电池单体、电池及用电设备的制作方法

本技术涉及电池领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池及用电设备。

背景技术：

1、电池在新能源领域应用甚广，例如电动汽车、新能源汽车等，新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。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、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外，还需要考虑电池的寿命。然而，目前的电池的寿命较短。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备，其旨在改善相关技术中电池的寿命较短的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种电池单体，所述电池单体包括外壳和泄压结构，所述外壳具有壁部；所述泄压结构设置于所述壁部，所述泄压结构设置有第一凹槽，所述泄压结构被配置为在所述电池单体泄压时能够沿所述第一凹槽的至少一部分裂开；其中，所述第一凹槽包括至少一个槽段，所述槽段包括槽底面和两个槽侧面，两个所述槽侧面沿所述槽段的宽度方向相对设置，所述槽底面和至少一个所述槽侧面通过圆角过渡。

3、在上述技术方案中，该电池单体设置有泄压结构，泄压结构设置有第一凹槽，泄压结构能够在电池单体泄压时沿着第一凹槽的至少一部分裂开，从而便于泄放电池单体内部的压力。第一凹槽包括至少一个槽段，槽段包括槽底面和沿槽段的宽度方向相对设置的两个槽侧面，通过使槽底面和至少一个槽侧面采用圆角过渡，有利于减缓槽段的应力集中，减小槽段的应变，降低第一凹槽提前开裂的风险，从而有利于提升电池单体的寿命。

4、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述圆角的半径为r，所述槽段的槽口的宽度为a，满足：0.08≤r/a≤0.4，可选地，0.12≤r/a≤0.3。

5、在上述技术方案中，当r/a≥0.08时，圆角的半径相对较大，减缓槽段应力集中的效果较好，能够有效减小槽段的应变，降低第一凹槽提前开裂的风险，从而有利于提升电池单体的寿命。当r/a≤0.4时，圆角的半径不至于过大，槽段的应力集中程度不至于过小，从而有利于槽段在电池单体泄压时及时裂开，有利于提升电池单体的泄压及时性。因此，当0.08≤r/a≤0.4时，能够兼顾电池单体的寿命和电池单体的泄压及时性。

6、当r/a≥0.12时，圆角的半径相对更大，减缓槽段应力集中的效果更好，能够有效减小槽段的应变，降低第一凹槽提前开裂的风险，从而有利于提升电池单体的寿命。当r/a≤0.3时，圆角的半径不至于过大，槽段的应力集中程度不至于过小，从而有利于槽段在电池单体泄压时及时裂开，有利于提升电池单体的泄压及时性。因此，当0.12≤r/a≤0.3时，更能够兼顾电池单体的寿命和电池单体的泄压及时性。

7、作为本技术实施例的一种可选技术方案，0.03mm≤r≤0.15mm，可选地，0.06mm≤r≤0.1mm。

8、在上述技术方案中，当r≥0.03mm时，圆角的半径相对较大，减缓槽段应力集中的效果较好，能够有效减小槽段的应变，降低第一凹槽提前开裂的风险，从而有利于提升电池单体的寿命。当r≤0.15mm时，圆角的半径不至于过大，槽段的应力集中程度不至于过小，从而有利于槽段在电池单体泄压时及时裂开，有利于提升电池单体的泄压及时性。因此，当0.03mm≤r≤0.15mm时，能够兼顾电池单体的寿命和电池单体的泄压及时性。

9、当r≥0.06mm时，圆角的半径相对更大，减缓槽段应力集中的效果更好，能够有效减小槽段的应变，降低第一凹槽提前开裂的风险，从而有利于提升电池单体的寿命。当r≤0.1时，圆角的半径不至于过大，槽段的应力集中程度不至于过小，从而有利于槽段在电池单体泄压时及时裂开，有利于提升电池单体的泄压及时性。因此，当0.06mm≤r≤0.1mm时，更能够兼顾电池单体的寿命和电池单体的泄压及时性。

10、作为本技术实施例的一种可选技术方案，0.08mm≤a≤0.4mm，可选地，0.26mm≤a≤0.34mm。

11、在上述技术方案中，当a≥0.08mm时，槽段的槽口的宽度较大，从而有利于使槽段在电池单体泄压时及时裂开，有利于提升电池单体的泄压及时性。当a≤0.4mm时，槽段的槽口的宽度不至于过大，能够降低槽段因电池单体内部的气压变化而裂开的风险，有利于提升电池单体的可靠性。因此，当0.08mm≤a≤0.4mm，槽段的槽口的宽度大小适中，槽段既不易因电池单体内部的气压变化而裂开，又能够在电池单体泄压时及时裂开，有利于提升电池单体的泄压及时性。

12、当a≥0.26mm时，槽段的槽口的宽度更大，从而更有利于使槽段在电池单体泄压时及时裂开，有利于提升电池单体的泄压及时性。当a≤0.34mm时，槽段的槽口的宽度不至于过大，能够降低槽段因电池单体内部的气压变化而裂开的风险，有利于提升电池单体的可靠性。因此，当0.26mm≤a≤0.34mm，更好地兼顾了电池单体的可靠性和泄压及时性。

13、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述泄压结构在所述壁部的厚度方向上具有相对设置的第一表面和第二表面，所述泄压结构设置有沿所述第一表面到所述第二表面的方向依次设置的多级凹槽，在相邻的两级所述凹槽中，远离所述第一表面的一级凹槽设置于靠近所述第一表面的一级凹槽的槽底面；其中，所述多级凹槽中最远离所述第一表面的一级凹槽为所述第一凹槽。

14、在上述技术方案中，多级凹槽沿第一表面到第二表面的方向依次设置于泄压结构，在成型时，可以逐级成型多级凹槽，从而降低了泄压结构受到的成型力，降低泄压结构产生裂纹的风险，泄压结构不易因在设置凹槽的位置产生裂纹而失效，提高了电池单体的可靠性。在成型多级凹槽时，可以采用冲压或冷镦等方式，这样凹槽的槽壁会发生冷作硬化（晶粒排布发生改变，导致晶格扭曲畸变，使金属塑性降低，材料硬度提高），其抵抗外部冲击的能力增强，不易受到外部冲击作用而破坏。这样，有利于降低泄压结构漏液的风险。

15、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一表面为所述泄压结构背离所述外壳内部的表面。

16、在上述技术方案中，通过将第一凹槽设置于泄压结构背离外壳内部的表面，使得第一薄弱部在裂开时所需克服的张力较小，易于开裂。

17、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一凹槽包括多个槽段，多个所述槽段相连，多个所述槽段共同限定出至少一个预定泄压区，所述预定泄压区被配置为在所述泄压结构沿所述第一凹槽的至少一部分裂开时能够被打开，以泄放所述电池单体的内部压力。

18、在上述技术方案中，多个槽段限定出预定泄压区，泄压结构在电池单体泄压时能够沿着多个槽段裂开，以打开预定泄压区泄放电池单体内的压力。并且，两个槽段的连接位置更为薄弱，更容易裂开并打开预定泄压区进行泄压，且能够进一步提升电池单体的泄压面积和泄压速率。

19、作为本技术实施例的一种可选技术方案，多个所述槽段包括第一槽段和第二槽段，所述第一槽段与所述第二槽段相连，所述第一槽段和所述第二槽段共同限定出至少一个所述预定泄压区。

20、在上述技术方案中，第一槽段与第二槽段为相互连接的结构，以使第一槽段和第二槽段共同限定出至少一个预定泄压区，一方面能够增大电池单体的泄压面积，以提高电池单体的泄压速率。另一方面使得第一槽段和第二槽段相互连接的位置更薄弱，更容易裂开并打开预定泄压区泄放电池单体的内部压力。

21、作为本技术实施例的一种可选技术方案，多个所述槽段包括第一槽段、第二槽段和第三槽段，所述第一槽段和所述第三槽段相对设置，所述第二槽段连接所述第一槽段和所述第三槽段，所述第一槽段、所述第二槽段和所述第三槽段共同限定出至少一个所述预定泄压区。

22、在上述技术方案中，多个槽段包括第一槽段、第二槽段和第三槽段，第二槽段连接第一槽段和第三槽段，以使泄压结构在电池单体泄压时能够沿着第一槽段、第二槽段和第三槽段裂开，以打开预定泄压区泄放电池单体的内部压力，第一槽段和第二槽段的连接位置以及第一槽段和第三槽段的连接位置更薄弱，更容易裂开并打开预定泄压区进行泄压，且能够进一步提升电池单体的泄压面积和泄压速率。

23、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二槽段与所述第一槽段相连的位置偏离所述第一槽段的两端，所述第二槽段与所述第三槽段相连的位置偏离所述第三槽段的两端，以在所述第二槽段的两侧均形成有所述预定泄压区。

24、在上述技术方案中，通过将第一槽段与第二槽段的连接位置设置为位于第一槽段的两端之间，且将第三槽段与第二槽段的连接位置设置为位于第三槽段的两端之间，以使第一槽段、第二槽段和第三槽段构成类似“h”形的结构，使得第一凹槽的第二槽段的两侧均能够形成预定泄压区，且两个预定泄压区在电池单体泄压时能够以对开的方式打开进行泄压，有利于进一步增加电池单体的泄压效果，可有效提升电池单体的泄压速率。

25、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一凹槽沿弧形轨迹延伸。

26、在上述技术方案中，通过使第一凹槽沿着弧形轨迹延伸，第一凹槽能够限定出较大的预定泄压区，在电池单体泄压时，预定泄压区打开较大的开口，从而便于电池单体快速泄压。

27、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述泄压结构与所述壁部一体成型。

28、在上述技术方案中，将泄压结构与壁部一体成型，无需额外的焊接或粘接工序，有利于降低泄压结构出现漏液的风险。并且，在生产时，易于使加工出的多个电池单体的起爆压力较为一致。

29、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述泄压结构与所述壁部分体设置，所述壁部设置有泄压孔，所述泄压结构安装于所述壁部并覆盖所述泄压孔。

30、在上述技术方案中，通过将泄压结构与壁部分体设置并安装于壁部，以便于加工制造。

31、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体具有开口；所述端盖连接于所述壳体并封闭所述开口；其中，所述端盖为所述壁部，或所述壳体包括所述壁部。

32、在上述技术方案中，当端盖为壁部时，泄压结构设置于端盖，制造简单方便。当壳体包括壁部时，泄压结构设置于壳体的一个壁上，泄压结构喷出的流体介质不易作用于端盖上的其他电连接结构，有利于降低电池单体短路的风险。

33、第二方面，本技术实施例还提供了一种电池，所述电池包括上述的电池单体。

34、第三方面，本技术实施例还提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述的电池单体。