CN108428824A - 二次电池以及电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二次电池以及电池模组。二次电池包括:壳体,具有开口;电极组件,包括第一极片、第二极片以及隔板;顶盖组件,包括顶盖板和第一电极端子,顶盖板覆盖开口且具有电极引出孔,第一电极端子包括端子板;下部绝缘件,位于顶盖板的远离端子板的一侧;以及接线板,接线板包括主体部和延伸部:主体部,位于下部绝缘件的远离顶盖板的一侧且与第一极片连接,延伸部伸入电极引出孔内且与第一电极端子连接,第一极片通过接线板电连接到第一电极端子,并且,第一电极端子不超出下部绝缘件的下表面。能够实现提高二次电池壳体内部的空间利用率,提升二次电池的能量密度,简化电极端子的结构,提升二次电池的加工效率中的一个或多个目的。

Description

二次电池以及电池模组
技术领域
本发明涉及储能器件技术领域,尤其涉及二次电池以及电池模组。
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。
目前,动力电池普遍采用的是方形硬壳结构,动力电池外壳包括壳体和顶盖组件,动力电池外壳提供一个密闭的空间容纳电极组件及电解液,电极组件的电能通过顶盖组件的极柱从密闭空间内引出到密闭空间外。现有的顶盖组件中,顶盖板为金属板并且开设通孔,极柱分为基体部和延伸部,并且基体部的横截面积大于通孔的孔径。装配时,基体部位于顶盖板的下方(即壳体内部),待延伸部穿过通孔后利用卡簧或者采用铆接方式固定延伸部,通过此方式将极柱固定于顶盖板。由于基体部位于壳体内部,因此会使壳体内部的空间利用率降低,从而降低动力电池的能量密度。再者,由于极柱需要设置基体部和较长的延伸部,因此极柱无法直接冲压成型而需要单个机加工成型,使得极柱的制造成本增加。
另外,极柱为了与电池壳体内部的接线板连接,会将位于壳体内部的基体部设置一定厚度,通常为1.5~4mm,因此会降低电池壳体内部的空间利用率,并且增加了制造成本。
因此,亟需一种新的二次电池以及电池模组。
发明内容
根据本发明的实施例,提供了一种二次电池以及电池模组,能够实现提高二次电池壳体内部的空间利用率,从而提升二次电池的能量密度,简化电极端子的结构,提升二次电池的加工效率中的一个或多个目的。
根据本发明实施例的一个方面,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;顶盖组件,包括顶盖板和第一电极端子,顶盖板覆盖开口且具有电极引出孔,第一电极端子包括端子板,端子板位于顶盖板的一侧且覆盖电极引出孔;下部绝缘件,位于顶盖板的远离端子板的一侧;以及接线板,接线板包括主体部和与主体部连接的延伸部,主体部位于下部绝缘件的远离顶盖板的一侧且与第一极片连接,延伸部伸入电极引出孔内且与第一电极端子连接,第一极片通过接线板电连接到第一电极端子,并且,沿顶盖板至下部绝缘件的方向,第一电极端子不超出下部绝缘件的远离顶盖板一侧的表面。
根据本发明实施例的一个方面,主体部呈片状且与顶盖板平行,延伸部包括设置在主体部的靠近顶盖板一侧的凸起,凸起与第一电极端子连接。
根据本发明实施例的一个方面,主体部与延伸部为一体式结构,并且通过形成凸起而在主体部的远离顶盖板的一侧形成凹部。
根据本发明实施例的一个方面,凸起包括顶壁和与顶壁连接的环状侧壁,以使凹部在主体部的远离顶盖板一侧敞开。
根据本发明实施例的一个方面,凸起包括顶壁和与顶壁连接并彼此相对的两个侧壁,以使凹部在主体部的远离顶盖板的一侧以及与主体部的远离顶盖板的一侧相邻的两侧分别敞开。
根据本发明实施例的一个方面,凸起包括顶壁和与顶壁连接的一个侧壁,以使凹部在主体部的远离顶盖板的一侧以及与主体部的远离顶盖板的一侧相邻的三侧分别敞开。
根据本发明实施例的一个方面,主体部包括基板和由基板的边缘延伸的翼板,基板与第一极片连接,延伸部设置在翼板上。
根据本发明实施例的一个方面,主体部与延伸部为分体结构,所延伸部还包括导电块,导电块为实心结构并且与主体部以及端子板焊接。
根据本发明实施例的一个方面,第一电极端子由端子板组成,端子板为平板状。
根据本发明实施例的一个方面,端子板的厚度大于延伸部的厚度,端子板与延伸部通过激光焊接的方式连接且形成焊缝,并且沿顶盖板至端子板的方向,焊缝不超出端子板的远离顶盖板的表面。
根据本发明实施例的一个方面,二次电池还包括密封件,密封件设置在端子板和顶盖板之间。
根据本发明实施例的一个方面,第一电极端子还包括与端子板连接的凸台,凸台伸入电极引出孔并与延伸部焊接。
根据本发明实施例的一个方面,二次电池还包括固定件和连接件,固定件通过连接件固定于顶盖板,第一电极端子的外周面至少部分地被固定件包围,以将第一电极端子固定于固定件。
根据本发明实施例的一个方面,连接件包括彼此连接的钉体和限位部,并且限位部的外周面凸出于钉体的外周面,钉体的远离限位部的一端固定于顶盖板,限位部与固定件接合。
根据本发明实施例的一个方面,连接件包括第一连接板,第一连接板的一部分嵌入固定件中与固定件接合,第一连接板的另一部分与顶盖板焊接。
根据本发明实施例的一个方面,连接件包括倒扣和倒扣孔,倒扣孔设置在顶盖板的面向固定件的表面,并且倒扣孔的孔径沿固定件至顶盖板的方向递增,倒扣连接于固定件且与倒扣孔的形状相适应,倒扣与倒扣孔配合。
根据本发明实施例的一个方面,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。
根据本发明实施例的一个方面,二次电池还包括第一绝缘件,第一绝缘件包括本体部、第一卡接部和第二卡接部,第一卡接部位于本体部的靠近端子板一侧,第二卡接部位于本体部的远离第一卡接部的一侧,本体部容纳于电极引出孔,第一卡接部与顶盖板配合以将第一卡接部固定于顶盖板,下部绝缘件设有通孔,第一绝缘件穿过通孔,第二卡接部位于下部绝缘件的远离顶盖板的一侧且第二卡接部的外周面凸出于通孔的内壁,以将下部绝缘件固定于第一绝缘件。
根据本发明实施例的一个方面,第一卡接部具有凹槽,顶盖板的面向第一卡接部的一侧具有凸边,凹槽与凸边配合。
根据本发明实施例的一个方面,接线板由主体部和与主体部连接的延伸部组成。
根据本发明实施例的另一个方面,还提供了一种电池模组,包括:汇流排;和上述的二次电池,其中,汇流排被焊接到端子板。
综上,本发明实施例的二次电池以及电池模组,将位于壳体内部的接线板配置为包括主体部和与主体部连接的延伸部。顶盖板具有电极引出孔,接线板的主体部位于顶盖板的朝向壳体一侧并与顶盖板之间通过下部绝缘件保持绝缘,并且通过主体部与位于壳体内部的电极组件中的第一极片连接,而通过延伸部伸入电极引出孔内与设置在顶盖板上的第一电极端子连接。由此即可通过接线板实现将电极组件中的第一极片电连接至第一电极端子的目的,并且第一电极端子不超出下部绝缘件的远离顶盖板的一侧表面。因此,本发明实施例的二次电池和电池模组具有简化第一电极端子的结构,从而提升二次电池的加工效率,并进一步提高二次电池壳体内部的空间利用率,进而提高二次电池的能量密度的优点。
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分解结构示意图;
图2是图1的二次电池中的顶盖组件的分解结构示意图;
图3是图1的二次电池的俯视结构示意图;
图4是图3中的二次电池沿A-A剖切线剖切后的剖面结构示意图;
图5是图4中的A部分的局部结构放大示意图;
图6是根据本发明另一个实施例的顶盖组件的分解结构示意图;
图7是根据本发明一个实施例的接线板的立体结构示意图;
图8是图7的接线板沿纵向剖切后的剖面结构示意图;
图9是根据本发明实施例的二次电池中的接线板的另一个具体示例的立体结构示意图;
图10是根据本发明实施例的二次电池中的接线板的再一个具体示例的立体结构示意图;
图11是根据本发明另一个实施例的端子组件部分的结构示意图。
其中:
1-二次电池;
100-顶盖组件;101-顶盖组件;
10-顶盖板;11-电极引出孔;12-铆接件;121-钉体;122-限位部;13-第二凹槽;14-容纳槽;15-注液孔;16-防爆阀组件;20-端子组件;21-端子板;22-固定件;221-容纳空间;222-过孔;223-连接孔;224-槽口;23-密封件;24-止挡块;25-第一连接板;30-端子组件;31-端子板;32-固定件;33-密封件;34-止挡块;40-下部绝缘件;41-第一绝缘件;411-第一卡接部;412-第二卡接部;42-第二连接板;
200-壳体;
300-电极组件;310-第一极耳;320-第二极耳;
400-绝缘防护层;
500-接线板;501-接线板;502-接线板;510-主体部;511-基板;512-翼板;520-延伸部;530-导电块。
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,能够循环地进行充放电操作,以便于对二次电池进行多次使用,并且本发明实施例中的二次电池,通过减少对壳体内部空间的占用率,能够提高二次电池的能量密度,并且二次电池的结构简单,易于生产,因此能够有效提高二次电池的生产效率,降低其制作成本。
为了更好地理解本发明,下面结合图1至图11根据本发明实施例的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1的分解结构示意图。如图1所示,二次电池1大体包括:顶盖组件100、壳体200以及位于壳体200内部的电极组件300、绝缘防护层400和接线板500。
根据本发明的一个实施例,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可通过将第一极片、第二电极以及隔板一同堆叠或者卷绕而形成,其中,隔板是介于第一极片和第二电极之间的绝缘体。在本实施例中,示例性地以第一极片为正极片,第二电极为负极片进行说明。同样地,在其他的实施例中,第一极片还可以为负极片,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。
绝缘防护层400为由绝缘材料构成的薄膜形罩层,并被形成为具有与电极组件300的轮廓相适应的容纳空间,以通过将绝缘防护层400包覆在电极组件300的外周,保持电极组件300和壳体200内壁之间电绝缘。另外,还可以在壳体200内表面设置绝缘层,以替代绝缘防护层400。
图2是图1的二次电池1中的顶盖组件100的分解结构示意图;图3是图1的二次电池1的俯视结构示意图;图4是图3中的二次电池1沿A-A剖切线剖切后的剖面结构示意图。如图2至图4所示,顶盖组件100用于密封壳体200,以将电极组件300密封于壳体200内。顶盖组件100包括:顶盖板10、端子组件20、端子组件30和下部绝缘件40。
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、第二凹槽13、容纳槽14、注液孔15以及防爆阀组件16。
如图2和图3所示,注液孔15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200的开口处并与壳体200密封连接后,能够通过注液孔15向壳体200的容纳空间中注入电解液。防爆阀组件16可以采用现有结构(例如设置防爆片的方式),防爆阀组件16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16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16的通孔排放到外部,由此能够防止二次电池爆炸。
请继续参见图2至图4,顶盖板10上设置有两个电极引出孔11,用于将壳体200内部的电极组件300中的电能引出到顶盖板10的外部。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33;同样地,端子组件30大体包括第二电极端子、固定件32和密封件33。下面仅以端子组件20的结构以及其在顶盖板10上的安装形式为例进行示例性地说明。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。
第一电极端子包括端子板21,端子板21为方形(也可以为圆形)的薄片或板状结构,端子板21的外周面至少部分地被固定件22所包围,从而使端子板21固定于固定件22,进而通过固定件22将端子板21固定在顶盖板10上。示例性地,固定件22为塑胶件,可以采用一体注塑的方式将塑胶件结合到端子板21的外周面。在一个可选的实施例中,第一电极端子可以为板状结构,并且第一电极端子的靠近顶盖板10的表面不超过顶盖板10的靠近第一电极端子的表面(即第一电极端子由端子板21组成,第一电极端子不伸入电极引出孔11内)。
在一个示例性实施例中,固定件22为硬质塑胶件,此处的硬质指的是固定件需要具有一定的强度,固定件22能将第一电极端子固定于顶盖板10上使得密封件33密封电极引出孔11。示例性地,固定件22可以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中的一种或多种制成。以便固定件22在能够与第一电极端子紧密贴合的同时保证与顶盖板10之间的紧固力。
图5是图4的二次电池1中的A部分的局部结构放大示意图。如图2至图5所示,具体地,固定件22具有与端子板21的形状相适应的容纳空间221,能够将端子板21容纳在该容纳空间221中,并与端子板21贴合固定,此时可以有部分的固定件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。当端子板21置于固定件22的容纳空间221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。
第一电极端子和固定件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4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5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,以便端子板21能够通过该通孔露出于壳体200内部,进而能够实现与电极组件300电连接。
由于第一电极端子通过端子板21的远离顶盖板10一侧表面与汇流排(图中未示出)连接,从而在多个二次电池1进行串联或者并联时,能够增加电极端子与汇流排之间的接触面积,因此能够提高第一电极端子的过流能力。并且由于端子板21的外周面凸出于电极引出孔11的内壁,因此在装配端子组件20时需采取从上往下的方式装配,所以端子板21仅通过固定件22固定即可,而无需在端子板21本身单独设置其他的固定结构,因此能够简化第一电极端子的结构。相比现有的二次电池的顶盖板上设置的极柱结构,本发明实施例中板状的第一电极端子可以通过冲裁方式进行批量加工,因此能够提高生产效率,并降低生产成本。而且不必占用壳体200内部的空间,进而能够有效地提高二次电池1的能量密度。
为了保持顶盖板10与壳体200内部的电极组件300以及接线板500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包括两个通孔和围绕通孔设置的第一绝缘件41,两个通孔分别与顶盖板10上设置的两个电极引出孔11相对,而第一绝缘件41分别围绕设置在两个通孔的周缘。
在本实施例中,第一绝缘件41呈环形,其与下部绝缘件40为一体式结构,并且第一绝缘件41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,其能够与电极引出孔11之间通过过盈配合方式紧固连接,以将下部绝缘件40连接在顶盖板10上。并且第一绝缘件41本体的靠近第一电极端子的端面凸出于顶盖板10的靠近第一电极端子的表面。请继续参见图2,根据本发明的一个实施例,固定件22通过连接件固定在顶盖板10,用于固定固定件22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(即限位部122的横截面的面积大于钉体121的横截面的面积)。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223,连接孔223的孔径与铆接件12的钉体121的尺寸相适应。
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223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223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。
图6是根据本发明另一个实施例的顶盖组件101的分解结构示意图。如图6所示,本实施例中的顶盖组件101与上述实施例中的顶盖组件100的结构类似,所以在本实施例中与上述顶盖组件100中相同的部件采用相同的标号,并且对于在上述实施例中已经描述的结构和连接关系将不会再次加以赘述。
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25。具体地,第一连接板25由金属材质制成,并且第一连接板25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,而嵌合部为形成在凹陷部边缘的凸缘。
固定件22的相对的两个延伸边上分别有槽口224,并且槽口224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25的嵌合部的嵌卡槽,以使第一连接板25的嵌合部能够嵌卡在槽口224的嵌卡槽中,第一连接板25的接触部从槽口224露出,且顶盖板10接触。由此,即可将第一连接板25的接触部焊接于顶盖板10上,从而将通过第一连接板25将固定件22固定于顶盖板10。通过在第一连接板25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25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。
另外,在本实施例中,示例性地,下部绝缘件40同样可以采用第二连接板42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42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25焊接连接在顶盖板10的方式相同,故不再加以赘述。
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,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的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。
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,当第一电极端子为圆形或者其他形状时,只需要将固定件22的容纳空间对应第一电极端子的形状设置即可。另外,顶盖板10的背离固定件22的一侧还可以设置铆接件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。
在一个可选的实施例中,端子组件20还可以包括防转部件,如图2所示,在本实施例中,端子组件20处的防转部件为止挡块24,端子组件30处的防转部件为止挡块34。以端子组件20为例进行说明,具体地,端子组件20中包括两个止挡块24,两个止挡块24呈圆柱状。第一电极端子的面向顶盖板10的表面上设置有两个第一凹槽,并且固定件22上对应第一凹槽设置有两个过孔222,而顶盖板10的面向第一电极端子的表面上设置有与过孔222相对的两个第二凹槽13,两个止挡块24穿过固定件22的两个过孔222后分别嵌入两个第一凹槽和两个第二凹槽13中。由此,通过两个止挡块24能够形成两个固定点在顶盖板10上对第一电极端子和固定件22进行定位,避免第一电极端子和固定件22沿顶盖板10的表面相对顶盖板10发生转动。同时,还能够避免第一电极端子和固定件22相对彼此发生移动,因此设置防转部件还能够保证第一电极端子和固定件22之间的接合稳定性,防止第一电极端子和固定件22彼此分离而影响端子组件20的结构稳定。当然,本发明实施例对于止挡块24的数量并不进行限制,在其他的实施例中,端子组件20还可以包括更多个止挡块24。当然,在一些实施例中,止挡块24与顶盖板10为一体式结构,或止挡块24与端子板21为一体式结构。
另外,本发明实施例对于防转部件的具体结构以及防转部件与第一电极端子和顶盖板10之间的接合方式并不进行限制。例如,在其他的实施例中,防转部件还可以包括对应设置在第一电极端子与固定件22之间和固定件22与顶盖板10之间的其他能够彼此配合的凸起和凹槽结构。此外,由于第一电极端子和固定件22皆为方形,所以也可以只在固定件22和顶盖板10之间对应设置防转部件,以限制固定件22相对于顶盖板10转动。
请继续参见图2至图5,具体地,根据本发明的一个实施例,密封件23设置在第一电极端子的端子板21与顶盖板10之间。密封件23在一个可选的实施例中,密封件23为环形,其朝向顶盖板10的表面被构成为阶梯结构,即密封件23的朝向顶盖板10的表面设置有环状凸出部。顶盖板10围绕电极引出孔11设置有环形的容纳槽14,密封件23的环状凸出部能够嵌合在容纳槽14中(如图5所示),以通过容纳槽14对密封件23进行定位,避免密封件23在第一电极端子的端子板21与顶盖板10之间发生移动。当然,容纳槽14还可以设置在端子板21的面向顶盖板10的表面上,通过在端子板21上设置容纳槽14同样能够对密封件23进行定位。
在本实施例中,密封件23同时与第一电极端子的端子板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能够填满容纳槽14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,防止密封件发生溶胀现象。
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的形状还可以被构造为矩形或者其它形状,当然,此时顶盖板10上的容纳槽14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设置为一体式的结构,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。
如图1所示,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),并且分别连接在第一电极端子和第一极片之间以及第二电极端子与第二极片之间。也就是说,两个接线板500分别用于连接正极端子和正极极耳(第一极耳310),以及负极端子和负极极耳(第二极耳320)。并且示例性地,以接线板500连接在第一电极端子与第一极片之间为例,对接线板500的结构进行说明。
图7是根据本发明一个实施例的接线板500的立体结构示意图;图8是图7的接线板500沿纵向剖切后的剖面结构示意图。需要说明的是,图5的剖面结构图中的接线板500与图7和图8中的接线板500是相同的。
如图5、图7和图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位于下部绝缘件40的远离顶盖板10的一侧,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中与第一电极端子电连接。由此,便可将第一电极端子电连接至正极片,并且,沿顶盖板10至下部绝缘件40的方向,第一电极端子不超出下部绝缘件40的远离顶盖板10的一侧表面(即下部绝缘件40的下表面)。在一个实施例中,主体部510包括基板511和翼板512。基板511被构成为平板状结构,并且基板511与顶盖板10平行。当然,此处所指的平行并不是严格意义的平行,即在具体的实施过程中,允许基板511和顶盖板10的平行度出现误差,但是并不会影响基板511和顶盖板10大致平行的结果。翼板512被构成为条形的板状结构,其沿基板511一侧边缘的大致中心位置向外侧延伸。由此,便可以通过基板511与第一极耳310电连接(即与第一极片电连接)。
示例性地,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。如图7和图8所示,在本实施例中,在翼板512上设置有凸起,并且通过设置该凸起而在翼板512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,使得凸起在翼板512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翼板512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中与第一电极端子接触,从而可将延伸部520与第一电极端子焊接连接。
由于基板511为平板状结构,所以电极组件300的第一极耳310与基板511连接时,需要将第一极耳310进行弯折,以使第一极耳310能够通过弯折面与基板511连接(如图1所示)。示例性地,可以通过超声波焊接的方式将第一极耳310连接至基板511。当然,由于在本实施例中,主体部510在翼板512的两侧还分别设置有延伸板,所以可以同时将两组或两组以上的电极组件300连接至主体部510,这样每个二次电池1的壳体200内部即可至少包括两组电极组件300。由于电极组件300的第一极耳310与接线板500的连接方式简单,因此能够有效提升二次电池1的装配效率。
通过在接线板500上冲压凸包的方式形成延伸部520,使得接线板500能够伸入电极引出孔11中与第一电极端子电连接,而第一电极端子则不需要在顶盖板10的朝向壳体200一侧的表面处增加设置其他的结构与接线板500电连接,也就是说第一电极端子的面向壳体200内部的表面可被构成为不超出顶盖板10的下表面。因此能够减少对壳体200内部空间的占用,从而能够有效地提高二次电池的能量密度。并且接线板500的结构和加工过程简单,可以通过简单的裁切和冲压方式制成,所以能够降低二次电池1的加工成本,并且能够降低二次电池1的加工难度。
另外,由于焊接后会产生焊缝以及焊渣,这些部分会降低端子板21上表面(即远离顶盖板10的表面)的平整性,为了避免发生这一问题,端子板21的厚度需要大于延伸部520的薄壁厚度,端子板21与延伸部520通过激光焊接的方式连接,激光从顶盖板10的远离端子板21的一侧发射,激光熔透延伸部520以及端子板21的一部分,从而使端子板21与延伸部520之间形成焊缝,此时端子板21的上表面依旧保持平整。图9是根据本发明实施例的二次电池1中的接线板501的另一个具体示例的立体结构示意图。本实施例中,与上述图7和图8中所示的接线板500中相同的部件使用相同的标号,并且同样的描述将不会再次赘述。如图9所示,本实施例中的接线板501同样包括主体部510和延伸部520,延伸部520同样为形成在主体部510的翼板512上的凸起,并且该凸起在翼板512的背离顶盖板10一侧形成凹部。但是与上述实施例中的接线板500的不同之处在于,凸起包括底壁和与顶壁连接并彼此相对的两个侧壁,以使凹部在翼板512的远离顶盖板10一侧以及与远离顶盖板10一侧相邻并彼此相对的两侧敞开。由此,可以通过形成的凹部存储二次电池1在使用过程中产生的气体(即壳体200的内部可以容纳更多的气体),从而可以减小防爆阀组件16中的防爆片受到壳体200内部产生的气体的作用力,可以提高防爆片的使用寿命。
另外,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翼板512上形成的弯折形凸包。即沿水平方向观察,设置有延伸部520的主体部510部分被构成为n字型。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中与第一电极端子接触,从而可将延伸部520与第一电极端子焊接连接。另外,在另一个可选的实施例中,上述的接线板501还可以被构成为,其延伸部520包括顶壁和与顶壁连接的一个侧壁,使得凹部在翼板512的远离顶盖板10的一侧以及与翼板512的远离顶盖板10的一侧相邻的三侧分别敞开。即沿水平方向观察,设置有延伸部520的主体部510部分被构成为z字型。
图10是根据本发明实施例的二次电池1中的接线板502的再一个具体示例的立体结构示意图。本实施例中,与上述图7和图8中所示的接线板500中相同的部件使用相同的标号,并且同样的描述将不会再次赘述。如图10所示,本实施例中的接线板502同样包括主体部510和延伸部520,延伸部520同样为形成在主体部510的翼板512上的凸起,并且该凸起在翼板512的背离顶盖板10一侧形成凹部。
在本实施例中,接线板502与上述实施例中的接线板500的不同之处在于,主体部510和延伸部520为分体结构,即延伸部520还包括导电块530。也就是说,本实施例中的延伸部520包括凸起和导电块530两部分,其中,凸起在主体部510上的形成方式和上述实施例中的形成方式相同,而导电块530为实心结构并叠置在凸起上。通过设置导电块530,对于作为负极电极端子的第二电极端子来说,能够便于在第二电极端子与第二极耳320之间进行铜铝转换。
为了增加汇流排与第一电极端子以及第二电极端子与汇流排之间的焊接强度,通常需要保证第一电极端子以及第二电极端子和汇流排连接的部分与汇流排具有同样的基体金属。具体地,在本实施例中,示例性地,汇流排的材料为铝,对应地第一电极端子和第二电极端子各自的端子板21的材料都采用铝。由于电极组件300的第二极耳320的材料为铜,所以与第二极耳320连接的接线板502的主体部510为铜,同时一体形成在主体部510上的凸起也为铜。
为了便于实现采用铜材料的凸起和采用铝材料的第二电极端子的端子板31之间的焊接连接,可以在凸起和端子板21之间设置采用铝材料的导电块530。由于凸起的顶壁很薄,并且导电块530可以具有较小的厚度,所以首先可以将导电块530和凸起采用超声波焊接的方式连接。接下来将包括凸起和导电块530的延伸部520伸入电极引出孔11中,并将第二电极端子的端子板31和导电块530采用激光焊接的方式连接(此时激光从顶盖板10的靠近端子板21的一侧发射,激光熔透端子板21以及导电块530的一部分),以获得充分的连接强度。由此,便可以通过接线板502在第二电极端子和第二极耳320之间进行铜铝转换,简化接线板502和第二电极端子以及第二极耳320之间的连接操作过程,还能够使第二电极端子和第二极耳320之间具有更强的连接强度,增加二次电池的使用可靠性。
另外,在一些实施例中,第一电极端子还可以不仅仅包括端子板21,第一电极端子还可以包括设置在端子板21的靠近顶盖板10一侧的凸台(图中未示出),该凸台能够伸入电极引出孔11中。当第二端子板212包括凸台时,只要凸台的厚度不超出下部绝缘件40的下表面,就不会占用壳体200内部的空间。基于在第一电极端子上设置凸台,使得第一电极端子能够通过凸台伸入电极引出孔11中与上述任一实施例中的接线板的延伸部520焊接连接。
图11是根据本发明另一个实施例的端子组件20部分的结构示意图。如图11所示,在本实施例中,与上述实施例中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,二次电池中的第一绝缘件41与上述实施例中的第一绝缘件41不同之处在于,第一绝缘件41与下部绝缘件为分体结构。
示例性地,以设置在端子组件20侧的第一绝缘件41为例,第一绝缘件41包括本体部、第一卡接部411和第二卡接部412。本体部位于电极引出孔11中,贴合于电极引出孔11的内壁面,以使位于电极引出孔11中的第一电极端子以及接线板500和顶盖板10之间保持绝缘。第一卡接部411为环状的凸边,其设置在本体部的靠近端子板21一端的边缘并沿径向向外侧延伸。并且第一卡接部411的朝向顶盖板10一侧的端面设置有环形的凹槽。顶盖板10上对应第一卡接部411上的凹槽设置有环状的凸边,当将第一绝缘件41的本体部置于电极引出孔11中后,该凸边和上述第一卡接部411的凹槽彼此卡接配合,以将第一绝缘件41固定于电极引出孔11中。
而第一绝缘件41的第二卡接部412同样为环状的凸边,下部绝缘件40设有通孔,第一绝缘件41穿过通孔,第二卡接部412设置在第一绝缘件41的远离顶盖板10的一侧并沿径向向外侧延伸。以通过第二卡接部412包覆下部绝缘件40的通孔边缘,将下部绝缘件40固定于第一绝缘件41,进而将下部绝缘件40固定于顶盖板10的朝向壳体200内部一侧。
当然,在一个可选的实施例中,还可以仅仅通过第一绝缘件41的第一卡接部411与顶盖板10的靠近端子板21一侧的端面抵靠配合,将下部绝缘件40固定于顶盖板10上。
在上述实施例中,主体部510和延伸部520为一体式结构,但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中,主体部510和延伸部520还可以为分体结构,此时,可以将主体部510与延伸部520彼此通过焊接的方式连接。另外,在上述实施例中,延伸部520设置在翼板512上,由此得到更为灵活的连接操作,但是本发明的实施例并不限于此,在其他的实施例中,延伸部520还可以直接设置在基板511上。也就是说主体部510被构成为整体的板状结构。
根据本发明的另一个实施例,还提供了一种电池模组,包括汇流排(图中未示出)和上述任一实施例的二次电池1,其中,汇流排焊接连接于二次电池1的端子板21上。
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,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;
顶盖组件,包括顶盖板和第一电极端子,所述顶盖板覆盖所述开口且具有电极引出孔,所述第一电极端子包括端子板,所述端子板位于所述顶盖板的一侧且覆盖所述电极引出孔;
下部绝缘件,位于所述顶盖板的远离所述端子板的一侧;以及
接线板,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下部绝缘件的远离所述顶盖板的一侧且与所述第一极片连接,所述延伸部伸入所述电极引出孔内且与所述第一电极端子连接,所述第一极片通过所述接线板电连接到所述第一电极端子,并且,沿所述顶盖板至所述下部绝缘件的方向,所述第一电极端子不超出所述下部绝缘件的远离所述顶盖板一侧的表面。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述主体部呈片状且与所述顶盖板平行,所述延伸部包括设置在所述主体部的靠近所述顶盖板一侧的凸起,所述凸起与所述第一电极端子连接。
3.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,所述主体部与所述延伸部为一体式结构,并且通过形成所述凸起而在所述主体部的远离所述顶盖板的一侧形成凹部。
4.根据权利要求3所述的二次电池,其特征在于,所述凸起包括顶壁和与所述顶壁连接的环状侧壁,以使所述凹部在所述主体部的远离所述顶盖板一侧敞开。
5.根据权利要求3所述的二次电池,其特征在于,所述凸起包括顶壁和与所述顶壁连接并彼此相对的两个侧壁,以使所述凹部在所述主体部的远离所述顶盖板的一侧以及与所述主体部的远离所述顶盖板的一侧相邻的两侧分别敞开。
6.根据权利要求3所述的二次电池,其特征在于,所述凸起包括顶壁和与所述顶壁连接的一个侧壁,以使所述凹部在所述主体部的远离所述顶盖板的一侧以及与所述主体部的远离所述顶盖板的一侧相邻的三侧分别敞开。
7.根据权利要求3至6任一项所述的二次电池,其特征在于,所述主体部包括基板和由所述基板的边缘延伸的翼板,所述基板与所述第一极片连接,所述延伸部设置在所述翼板上。
8.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,所述主体部与所述延伸部为分体结构,所延伸部还包括导电块,所述导电块为实心结构并且与所述主体部以及所述端子板焊接。
9.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第一电极端子由所述端子板组成,所述端子板为平板状。
10.根据权利要求9所述的二次电池,其特征在于,所述端子板的厚度大于所述延伸部的厚度,所述端子板与所述延伸部通过激光焊接的方式连接且形成焊缝,并且沿所述顶盖板至所述端子板的方向,所述焊缝不超出所述端子板的远离所述顶盖板的表面。
11.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,还包括密封件,所述密封件设置在所述端子板和所述顶盖板之间。
12.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第一电极端子还包括与所述端子板连接的凸台,所述凸台伸入所述电极引出孔并与所述延伸部焊接。
13.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,还包括固定件和连接件,所述固定件通过所述连接件固定于所述顶盖板,所述第一电极端子的外周面至少部分地被所述固定件包围,以将所述第一电极端子固定于所述固定件。
14.根据权利要求13所述的二次电池,其特征在于,所述连接件包括彼此连接的钉体和限位部,并且所述限位部的外周面凸出于所述钉体的外周面,所述钉体的远离所述限位部的一端固定于所述顶盖板,所述限位部与所述固定件接合。
15.根据权利要求13所述的二次电池,其特征在于,所述连接件包括第一连接板,所述第一连接板的一部分嵌入所述固定件中与所述固定件接合,所述第一连接板的另一部分与所述顶盖板焊接。
16.根据权利要求13所述的二次电池,其特征在于,所述连接件包括倒扣和倒扣孔,所述倒扣孔设置在所述顶盖板的面向所述固定件的表面,并且所述倒扣孔的孔径沿所述固定件至所述顶盖板的方向递增,所述倒扣连接于所述固定件且与所述倒扣孔的形状相适应,所述倒扣与所述倒扣孔配合。
17.根据权利要求1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。
18.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,还包括第一绝缘件,所述第一绝缘件包括本体部、第一卡接部和第二卡接部,所述第一卡接部位于所述本体部的靠近所述端子板一侧,所述第二卡接部位于所述本体部的远离所述第一卡接部的一侧,所述本体部容纳于所述电极引出孔,所述第一卡接部与所述顶盖板配合以将所述第一卡接部固定于所述顶盖板,所述下部绝缘件设有通孔,所述第一绝缘件穿过所述通孔,所述第二卡接部位于所述下部绝缘件的远离所述顶盖板的一侧且所述第二卡接部的外周面凸出于所述通孔的内壁,以将所述下部绝缘件固定于所述第一绝缘件。
19.根据权利要求18所述的二次电池,其特征在于,所述第一卡接部具有凹槽,所述顶盖板的面向所述第一卡接部的一侧具有凸边,所述凹槽与所述凸边配合。
20.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述接线板由所述主体部和与所述主体部连接的延伸部组成。
21.一种电池模组,其特征在于,包括:
汇流排;和
如权利要求1至20中任一项所述的二次电池,其中,所述汇流排被焊接到所述端子板。
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