CN115579592B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种二次电池，包括电芯组件，所述电芯组件包括至少两个电芯组，所述至少两个电芯组沿厚度方向邻接；每个电芯组中包括至少两个电芯，每个电芯组中的所述至少两个电芯沿所述厚度方向依次邻接；每个电芯包括电芯本体和从所述电芯本体的顶面凸出的极耳，所述极耳包括正极耳和负极耳，多个所述电芯本体的顶面形成一平面，所述平面被沿所述厚度方向延伸的中轴线划分为相等的第一区域和第二区域，其中，所有的正极耳位于所述第一区域中，所有的负极耳位于所述第二区域中，每个电芯组中位于所述第一区域中的所有正极耳沿所述厚度方向的投影没有重叠，每个电芯组中位于所述第二区域中的所有负极耳沿所述厚度方向的投影没有重叠。

Description

二次电池
技术领域
本发明主要涉及二次电池领域，尤其涉及一种电芯组件中的极耳交错分布的二次电池。
背景技术
二次电池通常包括电芯、壳体和顶盖。为了提高电池的容量，二次电池通常包括多个电芯。在二次电池的装配过程中，通常是先将多个电芯水平放置，此时每个电芯的极耳也沿水平面延伸，再执行焊接及合芯动作。在这个过程中包括两种装配方式：其一是将一个或多个极耳直接与顶盖极柱连接；其二是在电芯和顶盖之间增设导流板，将一个或多个极耳设置于导流板的下方并与导流板电连接，导流板再与顶盖上的极柱电连接。根据这两种装配方式，在极耳与极柱连接之后，或者导流板与极柱连接之后，都需要弯折极耳，之后再将电芯装入壳体中来完成二次电池的装配。然而这两种方式中留给折极耳的空间都比较小，会导致每层极耳到顶盖极柱焊接处或导流板焊接处的路径不一致、松弛状态不同，从而增大了电池的短路风险，还会造成极耳冗余、极耳下沉等问题；在装配过程中极耳被挤压，外侧极耳受力易损坏断裂造成过流能力下降，影响电池的性能和使用寿命；在增设导流板的方式中，较长的极耳使得电池的内阻增大，影响电池的能量密度和性能。此外，目前所采用的多个电芯都是结构相同的电芯，每个电芯的极耳的位置都大致相同，这样在折极耳时同侧的极耳过厚，带来不便，并且也容易发生上述的极耳受压损坏等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种降低电池短路风险并且降低和均衡电池内阻的二次电池。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种二次电池，包括电芯组件，所述电芯组件包括至少两个电芯组，所述至少两个电芯组沿厚度方向邻接；每个电芯组中包括至少两个电芯，每个电芯组中的所述至少两个电芯沿所述厚度方向依次邻接；每个电芯包括电芯本体和从所述电芯本体的顶面凸出的正极耳和负极耳，多个所述电芯本体的顶面形成一平面，所述平面被沿所述厚度方向延伸的中轴线划分为相等的第一区域和第二区域，其中，所有的正极耳位于所述第一区域中，所有的负极耳位于所述第二区域中，每个电芯组中位于所述第一区域中的所有正极耳沿所述厚度方向的投影没有重叠，每个电芯组中位于所述第二区域中的所有负极耳沿所述厚度方向的投影没有重叠。
在本申请的一实施例中，相邻的两个电芯组通过邻接面相互邻接，所述相邻的两个电芯组的全部极耳以所述邻接面为对称面而对称分布。
在本申请的一实施例中，每个电芯的极耳具有极耳高度，每个电芯组中的全部极耳的极耳高度都相同。
在本申请的一实施例中，相邻的两个电芯组通过邻接面相互邻接，每个电芯包括多个极耳，每个极耳具有极耳高度，在每个电芯组中，部分或全部所述极耳的极耳高度随着所述极耳和所述邻接面之间的距离的增加而增高。
在本申请的一实施例中，相邻的两个电芯组通过邻接面相互邻接，所述电芯组件具有沿所述厚度方向延伸的中轴线，每个所述电芯的顶面被所述中轴线分为宽度相等的两部分，每个极耳和所述中轴线之间具有一中轴距离，所述中轴距离随着所述极耳和所述邻接面之间的距离的增加而增大或减小。
在本申请的一实施例中，所述正极耳和所述负极耳的位置以所述中轴线为对称轴而对称分布。
在本申请的一实施例中，还包括导流板，所述导流板包括极耳装配部，所述极耳装配部用于使对应的极耳从中穿过并弯折，弯折后的所述极耳与所述导流板贴合并导电连接。
在本申请的一实施例中，所述极耳装配部包括贯穿所述导流板的极耳装配孔，所述极耳装配孔用于使至少一个所述极耳从中穿过并弯折。
在本申请的一实施例中，所述极耳装配部包括侧边装配部和侧边凹进部，所述侧边装配部位于所述导流板的侧边上，所述侧边装配部用于使至少一个所述极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折，所述侧边凹进部位于所述导流板的侧边处并向所述导流板的内部凹进，所述侧边凹进部用于使对应的极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折。
在本申请的一实施例中，所述极耳装配部包括侧边凹进部和/或侧边装配部，所述侧边装配部位于所述导流板的侧边上，所述侧边装配部用于使至少一个所述极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折，所述侧边凹进部位于所述导流板的侧边处并向所述导流板的内部凹进，所述侧边凹进部用于使对应的极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折。
在本申请的一实施例中，还包括顶盖和壳体，所述顶盖包括所述顶盖极柱，所述壳体用于容纳完成装配的所述电芯组件和所述导流板。
在本申请的二次电池的电芯组件中，通过使每个电芯组中的各个极耳位置不同，在与导流板装配之后，可以降低电池短路风险，并且可以使弯折后的极耳到导流板极柱之间的电流通路不受到孔缝的影响，从而极大地降低该部分电路的内阻，进一步降低了二次电池内阻，提升了二次电池的电压平台和性能。同时，电池组件中每相邻的两个电芯组的极耳以两个电芯组之间的邻接面为对称面而对称分布，使得各个极耳到相对应的导流板极柱之间的距离一致，从而使内侧电芯、外侧电芯的内阻趋于一致，流经各个电芯的电流一致，提升了二次电池的长期使用性能。
附图说明
附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1是一种二次电池的装配结构；
图2是本申请实施例一的二次电池中的电芯组件的立体结构示意图；
图3A是包括图2所示实施例的电芯组件的二次电池的装配结构的爆炸图；
图3B是图3A所示实施例的装配结构在装配过程中的结构示意图；
图4A是图3B所示实施例的装配结构的正视图；
图4B是图4A沿B1B1'线的剖视图；
图4C是图4B上方区域C1的放大图；
图5A是图4A所示实施例的装配结构经折极耳之后的结构示意图；
图5B是图5A沿B2B2'线的剖视图；
图5C是图5B上方区域C2的放大图；
图6A是根据实施例一的电池组件完成装配之后的二次电池的正视图；
图6B是图6A沿B3B3'线的剖视图；
图6C是图6B上方区域C3的放大图；
图7是本申请实施例二的二次电池中的电芯组件的立体结构示意图；
图8A是包括本申请实施例三的电芯组件的二次电池的装配结构的爆炸图；
图8B是图8A所示实施例的装配结构在装配并经折极耳之后的结构示意图；
图9是本申请实施例四的二次电池中的电芯组件的立体结构示意图；
图10A是包括图9所示实施例的电芯组件的二次电池的装配结构的爆炸图；
图10B是图10A所示实施例的装配结构在装配过程中的结构示意图；
图10C是图10B沿B4B4'线的剖视图；
图10D是图10C上方区域C4的放大图；
图11A是图10B所示实施例的装配结构经折极耳之后的结构示意图；
图11B是图11A沿B5B5'线的剖视图；
图11C是图11B上方区域C5的放大图；
图12A是根据实施例四的电池组件完成装配之后的二次电池的正视图；
图12B是图12A沿B6B6'线的剖视图；
图12C是图12B上方区域C6的放大图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请的申请人为解决上述技术问题首先提出了一种二次电池的装配结构100，如图1所示，其中包括四个依次邻接的电芯111、112、113、114形成的电芯组件和导流板121、122。导流板121、122设置在该电芯组件的上方，每个导流板上都设置了极耳装配部（图未示）。在装配该装配结构100时，每个电芯的极耳在初始时都向上伸出，极耳穿过极耳装配部之后被弯折并与导流板的上表面贴合。例如，以电芯114为例，图1中示出了弯折之后的极耳131、132，极耳131通过焊接部141被焊接在导流板121的上表面上，极耳132通过焊接部142被焊接在导流板122的上表面上。由于电芯114位于电芯组件的外侧，因此对应于极耳131、132的极耳装配部可以位于导流板的侧边，极耳131、132分别从导流板的侧边绕过并向内侧弯折。再以电芯113为例，电芯113具有极耳133、134，导流板121、122上对应于极耳133、134的极耳装配部可以是设置在导流板121、122中部的装配孔，极耳133、134分别穿过其所对应的装配孔并弯折，再分别通过焊接部143、144与导流板121、122的上表面焊接，即形成如图1所示的状态。
如图1，每个电芯包括第一极耳和第二极耳，第一极耳和第二极耳的极性相反，例如其中一个为正极耳，另一个为负极耳。例如，电芯114的极耳131是正极耳，极耳132是负极耳。需要说明，电芯是通过极片卷绕或叠片等方式形成，该极片上具有模切出来的一个或多个正极耳结构和/或负极耳结构，正极耳是由一层或多层正极耳结构组成，负极耳是由一层或多层负极耳结构组成。
根据图1所示的装配结构，在装配二次电池时，可以使电芯和极耳都竖直朝上，处于图1所示的方向，使极耳可以方便地穿过导流板上的极耳装配部之后先被弯折、再进行焊接，避免了原先装配方式中，在电芯平躺状态下，先焊接再折极耳带来的一些问题。然而，在图1所示的装配结构100中，每个电芯上的极耳位置都相同，每个极耳的宽度也相同。其中，电芯111、114位于电芯组件的外侧，也被称为外侧电芯，电芯112、113位于电芯组件的内侧，也被称为内侧电芯。在二次电池使用过程中，电流流经外侧电芯的极耳131、132时需要绕过内侧电芯的极耳133、134对应的装配孔，电流经过该装配孔的缝隙之后再流向极柱151、152，这样会导致外侧电芯的内阻偏大，并且外侧电芯的内阻远高于内侧电芯。内外侧电芯在二次电池使用的过程中的电流大小不同，对二次电池的长期使用带来一定的影响。因此，本申请的发明人在图1所示的基础上进一步提出改进的电芯组件。
实施例一
图2是本申请实施例一的二次电池中的电芯组件的立体结构示意图。参考图2所示，该实施例一的电芯组件200包括两个电芯组，分别是电芯组201、202，两个电芯组沿厚度方向X邻接；每个电芯组中包括两个电芯，例如电芯组201中包括电芯210、220，电芯组202中包括电芯230、240。每个电芯组中的两个电芯沿厚度方向X依次邻接；每个电芯包括电芯本体和从电芯本体的顶面突出的极耳，该极耳包括正极耳和负极耳，多个电芯本体的顶面形成一平面，该平面被沿厚度方向延伸的中轴线划分为相等的第一区域和第二区域，其中，所有的正极耳位于第一区域中，所有的负极耳位于第二区域中，每个电芯组中位于第一区域中的所有正极耳沿厚度方向的投影没有重叠，每个电芯组中位于第二区域中的所有负极耳沿厚度方向的投影没有重叠。
在本申请的电芯组件中，相邻的电芯组之间可以通过粘贴和/或捆绑的方式固定，使多个电芯组彼此固定；在每个电芯组中，每个电芯也可以通过粘贴和/或捆绑的方式固定，使多个电芯彼此固定连接。本申请对电芯之间的固定方法不做限制。
图2所示仅为示例，不用于限制电芯组件中的电芯组的数量、电芯组中的电芯的数量以及每个电芯上的极耳的数量和具体位置。在其他的实施例中，电芯组件中可以包括大于2个电芯组。每个电芯组中的电芯的数量可以大于2，例如为3、4、5等。
如图2所示，其中示出了一个XYZ三维坐标系，其中，将X方向定义为电芯组件200的厚度方向，将Y方向定义为电芯组件200的宽度方向，将Z方向定义为电芯组件200的高度方向。在图2所示的实施例一中，每个极耳都具有相同的极耳宽度，且每个极耳具有极耳高度，该极耳高度是指极耳处于图2所示状态时，沿Z方向的尺寸。
例如图2所示，电芯组201中的电芯210、220沿厚度方向X依次邻接。电芯210包括电芯本体211和正极耳212、负极耳213，电芯220包括电芯本体221和正极耳222、负极耳223。电芯组202中的电芯230、240沿厚度方向X依次邻接。电芯230包括电芯本体231和正极耳232、负极耳233，电芯240包括电芯本体241和正极耳242、负极耳243。图2对极耳的数量、正极耳和负极耳的数量都不做限制。
如图2，中轴线A2沿厚度方向X方向延伸，将该顶面所形成的平面划分为相等的第一区域Zone1和第二区域Zone2，所有的正极耳212、222、232、242都位于第一区域Zone1中，所有的负极耳213、223、233、243都位于第二区域Zone2中。在电芯组201中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳212、222沿厚度方向X方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳213、223沿厚度方向X方向的投影没有重叠。同样地，在电芯组202中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳232、242沿厚度方向X方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳233、243沿厚度方向X方向的投影没有重叠。
如图2，每个极耳实际上都是从电芯的顶面凸出，极耳的位置表示该极耳与电芯相连的一端在电芯的顶面上的位置，电芯组件中各个电芯的顶面处于一个平面上。
将电芯的极耳沿厚度方向X投影所获得的投影称为第一投影图形，同一电芯组中，位于同一区域内的相同极性的极耳对应的第一投影图形之间没有重叠，可以理解为极耳在Y方向的坐标范围是完全不重叠的。如图2，第一投影图形投影在YZ平面中。进一步表示该些极耳的高度可以相同，但是由于第一投影图形之间没有重叠，表示这些极耳在经过弯折之后相互之间不存在接触的可能。
在一些实施例中，相邻的两个电芯组通过邻接面相互邻接，相邻的两个电芯组的全部极耳以该邻接面为对称面而对称分布。如图2所示，电芯组201和电芯组202之间具有邻接面250，该邻接面250为垂直于XY平面的一平面，因此该邻接面在顶面上的侧边为第一对称轴A1。电芯组201中的各个极耳212、213、222、223的位置与电芯组202中的各个极耳232、233、242、243的位置以第一对称轴A1互为对称分布。
在图2所示的实施例中，每个电芯组中的全部极耳的极耳高度都相同。在其他的实施例中，每个极耳的极耳高度可以不同。例如，一些极耳的高度相同，另一些极耳的高度不同。
如图2，在一些实施例中，相邻的两个电芯组通过邻接面250相互邻接，电芯组件具有沿厚度方向X延伸的中轴线A2，每个电芯的顶面被中轴线A2分为宽度相等的两部分，每个极耳和中轴线A2之间具有一中轴距离，中轴距离随着极耳和邻接面250之间的距离的增加而增大。如图2，以电芯组201为例，电芯220的极耳222、223和邻接面250之间的距离等于其和第一对称轴A1之间的距离，极耳222、223和第一对称轴A1之间的距离相等都是L1。同理，电芯210的极耳212、213和第一对称轴A1之间的距离相等都是L2，显然，L2大于L1。如图2，极耳222、223和中轴线A2之间的中轴距离也相等，设为L3；极耳212、213和中轴线A2之间的中轴距离也相等，设为L4，显然L4大于L3。通过这样的距离设计也使得同一个电芯组中的各个极耳位置不同。
在一些实施例中，每个电芯的极耳包括正极耳和负极耳，正极耳和负极耳的极性相反，正极耳和负极耳的位置以中轴线A2为对称轴而对称分布。如图2，以电芯240为例，极耳242为正极耳，极耳243为负极耳，二者的位置以中轴线A2为对称轴而对称分布，也即二者与中轴线A2之间的中轴距离相等。
在一些实施例中，正极耳和负极耳的高度相同。
在一些实施例中，正极耳和负极耳的宽度相同。
图3A是包括图2所示实施例的电芯组件的二次电池的装配结构的爆炸图。图3B是图3A所示实施例的装配结构在装配过程中的结构示意图。结合图3A和图3B，该二次电池中还包括两片导流板，分别是导流板301、302。导流板301、302的作用是使极耳与二次电池的顶盖极柱（图未示）导电连接。导流板上包括极耳装配部，极耳装配部用于使对应的极耳从中穿过并弯折，弯折后的极耳与导流板贴合并导电连接。
在一些实施例中，极耳装配部包括贯穿导流板的极耳装配孔，极耳装配孔用于使至少一个极耳从中穿过并弯折。
在一些实施例中，极耳装配部包括极耳装配孔和侧边装配部，侧边装配部位于导流板的侧边上，侧边装配部用于使至少一个极耳从中穿过并向导流板的内部弯折。
在一些实施例中，极耳装配部包括极耳装配孔、侧边装配部和侧边凹进部，侧边凹进部位于导流板的侧边处并向导流板的内部凹进，侧边凹进部用于使对应的极耳从中穿过并向导流板的内部弯折。
在一些实施例中，极耳装配部包括极耳装配孔和侧边凹进部。
在一些实施例中，极耳装配部包括侧边装配部和侧边凹进部。
如图3A所示，导流板301上包括贯穿导流板301的极耳装配孔322、332，分别对应于电芯组件200中的极耳222、232，导流板302上包括贯穿导流板302的极耳装配孔323、333，分别对应于电芯组件200中的极耳223、233。如图3B，在该装配过程中，电芯组件200与导流板301、302相互配合。将电芯组件中位于外侧的两个电芯210、240称为外侧电芯，将其余位于内侧的电芯220、230称为内侧电芯。可以理解，无论电芯组件中的电芯数量为何，外侧电芯都是2个，其余都为内侧电芯。在实施例一中，电芯组件200的内侧电芯的极耳222、223、232、233分别从对应的极耳装配孔322、323、332、333中穿出。如图3A所示，其中还示出了位于侧边上的侧边装配部312、313、342、343，电芯组件200的外侧电芯的极耳212、213、242、243分别从侧边装配部312、313、342、343处穿出，如图3B所示。
如图3A所示，导流板301上还包括导流板极柱303，导流板302上还包括导流板极柱304，在装配二次电池的后续过程中，还可以将图3B所示的装配结构与电池顶盖相连接，电池顶盖具有顶盖极柱，导流板极柱303、304分别用于与2个顶盖极柱相连接。
图3A所示的导流板301、302仅为示例，不用于限制该二次电池中的导流板的具体结构。
在一些实施例中，导流板301、302是一体设置的，也就是合二为一成为一片导流板，二者中间通过绝缘材料连接，以减少零部件的数量，简化安装工艺。
在一些实施例中，导流板上包括多个极耳装配孔，每个极耳装配孔对应于一个极耳。
在一些实施例中，导流板上包括位于中间部位的较大的极耳装配孔，该极耳装配孔可以使相邻两个电芯的两个正极耳或两个负极耳从中穿过，并分别向外侧弯折。
极耳装配孔通常为细长的孔缝或矩形孔，在穿极耳时需要对准。为了简化穿极耳的步骤，本申请在侧边装配部的基础上还设置了至少一个侧边凹进部，侧边装配部和侧边凹进部使导流板的侧边成为阶梯状结构，每个阶梯对应于位于不同位置的极耳，极耳包绕侧边装配部或侧边凹进部之后向内侧弯折。
在一些实施例中，在每个电芯组中，各个极耳对应的极耳装配孔沿厚度方向X投影所获得的第二投影图形之间没有重叠。根据这些实施例，每个极耳对应一个长度与其匹配的极耳装配孔，在电芯组中的极耳数量超过2个的实施例中，这样的设置可以确保每个极耳弯折之后，极耳和导流板极柱之间的电流通路上没有孔缝的干扰，从而使内阻降低。
在一些实施例中，本申请的二次电池还包括绝缘垫片350，设置在电芯组件200和导流板301、302之间，起到绝缘作用。如图3A所示，绝缘垫片350上设置了8个装配部351-358，分别对应于电芯组件200中的8个极耳。绝缘垫片起到绝缘保护的作用的同时，还有利于导流板的定位和支撑，也起到支撑极耳的作用，使极耳保持良好的形态，不会冗余、下沉等。
图3A所示的绝缘垫片350仅为示例，不用于限制该二次电池中的绝缘垫片的具体结构。在图3A所示的实施例中，装配部都是装配孔，每个装配部沿Y方向的长度基本相等。在其他的实施例中，各个装配部的长度可以是不等的，并且每个装配部对应于至少一个极耳，该装配部的位置对应于极耳的位置。例如对应于图3A中所示的交错分布的极耳，装配部的位置也是交错分布的(图3A中未示意出来）。与极耳的位置相适配地，每个装配部和中轴线A2之间的距离随着装配部和邻接面250之间的距离的增加而增大或减小。
在一些实施例中，与导流板类似地，绝缘垫片上的装配部除装配孔外还可以包括侧边配合部，侧边配合部位于绝缘垫片的侧边，用于使对应的极耳从中穿过。在装配时，使极耳直接包绕该绝缘垫片的侧边配合部和导流板的侧边装配部之后向内侧弯折。
在一些实施例中，绝缘垫片同时包括侧边配合部和侧边凹入部，其中，侧边凹入部位于绝缘垫片的侧边，侧边凹入部向绝缘垫片的内部凹进，侧边凹入部用于使对应的极耳从中穿过。侧边配合部和侧边凹入部一起形成阶梯状侧边，可以与具有阶梯状侧边的导流板配合使用。
在一些实施例中，绝缘垫片同时包括侧边配合部、侧边凹入部和装配孔。
在一些实施例中，绝缘垫片同时包括装配孔和侧边凹入部。
在图3A中，绝缘垫片350是一个整体。在一些实施例中，绝缘垫片可以包括分离设置的两片。
在一些实施例中，在绝缘垫片的周边还设置有倒扣装配结构，用于在后续装配二次电池时，与顶盖上的下塑胶倒扣连接。
图4A是图3B所示实施例的装配结构的正视图，图4B是图4A沿B1B1'线的剖视图，图4C是图4B上方区域C1的放大图。结合图3A和图4A-图4C，位于内侧的极耳222、232依次分别穿过绝缘垫片350上的装配部352、353，以及导流板301上的极耳装配孔322、332；位于外侧的极耳212、242分别穿过绝缘垫片350上的装配部351、354，并从导流板301的侧边装配部312、342穿出。
如图4C所示，导流板301紧挨绝缘垫片350，绝缘垫片350贴合在电芯组件的顶面上，使得该装配结构在高度方向Z上结构紧凑，在二次电池高度不变的情况下，由于缩短了极耳的装配高度，可以使电芯组件的高度增高，从而提高电池能量密度和性能。
图4C也用于说明实施例一中的各个极耳的高度相等。
图5A是图4A所示实施例的装配结构经折极耳之后的结构示意图，图5B是图5A沿B2B2'线的剖视图，图5C是图5B上方区域C2的放大图。结合图5A-图5C，在该装配结构中，极耳都朝向电芯组件的内侧折叠，其中，位于外侧的极耳212、242包绕侧边装配部312、342，相当于包裹导流板301的侧边，之后再向内侧弯折。在极耳212、242和导流板301的侧边之间没有空隙。如图5A，每个极耳都通过对应的焊接部焊接至导流板的上表面，使极耳与导流板贴合。例如，极耳212、222、232、242分别具有对应的焊接部511、512、513、514。本申请对具体的焊接方式不做限制。
如图5A所示，根据这样的装配结构，一方面，电芯组件200和导流板相配合，可以克服现有装配结构存在的问题，降低电池短路风险；另一方面，在二次电池使用过程中，电流从外侧电芯的极耳，例如极耳212、242，流至导流板极柱303的导电通路上没有孔隙，可以极大地降低该部分电路的内阻，从而进一步降低了二次电池内阻，提升了二次电池的电压平台和性能。同时，电池组件中的极耳以第一对称轴为对称分布，使得各个极耳到相对应的导流板极柱之间的距离一致，从而使内侧电芯、外侧电芯的极耳的内阻趋于一致，流经各个电芯的电流一致，提升了二次电池的长期使用性能。
图6A是根据实施例一的电池组件完成装配之后的二次电池的正视图，图6B是图6A沿B3B3'线的剖视图，图6C是图6B上方区域C3的放大图。结合图6A-图6C所示，在完成装配之后，图5A所示的装配结构被放入壳体610中，并且在上方增加了顶盖620。如图6C所示，顶盖620上具有顶盖极柱621，导流板301上的导流板极柱303与顶盖极柱621通过焊接等方式连接。图6C进一步表明，根据本申请的电芯组件、导流板等装配结构，使得电芯组件和顶盖620之间具有非常紧凑的结构，大大节省了高度方向Z上的空间，有利于进一步提高二次电池的储能能力。
实施例二
图7是本申请实施例二的二次电池中的电芯组件的立体结构示意图。该实施例二的电芯组件700包括两个电芯组，分别是电芯组701、702，每个电芯组中包括3个电芯。例如电芯组701中包括依次邻接的电芯710、720、730，电芯组702中包括依次邻接的电芯740、750、760。每个电芯包括电芯本体和从电芯本体的顶面凸出的极耳，该极耳包括正极耳和负极耳。例如，电芯710中包括正极耳711、负极耳712，电芯720中包括正极耳721、负极耳722，电芯730中包括正极耳731、负极耳732。6个电芯本体的顶面形成一平面，该平面被沿厚度方向延伸的中轴线A2划分为相等的第一区域Zone1和第二区域Zone2，所有的正极耳711、721、731、741、751、761都位于第一区域Zone1中，所有的负极耳712、722、732、742、752、762都位于第二区域Zone2中。在电芯组701中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳711、721、731沿厚度方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳712、722、732沿厚度方向的投影没有重叠。同样地，在电芯组702中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳741、751、761沿厚度方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳742、752、762沿厚度方向的投影没有重叠。关于极耳位置的说明与实施例一相同，此处不再展开。
与实施例一相比，实施例二的电芯组件700中共有6个电芯，相应的导流板上的极耳装配部的位置、绝缘垫片上的装配部的位置也应做适应性调整，以使内侧电芯的极耳能够穿过对应的极耳装配孔和装配部。关于实施例二的其他装配结构以及完成装配之后的二次电池，可以参考实施例一做出相应的变化，此处不再展开。实施例二的有益效果与实施例一相同。在电芯数量增多的情况下，本申请的电芯组件对电池性能的提升效果更加明显。
实施例三
图8A是包括本申请实施例三的电芯组件的二次电池的装配结构的爆炸图。与实施例一相比，实施例三的不同之处在于，在每个电芯组中，全部极耳的极耳高度随着极耳和邻接面之间的距离的增加而增高。在其他的实施例中，可以只有部分极耳的极耳高度随着极耳和邻接面之间的距离的增加而增高。在这些实施例中，位于最外侧的极耳的高度最高。
与实施例一相同地，每个极耳和中轴线A2之间具有一中轴距离，中轴距离随着极耳和邻接面850之间的距离的增加而增大。
如图8A所示，该实施例三的电芯组件800包括两个电芯组，分别是电芯组801、802，两个电芯组沿厚度方向X邻接；每个电芯组中包括2个电芯，例如电芯组801中包括电芯810、820，电芯组802中包括电芯830、840。每个电芯组中的两个电芯沿厚度方向X依次邻接；每个电芯包括电芯本体和从电芯本体的顶面凸出的极耳，该极耳包括正极耳和负极耳。例如，电芯组801中的电芯810、820沿厚度方向X依次邻接。电芯810包括电芯本体811和正极耳812、负极耳813，电芯820包括电芯本体821和正极耳822、负极耳823。同样，如图8A所示，电芯组802中的电芯830、840沿厚度方向X依次邻接。电芯830包括电芯本体831和正极耳832、负极耳833，电芯840包括电芯本体841和正极耳842、负极耳843。4个电芯本体的顶面形成一平面，该平面被沿厚度方向延伸的中轴线A2划分为相等的第一区域Zone1和第二区域Zone2，所有的正极耳812、822、832、842都位于第一区域Zone1中，所有的负极耳813、823、833、843都位于第二区域Zone2中。在电芯组801中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳812、822沿厚度方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳813、823沿厚度方向的投影没有重叠。同样地，在电芯组802中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳832、842沿厚度方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳833、843沿厚度方向的投影没有重叠。
如图8A所示，电芯组801、802之间具有邻接面850以及第一对称轴A1，电芯组801中的各个极耳812、813、822、823的位置与电芯组802中的各个极耳832、833、842、843的位置以第一对称轴A1互为对称分布。内侧电芯820、830上的极耳822、823、832、833距离邻接面850的距离较近，极耳高度较低；外侧电芯810、840上的极耳812、813、842、843距离邻接面850的距离较远，极耳高度较高。进一步地，极耳822、823、832、833的高度都相等，极耳812、813、842、843的高度也都相等。
如图8A所示，实施例三的电芯组件800对应有导流板861、862。导流板861上包括极耳装配孔861b、861c，分别对应于电芯组件800中极耳822、832，侧边装配部861a、861d分别对应于极耳812、842；导流板862上包括极耳装配孔862b、862c，分别对应于电芯组件800中极耳823、833，侧边装配部862a、862d分别对应于极耳813、843。与图3A所示的导流板301、302不同的是，极耳装配孔861b、861c、862b、862c的长度都比极耳装配孔322、332、323、333的长度长，这样在使极耳穿过极耳装配孔时，图8A所示实施例比图3A所示实施例更为容易。同时，由于外侧电芯812、842、813、843的极耳高度较高，在折极耳之后会分别越过极耳装配孔861b、861c、862b、862c而与导流板的上表面焊接，在二次电池使用时，电流不会受到极耳装配孔861b、861c、862b、862c的影响，同样可以降低电池内阻。
如图8A，导流板861上还包括导流板极柱863，导流板862上还包括导流板极柱864。在一些实施例中，该装配结构中还包括绝缘垫片870，设置在电芯组件800和导流板861、862之间，起到绝缘作用。与绝缘垫片350类似地，绝缘垫片870上也设置了8个装配孔，在此不再展开。
图8B是图8A所示实施例的装配结构在装配并经折极耳之后的结构示意图。在该装配结构中，极耳都朝向电芯组件的内侧折叠，并且每个极耳都通过对应的焊接部焊接至导流板的上表面，使极耳与导流板贴合。例如，极耳813、823、833、843分别具有对应的焊接部813a、823a、833a、843a。本申请对具体的焊接方式不做限制。可以理解，极耳812、822、832、842也分别具有对应的焊接部。
实施例四
图9是本申请实施例四的二次电池中的电芯组件的立体结构示意图。与实施例一相比，实施例四的不同之处在于，在每个电芯组中，极耳高度随着极耳和邻接面之间的距离的增加而增高。与实施例三相比，区别在于极耳在宽度方向Y上的位置有所变化。每个极耳和中轴线A2之间具有一中轴距离，中轴距离随着极耳和邻接面950之间的距离的增加而减小。
如图9所示，该实施例四的电芯组件900包括两个电芯组，分别是电芯组901、902，两个电芯组沿厚度方向X邻接；每个电芯组中包括2个电芯，例如电芯组901中包括电芯910、920，电芯组902中包括电芯930、940。每个电芯组中的两个电芯沿厚度方向X依次邻接；每个电芯包括电芯本体和从电芯本体的顶面凸出的极耳，该极耳包括正极耳和负极耳。每个电芯组中的各个电芯的极耳的位置各不相同。例如，电芯组901中的电芯910、920沿厚度方向X依次邻接。电芯910包括电芯本体911和正极耳912、负极耳913，电芯920包括电芯本体921和正极耳922、负极耳923。同样，如图9所示，电芯组902中的电芯930、940沿厚度方向X依次邻接。电芯930包括电芯本体931和正极耳932、负极耳933，电芯940包括电芯本体941和正极耳942、负极耳943。4个电芯本体的顶面形成一平面，该平面被沿厚度方向延伸的中轴线A2划分为相等的第一区域Zone1和第二区域Zone2，所有的正极耳912、922、932、942都位于第一区域Zone1中，所有的负极耳913、923、933、943都位于第二区域Zone2中。在电芯组901中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳912、922沿厚度方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳913、923沿厚度方向的投影没有重叠。同样地，在电芯组902中，位于第一区域Zone1中的所有正极耳932、942沿厚度方向的投影没有重叠，位于第二区域Zone2中的所有负极耳933、943沿厚度方向的投影没有重叠。
如图9所示，电芯组901、902之间具有邻接面950以及第一对称轴A1，电芯组901中的各个极耳912、913、922、923的位置与电芯组902中的各个极耳942、943、932、933的位置以第一对称轴A1互为对称分布。内侧电芯920、930上的极耳922、923、932、933距离邻接面950的距离较近，极耳高度较低；外侧电芯910、940上的极耳912、913、942、943距离邻接面950的距离较远，极耳高度较高。进一步地，极耳922、923、932、933的高度都相等，极耳912、913、942、943的高度也都相等。
图10A是包括图9所示实施例的电芯组件的二次电池的装配结构的爆炸图。图10B是图10A所示实施例的装配结构在装配过程中的结构示意图，图10C是图10B沿B4B4'线的剖视图，图10D是图10C上方区域C4的放大图。如图10A所示，实施例四的电芯组件900对应有导流板1001、1002。导流板1001上包括极耳装配孔1022、1032，分别对应于电芯组件900中极耳922、932，导流板1002上包括极耳装配孔1023、1033，分别对应于电芯组件900中极耳923、933。与图3A所示的导流板301、302不同的是，极耳装配孔1022、1032、1023、1033的长度都比极耳装配孔322、332、323、333的长度长，这样在使极耳穿过极耳装配孔时，图10A所示实施例比图3A所示实施例更为容易。同时，由于外侧电芯911、941的极耳高度较高，在之后折极耳之后，极耳912、913、942、943会越过极耳装配孔1022、1032、1023、1033而与导流板的上表面焊接，在二次电池使用时，电流不会受到极耳装配孔1022、1032、1023、1033的影响，同样可以降低电池内阻。
如图10A，导流板1001上还包括导流板极柱1003，导流板1002上还包括导流板极柱1004。在一些实施例中，该装配结构中还包括绝缘垫片1050，设置在电芯组件900和导流板1001、1002之间，起到绝缘作用。与绝缘垫片350类似地，绝缘垫片1050上也设置了8个装配孔，在此不再展开。
图11A是图10B所示实施例的装配结构经折极耳之后的结构示意图，图11B是图11A沿B5B5'线的剖视图，图11C是图11B上方区域C5的放大图。结合图11A-图11C，在该装配结构中，极耳都朝向电芯组件的内侧折叠，并且每个极耳都通过对应的焊接部焊接至导流板的上表面，使极耳与导流板贴合。例如，极耳913、923、933、943分别具有对应的焊接部1111、1112、1113、1114。本申请对具体的焊接方式不做限制。可以理解，极耳912、922、932、942也分别具有对应的焊接部。结合图10A和图11C所示，由于外侧电芯的极耳912、942具有较高的高度，经过侧边装配部1012、1042弯折之后，极耳912、942分别跨过导流板1001上的极耳装配孔1022、1032而到达距离导流板极柱1003较近的位置，避免了极耳装配孔对电流传输的影响，同样具有降低电池内阻的效果。
图12A是根据实施例四的电池组件完成装配之后的二次电池的正视图，图12B是图12A沿B6B6'线的剖视图，图12C是图12B上方区域C6的放大图。结合图12A-图12C所示，在完成装配之后，图11A所示的装配结构被放入壳体1210中，并且在上方增加了顶盖1220。如图12C所示，顶盖1220上具有顶盖极柱1221，导流板1001上的导流板极柱1003与顶盖极柱1221通过焊接等方式连接。图12C进一步表明，根据本申请的电芯组件、导流板等装配结构，使得电芯组件和顶盖1220之间具有非常紧凑的结构，大大节省了高度方向Z上的空间，有利于进一步提高二次电池的储能能力。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

Claims (11)

1.一种二次电池，其特征在于，包括电芯组件，所述电芯组件包括至少两个电芯组，所述至少两个电芯组沿厚度方向邻接；每个电芯组中包括至少两个电芯，每个电芯组中的所述至少两个电芯沿所述厚度方向依次邻接；每个电芯包括电芯本体和从所述电芯本体的顶面凸出的极耳，所述极耳包括正极耳和负极耳，多个所述电芯本体的顶面形成一平面，所述平面被沿所述厚度方向延伸的中轴线划分为相等的第一区域和第二区域，其中，所有的正极耳位于所述第一区域中，所有的负极耳位于所述第二区域中，每个电芯组中位于所述第一区域中的所有正极耳沿所述厚度方向的投影没有重叠，每个电芯组中位于所述第二区域中的所有负极耳沿所述厚度方向的投影没有重叠，相邻的两个电芯组通过邻接面相互邻接，所述相邻的两个电芯组的全部极耳以所述邻接面为对称面而对称分布。
2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电芯组件中，电芯组的数量为2个。
3.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，每个电芯的极耳具有极耳高度，每个电芯组中的全部极耳的极耳高度都相同。
4.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，相邻的两个电芯组通过邻接面相互邻接，每个电芯包括多个极耳，每个极耳具有极耳高度，在每个电芯组中，部分或全部所述极耳的极耳高度随着所述极耳和所述邻接面之间的距离的增加而增高。
5.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，相邻的两个电芯组通过邻接面相互邻接，所述电芯组件具有沿所述厚度方向延伸的中轴线，每个所述电芯的顶面被所述中轴线分为宽度相等的两部分，每个极耳和所述中轴线之间具有一中轴距离，所述中轴距离随着所述极耳和所述邻接面之间的距离的增加而增大或减小。
6.如权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述正极耳和所述负极耳的位置以所述中轴线为对称轴而对称分布。
7.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，还包括导流板，所述导流板包括极耳装配部，所述极耳装配部用于使对应的极耳从中穿过并弯折，弯折后的所述极耳与所述导流板贴合并导电连接。
8.如权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述极耳装配部包括贯穿所述导流板的极耳装配孔，所述极耳装配孔用于使至少一个所述极耳从中穿过并弯折。
9.如权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述极耳装配部包括侧边装配部和侧边凹进部，所述侧边装配部位于所述导流板的侧边上，所述侧边装配部用于使至少一个所述极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折，所述侧边凹进部位于所述导流板的侧边处并向所述导流板的内部凹进，所述侧边凹进部用于使对应的极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折。
10.如权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述极耳装配部包括侧边凹进部和/或侧边装配部，所述侧边装配部位于所述导流板的侧边上，所述侧边装配部用于使至少一个所述极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折，所述侧边凹进部位于所述导流板的侧边处并向所述导流板的内部凹进，所述侧边凹进部用于使对应的极耳从中穿过并向所述导流板的内部弯折。
11.如权利要求7所述的二次电池，其特征在于，还包括顶盖和壳体，所述顶盖包括所述顶盖极柱，所述壳体用于容纳完成装配的所述电芯组件和所述导流板。
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