电池单体、电池及用电装置的制作方法

本技术涉及电池，尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。

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。

2、在充电的过程中，电池单体会膨胀，影响电池单体的可靠性。在电池技术的发展中，如何提高电池单体的可靠性，是电池技术中亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种电池单体、电池及用电装置，以改善电池单体的膨胀引起的电池安全问题。

2、本技术第一方面的实施例提供一种电池单体，电池单体包括电极本体和极耳，电极本体的厚度小于或等于预设厚度值；极耳具有相对的第一侧边和第二侧边，极耳的第一侧边与电极本体连接；其中，极耳的第一尺寸大于或等于极耳的第一侧边与极耳的第二侧边的距离，其中，第一尺寸为极耳从第一侧边所在侧至第二侧边所在侧的延伸长度。

3、本技术实施例的技术方案中，极耳的第一尺寸，即极耳从第一侧边所在侧至第二侧边所在侧的延伸长度，大于或等于极耳的第一侧边与第二侧边的距离，可以使得极耳在电极本体膨胀前后均处于松弛状态，一定程度上避免因电极本体膨胀拉扯极耳而导致极耳可能被拉扯断裂的问题，提高电池单体的可靠性。

4、在一些实施例中，电池单体包括多片极耳，多片极耳位于电极本体的同一端并且沿电极本体的厚度方向排布，多片极耳的第二侧边连接。多片极耳中的每一片极耳均是处于松弛状态的，使得极耳在电极本体膨胀前后均处于松弛状态，一定程度上避免因电极本体膨胀拉扯极耳而导致极耳可能被拉扯断裂的问题，提高电池单体可靠性。

5、在一些实施例中，多片极耳包括目标极耳，目标极耳的第一尺寸为多片极耳中第一尺寸的最大值，目标极耳的第一侧边和目标极耳的第二侧边在电极本体的厚度方向上的距离tm、目标极耳的第一尺寸lm，以及目标极耳的第二侧边与电极本体的距离h满足预设关系，以使得第一尺寸lm大于或等于目标极耳的第一侧边与目标极耳的第二侧边的距离。通过设置使得电池单体中距离电极端子最远的目标极耳处于松弛状态，可以使得其他的极耳也是处于松弛状态的，这样在电池单体发生膨胀时，一定程度上避免因电极本体膨胀拉扯极耳而导致极耳可能被拉扯断裂的问题，进一步提高了电池单体的可靠性。

6、在一些实施例中，预设关系包括(h+tm)2＞lm2。通过设置目标极耳的第二侧边与电极本体的距离h与目标极耳的第一侧边和目标极耳的第二侧边在电极本体的厚度方向上的距离tm的和的平方，大于目标极耳的第一尺寸lm的平方，可以使目标极耳的第一尺寸lm的值，既可以减小电池单体中的目标极耳被拉扯断裂的可能性，还可以防止目标极耳的第一尺寸过大造成浪费，同时还可能会干涉到极耳与电极本体的连接位置。

7、在一些实施例中，预设关系包括lm2＞h2+tm2。通过设置目标极耳的第二侧边与电极本体的距离h的平方与目标极耳的第一侧边和目标极耳的第二侧边在电极本体的厚度方向上的距离tm的平方的和，小于目标极耳的第一侧边与目标极耳的第二侧边的距离的平方，可以使得目标极耳的第一尺寸lm大于或等于目标极耳的第一侧边与目标极耳的第二侧边的距离，可以使得极耳在电极本体膨胀前后均处于松弛状态，一定程度上避免因电极本体膨胀拉扯极耳而导致极耳可能被拉扯断裂的问题，提高电池单体的可靠性。

8、在一些实施例中，多片极耳还包括参照极耳，参照极耳的第一尺寸为多片极耳中第一尺寸的最小值，电极本体的预设厚度值为t，电极本体包括n片极耳，目标极耳和参照极耳之间相隔(m-2)片极耳，则tm＝(m/n)*t；其中，m为大于2的正整数，n为大于或等于m的正整数。基于多片极耳中第一尺寸最小的极耳作为参照极耳，并基于参照极耳与目标极耳之间相隔的极耳的数量，以及电极本体包括的总的极耳的数量来计算目标极耳的第二侧边在电极本体的厚度方向上的距离tm，使目标极耳的第一侧边和目标极耳的第二侧边在电极本体的厚度方向上的距离tm的确定结果更加简单且准确。

9、在一些实施例中，目标极耳和参照极耳位于电极本体沿厚度方向的相对两侧。通过将目标极耳和参照极耳设置于电极本体沿厚度方向的相对两侧，可以使电池单体的结构更简单，在工艺制造上也更容易实现，一定程度上提升了制造效率也一定程度上降低了制造成本。

10、在一些实施例中，预设厚度值为电池单体以预设充电倍率充电至荷电状态大于或等于95％时的电极本体的厚度。通过将预设厚度值设置为电池单体以预设充电倍率充电至荷电状态大于或等于95％时的电极本体的厚度，可以在保证了充电容量、充电效率和充电可靠性和电池寿命的情况下，使电极本体的荷电状态更加接近于饱和状态，从而可以使预设厚度更接近于最大值，在电池单体在预设厚度的情况下，极耳也不易被拉扯撕裂，一定程度上避免因电极本体膨胀拉扯极耳而导致极耳可能被拉扯断裂的问题。

11、在一些实施例中，电极本体包括多个第一极片，多个第二极片和隔膜，第一极片的在电极本体的高度方向上的第一高度值小于或等于预设高度值；多个第二极片与多个第一极片沿电极本体的厚度方向上交替层叠，第二极片的在电极本体的高度方向上的高度为第二高度值；隔膜，位于任意相邻的第一极片和第二极片之间，隔膜的在电极本体的高度方向上的高度为第三高度值；其中，隔膜的第三高度值大于第一高度值，第一高度值大于第二极片的第二高度值，第三高度值和第一高度值的差值为第一差值，第一差值大于预设膨胀阈值，预设膨胀阈值与第一极片中的硅含量呈正相关。通过设置隔膜的第三高度值大于第一极片的第一高度值，隔膜的第三高度值与第一极片的第一高度值的第一差值大于预设膨胀阈值，可以使第一极片的第一高度值在膨胀后，仍然不会超出隔膜的第三高度值，同时，第一极片的第一高度值大于第二极片的第二高度值，可以提高电池单体的可靠性。

12、在一些实施例中，第一差值与预设膨胀阈值的差值为第二差值，第一高度值和所述第二高度值的差值为第三差值，第二差值大于第三差值。既可以确保第一极片膨胀后的第一高度值小于隔膜的第三高度值，使第一极片的第一高度值不会超出隔膜的第三高度值，同时还可以使隔膜的第三高度值与第一极片膨胀后的第一高度值的差值大于第一高度值和第二高度值的第三差值，进一步提高电池单体的可靠性。

13、在一些实施例中，第一差值小于电极本体的预设厚度值t和第二侧边与电极本体的距离h之和。可以使第一极片既可以满足膨胀条件，又能减小浪费。

14、在一些实施例中，第一极片的第一高度值大于或等于100毫米。第一极片的第一高度值大于或等于100毫米时，第一极片的在电极本体的高度方向上的膨胀才会更加地明显，才需要对第一极片的第一高度值进行设置，可以减少对第一极片的第一高度值不必要的限制。

15、在一些实施例中，第一高度值小于或等于设定高度值，其中，设定高度值与第一极片中的硅含量呈负相关。通过限定第一高度值小于或等于设定高度值，可以使第一极片在电极本体的高度方向上的高度处于比较适当的范围，可以简化电池单体中极片的高度设计。

16、在一些实施例中，设定高度值为200毫米与第一极片中的硅含量的比值。通过设定高度值为200毫米与第一极片中的硅含量的比值，可以一定程度上避免第一极片在电极本体的高度方向上的第一高度值过大，从而提高电池单体的可靠性。

17、在一些实施例中，第一极片中的硅含量大于或等于15％且小于或等于100％。第一极片中的硅含量大于或等于15％，可以降低电池单体的成本，提高电池单体的能量密度，并提升电池单体的充电速度。

18、在一些实施例中，第一极片中的硅含量大于或等于30％且小于或等于55％。在此范围内的硅含量，可以一定程度上避免第一极片的膨胀过大，并减小电池单体的析锂。

19、在一些实施例中，沿着电极本体的厚度方向上，隔膜弯折延伸形成多个平面部和多个弯折部，平面部位于相邻的第一极片和第二极片之间，弯折部位于相邻两个平面部之间。第一极片和第二极片在膨胀时可以延远离弯折部的方向进行膨胀，从而可以降低第一极片和第二极片接触隔膜造成第一极片和第二极片弯折的概率，以及降低第一极片和第二极片导致隔膜撕裂的概率，从而提高电池单体的可靠性。

20、在一些实施例中，多片极耳包括第一极耳，其中，第一极耳与第一极片连接，第一极耳位于第一极片的靠近与该第一极片位置对应的弯折部的一侧。第一极耳位于第一极片靠近与该第一极片位置对应的弯折部的一侧，可以使第一极耳在膨胀时延与弯折部相对的开口处膨胀，降低第一极耳向隔膜的弯折部膨胀戳破弯折部的可能性，进而提高了电池单体的性能可靠性。

21、在一些实施例中，多片极耳包括第二极耳，其中，第二极耳与第二极片连接，第二极耳位于第二极片的靠近与该第二极片位置对应的弯折部的一侧。第二极耳位于第二极片靠近与该第二极片位置对应的弯折部的一侧，可以使第二极耳在膨胀时延与弯折部相对的开口处膨胀，降低第二极耳向靠近隔膜的弯折部膨胀戳破弯折部的可能性，进而提高了电池单体的性能可靠性。

22、在一些实施例中，预设高度值为电池单体以预设充电倍率充电至荷电状态大于或等于95％时第一极片的高度。通过将预设高度值设置为电池单体以预设充电倍率充电至荷电状态大于或等于95％时的电极本体的厚度，可以在保证了充电容量、充电效率和充电可靠性和电池寿命的情况下，使电极本体的荷电状态更加接近于饱和状态，从而可以使预设高度值更接近于最大值，从而可以使第一极片的第一高度值在膨胀后，仍然不会超出隔膜的第三高度值。

23、本技术第二方面的实施例提供一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。

24、本技术第三方面的实施例提供一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，电池用于提供电能。

25、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。