CN106450475B - 二次电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件生产技术领域，尤其涉及一种二次电池及电池模组。第一端子与顶盖片电连接；第二端子、连接件与顶盖片电绝缘；连接件与第二端子电连接；顶盖片设有第一通孔，翻转片附接于顶盖片，且密封第一通孔；导电件包括与翻转片连接的熔断部、与第一极片连接的导电部，熔断部的过流面积小于其相邻区域的过流面积；常态时，熔断部与导电部连接，第一极片、导电部、熔断部、翻转片、顶盖片与第一端子电连接形成电流通路，第二极片与第二端子电连接；当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片能够翻转，并且翻转后的翻转片与连接件电连接，使第一端子和第二端子电连接。本申请即使汽车处于运行状态，也不会突然熄火，提高了汽车的安全性。

Description

二次电池及电池模组

技术领域

本申请涉及储能器件生产技术领域，尤其涉及一种二次电池及电池模组。

背景技术

对于EV硬壳电池，为了解决过充问题，业界普遍采用的方案是，在电芯失效之前切断电池主回路，防止电池继续充电，以保证电池安全。通常的结构为：在第一端子与电极组件电连接的主回路设置电流切断结构，且第二端子始终与电流切断结构电绝缘，当电池过充，内部产气，在内部气压增大到一定值时激活电流切断结构，使第一端子与电极组件之间断路，防止电池继续充电。

然而，除了过充以外，正常使用过程中，可能也会由于意外的内短路导致内部产气，激活电流切断结构，使第一端子与电极组件之间形成断路，如果此时汽车正在行驶中，而电池模组中各电池又采用串联的方式，由于第一端子与第二端子仍处于绝缘状态，将导致整个电池模组发生断电，造成汽车突然熄火，甚至导致严重的事故。

发明内容

本申请提供了一种二次电池及电池模组，能够解决上述问题。

本申请的第一方面提供了一种二次电池，包括第一端子、第二端子、顶盖片、电极组件、连接件、导电件和翻转片，

所述电极组件包括第一极片、第二极片和在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板；

所述第一端子与所述顶盖片电连接；所述第二端子、所述连接件分别与所述顶盖片电绝缘；

所述连接件与所述第二端子电连接；

所述顶盖片设有第一通孔，所述翻转片附接于所述顶盖片，且密封所述第一通孔；

所述导电件包括与所述翻转片连接的熔断部、与所述第一极片连接的导电部，所述熔断部的过流面积小于其相邻区域的过流面积；

常态时，所述熔断部与所述导电部连接，所述第一极片、所述导电部、所述熔断部、所述翻转片、所述顶盖片与所述第一端子电连接形成电流通路，所述第二极片与所述第二端子电连接；

当所述二次电池内的压力超过基准压力时，所述翻转片能够翻转，并且翻转后的所述翻转片与所述连接件电连接，使所述第一端子和所述第二端子电连接。

优选地，沿所述翻转片的翻转方向，所述熔断部的厚度小于所述导电部的厚度。

优选地，所述熔断部设有通孔，沿着垂直于所述电流通路的电流方向的方向，所述通孔贯通所述导电件。

优选地，所述熔断部还设有熔断孔，沿着所述电流通路的电流方向，所述导电件在所述熔断孔的所述熔断部的区域断开。

优选地，所述熔断孔设有多个，且沿所述导电件的周向分布。

优选地，所述熔断孔与所述通孔连通。

优选地，所述熔断孔设有一个，且沿所述通孔的周向设置。

优选地，所述熔断部设有压痕。

优选地，所述熔断部设有曲面区，所述熔断部通过所述曲面区与所述导电部连接。

本申请的第二方面提供了一种电池模组，包括如上任一项所述的二次电池，各所述二次电池相互串联。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的二次电池，通过增加连接件，且导电件设有熔断部，常态时，第一极片通过导电部、熔断部、翻转片、顶盖片与第一端子电连接，当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片能够翻转，且翻转后的翻转片与连接件接触，从而使第一端子通过顶盖片、翻转片、连接件与第二端子电导通，此时第一极片、导电部、熔断部、翻转片与第一端子的电流通路仍然导通，从而保证在翻转片翻转的瞬间，二次电池仍然导通，但由于翻转片翻转后，第一端子与第二端子发生短路，造成第一极片、导电部、熔断部、翻转片与第一端子形成的电流通路中的电流瞬间增大，导致熔断部熔断，从而断开翻转片与导电部的电连接转状态，此时该二次电池中，仅第一端子与第二端子电连接，因此，即使与电池模组采用串联方式，整个故障二次电池直接作为导线连接于电池模组中，保持整个电池模组仍处于通路状态，进而提高了汽车的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请所提供的二次电池一种具体实施例的结构示意图；

图2为本申请所提供的二次电池一种具体实施例的爆炸视图；

图3为图1中沿A-A线的剖视图；

图4为本申请所提供的二次电池一种具体实施例的一个局部示意图；

图5为本申请所提供的二次电池导电件一种具体实施例的正视图；

图5a为本申请所提供的二次电池导电件另一种具体实施例的正视图；

图5b为本申请所提供的二次电池导电件又一种具体实施例的正视图；

图6为图5中导电件的结构图；

图6a为图5a中导电件的结构图；

图6b为图5b中导电件的结构图；

图7为图5中沿B-B线的剖视图；

图7a为图5a中沿D-D线的剖视图；

图7b为图5b中沿F-F线的剖视图；

图8为图5中沿C-C线的剖视图；

图8a为图5a中沿E-E线的剖视图；

图8b为图5b中沿G-G线的剖视图；

图9为本申请所提供的二次电池翻转片一种具体实施例的正视图；

图10为本申请所提供的二次电一种具体实施例的另一局部示意图。

附图标记：

10-顶盖片；

20-第一端子；

30-第二端子；

31-第二导电块；

32-第三绝缘件；

33-第四绝缘件；

34-密封件；

40-连接件；

41-第二绝缘件；

42-第一导电块；

70-翻转片；

701-翻转部；

702-第一凸头；

703-第二凸头；

704-连接部；

705-安装凸起；

71-导电件；

711-熔断部；

711a-通孔；

711b-压痕；

711c-曲面区；

711d-熔断孔；

712-导电部；

72-第一绝缘件；

73-固定件。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-10所示，本申请实施例提供了一种二次电池，包括第一端子20、第二端子30、顶盖片10、电极组件(图中未示出)、连接件40、导电件71和翻转片70，二次电池还包括壳体(图中未示出)。电极组件包括第一极片、第二极片和在第一极片与该第二极片之间的隔板。

顶盖片10密封壳体，二者围成容纳空间，电极组件放置于容纳空间。第一端子20与顶盖片10电连接，具体地，如图3-4所示，顶盖片10设有第一通孔，翻转片70附接于顶盖片10，并密封第一通孔，以使顶盖片10、翻转片70与壳体形成密封腔。优选顶盖片10可以设有第二凹槽，第一端子20插装于第二凹槽，以保证第一端子20与顶盖片10的连接可靠性；第二端子30与顶盖片10电绝缘，其可以通过绝缘件或者绝缘胶、绝缘漆实现，如图10中，通过第三绝缘件32与顶盖片10绝缘。连接件40与顶盖片10电绝缘，且与第二端子30电连接，连接件40上的至少部分与第一通孔相对。

导电件71包括与翻转片70连接的熔断部711、与第一极片连接的导电部712(二者可以直接连接，也可以通过导电结构连接)，且熔断部711的过流面积小于其相邻区域的过流面积。

常态时，导电部712与熔断部711连接，第一极片、导电部712、熔断部711、翻转片70、顶盖片10与第一端子20形成电流通路，第二极片与第二端子30电连接。当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片70能够翻转，并且翻转后的翻转片70与连接件40接触，时使翻转片70与连接件电连接，从而使第一端子20和第二端子30电连接。

上述二次电池，通过增加连接件40，且导电件71设置熔断部711，常态时，第一极片通过导电部712、熔断部711、翻转片70、顶盖片10与第一端子20电连接，当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片70能够翻转，且翻转后的翻转片70与连接件40接触，从而使第一端子20通过顶盖片10、翻转片70、连接件40与第二端子30电导通，此时第一极片、导电部712、熔断部711、翻转片70与第一端子20的电流通路仍然导通，从而保证在翻转片70翻转的瞬间，二次电池仍然处于连通状态，但由于翻转片70翻转后，第一端子20与第二端子30发生短路，造成第一极片、导电部712、熔断部711、翻转片70与第一端子20形成的电流通路中的电流瞬间增大，导致熔断部711熔断，从而断开翻转片70与导电部712的电连接转状态，此时该二次电池中，仅第一端子20与第二端子30电连接，因此，即使与电池模组采用串联方式，整个故障二次电池直接作为导线连接于电池模组中，保持整个电池模组仍处于通路状态，进而提高了汽车的安全性。

具体地，熔断部711可以采用如下几种方式：

第一种，如图7a-8b所示，沿翻转片70的翻转方向，熔断部711的厚度小于导电部的厚度，通过减小熔断部711的厚度减小熔断部711的过流面积，结构简单，便于加工。

第二种，如图5-8b所示，熔断部711设有通孔711a，沿着垂直于电流通路的电流方向的方向，通孔711a贯通导电件71，即沿着厚度的方向，通孔711a贯通导电件71。通过设置通孔711a能够减小熔断部711电流流经的长度或者熔断部711的过流面积，从而使熔断部711更快熔断。

第三种，如图5a-5b、6a-6b、7a-7b、8a-8b所示，熔断部还设有熔断孔711d，沿电流通路的电流方向，导电件71在熔断孔711d之外的熔断部的区域断开。通过设置熔断孔711d，能够进一步减小熔断部711的过流面积，进而使熔断部711快速熔断。

熔断孔711d可以设有一个或者多个。在设有一个时，熔断孔711d沿导电件71的周向设置，即在设有通孔711a时，沿通孔711a的周向环绕。在设有多个时，沿导电件71的周向分布，以进一步减小熔断部711的过流面积，如图5a、6a、7a、8a所示，在熔断孔711d设有两个，在设有通孔711a时，两个熔断孔分布位于通孔711a的两侧。

第四种，熔断部711设有压痕711b，如图7-8所示，压痕711b可以沿导电件71的周向设置，如图7、8所示，压痕711b为环形，以进一步减小熔断部711的过流面积。

第五种，上述四种方式可以任意组合，如图5、6、7、8，通孔711a与压痕711b同时设置；如图5a-5b、6a-6b、7a-7b、8a-8b所示，通孔711a、压痕711b、熔断孔711d同时设置。在通孔711a与熔断孔711d同时设置时，熔断孔711d与通孔711a优选连通，如图5b、6b、7b、8b所示。

由于在二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片70翻转会带动熔断部711相对于导电部712发生相对运动，为了避免在翻转过程中熔断部711与导电部712的断开，熔断部711设有曲面区711c，如图7-8b所示，熔断部711通过曲面区711c与导电部712连接，通过设置曲面区711c，能够增加熔断部711与导电部712之间的弹性连接强度。曲面区711c可以为弧形结构，弧形结构可以为一段也可以多段组合而成，优选采用多段弧形结构相接，如图7所示，以更好的增加导电件71的弹性变形能力，进而保证翻转片70翻转瞬间导电件71的可靠性。在设有一段弧形结构时，弧形结构凸向远离翻转片70的一侧。当然，弧形结构也可以为波浪型结构。

进一步地，曲面区711c沿导电件71的周向设置，其可以为环形结构，在设置有压痕711b和/或通孔711a时，曲面区711c设置于熔断部711远离压痕711b、711a的一侧。当然，压痕711b、通孔711a也可以直接设置于曲面区711c上。

为了防止导电件71与顶盖片10的直接接触形成电连接，导电件71与顶盖片10的接触处可以设有绝缘结构、绝缘胶或者绝缘漆，绝缘结构可以为如图2-4中的第一绝缘件72，第一绝缘件72位于导电件71与翻转片70之间，第一绝缘件72设有第二通孔，翻转片70、第二通孔以及熔断部711相对。

为了更好地固定导电件71，导电件71可以通过第一绝缘件72固定于顶盖片10，这种方式，第一绝缘件72同时起到绝缘与固定的作用，节省零部件数量，简化装配工序。

第一绝缘件72与顶盖片10的固定方式可以为粘接、卡接等，由于第一绝缘件72通常为非金属材质，顶盖片10为金属材质，为了方便二者的连接，二次电池还包括固定件73，第一绝缘件72通过固定件73连接于顶盖片10。

第一绝缘件72与固定件73的连接方式可以为焊接、铆接或者螺钉连接。通常，为了与固定件73配合，第一绝缘件72设有固定件配合部，固定件73与固定件配合部卡接。如图3-4所示，固定件73包括连接于顶盖片10的固定部，和自固定部弯折且向远离顶盖片10的方向延伸的卡接部，卡接部卡入固定件配合部。通过卡接结构实现固定件73与第一绝缘件72的连接，方便安装。

为了方便固定件73与顶盖片10的固定操作，第一绝缘件72还设有第三通孔，第三通孔沿顶盖片10指向第一绝缘件72的方向贯通第一绝缘件72，且第三通孔与固定件73相对。

卡接部可以设有一个或者两个，设有两个时，两个卡接部分别自固定部相对的两端延伸，各卡接部分别卡入固定件配合部相对的两侧。

固定件73与固定件配合部可以仅设有一组，也可以设有多组，如两组，三组或者更多组，一般地，固定件73与固定件配合部设有两组，两组固定件73与固定件配合部分别位于第一通孔的两侧。

上述各实施例中，翻转片70的结构如图9所示，翻转片70包括翻转部701与第一凸头702，翻转部701为片状环面结构，其边缘与顶盖片10连接(如图4所示)。第一凸头702连接于翻转部701，通常第一凸头702连接于翻转部701的中心区域，且向连接件40所在的方向凸出，并和连接件40上与第一通孔相对的部分相对。以在常态时，第一极片依次通过导电部712、熔断部711、翻转部701、顶盖片10与第一端子20电连接。通过增加第一凸头702，能够减小翻转片70与连接件40在翻转片70翻转方向上的距离，以在发生过充时，翻转片70能够迅速与连接件40接触。

为了减小翻转片70翻转的行程，以及保证翻转片70与熔断部711的连接可靠性，翻转片70还包括第二凸头703，第二凸头703连接于翻转部701，且凸向第一极片所在的方向，常态时翻转部701通过第二凸头703与熔断部711电连接。

通常，由于连接件40、熔断部711为平面结构，因此，相应地第一凸头702的端面、第二凸头703的端面也为平面结构，以增加翻转片70与熔断部711以及翻转后的翻转片70与连接件40的接触面积。

翻转部701可以整个位于第一通孔内，也可以连接于第一通孔的端部，优选翻转部701的周缘连接于第一通孔的内壁，以缩短翻转片70的翻转行程，同时保证翻转前后分别与熔断部711、连接件40的连接可靠性。

进一步地，为了保证翻转片70与顶盖片10连接的可靠性，翻转部701的周缘还设有连接部704，连接部704的厚度大于翻转部701的厚度，厚度指沿翻转片70的翻转方向的尺寸，翻转部701通过连接部704连接于第一通孔。

其中，第一通孔优选为阶梯孔，包括大孔与小孔，如图4所示，翻转部701连接于大孔，在设有连接部704时，连接部704连接于大孔；第一凸头702伸入小孔，以限制翻转片70的位置，防止在常态时，由于翻转片70与顶盖片10连接松动，造成翻转片70与连接件40的误接触。

为了进一步保证熔断部711与翻转片70连接的可靠性，翻转片70设有安装凸起705，熔断部711设有安装孔，安装凸起705可以连接于第二凸头703，安装凸起705插入安装孔，安装孔可以为盲孔或者通孔，在熔断部711设有通孔时，安装孔与通孔711a可以为同一个孔。

一般地，第一端子20、第二端子30分别安装于顶盖片10，其中，第一端子20可以直接与顶盖片10电连接，也可以通过导电结构连接于顶盖片10。为了便于二次电池与外界的电连接，第一端子20、第二端子30可以均伸出顶盖片10，尤其第二端子30，如图3、10中的第二端子30伸出顶盖片10。在第一端子20或者第二端子30伸出顶盖片10时，为了保证第一端子20或者第二端子30与顶盖片10的密封性，通常通过密封件或者密封胶密封，如图10中，第二端子30通过密封件34与顶盖片10密封，密封件34可以为密封圈，密封垫等。

通常，连接件40位于容纳空间外，即位于顶盖片10远离电极组件的一侧，连接件40的一端与第二端子30电连接，另一端向第一端子20延伸。

在二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片70与连接件40可以直接接触，也可以通导电结构实现接触连接。导电结构可以为如图4所示的第一导电块42，连接件40与第一通孔相对的一端连接有第一导电块42，第一导电块42与第一通孔相对，第一导电块42与顶盖片10也不直接接触，以进一步缩短翻转片70翻转后与连接件40电连接的时间。

为了避免连接件40的悬臂结构，还包括第二绝缘件41，连接件40可以通过第二绝缘件41连接于顶盖片10，其连接方式可以为粘接、卡接或者螺栓连接，在为螺栓连接时，优选绝缘螺栓。在包括第一导电块42时，第一导电块42通过第二绝缘件41连接于顶盖片10，具体地，第二绝缘件41设于第一导电块42与顶盖片10之间，其中，第二绝缘件41设有第四通孔，第一导电块42、第四通孔以及第一通孔相对。

为了防止第一导电块42的位置发生偏移造成翻转片70翻转后与连接件40接触不良，第二绝缘件41设有第一凹槽，第一导电块42插装于第一凹槽内。

为了方便连接件40与第二端子30的电连接，二次电池还包括第二导电块31，第二导电块31与顶盖片10电绝缘，其可以通过第四绝缘件33、绝缘胶或者绝缘漆绝缘。

上述各实施例中，通常，第一端子20为正极端子，第二端子30为负极端子，相应地，第一极片为正极片，第二极片为负极片，尤其在第一端子20与顶盖片10电连接时，以防止电解液对壳体的腐蚀。当然，也可以第一端子20为负极端子，第二端子30为正极端子，相应地，第一极片为负极片，第二极片为正极片。

本申请还提供一种电池模组，包括如上任一实施例提供的二次电池。二次电池设有多个，各二次电池之间可以相互并联，也可相互串联，尤其在串联时，采用上述任一实施例的二次电池，即使发生意外造成翻转片70激活，也不会导致整个电池模组断电，从而保证了电池模组的稳定性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，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 (9)

1.一种二次电池，其特征在于，包括第一端子、第二端子、顶盖片、电极组件、连接件、导电件和翻转片，

所述电极组件包括第一极片、第二极片和在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板；

所述第一端子与所述顶盖片电连接；所述第二端子、所述连接件分别与所述顶盖片电绝缘；

所述连接件与所述第二端子电连接；

所述顶盖片设有第一通孔，所述翻转片附接于所述顶盖片，且密封所述第一通孔；

所述导电件包括与所述翻转片连接的熔断部、与所述第一极片连接的导电部，所述熔断部的过流面积小于其相邻区域的过流面积；

常态时，所述熔断部与所述导电部连接，所述第一极片、所述导电部、所述熔断部、所述翻转片、所述顶盖片与所述第一端子电连接形成电流通路，所述第二极片与所述第二端子电连接；

当所述二次电池内的压力超过基准压力时，所述翻转片能够翻转，并且翻转后的所述翻转片与所述连接件电连接，使所述第一端子和所述第二端子电连接；

所述熔断部设有曲面区，所述熔断部通过所述曲面区与所述导电部连接。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，沿所述翻转片的翻转方向，所述熔断部的厚度小于所述导电部的厚度。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述熔断部设有通孔，沿着垂直于所述电流通路的电流方向的方向，所述通孔贯通所述导电件。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述熔断部还设有熔断孔，沿着所述电流通路的电流方向，所述导电件在所述熔断孔之外的所述熔断部的区域断开。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述熔断孔设有多个，且沿所述导电件的周向分布。

6.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述熔断孔与所述通孔连通。

7.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述熔断孔设有一个，且沿所述通孔的周向设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的二次电池，其特征在于，所述熔断部设有压痕。

9.一种电池模组，其特征在于，包括多个权利要求1-8任一项所述的二次电池，且各所述二次电池相互串联。