CN109844993B - 二次电池及电池模组 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池及电池模组,涉及储能器件生产技术领域，所述二次电池包括第一端子(30)、第二端子(20)、顶盖片(10)、电极组件和翻转片(70)，电极组件包括第一极片和第二极片，第一端子(30)与顶盖片(10)电连接；第二端子(20)与顶盖片(10)电绝缘，翻转片(70)附接于第二端子(20)；常态时，第一极片与第一端子(30)电连接，第二极片通过翻转片(70)与第二端子(20)电连接；当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片(70)能够翻转使翻转片(70)断开与第二极片的电连接状态，并且翻转后的翻转片(70)与顶盖片(10)电连接使第一端子(30)和第二端子(20)电连接。由此，即便汽车处于运行状态，也不会突然熄火，提高了汽车的安全性。

Description

二次电池及电池模组
技术领域
本申请涉及储能器件生产技术领域，尤其涉及一种二次电池及电池模组。
背景技术
对于EV硬壳电池，为了解决过充问题，业界普遍采用的方案是，在电芯失效之前切断电池主回路，防止电池继续充电，以保证电池安全。通常的结构为：在第一端子与电极组件电连接的主回路设置电流切断结构，且第二端子始终与电流切断结构电绝缘，当电池过充，内部产气，在内部气压增大到一定值时激活电流切断结构，使第一端子与电极组件之间断路，防止电池继续充电。
然而，除了过充以外，正常使用过程中，可能也会由于意外的内短路导致内部产气，激活电流切断结构，使第一端子与电极组件之间形成断路，如果此时汽车正在行驶中，而电池模组中各二次电池又采用串联的方式，由于第一端子与第二端子仍处于绝缘状态，将导致整个电池模组发生断电，造成汽车突然熄火，甚至导致严重的事故。
发明内容
本申请提供了一种二次电池及电池模组，能够解决上述问题。
本申请的第一方面提供了一种二次电池，包括第一端子、第二端子、顶盖片、电极组件和翻转片，
所述电极组件包括第一极片、第二极片和在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板；
所述第一端子与所述顶盖片电连接；所述第二端子与所述顶盖片电绝缘，所述翻转片附接于所述第二端子；
常态时，所述第一极片与所述第一端子电连接，所述第二极片通过所述翻转片与所述第二端子电连接；
当所述二次电池内的压力超过基准压力时，所述翻转片能够翻转使所述翻转片断开与所述第二极片的电连接状态，并且翻转后的所述翻转片与所述顶盖片电连接使所述第一端子和所述第二端子电连接。
优选地，所述第二端子包括互相连接的端子本体和延伸部，所述延伸部设有第一通孔，所述翻转片附接于所述延伸部，且密封所述第一通孔。
优选地，还包括与所述顶盖片盖合的壳体，所述顶盖片与所述壳体围成容纳空间，所述容纳空间包括用于容纳所述电极组件的第一腔室，和为所述翻转片提供翻转空间的第二腔室，所述第一腔室与所述第二腔室不连通。
优选地，还包括实现所述第一腔室与所述第二腔室之间密封的第一密封件，所述第一密封件密封连接于所述延伸部与所述顶盖片之间。
优选地，还包括实现所述第一腔室与所述第二腔室之间密封的第一密封件，所述第一密封件密封于所述翻转片与所述顶盖片之间。
优选地，所述翻转片包括翻转部与第一凸头，
所述翻转部为片状环面结构，其边缘与所述第二端子连接；
所述第一凸头连接于所述翻转部，且向所述顶盖片所在的方向突出；
常态时，所述第二极片通过所述翻转部与所述延伸部电连接。
优选地，还包括导电片，常态时，所述第二极片依次通过所述导电片、所述翻转片与所述第二端子电连接；
当所述二次电池内的压力超过基准压力时，所述翻转片能够翻转使所述导电片断开，从而断开所述第二端子与所述第二极片的电连接状态。
优选地，所述导电片包括第一导电部、第二导电部和减薄区，
所述减薄区位于所述第一导电部与所述第二导电部之间，且其厚度小于所述第一导电部的厚度与所述第二导电部的厚度；
所述第一导电部与所述翻转片连接；所述第二导电部与所述第二极片连接。
优选地，所述减薄区设有压痕。
优选地，还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件位于所述导电片与所述延伸部之间，所述第一绝缘件设有第二通孔；所述翻转片、所述第二通孔以及所述第一导电部相对。
优选地，还包括电阻件，所述第一端子与所述顶盖片通过所述电阻件电连接。
优选地，还包括第一导电块，所述第一导电块与所述第一端子接触电连接，所述第一导电块通过所述电阻件与所述顶盖片电连接。
优选地，所述第一导电块、所述电阻件与所述顶盖片层叠设置。
优选地，所述电阻件的阻值为1～100000欧姆。
优选地，所述第一端子与所述顶盖片为一体结构。
本申请的第二方面提供了一种电池模组，包括至少两个如上述任一项所述的二次电池，各所述二次电池相互串联。
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，第二端子设置翻转片，在电池发生过充后气压增大使翻转片翻转后，翻转片与第二极片断开电连接状态，且与顶盖片电连接，实现了第一端子、第二端子电连接，因此，在翻转片翻转后，既实现了故障二次电池的内部电路断开，同时又使该二次电池的第一端子与第二端子电导通，即使电池模组采用串联方式，该二次电池能够作为导线，仍然保持整个电池模组处于通路状态，这样，即便汽车处于运行状态，也不会突然熄火，提高了汽车的安全性。
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为本申请所提供的二次电池一种具体实施例的结构示意图；
图2为本申请所提供的二次电池一种具体实施例的爆炸视图；
图3为图1中沿A-A线的剖视图；
图4为本申请所提供的二次电池一种具体实施例的局部示意图；
图5为本申请所提供的二次电池翻转片一种具体实施例的结构示意图；
图6为本申请所提供的二次电池导电片一种具体实施例的结构示意图；
图7为本申请所提供的二次电池一种具体实施例的另一局部结构示意图；
图8为本申请所提供的二次电池另一种具体实施例的剖视图；
图9为本申请所提供的二次电池又一种具体实施例的剖视图。
附图标记：
10-顶盖片；
20-第二端子；
201-端子本体；
202-延伸部；
21-第二导电块；
22-第三绝缘件；
23-第四绝缘件；
24-第二密封件；
30-第一端子；
31-第一导电块；
32-第二绝缘件；
33-电阻件；
34-第三密封件；
70-翻转片；
701-翻转部；
702-第一凸头；
703-第二凸头；
704-连接部；
705-安装凸起；
71-导电片；
711-第一导电部；
712-减薄区；
713-第二导电部；
714-第一通气孔；
715-第二通气孔；
72-第一绝缘件；
73-第一密封件。
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。
如图1-9所示，本申请实施例提供了一种二次电池，包括第一端子30、第二端子20、顶盖片10、电极组件(图中未示出)和翻转片70，二次电池还包括与顶盖片10盖合的壳体(图中未示出)。电极组件包括第一极片、第二极片和在第一极片与该第二极片之间的隔板。
顶盖片10密封壳体，二者围成容纳空间。第一端子30与顶盖片10电连接，第二端子20与顶盖片10电绝缘，其可以通过第三绝缘件22绝缘，翻转片70附接于第二端子20上。常态时，第一极片与第一端子30电连接，第二极片通过翻转片70与第二端子20电连接；当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片70能够翻转使翻转片70断开与第二极片的电连接状态，并且翻转后的翻转片70与顶盖片10电连接，使第一端子30和第二端子20电连接。
上述实施例的二次电池，第二端子20设置翻转片70，在电池发生内短路使翻转片70翻转后，翻转片70与第二极片断开，且与顶盖片10电连接，实现了第一端子30、第二端子20的电连接，因此，在翻转片70翻转后，既实现了故障二次电池的内部电路断开，同时又使该二次电池的第一端子30与第二端子20电导通，即使电池模组采用串联方式，该二次电池能够作为导线，仍然保持整个电池模组处于通路状态，这样，即便汽车处于运行状态，也不会突然熄火，提高了汽车的安全性。
一般地，第一端子30、第二端子20分别安装于顶盖片10。第一端子30、第二端子20可以均伸出顶盖片10，尤其第二端子20与顶盖片10电绝缘，第二端子20的一端伸出顶盖片10，如图3所示，第一端子30的一端也伸出顶盖片10。
在第一端子30或者第二端子20伸出顶盖片10时，为了保证第一端子30、第二端子20与顶盖片10的密封性，通常通过密封件或者密封胶密封，如图4中，第二端子20通过第二密封件24与顶盖片10密封；如图7中，第一端子30通过第三密封件34与顶盖片10密封，第二密封件24、第三密封件34可以为密封圈，密封垫等。
通常，如图3、4所示，第二端子20上设置第一通孔，翻转片70密封第一通孔。通过第一通孔，使翻转片70的设置更方便。
为了方便第二端子20与翻转片70的连接，第二端子20包括相互连接的端子本体201和延伸部202，如图2-4所示，第一通孔设于延伸部202。一般地，端子本体201与顶盖片10通过第三绝缘件22绝缘，且端子本体201通过第二密封件24与顶盖片10密封，在第二端子20伸出顶盖片10时，通常端子本体201的一端伸出顶盖片10。端子本体201与延伸部202可以为一体结构，也可以为分体结构。
通常，顶盖片10与壳体围成的容纳空间包括用于容纳电极组件的第一腔室，和为翻转片70提供翻转空间的第二腔室，即翻转片70将容纳空间分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室与第二腔室不连通，以保证翻转片70在二次电池内的压力超过基准压力时能够翻转。
具体地，第一腔室与第二腔室的密封可以通过第一密封件73或者密封胶等实现，第一密封件73通常沿翻转片70的外周向设置。在通过第一密封件73实现时，第一密封件73沿翻转片70的外周向设置，第一密封件73可以密封连接于第二端子20与顶盖片10之间(在设有延伸部202时密封连接于延伸部202与顶盖片10之间)，或者第一密封件73密封连接于翻转片70与顶盖片10之间。第一密封件73具有与顶盖片10密封接触的第一密封面，以及与延伸部202或者翻转片70密封接触的第二密封面，通常，第一密封面与第二密封面在顶盖片10的高度方向上相对。
上述各实施例中，翻转片70的结构如图3-5所示，翻转片70包括翻转部701与第一凸头702，翻转部701为片状环面结构，其边缘与第二端子20连接。第一凸头702连接于翻转部701，通常第一凸头702连接于翻转部701的中心区域，且向顶盖片10所在的方向凸出，以在常态时，第二极片通过翻转部701与第二端子20(在设有延伸部202时为延伸部202)电连接。通过增加第一凸头702，能够减小翻转片70与顶盖片10在翻转片70翻转方向上的距离，以在发生过充时，翻转片70能够迅速与顶盖片10接触。
为了减小翻转片70翻转的行程，以及保证翻转片70与第二极片的连接可靠性，翻转片70还包括第二凸头703，第二凸头703连接于翻转部701，且凸向第二极片所在的方向，常态时翻转部701通过第二凸头703与第二极片电连接。
第一凸头702的端面、第二凸头703的端面也为平面结构，以增加翻转片70与第二极片以及翻转后的翻转片70与顶盖片10的接触面积，从而增加过流面积。
翻转部701可以整个位于第一通孔内，也可以连接于第一通孔的端部，优选翻转部701的周缘连接于第一通孔的内壁，以缩短翻转片70的翻转行程，同时保证翻转前后分别与第二极片、顶盖片10的连接可靠性。
进一步地，为了保证翻转片70与顶盖片10连接的可靠性，翻转部701的周缘还设有连接部704，连接部704的厚度大于翻转部701的厚度，厚度指沿翻转片70的翻转方向的尺寸，翻转部701通过连接部704连接于第一通孔。
其中，第一通孔优选为阶梯孔，如图4所示，连接部704搭接于阶梯孔的阶梯面，在仅设有翻转部701时，也可以翻转部701搭接于阶梯面，上述结构，能够限制翻转片70的位置，防止在常态时，由于翻转片70与第二端子20连接松动，造成翻转片70翻转后无法与顶盖片10接触。
为了连接的方便性，二次电池还包括导电片71，如图4所示，常态时，第二极片依次通过导电片71、翻转片70与第二端子20电连接；当二次电池内的压力超过基准压力时，翻转片70能够翻转使导电片71断开，从而断开第二端子20与第二极片的电连接状态，通过增加导电片71方便加工和装配。
通常，导电片71设有通气孔，通气孔与翻转片70相对，如图6中，第一通气孔714或者第二通气孔715，也可以同时设置第一通气孔714和第二通气孔715。第一通气孔714，第二通气孔715在翻转片70的翻转方向上贯通导电片71，以使二次电池内的气体能够流通到翻转片70，进而使翻转片70翻转。在设有翻转部701时，为了保证内短路产气时，气体快速地抵达翻转部701，第二通气孔715与翻转部701相对。
具体地，如图6所示，导电片71包括第一导电部711、第二导电部713和减薄区712，减薄区712位于第一导电部711与第二导电部713之间，且其厚度小于第一导电部711的厚度与第二导电部713的厚度；其中，第一导电部711与翻转片70连接，在设有第二凸头703时，直接与第二凸头703连接；第二导电部713与第二极片连接。常态时，翻转片70通过第一导电部711、减薄区712、第二导电部713与第二极片电连接。通过设置减薄区712，同时将第一导电部711与翻转片70连接，第二导电部713与第二极片连接，在翻转片70翻转时，能够快速将导电片71在减薄区712处拉断，从而快速实现二次电池内的断路。
进一步地，为了在较小的拉力下能够将导电片71拉断，减薄区712可以设有压痕和断开部，或者仅设有压痕和断开部中的一种，其中，在设有断开部时，第一导电部711与第二导电部713在断开部断开。
通常第一导电部711还设有安装孔，翻转片70设有安装凸起705，安装凸起705可以连接于第二凸头703，安装凸起705插入安装孔，以保证导电片71与翻转片70的连接精度，进而保证在预设的拉力作用下，能够将导电片71拉断。安装孔可以为通孔，也可以为盲孔，在为通孔时，可以与第一通气孔714为同一个通孔。
为了防止导电片71与第一端子20的电连接，导电片71与第一端子20的接触处通过绝缘结构、绝缘胶或者绝缘漆实现，绝缘结构可以为如图4中的第一绝缘件72，第一绝缘件72位于导电片71与翻转片70之间，第一绝缘件72设有第二通孔，翻转片70、第二通孔以及第一导电部711相对。其中，第一绝缘件72与第三绝缘件22可以为一体结构。
第二导电部713可以通过粘接、螺钉等方式与第二端子20固定，为了更好地固定导电片71进而保证翻转片70翻转后能迅速与其电断开，导电片71可以通过第一绝缘件72固定于第一端子20，这种方式，第一绝缘件72同时起到绝缘与固定的作用，节省零部件数量，简化装配工序。
此外，为了避免第二腔室的气压阻碍翻转片70的翻转，顶盖片10还设有排气孔，排气孔与翻转片70相对，且沿顶盖片10的厚度方向贯通。
为了进一步方便第二端子20与外界的电连接，二次电池还包括第二导电块21，第二导电块21与第二端子20电绝缘，其可以通过第四绝缘件23、绝缘胶或者绝缘漆绝缘。
第一端子30与顶盖片10的电连接，可以直接连接于顶盖片10，如图9所示，此时，第一端子30可以与顶盖片10为一体结构，进而增加二者电连接的可靠性；或者通过导电结构连接于顶盖片10，此时，顶盖片10与第一端子之间设有第二绝缘件32，导电结构可以为导电块，如图7所示，为第一导电块31，第一导电块31与第一端子30接触接触电连接，即第一端子30通过第一导电块31连接于顶盖片10，其中第一端子30与顶盖片10可以直接接触电连接，也可以不直接接触电连接，通过过渡件连接；也可以如图8所示，第一端子30与第一导电块31分别连接于顶盖片10的两侧，后两种方式，方便二次电池与外界的电连接。
进一步地，二次电池还包括电阻件33，第一端子30通过电阻件33与顶盖片10电连接，通过增加电阻件33，能够在二次电池进行穿钉试验时，减小短路回路的电流，保证穿钉的安全性。
在第一导电块31与顶盖片10不接触电连接时，第一导电块31通过电阻件33与顶盖片10电连接。电阻件33可以为柱状结构、片状结构，在为片状结构时，第一导电块31、电阻件33与顶盖片10可以层叠设置，如图7所示，以增加连接的可靠性。在为柱状结构时，第一导电块31与顶盖片10之间通过第五绝缘件或者绝缘漆、绝缘胶电绝缘，电阻件33穿过第五绝缘件后，两端分别与顶盖10、第一导电块31电连接，此时，可以顶盖片10设有第一凹槽，电阻件33与顶盖片10电连接的一端插入第一凹槽；且第一导电块31设有第二凹槽，电阻件33的另一端插入第二凹槽，以防止电阻件33的错位；当然，也可以仅顶盖片10设有第一凹槽，或者第一导电块31设有第二凹槽。
为了使穿钉的损坏降到最低，电阻件33的阻值通常为1～100000欧姆，如1欧姆，100欧姆，1000欧姆，100000欧姆。
上述各实施例中，通常，第一端子30为正极端子，第二端子20为负极端子，相应地，第一极片为正极片，第二极片为负极片，以防止电解液对壳体的腐蚀。当然，也可以第一端子30为负极端子，第二端子20为正极端子，相应地，第一极片为负极片，第二极片为正极片。
本申请还提供一种电池模组，包括如上任一实施例提供的二次电池。二次电池设有多个，各二次电池之间可以相互并联，也可相互串联，尤其在串联时，采用上述任一实施例的二次电池，即使发生意外造成翻转片70激活，也不会导致整个电池模组断电，从而保证了电池模组的稳定性。
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 (15)

1.一种二次电池，其特征在于，包括第一端子、第二端子、顶盖片、电极组件、导电片和翻转片，
所述电极组件包括第一极片、第二极片和在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板；
所述第一端子与所述顶盖片电连接；所述第二端子与所述顶盖片电绝缘，所述翻转片附接于所述第二端子与所述导电片之间；
常态时，所述第一极片与所述第一端子电连接，所述第二极片依次通过所述导电片、所述翻转片与所述第二端子电连接；
当所述二次电池内的压力超过基准压力时，所述翻转片能够翻转使所述导电片断开，从而断开所述第二端子与所述第二极片的电连接状态，并且翻转后的所述翻转片与所述顶盖片电连接使所述第一端子和所述第二端子电连接。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第二端子包括互相连接的端子本体和延伸部，所述延伸部设有第一通孔，所述翻转片附接于所述延伸部，且密封所述第一通孔。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，还包括与所述顶盖片盖合的壳体，所述顶盖片与所述壳体围成容纳空间，所述容纳空间包括用于容纳所述电极组件的第一腔室，和为所述翻转片提供翻转空间的第二腔室，所述第一腔室与所述第二腔室不连通。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，还包括实现所述第一腔室与所述第二腔室之间密封的第一密封件，所述第一密封件密封连接于所述延伸部与所述顶盖片之间。
5.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，还包括实现所述第一腔室与所述第二腔室之间密封的第一密封件，所述第一密封件密封于所述翻转片与所述顶盖片之间。
6.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述翻转片包括翻转部与第一凸头，所述翻转部为片状环面结构，其边缘与所述第二端子连接；
所述第一凸头连接于所述翻转部，且向所述顶盖片所在的方向突出；
常态时，所述第二极片通过所述翻转部与所述延伸部电连接。
7.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述导电片包括第一导电部、第二导电部和减薄区，
所述减薄区位于所述第一导电部与所述第二导电部之间，且其厚度小于所述第一导电部的厚度与所述第二导电部的厚度；
所述第一导电部与所述翻转片连接；所述第二导电部与所述第二极片连接。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述减薄区设有压痕。
9.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件位于所述导电片与所述延伸部之间，所述第一绝缘件设有第二通孔；所述翻转片、所述第二通孔以及所述第一导电部相对。
10.根据权利要求2-9任一项所述的二次电池，其特征在于，还包括电阻件，所述第一端子与所述顶盖片通过所述电阻件电连接。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其特征在于，还包括第一导电块，所述第一导电块与所述第一端子接触电连接，所述第一导电块通过所述电阻件与所述顶盖片电连接。
12.根据权利要求11所述的二次电池，其特征在于，所述第一导电块、所述电阻件与所述顶盖片层叠设置。
13.根据权利要求10所述的二次电池，其特征在于，所述电阻件的阻值为1～100000欧姆。
14.根据权利要求1-9任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第一端子与所述顶盖片为一体结构。
15.一种电池模组，其特征在于，包括至少两个如权利要求1-14任一项所述的二次电池，各所述二次电池相互串联。
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