CN207818656U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种二次电池，其包括密封壳体及电极组件，所述密封壳体具有封装边；所述电极组件包括电极主体部、第一极耳及第二极耳，所述电极主体部位于所述密封壳体内，所述第一极耳及所述第二极耳包括位于所述密封壳体内的内连接段、与所述封装边密封连接的密封段及伸出所述密封壳体的外连接段，所述电极主体部、所述内连接段、所述密封段及所述外连接段依次连接；其中，所述第一极耳及所述第二极耳中至少一者的内连接段具有过流熔断部，这样设计在缓解外短路现象严重威胁二次电池的安全性的情况的同时，改善了极耳的可靠性，以保证在正常装配、使用及恶劣工况下二次电池能正常工作。

Description

二次电池

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术

对于二次电池，电压较高内阻较小，在发生外短路时具有较大的电流(瞬间电流可高达2000～3000A)，大电流使二次电池温度快速升高，而二次电池内部使用的电极材料热稳定性有限，因此外短路现象严重的威胁着二次电池的安全。

为了缓解外短路现象严重威胁二次电池的安全性的情况，常见的做法是在电极组件上采用带有外短路保护装置的极耳，即：在二次电池的外部极耳上设置过流熔断部。当外短路发生时，瞬间大电流使过流熔断部及时熔断，切断短路回路，避免二次电池热失控。但将过流熔断部设置在二次电池的外部极耳上，给二次电池后续使用的可靠性带来了严峻的考验，具体地，在二次电池制造、成组或模组装配的过程中，位于二次电池外部的过流熔断部容易发生弯折导致金属疲劳，严重时会影响极耳的正常过流。另外，二次电池在遭遇冲击、振动等恶劣工况时，过流熔断部往往是应力集中点，容易发生断裂，影响二次电池的正常使用。

实用新型内容

本申请提供了一种二次电池，在缓解外短路现象严重威胁二次电池的安全性的情况的同时，改善了极耳的可靠性，以保证在正常装配、使用及恶劣工况下二次电池能正常工作。

本申请提供了一种二次电池，其包括：

密封壳体，所述密封壳体具有封装边；

电极组件，所述电极组件包括电极主体部、第一极耳及第二极耳，所述电极主体部位于所述密封壳体内，所述第一极耳及所述第二极耳包括位于所述密封壳体内的内连接段、与所述封装边密封连接的密封段及伸出所述密封壳体的外连接段，所述电极主体部、所述内连接段、所述密封段及所述外连接段依次连接；

其中，所述第一极耳及所述第二极耳中至少一者的内连接段具有过流熔断部。

可选地，所述过流熔断部的中间区域开设有至少一个贯通孔，所述贯通孔在第一方向上贯通所述过流熔断部的相对两侧面，所述第一方向为所述内连接段的厚度方向。

可选地，所述贯通孔设置有多个，各所述贯通孔在第二方向上依次间隔排布，所述第二方向同时垂直于所述第一方向及所述内连接段的延伸方向。

可选地，所述贯通孔为圆形孔或腰形孔。

可选地，在所述内连接段的厚度方向上，所述过流熔断部的至少一侧面形成有凹陷部。

可选地，在同时垂直于所述内连接段的厚度方向及所述内连接段的延伸方向的方向上，所述凹陷部贯穿所述过流熔断部的相对两侧面。

可选地，在第二方向上，所述过流熔断部的至少一侧面形成有凹陷部，所述第二方向同时垂直于所述内连接段的厚度方向及所述内连接段的延伸方向。

可选地，所述过流熔断部设置成其熔点低于所述第一极耳或所述第二极耳上除所述过流熔断部之外的其它部位的熔点。

可选地，所述内连接段上远离所述密封段的部位形成有所述过流熔断部。

可选地，所述第一极耳为正极极耳，所述第二极耳为负极极耳，所述正极极耳的内连接段包括所述过流熔断部。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的二次电池，通过将过流熔断部设置在密封壳体内，使得密封壳体可以对过流熔断部起到保护作用，以此在缓解外短路现象严重威胁二次电池的安全性的情况的同时，可以缓解过流熔断部在二次电池遭遇冲击、振动等恶劣工况时发生断裂、弯折的情况，从而改善了二次电池中极耳(第一极耳和/或第二极耳)的可靠性，保证在正常装配、使用及恶劣工况下二次电池能正常工作。

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为本申请实施例所提供的二次电池的透视结构示意图；

图2至图5为本申请不同实施例所提供的二次电池中，第一极耳或第二极耳与密封胶的透视结构示意图；

图6至图11为本申请不同实施例所提供的二次电池中，第一极耳或第二极耳与密封胶的透视结构示意图；

图12为本申请另一实施例所提供的二次电池中，第一极耳或第二极耳与密封胶的透视结构示意图；

图13为本申请又一实施例所提供的二次电池中，第一极耳或第二极耳与密封胶的透视结构示意图。

附图标记：

10-密封壳体；

100-封装边；

12-电极主体部；

14a-第一极耳；

14b-第二极耳；

140-内连接段；

140a-过流熔断部；

140aa-贯通孔；

140ab-凹陷部；

142-密封段；

144-外连接段；

16-密封胶。

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。

如图1所示，本申请实施例提供了一种二次电池，其包括电极组件及具有封装边100的密封壳体10，该密封壳体10可为由铝塑膜制成的袋形壳体，其中，铝塑膜可通过尼龙层、铝层及聚丙烯层复合而成，也可根据实际需要将铝层更换为不锈钢层、镍层等；电极组件包括电极主体部12、第一极耳14a及第二极耳14b，电极主体部12位于密封壳体10内，而第一极耳14a及第二极耳14b包括依次连接的内连接段140、密封段142及外连接段144，内连接段140位于密封壳体10内并与电极主体部12连接，也就是说，电极主体部12、内连接段140、密封段142及外连接段144依次连接；而密封段142与密封壳体10的封装边100密封连接，以使电极主体部12密封在密封壳体10内，可选地，该密封段142与封装边100通过密封胶16热封在一起，在保证密封段142与封装边100的封装可靠性的同时，降低了密封段142与封装边100的密封难度；外连接段144伸出密封壳体10，并可与外界物体(例如：待充电物体或充电桩)连接。

具体地，在二次电池组装时，可预先将两片铝塑膜冲出与电极主体部12的尺寸相匹配的凹槽，然后再将电极主体部12放入凹槽中，此时第一极耳14a及第二极耳14b的外连接段144伸出凹槽边缘处的封装边100，在将电极主体部12放入凹槽后，再对凹槽边缘处的封装边100进行胶封，以提高二次电池的密封性。另外，需要说明的是，该密封胶16不仅起到密封极耳(第一极耳14a或第二极耳14b)与封装边100的作用，而且还可避免极耳与铝塑膜的封装边100接触，从而保证二次电池能够正常使用。

本实施例中，电极主体部12可通过卷绕或层叠的方式制成，其包括第一极片、第二极片以及用于隔开第一极片和第二极片的隔离膜，这里，第一极片可以用作正极片，第二极片可以用作负极片，反之亦然，而隔离膜可以采用聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚乙烯与聚丙烯的合成膜。

其中，第一极片和第二极片均可包括涂覆有活性物质的涂覆部分和未涂覆活性物质的未涂覆部分，由于第一极片和第二极片所涂覆的活性物质的材料不同，使得第一极片和第二极片可以具有彼此不同的极性，例如：第一极片为正极片，正极片所涂覆的活性物质包括但不限于磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂；第二极片为负极片，负极片所涂覆的活性物质包括但不限于人造石墨、天然石墨、硬碳、中间相炭微球。另外，第一极片的未涂覆活性物质的未涂覆部分及第二极片的未涂覆活性物质的未涂覆部分可充当电极主体部12的集流体并与外部极耳焊接在一起，具体地，第一极片的未涂覆部分可与第一极耳14a的内连接段140焊接在一起，第二极片的未涂覆部分可与第二极耳14b的内连接段140焊接在一起。

可选地，第一极耳14a及第二极耳14b中至少一者的内连接段140具有过流熔断部140a，也就是说，过流熔断部140a位于密封壳体10内，通过将过流熔断部140a设置在密封壳体10内，使得密封壳体10可以对过流熔断部140a起到保护作用，以此在缓解外短路现象严重威胁二次电池的安全性的情况的同时，可以缓解过流熔断部140a在二次电池遭遇冲击、振动等恶劣工况时发生断裂、弯折的情况，从而改善了二次电池中极耳(第一极耳14a和/或第二极耳14b)的可靠性，保证在正常装配、使用及恶劣工况下二次电池能正常工作。

具体地，上述第一极耳14a可为正极极耳，第二极耳14b可为负极极耳，也就是说，该第一极耳14a可与电极主体部12的正极片的集流体焊接在一起，第二极耳14b可与电极主体部12的负极片的集流体焊接在一起，由于正极片的集流体通常采用铝片制作而成，而负极片的集流体通常采用铜片制作而成，因此，为了提高二次电池的电性能，该正极极耳和负极极耳分别采用铝片和铜片制作而成，又由于铜的熔点比铝的熔点高，因此，在外短路发生时，为了使过流熔断部140a能够快速熔断，从而缓解二次电池发生热失控的情况，因此，可使正极极耳的内连接段140包括过流熔断部140a。

其中，由于极耳的密封段142与封装边100通常采用密封胶16进行密封，因此，为了避免密封胶16熔化，从而导致电解质泄露的情况，需将内连接段140上远离密封段142的部位形成过流熔断部140a，以缓解因传导过电流而过度加热的过流熔断部140a产生的热量传递到密封胶16，从而导致密封胶16融化的情况，提高了二次电池的使用安全性。

在本申请的第一个实施例中，如图2至图5所示，过流熔断部140a的中间区域开设有至少一个贯通孔140aa，该贯通孔140aa在第一方向上贯通过流熔断部140a的相对两侧面，通过在过流熔断部140a上开设贯通孔140aa，使得过流熔断部140a在贯通孔140aa处的截面的面积小于第一极耳14a或第二极耳14b上其它区域(例如：内连接段140、密封段142、外连接段144)的截面的面积，从而使得过流熔断部140a上截面面积较小的部位的电阻大于第一极耳14a或第二极耳14b上其它区域的电阻，在外短路发生时，瞬间大电流经过过流熔断部140a上截面面积较小的区域，使得过流熔断部140a上截面面积较小的区域温度急剧上升，从而使过流熔断部140a上截面面积较小的区域熔断，以阻止外短路继续进行，继而有效保护二次电池安全。

需要说明的是，本申请中提到的第一方向为内连接段140的厚度方向(如图11中所示的Z方向)，本申请中提到的截面为垂直于内连接段140的延伸方向(如图2中所示的Y方向)的截面。

可选地，如图3所示，贯通孔140aa设置有多个，各贯通孔140aa在第二方向(如图2中所示的X方向)上依次间隔排布，这样设计在减小过流熔断部140a在贯通孔140aa处的截面的面积的同时，还可提高过流熔断部140a的结构强度，以保证极耳(第一极耳14a或第二极耳14b)的可靠性；需要说明的是，该第二方向同时垂直于第一方向及内连接段140的延伸方向。

具体地，上述贯通孔140aa可为圆形孔或腰形孔，其中，当过流熔断部140a上仅开设有一个贯通孔140aa时，如图2所示，该贯通孔140aa可优选为腰形孔，且该腰形孔的长度方向在过流熔断部140a的第二方向上，这样设计在减小过流熔断部140a的截面的面积的同时，还可提高过流熔断部140a整体的结构强度，从而保证极耳的可靠性；当过流熔断部140a上开设有多个在第二方向上依次间隔排布的贯通孔140aa时，如图3所示，该贯通孔140aa优选为圆形孔，这样设计在减小过流熔断部140a的截面的面积的同时，还可缓解贯通孔140aa处应力集中的问题，以加强过流熔断部140a的结构强度。

需要说明的是，上述贯通孔140aa不仅仅限于上述圆形孔或腰形孔，也可为椭圆形孔、菱形孔或矩形孔等，如图4和图5所示。

基于上述内容可知，本实施例通过采用在过流熔断部140a的中间区域开设贯通孔140aa的方案，以减小过流熔断部140a在第二方向上的截面的面积，这样设计可降低打孔机与过流熔断部140a的定位难度，从而可提高过流熔断部140a的加工精度，使得过流熔断部140a在第二方向上的截面的最小面积能够满足要求，即：保证过流熔断部140a在二次电池正常使用工况的最大电流下不能熔断，且保证过流熔断部140a在外短路电流下的熔断时间必须远小于二次电池热失控所需时间。

在本申请的第二个实施例中，如图6至图11所示，在内连接段140的厚度方向上，过流熔断部140a的至少一侧面形成有凹陷部140ab，这样设计不仅可以减小过流熔断部140a的截面的面积，而且还可提高过流熔断部140a的结构强度，从而可保证极耳的可靠性。

可选地，在同时垂直于内连接段140的厚度方向及内连接段140的延伸方向的方向上(即：上述提到的第二方向)，凹陷部140ab贯穿过流熔断部140a的相对两侧面，这样设计可保证过流熔断部140a能够快速熔断，从而缓解二次电池发生热失控的情况。

其中，该凹陷部140ab可通过冲压的方式制成，在保证内连接段140的结构强度的同时，还可缓解极耳废料产生的情况，从而可提高极耳制作过程中的整洁性，需要说明的是，如图6至图11所示，该凹陷部140ab的形状包括但不限于圆弧形、V形及梯形。

在本申请的第三个实施例中，如图12所示，在第二方向(如图12所示的X方向)上，该第二方向同时垂直于内连接段140的厚度方向(如图11中所示的Z方向)及内连接段140的延伸方向(如图12所示的Y方向)，过流熔断部140a的至少一侧面形成有凹陷部140ab，这样设计在保证内连接段140的结构强度的同时，还可降低过流熔断部140a的加工难度，从而提高极耳的加工效率。

在本申请的第四个实施例中，如图13所示，过流熔断部140a设置成其熔点低于第一极耳14a或第二极耳14b上除过流熔断部140a之外的其它部位的熔点，也就是说，具有过流熔断部140a的第一极耳14a或第二极耳14b为合金极耳，具体地，该过流熔断部140a可采用Sn、Bi、In等低熔点合金制成，在外短路发生时，过流熔断部140a的温度急剧上升，从而使过流熔断部140a熔断，以阻止外短路继续进行，继而有效保护二次电池安全。

以上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，其特征在于，包括：

密封壳体，所述密封壳体具有封装边；

电极组件，所述电极组件包括电极主体部、第一极耳及第二极耳，所述电极主体部位于所述密封壳体内，所述第一极耳及所述第二极耳包括位于所述密封壳体内的内连接段、与所述封装边密封连接的密封段及伸出所述密封壳体的外连接段，所述电极主体部、所述内连接段、所述密封段及所述外连接段依次连接；

其中，所述第一极耳及所述第二极耳中至少一者的内连接段具有过流熔断部。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述过流熔断部的中间区域开设有至少一个贯通孔，所述贯通孔在第一方向上贯通所述过流熔断部的相对两侧面，所述第一方向为所述内连接段的厚度方向。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述贯通孔设置有多个，各所述贯通孔在第二方向上依次间隔排布，所述第二方向同时垂直于所述第一方向及所述内连接段的延伸方向。

4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述贯通孔为圆形孔或腰形孔。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，在所述内连接段的厚度方向上，所述过流熔断部的至少一侧面形成有凹陷部。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，在同时垂直于所述内连接段的厚度方向及所述内连接段的延伸方向的方向上，所述凹陷部贯穿所述过流熔断部的相对两侧面。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，在第二方向上，所述过流熔断部的至少一侧面形成有凹陷部，所述第二方向同时垂直于所述内连接段的厚度方向及所述内连接段的延伸方向。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述过流熔断部设置成其熔点低于所述第一极耳或所述第二极耳上除所述过流熔断部之外的其它部位的熔点。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

所述内连接段上远离所述密封段的部位形成有所述过流熔断部。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第一极耳为正极极耳，所述第二极耳为负极极耳，所述正极极耳的内连接段包括所述过流熔断部。