CN109713353B - 二次电池、二次电池装配方法及电池模组 - Google Patents

Abstract

本方案涉及二次电池技术领域，公开了二次电池、二次电池装配方法及电池模组，其中，所述二次电池包括壳体、电极组件、顶盖组件和转接片，电极组件设置于所述壳体内，包括第一极片和第二极片，所述第一极片和第二极片上分别具有极耳；顶盖组件覆盖于所述壳体开口上，转接片设置于所述顶盖片与所述电极组件之间，且与所述极耳电连接，转接片的凸出部由转接片引出孔延伸至二次电池外部且与电极端子焊接固定。该二次电池可有效避免焊接产生的金属碎屑进入壳体内部，从而提高了电池的安全性。

Description

二次电池、二次电池装配方法及电池模组

技术领域

本发明涉及储能元器件技术领域，特别是涉及二次电池。

背景技术

二次电池具有能量密度高、使用寿命长等优点，已在国内乃至世界广泛使用。二次电池包括壳体以及设置于壳体内的电极组件，其中电极组件上设置有极耳，极耳通过转接片与设置于壳体顶盖上的电极端子电连接。

现有技术在进行二次电池装配时，先通过激光焊将所述转接片与电极端子焊接，然后再将电极组件装配至壳体内。由于激光焊接时会产生大量的金属碎屑，这些金属碎屑易残留在电极组件上，可能导致电极组件短路烧毁，影响二次电池的使用安全。

发明内容

为此，需要提供一种二次电池，用于解决现有技术中电极端子与转接片焊接所产生的金属碎屑易残留在电极组件上，可能导致电极组件短路烧毁，影响二次电池的使用安全的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种二次电池，包括：

壳体，所述壳体具有开口；

电极组件，设置于所述壳体内，包括极耳；

顶盖组件，包括覆盖于所述壳体开口上的顶盖片，以及固定于所述顶盖片上的电极端子，所述顶盖组件具有转接片引出孔，且所述转接片引出孔贯穿所述电极端子以及所述顶盖片的上下表面；

转接片，连接于所述电极端子与所述电极组件之间，所述转接片包括主体部以及与所述主体部连接的凸出部，所述主体部与所述极耳连接，所述凸出部伸入所述转接片引出孔内并超出所述电极端子的上表面，所述凸出部与所述电极端子固定连接。

进一步的，所述转接片引出孔为圆孔，所述凸出部为具有顶面和侧面的中空圆柱体结构，并且所述侧面具有环形凹槽，所述电极端子的顶部具有凸环，所述凸环的末端延伸至所述环形凹槽内。

进一步的，所述转接片的凸出部与所述凸环的末端焊接并形成焊缝，所述焊缝位于所述环形凹槽处。

进一步的，所述凸出部与所述主体部为一体式结构；或者，

所述凸出部通过焊接固定于所述主体部上。

进一步的，所述转接片的所述主体部为U字形片状结构，所述主体部包括主板以及设置于所述主板两侧的翼板。

进一步的，所述电极端子通过固定件固定于顶盖片上。

进一步的，所述凸出部与所述电极端子通过激光焊接进行固定连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供了另一技术方案：

一种电池模组，包括：

两个以上的二次电池，所述二次电池为以上任一技术方案所述的二次电池；以及

汇流排，连接两个以上的所述二次电池。

为解决上述技术问题，本发明还提供了另一技术方案：

一种二次电池的装配方法，包括以下步骤：

超声波焊接：通过超声波焊将转接片的主体部焊接于电极组件的极耳上，所述转接片包括与所述主体部连接的凸出部；

电极组件封装：将焊接有所述转接片的所述电极组件装入壳体中，并且在所述壳体的开口上盖上顶盖组件，其中，所述顶盖组件包括顶盖片，以及固定于所述顶盖片上的电极端子，所述顶盖组件具有转接片引出孔，且所述转接片引出孔贯穿所述电极端子以及所述顶盖片的上下表面，所述凸出部伸入所述转接片引出孔内并超出所述电极端子的上表面；

激光焊接：通过激光焊从外部对所述凸出部与所述电极端子的顶部焊接固定。

进一步的，在所述激光焊接步骤之前，还包括步骤：

所述凸出部为中空的圆柱体结构，所述电极端子的顶部具有向上凸起的凸环，通过将所述凸环压向所述凸出部的侧面，使所述侧面形成环形凹槽，且使凸环的末端延伸至所述环形凹槽内。

区别于现有技术，上述技术方案提出了一种二次电池，所述二次电池的顶盖组件设置有转接片引出孔，转接片的凸出部末端从所述转接片引出孔伸出至外部，从而可实现先将电极组件装入壳体内，然后再从外部对所述电极端子与凸出部通过激光焊接进行连接，有效避免了焊接产生的金属碎屑进入壳体内部，从而大大提高了电池的安全性。上述技术方案还提供了所述二次电池的装配方法，其同时可以解决现有技术中激光焊接时产生的金属碎屑残留在电极组件上，导致电极组件短路烧毁的安全问题。

附图说明

图1为具体实施方式所述二次电池在竖直方向的剖面图；

图2为具体实施方式所述顶盖组件的结构示意图；

图3为图1中A部分的局部放大图；

图3a为具体实施方式的所述顶盖组件未装配转接片状态的剖面示图；

图4为具体实施方式所述转接片的结构示意图；

图5a至图5d为具体实施方式所述凸出部与电极端子装配过程的示意图；

附图标记说明：

1、壳体；

2、顶盖组件；

21、防爆阀；

22、注液孔；

23、电极端子；

231、第一通孔；

232、凸环；

24、密封槽；

25、固定件；

26、焊缝；

27、密封件；

200、顶盖片；

201、第二通孔；

28、转接片引出孔；

3、电极组件；

31、极耳；

4、转接片；

41、凸出部；

411、顶面；

412、侧面；

413、环形凹槽；

42、主体部；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图5d，本方案提出了一种二次电池，该二次电池可重复充放电使用，并且实施例中的二次电池将转接片延伸至二次电池外部，因此可在电极组件装配好之后再进行转接片与电极端子的焊接，从而防止焊接产生的金属碎屑进入壳体内部，提高了电池的安全性。

如图1所示，为二次电池的竖直方向的剖面图。所述二次电池包括带开口的壳体1、电极组件3、顶盖组件2和转接片4。

其中，壳体1可由金属材料制成，诸如铝、铝合金或者其他金属或合金材料。壳体1可以为矩形的盒状具有开口，开口与顶盖组件2配合形成密闭腔体，电极组件3设置于壳体1与顶盖组件2形成的密闭腔体内。

顶盖组件2用于密封壳体1，以将电极组件3密封于壳体3内。顶盖组件2包括顶盖片200、电极端子23和固定件25。

所述电极组件3包括第一极片和第二极片，第一极片、第二极片之间设置有隔板。电极组件3可由第一极片、第二极片以及隔板一同堆叠或卷绕形成，隔板是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体，其中第一极片可以为正极片或负极片，相应地，第二极片则为负极片或正极片。在正极片上的涂覆区上涂覆有正极活性物质，在负极片上的涂覆区上涂覆有负极活性物质。正极片的未涂覆区从正极片涂覆区延伸出从而形成正极极耳，负极片的未涂覆区从负极片涂覆区延伸出从而形成负极极耳。

如图2所示，为顶盖组件2的结构示意图。顶盖片200为板状结构，并且尺寸和形状与壳体1的开口相适配，从而可密封的覆盖在壳体1的开口处。顶盖片200可由与壳体1相同的材质制成，在顶盖片200的中部设置有防爆阀21以及用于往壳体1内注液用的注液孔22。顶盖片200长度方向的两端分别设置两个电极端子23，其中一个电极端子23为正电极端子，另一个电极端子23为负电极端子，在设置电极端子23处分别设置有密封槽24和第二通孔201，其中，密封槽24用于设置密封件27，密封件27用于密封电极端子23与顶盖片200之间的间隙，第一通孔231用于容转接片的凸出部41穿出二次电池外部，以便于在二次电池外部对转接片4与电极端子23进行焊接。

如图3所示，为图1中A部分的局部放大图，从中可见转接片4与顶盖组件2的连接关系。其中，电极端子23通过固定件25固定于顶盖片200上。如图3所示，固定件25可通过激光焊接的方式固定于顶盖片200上，固定件25的中部镂空，电极端子23位于固定件25中部镂空处，并且电极端子23的侧壁的底部设置有向外凸出的台阶，固定件25内壁的顶部具有向电极端子23凸出的台阶，从而将电极端子23固定在顶盖片200上。电极端子23的中部具有贯穿电极端子23上下表面的第一通孔231，顶盖片200设有贯穿顶盖片200上下表面的第二通孔201，如图3a所示，电极端子23中的第一通孔231与顶盖片200上的第二通孔201上下连通，从而形成贯穿电极端子23上下表面和顶盖片200上下表面的转接片引出孔28。在电极端子23与顶盖片200可设置有密封件27，密封件27可以为橡胶、硅胶等材料，密封件27设置于密封槽24内，并且密封件27顶部与电极端子23的底部贴紧，从而防止壳体内的电解液从电极端子23与顶盖片200之间的间隙外渗。

如图3所示，转接片4位于电极组件3与顶盖组件2之间，用于电连接电极组件3的极耳31和电极端子23，在二次电池中转接片4与电极组件的极耳31相连。如图4所示，为转接片4的结构示意图。转接片4具有主体部42和凸出部41，凸出部41固定于主体部42上，主体部42用于与电极组件3的极耳31电连接，凸出部41用于与电极端子23电连接。如图3所示，在顶盖片200与壳体1装配好之后，转接片4的凸出部41的顶部由下向上伸入转接片引出孔28，并从电极端子23的上表面延伸至二次电池外部。

在二次电池装配时，可以通过超声波焊将转接片4的主体部42与电极组件3的极耳31焊接(超声波焊产生较少的金属碎屑，不会影响电池使用安全)，然后再进行电极组件3的装配以及顶盖组件的装配。在将电极组件3装入壳体1后，在壳体1的开口上装配顶盖组件2，使转接片4的凸出部41从转接片引出孔28伸出，如图5a至图5d所示，为顶盖组件2的凸出部41与电极端子23装配过程的示意图，最后再从外部通过激光焊接对凸出部41和电极端子23进行焊接，使凸出部41电极端子23固定在一起。

可见通过转接片4的凸出部41末端延伸至外部，从而可先将电极组件3装入壳体1内并装配好顶盖组件2，然后再从外部对所述电极端子23与凸出部41进行激光焊接，有效避免了焊接产生的金属碎屑进入壳体1内部，从而大大提高了电池的安全性。

如图4所示，所述凸出部41为具有顶面411和侧面412的中空圆柱体结构，转接片引出孔28可以为与之相适配的圆孔，并且如图3a所示，在所述电极端子23的上表面设置有向上凸起的凸环232，凸环232环绕第一通孔231。当转接片4与电极端子23装配好之后(未进行焊接之前)，可通过滚槽工艺将凸环232压向所述凸出部41的侧面412，使所述凸出部的侧面412形成环形凹槽413，且使凸环232的末端延伸至所述环形凹槽413内。经滚槽工艺后，可通过激光焊沿环形凹槽413将凸环232与凸出部41的侧面412焊接在一起，使所述凸出部41与所述凸环232的末端焊接形成焊缝26，并使所述焊缝26位于所述环形凹槽413处。由于凸出部41的侧面412与电极端子23之间紧密卡合在一起，能进一步增加凸出部41和电极端子23的连接强度。

如图4所示，转接片4的凸出部41可以是与主体部42为一体式的结构，所述凸出部41可以通过模具在主体部42上冲压方式形成，在另一些实施例中，凸出部41可以是与主体部42也可以是分体式结构，凸出部41也可以是通过焊接或铆接等固定方式固定在所述主体部上的结构。其中，转接片4的主体部42可以是U字形的片状结构，包括主板42和设置在主板42两侧的翼板421，其中，主板42和翼板421为一体式结构，两侧的翼板421以可以同时将两组或两组以上的电极组件3连接至转接片4的主体部42，这样每个二次电池的壳体1内部即可至少包括两组电极组件3。

在一实施例中，还提供了上述二次电池的装配方法，该装配方法至少包括以下步骤：

超声波焊接：首先通过超声波焊接将转接片的主体部焊接于电极组件的极耳上，使转接片与极耳电连接，其中，所述转接片为图2和图4中所示的转接片4，具有主体部42和凸出部41，所述电极组件为上述实施例中的电极组件3；若二次电池内具两组以上的电极组件，则将两侧的翼板421分别连接于不同电极组件3的极耳31。

电极组件封装：将焊接有转接片4的电极组件3装入壳体内，并且在所述壳体1的开口上盖上顶盖组件2，其中，所述顶盖组件为上述实施例中所述的顶盖组件2，顶盖组件2包括有顶盖片200，以及固定于所述顶盖片200上的电极端子23，所述顶盖组件2具有转接片引出孔28，且转接片引出孔28贯穿电极端子23以及顶盖片200的上下表面，凸出部41伸入转接片引出孔28内并超出电极端子23的上表面。其中，在顶盖组件2的装配过程中，凸出部41与电极端子23的装配过程请参阅图5a至图5d，并且在上述实施例中已具体说明，这里就一再赘述。

激光焊接：通过激光焊接从外部对所述凸出部41与所述电极端子23的顶部焊接固定。其中，

在该二次电池装配方法中，激光焊接电极端子23与凸出部41的焊接处位于所述电极端子23上与所述转接片引出孔28顶部所对应的位置。

在该二次电池装配方法中，由于在激光焊接前，电极组件3已装配至壳体1内，顶盖组件2也已将壳体1的开口覆盖，并且是由二次电池外部对电极端子23和凸出部41进行激光焊接，因此焊接所产生的金属碎屑并不会进入壳体1内，从而大大提高了二次电池的品质和安全性。

在一实施例中，所述凸出部41为中空的圆柱体结构，所述电极端子23的顶部具有向上凸起的凸环232，凸环232环绕转接片引出孔28。在进行所述激光焊接之前，通过滚槽工艺将凸环232将所述凸环232压向所述凸出部41的侧面412，使所述凸出部41的侧面412形成环形凹槽413，且使凸环232的末端延伸至所述环形凹槽内，从而减小凸出部41与电极端子23的间隙。在滚槽工艺之后再进行激光焊接，将凸出部41与电极端子23焊接固定在一起，其中，所述凸出部41与所述凸环232顶部焊接形成焊缝26，所述焊缝26位于所述环形凹槽处。由于通过滚槽工艺减小了凸出部41与电极端子23的间隙，从而防止激光焊接过程中产生的金属碎屑从凸出部41与电极端子23的间隙进入壳体1内，进一步提高了二次电池的品质和安全性。

基于上述二次电池，本方案还提出了一种电池模组，所述电池模组包括汇流排和两个以上上述实施例中所述的二次电池，二次电池的电极端子通过汇流排连接相互连接。

需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括：

壳体，所述壳体具有开口；

电极组件，设置于所述壳体内，包括极耳；

顶盖组件，包括覆盖于所述壳体开口上的顶盖片，以及固定于所述顶盖片上的电极端子，所述顶盖组件具有转接片引出孔，且所述转接片引出孔贯穿所述电极端子以及所述顶盖片的上下表面；

转接片，连接于所述电极端子与所述电极组件之间，所述转接片包括主体部以及与所述主体部连接的凸出部，所述主体部与所述极耳连接，所述凸出部伸入所述转接片引出孔内并超出所述电极端子的上表面，所述凸出部与所述电极端子固定连接。

2.根据权利要求1所述的二次电池，所述转接片引出孔为圆孔，所述凸出部为具有顶面和侧面的中空圆柱体结构，并且所述侧面具有环形凹槽，所述电极端子的顶部具有凸环，所述凸环的末端延伸至所述环形凹槽内。

3.根据权利要求2所述的二次电池，所述转接片的凸出部与所述凸环的末端焊接并形成焊缝，所述焊缝位于所述环形凹槽处。

4.根据权利要求2所述的二次电池，所述凸出部与所述主体部为一体式结构；或者，

所述凸出部通过焊接固定于所述主体部上。

5.根据权利要求1所述的二次电池，所述转接片的所述主体部为U字形片状结构，所述主体部包括主板以及设置于所述主板两侧的翼板。

6.根据权利要求1所述的二次电池，所述电极端子通过固定件固定于顶盖片上。

7.根据权利要求1所述的二次电池，所述凸出部与所述电极端子通过激光焊接进行固定连接。

8.一种电池模组，包括：

两个以上的二次电池，所述二次电池为权利要求1至7任一所述的二次电池；以及

汇流排，连接两个以上的所述二次电池。

9.一种二次电池的装配方法，包括以下步骤：

超声波焊接：通过超声波焊将转接片的主体部焊接于电极组件的极耳上，所述转接片包括与所述主体部连接的凸出部；

电极组件封装：将焊接有所述转接片的所述电极组件装入壳体中，并且在所述壳体的开口上盖上顶盖组件，其中，所述顶盖组件包括顶盖片，以及固定于所述顶盖片上的电极端子，所述顶盖组件具有转接片引出孔，且所述转接片引出孔贯穿所述电极端子以及所述顶盖片的上下表面，所述凸出部伸入所述转接片引出孔内并超出所述电极端子的上表面；

激光焊接：通过激光焊从外部对所述凸出部与所述电极端子的顶部焊接固定。

10.根据权利要求9所述的二次电池的装配方法，在所述激光焊接步骤之前，还包括步骤：

所述凸出部为中空的圆柱体结构，所述电极端子的顶部具有向上凸起的凸环，通过将所述凸环压向所述凸出部的侧面，使所述侧面形成环形凹槽，且使凸环的末端延伸至所述环形凹槽内。

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