缓冲垫、电池单体、电池及用电装置的制作方法

本技术涉及电池领域，具体涉及一种缓冲垫、电池单体、电池及用电装置。

背景技术：

1、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。

2、在电池的循环工作过程中，电极组件会反复膨胀，膨胀力作用于外壳，使外壳鼓胀变形，影响电池的使用寿命。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术提供一种缓冲垫、电池单体、电池及用电装置，能够缓解电池使用过程中的膨胀力的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种缓冲垫，用于电池单体内部，其特征在于，包括：多个缓冲件，多个缓冲件沿第一方向排布，相邻两个所述缓冲件在施加相同的压力后的回弹率不同。

3、本技术实施例的技术方案中，通过采用多个不同回弹率的缓冲件，使缓冲垫可以兼具较高的回弹性和较好的支撑性，从而在电池单体循环充放电使用全周期发挥支撑作用，满足电池单体的使用需求，同时在电极组件膨胀时缓冲垫可压缩变形，以缓解作用至外壳上的膨胀力，提高电池单体的使用寿命。

4、在一些实施例中，所述缓冲垫还包括：支撑板，多个所述缓冲件设于所述支撑板的侧部且与所述支撑板连接。在上述技术方案中，通过设置支撑板，使得多个缓冲件可以设置在支撑板上，有利于缓冲件的安装固定，便于整个缓冲垫的加工制造；同时可以提高整个缓冲垫结构的稳定性，以在电池单体循环全周期内起到有效的支撑作用。

5、在一些实施例中，多个所述缓冲件与所述支撑板粘接。在上述技术方案中，多个缓冲件可以直接粘接在支撑板上，实现缓冲垫的组合装配，装配工艺简单，便于装配成型，降低了整个缓冲垫的制造难度，降低制造成本。

6、在一些实施例中，相邻两个所述缓冲件之间的距离为l，l的范围为0-5mm。在上述技术方案中，由此可以避免两个缓冲件之间距离过大导致局部应力不均的问题，提高缓冲垫的支撑效果。

7、在一些实施例中，所述支撑板的厚度范围为30um-200um。在上述技术方案中，既可以一定程度上避免缓冲垫过厚导致缓冲垫占用空间过多以及缓冲垫难以压缩的问题，又可以提高对缓冲件的支撑效果，提高缓冲垫的支撑能力，从而可以满足真空烘焙中对抗变形性能要求；或在电池单体循环期间，缓冲垫可以提供较强的支撑能力，减少极片变形等。

8、在一些实施例中，所述支撑板在1mpa下的可压缩率小于5％。在上述技术方案中，通过将支撑板的压缩率限定在5％之内，可以使得支撑板可以对缓冲件实现可靠的支撑效果，进而提高缓冲垫的支撑性。

9、在一些实施例中，所述支撑板的材质包括聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯中的至少一种。在上述技术方案中，通过采用上述材料，使得支撑板可以对缓冲件实现可靠的支撑效果，进而提高缓冲垫的支撑性。

10、在一些实施例中，所述支撑板的相对两侧分别设有多个所述缓冲件，多个所述缓冲件对称布置在所述支撑板的两侧。在上述技术方案中，通过在支撑板的两侧分别设置多个对称布置的缓冲件，使得缓冲垫沿支撑板的中心面对称布置，由此在电极组件膨胀时，可以防止缓冲垫在其长度或宽度方向上活动变形等，便于提高缓冲垫的稳定性，进而提高缓冲垫支撑的可靠性。

11、在一些实施例中，每个所述缓冲件在多个所述缓冲件的排布方向上的尺寸为b，b的范围5mm-20mm。在上述技术方案中，可以在便于缓冲垫装配的基础上，一定程度上避免局部应力不均的问题，提高缓冲垫的支撑效果。

12、在一些实施例中，所述缓冲件在垂直于多个所述缓冲件的排布的方向上的尺寸为h，h的范围为0.5mm-10mm。在上述技术方案中，可以提高电池单体的能量密度，同时缓冲垫可以在电极组件膨胀时有效压缩，进而可以降低电池单体后期的膨胀力。

13、在一些实施例中，相邻两个所述缓冲件互相连接。在上述技术方案中，通过将多个缓冲件相互连接，即可实现整个缓冲垫的组装，提高缓冲垫的稳定性。

14、在一些实施例中，相邻两个所述缓冲件粘接配合。在上述技术方案中，通过将多个缓冲件粘接，即可实现整个缓冲垫的组装，装配方便，可以降低制造成本。

15、在一些实施例中，所述缓冲垫包括多个第一缓冲件和多个第二缓冲件，每个所述第一缓冲件和每个所述第二缓冲件分别沿第二方向延伸，且多个所述第一缓冲件和多个所述第二缓冲件沿第一方向交错排布，所述第一方向与所述第二方向垂直，在相同压力下，所述第一缓冲件的回弹率小于所述第二缓冲件的回弹率。在上述技术方案中，通过采用回弹率不同的第一缓冲件和第二缓冲件，使缓冲垫可以兼具较高的回弹性和较好的支撑性，从而在电池单体循环使用全周期发挥支撑作用，满足电池单体的使用需求，同时在电极组件膨胀时缓冲垫可压缩变形，以缓解作用至外壳上的膨胀力，提高电池单体的使用寿命，同时仅采用两种缓冲件，可以降低缓冲垫的制造成本，便于缓冲垫的制造和装配。

16、在一些实施例中，所述第一缓冲件的面积为s1，所述第二缓冲件的面积为s2，s1/(s1+s2)的范围为30％-70％。在上述技术方案中，可以保证在电池单体循环充放电全周期，缓冲垫可以对电极组件起到有效的支撑效果，降低极片打皱、界面异常等问题的发生概率。

17、在一些实施例中，在往复施加第一压力后，所述第一缓冲件的回弹率不大于50％，所述第二缓冲件的回弹率不小于90％，所述第一压力的范围为0.8mpa-1.2mpa。在上述技术方案中，在电池单体循环充放电全周期，缓冲垫可以对电极组件起到有效的支撑效果，降低极片打皱、界面异常等问题的发生概率。

18、在一些实施例中，所述第一缓冲件在施加所述第一压力下的压缩率为70％-90％，所述第二缓冲件在施加所述第一压力下的压缩率为70％-90％，所述第一压力的范围为0.8mpa-1.2mpa。在上述技术方案中，在电极组件膨胀时，两个缓冲件可以大致压缩至同步厚度，由此使得电极组件上受力均匀，进而有效缓解外壳受到的膨胀力，提高整个电池单体的可靠性。

19、在一些实施例中，所述第一缓冲件在施加第二压力下的压缩率为5％-20％，所述第一缓冲件在施加第二压力下的压缩率不小于30％，所述第二压力小于所述第一压力。在上述技术方案中，在电池单体循环使用前期，第一缓冲件可以对电极组件起到有效的支撑作用，减少极片变形，改善因膨胀造成的极片打皱现象，缓解循环过程中的析锂或析钠问题，保证电池单体界面正常。

20、在一些实施例中，所述缓冲件为多孔材料件。在上述技术方案中，通过采用此类多孔材料件，可以在提高缓冲垫的可压缩性的基础上，降低制造成本。

21、在一些实施例中，所述第一缓冲件的材质包括聚乙烯、聚丙烯中的至少一种，所述第二缓冲件的材质包括聚氨酯、硅橡胶、三聚氰胺中的至少一种。在上述技术方案中，通过采用上述材料，在实现第一缓冲件的回弹性大于第二缓冲件回弹性的基础上，降低制造成本。

22、第二方面，本技术提供了一种电池单体，包括外壳、电极组件和根据本技术第一方面提供的缓冲垫，所述缓冲垫和所述电极组件均设于所述外壳内。在上述技术方案中，缓冲垫可以在电池单体循环使用全周期发挥支撑作用，满足电池单体的使用需求，同时在电极组件膨胀时缓冲垫可压缩变形，以缓解作用至外壳上的膨胀力，提高电池单体的使用寿命。

23、在一些实施例中，多个所述缓冲件的排布方向垂直于所述所述缓冲垫和所述电极组件的排布方向，在上述技术方案中，多个缓冲件均可以与电极组件接触，进而可以对电极组件起到有效的支撑，在电极组件膨胀时缓冲垫可压缩变形，有效缓解作用至外壳上的膨胀力，且同时可以减少缓冲垫在电池单体内占用的空间，提高电池单体的能量密度。

24、在一些实施例中，所述外壳和所述电极组件之间设有所述缓冲垫。在上述技术方案中，将缓冲垫设置在外壳和电极组件之间，安装方便，且可以减少电极组件膨胀时外壳受到的应力，有效降低外壳变形的概率。

25、在一些实施例中，所述电池单体包括多个电极组件，所述缓冲垫设于相邻两个所述电极组件之间。在上述技术方案中，通过在电极组件之间设置缓冲垫，缓冲垫可以有效吸收电极组件的膨胀量，减少电极组件膨胀时外壳受到的应力。

26、在一些实施例中，所述电池单体的群裕度范围为96％-105％。在上述技术方案中，通过采用上述缓冲垫，使电池单体的群裕度在96％-105％之间，即在电池单体的厚度方向上，缓冲垫和电极组件可以大致填满整个外壳的内腔，进而一定程度上保证缓冲垫可以对电极组件起到有效的支撑，降低缓冲垫对电极组件支撑失效导致的极片打皱等界面异常的问题。

27、在一些实施例中，所述缓冲垫的厚度与所述电极组件的厚度比范围为2％-15％。在上述技术方案中，可以提高电池单体的能量密度，又可以使缓冲垫起到有效的缓冲作用，减少电极组件膨胀时外壳受到的膨胀力，有效降低外壳变形的概率。

28、在一些实施例中，所述电极组件包括卷绕布置的多个极片且所述电极组件的外周面包括平直部和与所述平直部的端部连接的拐弯部，所述平直部和所述拐弯部中的至少一个与所述缓冲垫相对设置；或者，所述电极组件包括沿第三方向叠片布置的多个正极极片和多个负极极片，所述缓冲垫与所述电极组件沿所述第三方向至少一侧的表面相对设置。在上述技术方案中，缓冲垫与多个极片对应，从而可以对电极组件起到有效的支撑，减少极片打皱，同时在电极组件膨胀时，大面的膨胀量会相对较多，因而通过将缓冲垫与电极组件的大面相对，从而可以尽可能吸收大面的膨胀，减少电极组件膨胀受到的应力。

29、第三方面，本技术提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。

30、第四方面，本技术提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，所述电池用于提供电能。

31、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。