电池单体及其制造方法、电池装置及用电装置与流程

本技术涉及电池生产，特别是涉及电池单体及其制造方法、电池装置及用电装置。

背景技术：

1、电池单体广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和二次碱性锌锰电池等。

2、在电池的发展中，如何提供电池单体的可靠性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种电池单体及其制造方法、电池装置及用电装置，旨在一定程度上提高电池单体的可靠性。

2、第一方面，本技术提出了一种电池单体，电池单体包括外壳电极组件、电极组件和绝缘件。外壳具有容纳腔。电极组件设置于容纳腔内，电极组件包括多个第一极片、多个第二极片和电解质层，第一极片和第二极片极性相反，多个第一极片和多个第二极片沿层叠方向交替层叠，电解质层用于隔离第一极片和第二极片，第一极片包括第一主体和从第一主体的外周面延伸出的第一极耳，第二极片包括第二主体和从第二主体的外周面延伸出的第二极耳，第一主体的一部分凸出于第二主体的外周面。绝缘件包括主体部和凸部，主体部环绕多个第一极片的第一主体和多个第二极片的第二主体设置，凸部凸出于主体部朝向第二主体的表面，在层叠方向上，凸部的至少部分位于相邻的第一主体之间。

3、本技术提供的电池单体，绝缘件包括主体部和凸部，主体部环绕多个第一极片的主体部和多个第二极片的第二主体设置，凸部凸出于主体部朝向第二主体的表面，凸部的至少部分位于相邻的第一主体之间，主体部和凸部用于第一极片和第二极片绝缘，实现在电极组件的加压过程中，降低第一极片和第二极片的边缘出现翘起的现象，并有效抑制第一极片和第二极片的边缘搭接，降低电极组件内部短路的发生，以提高电池单体的可靠性。

4、根据本技术的一个实施例，主体部和凸部为一体成型结构。

5、在这些可选地实施例中，一体成型的主体部和凸部在受到压力、振动等外力作用时，降低开裂、脱落的风险，实现绝缘件稳定地对极片起到约束和支撑作用。还能够增强密封性，降低外界杂质、水分等进入电极组件内。

6、根据本技术的一个实施例，绝缘件包括多个凸部，多个凸部沿层叠方向间隔设置，多个凸部与多个第二主体一一对应设置。

7、在这些可选地实施例中，在加压过程中，多个凸部沿层叠方向间隔分布，可将压力均匀分散至不同位置，改善局部应力集中。多个间隔设置的凸部有助于与电极组件进行连接，从而提供二者之间的连接稳定性。

8、根据本技术的一个实施例，主体部的一部分与第一主体的外周面贴合并连接。

9、在这些可选的实施例中，主体部的一部分与第一主体的外周面贴合并连接，一方面，能够提高主体部的安装稳定性，另一方面，主体部能够更好地吸收机械应力，提高第一主体的结构稳定性，并降低第一极片边缘的翘起的发生。

10、根据本技术的一个实施例，主体部设有第一通孔和第二通孔，第一极耳的一部分容纳于第一通孔，第二极耳的一部分容纳于第二通孔。

11、在这些可选地实施例中，如此设置，能够更有效的降低搭接短路的风险。

12、根据本技术的一个实施例，凸部与第二主体的外周面贴合并连接。

13、在这些可选地实施例中，凸部和主体部的一部分均环绕第二主体设置，以对第二主体形成双重保护，减少边缘接触的可能性。而且，在加压过程中，凸部与第二主体的外周面贴合并连接，使得绝缘件能够更好地吸收机械应力，提高第一极片和第二极片的结构稳定性，降低第一极片边缘和第二极片边缘的翘起的发生。

14、根据本技术的一个实施例，凸部环绕第二主体设置，绝缘件设有第三通孔，第三通孔贯通主体部和凸部，第二极耳的一部分容纳于第三通孔。

15、在这些可选地实施例中，凸部环绕第二主体设置，能够更有效的降低搭接短路的风险。而且，凸部能够均匀的吸收第二主体的应力，降低第二极片边缘的翘起的发生。此外，凸部还能够对第一极片均匀支撑，进一步降低第一极片边缘发生形变。

16、根据本技术的一个实施例，主体部沿层叠方向的端面与电极组件沿层叠方向的端面齐平。

17、在这些可选地实施例中，使得绝缘件能够覆盖电极组件的边缘区域，更有效地抑制第一极片和第二极片的边缘搭接，降低电极组件内部短路的发生。

18、根据本技术的一个实施例，主体部包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分沿层叠方向连接，第一部分与第一主体的外周面贴合并连接，第二部分连接于凸部。

19、在这些可选地实施例中，凸部通过第二部分与第一部分连接成一个整体结构，使得整个绝缘件的稳定性增强，这种分两部分的设置使得主体部能够更好地适应不同形状、尺寸的第一主体和凸部，提高适配性与灵活度。

20、根据本技术的一个实施例，主体部包括多个第一部分和多个第二部分，多个第一部分和多个第二部分沿层叠方向交替设置。

21、在这些可选地实施例中，交替设置的多个第一部分和多个第二部分使得作用力能够更均匀地在各部分之间传递和分散。无论是受到外部的冲击、挤压，还是内部因充放电产生的应力变化，多个第一部分和第二部分都能共同承担并将应力分散到整个主体部，改善应力集中在某一部位，从而减少绝缘件的结构变形和损坏的风险。

22、根据本技术的一个实施例，绝缘件包括第一绝缘部，第一绝缘部包括两个第一部分、两个第二部分和两个凸部，两个第一部分和两个第二部分沿层叠方向交替布设并连接，两个凸部分别连接于两个第一部分。

23、在这些可选地实施例中，如此设置，使得第一绝缘部与电极组件的结构相互融合，实现了空间的高效利用。还提高了电池单体的制造精度，以及电池单体内部结构的一致性，也有利于提高电池单体的使用寿命。

24、根据本技术的一个实施例，绝缘件包括多个第一绝缘部，多个绝缘单元沿层叠方向连接。

25、在这些可选地实施例中，多个第一绝缘部可根据绝缘件中第一极片和第二极片的数量进行调节，从而适应不同高度的电极组件。

26、根据本技术的一个实施例，绝缘件包括第二绝缘部，第二绝缘件包括第一部分，第二绝缘件位于绝缘件沿层叠方向的一端。

27、在这些可选地实施例中，电极组件沿层叠方向的一端的第一极片未被第一绝缘部保护的情况下，可通过第一绝缘部对电极组件的端部的第一极片进行保护，使得绝缘件对电极组件更全面的防护。

28、根据本技术的一个实施例，第一主体的外周面与电解质层的外周面齐平；第一部分的一部分与电解质层的外周面贴合并连接。

29、在这些可选地实施例中，第一部分与电解质层连接，提高第一部分连接稳定性，降低第一部分从电极组件脱落的风险。而且，通过电解质层和第一绝缘部的限制，将第一主体夹设在电解质层和第一绝缘部中间，在电池单体充放电的过中，能够有效限制第一极片的体积过度膨胀或收缩，减少电极组件的形变。

30、根据本技术的一个实施例，第一部分包括第一子部和两个第二子部，两个第二子部位于第一子部的两侧，第一子部与第一主体的外周面贴合并连接，两个第二子部分别与相邻的两个电解质层的外周面贴合并连接。

31、在这些可选地实施例中，如此设置，使得第一部分与电极组件结合紧密，并进一步提高电池单体整体结构的稳定性。

32、根据本技术的一个实施例，第二主体的外周面与电解质层的外周面齐平；凸部的一部分与电解质层的外周面贴合并连接。

33、在这些可选地实施例中，凸部的一部分与电解质层的外周面贴合并连接，一方面，凸部能够进一步填充相邻的两个第一主体之间的间隙，有利于提高电极组件整体的结构稳定性；另一方面，凸部与电解质层连接，提高凸部连接稳定性，降低凸部从电极组件脱落的风险。

34、根据本技术的一个实施例，凸部包括第三部分和两个第四部分，两个第四部分位于第四部分的两侧，第三部分连接于第二主体的外周面，两个第四部分分别与相邻的两个电解质层的外周面贴合并连接。

35、在这些可选地实施例中，如此设置，使得凸部与电极组件结合紧密，并进一步提高电池单体整体结构的稳定性。

36、根据本技术的一个实施例，绝缘件包括uv胶层、热熔胶层、陶瓷层和改性氧化铝层、压塑性聚合物层中的一种或多种。

37、在这些可选地实施例中，这些具有可选地绝缘件，采用具备绝缘性能的材料，以对内部电荷传输的精确控制，降低了电池单体内部潜在的短路风险。此外，这些具体地材料使得绝缘件具有较高的稳定性，减少绝缘件参与内部化学反应而对电池性能的产生于影响，也延长了电池单体的使用寿命。绝缘件这种双重保护也提高了电池的稳定性和可靠性。

38、根据本技术的一个实施例，绝缘件的泊松比与第一主体的泊松比的差值小于或者等于0.05；绝缘件的泊松比与第二主体的泊松比的差值小于或者等于0.05；绝缘件的泊松比为0.2至0.5。

39、在这些可选地实施例中，由于绝缘件在会受到压力以及温度变化下的膨胀与收缩特性，绝缘件与极片实现了相近的热收缩率匹配，有效抵抗因温度和压力条件改变产生的内部应力，从而提升电池的耐久性与稳定性。

40、第二方面，本技术提供一种电池单体的制造方法，方法包括：

41、提供电极组件，其中，电极组件包括多个第一极片、多个第二极片和电解质层，第一极片和第二极片极性相反，多个第一极片和多个第二极片沿层叠方向交替层叠，电解质层用于隔离第一极片和第二极片，第一极片包括第一主体和从第一主体的外周面延伸出的第一极耳，第二极片包括第二主体和从第二主体的外周面延伸出的第二极耳，第一主体的一部分凸出于第二主体的外周面；

42、提供绝缘浆料，将绝缘浆料涂覆于电极组件上，固化，形成绝缘件，其中，绝缘件包括主体部和凸部，凸部凸出设置于主体部，主体部从外侧环绕多个第一极片的第一主体和多个第二极片的第二主体，且凸部设置在相邻的两个第一主体部之间；

43、对绝缘件和电极组件加压；

44、将绝缘件和电极组件安装到外壳内。

45、本技术提供的电池单体的制造方法，绝缘件为涂覆在电极组件的外周面的一体结构，简化绝缘件的制造与组装，在电极组件的加压过程中，还能够降低第一极片和第二极片的边缘出现翘起的现象，并有效抑制第一极片和第二极片的边缘搭接，降低电极组件内部短路的发生，以提高电池单体的可靠性。

46、第三方面，本技术提供一种电池单体的制造方法，方法包括：

47、提供绝缘件，其中，绝缘件包括主体部和凸部，凸部凸出设置于主体部；

48、提供电极组件，其中，电极组件包括多个第一极片、多个第二极片和电解质层，第一极片和第二极片极性相反，多个第一极片和多个第二极片沿层叠方向交替层叠，电解质层用于隔离第一极片和第二极片，第一极片包括第一主体和从第一主体的外周面延伸出的第一极耳，第二极片包括第二主体和从第二主体的外周面延伸出的第二极耳，第一主体的一部分凸出于第二主体的外周面；

49、将绝缘件从外侧环绕电极组件，以使主体部从外侧环绕多个第一极片的第一主体和多个第二极片的第二主体，并将使得凸部插入相邻的两个第一主体部之间；

50、对绝缘件和电极组件加压；

51、将绝缘件和电极组件安装到外壳内。

52、本技术提供的电池单体的制造方法，先提供绝缘件，再将绝缘件从外侧与电极组件组装，简化绝缘件与电极组件的组装工序，在电极组件的加压过程中，还能够降低第一极片和第二极片的边缘出现翘起的现象，并有效抑制第一极片和第二极片的边缘搭接，降低电极组件内部短路的发生，以提高电池单体的可靠性。

53、根据本技术的一个实施例，绝缘件包括多个第一绝缘部，第一绝缘部包括两个第一部分、两个第二部分和两个凸部，两个第一部分和两个第二部分沿层叠方向交替布设并连接，两个凸部分别连接于两个第一部分，第一部分形成主体部的一部分，第二部分形成主体的另一部分。

54、将绝缘件从外侧环绕电极组件的步骤包括：将多个第一绝缘部分别从外侧环绕电极组件，以使各第一绝缘部的第一部分从外侧与第一主体贴合并连接，各第一绝缘部的凸部插入相邻的两个第一主体部之间并与第二主体贴合并连接。

55、在这些可选地示例中，单元化的第一绝缘部，以允许较大的工艺容错率，降低制造难度，有利于提高电池单体的集成度和生产效率。

56、根据本技术的一个实施例，绝缘件包括第一绝缘部，第一绝缘部包括两个第一部分、两个第二部分和两个凸部，两个第一部分和两个第二部分沿层叠方向交替布设并连接，两个凸部分别连接于两个第一部分，第一部分形成主体部的一部分，第二部分形成主体的另一部分；

57、电极组件包括多个电极单元，其中，电极单元包括两个第一极片和两个第二极片，两个第一极片和两个第二极片沿层叠方向交替设置；

58、将绝缘件从外侧环绕电极组件的步骤包括：

59、将第一绝缘部从外侧环绕电极单元，以使第一部分从外侧与第一主体贴合并连接，凸部插入相邻的两个第一主体部之间并与第二主体贴合并连接；

60、将多个具有第一绝缘部的电极单元层叠设置并连接。

61、在这些可选地示例中，将多个具有第一绝缘部的电极单元层叠设置并连接，实现了电极组件和绝缘件的模块化设计，因此，可以根据设计要求，叠加具有第一绝缘部的电极单元并连接，便于安装和更换，以及维护和升级。

62、第四方面，本技术提供一种电池装置，包括根据前述的电池单体。

63、第五方面，本技术提供一种用电装置，包括根据前述的电池单体或者如前述的电池装置，电池单体或电池装置用于存储或提供电能。

64、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。