CN220963654U - 端盖组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备，端盖组件包括端盖、排气阀和密封件。端盖具有排气孔。排气阀封堵于排气孔，排气阀被配置为响应温度的增加而变形，以脱离封堵排气孔的状态；密封件设置于排气阀和端盖之间，且环绕排气孔设置，密封件用于密封排气阀和端盖之间的缝隙；其中，端盖具有面向排气阀的第一表面，第一表面设置有用于容置密封件的凹槽，凹槽环绕排气孔设置，第一表面包括位于凹槽的内侧的第一区域和位于凹槽的外侧的第二区域，第二区域凸出于第一区域。该端盖组件能够有效提高电池单体的可靠性。

Description

端盖组件、电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备。

背景技术

随着新能源技术的发展，电池的应用越来越广泛，电池具有较高的能量密度、较高的安全性、长使用寿命以及对社会环境的绿色环保性，已经被广泛应用于乘用车、商用车、电动自行车、重卡、储能设施、换电站、工程制造、智能器械等方面，同时也推动通信端、医疗器械、能源开发等方面技术开发及研究。

在电池技术中，如何提高电池单体的可靠性是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备，能够有效提高电池单体的可靠性。

第一方面，本申请实施例提供一种端盖组件，端盖组件包括端盖、排气阀和密封件：端盖具有排气孔；排气阀封堵于所述排气孔，所述排气阀被配置为响应温度的增加而变形，以脱离封堵所述排气孔的状态；密封件设置于所述排气阀和所述端盖之间，且环绕所述排气孔设置，所述密封件用于密封所述排气阀和所述端盖之间的缝隙；其中，所述端盖具有面向所述排气阀的第一表面，所述第一表面设置有用于容置所述密封件的凹槽，所述凹槽环绕所述排气孔设置，所述第一表面包括位于所述凹槽的内侧的第一区域和位于所述凹槽的外侧的第二区域，所述第二区域凸出于所述第一区域。

上述技术方案中，一方面，排气阀被配置为响应温度的增加而变形，以脱离封堵排气孔的状态。排气阀对温度的敏感性高，在电池单体内部的温度升高时，排气阀变形，排气阀脱离封堵排气孔的状态，电池单体内的气体能够从排气孔排出，并带走一部分压力和温度，从而缓解电池单体的热失控速度，提高电池单体的可靠性。另一方面，第二区域凸出于第一区域，金属片能够设置于第二区域，金属片相对第二区域不容易悬空，即使在第一表面不平整的情况下，金属片相对第二区域也不容易悬空。这样，在压环的压力下，密封件具有足够的压缩量，因而能够提高金属片与端盖之间的密封性，提高电池单体的可靠性。同时能够降低对第一表面的精度需求，能够降低端盖的制备难度。

在一些实施例中，所述排气阀包括相互连接的金属片和固定件，所述金属片封堵于所述排气孔，所述密封件设置于所述金属片和所述端盖之间，所述固定件被配置为响应温度的增加而变形，以使所述金属片脱离封堵所述排气孔的状态;沿所述端盖的厚度方向，所述金属片与所述第一区域之间形成有间隙，所述金属片与所述第二区域接触。

上述技术方案中，排气阀包括金属片和固定件，金属片封堵于排气孔，固定件将金属片固定，固定件被配置为响应温度的增加而变形，从而实现金属片脱离封堵排气孔的状态，实现排气阀对排气孔的释放，排气阀结构简单。

在一些实施例中，所述端盖组件还包括压环，压环固定于所述端盖，所述压环压接于所述固定件，以使所述排气阀固定于所述端盖。

上述技术方案中，压环固定于端盖，并且压环压接于固定件，从而将排气阀固定于端盖，压环能够稳定排气阀的位置，降低电池单体未失控时排气阀发生位移导致排气阀与端盖之间密封失效的风险。

在一些实施例中，所述密封件的横截面为圆形，所述密封件的横截面的直径为φ₁，所述凹槽的横截面轮廓为圆弧，所述圆弧的直径为φ₂，满足，φ₁＜φ₂≤1.3φ₁。

上述技术方案中，φ₁＜φ₂，相比密封件的横截面，凹槽不会太小，方便密封圈装配进凹槽。φ₂≤1.3φ₁，相比密封件的横截面，凹槽不会太大，密封件与凹槽之间的缝隙较小，能够减小密封件在凹槽内的窜动，提高密封效果。因此，φ₂＜φ₁≤1.3φ₂，既方便密封件装配进凹槽，又能够提高密封效果。

在一些实施例中，所述密封件的横截面为圆形，所述密封件的横截面的直径为φ₁，沿所述端盖的厚度方向，所述第二区域与所述凹槽的最低点之间的高度差为K，满足，0.45φ₁≤K≤0.95φ₁。

上述技术方案中，0.45φ₁≤K，密封件安装后，密封件的压缩量不会过大，能够降低密封件变形损坏导致密封失效的风险。K≤0.95φ₁，密封件安装后，密封件在压环的间接作用下具有足够的压缩量，从而有效密封端盖与排气阀之间的缝隙。因此，0.45φ₁≤K≤0.95φ₁，能够兼顾密封件的密封可靠性与使用寿命。

在一些实施例中，0.6φ₁≤K≤0.9φ₁。

上述技术方案中，0.6φ₁≤K，能够进一步降低密封件变形损坏导致密封失效的风险。K≤0.9φ₁，能够进一步提高密封件的密封效果。0.6φ₁≤K≤0.9φ₁，能够进一步兼顾密封件的密封可靠性与使用寿命。

在一些实施例中，沿所述端盖的厚度方向，所述第一区域与所述凹槽的最低点之间的高度差为P，满足，P＞0。

上述技术方案中，P＞0能够限制密封件往凹槽的内侧移动，降低密封性往凹槽的内侧移动导致端盖与排气阀之间密封失效的风险。

第二方面，本申请实施例提供一种电池单体，电池单体包括第一方面任一实施例提供的端盖组件。

在一些实施例中，所述电池单体还包括壳体和泄压机构，壳体具有开口，所述端盖盖合于所述开口；泄压机构设置于所述壳体或所述端盖。

在一些实施例中，所述排气孔的横截面积为S₁，所述泄压机构的面积S₂，满足，0.05≤S₁/S₂≤0.4。

上述技术方案中，0.05≤S₁/S₂，相比泄压机构，排气孔不会过小，从而排气孔具有较好的排气效果，能够缓解电池单体的热失控速度，从而提高电池单体的可靠性；S₁/S₂≤0.4，相比泄压机构，排气孔不会过大，这样排气阀所需的尺寸不会过大，能够降低排气阀的成本，从而降低电池单体的制备成本；因此，0.05≤S₁/S₂≤0.4，能够兼顾电池单体的可靠性和制备成本。

在一些实施例中，5mm²≤S₁≤600mm²，100mm²≤S₂≤1500mm²。上述技术方案中，对于排气孔而言，5mm²≤S₁，排气孔不会过小，从而排气孔具有较好的排气效果，能够缓解电池单体的热失控速度，从而提高电池单体的可靠性；S₁≤600mm²，排气孔不会过大，这样排气阀所需的尺寸不会过大，能够降低排气阀的成本，从而降低电池单体的制备成本；因此，5mm²≤S₁≤600mm²，能够兼顾电池单体的可靠性和制备成本。对于泄压而言，100mm²≤S₂，泄压机构不会太小，从而具有较好的泄压效果，能够及时泄放电池单体的内部压力，从而提高电池单体的可靠性；S₂≤1500mm²，泄压机构不会太大，能够减小泄压机构的用料，节省成本；因此，100mm²≤S₂≤1500mm²，能够兼顾电池单体的可靠性和制备成本。

第三方面，本申请实施例提供一种电池，电池包括第二方面任意实施例提供的电池单体。

第四方面，本申请实施例提供一种用电设备，用电设备包括第二方面任意实施例提供的电池单体或第三方面实施例提供的电池，所述电池单体或所述电池用于为所述用电设备供电能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的分解示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的分解示意图；

图4为本申请一些实施例的端盖组件的结构示意图；

图5为本申请一些实施例的端盖组件的分解示意图；

图6为图4沿A-A的局部剖视图；

图7为图6中端盖的局部结构示意图；

图8为本申请一些实施例的密封件与端盖的配合示意图；

图9为本申请一些实施例的固定件的结构示意图；

图10为本申请又一些实施例的端盖组件的局部剖视图；

图11为本申请一些实施例的外壳与泄压机构的结构示意图；

图12为本申请另一些实施例的外壳与泄压机构的结构示意图。

图标：

1000-车辆；200-马达；300-控制器；100-电池；10-电池单体；11-壳体；12-端盖组件；121-端盖；1211-排气孔；1212-第一表面；1212a-第一区域；1212b-第二区域；1213-凹槽；1214-注液孔；122-排气阀；1221-金属片；1222-固定件；12221-第一部分；122211-第三表面；12222-第二部分；123-压环；1231-第二表面；124-密封件；125-绝缘件；1251-避让孔；13-电极组件；14-电极端子；15-泄压机构；20-箱体；21-第一子箱体；22-第二子箱体；23-容纳空间；Z-厚度方向。

各附图未按实际比例绘制。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本申请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；本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请中提及“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。

在本申请的描述中，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”、“附接”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，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

本申请中术语“或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在两种关系，例如，A或B，可以表示：单独存在A，单独存在B这两种情况。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个）。

本申请中，电池单体可以包括但不限于锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等。电池单体包括但不限于圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电池单体一般按封装的方式包括柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体等。

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，金属离子（例如锂离子）在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离膜设置在正极和负极之间，可以起到防止正极片和负极片短路的作用，同时可以使活性离子通过。

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，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材）上而形成。

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。

负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、炭精电极、碳、镍或钛等。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。隔离膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）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模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以降低液体或其他异物对电池单体的充电或放电的影响。

在一些实施例中，电池可以为电池模块，电池单体有多个时，多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。

在一些实施例中，电池可以为电池包，电池包包括箱体和电池单体，电池单体或电池模块容纳于箱体中。

在一些实施例中，可以首先将多个电池单体(cell)先整合为至少一个电池模组(module)，然后将电池模组安装于箱体中，形成电池包(pack)形态。在该实施方式中，电池模组之间还可以设置有横梁等辅助结构件，以提高电池模组在箱体中的安装稳定性。

在一些实施例中，箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如，箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分，或者，箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。

在一些实施例中，电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。

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，还需要考虑电池的可靠性。

在电池单体存在缺陷或电池单体设计存在缺陷时，电池单体会出现热失控现象，导致电池单体的内部压力急剧升高，因此在电池单体的壳体上设置有压力控制型的泄压机构，例如，防爆阀、防爆片等，以在电池单体热失控时且内部达到一定压力时泄放压力，从而缓解热失控蔓延。这种泄压机构响应速度慢，在电池单体内部温度升高的情况下，存在还来不及释放压力，电池单体就爆炸的风险。

为此，相关技术中，在电池单体的端盖上设置了排气孔并通过温敏型的排气阀控制排气孔，排气孔与排气阀之间通过密封件密封。但受到加工工艺的限制，端盖的表面的平整度有限，排气阀的安装面平整度低，会出现安装面的中部高于安装面的边缘的现象，这会导致排气阀的边缘相对安装面悬空，密封件的压缩量不足，端盖与排气阀之间的密封失效，导致电池单体可靠性降低。

鉴于此，为了改善电池单体的可靠性，本申请提供一种端盖组件，该端盖组件包括端盖、排气阀和密封件，端盖具有排气孔，排气阀封堵于排气孔，排气阀被配置为响应温度的增加而变形以脱落封堵排气孔的状态，密封件密封于端盖和排气阀之间，排气阀的安装面设置有凹槽，安装面包括位于凹槽的内侧的第一区域和位于凹槽的外侧的第二区域，第二区域凸出于第一区域。

另一方面，第二区域凸出于第一区域，金属片能够设置于第二区域，金属片相对第二区域不容易悬空，即使在第一表面不平整的情况下，金属片相对第二区域也不容易悬空，这样，在压环的压力下，密封件具有足够的压缩量，因而能够提高金属片与端盖之间的密封性，提高电池单体的可靠性，同时能够降低对第一表面的精度需求，能够降低端盖的制备难度。

本申请实施例公开的技术方案适用于但不限于电池以及使用电池的用电设备。

用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，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，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等等。

以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆1000为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例的车辆1000的结构示意图，车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。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300和马达200，控制器300用来控制电池100为马达200供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

在一些实施例中，请参照图2，图2为本申请一些实施例的电池100的分解示意图，电池100包括多个电池单体10。多个电池单体10之间可串联或并联或混联。其中，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。

在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件（图未示出），多个电池单体10之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体10的串联或并联或混联。

汇流部件可以是金属导体，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。

在一些实施例中，电池100还可以包括箱体20，箱体20用于容纳电池单体10。箱体20可以包括第一子箱体21和第二子箱体22，第一子箱体21与第二子箱体22相互盖合，以限定出用于容纳电池单体10的容纳空间23。当然，第一子箱体21与第二子箱体22的连接处可通过密封元件（图未示出）来实现密封，密封元件可以是密封圈、密封胶等。

其中，第一子箱体21和第二子箱体22可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一子箱体21可以是一侧开放的空心结构，第二子箱体22也可以是一侧开放的空心结构，第二子箱体22的开放侧盖合于第一子箱体21的开放侧，则形成具有容纳空间23的箱体20。当然，也可以是第一子箱体21为一侧开放的空心结构，第二子箱体22为板状结构，第二子箱体22盖合于第一子箱体21的开放侧，则形成具有容纳空间23的箱体20。

请参照图3，图3为本申请一些实施例的电池单体10的分解示意图，电池单体10可以包括壳体11、电极组件13和端盖组件12。

壳体11是用于容纳电极组件13的部件，壳体11可以是一端形成开口的空心结构，壳体11也可以是两端开口的空心结构。壳体11的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。壳体11可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。示例性的，在图3中，壳体11为长方体。

端盖组件12可以包括端盖121、电极端子14和其他功能性部件。

端盖121是盖合于壳体11的开口以将电池单体10的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖121盖合于壳体11的开口，端盖121与壳体11共同限定出用于容纳电极组件13、电解液以及其他功能性部件的密封空间。端盖121的形状可以与壳体11的形状相适配，比如，壳体11为长方体结构，端盖121为与壳体11相适配的矩形板状结构，再如，壳体11为圆柱体结构，端盖121为与壳体11相适配的圆形板状结构。端盖121的材质也可以是多种，示例性的，端盖121可以是金属材质，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。端盖121的材质与壳体11的材质可以相同，也可以不同。

在电池单体10中，端盖121可以是一个，也可以是两个。若壳体11为一端形成开口的空心结构，端盖121则对应设置一个；若壳体11为两端形成开口的空心结构，端盖121则对应设置两个，两个端盖121分别盖合于壳体11的两个开口。示例性地，在图3中，壳体11是单侧开口的空心结构，端盖121设置有一个。

在电池单体10中，电极组件13可以设置一个或者多个，示例性地，在图3中，电极组件13设置有两个。

参照图3，在一些实施例中，端盖121上还可以设置注液孔1214，从而方便向电池单体10内注入电解液。

参照图3，在一些实施例中，电池单体10还可以包括泄压机构15，泄压机构15用于在电池单体10内部的压力达到阈值时泄放电池单体10内部的压力。泄压机构15可以设置于壳体11，泄压机构15也可以设置于端盖121。示例性地，在图3中，泄压机构15设置于壳体11的与端盖121相对的壁部，当端盖121设置于电池单体10的顶部时，壳体11的与端盖121相对的壁部为壳体11的底部，此时泄压机构15设置于壳体11的底壁。

该阈值根据设计需求的不同而不同。阈值可能取决于电池单体10中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构15可以采用诸如防爆阀、防爆片、泄压阀等形式，并可以具体采用压敏元件或构造，即，当电池单体10的内部压力达到预定阈值时，泄压机构15执行动作或者泄压机构15中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可供内部压力泄放的开口或通道。

本申请实施例提供一种端盖组件12，其能够提高电池单体10的可靠性，下面结合附图对端盖组件12的具体结构进行详细描述。

图4为本申请一些实施例的端盖组件12的结构示意图；图5为本申请一些实施例的端盖组件12的分解示意图；图6为图4沿A-A的局部剖视图；图7为图6中端盖121的局部结构示意图。

参照图4、图5、图6和图7，在一些实施例中，本申请实施例提供一种端盖组件12，端盖组件12包括端盖121、排气阀122和密封件124。端盖121具有排气孔1211。排气阀122封堵于排气孔1211，排气阀122被配置为响应温度的增加而变形，以脱离封堵排气孔1211的状态；密封件124设置于排气阀122和端盖121之间，且环绕排气孔1211设置，密封件124用于密封排气阀122和端盖121之间的缝隙；其中，端盖121具有面向排气阀122的第一表面1212，第一表面1212设置有用于容置密封件124的凹槽1213，凹槽1213环绕排气孔1211设置，第一表面1212包括位于凹槽1213的内侧的第一区域1212a和位于凹槽1213的外侧的第二区域1212b，第二区域1212b凸出于第一区域1212a。

端盖121具有排气孔1211，排气孔1211是贯穿端盖121以使端盖121内外连通的通孔。排气孔1211被封堵时，端盖121内外不连通，从而将端盖121的内外隔离。排气孔1211被释放后，端盖121内外连通，电池单体10内的气体可以从排气孔1211排出。

排气阀122是用于封堵或释放排气孔1211的部件。需要说明的是，电池单体10未热失控时，排气阀122需要封堵排气孔1211，这要求排气阀122具有良好的密封性。而电池单体10热失控时，排气阀122需要及时释放排气孔1211，这要求排气阀122能够即使响应。

排气阀122被配置为响应温度的增加而变形，以脱离封堵排气孔1211的状态，是指排气阀122随着温度的升高而软化或者塑性变形，即，排气阀122对温度敏感，排气阀122受热后能够变形。可以是排气阀122部分变形，也可以是排气阀122全部变形。

具体而言，电池单体10未热失控时，排气阀122未变形，排气阀122能够稳定地封堵排气孔1211；而电池单体10热失控时，排气阀122变形，导致排气阀122相对排气孔1211产生位移，排气孔1211被部分释放或者完全释放。

密封件124是在端盖121与排气阀122之间起到密封作用的部件，密封件124的材质包括但不限于橡胶、硅胶等。可选地，密封件124为o形密封圈。

端盖121具有面向排气阀122的第一表面1212，第一表面1212即排气阀122的安装面。第一表面1212设置有用于容纳密封件124的凹槽1213，凹槽1213为环形槽，凹槽1213的横截面构造为矩形、弧形等。

第一表面1212包括位于凹槽1213的内侧的第一区域1212a和位于凹槽1213的外侧的第二区域1212b，凹槽1213的内侧是指靠近排气孔1211中心线的区域，凹槽1213的外侧是指远离排气孔1211中心线的区域。可理解地，沿排气孔1211的径向，相比第二区域1212b，第一区域1212a更靠近排气孔1211的中心。

沿端盖121的厚度方向Z，第二区域1212b比第一区域1212a高，即，第一表面1212呈现外高中低的形态，排气阀122接触第二区域1212b，第一区域1212a与排气阀122间隙设置。

本实施例中，一方面，排气阀122被配置为响应温度的增加而变形，以脱离封堵排气孔1211的状态。排气阀122对温度的敏感性高，在电池单体10内部的温度升高时，排气阀122变形，排气阀122脱离封堵排气孔1211的状态，电池单体10内的气体能够从排气孔1211排出，并带走一部分压力和温度，从而缓解电池单体10的热失控速度。

另一方面，第二区域1212b凸出于第一区域1212a，金属片1221能够设置于第二区域1212b，金属片1221相对第二区域1212b不容易悬空，即使在第一表面1212不平整的情况下，金属片1221相对第二区域1212b也不容易悬空，这样，在压环123的压力下，密封件124具有足够的压缩量，因而能够提高金属片1221与端盖121之间的密封性，提高电池单体10的可靠性，同时能够降低对第一表面1212的精度需求，能够降低端盖121的制备难度。

关于排气阀122的结构可以是多种多样的，在一些实施例中，排气阀122也整个采用聚乙烯材料制备，此时，电池单体10热失控时，排气阀122整体发生变形。

参照图5和图6，在另一些实施例中，排气阀122包括相互连接的金属片1221和固定件1222，金属片1221封堵于排气孔1211，密封件124设置于金属片1221和端盖121之间，固定件1222被配置为响应温度的增加而变形，以使金属片1221脱离封堵排气孔1211的状态;沿端盖121的厚度方向Z，金属片1221与第一区域1212a之间形成有间隙，金属片1221与第二区域1212b接触。

排气阀122包括相互连接的金属片1221和固定件1222，金属片1221与固定件1222分体制备成型，金属片1221和固定件1222的材料不同。

固定件1222是用于固定金属片1221的部件，在固定件1222的作用下金属片1221的位置被固定，从而金属片1221能够稳定地封堵于排气孔1211。

固定件1222被配置为响应温度的增加而变形，是指固定件1222随着温度的升高而软化或者塑性变形，即，固定件1222对温度敏感，固定件1222受热后能够变形。因此，固定件1222可以选用强度低，随着温度的增加能够变形的材料。

具体而言，电池单体10未热失控时，固定件1222未变形，固定件1222能够固定金属片1221，在固定件1222的作用下，金属片1221能够稳定地封堵排气孔1211；而电池单体10热失控时，固定件1222变形，固定件1222对金属片1221的固定作为减弱，导致金属片1221相对排气孔1211产生位移，排气孔1211被部分释放或者完全释放。

固定件1222被配置为响应温度的增加而变形，以使金属片1221脱离封堵排气孔1211的状态，即，固定件1222变形后，固定件1222对金属片1221的固定作为减弱，导致金属片1221相对排气孔1211产生位移，排气孔1211被部分释放或者完全释放。

应理解，固定件1222自身具有固定的熔点，在温度低于熔点时，固定件1222不会变形，由于电池单体10化学体系不同或电池单体10的尺寸不同，电池单体10内部的温度是不同的，其对固定件1222的熔点要求也不同，因此，可以根据需要选用不同的材料制备固定件1222以获得所需熔点的固定件1222。其中，固定件1222的材质包括但不限于聚乙烯、聚丙烯等。

由于金属片1221会接触电池单体10内的气体或液体，这要求金属片1221具有良好的防渗透性能和结构强度。因此，金属片1221可以采用强度高、防渗透性能好且不易变形的材料。金属片1221的材质包括但不限于铝、钢、镍及其合金。可选地，金属片1221的材质为铝，这样的金属片1221质量轻，防渗透性能好。

本实施例中，排气阀122包括金属片1221和固定件1222，金属片1221封堵于排气孔1211，固定件1222将金属片1221固定，固定件1222被配置为响应温度的增加而变形，从而实现金属片1221脱离封堵排气孔1211的状态，实现排气阀122对排气孔1211的释放，排气阀122结构简单，方便制备。

参照图5和图6，在一些实施例中，端盖组件12还包括压环123，压环123固定于端盖121，压环123压接于固定件1222，以使排气阀122固定于端盖121。

压环123是压接于固定件1222，以使排气阀122固定于端盖121的部件。压接是指压环123将固定件1222压住，从而间接压住金属片1221，压环123与固定件1222之间没有物理连接结构。若固定件1222变形，压环123对固定件1222的压力会减弱或失效，此时固定件1222会脱离被压环123压住的状态，导致金属片1221释放排气孔1211。其中，压环123为环状结构，沿端盖121的厚度方向Z观察，压环123压接于排气阀122的边缘，压环123的内环暴露出排气阀122的中部。

压环123固定于端盖121，压环123与端盖121可以焊接。可以理解的是，压环123与端盖121为分体结构，压环123与端盖121分体制备。好处在于，方便先安装排气阀122，再通过压环123将排气阀122固定，最后将压环123焊接于端盖121。方便了端盖组件12的装配。

本实施例中，压环123固定于端盖121，并且压环123压接于固定件1222，从而将排气阀122固定于端盖121，压环123能够稳定排气阀122的位置，降低电池单体10未失控时排气阀122发生位移导致排气阀122与端盖121之间密封失效的风险。

当然，也可以不设置压环123，在其他实施例中，可以设置压片，压片固定于端盖121，压片压接于固定件1222。

当然，也可以不设置压环123或者压片，例如，固定件1222被配置为与端盖121过盈配合，从而将排气阀122固定于端盖121。在电池单体10热失控时，固定件1222变形，固定件1222与端盖121的过盈配合失效，因而能够使金属片1221脱离封堵排气孔1211的状态。

图8为本申请一些实施例的密封件124与端盖121的配合示意图。

参照图8，在一些实施例中，密封件124的横截面为圆形，密封件124的横截面的直径为φ₁，凹槽1213的横截面轮廓为圆弧，圆弧的直径为φ₂，满足，φ₁＜φ₂≤1.3φ₁。

其中，在图8中，圆弧用虚线示出。

密封件124的横截面为圆形，是指密封件124未被压缩状态下的横截面为圆形，可以理解的是，当密封件124装配于排气阀122与端盖121之间时，密封件124会被压缩变形，此时密封件124的形状不是圆形。

圆弧的直径φ₂可以为密封件124的横截面的直径φ₁的1.1倍、1.13倍、1.15倍、1、2倍、1.25倍、1.3倍等。

本实施例中，φ₁＜φ₂，相比密封件124的横截面，凹槽1213不会太小，方便密封圈装配进凹槽1213。φ₂≤1.3φ₁，相比密封件124的横截面，凹槽1213不会太大，密封件124与凹槽1213之间的缝隙较小，能够减小密封件124在凹槽1213内的窜动，提高密封效果。因此，φ₂＜φ₁≤1.3φ₂，既方便密封件124装配进凹槽1213，又能够提高密封效果。

继续参照图8，在一些实施例中，密封件124的横截面为圆形，密封件124的横截面的直径为φ₁，沿端盖121的厚度方向Z，第二区域1212b与凹槽1213的最低点之间的高度差为K，满足，0.45φ₁≤K≤0.95φ₁。

凹槽1213的最低点是指沿端盖121的厚度方向Z，凹槽1213的最低点是凹槽1213的槽深最深的位置。

示例性地，K可以是φ₁的0.45倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、0.95倍等。

需要说明的是，密封件124压缩不足会导致端盖121与排气阀122之间的密封失效，密封件124压缩过量会导致密封件124变形损坏，这要求既要满足密封件124能够被压缩，又要满足密封件124不能压缩过量。由于排气阀122设置于第二区域1212b，密封件124容纳于凹槽1213，因此，第二区域1212b与凹槽1213的最低点之间形成的高度差K与密封件124的横截面的比值关系能够影响密封件124的压缩量。

本实施例中，0.45φ₁≤K，密封件124安装后，密封件124的压缩量不会过大，能够降低密封件124变形损坏导致密封失效的风险。K≤0.95φ₁，密封件124安装后，密封件124在压环123的间接作用下具有足够的压缩量，从而有效密封端盖121与排气阀122之间的缝隙。因此，0.45φ₁≤K≤0.95φ₁，能够兼顾密封件124的密封可靠性与使用寿命。

在一些实施例中，0.6φ₁≤K≤0.9φ₁。

示例性地，K可以是φ₁的0.6倍、0.65倍、0.7倍、0.75、0.8倍、0.85倍、0.9倍等。

本实施例中，0.6φ₁≤K，能够进一步降低密封件124变形损坏导致密封失效的风险。K≤0.9φ₁，能够进一步提高密封件124的密封效果。0.6φ₁≤K≤0.9φ₁，能够进一步兼顾密封件124的密封可靠性与使用寿命。

继续参照图8，在一些实施例中，沿端盖121的厚度方向Z，第一区域1212a与凹槽1213的最低点之间的高度差为P，满足，P＞0。

上述技术方案中，P＞0使得凹槽1213与第一区域1212a形成台阶，从而限制密封件124往凹槽1213的内侧移动，降低密封性往凹槽1213的内侧移动导致端盖121与排气阀122之间密封失效的风险。

图9为本申请一些实施例的固定件1222的结构示意图。

参照图9，并结合参照图6，在一些实施例中，固定件1222包括依次连接的第一部分12221和第二部分12222，第二部分12222沿径向超出第一部分12221的边缘以使第一部分12221与第二部分12222之间形成台阶，压环123压接于第二部分12222的超出第一部分12221的部分，第二部分12222设置于第一部分12221与金属片1221之间。这样，在端盖121的厚度方向Z上，压环123与固定件1222可以共用一部分尺寸，减少空间占用。

继续参照图9和图6，在一些实施例中，端盖121具有面向电池单体10内部的内表面和背离电池单体10内部的外表面，压环123具有背离端盖121的内表面的第二表面1231，固定件1222具有背离的内表面的第三表面122211，端盖121的外表面、第二表面1231、第三表面122211共面。这样，排气阀122和压环123均未凸出于端盖121的外表面，能够获得厚度较小的端盖组件12。

图10为本申请又一些实施例的端盖组件12的局部剖视图。

参照图10，沿端盖121的厚度方向Z，压环123的投影与金属片1221的投影有重叠。这样，压环123沿端盖121的厚度方向Z的约束力能够直接作用在金属片1221上，压环123约束力能够直接压住金属片1221，提高压环123对金属片1221的约束力，在电池单体10未热失控的情况下，金属片1221能够稳定地封堵排气孔1211，从而提高排气阀122的密封性，降低电解液泄漏或外部水汽进入电池单体10内的风险。

在一些实施例中，压环123的内径大于排气孔1211的孔径。可理解地，压环123的内环大于排气孔1211。这样，能够降低压环123在排气方向上对气体的遮挡，能够提高排气效率。

在一些实施例中，压环123的内径为大于密封件124的外径。压环123沿端盖121的厚度方向Z的约束力未直接作用于密封件124，有利于降低密封件124因压缩过量而受损，导致金属片1221与端盖121之间密封失效的风险。

其中，密封件124的外径是指密封件124的外圈的直径。可理解地，本实施例中，密封件124的外径小于压环123的内径，压环123的内径小于金属片1221的直径。换言之，压环123的内径在密封件124的外径与金属片1221的直径之间。

本申请实施例还提供一种电池单体10，电池单体10包括上述的端盖组件12。

在一些实施例中，电池单体10还包括壳体11和泄压机构15，壳体11具有开口，端盖121盖合于开口，泄压机构15设置于壳体11或端盖121。

泄压机构15可以是安装于端盖121或壳体11的部件，例如防爆片。泄压机构15也可以是端盖121或壳体11的一部分，例如，对壳体11的底部划定一部分区域，该区域厚度减薄形成薄弱部，该区域即泄压机构15；又如，在壳体11的底部设置刻痕槽，刻痕槽即为泄压机构15。

在一些实施例中，排气孔1211的横截面积与泄压机构15的面积相关。需要说的是，对于不同化学体系或不同尺寸的电池单体10而言，电池单体10热失控时的产气速度与升温速度是不同的，因此，不同化学体系或电池单体10的泄压机构15的面积可以根据具体需要进行设置。在泄压机构15的面积一定的情况下，可以根据泄压机构15的面积，对应设置排气孔1211的大小。

在泄压机构15面积一定的情况下，对于排气孔1211而言，排气孔1211的横截面积过小，排气孔1211排气效率不高，达不到缓解电池单体10热失控的效果。但随着排气孔1211的横截面积增加，排气孔1211的排气效果不会等比提升，具体而言，排气孔1211的排气速度是瞬时的，短时间内即可缓解电池单体10内部的压力或者温度，排气孔1211太大，排气孔1211设计过盈，不仅不会提高排气效果，反而会影响端盖121的结构强度并且所需的排气阀122的尺寸做大会浪费物料成本。

因此，在一些实施例中，排气孔1211的横截面积为S₁，泄压机构15的面积S₂，满足，0.05≤S₁/S₂≤0.4。

排气孔1211的横截面积S₁，是指排气孔1211的孔壁围合成的圆的面积，可以理解的是，沿端盖121的厚度方向Z，排气孔1211的投影面积为排气孔1211的横截面积。

泄压机构15的面积S₂，是指沿端盖121的厚度方向Z，泄压机构15的投影所限定出的面积。

图11为本申请一些实施例的外壳与泄压机构15的结构示意图。示例性地，如图11所示，若泄压机构15是安装于端盖121或壳体11的部件，则沿端盖121的方向，泄压机构15的投影即泄压机构15的面积。

若泄压机构15是端盖121或壳体11的一部分，例如，壳体11的底壁的一部分厚度减薄的区域为泄压机构15，则该厚度减薄的区域的面积即泄压机构15的面积。

图12为本申请另一些实施例的外壳与泄压机构15的结构示意图。示例性地，如图12所示，若泄压机构15是端盖121或壳体11的一部分，例如，壳体11的底壁设置C形的刻痕槽，则将刻痕槽首尾连接，刻痕槽的外轮廓以及刻痕槽的首尾连线限定出的封闭区域的面积为泄压机构15的面积。

示例性地，S₁/S₂可以是0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4或者这之间的任意数值。

本实施例中，0.05≤S₁/S₂，相比泄压机构15，排气孔1211不会过小，从而排气孔1211具有较好的排气效果，能够缓解电池单体10的热失控速度，从而提高电池单体10的可靠性；S₁/S₂≤0.4，相比泄压机构15，排气孔1211不会过大，这样排气阀122所需的尺寸不会过大，能够降低排气阀122的成本，从而降低电池单体10的制备成本；因此，0.05≤S₁/S₂≤0.4，能够兼顾电池单体10的可靠性和制备成本。

在一些实施例中，5mm²≤S₁≤600mm²，100mm²≤S₂≤1500mm²。上述技术方案中，对于排气孔1211而言，5mm²≤S₁，排气孔1211不会过小，从而排气孔1211具有较好的排气效果，能够缓解电池单体10的热失控速度，从而提高电池单体10的可靠性；S₁≤600mm²，排气孔1211不会过大，这样排气阀122所需的尺寸不会过大，能够降低排气阀122的成本，从而降低电池单体10的制备成本；因此，5mm²≤S₁≤600mm²，能够兼顾电池单体10的可靠性和制备成本。对于泄压而言，100mm²≤S₂，泄压机构15不会太小，从而具有较好的泄压效果，能够及时泄放电池单体10的内部压力，从而提高电池单体10的可靠性；S₂≤1500mm²，泄压机构15不会太大，能够减小泄压机构15的用料，节省成本；因此，100mm²≤S₂≤1500mm²，能够兼顾电池单体10的可靠性和制备成本。

本申请实施例还有提供一种电池100，电池100包括上述的电池单体10。

本申请实施例还提供一种用电设备，用电设备包括上述的电池单体10或上述的电池100，电池单体10或电池100用于为用电设备供电能。

参照图6至图10，本申请实施例还提供一种端盖组件12，端盖组件12包括端盖121、排气阀122、压环123、密封件124和绝缘件125。端盖121具有面向电池单体10内的内表面和背离电池单体10内的外表面，端盖121的外表面设置有沉槽，沉槽的底壁设置有排气孔1211，排气孔1211贯穿沉槽的底壁和端盖121的内表面。压环123和排气阀122均容纳于沉槽中。排气阀122包括相互连接的金属片1221和固定件1222，金属片1221封堵于排气孔1211，固定件1222被配置为响应温度的增加而变形以使金属片1221脱离封堵排气孔1211的状态。固定件1222包括依次连接的第一部分12221和第二部分12222，第二部分12222沿径向超出第一部分12221的边缘以使第一部分12221与第二部分12222之间形成台阶，第二部分12222设置于第一部分12221与金属片1221之间。压环123焊接于端盖121，压环123压接于第二部分12222的超出第一部分12221的部分，第二部分12222容纳于压环123的内环中。沿端盖121的厚度方向Z，压环123的投影与金属片1221的投影有重叠，密封件124的外径小于压环123环的内径，压环123的内径小于金属片1221的直径，压环123的中心线、金属片1221的中心线和排气孔1211的中心线共线。端盖121具有面向排气阀122的第一表面1212，第一表面1212为沉槽的槽底，第一表面1212设置有环形凹槽1213，密封件124换热排气孔1211设置于容纳于凹槽1213内。第一表面1212包括位于环形凹槽1213内的第一区域1212a和位于环形凹槽1213外的第二区域1212b，第二区域1212b凸出于第一区域1212a。金属片1221设置于第二区域1212b。绝缘件125设置于端盖121的内表面，绝缘件125用于将端盖121与电池单体10内部的部件隔离，绝缘件125设置有与排气孔1211对应的避让孔1251（参照图6），可选地，绝缘件125为下塑胶。端盖121具有面向电池单体10内部的内表面和背离电池单体10内部的外表面，压环123具有背离端盖121的内表面的第二表面1231，固定件1222具有背离的内表面的第三表面122211，端盖121的外表面、第二表面1231、第三表面122211共面。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种端盖组件，用于电池单体，其特征在于，包括：

端盖，具有排气孔；

排气阀，封堵于所述排气孔，所述排气阀被配置为响应温度的增加而变形，以脱离封堵所述排气孔的状态；

密封件，设置于所述排气阀和所述端盖之间，且环绕所述排气孔设置，所述密封件用于密封所述排气阀和所述端盖之间的缝隙；

其中，所述端盖具有面向所述排气阀的第一表面，所述第一表面设置有用于容置所述密封件的凹槽，所述凹槽环绕所述排气孔设置，所述第一表面包括位于所述凹槽的内侧的第一区域和位于所述凹槽的外侧的第二区域，所述第二区域凸出于所述第一区域。

2.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述排气阀包括相互连接的金属片和固定件，所述金属片封堵于所述排气孔，所述密封件设置于所述金属片和所述端盖之间，所述固定件被配置为响应温度的增加而变形，以使所述金属片脱离封堵所述排气孔的状态;

沿所述端盖的厚度方向，所述金属片与所述第一区域之间形成有间隙，所述金属片与所述第二区域接触。

3.根据权利要求2所述的端盖组件，其特征在于，所述端盖组件还包括:

压环，固定于所述端盖，所述压环压接于所述固定件，以使所述排气阀固定于所述端盖。

4.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件，其特征在于，所述密封件的横截面为圆形，所述密封件的横截面的直径为φ₁，所述凹槽的横截面轮廓为圆弧，所述圆弧的直径为φ₂，满足，φ₁＜φ₂≤1.3φ₁。

5.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件，其特征在于，所述密封件的横截面为圆形，所述密封件的横截面的直径为φ₁，沿所述端盖的厚度方向，所述第二区域与所述凹槽的最低点之间的高度差为K，满足，0.45φ₁≤K≤0.95φ₁。

6.根据权利要求5所述的端盖组件，其特征在于，0.6φ₁≤K≤0.9φ₁。

7.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件，其特征在于，沿所述端盖的厚度方向，所述第一区域与所述凹槽的最低点之间的高度差为P，满足，P＞0。

8.一种电池单体，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的端盖组件。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括；

壳体，具有开口，所述端盖盖合于所述开口；

泄压机构，设置于所述壳体或所述端盖。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述排气孔的横截面积为S₁，所述泄压机构的面积S₂，满足，0.05≤S₁/S₂≤0.4。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，5mm²≤S₁≤600mm²，100mm²≤S₂≤1500mm²。

12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求8-11任一项所述的电池单体。

13.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求8-11任一项所述的电池单体或权利要求12所述的电池，所述电池单体或所述电池用于为所述用电设备提供电能。