CN206349416U - 二次电池的顶盖结构及二次电池 - 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的顶盖结构及二次电池，包括顶盖板与安全支架，所述顶盖板设有朝远离裸电芯的方向凸出的凸台，所述凸台靠近所述裸电芯的一侧设有容纳腔，并且所述凸台设有防爆阀；所述安全支架容纳于所述容纳腔，并且所述安全支架设于所述防爆阀靠近所述裸电芯的一侧；所述安全支架包括与所述防爆阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道，所述侧壁自所述遮挡板朝向所述顶盖板延伸，并与所述顶盖板连接，所述气流通道形成在所述侧壁上。本申请能够为裸电芯及内部各连接结构提供更大的安装空间，提高二次电池的能量密度。

Description

二次电池的顶盖结构及二次电池

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的顶盖结构及二次电池。

背景技术

目前，二次电池为了防止电芯失效后引起燃烧，顶盖结构包括顶盖板、防爆阀、安全支架，顶盖板上设有第一泄压孔，安全支架上设有第二泄压孔，防爆阀、安全支架顺次安装于顶盖板靠近电芯腔的一侧，防爆阀的周缘密封第一泄压孔，且安全支架向电芯腔的方向凸出。

然而，安全支架凸出顶盖板的高度与防爆阀的面积有关，防爆阀的面积越大，安全支架凸出顶盖板的高度越高，以保证安第二泄压孔有足够的泄压面积，防止防爆阀失效。但是，这种结构安全支架会挤占电芯腔有限的空间，尤其是沿着顶盖板厚度方向以及顶盖板延伸方向的空间，影响裸电芯及内部各连接结构的布置，降低了二次电池的能量密度。

实用新型内容

本申请提供了一种二次电池的顶盖结构及二次电池，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的顶盖结构，包括顶盖板与安全支架，

所述顶盖板设有朝远离裸电芯的方向凸出的凸台，所述凸台靠近所述裸电芯的一侧设有容纳腔，并且所述凸台设有防爆阀；

所述安全支架容纳于所述容纳腔，并且所述安全支架设于所述防爆阀靠近所述裸电芯的一侧；所述安全支架包括与所述防爆阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道，所述侧壁自所述遮挡板朝向所述顶盖板延伸，并与所述顶盖板连接，所述气流通道形成在所述侧壁上。

优选地，所述防爆阀包括防爆膜，所述凸台上设有贯穿所述顶盖板的第一泄压孔，所述防爆膜密封所述第一泄压孔。

优选地，所述顶盖板靠近所述裸电芯的一面为顶盖下表面；所述安全支架靠近所述裸电芯的一面为支架下表面，

所述支架下表面位于所述顶盖下表面的远离所述裸电芯的一侧，或者所述支架下表面与所述顶盖下表面在同一平面上。

优选地，还包括设置于所述顶盖板的端子组件，所述端子组件远离所述裸电芯的一面为端子上表面；所述凸台远离所述裸电芯的一面为凸台上表面，

所述凸台上表面位于所述端子上表面的靠近所述裸电芯的一侧，或者所述凸台上表面与所述端子上表面在同一平面上。

优选地，所述侧壁与所述容纳腔的侧面之间留有间隔，所述气流通道通过所述间隔与电芯腔连通。

优选地，所述气流通道包括第一通道，所述侧壁包括相对设置的两块侧板，两块所述侧板之间形成所述第一通道。

优选地，所述气流通道还包括第二通道，所述第二通道沿垂直于所述侧板的厚度方向贯通所述侧板。

优选地，还包括绝缘件，所述绝缘件设置在所述顶盖板靠近所述裸电芯的一侧，并且覆盖所述安全支架，且所述绝缘件设有与所述防爆阀相对设置的第二泄压孔。

优选地，所述绝缘件设有格栅，所述第二泄压孔为所述格栅的通孔。

本申请的第二方面提供给了一种二次电池，包括如上任一项所述的顶盖结构。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的顶盖结构，顶盖板上设有凸向远离裸电芯的凸台，在凸台上设置容纳腔，以容纳防爆阀与安全支架，这样，安全支架不会占用电芯腔的空间，从而能够为裸电芯及内部各连接结构提供更大的安装空间，因此，这种顶盖结构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为本申请所提供的顶盖结构一种具体实施例一个视角的结构示意图；

图2为本申请所提供的顶盖结构一种具体实施例的爆炸视图；

图3为本申请所提供的顶盖结构一种具体实施例的俯视图；

图4为沿图3中A-A线的剖视图；

图5为图4中I处的放大视图；

图6为图3中去掉绝缘件后沿A-A线的剖视图；

图7为图6中II处的放大视图；

图8为本申请所提供的顶盖结构一种具体实施例另一视角的结构示意图。

附图标记：

10-顶盖板；

101-凸台；

101a-容纳腔；101b-第一泄压孔；101c-凸台上表面；

102-顶盖下表面；

20-绝缘件；

201-第二泄压孔；

30-第一端子组件；

301-端子上表面；

31-第二端子组件；

40-防爆阀；

50-安全支架；

501-遮挡板；

502-侧壁；

503-支架下表面；

504-气流通道；

505-连接件。

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。

本申请实施例提供了一种二次电池，包括顶盖结构、壳体和裸电芯。如图1-8所示，二次电池的顶盖结构包括顶盖板10与安全支架50，顶盖板10与壳体扣合，形成电芯腔，裸电芯容纳于电芯腔内，电芯腔内灌注有电解液。需要说明的是，顶盖板10靠近裸电芯的一面为顶盖下表面102，远离裸电芯的一面为顶盖上表面。一般地，顶盖结构还包括端子组件，如图1-4、6、8所示的第一端子组件30和第二端子组件31，第一端子组件30靠近裸电芯的一端和第二端子组件31靠近裸电芯的一端连接于裸电芯，第一端子组件30的另一端和第二端子组件31的另一端伸出顶盖板10的顶盖上表面，用于端子组件与外界其它部件的电连接，其中，端子组件远离裸电芯的一面为端子上表面301，也就是说第一端子组件30远离裸电芯的一面与第二端子组件31远离裸电芯的一面中，距离裸电芯较远的一面为端子上表面301。

具体地，如图2、8所示，顶盖板10设有朝远离裸电芯的方向凸出的凸台101，即凸台101自顶盖上表面向远离裸电芯的方向凸出。凸台101靠近裸电芯的一侧设有容纳腔101a，通常，容纳腔101a由顶盖板10的顶盖下表面102向远离裸电芯的一侧凹陷形成，容纳腔101a的开口朝向裸电芯，容纳腔101a包括底面和侧面，侧面呈封闭的环形结构。可以利用冲压工艺，在顶盖板10上同时冲压出凸台101和容纳腔101a。凸台101还设有防爆阀40，防爆阀40设置于底面，以与容纳腔101a的开口、电芯腔正对。其中，凸台101远离裸电芯的一面为凸台上表面101c。

安全支架50容纳于容纳腔101a，并且安全支架50设于防爆阀40靠近裸电芯的一侧。其中，安全支架50包括与防爆阀40相对的遮挡板501、侧壁502和气流通道504，侧壁502自遮挡板501朝向顶盖板10延伸，并与顶盖板10连接，且气流通道504形成在侧壁502上，一般地，为了使遮挡板501固定在容纳腔101a，侧壁502自遮挡板501向容纳腔101a的底面延伸，且焊接于容纳腔101a的底面上。

上述结构，顶盖板10上设有凸向远离裸电芯的凸台101，在凸台101上设置容纳腔101a，以容纳防爆阀40与安全支架50，这样，安全支架50不会占用电芯腔的空间，从而能够为裸电芯及内部各连接结构提供更大的安装空间，因此，这种顶盖结构能够提高二次电池的能量密度。

可选地，防爆阀40包括防爆膜，凸台101上设有贯穿顶盖板10的第一泄压孔101b，防爆膜40密封第一泄压孔101b，采用薄膜结构能够方便加工，以及提高防爆阀40的灵敏度。为了防止防爆膜与顶盖板10连接松动时防爆膜滑出第一泄压孔101b，第一泄压孔101b设为阶梯孔，阶梯孔的阶梯面朝向裸电芯，防爆膜与阶梯面贴合。当然，防爆阀40与顶盖板10也可以一体成型，防爆阀40的厚度较顶盖板10的其余区域的厚度小，即在顶盖板10上设置减薄区作为防爆阀40，防爆阀40上还可以设置刻痕等易断裂结构，以在二次电池内的压力增大时，防爆阀40先破裂。

为了增加凸台101的强度，凸台101设置为阶梯凸台，阶梯凸台的小端位于凸台101远离裸电芯的一面，第一泄压孔101b贯穿小端。

一般地，沿顶盖板10的厚度方向，遮挡板501的投影覆盖防爆阀40的投影，以更好地阻挡住正面喷出的火星，并使火星产生反射，从而改变火星的运动轨迹和喷出速度。在图2所示的实施例中，遮挡板501为一个连续的结构，即遮挡板501上未设置通孔等供气流通过的通道，或者说，气流通道504设置在侧壁502上，从而可以完全阻挡住正面喷出的火星，并使火星产生反射从而改变运动轨迹和喷出速度。

可选地，侧壁502与遮挡板501垂直或者倾斜设置，在侧壁502倾斜设置时，优选侧壁502远离遮挡板501的一端向凸台101的侧面倾斜。

侧壁502包括侧板，可以为遮挡板501的边缘均连接有侧板，如在遮挡板501的主平面为矩形时，包括四块侧板，四块侧板沿遮挡板501的周向依次连接，且四块侧板分别连接于遮挡板501的四条边；或者在遮挡板501的边缘上，仅部分区域连接有侧板，如图2-7所示，侧壁502可以仅包括相对设置的两块侧板，在遮挡板501的主平面为矩形时，两块侧板分别连接于遮挡板501相对的两条边。

可选地，气流通道504包括第一通道，第一通道可以沿侧壁502的任一方向设置，在侧壁502包括相对设置的两块侧板时，两块侧板之间形成第一通道，通过这种方式能够增大气流通道504的排气的面积，尤其是在遮挡板501的主平面为矩形时，其中两条相对的边完全被气流通道504穿过，以进一步增大气流通道504的排气面积。进一步地，第一通道沿着顶盖板10的延伸方向(即顶盖板10的长度方向)设置。

为了进一步增加气流通道504的排气面积，气流通道504还包括第二通道，在侧壁502包括相对设置的两块侧板时，第二通道沿垂直于两块侧板的厚度方向贯通侧板，其中，第一通道与第二通道可以相互垂直，也可以呈任一夹角。

可以理解地，在侧壁502为其它结构时，也可以设有第一通道和第二通道；且第一通道与第二通道可以分别设有一条或者多条。当然气流通道504也可以仅设有第二通道。

由于将安全支架50容纳于凸台101的容纳腔101a内，气流通道504内的气流会受容纳腔101a的侧面阻挡，为了保证电芯腔内的气体能够通过气流通道504顺畅地排出到电芯腔外，侧壁502与容纳腔101a的侧面之间留有间隔，也就是说，上述间隔由容纳腔101a与侧壁502围成，优选地，上述间隔为环形间隔，即沿着遮挡板501的周向，侧壁502与容纳腔101a的侧面之间均留有间隔，包括在气流通道504的延伸方向上也设置有上述间隔，通过在全支架50与容纳腔101a的侧面之间设置该间隔，能够使气流通道504通过间隔与电芯腔连通。当然，间隔也可以仅设置于气流通道504的方向上，或者气流通道504直接与电芯腔连通。

上述各实施例中，安全支架50与凸台101的连接，可以通过焊接、卡接或者螺纹连接的方式连接，为了连接的方便性，安全支架50还包括连接件505，一般地，连接件505连接于侧壁502远离遮挡板501的一端，安全支架50通过连接件505连接于凸台101。由于容纳腔101a的底面通常为平面结构，连接件505优选为板状结构，连接件505与底面贴合，以增加安全支架50与凸台101的接触面积，进而保证安全支架50连接的可靠性。

为了进一步增加电芯腔的空间，支架下表面503位于顶盖下表面102的远离裸电芯的一侧，即支架下表面503较顶盖下表面102远离裸电芯，或者支架下表面503与顶盖下表面102在同一平面上，这样，安全支架50完全不会占用电芯腔的空间，从而增加了极耳沿顶盖板10长度方向以及宽度方向的安装空间，其中，支架下表面503指安全支架50靠近裸电芯的一面。

由于端子组件伸出顶盖上表面的高度有限，若凸台101凸出顶盖上表面的高度太大，则会影响顶盖板10外部的其它部件的安装，因此，凸台上表面101c位于端子上表面301的靠近裸电芯的一侧，即凸台上表面101c较端子上表面301更靠近裸电芯，或者凸台上表面101c与端子上表面301在同一平面上。其中，高度指在顶盖板10的厚度方向的尺寸，凸台上表面101c指凸台101远离裸电芯的一面，在凸台101为阶梯凸台时，凸台上表面101c指小端远离裸电芯的一面。

此外，顶盖结构还包括绝缘件20，如图1-4所示，绝缘件20设置在顶盖板10靠近裸电芯的一侧，并且覆盖安全支架50，以隔离顶盖板10与裸电芯，且绝缘件20设有与防爆阀40相对的第二泄压孔201，即第一泄压孔101b、防爆阀40以及第二泄压孔201三者相对设置，以使电芯腔的气体通过第二泄压孔201进入气流通道504。

第二泄压孔201可以为圆孔、方孔等结构，为了进一步防止正面的火星以及防止碎屑的飞溅，绝缘件20设有格栅，如图1-3所示，第二泄压孔201为格栅的通孔。

绝缘件20可以为一体结构，也可以为分体结构，如图2所示，绝缘件20为分体结构，以方便加工和装配。

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 (10)

1.一种二次电池的顶盖结构，其特征在于，包括顶盖板与安全支架，

所述顶盖板设有朝远离裸电芯的方向凸出的凸台，所述凸台靠近所述裸电芯的一侧设有容纳腔，并且所述凸台设有防爆阀；

所述安全支架容纳于所述容纳腔，并且所述安全支架设于所述防爆阀靠近所述裸电芯的一侧；所述安全支架包括与所述防爆阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道，所述侧壁自所述遮挡板朝向所述顶盖板延伸，并与所述顶盖板连接，所述气流通道形成在所述侧壁上。

2.根据权利要求1所述的顶盖结构，其特征在于，所述防爆阀包括防爆膜，所述凸台上设有贯穿所述顶盖板的第一泄压孔，所述防爆膜密封所述第一泄压孔。

3.根据权利要求1所述的顶盖结构，其特征在于，所述顶盖板靠近所述裸电芯的一面为顶盖下表面；所述安全支架靠近所述裸电芯的一面为支架下表面，

所述支架下表面位于所述顶盖下表面的远离所述裸电芯的一侧，或者所述支架下表面与所述顶盖下表面在同一平面上。

4.根据权利要求1所述的顶盖结构，其特征在于，还包括设置于所述顶盖板的端子组件，所述端子组件远离所述裸电芯的一面为端子上表面；所述凸台远离所述裸电芯的一面为凸台上表面，

所述凸台上表面位于所述端子上表面的靠近所述裸电芯的一侧，或者所述凸台上表面与所述端子上表面在同一平面上。

5.根据权利要求1所述的顶盖结构，其特征在于，所述侧壁与所述容纳腔的侧面之间留有间隔，所述气流通道通过所述间隔与电芯腔连通。

6.根据权利要求1所述的顶盖结构，其特征在于，所述气流通道包括第一通道，所述侧壁包括相对设置的两块侧板，两块所述侧板之间形成所述第一通道。

7.根据权利要求6所述的顶盖结构，其特征在于，所述气流通道还包括第二通道，所述第二通道沿垂直于所述侧板的厚度方向贯通所述侧板。

8.根据权利要求1-7任一项所述的顶盖结构，其特征在于，还包括绝缘件，所述绝缘件设置在所述顶盖板靠近所述裸电芯的一侧，并且覆盖所述安全支架，且所述绝缘件设有与所述防爆阀相对设置的第二泄压孔。

9.根据权利要求8所述的顶盖结构，其特征在于，所述绝缘件设有格栅，所述第二泄压孔为所述格栅的通孔。

10.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的顶盖结构。