CN209104259U - 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、顶盖组件以及集流构件。电极组件收容于壳体内且包括主体部和第一极耳，第一极耳从主体部沿横向的一端延伸。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。集流构件连接第一极耳和第一电极端子。集流构件包括基板和支撑板，基板设置于主体部沿横向的一侧且沿垂直于横向的方向延伸，支撑板从基板沿纵向的端部延伸；相对于基板，支撑板朝远离主体部的方向倾斜。第一极耳连接于支撑板。

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

电极组件是二次电池实现充放电功能的核心部件，而电极组件的极耳通过经由集流构件与电极端子电连接。参照图1和图2，电极组件包括主体部11和从主体部11中伸出的第一极耳12，为了便于第一极耳12与集流构件4的焊接，集流构件4通常先弯折为U形结构，形成垂直于横向X的基板41和垂直于纵向Y的支撑板42；参照图2，当第一极耳12和支撑板42焊接完成后，再弯折支撑板42，使支撑板42和基板41大体平行，从而降低集流构件4占用的空间。

但是，集流构件4通常是由较薄的金属板材弯折而成，其自身的强度较小，在弯折支撑板42时，基板41很容易变形，而基板41变形时，很容易压坏主体部11的极片，影响二次电池的性能。因此，在现有技术中，通常会在基板41和主体部11之间预留避让空间S；在第一极耳12和支撑板42焊接完成后，将外部的夹具插入到避让空间S内，所述夹具可以限制基板41在支撑板42的弯折过程中的变形，防止基板41压坏主体部11的极片。然而，避让空间S的存在会降低二次电池的能量密度；同时，插入夹具时，也存在主体部11被夹具损伤的风险。

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，其能简化成型工艺，节省空间，提高能量密度

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、顶盖组件以及集流构件。电极组件收容于壳体内且包括主体部和第一极耳，第一极耳从主体部沿横向的一端延伸。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。集流构件连接第一极耳和第一电极端子。集流构件包括基板和支撑板，基板设置于主体部沿横向的一侧且沿垂直于横向的方向延伸，支撑板从基板沿纵向的端部延伸；相对于基板，支撑板朝远离主体部的方向倾斜。第一极耳连接于支撑板。

基板与主体部沿横向的端部贴合。

基板与支撑板之间的夹角为30°～60°或120°～150°。优选地，基板与支撑板之间的夹角为45°或135°。

第一极耳包括第一部分和第二部分，第一部分从主体部沿横向的一端延伸，第二部分从第一部分的远离主体部的一端延伸，第二部分固定于支撑板且沿着支撑板倾斜。

基板包括主板和延伸板，支撑板从主板沿纵向的端部延伸，延伸板从主板沿纵向的端部延伸且设置于支撑板的上方。沿纵向，支撑板远离主板的外端与延伸板远离主板的外端齐平。

支撑板为两个且分别从基板沿纵向的两端延伸；沿高度方向，两个支撑板的长度不同。

基板和支撑板整体形成。

集流构件还包括端子连接板，端子连接板沿垂直于基板的方向延伸并连接第一电极端子和基板。

支撑板在靠近基板的一端设有薄弱区，薄弱区的横截面积小于支撑板其它区域的横截面积。

本实用新型的有益效果如下：在本申请中，支撑板直接倾斜设置，因此，支撑板和主体部之间会留有空间，所述空间可满足焊接工艺的要求。当第一极耳和支撑板焊接完成后，无需再次弯折第一极耳和支撑板，从而简化工艺。同时，由于支撑板无需弯折，因此现有技术中的避让空间可以省略，从而节省空间，提高能量密度；对应地，也无需再保留插入夹具的工艺，从而避免极片被损伤。

附图说明

图1为现有技术的二次电池在成型过程中的一示意图。

图2为图1的二次电池的另一示意图。

图3为根据本实用新型的二次电池的示意图。

图4为图3的电极组件的示意图。

图5为图4沿线A-A作出的断面图。

图6为图5的第一极片在展开后的示意图。

图7为图6沿线B-B作出的断面图。

图8为根据本实用新型的顶盖组件和集流构件的装配图。

图9为根据本实用新型的集流构件的立体图。

图10为根据本实用新型的集流构件的侧视图。

图11为图10沿线C-C作出的断面图。

图12为根据本实用新型的集流构件和电极组件的示意图。

图13为根据本实用新型的集流构件和电极组件的另一示意图。

图14为图13的集流构件的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1电极组件 32第一电极端子

11主体部 33第二电极端子

12第一极耳 4集流构件

121第一部分 41基板

122第二部分 411主板

13第二极耳 412延伸板

14第一极片 42支撑板

141第一集流体 421薄弱区

142第一活性物质层 43端子连接板

15第二极片 S避让空间

16隔膜 X横向

2壳体 Y纵向

3顶盖组件 Z高度方向

31顶盖板

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3，二次电池，包括电极组件1、壳体2、顶盖组件3以及集流构件4。

参照图4和图5，电极组件1包括第一极片14、第二极片15和隔膜16，隔膜16设置于第一极片14和第二极片15之间。电极组件1通过螺旋地卷绕第一极片14、第二极片15和隔膜16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。

参照图6和图7，第一极片14包括第一集流体141和涂覆于第一集流体141表面的第一活性物质层142。第一极片14可为正极极片，第一集流体141为铝箔，第一活性物质层142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141的两个表面，浆料固化后形成第一活性物质层142。

第一集流体141仅部分区域涂覆有第一活性物质层142。第一活性物质层142以及第一集流体141的涂覆有第一活性物质层142的区域形成第一极片14的第一涂覆区，第一集流体141未涂覆第一活性物质层142的区域形成第一极片14的第一空白区。参照图6，所述第一空白区可为多个并间隔布置，当第一极片14卷绕成型后，所述多个第一空白区层叠在一起。

第二极片15包括第二集流体和涂覆于第二集流体表面的第二活性物质层，第二活性物质层以及第二集流体的涂覆有第二活性物质层的区域形成第二极片15的第二涂覆区，第二集流体未涂覆第二活性物质层的区域形成第二极片15的第二空白区。所述第二空白区可为多个并间隔布置，当第二极片15卷绕成型后，所述多个第二空白区层叠在一起。第二极片15的结构与第一极片14的结构相似，其区别在于，第二集流体的材质可为铜箔，第二活性物质层包括石墨或硅等活性材料。

隔膜16可为聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜、PP\PE\PP三层复合膜。

在电极组件1卷绕成型后，第一极片14的第一涂覆区、隔膜16以及第二极片15的第二涂覆区形成电极组件1的主体部11，第一极片14的多个第一空白区层叠在一起并作为电极组件1的第一极耳12，第二极片15的多个第二空白区层叠在一起并作为电极组件1的第二极耳13。

电极组件1的卷绕轴平行于横向X，第一极耳12从主体部11沿横向X的一端延伸，第二极耳13从主体部11沿横向X的另一端延伸。

参照图3，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。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。第一电极端子32和第二电极端子33设置于盖板31，且第一电极端子32电连接于第一极耳12，第二电极端子33电连接于第二极耳132。

集流构件4连接第一极耳12和第一电极端子32。

具体地，参照图8和图9，集流构件4包括基板41和支撑板42，基板41设置于主体部11沿横向X的一侧且沿垂直于横向X的方向延伸。支撑板42从基板41沿纵向Y的端部延伸。相对于基板41，支撑板42朝远离主体部11的方向倾斜，也就是说，支撑板42平行于高度方向Z且相对于横向X和纵向Y倾斜。第一极耳12可通过超声波焊接连接于支撑板42。基板41和支撑板42整体形成。

在本申请中，参照图12，支撑板42直接倾斜设置，因此，支撑板42和主体部11之间会留有空间，所述空间可满足焊接工艺(即焊接第一极耳12和支撑板42)的要求。当第一极耳12和支撑板42焊接完成后，无需再次弯折第一极耳12和支撑板42，从而简化工艺。同时，由于支撑板42无需弯折，因此现有技术中的避让空间S可以省略，从而节省空间，提高能量密度；对应地，也无需再保留插入夹具的工艺，从而避免极片被损伤。

第一极耳12和支撑板42焊接后会形成焊印，如果第一极耳12与主体部11的间距过小，那么当二次电池震动时，第一极耳12上的焊印很容易刺伤主体部11，影响二次电池的安全性能。而在本申请中，由于支撑板42倾斜设置，因此焊接形成的焊印也会对应地倾斜，焊印倾斜后，可相应地增大焊印与主体部11之间的间距，从而避免主体部11被焊印刺伤。

当第一极耳12和支撑板42焊接完成后，无需弯折支撑板42，基板41也就不会出现变形，因此，现有技术中的避让空间S可以完全省略，也就是说，基板41可直接与主体部11沿横向X的端部贴合。这样可以使空间利用最大化，提高能量密度。在此补充说明的是，为了将第一极片14和第二极片15完全隔开，隔膜16沿横向X的两端会超出第一涂覆区和第二涂覆区，也就是说，基板41与隔膜16横向X的端部贴合。

在一实施例中，参照图10，支撑板42位于基板41沿纵向Y的外侧。参照图11，基板41与支撑板42之间的夹角α为30°～60°。如果α的值小于30°，那么支撑板42和主体部11之间的空间有限，这样会增大焊接难度，不利于二次电池的工业化生产。如果α的值大于60°，那么支撑板42在横向X占用较大的空间，影响二次电池的能量密度。优选地，基板41与支撑板42之间的夹角为45°。

在另一实施例中，参照图13，支撑板42与基板41在横向X上重叠。参照图14，基板41与支撑板42之间的夹角α为120°～150°。此时，支撑板42和基板41之间会留有空间，所述空间可满足焊接工艺的要求。优选地，基板41与支撑板42之间的夹角为135°。

第一极耳12包括第一部分121和第二部分122，第一部分121从主体部11沿横向X的一端延伸，第二部分122从第一部分121的远离主体部11的一端延伸，第二部分122固定于支撑板42且沿着支撑板42倾斜。

第一极耳12是由层叠设置的多个第一空白区组成，在第二部分122，所述多个第一空白区同时焊接到支撑板42，而在第一部分121，所述多个第一空白区处于分散状态，相互之间无连接。

集流构件4还包括端子连接板43，端子连接板43沿垂直于基板41的方向延伸并连接第一电极端子32和基板41。端子连接板43可通过焊接连接到第一电极端子32。基板41可从端子连接板43沿横向X的一端朝下弯折。基板41、支撑板42和端子连接板43整体形成。

支撑板42从基板41沿纵向Y的端部弯折，因此，为了简化弯折工艺，支撑板42在靠近基板41的一端设有薄弱区421，薄弱区421的横截面积小于支撑板42其它区域的横截面积。薄弱区421可以降低弯折的难度，减小弯折处的残余应力，避免支撑板42变形。可通过设置刻痕或通孔的方式在支撑板42上形成薄弱区421。

为了提高二次电池的容量，电极组件1通常设置为多个且沿纵向Y布置。对应地，支撑板42为两个且分别从基板41沿纵向Y的两端延伸。一部分的电极组件1的第一极耳12可焊接到一个支撑板42，剩余部分的电极组件1的第一极耳12可焊接到另一个支撑板42。沿高度方向Z，两个支撑板42的长度不同。

参照图9，基板41包括主板411和延伸板412，支撑板42从主板411沿纵向Y的端部延伸，延伸板412从主板411沿纵向Y的端部延伸且设置于支撑板42的上方。通过设置延伸板412，可以增大基板41与端子连接板43之间的连接面积，提高过流能力。

参照图10，沿纵向Y，支撑板42远离主板411的外端与延伸板412远离主板411的外端齐平。这样可以避免支撑板42增大集流构件4的沿纵向Y的整体宽度。

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)以及集流构件(4)；

电极组件(1)收容于壳体(2)内且包括主体部(11)和第一极耳(12)，第一极耳(12)从主体部(11)沿横向(X)的一端延伸；

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)；

集流构件(4)连接第一极耳(12)和第一电极端子(32)；

集流构件(4)包括基板(41)和支撑板(42)，基板(41)设置于主体部(11)沿横向(X)的一侧且沿垂直于横向(X)的方向延伸，支撑板(42)从基板(41)沿纵向(Y)的端部延伸；相对于基板(41)，支撑板(42)朝远离主体部(11)的方向倾斜；

第一极耳(12)连接于支撑板(42)。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，基板(41)与主体部(11)沿横向(X)的端部贴合。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，基板(41)与支撑板(42)之间的夹角为30°～60°或120°～150°。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，基板(41)与支撑板(42)之间的夹角为45°或135°。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第一极耳(12)包括第一部分(121)和第二部分(122)，第一部分(121)从主体部(11)沿横向(X)的一端延伸，第二部分(122)从第一部分(121)的远离主体部(11)的一端延伸，第二部分(122)固定于支撑板(42)且沿着支撑板(42)倾斜。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

基板(41)包括主板(411)和延伸板(412)，支撑板(42)从主板(411)沿纵向(Y)的端部延伸，延伸板(412)从主板(411)沿纵向(Y)的端部延伸且设置于支撑板(42)的上方；

沿纵向(Y)，支撑板(42)远离主板(411)的外端与延伸板(412)远离主板(411)的外端齐平。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，支撑板(42)为两个且分别从基板(41)沿纵向(Y)的两端延伸；沿高度方向(Z)，两个支撑板(42)的长度不同。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，基板(41)和支撑板(42)整体形成。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，集流构件(4)还包括端子连接板(43)，端子连接板(43)沿垂直于基板(41)的方向延伸并连接第一电极端子(32)和基板(41)。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，支撑板(42)在靠近基板(41)的一端设有薄弱区(421)，薄弱区(421)的横截面积小于支撑板(42)其它区域的横截面积。