CN209607776U - 二次电池的顶盖组件及二次电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种二次电池的顶盖组件及二次电池。该顶盖组件包括：顶盖片，所述顶盖片设置吸附部，所述吸附部具有通气孔；吸附件，与所述吸附部层叠设置，所述吸附件被配置为在二次电池内部的气压小于第一阈值时与所述吸附部吸附密封所述通气孔；以及在所述二次电池内部的气压大于或等于第一阈值时脱离与所述吸附部的吸附状态。利用本申请，吸附件在二次电池内部的气压超过第一阈值时打开，而将壳体内部的气体排出。该顶盖片组件还能在防爆片失效时，排出壳体内部的气体，从而提高了二次电池的安全性。

Description

二次电池的顶盖组件及二次电池

技术领域

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种二次电池的顶盖组件及二次电池。

背景技术

随着人们的环保理念的加深，新能源汽车取代传统燃油汽车正在变成新的潮流。而随着新能源汽车的发展，对电动汽车电池的要求也越来越高，追求能量密度提高的同时也不断加强对电池安全性能的关注。

电池在充放电循环的时候随着电解液的分解电池内部气压会越来越大，随之而来的安全隐患也越来越大，极端的甚至造成电池爆炸着火，现有防爆阀有很大的失效风险。

实用新型内容

本申请提供了一种二次电池的顶盖组件及二次电池，以解决现有技术中的问题，提高二次电池的安全性。

本申请提供了一种二次电池的顶盖组件，其中，包括：

顶盖片，所述顶盖片设置吸附部，所述吸附部具有通气孔；

吸附件，与所述吸附部层叠设置，所述吸附件被配置为在二次电池内部的气压小于第一阈值时与所述吸附部吸附密封所述通气孔；以及在所述二次电池内部的气压大于或等于第一阈值时脱离与所述吸附部的吸附状态。

优选地，所述吸附件为永磁体或带有磁性物质的高分子塑料体；所述吸附部为金属片或永磁体。

优选地，所述顶盖组件还包括：

上部壳体，罩设于所述吸附件，且所述上部壳体固定于所述顶盖片；所述上部壳体设置有出气口。

优选地，所述顶盖组件还包括下部壳体；

所述下部壳体固定于所述顶盖片，所述下部壳体与所述上部壳体连接并围成容纳空间，且所述下部壳体具有进气口；

所述吸附部设置于所述下部壳体；所述进气口与所述通气孔相通。

优选地，所述下部壳体和所述吸附部均为圆盘状，且同轴设置；

所述吸附部的外径小于所述下部壳体的外径。

优选地，所述顶盖组件还包括密封垫片；

所述密封垫片位于所述吸附件与所述下部壳体之间。

优选地，所述吸附部上与所述密封垫片接触的表面，以及所述吸附件与所述密封垫片接触的表面中的一者，粗糙度为Ra 0.05～Ra 12.5。

优选地，所述吸附件为圆柱体，所述圆柱体的高度与直径满足如下条件：

0<t1<0.8；

其中，t1为圆柱体的高度与直径的比。

优选地，所述吸附部的外径和所述吸附件的外径满足如下条件：

1.1<t2<1.3；

其中，t2为所述吸附部的外径和所述吸附件的外径的比；

所述进气口的孔径与所述吸附部的外径之间满足如下关系：

t3≤0.5；

其中，t3为所述进气口的孔径与所述吸附部的外径的比；

所述容纳空间的高度与所述吸附件的厚度满足如下条件：

t4<1.5；

其中，t4为所述容纳空间的高度与所述吸附件的厚度的比。

本申请又提供了一种二次电池，其中，包括：

壳体，具有开口；

电极组件，容纳在所述壳体中，包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔板；

如上所述的顶盖组件，所述顶盖组件覆盖所述壳体的开口，以将所述电极组件封闭在所述壳体中。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的二次电池的顶盖组件及二次电池，能够通过设置吸附件将二次电池内部产生的较少量的气体排出至外部，避免导致壳体和电极组件发生变形，并向外部鼓起的问题。该吸附件被配置为响应二次电池内部的气压超过第一阈值时打开，而将壳体内部的气体排出。该吸附件还能在防爆片失效时，排出壳体内部的气体，从而提高了二次电池的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的二次电池的结构分解示意图；

图2为本申请实施例所提供的二次电池的俯视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图3中的I处放大图；

图5为本申请实施例所提供的组件的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的组件的结构分解示意图；

图7为本申请实施例所提供的组件的主视图；

图8为本申请实施例所提供的组件的俯视图；

图9为图8的B-B向剖视图。

附图标记：

100-二次电池；

10-顶盖组件；

1-顶盖片；

11-排气口；

12-注液孔；

2-第一电极端子；

3-第二电极端子；

4-防爆片；

5-组件；

51-下部壳体；

511-进气口；

513-吸附部；

513a-通气孔；

52-上部壳体；

521-出气口；

522-顶板；

523-侧板；

53-容纳空间；

54-吸附件；

55-密封垫片；

6-第一转接片；

7-第二转接片；

20-壳体；

30-电极组件。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出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。

图1为本申请实施例所提供的二次电池的结构分解示意图，图2为本申请实施例所提供的二次电池的俯视图，图3为图2的A-A向剖视图。

如图1至图4所示，本申请实施例提供了一种二次电池100，包括壳体20、电极组件30和顶盖组件10。其中，壳体20可由金属材料制成，例如铝、铝合金等。壳体20可以是矩形的盒装结构，具有开口。

电极组件30容置在壳体20中，电极组件30可以是由第一极片、第二极片以及隔板堆叠或卷绕而成，其中，隔板是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体，电极组件30与电解液发生电化学反应生成电能。

顶盖组件10覆盖壳体20的开口，以将电极组件30封闭在所述壳体 20中。顶盖组件10包括顶盖片1、第一电极端子2、第二电极端子3以及防爆片4。其中，第一电极端子2可以是负极端子，第二电极端子3为正极端子。在其他的实施例中，第一电极端子2可以是正极端子，第二电极端子3为负极端子。第一电极端子2通过第一转接片6与第一极片连接，第二电极端子3通过第二转接片7与第二极片连接，电能通过第一电极端子2和第二电极端子3输出。

顶盖片1呈薄板状，并具有与壳体20的开口相匹配的尺寸和形状，以便能够连接在壳体20的开口处。顶盖片1采用金属材料制成，例如可以选择与壳体20材料相同的金属材料。

顶盖片1的大致中间位置设置有排气口11，防爆片4覆盖排气口11，当由于过度充电、过度放电或电池过热而产生气体使二次电池100的内部压力过大时，示例性地，即当二次电池100内部产生的气压达到第二阈值时 (可以根据实际需要设定该值)，防爆片4可以被破坏，使得形成在二次电池100内部的气体可以通过排气口11排放到外部，由此能够防止二次电池100爆炸。

由于上述实施例中，防爆片4只能在壳体20内部的气压超过第二阈值时被破坏，即防爆片4在二次电池100过充的情况下才会起作用，因此在正常使用的过程中，二次电池100内部缓慢、较少量的产气并不会导致防爆片4工作。因此为了将二次电池100内部产生的较少量的气体排出至外部，避免导致壳体20和电极组件30发生变形，并向外部鼓起，在二次电池100的顶盖组件10上还设置吸附件54，顶盖片1设置吸附部513，吸附部513具有通气孔513a，其中的吸附件54与吸附部513层叠设置，吸附件54被配置为在二次电池100内部的气压小于第一阈值时与吸附部 513吸附密封通气孔513a；以及在二次电池100内部的气压大于或等于第一阈值时脱离与吸附部513的吸附状态，而将壳体20内部的气体排出。吸附部513可以设置在顶盖片1上的注液孔12所在的位置，壳体20内部的气体通过注液孔12、通气孔513a排出。

作为一种具体的实现方式，本申请实施例提供有能够实现单向排气的组件5，具体地，上述吸附部513可以是组件5的一部分，本实施例以吸附部为组件5的一部分进行说明。该吸附部513设置有通气孔513a。该组件5 还可以包括吸附件54，吸附件54可以设置在注液孔12内。由此，在壳体20 内部气压超过第一阈值时，二次电池100可以通过注液孔12向外界释放气体，以减少壳体20内部的气压。另外，为了保证二次电池100能够正常使用，在过充时防爆片4能够工作，需要将第一阈值设定为小于上述的第二阈值。

在一个可选的实施例中，吸附件54可以为永磁体或带有磁性物质的高分子塑料体。吸附部513为金属片或永磁体。

上文已提及，可以在顶盖片1上设置有透气孔或注液孔12，上述吸附件54封堵该透气孔或注液孔12中。示例性地，透气孔或注液孔12位于第一电极端子2和防爆片4之间，当然，本发明实施例对于透气孔或注液孔12的设置位置并不进行限定，透气孔或注液孔12还可以设置在顶盖片1的其他位置处。

图5为本申请实施例所提供的组件的结构示意图，图6为本申请实施例所提供的组件的结构分解示意图，图7为本申请实施例所提供的组件的主视图，图8为本申请实施例所提供的组件的俯视图，图9为图8的B-B 向剖视图。

优选地，如图5至图9所示，本申请实施例中，组件5可以包括上部壳体52，上部壳体52罩设于吸附件54，且上部壳体52固定于顶盖片1，上部壳体52设置有出气口521。通过设置上部壳体52对吸附件54形成保护。

优选地，组件5还包括下部壳体51，即组件5包括下部壳体51、上部壳体52和吸附件54。其中，下部壳体51可以是圆柱状，固定于顶盖片 1，下部壳体51与上部壳体52连接并围成容纳空间53。下部壳体51具有进气口511，吸附部513可以设置在下部壳体51上，进气口511与上述通气孔513a相通。

上部壳体52可以为一端开口的圆柱筒状，具体地，上部壳体52可以包括顶板522和侧板523；侧板523的第一端与顶板522固定连接，侧板523的第二端与底板512的顶面固定连接，侧板523靠近第二端的内壁面与吸附部513的外壁面贴合。由此，上部壳体52与下部壳体51连接并围成容纳空间53，并且上部壳体52具有出气口521，容纳空间53通过出气口521与外部连通。本实施例中，出气口521为设置在顶板522中央的孔。这样，产生的热量通过出气口521直接排出至二次电池100的顶盖组件10 的上方，能快速地实现对二次电池壳体内部的降温。

吸附件54设置于容纳空间53，吸附件54与下部壳体51上的吸附部 513相互吸附接触以密封通气孔513a和进气口511，当二次电池100的壳体20内部的气压超过第一阈值时，吸附件54与吸附部513脱开，从而使吸附件54与通气孔513a不再保持密封，这时二次电池100可以通过组件 5向外界释放气体，以减少壳体20内部的气压。上述的下部壳体51的材质可以是铝，直接焊接在顶盖组件10的顶盖片1上，从而实现组件5在顶盖组件10上的固定。同时，该下部壳体51还可以与同样是铝材质的上部壳体52焊接固定。

上述的上部壳体52的材质也为铝时，可以通过上部壳体52与顶盖片 1直接焊接实现组件5与顶盖组件10的固定。此时，可以不设置下部壳体 51，当设置下部壳体51时，下部壳体51可以为圆柱状，上部壳体52包围下部壳体51后直接与顶盖片1焊接固定。

在一个可选的实施例中，下部壳体51和吸附部513均为圆盘状，且同轴设置；吸附部513的外径小于下部壳体51的外径。当与上部壳体52 配合时，上部壳体52的侧板523远离顶板522的第二端能够固定在下部壳体51的顶面上，二者配合限位，形成上述容纳空间53。上部壳体52 的侧板523靠近第二端的内壁面能够与吸附部513的外壁面贴合，保证密封性。

进一步地，本申请实施例提供的顶盖组件10还包括密封垫片55，密封垫片55可以设置在吸附件54上，也可以设置在吸附部513上，且位于吸附件54与吸附部513之间，以进一步提高吸附件54对通气孔513a和进气口511的密封性。

当下部壳体51为圆柱状时，可以设置吸附部513与密封垫片55接触的表面，以及吸附件54与密封垫片55接触的表面中的一者，粗糙度为 Ra 0.05～Ra 12.5，以避免吸附件54与吸附部513之间的密封不严，提高吸附件54的密封可靠性。

优选地，吸附件54为圆柱体，圆柱体的高度与直径满足如下条件：

0<t1<0.8；

其中，t1为圆柱体的高度与直径的比。这样设置的吸附件54高度相对小、直径相对大，重心偏低，能够防止吸附件54在受到剧烈震动时倾斜后将进气口511露出，造成密封不良的问题。

优选地，吸附部513的外径和吸附件54的外径满足如下条件：

1.1<t2<1.3；

其中，t2为吸附部513的外径和吸附件54的外径的比。这样，吸附部513的上表面的面积大于吸附件54的底面的面积，能够保证吸附件54 在震动时也不会脱离吸附部513的上表面所在的范围，从而避免进气口 511的密封失效。

优选地，进气口511的孔径与圆盘状的吸附部513的外径之间满足如下关系：

t3≤0.5；

其中，t3为进气口511的孔径与吸附部513的外径的比。这样，使下部壳体51上的吸附部513上开设的进气口511不会过大，保证密封的可靠性。

优选地，容纳空间53的高度与吸附件54的厚度满足如下条件：

t4<1.5；

其中，t4为容纳空间53的高度与吸附件54的厚度的比。这样设置后，吸附件54在容纳空间53中活动的空间有限，壳体20内的气体冲过进气口511后，不会导致吸附件54在容纳空间53内翻转，从而保证了组件5 的整体稳定性。

在一个可选的实施例中，组件5可以被配置为上部壳体52顶面不超出顶盖组件10的顶面，而且下部壳体51的底面不超出顶盖组件10的底面，也就是说，组件5可以埋设于顶盖组件10中。由此，避免组件5占用壳体20内部的空间，因此不会对二次电池100的能量密度造成影响。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二次电池的顶盖组件，其特征在于，包括：

顶盖片，所述顶盖片设置吸附部，所述吸附部具有通气孔；

吸附件，与所述吸附部层叠设置，所述吸附件被配置为在二次电池内部的气压小于第一阈值时与所述吸附部吸附密封所述通气孔；以及在所述二次电池内部的气压大于或等于第一阈值时脱离与所述吸附部的吸附状态。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述吸附件为永磁体或带有磁性物质的高分子塑料体；所述吸附部为金属片或永磁体。

3.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：

上部壳体，罩设于所述吸附件，且所述上部壳体固定于所述顶盖片；所述上部壳体设置有出气口。

4.根据权利要求3所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括下部壳体；

所述下部壳体固定于所述顶盖片，所述下部壳体与所述上部壳体连接并围成容纳空间，且所述下部壳体具有进气口；

所述吸附部设置于所述下部壳体；所述进气口与所述通气孔相通。

5.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述下部壳体和所述吸附部均为圆盘状，且同轴设置；

所述吸附部的外径小于所述下部壳体的外径。

6.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括密封垫片；

所述密封垫片位于所述吸附件与所述吸附部之间。

7.根据权利要求6所述的顶盖组件，其特征在于，所述吸附部上与所述密封垫片接触的表面，以及所述吸附件与所述密封垫片接触的表面中的一者，粗糙度为Ra0.05～Ra12.5。

8.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述吸附件为圆柱体，所述圆柱体的高度与直径满足如下条件：

0<t1<0.8；

其中，t1为圆柱体的高度与直径的比。

9.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述吸附部的外径和所述吸附件的外径满足如下条件：

1.1<t2<1.3；

其中，t2为所述吸附部的外径和所述吸附件的外径的比；

所述进气口的孔径与所述吸附部的外径之间满足如下关系：

t3≤0.5；

其中，t3为所述进气口的孔径与所述吸附部的外径的比；

所述容纳空间的高度与所述吸附件的厚度满足如下条件：

t4<1.5；

其中，t4为所述容纳空间的高度与所述吸附件的厚度的比。

10.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体，具有开口；

电极组件，容纳在所述壳体中，包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔板；

如权利要求1至9中任一项所述的顶盖组件，所述顶盖组件覆盖所述壳体的开口，以将所述电极组件封闭在所述壳体中。