CN108428822A - 二次电池的顶盖组件以及二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二次电池的顶盖组件以及二次电池。二次电池的顶盖组件包括：顶盖板，具有电极引出孔；端子组件包括：翻转片，附接于端子板；导电片，具有第一部分，设置在端子板和顶盖板之间；隔离件，包围导电片的外周面，并且导电片通过隔离件与顶盖板连接；端子板，通过固定件固定在顶盖板的一侧并覆盖电极引出孔，端子板通过翻转片与第一部分电连接；翻转片被配置为响应二次电池内部的压力增加而变形并脱离与第一部分的电连接状态。因此，能够在壳体内部的压力升高到超过预定阈值时，断开充电回路，同时，在二次电池进行穿钉实验时，还能够避免形成大的外短路电流，从而防止在穿钉处打火而出现着火等安全事故。

Description

二次电池的顶盖组件以及二次电池
技术领域
本发明涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种二次电池的顶盖组件以及二次电池。
背景技术
新能源汽车在国内乃至世界都在广泛推广，但是要完全替代燃油汽车，还有很多需要改进之处。例如，汽车的行驶里程少，电池包成本高，电池包的可靠性等问题还需要进一步解决。基于上述的问题，对电动车的核心零件动力电池提出了更高的要求，例如需要动力电池达到更高的能量密度、更低的成本等。
对于动力电池，为了解决过充问题，业界普遍采用的方案是，在电极组件失效之前切断动力电池充放电的路径，阻断动力电池继续充电，以保证动力电池安全。通常的结构为：在顶盖板上设置通孔，导电片的一端与电极组件电连接，导电片的另一端插入通孔，并通过设置在端子板上的翻转片与端子板电连接。这种结构，为了固定导电片，导电片的靠近电极组件的一侧需要超出通孔的外边缘，并且超出通孔外边缘的导电片需要被绝缘塑胶包裹使其与绝缘塑胶固定，再将绝缘塑胶固定于顶盖片的下方，从而使导电片固定于顶盖片。
然而，上述结构，由于绝缘塑胶位于顶盖片的下方，而导电片又是完全靠绝缘塑胶固定，因此在长期使用过程中，导电片以及绝缘塑胶在重力的作用下，可能造成绝缘塑胶松动，导致导电片与顶盖片连接的可靠性降低。同时，绝缘塑胶包裹导电片时会占用壳体内部空间，增加顶盖组件的厚度，从而影响动力电池的能量密度。
现有技术中还有一种结构为：将导电片直接焊接于顶盖板，导电片的一端与电极组件电连接，导电片的另一端通过设置在端子板上的翻转片与端子板电连接。这种结构由于是导电片直接与顶盖板连接，因此导电片和顶盖板之间的导通电阻很小，在进行穿钉实验时，当钉子刺破壳体(顶盖板是与壳体连接)和电极组件时，则会形成大的外短路电流，因此容易出现打火而引发着火等安全隐患。
因此，亟需一种新的二次电池的顶盖组件以及二次电池。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种二次电池的顶盖组件以及二次电池，能够在壳体内部的压力升高到超过预定阈值时，翻转片变形并脱离与导电片的第一部分的电连接状态；同时，由于导电片是通过隔离件与顶盖板连接，因此在二次电池进行穿钉实验时，能够避免形成大的外短路电流，从而防止在穿钉处打火而出现着火等安全事故，保证二次电池的使用可靠性；再者，导电片不会过多地占用壳体内部空间，因此可以提升二次电池的能量密度。本发明的实施例能够解决上述的一个或多个问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种二次电池的顶盖组件，包括：顶盖板和端子组件，顶盖板具有电极引出孔，端子组件包括：端子板、固定件、翻转片、导电片以及隔离件，其中，翻转片附接于端子板；导电片具有第一部分，第一部分设置在端子板和顶盖板之间且第一部分的外周面凸出于电极引出孔的内壁；隔离件包围导电片的外周面，并且导电片通过隔离件与顶盖板连接；端子板通过固定件固定在顶盖板的一侧并覆盖电极引出孔，并且端子板通过翻转片与第一部分电连接；翻转片被配置为响应二次电池内部的压力增加而变形并脱离与第一部分的电连接状态。
根据本发明实施例的一个方面，隔离件为回转体结构，并且隔离件具有导电片结合部，导电片结合部的内壁设置有第一环形槽体，第一部分的外周边缘插入在第一环形槽体中，以将导电片与顶盖板隔离，并且导电片结合部压紧在端子板和顶盖板之间。
根据本发明实施例的一个方面，电极引出孔的靠近端子板的一侧沿径向扩展从而在顶盖板上形成下沉部，导电片结合部和第一部分容纳在下沉部中。
根据本发明实施例的一个方面，顶盖组件还包括下部绝缘件，下部绝缘件具有与电极引出孔相对应的第一通孔，并且下部绝缘件通过隔离件固定在顶盖板的远离端子板一侧。
根据本发明实施例的一个方面，隔离件还包括与导电片结合部连接的绝缘件结合部，绝缘件结合部的外壁设置有第二环形槽体，电极引出孔的周缘以及第一通孔的周缘同时嵌卡在第二环形槽体中，以将下部绝缘件固定于隔离件。
根据本发明实施例的一个方面，端子板的朝向电极引出孔一侧设置有容纳腔，翻转片覆盖容纳腔。
根据本发明实施例的一个方面，翻转片还包括凸出部分，凸出部分设置在翻转片的靠近顶盖板一侧且厚度大于翻转片的其余部分，翻转片通过凸出部分与导电片的第一部分连接。
根据本发明实施例的一个方面，导电片沿翻转片的翻转方向开设有与翻转片连通的通气孔。
根据本发明实施例的一个方面，导电片还包括薄弱部分，第一部分通过薄弱部分与凸出部分连接，以在翻转片发生变形时沿薄弱部分发生断裂，将凸出部分脱离与第一部分的电连接状态。
根据本发明实施例的一个方面，隔离件由绝缘材质制成，顶盖组件还包括电阻件，端子板通过电阻件与顶盖板电连接，电阻件的电阻值大于顶盖板、端子板以及导电片的电阻值。
根据本发明实施例的一个方面，电阻件包括柱状体，柱状体穿过固定件分别与端子板和顶盖板接触。
根据本发明实施例的一个方面，顶盖组件还包括密封件，密封件围绕电极引出孔并且压紧在端子板和顶盖板之间。
根据本发明实施例的一个方面，密封件分别与端子板和顶盖板接触，并且密封件作为电阻件，密封件的材质为具有预定阻值的导电橡胶。
根据本发明实施例的一个方面，固定件作为电阻件，固定件的材质为具有预定阻值的导电塑胶。
根据本发明实施例的一个方面，二次电池还包括连接件，固定件通过连接件固定在顶盖板，端子板的外周面至少部分地被固定件包围，以将端子板固定于固定件。
根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种二次电池，包括：壳体，具有开口；电极组件，容纳在壳体中，包括第一极片、第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔板；和上述的顶盖组件，覆盖壳体的开口，以将电极组件封闭在壳体中。
根据本发明实施例的另一个方面，二次电池还包括接线板，第一极片通过接线板与导电片连接。
根据本发明实施例的另一个方面，接线板包括主体部和与主体部连接的延伸部，主体部位于顶盖板的远离端子板的一侧，延伸部伸入电极引出孔内并与导电片连接。
根据本发明实施例的另一个方面，导电片还包括第二部分，第二部分与第一部分连接并伸入电极引出孔内与接线板电连接。
根据本发明实施例的另一个方面，接线板通过设置延伸部而在主体部的远离顶盖板一侧形成凹部，并且延伸部对应导电片上的通气孔开设有第二通孔，翻转片通过第二通孔和通气孔与壳体内部连通。
根据本发明实施例的另一个方面，第一极片包括涂覆有活性物质的涂覆区以及从涂覆区延伸出的第一极耳，第一极耳弯折后与主体部连接。
综上，本发明实施例的二次电池的顶盖组件以及二次电池，通过在设置于顶盖板的端子组件中的端子板和位于壳体内部的电极组件之间设置翻转片和导电片，将翻转片附接于与电极引出孔对应的端子板上。而导电片具有第一部分，第一部分位于端子板与顶盖板之间且外周面凸出于顶盖板上的电极引出孔的内壁。并且隔离件包围导电片的外周面而与导电片一同连接在电极引出孔处。并且将翻转片配置为响应二次电池内部的压力增加而变形，使得二次电池内部的气体超过预设的压力阈值时，翻转片能够变形而脱离与第一部分的连接，从而避免二次电池发生过充，甚至发生爆炸。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1是根据本发明一个实施例的二次电池的顶盖组件的分解结构示意图；
图2是图1的顶盖组件沿纵向剖切线剖切后的剖面结构示意图；
图3是图2的顶盖组件中的A部分的局部放大结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的二次电池的俯视结构示意图；
图5是图4的二次电池沿A-A剖切线剖切后的剖面结构示意图；
图6是图5的二次电池中的B部分的局部结构放大示意图；
图7是图4的二次电池沿B-B剖切线剖切后的剖面结构示意图；
图8是图7的二次电池中的C部分的局部结构放大示意图；
图9是根据本发明另一个实施例的顶盖组件的沿纵向剖切后的剖面结构示意图；
图10是图9的顶盖组件中D部分的局部结构放大示意图；
图11是根据本发明实施例再一个实施例的顶盖组件沿纵向剖切后的剖面结构示意图；
图12是图11的顶盖组件中的F部分的局部结构放大示意图；
图13是根据本发明实施例的又一个实施例的顶盖组件沿纵向剖切后的剖面结构示意图；
图14是图13的顶盖组件中的G部分的局部结构放大示意图。
其中：
1-二次电池；100-顶盖组件；101-顶盖组件；102-顶盖组件；103-顶盖组件；200-壳体；300-电极组件；310-第一极耳；320-第二极耳；500-接线板；510-主体部；520-延伸部；
10-顶盖板；11-电极引出孔；12-铆接件；121-钉体；122-限位部；13-注液孔；14-防爆阀组件；
20-端子组件；21-端子板；211-容纳腔；22-固定件；221-通孔；222-连接孔；223-容纳空间；23-密封件；24-翻转片；241-凸出部分；25-导电片；251-第一部分；252-第二部分；253-通气孔；254-薄弱部分；26-隔离件；261-导电片结合部；262-绝缘件结合部；
30-端子组件；31-端子板；32-固定件；33-密封件；
40-下部绝缘件；41-第一绝缘件。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的顶盖组件和二次电池的具体结构进行限定。在本发明的描述中，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发明中的具体含义。
本发明实施例提供的二次电池的顶盖组件，能够覆盖于二次电池的壳体开口，以将电极组件和用于发生电化学反应的电解液密封于壳体中，并实现电极组件与壳体外部的导电部件的电连接。并且，本发明实施例的顶盖组件能够在壳体内部的压力升高到超过预定阈值时，使翻转片变形并脱离与导电片的第一部分的电连接状态，从而断开充电回路。同时，由于导电片是通过隔离件与顶盖板连接，因此在二次电池进行穿钉实验时，能够避免形成大的外短路电流，从而防止在穿钉处打火而出现着火等安全事故。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图14根据本发明实施例的顶盖组件和二次电池进行详细描述。
图1是根据本发明一个实施例的二次电池的顶盖组件100的分解结构示意图；图2是图1的顶盖组件100沿纵向剖切线剖切后的剖面结构示意图；图3是图2的顶盖组件100中的A部分的局部放大结构示意图。如图1至图3所示，顶盖组件100用于密封连接在二次电池的壳体开口，以将电极组件密封于壳体内。顶盖组件100大致包括：顶盖板10、端子组件20、端子组件30以及下部绝缘件40。
由此，本发明实施例通过在顶盖板10上的端子组件20中的端子板21和位于壳体内部的电极组件之间设置翻转片24和导电片25，将翻转片24附接于与电极引出孔11对应的端子板21上。导电片25具有第一部分251，第一部分251位于端子板21与顶盖板10之间且外周面凸出于顶盖板10上的电极引出孔11的内壁。并且隔离件26包围导电片25的第一部分251的外周面，并且导电片25通过隔离件26与顶盖板10连接，并且隔离件26与导电片25的第一部分251位于电极引出孔11的一侧。通过将翻转片24配置为响应二次电池内部的压力增加而变形，使得二次电池内部的气体超过预设的压力阈值时，翻转片24能够变形而脱离与第一部分251的连接，从而避免继续二次电池发生过度充电的情况，因此能够避免二次电池发生爆炸。
由于导电片25通过隔离件26与顶盖板10连接，所以可以使得端子板21和顶盖板10之间彼此绝缘或者可以在端子板21和顶盖板10之间设置电阻，从而使得端子板21能够通过电阻与顶盖板10电连接，以在对二次电池进行穿钉试验时，限制二次电池回路产生过大电流，从而避免二次电池发生着火等事故。再者，导电片25不会过多地占用壳体内部空间，因此可以提升二次电池的能量密度。
根据本发明的示例性实施例，壳体200(如图5所示)采用金属材料制成，且大致呈立方体形状，以形成用于容纳电极组件的空腔。电极组件300与电解液一并放置在壳体200的空腔中，电极组件300通过将正极片和负极片以及隔板一同螺旋卷绕或者依次堆叠而形成。隔板是介于正极片和负极片之间的绝缘体。
如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例，具体地，顶盖板10呈薄板状，并具有与壳体200的开口相匹配的尺寸和形状，以便能够连接在壳体200的开口处。顶盖板10采用金属材料制成，例如可以选择与壳体200材料相同的金属材料。在本实施例中，顶盖板10上设置有电极引出孔11、铆接件12、注液孔13以及防爆阀组件14。顶盖板10上设置有两个电极引出孔11，分别用于供端子组件20和端子组件30实现与位于壳体200内部的电极组件中的正极片和负极片中的一者电连接。
注液孔13按照预定尺寸形成在顶盖板10上，以便在顶盖板10盖合到壳体的开口处并与壳体200密封连接后，能够通过注液孔13向壳体200的容纳空间中注入电解液。防爆阀组件14可以采用现有结构(例如设置防爆片的方式)，防爆阀组件14设置于顶盖板10的大致中间位置，当由于过度充电、过度放电或电池过热而产生气体使二次电池的内部压力过大时，防爆阀组件14中的防爆片可以被破坏，使得形成在二次电池内部的气体可以通过防爆阀组件14的通孔排放到外部，由此能够防止二次电池爆炸。
为了保持顶盖板10与壳体内部的电极组件300以及接线板500(如图5所示)之间的绝缘状态，下部绝缘件40通常采用塑料材料制成且大体呈板状，其位于顶盖板10的朝向壳体200内部一侧的表面。下部绝缘件40设有两个通孔(即第一通孔)以及沿两个通孔外围设置的第一绝缘件，两个通孔分别与电极引出孔11上设置的两个电极引出孔11相对。
在本实施例中，第一绝缘件41为环形结构，并且第一绝缘件41的本体部的尺寸与电极引出孔11相适应地设置，以便在将第一绝缘件41插置于电极引出孔11中时，本体部能够与电极引出孔11之间通过过盈配合方式将下部绝缘件40连接于顶盖板10上。并且第一绝缘件41的本体的靠近电极端子的端面凸出于顶盖板10的靠近所述电极端子的表面。
在一个示例性实施例中，端子组件20大体包括第一电极端子、固定件22和密封件23，翻转片24、导电片25和隔离件26。而端子组件30大体包括第二电极端子、固定件32和密封件33。由于在本实施例中，端子组件20和端子组件30各自的结构及其在顶盖板10上的安装形式相似，所以仅以端子组件20的结构以及其在顶盖板10上的安装形式进行示例性地说明。并且，示例性地，在以下的描述中以端子组件20为正极的端子组件，而端子组件30为负极的端子组件的方式进行说明。当然，本发明的实施例并不限于此，在其他的实施例中，可替换地，端子组件20还可以是负极的端子组件，对应地，端子组件30为正极的端子组件。示例性地，第一电极端子包括端子板21，第二电极端子包括端子板31。
根据本发明的一个示例性实施例，端子板21为方形的薄片或板状结构，其通过外周面至少部分地被固定件22所包围的方式固定于固定件22，进而通过固定件22固定在顶盖板10上并与电极引出孔11相对。示例性地，端子板21和固定件22可以采用一体注塑的方式相接合。
在一个可选的实施例中端子板21的面向顶盖板10一侧的表面凹陷，以在电极引出孔11上方(即相对于壳体200内部来说)形成有容纳腔211，以便将端子板21固定在顶盖板10上后，能够通过容纳腔211供翻转片24翻转。通过设置容纳腔211能够在不需要单独设置翻转空间的基础上，允许翻转片24顺利地翻转，从而能够避免浪费二次电池的高度空间，以尽可能地为二次电池壳体内部的电极组件预留足够的设置空间，进而提高二次电池的能量密度。
在一个示例性实施例中，固定件22为硬质塑胶件，示例性地，固定件22可以采用一体注塑成型的方式由耐高温绝缘塑胶材料制成，例如可以采用聚苯硫醚PPS、全氟烷氧基树脂PEA或聚丙烯PP中的一种或多种材料制成。以便固定件22能够与第一电极端子紧密贴合，同时还能够紧固地连接于顶盖板10。
请继续参见图1至图3，具体地，固定件22具有与端子板的形状相适应的容纳空间223，能够将端子板容纳在该容纳空间223中，并与端子板21贴合固定，因此有部分的固定件22被夹紧在端子板21和顶盖板10之间。为了增加端子板21和固定件22彼此接合的紧固力，在端子板21的外周面设置有环形的凸部，而对应地在固定件22与端子板21贴合的内壁面上设置有能够容纳该环形的凸部的环形的凹部。当将端子板21置于固定件22的容纳空间223中后，环形的凸部和环形的凹部彼此形成卡合结构，从而使端子板21能够稳固地连接在固定件22中。可替代地，还可以在固定件22和顶盖板10之间形成与端子板21的形状相适应的容纳空间(此时固定件22不具有夹设在端子板21和顶盖板10之间的部分)，端子板21容纳在此容纳空间内。当然，此处所提及的固定是指端子板21不会相对于固定件22发生厚度方向的移动。
端子板21和固定件22彼此连接后，端子板21覆盖于电极引出孔11且端子板21的外周面凸出于电极引出孔11的内壁(即如图3中所示，端子板21的横截面尺寸大于电极引出孔11的横截面尺寸)，而且端子板21的远离顶盖板10的表面凸出于固定件22远离顶盖板10的表面(即如图3中所示，端子板21的上表面高于固定件22的上表面)。同时，固定件22的靠近顶盖板10的一侧设置有通孔221，以便端子板21能够通过该通孔221露出于壳体200内部，进而能够实现与电极组件300电连接。
图4是根据本发明一个实施例的二次电池1的俯视结构示意图；图5是图4的二次电池1沿A-A剖切线剖切后的剖面结构示意图；图6是图5中二次电池1中的B部分的局部结构放大示意图。如图1、图4至图6所示，具体地，根据本发明的一个实施例，用于将固定件22固定于顶盖板10的连接件包括铆接件12，铆接件12包括钉体121和限位部122。钉体121一端连接在顶盖板10的上表面(即顶盖板10的背离壳体内部的一侧表面)，另一端与限位部122连接，并且限位部122的外周面凸出于钉体121的外周面。固定件22的相对的两个侧边分别向外延伸形成延伸边，并且在每个延伸边上设置有至少一个连接孔222，连接孔222的孔径与铆接件12的钉体121的尺寸相适应(如图1所示)。
在具体的实施过程中，铆接件12可以采用以下几种方式将固定件22固定顶盖板10上。在一个具体示例中，可以首先在顶盖板10上一体地设置钉体121，钉体121穿过固定件22上设置的连接孔222穿过后，对钉体121的远离顶盖板10的端部施加压力，直至在钉体121的该端部形成限位部122，并使限位部122与固定件22的远离顶盖板10的表面彼此抵靠配合，将固定件22固定于顶盖板10。
在另一个具体示例中，钉体121和限位部122可以为一体式结构，并且钉体121上设置有螺纹结构，对应地，顶盖板10上设置有与钉体121的螺纹结构配合的螺纹孔，这样，钉体121穿过固定件22上设置的连接孔222后，使限位部122与固定件22的远离顶盖板10的表面抵靠配合，并经由钉体121与顶盖板10上对应设置的螺纹孔紧固配合，将固定件22固定于顶盖板10上。
另外，在又一个具体示例中，还可以在具有铆接件12的顶盖板10上直接通过一体注塑的方式形成固定件22，这样铆接件12即可直接被包裹在固定件22内部且与固定件22卡嵌配合，以将固定件22固定于顶盖板10上。而且采用此种一体注塑的方式，不会对固定件22的结构造成任何的损坏。
在一个可选的实施例中，用于固定固定件22的连接件还包括第一连接板(图中未示出)。具体地，第一连接板由金属材质制成，并且第一连接板包括嵌合部和与嵌合部连接的接触部，其中，接触部为棱状结构，并且在接触部的一侧形成凹陷部，而嵌合部为连接在凹陷部敞口的边缘的凸缘。
固定件22的相对的两个延伸边上分别有槽口，并且槽口沿纵长方向在其相对的两个侧壁上设置有能够容纳第一连接板的嵌合部的嵌卡槽，以使第一连接板的嵌合部能够嵌卡在槽口的嵌卡槽中，第一连接板的接触部从槽口露出，且顶盖板10接触。由此，即可将第一连接板的接触部焊接于顶盖板10上，从而将通过第一连接板将固定件22固定于顶盖板10。通过在第一连接板的接触部上设置凹陷部，能够减小接触部和顶盖板10的叠层厚度，以便于实现第一连接板与顶盖板10的焊接连接。在一个可选的实施例中，接触部的上表面和顶盖板的上表面基本平齐，此时可以采用对缝焊接。
在一个可选的实施例中，连接件还可以为一体地形成在固定件22上的倒扣，对应地，在顶盖板10上设置有与倒扣相适应的倒扣孔(图中未指示出)。具体地，可以围绕电极引出孔11周围设置多个倒扣孔，并位于固定件22和顶盖板10的接触位置，且倒扣孔的孔径沿固定件22至顶盖板10的方向递增，也就是说倒扣孔的孔径沿孔的底部朝向开口方向呈渐缩趋势。对应地，固定件22的面向顶盖板10一侧表面设置有能够与该倒扣孔形状相适应的倒扣。由此，即可通过固定件22上设置的倒扣和顶盖板10上设置的倒扣孔彼此嵌卡配合，将固定件22固定于顶盖板10。当然，这里所说的递增并不是要求倒扣孔的孔径沿固定件22至顶盖板10的方向是依次增加的，而是指倒扣孔的远离固定件22的一端的孔径大于倒扣孔的靠近固定件22的一端的孔径，也就是说倒扣孔的下侧孔径大于倒扣孔的上侧孔径，从而实现倒扣和倒扣孔彼此的卡嵌配合作用即可。
当然，本发明实施例对于固定件22的具体结构并不限制，在其他的实施例中，当端子板21为圆形或者其他形状时，只需要将固定件22的容纳空间对应端子板21的形状设置即可。另外，顶盖板10的背离固定件22的一侧还设置有铆接件12，以便顶盖板10能够通过铆接件12按照与固定件22连接的方式连接下部绝缘件40。
另外，在本实施例中，示例性地，下部绝缘件40同样可以采用与上述实施例中的第一连接板相似的第二连接板焊接连接在顶盖板10的朝向壳体内部一侧。下部绝缘件40通过第二连接板与顶盖板10的具体连接方式与上述的固定件22采用第一连接板焊接连接在顶盖板10的方式相同，故不再加以赘述。
请继续参见图1至图3，根据本发明的一个实施例，密封件23设置在端子板21与顶盖板10之间。在本实施例中，密封件23设置在端子板和顶盖板10之间并围绕电极引出孔11。
在一个可选的实施例中，密封件23为环形，而顶盖板10围绕电极引出孔11设置有环形的第一下沉部(图中未标识出)，密封件23能够嵌合在第一下沉部中(如图3所示)，以通过第一下沉部对密封件23进行定位，避免密封件23在端子板21与顶盖板10之间发生移动。在本实施例中，密封件23同时与端子板21、固定件22、顶盖板10以及下部绝缘件40紧密接触，因此密封件23能够受到均衡的挤压力，使密封件23能够填满第一下沉部的空间，因此能够进一步提升密封件23的密封效果。而且密封件23设置在壳体外侧的方式，能够避免其接触到壳体内部的电解液，以防止密封件23发生溶胀现象。
当然，本发明实施例对于密封件23的具体形状并不进行限制，在其他的实施例中，密封件23的回转体结构形式还可以被构造为矩形或者其它形状，当然，此时顶盖板10上的第一下沉部需要与密封件23的形状相适应地设置。另外，在一些实施例中，还可以将固定件22和密封件23设置为一体式的形式，当然此时固定件22的材料需要既具备密封功能又要具有一定硬度。
请继续参见图1至图3，根据本发明的示例性实施例，具体地，翻转片24具有薄膜式的主体部分、设置在主体部分的大致中间区域的凸出部分241以及围绕主体部分的外周面设置的圆周边缘部分(图中未指示出)，其中，凸出部分241的厚度大于翻转片24其余部分的厚度。端子板21的容纳腔211底部(即按照图1至图3所示的方向)边缘设置有沉台，翻转片24通过圆周边缘部分连接在端子板21的沉台处，从而将翻转片24电连接至端子板21，并使翻转片24覆盖容纳腔211，同时凸出部分241朝向壳体200内部的方向凸出。翻转片24被配置为，当壳体200内部的压力升高时，翻转片24的主体部分能够发生翻转变形并改变为朝向壳体200的外部的方向弯曲。
另外，由于当二次电池1内的压力超过基准压力推动翻转片24翻转时，随着翻转片24的翻转，容纳腔211内的气体被挤压，压力增大，会阻止翻转片24的翻转，甚至使翻转片24翻转不彻底。为了解决此问题，端子板21还设有排气孔(图中未指示出)，排气孔沿翻转片24的翻转方向贯通端子板21的顶面，且排气孔与翻转片24相对。
图7是图4的二次电池1沿B-B剖切线剖切后的剖面结构示意图；图8是图7的二次电池1中的C部分的局部结构放大示意图。如图3、图7和图8所示，为了使端子板21能够顺利地与壳体内部的电极组件300的正极片连接，端子组件20还包括导电片25，常态时，翻转片24通过导电片25与正极片连接；当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片24翻转而与导电片25断开，从而断开端子板21与正极片的电连接状态。
在本实施例中，具体地，导电片25包括：第一部分251、第二部分252、通气孔253和薄弱部分254。第一部分251呈盘状，设置在端子板21和顶盖板10之间；而第二部分252连接在第一部分251的大致中间区域，并延伸至电极引出孔11中，以通过接线板500与电极组件300中的第一极耳310(即正极极耳)连接。
另外，通气孔253在翻转片24的翻转方向上贯通导电片25，并且通气孔253与翻转片24相对。如图3所示，该结构保证二次电池发生过充产气时，气体能够快速地抵达翻转片24，进而使翻转片24翻转。薄弱部分254为环状的连接面，其连接在通气孔253的靠近翻转片24一侧边缘。翻转片24的凸出部分241和通气孔253相对，并与薄弱部分254连接，以在翻转片24发生变形时使导电片25沿薄弱部分254发生断裂，将凸出部分241脱离与第二部分252的电连接状态。
当导电片25包括：第一部分251、第二部分252和薄弱部分254，常态时，端子板21通过翻转片24的主体部分、凸出部分241、薄弱部分254、第二部分252与正极片电连接，当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片24翻转变形使凸出部分241与第二部分252断开电连接，从而切断端子板21与正极片的电连接。
在一个可选的实施例中，为了保证翻转片24能够在超过基准压力时与导电片25的第二部分252脱离电连接，还可以在薄弱部分254设置辅助断裂的压痕和断开部，或者仅设有压痕和断开部中的一种，以使导电片25在二次电池内的压力超过基准压力时更易断开。
隔离件26整体为回转体，并且隔离件26采用绝缘材料制成，例如可以采用绝缘塑胶。隔离件26具有导电片结合部261，导电片结合部261的内壁设置有第一环形槽体(图中未指示出)。导电片25的第一部分251外周边缘插置于第一环形槽体中，以将导电片25与顶盖板10彼此隔开，导电片结合部261压紧在端子板21和顶盖板10之间。
在一个可选实施例中，电极引出孔11的靠近端子板21一侧沿径向扩展从而形成第二下沉部(图中未指示出)，第二下沉部位于第一下沉部的内周，并且第二下沉部相比第一下沉部具有更深的深度。导电片结合部261连同固定在其内部的第一部分251一同容纳在上述第二下沉部中，以便对导电片结合部261以及第一部分251进行限位，避免导电片结合部261以及第一部分251在顶盖板10上发生移动。并且将导电片结合部261以及第一部分251通过第二下沉部设置在顶盖板10上，在不改变二次电池整体高度并不占用壳体200内部空间的基础上能够为翻转片24预留出更大的翻转空间，因此能够提高二次电池的能量密度。
图9是根据本发明另一个实施例的顶盖组件101的沿纵向剖切后的剖面结构示意图；图10是图9的顶盖组件101中D部分的局部结构放大示意图。如图9和图10所示，本实施例中，与上述实施例中的顶盖组件100相同的部件使用相同的标号，并且对于已经详细描述的部件将不会再次赘述。在本实施例中，顶盖组件101与上述实施例中的顶盖组件100不同之处在于，下部绝缘件40经由隔离件26固定在顶盖板10的面向壳体200内部一侧。
在一个示例性实施例中，具体地，隔离件26包括导电片结合部261和绝缘件结合部262。导电片结合部261与上述实施例中的导电片结合部261结构相同，而绝缘件结合部262与导电片结合部261连接，并且相比导电片结合部261位于远离端子板21的一侧。绝缘件结合部262包括贴合在电极引出孔11内壁面的环形部分和由该环形部分的底边缘沿径向向外侧延伸的延伸部分，从而在导电片结合部261与延伸部分之间形成第二环形槽体(图中未指示出)。由此，即可沿顶盖板10的电极引出孔11以及下部绝缘件40对应电极引出孔11设置的通孔，同时将电极引出孔11和下部绝缘件40套装于第二环形槽体处，以通过绝缘件结合部262的第二环形槽体同时压紧顶盖板10和下部绝缘件40，将下部绝缘件40固定于顶盖板10的朝向壳体内部一侧。
另外，在一个可选的实施例中，在绝缘件结合部262的延伸部分朝向顶盖板10的表面上还设置有多个倒扣，该倒扣的尺寸沿端子板21至顶盖板10的方向逐渐递减。与此同时，在顶盖板10的朝向延伸部分的表面上设置有与延伸部分的多个倒扣相匹配的倒扣孔。以通过倒扣和倒扣孔彼此嵌卡配合，经由隔离件26将下部绝缘件40固定在顶盖板10上。
在一个可选的实施例中，为了保证二次电池使用时的安全性，通常需要对二次电池进行穿钉实验。如果采用导电片25直接导通顶盖板10，由于金属的电阻值一般都是毫欧姆级别，当电池进行穿钉实验时形成的外短路电流会很大，因此，容易在穿钉处出现打火进而引发着火等安全隐患，所以需要在端子板21和顶盖板10之间设置具有预定阻值的电阻件，该电阻件的电阻值大于顶盖板10、端子板21以及导电片25的电阻值。通过设置电阻件，可以使得顶盖板10和端子板21都带正电，从而防止顶盖板10和壳体200被电解液腐蚀。
在一个示例性实施例中，电阻件为设置在端子板21和顶盖板10之间的密封件23，此时如上述实施例中所述的，隔离件26由绝缘材料制成，固定件22可以由绝缘材料制成也可以为具有预定阻值的导电塑胶。密封件23由具有密封且导电性能的弹性材料制成，例如可以采用在具有密封性能的材料的母料中添加导电材料。在一个可选的实施例中，上述的弹性材料为橡胶，例如可以包括以下材料中的一种或者多种：导电氟橡胶、导电三元乙丙橡胶和导电丁腈橡胶。制作方法即在氟橡胶、三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的母料中添加导电材料。导电材料例如可以包括：导电碳纤维、导电碳粉、导电陶瓷或者金属粉末。并且在本实施例中，密封件23分别与端子板21、固定件22、顶盖板10以及隔离件26紧密接触，以使密封件23能够将顶盖板10、端子板21、固定件22以及隔离件26形成的空间填满。以保证密封件23不会与端子板21以及顶盖板10分离，使端子板21和顶盖板10之间电阻件的电阻值能够始终保持稳定。
在另一个示例性实施例中，电阻件为设置在端子板21和顶盖板10之间的固定件22，同样的，隔离件26由绝缘材料制成，而密封件23可以由绝缘材料制成也可以由具有预定阻值的导电材料制成。固定件22可以由具有预定阻值的导电塑胶制成，由于部分的固定件22夹设在端子板21和顶盖板10之间，所以能够通过固定件22为端子板21和顶盖板10提供稳定的电阻值。
在又一个示例性实施例中，电阻件包括设置在端子板21和顶盖板10之间的柱状体结构(图中未示出)，当然，本发明实施例对于柱状体的数量并不进行限制，并且，此时隔离件26由绝缘材料制成，而固定件22和密封件23可以为绝缘体同样也可以为具有预定阻值的导电体。在本实施例中，柱状体结构由具有预定阻值的导电材料制成，例如，电阻件可以为导电陶瓷柱。具体地，在端子板21面向顶盖板10的表面上以及顶盖板10面向端子板21的表面上分别对应地开设凹槽，将柱状体结构穿过固定件22分别插置于端子板21和顶盖板10对应设置的凹槽中，即可将端子板21与顶盖板10通过柱状体结构的电阻件连接。
此外，再另一些可选的实施例中，隔离件26本身也可以作为电阻件。图11是根据本发明实施例的再一个实施例的顶盖组件102的沿纵向剖切后的剖面结构示意图；图12是图11的顶盖组件102中的F部分的局部结构放大示意图。如图11和图12所示，本实施例中，与上述实施例中的顶盖组件100中相同的部件使用相同的标号，并且对于已经进行说明的结构将不会再次进行赘述。在本实施例中，与上述实施例中的顶盖组件100的不同之处在于，隔离件26本身即作为设置在端子板21和顶盖板10之间的电阻件。
示例性地，在本实施例中，由于隔离件26直接作为电阻件，而且隔离件26设置在导电片25与顶盖板10之间，所以隔离件26不能够与位于导电片25上方的翻转片24接触。也就是说，端子板21通过翻转片24电连接至导电片25的第一部分251，继而通过第一部分251经由隔离件26电连接至顶盖板10。具体地，位于端子板21和顶盖板10之间的固定件22部分，将端子板21朝向顶盖板10一侧并靠近隔离件26和密封件23的环状表面整体包围，以便通过固定件22将端子板21与作为电阻件的隔离件26彼此分隔开。避免在翻转片24翻转而与导电片25断开连接后，翻转片24依然通过隔离件26与导电片25电连接。
图13是根据本发明实施例的又一个实施例的顶盖组件103沿纵向剖切后的剖面结构示意图；图14是图13的顶盖组件103中的G部分的局部结构放大示意图。如图13和图14所示，本实施例中，与上述实施例中的顶盖组件102中相同的部件使用相同的标号，并且对于已经进行说明的结构将不会再次进行赘述。在本实施例中，与上述实施例中的顶盖组件102的不同之处在于，隔离件26的导电片结合部261将设置在其内周壁的第一环形槽体替换为下沉部。也就是说，导电片结合部261沿底部和外周两个方向包裹导电片25的外周边缘。而导电片25和隔离件26同时与固定件22的面向顶盖板10的表面接触。这样，能够增加隔离件26的内壁厚度，以保证隔离件26与顶盖板10之间有足够大的电阻，避免二次电池发生短路时，流经的过大电流使导电片25的内壁融化有可能使导电片25和翻转片24再一次导通，而引发着火等安全事故。
在上述实施例中的顶盖组件102和顶盖组件103中，通过将隔离件26设置为电阻件，使得端子板21能够通过隔离件26与顶盖板10电连接，在电池穿钉试验时，能够减小回路中的电流，进而降低在穿钉处的发热，防止打火的发生，使电芯得到控制。
根据本发明的另一个实施例，如图4至图8所示，还提供了一种二次电池1，其包括：壳体200、电极组件300以及顶盖组件100。当然，在本实施例中，顶盖组件100还可以被替换为其他实施例中的顶盖组件101、顶盖组件102或者顶盖组件103。
壳体200可由金属材料制成，诸如铝、铝合金或者镀镍钢。壳体200被形成为矩形的盒状，并具有开口，以通过开口连通其内部的容纳空间。
电极组件300可通过将第一电极、第二电极以及隔板一同堆叠或者卷绕而形成，其中，隔板是介于第一电极和第二电极之间的绝缘体。在本实施例中，示例性地以第一电极为正极片，第二电极为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一电极还可以为负极片，而第二电极为正极片。另外，正极片活性物质可被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质可被涂覆到负极片的涂覆区上。由正极片的涂覆区延伸出的部分则作为正极极耳，即第一极耳310；由负极片的涂覆区延伸出的部分则作为负极极耳，即第二极耳320。而顶盖组件覆盖壳体200的开口，并将电极组件300封闭在壳体中。
二次电池1还包括接线板500，接线板500位于壳体200内部，二次电池1具有两个接线板500，两个接线板500分别对应正极片和负极片设置(如图1所示)。示例性地，两个接线板500分别过渡连接在导电片25和第一极片之间，以及端子板31与第二极片之间。也就是说，两个接线板500分别用于连接在正极端子和正极极耳(第一极耳310)之间，以及负极端子和负极极耳(第二极耳320)之间的电连接。并且示例性地，以接线板500作为端子板21与第一极片之间的过渡连接构件为例，对接线板500的结构进行说明。
如图8所示，根据本发明的一个实施例，接线板500包括主体部510和与主体部510连接的延伸部520，其中主体部510位于顶盖板10的远离端子板21一侧，并且通过下部绝缘件40与顶盖板10保持绝缘，主体部510用于与第一极耳310电连接；而延伸部520能够伸入电极引出孔11内与导电片25的位于电极引出孔11中的第二部分252电连接。由此便可将端子板21电连接至第一极片。
在一个示例性实施例中，延伸部520为设置在主体部510的靠近顶盖板10一侧表面上的凸起，并且通过设置该凸起而在主体部510的远离顶盖板10一侧表面形成凹部。也就是说，凸起包括顶壁和与顶壁连接的环状侧壁，使得凸起在主体部510的远离顶盖板10一侧敞开。在一个示例性实施例中，当主体部510和延伸部520为一体式结构时，延伸部520可以是采用冲压成型的方式在主体部510上形成的圆柱形凸包。这样即可将主体部510贴合在下部绝缘件40的远离顶盖板10一侧的表面，使得延伸部520能够伸入电极引出孔11中与端子板21接触，从而可将延伸部520与端子板21焊接连接。并且延伸部520对应导电片25上设置的通气孔253还设置有通孔(即第二通孔)，以便翻转片24能过经由导电片25上的通气孔253以及接线板500上的通孔与壳体200的内部连通，而在二次电池1的壳体200的内部产生气体时，气体能够及时流通至翻转片24处，以便在气体压力超过预定压力阈值(即基准压力值)时，翻转片24能够及时翻转断开与导电片25的连接。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

Claims (21)

1.一种二次电池的顶盖组件，包括：顶盖板和端子组件，所述顶盖板具有电极引出孔，其特征在于，所述端子组件包括：端子板、固定件、翻转片、导电片以及隔离件，其中，
所述翻转片附接于所述端子板；
所述导电片具有第一部分，所述第一部分设置在所述端子板和所述顶盖板之间且所述第一部分的外周面凸出于所述电极引出孔的内壁；
所述隔离件包围所述导电片的外周面，并且所述导电片通过所述隔离件与所述顶盖板连接；
所述端子板通过所述固定件固定在所述顶盖板的一侧并覆盖所述电极引出孔，并且所述端子板通过所述翻转片与所述第一部分电连接；
所述翻转片被配置为响应所述二次电池内部的压力增加而变形并脱离与所述第一部分的电连接状态。
2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述隔离件为回转体结构，并且所述隔离件具有导电片结合部，所述导电片结合部的内壁设置有第一环形槽体，所述第一部分的外周边缘插入在所述第一环形槽体中，以将所述导电片与所述顶盖板隔离，并且所述导电片结合部压紧在所述端子板和所述顶盖板之间。
3.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述电极引出孔的靠近所述端子板的一侧沿径向扩展从而在所述顶盖板上形成下沉部，所述导电片结合部和所述第一部分容纳在所述下沉部中。
4.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括下部绝缘件，所述下部绝缘件具有与所述电极引出孔相对应的第一通孔，并且所述下部绝缘件通过所述隔离件固定在所述顶盖板的远离所述端子板一侧。
5.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述隔离件还包括与所述导电片结合部连接的绝缘件结合部，所述绝缘件结合部的外壁设置有第二环形槽体，所述电极引出孔的周缘以及所述第一通孔的周缘同时嵌卡在所述第二环形槽体中，以将所述下部绝缘件固定于所述隔离件。
6.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述端子板的朝向所述电极引出孔一侧设置有容纳腔，所述翻转片覆盖所述容纳腔。
7.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述翻转片还包括凸出部分，所述凸出部分设置在所述翻转片的靠近所述顶盖板一侧且厚度大于所述翻转片的其余部分，所述翻转片通过所述凸出部分与所述导电片的第一部分连接。
8.根据权利要求7所述的顶盖组件，其特征在于，所述导电片沿所述翻转片的翻转方向开设有与所述翻转片连通的通气孔。
9.根据权利要求8所述的顶盖组件，其特征在于，所述导电片还包括薄弱部分，所述第一部分通过所述薄弱部分与所述凸出部分连接，以在所述翻转片发生变形时沿所述薄弱部分发生断裂，将所述凸出部分脱离与所述第一部分的电连接状态。
10.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述隔离件由绝缘材质制成，所述顶盖组件还包括电阻件，所述端子板通过所述电阻件与所述顶盖板电连接，所述电阻件的电阻值大于所述顶盖板、所述端子板以及所述导电片的电阻值。
11.根据权利要求10所述的顶盖组件，其特征在于，所述电阻件包括柱状体，所述柱状体穿过所述固定件分别与所述端子板和所述顶盖板接触。
12.根据权利要求10所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括密封件，所述密封件围绕所述电极引出孔并且压紧在所述端子板和所述顶盖板之间。
13.根据权利要求12所述的顶盖组件，其特征在于，所述密封件分别与所述端子板和所述顶盖板接触，并且所述密封件作为所述电阻件，所述密封件的材质为具有预定阻值的导电橡胶。
14.根据权利要求10所述的顶盖组件，其特征在于，所述固定件作为所述电阻件，所述固定件的材质为具有预定阻值的导电塑胶。
15.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，还包括连接件，所述固定件通过所述连接件固定在所述顶盖板，所述端子板的外周面至少部分地被所述固定件包围，以将所述端子板固定于所述固定件。
16.一种二次电池，其特征在于，包括：
壳体，具有开口；
电极组件，容纳在所述壳体中，包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔板；和
如权利要求1至15中任一项所述的顶盖组件，覆盖所述壳体的开口，以将所述电极组件封闭在所述壳体中。
17.根据权利要求16所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括接线板，所述第一极片通过所述接线板与所述导电片连接。
18.根据权利要求17所述的二次电池，其特征在于，所述接线板包括主体部和与所述主体部连接的延伸部，所述主体部位于所述顶盖板的远离所述端子板的一侧，所述延伸部伸入所述电极引出孔内并与所述导电片连接。
19.根据权利要求17或18所述的二次电池，其特征在于，所述导电片还包括第二部分，所述第二部分与所述第一部分连接并伸入所述电极引出孔内与所述接线板电连接。
20.根据权利要求18所述的二次电池，其特征在于，所述接线板通过设置所述延伸部而在所述主体部的远离所述顶盖板一侧形成凹部，并且所述延伸部对应所述导电片上的通气孔开设有第二通孔，所述翻转片通过所述第二通孔和所述通气孔与所述壳体内部连通。
21.根据权利要求18所述的二次电池，其特征在于，所述第一极片包括涂覆有活性物质的涂覆区以及从所述涂覆区延伸出的第一极耳，所述第一极耳弯折后与所述主体部连接。
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