转接板和第二转接板结构相同。这样的设计，节省了设计、加工和装配成本。

在一些实施例中，电池单体还包括电极端子，电极端子设置于第一壁，转接组件凸出于第一壁的外表面的高度不超过电极端子凸出于第一壁的外表面的高度。这样的设计，降低了转接组件凸出于第一壁的外表面的高度过高，导致电极端子与电池的汇流部件装配的难度增加的风险。

在一些实施例中，电池单体还包括泄压机构，泄压机构设置于第一壁。沿第一壁的厚度方向，转接组件的投影与泄压机构的投影不重叠。这样的设计，降低了在电池单体热失控时，转接组件干扰泄压机构正常泄压的风险。

在一些实施例中，外壳包括壳体和端盖，壳体具有开口，端盖封闭开口，第一壁为端盖。较转接逐渐设置于外壳的侧壁的方案而言，能够降低电解液浸泡转接组件使转接组件的第一接口和第二接口损坏的风险。

在一些实施例中，电池单体还包括保护膜，保护膜用于包裹电极组件，检测单元通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜上。这样的设计，使保护膜生产的同时即可完成检测单元的装配，提高了装配效率。

在一些实施例中，检测单元包括电路和绝缘层，电路位于绝缘层和保护膜之间。这样的设计，使保护膜为检测单元的一部分，减少了检测单元和保护膜共同占用电池单体内部的空间，提高了电池单体内部的群裕度。

在一些实施例中，电路通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜上，绝缘层通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜上。检测单元采用上述成型方式，使保护膜加工完成后，电路不会凸出于保护膜，降低了由于电路凸出于保护膜，导致电极组件单点过压的风险。

在一些实施例中，检测单元位于电极组件和外壳的内表面之间且与外壳连接。检测单元以外壳为装配基体，装配成本较低。

在一些实施例中，检测单元设置有多个，第一导线为排线。排线体积小、重量轻，占用的电池单体的内部空间较小。

第二方面，本申请提供了一种电池，其包括电池管理***和上述实施例中的电池单体。其中，转接组件的第二接口通过第二导线与电池管理***连接。

第三方面，本申请提供了一种用电设备，用电设备包括上述实施例中的电池单体，电池单体用于提供电能；和/或，用电设备包括上述实施例中的电池，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的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的***图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的***图；

图4为本申请一些实施例的电池单体的部分结构的***图；

图5为本申请一些实施例的第一转接板的仰视图；

图6为本申请一些实施例的第一转接板的俯视图；

图7为本申请一些实施例的第一转接板的主视图；

图8为本申请一些实施例的第二转接板的轴测图；

图9为本申请一些实施例的第一壁的俯视图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000-车辆；200-控制器；300-马达；100-电池；11-箱体；111-第一部分；112-第二部分；12-电池单体；121-外壳；1211-端盖；1212-壳体；1213-第一壁；12131-通孔；122-电极组件；123-保护膜；124-转接片；125-电极端子；126-检测单元；127-转接组件；1271-第一转接板；12711-第一接口；12712-第三接口；1272-第二转接板；12721-第二接口；12722-第四接口；1273-对接线；1274-第一密封件；1275-第二密封件；1276-第一定位孔；1277-第二定位孔；128-第一导线；129-第二导线；1210-泄压机构。

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“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。

本申请中，电池单体可以包括但不限于锂离子二次电池、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。电池单体的形状可以包括但不限于圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电池单体按照封装的方式可以包括但不限于柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体。

在一些诸如电动车辆等的大功率应用场合，电池的应用包括三个层次：电池单体、电池模块和电池。电池模块是为了从外部冲击、热、振动等中保护电池单体，将一定数目的电池单体电连接在一起并放入一个框架中而形成的。电池则指的是装入电动车辆的电池***的最终状态。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。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以降低液体或其他异物影响电池单体的充电或放电的风险。

下文中将主要围绕长方体电池单体来展开。应当理解的是，下文中所描述的实施例在某些方面对于柱形电池单体或软包电池单体而言也是适用的。

在通常的电池单体结构中，电池单体包括外壳部件、电极组件和电解液。外壳部件可以为端盖，也可以为壳体，端盖封闭壳体的开口，以限定出用于容纳电极组件的容纳空间。

电极组件被容纳在容纳空间，电极组件包括正极片、负极片和隔离膜。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极耳。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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极耳。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。为了通过大电流而不发生熔断，正极耳的数量为多个且层叠在一起，负极耳的数量为多个且层叠在一起。此外，电极组件的成型方式可以包括但不限于卷绕式或叠片式等。

极耳一般通过与导电件电连接的方式将电极组件的电能引出，在一些情况下，导电件为连接极耳和电极端子的转接片，在一些其他情况下，导电件为电极端子。

电极端子一般包括正电极端子和负电极端子。对长方体电池单体而言，电极端子一般设置在端盖部分。在一些其他情况下，电极端子也可以设置在壳体部分。多个电池单体经由电极端子并通过汇流部件而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。其中，汇流部件可称为汇流排，在一些实施例中，电极端子焊接于汇流排形成电连接。

对于电池单体来说，主要的安全危险来自于充电和放电过程，同时还有适宜的环境温度设计，为了有效地避免不必要的损失，对电池单体一般会有至少三重保护措施。具体而言，保护措施至少包括开关元件、选择适当的隔离膜材料以及泄压机构。泄压机构是指电池单体的内部压力或温度或其他条件达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造，即，当电池单体的内部压力或温度或其他条件达到预定阈值时，泄压机构执行动作或者泄压机构中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。

本申请中所提到的“致动”是指泄压机构产生动作或被激活至一定的状态，从而使得电池单体的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构在致动时，电池单体的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体发生泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池使用时的可靠性。

对电池的安全监控的方法通常是在电池单体或电池模组外部从控制板上部署电压、电流、温度、应力和气体等检测单元，之后将检测单元采集的数据上报给主控制器，由主控制器做出异常诊断并处理。但是由于受到电池单体金属壳体的阻隔，外部信号不能及时的反馈内部变化。电池单体内部一旦出现析锂、短路等失效警示信号，电池单体外部的主控制器无法及时反馈出这些警示信号，无法形成早预警、早隔离、早处置的风险管控机制。使电池使用时的可靠性较低。但当检测单元布设到电池内部时，又会面临电池内部的空间约束紧张和内部信号如何传输至电池外部的难题。

鉴于此，本申请提供了一种电池单体，电池单体包括外壳、电极组件、检测单元、转接组件和第一导线，外壳包括第一壁。电极组件设置于外壳的内部。检测单元设置于外壳的内部用于检测电极组件的信息。转接组件设置于第一壁，转接组件包括第一接口和第二接口，第二接口用于与设置在电池单体外部的第二导线连接。第一导线设置于外壳的内部，第一导线的一端与检测单元连接，另一端与第一接口连接。转接组件为电池单体内部的检测单元和电池单体外部的电池管理***提供了物理通路，可使电池单体内部的检测单元得到的检测信号依次由第一导线、第一接口、第二接口和第二导线及时地传输至电池管理***。以使电池形成早预警、早隔离、早处置的风险管控机制，提高了电池使用时的可靠性。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、电池以及使用电池的用电设备。

用电设备包括但不限于：电瓶车、电动车辆、轮船和航天器等等，例如，航天器包括飞机、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设备为车辆1000为例进行说明。

例如，图1为本申请一些实施例的车辆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的内部可以设置马达300，控制器200以及电池100，控制器200用来控制电池100为马达300的供电。例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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，用于车辆1000的电路***，例如，用于车辆1000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100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

为了满足不同的使用电力需求，电池100可以包括多个电池单体12，其中，多个电池单体12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100也可以称为电池包。可选地，多个电池单体12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100。也就是说，多个电池单体12可以直接组成电池100，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池100。

例如，请参照图2，图2为本申请一些实施例的电池100的***图，电池100可以包括多个电池单体12。电池100还可以包括箱体11，箱体11内部为中空结构，多个电池单体12容纳于箱体11内。如图2所示，这里分别称为第一部分111和第二部分112，第一部分111和第二部分112扣合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据多个电池单体12组合的形状而定，第一部分111和第二部分112可以均具有一个开口。例如，第一部分111和第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一部分111的开口和第二部分112的开口相对设置，并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体11。多个电池单体12相互并联或串联或混联组合后置于第一部分111和第二部分112扣合后形成的箱体11内。

可选地，电池100还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该池还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体12之间电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体12的电极端子125实现电池单体12之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体12的电极端子125。多个电池单体12的电能可进一步通过导电机构穿过箱体11而引出。

根据不同的电力需求，电池单体12的数量可以设置为任意数值。多个电池单体12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。由于每个电池100中包括的电池单体12的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体12分组设置，每组电池单体12组成电池模块。电池模块中包括的电池单体12的数量不限，可以根据需求设置。电池100可以包括多个电池模块，这些电池模块可通过串联、并联或混联的方式进行连接。

请参照图3所示，图3为本申请一些实施例的电池单体12的***图，电池单体12包括一个或多个电极组件122和外壳121。外壳121可以包括壳体1212，壳体1212的多个壁部即外壳121的多个壁部围成一个腔体，此腔体可以用于容纳电极组件122。壳体1212根据一个或多个电极组件122组合后的形状而定，例如，壳体1212可以为中空的长方体或正方体或正多面体，且壳体1212的其中一个面具有开口以便一个或多个电极组件122可以放置于壳体1212内。壳体1212内填充有电解质，例如电解液。

该电池单体12还可以包括两个电极端子125，两个电极端子125可以设置在端盖1211上。端盖1211通常是平板形状，两个电极端子125固定在端盖1211的平板面上，两个电极端子125分别为正电极端子和负电极端子。每个电极端子125各对应设置一个转接片124，其位于端盖1211与电极组件122之间，用于将电极组件122和电极端子125实现电连接。在该电池单体12中，根据实际使用需求，电极组件122可设置为单个，或多个，电池单体12内设置有多个独立的电极组件122。

根据本申请的一些实施例，请参照图3和图4，本申请提供了一种电池单体12，电池单体12包括外壳121、电极组件122、检测单元126、转接组件127和第一导线128，外壳121包括第一壁1213。电极组件122设置于外壳121的内部。检测单元126设置于外壳121的内部用于检测电极组件122的信息。转接组件127设置于第一壁1213，转接组件127包括第一接口12711和第二接口12721，第二接口12721用于与设置在电池单体12外部的第二导线129连接。第一导线128设置于外壳121的内部，第一导线128的一端与检测单元126连接，另一端与第一接口12711连接。

外壳121一般包括壳体1212和端盖1211，壳体1212具有开口，端盖1211封闭开口形成容纳空间，容纳空间用于容纳电极组件122，外壳121的内部一般指容纳空间的内部，外壳121的外部一般指容纳空间的外部。第一壁1213可以是端盖1211，也可以是壳体1212的壁部。

第一接口12711和第二接口12721可以是导线接头，也可以是排线插接口，还可以理解为是用于与导电件形成电连接的焊点。

检测单元126可以为薄膜型传感器，一般包括绝缘层、电路和基底，电路一般包括敏感层和电极。敏感层是通常是由氧化物微粒或纳米材料制成的粉末状物质。敏感层电阻发生变化，可以反应出电极组件122的压力、应力、温度、电极组件122产气的气压等信息。电极用于将敏感层的电阻变化转化为电信号。电极一般会与第二导线129和上位机电连接。

根据检测需求，检测单元126的形状、尺寸和精度可以调节。

在一些实施例中，检测单元126可以设置多个，多个检测单元126分布在电极组件122的整个外周面，多个成型于保护膜123上的检测单元126会形成多个检测区域，每个检测区域内均可获取电极组件122多点位的膨胀力，和/或，应力和/或，气压，和/或，温度等传感信号，实现对电极组件122的膨胀力、电极组件122的应力、电池单体12内部的气压以及电极组件122的温度等信号的检测。上述信号可通过导线等传输至上位机处理，在电池100测试程中上位机可以是计算机、处理器等，在电池100使用过程中，上位机可以是电池100的电池管理***，电池管理***处理上述传感信号后可呈现区域化的电极组件122的膨胀力、电极组件122的应力、电池单体12内部的气压以及电极组件122的温度的分布图及相应的具体数值，并针对各个区域的信息进行比较分析，对于信息异常的区域进行针对性预警等操作。

通过转接组件127将检测单元126的信号引出，可使用于传输检测单元126信号的导线至少部分位于第一壁1213的内部，一定程度上节约了电池100内部的空间。

本申请实施例的技术方案中，外壳121包括第一壁1213。电极组件122设置于外壳121的内部。检测单元126设置于外壳121的内部用于检测电极组件122的信息。转接组件127设置于第一壁1213，转接组件127包括第一接口12711和第二接口12721，第二接口12721用于与设置在电池单体12外部的第二导线129连接。第一导线128设置于外壳121的内部，第一导线128的一端与检测单元126连接，另一端与第一接口12711连接。转接组件127为电池单体12内部的检测单元126和电池单体12外部的电池管理***提供了物理通路，可使电池单体12内部的检测单元126得到的检测信号依次由第一导线128、第一接口12711、第二接口12721和第二导线129及时地传输至电池管理***。以使电池100形成早预警、早隔离、早处置的风险管控机制，提高了电池100使用时的可靠性。

根据本申请的一些实施例，请参照图4，第一壁1213上设置有通孔12131，转接组件127穿设于通孔12131。

转接组件127穿设于通孔12131意味着，转接组件127的一部分位于通孔12131内，转接组件127的另一部分位于第一壁1213内侧，转接组件127的其他部分位于第一壁1213外侧。其中，第一壁1213内侧一般指容纳空间的内部，第一壁1213的外侧一般指容纳空间的外部。

在一些实施例中，在转接组件127穿设于通孔12131后，一般转接组件127会同时封闭通孔12131。

转接组件127穿设于通孔12131，一方面，通孔12131可作为转接组件127的装配基准，提高转接组件127的装配效率，另一方面，转接组件127同时封闭了通孔12131，一定程度上提高了电池单体12的密封性。

根据本申请的一些实施例，请参照图4和图5，转接组件127包括第一转接板1271和第二转接板1272，第一转接板1271的至少一部分位于第一壁1213的内侧，第二转接板1272的至少一部分位于第一壁1213的外侧，第一接口12711设置于第一转接板1271，第二接口12721设置于第二转接板1272，第一转接板1271和第二转接板1272电连接。

第一转接板1271和第二转接板1272的材质可以包括但不限于玻纤布、聚氯乙烯等。

第一转接板1271和第二转接板1272的结构可以相同也可以不同。

第一接口12711可设置于第一转接板1271内即在第一转接板1271的厚度方向上，第一接口12711不凸出第一转接板1271的表面。第二接口12721可设置于第二转接板1272内即在第二转接板1272的厚度方向上，第二接口12721不凸出第二转接板1272的表面。

第一转接板1271可通过焊接或紧固件连接等方式与第一壁1213连接。第二转接板1272可通过焊接或紧固件连接等方式与第一壁1213连接。

第一转接板1271和第二转接板1272电连接时，第一转接板1271的至少一部分和/或第二转接板1272的至少一部分，位于通孔12131内。

在一些实施例中，第一转接板1271和第二转接板1272可直接插接形成电连接，第一接口12711为排线，第二接口12721为排线插接口；或者，第一接口12711排线插接口，第二接口12721为排线。

可先完成第一导线128与第一转接板1271的电连接，以及第二导线129与第二转接板1272的电连接，再完成第一转接板1271和第二转接板1272的电连接，即可实现第一导线128和第二导线129的电连接。减少需要在电池单体12内部较窄的空间内完成的装配动作，降低电池单体12的装配难度。

根据本申请的一些实施例，请参照图4和图5，第一接口12711设置于第一转接板1271背离第一壁1213的一侧，第二接口12721设置于第二转接板1272背离第一壁1213的一侧。

由于第一转接板1271和第二转接板1272与第一壁1213连接上，均基本与第一壁1213贴合，第一转接板1271背离第一壁1213的一侧以及第二转接板1272背离第一壁1213的一侧具有相对较大的装配空间。

第一接口12711设置于第一转接板1271背离第一壁1213的一侧，第二接口12721设置于第二转接板1272背离第一壁1213的一侧。意味着，可在第一转接板1271和第二转接板1272与第一壁1213形成连接后，再完成第一接口12711和第一导线128的连接，以及第二接口12721与第二导线129的连接。

第一接口12711设置于第一转接板1271背离第一壁1213的一侧，第二接口12721设置于第二转接板1272背离第一壁1213的一侧。这样的设计，使第一导线128与第一接口12711连接时，以及第二导线129与第二接口12721连接时均具有较大的装配空间，降低了电池单体12的装配难度。

根据本申请的一些实施例，请参照图4-图8，转接组件127还包括对接线1273，对接线1273穿设于通孔12131，第一转接板1271面向第一壁1213的一侧设置有第三接口12712，第二转接板1272面向第一壁1213的一侧设置有第四接口12722，对接线1273的一端与第三接口12712连接，对接线1273的另一端与第四接口12722连接。

对接线1273可以为导线也可以为排线。

在对接线1273位排线的实例中，对接线1273一般包括引线和引脚，引脚集成在引线上，引脚的数量一般大于等于两个。

在第一导线128与第一转接板1271连接后，第一转接板1271、对接线1273和第二转接板1272的装配流程大致如下，首先连接第一转接板1271和对接线1273，并使对接线1273通过通孔12131从下至上穿出第一壁1213。其次将第一转接板1271固定在第一壁1213内侧，以使第一壁1213与第一转接板1271紧密接合。之后连接对接线1273和第二转接板1272，将第二转接板1272固定在第一壁1213外侧，在第二导线129与第二接口12721连接后，即可通过转接组件127将电池单体12内部检测单元126信号引出至电池单体12外部。

通过第一导线128、第二导线129和对接线1273传输检测单元126的信号可降低因无线传输导致的数据丢失的风险。同时能够提高数据传输速率以及传输效率，检测单元126供电也可由电池单体12外部的电源通过对接线1273直接供电，降低电池单体12自身电量损失的风险。

第一转接板1271和第二转接板1272之间通过对接线1273电连接，降低了电磁环境对传输信号干扰的风险，提高了传输信号的强度。

根据本申请的一些实施例，请参照图4-图8，转接组件127还包括第一密封件1274，第一密封件1274设置于第一转接板1271和第一壁1213之间，第一密封件1274包围通孔12131设置；和/或，转接组件127还包括第二密封件1275，第二密封件1275设置于第二转接板1272和第一壁1213之间，第二密封件1275包围通孔12131设置。

第一密封件1274和/或第二密封件1275的材质可以包括但不限于聚氯乙烯，聚酰亚胺等。

第一密封件1274可以为独立的密封圈，也可以为成型于第一转接板1271上的密封部。第二密封件1275可以为独立的密封圈，也可以为成型与第二转接板1272上的密封部。

第一密封件1274和第二密封件1275提高了转接组件127与第一壁1213配合时的密封性，降低了异物由通孔12131进入电池单体12内部，导致电池单体12出现短路等异常情况的风险，提高了电池单体12使用时的可靠性。

根据本申请的一些实施例，请参照图4-图8，第一壁1213和第一转接板1271中的一者上设置有第一定位孔1276，另一者上设置有与第一定位孔1276配合的第一定位凸起；和/或，第一壁1213和第二转接板1272中的一者上设置有第二定位孔1277，另一者上设置有与第二定位孔1277配合的第二定位凸起。

第一定位孔1276和/或第二定位孔1277的数量可以为一个，也可以为多个。第一定位孔1276和/或第二定位孔1277可以为通孔12131，也以为盲孔。

上述配合指的是，至少部分凸起位于孔内。

第一定位孔1276和第一定位凸起的配合，和/或，第二定位孔1277和第二定位凸起的配合，降低了第一转接板1271和第二转接板1272与第一壁1213装配时的装配难度。

根据本申请的一些实施例，请参照图4-图6,第一定位孔1276设置于第一转接板1271，第一定位凸起设置于第一壁1213，第一定位凸起与第一转接板1271焊接。

第一凸起与第一转接板1271焊接可以是多点焊接，也可以是周圈焊接。

可从第一转接板1271背离第一壁1213一侧实施焊接操作，操作空间较大，装配难度较低。

根据本申请的一些实施例，请参照图4和图8,第二定位孔1277设置于第二转接板1272，第二定位凸起设置于第一壁1213，第二定位凸起与第二转接板1272焊接。

第二凸起与第二转接板1272焊接可以是多点焊接，也可以是周圈焊接。

可从第二转接板1272背离第一壁1213一侧实施焊接操作，操作空间较大，装配难度较低。

根据本申请的一些实施例，请参照图7，第一转接板1271的最大厚度为T，满足：T≤5mm。

第一转接板1271的最大厚度一般指，在第一转接板1271的厚度方向上，第一转接板1271的最大尺寸。

第一转接板1271的最大厚度T可以为大于0小于等于5的任意值，例如，0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm。

一些实施例中，第一壁1213与电极组件122之间的最小距离一般5mm，将第一转接板1271的最大厚度设置在合理范围内，以使第一转接板1271符合实际工况，减少额外成本。

根据本申请的一些实施例，请参照图4-图8，第一转接板1271和第二转接板1272结构相同。

在一些实施例中，第一转接板1271和第二转接板1272结构相同且关于第一壁1213对称设置。

第一转接板1271和第二转接板1272结构相同。这样的设计，节省了设计、加工和装配成本。

根据本申请的一些实施例，电池单体12还包括电极端子125，电极端子125设置于第一壁1213，转接组件127凸出于第一壁1213的外表面的高度不超过电极端子125凸出于第一壁1213的外表面的高度。这样的设计，降低了转接组件127凸出于第一壁1213的外表面的高度过高，导致电极端子125与电池100的汇流部件装配的难度增加的风险。

根据本申请的一些实施例，请参照图3和图9，电池单体12还包括泄压机构1210，泄压机构1210设置于第一壁1213。沿第一壁1213的厚度方向，转接组件127的投影与泄压机构1210的投影不重叠。

泄压机构1210可以为各种可能的泄压结构，例如，泄压机构1210可以为温敏泄压机构，温敏泄压机构被配置为在设有泄压机构1210的电池单体12的内部温度达到阈值时能够熔化，和/或，泄压机构1210可以为压敏泄压机构，压敏泄压机构被配置为在设有泄压机构1210的电池单体12的内部气压达到阈值时能够破裂。

泄压机构1210设置于第一壁1213。沿第一壁1213的厚度方向，转接组件127的投影与泄压机构1210的投影不重叠。这样的设计，降低了在电池单体12热失控时，转接组件127干扰泄压机构1210正常泄压的风险。

根据本申请的一些实施例，请参照图3，外壳121包括壳体1212和端盖1211，壳体1212具有开口，端盖1211封闭开口，第一壁1213为端盖1211。

在一些实施例中，端盖1211封闭开口后端盖1211与壳体1212通过焊接的方式连接。

较转接逐渐设置于外壳121的侧壁的方案而言，能够降低电解液浸泡转接组件127使转接组件127的第一接口12711和第二接口12721损坏的风险。

根据本申请的一些实施例，请参照图3，电池单体12还包括保护膜123，保护膜123用于包裹电极组件122，检测单元126通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜123上。

检测单元126成型于保护膜123意味着在生产保护膜123的同时将检测单元126成型于保护膜123，保护膜123可作为检测单元126的绝缘层和/或基底，同时还可保持保护膜123的厚度基本不发生变化。进而使电池单体12的群裕度提高，群裕度可以理解为电极组件122占电池单体12内部空间的百分比。

检测单元126可成型于保护膜123沿其厚度方向的两个表面或保护膜123内部。

喷涂可称为粉末喷涂工艺，利用粉末喷涂设备可将不同原料喷涂至承载台上，在粉末凝固成型后形成层状结构，例如形成检测单元126的绝缘层、电路、基底等。

丝网印刷工艺可将电路印刷至基底上，在印刷完成后进行加热固化即可将电路成型于保护膜123，之后将绝缘层附接于基底上，通过热压等工艺将绝缘层、电路和基底形成一体式结构。保护膜123可作为基底和/或绝缘层。在保护膜123作为基底和绝缘层的实施例中，基底、绝缘层、电路可作为三层结构，通过热压工艺形成保护膜123，保护膜123的厚度可与通过常规方法制得的保护膜123的厚度基本保持一致。

可先利用3D打印设备打印基底，接着更换粉料在基底上打印电路，最后再更换粉料在电路和基底上覆盖一层绝缘层即可将检测单元126成型于保护膜123上。

这样的设计，使保护膜123生产的同时即可完成检测单元126的装配，提高了装配效率。

根据本申请的一些实施例，请参照图3，检测单元126包括电路和绝缘层，电路位于绝缘层和保护膜123之间。

电路位于绝缘层和保护膜123之间，意味着，检测单元126的无需基底仅需包括电路和绝缘层，其总厚度降低。或者可以理解为保护膜123作为了检测单元126的基底，也即保护膜123为检测单元126的一部分。

检测单元126包括电路和绝缘层，电路位于绝缘层和保护膜123之间，使保护膜123为检测单元126的一部分，减少了检测单元126和保护膜123共同占用电池单体12内部的空间，提高了电池单体12内部的群裕度。

这样的设计，使保护膜123为检测单元126的一部分，减少了检测单元126和保护膜123共同占用电池单体12内部的空间，提高了电池单体12内部的群裕度。

根据本申请的一些实施例，请参照图3，电路通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜123上，绝缘层通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜123上。

绝缘层通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜123上，意味着在一些实施例中，绝缘层可完全覆盖保护膜123，电路位于绝缘层和保护膜123之间，相邻电路之间的空隙可通过上述工艺填充形成绝缘层的粉料，进而使电路不会凸出于保护膜123，同时保护膜123存在应力集中的点位数量也会降低，降低电极组件122单点过压的风险。

检测单元126采用上述成型方式，使保护膜123加工完成后，电路不会凸出于保护膜123，降低了由于电路凸出于保护膜123，导致电极组件122单点过压的风险。

根据本申请的一些实施例，请参照图3，检测单元126位于电极组件122和外壳121的内表面之间且与外壳121连接。

在一些实施例中，检测单元126可通过螺栓等紧固件固定于外壳121的内表面。

检测单元126以外壳121为装配基体，装配成本较低。

根据本申请的一些实施例，检测单元126设置有多个，第一导线128为排线。排线体积小、重量轻，占用的电池单体12的内部空间较小。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池100，包括电池管理***和以上任一方案所述的电池单体12。其中，转接组件127的第二接口12721通过第二导线129与电池管理***连接。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种用电设备，用电设备包括、以上任一方案所述的电池单体12，电池单体12用于提供电能；和/或，用电设备包括以上任一方案所述的电池100，电池100用于提供电能。

根据本申请的一些实施例，参照图3-图9，本申请提供了一种电池单体12，电池单体12包括外壳121、电极组件122、检测单元126、转接组件127和第一导线128，外壳121包括壳体1212和端盖1211，壳体1212具有开口，端盖1211封闭开口。电极组件122设置于外壳121的内部。电池单体12还包括保护膜123，保护膜123用于包裹电极组件122，检测单元126通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于保护膜123上。检测单元126设置于外壳121的内部用于检测电极组件122的信息。

转接组件127设置于端盖1211，转接组件127包括第一接口12711和第二接口12721，第二接口12721用于与设置在电池单体12外部的第二导线129连接。第一导线128设置于外壳121的内部，第一导线128的一端与检测单元126连接，另一端与第一接口12711连接。端盖1211上设置有通孔12131，转接组件127穿设于通孔12131。

转接组件127包括第一转接板1271和第二转接板1272，第一转接板1271和第二转接板1272结构相同。第一转接板1271的至少一部分位于端盖1211的内侧，第二转接板1272的至少一部分位于端盖1211的外侧，第一接口12711设置于第一转接板1271，第二接口12721设置于第二转接板1272，第一转接板1271和第二转接板1272通过对接线1273电连接。

对接线1273穿设于通孔12131，第一转接板1271面向端盖1211的一侧设置有第三接口12712，第二转接板1272面向端盖1211的一侧设置有第四接口12722，对接线1273的一端与第三接口12712连接，对接线1273的另一端与第四接口12722连接。

转接组件127还包括第一密封件1274和第二密封件1275，第一密封件1274设置于第一转接板1271和端盖1211之间，第一密封件1274包围通孔12131设置，第二密封件1275设置于第二转接板1272和端盖1211之间，第二密封件1275包围通孔12131设置。

第一转接板1271设置有第一定位孔1276，第一定位凸起设置于端盖1211，第一定位凸起与第一转接板1271焊接。第二转接板1272设置有第二定位孔1277，第二定位凸起设置于端盖1211，第二定位凸起与第二转接板1272焊接。

电池单体12还包括电极端子125，电极端子125设置于端盖1211，转接组件127凸出于端盖1211的外表面的高度不超过电极端子125凸出于端盖1211的外表面的高度。电池单体12还包括泄压机构1210，泄压机构1210设置于端盖1211。沿端盖1211的厚度方向，转接组件127的投影与泄压机构1210的投影不重叠。

在转接组件127应用在尺寸为141mm×50mm×95mm（长×宽×高）的电池单体12上时，端盖1211的尺寸为141mm×50mm（长×宽）。对接线1273的引脚为13个，单个引脚的宽度为1mm，对接线1273的尺寸为30mm×5mm（长×宽），第一转接板1271和第二转接板1272的尺寸为10mm×4.5mm（长×宽），通孔12131的宽度为30mm。

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 (21)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，包括第一壁；

电极组件，设置于所述外壳的内部；

检测单元，设置于所述外壳的内部，用于检测所述电极组件的信息；

转接组件，设置于所述第一壁，所述转接组件包括第一接口和第二接口，所述第二接口用于与设置在所述电池单体外部的第二导线连接；

第一导线，设置于所述外壳的内部，所述第一导线的一端与所述检测单元连接，另一端与所述第一接口连接。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁上设置有通孔，所述转接组件穿设于所述通孔。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述转接组件包括第一转接板和第二转接板，所述第一转接板的至少一部分位于所述第一壁的内侧，所述第二转接板的至少一部分位于所述第一壁的外侧，所述第一接口设置于所述第一转接板，所述第二接口设置于所述第二转接板，所述第一转接板和所述第二转接板电连接。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述第一接口设置于所述第一转接板背离所述第一壁的一侧，所述第二接口设置于所述第二转接板背离所述第一壁的一侧。

5.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述转接组件还包括对接线，所述对接线穿设于所述通孔，所述第一转接板面向所述第一壁的一侧设置有第三接口，所述第二转接板面向所述第一壁的一侧设置有第四接口，所述对接线的一端与所述第三接口连接，所述对接线的另一端与所述第四接口连接。

6.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述转接组件还包括第一密封件，所述第一密封件设置于所述第一转接板和所述第一壁之间，所述第一密封件包围所述通孔设置；

和/或，所述转接组件还包括第二密封件，所述第二密封件设置于所述第二转接板和所述第一壁之间，所述第二密封件包围所述通孔设置。

7.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述第一壁和所述第一转接板中的一者上设置有第一定位孔，另一者上设置有与所述第一定位孔配合的第一定位凸起；

和/或，所述第一壁和所述第二转接板中的一者上设置有第二定位孔，另一者上设置有与所述第二定位孔配合的第二定位凸起。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第一定位孔设置于所述第一转接板，所述第一定位凸起设置于所述第一壁，所述第一定位凸起与所述第一转接板焊接。

9.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第二定位孔设置于所述第二转接板，所述第二定位凸起设置于所述第一壁，所述第二定位凸起与所述第二转接板焊接。

10.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述第一转接板的最大厚度为T，满足：T≤5mm。

11.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述第一转接板和所述第二转接板结构相同。

12.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括电极端子，所述电极端子设置于所述第一壁，所述转接组件凸出于所述第一壁的外表面的高度不超过所述电极端子凸出于所述第一壁的外表面的高度。

13.根据权利要求1-12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泄压机构，所述泄压机构设置于所述第一壁；沿所述第一壁的厚度方向，所述转接组件的投影与所述泄压机构的投影不重叠。

14.根据权利要求1-12中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述外壳还包括壳体和端盖，所述壳体具有开口，所述端盖封闭所述开口，所述第一壁为端盖。

15.根据权利要求1-12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膜，所述保护膜用于包裹电极组件，所述检测单元通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于所述保护膜上。

16.根据权利要求15中所述的电池单体，其特征在于，所述检测单元包括电路和绝缘层，所述电路位于所述绝缘层和所述保护膜之间。

17.根据权利要求16中所述的电池单体，其特征在于，所述电路通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于所述保护膜上，所述绝缘层通过喷涂、丝网印刷或3D打印的方式成型于所述保护膜上。

18.根据权利要求1-12中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述检测单元位于所述电极组件和所述外壳的内表面之间且与所述外壳连接。

19.根据权利要求1-12中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述检测单元设置有多个，所述第一导线为排线。

20.一种电池，其特征在于，包括电池管理***和如权利要求1-19中任一项所述的电池单体；

其中，所述转接组件的所述第二接口通过第二导线与所述电池管理***连接。

21.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求1-19中任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能；

和/或，所述用电设备包括如权利要求20所述的电池，所述电池用于提供电能。