[实用新型]电池单体、电池及用电装置

说明书

本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，所述电池单体，包括壳体，所述壳体具有壁部和由所述壁部围合形成并用于容纳电极组件的容纳腔，其中，所述壳体呈圆柱状，所述壁部的厚度d和所述壳体的外径D的比值大于等于0.007，并小于等于0.013。根据本申请实施例的电池单体，通过对电池单体壁厚的设计，在保证电池壳体强度的基础上，充分提高了电池的能量密度，保证了电池容量，优化了电池性能。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，并且更具体地，涉及一种电池单体、电池及用电装置。

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，如何优化电池单体的壁厚设计，提高电池性能，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，优化电池单体的壁厚设计。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括：电极组件，壳体，壳体具有壁部和容纳腔，容纳腔用于容纳电极组件，其中，壳体呈圆柱状，壁部的厚度d和壳体的外径D的比值大于等于0.007，并小于等于0.013。

在本申请实施例提供的电池单体中，将d和D的值设置为0.007≤d/D≤0.013，这样既不会因为壁部的厚度d和壳体的外径D比值过小导致壳体强度不足，导致电池在受到外部挤压，尤其是电池上部或下部受到挤压时，壳体变形量过大，损伤内部组件；也不会因为壁部的厚度d和壳体的外径D的比值过大时，壳体强度冗余，导致电池容量较小，空间利用率低能量不足。本申请通过合理的设置电池壁部的厚度，能够提高了电池的性能和质量。

在一些实施例中，壳体包括沿电池单体高度方向相对设置的底壁、顶壁和连接于底壁和顶壁之间并呈圆柱状的侧壁，壁部为侧壁。

上述方案中，相比于顶壁和底壁，侧壁与壳体强度的关系最密切，当壁部为侧壁时，侧壁的厚度和壳体的外径D的比值关系满足上述关系式时，能够更好地平衡电池单体的壳体结构强度和电池容量。

在一些实施例中，壳体的高度H、壁部的厚度d和壳体的外径D满足如下关系式：8*10^-5≤d/(D×H)≤18*10^-5

底壁具有背离容纳腔的底表面，顶壁具有背离容纳腔的顶表面，壳体的高度H为底表面至顶表面之间的距离。

上述方案中，将d、D和H的值设置为8*10^-5≤d/(D×H)≤18*10^-5，当d、D和H的值在这一数值区间内时，既不会因为d/(D×H)的值过小，导致壳体电阻过大，达不到规定的充放电功率需求和电池温升要求，壳体强度不足，受到外部压力时出现电芯损伤，漏液的问题，以及电池发热失控时壳体发生破裂，安全性能较低的问题；也不会因为d/(D×H)的值过大，导致壳体重量过大，电池系统超重，能量密度降低以及电池容量不足的问题。

在一些实施例中，壳体的外径D的取值范围为31mm～56mm，壳体的高度H的取值范围为71mm～130mm。

上述方案中，当壳体的外径D的取值范围在31mm～56mm之间，壳体的高度H的取值范围在71mm～130mm之间时，既能够保证壳体具有足够的结构强度，也能够保证电池具有足够的电容量，保证电池具有较好的性能。

在一些实施例中，壁部的厚度d满足如下关系式：其中，

k为常数，k大于或等于3*10^5，且小于或等于7*10^5；c为壁部的材料比热容，c大于或等于450J/(kg*℃)，且小于或等于520J/(kg*℃)；ρ为壁部的材料密度，ρ大于或等于7.5g/cm3，且小于或等于8.2g/cm3；δ为壁部的材料电导率，δ大于或等于4*10^6S/m，且小于或等于1*10^7S/m。