CN208111590U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二次电池，其包括：壳体，具有开口；电极组件，容纳于壳体内并且具有极耳，极耳具有自由端；以及顶盖组件，包括顶盖片以及设置于顶盖片上的电极端子，顶盖片与开口连接；其中，顶盖片具有在高度方向上延伸的电极引出孔，电极端子包括内导电板；内导电板具有容纳腔，容纳腔通过内导电板的至少部分朝远离电极组件的方向凹陷形成并且至少部分位于电极引出孔内，自由端连接于电极端子并且至少部分位于容纳腔内。本实用新型实施例的二次电池，能够有效提高二次电池内部空间利用率，有利于提高二次电池的能量密度。

Description

二次电池

技术领域

本实用新型涉及二次电池技术领域，特别是涉及一种二次电池。

背景技术

目前，动力电池普遍采用的是方形硬壳结构，动力电池外壳包括壳体和顶盖组件，动力电池外壳提供一个密闭的空间容纳电极组件及电解液，电极组件的电能通过顶盖组件的极柱从密闭空间内引出到密闭空间外。现有的顶盖组件中，顶盖板开设通孔，极柱分为基体部和延伸部，并且基体部的横截面积大于通孔的孔径。装配时，基体部位于顶盖板的下方(即壳体内部)并用于与电极组件的极耳电连接，待延伸部穿过通孔后利用卡簧或者采用铆接方式固定延伸部，通过此方式将极柱固定于顶盖板。由于需要将极柱固定于顶盖板，所以极柱的一部分结构需要位于壳体内部(通常为1.5mm～4mm)，因此会使电池壳体内部的空间利用率低，造成电池能量密度低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种二次电池，能够有效提高二次电池内部空间利用率，有利于提高二次电池的能量密度。

一方面，本实用新型实施例提出了一种二次电池，其包括：

壳体，具有开口；电极组件，容纳于壳体内并且具有极耳，极耳具有自由端；以及顶盖组件，包括顶盖片以及设置于顶盖片上的电极端子，顶盖片与开口连接；其中，顶盖片具有在高度方向上延伸的电极引出孔，电极端子包括内导电板；内导电板具有容纳腔，容纳腔通过内导电板的至少部分朝远离电极组件的方向凹陷形成并且至少部分位于电极引出孔内，自由端连接于电极端子并且至少部分位于容纳腔内。

根据本实用新型实施例的一个方面，极耳的末端弯折以形成自由端，自由端上与自身端面相连接的外周面与电极端子连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，电极端子还包括与内导电板连接的外导电板，外导电和内导电板沿高度方向分别设置于顶盖片的两侧。

根据本实用新型实施例的一个方面，内导电板具有凸出部，容纳腔与凸出部对应设置，凸出部延伸进入电极引出孔，自由端与凸出部连接，外导电板与凸出部连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，凸出部具有环形侧壁和底壁，自由端与底壁连接，外导电板与底壁上朝向外导电板的表面连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，内导电板具有延伸进入电极引出孔的环状的凸出部，外导电板具有延伸至电极引出孔的凸台，凸台插入凸出部的内孔并与凸出部连接，自由端与凸台朝向电极组件的表面连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，顶盖片背向电极组件的表面设置有凹槽，电极引出孔与凹槽相连通，外导电板与凹槽形状相匹配且至少部分地沉入凹槽。

根据本实用新型实施例的一个方面，二次电池还包括环形密封部件，电极端子与顶盖片之间设置环形密封部件，环形密封部件环绕电极引出孔，顶盖片朝向电极组件的表面或者背向电极组件的表面上设置有环形槽，环形密封部件与环形槽形状相匹配、位置相对应。

根据本实用新型实施例的一个方面，二次电池还包括保护片，保护片与自由端背向电极端子的表面相连接，保护片至少部分地覆盖自由端。

根据本实用新型实施例的一个方面，保护片和自由端均位于容纳腔内。

根据本实用新型实施例提供的二次电池，由于内导电板上具有用于容纳极耳的自由端的容纳腔，且电极组件所包括的极耳的自由端至少部分位于容纳腔内，因此可以有效缩小电极端子和极耳连接后的整体结构的高度，降低电极端子对电极组件和顶盖组件之间预留空间的占用量，提高二次电池内部空间的利用率，从而有利于提高二次电池的能量密度。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一实施例的二次电池的整体结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的电极组件和顶盖组件的分解结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例的顶盖组件的分解结构示意图；

图4是本实用新型第一实施例的顶盖组件的俯视结构示意图；

图5是图4中A-A方向的剖视结构示意图；

图6是图5中B处局部放大图；

图7是本实用新型第一实施例的二次电池的局部剖视结构示意图；

图8是本实用新型第二实施例的顶盖组件的分解结构示意图；

图9是本实用新型第二实施例的顶盖组件的剖视结构示意图；

图10是本实用新型第二实施例的二次电池的局部剖视结构示意图；

图11是本实用新型第三实施例的二次电池的局部剖视结构。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、壳体；

2、顶盖组件；21、顶盖片；21a、电极引出孔；21b、凹槽；21c、环形槽；22、电极端子；22a、容纳腔；23、外导电板；23a、凸台；24、内导电板；241、凸出部；241a、环形侧壁；241b、底壁241b；

3、电极组件；31、极耳；31a、自由端；

4、环形密封部件；

5、保护片；

X、高度方向；Y、长度方向；Z、宽度方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图11对本实用新型实施例的二次电池进行详细描述。

图1示意性地显示了本实用新型一实施例的二次电池的整体结构。图2示意性地显示了本实用新型一实施例的电极组件和顶盖组件的分解结构。

参见图1和图2所示，本实用新型实施例的二次电池包括具有开口的壳体1、与壳体1密封连接的顶盖组件2以及设置于壳体1内的电极组件3。壳体1具有与开口相连通的用于容纳电极组件3的容纳空间。顶盖组件2包括覆盖壳体1的开口并与壳体1密封连接的顶盖片21以及设置于顶盖片21上的电极端子22。顶盖片21具有预定的长度、宽度和高度。在本实用新型实施例中，以顶盖片21的整体高度方向作为高度方向X，以顶盖片21的整体长度方向为长度方向Y，以同时垂直于高度方向X和长度方向Y的方向为宽度方向Z。顶盖片21上设置有在高度方向X上延伸的电极引出孔21a，即电极引出孔21a贯通顶盖片21。电极端子22设置于电极引出孔21a并与顶盖片21连接固定。电极组件3可通过第一极片、第二极片以及隔板一同堆叠或者卷绕而成，其中，隔板是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。电极组件3包括极耳31。这里的极耳31可以是从第一极片上引出的多个导电薄膜，也可以是从第二极片上引出的多个导电薄膜。极耳31具有自由端。在一个示例中，极耳31远离第一极片或第二极片的一端为自由端31a。极耳31可以通过自由端31a与电极端子22连接。

参见图2所示，本实施例的电极端子22包括内导电板24。内导电板24具有与电极引出孔21a相对应设置的容纳腔22a。容纳腔22a通过内导电板24的至少部分朝向远离电极组件3的方向凹陷形成。容纳腔22a至少部分位于电极引出孔21a内。极耳31的自由端31a连接于电极端子22，且自由端31a至少部分位于容纳腔22a内。优选地，自由端31a整体位于容纳腔22a内。

本实用新型实施例的二次电池，电极组件3所包括的极耳31直接与电极端子22连接。同时，由于内导电板24上具有用于容纳极耳31的自由端31a的容纳腔22a，且电极组件3所包括的极耳31的自由端31a至少部分位于容纳腔22a内，因此可以有效缩小电极端子22和极耳31连接后的整体结构的高度，降低电极端子22对电极组件3和顶盖组件2之间预留空间的占用量，提高二次电池内部空间的利用率，从而有利于提高二次电池的能量密度。另外，内导电板24上设置的容纳腔22a可以用于容纳二次电池内部产生的气体，以减少二次电池的壳体1受到内部产生的气体的作用时的膨胀变形量，进一步提升二次电池的使用安全性。

本实施例的极耳31的末端弯折以形成自由端31a。自由端31a上与自身端面相连接的外周面与电极端子22连接。在一个示例中，自由端31a为扁平结构，因此自由端31a的外周面与电极端子22连接时，能够进一步减小自由端31a所占用的空间，有效节约二次电池的内部空间，有利于提高二次电池的能量密度，同时也增大自由端31a和电极端子22之间的过流面积。

本实施例的电极端子22还包括与内导电板24连接的外导电板23。外导电板23和内导电板24沿高度方向X分别设置于顶盖片21的两侧。进一步地，顶盖片21的材质为绝缘塑胶，外导电板23和内导电板24分别紧贴于顶盖片21的上下两侧。

以下通过具体实施例来对电极端子22包括外导电板23和内导电板24的技术方案进行进一步描述，但以下实施例并不限定本实用新型权利要求的保护范围。

第一实施例：

图3示意性地显示了本实用新型第一实施例的顶盖组件2的分解结构。图4示意性地显示了本实用新型第一实施例的顶盖组件2的俯视结构。图5示意性地显示了图4中A-A方向的剖视结构。图6示意性地显示了图5中B处局部放大图。图7示意性地显示了本实用新型第一实施例的二次电池的局部剖视结构。

参见图3至图7所示，本实施例的电极端子22包括相互连接的外导电板23和内导电板24。外导电板23和内导电板24沿高度方向X分别设置于顶盖片21的两侧。外导电板23和内导电板24各自单独加工制造并最终组装以形成电极端子22。本实施例中，容纳腔22a设置于内导电板24上与电极引出孔21a相对应的区域。极耳31的自由端31a与内导电板24连接，以使自由端31a通过内导电板24与电极端子22实现电连接，从而有效缩小电极组件3与顶盖片21之间形成的空间的容积，有利于提高二次电池的能量密度。电极端子22通过内导电板24和外导电板23组装形成的方式，便于对内导电板24和外导电板23单独加工制造，降低电极端子22的整体加工制造难度。本实施例的外导电板23和内导电板24的连接区域位于电极引出孔21a内。外导电板23和内导电板24彼此连接后，两者能够夹紧顶盖片21。外导电板23和内导电板24可以通过焊接的方式连接固定。

本实施例的顶盖组件2与壳体1相连接时，电极端子22所包括的内导电板24朝向电极组件3，而外导电板23用于与汇流排连接。极耳31与内导电板24通过焊接方式连接。

参见图5和图6所示，本实施例的内导电板24具有凸出部241。容纳腔22a与凸出部241相对应设置。优选地，可以利用冲压工艺对金属板材进行冲压，从而在形成凸出部241的同时也在凸出部241的另一侧形成容纳腔22a。凸出部241延伸进入电极引出孔21a。极耳31的自由端31a与凸出部241连接。内导电板24通过凸出部241与外导电板23连接。本实施例中，凸出部241的形状与电极引出孔21a的形状相匹配。在一个示例中，电极引出孔21a为跑道型孔，凸出部241也为跑道型结构，从而内导电板24通过凸出部241插入电极引出孔21a后，内导电板24受到顶盖片21的限位，内导电板24受力时不会围绕电极引出孔21a的轴线发生自转运动。

本实施例的凸出部241包括环形侧壁241a和底壁241b。在一个实施例中，极耳31的自由端31a与环形侧壁241a连接(图中未示出)。在另一个实施例中，如图7所示，极耳31的自由端31a与底壁241b连接，具体地，极耳31的自由端31a与底壁241b朝向电极组件3的表面连接。优选地，极耳31的自由端31a与底壁241b连接。极耳31的自由端31a易于与底壁241b进行焊接操作。加工制造本实施例的内导电板24时，可以通过冲压方式一次性在板材上冲压形成凸出部241以及容纳腔22a，减少加工工序，降低加工成本。

本实施例的顶盖组件2还包括环形密封部件4。环形密封部件4环绕电极引出孔21a设置。在一个实施例中，环形密封部件4设置于电极端子22所包括的内导电板24与顶盖片21之间，以使电极端子22与顶盖片21之间实现密封。在另一个实施例中，环形密封部件4也可以设置于外导电板23和顶盖片21之间。本实施例的环形密封部件4的材质可以是橡胶或硅胶等。本实施例的环形密封部件4的形状可以是圆形、矩形或者跑道形。

在一个实施例中，参见图6所示，顶盖片21具有用于容纳环形密封部件4的环形槽21c。环形槽21c的形状与环形密封部件4的形状相匹配。环形密封部件4被容纳于环形槽21c内后，能够进一步地缩小顶盖组件2在高度方向X上的整体高度，有利于提高二次电池的能量密度。在一个实施例中，环形密封部件4设置于电极端子22所包括的内导电板24与顶盖片21之间，顶盖片21上朝向电极组件3的表面设置有环形槽21c。在一个实施例中，环形密封部件4可以设置于外导电板23和顶盖片21之间。顶盖片21上背向电极组件3的表面设置有环形槽21c。

参见图5和图6所示，本实施例的顶盖片21背向电极组件3的表面设置有凹槽21b。电极引出孔21a与凹槽21b相连通。外导电板23与凹槽21b的形状相匹配且至少部分沉入凹槽21b。本实施例的凹槽21b可以是多边形。外导电板23设置于凹槽21b内之后，一方面，可以进一步地缩小顶盖组件2在高度方向X上的整体高度，有利于提高二次电池的能量密度；另一方面，外导电板23受到顶盖片21的限位，不易受力发生转动，从而外导电板23与内导电板24的连接区域不易产生扭转应力，提升外导电板23与内导电板24的连接稳定性。

本实施例中，顶盖片21为绝缘材料，以与电极端子22绝缘连接。顶盖片21的材质可以是塑料或工程塑料。

本实施例的二次电池还包括保护片5。参见图7所示，保护片5与极耳31的自由端31a上背向电极端子22的表面相连接。保护片5至少部分覆盖极耳31的自由端31a。优选地，保护片5完全覆盖极耳31的自由端31a。保护片5可以防止极耳31的自由端31a上的熔渣掉落至二次电池内部，提升二次电池的安全性。在一个实施例中，保护片5和极耳31的自由端31a均位于容纳腔22a内，从而有效缩小电极组件3与顶盖片21之间形成的空间，有利于提高二次电池的能量密度。可选地，保护片可以是金属材质。

第二实施例：

在第一实施例中，对顶盖组件2的结构进行了说明。在本实施例中，主要说明与第一实施例的不同之处，相同的结构在本实施例中不再重复说明。

图8示意性地显示了本实用新型第二实施例的顶盖组件2的分解结构。图9示意性地显示了本实用新型第二实施例的顶盖组件2的剖视结构。图10示意性地显示了本实用新型第二实施例的二次电池的局部剖视结构。

参见图8至图10所示，本实施例的电极端子22所包括的外导电板23具有朝向内导电板24凸出的凸台23a，而内导电板24具有延伸进入电极引出孔21a的环状的凸出部241。环状的凸出部241具有内孔。外导电板23的凸台23a与凸出部241的内孔插接并与凸出部241连接。外导电板23的凸台23a与凸出部241插接定位后，外导电板23与内导电板24的凸出部241可以通过焊接的方式连接固定。本实施例的外导电板23的凸台23a朝向电极组件3的表面位于电极引出孔21a内。极耳31的自由端31a与外导电板23所包括的凸台23a连接。具体地，极耳31的自由端31a与凸台23a朝向电极组件3的表面连接，从而极耳31的自由端31a被容纳于容纳腔22a内。极耳31与凸台23a通过焊接方式连接。该焊接方式可以是激光焊接。

第三实施例：

在第一实施例和第二实施例中，对顶盖组件2的结构进行了说明。在本实施例中，主要说明与第一实施例和第二实施例的不同之处，相同的结构在本实施例中不再重复说明。

图11示意性地显示了本实用新型第三实施例的二次电池的局部剖视结构。参见图11所示，本实施例的电极端子22所包括的外导电板23和内导电板24为一体式结构，提高电极端子22自身刚度，抗冲击变形性能好。本实施例的电极端子22可以通过铸造或模压加工制造。

本实用新型实施例的二次电池，由于内导电板24上具有用于容纳极耳31的自由端31a的容纳腔22a，且电极组件3所包括的极耳31的自由端31a至少部分位于容纳腔22a内，因此可以有效缩小电极端子22和极耳31连接后的整体结构的高度，降低电极端子22对电极组件3和顶盖组件2之间预留空间的占用量，提高二次电池内部空间的利用率，从而有利于提高二次电池的能量密度。另外，内导电板24上设置的容纳腔22a可以用于容纳二次电池内部产生的气体，以减少二次电池的壳体1受到内部产生的气体的作用时的膨胀变形量，进一步提升二次电池的使用安全性。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体(1)，具有开口；

电极组件(3)，容纳于所述壳体(1)内并且具有极耳(31)，所述极耳(31)具有自由端(31a)；以及

顶盖组件(2)，包括顶盖片(21)以及设置于所述顶盖片(21)上的电极端子(22)，所述顶盖片(21)与所述开口连接；

其中，所述顶盖片(21)具有在高度方向(X)上延伸的电极引出孔(21a)，所述电极端子(22)包括内导电板(24)；

所述内导电板(24)具有容纳腔(22a)，所述容纳腔(22a)通过所述内导电板(24)的至少部分朝远离所述电极组件(3)的方向凹陷形成、并且至少部分位于所述电极引出孔(21a)内，所述自由端(31a)连接于所述电极端子(22)并且至少部分位于所述容纳腔(22a)内。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述极耳(31)的末端弯折以形成所述自由端(31a)，所述自由端(31a)上与自身端面相连接的外周面与所述电极端子(22)连接。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述电极端子(22)还包括与所述内导电板(24)连接的外导电板(23)，所述外导电板(23)和所述内导电板(24)沿所述高度方向(X)分别设置于所述顶盖片(21)的两侧。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述内导电板(24)具有凸出部(241)，所述容纳腔(22a)与所述凸出部(241)对应设置，所述凸出部(241)延伸进入所述电极引出孔(21a)，所述自由端(31a)与所述凸出部(241)连接，所述外导电板(23)与所述凸出部(241)连接。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述凸出部(241)具有环形侧壁(241a)和底壁(241b)，所述自由端(31a)与所述底壁(241b)连接，所述外导电板(23)与所述底壁(241b)上朝向所述外导电板(23)的表面连接。

6.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述内导电板(24)具有延伸进入所述电极引出孔(21a)的环状的凸出部(241)，所述外导电板(23)具有延伸至所述电极引出孔(21a)的凸台(23a)，所述凸台(23a)插入所述凸出部(241)的内孔并与所述凸出部(241)连接，所述自由端(31a)与所述凸台(23a)朝向所述电极组件(3)的表面连接。

7.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖片(21)背向所述电极组件(3)的表面设置有凹槽(21b)，所述电极引出孔(21a)与所述凹槽(21b)相连通，所述外导电板(23)与所述凹槽(21b)形状相匹配且至少部分地沉入所述凹槽(21b)。

8.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括环形密封部件(4)，所述电极端子(22)与所述顶盖片(21)之间设置所述环形密封部件(4)，所述环形密封部件(4)环绕所述电极引出孔(21a)，所述顶盖片(21)朝向所述电极组件(3)的表面或者背向所述电极组件(3)的表面上设置有环形槽(21c)，所述环形密封部件(4)与所述环形槽(21c)形状相匹配、位置相对应。

9.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括保护片(5)，所述保护片(5)与所述自由端(31a)背向所述电极端子(22)的表面相连接，所述保护片(5)至少部分地覆盖所述自由端(31a)。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述保护片(5)和所述自由端(31a)均位于所述容纳腔(22a)内。