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WO2023004722A1 - 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 - Google Patents

电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 Download PDF

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WO2023004722A1
WO2023004722A1 PCT/CN2021/109404 CN2021109404W WO2023004722A1 WO 2023004722 A1 WO2023004722 A1 WO 2023004722A1 CN 2021109404 W CN2021109404 W CN 2021109404W WO 2023004722 A1 WO2023004722 A1 WO 2023004722A1
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WO
WIPO (PCT)
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pressure relief
relief mechanism
flow channel
battery cell
side plate
Prior art date
Application number
PCT/CN2021/109404
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雷育永
Original Assignee
宁德时代新能源科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 宁德时代新能源科技股份有限公司 filed Critical 宁德时代新能源科技股份有限公司
Priority to EP21926051.0A priority Critical patent/EP4148889A4/en
Priority to CN202180068773.1A priority patent/CN116325329A/zh
Priority to PCT/CN2021/109404 priority patent/WO2023004722A1/zh
Priority to JP2022549349A priority patent/JP7372477B2/ja
Priority to KR1020227028981A priority patent/KR102718700B1/ko
Priority to US17/894,931 priority patent/US11955658B2/en
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Embodiments of the present application provide a battery cell, a manufacturing method and manufacturing system thereof, a battery, and an electrical device, which can enhance the safety of the battery cell.
  • the first edge runner includes first edge grooves disposed at and extending along the circumferential edge of the inner surface of the first side plate, and each first middle groove is connected to the first The edge grooves are connected.
  • the gas can move to the nearest first middle groove through the first edge groove and be guided to the pressure relief mechanism to be discharged, which shortens the movement path of the gas, makes the exhaust more smooth, and improves the exhaust efficiency
  • the gas can also move through the first edge groove to other first middle grooves to be discharged, which improves the reliability of the exhaust.
  • the supporting member includes a first through hole penetrating through the supporting member along a first direction, and the first through hole communicates with the first intermediate channel and the receiving space.
  • an electric device including: the battery of the second aspect.
  • a method for manufacturing a battery cell including providing an electrode assembly; providing a casing, the casing is provided with an accommodating space for accommodating the electrode assembly; the casing includes a The first side plate; provide a pressure relief mechanism, the pressure relief mechanism is arranged on the first side plate; provide a cover assembly, the cover assembly is used to seal the case; assemble the electrode assembly, the case, the pressure relief mechanism and the cover assembly to form a battery A single body; wherein, providing the housing includes forming a first flow channel extending along the inner surface on the inner surface of the first side plate of the housing, the first flow channel is used to guide the gas in the accommodation space to the pressure relief mechanism, so that the pressure relief mechanism The pressure mechanism activates and releases the pressure when the pressure reaches a threshold value; the first flow channel includes a first intermediate flow channel and a first edge flow channel; the first edge flow channel extends along the circumferential edge of the inner surface of the first side plate and The accommodating spaces are communicated, and the first intermediate
  • FIG. 8 is an enlarged schematic diagram of the battery cell shown in FIG. 7 at C;
  • the plurality of battery cells 7 in the battery module 6 can be electrically connected through a confluence component, so as to realize parallel connection, series connection or mixed connection of the plurality of battery cells 7 in the battery module 6 .
  • the first side plate 212 is the bottom plate of the casing 21 on the side of the electrode assembly 10 away from the cover assembly 22 .
  • a plurality of first intermediate grooves 2141 together form the first intermediate flow channel 215 , and the plurality of first intermediate grooves 2141 extend around the pressure relief mechanism 30 in a divergent manner. Extending in a divergent shape means that the plurality of first middle grooves 2141 center on the pressure relief mechanism 30 , and the plurality of first middle grooves 2141 generally extend along a radial direction centered on the center of the pressure relief mechanism 30 .
  • One end of the plurality of first middle grooves 2141 communicates with the pressure relief mechanism 30 , and in some embodiments, the plurality of first middle grooves 2141 is connected to the first pressure relief hole 210 .
  • the other end of a part of the first middle groove 2141 extends to the vicinity of the adjacent second side plate 213 , and the other end of a part of the first middle groove 2141 extends to the vicinity of the third side plate 211 .
  • a second gap G2 is formed between the electrode assembly 10 and each third side plate 211, and the first edge groove 2142 communicates with the second gap G2.
  • the first middle groove 2141 communicates with the second gap G2 through the first edge groove 2142 , thereby realizing the communication between the first middle channel 215 and the receiving space 218 through the first edge channel 216 .
  • the gas generated by the battery cell 7 is too much so that the internal pressure of the casing 21 rises and reaches a threshold value, after the gas passes through the second gap G2, it can pass through multiple first middle grooves without being blocked by the electrode assembly 10 2141 moves to the pressure relief mechanism 30 to discharge.
  • the circumferential direction of the pressure relief mechanism 30 can be improved. direction of exhaust efficiency.
  • the gas can also move along the circumferential direction of the edge of the first side plate 212 to form the first edge channel 216 .
  • the gas can also move through the first edge flow channel 216 to other first intermediate flow channels 2151 to be discharged, which improves the reliability of the exhaust.

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Abstract

一种电池单体（7）及其制造方法和制造系统（8）、电池（2）以及用电装置。电池单体（7）包括电极组件（10）、壳体（21）、泄压机构（30）和盖组件（22）,壳体（21）设有用于容纳电极组件（10）的容纳空间（218）；壳体（21）包括位于沿第一方向一侧的第一侧板（212）；泄压机构（30）设置于第一侧板（212）±；盖组件（22）用于密封壳体（21）；其中，在壳体（21）的第一侧板（212）的内表面（2120）设有沿内表面（2120）延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间（218）内的气体引导到泄压机构（30）,以使泄压机构（30）在压力达到阈值时致动并泄放压力；第一流道包括第一中间流道（215）和第一边缘流道（216）；第一边缘流道（216）沿第一侧板（212）的内表面（2120）的周向边缘延伸并与容纳空间（218）相连通，第一中间流道（215）将第一边缘流道（216）与泄压机构（30）相连通。

Description

电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 技术领域
本申请实施例涉及电池领域，并且更具体地，涉及一种电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置。
背景技术
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单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。
在电池技术的发展中，除了提高电池单体的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池单体的安全问题不能保证，那该电池单体就无法使用。因此，如何增强电池单体的安全性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置，能够增强电池单体的安全性。
根据本申请的第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括电极组件、壳体、泄压机构和盖组件。其中，壳体，设有用于容纳电极组件的容纳空间；壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；泄压机构，设置于第一侧板上；盖组件，用于密封壳体；其中，在壳体的第一侧板的内表面设有沿内表面延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间内的气体引导到泄压机构，以使泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放压力。第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；第一边缘流道沿第一侧板的内表面的周向边缘延伸并与容纳空间相连通，第一中间流道将第一边缘流道与泄压机构相连通。
上述方案中，本申请实施例通过在壳体的第一侧板上设置第一流道，第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道。在电池单体在热失控时释放的气体时，第一边缘流道能够引导气体从容纳空间沿着壳体的边缘流动并运动到 第一中间流道，再通过第一中间流道将气体引导至泄压机构，使泄压机构及时致动并泄放气体，提高在电池单体热失控时的排气速率，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，第一中间流道包括设置于第一侧板的内表面上的第一中间凹槽，第一中间凹槽的一端与泄压机构连通，另一端与第一边缘流道相连通。当电池单体发生热失控时，释放的气体可沿第一中间凹槽从容纳空间引导至泄压机构排出，不会因电极组件的阻挡影响排气，提高在电池单体热失控时的排气速率，提高电池单体的安全性，同时第一中间凹槽设置在第一侧板的内表面，不会占用容纳空间影响电池单体的能量密度。
在一些实施例中，第一中间凹槽为多个，每个第一中间凹槽均与泄压机构和第一边缘流道相连通。
在一些实施例中，至少两个第一中间凹槽相互平行，有利于提升沿第一中间凹槽的长度方向上的排气效率。或者多个第一中间凹槽以泄压机构为中心向四周呈发散状延伸，有利于提升在泄压机构周向方向的排气效率。
在一些实施例中，第一边缘流道包括设置于第一侧板的内表面的周向边缘处并沿周向边缘延伸的第一边缘凹槽，每个第一中间凹槽均与第一边缘凹槽相连通。通过设置第一边缘凹槽，气体可通过第一边缘凹槽运动到最近的第一中间凹槽引导到泄压机构排出，缩短了气体的运动路径，使排气更顺畅，提高了排气效率；此外如果某一个第一中间凹槽发生堵塞，气体还可以通过第一边缘凹槽运动到其他的第一中间凹槽排出，提高了排气的可靠性。
在一些实施例中，第一边缘凹槽为环形或者缺口环形，或者第一边缘凹槽包括沿周向边缘间隔设置的多个子凹槽。
在一些实施例中，第一侧板的内表面上形成有向容纳空间凸出的第一凸起部，第一凸起部具有远离内表面的顶面，第一中间流道和第一边缘流道形成在第一凸起部的顶面和内表面之间的空间中。该实施例中，第一凸起部的顶面用以支撑电极组件，在第一凸起部的顶面和内表面之间的空间中形成第一中间流道和第一边缘流道，不会因电极组件的阻挡影响排气，可提高在电池单体热失控时的排气速率，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，第一中间流道包括多个第一中间分流道；第一凸起部为多个，多个第一凸起部以泄压机构为中心向四周呈发散状延伸，在两个相邻的第一凸起部和第一侧板的内表面之间形成一个第一中间分流道；壳体包 括位于第二方向相对设置的一对第二侧板，第二方向垂直于第一方向；壳体还包括位于第三方向相对设置的一对第三侧板，第三方向垂直于第一方向和第二方向；每个第一凸起部的远离泄压机构的端部与一个相邻的第二侧板或者一个相邻的第三侧板之间设有间隙，间隙形成第一边缘流道的一部分。通过设置以泄压机构为中心向四周呈发散状延伸的多个第一凸起部，形成第一中间流道和第一边缘流道，可提高在泄压机构的周向方向上的排气效率。此外如果某一个第一中间分流道发生堵塞，气体还可以通过第一边缘流道运动到其他的第一中间分流道排出，提高了排气的可靠性。
在一些实施例中，在第一凸起部的顶面上设有绝缘层，绝缘层用以实现电极组件和壳体之间的绝缘，无需额外设置支撑构件，减少对空间的占用，在不影响电池单体排气的情况下，有利于提高电池单体的能量密度。
在一些实施例中，从第一中间流道连通泄压机构的位置开始，至少部分长度的第一中间流道的深度沿远离泄压机构的方向逐渐减小。进而使得至少部分长度的第一中间流道的深度沿着接近泄压机构的方向逐渐增加，形成朝泄压机构的排气方向倾斜的斜坡，更有利于将气体引导至泄压机构排出，提升排气效率。
在一些实施例中，支撑构件，设置于第一侧板和电极组件之间，以支撑电极组件；支撑构件具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面面向第一侧板，第二表面面向电极组件；支撑构件第一表面上设有第二流道；第二流道连通第一中间流道和容纳空间。在支撑构件上形成第二流道，连通第一中间流道和容纳空间，可提高排气的流道横截面积，提高排气效率。
在一些实施例中，第二流道与第一流道形状相匹配。第二流道与第一流道形状相匹配，组合后可增大排气的流道横截面积，提高排气效率。
在一些实施例中，支撑构件包括沿第一方向贯通支撑构件的第一通孔，第一通孔连通第一中间流道和容纳空间。
在一些实施例中，还包括绝缘膜，用于包裹电极组件的一部分，并分隔电极组件和壳体；绝缘膜包括位于电极组件和支撑构件之间的第一侧膜；第一侧膜包括沿第一方向贯通第一侧膜的第二通孔，第二通孔与所述第一通孔在所述第一方向上的投影不重叠。绝缘膜的第一侧膜上的第二通孔和支撑构件上的第一通孔在第一方向上的投影不重叠，可在实现电极组件与第一侧板之间的可靠绝缘，绝缘膜的第一侧膜上的第二通孔，可与支撑构件上的第一 通孔相配合，容纳空间的气体可经第二通孔、第一通孔、第一中间流道进入到泄压机构排出，提高绝缘膜内部空间的排气效率。
根据本申请的第二方面，提供了一种电池，包括第一方面的电池单体。
根据本申请的第三方面，提供了一种用电装置，包括：第二方面的电池。
在一些实施例中，用电装置为车辆、船舶或航天器。
根据本申请的第四方面，提供了一种电池单体的制造方法，包括提供电极组件；提供壳体，壳体设有用于容纳电极组件的容纳空间；壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；提供泄压机构，泄压机构设置于第一侧板上；提供盖组件，盖组件用于密封壳体；组装电极组件、壳体、泄压机构和盖组件以形成电池单体；其中，提供壳体包括在壳体的第一侧板的内表面形成沿内表面延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间内的气体引导到泄压机构，以使泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放压力；第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；第一边缘流道沿第一侧板的内表面的周向边缘延伸并与容纳空间相连通，第一中间流道将第一边缘流道与泄压机构相连通。
根据本申请的第五方面，提供了一种电池单体的制造系统，包括电极组件提供装置，用于提供电极组件；壳体提供装置，用于提供壳体，壳体设有用于容纳电极组件的容纳空间；壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；泄压机构提供装置，用于提供泄压机构，泄压机构用于设置在第一侧板上；盖组件提供装置，用于提供盖组件，盖组件用于密封壳体；组装装置，用于组装电极组件、壳体、泄压机构和盖组件以形成电池单体；其中，在壳体的第一侧板的内表面形成沿内表面延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间内的气体引导到泄压机构，以使泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放压力；第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；第一边缘流道沿第一侧板的内表面的周向边缘延伸并与容纳空间相连通，第一中间流道将第一边缘流道与泄压机构相连通。
本申请提供的电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置，可以提高电池单体热失控时的排气效率，提高电池单体的安全性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的 不当限定。在附图中：
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图；
图3为图2所示的电池模块的结构示意图；
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图；
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图；
图6为本申请一些实施例提供的电池单体的俯视示意图；
图7为图6中所示的采用了图5的实施例的壳体的电池单体在B-B处的剖视示意图；
图8为图7中所示的电池单体在C处的放大示意图；
图9为图7中所示的电池单体在D处的放大示意图；
图10为图6中所示的采用了图5的实施例的壳体的电池单体在E-E处的剖视示意图；
图11为图10中所示的电池单体在F处的放大示意图；
图12为本申请又一实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图；
图13为本申请又一实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图；
图14为本申请又一实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图；
图15为图6中所示的采用了图14的实施例的壳体的电池单体在E-E处的剖视示意图的局部放大示意图；
图16为本申请又一实施例提供的设有支撑构件的电池单体的结构示意图；
图17为本申请又一实施例提供的电池单体的支撑构件的结构示意图；
图18为本申请又一实施例提供的电池单体的支撑构件的结构示意图；
图19为本申请又一实施例提供的电池单体的支撑构件的结构示意图；
图20为本申请又一实施例提供的设有支撑构件和绝缘膜的电池单体的结构示意图；
图21为本申请又一实施例所示的绝缘膜的结构示意图；
图22为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图；
图23为本申请一些实施例提供的电池单体的制造系统的示意性框图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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中的具体含义。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、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。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的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。
电池单体包括电极组件和电解质，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极集流部和凸出于正极集流部的正极凸部，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极凸部的至少部分未涂覆正极活性物质层，正极凸部作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极集流部和凸出于负极集流部的负极凸部，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极凸部的至少部分未涂覆负极活性物质层，负极凸部作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
电池单体还可以包括外壳组件，外壳组件内部具有容纳腔，该容纳腔是外壳组件为电极组件和电解质提供的密闭空间。
对于电池单体来说，主要的安全危险来自于充电和放电过程，同时还有适宜的环境温度设计，为了有效地避免不必要的损失，对电池单体一般会有至少三重保护措施。具体而言，保护措施至少包括开关元件、选择适当的隔 离件材料以及泄压机构。开关元件是指电池单体内的温度或者电阻达到一定阈值时而能够使电池停止充电或者放电的元件。隔离件用于隔离正极极片和负极极片，可以在温度上升到一定数值时自动溶解掉附着在其上的微米级(甚至纳米级)微孔，从而使金属离子不能在隔离件上通过，终止电池单体的内部反应。
泄压机构是指电池单体的内部压力达到预定阈值时致动以泄放内部压力的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体中的正极极片、负极极片、电解液和隔离件中一种或几种的材料。泄压机构可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏元件或构造，即，当电池单体的内部压力达到预定阈值时，泄压机构执行动作或者泄压机构中设有的薄弱结构破裂，从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。
本申请中所提到的“致动”是指泄压机构产生动作或被激活至一定的状态，从而使得电池单体的内部压力得以被泄放。泄压机构产生的动作可以包括但不限于：泄压机构中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压机构在致动时，电池单体的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力的情况下使电池单体发生泄压，从而避免潜在的更严重的事故发生。
本申请中所提到的来自电池单体的排放物包括但不限于：电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离件的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰，等等。
电池单体上的泄压机构对电池单体的安全性有着重要影响。例如，当发生短路、过充等现象时，可能会导致电池单体内部发生热失控从而压力骤升。这种情况下通过泄压机构致动可以将内部压力向外释放，以防止电池单体爆炸、起火。
泄压机构通常安装于外壳组件。发明人发现，为了提高电池单体的能量密度，电池单体内部可供气体流动的空间有限，造成在热失控时气体排出的速率较低，另外，泄压机构可能会受到外壳组件内部的构件的遮挡，导致排气不畅，引发安全隐患。
鉴于此，本申请实施例提供了一种技术方案，在该技术方案中，电池单体包括电极组件、壳体、泄压机构和盖组件。其中，壳体，设有用于容纳电 极组件的容纳空间；壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；泄压机构，设置于第一侧板上；盖组件，用于密封壳体；其中，在壳体的第一侧板的内表面设有沿内表面延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间内的气体引导到泄压机构，以使泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放压力。第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；第一边缘流道沿第一侧板的内表面的周向边缘延伸并与容纳空间相连通，第一中间流道将第一边缘流道与泄压机构相连通。具有这种结构的电池单体在热失控时将高温高压气体引导至泄压机构，提高排气速率，提高安全性能。
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。
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。车辆可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。如图1所示，车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池2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，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。如图2所示，电池2包括箱体5和电池单体(图2未示出)，电池单体容纳于箱体5内。
箱体5用于容纳电池单体，箱体5可以是多种结构。在一些实施例中，箱体5可以包括第一箱体部51和第二箱体部52，第一箱体部51与第二箱体部52相互盖合，第一箱体部51和第二箱体部52共同限定出用于容纳电池单 体的容置空间53。第二箱体部52可以是一端开口的空心结构，第一箱体部51为板状结构，第一箱体部51盖合于第二箱体部52的开口侧，以形成具有容置空间53的箱体5；第一箱体部51和第二箱体部52也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部51的开口侧盖合于第二箱体部52的开口侧，以形成具有容置空间53的箱体5。当然，第一箱体部51和第二箱体部52可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部51与第二箱体部52连接后的密封性，第一箱体部51与第二箱体部52之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部51盖合于第二箱体部52的顶部，第一箱体部51亦可称之为上箱盖，第二箱体部52亦可称之为下箱体。
在电池2中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内；当然，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6，多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体5内。
图3为图2所示的电池模块的结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，电池单体7为多个，多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。
电池模块6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图。
如图4所示，本申请实施例提供的电池单体7包括电极组件10和外壳组件20，电极组件10容纳于外壳组件20内。
在一些实施例中，电池单体7包括：电极组件10、壳体21、泄压机构30和盖组件22。其中，壳体21设有用于容纳电极组件10的容纳空间218；壳体10包括位于沿第一方向Z一侧的第一侧板212；泄压机构30，设置于第一侧板212上；盖组件22，用于密封壳体21；其中，在壳体21的第一侧板212的内表面2120设有沿内表面2120延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间218内的气体引导到泄压机构30，以使泄压机构30在压力达到阈值时致动并泄放压力。
在一些实施例中，外壳组件20还可用于容纳电解质，例如电解液。外壳组件20可以是多种结构形式。
在一些实施例中，外壳组件20可以包括壳体21和盖组件22，壳体21为一侧开口的空心结构，盖组件22盖合于壳体21的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳腔。
壳体21可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体21的形状可根据电极组件10的具体形状来确定。比如，若电极组件10为圆柱体结构，则可选用为圆柱体壳体；若电极组件10为长方体结构，则可选用长方体壳体。
在一些实施例中，盖组件22包括端盖221，端盖221盖合于壳体21的开口处。端盖221可以是多种结构，比如，端盖221为板状结构。示例性的，在图4中，壳体21为长方体结构，端盖221为板状结构，端盖221盖合于壳体21顶部的开口处。
端盖221可以由绝缘材料(例如塑胶)制成，也可以由导电材料(例如金属)制成。当端盖221由金属材料制成时，盖组件22还可包括绝缘板，绝缘板位于端盖221面向电极组件10的一侧，以将端盖221和电极组件10绝缘隔开。
在一些实施例中，盖组件22还可以包括电极端子222，电极端子222安装于端盖221上。电极端子222为两个，两个电极端子222分别定义为正极电极端子和负极电极端子，正极电极端子和负极电极端子均用于与电极组件10电连接，以输出电极组件10所产生的电能。
在另一些实施例中，外壳组件20也可以是其他结构，比如，外壳组件20包括壳体21和两个盖组件22，壳体21为相对的两侧开口的空心结构，一个盖组件22对应盖合于壳体21的一个开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳腔。在这种结构中，可以一个盖组件22上设有两个电极端子222，而另一个盖组件22上未设置电极端子222，也可以两个盖组件22各设置一个电极端子222。
在电池单体7中，容纳于外壳组件20内的电极组件10可以是一个，也可以是多个。示例性的，在图4中，电极组件10为两个。
电极组件10包括正极极片、负极极片和隔离件。电极组件10可以是卷绕式电极组件、叠片式电极组件或其它形式的电极组件。
在一些实施例中，电极组件10为卷绕式电极组件。正极极片、负极极片 和隔离件均为带状结构。本申请实施例可以将正极极片、隔离件以及负极极片依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件10。
在另一些实施例中，电极组件10为叠片式电极组件。具体地，电极组件10包括多个正极极片和多个负极极片，正极极片和负极极片交替层叠，层叠的方向平行于正极极片的厚度方向和负极极片的厚度方向。
从电极组件10的外形来看，电极组件10包括主体部11和连接于主体部11的极耳部12。示例性地，极耳部12从主体部11的靠近盖组件22的一端延伸出。
在一些实施例中，极耳部12为两个，两个极耳部12分别定义为正极极耳部和负极极耳部。正极极耳部和负极极耳部可以从主体部11的同一端延伸出，也可以分别从主体部11的相反的两端延伸出。
主体部11为电极组件10实现充放电功能的核心部分，极耳部12用于将主体部11产生的电流引出。主体部11包括正极集流体的正极集流部、正极活性物质层、负极集流体的负极集流部、负极活性物质层以及隔离件。正极极耳部包括多个正极极耳，负极极耳部包括多个负极极耳。
极耳部12用于电连接于电极端子222。极耳部12可以通过焊接等方式直接连接于电极端子222，也可以通过其它构件间接地连接于电极端子222。例如，电池单体7还包括集流构件13，集流构件13用于电连接电极端子222和极耳部12。集流构件13为两个，两个集流构件13分别定义为正极集流构件和负极集流构件，正极集流构件用于电连接正极电极端子和正极极耳部，负极集流构件用于电连接负极电极端子和负极极耳部。当电池单体7设有多个电极组件10时，多个电极组件10的正极集流构件可以一体设置，多个电极组件10的负极集流构件可以一体设置。
第一侧板212位于外壳组件20的沿第一方向Z的一侧。外壳组件20的壳体21在沿第一方向Z的与第一侧板212相对的另一侧具有端部开口。
在壳体21为一端开口的空心结构时，第一侧板212是壳体21的位于电极组件10的背离盖组件22的一侧的底板。
泄压机构30设置于第一侧板212上。泄压机构30可以是第一侧板212的一部分，也可以与第一侧板212为分体结构。第一侧板212设置有沿自身厚度方向贯通的第一泄压孔210，泄压机构30通过焊接等方式固定在第一侧板212上并覆盖第一泄压孔210。泄压机构30将第一泄压孔210密封，以隔 开第一侧板212内外两侧的空间，避免电解质在正常工作时经由第一泄压孔210流出。
泄压机构30用于在电池单体7的内部压力达到阈值时致动以泄放内部压力。当电池单体7产生的气体太多使得壳体21内部压力升高并达到阈值时，泄压机构30执行动作或者泄压机构30中设有的薄弱结构被破裂，气体和其它高温高压物质通过泄压机构30裂开的开口和第一泄压孔210向外释放，进而避免电池单体7发生爆炸。
泄压机构30可以为各种可能的泄压结构，本申请实施例对此并不限定。例如，泄压机构30可以为压敏泄压机构，压敏泄压机构被配置为在设有压敏泄压机构的电池单体7的内部气压达到阈值时能够破裂。
在一些实施例中，泄压机构30上形成有刻痕、凹槽或其它结构，以减小泄压机构30的局部强度并在泄压机构30上形成薄弱结构；在电池单体7的内部压力达到阈值时，泄压机构30在薄弱结构处破裂，泄压机构30沿着破裂处设置的部分翻折并形成开口，以泄放高温高压物质。
当发生短路、过充等现象时，电池单体7发生热失控并释放出大量的高温高压物质，例如高温高压气体；第一流道可以引导气体流动，以将容纳空间218内的气体引导到泄压机构30，气体作用在泄压机构30的承压表面上并向泄压机构30施加压力；随着气体的增多，泄压机构30承受的压力越大，泄压机构30在压力达到阈值时致动，以将气体和其它高温高压物质泄放到电池单体7的外部，从而将电池单体7的内部压力向外释放，以防止电池单体7爆炸、起火。
本申请实施例通过在壳体21的第一侧板212上设置第一流道，能够将电池单体7在热失控时释放的气体从容纳空间218引导至泄压机构30，使泄压机构30及时致动并泄放气体，提高在电池单体7热失控时的排气速率，提高电池单体7的安全性。
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图；图6为本申请一些实施例提供的电池单体的俯视示意图；图7为图6中所示的采用了图5的实施例的壳体的电池单体在B-B处的剖视示意图；图8为图7中所示的电池单体在C处的放大示意图；图9为图7中所示的电池单体在D处的放大示意图；图10为图6中所示的采用了图5的实施例的壳体的电池单体在E-E处的剖视示意图；图11为图10中所示的电池单体在F处的放大示意图。
参照图5至图11，在一些实施例中，第一流道包括第一中间流道215和第一边缘流道216；第一边缘流道216沿第一侧板212的内表面2120的周向边缘延伸并与容纳空间218相连通，第一中间流道215将第一边缘流道216与泄压机构30相连通。
在一些实施例中，第一中间流道215包括在内表面2120延伸上的第一中间凹槽2141，每个第一中间凹槽2141的一端与泄压机构30连通，另一端与第一边缘流道216相连通。当电池单体7发生热失控时，释放的气体可沿第一中间凹槽2141从容纳空间218引导至泄压机构30排出，不会因电极组件10的阻挡影响排气，提高在电池单体7热失控时的排气速率，提高电池单体7的安全性，同时第一中间凹槽2141设置在第一侧板212的内表面2120，不会占用容纳空间218而影响电池单体7的能量密度。
在一些实施例中，第一中间流道215包括多个第一中间凹槽2141，每个第一中间凹槽2141与泄压机构30和第一边缘流道216连通。多个第一中间凹槽2141可提高在电池单体7热失控时的排气速率，提高电池单体7的安全性，同时即使某一个第一中间凹槽2141发生堵塞，气体也可以通过第一边缘流道216运动到其他的第一中间凹槽2141然后由泄压机构30排出，提高了排气的可靠性。同时第一中间凹槽2141设置在第一侧板212的内表面，不会占用容纳空间218而影响电池单体7的能量密度。
在一些实施例中，壳体21上的多个第一中间凹槽2141以泄压机构30为中心向四周呈发散状延伸。
具体的，多个第一中间凹槽2141共同组成了第一中间流道215，多个第一中间凹槽2141以泄压机构30为中心向四周呈发散状延伸。呈发散状延伸指的是多个第一中间凹槽2141以泄压机构30为中心，多个第一中间凹槽2141大致沿以泄压机构30的中心为轴的径向方向延伸。多个第一中间凹槽2141的一端与泄压机构30相连通，在一些实施例中，多个第一中间凹槽2141连接到第一泄压孔210。其中的一部分第一中间凹槽2141的另一端延伸至相邻的第二侧板213的附近，一部分第一中间凹槽2141的另一端延伸至第三侧板211的附近。
在一些实施例中，第一边缘流道216包括设置于第一侧板212的内表面2120的周向边缘处并沿周向边缘延伸的第一边缘凹槽2142，每个第一中间凹槽2141均与第一边缘凹槽2142相连通。通过设置第一边缘凹槽2142，气体 可通过第一边缘凹槽2142运动到最近的第一中间凹槽2141引导到泄压机构30排出，缩短了气体的运动路径，使排气更顺畅，提高了排气效率；此外如果某一个第一中间凹槽2141发生堵塞，气体还可以通过第一边缘凹槽2142运动到其他的第一中间凹槽2141排出，提高了排气的可靠性。在一些实施例中，第一边缘凹槽2142为整体连通的环形。
参照图5中所示，壳体21包括沿第三方向Y相对设置的一对第二侧板213，以及沿第二方向X相对设置的一对第三侧板211。第二侧板213与第三侧板211均连接于第一侧板212，并且相邻的第二侧板213与第三侧板211之间也相连接共同形成容纳空间218。第二方向X垂直于第一方向Z和垂直于第三方向Y。第三方向Y垂直于第一方向Z和垂直于第二方向X。
参照图8中所示，该实施例中，容纳空间218包括在电极组件10和每个第二侧板213之间设置的第一间隙G1，延伸至相邻的第二侧板213的附近一部分第一边缘凹槽2142与第一间隙G1相连通。容纳空间218还包括在电极组件10和每个第三侧板211之间设置的第二间隙G2，延伸至第三侧板213的附近一部分第一边缘凹槽2142与第二间隙G2相连通。这样，当电池单体7发生热失控时，气体可在第一侧板212的周向方向分别通过第一间隙G1和第二间隙G2沿第一边缘凹槽2142引导到第一中间凹槽2141，然后经第一中间凹槽2141运动到泄压机构30处。此外电极组件10内部产生的气体也可直接经过第一中间凹槽2141进入到泄压机构30。提高在电池单体7热失控时的排气速率，提高电池单体7的安全性。
参照图8，容纳空间218包括在电极组件10和每个第二侧板213之间设置的第一间隙G1。第一边缘凹槽2142与第一间隙G1相连通。第一中间凹槽2141通过第一边缘凹槽2142与第一间隙G1相连通，进而实现第一中间流道215通过第一边缘流道216与容纳空间218的连通。
参照图9所示，在一些实施例中，从第一中间流道215连通泄压机构30的位置开始，至少部分长度的第一中间流道215的深度H沿远离泄压机构30的方向逐渐减小。
具体地，从第一中间流道215连通泄压机构30的位置开始，构成第一中间流道215的每个第一中间凹槽2141的沿第三方向Y的至少部分长度上，第一中间凹槽2141的深度H沿远离泄压机构30的方向逐渐减小。参照图9中所示，至少部分长度的第一中间凹槽2141的深度H沿着接近泄压机构30的 方向逐渐增加，形成朝泄压机构30的排气方向倾斜的斜坡，更有利于将气体引导至泄压机构30排出，提升排气效率。斜坡可以呈直线或者弧线倾斜。
部分长度是指深度H变化的部分只是占据了第一中间流道215在第三方向Y上与泄压机构20相连接的一部分长度，其余部分长度的第一中间流道215的深度可以保持不变。在另一些实施例中，第一中间流道215也可以在第一中间流道215的整个长度上有深度H的变化。
第一中间流道215连通泄压机构30的位置指的是第一中间流道215连接至泄压机构30的边缘的位置。当壳体21上设置有第一泄压孔210时，第一中间流道215连通泄压机构30的位置指的是第一中间流道215连接至第一泄压孔210的位置。
参照图10和图11，电极组件10与每个第三侧板211之间形成第二间隙G2，第一边缘凹槽2142与第二间隙G2相连通。第一中间凹槽2141通过第一边缘凹槽2142与第二间隙G2相连通，进而实现第一中间流道215通过第一边缘流道216与容纳空间218的连通。进而在当电池单体7产生的气体太多使得壳体21内部压力升高并达到阈值时，气体经过第二间隙G2后，可以不受电极组件10的阻挡，经过多个第一中间凹槽2141运动到泄压机构30排出。
此外，在一些实施例中电极组件10内部产生的气体也可直接第一中间流道215进入到泄压机构30。
图12为本申请又一实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图。
参照图12中所示，在该实施例中，与图5的实施例中的壳体21的区别在于，组成第一中间流道215的多个第一中间凹槽2141包括至少两个相互平行的第一中间凹槽2141。如图12中所示，第一中间流道215包括两个沿第三方向Y延伸的第一中间凹槽2141和两个沿第二方向X延伸的第一中间凹槽2141。每个第一中间凹槽2141均与泄压机构30和第一边缘凹槽2142相连通。第一中间凹槽2141的数量不限于两个，其延伸方向也不限于第三方向Y或者第二方向X。
图13为本申请又一实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图。
参照图13中所示，该实施例中，与图5的实施例中的壳体21的区别在于第一边缘凹槽2142没有连续设置，为缺口环形，或者第一边缘凹槽2142包括沿周向边缘间隔设置的多个子凹槽，每个子凹槽通过第一中间凹槽2141 与泄压机构30相连通。
图14为本申请又一实施例提供的电池单体的壳体的结构示意图；图15为图6中所示的采用了图14的实施例的壳体的电池单体在E-E处的剖视示意图的局部放大示意图。
参照图14、15中所示，在一些实施例中，在壳体21中，第一侧板212的内表面上形成有向容纳空间218凸出的第一凸起部2143，第一凸起部2143具有远离内表面2120的顶面2140，第一中间流道215和第一边缘流道216形成在第一凸起部2143的顶面2140和内表面2120之间的空间中。该实施例中，第一凸起部2143的顶面2140用于支撑电极组件10，在第一凸起部2143的顶面2140和内表面2120之间的空间中形成第一中间流道215和第一边缘流道216，可提高在电池单体7热失控时的排气速率，提高电池单体7的安全性。
在一些实施例中，参照图14中所示，第一中间流道215包括多个与泄压机构30连通的第一中间分流道2151；第一凸起部2143为多个，多个第一凸起部2143以泄压机构30为中心向四周呈发散状延伸并相互间隔，在两个相邻的第一凸起部2143和内表面2120之间形成一个第一中间分流道2151。每个第一凸起部2143的远离泄压机构30的端部与一个相邻的第二侧板213或者一个相邻的第三侧板211之间设有第五间隙G5，第五间隙G5形成第一边缘流道216的一部分。通过设置以泄压机构30为中心向四周呈发散状延伸的多个第一凸起部2143，形成第一中间流道215和第一边缘流道216，可提高在泄压机构30的周向方向上的排气效率。通过设置第五间隙G5，气体还可沿第一侧板212的边缘的周向运动，形成第一边缘流道216。此外，如果某一个第一中间分流道2151发生堵塞，气体还可以通过第一边缘流道216运动到其他的第一中间分流道2151排出，提高了排气的可靠性。
具体的，在两个相邻的第一凸起部2143和内表面2120之间形成一个第一中间分流道2151，多个第一中间分流道2151以泄压机构30为中心向四周呈发散状延伸并相互间隔。呈发散状延伸指的是多个第一中间分流道2151以泄压机构30为中心，多个第一中间分流道2151大致沿以泄压机构30的中心点为轴的径向方向延伸。多个第一中间分流道2151的一端与泄压机构30相连通，在一些实施例中，多个第一中间分流道2151连接到第一泄压孔210。其中的一部分第一中间分流道2151的另一端延伸至一个第二侧板213的附近，与第一间隙G1连通；一部分第一中间分流道2151的另一端延伸至一个第三 侧板211的附近，与第二间隙G2连通。相邻的第一中间分流道2151之间还可通过第五间隙G5相连通。
参照图8和11中所示，该实施例中，容纳空间218包括在电极组件10和每个第二侧板213之间设置的第一间隙G1，延伸至一个第二侧板213的附近一部分第一中间分流道2151与第一间隙G1相连通。容纳空间218还包括在电极组件10和每个第三侧板211之间设置的第二间隙G2，延伸至一个第三侧板213的附近一部分第一中间分流道2151与第二间隙G2相连通。这样，当电池单体7发生热失控时，气体可在泄压机构30的周向方向上沿第一中间流道215引导到泄压机构30处，提高在电池单体7热失控时的排气速率，提高电池单体7的安全性。此外如果某一个第一中间分流道2151发生堵塞，气体还可以通过第一边缘流道216运动到其他的第一中间分流道2151排出，提高了排气的可靠性。
此外，在一些实施例中，电极组件10内部产生的气体也可直接第一中间分流道2151进入到泄压机构30。
此外，图12至14的实施例中，也可以参考图9的实施例，从第一中间流道215连通泄压机构30的位置开始，至少部分长度的第一中间流道215的深度H沿远离泄压机构30的方向逐渐减小。
在以上实施例中，在第一凸起部2143的顶面2140上还可以设有绝缘层，绝缘层用以实现电极组件10和壳体21之间的绝缘，无需额外设置支撑构件，减少对容纳空间218的占用，在不影响电池单体7排气的情况下，有利于提高电池单体7的能量密度。
图16为本申请又一实施例提供的电池单体的结构示意图。
参照图16中所示，该实施例中，与以上实施例的区别在于，增加了支撑构件40。支撑构件40设置于电极组件10和第一侧板212之间并用于支撑电极组件10。电极组件10、支撑构件40和第一侧板212沿第一方向Z依次布置。示例性地，支撑构件40由绝缘材料制成，其能够将第一侧板212和电极组件10绝缘隔开。支撑构件40能够支撑电极组件10，以在电池单体7震动时减小电极组件10的晃动，降低电极组件10的活性物质脱落的风险。
支撑构件40可以直接抵靠在电极组件10上以支撑电极组件10，也可以通过其它构件支撑电极组件10。例如，电池单体7还包括包覆在电极组件10的主体部11的外侧的绝缘膜50，绝缘膜50的一部分位于支撑构件40和电极 组件10之间，支撑构件40通过绝缘膜50支撑电极组件10。支撑构件40具有相对设置的第一表面41和第二表面42，第一表面41面向第一侧板2120，第二表面42面向电极组件10。
在一些实施例中，支撑构件40可以抵靠在第一侧板212上，例如，在图5-11的实施例中，支撑构件40可以在电极组件10的重力作用下抵靠在第一侧板212上，与第一侧板212的内表面2120相接触。参见图8，支撑构件40在第三方向Y上与第三侧板213之间形成第三间隙G3，此外参考图11中的实施例，支撑构件40在第二方向X上与相邻的第二侧板211之间形成第四间隙G4。第一间隙G1通过第三间隙G3与第一边缘流道216相连通。第二间隙G2通过第四间隙G4与第一边缘流道216相连通。
支撑构件40也可以在第一方向Z上与第一侧板212间隔设置。例如，在图14、15的实施例中，支撑构件40可以放置在第一凸起部2143表面，与第一侧板212的内表面2120之间间隔设置。
图17为本申请又一实施例提供的电池单体的支撑构件的结构示意图；图18为本申请又一实施例提供的电池单体的支撑构件的结构示意图；图19为本申请又一实施例提供的电池单体的支撑构件的结构示意图。
在一些实施例中，支撑构件40上设有第二流道，第二流道连通第一中间流道215和容纳空间218。在支撑构件40上形成第二流道，连通第一中间流道215和容纳空间218，可提高排气的流道面积，提高排气效率。
参照图17所示，在一些实施例中，第二流道包括沿第一方向Z贯通支撑构件40的第一通孔401，第一通孔401在第一方向Z上连通第一中间流道215和容纳空间218。通过第一通孔401，电极组件10内部产生的气体可通过第一通孔401穿过支撑构件40直接进入到第一中间流道215，可提高排气效率。
参照图18所示，在一些实施例中，第二流道与第一流道形状相匹配。第二流道与第一流道形状相匹配，组合后可增大排气的流道横截面积，提高排气效率。具体地，第二流道与第一中间流道215和第一边缘流道216形状相匹配，组合在一起后可以增加排气流道的横截面积，提高排气效率。
在一些实施例中，第二流道包括设于第一表面41上的第二中间流道402，第二中间流道402与第一间隙G1和/或第二间隙G2连通，并且第二中间流道402与第一中间流道215形状一致。支撑构件40上通过设置与第一间隙G1和/或第二间隙G2，以及与第一中间流道215连通的第二中间流道402，可提 高排气的流道面积，提高排气效率。
在一些实施例中，在支撑构件40上设有第二泄压孔43，第二泄压孔43与壳体21上的第一泄压孔210位置相对应。第二中间流道402以第二泄压孔43为中心向四周呈发散状延伸。第二中间流道402将第二泄压孔43与第一间隙G1和/或第二间隙G2连通。
在一些实施例中，在支撑构件40的周向的边缘还设有第二边缘流道403，第二边缘流道403与第一边缘流道216形状一致。可提高第一侧板212边缘排气的流道面积，提高排气效率。
参照图19所示，在一些实施例中，在支撑构件40上设置了第一通孔401和第二中间流道402和第二边缘流道403，第一通孔401与第二中间流道402相连通。可进一步提高排气的流道面积，提高排气效率。
图20为本申请又一实施例提供的设有支撑构件和绝缘膜的电池单体的结构示意图；图21为本申请又一实施例所示的绝缘膜的结构示意图。
参照图20至图21中所示，在一些实施例中，电池单体7还包括包覆在电极组件10的主体部11的外侧的绝缘膜50，绝缘膜50的一部分位于支撑构件40和电极组件10之间，支撑构件40通过绝缘膜50支撑电极组件10。支撑构件40具有相对设置的第一表面41和第二表面42，第一表面41面向第一侧板2120，第二表面42面向绝缘膜50。
在一些实施例中，绝缘膜50用于包裹电极组件10的一部分，并分隔电极组件10和壳体21；绝缘膜50包括位于电极组件10和支撑构件40之间的第一侧膜501；第一侧膜501具有第二通孔5011，第二通孔5011和支撑构件40的第一通孔401和第二泄压孔43在第一方向Z上的投影不重叠。绝缘膜50的第一侧膜501的第二通孔5011和支撑构件40上的第一通孔401和第二泄压孔43在第一方向Z上的投影不重叠，可避免电极组件10与壳体21的第一侧板212发生直接接触，可在实现电极组件10与第一侧板212之间可靠绝缘的同时，通过第一通孔401和第二通孔5011实现将容纳空间218与第一中间流道215连通，提高排气效率。
在一些实施例中，参照图21和图8中所示，第一侧膜501位于绝缘膜50在第一方向Z上的一侧。绝缘膜50在第三方向Y上设有相对设置的第三侧膜502，在第三侧膜502靠近第一侧膜501的位置设有开口510，隔离膜50包裹的电极组件10内产生的气体一方面可通过第二通孔5011和第一通孔402连 接第一中间流道215，另一方面可通过开口510和第一间隙G1、第三间隙G3连接到第一边缘流道216，进而通过泄压机构30排出，可提高排气的流道面积，提高排气效率。
图22为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程示意图。
如图22所示，本申请实施例的电池单体的制造方法包括：
S100、提供电极组件；
S200、提供壳体，壳体设有用于容纳电极组件的容纳空间；壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；
S300、提供泄压机构，泄压机构设置于第一侧板上；
S400、提供盖组件，盖组件用于密封壳体；
S500、组装电极组件、壳体、泄压机构和盖组件以形成电池单体；
其中，提供壳体的步骤S200中还包括在壳体的第一侧板的内表面形成沿内表面延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间内的气体引导到泄压机构，以使泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放压力。第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；第一边缘流道沿第一侧板的内表面的周向边缘延伸并与容纳空间相连通，第一中间流道将第一边缘流道与泄压机构相连通。
需要说明的是，通过上述电池单体的制造方法制造出的电池单体的相关结构，可参见上述各实施例提供的电池单体。
在基于上述的电池单体的制造方法组装电池单体时，不必按照上述步骤依次进行，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中提及的顺序执行步骤，或者若干步骤同时执行。例如，步骤S100、S200、S300、S400的执行不分先后，也可以同时进行。
图23为本申请一些实施例提供的电池单体的制造系统的示意性框图。
如图23所示，本申请实施例的电池单体的制造系统8包括：电极组件提供装置81，用于提供电极组件；壳体提供装置82，用于提供壳体，壳体设有用于容纳电极组件的容纳空间；壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；泄压机构提供装置83，用于提供泄压机构，泄压机构用于设置在第一侧板上；盖组件提供装置84，用于提供盖组件，盖组件用于密封壳体；组装装置85，用于组装电极组件、壳体、泄压机构和盖组件以形成电池单体；其中，在壳体的第一侧板的内表面形成沿内表面延伸的第一流道，第一流道用于将容纳空间内的气体引导到泄压机构，以使泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放 压力。第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；第一边缘流道沿第一侧板的内表面的周向边缘延伸并与容纳空间相连通，第一中间流道将第一边缘流道与泄压机构相连通。
通过上述制造系统制造出的电池单体的相关结构，可参见上述各实施例提供的电池单体。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (18)

  1. 一种电池单体，包括：
    电极组件；
    壳体，设有用于容纳所述电极组件的容纳空间；所述壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；
    泄压机构，设置于所述第一侧板上；
    盖组件，用于密封所述壳体；
    其中，在所述壳体的所述第一侧板的内表面设有沿所述内表面延伸的第一流道，所述第一流道用于将所述容纳空间内的气体引导到所述泄压机构，以使所述泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放所述压力；
    所述第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；所述第一边缘流道沿所述第一侧板的所述内表面的周向边缘延伸并与所述容纳空间相连通，所述第一中间流道将所述第一边缘流道与所述泄压机构相连通。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一中间流道包括设置于所述第一侧板的所述内表面上的第一中间凹槽，所述第一中间凹槽的一端与所述泄压机构连通，另一端与所述第一边缘流道相连通。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述第一中间凹槽为多个，每个所述第一中间凹槽均与所述泄压机构和所述第一边缘流道连通。
  4. 根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，至少两个所述第一中间凹槽相互平行；或者
    所述多个第一中间凹槽以所述泄压机构为中心向四周呈发散状延伸。
  5. 根据权利要求2-4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一边缘流道包括设置于所述第一侧板的所述内表面的周向边缘处并沿所述周向边缘延伸的第一边缘凹槽，每个所述第一中间凹槽均与所述第一边缘凹槽相连通。
  6. 根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述第一边缘凹槽为环形或者缺口环形，或者所述第一边缘凹槽包括沿所述周向边缘间隔设置的多个子凹槽。
  7. 根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一侧板的内表面上形成有向所述容纳空间凸出的第一凸起部，所述第一凸起部具有远离 所述内表面的顶面，所述第一中间流道和所述第一边缘流道形成在所述第一凸起部的顶面和所述内表面之间的空间中。
  8. 根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第一中间流道包括多个第一中间分流道；所述第一凸起部为多个，所述多个第一凸起部以所述泄压机构为中心向四周呈发散状延伸并相互间隔，在两个相邻的第一凸起部和所述第一侧板的所述内表面之间形成一个所述第一中间分流道；
    所述壳体包括位于第二方向相对设置的一对第二侧板，所述第二方向垂直于所述第一方向；
    所述壳体还包括位于第三方向相对设置的一对第三侧板，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；
    每个所述第一凸起部的远离所述泄压机构的端部与一个相邻的第二侧板或者一个相邻的第三侧板之间设有间隙，所述间隙形成所述第一边缘流道的一部分。
  9. 根据权利要求7或8所述的电池单体，其中，在所述第一凸起部的所述顶面上设有绝缘层。
  10. 根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体，其中，从所述第一中间流道连通所述泄压机构的位置开始，至少部分长度的所述第一中间流道的深度沿远离所述泄压机构的方向逐渐减小。
  11. 根据权利要求1-10中任一项所述的电池单体，其中，还包括：
    支撑构件，设置于所述第一侧板和所述电极组件之间，以支撑所述电极组件；所述支撑构件具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面面向所述第一侧板，所述第二表面面向所述电极组件；所述支撑构件所述第一表面上设有第二流道；所述第二流道连通所述第一中间流道和所述容纳空间。
  12. 根据权利要求11中任一项所述的电池单体，其中，所述第二流道与所述第一流道形状相匹配。
  13. 根据权利要求11或12所述的电池单体，其中，
    所述支撑构件包括沿所述第一方向贯通所述支撑构件的第一通孔，所述第一通孔连通所述第一中间流道和所述容纳空间。
  14. 根据权利要求13所述的电池单体，其中，还包括：
    绝缘膜，用于包裹所述电极组件的一部分，并分隔所述电极组件和所述 壳体；所述绝缘膜包括位于所述电极组件和所述支撑构件之间的第一侧膜；
    所述第一侧膜包括沿所述第一方向贯通所述第一侧膜的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔在所述第一方向上的投影不重叠。
  15. 一种电池，包括如权利要求1-14中任一项所述的电池单体。
  16. 一种用电装置，包括权利要求15所述的电池。
  17. 一种电池单体的制造方法，包括：
    提供电极组件；
    提供壳体，所述壳体设有用于容纳所述电极组件的容纳空间；所述壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；
    提供泄压机构，所述泄压机构设置于所述第一侧板上；
    提供盖组件，所述盖组件用于密封所述壳体；
    组装所述电极组件、所述壳体、所述泄压机构和所述盖组件以形成所述电池单体；
    其中，所述提供壳体包括在所述壳体的所述第一侧板的内表面形成沿所述内表面延伸的第一流道，所述第一流道用于将所述容纳空间内的气体引导到所述泄压机构，以使所述泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放所述压力；所述第一流道包括第一中间流道和第一边缘流道；所述第一边缘流道沿所述第一侧板的所述内表面的周向边缘延伸并与所述容纳空间相连通，所述第一中间流道将所述第一边缘流道与所述泄压机构相连通。
  18. 一种电池单体的制造系统，包括：
    电极组件提供装置，用于提供电极组件；
    壳体提供装置，用于提供壳体，所述壳体设有用于容纳所述电极组件的容纳空间；所述壳体包括位于沿第一方向一侧的第一侧板；
    泄压机构提供装置，用于提供泄压机构，所述泄压机构用于设置在所述第一侧板上；
    盖组件提供装置，用于提供盖组件，所述盖组件用于密封所述壳体；
    组装装置，用于组装所述电极组件、所述壳体、所述泄压机构和所述盖组件以形成所述电池单体；
    其中，在所述壳体的所述第一侧板的内表面形成沿所述内表面延伸的第一流道，所述第一流道用于将所述容纳空间内的气体引导到所述泄压机构，以使所述泄压机构在压力达到阈值时致动并泄放所述压力；所述第一流道包 括第一中间流道和第一边缘流道；所述第一边缘流道沿所述第一侧板的所述内表面的周向边缘延伸并与所述容纳空间相连通，所述第一中间流道将所述第一边缘流道与所述泄压机构相连通。
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