CN209104247U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种二次电池，其包括电极组件、壳体、顶盖组件及第一集流构件。电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，隔膜设置于第一极片和第二极片之间；第一极片、第二极片以及隔膜卷绕为扁平状。壳体收容电极组件。顶盖组件包括顶盖板和设置于顶盖板的第一电极端子，顶盖板连接于壳体。第一集流构件连接第一极片和第一电极端子。第一极片包括第一涂覆区和多个第一未涂覆区，所述多个第一未涂覆区沿厚度方向布置。隔膜包括第一缺口，第二极片包括第二缺口；沿厚度方向，第一未涂覆区、第一缺口及第二缺口的位置对应。第一集流构件包括第一部分，第一部分与第一未涂覆区在厚度方向上部分重叠。所述多个第一未涂覆区固定于第一部分。

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

二次电池包括电极组件、壳体、顶盖组件和集流构件，电极组件包括卷绕在一起的第一极片、第二极片及隔膜，壳体收容电极组件；顶盖组件包括顶盖板、第一电极端子和第二电极端子，顶盖板连接于壳体。第一极片经由一个集流构件连接于第一电极端子，第二极片经由另一个集流构件连接于第二电极端子。第一极片通常预留出未涂覆活性物质的极耳，极耳焊接于集流构件。然而，为了实现极耳与集流构件的焊接，极耳通常需要从电极组件的一端突出，导致电极组件的高度增大，影响二次电池的能量密度。

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，其能减小电极组件的整体高度，提高二次电池的能量密度。

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、壳体、顶盖组件及第一集流构件。电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，隔膜设置于第一极片和第二极片之间；第一极片、第二极片以及隔膜卷绕为扁平状。壳体收容电极组件。顶盖组件包括顶盖板和设置于顶盖板的第一电极端子，顶盖板连接于壳体。第一集流构件连接第一极片和第一电极端子。第一极片包括第一涂覆区和多个第一未涂覆区，所述多个第一未涂覆区沿厚度方向布置。隔膜包括第一缺口，第二极片包括第二缺口；沿厚度方向，第一未涂覆区、第一缺口及第二缺口的位置对应。第一集流构件包括第一部分，第一部分与第一未涂覆区在厚度方向上部分重叠。所述多个第一未涂覆区固定于第一部分。

第一部分插入两个第一未涂覆区之间。优选地，所述两个第一未涂覆区位于所述多个第一未涂覆区的中部。

第二缺口的面积小于第一未涂覆区的面积。

第一部分的宽度小于第二缺口的宽度。

第一部分的宽度小于第一缺口的宽度。

第一部分垂直于厚度方向；第一集流构件还包括与第一部分相连的第二部分，第二部分垂直于第一部分且连接于第一电极端子。

沿卷绕轴方向，第一未涂覆区的外端和第一涂覆区的外端齐平。

顶盖组件还包括设置于顶盖板的第二电极端子。所述二次电池还包括第二集流构件，第二集流构件连接第二极片和第二电极端子。第二极片还包括第二涂覆区和第二未涂覆区，隔膜包括第三缺口，第一极片还包括第四缺口；沿厚度方向，第二未涂覆区、第三缺口及第四缺口的位置对应。第二集流构件包括连接于第二涂覆区的第三部分，且第三部分与第二未涂覆区在厚度方向上部分重叠。

在一实施例中，第一缺口和第三缺口分别位于隔膜沿卷绕轴方向的两端，在另一实施例中，第一缺口和第三缺口位于隔膜沿卷绕轴方向的同一端。

本实用新型的有益效果如下：在本申请中，通过设置第一缺口和第二缺口，可将第一未涂覆区露出以实现第一未涂覆区与第一部分的连接，所以第一未涂覆区无需突出电极组件的外部，从而减小电极组件的整体高度，提高二次电池的能量密度。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的一实施例的示意图。

图2为根据本实用新型的二次电池的分解图，其中壳体省略。

图3为图1的电极组件的示意图。

图4为图3沿线A-A作出的断面图。

图5为图3沿线B-B作出的断面图。

图6为图3的第一极片在展开状态的示意图。

图7为图3的第二极片在展开状态的示意图。

图8为图3的隔膜在展开状态的示意图。

图9为根据本实用新型的二次电池的另一实施例的示意图。

图10为图9的电极组件的示意图。

图11为图10沿线C-C作出的断面图。

图12为图10的第一极片在展开状态的示意图。

图13为图10的第二极片在展开状态的示意图。

图14为图10的隔膜在展开状态的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1电极组件 32第一电极端子

11第一极片 33第二电极端子

111第一涂覆区 4第一集流构件

112第一未涂覆区 41第一部分

113第一集流体 42第二部分

114第一活性物质层 5第二集流构件

12第二极片 51第三部分

121第二涂覆区 52第四部分

122第二未涂覆区 G1第一缺口

123第二集流体 G2第二缺口

124第二活性物质层 G3第三缺口

13隔膜 G4第四缺口

2壳体 X长度方向

3顶盖组件 Y厚度方向

31顶盖板 Z高度方向

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本申请的二次电池可为锂离子电池。

参照图1和图2，在第一实施例中，本申请的二次电池包括电极组件1、壳体2、顶盖组件3、第一集流构件4及第二集流构件5。

参照图3，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设置于第一极片11和第二极片12之间。电极组件1通过螺旋地卷绕第一极片11、第二极片12和隔膜13来形成，并通过压力按压形成扁平状结构。电极组件1为二次电池实现充放电功能的核心部件。电极组件1的卷绕轴方向平行于高度方向Z。

壳体2可具有六面体形状或其它形状。壳体2内部形成收容腔，以容纳电极组件1和电解液。壳体2在一端形成开口，而电极组件1可经由所述开口放置到壳体2的收容腔。壳体2可由导电金属的材料制成，优选地，壳体2由可靠性高的铝或铝合金制成。

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，第一电极端子32和第二电极端子33设置于顶盖板31。顶盖板31设置于壳体2并覆盖壳体2的开口，从而将电极组件1封闭在壳体2内。顶盖板31可通过焊接的方式连接于壳体2。

第一集流构件4连接第一电极端子32和第一极片11，第二集流构件5连接第二电极端子33和第二极片12。

参照图4和图6，第一极片11包括第一集流体113和涂覆于第一集流体113表面的第一活性物质层114。第一极片11可为正极极片，第一集流体113为铝箔，第一活性物质层114包括锰酸锂、磷酸铁锂等活性材料。可将活性材料(例如锰酸锂、磷酸铁锂)、粘结剂、导电剂及溶剂制成浆料，然后将浆料涂布在第一集流体113的两个表面，浆料固化后形成第一活性物质层114。

第一集流体113仅部分区域涂覆有第一活性物质层114。第一活性物质层114以及第一集流体113的涂覆有第一活性物质层114的区域形成第一极片11的第一涂覆区111，第一集流体113未涂覆第一活性物质层114的区域形成第一未涂覆区112。第一未涂覆区112位于第一极片11沿卷绕轴方向的端部。

优选地，第一未涂覆区112为多个；参照图4，当电极组件1卷绕成型后，所述多个第一未涂覆区112沿厚度方向Y层叠布置。对于各第一未涂覆区112，除靠近第一集流构件4的边缘外，其它的边缘均与第一涂覆区111直接相连。

参照图5和图7，第二极片12包括第二集流体123和涂覆于第二集流体123表面的第二活性物质层124。第二极片12可为负极极片，第二集流体123为铜箔，第二活性物质层124包括石墨或硅等活性材料。

第二集流体123仅部分区域涂覆有第二活性物质层124。第二活性物质层124以及第二集流体123的涂覆有第二活性物质层124的区域形成第二极片12的第二涂覆区121，第二集流体123未涂覆第二活性物质层124的区域形成第二未涂覆区122。第二未涂覆区112位于第二极片11沿卷绕轴方向的端部。

优选地，第二未涂覆区122为多个；参照图5，当电极组件1卷绕成型后，所述多个第二未涂覆区122沿厚度方向Y层叠布置。对于各第二未涂覆区122，除靠近第二集流构件5的边缘外，其它的边缘均与第二涂覆区121直接相连。

参照图4和图8，隔膜13可为聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜、PP\PE\PP三层复合膜。隔膜13可通过裁切形成多个第一缺口G1。当电极组件1卷绕成型后，所述多个第一缺口G1沿厚度方向Y相对。

在第二极片12的成型过程中，可通过裁切第二涂覆区121来形成多个第二缺口G2；当电极组件1卷绕成型后，所述多个第二缺口G2沿厚度方向Y相对。

参照图4，当电极组件1卷绕成型后，第一未涂覆区112、第一缺口G1及第二缺口G2的位置对应。通过设置第一缺口G1和第二缺口G2，相邻的第一未涂覆区112可以直接接触。

第一集流构件4包括第一部分41，第一部分41与第一未涂覆区112在厚度方向Y上部分重叠。第一部分41可垂直于厚度方向Y，所述多个第一未涂覆区112可通过超声波焊接固定到第一部分41。如果不设置第一缺口G1和第二缺口G2，所述多个第一未涂覆区112被隔膜3和第二极片2隔开，所以所述多个第一未涂覆区112无法同时焊接到第一部分41。

在本申请中，通过设置第一缺口G1和第二缺口G2，可将第一未涂覆区112露出以实现第一未涂覆区112与第一部分41的连接，所以第一未涂覆区112无需突出电极组件1的外部，从而减小电极组件1的整体高度，提高二次电池的能量密度。

参照图4和图6，沿卷绕轴方向，第一未涂覆区112的外端和第一涂覆区111的外端齐平。与现有技术相比，第一未涂覆区112的两侧的第一涂覆区111无需切除，从而增大第一涂覆区111的沿高度方向Z的整体宽度，有效地提高电极组件的容量。

第一部分41插入两个第一未涂覆区112之间，这样可以减小第一部分41在高度方向Z上占用的空间，提高能量密度。所述两个第一未涂覆区112大体平行于第一部分41。

所述两个第一未涂覆区112优选位于所述多个第一未涂覆区112的中部，换句话说，第一部分41位于所述多个第一未涂覆区112的中部。在焊接第一部分41和第一未涂覆区112时，远离第一部分41的第一未涂覆区112需要倾斜一定的角度；而当第一部分41位于所述多个第一未涂覆区112的中部时，可以减小第一未涂覆区112倾斜的角度，降低第一极片1的变形。

第二缺口G2的面积小于第一未涂覆区112的面积，换句话说，在厚度方向Y上，第一未涂覆区112的边缘被第二涂覆区121完全覆盖。在工作过程中，第一活性物质层114的锂离子需要嵌入到第二活性物质层124，如果第二缺口G2的面积较大，那么第二活性物质层124无法完全覆盖第一活性物质层114，从而导致析锂，影响电极组件1的性能。

第一未涂覆区112、第一缺口G1及第二缺口G2均为矩形。为了将第一极片11和第二极片12完全隔开，第一缺口G1的宽度(沿图8的横向)应小于第二缺口G2的宽度(沿图7的横向)，这样隔膜13才能完全覆盖第二极片12。

参照图2，优选地，第一部分41沿长度方向X的宽度小于第一未涂覆区112沿长度方向X的宽度，这样可以避免第一部分41与第一涂覆区111重叠。

优选地，第一部分41的宽度(沿图2的长度方向X)小于第二缺口G2(沿图7的横向)的宽度，这样可以避免第一部分41与第二极片12重叠，减小第一部分41在厚度方向Y上占用的空间，降低短路风险。

进一步地，第一部分41的宽度(沿图2的长度方向X)小于第一缺口G1(沿图8的横向)的宽度，这样可以避免第一部分41与隔膜13重叠。

参照图1，第一集流构件4还包括与第一部分41相连的第二部分42，第二部分42垂直于第一部分41且连接于第一电极端子32。第一部分41可从第二部分42沿厚度方向Y的一端向下弯折。第二部分42可通过激光焊接固定到第一电极端子32。

隔膜13还可通过裁切形成多个第三缺口G3。当电极组件1卷绕成型后，所述多个第三缺口G3沿厚度方向Y相对。

参照图6，在第一极片11的成型过程中，可通过裁切第一涂覆区111来形成多个第四缺口G4；当电极组件1卷绕成型后，所述多个第四缺口G4沿厚度方向Y相对。

当电极组件1卷绕成型后，沿厚度方向Y，第二未涂覆区122、第三缺口G3及第四缺口G4的位置对应。通过设置第三缺口G3和第四缺口G4，相邻的第二未涂覆区122可以直接接触。

第二集流构件5包括第三部分51和第四部分52，第四部分52连接于第二电极端子33，第三部分51从第四部分52沿厚度方向Y的一端向下弯折并连接于第二涂覆区121；在厚度方向Y，第三部分51与第二未涂覆区122上部分重叠。

在本申请中，通过设置第三缺口G3和第四缺口G4，可将第二未涂覆区122露出以实现第二未涂覆区122与第三部分51的连接，所以第二未涂覆区122无需突出电极组件1的外部，从而减小电极组件1的整体高度，提高二次电池的能量密度。

在本实施例中，第一未涂覆区112和第二未涂覆区122均位于电极组件1沿高度方向Z的上端，对应地，第一缺口G1和第三缺口G3位于隔膜13沿高度方向Z(也就是卷绕轴方向)的上端，第二缺口G2位于第二极片12沿高度方向Z的上端，第四缺口G4位于第一极片11沿高度方向Z的上端。

下面对本申请的二次电池的第二实施例进行说明。为了简化描述，以下仅主要介绍第二实施例与第一实施例的不同之处，未描述的部分可以参照第一实施例进行理解。

在第二实施例中，参照图9至图14，电极组件1的卷绕轴方向平行于横向X，第一部分41和第三部分51分别从电极组件1沿横向X两端插入。

参照图11和图12，第一未涂覆区112和第四缺口G4分别位于第一极片11沿卷绕轴方向的两端；参照图11和图13，第二未涂覆区122和第二缺口G2分别位于第二极片12沿卷绕轴方向的两端；参照图11和图14，第一缺口G1和第三缺口G3分别位于隔膜13沿卷绕轴方向的两端。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括电极组件(1)、壳体(2)、顶盖组件(3)及第一集流构件(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)设置于第一极片(11)和第二极片(12)之间；第一极片(11)、第二极片(12)以及隔膜(13)卷绕为扁平状；

壳体(2)收容电极组件(1)；

顶盖组件(3)包括顶盖板(31)和设置于顶盖板(31)的第一电极端子(32)，顶盖板(31)连接于壳体(2)；

第一集流构件(4)连接第一极片(11)和第一电极端子(32)；

第一极片(11)包括第一涂覆区(111)和多个第一未涂覆区(112)，所述多个第一未涂覆区(112)沿厚度方向(Y)布置；

隔膜(13)包括第一缺口(G1)，第二极片(12)包括第二缺口(G2)；沿厚度方向(Y)，第一未涂覆区(112)、第一缺口(G1)及第二缺口(G2)的位置对应；

第一集流构件(4)包括第一部分(41)，第一部分(41)与第一未涂覆区(112)在厚度方向(Y)上部分重叠；

所述多个第一未涂覆区(112)固定于第一部分(41)。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第一部分(41)插入两个第一未涂覆区(112)之间。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述两个第一未涂覆区(112)位于所述多个第一未涂覆区(112)的中部。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第二缺口(G2)的面积小于第一未涂覆区(112)的面积。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，第一部分(41)的宽度小于第二缺口(G2)的宽度。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，第一部分(41)的宽度小于第一缺口(G1)的宽度。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

第一部分(41)垂直于厚度方向(Y)；

第一集流构件(4)还包括与第一部分(41)相连的第二部分(42)，第二部分(42)垂直于第一部分(41)且连接于第一电极端子(32)。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，沿卷绕轴方向，第一未涂覆区(112)的外端和第一涂覆区(111)的外端齐平。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的二次电池，其特征在于，

顶盖组件(3)还包括设置于顶盖板(31)的第二电极端子(33)；

所述二次电池还包括第二集流构件(5)，第二集流构件(5)连接第二极片(12)和第二电极端子(33)；

第二极片(12)还包括第二涂覆区(121)和第二未涂覆区(122)，隔膜(13)包括第三缺口(G3)，第一极片(11)还包括第四缺口(G4)；沿厚度方向(Y)，第二未涂覆区(122)、第三缺口(G3)及第四缺口(G4)的位置对应；

第二集流构件(5)包括连接于第二涂覆区(121)的第三部分(51)，且第三部分(51)与第二未涂覆区(122)在厚度方向(Y)上部分重叠。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，

第一缺口(G1)和第三缺口(G3)分别位于隔膜(13)沿卷绕轴方向的两端；或

第一缺口(G1)和第三缺口(G3)位于隔膜(13)沿卷绕轴方向的同一端。