CN109994699A - 二次电池及汽车 - Google Patents

Abstract

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汽车。二次电池包括：顶盖片，所述顶盖片设有第一通孔；上极柱；包胶组件，所述包胶组件包括下极柱、第一绝缘件和导电件，所述下极柱设有第二通孔，所述导电件通过所述第一绝缘件绝缘连接于所述第二通孔；翻转片，所述翻转片的边缘连接于所述上极柱，所述翻转片的中心区域连接于所述导电件；所述上极柱和所述下极柱连接，且均设置于所述第一通孔。本申请能够减少翻转片、导电件等短路组件对二次电池内部空间的占用，提高二次电池的能量密度。

Description

二次电池及汽车

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汽车。

背景技术

对于二次电池，为了解决过充问题，业界普遍采用的方案是，在电极组件失效之前切断电池主回路，防止二次电池继续充电，以保证电池安全。通常的结构为：在顶盖片上设置通孔，第一端子穿过通孔，翻转片接触连接于顶盖片的下方，第一端子、翻转片和通孔相对，导电件设置于翻转片的下方，翻转片通过导电件与电极组件连接。在二次电池内的压力超过标准压力时，翻转片翻转断开其与电极组件的电连接状态，从而断开充电回路。

然而，翻转片、导电件等部件均设置于第一端子的下方，增加了二次电池在高度方向上的尺寸，降低了二次电池的能量密度。

发明内容

本申请提供了一种二次电池及汽车，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：

顶盖片，所述顶盖片设有第一通孔；

上极柱；

包胶组件，所述包胶组件包括下极柱、第一绝缘件和导电件，所述下极柱设有第二通孔，所述导电件通过所述第一绝缘件绝缘连接于所述第二通孔；

翻转片，所述翻转片的边缘连接于所述上极柱，所述翻转片的中心区域连接于所述导电件；

所述上极柱和所述下极柱连接并形成第一端子，且均设置于所述第一通孔。

可选地，所述下极柱具有横向延伸的延伸部；所述延伸部设置于所述顶盖片的下侧，且所述延伸部卡紧并设置于所述第一通孔的外周，以限制所述下极柱的纵向自由度；所述上极柱搭接于所述顶盖片的上表面。

可选地，还包括：

连接件，所述连接件呈环形结构，并与所述上极柱连接；

过渡装配件，所述过渡装配件一体成型并分别设置于所述顶盖片的上下两侧，且与所述上极柱和所述下极柱配合；

所述连接件横向延伸并压设于所述过渡装配件。

可选地，所述上极柱与所述下极柱焊接，所述连接件与所述上极柱焊接。

可选地，所述过渡装配件与所述上极柱之间设置容纳槽，所述容纳槽位于所述上极柱远离所述顶盖片的一侧，所述连接件设置于所述容纳槽。

可选地，所述过渡装配件包括密封结构，所述密封结构设置于所述第一通孔的内壁与所述下极柱之间。

可选地，所述过渡装配件为导电构件，所述上极柱通过所述过渡装配件与所述顶盖片电连接。

可选地，还包括电阻件，所述上极柱和所述下极柱中至少一者通过所述电阻件与所述顶盖片电连接。

可选地，所述导电件包括第一导电部和第二导电部，所述第一导电部搭接于所述下极柱，所述导电件通过所述第二导电部与所述翻转片连接。

可选地，所述上极柱与所述下极柱之间设置有环形凹槽，所述第一导电件的边缘插入所述环形凹槽；所述第一绝缘件至少部分位于环形凹槽内，以将所述第一导电件与所述下极柱隔离。

可选地，所述包胶组件一体成型。

本申请的第二方面提供了一种汽车，包括如上任一项所述的二次电池。

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，将第一端子设置成分体结构，包括相互连接的上极柱和下极柱，且下极柱设置第二通孔，翻转片直接连接于上极柱，导电件设置于第二通孔，利用第一端子在高度方向上的尺寸，使翻转片和导电件均设置于第一端子的内部，从而减少翻转片、导电件等短路组件对二次电池内部空间的占用，显然，这种方式能够提高二次电池的能量密度。

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为本申请所提供的二次电池的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的一种具体实施例的爆炸视图；

图3为沿图1中A-A线的剖视图；

图4为本申请所提供的二次电池的一种具体实施例的局部剖视图；

图5为本申请所提供的二次电池中，下极柱、第一绝缘件以及导电件的爆炸视图；

图6为本申请所提供的二次电池中，过渡装配件的一种具体实施例的剖视图；

图7为本申请所提供的二次电池中，第一端子的剖视图；

图8为本申请所提供的二次电池中，第一绝缘件的剖视图。

附图标记：

10-顶盖片；

11-第一通孔；

12-限位槽；

13-防爆阀孔；

20-第一端子组件；

21-上极柱；

211-翻转空间；

2111-台阶面；

212-环形凹槽；

213-排气孔；

22-连接件；

23-翻转片；

24-第一密封件；

25-导电件；

251-第一导电部；

252-第二导电部；

2521-第三通孔；

26-第一绝缘件；

261-第一凹槽；

262-第二凹槽；

27-过渡装配件；

271-第一部分；

2711-密封结构；

272-第二部分；

28-下极柱；

281-第二通孔；

282-延伸部；

30-第二端子组件；

31-第二端子；

32-第二绝缘件；

33-第二密封件；

40-防爆阀贴片；

50-防爆阀。

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1-8所示，本申请实施例提供了一种二次电池，包括顶盖片10、上极柱21、包胶组件和翻转片23，顶盖片10设有第一通孔11；包胶组件包括下极柱28、第一绝缘件26和导电件25，下极柱28设有第二通孔281，导电件25通过第一绝缘件26绝缘连接于第二通孔281，即导电件25与下极柱28间接连接(导电件25和下极柱28通过第一绝缘件26连接在一起)，且导电件25至少部分位于第二通孔281内。翻转片23的边缘连接于上极柱21，翻转片23的中心区域连接于导电件25。其中，上极柱21和下极柱28连接，并形成第一端子，上极柱21和下极柱28均设置于第一通孔11。

也就是说，本申请的二次电池，将第一端子设置成分体结构，包括相互连接的上极柱21和下极柱28，且下极柱28设置第二通孔281，翻转片23直接连接于上极柱21，导电件25设置于第二通孔281内，这样，翻转片23和导电件25的至少部分均设置于第一端子的内部，因此，二次电池的内部仅需要设置第一端子的容纳空间以及部分导电件25的容纳空间即可，减少了翻转片、导电件等短路构件对二次电池内部空间的占用，显然，这种方式能够减小二次电池高度方向上的尺寸，提高二次电池的能量密度。

上述上极柱21与下极柱28的连接方式可以为焊接，所形成的焊缝可以是如图4所示的焊缝B，焊接方式可以为激光焊接或者超声波焊接；翻转片23与上极柱21的连接方式也可以为焊接，所形成的焊缝可以是如图4所示的焊缝D，其焊接方式可以为激光焊接或者超声波焊接。

第一绝缘件26可以为塑胶件，其可以与导电件25、下极柱28一体注塑成型，即包胶塑胶组件一体成型，以通过第一绝缘件26将导电件25绝缘连接于下极柱28，增加导电件25、下极柱28以及第一绝缘件26连接的可靠性。

若第一端子(包括上极柱21和下极柱28)为一体式结构，在形成第一绝缘件26时，塑胶将充满导电件25和翻转片23之间的空腔，导致翻转片23无法在预定压力下翻转；再者，在将翻转片23焊接于上极柱21(焊接位置见图4中焊缝D)时，受下极柱28的限制，需要将焊接头置于第二通孔281内，操作空间太小，可能造成虚焊，甚至焊接不上，在二次电池使用或者运输过程中，造成翻转片23脱落，导致二次电池安全事故。而本申请中将第一端子分体设置，在装配时，可以先将翻转片23与上极柱21焊接，将下极柱28、第一绝缘件26以及导电件25装配在一起，然后再将上极柱21和下极柱28焊接在一起，这样，下极柱28与导电件25作为镶嵌件形成第一绝缘件26时，翻转片23以及上极柱21均未装配，因此，塑胶的流动可控，不会流动至翻转片23与导电件25之间的空腔，从而保证翻转片23在预定压力下翻转，提高二次电池的安全性；且在翻转片23焊接时，不受其他部件的干扰，有足够的操作空间，进而保证翻转片23与上极柱21连接的可靠性；而上极柱21与下极柱28焊接(焊接位置见图4中的焊缝B)时，也不受其他部件的干扰，仍能够保证有足够的操作空间，因此，本申请的这种结构，能够便于翻转片23与上极柱21的焊接、上极柱21和下极柱28的焊接，增加翻转片23与上极柱21连接、上极柱21和下极柱28连接的可靠性，提高二次电池的安全性。

可以理解地，二次电池包括第一端子组件20和第二端子组件30，如图1-3所示，顶盖片10一般为片状条形结构，其上设置有防爆阀孔13，防爆阀孔13处连接有防爆阀贴片40和防爆阀50，以密封防爆阀孔13。第一端子组件20和第二端子组件30分别设置于顶盖片10的两端。其中，第一端子组件20包括上述上极柱21、下极柱28、翻转片23、导电件25和第一绝缘件26。第二端子组件30包括第二端子31、第二绝缘件32和第二密封件33，第二端子31穿设于顶盖片10，且通过第二绝缘件32与顶盖片10绝缘，通过第二密封件33与顶盖片10密封。

上述结构，在二次电池处于常态(二次电池内部的压力小于等于标准压力)时，第一端子依次通过翻转片23、导电件25与电极组件电连接；当二次电池内部的压力超过标准压力时，翻转片23翻转，翻转片23与导电件25的电连接状态断开，进而断开第一端子与电极组件的电连接状态，即断开了二次电池的充电回路。

其中，下极柱28具有横向延伸的延伸部282，延伸部282设置于顶盖片10的下侧，且延伸部282卡紧并设置于第一通孔11的外周，上极柱21压设于顶盖片10的上表面，即延伸部282位于第一通孔11的外侧，搭接于顶盖片10的上表面，以限制下极柱28的纵向自由度，进而限制第一端子组件20的纵向自由度。这样，在第一端子组件20受到向上的作用力时，延伸部282具有向上运动的趋势，与顶盖片10相互加压，由于延伸部282受到顶盖片10的阻力，且上极柱21与下极柱28连接，因此，能够阻止第一端子组件20整体向上运动；当第一端子组件20受到向下的作用力时，上极柱21具有向下运动的趋势，与顶盖片10相互加压，由于上极柱21受到顶盖片10的阻力，因此，能够阻止第一端子组件20整体向下运动。显然，采用上述结构，能够对第一端子组件20的纵向自由度进行限制，从而避免第一端子组件20在第一通孔11处发生松动，提高了第一端子组件20与顶盖片10连接的可靠性。其中，纵向指沿二次电池的高度方向。延伸部282可以为沿第一通孔11的周向形成的凸缘结构。

一种实施例中，导电件25较下极柱28远离电极组件，也就是说，导电件25靠近电极组件的一面凹设于第二通孔281内，这样导电件25完全设置于第一端子的内部，而不需要另外占用顶盖片10下方的其余空间，减小了第一端子组件20在二次电池高度方向上的尺寸，能够进一步节省二次电池的内部空间，提高二次电池的能量密度。

可以理解地，翻转片23在翻转过程中需要有足够的空间，本申请的一个实施例中，上极柱21设置有翻转空间211，如图4所示，翻转空间211由上极柱21靠近电极组件的一面向内凹陷形成，翻转片23连接于翻转空间211的开口处，以在翻转片23翻转时提供足够的空间，使翻转片23的翻转更彻底，进而更好地保证翻转片23与电极组件的断开，提高二次电池的安全性。

进一步地，翻转空间211的开口处为台阶结构，翻转片23与台阶结构的台阶面2111连接，如图7所示，以使翻转片23的位置进一步上移，为导电件25预留足够的空间；且通过增加台阶面2111，能增加翻转片23与上极柱21的接触面积，进而增加二者连接的可靠性。

可选地，导电件25包括第一导电部251和第二导电部252，第一导电部251连接于第二导电部252的外周，第一导电部搭接于下极柱28，导电件25通过第二导电部252与翻转片23连接。通过采用搭接结构，能够增加导电件25与下极柱28连接的可靠性，从而避免导电件25下沉造成其与翻转片23接触不良，影响二次电池的安全性。

进一步地，上极柱21与下极柱28之间设置有环形凹槽212，如图7所示，导电件25的边缘(在包括第一导电部251时可以为第一导电部251)伸入环形凹槽212，相应地，第一绝缘件26至少部分设置于该环形凹槽212内，以将第一导电件25与所述下极柱28隔离。采用这种方式，能够在翻转片23翻转时保证没有其他通路与下极柱28连通，并且能够充分利用上极柱21与下极柱28的高度尺寸，同时能够将导电件25的部分设置于上极柱21与下极柱28之间，对导电件25起到更好地固定作用，防止导电件25下沉，进而保证常态(二次电池内部的压力不超过标准压力)时导电件25与翻转片23的接触可靠性，从而提高二次电池的安全性。

其中，第二导电部252设有第三通孔2521，翻转片23可以搭接于第二导电部252，且密封第三通孔2521。翻转片23可以与第二导电部252采用焊接连接，如激光焊接或者超声波焊接，所形成的焊缝可以是如图4所示的焊缝E。

第一绝缘件26的单侧截面可以呈S型结构，如图8所示，具有第一凹槽261和第二凹槽262，导电件25(在包括第一导电部251时可以为第一导电部251)插入S型结构的第一凹槽261，下极柱28部分插入S型结构的第二凹槽262，采用这种结构，第一凹槽261和第二凹槽262的开口方向相反，能够更好地利用下极柱28的有限高度，增加导电件25与下极柱28连接的可靠性。其中，第一绝缘件26的单侧截面指第一绝缘件26的纵截面中位于中心线一侧的部分。

翻转片23在翻转的过程中，翻转空间211内的压力会增大，阻碍翻转片23的翻转，为了解决该问题，上极柱21设置有排气孔213，翻转空间211通过排气孔213与外界连通。

若上极柱21直接压设于顶盖片10，则在上极柱21与下极柱28焊接时，需将二者均安装于顶盖片10，而在上极柱21搭接于顶盖片10的方式中，受顶盖片10的干扰，焊接操作不易进行。本申请的一个实施例中，二次电池中的第一端子组件20还包括连接件22和过渡装配件27，过渡装配件27一体成型并分别设置于顶盖片10的上下两侧，且与上极柱21和下极柱28配合；连接件22呈环形结构，并与上极柱21连接，连接件22横向延伸并压设于过渡装配件27。也就是说，过渡装配件27包括位于顶盖片10上侧的第一部分271和位于顶盖片10下侧的第二部分272，第一部分271设置于上极柱21与顶盖片10之间，并压设于顶盖片10的上表面，第二部分272设置于下极柱28与顶盖片10，以缓冲外界的振动和冲击，连接件22设置于上极柱21所在的一侧，上极柱21通过连接件22与过渡装配件27连接，连接件22至少部分搭接于第一部分271，以通过连接件22、过渡装配件27限制上极柱21向下运动的趋势，能够减小上极柱21的横截面面积，显然，这种方式可以在上极柱21与下极柱28焊接后，将上极柱21穿过第一通孔11，再将上极柱21、下极柱28均与顶盖片10连接，从而使上极柱21与下极柱28的焊接更方便，进而保证二者连接的可靠性。此外，采用这种方式，上极柱21通过连接件22与过渡装配件27形成压设结构，能够更好地将上极柱21受到的振动和冲击传递至过渡装配件27，从而更好地起到缓冲的作用。当然，上极柱21也可以直接通过过渡装配件27与顶盖片10连接。

过渡装配件27可以为塑胶件，可选地，顶盖片10作为镶嵌件与过渡装配件27一体注塑成型，当然，此时上极柱21和包胶组件均安装于顶盖片10。这种结构，能够增加上极柱21、下极柱28与顶盖片10连接的可靠性。

其中，过渡装配件27与上极柱21之间设置容纳槽，即过渡装配件27的第一部分271和上极柱21远离顶盖片10的一面均设置有容纳槽，连接件22设置于容纳槽内，这种结构，连接件22设置于容纳槽内，能够进一步减小第一端子组件20高度方向的尺寸，减小第一端子组件20伸出顶盖片10的尺寸，提高二次电池的能量密度。

为了防止顶盖片10与下极柱28在第一通孔11处接触电连接，如图8所示，过渡装配件27还包括密封结构2711，密封结构2711设置于第一通孔11的内壁与下极柱28之间，密封结构2711可以设置于第一部分271或者第二部分272，也可以第一部分271与第二部分272均设置有密封结构2711。

在过渡装配件27与顶盖片10一体注塑成型时，为了防止成型第一部分271的塑胶流入至二次电池的内部，第一端子组件20还包括第一密封件24，第一密封件24密封设置于下极柱28与顶盖片10之间，可以位于下极柱28的延伸部282与顶盖片10的下表面之间，也可以设置于第一通孔11的内壁与下极柱28之间。其中，在第一密封件24设置于顶盖片10的下表面与下极柱28的延伸部282之间时，密封结构2711设置于第一部分271的下方。此外，通过设置第一密封件24能够密封第一端子与第一通孔11的内壁之间的间隙，从而提高二次电池的密封性。

可选地，连接件22与上极柱21焊接，所形成的焊缝可以是如图4所示的焊缝C，以便于二次电池的装配。焊接方式可以为激光焊接或者超声波焊接。

当然，上极柱21与下极柱28的连接、连接件22与上极柱21的连接也可以采用其它连接方式，如粘接、卡接或者螺钉连接。

二次电池生产过程中，通常还需要进行穿钉试验，在穿钉时，穿钉处由于短路回路电流太大，因此易造成二次电池在该处发热严重，甚至导致失火，为了避免上述危险的发生，提高二次电池的安全性，二次电池可以采用如下方式设置：

一种方式，如图4所示，过渡装配件27为导电构件，即过渡装配件27充当电阻构件，上极柱21与下极柱28通过过渡装配件27与顶盖片10电连接，此时，第二端子组件30与顶盖片10绝缘设置，当进行穿钉试验时，由于短路回路中设置有电阻构件，增大了短路回路的电阻值，进而减小短路回路的电流，缓解穿钉处的发热情况，降低表面失火等事故发生的几率。

另一种方式，二次电池还包括电阻件，即单独设置电阻构件，上极柱21或者下极柱28中至少一者通过电阻件与顶盖片10电连接，也就是说，电阻件穿过过渡装配件27，分别与顶盖片10和第一端子(包括上极柱21和下极柱28)连接，如电阻件设置于上极柱21与顶盖片10之间，电阻件穿过第一部分271；或者电阻件设置于下极柱28与顶盖片10之间，电阻件穿过第二部分272。此方案中，过渡装配件27为绝缘构件。

当然，也可以第一端子组件20与顶盖片绝缘设置，第二端子组件30与顶盖片10之间设置电阻件，如第二端子31与顶盖片10通过电阻件电连接，或者由过渡装配件27代替第二绝缘件32，且过渡装配件27为导电构件。

另外，在设有第二绝缘件32时，第二绝缘件32也可以采用过渡装配件27的结构，此时过渡装配件27为绝缘构件。

上述各实施例中，为了防止第一端子组件20、第二端子组件30与顶盖片10发生转动，顶盖片10上设置有限位槽12，如图2所示，过渡装配件27设置限位凸起，限位凸起插入限位槽12内。

需要说明的是，上述所述的顶盖片10的上侧指顶盖片10背离电极组件的一侧，下侧指顶盖片10靠近电极组件的一侧，上表面指顶盖片10背离电极组件的一面，下表面指顶盖片10靠近电极组件的一面。

此外，本申请还提供一种汽车，包括如上任一实施例所述的二次电池。

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：

顶盖片，所述顶盖片设有第一通孔；

上极柱；

包胶组件，所述包胶组件包括下极柱、第一绝缘件和导电件，所述下极柱设有第二通孔，所述导电件通过所述第一绝缘件绝缘连接于所述第二通孔；

翻转片，所述翻转片的边缘连接于所述上极柱，所述翻转片的中心区域连接于所述导电件；

所述上极柱和所述下极柱连接并形成第一端子，且均设置于所述第一通孔。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述下极柱具有横向延伸的延伸部；所述延伸部设置于所述顶盖片的下侧，且所述延伸部卡紧并设置于所述第一通孔的外周，以限制所述下极柱的纵向自由度；所述上极柱搭接于所述顶盖片的上表面。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，还包括：

连接件，所述连接件呈环形结构，并与所述上极柱连接；

过渡装配件，所述过渡装配件一体成型并分别设置于所述顶盖片的上下两侧，且与所述上极柱和所述下极柱配合；

所述连接件横向延伸并压设于所述过渡装配件。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述上极柱与所述下极柱焊接，所述连接件与所述上极柱焊接。

5.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述过渡装配件与所述上极柱之间设置容纳槽，所述容纳槽位于所述上极柱远离所述顶盖片的一侧，所述连接件设置于所述容纳槽。

6.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述过渡装配件包括密封结构，所述密封结构设置于所述第一通孔的内壁与所述下极柱之间。

7.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述过渡装配件为导电构件，所述上极柱通过所述过渡装配件与所述顶盖片电连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的二次电池，其特征在于，还包括电阻件，所述上极柱和所述下极柱中至少一者通过所述电阻件与所述顶盖片电连接。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述导电件包括第一导电部和第二导电部，所述第一导电部搭接于所述下极柱，所述导电件通过所述第二导电部与所述翻转片连接。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述上极柱与所述下极柱之间设置有环形凹槽，所述第一导电件的边缘插入所述环形凹槽；所述第一绝缘件至少部分位于环形凹槽内，以将所述第一导电件与所述下极柱隔离。

11.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述包胶组件一体成型。

12.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的二次电池。