CN209401665U - 二次电池及其顶盖组件 - Google Patents

Abstract

本申请的二次电池包括电极组件、壳体以及顶盖组件。顶盖组件包括顶盖板、第一电极端子和第一集流构件。第一电极端子包括第一部分和第二部分，第二部分沿着第一部分的周界设置；第二部分位于顶盖板的一侧，第一部分突出到顶盖板的另一侧。第一集流构件包括第一连接区，第一连接区设置于第二部分靠近顶盖板的一侧并且与第一电极端子焊接。电极组件收容于壳体内。顶盖板连接于壳体，第一集流构件连接于电极组件。

Description

二次电池及其顶盖组件

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及其顶盖组件。

背景技术

二次电池包括电极组件、壳体及顶盖组件，电极组件收容于壳体内。顶盖组件通常包括顶盖板、电极端子和集流构件，顶盖板连接于壳体以将电极组件封闭在壳体内，电极端子设置于顶盖板，集流构件收容于壳体内并连接电极端子和电极组件。在装配顶盖组件时，通常将集流构件焊接到电极端子的远离顶盖板的一侧，然而，在焊接后，集流构件上会残留一些焊渣，而焊渣容易掉落到电极组件内，引发安全隐患。

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及其顶盖组件，其能降低焊渣落入电极组件的风险，降低安全隐患。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种二次电池及其顶盖组件。

顶盖组件包括顶盖板、第一电极端子和第一集流构件。第一电极端子包括第一部分和第二部分，第二部分沿着第一部分的周界设置；第二部分位于顶盖板的一侧，第一部分突出到顶盖板的另一侧。第一集流构件包括第一连接区，第一连接区设置于第二部分靠近顶盖板的一侧并且与第一电极端子焊接。

第一电极端子还包括第三部分，第三部分设置于第二部分靠近顶盖板的一侧，并且沿着第一部分的周界设置。第二部分的边缘超出第三部分的边缘。第一连接区设有第一通孔，第三部分伸入第一通孔、焊接于第一连接区并形成连接区域。

第三部分的上表面与第一连接区的上表面齐平。

第三部分的厚度与第一连接区的厚度相等。

顶盖组件还包括密封圈，密封圈具有设置于第三部分和顶盖板之间的主体部，主体部沿第一部分的周界设置且覆盖连接区域。

顶盖组件还包括绝缘体，绝缘体的至少部分设置于顶盖板的与第一连接区之间。第一连接区设有第二通孔，绝缘体设有插入第二通孔的第一凸起。

绝缘体还设有台阶形的第五通孔；顶盖组件还包括固定片，固定片收容于第五通孔并固定于顶盖板。

第一部分包括第一基体区和第二基体区，第二部分和第三部分均沿第一基体区的周界设置；第二基体区突出于顶盖板，且第一基体区的材质和第二基体区的材质不同。

第一电极端子与顶盖板绝缘。顶盖组件还包括第二集流构件，第二集流构件设有第四通孔。顶盖板在靠近第二集流构件的一侧设有第二凸起，第二凸起延伸到第四通孔内并固定于第二集流构件。

二次电池包括电极组件、壳体以及所述的顶盖组件。电极组件收容于壳体内；顶盖板连接于壳体，第一集流构件连接于电极组件。

本实用新型的有益效果如下：在申请中，由于第一连接区位于第二部分靠近顶盖板的一侧，因此，焊接后残留的焊渣被保持在第二部分和顶盖板之间，不易掉落到电极组件中，从而降低安全隐患。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的示意图。

图2为根据本实用新型的顶盖组件的分解图。

图3为图1在方框A处的放大图。

图4为图3的第一电极端子、第一集流构件及密封圈的示意图。

图5为图1在方框B处的放大图。

图6为图1在方框C处的放大图。

其中，附图标记说明如下：

1顶盖组件 151第一凸起

11顶盖板 16固定片

111端子孔 17第二集流构件

112第二凸起 18第二端子板

12第一电极端子 19密封圈

121第一部分 191主体部

121a第一基体区 192延伸部

121b第二基体区 2电极组件

122第二部分 3壳体

123第三部分 H1第一通孔

13第一端子板 H2第二通孔

14第一集流构件 H3第三通孔

141第一连接区 H4第四通孔

142第二连接区 H5第五通孔

15绝缘体 P连接区域

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”是指两个或两个以上。除非另有规定或说明，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接。“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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

参照图1，本申请的二次电池包括顶盖组件1、电极组件2及壳体3。

电极组件2是二次电池实现充放电功能的核心部件。电极组件2可包括正极极片、负极极片以及隔膜，隔膜将正极极片和负极极片隔开。电极组件2可通过螺旋地卷绕正极极片、负极极片和隔膜而形成，并通过压力按压形成扁平状结构。正极极片可包括铝箔和涂覆于铝箔表面的正极活性物质，正极活性物质包括锰酸锂或磷酸铁锂。负极极片可包括铜箔和涂覆于铜箔表面的负极活性物质，负极活性物质包括石墨或硅。为了提高二次电池的容量，电极组件2可为多个并沿二次电池的厚度方向Y布置。

壳体3可具有六面体形状或其它形状。壳体3内部形成空腔，以容纳电极组件2和电解液。壳体3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3的收容腔。壳体3可由铝或铝合金等导电金属的材料制成。

下面详细描述本申请的顶盖组件1。

参照图1和图2，顶盖组件1包括顶盖板11、第一电极端子12、第一端子板13、第一集流构件14、绝缘体15、第二集流构件17、第二端子板18及密封圈19。

顶盖板11连接于壳体3并覆盖壳体3的开口，从而将电极组件2密封在壳体3内。顶盖板11可通过激光焊接固定于壳体3。顶盖板11可设有贯通的端子孔111。

第一端子板13和第二端子板18均设置于顶盖板11的远离电极组件2的一侧。其中，第一端子板13覆盖顶盖板11的端子孔111。

第一电极端子12包括第一部分121和第二部分122，第二部分122沿着第一部分121的周界设置。第一部分121可为柱形，第二部分122为环形。第二部分122位于顶盖板11的靠近电极组件2的一侧，其中，第二部分122的靠近电极组件2的下表面优选与第一部分121的靠近电极组件2的下表面齐平。第一部分121沿远离电极组件2的方向延伸并穿过顶盖板11的端子孔111，从而突出到顶盖板11的远离电极组件2的一侧。

第一部分121突出于顶盖板11的部分连接于第一端子板13。具体地，参照图2，第一端子板13设有第三通孔H3，第一部分121延伸到第三通孔H3内。第三通孔H3将第一部分121露出到二次电池的外部，因此，可以从二次电池的外部焊接第一部分121和第一端子板13。另外，焊接时，可以沿着第一部分121与第一端子板13的交界处进行对接焊接，与穿透焊接相比，对接焊接所需的能量较小，从而降低焊接难度。

第三通孔H3可为台阶孔。当第一部分121插入第三通孔H3时，可通过挤压将第一部分121铆接到第一端子板13上，以将第一电极端子12预固定到第一端子板13上。

第一部分121的尺寸小于端子孔111的尺寸，所以第一部分121可以从端子孔111中穿过。第一端子板13的尺寸和第二部分122的尺寸均大于端子孔111的尺寸，所以第一端子板13和第二部分122分别卡接在端子孔111沿高度方向Z的两侧。

第一集流构件14收容于壳体3内并连接电极组件2和第一电极端子12。在本申请中，第一集流构件14可连接于电极组件2的负极极片。

第一集流构件14可包括第一连接区141和第二连接区142，第一连接区141大体垂直于二次电池的高度方向Z，第二连接区142从第一连接区141沿长度方向X的一端向下弯折延伸，且第二连接区142大体垂直于第一连接区141。负极极片可通过超声波焊接固定于第二连接区142。

第一连接区141设置于第二部分122靠近顶盖板11的一侧，也就是说，第一连接区141位于第二部分122和顶盖板11之间。另外，第一连接区141优选与第一电极端子12焊接。焊接时，激光可作用在第一连接区141与第一电极端子12的交界处；焊接后，第一连接区141与第一电极端子12之间形成连接区域P。而由于第一连接区141位于第二部分122靠近顶盖板11的一侧，因此，在高度方向Z上，焊接形成的连接区域P位于第二部分122和顶盖板11之间。

焊接后，连接区域P上会残留一些焊渣；在本申请中，残留的焊渣被保持在第二部分122和顶盖板11之间，不易掉落到电极组件2中，从而降低安全隐患。

本申请的二次电池可按照下述的步骤装配：

(一)通过激光焊接，将第一连接区141固定到第一电极端子12。此时，第一电极端子12并未固定到顶盖板11，因此，焊接产生的焊渣不会溅射到顶盖板11上。

(二)将第一部分121插入到端子孔111和第三通孔H3，然后将第一部分121铆接到第一端子板13，从而将顶盖板11、第一电极端子12、第一端子板13及第一集流构件14装配在一起。

(三)将电极组件2焊接到第一集流构件14的第二连接区142，然后将电极组件2放入壳体3，并焊接顶盖板11和壳体3，最后沿着第一部分121与第一端子板13的交界处进行焊接。在焊接第一部分121与第一端子板13时，电极组件2已经放入壳体3内，产生的焊渣不会进入到电极组件2的内部，从而降低安全隐患。

在申请中，第一电极端子12和第一集流构件14先焊接在一起，然后再装配到顶盖板11上，因此，产生的焊渣不会溅射到顶盖板11上，从而降低焊渣落入电极组件2的风险，提高安全性能。

参照图3和图4，第一电极端子12还包括第三部分123，第三部分123设置于第二部分122靠近顶盖板11的一侧，并且沿着第一部分121的周界设置。第三部分123可为环状。优选地，第三部分123靠近第二部分122的表面与第二部分122直接相连。

沿远离第一部分121的方向(即第一部分121的径向)，第二部分122的边缘超出第三部分123的边缘；换句话说，第二部分122的外径大于第三部分123的外径。第一部分121和第三部分123形成一个台阶，所述台阶可起到定位作用。

第一连接区141设有第一通孔H1，第三部分123伸入第一通孔H1并与第一连接区141连接。

在装配时，将第三部分123插入到第一连接区141的第一通孔H1，然后，沿着第一连接区141和第三部分123的交界处进行激光焊接，焊接完成后形成连接区域P。第三部分123具有定位作用，同时还能够降低焊接难度。

同时，第一连接区141套设在第三部分123上，因此，即使因失误而导致第一电极端子12和第一集流构件14的焊接强度较低，第三部分123和第二部分122也可以支撑第一集流构件14，避免第一集流构件14从第一电极端子12上掉落。

第三部分123的靠近顶盖板11的上表面与第一连接区141的靠近顶盖板11的上表面齐平。在此补充的是，所述齐平指的是，所述两个上表面的高度差不大于0.1mm。当第三部分123的上表面与第一连接区141的上表面齐平时，激光更容易作用在第三部分123与第一连接区141的交界处，从而降低焊接难度，保证焊接强度。

优选地，沿高度方向Z，第三部分123的厚度与第一连接区141的厚度相等。装配时，只需将第一连接区141贴合到第二部分122上，即可保证第三部分123的上表面与第一连接区141的上表面齐平。

密封圈19具有主体部191和延伸部192，主体部191设置于第三部分123和顶盖板11之间且沿着第一部分121的周界设置。延伸部192从主体部191的靠近顶盖板11的表面延伸并插入到端子孔111中。通过上下挤压密封圈19的主体部191，可以实现端子孔111的密封。延伸部192可起到装配定位的作用。

主体部191优选覆盖连接区域P，此时，主体部191挤压连接区域P的表面，从而将残留的焊渣封闭在主体部191和连接区域P之间，避免焊渣掉落到电极组件中，进一步提高二次电池的安全性能。

在二次电池中，第三部分123和第一连接区141共同从下侧压缩密封圈19的主体部191，以实现端子孔111的密封。而如果第三部分123的上表面与第一连接区141的上表面存在高度差，那么会导致主体部191压缩不均，影响密封性能。因此，第三部分123的上表面优选与第一连接区141的上表面齐平。

在本申请中，第一电极端子12、第一端子板13和第一集流构件14均与顶盖板11绝缘，以避免电极组件2的负极极片与顶盖板11导通。

顶盖组件1还包括绝缘体15，绝缘体15的至少部分设置于顶盖板11的与第一连接区141之间。绝缘体15可通过注塑的方式形成于顶盖板11的表面。

在上述的步骤(二)中，第一电极端子12预先铆接在第一端子板13，所以在后面装配工艺中，第一电极端子12可能会出现转动，导致位置出现偏差，影响装配精度。因此，优选地，第一连接区141设有第二通孔H2，绝缘体15设有插入第二通孔H2的第一凸起151。第一凸起151可以限制第一连接区141和第一电极端子12的转动，保证装配精度。

参照图6，绝缘体15还设有台阶形的第五通孔H5，且第五通孔H5的靠近顶盖板11的一端的孔径小于第五通孔H5的远离顶盖板11的一端的孔径。顶盖组件1还包括固定片16，固定片16收容于第五通孔H5并固定于顶盖板11。绝缘体15的一部分位于固定片16和顶盖板11之间。固定片16可以提高绝缘体15与顶盖板11之间的连接强度，降低绝缘体15脱落的风险。

在二次电池的应用领域中，通常会利用汇流排将多个二次电池连接在一起，以形成电池模组。其中，汇流排一般通过激光焊接与第一端子板13或第二端子板18相连，而现有的汇流排大多由铝或铝合金制成。

由于同种材质容易焊接，因此，第一端子板13的材质为铝。第一集流构件14与负极极片相连，所以第一集流构件14处于低电位状态，如果第一集流构件14为铝，那么铝质的第一集流构件14容易在电解液的作用下出现电化学腐蚀。因此，第一集流构件14的材质一般为铜。

第二部分122也会与电解液接触，所以为了避免电化学腐蚀，第二部分122的材质需要为铜。第三部分123需要焊接于第一集流构件14，所以第三部分123的材质需要为铜。而第一部分121需要连接第一端子板13和第二部分122，所以第一部分121优选为铜铝复合板。

具体地，参照图4，第一部分121包括第一基体区121a和第二基体区121b，第二部分122和第三部分123均沿第一基体区121a的周界设置；第二基体区121b突出于顶盖板11，且第一基体区121a的材质和第二基体区121b的材质不同。第一基体区121a的材质为铜，第二基体区121b的材质为铝。

第一基体区121a、第二部分122和第三部分123可为铜质的一体构件，

第二基体区121b可为铝质的一体构件。第一基体区121a和第二基体区121b可通过冷轧法、热轧法、爆炸复合法或爆炸轧制法等方式复合为一体。

壳体3为铝质，可能会在电解液的作用下出现电化学腐蚀。因此，优选地，第二集流构件17连接电极组件2的正极极片和顶盖板11。而顶盖板11和壳体3与正极极片电连接时，本身处于高电位状态，从而避免电化学腐蚀。

参照图5，第二集流构件17设有第四通孔H4。顶盖板11在靠近第二集流构件17的一侧设有第二凸起112，第二凸起112延伸到第四通孔H4内并固定于第二集流构件17。第二凸起112可通过激光焊接固定于第二集流构件17。第二凸起112可起到定位作用，便于顶盖板11和第二集流构件17的装配。

由于顶盖板11电连接于正极极片，因此，第二端子板18直接焊接于顶盖板11即可。在本申请中，顶盖板11连接第二端子板18和第二集流构件17，因此现有技术中的第二电极端子可以省略，同时对应的密封件、绝缘件也可以省略，从而简化顶盖组件1的结构。

Claims (10)

1.一种二次电池的顶盖组件(1)，包括顶盖板(11)、第一电极端子(12)和第一集流构件(14)；

第一电极端子(12)包括第一部分(121)和第二部分(122)，第二部分(122)沿着第一部分(121)的周界设置；第二部分(122)位于顶盖板(11)的一侧，第一部分(121)突出到顶盖板(11)的另一侧；

第一集流构件(14)包括第一连接区(141)，第一连接区(141)设置于第二部分(122)靠近顶盖板(11)的一侧并且与第一电极端子(12)焊接。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件(1)，其特征在于，

第一电极端子(12)还包括第三部分(123)，第三部分(123)设置于第二部分(122)靠近顶盖板(11)的一侧，并且沿着第一部分(121)的周界设置；

第二部分(122)的边缘超出第三部分(123)的边缘；

第一连接区(141)设有第一通孔(H1)，第三部分(123)伸入第一通孔(H1)、焊接于第一连接区(141)并形成连接区域(P)。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件(1)，其特征在于，第三部分(123)的上表面与第一连接区(141)的上表面齐平。

4.根据权利要求3所述的顶盖组件(1)，其特征在于，第三部分(123)的厚度与第一连接区(141)的厚度相等。

5.根据权利要求3所述的顶盖组件(1)，其特征在于，顶盖组件(1)还包括密封圈(19)，密封圈(19)具有设置于第三部分(123)和顶盖板(11)之间的主体部(191)，主体部(191)沿第一部分(121)的周界设置且覆盖连接区域(P)。

6.根据权利要求1所述的顶盖组件(1)，其特征在于，

顶盖组件(1)还包括绝缘体(15)，绝缘体(15)的至少部分设置于顶盖板(11)的与第一连接区(141)之间；

第一连接区(141)设有第二通孔(H2)，绝缘体(15)设有插入第二通孔(H2)的第一凸起(151)。

7.根据权利要求6所述的顶盖组件(1)，其特征在于，

绝缘体(15)还设有台阶形的第五通孔(H5)；

顶盖组件(1)还包括固定片(16)，固定片(16)收容于第五通孔(H5)并固定于顶盖板(11)。

8.根据权利要求1所述的顶盖组件(1)，其特征在于，第一部分(121)包括第一基体区(121a)和第二基体区(121b)，第二部分(122)和第三部分(123)均沿第一基体区(121a)的周界设置；第二基体区(121b)突出于顶盖板(11)，且第一基体区(121a)的材质和第二基体区(121b)的材质不同。

9.根据权利要求1所述的顶盖组件(1)，其特征在于，

第一电极端子(12)与顶盖板(11)绝缘；

顶盖组件(1)还包括第二集流构件(17)，第二集流构件(17)设有第四通孔(H4)；

顶盖板(11)在靠近第二集流构件(17)的一侧设有第二凸起(112)，第二凸起(112)延伸到第四通孔(H4)内并固定于第二集流构件(17)。

10.一种二次电池，包括电极组件(2)、壳体(3)以及权利要求1-9中任一项所述的顶盖组件(1)；

电极组件(2)收容于壳体(3)内；

顶盖板(11)连接于壳体(3)，第一集流构件(14)连接于电极组件(2)。