CN208336334U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种二次电池，其包括壳体、电极组件、顶盖组件以及转接构件。壳体具有开口，电极组件收容于壳体内。顶盖组件包括顶盖板和第一电极端子，顶盖板覆盖壳体的开口且具有第一端子孔，第一电极端子设置于顶盖板。转接构件包括主体部和连接部；主体部设置于顶盖板的靠近电极组件的一侧且连接于电极组件；连接部与主体部相连。第一电极端子包括第一端子部和第二端子部，第一端子部设有第一孔；第二端子部与第一端子部相连且位于第一孔沿上下方向的一侧；连接部伸入第一端子孔并与第二端子部形成熔接区，第二端子部通过熔接区与连接部连接，熔接区露出到二次电池的外部。

Description

二次电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术

二次电池通常包括电极组件、收容电极组件的壳体以及固定于壳体的顶盖组件，顶盖组件的顶盖板将壳体密封。顶盖组件还包括凸出于顶盖板的电极端子，用于与外部设备电连接。为了提高二次电池的能量密度，可以将电极端子设置到顶盖板外侧，以避免电极端子占用二次电池的内部空间。而为了实现电极组件的充放电，电极端子需要通过转接构件与电极组件的极耳电连接。转接构件收容于壳体内，为了与外侧的电极端子连接，则需要穿过顶盖板。常用的方式是在顶盖板上开设通孔，在转接构件上冲压出凸包，凸包伸入通孔并焊接于电极端子；同时，冲压凸包后，凸包的内侧会形成凹部。由于电极端子具有较大的厚度，所以为了降低焊接难度，激光通常从转接构件一侧发射并作用在转接构件的凸包上；在激光焊接过程中会产生金属屑，金属屑附着在凹部的内表面上；由于凹部具有一定深度，所以凹部的内表面上的金属屑很难清洗干净；当二次电池受到振动时，这些杂质容易落入电极组件内，引发安全隐患。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种二次电池，其能在焊接电极端子和转接构件时，避免杂质进入二次电池的内部，防止短路，提高安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种二次电池，其包括壳体、电极组件、顶盖组件以及转接构件。壳体具有开口，电极组件收容于壳体内。顶盖组件包括顶盖板和第一电极端子，顶盖板覆盖壳体的开口且具有第一端子孔，第一电极端子设置于顶盖板。转接构件包括主体部和连接部；主体部设置于顶盖板的靠近电极组件的一侧且连接于电极组件；连接部与主体部相连。

第一电极端子包括第一端子部和第二端子部，第一端子部设有第一孔；第二端子部与第一端子部相连且位于第一孔沿上下方向的一侧；连接部伸入第一端子孔并与第二端子部形成熔接区，第二端子部通过熔接区与连接部连接，熔接区露出到二次电池的外部。

熔接区不露出到连接部的靠近电极组件一侧的表面。

第二端子部设置于第一孔的靠近电极组件的一侧。

在一实施例中，连接部位于第二端子部的靠近电极组件的一侧且贴合于第二端子部，熔接区贯穿第二端子部并延伸到连接部。

在一实施例中，第二端子部设有第二孔，第二孔与第一孔连通且贯通第二端子部。连接部伸入第二孔并焊接于第二端子部，形成的熔接区密封第二孔。

在一实施例中，第二端子部设有第二孔，第二孔与第一孔连通且贯通第二端子部。连接部包括第一连接区和第二连接区，第一连接区与主体部相连且位于第二端子部的靠近电极组件的一侧，第二连接区与第一连接区相连且位于第一连接区的远离电极组件的一侧。第二连接区伸入第二孔并焊接于第二端子部，形成的熔接区密封第二孔。第二连接区还包括延伸部，延伸部位于第二端子部的远离电极组件的一侧，并且延伸部的周壁超出第二孔的内壁；延伸部焊接于第二端子部并形成的熔接区。第二端子部在远离电极组件的一侧设有第一凹槽，第一凹槽环绕第二孔并与第二孔形成台阶孔，延伸部容纳于第一凹槽。

在一实施例中，第二端子部的材质与转接构件的材质相同，第一端子部的材质与第二端子部的材质不同；第二端子部远离电极组件的一侧设有第二凹槽，第二凹槽与第一孔连通。

本实用新型的有益效果如下：通过设置在第一端子部上的第一孔可以减小第一电极端子的厚度，从而减少焊接时所需的能量，降低焊接难度，避免顶盖组件中的其它构件被烧坏。同时，由于熔接区露出到二次电池的外部，所以焊接时产生的杂质不会进入二次电池的内部，从而避免杂质进入电极组件，防止短路，提高二次电池的安全性能。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的第一实施例的分解图。

图2为图1的二次电池的剖视图。

图3为图2的虚线框部分的放大图。

图4为根据本实用新型的二次电池的第二实施例的剖视图。

图5为图4的虚线框部分的放大图。

图6为根据本实用新型的二次电池的第三实施例的剖视图。

图7为图6的虚线框部分的放大图。

图8为根据本实用新型的二次电池的第四实施例的剖视图。

图9为图8的虚线框部分的放大图。

图10为根据本实用新型的二次电池的第五实施例的剖视图。

图11为图10的虚线框部分的放大图。

图12为图11中的第一电极端子的示意图。

图13为根据本实用新型的二次电池的第六实施例的剖视图。

图14为图13的虚线框部分的放大图。

图15为图14中的第一电极端子的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1壳体 41主体部

2电极组件 42连接部

21极耳 421第一连接区

3顶盖组件 422第二连接区

31顶盖板 4221延伸部

311第一端子孔 H1第一孔

312第二端子孔 H2第二孔

32第一电极端子 G1第一凹槽

321第一端子部 G2第二凹槽

322第二端子部 R凹部

33第二电极端子 Z熔接区

34绝缘体 D上下方向

4转接构件

具体实施方式

参照图1，二次电池包括壳体1、电极组件2、顶盖组件3以及转接构件4。

壳体1可具有六面体形状或其它形状。壳体1内部形成收容腔，以容纳电极组件2和电解液。壳体1在一端形成开口，而电极组件2可经由所述开口放置到壳体1的收容腔。壳体1可由铝或铝合金等导电金属的材料制成，也可由塑胶等绝缘材料制成。

电极组件2包括正极片、负极片和隔膜，隔膜设置于正极片和负极片之间。正极片、隔膜及负极片可以顺序堆叠并卷绕为果冻卷状。正极片包括正极集流体(例如铝箔)以及涂覆于正极集流体表面的正极活性材料(例如钴酸锂)，负极片包括负极集流体(例如铜箔)以及涂覆于负极集流体表面的负极活性材料(例如硅)。正极集流体的端部具有未被正极活性材料覆盖的空白区，正极集流体的多个空白区连接在一起并作为电极组件2的正极极耳。负极集流体的端部具有未被负极活性材料覆盖的空白区，负极集流体的多个空白区连接在一起并作为电极组件2的负极极耳。

顶盖组件3包括顶盖板31以及设置于顶盖板31的第一电极端子32和第二电极端子33。顶盖板31固定于壳体1并覆盖壳体1的开口，以将电极组件2封闭在壳体1内。顶盖组件3还包括绝缘体34，固定于顶盖板31下侧并将电极组件2和顶盖板31隔开。

参照图2和图3，顶盖板31包括贯通的第一端子孔311和第二端子孔312。第一电极端子32可设置于顶盖板31的上侧(即顶盖板31远离电极组件2的一侧)，并从上侧覆盖第一端子孔311。对应地，第二电极端子33可设置于顶盖板31的上侧，并从上侧覆盖第二端子孔312。

转接构件4包括主体部41和连接部42；主体部41设置于顶盖板31的靠近电极组件2的一侧且连接于电极组件2；连接部42与主体部41相连。其中，电极组件2的极耳21(正极极耳或负极极耳)可通过超声波焊接固定于主体部41。主体部41可与绝缘体34卡合连接。

第一电极端子32包括第一端子部321和第二端子部322，第一端子部321设有第一孔H1；第二端子部322与第一端子部321相连且位于第一孔H1沿上下方向D的一侧。连接部42伸入第一端子孔311并与第二端子部322形成熔接区Z，第二端子部322通过熔接区Z与连接部42连接，熔接区Z露出到二次电池的外部。

由于连接部42伸入第一端子孔311，所以第一电极端子32靠近电极组件2的一端不会超过顶盖板31的下表面，也就不会占用二次电池的内部空间。

本申请的二次电池可按照下述步骤成形：

1.将正极片、负极片和隔膜卷绕成电极组件2；

2.通过超声波焊接将电极组件2的极耳21固定到转接构件4的主体部41；

3.将转接构件4的连接部42插入第一端子孔311，并将转接构件4的主体部41卡接到顶盖组件3的绝缘体34，同时，保证连接部42与第二端子部322接触；

4.将电极组件2放入壳体1内，然后将顶盖板31和壳体1焊接在一起；

5.将激光作用在第二端子部322的露出到二次电池外部的表面，连接部42与第二端子部322接触的部分熔化并接合在一起，凝固后形成熔接区Z，从而将第一端子32和转接构件4连在一起。

通过设置在第一端子部321上的第一孔H1可以减小第一电极端子32的厚度，从而减少焊接时所需的能量，降低焊接难度，避免顶盖组件3中的其它构件(例如第一电极端子32与顶盖板31之间的密封圈)被烧坏。同时，由于熔接区Z露出到二次电池的外部(也就是说，可以从二次电池的外部实现第二端子部322和连接部42的焊接)，所以焊接时产生的杂质(例如金属屑)不会进入二次电池的内部，从而避免杂质进入电极组件2，防止短路，提高二次电池的安全性能。

参照图3，熔接区Z不露出到连接部42的靠近电极组件2一侧的表面。焊接连接部42和第二端子部322时，应注意焊接深度，避免熔穿连接部42，防止焊接时产生的杂质附着到连接部42的靠近电极组件2一侧的表面。

多个二次电池可通过汇流条连接在一起，从而形成电池模组。汇流条可连接一个二次电池的第一电极端子32和另一个二次电池的第二电极端子33，从而将两个二次电池串联；汇流条也可连接两个二次电池的第一电极端子32，从而将两个二次电池并联。

下面以不同的实施例描述本申请中的转接构件4和第一电极端子32。

在第一实施例中，参照图2和图3，第二端子部322设置于第一孔H1的靠近电极组件2的一侧。汇流条可伸入到第一孔H1并焊接于第一电极端子32。由于第二端子部322上形成有熔接区Z，所以第二端子部322外露的表面凹凸不平；如果将汇流条焊接到第二端子部322，可能会出现焊接不良，因此，优选将汇流条焊接到第一孔H1的孔壁。

连接部42位于第二端子部322的靠近电极组件2的一侧且贴合于第二端子部322，熔接区Z贯穿第二端子部322并延伸到连接部42。此时，可直接通过激光穿透焊接将连接部42和第二端子部322连为一体。

转接构件4可通过冲压金属板而成，冲压出的凸包即为连接部42，连接部42的靠近电极组件2的一侧形成凹部R。

本申请的第二实施例与第一实施例大体相同，其区别在于第一电极端子32的结构。具体地，参照图4和图5，第二端子部322设置于第一孔H1的远离电极组件2的一侧。

在第三实施例中，参照图6和图7，第二端子部322设置于第一孔H1的靠近电极组件2的一侧。第二端子部322设有第二孔H2，第二孔H2与第一孔H1连通且贯通第二端子部322。连接部42伸入第二孔H2并焊接于第二端子部322，形成的熔接区Z密封第二孔H2。

连接部42伸入第二孔H2后，可沿着连接部42与第二端子部322接触的边界进行对接焊，从而形成环形的熔接区Z，熔接区Z从上侧封闭连接部42与第二端子部322之间的间隙。

转接构件4可通过冲压金属板而成，冲压出的凸包即为连接部42，连接部42的靠近电极组件2的一侧形成凹部R。

在第四实施例中，参照图8和图9，第二端子部322设置于第一孔H1的靠近电极组件2的一侧。第二端子部322设有第二孔H2，第二孔H2与第一孔H1连通且贯通第二端子部322。

连接部42包括第一连接区421和第二连接区422，第一连接区421与主体部41相连且位于第二端子部322的靠近电极组件2的一侧，第二连接区422与第一连接区421相连且位于第一连接区421的远离电极组件2的一侧；第二连接区422伸入第二孔H2并焊接于第二端子部322，形成的熔接区Z密封第二孔H2。

第一连接区421和主体部41可通过冲压金属板一体形成，冲压出的凸包即为第一连接区421，第一连接区421的靠近电极组件2的一侧形成凹部R。第二连接区422可为与第一连接区421材质相同的金属板，第二连接区422和第一连接区421通过超声波焊接连为一体。

通常，汇流条的材质为铝，为了便于焊接汇流条和第一电极端子32，第一电极端子32的材质也选择铝。电极组件2的负极极耳通常为铜箔，当负极极耳与转接构件4相连时，为了保证焊接强度，转接构件4的主体部41的材质优选为铜。此时，如果转接构件4采用第一实施例中的结构，那么采用激光穿透焊接时，会因为第二端子部322和连接部42的材质不同，导致第二端子部322和连接部42的连接强度较低，影响二次电池的使用寿命。

在本实施例中，由于第一连接区421和第二连接区422的材质相同，所以可先通过超声波焊接连为一体。超声波焊接的焊接功率小，不会在焊接过程中产生飞溅的金属屑，同时还能保证第一连接区421和第二连接区422的连接强度。在将第一连接区421和第二连接区422焊接为一体后，再沿着第二连接区422与第二端子部322接触的边界进行对接焊；与激光穿透焊接相比，对接焊具有更高的焊接强度。

在第五实施例中，参照图10至图12，第二端子部322设置于第一孔H1的靠近电极组件2的一侧。第二端子部322设有第二孔H2，第二孔H2与第一孔H1连通且贯通第二端子部322。

连接部42包括第一连接区421和第二连接区422，第一连接区421与主体部41相连且位于第二端子部322的靠近电极组件2的一侧，第二连接区422与第一连接区421相连且位于第一连接区421的远离电极组件2的一侧；第二连接区422伸入第二孔H2并焊接于第二端子部322，形成的熔接区Z密封第二孔H2。

主体部41、第一连接区421及第二连接区422可一体成型。第一连接区421的靠近电极组件2的一侧形成凹部R。

第二连接区422还包括延伸部4221，延伸部4221位于第二端子部322的远离电极组件2的一侧，并且延伸部4221的周壁超出第二孔H2的内壁；延伸部4221焊接于第二端子部322并形成的熔接区Z。第二连接区422穿过第二孔H2后，可挤压第二连接区422的远离电极组件2的一端以形成延伸部4221，从而将第二连接区422铆接到第二端子部322。铆接后，将延伸部4221焊接到第二端子部322以形成熔接区Z。熔接区Z不仅可以提高延伸部4221与第二端子部322的连接强度，还能提高延伸部4221与第二端子部322之间的过流能力。

进一步地，第二端子部322在远离电极组件2的一侧设有第一凹槽G1，第一凹槽G1环绕第二孔H2并与第二孔H2形成台阶孔，延伸部4221容纳于第一凹槽G1。第一凹槽G1可使第二端子部322外露的表面和延伸部4221外露的表面齐平，便于汇流条的装配；沿着延伸部4221的周壁与第二端子部322接触的边界进行对接焊，可提高焊接强度。

本申请的第六实施例与第一实施例大体相同，其区别在于第一电极端子32的结构。参照图13至图15，第一电极端子32可为复合金属板，其中，第二端子部322的材质与转接构件4的材质相同，第一端子部321的材质与第二端子部322的材质不同。

当负极极耳与转接构件4相连时，转接构件4和第二端子部322优选由铜制成，第一端子部321优选由铝制成，这样可以降低汇流条与第一端子部321的焊接难度以及转接构件4与第一端子部321的焊接难度。

第二端子部322远离电极组件2的一侧设有第二凹槽G2，第二凹槽G2与第一孔H1连通。通过设置第二凹槽G2，可进一步减小第二端子部322的厚度，降低焊接难度。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括壳体(1)、电极组件(2)、顶盖组件(3)以及转接构件(4)；

壳体(1)具有开口，电极组件(2)收容于壳体(1)内；

顶盖组件(3)包括顶盖板(31)和第一电极端子(32)，顶盖板(31)覆盖壳体(1)的开口且具有第一端子孔(311)，第一电极端子(32)设置于顶盖板(31)；

转接构件(4)包括主体部(41)和连接部(42)；主体部(41)设置于顶盖板(31)的靠近电极组件(2)的一侧且连接于电极组件(2)；连接部(42)与主体部(41)相连；

其特征在于，

第一电极端子(32)包括第一端子部(321)和第二端子部(322)，第一端子部(321)设有第一孔(H1)；

第二端子部(322)与第一端子部(321)相连且位于第一孔(H1)沿上下方向(D)的一侧；

连接部(42)伸入第一端子孔(311)并与第二端子部(322)形成熔接区(Z)，第二端子部(322)通过熔接区(Z)与连接部(42)连接，熔接区(Z)露出到二次电池的外部。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，熔接区(Z)不露出到连接部(42)的靠近电极组件(2)一侧的表面。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第二端子部(322)设置于第一孔(H1)的靠近电极组件(2)的一侧。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，连接部(42)位于第二端子部(322)的靠近电极组件(2)的一侧且贴合于第二端子部(322)，熔接区(Z)贯穿第二端子部(322)并延伸到连接部(42)。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第二端子部(322)设有第二孔(H2)，第二孔(H2)与第一孔(H1)连通且贯通第二端子部(322)。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，连接部(42)伸入第二孔(H2)并焊接于第二端子部(322)，形成的熔接区(Z)密封第二孔(H2)。

7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，

连接部(42)包括第一连接区(421)和第二连接区(422)，第一连接区(421)与主体部(41)相连且位于第二端子部(322)的靠近电极组件(2)的一侧，第二连接区(422)与第一连接区(421)相连且位于第一连接区(421)的远离电极组件(2)的一侧；

第二连接区(422)伸入第二孔(H2)并焊接于第二端子部(322)，形成的熔接区(Z)密封第二孔(H2)。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，第二连接区(422)还包括延伸部(4221)，延伸部(4221)位于第二端子部(322)的远离电极组件(2)的一侧，并且延伸部(4221)的周壁超出第二孔(H2)的内壁；延伸部(4221)焊接于第二端子部(322)并形成的熔接区(Z)。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，第二端子部(322)在远离电极组件(2)的一侧设有第一凹槽(G1)，第一凹槽(G1)环绕第二孔(H2)并与第二孔(H2)形成台阶孔，延伸部(4221)容纳于第一凹槽(G1)。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

第二端子部(322)的材质与转接构件(4)的材质相同，第一端子部(321)的材质与第二端子部(322)的材质不同；第二端子部(322)远离电极组件(2)的一侧设有第二凹槽(G2)，第二凹槽(G2)与第一孔(H1)连通。