CN206774592U - 二次电池顶盖组件及二次电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及二次电池顶盖组件及二次电池。顶盖组件包括：第一极柱、第二极柱以及顶盖片，所述顶盖片与所述第一极柱绝缘设置或电连接，所述顶盖片与所述第二极柱绝缘设置；所述二次电池顶盖组件还包括接触片和导流片，所述接触片附接于所述顶盖片，所述导流片附接于所述第一极柱，且与所述顶盖片绝缘设置，当二次电池的内部压力超过基准压力时，所述接触片在所述内部压力的作用下动作，以带动所述导流片与所述第二极柱接触。该方案在满足二次电池安全性的前提下，降低了二次电池的制造成本，且相比设置两个接触片而言，结构更加简单。

Description

二次电池顶盖组件及二次电池

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种二次电池顶盖组件及二次电池。

背景技术

电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的二次电池作为电源。这些二次电池除了具有高容量，还应当具有良好的安全性才能达到使用标准和满足人们的需求。

二次电池存在过充时着火和爆炸的风险，相关技术中，为了降低由于电池过充引发的风险，采用设置两个接触片的方案，即，通过两个接触片的动作实现二次电池第一极柱和第二极柱的短接，从而停止过充状态。然而，这样设置后，会造成两个接触片动作时的阈值发生变化，导致两个接触片的动作时间会推迟，且对于电池模组而言，在每个二次电池中多增设一个接触片，就会导致制造成本的增加。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种二次电池顶盖组件及二次电池，能够降低二次电池被外部导体刺穿或发生过充时发生事故的风险，且结构简单、制造成本低。

本申请的第方面提供了一种二次电池顶盖组件，包括：第一极柱、第二极柱以及顶盖片，

所述顶盖片与所述第一极柱绝缘设置或电连接，所述顶盖片与所述第二极柱绝缘设置；

所述二次电池顶盖组件还包括接触片和导流片，所述接触片附接于所述顶盖片，所述导流片附接于所述第一极柱，且与所述顶盖片绝缘设置，

当二次电池的内部压力超过基准压力时，所述接触片在所述内部压力的作用下动作，以带动所述导流片与所述第二极柱接触。

优选地，所述导流片包括连接部分、接触部分以及连接于所述连接部分与所述接触部分之间的可变形部分，

所述连接部分附接于所述第一极柱，

所述接触片动作后向所述接触部分施加作用力，所述可变形部分在该作用力下变形以使所述接触部分与所述第二极柱抵接。

优选地，所述接触部分包括层叠设置的导流层和附加层，所述可变形部分连接于所述导流层，

所述接触片动作时与所述附加层抵接，以使所述导流层与所述第二极柱抵接，且所述接触片经由所述附加层与所述导流层绝缘。

优选地，所述接触片包括边缘部分、变形部分和中央部分，所述变形部分连接所述边缘部分和所述中央部分，

所述边缘部分附接于所述顶盖片，动作后的所述接触片经由所述中央部分与所述导流片接触，所述变形部分被弯曲为朝远离所述顶盖片的方向突出。

优选地，还包括电阻构件，

所述顶盖片与所述第一极柱电连接，所述电阻构件串联于所述第一极柱与所述顶盖片之间。

优选地，还包括第一极柱侧导电块，所述第一极柱侧导电块连接于所述第一极柱，

所述电阻构件夹持在所述第一极柱侧导电块与所述顶盖片之间，以形成通过所述顶盖片、所述电阻构件、所述第一极柱侧导电块以及所述第一极柱的电连接路径。

优选地，还包括第二极柱侧绝缘件，所述第二极柱侧绝缘件设置于所述第二极柱与所述顶盖片之间。

本申请的第二方面提供了一种二次电池，包括二次电池顶盖组件、壳体以及电极组件，所述二次电池顶盖组件连接于所述壳体的开口处并形成封装空间，

所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板，所述第一极柱与所述第一极片电连接，所述第二极柱与所述第二极片电连接；

所述电极组件封装在所述封装空间内，所述二次电池顶盖组件为上述任一项所述的二次电池顶盖组件。

优选地，还包括熔断构件，所述熔断构件设置于如下至少一个位置处：

所述第一极柱与所述第一极片之间、所述第二极柱与所述第二极片之间。

优选地，还包括柔性连接片，所述第一极片经由所述柔性连接片与所述第一极柱连接，

所述柔性连接片具有电流流通截面不相等的较大截面处和较小截面处，所述熔断构件形成于所述较小截面处。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例提供了一种二次电池顶盖组件，包括接触片和导流片，其中，接触片附接于顶盖片，导流片附接于第一极柱，当二次电池的内部压力超过基准压力时，接触片动作并带动导流片与所述第二极柱接触，此时第一极柱与第二极柱短接，过充状态停止。该方案中仅采用一个接触片，减少了接触片的设置数量，并由此改善了设置两个接触片时造成接触片动作阈值改变的缺陷，降低了二次电池的制造成本；另一方面，设置一个接触片同样可以降低二次电池在过充时发生事故的风险，且相比设置两个接触片而言，结构更加简单。

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为本申请实施例提供的二次电池的示意图；

图2为本申请实施例提供的二次电池的顶盖组件的分解视图；

图3为本申请实施例提供的二次电池的导流件的立体图；

图4为申请实施例提供的二次电池的顶盖组件的剖视图；

图5为图4中A部位的放大视图；

图6为本申请实施例提供的二次电池的分解视图。

附图标记：

1-顶盖组件；

11-第一极柱；

12-第二极柱；

13-顶盖片；

14-第二端子侧绝缘件；

15-接触片；

151-边缘部分；

152-变形部分；

153-中央部分；

16-导流片；

161-连接部分；

162-接触部分；

162a-导流层；

162b-附加层；

163-可变形部分；

17-电阻构件；

18-第一端子侧导电块；2-壳体；

3-电极组件；

100-二次电池；

101-熔断构件；

102-柔性连接片；

103-柔性连接片；

104-第一绝缘构件；

105-第二绝缘构件；

106-防爆阀；

107-防爆阀保护贴片；

108-注液孔；

109-注液孔密封件；

110-绝缘件。

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。

请参考图1-6，二次电池通常包括顶盖组件1、壳体2和电极组件3，顶盖组件1连接于壳体2的开口处，二者共同形成封装空间，电极组件3封装在封装空间内。

请参考图2，本申请提供了一种二次电池顶盖组件1，该顶盖组件1包括第一极柱11、第二极柱12以及顶盖片13，第一极柱11和第二极柱12均密封连接于顶盖片13，第一极柱11的一端伸出封装空间外，另一端与电极组件3的第一极耳连接；同样地，第二极柱12的一端伸出封装空间内，另一端与电极组件3的第二极耳连接。

为了防止二次电池过充，顶盖片13与第一极柱11可以绝缘设置，也可以电连接，顶盖片13与第二极柱12绝缘设置，其中，顶盖片13与第二极柱12通过第二端子侧绝缘件14实现绝缘，第二端子侧绝缘件14设置在顶盖片13与第二极柱12之间，同时，第二端子侧绝缘件14还起到密封顶盖片13与第二极柱12的作用，避免电解液从顶盖片13与第二极柱12之间的间隙泄露。

二次电池的顶盖组件1还包括接触片15和导流片16，接触片15附接于顶盖片13，导流片16附接于第一极柱11，导流片16与顶盖片13绝缘设置。

当二次电池的内部压力超过基准压力时，接触片15在内部压力的作用下动作，以带动导流片16与第二极柱12接触。

根据以上的描述可知，通过在顶盖片13上附接接触片15和在第一极柱11上附接导流片16，使得二次电池处于过充状态时，通过接触片15在内部压力的作用下动作以带动导流片16与第二极柱12接触，使二次电池处于外短路状态，并维持这种短路状态。此时，过充状态终止，二次电池着火或爆炸的风险降低，该方案中仅设置一个接触片15，相比现有技术而言，减少了接触片15的数量，在保证二次电池安全性的前提下，简化了二次电池的结构且降低了制造成本。

请参考图3，导流片16包括连接部分161、接触部分162以及连接于连接部分161与接触部分162之间的可变形部分163，其中，连接部分161附接于第一极柱11，接触片15动作后向接触部分162施加作用力，可变形部分163在该作用力下变形以使接触部分162与第二极柱12抵接。该方案中，可变形部分163的设置降低了接触片15动作时的阻力，提高了接触片15动作的灵敏度，提高了二次电池的安全性。

在图3所示的实施例中，导流片16为轴对称结构，其中，可变形部分163在未变形状态下沿对称轴L延伸，其一端与连接部分161连接，另一端与接触部分162连接，连接部分161包括关于对称轴对称的两部分，两部分均为L形结构，接触部分162为圆柱体结构。

需要说明的是，可变形部分163可以优选设置为弹性变形部分，弹性变形部分可以使得当接触力的作用力撤除后，可变形部分163可以自动恢复变形。

请参考图4-5，接触部分162包括层叠设置的导流层162a和附加层162b，附加层162b设置在导流层162a的下方，可变形部分163连接于导流层162a，导流层162a与第二极柱12接触，接触片15动作时与附加层162b抵接，且接触片15经由附加层162b与导流层162a绝缘。附加层162b可以避免接触片15与导流片16电接触，并可以起到支撑接触部分162的作用。

在图4-5所示的实施例中，可变形部分163、导流层162a以及连接部分161可以优选设置为一体式结构。

接触片15包括边缘部分151、变形部分152和中央部分153，变形部分152连接边缘部分151和中央部分153，边缘部分151附接于顶盖片13，动作后的接触片15经由中央部分153与导流片16接触，变形部分152被弯曲为朝远离顶盖片13的方向突出。

接触片15可以是各部分具有不同厚度的构件，该具有不同厚度的部分可以是位于接触片15与导流片16相接触的部分处的突起部分，又或者接触片15具有从其周界区域向其中心区域逐渐变化的厚度，且在中心区域最厚，以在接触片15动作时与导流片16接触。

在图4所示的实施例中，接触片具有：薄膜式的变形部分152，其形成为朝远离顶盖片13的方向突出的弧形；边缘部分151，其形成在变形部分的外侧，以被电连接到顶盖片13；以及中央部分153，其形成在变形部分152的内侧，并向靠近顶盖片13的一侧突出。

请继续参考图4，为了防止二次电池被导体刺穿时发热过大，本申请提出，顶盖组件1还包括电阻构件17，此时，可以设置顶盖片13与第一极柱11电连接，电阻构件17串联于第一极柱11与顶盖片13之间。如此设置后，当二次电池被导体刺穿时，由于电阻构件17的设置，可以减小流经于壳体2与第一极柱11的电流，导体刺穿部位不会产生打火现象。

进一步，顶盖组件1还包括第一极柱侧导电块18，第一极柱侧导电块18连接于第一极柱11，电阻构件17夹持在第一极柱侧导电块18与顶盖片13之间，以形成通过顶盖片13、电阻构件17、第一极柱侧导电块18以及第一极柱11的电连接路径。第一极柱侧导电块18可以方便第一极柱11与外电路的连接，且便于固定电阻构件17。

需要说明的是，通过附加层162b实现接触片15与接触部分162绝缘，可以确保当二次电池被外部导体穿过时，短路电流可以经由顶盖片13、电阻构件17、第一极柱11流通，而不会流经顶盖片13、接触片15和导流片16。

请参考图6，基于上述的顶盖组件1，本申请还提供了一种二次电池100，该二次电池100包括上述任一实施例的顶盖组件1。

电极组件3通过将第一极片、与第一极片极性相反的第二极片以及隔板一同螺旋卷绕而形成。隔板是介于第一极片与第二极片之间的绝缘体。可替换地，电极组件可以通过将形成为板状或片状的多个第一极片、多个隔板以及多个第二极片堆叠而形成。

第一极片可以是负极极片，相应地，第二极片是正极极片；同样，第一极片也可以是正极极片，相应地，第二极片是负极极片。

第一极片和第二极片各自均具有用作集流体的薄板，第一极片的薄板具有涂覆有活性物质的第一涂覆区域和没有涂覆活性物质的第一极耳；第二极片的薄板具有涂覆有活性物质的第二涂覆区域和没有涂覆活性物质的第二极耳。

壳体2被形成为具有大致立方体形状，以形成用于在其内部容纳电极组件的空腔，并且壳体2在一侧具有开口。

为了避免二次电池在外短路状态下发烧过热而引起着火等现象，该二次电池还包括熔断构件101，熔断构件101设置于如下至少一个位置处：第一极柱11与第一极片之间、第二极柱12与第二极片之间。熔断构件101可以通过设置成具有低熔点的材料或者较小的过流面积实现大电流下的快速熔点，从而对电路形成有效保护。

在图6所示的实施例中，二次电池还包括柔性连接片102，第一极片经由柔性连接片102与第一极柱连接，柔性连接片102具有电流流通截面不相等的较大截面处和较小截面处，熔断构件形成于较小截面处。

同理，第二极片也可以经由另一个柔性连接片103与第二极柱12连接，且另一个熔断构件101也可以形成于该柔性连接片103的较小截面处。

此外，顶盖片13与电极组件3之间还设置有第一绝缘构件104和第二绝缘构件105，第一绝缘构件104用于绝缘顶盖片13与第一极耳，第二绝缘构件105用于绝缘顶盖片13与第二极耳。

二次电池还包括防爆阀106以及防爆阀保护贴片107、注液孔108以及注液孔密封件109以及绝缘件110，其中，绝缘件110覆盖于顶盖片13的上表面，以避免其它物件触及顶盖片13，绝缘件110正对防爆阀106和注液孔108的部位开设有通孔。

下面以本申请提供的二次电池进行导体刺穿和过充测试。

一、导体刺穿试验的测试条件为：50Ah单电芯，直径为3mm的钢针，以80mm/s的速度穿入二次电池厚度的90％。

测试结果：

当导体刺入壳体2时，在导体穿入壳体2的瞬间，导体刺入口处不打火；导体刺入壳体2后出现2s火星，满足客户要求。

由此试验得知，本申请提供的顶盖组件1改善了二次电池100被导体刺穿时容易发生着火现象的这一缺陷。

二、过充试验的测试条件：12个37Ah单电芯组成电池模组，以37Ah恒流充电至200％SOC或2Vmax。其中，SOC为剩余容量占电池容量的比值。

测试结果：

接触片15在138％-140％SOC时动作，顺利通过电池模组过充测试，过充状态下的最高温度为64℃。

由此试验得知，本申请提供的顶盖组件1，过充状态下二次电池100的最高温度较低，相比采用双接触片的方案，过充性能得到改善。

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)

1.一种二次电池顶盖组件，包括：第一极柱、第二极柱以及顶盖片，其特征在于，

所述顶盖片与所述第一极柱绝缘设置或电连接，所述顶盖片与所述第二极柱绝缘设置；

所述二次电池顶盖组件还包括接触片和导流片，所述接触片附接于所述顶盖片，所述导流片附接于所述第一极柱，且与所述顶盖片绝缘设置，

当二次电池的内部压力超过基准压力时，所述接触片在所述内部压力的作用下动作，以带动所述导流片与所述第二极柱接触。

2.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述导流片包括连接部分、接触部分以及连接于所述连接部分与所述接触部分之间的可变形部分，

所述连接部分附接于所述第一极柱，

所述接触片动作后向所述接触部分施加作用力，所述可变形部分在该作用力下变形以使所述接触部分与所述第二极柱抵接。

3.根据权利要求2所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述接触部分包括层叠设置的导流层和附加层，所述可变形部分连接于所述导流层，

所述接触片动作时与所述附加层抵接，以使所述导流层与所述第二极柱抵接，且所述接触片经由所述附加层与所述导流层绝缘。

4.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述接触片包括边缘部分、变形部分和中央部分，所述变形部分连接所述边缘部分和所述中央部分，

所述边缘部分附接于所述顶盖片，动作后的所述接触片经由所述中央部分与所述导流片接触，所述变形部分被弯曲为朝远离所述顶盖片的方向突出。

5.根据权利要求1-4任一项所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，还包括电阻构件，

所述顶盖片与所述第一极柱电连接，所述电阻构件串联于所述第一极柱与所述顶盖片之间。

6.根据权利要求5所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，还包括第一极柱侧导电块，所述第一极柱侧导电块连接于所述第一极柱，

所述电阻构件夹持在所述第一极柱侧导电块与所述顶盖片之间，以形成通过所述顶盖片、所述电阻构件、所述第一极柱侧导电块以及所述第一极柱的电连接路径。

7.根据权利要求1-4任一项所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，还包括第二极柱侧绝缘件，所述第二极柱侧绝缘件设置于所述第二极柱与所述顶盖片之间。

8.一种二次电池，包括二次电池顶盖组件、壳体以及电极组件，所述二次电池顶盖组件连接于所述壳体的开口处并形成封装空间，

所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板，所述第一极柱与所述第一极片电连接，所述第二极柱与所述第二极片电连接；

所述电极组件封装在所述封装空间内，其特征在于，

所述二次电池顶盖组件为权利要求1-7任一项所述的二次电池顶盖组件。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，还包括熔断构件，所述熔断构件设置于如下至少一个位置处：

所述第一极柱与所述第一极片之间、所述第二极柱与所述第二极片之间。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，还包括柔性连接片，所述第一极片经由所述柔性连接片与所述第一极柱连接，

所述柔性连接片具有电流流通截面不相等的较大截面处和较小截面处，所述熔断构件形成于所述较小截面处。