WO2022087919A1 - 盖组件、电池单体、电池、用电装置、方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种盖组件、电池单体、电池、用电装置、方法及设备，盖组件包括盖板、固定件、透气膜以及支撑件，盖板具有第一通孔；固定件用于连接盖板，固定件具有第二通孔，第二通孔被配置为与第一通孔气体连通；透气膜与固定件连接，透气膜用于覆盖第二通孔；支撑件填充于第二通孔并与固定件连接，支撑件用于支撑透气膜并使得经由透气膜的气体通过。本申请能够满足电池单体的内部气体的释放要求，同时能够保证电池单体的安全性能。

Description

盖组件、电池单体、电池、用电装置、方法及设备 技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种盖组件、电池单体、电池、用电装置、方法及设备。
背景技术
由于可充放电的电池单体具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在电动汽车上面已普遍应用。目前，电池单体的排气安全制约着电池单体发展，因此对电池单体安全性能的相关技术研究成为研究课题之一。
发明内容
本申请实施例提供一种盖组件、电池单体、电池、用电装置、方法及设备，盖组件能够满足电池单体的内部气体的释放要求，同时能够保证电池单体的安全性能。
一方面，根据本申请实施例提出了一种电池单体的盖组件，包括：盖板、固定件、透气膜以及支撑件，盖板具有第一通孔；固定件用于连接盖板，固定件具有第二通孔，第二通孔被配置为与第一通孔气体连通；透气膜与固定件连接，透气膜用于覆盖第二通孔；支撑件填充于第二通孔并与固定件连接，支撑件用于支撑透气膜并使得经由透气膜的气体通过。
根据本申请实施例提供的盖组件，包括盖板、固定件、透气膜以及支撑件，第二通孔与第一通孔气体连通，且透气膜具有透气功能，因此，电池单体产生的气体能够经由透气膜排出到电池单体的外部，避免气体累积在壳体的内部，改善电极组件的性能，提高电池单体的寿命。支撑件的设置，能够给透气膜提供支撑，保证透气膜在电池单体内压较大情况下仍保持其完整性，避免透气膜破损情况的发生，确保透气膜整个电池单体的寿命期间的透气性能，进而能够保证电池单体的安全性能。
根据本申请实施例的一个方面，支撑件的熔点大于透气膜的熔点。当电池单体的温度达到透气膜熔点后透气膜发生变形和流动，由于支撑件的熔点大于透气膜的熔点，此时支撑件的材料未达到其熔点，可以对透气膜材料起到支撑骨架作用，减少透气膜的流动和变形。
根据本申请实施例的一个方面，支撑件的熔点与透气膜的熔点的差值大于等于10℃。能够有效的避免当透气膜发生变形和流动时支撑件发生形变，保证对透气膜材料的支撑作用。
根据本申请实施例的一个方面，支撑件与固定件的连接处的剪切强度大于等于 0.3MPa。使得电池单体内部压力增大时，能够保证支撑件的形状稳定性以及支撑件与固定件之间的连接强度的稳定性，确保对透气膜的支撑效果，避免透气膜形变甚至破裂，保证透气膜的透气效果。
根据本申请实施例的一个方面，支撑件的透气量大于透气膜的透气量。由于透气膜是控制电池整个透气效果的材料，透过透气膜的气体需要能顺畅从支撑件排至电池单体的外部。通过使得支撑件的透气量大于透气膜的透气量，能够使得电池单体内部经由透气膜的气体能够顺畅的由支撑件排出，保证电池单体的安全性能。
根据本申请实施例的一个方面，固定件为具有第二通孔的金属环体，支撑件包括疏水透气材料，支撑件与固定件通过化学键相连接或者金属键相连接。通过上述设置，再满足对透气膜支撑要求的基础上还能够保证经由透气膜的气体能够顺利的由支撑件通过，保证透气膜的透气效果，并且还能够对水汽等进行阻隔，避免水汽进入电池单体内部对电池单体产生影响，且还能够避免电池单体内部的电解液外露，并且还能够保证支撑件与固定件之间的连接强度。
根据本申请实施例的一个方面，在第一通孔的径向上，透气膜的最大尺寸与支撑件的最大尺寸之间的差值大于等于8mm，且在第一通孔轴向上，透气膜的几何中心的正投影与支撑件的几何中心的正投影相重合。能够保证透气膜的四周与支撑件之间的结合面积，保证透气膜与支撑件之间的复合强度以及密封性能。
根据本申请实施例的一个方面，沿远离透气膜的方向，第二通孔的孔径保持不变。
根据本申请实施例的一个方面，沿远离透气膜的方向，至少部分长度的第二通孔的孔径呈减小趋势。由于当盖组件在用于电池单体时，其透气膜的一侧朝向电池组件并直接与电池单体内部的气体接触。通过使得沿远离透气膜的方向，至少部分长度的第二通孔的孔径呈减小趋势，使得透气膜在电池单体内部气压的作用下预向外产生形变时，围合形成第二通孔的孔壁在孔径减小的位置将会给透气膜提供一定的支撑，避免其产生形变，保证透气膜的透气效果以及安全性能。
根据本申请实施例的一个方面，沿远离透气膜的方向，第二通孔的孔径逐渐减小。
根据本申请实施例的一个方面，沿远离透气膜的方向，第二通孔的孔径逐段减小。
根据本申请实施例的一个方面，沿远离透气膜的方向，第二通孔的孔径先减小后增大。
根据本申请实施例的一个方面，第一通孔包括容纳段以及由容纳段延伸的延伸段，容纳段的孔径大于延伸段的孔径，固定件以及支撑件至少部分容纳于容纳段内。以减小固定件占用的空间，降低电池单体的整体高度。
根据本申请实施例的一个方面，容纳段具有环绕延伸段的底壁，透气膜至少部分夹持在固定件和底壁之间，以隔开第二通孔和延伸段，支撑件设置于透气膜背离延伸段的一侧。不同孔径的容纳段和延伸段形成台阶面(即底壁)，台阶面能够支撑固定件，便于焊接固定件和盖板时固定件的定位。
根据本申请实施例的一个方面，固定件具有凹槽，凹槽环绕第二通孔设置，透气膜至少部分容纳于凹槽内。通过设置凹槽，可以降低透气膜占用的空间，减小固定件和透气膜的整体厚度。
另一方面，根据本申请实施例提供一种电池单体，包括：壳体，具有开口；电极组件，容纳于壳体中；以及上述的盖组件，盖组件连接于壳体并覆盖壳体的开口，透气膜位于电极组件以及支撑件之间。
本申请实施例提供的电池单体，其包括上述各实施例提供的盖组件，其内部产生的气体能够经由透气膜排出到电池单体的外部，避免气体累积在壳体的内部，改善电极组件的性能，具有更高的使用寿命。并且其盖组件中支撑件的设置，能够给透气膜提供支撑，保证透气膜在电池单体内压较大情况下仍保持其完整性，避免透气膜破损情况的发生，确保透气膜整个电池单体的寿命期间的透气性能，进而使得电池单体具有更优的安全性能。
又一方面，根据本申请实施例提供一种电池，包括上述的电池单体。
再一方面，根据本申请实施例提供一种用电装置，包括上述的电池，电池用于提供电能。
再一方面，根据本申请实施例提供一种制备电池单体的方法，包括：
提供壳体，壳体具有开口；
提供电极组件，将电极组件装入壳体内；
提供盖组件，盖组件包括盖板、固定件、透气膜以及支撑件，盖板具有第一通孔，固定件用于连接盖板，固定件具有第二通孔，第二通孔被配置为与第一通孔气体连通，透气膜与固定件连接，透气膜用于覆盖第二通孔，支撑件填充于第二通孔并与固定件连接，支撑件用于支撑透气膜；将盖组件设置于开口并通过盖板与壳体连接，壳体内的气体经由透气膜并由固定件通过。
再一方面，根据本申请实施例提供一种制备电池单体的设备，包括：
第一装配装置，被配置为提供壳体，壳体具有开口；
第二装配装置，被配置为提供电极组件，将电极组件装入壳体内；
第三装配装置，被配置为提供盖组件，盖组件包括盖板、固定件、透气膜以及支撑件，盖板具有第一通孔，固定件用于连接盖板，固定件具有第二通孔，第二通孔被配置为与第一通孔气体连通，透气膜与固定件连接，透气膜用于覆盖第二通孔，支 撑件填充于第二通孔并与固定件连接，支撑件用于支撑透气膜，将盖组件设置于开口并通过盖板与壳体连接，壳体内的气体经由透气膜并由固定件通过。
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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例的车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例的电池组的分解结构示意图；
图3是本申请一实施例的电池模组的局部结构示意图；
图4是本申请一实施例的电池单体的结构示意图；
图5是本申请一实施例的电池单体的侧视图；
图6是图5中沿A-A方向的剖视图；
图7是图6中B处的局部放大图；
图8是本申请一实施例的盖组件的局部分解结构示意图；
图9是本申请一实施例的盖板的局部结构示意图；
图10是本申请另一实施例的盖组件的局部结构示意图；
图11是本申请又一实施例的盖组件的局部结构示意图；
图12是本申请再一实施例的盖组件的局部结构示意图；
图13是本申请再一实施例的盖组件的局部结构示意图；
图14是本申请一实施例的制备电池单体的方法的流程示意图；
图15是本申请一实施例的制备电池单体的设备的结构示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：
1-车辆；1a-马达；1b-控制器；10-电池；11-第一外壳；12-第二外壳；20- 电池模块；30-电池单体；31-壳体；32-电极组件；33-盖组件；331-盖板；332-固定件；333-透气膜；334-支撑件；335-电极端子；336-防爆片；337-第一通孔；337a-容纳段；337b-延伸段；337c-底壁；338-第二通孔；339-凹槽；100-设备；101-第一装配装置；102-第二装配装置；103-第三装配装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
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。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，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，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。
申请人发现具有透气膜的盖组件在工作时易出现透气膜破裂问题之后，对盖组件进行了研究分析。申请人发现，由于盖组件所采用的透气膜厚度很薄，存在强度低且易变形等问题，致使透气膜在拉伸发生塑性变形时其内部的纳米孔或微孔数量变多且孔径变大，继而带来透气量变大。在 电池单体内部气体往外透过量增大的同时也伴随着外部过多的水蒸气向电池单体内部渗透，对电池单体的电性能(如寿命、DCR等)以及安全性能带来风险。并且，当电池单体内压增大时，透气膜存在破裂的风险，将导致电池单体漏液而引起的一系列失效情况。
基于申请人发现的上述问题，申请人对电池单体的结构进行改进，下面对本申请实施例进行进一步描述。
为了更好地理解本申请，下面结合图1至图15对本申请实施例进行描述。
参见图1所示，本申请实施例提供一种使用电池10作为电源的用电装置。该用电装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。本申请的一个实施例提供一种车辆1。车辆1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。在本申请一实施例中，车辆1可以包括马达1a、控制器1b以及电池10。控制器1b用来控制电池10为马达1a供电。马达1a通过传动机构与车轮连接，从而驱动车辆1行进。电池10可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。在一个示例中，在车辆1的底部、车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于为车辆1供电。在一个示例中，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统。示例性地，电池10可以用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。
参见图2所示，电池10可以包括两个以上的电池模块20。在一些可选的实施例中，电池10还包括箱体。电池模块20设置于箱体内。两个以上的电池模块20排列布置于箱体内。箱体的类型不受限制。箱体可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等。示例性地，箱体包括用于容纳电池模块20的第一外壳11和与第一外壳11盖合的第二外壳12。第一外壳11和第二外壳12盖合后形成容纳电池模块20的容纳部。在一些实施例中，电池10也可以包括一个电池模块20。在其他可选的实施例中，电池10包括箱体11和直接设置于箱体内的多个电池单体。
参见图3所示，为了满足不同的使用电力需求，电池模块20可以 包括一个或多个电池单体30。多个电池单体30可以先串联、并联或混联组成电池模块20，多个电池模块20再串联、并联或混联组成电池。混联是指串联和并联的混合。示例性地，电池10可以包括多个电池单体30，其中，多个电池单体30之间可以串联、并联或混联。多个电池单体30可以直接设置于箱体内。也就是说，多个电池单体30可以直接组成电池10，也可以先组成电池模块20，电池模块20再组成电池10。电池单体30包括含锂离子电池单体、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池或镁离子电池，但不局限于此。
本申请实施例的电池单体30应用于车辆1时，电池单体30的宽度和车辆1的高度相同。受车辆1高度方向上的空间限制，电池单体30的宽度大小也有严格限制，从而在需要增大电池单体30的容量时，不可以无限增大电池单体30的宽度，可以增大电池单体30的长度。
参见图4至图6所示，本申请实施例的电池单体包括壳体31以及设置于壳体31内的电极组件32。本申请实施例的壳体31为方形结构或其他形状。壳体31具有容纳电极组件32和电解液的内部空间以及与内部空间相连通的开口。壳体31可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。电极组件32是电池单体30实现充放电功能的核心构件。
本申请实施例的电极组件可通过将第一极片、第二极片以及位于第一极片和第二极片之间的隔膜一同堆叠或卷绕形成，其中，隔膜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正极片，第二极片为负极片为例进行说明。正极片和负极片均包括涂覆区和未涂覆区，正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆在负极片的涂覆区上。在涂覆区上，活性物质被涂覆在由薄板金属箔形成的集流体上，在未涂覆区上没有涂覆活性物质。电极组件32还包括两个极耳，即正极耳和负极耳。正极片的涂覆区和负极片的涂覆区形成主体部。正极片的未涂覆区层叠形成正极耳，而负极片的未涂覆区层叠形成负极耳。在一些实施例中，主体部具有沿高度方向的相对设置的两个端面，正极耳和负极耳可以分别从主体部的一个端面上延伸出。
本申请实施例的电池单体30还包括盖组件33。盖组件33与壳体 31相连接并封闭壳体31的开口。示例性地，盖组件33与壳体31可以焊接连接。
参见图4至图9所示，本申请实施例提供的盖组件33包括盖板331、固定件332、透气膜333以及支撑件334，盖板331具有第一通孔337。固定件332用于连接盖板331，固定件332具有第二通孔338，第二通孔338被配置为与第一通孔337气体连通。透气膜333与固定件332连接，透气膜333用于覆盖第二通孔338。支撑件334填充于第二通孔338并与固定件332连接，支撑件334用于支撑透气膜333并使得经由透气膜333的气体通过。
由于电极组件32在充放电的过程中会产生气体(例如CO，CO2，CH4，C2H6，H2等气体)，随着气体的累积，壳体31内部的内压不断增加，容易引发电池变形、电极组件32性能恶化的风险。在根据第一示例性实施例的电池单体30中，第二通孔338与第一通孔337气体连通，且透气膜333具有透气功能，因此，产生的气体能够经由第一通孔337、透气膜333和第二通孔338排出到电池单体30的外部，避免气体累积在壳体31的内部，改善电极组件32的性能，提高电池单体30的寿命。
支撑件334的设置，能够给透气膜333提供支撑，保证透气膜333在电池单体30内压较大情况下仍保持其完整性，避免透气膜333破损情况的发生，确保透气膜333在整个电池单体30的寿命期间的透气性能，进而能够保证电池单体30的安全性能。
可选地，盖组件33还包括电极端子335，电极端子335设置于盖板331，电极端子335伸出到盖板331的外部并且分别电连接到正极极片和负极极片，电极端子335的外形可以是圆形，也可以是方形，这里不做限定。两个以上的电池单体30可以通过各自的电极端子335实现串联、并联或混联。
可选地，盖板331被形成为金属薄板，其设有用于注入电解质溶液的注入孔和用于密封所述注入孔的密封塞。盖板331还设有贯通的端子孔，电极端子335设置于盖板331的一侧并覆盖端子孔。电极端子335被形成为圆柱形形状，并通过环绕在其外周的连接件固定到盖板331上。
可选地，盖组件33还包括防爆片336，防爆片336配置为当壳体31内部压力达到设定值时破裂。
可选地，盖板331设有贯通的排气孔，防爆片336固定于盖板331并覆盖排气孔。防爆片336具有薄弱区域，当电极组件32由于过度充电、短路等原因而产生大量气体时，电池单体30内部的气压增大并在所述薄弱区域冲破防爆片336，气体经由排气孔排出到电池单体30的外部，从而降低电池单体30爆炸的风险。
参见图7至图9所示，可选地，本申请上述各实施例提供的盖组件33，其盖板331所具有的第一通孔337将盖板331两侧的空间连通。在一实施例中，第一通孔337沿盖板331的厚度方向贯通盖板331，也就是说，第一通孔337的轴线平行于盖板331的厚度方向。
在一些实施例中，固定件332连接于盖板331。可选地，固定件332通过焊接方式固定连接到盖板331。
可选地，固定件332具有的第二通孔338沿盖板331的厚度方向贯通固定件332，也就是说，第二通孔338的轴线也可以平行于盖板331的厚度方向。第一通孔337中的气体能够自由地流入第二通孔338，当然，第二通孔338内的气体也可以自由地流入第一通孔337。
在一些可选地实施例中，固定件332为具有第二通孔338的金属环体，结构简单，利于与盖板331之间的连接以及透气膜333的安装。
在一些可选地实施例中，透气膜333由具有透气特性的高分子材料(例如PP、PE以及PU中的一者或者两者以上的组合)制成，且能够阻挡液体。透气膜333和固定件332连接为一体并堵住第一通孔337，因此，透气膜333和固定件332能够阻挡电解质溶液，避免电解质溶液泄露。
可选地，透气膜333和固定件332通过化学键(离子键或共价键)相连接。具体地，先对透气膜333和固定件332作表面处理，以在透气膜333的表面和固定件332的表面形成官能团，然后通过热复合的方式将透气膜333和固定件332连接，在透气膜333和固定件332的结合面处，透气膜333的官能团和固定件332的官能团通过化学键连接。
透气膜333通过化学键与固定件332直接相连，可有效地增大透气 膜333和固定件332的连接强度，降低透气膜333在气体冲击下脱离固定件332的风险，提高电池单体30的密封性能。
可选地，透气膜333至少一部分夹持在固定件332和盖板331之间。固定件332和盖板331能够夹持透气膜333，从而进一步地降低透气膜333脱落的风险。
可选地，参见图9所示，第一通孔337包括容纳段337a和从容纳段337a延伸的延伸段337b，容纳段337a的孔径大于延伸段337b的孔径。容纳段337a和延伸段337b为同轴的孔。延伸段337b位于容纳段337a的靠近电极组件32的一侧。固定件332至少部分容纳于容纳段337a内，以减小固定件332占用的空间，降低电池单体30的整体高度。
容纳段337a具有环绕延伸段337b的底壁337c，固定件332位于底壁337c的一侧。不同孔径的容纳段337a和延伸段337b形成台阶面(即底壁337c)，台阶面能够支撑固定件332，便于焊接固定件332和盖板331时固定件332的定位。容纳段337a还具有环绕固定件332的侧壁，底壁337c和侧壁围成容纳段337a。
透气膜333至少一部分夹持在固定件332和底壁337c之间，以隔开第二通孔338和延伸段337b，支撑件334设置于透气膜333背离延伸段337b的一侧。透气膜333整体位于延伸段337b的外侧，且其外周的环形边缘部夹持在固定件332和底壁337c之间。以提高密封性能，避免电解质溶液从底壁337c和透气膜333之间流出，边缘部处于压缩状态。
可选地，固定件332具有凹槽339，凹槽339环绕第二通孔338设置，透气膜333至少部分容纳于凹槽339内。通过设置凹槽339，可以降低透气膜333占用的空间，减小固定件332和透气膜333的整体厚度。透气膜333的厚度可略大于凹槽339的深度，装配固定件332和盖板331时，固定件332贴合于底壁337c，透气膜333被压缩，从而提高密封性能。
可选地，固定件332焊接于盖板331。具体地，沿着侧壁和固定件332的外边缘的交界处进行焊接。
作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的盖组件33，支撑件 334包括疏水透气材料，支撑件334采用疏水透气材料，在满足对透气膜333支撑要求的基础上还能够保证经由透气膜333的气体能够顺利的由支撑件334通过，保证透气膜333的透气效果，并且还能够对水汽等进行阻隔，避免水汽进入电池单体30内部对电池单体30产生影响，且还能够避免电池单体30内部的电解液外露。
可选地，支撑件334填充于第二通孔338并固定件332通过化学键(离子键或共价键)相连接。示例性地，可以先对支撑件334和固定件332作表面处理，以在支撑件334的表面和固定件332的表面形成官能团，然后通过热复合的方式将支撑件334和固定件332连接，在支撑件334和固定件332的结合面处，支撑件334的官能团和固定件332的官能团通过化学键连接。当然，在有些实施例中，也可以使得支撑件334与固定件332之间通过金属键相连接、机械盈合或者粘接配合等，只要能够满足支撑件334与固定件332之间的连接强度要求均可。
如图10所示，作为一种可选地实施方式，沿着远离透气膜333的方向，第二通孔338的孔径可以保持不变，易于第二通孔338的成型以及支撑件334的设置，保证对透气膜333的支撑需求。
参见图11至图13所示，在有些实施例中，沿远离透气膜333的方向，至少部分长度的第二通孔338的孔径呈减小趋势。由于当盖组件33在用于电池单体30时，其透气膜333的一侧朝向电池组件并直接与电池单体30内部的气体接触。通过使得沿远离透气膜333的方向，至少部分长度的第二通孔338的孔径呈减小趋势，使得透气膜333在电池单体30内部气压的作用下预向外产生形变时，围合形成第二通孔338的孔壁在孔径减小的位置将会给透气膜333提供一定的支撑，减小或者避免其产生形变，保证透气膜333的透气效果以及安全性能。
示例性地，参见图11所示，沿远离透气膜333的方向，第二通孔338的孔径可以逐渐减小，第二通孔338可以为锥形孔形式，支撑件334填充于第二通孔338并与固定件332连接。
在有些示例中，如图12所示，沿远离透气膜333的方向，第二通孔338的孔径逐段减小，第二通孔338可以为阶梯孔形式，支撑件334填 充于第二通孔338并与固定件332连接。
当然，在一些其他的示例中，如图13所示，还可以使得沿远离透气膜333的方向，第二通孔338的孔径先减小后增大，同样能够满足透气膜333的透气效果以及安全性能要求。
在一些可选地实施例中，支撑件334的熔点大于透气膜333的熔点。当电池单体30的温度达到透气膜333熔点后透气膜333发生变形和流动，由于支撑件334的熔点大于透气膜333的熔点，此时支撑件334的材料未达到其熔点，可以对透气膜333材料起到支撑骨架作用，减少透气膜333的流动和变形。
作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的盖组件33，支撑件334的熔点与透气膜333的熔点的差值大于等于10℃。通过上述设置，能够有效的避免当透气膜333发生变形和流动时支撑件334发生形变，保证对透气膜333的支撑作用。
在一些可选地实施例中，支撑件334与固定件332的连接处的剪切强度大于等于0.3MPa。通过上述设置，使得电池单体30内压增大时，能够保证支撑件334的形状稳定性以及支撑件334与固定件332之间的连接强度的稳定性，确保对透气膜333的支撑效果，避免透气膜333形变甚至破裂，保证透气膜333的透气效果。
作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的盖组件33，其支撑件334的透气量大于透气膜333的透气量。由于透气膜333是控制电池整个透气效果的材料，透过透气膜333的气体需要能顺畅地从支撑件334排至电池单体30的外部。通过使得支撑件334的透气量大于透气膜333的透气量，能够使得电池单体30内部经由透气膜333的气体能够顺畅的由支撑件334排出，保证电池单体30的安全性能。
在一些可选地实施例中，在第一通孔337的径向上，透气膜333的最大尺寸与支撑件334的最大尺寸之间的差值大于等于8mm，且在第一通孔337轴向上，透气膜333的几何中心的正投影与支撑件334的几何中心的正投影相重合。通过上述设置，能够保证透气膜333的四周与支撑件334之间的结合面积，保证透气膜333与支撑件334之间的复合强度以及 密封性能。
如图14所示，另一方面，本申请实施例还提供一种制备电池单体30的方法，能够用于制备图4至图13所示实施例的电池单体，方法包括：
S100、提供壳体31，壳体31具有开口。
S200、提供电极组件32，将电极组件32装入壳体31内。
S300、提供盖组件33，盖组件33包括盖板331、固定件332、透气膜333以及支撑件334，盖板331具有第一通孔337，固定件332用于连接盖板331，固定件332具有第二通孔338，第二通孔338被配置为与第一通孔337气体连通，透气膜333与固定件332连接，透气膜333用于覆盖第二通孔338，支撑件334填充于第二通孔338并与固定件332连接，支撑件334用于支撑透气膜333。将盖组件33设置于壳体31的开口并通过盖板331与壳体31连接，壳体31内的气体经由透气膜333并由固定件332通过。
本申请实施例提供的制备电池单体30的方法制备形成的电池单体30，其内部产生的气体能够经由透气膜333排出到电池单体30的外部，避免气体累积在壳体31的内部，改善电极组件32的性能，提高电池单体30的寿命。支撑件334的设置，能够给透气膜333提供支撑，保证透气膜333在电池单体30内压较大情况下仍保持其完整性，避免透气膜333破损情况的发生，确保透气膜333整个电池单体30的寿命期间的透气性能，进而能够保证电池单体30的安全性能。
如图15所示，又一方面，本申请实施例还提供一种制备电池单体30的设备100，能够用于制备图4至图13所示实施例的电池单体，设备100包括第一装配装置101、第二装配装置102以及第三装配装置103。第一装配装置101被配置为提供壳体31，壳体31具有开口。第二装配装置102被配置为提供电极组件32，将电极组件32装入壳体31内。第三装配装置103被配置为提供盖组件33，盖组件33包括盖板331、固定件332、透气膜333以及支撑件334，盖板331具有第一通孔337，固定件332用于连接盖板331，固定件332具有第二通孔338，第二通孔338被配 置为与第一通孔337气体连通，透气膜333与固定件332连接，透气膜333用于覆盖第二通孔338，支撑件334填充于第二通孔338并与固定件332连接，支撑件334用于支撑透气膜333，将盖组件33设置于开口并通过盖板331与壳体31连接，壳体31内的气体经由透气膜333并由固定件332通过。
本申请实施例提供的制备电池单体30的设备，能够用于制备上述各实施例提供的电池单体30，并且使得制备形成的电池单体30内部产生的气体能够经由透气膜333排出到电池单体30的外部，避免气体累积在壳体31的内部，改善电极组件32的性能，提高电池单体30的寿命。支撑件334的设置，能够给透气膜333提供支撑，保证透气膜333在电池单体30内压较大情况下仍保持其完整性，避免透气膜333破损情况的发生，确保透气膜333整个电池单体30的寿命期间的透气性能，进而能够保证电池单体30的安全性能。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。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 (18)

  1. 一种电池单体的盖组件，包括：
    盖板，所述盖板具有第一通孔；
    固定件，所述固定件用于连接所述盖板，所述固定件具有第二通孔，所述第二通孔被配置为与所述第一通孔气体连通；
    透气膜，所述透气膜与所述固定件连接，所述透气膜用于覆盖所述第二通孔；
    支撑件，所述支撑件填充于所述第二通孔并与所述固定件连接，所述支撑件用于支撑所述透气膜并使得经由所述透气膜的气体通过。
  2. 根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述支撑件的熔点大于所述透气膜的熔点。
  3. 根据权利要求2所述的盖组件，其中，所述支撑件的熔点与所述透气膜的熔点的差值大于等于10℃。
  4. 根据权利要求1至3任意一项所述的盖组件，其中，所述支撑件与所述固定件的连接处的剪切强度大于等于0.3MPa。
  5. 根据权利要求1至4任意一项所述的盖组件，其中，所述支撑件的透气量大于所述透气膜的透气量。
  6. 根据权利要求1至5任意一项所述的盖组件，其中，所述固定件为具有所述第二通孔的金属环体，所述支撑件包括疏水透气材料，所述支撑件与所述固定件通过化学键相连接或者金属键相连接。
  7. 根据权利要求1至6任意一项所述的盖组件，其中，在所述第一通孔的径向上，所述透气膜的最大尺寸与所述支撑件的最大尺寸之间的差值大于等于8mm，且在所述第一通孔轴向上，所述透气膜的几何中心的正投影与所述支撑件的几何中心的正投影相重合。
  8. 根据权利要求1至7任意一项所述的盖组件，其中，沿远离所述透气膜的方向，所述第二通孔的孔径保持不变。
  9. 根据权利要求1至7任意一项所述的盖组件，其中，沿远离所述透气膜的方向，至少部分长度的所述第二通孔的孔径呈减小趋势。
  10. 根据权利要求9所述的盖组件，其中，沿远离所述透气膜的方向，所述第二通孔的孔径逐渐减小；
    或者，沿远离所述透气膜的方向，所述第二通孔的孔径逐段减小；
    或者，沿远离所述透气膜的方向，所述第二通孔的孔径先减小后增大。
  11. 根据权利要求1至10任意一项所述的盖组件，其中，所述第一通孔包括容纳段以及由所述容纳段延伸的延伸段，所述容纳段的孔径大于所述延伸段的孔径，所述固定件以及所述支撑件至少部分容纳于所述容纳段内。
  12. 根据权利要求11所述的盖组件，其中，所述容纳段具有环绕所述延伸段的底壁，所述透气膜至少部分夹持在所述固定件和所述底壁之间，以隔开所述第二通孔和 所述延伸段，所述支撑件设置于所述透气膜背离所述延伸段的一侧。
  13. 根据权利要求1至12任意一项所述的盖组件，其中，所述固定件具有凹槽，所述凹槽环绕所述第二通孔设置，所述透气膜至少部分容纳于所述凹槽内。
  14. 一种电池单体，其中，包括：
    壳体，具有开口；
    电极组件，容纳于所述壳体中；以及
    如权利要求1至13任意一项所述的盖组件，所述盖组件连接于所述壳体并覆盖所述壳体的开口，所述透气膜位于所述电极组件以及所述支撑件之间。
  15. 一种电池，其中，包括如权利要求14所述的电池单体。
  16. 一种用电装置，其中，包括如权利要求15所述的电池，所述电池用于提供电能。
  17. 一种制备电池单体的方法，其中，包括：
    提供壳体，所述壳体具有开口；
    提供电极组件，将所述电极组件装入所述壳体内；
    提供盖组件，所述盖组件包括盖板、固定件、透气膜以及支撑件，所述盖板具有第一通孔，所述固定件用于连接所述盖板，所述固定件具有第二通孔，所述第二通孔被配置为与所述第一通孔气体连通，所述透气膜与所述固定件连接，所述透气膜用于覆盖所述第二通孔，所述支撑件填充于所述第二通孔并与所述固定件连接，所述支撑件用于支撑所述透气膜；将所述盖组件设置于所述开口并通过所述盖板与所述壳体连接，所述壳体内的气体经由所述透气膜并由所述固定件通过。
  18. 一种制备电池单体的设备，其中，包括：
    第一装配装置，被配置为提供壳体，所述壳体具有开口；
    第二装配装置，被配置为提供电极组件，将所述电极组件装入所述壳体内；
    第三装配装置，被配置为提供盖组件，所述盖组件包括盖板、固定件、透气膜以及支撑件，所述盖板具有第一通孔，所述固定件用于连接所述盖板，所述固定件具有第二通孔，所述第二通孔被配置为与所述第一通孔气体连通，所述透气膜与所述固定件连接，所述透气膜用于覆盖所述第二通孔，所述支撑件填充于所述第二通孔并与所述固定件连接，所述支撑件用于支撑所述透气膜，将所述盖组件设置于所述开口并通过所述盖板与所述壳体连接，所述壳体内的气体经由所述透气膜并由所述固定件通过。
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