CN201781028U - 一种二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种通过降低内部电阻来获得大电流放电特性且装配简单又可靠的二次电池。在一端开口的电池壳内容放有卷绕电极体，封口板封闭电池壳开口端，集电板与电极体两端相连，封口板通过引出片与集电板电连接，引出片包括凸起部，所述凸起部与连接面通过过渡部相连接，所述凸起部相对于连接面所在的平面凸出，连接面与封口板电连接，凸起部与一集电板电连接。具有本实用新型结构的引出片不需增加长度来进行弯折就可以实现集电板和封口板的连接而且还增加了引出片截面积。在引出片截面积增加、长度变短的情况下，与一般工具类电池相比过流面积增加、导电路径更短，因此电池内阻降低，从而满足二次电池大电流放电特性的要求。

Description

一种二次电池

技术领域

本实用新型涉及一种电池，更具体地说涉及一种二次电池。

背景技术

随着高新科技的迅速发展，能够驱动马达的二次电池被广泛用于电动汽车，这种电池要求具有大电流放电，且要求降低电池内部的电阻。一般工具类电池大都采用图1所示的构造，包括：一端开口的电池壳6，位于电池壳6内部的由正极板71、隔膜72和负极板73依次叠放并卷绕而成的电极体7，封闭电池壳6开口的封口板8，连接到正极板71的集电板9，以及连接在封口板8和集电板9之间弯折的引出片10。具有上述结构的二次电池，由于引出片10需要弯折，容易在弯折部位断裂，并且引出片10弯曲后汇流长度变长，一般选取引出片10的汇流长度为17mm，因此集电距离也随之变长，相应地导致电池的内部电阻增大，若增加引出片10的厚度又会使其变得难以焊接或造成脱焊，一般选取引出片10的厚度为0.25mm，因此无法通过增大引出片的截面积来减小内部电阻，而低电阻是实现二次电池大电流放电的重要特性。另外，引出片10与封口板8焊接时需要将封口板8倾斜，焊接完后又需弯折引出片10并同时按压封口板8然后再进行封口，工艺较繁琐。

实用新型内容

本实用新型要解决现有技术中的二次电阻的内部电阻过大、装配复杂的技术问题，提供一种能够降低电池内部电阻，并且装配简单、可靠的二次电池。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过下列技术方案实现的：

一种二次电池，包括：一端开口的电池壳、容放于电池壳内部的两端分别具有突出的正极板或负极板的卷绕电极体、封闭于所述电池壳开口端的封口板；所述电极体的两端分别设有集电板，所述集电板分别与所述电极体突出的正极板或负极板的端部焊接，所述封口板通过引出片与所述集电板电连接，其特征在于：所述引出片包括至少一个凸起部、连接面以及过渡部，所述一凸起部与连接面通过过渡部相连接，所述凸起部相对于连接面所在的平面凸出，所述连接面与封口板电连接，所述凸起部与所述集电板之一电连接。

所述连接面为一整体，或者，所述连接面为两个，分别位于凸起部对称的两侧。

所述引出片厚度为0.3-0.7mm。

所述封口板朝向引出片的一面设有与所述引出片的连接部形状相匹配的凹槽，凹槽内设有与所述引出片的连接部相抵接的凸起。

所述电池壳的另一端设有引出孔和极柱，所述极柱穿设于所述引出孔中，所述极柱与引出孔之间设有绝缘密封圈，所述极柱通过所述绝缘密封圈封闭所述引出孔。

所述极柱包括底盘和设于底盘中部的中空铆钉柱，所述极柱的底盘与另一集电板焊接，所述铆钉柱穿过所述引出孔伸出电池壳外部。

所述二次电池还包括一带孔的金属垫片，所述金属垫片固定于极柱上并位于所述电池壳的外部，金属垫片在与其他电池进行串联时作为电池的一极与其他电池的一极进行电连接。

所述电极体上套设有绝缘胶壳，所述集电板位于绝缘胶壳的端部并与绝缘胶壳形成一体。

所述集电板上设有面向所述电极体的多条圆弧状凸起，所述圆弧状凸起焊接在所述电极体突出的正极板或负极板的端部；并且，所述集电板上还设有多个注液孔，所述注液孔位于相邻的圆弧状凸起之间。

所述集电板上设有面向所述极柱或所述引出片的凸台，所述凸台与所述极柱或所述引出片相焊接。

所述电池壳的另一端对称设置有两个排气孔，并于排气孔上安装有安全阀。

具有本实用新型结构的二次电池，不仅使引出片不需弯折而实现集电板和封口板的连接，简化了工艺并增加了可靠性；而且引出片做成具有连接部及凸出于所述连接部中部设置的凸起部的结构，增加了引出片的截面积。在引出片截面积增加、长度变短的情况下，与一般工具类电池相比过流面积增加、导电路径更短，其结果是电池内阻降低，从而满足二次电池大电流放电的要求。

附图说明

图1是现有的二次电池的部分剖视图；

图2是本发明优选实施例的二次电池的剖视图；

图3是图2中所示的电池壳的结构示意图；

图4是图2中所示的极柱剖视图；

图5是图2中所示的电极体的剖视图；

图6a是图2中所示的正极集电板与上绝缘胶壳形成一体的示意图；

图6b是图2中所示的负极集电板与下绝缘胶壳形成一体的示意图；

图7是图2中所示的正极集电板的结构示意图；

图8是图2中所示的正极集电板与正极板焊接的示意图；

图9是图2中所示的封口板的结构示意图；

图10a是图2中所示的引出片的结构示意图；

图10b是图2中所示的引出片的主视图；

图10c是图2中所示的引出片的左视图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型给出的实施例是具有标称容量为6500mAh的镍氢电池，其具体结构如下：

参照图2，本实用新型的二次电池包括一端开口的电池壳1、容放于电池壳1内部的卷绕电极体2、封闭于所述电池壳1下部开口端的封口板5，电极体2的两端分别设有集电板，并与电极体2连接；封口板5通过引出片4与一集电板相导通。所述电池壳的另一端设有引出孔111和极柱113，极柱113通过绝缘密封圈112封闭引出孔111，极柱113与另一集电板连接。

如图3，电池壳1是一个下部开口，上部封口并在其封口面中心冲有引出孔111的圆柱体。如图2，将一绝缘密封圈112注塑在引出孔111处，并包覆孔的周缘及上下面。如图4，极柱113包括一底盘1131和设于底盘1131中部的中空铆钉柱1132，底盘1131和铆钉柱1132可以做成一体，底盘厚1mm。安装时极柱113从电池壳1内插入所述引出孔111并压紧，使底盘1131抵接所述绝缘密封圈112，铆钉柱1132伸出到电池壳1外侧。所述绝缘密封圈112使极柱113与电池壳1相互绝缘。

如图5所示为电极体2的剖视图，所述电极体2由正极板21、隔膜23和负极板22依次叠放并卷绕而成，正极板21突出于电极体2的一端，负极板22突出于电极体2的另一端。在本实施例中，电极体的具体制备过程：制备一个尺寸约800mm(长)×47.8mm(宽)×0.31mm(厚)的镍正极板21，和一个尺寸约870mm(长)×47.8mm(宽)×0.20mm(厚)的储氢合金负极板22。正极板21在其一端有裸露的一段，其余部分则在其上下表面涂有正极浆料。负极板22在其一端有裸露的一段，其余部分则在其上下表面涂有负极浆料。在各正、负极板之间插入一个使所述极板相互绝缘并能承受高倍率放电和高低温工作的隔膜23。正极板21、负极板22分别沿宽度方向错开叠置在隔膜23的上下面，缠绕成涡卷状电极体2，并使正极板裸露的一段向上突出4mm，负极板裸露的一段向下突出3.6mm。

如图2所示，本实施例中，所述电极体2的两端分别设置正极集电板31和负极集电板33；一并参照图6a-6b，所述电池壳1内还设有上绝缘胶壳32和下绝缘胶壳34，所述正极集电板31注塑于上绝缘胶壳32一端，负极集电板33注塑于下绝缘胶壳34一端；这两个注塑件分别套在电极体2的两端，带有正极集电板31的注塑件套在电极体突出有正极板的一端并压紧，使正极集电板31与电极体2突出的正极板21端部相抵接，带有负极集电板33的注塑件套在电极体2突出有负极板22的一端并压紧，使负极集电板33与突出的负极板22端部相抵接；然后焊接集电板与所述电极体2突出的正极板或负极板的端部，焊接方式可以是本领域公知的方式，如电子束焊接。

如图7所示，所述正极集电板31由低碳钢制成，面积为电极体2的端面面积的98％，厚度为0.6mm，在所述正极集电板31中心设置了朝向所述极柱113并与所述极柱113的底盘1131相接触的平面凸台311，在所述正极集电板31上一体地形成了以平面凸台311为中心地放射状延伸的多个圆弧状凸起313，所述圆弧状凸起313朝向所述电极体2。另外，在相邻的圆弧状凸起313之间形成了便于电解液注入的注液孔312。如图8所示，所述圆弧状凸起313垂直于所述正极集电板31半径线的截面形状成半圆弧形。当把正极集电板31压接在所述电极体2突出的正极板21的端部时，所述圆弧状凸起313咬入电极体2突出的正极板21中，并且在突出的正极板端部和圆弧状凸起313之间形成了由圆柱面构成的接合面，在这种状态下，如图8的箭头所示，朝向圆弧状凸起313的内周面照射电子束，进行电子束焊接。结果，正极集电板的圆弧状凸起313与电极体2的突出的正极板21端部以大接触面积相互接合，从而获得了良好的接触状态，因此，正极集电板31与电极体2之间的接触电阻减小。同样地，负极集电板33采用和正极集电板31相同的结构，平面凸台朝向所述引出片4，圆弧状凸起朝向所述电极体2，且与所述电极体2突出的负极板端部焊接。

如图2所示，安装时，将套好注塑件的电极体带有正极集电板31的一端朝向极柱113推入电池壳，使正极集电板的平面凸台311与极柱的底盘1131抵接并进行焊接，焊接方式可采用本领域公知的方式，如激光焊接，具体是在电池壳外部从铆钉柱1132的中空部分照射激光，将底盘1131与平面凸台311焊接。进一步地，所述电池壳的外侧还设有一金属垫片，所述金属垫片的中间设有穿孔，安装时将金属垫片114穿过铆钉柱1132置于于电池壳外部，然后对铆钉柱进行旋铆压，从而固定金属垫片114于极柱上，铆压后的状态如图2所示，该金属垫片114固定于绝缘密封圈112与铆钉柱1132之间，电流通过正极集电板31、极柱113传至金属垫片114，其作用是在多个电池进行串联时可以作为电池的一极与另一电池的一极进行电连接。

由低碳钢制成的且具有一定弹性的引出片4，厚度优选为0.3-0.7mm，更优选为0.6mm。参照图10a-10c及图2，本实用新型的主要改进之处在于引出片，本实用新型的引出片4包括凸起部42、连接面41以及过渡部43，所述凸起部42与连接面41通过过渡部43相连接，所述凸起部42相对于连接面41所在的平面凸出，所述连接面41与封口板5电连接，所述凸起部42与一集电板电连接。在本实施例中，引出片4是通过将一矩形金属片中部冲出一凸台而制得，所述凸起部42为该凸台，所述连接面41为两个，并分别位于该凸台对称的两侧，所述过渡部43连接凸起部42与连接面41；可以理解的是，在其它实施例中，还可以将圆形金属片中部冲出一凸台形成圆盘形状的引出片，此时所述凸起部为该凸台，所述连接面围绕凸台一周且为一整体，并通过过渡部与凸台连接。总之，具有类似结构的引出片均在本发明的保护范围内。

安装时，先将引出片的凸起部42焊接在所述负极集电板33的平面凸台上。然后在电池壳开口端盖上低碳钢制成的封口板5，此时连接面41与封口板5刚好抵接，因此在设计电池各部件尺寸时需考虑到公差的配合。再对封口板5和电池壳1进行封口。由于连接面41与封口板5抵接，只要在电池壳外侧相对连接面41的位置进行焊接，就可以连接引出片4与封口板5，从而使负极集电板33与封口板5相导通，封口板起到作为电池一极的作用。优选地，本实施例是通过激光焊接，并在封口板5朝向引出片4的一面设有与所述连接面41形状相匹配的凹槽51，凹槽内设有与所述连接面41相抵接的凸起52。设置凹槽的目的是在盖封口板时能准确的将连接面41容纳于凹槽内并与凸起52接触，激光在封口板的另一面向凸起52的内周面照射激光束，就可以进行焊接，封口板5的结构如图9所示。综上所述，具有本实用新型结构的引出片不需增加长度进行弯折就可以实现集电板和封口板的连接，导致引出片汇流长度变短，本实施例的引出片4的尺寸见图10b-10c，引出片4汇流长度为3mm，比现有技术的引出片10短了约14mm，；而且，在宽度相等的情况下本实用新型的引出片4厚度为0.6mm，比现有技术的引出片10厚度增加了约0.35mm，引出片截面积增大。在引出片截面积增大、长度变短的情况下，与一般工具类电池相比过流面积增加、导电路径更短，其结果是电池内阻降低，从而满足二次电池大电流放电特性的要求。另外这种引出片结构可以在装配时抵消电极体2卷绕后产生的端面不平的公差，因而不影响电池整体尺寸。

优选的，如图2在电池壳1上端面相对于引出孔对称设置两个排气孔121，并相应的安装有两个安全阀122，所述安全阀122包括防爆球124，防爆盖帽123。在对电池壳封口完成后，由位于电池壳上的排气孔121向电池壳内注入电解液，电解液组成成分为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂溶液。注好电解液后，把三元乙丙制成的防爆球124置于排气孔121上，堵住排气孔。一帽型的防爆盖帽123扣于排气孔121及防爆球124之上，并与电池壳1焊接，所述防爆盖帽123侧面设置泄气孔125。一般情况下，处于压缩状态的防爆球124通常将排气孔121堵住避免电解液漏出，当电池内压大于设定的压力时，防爆球124发生变形，排气孔121被打开，气体从排气孔121和防爆盖帽上的泄气孔125排出到外部从而降低电池内压，防止电池爆炸。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种二次电池，包括：一端开口的电池壳、容放于电池壳内部的两端分别具有突出的正极板或负极板的卷绕电极体、封闭所述电池壳开口端的封口板；所述电极体的两端分别设有集电板，所述集电板分别与所述电极体突出的正极板或负极板的端部焊接，所述封口板通过引出片与所述集电板电连接，其特征在于：所述引出片包括至少一个凸起部、连接面以及过渡部，所述一凸起部与连接面通过过渡部相连接，所述凸起部相对于连接面所在的平面凸出，所述连接面与封口板电连接，所述凸起部与所述集电板之一电连接。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述连接面为一整体。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述连接面为两个，分别位于凸起部对称的两侧。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述引出片的厚度为0.3-0.7mm。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述封口板朝向引出片的一面设有与所述引出片的连接部形状相匹配的凹槽，凹槽内设有与所述引出片的连接部相抵接的凸起。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述电池壳的另一端设有引出孔和极柱，所述极柱穿设于所述引出孔中，所述极柱与引出孔之间设有绝缘密封圈，所述极柱通过所述绝缘密封圈封闭所述引出孔。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于：所述极柱包括底盘和设于底盘中部的中空铆钉柱，所述极柱的底盘与另一集电板焊接，所述铆钉柱穿过所述引出孔伸出电池壳外部。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于：所述二次电池还包括一带孔的金属垫片，所述金属垫片固定于极柱上并位于所述电池壳的外部。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述电极体上套设有绝缘胶壳，所述集电板位于绝缘胶壳的端部并与绝缘胶壳形成一体。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述集电板上设有面向所述电极体的多条圆弧状凸起，所述圆弧状凸起焊接在所述电极体突出的正极板或负极板的端部；并且，所述集电板上还设有多个注液孔，所述注液孔位于相邻的圆弧状凸起之间。

11.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于：所述集电板上设有面向所述极柱或所述引出片的凸台，所述凸台与所述极柱或所述引出片相焊接。

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