CN109841891B - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种二次电池，其包括电极组件、壳体、电极端子以及集流构件。电极组件包括第一电极和第二电极，且第一电极在纵向的端部设有第一极耳。壳体收容电极组件，集流构件将电极组件电连接到电极端子。集流构件包括基板和支撑板，基板沿垂直于纵向的方向延伸，支撑板连接于基板并沿上下方向延伸；相对于基板，支撑板朝向靠近电极组件的方向倾斜；第一极耳相对于纵向弯折并连接到支撑板。第一极耳贴合在支撑板上并与支撑板连接形成集合体，并将所述集合体朝向靠近电极组件的方向倾斜可以有效地减小在纵向上的占用空间，同时也可以有效地降低所述集合体与壳体接触和摩擦损伤的风险，从而提高二次电池的安全性能。

Description

二次电池

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术

二次电池通常包括电极组件、壳体、电极端子和集流构件，集流构件用于电连接电极组件和电极端子。在二次电池的成型过程中，通常在将电极端子、电极组件和集流构件装配在一起后，再一起装入壳体；但是，位于电极组件沿纵向两侧的集流构件通常占用较大的空间，同时在入壳时极易与壳体内侧的绝缘构件(用于将壳体和电极组件隔开，防止电极组件的正负极通过壳体而相互连接)接触，从而导致摩擦损伤；如果绝缘构件被损坏，那么电极组件的正负极则可能会通过壳体而相互连接，从而导致短路。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种二次电池，其能提高二次电池的能量密度和安全性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种二次电池，其包括电极组件、壳体、电极端子以及集流构件。电极组件包括第一电极和第二电极，且第一电极在纵向的端部设有第一极耳。壳体收容电极组件，集流构件将电极组件电连接到电极端子。集流构件包括基板和支撑板，基板沿垂直于纵向的方向延伸，支撑板连接于基板并沿上下方向延伸；相对于基板，支撑板朝向靠近电极组件的方向倾斜；第一极耳相对于纵向弯折并连接到支撑板。

本发明的有益效果如下：第一极耳贴合在支撑板上并与支撑板连接形成集合体，一般情况下，采用焊接或铆接的方式将第一极耳与支撑板固定连接，而焊接和铆接势必会增大所述集合体在纵向上所占用壳体的空间，影响整体的能量密度。同时，所述集合体沿纵向最外侧部分极易划破壳体或壳体内部的其它部件(例如绝缘构件)。因此，在将电极组件和集流构件装入壳体之前，将所述集合体朝向靠近电极组件的方向倾斜可以有效地减小在纵向上的占用空间，同时也可以有效地降低所述集合体与壳体接触和摩擦损伤的风险，从而提高二次电池的安全性能。

附图说明

图1为根据本发明的二次电池的示意图。

图2为根据本发明的二次电池的分解图。

图3为据本发明的二次电池的第一实施例的示意图。

图4为图3虚线框部分的放大图。

图5为根据本发明的二次电池的第二实施例的示意图。

图6为图5虚线框部分的放大图。

图7为根据本发明的二次电池的第三实施例的示意图。

图8为图7虚线框部分的放大图。

图9为根据本发明的二次电池的集流构件的示意图。

图10为根据本发明的二次电池的电极组件的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1电极组件 4集流构件

11第一电极 41基板

12第二电极 42支撑板

13第一极耳 43连接板

131倾斜部 44端子连接板

132第一延伸部 5铆钉

133第二延伸部 6顶盖板

14第二极耳 X纵向

15隔膜 Y横向

2壳体 Z上下方向

3电极端子

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本发明的二次电池。

参照图1至图9，根据本发明的二次电池包括电极组件1、壳体2、电极端子3以及集流构件4。电极组件1包括第一电极11和第二电极12，且第一电极11在纵向X的端部设有第一极耳13。壳体2收容电极组件1，集流构件4将电极组件1电连接到电极端子3。

集流构件4包括基板41和支撑板42，基板41沿垂直于纵向X的方向延伸，支撑板42连接于基板41并沿上下方向Z延伸；相对于基板41，支撑板42朝向靠近电极组件1的方向倾斜；第一极耳13相对于纵向X弯折并连接到支撑板42。

支撑板42可直接连接于基板41，也可通过其它部件间接连接于基板41。基板41可视为为平行于YZ平面(即同时平行于横向Y和上下方向Z的平面)的平板，而由于支撑板42相对于基板41倾斜，所以支撑板42可视为与YZ平面形成夹角的平板。而由于支撑板42朝向靠近电极组件1的方向倾斜，所以支撑板42的自由端相对于连接端(即用于实现与基板41连接的端部)更靠近电极组件1。

第一极耳13贴合在支撑板42上并与支撑板42连接形成集合体，一般情况下，采用焊接或铆接的方式将第一极耳13与支撑板42固定连接，而焊接和铆接势必会增大所述集合体在纵向X上所占用壳体2的空间，影响整体的能量密度。同时，所述集合体沿纵向X最外侧部分极易划破壳体2或壳体2内部的其它部件(例如绝缘构件：壳体2通常由金属制成，所以为了防止第一电极11和第二电极12通过壳体2相互连接而短路，通常会在壳体2的内侧设置一个绝缘构件，如果绝缘构件被划破，那么所述集合体就可能会与壳体2接触并造成短路)。因此，在将电极组件1和集流构件4装入壳体2之前，将所述集合体朝向靠近电极组件1的方向倾斜可以有效地减小在纵向X上的占用空间，同时也可以有效地降低所述集合体与壳体2接触和摩擦损伤的风险，从而提高二次电池的安全性能。

在一实施例中，第一极耳13一般可采用超声波焊接的方式固定于支撑板42。该焊接方式会使所述集合体最外侧部分形成凹凸部分，如果支撑板42平行于基板41，那么所述集合体在纵向X上最外侧部分为一个平面，而所述一个平面上会有凹凸部分。所以在将电极组件1和集流构件4装入壳体2的过程中，凹凸部分极易划伤壳体2或壳体内的绝缘构件。同时，因第一极耳13厚度较小，为减小第一极耳13在超声波焊接过程中的破损，通常在第一极耳13的一侧设置焊接保护片(也就是说，焊接保护片和支撑板42分别从两侧夹持第一极耳13)，而焊接保护片则会占用壳体2在纵向X的空间。通过倾斜支撑板42，既可以降低凹凸部分划伤绝缘构件的风险，又可以提高整体能量密度。

在另一实施例中，参照图2至图8，所述二次电池还包括将第一极耳13和支撑板42固定连接的铆钉5。铆钉5将第一极耳13和支撑板42铆接为集合体。铆钉5连接支撑板42和第一极耳13时会垂直穿过支撑板42和第一极耳13，如果支撑板42平行于基板41，那么铆钉5在纵向X上会额外占用较大的空间，同时，铆钉5在纵向X最外侧的部分也会容易划伤壳体2或绝缘构件。而通过倾斜支撑板42，也可以同步将铆钉5倾斜，进而可以减小铆钉5在纵向X上占用的空间，同时，可以降低划伤壳体2或绝缘构件的风险。

参照图10，第一电极11和第二电极12的极性相反，并由隔膜15隔开。第一电极11、隔膜15以及第二电极12可以卷绕在一起以形成卷绕式的电极组件1，也可以依次层叠在一起以形成叠片式的电极组件1。

第一电极11和第二电极12均包括集流体和涂覆在集流体表面的活性物质层，所述集流体可为金属箔或其它材质。第一极耳13可为独立的片材，并通过焊接等方式固定于第一电极11的集流体；可替代地，第一电极1的集流体可具有涂覆有活性物质层的涂覆区和位于沿纵向X端部处且未涂覆活性物质层的空白区，第一极耳13也可直接由集流体的空白区裁切而成。第一极耳13可为多层结构。

对应地，参照图3、图5和图7，第二电极12在纵向X的端部也可设有第二极耳14，且第一极耳13和第二极耳14分别位于电极组件1沿纵向X的两端。第二极耳14的结构与第一极耳13相同。

壳体2可为方形结构或圆形结构，且在顶部处具有开口，电极组件1可通过所述开口插入到壳体2。所述二次电池还可包括覆盖所述开口的顶盖板6，电极端子3可固定于顶盖板6并伸到顶盖板6外部。电极端子3可为两个，其中一个电极端子3以一个集流构件4为媒介电连接到第一极耳13，另一个电极端子3以另一个集流构件4为媒介电连接到第二极耳14。

参照图4、图6、图8和图10，第一极耳13包括倾斜部131、第一延伸部132以及第二延伸部133；倾斜部131设置在第一电极11沿纵向X的端部；第一延伸部132从倾斜部131顶部沿纵向X向外延伸(即朝向壳体2延伸)；第二延伸部133从第一延伸部132的顶部回折延伸，并和第一延伸部132形成锐角。通常，第一极耳13具有较大的长度以保证第一极耳13与支撑板42具有足够的连接面积，而较大的长度则在纵向X上会占用较大的空间，所以需要将第一极耳13回折以降低第一极耳13占用的纵向空间。

铆钉5可将第二延伸部133铆接于支撑板42。由于第二延伸部133在纵向X上占用的空间与第一延伸部132占用的空间重叠，而支撑板42平行且贴合于第二延伸部133，因此，通过倾斜支撑板42可使支撑板42在纵向X上占用的空间与第一延伸部132占用的空间重叠，从而节省壳体2的内部空间。

支撑板42与第二延伸部133相对位置依照第二延伸部133回折的方向确定。具体地，在一实施例中，参照图6和图8，第二延伸部133铆接于支撑板42面向电极组件1的内表面。换句话说，在纵向X上，第二延伸部133整体更靠近电极组件1。可替代地，在另一实施例中，参照图4，第二延伸部133铆接于支撑板42背离电极组件1的外表面。换句话说，在纵向X上，支撑板42整体更靠近电极组件1。

支撑板42可采用不同的方式与基板41连接。

具体地，在一实施例中，参照图7和图8，支撑板42可从基板41端部朝向靠近电极组件1的方向弯折延伸，且基板41和支撑板42一体成型。也就是说，支撑板42直接连接于基板41，集流构件4在纵向X上最外侧的部分为基板41，支撑板42不再额外占用沿纵向X的空间，同时，在将电极组件1和集流构件4装入壳体2的过程中，支撑板42也不易与壳体2或绝缘框接触。优选地，在纵向X上，铆钉5最外侧的部分不超出基板41背离电极组件1的外表面，也就是说，铆钉5不再额外占用沿纵向X的空间，也不易与壳体2或绝缘构件接触。

在另一实施例中，参照图4和图6，集流构件4还包括连接基板41和支撑板42的连接板43，连接板43垂直于基板41并沿纵向X向外延伸，支撑板42从连接板43沿纵向X的外端并朝向靠近电极组件1的方向弯折延伸；基板41、连接板43及支撑板42一体成型。换句话说，支撑板42通过连接板43间接连接于基板41。集流构件4在纵向X上最外侧的部分为连接板43的外端部，支撑板42不再额外占用沿纵向X的空间，同时，在将电极组件1和集流构件4装入壳体2的过程中，集流构件4各部分均不易与壳体2或绝缘构件接触。优选地，在纵向X上，铆钉5最外侧的部分不超出连接板43的外端部，也就是说，铆钉5不再额外占用沿纵向X的空间，也不易与壳体2或绝缘构件接触。

参照图9，集流构件4还包括端子连接板44，连接于基板41并沿纵向X延伸，且端子连接板44固定于电极端子3。端子连接板44、基板41及支撑板42一体成型。端子连接板44为垂直于上下方向Z的平板。

参照图3至图8，电极组件1为多个并分为两组。支撑板42为两个且分别连接于基板41沿横向Y的两端，且各组电极组件1的第一极耳13固定于对应的支撑板42。

Claims (8)

1.一种二次电池，包括电极组件(1)、壳体(2)、电极端子(3)以及集流构件(4)；

电极组件(1)包括第一电极(11)和第二电极(12)，且第一电极(11)在纵向(X)的端部设有第一极耳(13)；

壳体(2)收容电极组件(1)，集流构件(4)将电极组件(1)电连接到电极端子(3)；

其特征在于，

集流构件(4)包括基板(41)和支撑板(42)，基板(41)沿垂直于纵向(X)的方向延伸，支撑板(42)连接于基板(41)并沿上下方向(Z)延伸；相对于基板(41)，支撑板(42)朝向靠近电极组件(1)的方向倾斜；

第一极耳(13)相对于纵向(X)弯折并连接到支撑板(42)；

所述二次电池还包括将第一极耳(13)和支撑板(42)固定连接的铆钉(5)；

第一极耳(13)包括倾斜部(131)、第一延伸部(132)以及第二延伸部(133)；倾斜部(131)设置在第一电极(11)沿纵向(X)的端部；第一延伸部(132)从倾斜部(131)顶部沿纵向(X)向外延伸；第二延伸部(133)从第一延伸部(132)的顶部回折延伸，并和第一延伸部(132)形成锐角；

铆钉(5)将第二延伸部(133)铆接于支撑板(42)。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

第二延伸部(133)铆接于支撑板(42)面向电极组件(1)的内表面；或者

第二延伸部(133)铆接于支撑板(42)背离电极组件(1)的外表面。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，支撑板(42)从基板(41)端部朝向靠近电极组件(1)的方向弯折延伸，且基板(41)和支撑板(42)一体成型。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，在纵向(X)上，铆钉(5)最外侧的部分不超出基板(41)背离电极组件(1)的外表面。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

集流构件(4)还包括连接基板(41)和支撑板(42)的连接板(43)，连接板(43)垂直于基板(41)并沿纵向(X)向外延伸，支撑板(42)从连接板(43)沿纵向(X)的外端并朝向靠近电极组件(1)的方向弯折延伸；

基板(41)、连接板(43)及支撑板(42)一体成型。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，在纵向(X)上，铆钉(5)最外侧的部分不超出连接板(43)的外端部。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，集流构件(4)还包括端子连接板(44)，连接于基板(41)并沿纵向(X)延伸，且端子连接板(44)固定于电极端子(3)；

端子连接板(44)、基板(41)及支撑板(42)一体成型。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

电极组件(1)为多个并分为两组；

支撑板(42)为两个且分别连接于基板(41)沿横向(Y)的两端，且各组电极组件(1)的第一极耳(13)固定于对应的支撑板(42)。

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