CN209880672U - 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、包装袋、电极引线和绝缘件。电极组件收容于包装袋内，包装袋的边缘具有密封部，电极引线连接于电极组件并穿过密封部。绝缘件环绕在电极引线的外侧，并将密封部与电极引线隔开。密封部包括第一区域和连接于第一区域的第二区域，第一区域和第二区域位于电极组件沿纵向的同一侧。在厚度方向上，第一区域至少覆盖绝缘件的一部分。在纵向上，第一区域的尺寸小于第二区域的尺寸。

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

随着便携式电子设备的快速发展，对电池能量密度的要求也越来越高。在二次电池中，可采用由铝塑膜或钢塑膜制成的包装袋来代替金属壳体，以降低电池的重量，提高能量密度。

二次电池的电极组件收容在包装袋内，而包装袋的边缘可通过热压密封连接并形成密封部。当然，为了实现电极组件的充放电，二次电池还包括电极引线和绝缘件，电极引线连接于电极组件并延伸到包装袋的外部，绝缘件环绕在电极引线的外侧并将电极引线与密封部隔开。然而，在热压时，密封部和绝缘件的连接处会产生胶体，如果胶体过多，那么胶体容易挤破包装袋，影响密封性能。

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，其能降低包装膜被挤压变形的风险，改善密封性能。

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、包装袋、电极引线和绝缘件。电极组件收容于包装袋内，包装袋的边缘具有密封部，电极引线连接于电极组件并穿过密封部。绝缘件环绕在电极引线的外侧，并将密封部与电极引线隔开。密封部包括第一区域和连接于第一区域的第二区域，第一区域和第二区域位于电极组件沿纵向的同一侧。在厚度方向上，第一区域至少覆盖绝缘件的一部分。在纵向上，第一区域的尺寸小于第二区域的尺寸。

在纵向上，第一区域与电极组件的间距大于第二区域与电极组件的间距。

沿第一区域指向第二区域的方向，第二区域在纵向上的尺寸逐渐增大。

第一区域具有第一台阶面和第二台阶面，第一区域和第二区域之间具有交界线。第一台阶面在厚度方向上相对于第二区域的表面突出，且交界线位于第一台阶面的远离电极引线的一侧。第二台阶面在厚度方向上相对于第一台阶面突出，且第二台阶面位于第一台阶面的靠近电极引线的一侧。

第一区域在纵向上的尺寸为2mm-8mm。

在横向上，交界线与绝缘件的最小距离大于0.1mm。

第二区域具有与交界线相交的弧形边缘，且弧形边缘与第一区域沿纵向靠近电极组件的边缘相连。

包装袋设有缺口，缺口位于第二区域沿纵向远离电极组件的一侧。

电极引线为两个且从包装袋沿纵向的同一端伸出，绝缘件为两个且分别环绕在对应地电极引线的外侧。在厚度方向上，第一区域同时覆盖两个绝缘件的一部分。

包装袋包括两层包装膜，电极组件位于两层包装膜之间，两层包装膜在边缘连接并形成密封部。各包装膜包括保护层、金属层和连接层，连接层设置于金属层的朝向电极组件的表面，保护层设置于金属层的远离电极组件的表面。电极引线从两层包装膜之间穿过。

本实用新型的有益效果如下：本申请通过减小第一区域在纵向上的尺寸，可以减少绝缘件在热压过程的产生的胶体，降低包装膜被挤压变形的风险，改善密封性能。另外，本申请还能够降低第一区域的包装膜与绝缘件之间的剥离强度，当电极组件释放大量的气体时，气体可以冲开包装膜与绝缘件，从而将气体释放到包装袋外，降低爆炸风险，提高安全性能。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的第一实施例的示意图。

图2为图1沿线A-A作出的剖视图。

图3为图2的二次电池的包装袋的包装膜的示意图。

图4为图3的包装膜的断面图。

图5为图1在方框处的放大图。

图6为图5沿线B-B作出的断面图。

图7为图5沿线C-C作出的断面图。

图8为根据本实用新型的二次电池的第二实施例的示意图。

图9为根据本实用新型的二次电池的第三实施例的示意图。

图10为根据本实用新型的二次电池的第四实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1电极组件

2包装袋

21密封部

211第一区域

211a第一台阶面

211b第二台阶面

212第二区域

212a弧形边缘

213第三区域

22包装膜

221保护层

222金属层

223连接层

3电极引线

4绝缘件

L交界线

G缺口

X纵向

Y横向

Z厚度方向

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和图2，在第一实施例中，本申请的二次电池包括电极组件1、包装袋2、电极引线3和绝缘件4。

电极组件1是二次电池实现充放电功能的核心构件。电极组件1包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜将正极极片和负极极片隔开。正极极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体表面的正极活性物质层，正极集流体可为铝箔，正极活性物质层包括三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂。负极极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体表面的负极活性物质层，负极集流体可为铜箔，负极活性物质层包括石墨或硅。

电极组件1可为卷绕式结构。具体地，正极极片和负极极片均为一个，且正极极片和负极极片为带状结构。将正极极片、隔膜和负极极片依次层叠并卷绕两圈以上以形成电极组件1。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，卷绕后再压平为扁平状。

可替代地，电极组件1也可为叠片式结构。具体地，正极极片设置为多个，负极极片设置为多个，所述多个正极极片和负极极片沿厚度方向Z交替层叠，隔膜将正极极片和负极极片隔开。

包装袋2包括两层包装膜22，所述两层包装膜22沿厚度方向Z上下设置。参照图3，至少一层包装膜22通过冲压形成凹腔，而电极组件1位于两层包装膜22之间且收容于凹腔内。

参照图4，各包装膜22包括保护层221、金属层222和连接层223，保护层221和连接层223分别设置于金属层222的两侧。具体地，保护层221可通过粘接剂固定于金属层222的远离电极组件1的表面，连接层223可通过粘接剂固定于金属层222的靠近电极组件1的表面。

保护层221的材质可为尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯，金属层222的材质可为铝箔或钢箔，连接层223的材质可为聚丙烯。

两层包装膜22在边缘连接并形成密封部21。具体地，通过热压，两层包装膜22的连接层223直接或间接地连接在一起，从而形成密封的包装袋2。在热压过程中，连接层223熔化且被压缩，因此，热压成型后，密封部21的厚度小于两层包装膜22在热压前的厚度之和。

参照图6，电极引线3连接于电极组件1、穿过密封部21并延伸到包装袋2外部。具体地，电极引线3可为两个，一个电极引线3连接于正极极片的正极集流体，另一个电极引线3连接于负极极片的负极集流体。两个电极引线3将电极组件1与包装袋2外部的其它构件连接，进而实现电极组件1的充放电。电极引线3的材质可为铝、镍或铜镀镍。

电极引线3从两层包装膜22之间穿过，而由于连接层223较薄，所以电极引线3容易与金属层222接触，引发安全风险。因此，本申请的二次电池优选设置绝缘件4。

绝缘件4可为两个。两个绝缘件4分别将两个电极引线3与密封部21隔开。各绝缘件4环绕在对应一个电极引线3的外侧。绝缘件4的一部分夹持在两层包装膜22之间，从而将电极引线3与包装膜22隔开，降低电极引线3与金属层222接触的风险。绝缘件4的材质可为聚丙烯。

由于绝缘件4的一部分夹持在两层包装膜22之间，因此，当对两层包装膜22进行热压时，两层包装膜22的连接层223会熔接于绝缘件4。

参照图5至图7，密封部21包括第一区域211和连接于第一区域211的第二区域212，第一区域211和第二区域212位于电极组件1沿纵向X的同一侧。

在厚度方向Z上，第一区域211至少覆盖绝缘件4的一部分。第一区域211分为上下两层，而绝缘件4和电极引线3位于两层第一区域211之间。第一区域211的连接层223和绝缘件4熔接在一起。绝缘件4需要隔离电极引线3和第一区域211，因此，绝缘件4需要具有一定的厚度。而绝缘件4为热熔性材料，在热压时，绝缘件4熔化并产生胶体，而胶体在压力的作用下向四周流动；如果绝缘件4在纵向X上受压的尺寸过大，那么会导致胶体过多，而过多的胶体容易挤压金属层222，导致包装膜22变形，影响密封性能。

因此，为了避免胶体过多，在热压时，可以减小绝缘件4受热压的区域的尺寸。热压成型后，在纵向X上，第一区域211的尺寸小于第二区域212的尺寸。第二区域212在纵向X上的尺寸为正常的热压尺寸，而第一区域211则在纵向X上具有较小的尺寸。

本申请通过减小第一区域211在纵向X上的尺寸，可以减少绝缘件4在热压过程的产生的胶体，降低包装膜22被挤压变形的风险，改善密封性能。

另外，在第二区域212，两层包装膜22的连接层223直接熔接；而在第一区域211，包装膜22的连接层223熔接于绝缘件4。通常，第二区域212的两层包装膜22之间剥离强度会大于第一区域211的包装膜22与绝缘件4之间的剥离强度。在满足密封强度的前提下，可以减小剥离强度较弱的第一区域211的尺寸，这样可以提高二次电池的安全性能。具体地，当二次电池出现异常(例如短路)时，电极组件1会释放大量的气体，气体聚集在包装袋2内并引发爆炸风险。而本申请通过减小第一区域211的尺寸，降低第一区域211的包装膜22与绝缘件4之间的剥离强度，因此，当电极组件1释放大量的气体时，气体可以冲开包装膜22与绝缘件4，从而将气体释放到包装袋2外，降低爆炸风险，提高安全性能。

在纵向X上，第一区域211与电极组件1的间距大于第二区域212与电极组件1的间距。换句话说，参照图1，相对于第二区域212，第一区域211朝远离电极组件1的方向凹陷。此时，通过增大第一区域211与电极组件1的间距，可以提高包装袋2的内部空间。

在二次电池正常的工作过程中，电极组件1也会释放出少量的气体；在二次电池循环的末期，包装袋2的内部会存在一定量的气体，所以在设计二次电池时，会预留一定的空间来容纳电极组件1的产气。而本申请通过减小第一区域211在纵向X上的尺寸，可以增大第一区域211与电极组件1的间距，提高包装袋2的内部空间，使包装袋2能够容纳更多的气体，提高二次电池的能量密度和使用寿命。

参照图5和图7，第一区域211具有第一台阶面211a和第二台阶面211b，第一台阶面211a可为两个并沿厚度方向Z相互面对，第二台阶面211b可为两个并沿厚度方向Z相互面对。

在纵向X上，第一区域211和第二区域212具有不同的尺寸，参照图5，第一区域211和第二区域212之间具有交界线L。

在厚度方向Z上，绝缘件4的一部分位于两个第一台阶面211a之间，因此，第一台阶面211a在厚度方向Z上相对于第二区域212的表面突出。在横向Y上，交界线L位于第一台阶面211a的远离电极引线3的一侧。

在横向Y上，第二台阶面211b位于第一台阶面211a的靠近电极引线3的一侧。电极引线3的一部分和绝缘件4的一部分位于两个第二台阶面211b之间，因此，第二台阶面211b在厚度方向Z上相对于第一台阶面211a突出。

由于电极引线3和绝缘件4具有一定的厚度，因此，在厚度方向Z上，第二台阶面211b与第二区域212的表面具有较大的高度差；如果不设置第一台阶面211a，那么热压时，较大的高度差会造成应力集中，导致金属层222破损，影响密封性能。因此，本申请优选设置两个台阶面，以减小高度的突变，降低应力集中，改善密封性能。

第一区域211在纵向X上的尺寸为2mm-8mm。如果第一区域211在纵向X上的尺寸小于2mm，那么第一区域211与绝缘件4之间连接强度不足，密封性差。如果第一区域211在纵向X上的尺寸大于8mm，那么绝缘件4在热压过程中产生的胶体过多，而过多的胶体容易挤压金属层222，导致包装膜22变形，影响密封性能。

如果交界线L和绝缘件4在横向Y上的间距过小，那么流动到第二区域212的胶体较多；而第二区域212沿纵向X的尺寸较大，在热压时也会形成较多的胶体，胶体混合会挤压金属层222，导致金属层222变形褶皱。因此，优选地，在横向Y上，交界线L与绝缘件4的最小距离大于0.1mm。通过保证交界线L与绝缘件4的间距，在绝缘件4和第二区域212之间设置缓冲区域，缓冲区域可以减少流动到第二区域212的胶体的量，降低致金属层222变形褶皱的风险。

第二区域212具有与交界线L相交的弧形边缘212a，且弧形边缘212a与第一区域211沿纵向X靠近电极组件1的边缘相连。弧形边缘212a、第一区域211沿纵向X靠近电极组件1的边缘以及交界线L相交于一点。弧形边缘212a优选为圆弧状，弧形边缘212a与第一区域211沿纵向X靠近电极组件1的边缘相切。第二区域212在弧形边缘212a处形成圆角，而圆角可以释放在热压过程中产生的应力，减小应力集中，降低金属层222变形的风险，提高密封性能。另外，通过设置弧形边缘212a，可以使第二区域212的靠近交界线L的部分具有变化的尺寸，这样，当绝缘件4产生的胶体流动到第二区域212时，可以使胶体的分布更为均匀，降低胶体挤压金属层222的风险。

参照图1，在本实施例中，两个电极引线3从包装袋2沿纵向X的同一端伸出。在厚度方向Z上，第一区域211同时覆盖两个绝缘件4的一部分。热压时，封装设备的压头挤压密封部21；本申请优选使第一区域211同时覆盖两个绝缘件4的一部分，以减少密封部21的尺寸变化，简化压头的结构。

第二区域212可为两个且分别位于第一区域211沿横向Y的两侧。本申请的密封部21还包括第三区域213，第三区域213可为U形并连接于第二区域212。第一区域211、第二区域212和第三区域213形成环形，从而实现包装袋2的密封。

下面对本申请的二次电池的其它实施例进行说明。为了简化描述，以下仅主要介绍其它实施例与第一实施例的不同之处，未描述的部分可以参照第一实施例进行理解。

在热压过程中，绝缘件4产生的胶体会向四周流动，增大第二区域212的胶体量，提高粘接强度。而如果流动到第二区域212的胶体过多，会导致金属层222褶皱变形。

在第二实施例中，参照图8，沿第一区域211指向第二区域212的方向，第二区域212在纵向X上的尺寸逐渐增大。这样可以使流动到第二区域212的胶体更为均匀，降低胶体挤压金属层222的风险。同时，与第一实施例相比，第二实施例可以增大第二区域212与电极组件1在纵向X上的间距，提高包装袋2的内部空间。

在第三实施例中，参照图9，包装袋2设有缺口G，缺口G位于第二区域212沿纵向X远离电极组件1的一侧。当热压结束后，可以在包装袋2的边角出裁切出缺口G。第二区域212在纵向X上具有较大的尺寸，因此，即使在裁切缺口G时去除了部分的第二区域212，也可以保证密封要求。通过设置缺口G，可以减小二次电池的体积，节省空间，提高能量密度。

参照图10，在第四实施例中，两个电极引线3分别从包装袋2沿纵向X的两端伸出。此时，第一区域211为两个且分别位于电极组件1沿纵向X的两侧，各第一区域211覆盖对应一个绝缘件4的一部分。第二区域212为四个，两个第二区域212从一个第一区域211沿横向Y的两端延伸，剩余两个第二区域212从另一个第一区域211沿横向Y的两端延伸。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括电极组件(1)、包装袋(2)、电极引线(3)和绝缘件(4)；

电极组件(1)收容于包装袋(2)内，包装袋(2)的边缘具有密封部(21)，电极引线(3)连接于电极组件(1)并穿过密封部(21)；

绝缘件(4)环绕在电极引线(3)的外侧，并将密封部(21)与电极引线(3)隔开；

密封部(21)包括第一区域(211)和连接于第一区域(211)的第二区域(212)，第一区域(211)和第二区域(212)位于电极组件(1)沿纵向(X)的同一侧；

在厚度方向(Z)上，第一区域(211)至少覆盖绝缘件(4)的一部分；在纵向(X)上，第一区域(211)的尺寸小于第二区域(212)的尺寸。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，在纵向(X)上，第一区域(211)与电极组件(1)的间距大于第二区域(212)与电极组件(1)的间距。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，沿第一区域(211)指向第二区域(212)的方向，第二区域(212)在纵向(X)上的尺寸逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

第一区域(211)具有第一台阶面(211a)和第二台阶面(211b)，第一区域(211)和第二区域(212)之间具有交界线(L)；

第一台阶面(211a)在厚度方向(Z)上相对于第二区域(212)的表面突出，且交界线(L)位于第一台阶面(211a)的远离电极引线(3)的一侧；

第二台阶面(211b)在厚度方向(Z)上相对于第一台阶面(211a)突出，且第二台阶面(211b)位于第一台阶面(211a)的靠近电极引线(3)的一侧。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，第一区域(211)在纵向(X)上的尺寸为2mm-8mm。

6.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，在横向(Y)上，交界线(L)与绝缘件(4)的最小距离大于0.1mm。

7.根据权利要求4所述的二次电池，第二区域(212)具有与交界线(L)相交的弧形边缘(212a)，且弧形边缘(212a)与第一区域(211)沿纵向(X)靠近电极组件(1)的边缘相连。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，包装袋(2)设有缺口(G)，缺口(G)位于第二区域(212)沿纵向(X)远离电极组件(1)的一侧。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

电极引线(3)为两个且从包装袋(2)沿纵向(X)的同一端伸出，绝缘件(4)为两个且分别环绕在对应地电极引线(3)的外侧；

在厚度方向(Z)上，第一区域(211)同时覆盖两个绝缘件(4)的一部分。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

包装袋(2)包括两层包装膜(22)，电极组件(1)位于两层包装膜(22)之间，两层包装膜(22)在边缘连接并形成密封部(21)；

各包装膜(22)包括保护层(221)、金属层(222)和连接层(223)，连接层(223)设置于金属层(222)的朝向电极组件(1)的表面，保护层(221)设置于金属层(222)的远离电极组件(1)的表面；

电极引线(3)从两层包装膜(22)之间穿过。