CN209374499U - 顶盖组件以及二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种顶盖组件以及二次电池。顶盖组件包括：顶盖板，具有第一侧、沿厚度方向与第一侧相对的第二侧以及沿厚度方向延伸的第一引出孔；连接板，设置于顶盖板的第一侧，连接板具有沿厚度方向延伸的第二引出孔；集流件，用于与二次电池的极耳直接连接，集流件具有连接柱以及与连接柱连接的第一基材，第一基材位于顶盖板的第二侧，连接柱伸入第一引出孔和第二引出孔，连接柱与连接板直接连接，第一基材和连接板共同夹装顶盖板，以使第一基材和连接板固定于顶盖板。本实用新型实施例的顶盖组件自身结构简单，组装难度低。

Description

顶盖组件以及二次电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种顶盖组件以及二次电池。

背景技术

新能源汽车在国内乃至世界都在广泛推广，但是要完全替代燃油汽车，还有很多需要改进之处。例如，汽车的行驶里程少，电池包成本高，电池包的可靠性等问题还需要进一步解决。基于上述的问题，对电动车的核心零件二次电池提出了更高的要求。

现有技术中，二次电池包括壳体、设置于壳体内的电极组件、与壳体相连接的顶盖组件以及电连接顶盖组件和电极组件的集流件。顶盖组件包括与壳体相连接的顶盖板、设置于顶盖板上的极柱以及用于与顶盖板连接以固定极柱的固定件。集流件电连接极柱和电极组件。由于目前需要单独设计极柱以及额外使用固定件对极柱进行固定，因此使得顶盖组件自身零部件数量较多，结构复杂。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种顶盖组件以及二次电池。顶盖组件自身结构简单，组装难度低。

一方面，本实用新型实施例提出了一种顶盖组件，用于二次电池，其包括：

顶盖板，具有第一侧、沿厚度方向与第一侧相对的第二侧以及沿厚度方向延伸的第一引出孔；连接板，设置于顶盖板的第一侧，连接板具有沿厚度方向延伸的第二引出孔；集流件，用于与二次电池的极耳直接连接，集流件具有连接柱以及与连接柱连接的第一基材，第一基材位于顶盖板的第二侧，连接柱伸入第一引出孔和第二引出孔，连接柱与连接板直接连接，第一基材和连接板共同夹装顶盖板，以使第一基材和连接板固定于顶盖板。

根据本实用新型实施例的一个方面，集流件设有第一凹部，沿厚度方向，第一凹部的开口朝下并且向上延伸至连接柱位于第二引出孔的部分的内部。

根据本实用新型实施例的一个方面，集流件设有第二凹部，沿厚度方向，第二凹部从连接柱的顶面向下延伸，第一凹部和第二凹部沿厚度方向彼此隔离设置。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一凹部的深度与第二凹部的深度的比值范围为3～50。

根据本实用新型实施例的一个方面，第二引出孔具有直孔段和锥形孔段，锥形孔段通过直孔段与第一引出孔相连通，连接柱具有与连接板相连接的顶端，顶端具有与锥形孔段相匹配的锥形面。

根据本实用新型实施例的一个方面，顶盖组件还包括密封环，密封环套设于连接柱外周，顶盖板和连接柱通过密封环密封连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，顶盖组件还包括设置于第一侧的第一隔离件和设置于第二侧的第二隔离件，第一隔离件设置于连接板和顶盖板之间，第二隔离件设置于顶盖板与第一基材之间，第二隔离件具有第三引出孔，第三引出孔与第一引出孔沿厚度方向相对应设置，连接柱依次伸入第三引出孔、第一引出孔和第二引出孔，第一基材和连接板沿厚度方向共同夹装第二隔离件和顶盖板，并且第一隔离件与连接板相抵靠，第二隔离件与第一基材相抵靠。

根据本实用新型实施例的一个方面，集流件还包括第二基材，第一基材与第二基材均为片状结构并且彼此相交设置，第二基材朝远离顶盖板的方向延伸，连接柱、第一基材以及第二基材为一体成型结构。

根据本实用新型实施例的一个方面，连接板包括第一金属层以及与第一金属层材料不同的第二金属层，第一金属层的至少一部分和第二金属层沿厚度方向层叠，第一金属层的至少一部分位于第二金属层和顶盖板之间，第二引出孔贯穿第一金属层和第二金属层，连接柱与第二金属层的材料相同并且与第二金属层相连接。

根据本实用新型实施例的顶盖组件包括顶盖板、连接板以及集流件。连接板和集流件完成连接后共同夹紧顶盖板，从而与顶盖板连接形成一个整体结构，保证三者的相对位置固定。这样，不需要使用额外的固定件将连接板固定于顶盖板上，从而有效减少顶盖组件的零部件数量。本实用新型实施例的顶盖组件所包括的零部件数量少，有利于减少组装工序，降低组装难度，同时有利于顶盖组件轻量化，提高二次电池的能量密度。

另一个方面，本实用新型实施例提供一种二次电池，其包括：

壳体，壳体包括具有开口的容纳孔；上述的顶盖组件，顶盖组件通过顶盖板与壳体密封连接以盖闭开口；电极组件，电极组件设置于容纳孔内，电极组件包括沿第一方向相对的两个端面以及从端面延伸出的极耳，第一方向与厚度方向相垂直，集流件与极耳直接连接。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的顶盖组件的分解结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的二次电池的剖视结构示意图；

图4是图3中A处的放大图；

图5是图3中B处的放大图；

图6是图5中C处的放大图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

10、二次电池；

11、壳体；11a、容纳孔；

12、电极组件；12a、端面；12b、极耳；

20、顶盖组件；

21、顶盖板；21a、第一侧；21b、第二侧；211、第一引出孔；

22、连接板；22a、第一金属层；22b、第二金属层；221、第二引出孔；221a、直孔段；221b、锥形孔段；

23、集流件；231、连接柱；231a、顶端；231b、锥形面；232、第一凹部；233、第二凹部；234、第一基材；235、第二基材；236、集流片；

24、密封环；

25、第一隔离件；

26、第二隔离件；26a、第三引出孔；

X、厚度方向；Y、第一方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图6对本实用新型实施例的二次电池10和顶盖组件20进行描述。

参见图1所示，本实用新型实施例的二次电池10包括壳体11、设置于壳体11内的电极组件12以及与壳体11密封连接的顶盖组件20。

本实施例的壳体11为长方体形状、正方体形状或其他形状。壳体11包括具有开口的容纳孔11a。壳体11的容纳孔11a能够容纳电极组件12和电解液。壳体11可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

参见图2所示，本实施例的顶盖组件20包括用于与壳体11密封连接的顶盖板21、设置于顶盖板21上的连接板22以及与连接板22相连接的集流件23。顶盖组件20通过顶盖板21与壳体11密封连接以盖闭容纳孔11a的开口。本实施例的顶盖板21具有第一侧21a、沿厚度方向X与第一侧21a相对的第二侧21b以及沿厚度方向X延伸的第一引出孔211。

本实施例的电极组件12包括沿第一方向Y相对的两个端面12a以及从端面12a延伸出的极耳12b，其中，第一方向Y与厚度方向X相垂直。电极组件12可通过将第一极片、第二极片以及隔板一同堆叠或者卷绕而形成主体部，其中，隔板是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。在本实施例中，示例性地以第一极片为正极片，第二极片为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片还可以为负极片，而第二极片为正极片。另外，正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从主体部301延伸出的未涂覆区则作为极耳12b，电极组件12包括两个极耳12b，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出；负极耳从负极片的涂覆区延伸出。两个极耳12b分别从两个端面12a延伸出。

本实施例的连接板22用于与汇流排连接固定。本实施例的连接板22位于顶盖板21的第一侧21a并且通过集流件23固定于顶盖板21。本实施例的连接板22具有第二引出孔221。

本实施例的集流件23用于与电极组件12的极耳12b直接连接。集流件23具有连接柱231以及与连接柱231连接的第一基材234。第一基材234位于顶盖板21的第二侧21b。连接柱231伸入第一引出孔211和第二引出孔221并且与连接板22直接连接。连接柱231和连接板22之间密封连接。第一基材234和连接板22彼此施加拉紧力以共同夹装顶盖板21，以保证三者的相对位置固定。电极组件12的极耳12b直接连接于集流件23。

本实用新型实施例的顶盖组件20包括顶盖板21、连接板22以及集流件23。连接板22和集流件23完成连接后共同夹紧顶盖板21，从而与顶盖板21连接形成一个整体结构，保证三者的相对位置固定。这样，不需要使用额外的固定件将连接板22固定于顶盖板21上，从而有效减少顶盖组件20的零部件数量。本实用新型实施例的顶盖组件20所包括的零部件数量少，有利于减少组装工序，降低组装难度，同时有利于顶盖组件20轻量化，提高二次电池10的能量密度。

在一个实施例中，第一基材234为片状结构。第一基材234用于与极耳12b电连接。集流件23的连接柱231朝靠近连接板22的方向延伸。连接柱231具有远离第一基材234并与连接板22相连接的顶端。在顶盖板21的第一侧21a，连接柱231的顶端与连接板22通过激光焊接实现连接。连接柱231与连接板22焊接以形成环形焊接部。本实施例中，激光能够从顶盖板21的第一侧21a照射于连接柱231和连接板22的接缝区域，以使得连接柱231和连接板22通过激光焊接进行连接。由于激光是从顶盖板21的第一侧21a入射，因此在顶盖组件20应用于二次电池10时，激光焊接产生的金属颗粒不易落入壳体11内而使电极组件12存在发生短路的风险，因此也消除了激光焊接带来的安全隐患。

参见图3和图4所示，本实施例的集流件23设有第一凹部232。沿厚度方向X，第一凹部232的开口朝下并且向上延伸至连接柱231位于第二引出孔221的部分的内部。第一凹部232可以用于容纳二次电池10充放电时产生的气体，从而有利于减小壳体11内部气压。另外，设置的第一凹部232有利于减轻连接柱231的重量，从而有利于提高二次电池10能量密度。

进一步地，本实施例的集流件23设有第二凹部233。沿厚度方向X，第二凹部233从连接柱231的顶面向下延伸。第一凹部232和第二凹部233沿厚度方向X彼此隔离设置。连接柱231具有用于隔离第一凹部232和第二凹部233的隔离部。设置的第二凹部233有利于进一步减轻连接柱231的重量，从而有利于提高二次电池10能量密度。在一个实施例中，需要预先对连接柱231的顶端231a进行铆接操作以使顶端231a与连接板22预连接，然后再对顶端231a和连接板22进行焊接操作。在连接柱231的顶端231a设置第二凹部233后，在铆接工序中对顶端231a施加冲压力时，顶端231a更加易于向外扩张，降低顶端231a变形难度。在一个示例中，第一凹部232的深度与第二凹部233的深度的比值范围为3～50。

在一个实施例中，参见图5和图6所示，第二引出孔221具有直孔段221a和锥形孔段221b。锥形孔段221b通过直孔段221a与第一引出孔211相连通。连接柱231的顶端231a具有与锥形孔段221b相匹配的锥形面231b。这样，连接柱231的顶端231a和连接板22完成连接后，顶端231a的锥形面231b和连接板22的锥形孔段221b的孔壁彼此形成限位，使得连接柱231难以从连接板22的第二引出孔221脱出，提升连接柱231和连接板22的连接稳定性和可靠性。在一个示例中，连接柱231与第二引出孔221过盈配合，从而在连接柱231和连接板22完成连接之前保证连接柱231和连接板22彼此相对位置稳定，为后续铆接工序或焊接工序提供便利。

参见图2和图4所示，本实施例的顶盖组件20还包括密封环24。密封环24套设于连接柱231外周。顶盖板21和连接柱231通过密封环24密封连接，防止电解液从该区域发生泄漏。密封环24的材质可以是橡胶或硅胶。

本实施例的顶盖组件20还包括设置于第一隔离件25和第二隔离件26。第一隔离件25设置于顶盖板21的第一侧21a并且位于连接板22和顶盖板21之间。第二隔离件26设置于顶盖板21的第二侧21b并且位于顶盖板21与第一基材234之间。第二隔离件26具有第三引出孔26a。第三引出孔26a与第一引出孔211沿厚度方向X相对应设置。连接柱231依次伸入第三引出孔26a、第一引出孔211和第二引出孔221。第一基材234和连接板22沿厚度方向X共同夹紧第二隔离件26和顶盖板21，并且第一隔离件25与连接板22相抵靠。第二隔离件26与第一基材234相抵靠。在一个示例中，第一隔离件25和第二隔离件26的材质可以是绝缘材料，例如橡胶或硅胶等。在一个示例中，第一隔离件25具有凹陷部。连接板22的至少一部分收纳于凹陷部内并且与凹陷部的形状大小相匹配。第二隔离件26具有凹陷部。第一基材234被收纳于第二隔离件26的凹陷部内。

参见图2所示，本实施例的集流件23还包括第二基材235以及设置于第二基材235上的集流片236。第一基材234与第二基材235均为片状结构并且彼此相交设置，优选地，第一基材234和第二基材235相互垂直设置。第二基材235朝远离顶盖板21的方向延伸。连接柱231、第一基材234以及第二基材235为一体成型结构，有利于提升集流件23自身的刚度，同时不需要经过组装工序组成集流件23，减少集流件23的加工工序。第二基材235通过集流片236与电极组件12的极耳12b相连接。

在一个实施例中，参见图5所示，连接板22包括第一金属层22a以及与第一金属层22a材料不同的第二金属层22b。第一金属层22a的至少一部分和第二金属层22b沿厚度方向X层叠。第一金属层22a的至少一部分位于第二金属层22b和顶盖板21之间。第二引出孔221贯穿第一金属层22a和第二金属层22b。在一个示例中，第一金属层22a为铝材，第二金属层22b为铜材。或者，第一金属层22a为铜材，第二金属层22b为铝材。第一金属层22a与第二金属层22b复合连接，具体地，第一金属层22a和第二金属层22b通过冷轧、热轧、爆炸复合或爆炸轧制的方式复合连接，保证两者连接牢固，连接刚度大，不易分离。在一个示例中，第一金属层22a背向顶盖板21的表面上设置凹陷部，而第二金属层22b设置于凹陷部内并且第二金属层22b的形状和大小与凹陷部相匹配。在另一个示例中，第一金属层22a和第二金属层22b形状和大小相同，从而在厚度方向X上，第一金属层22a和第二金属层22b相互对齐。连接柱231与第二金属层22b的材料相同并且与第二金属层22b相连接。连接柱231与第二金属层22b的材料相同，以使两者易于通过激光焊接连接，且焊接质量好，连接刚度大，两者不易发生分离。

本实用新型实施例的顶盖组件20包括顶盖板21、连接板22以及集流件23。连接板22和集流件23完成连接后共同夹紧顶盖板21，从而与顶盖板21连接形成一个整体结构，保证三者的相对位置固定。这样，不需要使用额外的固定件将连接板22固定于顶盖板21上，从而有效减少顶盖组件20的零部件数量。本实用新型实施例的顶盖组件20所包括的零部件数量少，有利于减少组装工序，降低组装难度，同时有利于顶盖组件20轻量化，提高二次电池10的能量密度。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种顶盖组件，用于二次电池，其特征在于，包括：

顶盖板，具有第一侧、沿厚度方向与所述第一侧相对的第二侧以及沿所述厚度方向延伸的第一引出孔；

连接板，设置于所述顶盖板的所述第一侧，所述连接板具有沿所述厚度方向延伸的第二引出孔；

集流件，用于与所述二次电池的极耳直接连接，所述集流件具有连接柱以及与所述连接柱连接的第一基材，所述第一基材位于所述顶盖板的所述第二侧，所述连接柱伸入所述第一引出孔和所述第二引出孔，所述连接柱与所述连接板直接连接，所述第一基材和所述连接板共同夹装所述顶盖板，以使所述第一基材和所述连接板固定于所述顶盖板。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述集流件设有第一凹部，沿所述厚度方向，所述第一凹部的开口朝下并且向上延伸至所述连接柱位于所述第二引出孔的部分的内部。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述集流件设有第二凹部，沿所述厚度方向，所述第二凹部从所述连接柱的顶面向下延伸，所述第一凹部和所述第二凹部沿所述厚度方向彼此隔离设置。

4.根据权利要求3所述的顶盖组件，其特征在于，所述第一凹部的深度与所述第二凹部的深度的比值范围为3～50。

5.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述第二引出孔具有直孔段和锥形孔段，所述锥形孔段通过所述直孔段与所述第一引出孔相连通，所述连接柱具有与所述连接板相连接的顶端，所述顶端具有与所述锥形孔段相匹配的锥形面。

6.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括密封环，所述密封环套设于所述连接柱外周，所述顶盖板和所述连接柱通过所述密封环密封连接。

7.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括设置于所述第一侧的第一隔离件和设置于所述第二侧的第二隔离件，所述第一隔离件设置于所述连接板和所述顶盖板之间，所述第二隔离件设置于所述顶盖板与所述第一基材之间，所述第二隔离件具有第三引出孔，所述第三引出孔与所述第一引出孔沿所述厚度方向相对应设置，所述连接柱依次伸入所述第三引出孔、所述第一引出孔和所述第二引出孔，所述第一基材和所述连接板沿所述厚度方向共同夹装所述第二隔离件和所述顶盖板，并且所述第一隔离件与所述连接板相抵靠，所述第二隔离件与所述第一基材相抵靠。

8.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述集流件还包括第二基材，所述第一基材与所述第二基材均为片状结构并且彼此相交设置，所述第二基材朝远离所述顶盖板的方向延伸，所述连接柱、所述第一基材以及所述第二基材为一体成型结构。

9.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述连接板包括第一金属层以及与所述第一金属层材料不同的第二金属层，所述第一金属层的至少一部分和所述第二金属层沿所述厚度方向层叠，所述第一金属层的所述至少一部分位于所述第二金属层和所述顶盖板之间，所述第二引出孔贯穿所述第一金属层和所述第二金属层，所述连接柱与所述第二金属层的材料相同并且与所述第二金属层相连接。

10.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括具有开口的容纳孔；

如权利要求1至9任一项所述的顶盖组件，所述顶盖组件通过所述顶盖板与所述壳体密封连接以盖闭所述开口；

电极组件，所述电极组件设置于所述容纳孔内，所述电极组件包括沿第一方向相对的两个端面以及从所述端面延伸出的所述极耳，所述第一方向与所述厚度方向相垂直，所述集流件与所述极耳直接连接。