CN208000974U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种二次电池。该二次电池包括壳体、卷绕极片、顶盖片和防爆阀，所述壳体具有容纳腔；所述卷绕极片容置于所述容纳腔内且具有沿卷绕轴线相对的两个端部，所述两个端部分别设置有延伸部；所述顶盖片包括与所述卷绕极片的端部相对的侧部，所述顶盖片的所述侧部上设置有防爆孔；所述防爆阀固定设置于所述防爆孔。本申请所提供的二次电池在工作过程中的安全性能较高。

Description

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。

背景技术

随着二次电池行业的迅猛发展，通过增大二次电池的尺寸来降低生产成本已经成为企业提升自身竞争力的一个重要举措。一般来说，为了防止二次电池在热失控时出现爆炸，如图1所示，二次电池的顶部11通常设置有防爆孔13(或防爆阀)，但是，由于某些二次电池中卷绕结构在壳体12内的摆放朝向不同，在二次电池出现热失控时，可能出现气体的排出路径变长的现象，进而造成排气效率降低，并且，对于尺寸较大的二次电池而言，更不利于气体排出，这使得一旦二次电池出现热失控，仍存在爆炸的风险，不利于提升二次电池的安全性能。

实用新型内容

本申请提供了一种二次电池，以解决目前某些二次电池在出现热失控时，仍存在爆炸的风险，提升二次电池的安全性能。

本申请提供了一种二次电池，其包括壳体，所述壳体具有容纳腔；

卷绕极片，所述卷绕极片容置于所述容纳腔内且具有沿卷绕轴线相对的两个端部，所述两个端部分别设置有延伸部；

顶盖片，所述顶盖片包括与所述卷绕极片的端部相对的侧部，所述顶盖片的所述侧部上设置有防爆孔；

防爆阀，所述防爆阀固定设置于所述防爆孔。

优选地，所述防爆孔设置有多个。

优选地，多个所述防爆孔中，至少两个所述防爆孔位于所述壳顶盖片的异侧。

优选地，多个所述防爆孔中，位于所述顶盖片同侧的相邻两个所述防爆孔之间的间距大于2mm。

优选地，所述防爆孔的总截面面积与所述二次电池的电量之比为1.0mm^2/wh～4.0mm^2/wh。

优选地，所述顶盖片的厚度大于所述壳体的厚度。

优选地，本申请所提供的二次电池还包括注液孔，所述注液孔设置于所述顶盖片的所述侧部上。

优选地，所述注液孔设置有多个。

优选地，多个所述注液孔中，至少两个所述注液孔位于所述顶盖片的异侧。

优选地，所述注液孔为直径在1.0mm～8.0mm的圆形孔。

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中，防爆孔设置于顶盖片的侧部，也就是说，防爆孔与卷绕极片的层间间隙大体是沿卷绕轴线分布的，如此设置之后，一旦二次电池发生热失控，产生的气体从卷绕极片的层间间隙逸出之后，即可直接到达防爆孔所在的位置处，这极大地缩短了气体的排出路径，提高了气体排出效率，从而可以达到提升二次电池安全性能的目的。

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为目前二次电池中采用的顶盖片和壳体的爆炸图；

图2为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的一种爆炸图；

图3为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的另一种爆炸图；

图4为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的再一种爆炸图；

图5为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的又一种爆炸图；

图6为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的又一种爆炸图；

图7为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的又一种爆炸图；

图8为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的又一种爆炸图；

图9为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的又一种爆炸图；

图10为本申请实施例所提供的二次电池中顶盖片和壳体的又一种爆炸图。

附图标记：

11-顶盖片；

111-顶部；

112-侧部；

12-壳体；

121-端板；

13-防爆孔；

14-注液孔；

15-极柱；

16-容纳腔。

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2-10所示，本申请实施例提供了一种二次电池，该二次电池在工作过程中的安全性能较好，其包括壳体12、顶盖片11防爆阀(图中未示出)和卷绕极片(图中未示出)，壳体12具有容纳腔16，顶盖片11上设置有防爆孔13，防爆孔13用于安装防爆阀，以在二次电池出现热失控时，防止其发生爆炸；容纳腔16用于容纳经卷绕后的极片，卷绕极片具有沿自身卷绕轴线相对的两个端部，出于设计需求，顶盖片11中包括与卷绕极片的端部相对的侧部112，卷绕极片的两个端部均设置有延伸部，为了进一步降低二次电池在出现热失控时爆炸的概率，防爆孔13设置于顶盖片11的侧部112上，也就是说，沿前述卷绕方向，防爆孔13与卷绕极片的端部相对，从而在一定程度上减小二次电池在出现热失控时产生的气体的排出路径的长度，以加快气体排出速率，来降低二次电池出现热失控时爆炸的概率。其中，顶盖片11可以为金属材料形成的具有一定强度的结构，顶盖片11可以由多个部分分体成型，再通过焊接等方式将前述多个部分连接为一体，也可以采用一体成型的方式形成；在完成将卷绕极片安装至壳体12的容纳腔16之后，可以通过焊接等方式将顶盖片11与壳体12连接到一起，形成安全性更高的、密封效果更好的二次电池的外部结构；本领域技术人员可以根据实际需求确定壳体12、卷绕极片及顶盖片11的各项尺寸，卷绕极片可以由极片经卷绕机加工形成。需要说明的是，前述卷绕方向可以为二次电池的长度或宽度方向，即图2中的方向X或方向Y。

进一步地，顶盖片11和壳体12均可以由金属材料，如金属铝或铝合金等形成。在二次电池的生产加工过程中，为了提升二次电池的能量密度，以及降低加工难度和成本，壳体12一般由厚度相对较小的型材制成，而顶盖片11由于设置有极柱15，及极柱过孔(图中未示出)，其厚度及结构强度相对较大，而对于目前所采用的较为常规的加工方式而言，在厚度相对较小的壳体12上形成防爆孔13的加工难度相对较大，且在之后的防爆阀的安装过程中，连接难度也比较大，因而，如图2-4所示，顶盖片11可以包括顶部111和侧部112，顶盖片11中的顶部111和侧部112与壳体12之间均可以通过焊接的方式密封连接，防爆孔13可以设置在厚度较大的顶盖片11的侧部112上，以降低加工难度，提升生产效率。具体地，顶盖片11中的顶部111和侧部112可以通过一体成型的方式加工形成，即加工出“U”型状的顶盖片11，设置于顶盖片11的侧部112上的防爆孔13可以采用钻加工或铣削加工等方式形成，防爆孔13的形状及尺寸大小，可以根据实际情况确定；相应地，壳体12也可以为“U”型状结构，壳体12可以由铝型材经冲压折弯形成，顶盖片11与壳体12之间的连接可以采用焊接的方式实现。

为了进一步降低二次电池在出现热失控时爆炸的风险，防爆孔13可以设置有多个，相应地，防爆阀也对应设置有多个，以防止因单个防爆阀出现故障导致在二次电池出现热失控时，气体不能及时将该防爆阀顶开排出而造成二次电池爆炸。具体来说，多个防爆孔13可以均设置在二次电池的同一侧，也可以设置在二次电池的不同侧；单个防爆孔13的尺寸，形状以及二次电池中所设置的防爆孔13的总个数，均可以根据二次电池的实际参数确定，且各防爆孔13的结构及尺寸既可以相同也可以不同。例如，防爆孔13可以为椭圆形、圆形或方形等结构，圆形的防爆孔13的半径可以为10mm或11mm等，对此，本文不作限定。

由于经卷绕形成的卷绕极片的两个端部均有开口缝隙，在二次电池出现热失控时产生的气体从前述两个端部均可以实现逸出目的。因而，为了进一步降低气体与防爆孔13之间的路径的长度，即气体到达防爆阀的距离，如图3所示，顶盖片11中沿前述卷绕方向相对的两个侧部112上均可以设置有防爆孔13，以安装防爆阀。

如图4所示，考虑到可能出现至少两个防爆孔13位于二次电池同一侧的情况，为了防止因开设防爆孔13而过大地降低顶盖片11的结构强度，优选地，相邻的两个防爆孔13之间的间距需大于2mm。

为了防止所设置的防爆孔13的总截面面积过大，而对二次电池的结构强度产生不利影响，以及，防止防爆孔13的总截面面积过小，在二次电池出现热失控时，气体即便冲破防爆阀，由于气体的排出速率过小造成二次电池仍存在爆炸的风险，优选地，防爆孔13的总截面面积与二次电池的电量之比可以在1.0mm^2/wh～4.0mm^2/wh之间。

同样地，为了提升本申请所提供的这种二次电池的注电解液的速率，优选地，如图6-9所示，二次电池的注液孔14也可以设置在顶盖片11的侧部112上。同样地，位于二次电池同侧的相邻的注液孔14与防爆孔13之间的间距需大于2mm，以保证二次电池的顶盖片11具有足够的结构强度。注液孔14可以为圆形、椭圆形或方形的孔。

为了进一步提升二次电池的注液速率，优选地，注液孔14可以设置有多个，多个注液孔14均可以设置在二次电池的同一侧，也可以设置在二次电池的不同侧；单个注液孔14的尺寸，形状以及二次电池中所设置的注液孔14的总个数，均可以根据二次电池的实际情况确定，且各注液孔14的结构及尺寸既可以相同也可以不同。另外，多个注液孔14中，位于二次电池同侧的相邻两个注液孔14之间的间距也需大于2mm，以保证顶盖片11具有足够的结构强度。

由于经卷绕形成的卷绕极片的两个端部均有开口缝隙，在二次电池的注液过程中，电解液可以分别从前述两个开口处分别浸润至卷绕极片的内部。为了进一步缩减电解液的流动路径，以提升注液速率，如图8所示，顶盖片11中沿前述卷绕方向相对的两个侧部112上均可以设置有注液孔14，以从二次电池的两侧同时注入电解液，达到提升二次电池注液速率的目的。

为了防止因通过扩大注液孔14的面积来提升注液速率的同时，造成注液孔14的封装难度提升过大，优选地，注液孔14可以为直径在1.0mm～8.0mm的圆形孔。

需要说明的是，如图5和图9所示，即便防爆孔13和注液孔14均设置在顶盖片11中的侧部112上，壳体12也可以包括与顶盖片11的侧部112相连接的端板121，侧部112和端板121可以沿二次电池的高度方向分布，在这种情况下，顶盖片11的侧部112沿前述高度方向的尺寸可以相应减小。由于壳体12的壁厚相较于顶盖片11的壁厚而言更小，从而使得顶盖片11在整个二次电池中所占的比重变小，达到提升二次电池的能量密度的目的。其中，二次电池的高度方向可以为图2中的方向Z。

一种优选地具体实施例是，如图10所示，顶盖片11的两个侧部112上均设置有一个防爆孔13和一个注液孔14，且位于同侧的防爆孔13和一个注液孔14之间的间距大于2mm。

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，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有容纳腔；

卷绕极片，所述卷绕极片容置于所述容纳腔内且具有沿卷绕轴线相对的两个端部，所述两个端部分别设置有延伸部；

顶盖片，所述顶盖片包括与所述卷绕极片的端部相对的侧部，所述顶盖片的所述侧部上设置有防爆孔；和

防爆阀，所述防爆阀固定设置于所述防爆孔。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述防爆孔设置有多个。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，多个所述防爆孔中，至少两个所述防爆孔位于所述顶盖片的异侧。

4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，多个所述防爆孔中，位于所述顶盖片同侧的相邻两个所述防爆孔之间的间距大于2mm。

5.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述防爆孔的总截面面积与所述二次电池的电量之比为1.0mm^2/wh～4.0mm^2/wh。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖片的厚度大于所述壳体的厚度。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，还包括注液孔，所述注液孔设置于所述顶盖片的所述侧部上。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述注液孔设置有多个。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，多个所述注液孔中，至少两个所述注液孔位于所述顶盖片的异侧。

10.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述注液孔为直径在1.0mm～8.0mm的圆形孔。