CN117199697A - 泄压组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种泄压组件、电池单体、电池以及用电装置，泄压组件包括主体部、泄压机构以及保护构件，泄压机构设置于主体部。保护构件设置于泄压机构的面向电池单体的电极组件的一侧并连接于主体部。本申请实施例中通过在泄压机构朝向电极组件的一侧增设保护构件，使得保护构件能够遮挡泄压机构的部分结构，并能够与电解液反应，从而减小泄压机构出现腐蚀穿孔的风险，提高泄压机构的可靠性以及使用寿命。

Description

泄压组件、电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种泄压组件、电池单体、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，如何提高电池单体的安全性，是电池技术中一个重要的研究方向。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种泄压组件、电池单体、电池以及用电装置，能够降低泄压机构发生电化学腐蚀的风险。

第一方面，本申请实施例提供了一种泄压组件，包括主体部、泄压机构以及保护构件，泄压机构设置于主体部。保护构件设置于泄压机构的面向电池单体的电极组件的一侧并连接于主体部或主体部。

在上述方案中，通过在泄压机构朝向电极组件的一侧增设保护构件，使得保护构件能够遮挡泄压机构的部分结构，并能够与电解液反应，从而减小泄压机构出现腐蚀穿孔的风险，提高泄压机构的可靠性以及使用寿命。

在一些实施例中，保护构件的比表面积大于泄压机构的比表面面积。

在上述方案中，保护构件具有更大的比表面积，其更容易与电解液中的锂离子发生反应，以减少泄压机构周围的锂离子，从而降低泄压机构因与锂离子反应而腐蚀的风险，提高泄压机构的可靠性以及使用寿命。

在一些实施例中，保护构件设有通道，通道将保护构件背离电极组件的空间与保护构件面向电极组件的空间连通。

在上述方案中，当电极组件热失控并释放出高温高压物质时，高温高压物质可以经由通道作用在泄压机构上，以使泄压机构能够及时致动。本实施例通过在保护构件开设通道，可以增大保护构件的比表面积，从而使保护构件比泄压机构更容易与锂离子反应。

在一些实施例中，通道设置为多个。

在上述方案中，多个通道在保护构件上错位分布，多个通道的设置能够提高保护构件两侧空间的导通性，从而令电池单体内的气体可以更容易地达到泄压机构所在位置处。当电池单体内部的压力或温度达到预定阈值时，高温高压气体能够更快地到达泄压机构位置处，从而令泄压机构能够更快地响应致动，进一步提高电池单体的安全性。

在一些实施例中，保护构件包括安装部和防护部，防护部设有通道，安装部环绕在防护部的外侧并连接于泄压机构或主体部。

在上述方案中，通过安装部实现防护部与主体部之间的固定，确保防护构件与主体部两者连接可靠。同时防护部上设置有通孔，可以减小保护构件的质量，从而在一定程度上提高保护构件的比表面积，在减小质量的同时，确保对泄压机构的保护效果。

在一些实施例中，防护部为网状结构。

在上述方案中，网状结构的设计能够进一步提高保护构件的比表面积，使得电解液更容易与保护构件反应，从而增强保护构件对泄压机构的保护作用。

在一些实施例中，安装部焊接于泄压机构。

在上述方案中，安装部通过焊接方式安装在泄压机构上。示例性地，在电池单体制备过程中，先分别制备完成保护构件和泄压机构，然后将保护构件中的安装部焊接在泄压机构上，最后将泄压机构焊接固定在主体部上，从而实现保护构件与主体部之间的固定。

在一些实施例中，安装部与泄压机构一体形成。

在上述方案中，安装部与泄压机构制备一体。示例性地，安装部与泄压机构采用相同材质制成，首先制备形成一板状结构，然后将板状结构中间位置中的部分材料挖除，以形成减薄部。减薄部所对应的位置即为泄压机构所在位置处，其他位置则为安装部。最后将防护部通过焊接等方式固定在安装部的内壁，从而实现保护构件与主体部之间的固定。

在一些实施例中，保护构件的电阻小于泄压机构的电阻。

在上述方案中，保护构件的电阻小于泄压机构的电阻，使得保护构件相对于泄压机构更容易与电解液发生反应，电化学腐蚀反应能够优先在保护构件处进行，从而提高保护构件对泄压机构的保护效果，提高泄压机构的使用寿命。

在一些实施例中，主体部设有泄压孔，泄压孔沿主体部的厚度方向贯穿主体部。泄压机构用于封闭泄压孔，保护构件的至少部分容纳于泄压孔内。

在上述方案中，泄压机构通过泄压孔连接于主体部，并且保护构件的至少部分位于泄压孔内，泄压孔可以起到容纳保护构件的作用，减小保护构件对电池单体内部空间的占用，间接提高电极组件的尺寸，提高电池单体的容量。

在一些实施例中，保护构件连接于泄压孔的孔壁。

在上述方案中，保护构件可以与主体部直接连接，从而提高保护构件的稳定性。

在一些实施例中，泄压孔包括相互连通的第一子孔和第二子孔，第二子孔位于第一子孔靠近电极组件的一侧，第一子孔的孔径大于第二子孔的孔径。泄压机构位于第一子孔内，保护构件位于第二子孔内。

在上述方案中，第一子孔和第二子孔能够对泄压机构和保护构件的相对位置实现定位，从而确保主体部、泄压机构以及保护构件三者之间的相对位置确定。

在一些实施例中，泄压孔包括相互连通的第三子孔和第四子孔，第四子孔位于第三子孔靠近电极组件的一侧，第四子孔的孔径大于第三子孔的孔径，泄压机构与保护构件均位于第四子孔内。

在上述方案中，由于第四子孔的孔径大于第三子孔的孔径，泄压机构与保护构件均位于第四子孔内。因此第三子孔能够对泄压机构以及保护构件起到限位效果，避免在电池单体使用过程中，泄压机构与保护构件由于晃动等因素脱离泄压孔，提高连接可靠性。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括外壳以及电极组件，外壳包括前述任一实施方式中的泄压组件，电极组件容纳于外壳内。

在一些实施例中，外壳包括壳体和端盖，壳体具有开口，端盖用于盖合开口，泄压组件的主体部为端盖或壳体的壳壁。

本申请实施例中的泄压组件可以安装在外壳的不同位置，能够满足不同电池单体的结构布局要求，具有较强通用性。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括前述任一实施方式中的电池单体。

第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括前述任一实施方式中的电池单体，电池单体用于提供电能。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电池的爆炸结构示意图；

图3是图2所示的电池模块的结构示意图；

图4是本申请实施例提供一种电池单体的爆炸结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种泄压组件的结构示意图；

图6是图5中A-A的剖面结构示意图；

图7是图5所示的泄压组件的又一视角示意图；

图8是图5中所示区域Q的结构放大图；

图9是本申请实施例提供的又一种泄压组件的剖面结构示意图；

图10是图9中所示区域P的结构放大图；

图11是本申请实施例提供的又一种电池单体的爆炸结构示意图。

附图中：

1000、车辆；

100、电池；200、控制器；300、马达；400、箱体；41、第一箱体部；42、第二箱体部；43、容纳部；500、电池模块；

10、电池单体；11、外壳；111、壳体；112、端盖；12、电极组件；

20、泄压组件；21、主体部；211、泄压孔；2111、第一子孔；2112、第二子孔；2113、第三子孔；2114、第四子孔；22、泄压机构；23、保护构件；231、通道；232、安装部；233、防护部；

X、第一方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文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；本文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。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，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液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负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，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，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。隔膜的材质可以为聚丙烯(Polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)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。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性。

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。

泄压机构是指在电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。该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。电池单体的内部压力即为外壳内部的压力。

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部破裂，从而形成可供内部压力泄放的开口或通道。薄弱部可以是通过设置刻痕、凹槽或强度较小材料等方式形成。

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。

发明人发现，在电池单体的循环过程中，泄压机构可能会在电池单体的内部压力未达到阈值时提前致动或发生失效。基于该问题，发明人对电池单体的结构和使用环境进行了分析和研究。发明人发现，在电池单体的使用过程中，电解液可能会与泄压机构接触，引发泄压机构被腐蚀的风险。具体地，在循环过程中，如果出现了泄压机构与负极的压差较小的情况(例如当泄压机构与负极极片因意外导通时)，泄压机构易形成腐蚀的集中点，出现腐蚀。泄压机构被腐蚀后，可能会在电池单体的内部压力未达到阈值时提前致动，造成电解液泄露，引发安全风险，并导致电池单体提前失效。严重时，泄压机构上可能会出现腐蚀穿孔问题，最终导致电解液泄露，影响电池的正常使用并引发安全隐患。特别地，当泄压机构位于电池单体的底部时，其更容易被电解液腐蚀。

基于申请人发现的上述问题，本申请提供了一种泄压组件，泄压机构朝向电极组件的一侧增设了保护构件，通过保护构件保护泄压机构，以减小电池单体中的电解液对泄压机构的腐蚀。

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，用电装置例如是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，其中，航天器例如是飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具例如包括固定式或移动式的电动玩具，具体例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具例如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，具体例如，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。

本申请实施例描述的电池单体不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种车辆1000的简易示意图。车辆1000可以为燃油汽车、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。车辆1000的内部可以设置电池100，具体例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200例如用来控制电池为马达300的供电。电池可以用于车辆1000的启动、导航等，当然，电池100也可以用于驱动车辆1000行驶，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动。

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100包括箱体400和电池单体(图2未示出)，电池单体容纳于箱体400内。

箱体400用于容纳电池单体，箱体400可以是多种结构。在一些实施例中，箱体400可以包括第一箱体部41和第二箱体部42，第一箱体部41与第二箱体部42相互盖合，第一箱体部41和第二箱体部42共同限定出用于容纳电池单体的容纳部43。第二箱体部42可以是一端开口的空心结构，第一箱体部41为板状结构，第一箱体部41盖合于第二箱体部42的开口侧，以形成具有容纳部43的箱体400；第一箱体部41和第二箱体部42也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部41的开口侧盖合于第二箱体部42的开口侧，以形成具有容纳部43的箱体400。当然，第一箱体部41和第二箱体部42可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

为提高第一箱体部41与第二箱体部42连接后的密封性，第一箱体部41与第二箱体部42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41盖合于第二箱体部42的顶部，第一箱体部41亦可称之为上箱盖，第二箱体部42亦可称之为下箱体。

在电池100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400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500，多个电池模块500再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体400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10为多个，多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块500。多个电池模块500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500中的多个电池单体10通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块500中的多个电池单体10的并联或串联或混联。

请参照图4，图4为本申请实施例提供的一种电池单体10的爆炸图，电池单体包括外壳11和电极组件12，电极组件12容纳于外壳11内。

电极组件12为电池单体10实现充放电功能的核心部件，其包括正极极片、负极极片和隔离件，正极极片和负极极片的极性相反，隔离件用于将正极极片和负极极片绝缘隔离。电极组件12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。

外壳11为空心结构，其内部形成用于容纳电极组件12和电解液的容纳腔。外壳11可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。外壳11的形状可根据电极组件12的具体形状来确定。比如，若电极组件12为圆柱体结构，则可选用为圆柱体外壳；若电极组件12为长方体结构，则可选用长方体外壳。

在一些实施例中，外壳11包括壳体111和端盖112。

端盖112与壳体111密封连接，以形成用于容纳电极组件12和电解液的密封空间。在一些示例中，壳体111的一端具有开口，端盖112设置为一个并盖合于壳体111的开口。在另一些示例中，壳体111相对的两端均具有开口，端盖112设置为两个，两个端盖112分别盖合于壳体111的两个开口。

不限地，端盖112的形状可以与壳体111的形状相适应以配合壳体111。可选地，端盖112可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖112在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体10能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。

壳体111可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体111的形状可以根据电极组件12的具体形状和尺寸大小来确定。壳体111的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。

在一些实施例中，端盖112上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件12电连接，以用于输出或输入电池单体10的电能。

在一些实施例中，外壳11上设有泄压组件20，泄压组件20包括泄压机构。当电极组件12发生热失控时，壳体111内部失控产生的高温气体可以到达泄压机构位置处，泄压机构在冲击力的作用下被顶开，高温气体从而能够得到及时释放，确保电池单体的后续使用。需要说明的是，泄压组件20可以设置于端盖112上，也可以设置于壳体111上，本申请实施例对此不作限制。

以下结合附图对泄压组件20的具体结构进行详细阐述。

请参阅图4至图6，本申请实施例提供一种泄压组件20，包括主体部21、泄压机构22以及保护构件23，泄压机构22设置于主体部21。保护构件23设置于泄压机构22面对电池单体的电极组件12的一侧，并连接于泄压机构22或主体部21。

主体部21可用于承载泄压机构22，主体部21可以是外壳的一部分。示例性地，主体部21可以是壳体的壳壁，也可以是端盖。

泄压机构22连接于主体部21，泄压机构22与主体部21可以通过多种方式连接，例如：粘接、焊接以及过盈配合连接等。可替代地，泄压机构22和主体部21也可以是一体成型结构。

保护构件23连接于主体部21或泄压机构22。示例性地，保护构件23电连接于主体部21。在此说明的是，电连接是指电荷能够在保护构件23和主体部21之间传导，并不要求保护构件23和主体部21上有电荷。

保护构件23设置于泄压机构22面对电池单体的电极组件12的一侧，用于保护泄压机构22，以减小电解液对泄压机构22的腐蚀。具体地，保护构件23可以遮挡泄压机构22的一部分，从而在电池单体震动时减少溅射到泄压机构22上的电解液，降低泄压机构22受到的腐蚀的风险。

如果泄压机构22和保护构件23长期浸入电解液，那么保护构件23可与电解液中的锂离子反应，以减少泄压机构22周围的锂离子，从而降低泄压机构22因与锂离子反应而腐蚀的风险，提高安全性。示例性地，对于泄压机构22设置在电池单体的底部的方案，泄压机构22以及保护构件23长期与电解液接触；当泄压组件与负极的电压差小于预设值时(例如，当主体部21与负极片短路时)，泄压机构22和保护构件23可能会与电解液中的锂离子反应，从而出现腐蚀现象。保护构件23可与电解液中的锂离子反应，以减少泄压机构22周围的锂离子，从而降低泄压机构22因与锂离子反应而腐蚀的风险，提高泄压机构22的可靠性以及使用寿命。

需要说明的时，“预设值”可根据泄压机构22以及保护构件23的材料决定。

本申请实施例通过在泄压机构22朝向电极组件12的一侧增设保护构件23，使得保护构件23能够遮挡泄压机构22的部分结构，并能够与电解液反应，从而减小泄压机构22出现腐蚀穿孔的风险，提高泄压机构22的可靠性以及使用寿命。

在一些实施例中，保护构件23的比表面积大于泄压机构22的比表面面积。

比表面积是指单位质量物料所具有的总面积，保护构件23的比表面积大于泄压机构22的比表面积，即单位质量的保护构件23相比于单位质量的泄压机构22具有更大的面积。而面积越大通常意味着越容易与电解液发生接触，从而更容易发生电化学腐蚀现象。因此保护构件23的比表面积大，则表明保护构件23能够在较小的质量条件下，具有更大的表面积，一方面更容易与电解液接触并反应，另一方面降低了保护构件23的整体质量，对电池的能量密度影响较小。

在本申请实施例中，保护构件23具有更大的比表面积，其更容易与电解液中的锂离子发生反应，以减少泄压机构22周围的锂离子，从而降低泄压机构22因与锂离子反应而腐蚀的风险，提高泄压机构22的可靠性以及使用寿命。

在一些实施例中，请参阅4至图7，保护构件23设有通道231，通道231将保护构件23背离电极组件12的空间与保护构件23面向电极组件12的空间连通。

当电极组件热失控并释放出高温高压物质时，高温高压物质可以经由通道231作用在泄压机构22上，以使泄压机构22能够及时致动。本实施例通过在保护构件23开设通道，可以增大保护构件23的比表面积，从而使保护构件23比泄压机构22更容易与锂离子反应。

可选地，泄压机构22沿第一方向X位于电极组件12的一侧，通道231沿第一方向X贯穿保护构件23设置。

在一些实施例中，如图6和图7所示，通道231设置为多个。多个通道231可增大保护构件23的比表面积。

本申请实施例中的保护构件23可以具有多种结构形式，示例性地，保护构件23可以包括如下结构中的一者：单层网状结构、海绵形结构、蜂窝形结构及奶酪形结构。这些结构均能够包括多个通道231，并能够通过增加通道231的数量，增大保护构件23的比表面积。

多个通道231在保护构件23上错位分布，多个通道231的设置能够提高保护构件23两侧空间的导通性，从而令电池单体内的气体可以更容易地达到泄压机构22所在位置处。当电池单体内部的压力或温度达到预定阈值时，高温高压气体能够更快地到达泄压机构22位置处，从而令泄压机构22能够更快地响应致动，进一步提高电池单体的安全性。

在一些可选实施例中，保护构件23包括多个金属条，多个金属条横纵交错排布，从而形成多个通道231。这种设计令多个金属条能够并联连接，减小保护构件23所对应的电阻值，使得保护构件23能够具有更强的离子选择性，保护构件23能够更容易与电解液反应，从而进一步提高保护构件23对泄压机构22的保护作用。

在一些实施例中，请参阅图6至图8，保护构件23包括安装部232和防护部233，防护部233设有通道231，安装部232环绕在防护部233的外侧并连接于泄压机构22或主体部21。

防护部233主要用于保护泄压机构22，安装部232用于将防护部233与主体部21固定。安装部232既可以通过直接连接于主体部21，实现防护部233与主体部21的固定，也可以连接于泄压机构22，实现防护部233与主体部21的固定。

安装部232为环状结构围绕防护部233外周设置，安装部232与防护部233之间可以通过焊接或粘接等方式固定一体，也可以采用可拆卸连接实现固定，本申请实施例对此不作限制。可替代地，安装部232和防护部233也可以是一体形成结构。

本申请实施例通过安装部232实现防护部233与主体部21之间的固定，确保防护构件与主体部21两者连接可靠。同时防护部233上设置有通孔，可以减小保护构件23的质量，从而在一定程度上提高保护构件23的比表面积，在减小质量的同时，确保对泄压机构22的保护效果。

在一些实施例中，防护部233为网状结构。

防护部233可以为单层网状结构，也可以为多种金属条横纵卷绕形成的立体网状结构，本申请实施例对此不作限制。网状结构的设计能够进一步提高保护构件23的比表面积，使得电解液更容易与保护构件23反应，从而增强保护构件23对泄压机构22的保护作用。

在一些实施例中，安装部232焊接于泄压机构22。

在本申请实施例中，安装部232通过焊接方式安装在泄压机构22上。示例性地，在电池单体制备过程中，先分别制备完成保护构件23和泄压机构22，然后将保护构件23中的安装部232焊接在泄压机构22上，最后将泄压机构22焊接固定在主体部21上，从而实现保护构件23与主体部21之间的固定。

在一些实施例中，安装部232与泄压机构22一体形成。

在本申请实施例中，安装部232与泄压机构22制备一体。示例性地，安装部232与泄压机构22采用相同材质制成，首先制备形成一板状结构，然后将板状结构中间位置中的部分材料挖除，以形成减薄部。减薄部所对应的位置即为泄压机构22所在位置处，其他位置则为安装部232。最后将防护部233通过焊接等方式固定在安装部232的内壁，将泄压机构22焊接固定在主体部21上，从而实现保护构件23与主体部21之间的固定。

在上述两种实施方式中，通过焊接或一体制备等方式实现保护构件23与泄压机构22之间的固定，保证两者之间连接可靠，避免两者因电池单体的晃动等因素发生位置偏移，影响电池单体的泄压可靠性。

在一些实施例中，保护构件23的电阻小于泄压机构22的电阻。

由于保护构件23自身电阻比泄压机构22更小，因此保护构件23相较于泄压机构22具有更强的离子选择性，从而令保护构件23相对于泄压机构22更容易与电解液发生反应，使得电化学腐蚀反应能够优先在保护构件23处进行。

在一些可选实施例中，保护构件23可以采用比泄压机构22电阻率更小的材料制备形成，示例性地，保护构件23由金属铜制成，泄压机构22由金属铝制成。在另一些可选实施例中，保护构件23内部可以采用并联连接等方式，减小保护构件23的整体电阻值。

本申请实施例令保护构件23的电阻小于泄压机构22的电阻，使得保护构件23相对于泄压机构22更容易与电解液发生反应，电化学腐蚀反应能够优先在保护构件23处进行，从而提高保护构件23对泄压机构22的保护效果，提高泄压机构22的使用寿命。

在一些实施例中，如图6至图8所示，主体部21设有泄压孔211，泄压孔211沿主体部21的厚度方向贯穿主体部21。泄压机构22用于封闭泄压孔211，保护构件23的至少部分容纳于泄压孔211内。

泄压孔211沿厚度方向贯穿主体部21，示例性地，厚度方向平行于第一方向X。泄压机构22可以设置在泄压孔211的外部，也可以容纳于泄压孔211内。示例性地，泄压机构22可以部分容纳于泄压孔211，也可以整体容纳于泄压孔211。同理，保护构件23可以部分容纳于泄压孔211内，也可以整体容纳于泄压孔211内。

在本申请实施例中，保护构件23的至少部分位于泄压孔211内，泄压孔211可以起到容纳保护构件23的作用，减小保护构件23对电池单体内部空间的占用，间接提高电极组件12的尺寸，提高电池单体的能量密度。

可选地，保护构件23全部位于泄压孔211内。

在一些实施例中，保护构件23连接于泄压孔211的孔壁。保护构件23可以与主体部21直接连接，从而提高保护构件23的稳定性。

可选地，保护构件23与泄压机构22均连接于泄压孔211的孔壁。

由于保护构件23与泄压机构22均连接于泄压孔211的孔壁，因此本申请实施例中保护构件23与泄压机构22可以采用相同方式与主体部21实现连接，在电池单体制备过程中，保护构件23与泄压机构22的固定可以设置为相邻的两个步骤，并采用相同方法与孔壁实现连接，从而简化制备流程。

在一些实施例中，如图4和图8所示，泄压孔211包括相互连通的第一子孔2111和第二子孔2112，第二子孔2112位于第一子孔2111靠近电极组件12的一侧，第一子孔2111的孔径大于第二子孔2112的孔径。泄压机构22位于第一子孔2111内，保护构件23位于第二子孔2112内。

本申请实施例中提到的“孔径”指的是，第一子孔2111和第二子孔2112截面尺寸下的最大长度。需要说明的是，第一子孔2111和第二子孔2112不限于圆孔结构，也可以为方形孔或其他结构。当第一子孔2111和第二子孔2112为圆形孔时，孔径即表示第一子孔2111和第二子孔2112的对应直径尺寸。当第一子孔2111和第二子孔2112为方形孔时，孔径即表示第一子孔2111和第二子孔2112的对应斜边尺寸。同理，对于其他形状的第一子孔2111和第二子孔2112，本申请实施例不再赘述。

由于泄压机构22位于第一子孔2111内，保护构件23位于第二子孔2112内，并且第一子孔2111的孔径大于第二子孔2112的孔径。因此在制备过程中泄压机构22和保护构件23需要分别从主体部21的两侧安装至泄压孔211中。同时在本申请实施例中，第一子孔2111和第二子孔2112能够对泄压机构22和保护构件23的相对位置实现定位，从而确保主体部21、泄压机构22以及保护构件23三者之间的相对位置确定。

在一些实施例中，请参阅图4、图9和图10，泄压孔211包括相互连通的第三子孔2113和第四子孔2114，第四子孔2114位于第三子孔2113靠近电极组件12的一侧，第四子孔2114的孔径大于第三子孔2113的孔径，泄压机构22与保护构件23均位于第四子孔2114内。

本申请实施例中提到的“孔径”指的是，第三子孔2113和第四子孔2114截面尺寸下的最大长度。需要说明的是，第三子孔2113和第四子孔2114不限于圆孔结构，也可以为方形孔或其他结构。当第三子孔2113和第四子孔2114为圆形孔时，孔径即表示第三子孔2113和第四子孔2114的对应直径尺寸。当第三子孔2113和第四子孔2114为方形孔时，孔径即表示第三子孔2113和第四子孔2114的对应斜边尺寸。同理，对于其他形状的第三子孔2113和第四子孔2114，本申请实施例不再赘述。

在本申请实施例中，由于第四子孔2114的孔径大于第三子孔2113的孔径，泄压机构22与保护构件23均位于第四子孔2114内。因此第三子孔2113能够对泄压机构22以及保护构件23起到限位效果，避免在电池单体使用过程中，泄压机构22与保护构件23由于晃动等因素脱离泄压孔211，提高连接可靠性。

第二方面，如图4所示，本申请实施例提供了一种电池单体，包括外壳11以及电极组件12，外壳11包括前述任一实施方式中的泄压组件20，电极组件12容纳于外壳11内。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池单体具有前述任一实施方式中泄压组件20的有益效果，对于泄压组件20的具体描述请参照上文内容，本申请实施例对此不再赘述。

在一些实施例中，如图4和图11所示，外壳11包括壳体111和端盖112，壳体111具有开口，端盖112用于盖合开口，泄压组件20的主体部为端盖112或壳体111的壳壁。

本申请实施例中的泄压组件20可以安装在外壳11的不同位置，能够满足不同电池单体的结构布局要求，具有较强通用性。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括前述任一实施方式中的电池单体。

第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括前述任一实施方式中的电池单体，电池单体用于提供电能。

根据本申请的一些实施例，请参阅图4、图7以及图10，泄压组件20包括主体部21、泄压机构22以及保护构件23。主体部21为电池单体的端盖。主体部21设置有泄压孔211，泄压孔211包括相互连通的第三子孔2113和第四子孔2114，第四子孔2114位于第三子孔2113靠近电极组件12的一侧，第四子孔2114的孔径大于第三子孔2113的孔径。

泄压机构22容纳于第四子孔2114并连接于主体部21，以封闭泄压孔211。保护构件23位于泄压机构22的面向电极组件12的一侧。保护构件23包括安装部232和防护部233，安装部232环绕在防护部233的外侧并连接于泄压机构22，防护部233为网状结构并形成多个通道231。防护部233连接于第四子孔2114的孔壁。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (16)

1.一种泄压组件，用于电池单体，其特征在于，包括：

主体部；

泄压机构，设置于所述主体部；以及

保护构件，设置于所述泄压机构面向所述电池单体的电极组件的一侧，并连接于所述泄压机构或所述主体部。

2.根据权利要求1所述的泄压组件，其特征在于，所述保护构件的比表面积大于所述泄压机构的比表面积。

3.根据权利要求2所述的泄压组件，其特征在于，所述保护构件设有通道，所述通道将所述保护构件背离所述电极组件的空间与所述保护构件面向所述电极组件的空间连通。

4.根据权利要求3所述的泄压组件，其特征在于，所述通道设置为多个。

5.根据权利要求3所述的泄压组件，其特征在于，所述保护构件包括安装部和防护部，所述防护部设有所述通道，所述安装部环绕在所述防护部的外侧并连接于所述泄压机构或所述主体部。

6.根据权利要求5所述的泄压组件，其特征在于，所述防护部为网状结构。

7.根据权利要求5所述的泄压组件，其特征在于，所述安装部焊接于所述泄压机构，或者所述安装部与所述泄压机构一体形成。

8.根据权利要求1所述的泄压组件，其特征在于，所述保护构件的电阻小于所述泄压机构的电阻。

9.根据权利要求1所述的泄压组件，其特征在于，所述主体部设有泄压孔，所述泄压孔沿所述主体部的厚度方向贯通所述主体部；

所述泄压机构用于封闭所述泄压孔，所述保护构件的至少部分容纳于所述泄压孔内。

10.根据权利要求9所述的泄压组件，其特征在于，所述保护构件连接于所述泄压孔的孔壁。

11.根据权利要求9所述的泄压组件，其特征在于，所述泄压孔包括相互连通的第一子孔和第二子孔，所述第二子孔位于所述第一子孔靠近所述电极组件的一侧，所述第一子孔的孔径大于所述第二子孔的孔径；

所述泄压机构位于所述第一子孔内，所述保护构件位于所述第二子孔内。

12.根据权利要求9所述的泄压组件，其特征在于，所述泄压孔包括相互连通的第三子孔和第四子孔，所述第四子孔位于所述第三子孔靠近所述电极组件的一侧，所述第四子孔的孔径大于所述第三子孔的孔径；

所述泄压机构与所述保护构件均位于所述第四子孔内。

13.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，包括权利要求1-12任一项所述的泄压组件；以及

电极组件，容纳于所述外壳内。

14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体具有开口，所述端盖用于盖合开口；

所述泄压组件的主体部为所述端盖或所述壳体的壳壁。

15.一种电池，其特征在于，其特征在于，包括如权利要求13或14所述的电池单体。

16.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求13或14所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。