CN109037509A - 二次电池顶盖组件、含该组件的二次电池及装配方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及二次电池生产技术领域，尤其涉及一种二次电池顶盖组件、含该组件的二次电池及装配方法。二次电池顶盖组件包括顶盖以及绝缘结构，绝缘结构包括顶部连接片以及两个裸电芯绝缘片，顶盖上设置有极柱，顶部连接片上设置有极柱通孔，极柱穿过极柱通孔，顶部连接片位于顶盖的下方，且与所述顶盖固定。二次电池包括二次电池顶盖组件以及裸电芯，裸电芯位于顶部连接片的下方，两个裸电芯绝缘片覆盖裸电芯的侧面以及底面。装配方法包括：将顶部连接片与顶盖固定；将裸电芯与顶盖焊接；采用裸电芯绝缘片包裹裸电芯的主侧面、窄侧面以及底面；将侧绝缘区相互连接，底部绝缘区相互连接。本申请节省了二次电池的内部空间，从而提高了能量密度。

Description

二次电池顶盖组件、含该组件的二次电池及装配方法

本申请为2016年3月28日提交中国专利局、申请号为201610181816.8、发明名称为“二次电池顶盖组件、含该组件的二次电池及装配方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及二次电池生产技术领域，尤其涉及一种二次电池顶盖组件、含该组件的二次电池及装配方法。

背景技术

二次电池中通常都存在绝缘片，能够有效防止裸电芯的侧壁以及底面与二次电池的外壳发生接触。

在相关技术中，二次电池通常是在顶盖长边面分别扣上顶支架，同时使极柱的下塑胶由顶盖的短边往下伸出并与顶支架平齐，构成一个连接结构。在进行装配时，裸电芯首先与上述连接结构装配连接顶部连接片。之后将裸电芯绝缘片由裸电芯的底部逐渐向上包裹裸电芯的侧壁，最后与顶支架以及下塑胶热熔连接在一起。

然而，这种连接结构中，下塑胶以及顶支架均需要沿顶盖向下伸出一定距离，因此装配好后需要占用一定的高度空间，不利于简化装配工艺与提升电池容量。

发明内容

本申请提供了一种二次电池顶盖组件、含该组件的二次电池及装配方法，能够提高二次电池的容量。

本申请的第一方面提供了一种二次电池顶盖组件，包括顶盖以及绝缘结构，所述绝缘结构包括顶部连接片以及两个裸电芯绝缘片，两个所述裸电芯绝缘片分别与所述顶部连接片的两个长边相连，

所述顶盖上设置有极柱，所述顶部连接片上对应所述极柱的位置设置有极柱通孔，所述极柱穿过所述极柱通孔，所述顶部连接片位于所述顶盖的下方，且与所述顶盖固定。

优选地，所述顶部连接片上设置有用于与所述顶盖连接的连接孔，所述顶盖的下表面设置有连接件，所述连接件与所述连接孔配合连接。

优选地，所述连接件为铆接件或卡接件。

优选地，所述顶盖上设置有下塑胶，所述顶部连接片与所述下塑胶热熔固定。

优选地，所述顶部连接片以及两个所述裸电芯绝缘片三者一体成型。

优选地，所述顶盖上还设置有注液孔、防爆阀以及翻转片中的至少一个部件，所述顶部连接片上还设置有注液通孔、防暴阀透气孔以及翻转片透气孔中的至少一种，

其中，所述注液通孔对应设置在所述注液孔的下方，所述防爆阀透气孔对应设置在所述防爆阀的下方，所述翻转片透气孔对应设置在所述翻转片的下方。

本申请的第二方面提供了一种二次电池，包括裸电芯以及上述的二次电池顶盖组件，

所述裸电芯位于所述顶部连接片的下方，两个所述裸电芯绝缘片包裹所述裸电芯的侧面以及底面。

优选地，所述裸电芯绝缘片包括：与所述顶部连接片直接连接的主绝缘区，由所述主绝缘区向垂直于所述长边的两个侧边外延伸形成的侧绝缘区，由所述主绝缘区向远离所述顶部连接片的一侧外延伸形成的底部绝缘区，所述底部绝缘区上设置有电解液渗透孔，

两个所述主绝缘区分别覆盖所述裸电芯的两个主侧面，所述侧绝缘区覆盖所述裸电芯的窄侧面，所述底部绝缘区覆盖所述裸电芯的底面，位于不同所述裸电芯绝缘片上覆盖所述裸电芯同一侧的所述侧绝缘区相互连接，且两个所述底部绝缘区也相互连接。

优选地，还包括底托片，所述底托片贴合固定于其中一个所述底部绝缘区的表面。

优选地，两个所述裸电芯绝缘片的结构一致。

优选地，所述主绝缘区与所述侧绝缘区的连接处、所述主绝缘区与所述底部绝缘区交界区的连接处均设置有折痕线。

优选地，

位于不同所述裸电芯绝缘片上覆盖所述裸电芯同一侧的所述侧绝缘区相互热熔连接，

和/或

两个所述底部绝缘区相互热熔连接。

本申请的第二方面提供了一种二次电池的装配方法，包括下列步骤：

将所述顶部连接片与所述顶盖固定；

将所述裸电芯与所述顶盖焊接；

采用所述裸电芯绝缘片包裹所述裸电芯的侧面以及底面。

本申请的又一方面提供了一种二次电池，包括裸电芯和二次电池顶盖组件；二次电池顶盖组件包括顶盖以及绝缘结构，绝缘结构包括顶部连接片以及两个裸电芯绝缘片，两个裸电芯绝缘片分别与顶部连接片的两个长边直接相连；顶部连接片以及两个裸电芯绝缘片三者一体成型；顶部连接片位于顶盖的下方；裸电芯位于顶部连接片的下方。

优选地，两个裸电芯绝缘片覆盖裸电芯。

优选地，两个裸电芯绝缘片的结构一致。

优选地，裸电芯绝缘片包括与顶部连接片直接连接的主绝缘区，两个主绝缘区分别用于覆盖裸电芯的两个主侧面。

优选地，两个主绝缘区分别用于完全覆盖裸电芯的两个主侧面。

优选地，裸电芯绝缘片包括由主绝缘区向垂直于长边的两个侧边外延伸形成的侧绝缘区，由主绝缘区向远离顶部连接片的一侧外延伸形成的底部绝缘区，底部绝缘区上设置有电解液渗透孔，侧绝缘区用于覆盖裸电芯的窄侧面，底部绝缘区用于覆盖裸电芯的底面。

优选地，顶部连接片与顶盖连接。

优选地，顶盖上设置有极柱，顶部连接片上对应极柱的位置设置有极柱通孔。

优选地，顶盖上还设置有注液孔，顶部连接片上还设置有注液通孔，其中，注液通孔对应设置在注液孔的下方。

优选地，顶盖上还设置有防爆阀，顶部连接片上还设置有防爆阀透气孔，其中，防爆阀透气孔对应设置在防爆阀的下方。

优选地，顶盖上还设置有翻转片，顶部连接片上还设置有翻转片透气孔，其中，翻转片透气孔对应设置在翻转片的下方。

本申请的又一方面提供了一种二次电池的装配方法，二次电池为如上所述的二次电池，二次电池的装配方法包括下列步骤：

将顶部连接片与顶盖连接；

将裸电芯与顶盖焊接；

采用裸电芯绝缘片覆盖裸电芯。

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顶盖组件通过顶部连接片与顶盖进行连接，改变了原有的装配方法，无需再设置顶支架，因此节省了二次电池的内部空间，提高了能量密度。

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为本申请实施例所提供的二次电池除去壳体后的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的二次电池顶盖组件的装配结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的顶部连接片带有热熔区的绝缘结构的展开结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的顶部连接片带有连接孔的绝缘结构的展开结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的二次电池的局部剖视结构示意图。

附图标记：

10-绝缘结构；

100-顶部连接片；

100a-极柱通孔；

100b-防爆阀透气孔；

100c-注液通孔；

100d-热熔区；

100e-连接孔；

100f-翻转片透气孔；

101-裸电芯绝缘片；

101a-主绝缘区；

101b-侧绝缘区；

101c-底部绝缘区；

101d-电解液渗透孔；

101e-折痕线；

102-底托片；

20-顶盖；

200-连接件；

30-裸电芯。

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。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的二次电池顶盖组件以及二次电池的放置状态为参照。

如图1所示，本申请实施例提供了一种二次电池，包括含有绝缘结构10以及顶盖20的二次电池顶盖组件，还包括裸电芯30以及壳体(图中未示出)等几个主要组成部分。其中，顶盖20与壳体共同构成一个密闭空腔，裸电芯30置于该密闭空腔内。在顶盖20上设置有极柱，还可能设置有防爆阀、注液孔以及翻转片等常规结构。

二次电池顶盖组件10用于阻隔裸电芯30上的大部分区域与密闭空腔的内壁之间的接触，如图2至4所示，具体包括顶部连接片100以及两个裸电芯绝缘片101。顶部连接片100位于顶盖20的下方，并且与顶盖20相固定，顶部连接片100一方面作为二次电池顶盖组件10与顶盖20之间的连接结构，另一方面也能够用于使裸电芯30的顶部大部分区域与顶盖20之间进行隔离，因此顶部连接片100仅在对应极柱、防爆阀、注液孔以及翻转片等位置设置了极柱通孔100a、防爆阀透气孔100b、注液通孔100c以及翻转片透气孔100f等相应的避让结构，其余区域均为整体式隔离结构。顶部连接片100在与顶盖20进行连接时，顶盖的极柱要穿过极柱通孔100a，注液通孔100b对应设置在注液孔的下方，防爆阀透气孔100c对应设置在防爆阀的下方，防爆阀透气孔100c可以与防爆阀的形状基本一致(参见图3)，也可以制作成筛网形状(参见图4)，翻转片透气孔100f也要对应设置在翻转片的下方。

两个裸电芯绝缘片101分别与顶部连接片100的两个长边相连，用于覆盖裸电芯30的主侧面、窄侧面以及底部。顶部连接片100以及两个裸电芯绝缘片101三者最好一体成型。

如图3和4所示，裸电芯绝缘片101具体包括主绝缘区101a、侧绝缘区101b以及底部绝缘区101c。其中，主绝缘区101a与顶部连接片100的长边直接连接，裸电芯30位于顶部连接片100的下方，主绝缘区101a在沿着二者的连接处向下弯折90度后能够覆盖裸电芯30的主侧面。侧绝缘区101b由主绝缘区101a向垂直于长边的两个侧边外延伸形成，在沿着二者的连接处向裸电芯30的内部弯折90度后能够覆盖裸电芯30的窄侧面。而底部绝缘区101c则由主绝缘区101a向远离顶部连接片100的一侧外延伸形成，在沿着二者的连接处向裸电芯30的内部弯折90度后能够覆盖裸电芯30的底面。为了能够使电解液顺利与裸电芯接触，底部绝缘区101c上还设置有电解液渗透孔101d。在本实施例中，顶部连接片100以及两个裸电芯绝缘片101需要具备良好的弯曲性能，这样才能够对裸电芯30进行包裹。为此，可以在主绝缘区与侧绝缘区的连接处、主绝缘区与底部绝缘区交界区的连接处均设置折痕线101e，折痕线101e的厚度可以相对其它区域更薄，以提供更为优异的弯折能力，一般情况下，折痕线101e的宽度保持在0.2mm左右。

本实施例所提供的二次电池采用下列装配方法：

第一步，将顶部连接片100与顶盖20固定(参见图2)。这里可以采用多种固定方式，例如可以通过热熔或者焊接的方式直接将顶部连接片100与顶盖上的下塑胶直接固定在一起。如图3所示，采用这种方式时，热熔区100d最好均匀间隔分布在顶部连接片100上。如图4所示，也可以在顶盖20的下表面设置铆接件或卡接件等连接件200，并且在顶部连接片100上设置与连接件200相对应的连接孔100e，之后将连接件200与连接孔100e进行铆接或卡接等配合(参见图5)，实现顶部连接片100与顶盖20之间的连接。

第二步，将裸电芯30与顶盖20焊接。这里是将顶盖20连同顶部连接片100一同放置在裸电芯30的顶部，之后将裸电芯30与顶盖20相对应的部件焊接在一起，主要是极耳与极柱之间的焊接。

第三步，采用裸电芯绝缘片101包裹裸电芯30的侧壁以及底面。该步骤首先需要将主绝缘区101a、侧绝缘区101b以及底部绝缘区101c分别弯折到不同的位置。具体地，将两个主绝缘区101a由与顶部连接片100的连接处向下弯折近乎90度，将每个主绝缘区101a所连接的侧绝缘区101b朝向相对的一侧弯折90度，将两个底部绝缘区101c朝向顶部连接片100弯折90度，最终将整个裸电芯30的侧面以及底面基本全部包裹住。

第四步，将位于不同裸电芯绝缘片101上覆盖裸电芯30同一侧的侧绝缘区101b相互连接，两个底部绝缘区101c也相互连接。在连接时，可以先连接侧绝缘区101b，也可以先连接两个底部绝缘区101c，连接的方式一般采用热熔焊接，并且，为了提高整体的连接强度，焊接区也最好采用等间距分布的形式。

对于每个裸电芯绝缘片101，其中一个上的侧绝缘区101b以及底部绝缘区101c与另一个裸电芯绝缘片上的侧绝缘区101b以及底部绝缘区101c的大小可以有所差别，只要最终能够满足裸电芯30的窄侧面以及底面被完整覆盖，并且留出足够的热熔区即可。不过为了便于制造，还是最好两个裸电芯绝缘片101的结构保持一致。

裸电芯30的主要重量基本都集中在底面上，因此底部绝缘片101c会承受主要的作用力。这样易导致底部绝缘片101c的热熔区脱开或底部绝缘片101c整体损坏。为了防止底部绝缘片101c脱开或损坏，本实施例中的二次电池顶盖组件10还包括底托片102。底托片102可以采用强度较高的材质制造，在装配之前，首先将其贴合固定在任意一个底部绝缘区101c的表面，这里要对底托片102的结构以及贴合位置进行仔细设计，不能够遮挡住电解液渗透孔101d。固定的方式一般也采用热熔固定的方式进行，在底托片102上留出几个固定间距的热熔区，同时在要贴合的底部绝缘区101c上的相应位置也留出热熔区，之后热熔区对应热熔焊接。

在包裹裸电芯30的过程中，可以将没有连接底托片102的底部绝缘区101c位于内侧，贴合了底托片102的底部绝缘区101c位于中间，而底托片102则位于最底部。这样借助于底托片102较高的强度，能够有效防止底部绝缘区101c受到裸电芯30的作用而发生局部剧烈形变，进而导致底部绝缘区101c脱开或损坏。

本实施例通过改变结构以及装配方法，节省了二次电池的内部空间，从而提高了能量密度。

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 (12)

1.一种二次电池，其特征在于，包括裸电芯和二次电池顶盖组件；

所述二次电池顶盖组件包括顶盖以及绝缘结构，

所述绝缘结构包括顶部连接片以及两个裸电芯绝缘片，两个所述裸电芯绝缘片分别与所述顶部连接片的两个长边直接相连；所述顶部连接片以及两个所述裸电芯绝缘片三者一体成型；

所述顶部连接片位于所述顶盖的下方；

所述裸电芯位于所述顶部连接片的下方。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，两个所述裸电芯绝缘片覆盖所述裸电芯。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，两个所述裸电芯绝缘片的结构一致。

4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述裸电芯绝缘片包括与所述顶部连接片直接连接的主绝缘区，两个所述主绝缘区分别用于覆盖所述裸电芯的两个主侧面。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，两个所述主绝缘区分别用于完全覆盖所述裸电芯的两个所述主侧面。

6.根据权利要求4所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述裸电芯绝缘片包括由所述主绝缘区向垂直于所述长边的两个侧边外延伸形成的侧绝缘区，由所述主绝缘区向远离所述顶部连接片的一侧外延伸形成的底部绝缘区，所述底部绝缘区上设置有电解液渗透孔，

所述侧绝缘区用于覆盖所述裸电芯的窄侧面，所述底部绝缘区用于覆盖所述裸电芯的底面。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述顶部连接片与所述顶盖连接。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖上设置有极柱，所述顶部连接片上对应所述极柱的位置设置有极柱通孔。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖上还设置有注液孔，所述顶部连接片上还设置有注液通孔，

其中，所述注液通孔对应设置在所述注液孔的下方。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖上还设置有防爆阀，所述顶部连接片上还设置有防爆阀透气孔，

其中，所述防爆阀透气孔对应设置在所述防爆阀的下方。

11.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖上还设置有翻转片，所述顶部连接片上还设置有翻转片透气孔，

其中，所述翻转片透气孔对应设置在所述翻转片的下方。

12.一种二次电池的装配方法，其特征在于，所述二次电池为如权利要求1～11所述的二次电池，所述二次电池的装配方法包括下列步骤：

将所述顶部连接片与所述顶盖连接；

将所述裸电芯与所述顶盖焊接；

采用所述裸电芯绝缘片覆盖所述裸电芯。