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专利名称：电池单体、电池以及用电装置

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202410896209.4

专利申请（专利权）人：宁德时代新能源开云优惠体育网页版入口股份有限公司
权利人地址：福建省宁德市蕉城区漳湾镇新港路2号

专利发明（设计）人：郑挺,邢承友,张小平,李全坤

专利摘要：本申请提供一种电池单体、电池以及用电装置，电池单体包括壳体；电极组件，设置于壳体内；端盖组件，封闭壳体沿第一方向的开口，端盖组件包括盖板、电极端子，电极端子包括端子件以及设置于端子件上的接触件；以及可变形件，与盖板电连接，并被配置为可变形以与接触件抵接，以使可变形件与接触件电接触；其中，端子件与接触件的材质不同，接触件材质的电阻率小于端子件材质的电阻率；和/或，可变形件包括主体件以及设置在主体件上的配合件，主体件与配合件的材质不同，配合件的电阻率小于主体件的电阻率。本申请能够降低起到过充保护的部件在相接触时熔断失效的概率，保证电池单体的可靠性。

主权利要求：
1.一种电池单体，其特征在于，包括：
壳体；
电极组件，设置于所述壳体内；
端盖组件，封闭所述壳体沿第一方向的开口，所述端盖组件包括盖板、电极端子，所述电极端子包括端子件以及设置于所述端子件上的接触件；以及可变形件，与所述盖板电连接，并被配置为可变形以与所述接触件抵接，以使所述可变形件与所述接触件电接触；
其中，所述端子件与所述接触件的材质不同，所述接触件材质的电阻率小于所述端子件材质的电阻率；和所述可变形件包括主体件以及设置在所述主体件上的配合件，所述主体件与所述配合件的材质不同，所述配合件材质的电阻率小于所述主体件材质的电阻率，所述可变形件的所述配合件可与所述接触件抵接实现电接触；
所述接触件的材质与所述配合件的材质相同。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述接触件的熔点大于所述端子件的熔点，和/或，所述配合件的熔点大于所述主体件的熔点。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述接触件以及所述配合件的材质均包括铜、金、铂金以及银中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述端子件以及所述主体件的材质均包括铝。
5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述端子件设置有沿所述第一方向凹陷的凹部，所述凹部的开口朝向所述电极组件所在侧设置，所述接触件伸入所述凹部并与所述端子件卡接配合。
6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述接触件包括沿所述第一方向分布的第一柱体以及第二柱体，所述第一柱体与所述第二柱体连接，所述第一柱体的径向尺寸大于所述第二柱体的径向尺寸，所述凹部的形状与所述接触件的形状相匹配，所述第一柱体以及至少部分所述第二柱体均位于所述凹部内。
7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，沿所述第一方向并朝向所述电极组件的一侧，所述接触件凸出所述端子件设置。
8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，沿所述第一方向，所述接触件的厚度尺寸为A，所述端子件的厚度尺寸为B，其中，0.1≤A/B≤1。
9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体件包括凸台、焊接部以及位于焊接部和凸台之间的连接部，所述焊接部与所述盖板连接，所述凸台朝向所述接触件凸出设置，沿所述第一方向，所述配合件至少覆盖所述凸台朝向所述接触件的一侧表面。
10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述配合件还覆盖所述连接部以及所述焊接部朝向所述接触件的一侧表面。
11.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，沿所述第一方向，所述接触件的正投影覆盖所述凸台的正投影。
12.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，沿所述第一方向，所述配合件覆盖所述凸台的区域的厚度大于或者等于2mm；和/或，所述焊接部的厚度大于或者等于2mm。
13.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体件以及所述配合件为一体式复合板材结构体。
14.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括极柱，所述极柱插接于所述端子件并与所述接触件彼此间隔设置，所述电极组件通过所述极柱与所述电极组件电连接。
15.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极端子成对设置且极性相反，每个所述电极端子分别对应设置有所述可变形件。
16.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至15任意一项所述的电池单体。
17.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求16所述的电池。 说明书 : 电池单体、电池以及用电装置技术领域[0001] 本申请涉及电池领域，特别涉及一种电池单体、电池以及用电装置。背景技术[0002] 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。[0003] 相关技术中，电池单体在执行过充保护功能时，用于起到过充保护的部件彼此在工作时存在熔断失效的问题，影响电池单体的可靠性。发明内容[0004] 鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池以及用电装置，电池单体在执行过充保护功能时，能够降低起到过充保护的部件在工作时熔断失效的概率，保证电池单体的可靠性。[0005] 第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括壳体；电极组件，设置于壳体内；端盖组件，封闭壳体沿第一方向的开口，端盖组件包括盖板、电极端子，电极端子包括端子件以及设置于端子件上的接触件；以及可变形件，与盖板电连接，并被配置为可变形以与接触件抵接，以使可变形件与接触件电接触；其中，端子件与接触件的材质不同，接触件材质的电阻率小于端子件材质的电阻率；和/或，可变形件包括主体件以及设置在主体件上的配合件，主体件与配合件的材质不同，配合件材质的电阻率小于主体件材质的电阻率。[0006] 本申请实施例的技术方案中，电池单体包括壳体、电极组件、端盖组件以及可变形件，通过电极端子与电极组件电连接，能够保证电池单体的充放电需求。可变形件的设置，使得当电池单体发生过充等问题发生膨胀时，可变形件能够在膨胀压力的作用下形并使得配合件与接触件电接触，以切断过充回路。由于端子件与接触件的材质不同，接触件材质的电阻率小于端子件材质的电阻率；和/或，可变形件包括主体件以及设置在主体件上的配合件，主体件与配合件的材质不同，配合件材质的电阻率小于主体件材质的电阻率，使得可变形件与接触件电接触时能够降低接触点的接触电阻，提升接触点熔断所需温度，防止接触位置熔断失效，以及时的切断过充回路，保证电池单体的可靠性。[0007] 在一些实施例中，接触件的熔点大于端子件的熔点，和/或，配合件的熔点大于主体件的熔点。[0008] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，使得当电池单体发生过充等问题接触件与配合件相接触时，可以降低接触位置的接触电阻，并且提高接触位置的熔点，以有效的防止接触位置发生熔断，降低可变形件失效的概率。[0009] 在一些实施例中，接触件的材质与配合件的材质相同。[0010] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过使得接触件的材质与配合件的材质相同，使得二者在相互接触实现过充保护时，接触性能良好、导电能力稳定且能够有效的降低二者接触时在接触位置熔断的概率。[0011] 在一些实施例中，接触件以及配合件均包括铜、金、铂金以及银中的至少一者。[0012] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，利于使得接触件的电阻率小于端子件的电阻率，配合件的电阻率小于主体件的电阻率，并且上述材质稳定性高，熔点高，利于满足电池单体的功能需求。[0013] 在一些实施例中，端子件设置有沿第一方向凹陷的凹部，凹部的开口朝向电极组件所在侧设置，接触件伸入凹部并与端子件卡接配合。[0014] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过在端子件内设置凹部，并限定接触件与端子件之间的配合形式，既能够保证接触件与端子件之间的安装与连接需求，同时能够减小端子件与接触件整体在第一方向上的占用尺寸，提高电池单体的能量密度。并且卡接配合方式能够限定接触件玉端子件在第一方向上的移动自由度，保证二者连接的可靠性。[0015] 在一些实施例中，接触件包括沿第一方向分布的第一柱体以及第二柱体，第一柱体与第二柱体连接，第一柱体的径向尺寸大于第二柱体的径向尺寸，凹部的形状与接触件的形状相匹配，第一柱体以及至少部分第二柱体均位于凹部内。[0016] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，使得第一柱体、第二柱体之间可以形成有台阶面，同时，由于凹部的形状与接触件的形状相匹配，能够通过台阶面以及凹部的内壁接触，实现第一方向上的限位，避免接触件与端子件分离，保证二者连接的可靠性。并且，上述设置，使得接触件在安装至端子件时，可以使得接触件与凹部的开口相对设置，通过冲压等方式施加外力，使得端子件在第一柱体的作用下局部区域发生变形，从而使得接触件镶嵌，降低施工难度。[0017] 在一些实施例中，沿第一方向并朝向电极组件的一侧，接触件凸出端子件设置。[0018] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，使得当电池单体发生过充现象发生膨胀，使得可变形件翻转时，可以使得配合件预先与接触件接触，保证二者接触的稳定性。[0019] 在一些实施例中，沿第一方向，接触件的厚度尺寸为A，端子件的厚度尺寸为B，其中，0.1≤A/B≤1。[0020] 本申请一个实施例提供的电池单体，接触件的厚度与端子件的厚度采用上述比值关系，使得制造工艺简单，降低成型难度，且能够减少电池单体外部空间的浪费。[0021] 在一些实施例中，主体件包括凸台、焊接部以及位于焊接部和凸台之间的连接部，焊接部与盖板连接，凸台朝向接触件凸出设置，沿第一方向，配合件至少覆盖凸台朝向接触件的一侧表面。[0022] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，利于主体件与盖板之间的连接，同时，当电池单体出现过充等现象时，在电池单体膨胀气压的作用下，利于可变形件的翻转以及翻转后配合件与接触件之间接触的可靠性。[0023] 在一些实施例中，配合件还覆盖连接部以及焊接部朝向接触件的一侧表面。[0024] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，使得可变形件整体可以采用一体式复合板材冲压形式成型，降低成型难度。[0025] 在一些实施例中，沿第一方向，接触件的正投影覆盖凸台的正投影。[0026] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，使得可变形件在膨胀压力作用下发生翻转时能够增加与接触件的接触面积，保证接触区域的过流面积，避免接触位置电阻过大或者温升过高导致熔断，保证电池单体的可靠性。[0027] 在一些实施例中，沿第一方向，配合件覆盖凸台的区域的厚度大于或者等于2mm；和/或，焊接部的厚度大于或者等于2mm。[0028] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过使得沿第一方向，配合件覆盖凸台的区域的厚度大于或者等于2mm，能够降低与接触件接触并通过电流时的电阻以及温升，进而降低熔断概率。焊接部的厚度大于或者等于2mm可以保证与盖板之间的连接强度，当与盖板采用焊接等方式连接时，能够保证焊接厚度需求。[0029] 在一些实施例中，主体件以及配合件为一体式复合板材结构体。[0030] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，使得主体件以及配合件可以采用复合板材胚料一体冲压成型，降低成型难度以及成本，并且能够解决配合件与主体之间连接强度问题。[0031] 在一些实施例中，电极组件还包括极柱，极柱插接于端子件并与接触件彼此间隔设置，电极组件通过极柱与电极组件电连接。[0032] 本申请一个实施例提供的电池单体，通过上述设置，既能够保证电极端子与电极组件之间的电连接需求，同时，还能够保证可变形件翻转后对过充回路的切断需求。[0033] 在一些实施例中，电极端子成对设置且极性相反，每个电极端子分别对应设置有可变形件。[0034] 第二方面，本申请提供了一种电池，包括上述的电池单体。[0035] 第三方面，本申请提供了一种用电装置，包括上述的电池。[0036] 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[0037] 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：[0038] 图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图；[0039] 图2是本申请一实施例提供的储能设备的结构示意图；[0040] 图3是本申请一实施例提供的电池的结构示意图；[0041] 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；[0042] 图5是本申请一个实施例提供的端盖组件的俯视图；[0043] 图6是图5中沿C?C方向的剖视图；[0044] 图7是图6中Q处的局部放大图；[0045] 图8是本申请一个实施例的端子件的结构示意图；[0046] 图9是图8中沿M?M方向的剖视图；[0047] 图10是本申请一个实施例的可变形件的结构示意图；[0048] 图11是图10中沿着N?N方向的剖视图；[0049] 图12是本申请另一个实施例的可变形件的剖视结构示意图。[0050] 标记说明：[0051] 1、车辆；100、电池；300、控制器；400、马达；200、电池模块；[0052] 2、储能设备；201、控制箱；202、电池簇；[0053] 10、箱体；11、第一箱体部；12、第二箱体部；[0054] 20、电池单体；[0055] 21、壳体；211、开口；[0056] 22、电极组件；[0057] 23、端盖组件；[0058] 231、盖板；[0059] 232、电极端子；2321、端子件；2321a、凹部；2322、接触件；2322a、第一柱体；2322b、第二柱体；2323?极柱；[0060] 24、可变形件；241、主体件；2411、凸台；2412、焊接部；2413、连接部；242、配合件；[0061] 25、转接片；[0062] X、第一方向。具体实施方式[0063] 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。[0064] 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。[0065] 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。[0066] 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。[0067] 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。[0068] 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。[0069] 目前，从市场形势的发展来看，二次电池的应用越加广泛。二次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系统，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。随着二次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。[0070] 本申请的实施例所提到的二次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。[0071] 电池单体在使用中会存在过充问题，为了缓解过充问题对电池单体可靠性的影响，会相应设置可变形件。在电池单体处于过充工况下，可变形件发生变形与电极端子接触，形成正负极短路的回路并产生大电流，大电流在短时间内可以熔断回路中的保险丝，以及时切断过充回路。相关技术中，电池单体在执行过充保护功能时，其可变形件与端盖组件的电极端子接触瞬间，存在局部产热严重，接触位置熔断的问题，使得过充回路切断失效，无法切断过充回路，进而影响电池单体在充电时的可靠性。[0072] 为解决上述问题，本申请实施例设计了一种电池单体，包括壳体、电极组件、端盖组件以及可变形件，电极组件设置于壳体内。端盖组件封闭壳体沿第一方向的开口，端盖组件包括盖板、电极端子，电极端子包括端子件以及设置于端子件上的接触件。可变形件与盖板电连接，并被配置为可变形以与接触件抵接，以使可变形件与接触件电接触，其中，端子件与接触件的材质不同，接触件材质的电阻率小于端子件材质的电阻率；和/或，可变形件包括主体件以及设置在主体件上的配合件，主体件与配合件的材质不同，配合件的电阻率小于主体件的电阻率。[0073] 在这样的电池单体中，可变形件的设置，使得当电池单体发生过充等问题发生膨胀时，可变形件能够在膨胀压力的作用下变形并使得配合件与接触件电接触，以切断过充回路。由于端子件与接触件的材质不同，接触件材质的电阻率小于端子件材质的电阻率；和/或，可变形件包括主体件以及设置在主体件上的配合件，主体件与配合件的材质不同，配合件的电阻率小于主体件的电阻率，使得配合件与接触件电接触时能够降低接触点的接触电阻，降低接触位置的局部产热，防止接触位置熔断失效，以及时的切断过充回路，保证电池单体的可靠性。[0074] 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。[0075] 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。用电装置可以是储能设备，储能设备可以但不限于应用小型工商业、中型工商业、大型工商业、光储充电场站以及中小型微网等工商业储能场景以及风光储能电站、电网储能电站和大型微网电站场景中，以用于对电能进行储存和释放。[0076] 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。[0077] 例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆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的内部可以设置马达400、控制器300以及电池100，控制器300用来控制电池100为马达400的供电。例如，在车辆1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1的供电，例如，电池100可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，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100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，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。[0078] 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车辆1，还可以适用储能设备2。[0079] 例如，如图2所示，为本申请一个实施例的一种储能设备2的结构示意图，储能设备2是指将能量进行暂时或永久储存的装置，储能设备2可以包括控制箱201以及电池簇202，电池簇202可以包括至少一个电池100，可选可以包括两个以上电池100，所包括的控制箱201能够与电池簇202连接，控制箱201用于控制、管理电池簇202的电池100，例如可以控制电池簇202的开关状态等。[0080] 如图3以及图4所示，图3为本申请一实施例提供的电池的结构示意图，图4为本申请一实施例提供的一种电池单体的分解结构示意图。[0081] 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20，其中，多个电池单体20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20可以先串联或并联或混联组成电池模块200，多个电池模块200再串联或并联或混联组成电池100。也就是说，多个电池单体20可以直接组成电池100，也可以先组成电池模块200，电池模块200再组成电池100。[0082] 例如，如图3所示，为本申请一个实施例的一种电池100的结构示意图，电池100可以包括多个电池单体20。电池100还可以包括箱体10（或称罩体），箱体10内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体10内。[0083] 箱体10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10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。[0084] 箱体10用于容纳电池单体20，箱体10可以是多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一箱体部11和第二箱体部12，第一箱体部11与第二箱体部12相互盖合，第一箱体部11和第二箱体部12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二箱体部12可以是一端开口的空心结构，第一箱体部11为板状结构，第一箱体部11盖合于第二箱体部12的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体10；第一箱体部11和第二箱体部12也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部11的开口侧盖合于第二箱体部12的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体10。当然，第一箱体部11和第二箱体部12可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。[0085] 为提高第一箱体部11与第二箱体部12连接后的密封性，第一箱体部11与第二箱体部12之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。[0086] 假设第一箱体部11盖合于第二箱体部12的顶部，第一箱体部11亦可称之为上箱盖，第二箱体部12亦可称之为下箱体10。[0087] 在电池100中，电池单体20可以是一个，也可以是多个。若电池单体20为多个，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，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200，多个电池模块200再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。[0088] 在一些实施例中，如图3所示，电池单体20为多个，多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块200。多个电池模块200再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。[0089] 电池模块200中的多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块200中的多个电池单体20的并联或串联或混联。[0090] 本申请中，电池单体20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20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20一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体20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，下述实施例均以方形电池单体为例进行说明。[0091] 如图4至图11所示，图5为本申请一个实施例提供的端盖组件的俯视图；图6为图5中沿C?C方向的剖视图；图7为图6中Q处的局部放大图；图8为本申请一个实施例的端子件的结构示意图；图9为图8中沿M?M方向的剖视图；图10为本申请一个实施例的可变形件的结构示意图；图11为图10中沿着N?N方向的剖视图。[0092] 电池单体20包括壳体21、电极组件22、端盖组件23以及可变形件24，电极组件22设置于壳体21内，端盖组件23封闭壳体21沿第一方向X的开口211，端盖组件23包括盖板231、电极端子232，电极端子232包括端子件2321以及设置于端子件2321上的接触件2322。可变形件24与盖板231电连接，被配置为可变形以与接触件2322抵接，以使可变形件24与接触件2322电接触，其中，端子件2321与接触件2322的材质不同，接触件2322材质的电阻率小于端子件2321材质的电阻率；和/或，可变形件24包括主体件241以及设置在主体件241上的配合件242，主体件241与配合件242的材质不同，配合件242材质的电阻率小于主体件241材质的电阻率。[0093] 壳体21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21的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体21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。[0094] 电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件22。[0095] 电极组件22可以包括极性相反的第一极片、第二极片以及隔膜，第一极片、第二极片以及隔膜沿卷绕方向卷绕形成卷绕结构，也可以采用叠片方式形成叠片式结构。[0096] 第一极片以及第二极片的一者可以是正极极片，另一者可以是负极极片。第一极片以及第二极片的结构可以相同，当然，第二极片也可以是常规设置的包括有集流体以及活性物质层的极片形式。[0097] 隔离膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。隔膜可以夹持在第一极片以及第二极片之间，以将第一极片以及第二极片彼此绝缘设置。[0098] 端盖组件23是指盖合于壳体21的开口211处并与壳体21围合形成容纳腔，容纳腔用于容纳电极组件22，端盖组件23将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖组件23的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地，端盖组件23可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖组件23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，安全性能也可以有所提高，端盖组件23可以包括盖板231以及电极端子232，盖板231与壳体21机械连接，电极端子232与电极组件22电连接。[0099] 盖板231可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，盖板231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，安全性能也可以有所提高。盖板231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。[0100] 电极端子232设置于盖板231并与电极组件22电连接，可选可以通过转接片25电连接。在电池单体20中，电极端子232用于与汇流部件连接，以实现多个电池单体20之间的电连接。[0101] 盖板231上设置的电极端子232的数量可以为一个，也可以为两个，当为两个时，两个电极端子232的极性可以相反。[0102] 电极端子232的端子件2321可以采用焊接或者紧固件紧固的方式与盖板231连接。[0103] 接触件2322与端子件2321之间可以采用固定连接，也可以采用可拆卸连接，可以采用紧固件连接固定，可以采用焊接固定，还可以使得接触件2322与端子件2321之间采用镶嵌的方式连接，可以使得接触件2322至少部分伸入端子件2321内并与端子件2321连接电连接。[0104] 接触件2322与端子件2321均可以采用金属材料制成，二者可以电接触。[0105] 在一些实施例中，电池单体20可以包括泄压机构，泄压机构用于在电池单体20的内部压力或温度达到预定值时泄放电池单体20内部的压力。[0106] 示例性的，泄压机构可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。[0107] 可变形件24可以采用导电片，可以采用铜导电片、铝导电片或者其他金属导电片等。[0108] 配合件242与主体件241之间可以采用一体式复合结构，也可以采用一者部分镶嵌于另一者的结构形式。[0109] 可变形件24与电极组件22之间具有两种状态，当电池单体20正常工作时，可变形件24的配合件242与电极端子232的接触件2322分离设置，电池单体20能够正常的充放电。而当电池单体20发生过充等现象产生膨胀时，可变形件24在过充压力作用下移动，使其至少部分能够向电极端子232所在侧移动，可变形件24的配合件242与电极端子232的接触件2322接触设置，使得极性相反的电极端子232电连接形成短路回路，回路内的瞬时电流增加，能够使得电极组件22与电极端子232连接的转接片25等结构件熔断，以此切断过充回路。[0110] 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量，某种材料制成的长为1m，横截面2积为1m的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。[0111] 接触件2322与端子件2321之间可以采用不同的材质，例如，可以使得接触件2322采用铜、金等材质，端子件2321采用铝材质。[0112] 在对接触件2322与端子件2321的电阻率进行比较时，示例性地，可以在接触件2322、端子件2321上截取同等长度以及同等横截面积的实验块，检测两个实验块的电阻，根据电阻与电阻率的关系式获取电阻率，然后对两个实验块的电阻率进行比较，以此确定接触件2322与端子件2321的电阻率之间的大小关系。[0113] 配合件242与主体件241之间可以采用不同的材质，例如，可以使得配合件242采用铜、金等材质，主体件241采用铝材质。[0114] 在对配合件242与主体件241的电阻率进行比较时，示例性地，可以在配合件242、主体件241上截取同等长度以及同等横截面积的实验块，检测两个实验块的电阻，根据电阻与电阻率的关系式获取电阻率，然后对两个实验块的电阻率进行比较，以此确定配合件242与主体件241的电阻率之间的大小关系。[0115] 配合件242与接触件2322之间的材质可以相同，也可以不同，可选为相同。[0116] 本申请一个实施例提供的电池单体20，包括壳体21、电极组件22、端盖组件23以及可变形件24，通过电极端子232与电极组件22电连接，能够保证电池单体20的充放电需求。可变形件24的设置，使得当电池单体20发生过充等问题发生膨胀时，可变形件24能够在膨胀压力的作用下形并使得配合件242与接触件2322电接触，以切断过充回路。由于端子件2321与接触件2322的材质不同，接触件2322材质的电阻率小于端子件2321材质的电阻率；和/或，可变形件24包括主体件241以及设置在主体件241上的配合件242，主体件241与配合件242的材质不同，配合件242材质的电阻率小于主体件241材质的电阻率，使得配合件242与接触件2322电接触时能够降低接触点的接触电阻，提升接触点熔断所需温度，防止接触位置熔断失效，以及时的切断过充回路，保证电池单体20的可靠性。[0117] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，接触件2322的熔点大于端子件2321的熔点，配合件242的熔点大于主体件241的熔点。[0118] 熔点是固体将其物态由固态转变（熔化）为液态的温度。[0119] 可选地，接触件2322与端子件2321之间可以采用不同的材质，例如，可以使得接触件2322采用铜材质，端子件2321采用铝材质。[0120] 可选地，配合件242与主体件241之间可以采用不同的材质，例如，可以使得配合件242采用铜材质，主体件241采用铝材质。[0121] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，使得当电池单体20发生过充等问题接触件2322与配合件242相接触时，可以降低接触位置的电阻，并且提高接触位置的熔点，以有效的防止接触位置发生熔断，降低可变形件24失效的概率。[0122] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，接触件2322的材质与配合件242的材质相同。[0123] 接触件2322与配合件242之间可以采用相同的材料制成。示例性地，接触件2322与配合件242之间可以采用铜材质、金材质等。[0124] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过使得接触件2322的材质与配合件242的材质相同，使得二者在相互接触实现过充保护时，接触性能良好、导电能力稳定，有效的降低二者接触时在接触位置熔断的概率。[0125] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，接触件2322以及配合件242均包括铜、金、铂金以及银中的至少一者。[0126] 接触件2322可以采用铜、金、铂金以及银等材质中的至少一者。配合件242可以采用铜、金、铂金以及银等材质中的至少一者。接触件2322与配合件242之间的材质可选为相同，示例性的，二者均可以采用铜材质。[0127] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，利于使得接触件2322的电阻率小于端子件2321的电阻率，配合件242的电阻率小于主体件241的电阻率，并且上述材质稳定性高，熔点高，利于满足电池单体的功能需求。[0128] 继续参阅图6至图9所示，在一些可选地实施例中，端子件2321设置有沿第一方向X凹陷的凹部2321a，凹部2321a的开口朝向电极组件22所在侧设置，接触件2322伸入凹部2321a并与端子件2321卡接配合。[0129] 接触件2322可以部分由凹部2321a的开口伸入凹部2321a内，也可以使得接触件2322全部由凹部2321a的开口伸入凹部2321a内。[0130] 卡接配合可以使得一者部分伸入另一者内并限制彼此的相对位置。[0131] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过在端子件2321内设置凹部2321a，并限定接触件2322与端子件2321之间的配合形式，既能够保证接触件2322与端子件2321之间的安装与连接需求，同时能够减小端子件2321与接触件2322整体在第一方向X上的占用尺寸，提高电池单体20的能量密度。并且卡接配合方式能够限定接触件2322与端子件2321在第一方向X上的移动自由度，保证二者连接的可靠性。[0132] 继续参阅图6至图9所示，在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，接触件2322包括沿第一方向X分布的第一柱体2322a以及第二柱体2322b，第一柱体2322a与第二柱体2322b连接，第一柱体2322a的径向尺寸大于第二柱体2322b的径向尺寸，凹部2321a的形状与接触件2322的形状相匹配，第一柱体2322a以及至少部分第二柱体2322b均位于凹部2321a内。[0133] 第一柱体2322a、第二柱体2322b可以采用圆柱状结构体，也可以采用多边形柱状结构。当采用多边形柱状结构时，第一柱体2322a、第二柱体2322b的径向尺寸可以理解为第一柱体2322a、第二柱体2322b在第一方向X上的正投影的外接圆或者内切圆的径向尺寸。[0134] 凹部2321a的形状与接触件2322的形状相匹配，可以使其沿第一方向X呈阶梯状。[0135] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，使得第一柱体2322a、第二柱体2322b之间可以形成有台阶面，同时，由于凹部2321a的形状与接触件2322的形状相匹配，能够通过台阶面以及凹部2321a的内壁接触，实现第一方向X上的限位，避免接触件2322与端子件2321分离，保证二者连接的可靠性。并且，上述设置，使得接触件2322在安装至端子件2321时，可以使得接触件2322与凹部2321a的开口211相对设置，通过冲压等方式施加外力，使得端子件2321在第一柱体2322a的作用下局部区域发生变形，从而使得接触件2322镶嵌，降低施工难度。[0136] 继续参阅图6至图9所示，在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，沿第一方向X并向朝向电极组件22所在侧，接触件2322部分凸出端子件2321设置。[0137] 接触件2322在第一方向X朝向电极组件22的一侧可以超出端子件2321朝向电极组件22的一侧表面。[0138] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，使得当电池单体20发生过充现象发生膨胀，使得可变形件24翻转时，可以使得配合件242预先与接触件2322接触，保证二者接触的稳定性。[0139] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，沿第一方向X，接触件2322的厚度尺寸为A，端子件2321的厚度尺寸为B，其中，0.1≤A/B≤1。[0140] 接触件2322的厚度尺寸可以理解为接触件2322沿第一方向X上的最大厚度。[0141] 端子件2321的厚度可以理解为端子件2321沿第一方向X的最大厚度。[0142] A/B可以为0.1至1之间的任意数值，包括0.1、1两个端值。A/B可选为0.5至1之间的任意数值，可选为0.6、0.7、0.8、0.9等。[0143] 本申请一个实施例提供的电池单体20，接触件2322的厚度与端子件2321的厚度采用上述比值关系，使得制造工艺简单，降低成型难度，且能够减少电池单体20外部空间的浪费。[0144] 继续参阅图10、图11所示，在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，主体件241包括凸台2411、焊接部2412以及位于焊接部2412和凸台2411之间的连接部2413，焊接部2412与盖板231连接，凸台2411朝向接触件2322凸出设置，沿第一方向X，配合件242至少覆盖凸台2411朝向接触件2322的一侧表面。[0145] 凸台2411可以采用圆台、多边形台状体。[0146] 焊接部2412可以采用圆环状、多边形环状等。[0147] 连接部2413连接在焊接部2412以及凸台2411之间，连接部2413可以采用锥筒状等结构形式。[0148] 配合件242可以仅覆盖凸台2411朝向接触件2322的表面，当然，配合件242也可以同时覆盖凸台2411、连接部2413以及焊接部2412。[0149] 焊接部2412与盖板231之间可以采用焊接、化学键连接等方式连接，既能够保证连接强度，同时能够保证二者电连接需求。[0150] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，利于主体件241与盖板231之间的连接，同时，当电池单体20出现过充等现象时，在电池单体20膨胀气压的作用下，利于可变形件24的翻转以及翻转后配合件242与接触件2322之间接触的可靠性。[0151] 如图12所示，图12为本申请另一个实施例的可变形件的剖视结构示意图。[0152] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，配合件242还覆盖连接部2413以及焊接部2412朝向接触件2322的一侧表面。[0153] 可以使得配合件242整体覆盖主体件241朝向接触件2322的表面。[0154] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，使得可变形件24整体可以采用一体式复合板材冲压形式成型，降低成型难度。[0155] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，沿第一方向X，接触件2322的正投影覆盖凸台2411的正投影。[0156] 可以使得接触件2322沿第一方向X上的正投影面积大于或者等于凸台2411沿第一方向X上的正投影面积。[0157] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，使得可变形件24在膨胀压力作用下发生翻转时能够增加与接触件2322的接触面积，保证接触区域的过流面积，避免接触位置电阻过大或者温升过高导致熔断，保证电池单体20的可靠性。[0158] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，沿第一方向X，配合件242覆盖凸台2411的区域的厚度大于或者等于2mm。和/或，焊接部2412的厚度大于或者等于2mm。[0159] 配合件242覆盖凸台2411的区域可以理解为沿第一方向X配合件242与凸台2411相对应的区域，或者说形状相匹配的区域。[0160] 配合件242覆盖凸台2411的区域的厚度、焊接部2412的厚度可以理解为各自沿第一方向X上的最大厚度尺寸。[0161] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过使得沿第一方向X，配合件242覆盖凸台2411的区域的厚度大于或者等于2mm，能够降低与接触件2322接触并通过电流时的电阻以及温升，进而降低熔断概率。焊接部2412的厚度大于或者等于2mm可以保证与盖板231之间的连接强度，当与盖板231采用焊接等方式连接时，能够保证焊接厚度需求。[0162] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，主体件241以及配合件242为一体式复合板材结构体。[0163] 主体件241以及配合件242均可以采用板材，可选采用一体式复合板材。[0164] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，使得主体件241以及配合件242可以采用复合板材胚料一体冲压成型，降低成型难度以及成本，并且能够解决配合件242与主体之间连接强度问题。[0165] 继续参阅图6至图9所示，在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，电极组件22还包括极柱2323，极柱2323插接于端子件2321并与接触件2322彼此间隔设置，电极组件22通过极柱2323与电极组件22电连接。[0166] 端子件2321以及盖板231上可以设置有沿第一方向X延伸的插孔，极柱2323可以通过插孔插接进入壳体21内并与电极组件22电连接。[0167] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，既能够保证电极端子232与电极组件22之间的电连接需求，同时，还能够保证可变形件24翻转后对过充回路的切断需求。[0168] 在一些可选地实施例中，本申请一个实施例提供的电池单体20，电极端子232成对设置且极性相反，每个电极端子232分别对应设置有可变形件24。[0169] 可以使得可变形件24与电极端子232一对一设置，成对设置的电极端子232可以位于同一个盖板231上。当成对设置的电极端子232位于同一个盖板231上时，对应的成对设置可变形件24也可以位于同一个盖板231上，可变形件24可以与盖板231之间电连接，当电池单体20发生过充时，成对设置的可变形件24均形变并与对应的电极端子232接触，使得成对设置的电极端子232通过可变形件24以及盖板231电连接，及时切断过充回路。[0170] 当然，在有些实施例中，还可以使得成对设置的电极端子232位于不同的盖板231上，那么可变形件24可以设置在不同的盖板231，具体可以根据电池单体20的型号以及结构需求设置。[0171] 本申请一个实施例提供的电池单体20，通过上述设置，利于满足电池单体20的充放电需求，同时利于保证部件之间的稳定接触，进而保证电池单体20自身的可靠性。[0172] 如图4至图11所示，本申请一个实施例提供的电池单体20，包括壳体21、电极组件22、端盖组件23以及可变形件24，壳体21可以采用方形壳体21，壳体21在第一方向X上的一侧设置有开口211。电极组件22设置于壳体21内，电极组件22可以采用卷绕结构，电极组件22的数量可以为两个。端盖组件23封闭壳体21沿第一方向X的开口211。端盖组件23包括盖板231以及成对设置且极性相反的电极端子232，每个电极端子232包括端子件2321、设置于端子件2321上的接触件2322以及极柱2323。盖板231上对应电极端子232设置有通孔，端子件2321位于通孔并与盖板231绝缘连接，可以在二者之间设置上绝缘件等方式实现绝缘连接。极柱2323插接于端子件2321并与接触件2322彼此间隔设置，电极组件22通过极柱2323、转接片25与电极组件22电连接。可变形件24连接于盖板231，可变形件24包括主体件241以及设置于主体件241的配合件242，可变形件24在预定压力下能够形变，以使配合件242与接触件2322电接触，其中，端子件2321与接触件2322的材质不同，主体件241与配合件242的材质不同。接触件2322材质的电阻率小于端子件2321材质的电阻率，配合件242材质的电阻率小于主体件241材质的电阻率。接触件2322可以采用铜材质，端子件2321可以采用铝材质，配合件242可以采用铜材质，主体件241可以采用铝材质。接触件2322的熔点大于端子件2321的熔点，配合件242的熔点大于主体件241的熔点。端子件2321设置有沿第一方向X凹陷的凹部2321a，凹部2321a的开口211朝向电极组件22所在侧设置，接触件2322包括沿第一方向X分布的第一柱体2322a以及第二柱体2322b，第一柱体2322a与第二柱体2322b连接，第一柱体2322a的径向尺寸大于第二柱体2322b的径向尺寸，凹部2321a的形状与接触件2322的形状相匹配，第一柱体2322a以及至少部分第二柱体2322b均位于凹部2321a内并与端子件2321卡接配合，接触件2322沿第一方向X并向朝向电极组件22所在侧部分凸出端子件2321设置。沿第一方向X，接触件2322的厚度尺寸为A，端子件2321的厚度尺寸为B，其中，A/B等于0.5。主体件241包括凸台2411、焊接部2412以及位于焊接部2412和凸台2411之间的连接部2413，焊接部2412与盖板231连接，凸台2411朝向接触件2322凸出设置，沿第一方向X，配合件242覆盖凸台2411朝向接触件2322的一侧表面。接触件2322的正投影覆盖凸台2411的正投影，配合件242覆盖凸台2411的区域的厚度等于2mm，焊接部2412的厚度等于2mm，主体件241以及配合件242为一体式复合板材结构体。[0173] 另一方面，本申请一个实施例还提供一种电池100，包括上述各实施例提供的电池单体20。[0174] 又一方面，本申请一个实施例还提供一种用电设备，包括上述各实施例提供的电池100。[0175] 再一方面，本申请一个实施例还提供一种储能设备，包括上述各实施例提供的电池100。[0176] 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。

专利地区：福建

专利申请日期：2024-07-05

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118431693B