CN215988965U - 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种端盖组件、电池单体、电池以及用电装置。端盖组件用于电池单体，端盖组件包括：端盖，设置有泄压通孔；泄压机构，泄压机构连接于端盖并覆盖泄压通孔，泄压机构被配置为在电池单体内部的压力达到阈值时致动以泄放压力；以及加强机构，加强机构位于端盖的背离电池单体的电极组件的一侧，并覆盖泄压通孔的至少部分，其中，加强机构至少连接于端盖的位于泄压通孔沿第一方向两侧的部分，以加强端盖在泄压通孔处的强度，第一方向垂直于端盖的厚度方向。本申请能够增强端盖的强度，提高电池单体的安全性能。

Description

端盖组件、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，并且更具体地，涉及一种端盖组件、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，除了提高电池单体的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池单体的安全问题不能保证，那该电池单体就无法使用。因此，如何增强电池单体的安全性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请提供一种端盖组件、电池单体、电池以及用电装置，能够增强电池单体的安全性。
第一方面，本申请实施例提供了一种端盖组件，用于电池单体，端盖组件包括：
端盖，设置有泄压通孔；
泄压机构，泄压机构连接于端盖并覆盖泄压通孔，泄压机构被配置为在电池单体内部的压力达到阈值时致动以泄放压力；以及
加强机构，加强机构位于端盖的背离电池单体的电极组件的一侧，并覆盖泄压通孔的至少部分，
其中，加强机构至少连接于端盖的位于泄压通孔沿第一方向两侧的部分，以加强端盖在泄压通孔处的强度，第一方向垂直于端盖的厚度方向。
上述技术方案中，泄压机构能够在电池单体内部的压力达到阈值时致动并释放压力，以保证电池单体在发生热失控时的安全性。加强机构至少连接于端盖位于泄压通孔沿第一方向两侧的部分，能够加强端盖在泄压通孔处的强度，端盖在受到内外冲击作用力时，不易发生蠕变变形，进而有利于对泄压机构进行防护，减小泄压机构的蠕变，降低了泄压机构在正常使用情况下发生提前致动泄压的风险，提高电池单体的使用可靠性和安全性能。
在一些实施例中，加强机构包括连接部和第一凸部，连接部与端盖连接，第一凸部凸出于连接部的背离电极组件的表面，并与泄压通孔相对设置，加强机构在与第一凸部对应的位置上设有从连接部的面向电极组件的表面沿背离电极组件的方向凹陷的第一凹部。
上述技术方案中，连接部连接于端盖，能够加强端盖的强度。本方案通过设置第一凸部和第一凹部，以在第一凸部和端盖之间形成避让空间，以避让端盖在泄压通孔处的结构，并且电池单体内部产生的气体需排出泄压时，在第一凹部内缓冲后排出，能够降低气体排出的气压，降低对电池单体外部的冲击，有效提高安全性能。
在一些实施例中，端盖在背离电极组件的一侧形成有第二凹部，连接部的至少部分位于第二凹部内，且与端盖连接。本申请实施例设置第二凹部，端盖在第二凹部处能够形成定位结构，连接部的至少部分位于第二凹部内，便于定位装配。本实施例还能够通过设置第二凹部减小端盖组件在厚度方向上的尺寸，以提高电池的能量密度。
在一些实施例中，端盖包括本体部和第二凸部，第二凹部形成于本体部，第二凸部凸出于本体部的面向电极组件的表面，泄压通孔贯通第二凸部和本体部，第二凸部在厚度方向的投影与第二凹部在厚度方向的投影至少部分重叠设置。第二凹部会减小本体部的局部强度，而本实施例通过设置第二凸部，增大本体部在与第二凹部对应位置处的强度，减小端盖的变形。
在一些实施例中，第二凸部和本体部的连接处设有过渡圆角。在本申请实施例中，第二凸部和本体部之间平滑过渡，有利于降低应力集中的程度。
在一些实施例中，加强机构还包括导通部，导通部设置于连接部和/或第一凸部，导通部将泄压通孔与外部空间连通。在本申请实施例中，电池单体内部产生的压力达到阈值时，泄压机构致动，电池单体内部产生的压力能够经导通部泄放至电池单体外。
在一些实施例中，导通部包括第一通孔，第一通孔设置于第一凸部的底壁，第一通孔与泄压通孔相对设置并连通。在本申请实施例中，第一通孔和泄压通孔相对设置，压力泄放通道较短，便于压力快速释放。
在一些实施例中，加强机构还包括阻挡部，阻挡部和第一通孔的至少部分相对设置，并与第一凸部连接。在本申请实施例中，阻挡部能够在电池单体泄放压力时阻挡电池单体内的排放物排出加强机构。
在一些实施例中，阻挡部设置为多个，多个阻挡部沿第一通孔的延伸轨迹间隔分布，阻挡部的一端与第一凸部连接，阻挡部的另一端朝向第一通孔的中心方向延伸并汇聚。在本申请实施例中，阻挡部不但可以起到阻挡排出物排出电池单体的作用，还可以起到对加强机构的加强作用，从而进一步加强端盖的强度。
在一些实施例中，连接部设置为两个，且分别连接第一凸部的沿第一方向相对设置的两端，导通部包括两个连接部和第一凸部在第二方向围合形成的开口，第一方向垂直于厚度方向，且第一方向和第二方向相交。在本申请实施例中，导通部和泄压通孔错开设置，在释放压力时，气体于第一凹部内改变泄压方向并能够进行缓冲，从而降低对电池单体外的构件的损害。
在一些实施例中，连接部环绕第一凸部设置。在本申请实施例中，环绕设置能够对端盖在泄压通孔的周边均起到加强作用。
在一些实施例中，端盖包括第一主体部和第一突出部，第一主体部具有在其厚度方向上相对布置的第一内表面和第一外表面，第一突出部相对于第一外表面向背离电极组件的方向凸出，第一主体部上与第一突出部相对应的位置形成有相对第一内表面向背离电极组件的方向凹陷的第一凹陷部，第一凹陷部被配置为容纳电极组件至少一部分。
在上述技术方案中，第一突出部能够增强端盖的强度，第一凹陷部能够增大电池单体的内部空间，以提高电池的能量密度。
在一些实施例中，第一凹陷部具有第一底面；在厚度方向上，第一底面相比于第一外表面更远离电极组件。在本申请实施例中，第一凹部凹陷至第一凸部内，增大了第一凹部的凹陷深度，进而增大了第一凹部用于容纳电极组件的空间。
在一些实施例中，端盖组件还包括绝缘件，绝缘件设置于端盖面向电极组件的一侧，绝缘件被配置为隔离端盖和电极组件，绝缘件包括第二主体部和第二突出部，第二主体部具有在厚度方向上相对布置的第二内表面和第二外表面，第二外表面面向第一内表面，第二突出部从第二外表面向背离第二主体部的方向凸出，第二主体部上与第二突出部相对应的位置形成有从第二内表面向背离电极组件的方向凹陷的第二凹陷部；第一凹陷部被配置为容纳第二凹陷部，第二凹陷部被配置为容纳电极组件的至少一部分。
在上述技术方案中，第一凹陷部凹陷至第一突出部内，增大了第一凹陷部的凹陷深度，从而增大了电池单体的内部空间，进而增大了第一凹陷部用于容纳电极组件的空间，从而进一步提高电池的能量密度。
第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括如第一方面任一实施例的端盖组件。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括如第二方面任一实施例的电池单体。
第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括第三方面的电池，电池用于提供电能。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2是本申请一些实施例提供的电池的***示意图；
图3是图2所示的电池模块的结构示意图；
图4是本申请一些实施例提供的电池单体的***示意图；
图5是本申请一些实施例提供的端盖组件的结构示意图；
图6是图5所示的端盖组件沿线A-A作出的剖视示意图；
图7是图6所示的端盖组件在I处的放大示意图；
图8是图5所示的端盖组件的***示意图；
图9是本申请另一些实施例提供的端盖组件的结构示意图；
图10是本申请一些实施例提供的端盖组件的加强机构的结构示意图；
图11是图4所示的电池单体的局部剖视图；
图12是图11所示电池单体在II处的放大示意图；
在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。
其中，图中各附图标记：
X、第一方向；Y、第二方向；Z、厚度方向；
1、车辆；2、电池；3、控制器；4、马达；5、箱体；51、第一箱体部；52、第二箱体部；53、容纳空间；6、电池模块；7、电池单体；10、电极组件；11、主体部；12、极耳部；13、集流构件；20、外壳组件；21、壳体；22、端盖组件；221、电极端子；
23、端盖；231、本体部；232、第二凸部；233、第二凹部；
234、第一主体部；234a、第一内表面；234b、第一外表面；235、第一突出部；236、第一凹陷部；236a、第一底面；
221a、泄压通孔；
8、泄压机构；
9、加强机构；91、连接部；92、第一凸部；92a、底壁；93、第一凹部；94、导通部；941、第一通孔；942、开口；
95、阻挡部；
14、绝缘件；141、第二主体部；141a、第二内表面；141b、第二外表面；142、第二突出部；143、第二凹陷部；143a第二底面。
具体实施方式
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。
本申请中术语“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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
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，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、锂钠离子电池单体、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，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体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。正极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；正极集流体包括正极集流部和凸出于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳的至少部分未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池单体为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极集流部和凸出于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳的至少部分未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，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。隔离件的材质可以为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，本申请实施例并不限于此。
电池单体还可以包括外壳组件，外壳组件内部具有容纳腔，该容纳腔是外壳组件为电极组件和电解液提供的密闭空间。外壳组件包括壳体和端盖组件，壳体为一侧开口的空心结构，端盖组件盖合于壳体的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件和电解液的容纳腔。
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导致压力或温度骤升。这种情况下泄压机构致动可以将内部压力及温度释放，以防止电池单体***、起火等。
泄压机构是指电池单体的内部压力达到预定阈值时致动以泄放内部压力的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。上述阈值可能取决于电池单体内的正极极片、极片极片、电解液和隔离件中一种或几种的材料。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或温敏的元件或构造，即，当电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时，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，电池单体的内部反应产生的高温高压气体、火焰等会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度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。
发明人发现电池单体在循环过程中，电池单体在内部压力未达到设定阈值就发生***泄压的问题之后，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，电池单体的泄压机构存在提前疲劳老化的情况，从而导致泄压机构的阈值下降，在电池单体内部压力还未达到原预设压力值时，泄压机构会提前发生***。在进一步研究之后发现，电池单体在正常使用过程中，也可能会释放气体，导致电池单体的内压增大，进而造成端盖变形。端盖变形时会带动泄压机构变形，从而引发泄压机构的薄弱结构疲劳老化、甚至破裂，导致泄压机构的打开阈值下降。
鉴于此，本申请实施例提供了一种技术方案，在该技术方案中，电池单体的端盖组件包括：端盖，设置有泄压通孔；泄压机构，泄压机构连接于端盖并覆盖泄压通孔，泄压机构被配置为在电池单体内部的压力达到阈值时致动以泄放压力；以及加强机构，加强机构位于端盖的背离电池单体的电极组件的一侧，并覆盖泄压通孔的至少部分，其中，加强机构至少连接于端盖的位于泄压通孔沿第一方向两侧的部分，以加强端盖在泄压通孔处的强度，第一方向垂直于端盖的厚度方向。具有这种结构的端盖的强度得到提高，尤其是端盖在泄压通孔处的强度，从而减小端盖在泄压通孔的变形，降低泄压机构在电池单体的内部压力未达到阈值时致动的风险，提高电池单体的安全性能。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、包含电池单体的电池以及使用电池的用电装置。
用电装置可以是车辆、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。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。
图1是本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。如图1所示，车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1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2不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2是本申请一些实施例提供的电池的***示意图。如图2所示，电池2包括箱体5和电池单体(图2中未示出)，电池单体容纳于箱体5内。
箱体5用于容纳电池单体，箱体5可以是多种结构。在一些实施例中，箱体5可以包括第一箱体部51和第二箱体部52，第一箱体部51与第二箱体部52相互盖合，第一箱体部51和第二箱体部52共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间53。第二箱体部52可以是一端开口的空心结构，第一箱体部51为板状结构，第一箱体部51盖合于第二箱体部52的开口侧，以形成具有容纳空间53的箱体5；第一箱体部51和第二箱体部52也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部51的开口侧盖合于第二箱体部52的开口侧，以形成具有容纳空间53的箱体5。当然，第一箱体部51和第二箱体部52可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部51与第二箱体部52连接后的密封性，第一箱体部51与第二箱体部52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51盖合于第二箱体部52的顶部，第一箱体部51亦可称之为上箱盖，第二箱体部52亦可称之为下箱体。
在电池2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5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6，多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体5内。
图3是图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，电池单体为多个，多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6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6中的多个电池单体之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块6中的多个电池单体的并联或串联或混联。
图4是本申请一些实施例提供的电池单体的***示意图，如图4所示，本申请实施例提供的电池单体7包括电极组件10和外壳组件20，电极组件10容纳于外壳组件20内。
在一些实施例中，外壳组件20还可用于容纳电解液，例如电解液。外壳组件20可以是多种结构形式。
在一些实施例中，外壳组件20可以包括壳体21和端盖组件22，壳体21为一侧开口的空心结构，端盖组件22盖合于壳体21的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件10和电解液的容纳腔。
在一些实施例中，端盖组件22包括端盖23，端盖23盖合于壳体21的开口处。端盖23可以是多种结构，比如，端盖23为板状结构、一端开口的空心结构等。示例性的，在图4中，壳体21为长方体结构，端盖23为板状结构，端盖23盖合于壳体21顶部的开口处。
端盖23可以由绝缘材料(例如塑胶)制成，也可以由导电材料(例如金属)制成。当端盖23由金属材料制成时，端盖组件22还可包括绝缘件(图4中未示出)，绝缘件位于端盖23面向电极组件10的一侧，以将端盖23和电极组件10绝缘隔开。
在一些实施例中，端盖组件22还可以包括电极端子221，电极端子221安装于端盖23上。电极端子221为两个，两个电极端子221分别定义为正极电极端子和负极电极端子，正极电极端子和负极电极端子均用于与电极组件10电连接，以输出电极组件10所产生的电能。
在另一些实施例中，外壳组件20也可以是其他结构，比如，外壳组件20包括壳体21和两个端盖组件22，壳体21为相对的两侧开口的空心结构，一个端盖组件22对应盖合于壳体21的一个开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件10和电解液的容纳腔。在这种结构中，可以一个端盖组件22上设有两个电极端子221，而另一个端盖组件22上未设置电极端子，也可以两个端盖组件22各设置一个电极端子221。
在电池单体7中，容纳于外壳组件20内的电极组件10可以是一个，也可以是多个。示例性的，在图4中，电极组件10为四个。
电极组件10包括正极极片、负极极片和隔离件。电极组件10可以是卷绕式电极组件、叠片式电极组件或其它形式的电极组件。
在一些实施例中，电极组件10为卷绕式电极组件。正极极片、负极极片和隔离件均为带状结构。本申请实施例可以将正极极片、隔离件以及负极极片依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件10。
在另一些实施例中，电极组件10为叠片式电极组件。具体地，电极组件10包括多个正极极片和多个负极极片，正极极片和负极极片交替层叠，层叠的方向平行于正极极片的厚度方向和负极极片的厚度方向。
从电极组件10的外形来看，电极组件10包括主体部11和连接于主体部11的极耳部12。示例性地，极耳部12从主体部11的靠近端盖组件22的一端延伸出。
在一些实施例中，极耳部12为两个，两个极耳部12分别定义为正极极耳部和负极极耳部。正极极耳部和负极极耳部可以从主体部11的同一端延伸出，也可以分别从主体部11的相反的两端延伸出。
主体部11为电极组件10实现充放电功能的核心部分，极耳部12用于将主体部11产生的电流引出。主体部11包括正极集流体的正极集流部、正极活性物质层、负极集流体的负极集流部、负极活性物质层以及隔离件。正极极耳部包括多个正极极耳，负极极耳部包括多个负极极耳。
极耳部12用于电连接于电极端子221。极耳部12可以通过焊接等方式直接连接于电极端子221，也可以通过其它构件间接地连接于电极端子221。例如，电极组件10还包括集流构件13，集流构件13用于电连接电极端子221和极耳部12。集流构件13为两个，两个集流构件13分别定义为正极集流构件和负极集流构件，正极集流构件用于电连接正极电极端子和正极极耳部，负极集流构件用于电连接负极电极端子和负极极耳部。当电池单体7设有多个电极组件10时，多个电极组件10的正极集流构件可以一体设置，多个电极组件10的负极集流构件可以一体设置。
图5是本申请一些实施例提供的端盖组件的结构示意图。图6是图5所示的端盖组件沿线A-A作出的剖视示意图；图7是图6所示的端盖组件在I处的放大示意图。
在一些实施例中，如图5至图7所示，端盖组件22包括：端盖23，设置有泄压通孔221a；泄压机构8，泄压机构8连接于端盖23并覆盖泄压通孔221a，泄压机构8被配置为在电池单体内部的压力达到阈值时致动以泄放压力；以及加强机构9，加强机构9位于端盖23的背离电池单体的电极组件的一侧，并覆盖泄压通孔221a的至少部分，其中，加强机构9至少连接于端盖23的位于泄压通孔221a沿第一方向X两侧的部分，以加强端盖23在泄压通孔221a处的强度，第一方向X垂直于端盖23的厚度方向Z。
在此需要说明的是，图5至图7中示出的X方向表示第一方向，Y方向表示第二方向，Z表示端盖23的厚度方向。第一方向X和第二方向Y相交，且第一方向X和第二方向Y界定出的平面和端盖23的厚度方向Z垂直，即第一方向X和端盖23的厚度方向Z垂直，第二方向Y和端盖23的厚度方向Z垂直。
端盖23可以由绝缘材料或导电材料制成，用于将电解液和外部环境隔绝。端盖23可用于安装电极端子221。端盖23设置有泄压通孔221a，在泄压机构8致动时，电池单体内部的压力通过泄压通孔221a泄放。
泄压机构8用于在电池单体的内部压力达到阈值时致动以泄放内部压力。当电池单体产生较多气体使得壳体内部压力升高并达到阈值时，泄压机构8中设有的薄弱结构被破裂，进而避免电池单体发生***。薄弱结构指的是泄压机构8上相对于泄压机构8的其余部分强度偏弱，易于破裂、破碎、被撕裂或者打开的部分。示例性地，对泄压机构8的预定区域进行减薄处理，被减薄处理的部分形成薄弱结构。或者，对泄压机构8的预定区域进行材料处理，使得该区域的强度弱于其他区域的强度，强度低的区域形成薄弱结构。
加强机构9至少连接于端盖23的位于泄压通孔221a沿第一方向X两侧的部分，对端盖23在泄压通孔221a处的强度进行加强。可以理解的是，加强机构9可以全部覆盖泄压通孔，也可以部分覆盖泄压通孔。
电池单体在运输、温度变化或充放电的过程中，电池单体可能会存在以下情况：电池单体内部的压力存在变化、电解液对端盖23造成冲击、外部作用力对端盖23造成冲击等等。电池单体在存在上述一种或多种情况下，端盖23会发生一定程度的蠕变变形；尤其是设置泄压通孔221a处的端盖23由于其强度相对较差，发生蠕变变形的可能性较大，端盖23蠕变变形的过程会带动泄压机构8发生蠕变变形，从而导致在电池单体内部的压力未达到阈值时有可能发生泄压机构8提前致动，从而导致电池单体的使用可靠性较差以及安全性能较差。
在本申请实施例中，泄压机构8能够在电池单体内部的压力达到阈值时致动并释放压力，以保证电池单体在发生热失控时的安全性。加强机构9至少连接于端盖23位于泄压通孔221a沿第一方向X两侧的部分，能够加强端盖23在泄压通孔221a处的强度，端盖23在受到内外冲击作用力时，不易发生蠕变变形，进而有利于对泄压机构8进行防护，减小泄压机构8的蠕变，降低了泄压机构8在正常使用情况下发生提前致动泄压的风险，提高电池单体的使用可靠性和安全性能。
在本申请实施例中，加强机构9连接于端盖23，能够对端盖23进行加强。
在一些实施例中，加强机构9可以为平板状结构。示例性地，加强机构9设置于端盖23的背离电极组件的一侧。为了便于电池单体的泄压，可以于加强机构9上设置导通部，例如导通孔，导通孔与泄压通孔221a连通，电池单体内部的气体依次经泄压通孔221a和导通孔排出至外部环境。
如图6和图7所示，在一些实施例中，加强机构9包括连接部91和第一凸部92，连接部91与端盖23连接，第一凸部92凸出于连接部91的背离电极组件的表面，并与泄压通孔221a相对设置，加强机构9在与第一凸部92对应的位置上设有从连接部91的面向电极组件的表面沿背离电极组件的方向凹陷的第一凹部93。
连接部91连接于端盖23，能够加强端盖23的强度。连接部91与端盖23有多种连接方式。示例性地，连接部91连接于端盖23背离电极组件10的一侧，或者连接部91的至少部分位于端盖23内，并与端盖23连接。
加强机构9形成有第一凹部93，第一凹部93形成于第一凸部92的对应的位置，第一凸部92和端盖23之间形成避让空间，以避让端盖23在泄压通孔221a处的结构。第一凸部92与泄压通孔221a相对设置，即第一凹部93与泄压通孔221a相对设置。电池单体内部产生的气体需排出泄压时，在第一凹部93内缓冲后排出，能够降低气体排出的气压，降低对电池单体外部的冲击，有效提高安全性能。
由于第一凸部92凸出于连接部91，第一凸部92能够对端盖23上设置第一凹部93的位置起到加强作用，提高端盖23的强度，端盖23的结构更稳定，在端盖23受到内外冲击作用力时，端盖23不易发生变形，以此保证泄压机构8的使用可靠性。
在本申请实施例中，连接部91和第一凸部92可以为一体成型结构，例如采用铸造、锻造或冲压方式加工制造。或者，连接部91和第一凸部92可以为各自独立的结构件，两者各自独立加工制造，然后可以采用焊接或紧固件连接方式进行组装。
为了提高加强机构9的装配精度，请继续参阅图7，在一些实施例中，端盖23在背离电极组件的一侧形成有第二凹部233，连接部91的至少部分位于第二凹部233内，且与端盖23连接。端盖23在第二凹部233处能够形成定位结构，连接部91的至少部分位于第二凹部233内，便于定位装配。示例性地，连接部91装配于端盖23的方式可以为焊接或者粘接等等。以焊接为例，连接部91的至少部分位于第二凹部233内，能够提高对连接部91的焊接位置定位的准确度。本申请实施例还能够通过设置第二凹部233减小端盖组件在厚度方向Z上的尺寸，以提高电池的能量密度。
请继续参阅图7，在一些实施例中，端盖23包括本体部231和第二凸部232，第二凹部233形成于本体部231，第二凸部232凸出于本体部231的面向电极组件的表面，泄压通孔221a贯通第二凸部232和本体部231，第二凸部232在端盖23的厚度方向Z的投影与第二凹部233在端盖23的厚度方向Z的投影至少部分重叠设置。第二凹部233形成于本体部231，降低了本体部231的局部强度。为了增加本体部231在与第二凹部233对应位置处的强度，第二凸部232在厚度方向Z的投影与第二凹部233在厚度方向Z的投影至少部分重叠设置，第二凸部232将会增加本体部231在与第二凹部233对应位置处的厚度，厚度的增加使得本体部231的强度得到加强，减小了本体部231的变形。
由于第二凸部232凸出于本体部231设置，在第二凸部232和本体部231的连接处容易产生应力集中，端盖23在受到内外冲击作用力时，第二凸部232和本体部231的连接处由于应力集中容易发生断裂，从而导致端盖23结构不稳定。
为了提高端盖23的结构稳定性，请继续参阅图7，在一些实施例中，第二凸部232和本体部231的连接处设有过渡圆角。第二凸部232和本体部231之间平滑过渡，有利于降低应力集中的程度，防止第二凸部232和本体部231之间发生断裂。
图8是图5所示的端盖组件的***示意图；图9是本申请另一些实施例提供的端盖组件的结构示意图。
加强机构9可以设置为多种形状，示例性地，如图8所示，加强机构9可以为圆形结构、椭圆形结构等，连接部91环绕第一凸部92设置；环绕设置能够对端盖23在泄压通孔221a的周边均起到加强作用。如图9所示，加强机构9也可以为方形结构，连接部91为两个，两个连接部91分别连接第一凸部92沿第一方向X的两端。
如图8和图9所示，在一些实施例中，加强机构9还包括导通部94，导通部94设置于连接部91和/或第一凸部92，导通部94将泄压通孔221a与外部空间连通。电池单体在充放电过程中，其内部也会产生气体，气体依次经泄压通孔221a和导通部94排出，防止电池单体内部积聚过多气体造成内部压力增大。电池单体内部产生的压力达到阈值时，泄压机构8致动，电池单体内部产生的高温高压气体能够经导通部94泄放至电池单体外。
作为一些示例，导通部94包括第一通孔941，第一通孔941设置于第一凸部92的底壁92a，第一通孔941与泄压通孔221a相对设置并连通。第一通孔941和泄压通孔221a相对设置，压力泄放通道较短，便于压力快速释放。
作为另一些示例，连接部91设置为两个，且分别连接第一凸部92的沿第一方向X相对设置的两端，导通部94包括两个连接部91和第一凸部92在第二方向Y围合形成的开口942。导通部94和泄压通孔221a错开设置，在释放压力时，气体于第一凹部93内能够改变泄压方向并进行缓冲，从而降低对电池单体外的构件的损害。
在电池单体内部产生的压力达到阈值时，泄压机构8致动，电池单体的内部的高温高压气体会从致动的部位向外排出，以此泄放压力；在高温高压气体向外排出的过程中，气体会带动排放物等向外排出，排放物会对电池单体外的构件造成损害。在本申请实施例中，排放物包括但不限于：被溶解或***的正负极极片、隔离件的碎片等等。
为了降低电池单体泄压时对电池单体外的构件造成损害，请继续参阅图8和图9，在一些实施例中，加强机构9还包括阻挡部95，阻挡部95和导通部94的至少部分相对设置，并且阻挡部95与第一凸部92或者连接部91连接，在电池单体泄放压力时，以阻挡电池单体内的排放物排出加强机构9。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体发生泄压，并且还能阻挡排放物排出加强机构9，避免更严重的事故的发生。阻挡部95与第一凸部92或者连接部91连接，还能够加强第一凸部92或者连接部91的强度。
在此需要说明的是，阻挡部95和导通部94的至少部分相对设置，可以包括多种形式。示例性地，阻挡部95位于导通部94内，或者阻挡部95位于第一凸部92的背离或朝向电极组件的一侧，并覆盖导通部94的至少部分；或者阻挡部95位于连接部91沿其厚度方向相对设置的两侧中的至少一侧，并覆盖导通部94的至少部分。
请继续参阅图8和图9，在一些示例中，阻挡部95和第一通孔941的至少部分相对设置，并与第一凸部92连接。由于第一通孔941和泄压通孔221a相对设置，排放物排出时会正面冲击第一通孔941处，阻挡部95能够有效地阻挡排放物，从而提高泄压过程的安全性。
阻挡部95可以位于第一通孔941内；当然，阻挡部95也可以设置于第一凸部92背离电极组件的表面和/或朝向电极组件的表面。
图10是本申请一些实施例提供的端盖组件的加强机构的结构示意图。
如图10所示，可选地，阻挡部95设置为多个，多个阻挡部95沿第一通孔941的周向间隔分布，阻挡部95的一端与第一凸部92连接，阻挡部95的另一端朝向第一通孔941的中心方向延伸并汇聚。当阻挡部95的数量为四个时，阻挡部95整体可以呈十字形状。
可选地，阻挡部95可以为网状结构，阻挡部95覆盖第一通孔941。电池单体内部的压力能够由网状结构的网孔排出，电池单体内的排放物将被网状结构所阻挡，从而提高电池单体的安全性能。
图11是图4所示的电池单体的局部剖视图；图12是图11所示电池单体在II处的放大示意图。
为了进一步提高端盖23的强度，如图11所示，在一些实施例中，端盖23包括第一主体部234和第一突出部235，第一主体部234具有在端盖23的厚度方向Z上相对布置的第一内表面234a和第一外表面234b，第一突出部235相对于第一外表面234b向背离电极组件10的方向凸出，第一主体部234上与第一突出部235相对应的位置形成有相对第一内表面234a向背离电极组件10的方向凹陷的第一凹陷部236，第一凹陷部236被配置为容纳电极组件10的至少一部分。
由于端盖23的第一主体部234上与第一突出部235相对应的位置形成有从第一内表面234a向背离电极组件10的方向凹陷的第一凹陷部236，能够增大电池单体的内部空间，第一凹陷部236能够容纳电极组件10的至少一部分，例如容纳电极组件10的极耳部12和/或集流构件13的至少一部分，为电极组件10腾出更多的空间，有利于提升电池单体的能量密度。此外，第一突出部235可以对第一主体部234上设置第一凹陷部236的位置起到加强作用，提高端盖23的强度。第一突出部235的设置还可使得第一凹陷部236尽可能地背离电极组件10的方向凹陷，有利于集流构件13和/或极耳部12容纳于第一凹陷部236内。
需要说明的是，第一凹陷部236起到容纳电极组件10的极耳部12的作用，第一凹陷部236可以只容纳正极极耳至少一部分，也可以只容纳负极极耳至少一部分，当然，也可以既容纳正极极耳的至少一部分，又容纳负极极耳的至少一部分。比如，正极极耳和负极极耳分别位于电极组件10的主体部11在端盖23的厚度方向Z上的相对的两侧，若正极极耳较负极极耳更靠近端盖23，则第一凹陷部236可只容纳正极极耳的至少一部分；若正极极耳较负极极耳更远离端盖23，则第一凹陷部236可只容纳负极极耳的至少一部分。再如，正极极耳和负极极耳位于电极组件10的主体部11在第一主体部234的厚度方向Z上的同一侧，则第一凹陷部236则可既容纳正极极耳的至少一部分，又容纳负极极耳的至少一部分。
请继续参阅图11，在一些实施例中，第一凹陷部236具有第一底面236a，在厚度方向Z上，第一底面236a相比于第一主体部234的第一外表面234b更远离电极组件10，使得第一凹陷部236凹陷至第一突出部235内，增大了第一凹陷部236的凹陷深度，进而增大了第一凹陷部236用于容纳极耳部12的空间。
在其他实施例中，第一凹陷部236的第一底面236a也可以与第一主体部234的第一外表面234b平齐；在厚度方向Z上，也可以是第一底面236a相比于第一主体部234的第一外表面234b更靠近电极组件10。
如图12所示，在一些实施例中，端盖组件22还可以包括绝缘件14，绝缘件14设置在端盖23面向电极组件的主体部11的一侧，绝缘件14被配置为隔离端盖23和电极组件(图12中未示出)。
绝缘件14可起到隔离端盖23和电极组件的作用，降低端盖23与电极组件接触，而造成电池单体短路的风险。
在本申请实施例中，绝缘件14为绝缘材质，绝缘件14可以是橡胶、塑料等材质。端盖23可以是导电材料，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
需要说明的是，在本申请实施例中，在端盖组件22未设置绝缘件14的情况下，端盖23可以是绝缘材料。
请继续参阅图12，在一些实施例中，绝缘件14可以包括第二主体部141和第二突出部142，第二主体部141具有在厚度方向Z上相对布置的第二内表面141a和第二外表面141b，第二外表面141b面向第一内表面234a，第二突出部142从第二外表面141b向背离电极组件的方向凸出，第二主体部141上与第二突出部142相对应的位置形成有从第二内表面141a向背离电极组件的方向凹陷的第二凹陷部143。第一凹陷部236被配置为容纳第二突出部142，第二凹陷部143被配置为容纳电极组件的至少一部分。
绝缘件14的第二凹陷部143能够增大电池单体的内部空间，起到容纳电极组件的集流构件13和极耳部12的作用，以为电极组件的主体部11腾出更多的空间。第二突出部142的设置可使第二凹陷部143尽可能地沿背离电极组件10的主体部11方向凹陷，有利于极耳部12容纳于第二凹陷部143内。此外，由于绝缘件14的第二突出部142容纳于第一凹陷部236内，使得绝缘件14与端盖23两者更加紧凑，减小了绝缘件14占用壳体21内部的空间，可为电极组件腾出更多的空间，有利于提升电池单体的能量密度。
第二凹陷部143包括第二底面143a，第二底面143a相比于第二外表面141b更远离于电极组件10，使得第二凹陷部143凹陷至第二突出部142内。
需要说明的是，绝缘件14的第二突出部142与端盖23的第一凹陷部236可以一一对应。比如，绝缘件14上形成有一个第二突出部142，端盖23上形成有一个第一凹陷部236，一个第一突出部235对应容纳于第一凹陷部236内；再如，绝缘件14上形成有两个第二突出部142，端盖23上形成有两个第一凹陷部236，两个第二突出部142分别容纳于两个第一凹陷部236内。当然，也可以是多个第二突出部142容纳在一个第一凹陷部236内，比如，端盖23上形成有一个第一凹陷部236，绝缘件14上形成有两个第二突出部142，两个第二突出部142均容纳于一个第一凹陷部236内。
第二外表面141b与第一内表面234a两者可以存在一定距离，两者也可以直接相抵。若第二外表面141b与第一内表面234a存在距离，则第二突出部142部分容纳于第一凹陷部236内；若第二外表面141b与第一内表面234a相抵，则第二突出部142完全容纳于第一凹陷部236内，使得绝缘件14与端盖23两者更加紧凑。在图12中，示例性的示出了第二外表面141b与第一内表面234a直接相抵的情况。
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 (17)

1.一种端盖组件，用于电池单体，其特征在于，所述端盖组件包括：
端盖，设置有泄压通孔；
泄压机构，所述泄压机构连接于所述端盖并覆盖所述泄压通孔，所述泄压机构被配置为在所述电池单体内部的压力达到阈值时致动以泄放所述压力；以及
加强机构，所述加强机构位于所述端盖的背离所述电池单体的电极组件的一侧，并覆盖所述泄压通孔的至少部分，
其中，所述加强机构至少连接于所述端盖的位于所述泄压通孔沿第一方向两侧的部分，以加强所述端盖在所述泄压通孔处的强度，所述第一方向垂直于所述端盖的厚度方向。
2.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，
所述加强机构包括连接部和第一凸部，所述连接部与所述端盖连接，所述第一凸部凸出于所述连接部的背离所述电极组件的表面，并与所述泄压通孔相对设置，所述加强机构在与所述第一凸部对应的位置上设有从所述连接部的面向所述电极组件的表面沿背离所述电极组件的方向凹陷的第一凹部。
3.根据权利要求2所述的端盖组件，其特征在于，
所述端盖在背离所述电极组件的一侧形成有第二凹部，所述连接部的至少部分位于所述第二凹部内，且与所述端盖连接。
4.根据权利要求3所述的端盖组件，其特征在于，所述端盖包括本体部和第二凸部，所述第二凹部形成于所述本体部，所述第二凸部凸出于所述本体部的面向所述电极组件的表面，所述泄压通孔贯通所述第二凸部和所述本体部，所述第二凸部在所述厚度方向的投影与所述第二凹部在所述厚度方向的投影至少部分重叠设置。
5.根据权利要求4所述的端盖组件，其特征在于，所述第二凸部和所述本体部的连接处设有过渡圆角。
6.根据权利要求2所述的端盖组件，其特征在于，所述加强机构还包括导通部，所述导通部设置于所述连接部和/或所述第一凸部，所述导通部将所述泄压通孔与外部空间连通。
7.根据权利要求6所述的端盖组件，其特征在于，
所述导通部包括第一通孔，所述第一通孔设置于所述第一凸部的底壁，所述第一通孔与所述泄压通孔相对设置并连通。
8.根据权利要求7所述的端盖组件，其特征在于，所述加强机构还包括阻挡部，所述阻挡部和所述第一通孔的至少部分相对设置，并与所述第一凸部连接，在所述电池单体泄放所述压力时，以阻挡所述电池单体内的排放物排出所述加强机构。
9.根据权利要求8所述的端盖组件，其特征在于，
所述阻挡部设置为多个，多个所述阻挡部沿所述第一通孔的周向间隔分布，所述阻挡部的一端与所述第一凸部连接，所述阻挡部的另一端朝向所述第一通孔的中心方向延伸并汇聚。
10.根据权利要求6所述的端盖组件，其特征在于，所述连接部设置为两个，且分别连接所述第一凸部的沿所述第一方向相对设置的两端，所述导通部包括两个所述连接部和所述第一凸部在第二方向围合形成的开口，所述第一方向垂直于所述厚度方向，且所述第一方向和所述第二方向相交。
11.根据权利要求2所述的端盖组件，其特征在于，所述连接部环绕所述第一凸部设置。
12.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述端盖包括第一主体部和第一突出部，所述第一主体部具有在其厚度方向上相对布置的第一内表面和第一外表面，所述第一突出部相对于所述第一外表面向背离所述电极组件的方向凸出，所述第一主体部上与所述第一突出部相对应的位置形成有相对所述第一内表面向背离所述电极组件的方向凹陷的第一凹陷部，所述第一凹陷部被配置为容纳所述电极组件的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的端盖组件，其特征在于，所述第一凹陷部具有第一底面；
在所述厚度方向上，所述第一底面相比于所述第一外表面更远离所述电极组件。
14.根据权利要求12所述的端盖组件，其特征在于，所述端盖组件还包括绝缘件，
所述绝缘件设置于所述端盖面向所述电极组件的一侧，所述绝缘件被配置为隔离所述端盖和所述电极组件，
所述绝缘件包括第二主体部和第二突出部，所述第二主体部具有在所述厚度方向上相对布置的第二内表面和第二外表面，所述第二外表面面向所述第一内表面，所述第二突出部从所述第二外表面向背离所述第二主体部的方向凸出，所述第二主体部上与所述第二突出部相对应的位置形成有从所述第二内表面向背离所述电极组件的方向凹陷的第二凹陷部；
所述第一凹陷部被配置为容纳所述第二凹陷部，所述第二凹陷部被配置为容纳所述电极组件的至少一部分。
15.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1至14任一项所述的端盖组件。
16.一种电池，其特征在于，包括多个如权利要求15所述的电池单体。
17.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求16所述的电池，所述电池用于提供电能。
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