CN111106304A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次电池，包括：电极组件，电极组件包括主体部以及与主体部相连接的极耳，极耳具有连接端、焊接端以及连接连接端和焊接端的中间段，连接端与主体部相连接；顶盖组件，顶盖组件包括顶盖片以及连接于顶盖片的绝缘隔离件；顶压板，顶压板设置于绝缘隔离件和主体部之间，顶压板具有朝向主体部的第一表面、朝向绝缘隔离件的第二表面以及从第二表面朝第一表面凹陷的容纳槽，焊接端被容纳于容纳槽。本发明实施例的二次电池，其包括的顶压板能够抵压主体部，从而限制主体部在壳体内的位置，有效阻止主体部在壳体内发生窜动，进而避免出现由于主体部的窜动而导致极耳折弯断裂的情况。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种二次电池。
背景技术
二次电池一般包括电极组件、壳体和顶盖组件。其中，电极组件通过正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜围绕卷绕轴线卷绕形成。正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。由主体的涂覆区延伸出的多个未涂覆区层叠形成极耳，电极组件包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出；负极耳从负极片的涂覆区延伸出。电极组件收容在壳体内，顶盖组件与壳体装配在一起、且与电极组件在卷绕轴线上的端部相对应设置。顶盖组件包括顶盖片以及设置于顶盖片上的电极端子，其中电极组件的极耳与顶盖组件的电极端子电连接。然而，二次电池在使用过程中会出现振动情况，从而电极组件在壳体内会出现窜动，进而导致极耳不断地来回发生弯折。这样，极耳在经过多次弯折后，易于发生断裂。
发明内容
本发明实施例提供一种二次电池。顶压板能够抵压主体部，从而限制主体部在壳体内的位置，有效阻止主体部在壳体内发生窜动，进而避免出现由于主体部的窜动而导致极耳折弯断裂的情况。
一方面，本发明实施例提出了一种二次电池，包括：
电极组件，电极组件包括主体部以及与主体部相连接的极耳，极耳具有连接端、焊接端以及连接连接端和焊接端的中间段，连接端与主体部相连接；顶盖组件，顶盖组件包括顶盖片以及连接于顶盖片的绝缘隔离件；顶压板，顶压板设置于绝缘隔离件和主体部之间，顶压板具有朝向主体部的第一表面、朝向绝缘隔离件的第二表面以及从第二表面朝第一表面凹陷的容纳槽，焊接端被容纳于容纳槽。
根据本发明实施例的一个方面，沿顶盖片的宽度方向，容纳槽贯穿顶压板。
根据本发明实施例的一个方面，沿顶盖片的厚度方向，容纳槽的深度大于或等于焊接端的厚度。
根据本发明实施例的一个方面，顶压板具有第一凸台，容纳槽的数量为两个，两个容纳槽沿顶盖片的长度方向分别设置于第一凸台的两侧。
根据本发明实施例的一个方面，绝缘隔离件包括第一绝缘体和第二绝缘体，第一绝缘体和第二绝缘体沿长度方向间隔设置以形成让位间隙，第一凸台与让位间隙相对应设置。
根据本发明实施例的一个方面，第一绝缘体和第二绝缘体均具有第二凸台，第二凸台抵靠于容纳槽的底部且第二凸台的厚度大于或等于容纳槽的深度。
根据本发明实施例的一个方面，顶盖组件还包括防爆阀，防爆阀设置于顶盖片且与第一凸台相对应设置，第一凸台具有与防爆阀相对应的过流孔。
根据本发明实施例的一个方面，绝缘隔离件具有远离主体部凹陷的容纳凹部，顶压板以及焊接端均被容纳于容纳凹部。
根据本发明实施例的一个方面，二次电池还包括转接片，转接片为平板状，焊接端与转接片焊接连接，转接片至少部分地被容纳于容纳槽。
根据本发明实施例的一个方面，顶压板具有第一卡接部，绝缘隔离件具有第二卡接部，第一卡接部与第二卡接部卡接连接，其中，第一卡接部和第二卡接部中的一者为卡接孔，另一者为卡脚。
根据本发明实施例的二次电池，在顶盖片与电极组件的主体部之间设置有顶压板。顶压板能够抵压主体部，从而限制主体部在壳体内的位置，有效阻止主体部在壳体内发生窜动，进而避免出现由于主体部的窜动而导致极耳折弯断裂的情况，提升二次电池的使用安全性。顶压板能够将极耳的焊接端与主体部隔离开，以避免焊接端上的焊接区域刮擦或磨损主体部。
附图说明
下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本发明一实施例的二次电池的分解结构示意图；
图2是本发明另一实施例的二次电池的分解结构示意图；
图3是本发明一实施例的绝缘隔离件、转接片和顶压板的分解结构示意图；
图4是本发明一实施例的二次电池的局部剖视结构示意图；
图5是图4中A处局部放大图；
图6是本发明另一实施例的二次电池的局部剖视结构示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：
10、壳体；
20、电极组件；201、主体部；202、极耳；202a、连接端；202b、中间段；202c、焊接端；
30、转接片；
40、顶盖组件；401、顶盖片；402、电极端子；403、绝缘隔离件；403a、第一绝缘体；403b、第二绝缘体；403c、让位间隙；403d、容纳凹部；403e、下表面；403f、第二卡接部；403g、第二凸台；404、防爆阀；
50、顶压板；501、第一表面；502、第二表面；503、第一端部；504、第二端部；505、容纳槽；506、第一凸台；506a、过流孔；507、侧表面；508、第一卡接部；
X、长度方向；Y、厚度方向；Z、宽度方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图6根据本发明实施例的二次电池进行详细描述。
参见图1所示，本发明实施例的二次电池包括壳体10、设置于壳体10内的电极组件20以及与壳体10密封连接的顶盖组件40。
本实施例的壳体10可具有六面体形状或其他形状。本实施例的壳体10具有容纳电极组件20和电解液的内部空间。本实施例的壳体10可以由例如铝或铝合金等材料制造。
参见图2所示，本实施例的电极组件20包括主体部201和与主体部201相连接的极耳202。本实施例中，通过将第一极片、第二极片以及隔离膜一同围绕卷绕轴线螺旋卷绕而形成主体部201。其中，隔离膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。本实施例的电极组件20整体为扁平状结构，其具有预定的厚度、高度和宽度。在本实施例中，示例性地以第一极片为正极片，第二极片为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片还可以为负极片，而第二极片为正极片。另外，正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。由主体部201的涂覆区延伸出的多个未涂覆区层叠形成极耳202，电极组件20包括两个极耳202，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出，负极耳从负极片的涂覆区延伸出。参见图4所示，本实施例的极耳202包括连接端202a、焊接端202c以及用于连接连接端202a和焊接端202c的中间段202b。极耳202所包括的连接端202a与主体部201相连接。
本发明实施例的顶盖组件40包括顶盖片401、电极端子402以及绝缘隔离件403。本实施例的顶盖片401与壳体10密封连接，以将电极组件20封闭于壳体10内。本实施例的顶盖片401具有防爆阀404。在二次电池内部压力过大时，防爆阀404能够爆破以释放内部压力，降低二次电池发生爆炸的可能性。本实施例的顶盖片401具有电极引出孔。本实施例的电极端子402设置于顶盖片401并与电极引出孔相对应设置。电极组件20所包括的极耳202与电极端子402电连接。在一个示例中，极耳202的焊接端202c可以与电极端子402直接焊接连接。在另一个示例中，二次电池还包括转接片。极耳202的焊接端202c与转接片焊接连接，从而极耳202的焊接端202c通过转接片与电极端子402连接。本实施例的顶盖片401为导电材料。绝缘隔离件403用于隔离顶盖片401与电极组件20，避免两者发生直接接触。
本实施例的二次电池还包括顶压板50。顶压板50设置于绝缘隔离件403和主体部201之间。顶压板50具有朝向主体部201的第一表面501、朝向绝缘隔离件403的第二表面502以及从第二表面502朝第一表面501凹陷的容纳槽505。极耳202的焊接端202c位于顶压板50和绝缘隔离件403之间且被容纳于容纳槽505。在主体部201发生窜动情况时，极耳202和主体部201的连接位置会频繁发生弯折或拉伸，易于导致极耳202断裂。本实施例中，在二次电池完成组装工作后，顶压板50能够向电极组件20的主体部201施加预定压力，以限制电极组件20的上下窜动，从而当二次电池整体出现振动情况时，可在一定程度上减小电极组件20的主体部201在壳体10内的上下窜动，进而电极组件20的极耳202不会频繁发生弯折而发生断裂，有效提升二次电池的使用安全性。
本发明实施例的二次电池，由于在绝缘隔离件403和电极组件20的主体部201之间设置顶压板50，从而通过顶压板50对电极组件20进行固定，保证电极组件20在壳体10的位置稳定，降低由于主体部201发生窜动而导致极耳202发生断裂的可能性，提升二次电池的使用安全性。另外，顶压板50上设置具有容纳功能的容纳槽505。极耳202的焊接端202c的至少部分被容纳于容纳槽505内，这样，一方面，在顶盖片401的厚度方向Y上，焊接端202c和顶压板50两者的厚度较小，有效节省壳体10的内部空间，有效提升二次电池的能量密度；另一方面，由于极耳202的焊接端202c通过焊接的方式与电极端子402或者转接片连接固定，因此当二次电池在组装过程中或使用过程中，焊接区域产生焊渣时，顶压板50的容纳槽505能够收集焊渣以有效阻止焊渣掉落至主体部201上，有效降低焊渣刺破主体部201所包括的极片或隔离膜的可能性，提升二次电池的安全性；再一方面，本实施例的顶压板50能够将焊接端202c的焊接区域与主体部201物理隔离。在二次电池在组装过程中或使用过程中，焊接区域不会触碰到主体部201，降低主体部201被焊接区域刮擦或磨损而发生损坏的可能性，提升二次电池的使用安全性；最后，如果未设置容纳槽505，即顶压板50的第二表面502为平面，此时顶压板50两端被焊接端202c抵顶，而顶压板50中间部分处于悬空状态。当二次电池整体出现振动情况时，主体部201会对顶压板50产生向上的作用力，此时顶压板50两端发生翘曲，从而影响顶压板50的稳定性。
在一个实施例中，参见图2或图3所示，二次电池具有转接片30。本实施例的转接片30为平板状，从而在厚度方向Y上占用空间较少，使得结构更加紧凑。极耳202的焊接端202c与转接片30焊接连接。转接片30至少部分地被容纳于容纳槽505内。在顶盖片401的厚度方向Y上，转接片30、极耳202的焊接端202c和顶压板50结构更加紧凑，有效节省壳体10的内部空间，有利于提高二次电池的能量密度。
本实施例的绝缘隔离件403具有远离主体部201凹陷的容纳凹部403d。顶压板50和焊接端202c均被容纳于容纳凹部403d。在顶盖片401的厚度方向Y上，绝缘隔离件403、极耳202的焊接端202c和顶压板50结构紧凑，进一步节省壳体10的内部空间，有效提高二次电池的能量密度。在一个实施例中，顶压板50的第二表面502与容纳凹部403d的底部相抵靠。顶压板50与绝缘隔离件403之间没有可移动的间隙，从而顶压板50会受到绝缘隔离件403和主体部201的夹紧力，自身位置更加稳定，进而保证主体部201自身位置稳定，不易出现窜动情况。在一个实施例中，二次电池包括转接片30。焊接端202c通过转接片30与电极端子402连接。焊接端202c位于转接片30与顶压板50之间。顶压板50、焊接端202c以及转接片30均被容纳于容纳凹部403d。
在顶压板50和焊接端202c均被容纳于容纳凹部403d的实施例中，顶压板50的第一表面501凸出绝缘隔离件403朝向主体部201的下表面403e，从而使得绝缘隔离件403的下表面403e不与主体部201接触，降低绝缘隔离件403对主体部201局部施加过大压应力而导致主体部201发生损坏的可能性。
参见图3所示，本实施例的顶压板50具有第一卡接部508。绝缘隔离件403具有第二卡接部403f。顶压板50的第一卡接部508和绝缘隔离件403的第二卡接部403f相互卡接，以使顶压板50与绝缘隔离件403快速便捷地连接固定。两者连接过程中，第一卡接部508和第二卡接部403f可以彼此形成定位，有利于降低两者连接难度，实现快速组装，同时也有利于保证顶压板50安装过程中自身位置稳定。顶压板50不易沿顶盖片401的长度方向X晃动而刮擦焊接端202c。在一个实施例中，第一卡接部508为卡接孔，而第二卡接部403f为卡脚。容易理解地，第一卡接部508可以为卡脚，而第二卡接部403f可以为卡接孔。
参见图4所示，在厚度方向Y上，本实施例的极耳202的连接端202a的至少一部分位于顶压板50的下方，中间段202b绕过顶压板50，而焊接端202c位于容纳槽505内。在一个实施例中，参见图5所示，在顶盖片401的宽度方向Z上，本实施例的顶压板50所包括的容纳槽505贯穿顶压板50。本实施例的顶压板50在宽度方向Z上具有相对的两个侧表面507。容纳槽505从其中一个侧表面507贯穿至另一个侧表面507以形成贯通槽。在一个示例中，电极组件20的数量为两个。两个电极组件20在宽度方向Z上并排设置。这样，一个电极组件20的极耳202从顶压板50的一侧绕过顶压板50，其所包括的焊接端202c处于容纳槽505内，而另一个电极组件20从顶压板50的另一侧绕过顶压板50，其所包括的焊接端202c处于容纳槽505内。在一个实施例中，侧表面507的形状为弧形，从而极耳202的中间段202b绕过顶压板50时，其与侧表面507之间接触面积大，贴合度更好，进而使得顶压板50对中间段202b所施加的力更加均衡，降低中间段202b被顶压板50的侧边挤压或刮擦而导致损坏的可能性。
参见图2或图3所示，在厚度方向Y上，本实施例的容纳槽505的深度大于或等于焊接端202c的厚度。焊接端202c整体被容纳于容纳槽505内。这样，一方面，进一步缩小焊接端202c和顶压板50两者的总厚度值，减小对壳体10内部空间的占用率，有利于进一步提高二次电池的能量密度；另一方面，二次电池组装后，绝缘隔离件403会直接与顶压板50接触，从而受到顶压板50的支承，使得绝缘隔离件403不会对焊接端202c施加挤压力。
参见图2或图3所示，本实施例的顶压板50具有第一端部503、第二端部504以及第一凸台506。第一端部503和第二端部504沿顶盖片401的长度方向X相对设置。第一凸台506设置于第一端部503和第二端部504之间且位于顶压板50的中间位置。容纳槽505的数量为两个。两个容纳槽505沿长度方向X分别设置于第一凸台506的两侧。在电极组件20的数量为一个时，电极组件20的一个极耳202设置于一个容纳槽505内，另一个极耳202设置于另一个容纳槽505内。第一凸台506将两个极耳202分隔开。在电极组件20的数量为两个时，每个电极组件20的两个极耳202的位置与两个容纳槽505的位置相对应，从而每个容纳槽505同时容纳两个电极组件20的两个极耳202。第一凸台506的两侧各自具有两个极耳202。在厚度方向Y上，顶压板50上设置第一凸台506的中间部分的厚度大于设置容纳槽505的部分的厚度。因此，顶压板50上设置第一凸台506的中间部分自身刚度大，受力不易发生弯折变形，降低因顶压板50的中间部分发生弯折而对主体部201施加过大压应力，从而导致主体部201发生损坏的可能性。
在一个实施例中，参见图2或图3所示，绝缘隔离件403包括第一绝缘体403a和第二绝缘体403b。第一绝缘体403a和第二绝缘体403b沿长度方向X间隔设置。第一绝缘体403a和第二绝缘体403b之间形成让位间隙403c。顶压板50的第一凸台506与该让位间隙403c相对应设置。顶盖片401上具有与该让位间隙403c相对应设置的防爆阀404。第一凸台506上设置有与该让位间隙403c相对应的过流孔506a。在二次电池内部压力过大，防爆阀404被打开时，气流能够通过过流孔506a、让位间隙403c和打开的防爆阀404顺利快速地排出。在一个示例中，在二次电池完成组装后，第一凸台506的一部分可以伸入到让位间隙403c内，从而进一步节省壳体10内部空间，有利于提高二次电池的能量密度。
参见图3或图6所示，本实施例的第一绝缘体403a和第二绝缘体403b均具有第二凸台403g。第二凸台403g抵靠于容纳槽505的底部。第二凸台403g会对顶压板50起到支承作用，一方面，防止第一绝缘体403a和第二绝缘体403b与顶压板50之间存在间隙而导致第一绝缘体403a和第二绝缘体403b容易发生移位；另一方面，绝缘隔离件403能够阻止顶压板50的朝顶盖片401的方向发生翘曲，从而顶压板50的第一表面501能够与主体部201保持良好的接触贴合状态，对主体部201施加的压应力保持均衡状态。在厚度方向Y上，第二凸台403g的厚度大于或等于容纳槽505的深度，从而第二凸台403g能够抵压于容纳槽505的底部。在一个示例中，绝缘隔离件403与顶压板50相互通过第一卡接部508和第二卡接部403f卡接连接。第一卡接部508和第二卡接部403f形成的连接位和第二凸台403g形成两个支点，有效提高绝缘隔离件403的位置稳定性。
本发明实施例的二次电池，在顶盖片401与电极组件20的主体部201之间设置有顶压板50。顶压板50能够抵压主体部201，从而限制主体部201在壳体10内的位置，有效阻止主体部201在壳体10内发生窜动，进而避免出现由于主体部201的窜动而导致极耳202折弯断裂的情况，提升二次电池的使用安全性。顶压板50能够将极耳202的焊接端202c与主体部201隔离开，以避免焊接端202c上的焊接区域刮擦或磨损主体部201。另外，本实施例的顶压板50具有容纳槽505。极耳202的中间段202b绕过顶压板50，以使焊接端202c位于容纳槽505内，从而在顶盖片401的厚度方向Y上，焊接端202c和顶压板50层叠厚度较小，节省壳体10内部空间，有利于提高二次电池的能量密度。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括：
电极组件(20)，所述电极组件(20)包括主体部(201)以及与所述主体部(201)相连接的极耳(202)，所述极耳(202)具有连接端(202a)、焊接端(202c)以及连接所述连接端(202a)和所述焊接端(202c)的中间段(202b)，所述连接端(202a)与所述主体部(201)相连接；
顶盖组件(40)，所述顶盖组件(40)包括顶盖片(401)以及连接于所述顶盖片(401)的绝缘隔离件(403)；
顶压板(50)，所述顶压板(50)设置于所述绝缘隔离件(403)和所述主体部(201)之间，所述顶压板(50)具有朝向所述主体部(201)的第一表面(501)、朝向所述绝缘隔离件(403)的第二表面(502)以及从所述第二表面(502)朝所述第一表面(501)凹陷的容纳槽(505)，所述焊接端(202c)被容纳于所述容纳槽(505)。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，沿所述顶盖片(401)的宽度方向(Z)，所述容纳槽(505)贯穿所述顶压板(50)。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，沿所述顶盖片(401)的厚度方向(Y)，所述容纳槽(505)的深度大于或等于所述焊接端(202c)的厚度。
4.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述顶压板(50)具有第一凸台(506)，所述容纳槽(505)的数量为两个，两个所述容纳槽(505)沿所述顶盖片(401)的长度方向(X)分别设置于所述第一凸台(506)的两侧。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述绝缘隔离件(403)包括第一绝缘体(403a)和第二绝缘体(403b)，所述第一绝缘体(403a)和所述第二绝缘体(403b)沿所述长度方向(X)间隔设置以形成让位间隙(403c)，所述第一凸台(506)与所述让位间隙(403c)相对应设置。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述第一绝缘体(403a)和所述第二绝缘体(403b)均具有第二凸台(403g)，所述第二凸台(403g)抵靠于所述容纳槽(505)的底部且所述第二凸台(403g)的厚度大于或等于所述容纳槽(505)的深度。
7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖组件(40)还包括防爆阀(404)，所述防爆阀(404)设置于所述顶盖片(401)且与所述第一凸台(506)相对应设置，所述第一凸台(506)具有与所述防爆阀(404)相对应的过流孔(506a)。
8.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述绝缘隔离件(403)具有远离所述主体部(201)凹陷的容纳凹部(403d)，所述顶压板(50)以及所述焊接端(202c)均被容纳于所述容纳凹部(403d)。
9.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括转接片(30)，所述转接片(30)为平板状，所述焊接端(202c)与所述转接片(30)焊接连接，所述转接片(30)至少部分地被容纳于所述容纳槽(505)。
10.根据权利要求1至3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述顶压板(50)具有第一卡接部(508)，所述绝缘隔离件(403)具有第二卡接部(403f)，所述第一卡接部(508)与所述第二卡接部(403f)卡接连接，其中，所述第一卡接部(508)和所述第二卡接部(403f)中的一者为卡接孔，另一者为卡脚。
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