CN208819997U - 二次电池 - Google Patents

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张华�
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Abstract

本实用新型提供了一种二次电池,其包括电极组件以及设置于电极组件外侧的保护构件。电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜,隔膜将第一极片和第二极片隔开。保护构件包括第一导电层、绝缘层和第二导电层,且第一导电层、绝缘层和第二导电层沿远离电极组件的方向依次设置。第一导电层连接于第一极片,第二导电层连接于第二极片,绝缘层将第一导电层和第二导电层绝缘隔开。本申请通过设置保护构件,可以降低二次电池被外部异物刺穿时的安全风险,提高二次电池的安全性能。

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
二次电池的电极组件包括正极极片、负极极片以及将正极极片和负极极片隔开的隔膜。在二次电池的使用过程中,如果出现异常状况,外部的异物可能会刺入电极组件;正极极片和负极极片被异物刺破后容易接触并导致短路,引发安全风险。
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,其能降低安全风险,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,其包括电极组件以及设置于电极组件外侧的保护构件。电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜,隔膜将第一极片和第二极片隔开。保护构件包括第一导电层、绝缘层和第二导电层,且第一导电层、绝缘层和第二导电层沿远离电极组件的方向依次设置。第一导电层连接于第一极片,第二导电层连接于第二极片,绝缘层将第一导电层和第二导电层绝缘隔开。
第一极片沿纵向的一端设有第一极耳,第二极片沿纵向的一端设有第二极耳。第一导电层包括第一保护部和与第一保护部相连的第一连接部,第一保护部设置于电极组件的外侧,第一连接部朝靠近第一极耳的方向弯折并连接于第一极耳。第二导电层包括第二保护部和与第二保护部相连的第二连接部,第二保护部设置于第一保护部的远离电极组件的一侧,第二连接部朝靠近第二极耳的方向弯折并连接于第二极耳。
在一实施例中,第一保护部和第二保护部均为平板状,且设置于电极组件沿厚度方向的外侧。优选地,保护构件为两个且分别设置于电极组件沿厚度方向的两侧。
在另一实施例中,第一保护部和第二保护部均为筒状且环绕在电极组件的外侧。其中,第一连接部为两个且分别位于电极组件沿厚度方向的两侧,和/或,第二连接部为两个且分别位于电极组件沿厚度方向的两侧。
第一连接部包括第一延伸区、第一弯折区和第二延伸区,第一延伸区与第一保护部的靠近第一极耳的一端相连,第一弯折区与第一延伸区相连且朝向第一极耳弯折,第二延伸区与第一弯折区相连且固定于第一极耳。第二连接部包括第三延伸区、第二弯折区和第四延伸区,第三延伸区与第二保护部的靠近第二极耳的一端相连,第二弯折区与第三延伸区相连且朝向第二极耳弯折,第四延伸区与第二弯折区相连且固定于第二极耳。
第一极耳和第二极耳位于电极组件沿纵向的同一侧,且第一极耳和第二极耳沿横向布置;或者,第一极耳和第二极耳分别位于电极组件沿纵向的两侧。
沿横向,第一连接部的宽度不大于第一极耳的宽度,第二连接部的宽度不大于第二极耳的宽度。
绝缘层的材质为脆性材料。
本实用新型的有益效果如下:在本申请中,保护构件设置于电极组件的外侧,所以当外部异物刺入二次电池时,外部异物会先穿过第二导电层、绝缘层和第一导电层,然后才会刺入电极组件。当外部异物穿过第二导电层、绝缘层和第一导电层时,第一极片和第二极片经由第一导电层、外部异物以及第二导电层导通。由于第一导电层和第二导电层的电阻较小,且导通的电流回路上没有其它电阻类构件,所以电极组件会在短时间内大量放电,迅速降低电容量;当外部异物刺入电极组件时,电极组件已达到低电量状态,所以即使第一极片的第一集流体与第二极片的第二涂层直接接触,也不易发生起火或爆炸。本申请通过设置保护构件,可以降低二次电池被外部异物刺穿时的安全风险,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示意图。
图2为图1的二次电池的分解图。
图3为图1的二次电池的剖视图。
图4为二次电池的电极组件的示意图。
图5为二次电池的电极组件的第一极片的示意图。
图6为二次电池的电极组件的第二极片的示意图。
图7为根据本实用新型的二次电池的第二实施例的示意图。
图8为图7的二次电池的剖视图。
图9为根据本实用新型的二次电池的第三实施例的前视图。
图10为根据本实用新型的二次电池的第四实施例的剖视图。
其中,附图标记说明如下:
1电极组件 2123第二延伸区
11第一极片 22绝缘层
111第一集流体 23第二导电层
112第一涂层 231第二保护部
12第二极片 232第二连接部
121第二集流体 2321第三延伸区
122第二涂层 2322第二弯折区
13隔膜 2323第四延伸区
2保护构件 P1第一极耳
21第一导电层 P2第二极耳
211第一保护部 X横向
212第一连接部 Y纵向
2121第一延伸区 Z厚度方向
2122第一弯折区
具体实施方式
参照图1,在第一实施例中,二次电池包括电极组件1、保护构件2及包装袋(未示出)。
参照图4,电极组件1包括第一极片11、第二极片12以及隔膜13,隔膜13将第一极片11和第二极片12隔开。第一极片11、隔膜13和第二极片12可卷绕为一体。参照图5,第一极片11包括第一集流体111以及涂覆于第一集流体111表面的第一涂层112,第一集流体111为金属箔材(例如铝箔或铜箔),第一涂层112包括活性物质;第一集流体111在一端具有未被第一涂层112覆盖的空白区,空白区可为多个并沿第一集流体111的延伸方向依次布置。参照图6,第二极片12包括第二集流体121以及涂覆于第二集流体121表面的第二涂层122,第二集流体121为金属箔材,第二涂层122包括活性物质;第二集流体121在一端具有未被第二涂层122覆盖的空白区,空白区可为多个并沿第二集流体121的延伸方向依次布置。
保护构件2设置于电极组件1的外侧且包括第一导电层21、绝缘层22和第二导电层23,且第一导电层21、绝缘层22和第二导电层23沿远离电极组件1的方向依次设置。第一导电层21连接于第一极片11,第二导电层23连接于第二极片12,绝缘层22将第一导电层21和第二导电层23绝缘隔开。
包装袋收容电极组件1、保护构件2及电解液。包装袋可由铝塑膜制成。
在二次电池中,如果第一极片11被外部异物刺穿,第一集流体111会在被刺穿的位置产生毛刺,毛刺容易刺破隔膜13并与第二极片12的第二涂层122接触,从而引发短路。当电极组件1的电容量较高时,如果第一集流体111与第二涂层122接触,容易引发起火和爆炸。
在本申请中,保护构件2设置于电极组件1的外侧,所以当外部异物(例如钢钉)刺入二次电池时,外部异物会先穿过第二导电层23、绝缘层22和第一导电层21,然后才会刺入电极组件1。当外部异物穿过第二导电层23、绝缘层22和第一导电层21时,第一极片11和第二极片12经由第一导电层21、外部异物和第二导电层23导通。由于第一导电层21和第二导电层23的电阻较小,且导通的电流回路上没有其它电阻类构件(如果电流回路上设有电阻类构件,将会导致电流减小、放电效率降低),所以电极组件1会在短时间内大量放电,迅速降低电容量;当外部异物刺入电极组件1时,电极组件1已达到低电量状态,所以即使第一极片11的第一集流体111与第二极片12的第二涂层122直接接触,也不易发生起火或爆炸。本申请通过设置保护构件2,可以降低二次电池被外部异物刺穿时的安全风险,提高二次电池的安全性能。
第一导电层21和第二导电层23应具有较高的导电率和良好的加工性,例如,第一导电层21和第二导电层23的材质可为铜或铝。
绝缘层22应具有较高的电阻率,保证能够将第一导电层21和第二导电层23绝缘隔开,防止在正常状态下将电极组件1的第一极片11和第二极片12导通。如果绝缘层22的韧性好,那么外部异物穿过绝缘层22时,绝缘层22也会产生较长的毛刺,而绝缘层22的毛刺可能会阻断第一导电层21和外部异物的接触,导致保护构件2失效,因此,绝缘层22的材质优选为韧性差的脆性材料。绝缘层22的材质可为聚丙烯、聚乙烯或无纺布。
第一极片11、隔膜13和第二极片12卷绕为一体后,第一集流体111的多个空白区层叠在一起并形成第一极耳P1,第二集流体121的多个空白区层叠在一起并形成第二极耳P2。参照图1,第一极耳P1和第二极耳P2分别位于电极组件1沿纵向Y的两侧。
二次电池还包括两个导电片(未示出),分别与第一极耳P1和第二极耳P2相连,且导电片伸出到包装袋的外部。当第一导电层21和第二导电层23导通时,电极组件1放电产生的热量可经由第一极耳P1、第二极耳P2和两个导电片向外释放,从而避免热量堆积。
参照图2和图3,第一导电层21包括第一保护部211和与第一保护部211相连的第一连接部212,第一保护部211设置于电极组件1的外侧,第一连接部212朝靠近第一极耳P1的方向弯折并连接于第一极耳P1。第二导电层23包括第二保护部231和与第二保护部231相连的第二连接部232,第二保护部231设置于第一保护部211的远离电极组件1的一侧,第二连接部232朝靠近第二极耳P2的方向弯折并连接于第二极耳P2。第一保护部211和第二保护部231从外侧覆盖电极组件1,所以当外部异物刺入二次电池时,第一保护部211和第二保护部231能够先导通,从而降低安全风险。
具体地,第一连接部212包括第一延伸区2121、第一弯折区2122和第二延伸区2123,第一延伸区2121与第一保护部211的靠近第一极耳P1的一端相连,第一弯折区2122与第一延伸区2121相连且朝向第一极耳P1弯折,第二延伸区2123与第一弯折区2122相连且固定于第一极耳P1。第二连接部232包括第三延伸区2321、第二弯折区2322和第四延伸区2323,第三延伸区2321与第二保护部231的靠近第二极耳P2的一端相连,第二弯折区2322与第三延伸区2321相连且朝向第二极耳P2弯折,第四延伸区2323与第二弯折区2322相连且固定于第二极耳P2。第二延伸区2123可通过超声波焊接、激光焊接等方式固定于第一极耳P1,第四延伸区2323可通过超声波焊接、激光焊接等方式固定于第二极耳P2。
电极组件1可为平板状,电极组件1的两个表面位于沿厚度方向Z的两端。对应地,第一保护部211和第二保护部231均为平板状,且设置于电极组件1沿厚度方向Z的外侧。
参照图1,沿横向X,第一连接部212的宽度不大于第一极耳P1的宽度,第二连接部232的宽度不大于第二极耳P2的宽度,这样可以避免第一连接部212和第二连接部232在横向X上占用额外的空间。
参照图7和图8,本申请的第二实施例与第一实施例大体相同,其区别在于第一极耳P1和第二极耳P2的布置方式。
具体地,第一极耳P1和第二极耳P2位于电极组件1沿纵向Y的同一侧,且第一极耳P1和第二极耳P2沿横向X布置。此时,第一连接部212和第二连接部232沿横向X间隔布置。
参照图9,本申请的第三实施例与第二实施例大体相同,其区别在于保护构件2的结构。
具体地,第一保护部211和第二保护部231均为筒状且环绕在电极组件1的外侧。对应地,为了将第一保护部211和第二保护部231完全隔开,绝缘层22也为筒状。
本实施例可增大保护构件2覆盖电极组件1的区域,从而进一步降低二次电池被外部异物刺穿时的安全风险,提高二次电池的安全性能。
其中,第一连接部212和第二连接部232可为一个。
可替代地,第一连接部212为两个且分别位于电极组件1沿厚度方向Z的两侧,两个第一连接部212同时固定于第一极耳P1。
可替代地,第二连接部232为两个且分别位于电极组件1沿厚度方向Z的两侧,两个第二连接部232同时固定于第二极耳P2。
参照图10,本申请的第四实施例与第一实施例大体相同,其区别在于保护构件2的数量。
具体地,本实施例的保护构件2为两个,且分别设置于电极组件1沿厚度方向Z的两侧。与第一实施例相比,本实施例可以增大保护构件2覆盖电极组件1的区域,从而进一步降低二次电池被外部异物刺穿时的安全风险,提高二次电池的安全性能。

Claims (10)

1.一种二次电池,其特征在于,包括电极组件(1)以及设置于电极组件(1)外侧的保护构件(2);
电极组件(1)包括第一极片(11)、第二极片(12)以及隔膜(13),隔膜(13)将第一极片(11)和第二极片(12)隔开;
保护构件(2)包括第一导电层(21)、绝缘层(22)和第二导电层(23),且第一导电层(21)、绝缘层(22)和第二导电层(23)沿远离电极组件(1)的方向依次设置;
第一导电层(21)连接于第一极片(11),第二导电层(23)连接于第二极片(12),绝缘层(22)将第一导电层(21)和第二导电层(23)绝缘隔开。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,
第一极片(11)沿纵向(Y)的一端设有第一极耳(P1),第二极片(12)沿纵向(Y)的一端设有第二极耳(P2);
第一导电层(21)包括第一保护部(211)和与第一保护部(211)相连的第一连接部(212),第一保护部(211)设置于电极组件(1)的外侧,第一连接部(212)朝靠近第一极耳(P1)的方向弯折并连接于第一极耳(P1);
第二导电层(23)包括第二保护部(231)和与第二保护部(231)相连的第二连接部(232),第二保护部(231)设置于第一保护部(211)的远离电极组件(1)的一侧,第二连接部(232)朝靠近第二极耳(P2)的方向弯折并连接于第二极耳(P2)。
3.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,第一保护部(211)和第二保护部(231)均为平板状,且设置于电极组件(1)沿厚度方向(Z)的外侧。
4.根据权利要求3所述的二次电池,其特征在于,保护构件(2)为两个且分别设置于电极组件(1)沿厚度方向(Z)的两侧。
5.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,第一保护部(211)和第二保护部(231)均为筒状且环绕在电极组件(1)的外侧。
6.根据权利要求5所述的二次电池,其特征在于,
第一连接部(212)为两个且分别位于电极组件(1)沿厚度方向(Z)的两侧;和/或
第二连接部(232)为两个且分别位于电极组件(1)沿厚度方向(Z)的两侧。
7.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,
第一连接部(212)包括第一延伸区(2121)、第一弯折区(2122)和第二延伸区(2123),第一延伸区(2121)与第一保护部(211)的靠近第一极耳(P1)的一端相连,第一弯折区(2122)与第一延伸区(2121)相连且朝向第一极耳(P1)弯折,第二延伸区(2123)与第一弯折区(2122)相连且固定于第一极耳(P1);
第二连接部(232)包括第三延伸区(2321)、第二弯折区(2322)和第四延伸区(2323),第三延伸区(2321)与第二保护部(231)的靠近第二极耳(P2)的一端相连,第二弯折区(2322)与第三延伸区(2321)相连且朝向第二极耳(P2)弯折,第四延伸区(2323)与第二弯折区(2322)相连且固定于第二极耳(P2)。
8.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,
第一极耳(P1)和第二极耳(P2)位于电极组件(1)沿纵向(Y)的同一侧,且第一极耳(P1)和第二极耳(P2)沿横向(X)布置;或者,
第一极耳(P1)和第二极耳(P2)分别位于电极组件(1)沿纵向(Y)的两侧。
9.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,沿横向(X),第一连接部(212)的宽度不大于第一极耳(P1)的宽度,第二连接部(232)的宽度不大于第二极耳(P2)的宽度。
10.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,绝缘层(22)的材质为脆性材料。
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