CN208507745U - 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、顶盖组件以及集流构件。壳体具有开口；电极组件收容于壳体内且包括主体以及从主体中伸出的第一极耳；顶盖组件包括顶盖板和第一电极端子，顶盖板固定于壳体并覆盖壳体的开口，第一电极端子设置于顶盖板。集流构件收容于壳体内且包括第一连接部、第二连接部和第三连接部，第一连接部连接于第一电极端子，第二连接部从第一连接部沿长度方向的外端向下延伸。第三连接部包括弯折区和极耳连接区，极耳连接区连接于第一极耳；弯折区的一端与第二连接部沿宽度方向的外端相连，极耳连接区与弯折区的另一端相连；沿高度方向，弯折区的长度小于极耳连接区的长度。

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

二次电池通常包括壳体、收容于壳体的电极组件以及固定于壳体的顶盖组件，而电极组件的极耳经由集流构件与顶盖组件的电极端子电连接。在装配电极组件和集流构件时，通常先将极耳直接焊接于集流构件，然后再将极耳弯折，以减少极耳占用的空间。极耳弯折时，集流构件的焊接于极耳的部分也需要随之弯折；而集流构件为金属构件，本身具有较高的强度，所以弯折处的残余应力较大，容易变形，导致集流构件与极耳的连接强度降低，影响二次电池的使用寿命。为了便于集流构件的弯折，现有技术通常会在集流构件上压制刻痕，在弯折极耳时，集流构件沿着刻痕进行弯折。但是，在压制刻痕时，集流构件在刻痕处被压薄，导致集流构件在刻痕处的硬度增大、塑性和韧性降低；在弯折极耳和集流构件时，集流构件很容易在刻痕处形成裂纹，甚至断裂，导致集流构件失效。

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，其能保证极耳与集流构件的连接强度，避免集流构件失效。

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、顶盖组件以及集流构件。壳体具有开口；电极组件收容于壳体内且包括主体以及从主体中伸出的第一极耳；顶盖组件包括顶盖板和第一电极端子，顶盖板固定于壳体并覆盖壳体的开口，第一电极端子设置于顶盖板。集流构件收容于壳体内且包括第一连接部、第二连接部和第三连接部，第一连接部连接于第一电极端子，第二连接部从第一连接部沿长度方向的外端向下延伸。第三连接部包括弯折区和极耳连接区，极耳连接区连接于第一极耳；弯折区的一端与第二连接部沿宽度方向的外端相连，极耳连接区与弯折区的另一端相连；沿高度方向，弯折区的长度小于极耳连接区的长度。

弯折区为多个且沿高度方向间隔布置。

沿高度方向，弯折区的长度与极耳连接区的长度的比为0.2～0.7。

第一连接部包括沿长度方向依次布置的端子连接区、熔断区和第一延伸区，端子连接区连接于第一电极端子，第一延伸区连接于第二连接部，熔断区连接端子连接区和第一延伸区。熔断区沿宽度方向的宽度小于端子连接区沿宽度方向的宽度、第一延伸区沿宽度方向的宽度以及弯折区沿高度方向的长度。

第三连接部为两个，且分别与第二连接部沿宽度方向的两端相连。优选地，两个极耳连接区沿高度方向延伸的长度不相等。第二连接部包括基体区和第二延伸区，两个第三连接部的弯折区分别与基体区沿宽度方向的两端相连，第二延伸区为两个且分别从基体区的两端向外延伸。在高度方向上，两个第二延伸区分别位于两个极耳连接区的上侧，且长度较小的极耳连接区与对应的第二延伸区之间的距离大于长度较大的极耳连接区与对应的第二延伸区之间的距离。沿高度方向，两个第三连接部的弯折区的长度不相等。

弯折区弯折到第二连接部沿长度方向的外侧，极耳连接区位于弯折区沿宽度方向的外侧。

极耳连接区和第二连接部为平板状，两者所在平面的夹角小于10°。

本实用新型的有益效果如下：本申请通过减小弯折区沿高度方向的长度来降低弯折难度、减小弯折区的残余应力，防止极耳连接区在弯折成型后倾斜，保证焊接质量。同时，极耳连接区也不会在弯折区的残余应力向外张开，防止第一极耳脱离极耳连接区，保证第一极耳和极耳连接区连接强度。另外，本申请是通过开设通孔或凹槽来减小弯折区沿高度方向的长度，不会影响弯折区的塑性和韧性，因此，在弯折过程中也不会出现断裂现象，避免集流构件失效。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的一示意图。

图2为根据本实用新型的二次电池的另一示意图，其中壳体省略。

图3为图2的集流构件的示意图。

图4为图3的集流构件在成型过程中的一示意图。

图5为图3的集流构件在成型过程中的另一示意图。

图6为图2的二次电池在成型过程中的示意图。

图7为根据本实用新型的二次电池的集流构件的一实施例的示意图。

图8为图7的集流构件在成型过程中的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1壳体 413第一延伸区

2电极组件 42第二连接部

21主体 421基体区

22第一极耳 422第二延伸区

3顶盖组件 43第三连接部

31顶盖板 431弯折区

32第一电极端子 432极耳连接区

33第二电极端子 H通孔

4集流构件 C凹槽

41第一连接部 X长度方向

411熔断区 Y宽度方向

412端子连接区 Z高度方向

具体实施方式

参照图1和图2，本申请的二次电池包括壳体1、电极组件2、顶盖组件3以及集流构件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收容于壳体1内，且包括主体21以及从主体21中伸出的第一极耳22和第二极耳(图中未示出)。主体21包括正极极片、负极极片和将正极极片和负极极片隔开的隔膜。正极极片、隔膜和负极极片顺序堆叠并卷绕，以形成果冻卷状的主体21。正极片包括正极集流体(例如铝箔)和涂覆在正极集流体表面的正极活性物质层(例如钴酸锂)。负极片包括负极集流体(例如铜箔)和涂覆在负极集流体表面的负极活性物质层(例如碳或硅)。第一极耳22连接于正极片，例如，第一极耳22可直接由正极集流体裁切而成；对应地，第二极耳连接于负极片，例如，第二极耳可直接由负极集流体裁切而成。当然，可替代地，第一极耳22也可连接于负极片，第二极耳连接于正极片。

顶盖组件3包括顶盖板31、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，从而将电极组件2封闭在壳体1内。第一电极端子32和第二电极端子33设置于顶盖板31。第二电极端子33电连接于第二极耳。

集流构件4收容于壳体1内且包括第一连接部41、第二连接部42和第三连接部43，第一连接部41连接于第一电极端子32，第二连接部42从第一连接部41沿长度方向X的外端(也就是第一连接部41沿长度方向X靠近壳体1的一端)向下延伸。第三连接部43包括弯折区431和极耳连接区432，极耳连接区432连接于第一极耳22；弯折区431的一端与第二连接部42沿宽度方向Y的外端相连，极耳连接区432与弯折区431的另一端相连；沿高度方向Z，弯折区431的长度小于极耳连接区432的长度。

集流构件4可通过弯折、冲切金属板材而成。具体地，初始时，集流构件4为金属平板，参照图4，从中部弯折金属平板，以形成第一连接部41以及弯折到第一连接部41沿高度方向的下侧的第二连接部42，此时，第三连接部43与第二连接部42在一个平面内。参照图6，第一极耳22沿长度方向X从主体21中伸出，为了焊接第一极耳22和第三连接部43，参照图5，需要沿着弯折区431弯折第三连接部43(此时为第三连接部43的第一次弯折)，以使极耳连接区432与第一极耳22平行。参照图2和图3，在将极耳连接区432和第一极耳22焊接为一体后，再沿着弯折区431弯折第三连接部43(此时为第三连接部43的第二次弯折)，以使减小第三连接部43在长度方向X上占用的空间。也就是说，在二次电池的成型过程中，第三连接部43需要沿着弯折区431进行两次弯折。

在现有技术中，弯折区431与极耳连接区432沿高度方向Z的长度相等，弯折区431的强度较大，所以在第一次弯折第三连接部43后，弯折区431的残余应力较大，极耳连接区432容易在弯折成型后倾斜，导致极耳连接区432与第一极耳22接触不良，影响焊接质量。本申请通过减小弯折区431沿高度方向Z的长度来降低弯折难度、减小弯折区431的残余应力，防止极耳连接区432在弯折成型后倾斜，保证焊接质量。同样地，在第二次弯折第三连接部43后，极耳连接区432也不会在弯折区431的残余应力向外张开(即向图5所示的状态变形)，防止第一极耳22脱离极耳连接区432，保证第一极耳22和极耳连接区432连接强度。另外，本申请是通过开设通孔H或凹槽C来减小弯折区431沿高度方向Z的长度，不会影响弯折区431的塑性和韧性，因此，在两次弯折过程中也不会出现断裂现象，避免集流构件4失效。

弯折区431的数量可为一个或多个。

在一实施例中，参照图7和图8，弯折区431为一个。可直接在集流构件4上冲压出两个凹槽C，以减小弯折区431沿高度方向Z的长度。沿高度方向Z，弯折区431的长度与极耳连接区432的长度的比为0.2～0.7。如果所述比值小于0.2，那么弯折区431沿高度方向Z的长度过小，影响过流能力；如果所述比值大于0.7，那么弯折区431沿高度方向Z的长度偏大，弯折区431具有较大的强度，仍然会存在现有技术中的问题。

在另一实施例中，参照图3，弯折区431为多个且沿高度方向Z间隔布置。参照图4，可直接在集流构件4上冲压出多个通孔H，以形成多个间隔布置的弯折区431。沿高度方向Z，所述多个弯折区431的总长度与极耳连接区432的长度的比为0.2～0.7。

第一连接部41包括沿长度方向X依次布置的端子连接区412、熔断区411和第一延伸区413，端子连接区412连接于第一电极端子32，第一延伸区413连接于第二连接部42，熔断区411连接端子连接区412和第一延伸区413。熔断区411沿宽度方向Y的宽度小于端子连接区412沿宽度方向Y的宽度、第一延伸区413沿宽度方向Y的宽度以及弯折区431沿高度方向Z的长度。可通过在第一连接部41上开设通孔来形成熔断区411。

当二次电池出现短路时，电流急剧增大，而熔断区411在电流的作用下熔断，从而切断充放电回路，避免引发安全事故。集流构件4由等厚度的板材制成，所以弯折区431和熔断区411的厚度相等，如果熔断区411沿宽度方向Y的宽度大于弯折区431沿高度方向Z的长度，那么在电流的作用下，弯折区431会先于熔断区411熔断，导致熔断区411失效，因此熔断区411沿宽度方向Y的宽度需要小于弯折区431沿高度方向Z的长度。

第三连接部43为两个，且分别与第二连接部42沿宽度方向Y的两端相连。电极组件2可为多个，部分电极组件2的第一极耳22焊接到一个第三连接部43，剩余的电极组件2的第一极耳22焊接到另一个第三连接部43。

两个极耳连接区432沿高度方向Z延伸的长度不相等。

第二连接部42包括基体区421和第二延伸区422，两个第三连接部43的弯折区431分别与基体区421沿宽度方向Y的两端相连，第二延伸区422为两个且分别从基体区421的两端向外延伸。在高度方向Z上，两个第二延伸区422分别位于两个极耳连接区432的上侧，且长度较小的极耳连接区432与对应的第二延伸区422之间的距离大于长度较大的极耳连接区432与对应的第二延伸区422之间的距离。参照图2，多个电极组件2的第一极耳22沿高度方向Z的长度相等，对于长度较小的极耳连接区432，需要增大该极耳连接区432与对应的第二延伸区422之间的距离，以给第一极耳22预留出装配空间。

沿高度方向Z，两个第三连接部43的弯折区431的长度不相等。在弯折过程中，弯折区431会对第二连接部42施加一个力矩，如果两个第三连接部43的弯折区431的长度相等且沿高度方向Z的位置重合，第二连接部42在同一个位置受到两个弯折区431的等效力矩，容易出现变形。而两个第三连接部43的弯折区431的长度不相等时，那么两个弯折区431对第二连接部42施加的等效力矩不会在同一个位置，从而降低第二连接部42变形的可能性。

弯折区431弯折到第二连接部42沿长度方向X的外侧，极耳连接区432位于弯折区431沿宽度方向Y的外侧。

极耳连接区432和第二连接部42为平板状，且两者所在平面的夹角小于10°，优选平行。

Claims (10)

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

壳体(1)具有开口；

电极组件(2)收容于壳体(1)内且包括主体(21)以及从主体(21)中伸出的第一极耳(22)；

顶盖组件(3)包括顶盖板(31)和第一电极端子(32)，顶盖板(31)固定于壳体(1)并覆盖壳体(1)的开口，第一电极端子(32)设置于顶盖板(31)；

其特征在于，

集流构件(4)收容于壳体(1)内且包括第一连接部(41)、第二连接部(42)和第三连接部(43)，第一连接部(41)连接于第一电极端子(32)，第二连接部(42)从第一连接部(41)沿长度方向(X)的外端向下延伸；

第三连接部(43)包括弯折区(431)和极耳连接区(432)，极耳连接区(432)连接于第一极耳(22)；弯折区(431)的一端与第二连接部(42)沿宽度方向(Y)的外端相连，极耳连接区(432)与弯折区(431)的另一端相连；沿高度方向(Z)，弯折区(431)的长度小于极耳连接区(432)的长度。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，弯折区(431)为多个且沿高度方向(Z)间隔布置。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，沿高度方向(Z)，弯折区(431)的长度与极耳连接区(432)的长度的比为0.2～0.7。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

第一连接部(41)包括沿长度方向(X)依次布置的端子连接区(412)、熔断区(411)和第一延伸区(413)，端子连接区(412)连接于第一电极端子(32)，第一延伸区(413)连接于第二连接部(42)，熔断区(411)连接端子连接区(412)和第一延伸区(413)；

熔断区(411)沿宽度方向(Y)的宽度小于端子连接区(412)沿宽度方向(Y)的宽度、第一延伸区(413)沿宽度方向(Y)的宽度以及弯折区(431)沿高度方向(Z)的长度。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第三连接部(43)为两个，且分别与第二连接部(42)沿宽度方向(Y)的两端相连。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，两个极耳连接区(432)沿高度方向(Z)延伸的长度不相等。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，

第二连接部(42)包括基体区(421)和第二延伸区(422)，两个第三连接部(43)的弯折区(431)分别与基体区(421)沿宽度方向(Y)的两端相连，第二延伸区(422)为两个且分别从基体区(421)的两端向外延伸；

在高度方向(Z)上，两个第二延伸区(422)分别位于两个极耳连接区(432)的上侧，且长度较小的极耳连接区(432)与对应的第二延伸区(422)之间的距离大于长度较大的极耳连接区(432)与对应的第二延伸区(422)之间的距离。

8.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，沿高度方向(Z)，两个第三连接部(43)的弯折区(431)的长度不相等。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，弯折区(431)弯折到第二连接部(42)沿长度方向(X)的外侧，极耳连接区(432)位于弯折区(431)沿宽度方向(Y)的外侧。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，极耳连接区(432)和第二连接部(42)为平板状，且两者所在平面的夹角小于10°。