CN209963180U - 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、集流构件和散热构件。电极组件收容于壳体内且包括主体部和第一极耳，第一极耳从主体部的一端延伸。顶盖组件包括顶盖板和第一电极端子，顶盖板连接于壳体。集流构件包括基板和支撑板，基板设置于主体部沿横向的一侧，支撑板从基板的外端延伸并回折到基板的一侧。支撑板包括第一弯曲部和第一连接部，第一弯曲部与基板相连，第一连接部从第一弯曲部的一端延伸。第一极耳包括第一区域和第二区域，第一区域位于第一连接部的一侧且固定于第一连接部，第二区域连接第一区域和主体部。散热构件连接于基板。散热构件远离基板的表面比第一区域远离基板的表面更靠近基板。

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、电极端子和集流构件，集流构件用于电连接电极组件和电极端子。然而，当二次电池被重复的充电或放电时，集流构件会因热量累积而产生温升，在高温状态下，集流构件容易产生变形；当二次电池震动时，集流构件容易损坏。

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，其能降低集流构件的温度，提高空间利用率。

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、集流构件和散热构件。电极组件收容于壳体内且包括主体部和第一极耳，第一极耳从主体部沿横向的一端延伸。顶盖组件包括顶盖板和设置于顶盖板的第一电极端子，顶盖板连接于壳体。集流构件连接第一极耳和第一电极端子。集流构件包括基板和支撑板，基板设置于主体部沿横向的一侧并沿垂直于横向的方向延伸，支撑板从基板沿纵向的外端延伸并回折到基板的远离主体部的一侧。支撑板包括第一弯曲部和第一连接部，第一弯曲部与基板相连并弯折为弧形，第一连接部从第一弯曲部的远离基板的一端延伸。第一极耳包括第一区域和第二区域，第一区域位于第一连接部的远离基板的一侧且固定于第一连接部，第二区域连接第一区域和主体部。散热构件连接于基板且位于基板的远离主体部的一侧。在横向上，散热构件远离基板的表面比第一区域远离基板的表面更靠近基板。

在高度方向上，散热构件位于支撑板的靠近顶盖组件的一侧。散热构件从基板沿纵向的外端延伸并回折到基板的远离主体部的一侧。散热构件包括第二弯曲部和第二连接部，第二弯曲部与基板相连并弯折为弧形，第二连接部从第二弯曲部的远离基板的一端延伸。第二连接部的靠近基板的表面与基板接触。

第二连接部焊接于或铆接于基板。

在高度方向上，散热构件与支撑板之间具有间隙，所述间隙的尺寸大于0.5mm。

在横向上，散热构件远离基板的表面比第一连接部远离基板的表面更靠近基板。

支撑板为两个且分别从基板沿纵向的两端延伸，两个支撑板朝彼此靠近的方向弯折。

两个支撑板之间留有间隙。

第一连接部与基板的夹角为0°～30°。

集流构件还包括端子连接板，端子连接板从基板沿高度方向的一端延伸。端子连接板具有熔断部，熔断部和散热构件均靠近端子连接板和基板的连接处设置。

基板、支撑板、端子连接板及散热构件一体成型。

本实用新型的有益效果如下：在本申请中，通过设置散热构件，可以增大基板的散热面积，提高散热效率，避免热量过度堆积。同时，散热构件和基板之间可以形成过流通道，从而对基板上的电流进行分流，减少产热量，降低集流构件的温度。另外，散热构件在横向上不会额外的占用空间，从而增大二次电池的空间利用率，提高二次电池的能量密度。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的一剖视图。

图2为图1的电极组件的剖视图。

图3为图2的第一极片在展开状态下的示意图。

图4为图1的方框部分的放大图。

图5为根据本实用新型的二次电池的另一剖视图。

图6为图5的方框部分的放大图。

图7为根据本实用新型的二次电池的一示意图，其中电极组件和壳体省略。

图8为根据本实用新型的第一实施例的集流构件和散热构件的示意图。

图9为图8的集流构件和散热构件在成型前的示意图。

图10为根据本实用新型的第二实施例的集流构件和散热构件在成型前的示意图。

图11为根据本实用新型的第三实施例的集流构件和散热构件在成型前的示意图。

图12为图11的集流构件和散热构件的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1 电极组件

11 主体部

12 第一极耳

121 第一区域

122 第二区域

123 第三区域

13 第二极耳

14 第一极片

141 第一涂覆区

142 第一未涂覆区

15 第二极片

16 隔膜

2 壳体

3 顶盖组件

31 顶盖板

32 第一电极端子

33 第二电极端子

4 集流构件

41 基板

42 支撑板

421 第一弯曲部

422 第一连接部

43 端子连接板

431 熔断部

432 熔断孔

5 散热构件

51 第二弯曲部

52 第二连接部

X 横向

Y 纵向

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。

本申请的二次电池可为锂离子电池。

参照图1，在第一实施例中，本申请的二次电池包括电极组件1、壳体2、顶盖组件3、集流构件4和散热构件5。

参照图2，电极组件1包括第一极片14、第二极片15和隔膜16，隔膜16设置于第一极片14和第二极片15之间。电极组件1通过螺旋地卷绕第一极片14、第二极片15和隔膜16来形成，并通过压力按压形成扁平状结构。电极组件1为二次电池实现充放电功能的核心部件。

第一极片14包括第一集流体和涂覆于第一集流体表面的第一活性物质层。第一极片14可为正极极片，第一集流体为铝箔，第一活性物质层包括锰酸锂、磷酸铁锂等活性材料。可将活性材料(例如锰酸锂、磷酸铁锂)、粘结剂、导电剂及溶剂制成浆料，然后将浆料涂布在第一集流体的两个表面，浆料固化后形成第一活性物质层。

第一集流体仅部分区域涂覆有第一活性物质层。参照图3，第一活性物质层以及第一集流体的涂覆有第一活性物质层的区域形成第一极片14的第一涂覆区141，第一集流体未涂覆第一活性物质层的区域形成第一极片14的第一未涂覆区142。所述第一未涂覆区142可为多个并间隔布置，当第一极片14卷绕成型后，所述多个第一未涂覆区142层叠在一起。

第二极片15包括第二集流体和涂覆于第二集流体表面的第二活性物质层，第二活性物质层以及第二集流体的涂覆有第二活性物质层的区域形成第二极片15的第二涂覆区，第二集流体未涂覆第二活性物质层的区域形成第二极片15的第二未涂覆区。所述第二未涂覆区可为多个并间隔布置，当第二极片15卷绕成型后，所述多个第二未涂覆区层叠在一起。第二极片15的结构与第一极片14的结构相似，其区别在于，第二集流体的材质可为铜箔，第二活性物质层包括石墨或硅等活性材料。

隔膜16可为聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜、PP\PE\PP三层复合膜。

在电极组件1卷绕成型后，第一极片14的第一涂覆区141、隔膜16以及第二极片15的第二涂覆区形成电极组件1的主体部11，第一极片14的多个第一未涂覆区142层叠在一起并作为电极组件1的第一极耳12，第二极片15的多个第二未涂覆区层叠在一起并作为电极组件1的第二极耳13。

电极组件1的卷绕轴大体平行于横向X，第一极耳12从主体部11沿横向X的一端延伸，第二极耳13从主体部11沿横向X的另一端延伸。

壳体2可具有六面体形状或其它形状。壳体2内部形成收容腔，以容纳电极组件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的收容腔。壳体2可由导电金属的材料制成，优选地，壳体2由铝或铝合金制成。

顶盖组件3包括顶盖板31、第一电极端子32和第二电极端子33。顶盖板31设置于壳体2并覆盖壳体2的开口，从而将电极组件1封闭在壳体2内。顶盖板31可通过焊接等方式连接于壳体2。第一电极端子32和第二电极端子33设置于顶盖板31，且第一电极端子32电连接于第一极耳12，第二电极端子33电连接于第二极耳132。

集流构件4可为两个，一个集流构件4连接第一极耳12和第一电极端子32，另一个集流构件4连接第二极耳13和第二电极端子33。下面以与第一极耳12相连的集流构件4为例来详细说明。

具体地，集流构件4包括基板41和支撑板42，基板41设置于主体部11沿横向X的一侧并沿垂直于横向X的方向延伸，在此补充的是，所述“垂直”允许一定的误差。支撑板42从基板41沿纵向Y的外端延伸并回折到基板41的远离主体部11的一侧。在横向X上，支撑板42与基板41重叠。

支撑板42包括第一弯曲部421和第一连接部422，第一弯曲部421与基板41相连并弯折为弧形，第一连接部422从第一弯曲部421的远离基板41的一端延伸。基板41和支撑板42优选一体成型。

第一极耳12包括第一区域121和第二区域122，第一区域121位于第一连接部422的远离基板41的一侧且固定于第一连接部422，第二区域122连接第一区域121和主体部11。优选地，第一区域121通过超声波焊接固定于第一连接部422。

参照图9，为了便于焊接支撑板42和第一极耳12，通常先将集流构件4弯折为U形，此时，支撑板42大体垂直于基板41；当支撑板42和第一极耳12焊接完成后，再弯折支撑板42和第一极耳12，以减小支撑板42在横向X上占用的空间。

在弯折支撑板42和第一极耳12时，本申请在支撑板42的弯折处形成弧形的第一弯曲部421，因此，第一极耳12与第一弯曲部421之间的接触面比较平滑，不存在尖角，从而降低第一极耳12被刺破的概率。同时，第一极耳12沿着第一弯曲部421的弧形表面弯折，可以降低第一极耳12在弯折处的应力集中，避免第一极耳12断裂，保证第一极耳12的过流能力。

参照图6，第一极耳12还包括第三区域123，第三区域123从主体部11沿横向X的一端延伸。第二区域122从第三区域123的远离主体部11的一端延伸并沿着第一弯曲部421的表面弯折，第一区域121从第二区域122的远离第三区域123的一端延伸。

第一极耳12由层叠设置的多个第一未涂覆区142组成，而各第一未涂覆区142均是厚度较小的金属箔材。在第一区域121，多个第一未涂覆区142通过超声波焊接固定到连接部422。在第二区域122，多个第一未涂覆区142沿着第一弯曲部421弯折；如果第一弯曲部421形成有尖角，靠近弯曲部421的第一未涂覆区142很容易被刺破，而在本申请中，第一弯曲部421为弧形，第一弯曲部421与第一未涂覆区142之间的作用力更为均匀，所以靠近第一弯曲部421的第一未涂覆区142不容易被刺破。

为了提高二次电池的容量，电极组件1通常设置为多个。所述多个电极组件1可包括第一电极组件和第二电极组件。为了便于连接第一电极组件和第二电极组件，支撑板42通常设置为两个，两个支撑板42分别从基板41沿纵向Y的两端延伸。一个支撑板42的第一连接部422连接于第一电极组件，另一个支撑板42的第一连接部422连接于第二电极组件。

优选地，两个支撑板42朝靠近彼此的方向弯折。此时，支撑板42与基板41在纵向Y上占用的空间重叠，从而减小集流构件4在纵向Y上占用的空间。进一步地，两个支撑板42之间留有间隙。在弯折支撑板42时，所述间隙可以避免两个支撑板42搭接。

优选地，第一连接部422与基板41平行；当然，可替代地，第一连接部422与基板41之间也可存在一定的夹角，例如，第一连接部422与基板41的夹角为0°～30°。

在二次电池的充放电过程中，电极组件1的电流可经由集流构件4流动到第一电极端子32，而集流构件4会在电流经过时产热。如果热量累积过多，集流构件4容易因温度过高而变形。

为了减小集流构件4的产热，降低集流构件4的温度，本申请优选在集流构件4上设置散热构件5。具体地，散热构件5设置于基板41的远离主体部11的一侧，也就是说，散热构件5和第一连接部422位于基板41沿横向X的同一侧。散热构件5可与基板41的远离主体部11的表面贴合并连接于基板41。

在本申请中，通过设置散热构件5，可以增大基板41的散热面积，提高散热效率，避免热量过度堆积。同时，散热构件5和基板41之间可以形成过流通道，从而对基板41上的电流进行分流，减少产热量，降低集流构件4的温度。

热容为将预定材料的温度增加1℃所需的热量，热容的大小与质量成比例。而本申请通过设置散热构件5，可以增大整体的热容，从而降低温升。

参照图4，在横向X上，散热构件5远离基板41的表面比第一区域121远离基板41的表面更靠近基板41。换句话说，沿远离基板41的方向，第一区域121的表面超出散热构件5的表面。

在横向X上，散热构件5占用的空间与第一区域121和第一连接部422共同占用的空间重叠；换句话说，在本申请中，散热构件5在横向X上不会额外的占用空间，从而增大二次电池的空间利用率，提高二次电池的能量密度。

在高度方向Z上，散热构件5与支撑板42之间具有间隙。本申请中，第一极耳12包括层叠在一起的多个第一未涂覆区142；在电极组件1的成型过程中，第一未涂覆区142之间可能会出现错位。如果散热构件5与支撑板42之间的间隙的尺寸过小，那么在焊接时第一未涂覆区142和支撑板42时，错位的第一未涂覆区142很容易与散热构件5干涉，影响焊接质量。因此，优选地，散热构件5与支撑板42之间间隙的尺寸大于0.5mm，这样可以降低第一未涂覆区142与散热构件5干涉的风险，改善焊接质量。

在二次电池中，第一极耳12沿高度方向Z具有较大的尺寸；在焊接第一极耳12和第一连接部422时，第一极耳12的边缘可能会搭接在散热构件5上。如果沿远离基板41的方向，散热构件5远离基板41的表面超出第一连接部422远离基板41的表面，那么当第一极耳12搭接在散热构件5上时，可能会导致第一极耳12相对于第一连接部422的表面倾斜，影响焊接强度。因此，在本申请中，优选地，在横向X上，散热构件5远离基板41的表面比第一连接部422远离基板41的表面更靠近基板41。此时可以避免第一极耳12相对于第一连接部422的表面倾斜，避免第一极耳12与散热构件5干涉，保证焊接强度。

散热构件5、基板41及支撑板42均为片状结构。具体地，散热构件5和支撑板42的第一连接部422均可为平行于基板41的金属板。散热构件5的厚度越大，其散热能力和分流能力越强，也就越能降低集流构件4的温升。另外，在增大散热构件5的厚度时，还应避免散热构件5在横向X上额外占用空间。在保证散热构件5不额外占用空间的前提下，可以使第一区域121远离基板41的表面与散热构件5远离基板41的表面齐平，进而使散热构件5的散热能力和分流能力最大化。

在本申请中，第一电极组件的电流经由一个支撑板42流入基板41，第二电极组件的电流经由另一个支撑板42流入基板41，也就是说，基板41上的电流为两个支撑板42上的电流之和。由于基板41上的电流偏大，所以会产生更多的热量。因此，优选地，散热构件5的厚度与基板41厚度之和大于支撑板42的厚度，这样可以有效地避免热量过度堆积，降低基板41上的温升。

集流构件4一体形成。例如，集流构件4可由等厚度的金属板通过弯折等工艺形成。基板41的厚度等于支撑板42的厚度。

集流构件4还包括端子连接板43，从基板41沿高度方向Z的一端延伸且垂直于基板41。在此补充的是，所述“垂直”允许一定的误差，具体地，基板41与端子连接板43的夹角可为80°～100°。端子连接板43可通过激光焊接固定于第一电极端子32。基板41可从端子连接板43沿横向X的一端向下弯折。基板41、支撑板42及端子连接板43一体成型。

在端子连接板43和基板41的连接处，电流的流向发生变化，导致所述连接处产热最为严重。优选地，散热构件5靠近端子连接板43和基板41的连接处设置；散热构件5可以快速释放端子连接板43和基板41的连接处的热量，避免热量过度堆积，降低温升，防止集流构件4变形。

参照图9，端子连接板43具有熔断部431，熔断部431具有较小的横截面积。当二次电池因意外而出现短路时，电流可以将熔断部431熔断，从而及时切断电路，降低安全风险。然而，由于熔断部431的横截面积较小，所以当电流经过时，熔断部431的产热量较高。如果熔断部431上的热量过度堆积，那么当二次电池受到冲击时，熔断部431容易断裂，导致二次电池失效。因此，优选地，熔断部431靠近端子连接板43和基板41的连接处设置。此时，熔断部431和散热构件5之间的传热路径较短，散热构件5可以快速释放熔断部431的热量，避免熔断部431上的热量过度堆积，降低熔断部431的温升，防止熔断部431断裂。

在本申请中，可以通过在端子连接板43上设置贯通的熔断孔432来形成熔断部431。

端子连接板43沿远离散热构件5的方向延伸，并延伸至主体部11的上方。散热构件5设置于基板41远离主体部11的一侧，端子连接板43设置于基板41靠近主体部11的一侧。

在高度方向Z上，散热构件5位于支撑板42的靠近顶盖组件3的一侧。优选地，在高度方向Z上，散热构件5位于端子连接板43和支撑板42之间。这样可以防止散热构件5插入到支撑板42和基板41之间，避免增大支撑板42和基板41的间距，从而减小集流构件4在横向X上占用的空间。

散热构件5从基板41沿纵向Y的外端延伸并回折到基板41的远离主体部11的一侧。具体地，散热构件5包括第二弯曲部51和第二连接部52，第二弯曲部51与基板41相连并弯折为弧形，第二连接部52从第二弯曲部51的远离基板41的一端延伸。第二连接部52大体为平行于基板41的平板。第二连接部52的靠近基板41的表面与基板41接触。

此时，优选地，散热构件5与集流构件4一体成型，简化散热构件5与集流构件4的装配工艺，提高散热构件5与集流构件4的连接强度，增大传热面积。

优选地，第二连接部52焊接于或铆接于基板41。电流可通过焊接处或铆接处传输到散热构件5，从而改善散热构件5的分流功能，并减少产热。

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。

图10为第二实施例的集流构件4和散热构件5在成型前的示意图。当第一极耳12焊接于支撑板42之后，支撑板42弯折并大体平行于基板41。

参照图10，与第一实施例相比，第二实施例的集流构件4和散热构件5分体成型。在第二实施例中，散热构件5为独立的金属平板，且通过焊接固定于集流构件。

图11为根据本实用新型的第三实施例的集流构件和散热构件在成型前的示意图，图12为图11的集流构件和散热构件的剖视图。当第一极耳12焊接于支撑板42之后，支撑板42弯折并大体平行于基板41。

与第二实施例相比，第三实施例的散热构件5通过铆接的方式固定于基板41。

基板41上的电流可经由铆接的位置传输到散热构件5。具体地，基板41可通过冲压形成多个凸起，散热构件5设置有多个通孔，基板41的凸起插入散热构件5的通孔中，并通过挤压，将凸起与散热构件5铆接在一起。

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)、集流构件(4)和散热构件(5)；

电极组件(1)收容于壳体(2)内且包括主体部(11)和第一极耳(12)，第一极耳(12)从主体部(11)沿横向(X)的一端延伸；

顶盖组件(3)包括顶盖板(31)和设置于顶盖板(31)的第一电极端子(32)，顶盖板(31)连接于壳体(2)；

集流构件(4)连接第一极耳(12)和第一电极端子(32)；

集流构件(4)包括基板(41)和支撑板(42)，基板(41)设置于主体部(11)沿横向(X)的一侧并沿垂直于横向(X)的方向延伸，支撑板(42)从基板(41)沿纵向(Y)的外端延伸并回折到基板(41)的远离主体部(11)的一侧；

支撑板(42)包括第一弯曲部(421)和第一连接部(422)，第一弯曲部(421)与基板(41)相连并弯折为弧形，第一连接部(422)从第一弯曲部(421)的远离基板(41)的一端延伸；

第一极耳(12)包括第一区域(121)和第二区域(122)，第一区域(121)位于第一连接部(422)的远离基板(41)的一侧且固定于第一连接部(422)，第二区域(122)连接第一区域(121)和主体部(11)；

散热构件(5)连接于基板(41)且位于基板(41)的远离主体部(11)的一侧；

在横向(X)上，散热构件(5)远离基板(41)的表面比第一区域(121)远离基板(41)的表面更靠近基板(41)。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

在高度方向(Z)上，散热构件(5)位于支撑板(42)的靠近顶盖组件(3)的一侧；

散热构件(5)从基板(41)沿纵向(Y)的外端延伸并回折到基板(41)的远离主体部(11)的一侧；

散热构件(5)包括第二弯曲部(51)和第二连接部(52)，第二弯曲部(51)与基板(41)相连并弯折为弧形，第二连接部(52)从第二弯曲部(51)的远离基板(41)的一端延伸；

第二连接部(52)的靠近基板(41)的表面与基板(41)接触。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，第二连接部(52)焊接于或铆接于基板(41)。

4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，

在高度方向(Z)上，散热构件(5)与支撑板(42)之间具有间隙，所述间隙的尺寸大于0.5mm。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

在横向(X)上，散热构件(5)远离基板(41)的表面比第一连接部(422)远离基板(41)的表面更靠近基板(41)。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，支撑板(42)为两个且分别从基板(41)沿纵向(Y)的两端延伸，两个支撑板(42)朝彼此靠近的方向弯折。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，两个支撑板(42)之间留有间隙。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第一连接部(422)与基板(41)的夹角为0°～30°。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的二次电池，其特征在于，

集流构件(4)还包括端子连接板(43)，端子连接板(43)从基板(41)沿高度方向(Z)的一端延伸；

端子连接板(43)具有熔断部(431)，熔断部(431)和散热构件(5)均靠近端子连接板(43)和基板(41)的连接处设置。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，基板(41)、支撑板(42)、端子连接板(43)及散热构件(5)一体成型。

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