CN110021728B - 单向透气阀、二次电池的顶盖组件及二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单向透气阀、二次电池的顶盖组件及二次电池。单向透气阀包括：下部壳体，具有进气口；上部壳体，与所述下部壳体连接并围成容纳空间，具有出气口，所述容纳空间通过所述出气口与外部连通；过滤部，覆盖所述进气口，并且所述过滤部具有气隙，所述气隙能够允许气体通过；以及弹性密封部，所述弹性密封部与所述下部壳体接触以密封所述进气口，并且所述弹性密封部被配置为响应所述进气口的气压超过第一阈值时脱离与所述进气口的密封状态，以连通所述进气口和所述出气口。能够在对二次电池内部泄压的同时防止二次电池内的电解液溢出或者水汽进入二次电池内部，并能够避免在使用的过程中造成单向阀的动作压力高于设定的阈值而失效。

Description

单向透气阀、二次电池的顶盖组件及二次电池

技术领域

本发明涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种单向透气阀、二次电池的顶盖组件及二次电池。

背景技术

随着二次电池技术的不断进步，当前二次电池的电容量日益增大，不可避免的是，需要面对其内部越来越严重的产气问题。随着二次电池内部产气量增多，会逐渐导致二次电池的壳体鼓起变形，因而会影响由二次电池组成的电池模组的一致性、稳定性，从而可能导致二次电池后续无法装配，甚至失效等问题。

目前，为了解决二次电池内部产气的问题，一般采取在顶盖组件上设置短路构件、防爆阀等部件，其中，短路构件包括连接到负电极端子的连接板以及连接到顶盖板以与连接板保持分离状态的翻转片，该翻转片附接于顶盖板且可以响应二次电池壳体内部的压力增加而发生变形，以翻转并接触连接板，由于顶盖板和翻转片是连接到正电极端子的，因此通过短路构件可以将壳体内部的电极组件的正极片和负极片进行短路，防止二次电池内部气压过大发生爆炸。而防爆阀一般情况下是直接设置在顶盖组件上，当二次电池内部压力达到一定阈值后破裂以在顶盖板上形成排气口，防止二次电池内部气压过大发生爆炸。

但是翻转片和防爆阀主要在二次电池内部大量产气时发挥作用，并不能解决由于二次电池内部缓慢或者较少量产气引起的鼓起、变形等问题。并且翻转片、防爆阀是一次性的部件，当其作用后会破坏电池的结构，因此局限性较大，所以依然会影响二次电池的一致性和稳定性。

因此，亟需一种新的单向透气阀、二次电池的顶盖组件及二次电池。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种单向透气阀、二次电池的顶盖组件及二次电池，能够实现对二次电池内部泄压，防止电极组件鼓起或者变形，同时防止二次电池内的电解液溢出或者水汽进入二次电池内部，并且还能够避免在使用的过程中造成单向阀的动作压力高于设定的阈值而失效。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种单向透气阀，包括：下部壳体，具有进气口；上部壳体，与下部壳体连接并围成容纳空间，并且上部壳体和下部壳体中的至少一者具有出气口，容纳空间通过出气口与外部连通；过滤部，覆盖进气口，并且过滤部具有气隙，气隙能够允许气体通过；以及弹性密封部，设置于容纳空间并位于过滤部和上部壳体之间，弹性密封部与下部壳体接触以密封进气口，并且弹性密封部被配置为响应进气口的气压超过第一阈值时脱离与进气口的密封状态，以连通进气口和出气口。

根据本发明实施例的一个方面，过滤部采用过盈配合的方式或者采用粘接的方式固定于下部壳体的进气口内。

根据本发明实施例的一个方面，过滤部为烧结滤芯。

根据本发明实施例的一个方面，下部壳体还包括第一环形凸部，第一环形凸部围绕进气口并朝靠近上部壳体的方向延伸。

根据本发明实施例的一个方面，弹性密封部为橡胶盖帽，橡胶盖帽套设于第一环形凸部，并且橡胶盖帽被配置为响应进气口的气压超过第一阈值时变形，以连通进气口和出气口。

根据本发明实施例的一个方面，橡胶盖帽包括本体部和与本体部连接的侧部，本体部与第一环形凸部的顶端面接触，侧部与第一环形凸部的外周面接触。

根据本发明实施例的一个方面，本体部的顶端面与上部壳体的顶壁的内表面接触，并且侧部的外周面与上部壳体的内周表面之间形成间隙。

根据本发明实施例的一个方面，下部壳体在面向上部壳体一侧还设置有环绕于第一环形凸部的第二环形凸部，上部壳体罩设于第二环形凸部外，并且上部壳体通过第二环形凸部与侧部的外周面之间形成间隙。

根据本发明实施例的一个方面，出气口为设置在上部壳体的顶壁的外周边缘处的切口；或者，出气口为设置在上部壳体的顶壁的一字形开口。

根据本发明实施例的一个方面，单向透气阀还包括密封件，密封件围绕进气口设置在过滤部与下部壳体之间。

根据本发明实施例的一个方面，弹性密封部包括弹簧和橡胶块，弹簧抵靠在橡胶块和上部壳体之间，以将橡胶块压紧于下部壳体，并密封进气口。

根据本发明实施例的另一个方面，还体提供了一种二次电池的顶盖组件，包括：顶盖板；以及如上述的单向透气阀，并且进气口用于与二次电池的内部连通。

根据本发明实施例的另一个方面，顶盖组件还包括：第一电极端子，与顶盖板绝缘；第二电极端子，与顶盖板电连接；以及，翻转片，附接于顶盖板，并且翻转片被构造为响应二次电池内部的压力超过第二阈值时翻转，以将第一电极端子与第二电极端子电连接；其中，第一阈值小于第二阈值。

根据本发明实施例的另一个方面，顶盖组件还包括防爆片，顶盖板具有排气口，防爆片覆盖排气口，并且防爆片被配置为响应二次电池内部的压力超过第三阈值而破裂，第二阈值小于第三阈值。

根据本发明实施例的再一个方面，还提供了一种二次电池，包括：壳体，具有开口；电极组件，容纳在壳体中，包括第一极片、第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔板；顶盖组件，覆盖壳体的开口，以将电极组件封闭在壳体中；以及如上述的单向透气阀，单向透气阀安装于顶盖组件，或者，单向透气阀安装于壳体。

综上，本发明实施例的单向透气阀、二次电池的顶盖组件及二次电池，能够通过单向透气阀的过滤部阻止液体通过进气口进入单向透气阀的容纳空间中，而允许气体通过进气口进入容纳空间中，从而能够将二次电池内部缓慢产生的较少量的气体及时经由出气口排出至二次电池的外部，实现重复对二次电池内部泄压的目的。因此，可以有效避免二次电池内部的电极组件发生鼓起、变形等问题。因此，能够为进一步提升二次电池的能量密度提供有利条件。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是根据本发明一个实施例的顶盖组件的立体结构示意图；

图2是安装有图1的顶盖组件的二次电池沿纵向剖切后的剖面结构示意图；

图3是图2的二次电池中的A部分的局部结构放大示意图；

图4是图2的二次电池中的B部分的局部结构放大示意图；

图5是图4中的单向透气阀的立体结构示意图；

图6是图4和图5的单向透气阀的分解结构示意图；

图7是图4和图5的单向透气阀的主视结构示意图；

图8是图7的单向透气阀沿A-A方向剖切后的剖面结构示意图；

图9是根据本发明另一个实施例的单向透气阀的分解结构示意图；

图10是图9中的单向透气阀沿轴向剖切后的剖面结构示意图。

附图标记说明：

1-二次电池；100-顶盖组件；200-壳体；300-电极组件；

10-顶盖板；11-第一通孔；12-第二通孔；

20-端子组件；21-极柱；211-延伸部；22-电连接板；23-密封件；24-隔离件；25-翻转片；251-弯曲部分；252-圆周边缘部分；253-凸出部分；

30-端子组件；31-极柱；32-电连接板；33-密封件；34-隔离件；40-防爆阀组件；

50-透气孔；

60-单向透气阀；61-下部壳体；611-进气口；612-第一环形凸部；613-气流通道；614-第二环形凸部；62-上部壳体；621-容纳空间；622-出气口；63-过滤部；64-弹性密封部；641-本体部；642-侧部；

70-单向透气阀；71-下部壳体；711-进气口；721-容纳空间；722-出气口；73-过滤部；74-弹性密封部；741-橡胶块；742-压紧块；743-弹簧；75-内壳；751-进气孔；752-环形凸缘；76-密封件；

80-下部绝缘件。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的单向透气阀的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的单向透气阀，安装于二次电池中，能够在二次电池的使用过程中，将二次电池内部缓慢产生的较少量气体排出至二次电池外部。由于单向透气阀只沿一个方向排气，因此，在实际应用过程中，在通过单向透气阀对二次电池内部泄压的同时，还能够避免二次电池内部电解液溢出而导致电极组件失效，同时避免外部的水汽进入二次电池内部，导致电池失效。因此能够提升二次电池的使用可靠性，增加其使用寿命。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图10根据本发明实施例的单向透气阀以及二次电池进行说明。

图1是根据本发明一个实施例的顶盖组件100的立体结构示意图；图2是安装有图1的顶盖组件100的二次电池1沿纵向剖切后的剖面结构示意图。在一个实施例中，二次电池1大体包括：顶盖组件100、壳体200、位于壳体200内部的电极组件300、绝缘防护层和接线板(图中未指示出)。

根据本发明的一个实施例，壳体200可由金属材料制成，诸如铝、铝合金或者镀镍钢。壳体200被形成为矩形的盒状，并具有开口，以通过开口连通其内部的容纳空间。

电极组件300可通过将第一极片、第二极片以及隔板一同堆叠或者卷绕而形成，其中，隔板是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。在本实施例中，示例性地以第一极片为负极片，第二极片为正极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片还可以为正极片，而第二极片为负极片。另外，正极片活性物质可被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质可被涂覆到负极片的涂覆区上。由负极片的涂覆区延伸出的部分则作为负极极耳，即第一极耳；由正极片的涂覆区延伸出的部分则作为正极极耳，即第二极耳。

顶盖组件100包括：顶盖板10、端子组件20、端子组件30、防爆阀组件40以及下部绝缘件80。

顶盖板10呈薄板状，并具有与壳体的开口相匹配的尺寸和形状，以便能够连接在壳体的开口处。顶盖板10采用金属材料制成，例如可以选择与壳体材料相同的金属材料。在本实施例中，顶盖板10上设置有第一通孔11以及第二通孔12(如图3所示)。在一个示例性实施例中，端子组件20和端子组件30分别对应地设置在顶盖板10的两个第一通孔11处。以通过两个第一通孔11实现与壳体200内部的电极组件300之间的电连接。第二通孔12设置在第一通孔11和防爆阀组件40之间，以便二次电池1内部产生的气体能够经由第二通孔12排放至顶盖板10的上方(相对于壳体200来说)。

防爆阀组件40可以采用现有结构，例如设置防爆片的方式。顶盖板10的大致中间位置设置有排气口，防爆片覆盖排气口，当由于过度充电、过度放电或电池过热而产生气体使二次电池1的内部压力过大时，示例性地，即当二次电池1内部产生的气压达到第三阈值时(可以根据实际需要设定该值)，防爆片可以被破坏，使得形成在二次电池1内部的气体可以通过排气口排放到外部，由此能够防止二次电池爆炸。

为了保持顶盖板10与壳体200内部的电极组件300以及接线板之间的绝缘状态，下部绝缘件80通常采用塑料材料制成，下部绝缘件80贴附于顶盖板10的朝向壳体200内部一侧，并具有与两个第一通孔11相对应的通孔，以便顶盖板10能够通过下部绝缘件80与壳体200内部的电极组件300保持隔离状态。

图3是图2的二次电池1中的A部分的局部结构放大示意图；图4是图2的二次电池1中的B部分的局部结构放大示意图。请一并参见图1至图4，根据本发明的示例性实施例，顶盖板10上设置有两个第一通孔11，即两个电极引出孔，分别用于供端子组件20和端子组件30各自中的电极端子将壳体200内部的电极组件300中的电能引出到二次电池1的外部。

在一个示例性实施例中，端子组件20大体包括第一电极端子、密封件23以及隔离件24；同样地，端子组件30大体包括第二电极端子、密封件33和隔离件34。另外，为了避免在压力升高时，二次电池1重复充放电发生起火和爆炸，在第一电极端子和第二电极端子之间还设置有翻转片25，并且翻转片25在二次电池1的内部压力超过第二阈值时(即超过基准压力)翻转并与第一电极端子电连接，以便能够及时将二次电池1的第一极片和第二极片短路。

由于翻转片25设置在端子组件20一侧，因此下面仅具体以端子组件20自身的结构及其在顶盖板10上的安装形式为例进行示例性地说明。并且，在没有特殊说明的情况下，示例性地以端子组件20为负极的端子组件，而端子组件30为正极的端子组件的方式进行说明。

根据本发明的一个实施例，第一电极端子通常包括三个部分：用于实现与二次电池1外部的部件(例如汇流排)电连接的外接线部分、用于实现与顶盖板10固定连接的连接部分以及用于在电池(即二次电池1)内部与壳体200内的电极组件300的第一极耳实现电连接的内接线部分。在本实施例中，具体地，第一电极端子包括极柱21和电连接板22，其中，极柱21包括作为与顶盖板10固定连接的连接部分的极柱本体和作为与第一极耳实现电连接的内接线部分的延伸部211，而电连接板22则作为与汇流排连接的外接线部分。

示例性地，在本实施例中，极柱本体可以为铜或者铜合金材质且为圆柱形结构，极柱本体的直径与第一通孔11的孔径相适应，而延伸部211则为与极柱本体连接的板体。电连接板22包括：连接部分以及接触部分，并且连接部分和接触部分呈板状并且被构成为台阶状的结构，即连接部分的厚度大于接触部分的厚度。连接部分的大致中心位置设置有通孔，并且通孔的孔径与极柱的极柱本体的直径相适应，并且极柱21的极柱本体从顶盖板10的面向二次电池1一侧经由第一通孔11朝向二次电池1的外部伸出，而延伸部211能够抵靠在顶盖板10的面向二次电池1一侧，从而对极柱21进行限位，而极柱21穿过电连接板22的通孔后与电连接板22铆接。

根据本发明的一个实施例，电连接板22的外周表面至少部分地被隔离件24包围，以通过隔离件24将电连接板22与顶盖板10绝缘地隔开。隔离件24为硬质塑胶件，示例性地，可以采用耐高温绝缘塑胶材料制成，例如隔离件24可以采用聚苯硫醚PPS、全氟烷氧基树脂PEA或聚丙烯PP中的一种或多种材料制成。具体地，隔离件24的主体呈板状，并且环绕该主体的边缘设置有环状凸缘，以在主体的一侧形成下沉部，隔离件24对应电连接板22的连接部分和接触部分分别具有第一隔离区域和第二隔离区域，并且第二隔离区域设置有挡板，挡板连接于环状凸缘的顶面，以通过该挡板和下沉部在隔离件24的第二隔离区域一侧形成容纳空间。隔离件24的主体具有分别与电极引出孔第一通孔11以及与第二通孔12的位置相对应的通孔。将电连接板22和隔离件24固定于顶盖板10后，连接部分位于隔离件24的第一隔离区域，而接触部分位于隔离件24的第二隔离区域。

电连接板22和隔离件24彼此固定后一同置于顶盖板10的背离二次电池1内部一侧，使隔离件24的主体部分被夹在电连接板22和顶盖板10之间。并且电连接板22和隔离件24的相应通孔与第一通孔11对正，而隔离件24的另一个通孔与顶盖板10的第二通孔12彼此对正，以使电连接板22的接触部分能够经由隔离件24的另一个通孔和第二通孔露出于壳体200内部。

当然，端子组件30的结构与端子组件20相似，端子组件30的第二电极端子也同样包括极柱31以及连接在极柱31与电池模组的汇流排之间的电连接板32，由于第二电极端子中的电连接板32的面积较小，所以夹设在电连接板32与顶盖板10之间的隔离件34的尺寸也较小，并且在本实施例中，端子组件30中的隔离件34并不是绝缘材料，因此极柱31和顶盖板10之间始终保持导电状态。

另外，为了保证第一通孔11的密封性，密封件23设置于极柱21和顶盖板10之间。密封件23包括轴向延伸部分和径向延伸部分，其中，轴向延伸部分夹设于顶盖板10和极柱本体之间，而径向延伸部分夹设于顶盖板10和延伸部211之间，由此密封件23分别与顶盖板10以及极柱21紧密接触，从而能够保证二次电池1的气密性。

根据本发明的一个实施例，翻转片25附接于顶盖板10，翻转片25具有薄膜式的弯曲部分251、圆周边缘部分252以及凸出部分253，其中，弯曲部分251被构成为朝向壳体200内部空间凸起的圆弧；圆周边缘部分252形成在弯曲部分251的外侧；凸出部分253从弯曲部分251的大致中心位置向壳体200外部凸出。顶盖板10上开设的第二通孔12具有沉台结构，由此可以通过翻转片25的圆周边缘部分252焊接连接在第二通孔12具的沉台处，从而将翻转片25电连接到顶盖板10。

因此，翻转片25连接在第二通孔12处能够经由隔离件24的通孔与电连接板22的接触部分相对且保持分离状态。同时，翻转片25的背离电连接板22一侧的表面露出于壳体200内部，从而壳体200内部产生的气体能够迅速流通至翻转片25的下表面。并且翻转片25被配置为，当壳体200内部的压力超过第二阈值时，翻转片25的弯曲部分251能够翻转并改变为朝向壳体200外部的方向弯曲，以与从隔离件24的通孔中露出的接触部分接触并电连接。

由此，当二次电池1的壳体200内部的压力升高时，翻转片25能够发生变形，使得其上的凸出部分253与电连接板22形成电连接，从而使第一电极端子(即极柱21和电连接板22)、翻转片25、顶盖板10以及第二电极端子(即极柱31和电连接板32)依次被接通，也就是说第一极片和第二极片被短路，并且通过电连接板22与翻转片25连接维持这种短路状态。而由于发生短路时，在第一极片和第二极片之间瞬间(或者基本上瞬间)会产生很大的电流，因此电极组件300被放电。另外，为了保证二次电池1能够正常使用，第二阈值小于上述的防爆阀组件40的第三阈值。

图5是图4中的单向透气阀60的立体结构示意图。由于上述实施例中所述的翻转片25只能在壳体200内部的气压超过第二阈值时翻转，即翻转片25在二次电池1过充的情况下才会翻转，因此在正常使用的过程中，二次电池1内部缓慢、较少量的产气并不会导致翻转片25发生翻转。因此为了将二次电池1内部产生的较少量的气体排出至外部，避免导致壳体200和电极组件300发生变形，并向外部鼓起，在二次电池1的顶盖组件100上还提供有能够实现单向排气，并阻止液体通过的单向透气阀60，并且单向透气阀60被配置为响应二次电池1内部的气压超过第一阈值时打开，而将壳体200内部的气体排出。

由此，在壳体200内部气压超过第一阈值时，二次电池1可以通过单向透气阀60向外界释放气体，以减少壳体200内部的气压。另外，为了保证二次电池1能够正常使用，在过充时翻转片25能够及时翻转，需要将第一阈值设定为小于上述的第二阈值，并且在二次电池1过充时，壳体200内部气压增大时，需要保证单向透气阀60的排气速度小于壳体200内部的产气速度，避免影响翻转片25的正常工作。

图1和图4所示，根据本发明的一个实施例，在顶盖板10上设置有透气孔50，单向透气阀60安装于透气孔50中。示例性地，透气孔50相对于防爆阀组件40设置在端子组件30的外侧，也就是说，透气孔50位于顶盖板10的靠近长度方向的边缘位置处，这样，壳体200内部的气体在经由单向透气阀60向外排气的过程中，由于气体会顺延壳体200内部靠近边缘的空间流动，所以能够对经由单向透气阀60排出的气体流量进行控制，同时远离端子组件20，避免影响端子组件20附近的翻转片25的翻转，从而进一步提高二次电池1的使用可靠性。另外，将单向透气阀60安装在靠近顶盖板10边缘的位置，还能够为电极组件300的极耳与壳体200内部的转接片的连接预留出足够的空间，从而能够进一步保证二次电池1的能量密度。

另外，在一个可选的实施例中，单向透气阀60可以被配置为其顶面不超出顶盖组件100的顶面，而且单向透气阀60的底面不超出顶盖组件100的底面，在本实施例中指的是不超出下部绝缘件80的底面(如图2所示)，也就是说，单向透气阀60可以埋设于顶盖组件100中。由此，避免单向透气阀60占用壳体200内部的空间，因此不会对二次电池1的能量密度造成影响。当然，本发明实施例对于透气孔50的设置位置并不进行限定，透气孔50还可以设置在顶盖板10的其他位置处。

图6是图4和图5的单向透气阀60的分解结构示意图；图7是图4和图5的单向透气阀60的主视结构示意图；图8是图7的单向透气阀60沿A-A方向剖切后的剖面结构示意图。请一并参见图4至图8，根据本发明的一个实施例，单向透气阀60包括：下部壳体61、上部壳体62、过滤部63以及弹性密封部64。

示例性地，为了单向透气阀60整体的气密性以及便于安装于顶盖组件100，单向透气阀60具有阀壳，阀壳由金属材料制成，阀壳包括下部壳体61和上部壳体62，下部壳体61和上部壳体62彼此连接围成容纳空间621。

具体地，下部壳体61呈大致的圆环状，下部壳体61由外向内分为三个环形部分，位于最外侧的圆环部分高度最低，而位于最内侧的环形部分的高度最高。也就是说，下部壳体61整体被构成为台阶型结构，包括基部以及凸出设置于基部的第二环形凸部614和凸出设置于第二环形凸部614的第一环形凸部612。下部壳体61中心的通孔则作为单向透气阀60的进气口611，以通过进气口611与二次电池1的壳体200内部连通。而第一环形凸部612朝向远离第二环形凸部614的方向延伸形成供气体流动的气流通道613。当然，本发明实施例对于进气口611的形状并不进行限定，进气口611可以是方形、圆形或者其他的形状。

当然在本实施例中下部壳体61呈圆环状，并被构成台阶状结构，但是在其他的实施例中，下部壳体61还可以为方环或者其他具有进气口611并能够与上部壳体62连接的结构。

上部壳体62为大致的盖状结构，在上部壳体62的顶壁开设有出气口622，而在远离出气口622的底部朝向下部壳体61敞开，形成圆形的敞口。上部壳体62通过圆形的敞口套装于下部壳体61的第二环形凸部614外，与下部壳体61围成容纳空间621，并且上部壳体62与下部壳体61的基部以及第二环形凸部614紧密贴合。例如，上部壳体62可以与下部壳体61的基部采用焊接的方式连接。由此，上部壳体62能够通过基部以及第二环形凸部614进行定位，从而上部壳体62与下部壳体61的第一环形凸部612分别沿径向以及轴向形成空隙，第一环形凸部612内部作为进气口611至环形间隙的气流通道。当然，本发明实施例对于上部壳体62的具体形状也不进行限定，在其他的实施例中上部壳体62还可以是方形或者其他形状的盖体。

另外，在一些其他的实施例中，下部壳体61和上部壳体62的形状还可以互换，也就是说，上部壳体62只是圆形的盖板，下部壳体61作为具有底壁和侧壁的结构，则下部壳体61的部分结构可以凸出于顶盖板10，此时，出气口622还可以设置于下部壳体61的从顶盖板10露出的部分。

根据本发明的一个示例性实施例，单向透气阀60安装于透气孔50中，并且单向透气阀60的上部壳体62的外周面与透气孔50的内表面紧密接触，而下部壳体61的环形的基部能够抵靠于顶盖板10的面向壳体200内部一侧的表面，以便在二次电池1的高度方向对单向透气阀60进行定位。当然，单向透气阀60可以采用焊接或者螺纹连接等方式固定于透气孔50中。当采用螺纹连接方式时，下部壳体61还包括环形的延伸部，延伸部围绕进气口611设置在远离上部壳体62的一侧，并且延伸部外周面具有与二次电池1壳体上设置的螺纹孔相匹配的螺纹结构。

根据本发明的示例性实施例，出气口622为设置在上部壳体62的顶壁的一字形开口，并且出气口622在上部壳体62顶壁沿径向贯通，而容纳空间621能够通过出气口622向外部排出气体。当然，出气口622的形状并不限于此，在其他的实施例中，出气口622还可以是设置于上部壳体62顶壁的能够与容纳空间621连通实现排气目的的其他形状的口部。例如，在其他的变形实施例中，进气口611还可以是设置在上部壳体62的顶壁的外周边缘处的切口，该切口可以沿上部壳体62的周向延伸一定的长度或者沿上部壳体62的径向延伸一定的长度。

根据本发明的实施例，过滤部63整体呈圆形的块状，并且具有气隙，以通过该气隙允许气体通过，而阻止液体通过。当然，在实际应用中，并不限定需要过滤部63百分之百阻止液体通过，过滤部63的气隙可以允许气体通过，但是气隙增加了液体的表面张力，因此能减少液体通过。根据本发明的示例性实施例，过滤部63可以由PP材料(polypropylene，聚丙烯)烧结而形成带有空隙的滤芯，即烧结滤芯，以在通过过滤部63覆盖进气口611后，能够允许气体经由进气口611进入容纳空间621中，而防止液体经由进气口611进入容纳空间621中。

具体地，过滤部63安装于下部壳体61，并覆盖下部壳体61的进气口611。具体地，在本实施例中，过滤部63与进气口611的轮廓相适应，因此，过滤部63安置于进气口611中，将进气口611覆盖。当然，对于过滤部63在进气口611中的具体安装方式，本发明的实施例并不进行限定，例如过滤部63可以采用过盈配合或者粘接的方式安装于下部壳体61。另外，在一些可替换的实施例中，过滤部63还可以整体呈薄片状，即，过滤部63还可以采用纳米钢片制成，以使过滤部63能够最大限度地允许气体通过同时阻止液体通过。

此外，在本实施例中，过滤部63位于进气口611中，但是本发明的实施例并不限于此。在其他的变形实施例中，过滤部63还可以贴附连接于下部壳体61的远离上部壳体62一侧的端面，则此时同样能够通过过滤部63覆盖进气口611，实现允许气体经由进气口611进入容纳空间621，而液体经由进气口611进入容纳空间621的目的。当然，在一些实施例中，还可以在过滤部63和下部壳体61之间设置密封件，以通过密封件提升进气口611处的密封效果，从而保证二次电池1的密封性。

根据本发明的示例性实施例，弹性密封部64为橡胶盖帽，橡胶盖帽设置于容纳空间621中，并位于过滤部63与上部壳体62之间。在本实施例中，橡胶盖帽需要与下部壳体61的第一环形凸部612套接配合，通过橡胶盖帽与第一环形凸部612接触，密封进气口611。并且橡胶盖帽被配置为响应进气口611的气压超过第一阈值时变形，以将进气口611和出气口622连通。

具体地，橡胶盖帽为橡胶材质，包括本体部641和连接于本体部641的环形的侧部642。橡胶盖帽套装于第一环形凸部612的自由端部，并且侧部642与第一环形凸部612的外周面接触，而本体部641则与第一环形凸部612的自由端的端面接触，以使橡胶盖帽能够与第一环形凸部612紧密贴合。由于进气口611与壳体200内部连通，所以壳体200内部的气体能够经由进气口611进入气流通道613中，所以当壳体200内部的气压超过第一阈值时，则气流通道613中的气体的压力随之升高。而在气体的压力所用下，橡胶盖帽能够发生形变，从而在本体部641和第一环形凸部612以及侧部642和第一环形凸部612之间形成连通的间隙，进而连通气流通道613和容纳空间621，即允许壳体200内部的气体经由进气口611进入容纳空间621中，最终经由出气口622排出至外部。

根据本发明的一个可选的实施例，橡胶盖帽的本体部641的顶端面与上部壳体62的顶壁的内表面接触，而侧部642的外周面与上部壳体62的内周面之间形成间隙。因此，当二次电池1内部的气压超过第一阈值时，橡胶盖帽能够在气压的作用下发生形变，此时，本体部641则与第一环形凸部612的端部之间形成间隙，同时在橡胶盖帽的侧部642则与第一环形凸部612的外壁面之间形成间隙，气体则经由气流通道613进入到容纳空间621中，进而能够经由出气口622排出至外部。由此一来，不但能够保证进入容纳空间621中的气体能顺利地经由出气口622排出，同时还能够通过上部壳体62的顶壁对橡胶盖帽进行限位，提升橡胶盖帽与第一环形凸部612之间的接合力，避免橡胶盖帽发生形变的过程中脱离第一环形凸部612。

而当二次电池1内部的气压恢复至正常值时，橡胶盖帽则立刻恢复至初始位置，与下部壳体61的第一环形凸部612紧密接合，将进气口611密封住，避免外部的气体经由单向透气阀60进入至壳体200内部。另外，在其他可替换的实施例中，橡胶盖帽还可以被替换为其他橡胶材质制成的块状结构，抵靠在上部壳体62的顶壁和第一环形凸部612端部之间。

由此，本发明实施的单向透气阀60，能够通过过滤部63阻止液体通过进气口611进入气流通道613中，而允许气体通过进气口611进入气流通道613中，从而能够将二次电池1内部缓慢产生的较少量的气体及时经由出气口622排出至二次电池1的外部，实现重复对二次电池1内部泄压的目的。可以有效避免二次电池1内部的电极组件300发生鼓起、变形等问题。因此，能够为进一步提升二次电池1的能量密度提供有利条件。

同时，由于橡胶盖帽设置于容纳空间621中，并且位于过滤部63和上部壳体62之间，因此能够防止电解液进入气流通道613中，导致气流通道613中聚集过多的电解液，而后续从壳体200内部进入气流通道613内的气体需要先通过在气流通道613中聚集的电解液才能够进一步作用于橡胶盖帽，进而造成后续进入单向透气阀60内的气体需要在更高的气压条件下才能使橡胶盖帽脱离与进气口611的密封状态，经由出气口622排出。所以，本发明实施例的单向透气阀60安装于二次电池1后，在使用的过程中，能够避免由于电解液进入单向透气阀60中，而造成单向透气阀60的动作压力逐渐高于设定的气压值，而无法将二次电池1内部的气体排出，造成二次电池1的电极组件300鼓起的问题。

图9是根据本发明另一个实施例的单向透气阀70的分解结构示意图；图10是图9中的单向透气阀70沿轴向剖切后的剖面结构示意图。在上述实施例中，弹性密封部64为橡胶盖帽，以通过橡胶盖帽在无需排气时将进气口611密封，而在壳体200内部的气压超过第一阈值时，使橡胶盖帽脱离与进气口611的密封状态，从而使进气口611和出气口622连通，实现排气的目的。但是本发明的实施例并不限于此，在其他的实施例中，弹性密封部64还可以为其他能够在壳体200内部的气压达到第一阈值时发生形变，而脱离与进气口611密封状态的其他结构，示例性地，如图9和图10所示，在本实施例中，弹性密封部74通过弹簧提供密封进气口711的压紧力。

在本实施例中，示例性地，单向透气阀70包括：下部壳体71、上部壳体、过滤部73、弹性密封部74、内壳75以及密封件76。另外，为了便于理解，在本实施例中，与上述实施例中相同的部件使用相同的标号，并且对于详细说明的部件将不会再次加以赘述。在本实施例中，为了安装单向透气阀70，顶盖组件100的下部绝缘件80朝向壳体200内部方向设置有环形的延伸部，从而在下部绝缘件80的面向顶盖板10一侧形成能够容纳单向透气阀70的柱形空间，柱形空间下部敞开(即背离顶盖板10的一侧)。

具体地，单向透气阀70的阀壳同样包括下部壳体71和上部壳体，但是，在本实施例中，示例性地，由二次电池1的顶盖板10充当单向透气阀70的上部壳体，下部壳体71包括底壁和环形的侧壁，在侧壁的远离底壁一端沿径向向外延伸形成环形凸缘，并且进气口711设置在下部壳体71的底部，以通过进气口711与壳体200内部连通。下部壳体71由其设置有环形凸缘的端部扣合于顶盖板10，并与顶盖板10的面向壳体200内部的表面之间围成容纳空间721。而环形凸缘则被压紧在顶盖板10和下部绝缘件80之间，从而能够在二次电池1的高度方向对单向透气阀70进行定位。出气口722直接开设于顶盖板10上，并与容纳空间721连通，当然本发明实施例对于出气口722的具体形状不进行限定，例如出气口722可以是圆形开口、方形开口或者一字形开口等。

本实施例中的过滤部73材料以及形状与上述实施例中的单向透气阀60的过滤部63相同，不同的是，在本实施例中，过滤部73位于容纳空间721内部并覆盖进气口711。另外在过滤部73和下部壳体71之间夹设有密封件76，以通过密封件76密封进气口711。而容纳空间721内部还设置有内壳75，内壳75为套筒，其内表面沿周向形成环形凸缘752，环形凸缘752的中空部分则形成进气孔751。由此，当将内壳75安装于容纳空间721中时，位于内壳75中的环形凸缘752能够抵靠在过滤部73的背离进气口711的端面，从而能够将过滤部73和密封件76一同压紧于下部壳体71，使过滤部73能够稳固地覆盖于进气口711，避免过滤部73在气体压力作用下发生移动，从而能够进一步提升单向透气阀70的可靠性。

根据本发明的示例性实施例，弹性密封部74包括橡胶块741、压紧块742以及弹簧743。橡胶块741贴合于环形凸缘752的远离进气口711的一侧，而弹簧743则抵靠于橡胶块741和顶盖板10的面向壳体200内部的表面之间，以通过弹簧743为橡胶块741提供预设推力，通过提供预设推力，使橡胶块741在正常情况下能够贴合于内壳75的环形凸缘752；而当壳体200内部的气压超过第一阈值时，橡胶块741则能够克服弹簧743的推力脱离环形凸缘752，使进气口711经由容纳空间721与出气口722连通，从而实现二次电池1的泄压目的。

另外，为了保证橡胶块741移动的灵活性，同时避免橡胶块741发生歪斜现象，橡胶块741和弹簧743之间还夹设有压紧块742，压紧块742采用金属材料制成。由此，便可以通过压紧块742为橡胶块741提供防护作用，避免橡胶块741长期受到推力作用而被损坏。

由于本实施例中的单向透气阀70与上述实施例中的单向透气阀60的有益效果相同，因此不再加以赘述。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种二次电池的顶盖组件100，包括：顶盖板10和上述任一实施例中的单向透气阀，单向透气阀的进气口与二次电池1的内部连通，以实现对二次电池1进行泄压的目的。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种二次电池1，包括：壳体200、电极组件300和、顶盖组件100以及上述任一实施例中的单向透气阀。壳体200具有开口；电极组件300，容纳在壳体200中，包括第一极片、第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔板；顶盖组件100，覆盖壳体200的开口，以将电极组件300封闭在壳体200中；单向透气阀安装于顶盖组件100，或者，单向透气阀安装于壳体。

由此，在实际的实施过程中，上述实施例中的单向透气阀60或者单向透气阀70能够安装在顶盖组件100处，或者安装在壳体200处，而将单向透气阀60或者单向透气阀70安装在壳体200，同样能够实现将二次电池1内部产生的较少量气体排出至外部，从而实现泄压的目的，避免二次电池1的电极组件300发生鼓起、变形的问题。同时，还增加了单向透气阀60或单向透气阀70的灵活使用性。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

Claims (10)

1.一种二次电池的顶盖组件，其特征在于，包括：

顶盖板；

第一电极端子，与所述顶盖板绝缘；

第二电极端子，与所述顶盖板电连接；以及，

翻转片，附接于所述顶盖板，并且所述翻转片被构造为响应所述二次电池内部的压力超过第二阈值时翻转，以将所述第一电极端子与所述第二电极端子电连接；

所述顶盖板还包括防爆片，所述顶盖板具有排气口，所述防爆片覆盖所述排气口，并且所述防爆片被配置为响应所述二次电池内部的压力超过第三阈值而破裂，所述第二阈值小于所述第三阈值；以及

单向透气阀，包括：

下部壳体，具有进气口，所述进气口用于与所述二次电池的内部连通；

上部壳体，与所述下部壳体连接并围成容纳空间，并且所述上部壳体和所述下部壳体中的至少一者具有出气口，所述容纳空间通过所述出气口与外部连通；

过滤部，覆盖所述进气口，所述过滤部具有气隙，所述气隙能够允许气体通过；

弹性密封部，设置于所述容纳空间并位于所述过滤部和所述上部壳体之间，所述弹性密封部与所述下部壳体接触以密封所述进气口，并且所述弹性密封部被配置为响应所述进气口的气压超过第一阈值时脱离与所述进气口的密封状态，以连通所述进气口和所述出气口，所述第一阈值小于所述第二阈值；

所述弹性密封部包括弹簧和橡胶块，所述弹簧抵靠在所述橡胶块和所述上部壳体之间，以将所述橡胶块压紧于所述下部壳体，并密封所述进气口。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述过滤部采用过盈配合的方式或者采用粘接的方式固定于所述下部壳体的进气口内。

3.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述过滤部为烧结滤芯。

4.一种二次电池的顶盖组件，其特征在于，包括：

顶盖板；

第一电极端子，与所述顶盖板绝缘；

第二电极端子，与所述顶盖板电连接；以及，

翻转片，附接于所述顶盖板，并且所述翻转片被构造为响应所述二次电池内部的压力超过第二阈值时翻转，以将所述第一电极端子与所述第二电极端子电连接；

所述顶盖板还包括防爆片，所述顶盖板具有排气口，所述防爆片覆盖所述排气口，并且所述防爆片被配置为响应所述二次电池内部的压力超过第三阈值而破裂，所述第二阈值小于所述第三阈值；以及

单向透气阀，包括上部壳体、下部壳体、过滤部以及弹性密封部：

所述下部壳体具有进气口和第一环形凸部，所述进气口用于与所述二次电池的内部连通，所述第一环形凸部围绕所述进气口并朝靠近所述上部壳体的方向延伸；

所述上部壳体与所述下部壳体连接并围成容纳空间，并且所述上部壳体和所述下部壳体中的至少一者具有出气口，所述容纳空间通过所述出气口与外部连通；

所述过滤部覆盖所述进气口，所述过滤部具有气隙，所述气隙能够允许气体通过；

所述弹性密封部设置于所述容纳空间并位于所述过滤部和所述上部壳体之间，所述弹性密封部与所述下部壳体接触以密封所述进气口，并且所述弹性密封部被配置为响应所述进气口的气压超过第一阈值时脱离与所述进气口的密封状态，以连通所述进气口和所述出气口，所述第一阈值小于所述第二阈值；

所述弹性密封部为橡胶盖帽，所述橡胶盖帽套设于所述第一环形凸部，并且所述橡胶盖帽被配置为响应所述进气口的气压超过所述第一阈值时变形，以连通所述进气口和所述出气口。

5.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述橡胶盖帽包括本体部和与所述本体部连接的侧部，所述本体部与所述第一环形凸部的顶端面接触，所述侧部与所述第一环形凸部的外周面接触。

6.根据权利要求5所述的顶盖组件，其特征在于，所述本体部的顶端面与所述上部壳体的顶壁的内表面接触，并且所述侧部的外周面与所述上部壳体的内周表面之间形成间隙。

7.如权利要求6所述的顶盖组件，其特征在于，所述下部壳体在面向所述上部壳体一侧还设置有环绕于所述第一环形凸部的第二环形凸部，所述上部壳体罩设于所述第二环形凸部外，并且所述上部壳体通过所述第二环形凸部与所述侧部的外周面之间形成所述间隙。

8.根据权利要求1或4所述的顶盖组件，其特征在于，所述出气口为设置在所述上部壳体的顶壁的外周边缘处的切口；或者，所述出气口为设置在所述上部壳体的顶壁的一字形开口。

9.根据权利要求1或4所述的顶盖组件，其特征在于，还包括密封件，所述密封件围绕所述进气口设置在所述过滤部与所述下部壳体之间。

10.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体，具有开口；

电极组件，容纳在所述壳体中，包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔板；

如权利要求1至9任一项所述的顶盖组件，覆盖所述壳体的开口，以将所述电极组件封闭在所述壳体中。

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