CN208173641U - 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。二次电池顶盖组件包括：顶盖片；和阀套，所述顶盖片包括容纳槽和从该容纳槽的底壁向上突出的阀部，所述阀部开设有与二次电池内部相连通的排气孔，所述阀套容纳于所述容纳槽内且罩设于所述阀部，所述阀套与所述阀部之间设置有与外界连通的排气通道，所述排气通道与所述排气孔连通。当二次电池内部在正常工况下缓慢产气时，气体从排气孔并经由排气通道排出，从而使得电池内部的压力得以缓解，提高了二次电池安全性；另一方面，可以通过设置排气孔的尺寸，还可以确保翻转片以及防爆阀在预设压力值下的正常工作，不会造成失效。

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

二次电池例如锂离子电池，在长期的使用过程中会产气，产气后会使得电池内部气压升高，导致电池外壳鼓胀变形，电池性能也随之降低。

当二次电池内部的气体达到一定压力时，可以通过例如防爆阀排出，但是，防爆阀的使用是一次性的，也就是说，电池一旦通过防爆阀排气，该电池就被破坏了，因此，防爆阀使用的局限性较大。另一方面，目前防爆阀还无法解决由于二次电池内部缓慢产气而导致气压升高的问题。

因此，这就要求本领域技术人员提供一种技术方案，既要保证二次电池缓慢产气时内部压力不会过度升高，又要保证不会由于释放过多的气体而造成翻转片无法翻转等，提高二次电池的安全性。

实用新型内容

本申请提供了一种二次电池顶盖组件及二次电池，可以满足上述要求，以提高二次电池的安全性。

一种二次电池顶盖组件，包括：

顶盖片；和

阀套，

所述顶盖片包括容纳槽和从该容纳槽的底壁向上突出的阀部，所述阀部开设有与二次电池内部相连通的排气孔，

所述阀套容纳于所述容纳槽内且罩设于所述阀部，所述阀套与所述阀部之间设置有与外界连通的排气通道，所述排气通道与所述排气孔连通。

可选的，所述阀套由可变形材料制成，所述阀套设置成经由所述排气孔排出的气体作用时发生形变以在所述阀套与所述阀部之间形成所述排气通道，以及在气体作用力小于所述阀套发生形变的压力时与所述阀部密封接合。

可选的，还包括连接于所述顶盖片的阀盖，在二次电池的高度方向上，所述阀盖与所述阀套限位配合。

可选的，所述阀盖密封所述容纳槽的开口，且所述阀盖的上表面不超出所述顶盖片的上表面，

所述阀盖开设有与外界连通的泄气孔，所述泄气孔经由所述容纳槽与所述排气通道连通。

可选的，沿二次电池的高度方向，所述泄气孔的正投影与所述容纳槽的正投影至少部分重叠。

可选的，所述容纳槽包括相连通的柱体段和锥体段，两者沿二次电池的高度方向由上至下排布，所述柱体段和所述锥体段的相接部位处与所述阀盖在二次电池的高度方向上定位配合。

可选的，所述阀部开设有朝向所述阀套所在一侧敞开的第一凹槽，所述第一凹槽与所述排气孔连通。

可选的，所述顶盖片的下表面开设有第二凹槽，所述排气孔设置于所述第二凹槽的轮廓线所包围的区域内。

可选的，所述排气孔设置有多个，各所述排气孔均与所述容纳槽连通且间隔排布。

一种二次电池，包括电极组件、壳体以及上述任一项所述的二次电池顶盖组件，

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，所述电极组件封装在所述封装空间内，

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，所述顶盖组件的第一极柱与所述第一极片电连接，所述顶盖组件的第二极柱与所述第二极片电连接。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种二次电池顶盖组件，其中，顶盖片的阀部开设有排气孔，排气孔与二次电池内部连通，阀套罩设于阀部，且在阀部与阀套之间设置排气通道，排气通道与外界连通，当二次电池内部在正常工况下缓慢产气时，气体从排气孔并经由排气通道排出，从而使得电池内部的压力得以缓解，提高了二次电池安全性；另一方面，可以通过设置排气孔的尺寸，还可以确保翻转片以及防爆阀在预设压力值下的正常工作，不会造成失效。

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剖视图；

图2为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件的俯视图；

图3为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件的剖视图；

图4为图3中Ⅰ部位的放大视图；

图5为本申请实施例提供的顶盖片的部分结构的剖视图；

图6为本申请实施例提供的阀盖的示意图。

附图标记：

1-顶盖组件；

11-第一极柱；

12-第二极柱；

13-顶盖片；

130-容纳槽；

130a-柱体段；

130b-锥体段；

132-阀部；

1320-排气孔；

1322-第一凹槽；

1324-第二凹槽；

14-短路构件；

140-翻转片；

142-导电片；

15-防爆阀；

16-阀套；

17-阀盖；

170-泄气孔；

18-绝缘构件；

19-密封圈；

2-电极组件；

21-第一极耳；

22-第二极耳；

3-壳体。

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。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

请参考图1，本申请提供了一种二次电池，该二次电池包括二次电池顶盖组件1(以下简称顶盖组件1)、电极组件2以及壳体3。其中，顶盖组件1密封连接于壳体3的开口处并在壳体3的内部形成封装空间，电极组件2封装在该封装空间内。

电极组件2包括第一极片、第二极片以及设置在第一极片与第二极片之间的隔板，电极组件2可以由三者通过螺旋卷绕而形成，也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。

第一极片与第二极片具有不同的极性，第一极片包括涂覆有活性物质的第一涂覆区域和未涂覆活性物质的第一极耳21，第二极片包括涂覆有活性物质的第二涂覆区域和未涂覆活性物质的第二极耳22，顶盖组件1包括第一极柱11和第二极柱12，第一极耳21与第一极柱11连接，第二极耳22与第二极柱12连接，以实现电极组件2中电能的输出。

请参考图2和图3，顶盖组件1包括顶盖片13，其中，顶盖组件1是通过顶盖片13与壳体3密封连接的，例如焊接。并且，顶盖片13作为顶盖组件1的基体，为顶盖组件1中的其它部件例如第一极柱11、第二极柱12以及短路构件14等提供安装载体。

短路构件14可以提高二次电池过充时的安全性，在图3所示的实施例中，短路构件14包括翻转片140和导电片142，翻转片140连接于顶盖片13，顶盖片13与第一极柱11绝缘，且与第二极柱12导通，导电片142连接于第一极柱11，当二次电池的内部压力达到翻转片140的翻转压力时，翻转片140发生翻转并与导电片142接触，此时，二次电池形成外短路，在外短路回路中，短路大电流将连接于该回路中的熔断构件熔断，即停止二次电池的过充状态。

此外，顶盖组件1还包括防爆阀15，防爆阀15可以在二次电池的内部压力达到自身的开启压力时打开，以降低二次电池发生爆炸等风险的概率，防爆阀15的开启压力可以设置成大于翻转片140的翻转压力。

以上所描述的短路构件14以及防爆阀15都可以提高二次电池的安全性。但是，两者都不能解决二次电池在正常工况下内部缓慢产气时的排气问题，为此，本申请提出一种方案，既可以解决上述的排气问题，又不会导致翻转片140和防爆阀15失效。

具体地，请参考图4，顶盖片13包括容纳槽130和从该容纳槽130的底壁向上突出的阀部132。其中，阀部132仅占用容纳槽130的一部分空间，且阀部132开设有与二次电池内部相连通的排气孔1320。

此外，顶盖组件1还包括阀套16，阀套16设置成顶部封顶的中空结构，阀部132被罩设于阀套16的中空柱体内，相应地，阀套16也将排气孔1320罩设在了内部。

阀套16容纳于容纳槽130内，且与阀部132之间留有供气体排出至外界的排气通道，该排气通道与排气孔1320连通。

一种实施例，阀套16可以由可变形材料制成，例如氟橡胶或乙丙橡胶等。此时，形成在阀部132与阀套16之间的排气通道可以通过阀套16发生形变而形成。具体的，阀套16可以通过过盈配合的方式罩设于阀部132，当由排气孔1320排出的气体作用于阀套16时，阀套16受力发生形变，向远离阀部132的一侧压缩变形，此时，阀套16与阀部132分离，即在阀套16与阀部132之间形成间隙，该间隙即为排气通道。

反之，当气体作用力小于阀套16发生变形时的压力时，阀套16恢复变形，此时，阀套16和阀部132恢复过盈配合和密封，避免杂物等侵入电池内部，以实现单向排气和反向密封的功能。

容易理解的，在上述实施例中，通过调整阀套16的弹性模量，即可以改变阀套16产生形变时的临界压力。

可选择的，在其它一些实施例中，排气通道还可以形成于阀套16和阀部132之间预先留出的间隙。同时，为了避免外界杂质侵入，阀套16和阀部132可以采用迷宫式的密封结构，同样可以实现单向排气和反向密封。

当二次电池内部缓慢产气时，气体可以经由排气孔1320进入排气通道，并通过排气通道排出至二次电池的外部。值得注意的是，排气孔1320的尺寸可以根据其排气速率设定，例如，可以设定排气孔1320的排气速率小于二次电池内部产气速率的1/10，这样既实现了二次电池内部缓慢产气时的压力得到释放，又不会影响翻转片140正常翻转以及防爆阀15的正常开启，提高二次电池的安全性。排气孔1320可以通过激光加工而成。

顶盖组件1还可以包括阀盖17，阀盖17连接于顶盖片13，且可以在二次电池的高度方向上与阀套16限位配合。在经由排气孔1320排出气体的压力作用下，阀套16存在脱离阀部132的风险，阀盖17可以为阀套16脱出阀部132提供限位，以减少上述风险的发生。

阀盖17的结构可以选择设置，只要其满足与阀套16限位配合的关系即可，一种实施例中，在图4所示的实施例中，阀盖17连接于顶盖片13，且密封容纳槽130的开口，阀盖17也容纳于容纳槽130内，且罩设于阀套16外。

可选择的，可以设置阀盖17的上表面不超出顶盖片13的上表面，以减小阀盖17与外界物件发生干涉的风险。

上述实施例中，阀盖17以包覆式结构罩设在阀套16和阀部132的外部，其一方面可以有效的实现与阀套16的限位配合，另一方面又可以减小外界杂物侵入二次电池内部的风险，起到了较好的防护作用。

为了保证二次电池内部气体的排出，阀盖17还开设有泄气孔170，泄气孔170与容纳槽130连通，这样，泄气孔170可以经由容纳槽130与排气通道连通，此时，容纳槽130的一部分空间也作为了供气体排出的通道。

进一步，为了提高排气的顺畅性，还可以设置泄气孔170的正投影在二次电池高度方向的正投影与容纳槽在同方向上的正投影至少部分重叠。这样一来，容纳槽130与泄气孔170直接连通，缩短了两者之间相连通的路径，从而减小了气体排出时的阻力。

当然，阀盖17不仅限于图4中所示出的结构，根据二次电池的具体使用环境的不同，阀盖17还可以采用其它结构。

请参考图5，容纳槽130包括相连通的柱体段130a和锥体段130b，且两者沿二次电池的高度方向由上至下排布，锥体段130b的开口尺寸(例如内径)从与柱体段130a相连接的一端向另一端逐渐收缩，这样，柱体段130a和锥体段130b的相接部位则形成了与阀盖17定位配合的部位，阀盖17在此部位与顶盖片13密封连接。

将容纳槽130设置成上述结构的好处在于，在加工过程中，可以允许阀盖17存在少量的加工误差，并且，在存在上述的少量误差的情况下依然可以确保阀盖17与顶盖片13的密封连接。

这里需要说明的是，为了进一步减小外界杂物侵入二次电池内部的风险，还可以将泄气孔170尺寸设置的较小，只要满足气体能够顺利排出即可。例如，泄气孔170以设置成圆形孔，其直径可以设置成小于1mm。当然，泄气孔170也可以设置成其它形状和大小，不仅限于此。

气体排出时，经过排气通道(图4中的箭头S1段)和容纳槽130的一部分空间(图4中的箭头S2段)，其中，S1段为阀部132与变形后的阀套16之间形成的间隙，S2段为容纳槽130内的阀套16的外壁与阀盖17的内壁之间留出的间隙。

请继续参考图5，阀部132开设有朝向阀套16所在一侧开口的第一凹槽1322，且第一凹槽1322与排气孔1320连通，这样设置后，经由排气孔1320排出的气体会逐渐的聚集在第一凹槽1322内，且第一凹槽1322的设置使得气体与阀套16的接触面积增大，因此，当气压作用于阀套16时，阀套16发生形变的面积相应增大，由此可以使得阀套16更容易发生形变，以便形成更加可靠的排气通道。

可选择的，还可以在阀部132的下表面开设有第二凹槽1324，并且，排气孔1320设置于第二凹槽1324的轮廓线所包围的区域内，这样设置后，第二凹槽1324的槽壁可以对排气孔1320起到防护作用，减少电解液杂质以及其它污物进入而堵塞排气孔1320，确保二次电池内部的气体可以顺利进入排气孔1320内。

请参考图6，泄气孔170的数量可以设置为多个，多个泄气孔170均与容纳槽130连通，且间隔排布。

本实施例中，每个泄气孔170在二次电池高度方向上的正投影均与容纳槽130在此方向的正投影重叠，从而增大了气体排气时的通道数量，且进一步减小了排气阻力。

请继续参见图1，顶盖组件1还包括绝缘构件18，绝缘构件18设置于顶盖片13的上表面，用于绝缘导电片142与顶盖片13，绝缘构件18可以采用注塑的方式贴附于顶盖片13的上表面，但不仅限于此。

顶盖组件1还包括密封圈19，第一极柱11和第二极柱12外均套设有密封圈19，密封圈19密封设置于顶盖片13的极柱孔内，第一极柱11和第二极柱12分别从密封圈19的中空处伸出至顶盖片13的外部。

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，其特征在于，包括：

顶盖片；和

阀套，

所述顶盖片包括容纳槽和从该容纳槽的底壁向上突出的阀部，所述阀部开设有与二次电池内部相连通的排气孔，

所述阀套容纳于所述容纳槽内且罩设于所述阀部，所述阀套与所述阀部之间设置有与外界连通的排气通道，所述排气通道与所述排气孔连通。

2.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述阀套由可变形材料制成，所述阀套设置成经由所述排气孔排出的气体作用时发生形变以在所述阀套与所述阀部之间形成所述排气通道，以及在气体作用力小于所述阀套发生形变的压力时与所述阀部密封接合。

3.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，还包括连接于所述顶盖片的阀盖，在二次电池的高度方向上，所述阀盖与所述阀套限位配合。

4.根据权利要求3所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述阀盖密封所述容纳槽的开口，且所述阀盖的上表面不超出所述顶盖片的上表面，

所述阀盖开设有与外界连通的泄气孔，所述泄气孔经由所述容纳槽与所述排气通道连通。

5.根据权利要求4所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，沿二次电池的高度方向，所述泄气孔的正投影与所述容纳槽的正投影至少部分重叠。

6.根据权利要求3所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述容纳槽包括相连通的柱体段和锥体段，两者沿二次电池的高度方向由上至下排布，所述柱体段和所述锥体段的相接部位处与所述阀盖在二次电池的高度方向上定位配合。

7.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述阀部开设有朝向所述阀套所在一侧敞开的第一凹槽，所述第一凹槽与所述排气孔连通。

8.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述顶盖片的下表面开设有第二凹槽，所述排气孔设置于所述第二凹槽的轮廓线所包围的区域内。

9.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述排气孔设置有多个，各所述排气孔均与所述容纳槽连通且间隔排布。

10.一种二次电池，其特征在于，包括电极组件、壳体以及如权利要求1-9任一项所述的二次电池顶盖组件，

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，所述电极组件封装在所述封装空间内，

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，所述顶盖组件的第一极柱与所述第一极片电连接，所述顶盖组件的第二极柱与所述第二极片电连接。