CN209592090U - 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、顶盖组件和底板。壳体具有开口，电极组件收容于壳体内，顶盖组件连接于壳体并覆盖壳体的开口。底板收容于壳体内且位于电极组件的远离顶盖组件的一侧。壳体的内表面包括第一表面和第二表面，第一表面位于底板的远离电极组件的一侧，第二表面从第一表面的边缘朝靠近顶盖组件的方向延伸，且第二表面为弧形。底板至少覆盖第二表面的部分区域。

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

二次电池通常包括电极组件、壳体和顶盖组件，电极组件为二次电池实现充放电的核心构件。壳体收容电极组件，顶盖组件连接于壳体以将电极组件密封在壳体内。电极组件包括正极极片、负极极片和设置于正负极片之间的隔膜。

壳体一般采用铝材质，且通过挤压拉伸工艺制造。由于工艺制造方面的原因，壳体底部的边角处为倒圆角结构。在将电极组件放入壳体的过程中，电极组件容易被放置到圆角上；电极组件的重量全部作用在圆角上，电极组件的中部区域容易因缺少支撑而塌陷，导致极片与壳体接触，引发安全风险。另外，电极组件的与圆角接触的部位受力较大，极片很容易被压坏，引发短路风险。

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，其能降低极片被压环的风险，避免短路，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、壳体、顶盖组件和底板。壳体具有开口，电极组件收容于壳体内，顶盖组件连接于壳体并覆盖壳体的开口。底板收容于壳体内且位于电极组件的远离顶盖组件的一侧。壳体的内表面包括第一表面和第二表面，第一表面位于底板的远离电极组件的一侧，第二表面从第一表面的边缘朝靠近顶盖组件的方向延伸，且第二表面为弧形。底板至少覆盖第二表面的部分区域。

第二表面在第一表面指向顶盖组件的方向上的尺寸大于底板的厚度。

底板的厚度为0.1mm-0.5mm。

第二表面为圆弧面，且所述圆弧面的半径为1mm-3mm。

底板与第二表面接触的部分朝远离第一表面的方向弯折，并且底板与第二表面接触的部分的弯折弧度小于第二表面的弧度。

底板完全覆盖第二表面。

电极组件为卷绕式结构，且电极组件的外表面包括两个扁平面和两个窄面，两个扁平面沿厚度方向相互面对，两个窄面沿宽度方向相互面对，且各窄面至少部分为弧形。第二表面为两个且分别从第一表面沿宽度方向的两端延伸。

所述二次电池还包括绝缘片，绝缘片包覆在电极组件的外侧。绝缘片的一部分设置于底板和电极组件之间且连接于底板。

沿宽度方向，底板的两端超出绝缘片。

底板粘接或熔接于绝缘片。

本实用新型的有益效果如下：在本申请中，底板将电极组件和第一表面隔开，可以避免极片与第一表面接触，避免短路。另外，底板还可以支撑电极组件，降低电极组件的中部区域塌陷的风险。同时，底板至少覆盖第二表面的部分区域，以减小电极组件与第二表面接触的风险。底板覆盖第二表面的部分可以起到缓冲的作用，减小对电极组件施加的挤压力，进而降低极片被压环的风险。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的一示意图。

图2为根据本实用新型的二次电池的另一示意图，其中壳体和顶盖组件省略。

图3为根据本实用新型的二次电池的电极组件的剖视图。

图4为图1的虚线框部分的放大图。

图5为根据本实用新型的二次电池的壳体的一示意图。

图6为根据本实用新型的二次电池的壳体的另一示意图。

图7为根据本实用新型的二次电池的底板和绝缘片的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 电极组件

11 正极极片

12 负极极片

13 隔膜

14 扁平面

15 窄面

2 壳体

21 第一表面

22 第二表面

23 第三表面

24 第四表面

25 第五表面

3 顶盖组件

31 顶盖板

32 电极端子

33 转接片

4 底板

5 绝缘片

X 宽度方向

Y 厚度方向

Z 高度方向

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”是指两个以上(包括两个)；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电极组件1、壳体2、顶盖组件3和底板4。

参照图3，电极组件1包括正极极片11、负极极片12和隔膜13，隔膜13将正极极片11和负极极片12隔开。本申请的电极组件1可为卷绕式结构，具体地，正极极片11、负极极片12和隔膜13均为带状结构，将正极极片11、隔膜13和负极极片12依次层叠并卷绕两圈以上以形成电极组件1，并且电极组件1呈扁平状。在制备电极组件1时，电极组件1可先卷绕成中空的柱形结构，卷绕完成再按压成扁平状。图3为电极组件1的外形轮廓的示意图，电极组件1的外表面包括两个扁平面14和两个窄面15，电极组件1的外表面包括两个扁平面14和两个窄面15，两个扁平面14沿厚度方向Y相互面对，两个窄面15沿宽度方向X相互面对，且各窄面15至少部分为弧形。与窄面15相比，扁平面111d可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。在此补充的是，宽度方向X和厚度方向Y均大体垂直于电极组件1的卷绕轴，二次电池的高度方向Z大体平行于电极组件1的卷绕轴。

正极极片11包括铝箔和涂覆于铝箔表面的正极活性物质层，正极活性物质层包括三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂。负极极片12包括铜箔和涂覆于铜箔表面的负极活性物质层，正极活性物质层包括石墨或硅。

壳体2内部形成有容纳腔，以收容电极组件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内。壳体2可由铝或铝合金等材料制成。

顶盖组件3包括顶盖板31、电极端子32和转接片33。顶盖板连接于壳体2并覆盖壳体2的开口，以将电极组件1密封在壳体2内。电极端子32为两个且设置于顶盖板31，一个电极端子32经由一个转接片33与正极极片11电连接，另一个电极端子32经由另一个转接片33与负极极片12电连接。

底板4收容于壳体2内且位于电极组件1的远离顶盖组件3的一侧，也就是说，底板4位于电极组件1沿高度方向Z的下侧。底板4可由具有弹性绝缘材料制成，例如聚对苯二甲酸类塑料或聚丙烯。

壳体2的内表面包括第一表面21和第二表面22，第一表面21位于底板4的远离电极组件1的一侧，第二表面22从第一表面21的边缘朝靠近顶盖组件3的方向延伸。第一表面21大体为垂直于高度方向Z的平面，第二表面22为弧形。壳体2是通过挤压拉伸工艺制造，弧形的第二表面22可以减小在成型过程中的应力集中，避免壳体2破裂。

第一表面21在底板4的下侧，在电极组件1的重力作用下，底板4可与第一表面21紧密贴合。底板4将电极组件1和第一表面21隔开，可以避免正极极片11或负极极片12与第一表面21接触，避免短路。另外，底板4还可以支撑电极组件1，降低电极组件1的中部区域塌陷的风险。

在将电极组件1放入壳体2的过程中，电极组件1可能会与第二表面22接触，由于第二表面22为弧形，与电极组件1接触时会造成应力集中，电极组件11的极片容易被压坏。

优选地，本申请的底板4至少覆盖第二表面22的部分区域，以减小电极组件1与第二表面22接触的风险。

装配前，底板4可为具有均匀厚度的平板，当电极组件1和底板4放入壳体2后，底板4与第二表面22接触的部分会沿着第二表面22变形；而由于底板4具有一定的厚度，底板4与第二表面22接触的部分弯折变形后的弧度要小于第二表面22的弧度，也就可以减小电极组件1靠近第二表面22的边缘区域和电极组件1远离第二表面22的中部区域之间的高度差；也就是说，底板4覆盖第二表面22的部分可以起到缓冲的作用，减小对电极组件1施加的挤压力，进而降低极片被压环的风险。

在工作过程中，活性物质可能会掉落到底板4上；而由于底板4与第二表面22接触的部分向上弯折(即朝远离第一表面21的方向弯折)，可以阻挡活性物质颗粒的流动，避免活性物质与壳体2接触，降低短路风险。

在电极组件1中，隔膜13需要将正极极片11和负极极片12隔开，因此，沿高度方向Z，隔膜13靠近底板4的一端会超出正极极片11和负极极片12，隔膜13超出正极极片11和负极极片12的部分可以起到缓冲的作用，减小极片受到的挤压力。

优选地，底板4完全覆盖第二表面22，从而将电极组件1与第二表面22彻底隔开，避免电极组件1的极片与第二表面22接触，防止短路。

参照图4，第二表面22在第一表面21指向顶盖组件3的方向(即高度方向Z)上的尺寸d大于底板4的厚度，这样减小底板4占用的空间，提高在高度方向Z上的空间利用率，提高二次电池的能量密度。虽然此时电极组件1仍然会受到第二表面22的挤压，但经过底板4的缓冲，可以减小电极组件1所受到的挤压力，降低极片被压坏的风险。

底板4的厚度为0.1mm-0.5mm。如果底板4的厚度小于0.1mm，那么底板4沿第二表面22变形的区域仍具有较大的弧度，电极组件1所受到的挤压力偏大。如果底板4的厚度大于0.5mm，那么底板4的刚度偏大，底板4不易沿着第二表面22弹性变形，在弹性恢复力的作用下，底板4和第二表面22之间以及底板4和第一表面21之间容易产生间隙，从而造成空间浪费，降低二次电池的能量密度。

第二表面22为圆弧面，且所述圆弧面的半径为1mm-3mm，所述圆弧面大体平行于厚度方向Y。如果所述半径小于1mm，那么在壳体2的成型过程中，第二表面22的应力集中严重，壳体2容易在第二表面22处破裂。如果所述半径大于3mm，那么第二表面22的弧度过大，即使经过底板4的缓冲，电极组件1的极片仍可能被挤压力破坏。

参照图5和图6，壳体2的内表面还包括第三表面23、第四表面24和第五表面25。第二表面22为两个且分别从第一表面21沿宽度方向X的两端延伸。第三表面23为两个且分别从第一表面21沿厚度方向Y的两端延伸，且第三表面23为弧形。第四表面24为两个且大体为垂直于宽度方向X的平面，各第四表面24从对应一个第二表面22远离第一表面21的一端延伸。第五表面25为两个且大体为垂直于厚度方向Y的平面，各第五表面25分别从对应一个第三表面23的远离第一表面21的一端延伸。第五表面25的面积大于第四表面24的面积。

电极组件1的扁平面14与第五表面25沿厚度方向Y相对设置，电极组件1的窄面15与第四表面24沿宽度方向X相对设置。

在将电极组件1放入壳体2的过程中，电极组件1的窄面15沿着第四表面24移动，且电极组件1的下端可能会挤压弧形的第二表面22上。然而，参照图3，窄面15大体为弧形，电极组件1只有在沿宽度方向X的顶端处会挤压弧形的第二表面22；当电极组件1与第二表面22彼此挤压时，电极组件1的受力面积较小，所以电极组件1的极片被第二表面22压伤的风险较高。因此，在本申请中，底板4需要覆盖第二表面22。

在将电极组件1放入壳体2的过程中，电极组件1的扁平面14沿着第五表面移动，且电极组件1的下端可能会挤压弧形的第三表面23。参照图3，电极组件1在宽度方向X上具有较大的尺寸，当电极组件1与第三表面23彼此挤压时，电极组件1的受力面积较大，所以电极组件1的极片被第三表面23压伤的风险较低。因此，在本申请中，底板4无需覆盖第三表面23。

为了降低电极组件1与壳体2接触的风险，本申请的二次电池还包括绝缘片5，绝缘片5包覆在电极组件1的外侧。

参照图7，初始时，绝缘片5可为平板状。本申请可通过弯折将绝缘片5制成一个矩形的框体，框体内部形成收容电极组件的空腔。为了便于弯折，减小绝缘片5的恢复力，可在弯折的部分设置条形的缝隙。

绝缘片5的一部分设置于底板4和电极组件1之间且连接于底板4，优选地，底板4粘接或熔接于绝缘片5。在二次电池的成型过程中，参照图7，可先将底板4固定到绝缘片5的下侧，然后，将电极组件1放置到绝缘片5的上侧，其次再弯折绝缘片5以使绝缘片5包覆电极组件1，最后将底板4、绝缘片5和电极组件1一同放入壳体2内。

优选地，沿宽度方向X，底板4的两端超出绝缘片5。底板4超出绝缘片5的部分可以贴合在第二表面22上。如果绝缘片5与底板4在宽度方向X上齐平，绝缘片5会阻挡底板4的弯折变形，导致底板4与第二表面22之间以及底板4与第一表面21之间产生较大的减小，降低空间利用率。

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)和底板(4)；

壳体(2)具有开口，电极组件(1)收容于壳体(2)内，顶盖组件(3)连接于壳体(2)并覆盖壳体(2)的开口；

底板(4)收容于壳体(2)内且位于电极组件(1)的远离顶盖组件(3)的一侧；

壳体(2)的内表面包括第一表面(21)和第二表面(22)，第一表面(21)位于底板(4)的远离电极组件(1)的一侧，第二表面(22)从第一表面(21)的边缘朝靠近顶盖组件(3)的方向延伸，且第二表面(22)为弧形；

底板(4)至少覆盖第二表面(22)的部分区域。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第二表面(22)在第一表面(21)指向顶盖组件(3)的方向上的尺寸大于底板(4)的厚度。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，底板(4)的厚度为0.1mm-0.5mm。

4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，第二表面(22)为圆弧面，且所述圆弧面的半径为1mm-3mm。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，底板(4)与第二表面(22)接触的部分朝远离第一表面(21)的方向弯折，并且底板(4)与第二表面(22)接触的部分的弯折弧度小于第二表面(22)的弧度。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，底板(4)完全覆盖第二表面(22)。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

电极组件(1)为卷绕式结构，且电极组件(1)的外表面包括两个扁平面(14)和两个窄面(15)，两个扁平面(14)沿厚度方向(Y)相互面对，两个窄面(15)沿宽度方向(X)相互面对，且各窄面(15)至少部分为弧形；

第二表面(22)为两个且分别从第一表面(21)沿宽度方向(X)的两端延伸。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，

所述二次电池还包括绝缘片(5)，绝缘片(5)包覆在电极组件(1)的外侧；

绝缘片(5)的一部分设置于底板(4)和电极组件(1)之间且连接于底板(4)。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，沿宽度方向(X)，底板(4)的两端超出绝缘片(5)。

10.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，底板(4)粘接或熔接于绝缘片(5)。