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。电池上设置有用于在电池的内部压力达到起爆压力时泄放内部压力的泄压机构。然而，泄压机构常常提前打开，导致不能实现正常的泄压功能。
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泄压机构常常提前打开，导致不能实现正常的泄压功能的问题。
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，所述外壳具有壁部，所述壁部包括薄弱部，所述薄弱部被配置为在所述电池单体泄放内部压力时被破坏，所述壁部的外表面具有中心点；其中，所述薄弱部在所述壁部的外表面上的投影与所述中心点的最大距离为a，所述壁部的外表面的最小径向尺寸为a，两者满足：a≤0.4a，所述径向是指经过所述中心点的方向。
3、在上述技术方案中，通过使a≤0.4a，也即薄弱部在壁部的外表面上的投影与壁部的外表面的中心点的最大距离小于或等于壁部的外表面的最小径向尺寸的0.4倍，薄弱部设置于壁部上刚度相对较小的第一区域。第一区域是以壁部的外表面的中心点为圆心，以壁部的外表面的最小径向尺寸的0.4倍为半径的圆形区域。第一区域靠近壁部的中心，第一区域是壁部上刚度相对较小的区域，其抵抗变形的能力较弱。在电池单体泄放内部压力时，第一区域在气体作用下发生较大形变，设置于第一区域的薄弱部容易变形而破坏。因此，在相同的起爆压力的情况下，设置于第一区域的薄弱部的厚度可以更大。这样，在电池单体正常使用时，薄弱部抗外界冲击的能力更强，有利于降低薄弱部提前破坏的风险。再者，薄弱部的厚度越大就会越容易制造，对制造设备的精度要求较低。
4、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述壁部设有刻痕槽，所述薄弱部形成于所述刻痕槽的底部。
5、在上述技术方案中，通过在壁部上开设刻痕槽的方式形成薄弱部，简单方便，成本较低。
6、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述薄弱部在所述壁部的外表面上的投影经过所述中心点。
7、在上述技术方案中，在电池单体泄放内部压力时，中心点是壁部上变形最大的位置，其最容易被破坏。通过使薄弱部在壁部的外表面上的投影经过中心点，薄弱部在中心点位置的厚度可以更厚，这样，使电池单体正常使用时，薄弱部抵抗外界冲击的能力更强，以降低薄弱部提前被破坏的风险。
8、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述薄弱部具有与所述中心点对应设置的薄弱点，所述薄弱部在所述薄弱点的厚度为第一厚度，所述薄弱部上除了所述薄弱点以外的其他位置的最大厚度为第二厚度，所述第一厚度大于或等于所述第二厚度。
9、在上述技术方案中，第一厚度大于第二厚度也即薄弱部在薄弱点的厚度大于薄弱部上除了薄弱点以外的其他位置的最大厚度，薄弱部在薄弱点的厚度相比于其他位置的厚度更厚，薄弱点抵抗外界冲击的能力更强，以降低薄弱部提前被破坏的风险。第一厚度等于第二厚度也即薄弱部在薄弱点的厚度等于薄弱部上除了薄弱点以外的其他位置的最大厚度。这样，薄弱部的厚度相对更加均匀，从而便于加工制造。
10、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述刻痕槽包括至少一个槽段，所述薄弱部包括至少一个薄弱段，所述至少一个槽段和所述至少一个薄弱段一一对应设置。
11、在上述技术方案中，壁部上每设置一个槽段，与之对应地，会形成一个薄弱段。在制造时，可以通过冲压或者铣削的方式快速成型，简单方便，成本较低。
12、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述至少一个薄弱段包括至少一个第一薄弱段，所述薄弱点设置于所述第一薄弱段，所述第一薄弱段在所述薄弱点的厚度为所述第一厚度，所述第一薄弱段除了所述薄弱点以外的其他位置的厚度为第三厚度，所述第一厚度大于或等于所述第三厚度。
13、在上述技术方案中，第一厚度大于第三厚度也即第一薄弱段在薄弱点的厚度大于第一薄弱段除了薄弱点以外的其他位置的厚度。第一薄弱段在薄弱点的厚度相比于其他位置的厚度更厚，薄弱点抵抗外界冲击的能力更强，以降低薄弱部提前被破坏的风险。第一厚度等于第三厚度也即第一薄弱段在薄弱点的厚度等于第一薄弱段除了薄弱点以外的其他位置的厚度。这样，第一薄弱段的厚度相对更加均匀，从而便于加工制造。
14、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述至少一个薄弱段还包括第二薄弱段和第三薄弱段，所述第二薄弱段和所述第三薄弱段相对且间隔设置，所述第一薄弱段连接所述第二薄弱段和所述第三薄弱段，所述第二薄弱段和所述第三薄弱段的厚度均为第四厚度，且所述第四厚度小于所述第三厚度。
15、在上述技术方案中，在电池单体泄压时，薄弱部能够沿着第一薄弱段、第二薄弱段和第三薄弱段打开，具有较大的泄压面积，有利于提高泄压速率。第一薄弱段相对于第二薄弱段和第三薄弱段更加靠近第一区域的中心，第一薄弱段除了薄弱点以外的其他位置的厚度也可以大于第二薄弱段和第三薄弱段的厚度，从而提升薄弱部对外界冲击的抵抗能力，降低薄弱部提前破坏的风险。
16、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一薄弱段的一端连接于所述第二薄弱段的中部，所述第一薄弱段的另一端连接于所述第三薄弱段的中部，所述薄弱点位于所述第一薄弱段的中点位置。
17、在上述技术方案中，在电池单体泄压时，薄弱点被破坏后可以沿着第一薄弱段分别向第二薄弱段和第三薄弱段破裂，在到达第一薄弱段与第二薄弱段的交点位置后，从交点位置沿第二薄弱段的延伸方向向第二薄弱段的两端破裂。在到达第一薄弱段与第三薄弱段的交点位置后，从交点位置沿第三薄弱段的延伸方向向第三薄弱段的两端破裂，以实现快速泄压。
18、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第二薄弱段包括第一端和第二端，所述第三薄弱段包括第三端和第四端，所述第一端和所述第三端相对设置，所述第二端和所述第四端相对设置，第一薄弱段连接所述第一端和所述第四端或者连接所述第二端和所述第三端，所述薄弱点位于所述第一薄弱段的中点位置。
19、在上述技术方案中，在电池单体泄压时，薄弱点被破坏后可以沿着第一薄弱段分别向第二薄弱段和第三薄弱段破裂，在到达第一薄弱段与第二薄弱段的交点位置后，从交点位置沿第二薄弱段的延伸方向向第二薄弱段的另一端破裂。在到达第一薄弱段与第三薄弱段的交点位置后，从交点位置沿第三薄弱段的延伸方向向第三薄弱段的另一端破裂，以实现快速泄压。
20、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述至少一个薄弱段还包括第四薄弱段和第五薄弱段，所述第四薄弱段和所述第五薄弱段相对且间隔设置，所述第二薄弱段和所述第四薄弱段相交于第一端，所述第三薄弱段和所述第五薄弱段相交于第二端，所述第一薄弱段连接所述第一端和所述第二端，所述薄弱点位于所述第一薄弱段的中点位置。
21、在上述技术方案中，在电池单体泄压时，薄弱点被破坏后可以沿着第一薄弱段分别向第一端和第二端破裂，在到达第一端后，从第一端分别沿着第二薄弱段和第四薄弱段破裂。在到达第二端后，从第二端分别沿着第三薄弱段和第四薄弱段破裂，以实现快速泄压。
22、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述至少一个薄弱段还包括第六薄弱段，所述第一薄弱段和所述第六薄弱段相交于所述薄弱点。
23、在上述技术方案中，薄弱点作为第一薄弱段和第六薄弱段的交点时，其应力更为集中，更容易破裂，因此，可以将薄弱部在薄弱点的厚度设置的更厚，使电池单体正常使用时，薄弱点抵抗外界冲击的能力更强，以降低薄弱部提前被破坏的风险。
24、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述薄弱部在所述壁部的外表面上的投影为封闭结构，所述封闭结构围绕所述中心点。
25、在上述技术方案中，薄弱部为沿封闭轨迹延伸的封闭结构，这样，在电池单体的内部压力达到起爆压力时，内部压力可以从四周将薄弱部冲开，形成较大的开口，使得泄压更快速、容易。
26、作为本技术实施例的一种可选技术方案，沿所述壁部的厚度方向，所述薄弱部的投影的中心与所述中心点重合。
27、在上述技术方案中，薄弱点与中心点重合时，其在电池单体泄压时的变形最大，最容易破裂，因此，可以将薄弱部在薄弱点的厚度设置的更厚，使电池单体正常使用时，薄弱点抵抗外界冲击的能力更强，以降低薄弱部提前被破坏的风险。
28、作为本技术实施例的一种可选技术方案，沿所述壁部的厚度方向，所述薄弱部的投影的中心偏离所述中心点。
29、在上述技术方案中，通过使薄弱部沿厚度方向的投影的中心偏离中心点，有利于提升薄弱部的抗蠕变性能。
30、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述薄弱部沿所述厚度方向的投影的中心偏离所述中心点的距离为b，满足：0＜b≤5mm。
31、在上述技术方案中，通过将薄弱部沿厚度方向的投影的中心偏离中心点的距离限定在0～5mm(不包括0)内，薄弱部的抗蠕变性能较好。
32、作为本技术实施例的一种可选技术方案，0＜b≤3mm。
33、在上述技术方案中，通过将薄弱部沿厚度方向的投影的中心偏离中心点的距离限定在0～3mm(不包括0)内，薄弱部的抗蠕变性能较好，同时薄弱部的厚度相对较大，使得在电池单体正常使用时，薄弱部抵抗外界冲击的能力更强，有利于降低薄弱部提前被破坏的风险。
34、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述壁部包括本体部，所述薄弱部与所述本体部一体成型。
35、在上述技术方案中，将薄弱部与本体部一体成型能够提升薄弱部的刚度，从而薄弱部对电解液的蠕变和冲击的抵抗能力较强，有利于提升薄弱部的寿命，降低了薄弱部出现漏液的风险。
36、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述薄弱部的硬度大于所述本体部的硬度。
37、在上述技术方案中，薄弱部可以是通过冲压成型，这样薄弱部会发生冷作硬化(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)，薄弱部的硬度会大于本体部的硬度，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。另外，薄弱部的抗疲劳能力更好，不易发生疲劳失效。
38、作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述壁部包括本体部和泄压机构，所述泄压机构与所述本体部分体设置并连接，所述薄弱部设置于所述泄压机构，所述本体部的外表面为所述壁部的外表面。
39、在上述技术方案中，通过将泄压机构与本体部分体设置并安装于本体部，以便于加工制造。
40、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，所述端盖封闭所述开口，并固定于所述壳体；所述壁部为所述端盖或者所述壳体的一个壁。
41、在上述技术方案中，壁部可以为端盖，也可以为壳体的底壁，还可以为壳体的侧壁，薄弱部设置于端盖、底壁或侧壁的第一区域，在相同的起爆压力的情况下，设置于第一区域的薄弱部的厚度可以更大。这样，在电池单体正常使用时，薄弱部抵抗外界冲击的能力更强，有利于降低薄弱部提前被破坏的风险。
42、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。
43、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，所述电池用于为所述用电设备提供电能。
技术特征：
1.一种电池单体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述电池单体，其特征在于，所述壁部设有刻痕槽，所述薄弱部形成于所述刻痕槽的底部。
3.根据权利要求2所述电池单体，其特征在于，所述薄弱部在所述壁部的外表面上的投影经过所述中心点。
4.根据权利要求3所述电池单体，其特征在于，所述薄弱部具有与所述中心点对应设置的薄弱点，所述薄弱部在所述薄弱点的厚度为第一厚度，所述薄弱部上除了所述薄弱点以外的其他位置的最大厚度为第二厚度，所述第一厚度大于或等于所述第二厚度。
5.根据权利要求4所述电池单体，其特征在于，所述刻痕槽包括至少一个槽段，所述薄弱部包括至少一个薄弱段，所述至少一个槽段和所述至少一个薄弱段一一对应设置。
6.根据权利要求5所述电池单体，其特征在于，所述至少一个薄弱段包括至少一个第一薄弱段，所述薄弱点设置于所述第一薄弱段，所述第一薄弱段在所述薄弱点的厚度为所述第一厚度，所述第一薄弱段除了所述薄弱点以外的其他位置的厚度为第三厚度，所述第一厚度大于或等于所述第三厚度。
7.根据权利要求6所述电池单体，其特征在于，所述至少一个薄弱段还包括第二薄弱段和第三薄弱段，所述第二薄弱段和所述第三薄弱段相对且间隔设置，所述第一薄弱段连接所述第二薄弱段和所述第三薄弱段，所述第二薄弱段和所述第三薄弱段的厚度均为第四厚度，且所述第四厚度小于所述第三厚度。
8.根据权利要求7所述电池单体，其特征在于，所述第一薄弱段的一端连接于所述第二薄弱段的中部，所述第一薄弱段的另一端连接于所述第三薄弱段的中部，所述薄弱点位于所述第一薄弱段的中点位置。
9.根据权利要求7所述电池单体，其特征在于，所述第二薄弱段包括第一端和第二端，所述第三薄弱段包括第三端和第四端，所述第一端和所述第三端相对设置，所述第二端和所述第四端相对设置，第一薄弱段连接所述第一端和所述第四端或者连接所述第二端和所述第三端，所述薄弱点位于所述第一薄弱段的中点位置。
10.根据权利要求7所述电池单体，其特征在于，所述至少一个薄弱段还包括第四薄弱段和第五薄弱段，所述第四薄弱段和所述第五薄弱段相对且间隔设置，所述第二薄弱段和所述第四薄弱段相交于第一端，所述第三薄弱段和所述第五薄弱段相交于第二端，所述第一薄弱段连接所述第一端和所述第二端，所述薄弱点位于所述第一薄弱段的中点位置。
11.根据权利要求8-10任一项所述电池单体，其特征在于，所述至少一个薄弱段还包括第六薄弱段，所述第一薄弱段和所述第六薄弱段相交于所述薄弱点。
12.根据权利要求1或2所述电池单体，其特征在于，所述薄弱部在所述壁部的外表面上的投影为封闭结构，所述封闭结构围绕所述中心点。
13.根据权利要求1或2所述电池单体，其特征在于，沿所述壁部的厚度方向，所述薄弱部的投影的中心与所述中心点重合。
14.根据权利要求1或2所述电池单体，其特征在于，沿所述壁部的厚度方向，所述薄弱部的投影的中心偏离所述中心点。
15.根据权利要求14所述电池单体，其特征在于，所述薄弱部沿所述厚度方向的投影的中心偏离所述中心点的距离为b，满足：0＜b≤5mm。
16.根据权利要求15所述电池单体，其特征在于，0＜b≤3mm。
17.根据权利要求1或2所述电池单体，其特征在于，所述壁部包括本体部，所述薄弱部与所述本体部一体成型。
18.根据权利要求17所述电池单体，其特征在于，所述薄弱部的硬度大于所述本体部的硬度。
19.根据权利要求1或2所述电池单体，其特征在于，所述壁部包括本体部和泄压机构，所述泄压机构与所述本体部分体设置并连接，所述薄弱部设置于所述泄压机构，所述本体部的外表面为所述壁部的外表面。
20.如权利要求1或2所述电池单体，其特征在于，所述外壳包括：
21.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-20任一项所述的电池单体。
22.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求21所述的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电能。
技术总结
本申请提供了一种电池单体、电池及用电设备，涉及电池领域。电池单体包括外壳，外壳具有壁部，壁部包括薄弱部，薄弱部被配置为在电池单体泄放内部压力时被破坏。壁部的外表面具有中心点。其中，薄弱部在壁部的外表面上的投影与中心点的最大距离为a，壁部的外表面的最小径向尺寸为A，满足：a≤0.4A。径向是指经过中心点的方向。通过使a≤0.4A，薄弱部设置于壁部上刚度相对较小的区域。电池单体泄放内部压力时，该区域在气体作用下发生较大形变，设置于该区域的薄弱部容易被破坏。相同的起爆压力的情况下，设置于该区域的薄弱部的厚度可以更大。使电池单体正常使用时，薄弱部抵抗外界冲击的能力更强，以降低薄弱部提前被破坏的风险。
技术研发人员：吴凯,陈小波,刘思轲,顾明光,白静峰
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5