【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池領域，特別是涉及一種圓柱電池單體、電池裝置及用電設備。
技術介紹
1、隨著新能源技術的發展，電池的應用越來越廣泛，例如應用于手機、筆記本電腦、電瓶車、電動汽車、電動飛機、電動輪船、電動玩具汽車、電動玩具輪船、電動玩具飛機和電動工具等上。
2、電池技術的發展要同時考慮多方面的設計因素，例如，如何提高圓柱電池單體的可靠性，是電池領域的一個重要研究方向。
技術實現思路
1、本申請提供一種圓柱電池單體、電池裝置及用電設備，其能提高圓柱電池單體的可靠性。
2、第一方面，本申請提供了一種圓柱電池單體，包括電極組件以及外殼；外殼包括側壁，電極組件容納于外殼內，側壁環繞電極組件；其中，圓柱電池單體的體積能量密度為ewh/l，在圓柱電池單體的軸向上，外殼的尺寸為h?mm，側壁的最小厚度為d?mm，e、h、d滿足：300?wh/l?≤?e?≤?1500wh/l，120mm≤?h?≤?300mm，0.3mm≤?d≤1mm?。
3、本申請實施例的技術方案中，分別獲取電池單體的體積能量密度、在自身軸向上的尺寸以及殼體側壁的厚度，并使三者的數值分別滿足一定的參數范圍，由此能夠優化圓柱電池單體的結構比例，在其出現熱失控時，提高圓柱電池單體能夠順利通過泄壓機構泄壓的可能性，降低因產氣無法及時排出、殼內氣壓超過電池殼體承受能力等原因導致外殼破裂的可能性，進而提高圓柱電池單體的可靠性。
4、根據本申請實施例中的一些實施例，e、h、d滿足：500?wh/l?
5、根據本申請實施例中的一些實施例，e、h、d滿足：150000?wh/l≤?e×h/d?≤375000?wh/l。通過對體積能量密度、軸向尺寸以及側壁厚度三者之間的比值進行限定，進一步提高通過泄壓機構泄壓的可能性。
6、根據本申請實施例中的一些實施例，150000?wh/l≤?e×h/d?≤?300000?wh/l。進一步減小比值范圍，降低泄壓后殼體變形的可能性以及變形程度。
7、根據本申請實施例中的一些實施例，150000?wh/l?≤?e×h/d?≤?250000?wh/l。進一步減小比值范圍，降低泄壓后殼體變形的可能性。
8、根據本申請實施例中的一些實施例，150000?wh/l?≤?e×h/d?≤?250000?wh/l。進一步減小體積能量密度與長度的乘積對壁厚的比例，從而進一步降低熱失控時側壁破裂的可能性。
9、根據本申請實施例中的一些實施例，在圓柱電池單體的徑向上，圓柱電池單體的尺寸為a，10mm?≤?a?≤?100mm。使圓柱電池單體能夠同時具有較大的容量以及較高的可靠性。
10、根據本申請實施例中的一些實施例，300wh/l?≤?e?≤?1500wh/l。在使圓柱電池單體具有適宜的體積能量密度的基礎上提高其可靠性。
11、根據本申請實施例中的一些實施例，外殼包括殼體和端蓋，殼體包括側壁，側壁圍合形成開口，端蓋蓋合于開口并與側壁連接設置；圓柱電池單體還包括泄壓機構，泄壓機構設置于端蓋。圓柱電池單體可以包括具有側壁的殼體以及設置于端蓋的泄壓機構，使其在熱失控時能夠通過泄壓機構進行泄壓。
12、根據本申請實施例中的一些實施例，側壁包括主體區以及加厚區，加厚區的厚度大于主體區的厚度，加厚區設置于主體區在軸向上的至少一側并圍合形成開口；主體區至少部分區域的厚度為d?mm，0.3mm≤?d≤1mm。側壁可以通過局部加厚的方式進一步提高可靠性。
13、根據本申請實施例中的一些實施例，端蓋與加厚區焊接連接。通過在較厚的區域進行焊接能夠使端蓋與外殼之間的連接穩定可靠。
14、根據本申請實施例中的一些實施例，在軸向上，主體區的尺寸與側壁的尺寸的比值為0.5-0.98。使主體區占據較大的尺寸占比，以在提高結構強度、連接穩定性的基礎上減小外殼整體的重量和體積。
15、根據本申請實施例中的一些實施例，加厚區向靠近圓柱電池單體中心軸的方向凸出于主體區設置。使圓柱電池單體的外周面形狀更為規整，便于在使用時將多個圓柱電池單體相互接近排布，減小間隙。
16、根據本申請實施例中的一些實施例，外殼包括兩個端蓋，側壁在軸向上相對的兩端分別設置有開口，兩個端蓋與開口一一對應設置并分別蓋合于開口，端蓋與側壁焊接連接；外殼還包括泄壓機構，至少一個端蓋設置有泄壓機構。外殼可以采用兩端均設置端蓋的結構形式，使電極組件便于安裝。
17、根據本申請實施例中的一些實施例，側壁包括主體區以及兩個加厚區，加厚區的厚度大于主體區的厚度，在軸向上，兩個加厚區分別設置于主體區相對的兩側。將待與端蓋連接的兩端均設置為具有較大的厚度，提高兩端的連接強度以及圓柱電池單體整體的可靠性。
18、根據本申請實施例中的一些實施例，在軸向上，兩個端蓋背離彼此的一側表面之間的間距為h?mm。將兩個端蓋的外表面之間的間距記為外殼在軸向上的尺寸h。
19、根據本申請實施例中的一些實施例，外殼包括殼體以及一個端蓋，殼體包括側壁以及端壁，端壁與端蓋沿軸向相對，端壁的厚度大于側壁的厚度。外殼可以僅在一段設置有開口以及端蓋，并將對側的端壁加厚，以提高端壁處的結構強度。
20、根據本申請實施例中的一些實施例，側壁的材質為鋼。使外殼整體具有較高的結構強度。
21、第二方面，根據本申請實施例提出了一種電池裝置，包括箱體以及多個第一方面任一實施例中的圓柱電池單體，圓柱電池單體設置于箱體中。
22、第三方面，根據本申請實施例提出了一種用電設備，包括第二方面任一實施例中的電池裝置，電池裝置用于提供電能。
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1.一種圓柱電池單體，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，E、H、D滿足：500?Wh/L?≤?E?≤800Wh/L，150mm≤?H?≤?220mm，0.5mm≤?D≤0.7mm。
3.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，E、H、D滿足：150000?Wh/L?≤?E×H/D?≤?375000Wh/L?。
4.根據權利要求3所述的圓柱電池單體，其特征在于，150000?Wh/L?≤?E×H/D?≤300000?Wh/L。
5.根據權利要求4所述的圓柱電池單體，其特征在于，150000?Wh/L?≤?E×H/D?≤250000?Wh/L。
6.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，在所述圓柱電池單體的徑向上，所述圓柱電池單體的直徑為A，10mm?≤?A?≤?100mm。
7.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述外殼包括殼體和端蓋，所述殼體包括所述側壁，所述側壁圍合形成開口，所述端蓋蓋合于所述開口并與所述側壁連接設置；
8.根據權利要
9.根據權利要求8所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述端蓋與所述加厚區焊接連接。
10.根據權利要求8所述的圓柱電池單體，其特征在于，在所述軸向上，所述主體區的尺寸與所述側壁的尺寸的比值為0.5-0.98。
11.根據權利要求8所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述加厚區向靠近所述圓柱電池單體中心軸的方向凸出于所述主體區設置。
12.根據權利要求7所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述外殼包括兩個所述端蓋，所述側壁在所述軸向上相對的兩端分別設置有開口，兩個所述端蓋與所述開口一一對應設置并分別蓋合于所述開口，所述端蓋與所述側壁連接；
13.根據權利要求12所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述側壁包括主體區以及兩個加厚區，所述加厚區的厚度大于所述主體區的厚度，在所述軸向上，兩個所述加厚區分別設置于所述主體區相對的兩側。
14.根據權利要求7所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述外殼包括所述殼體以及一個所述端蓋，所述殼體包括所述側壁以及端壁，所述端壁與所述端蓋沿所述軸向相對，所述端壁的厚度大于所述側壁的厚度。
15.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述側壁的材質為鋼。
16.一種電池裝置，其特征在于，包括：
17.一種用電設備，其特征在于，包括如權利要求16所述的電池裝置，所述電池裝置用于提供電能。
...【技術特征摘要】
1.一種圓柱電池單體，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，e、h、d滿足：500?wh/l?≤?e?≤800wh/l，150mm≤?h?≤?220mm，0.5mm≤?d≤0.7mm。
3.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，e、h、d滿足：150000?wh/l?≤?e×h/d?≤?375000wh/l?。
4.根據權利要求3所述的圓柱電池單體，其特征在于，150000?wh/l?≤?e×h/d?≤300000?wh/l。
5.根據權利要求4所述的圓柱電池單體，其特征在于，150000?wh/l?≤?e×h/d?≤250000?wh/l。
6.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，在所述圓柱電池單體的徑向上，所述圓柱電池單體的直徑為a，10mm?≤?a?≤?100mm。
7.根據權利要求1所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述外殼包括殼體和端蓋，所述殼體包括所述側壁，所述側壁圍合形成開口，所述端蓋蓋合于所述開口并與所述側壁連接設置；
8.根據權利要求7所述的圓柱電池單體，其特征在于，所述側壁包括主體區以及加厚區，所述加厚區的厚度大于所述主體區的厚度，所述加厚區設置于所述主體區在所述軸向上的至少一側并圍合形成所述開口；
9.根據權利要求8...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王亮，蒲玉杰，賈宇琛，李耀，
申請(專利權)人：寧德時代新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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