CN210015907U - 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、顶盖组件以及集流构件。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，集流构件连接第一电极端子和第一极耳。集流构件包括基板、第一支撑板和第一散热板，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。第一支撑板从基板沿纵向的端部延伸并回折到基板的远离主体部的一侧，且第一极耳连接于第一支撑板。第一散热板从基板沿纵向的端部朝靠近主体部的方向延伸，且在纵向上，第一散热板至少部分与主体部重叠。

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。在二次电池中，集流构件通常焊接于电极组件；然而，在充放电过程中，焊接区域的产热较高，散热困难，导致电极组件的靠近焊接区域的部分的温度偏高，造成电极组件的温度一致性较差，影响电极组件的性能和寿命。

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，其能提高电极组件温度分布的均匀性，改善电极组件的性能和寿命。

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、顶盖组件以及集流构件。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，集流构件连接第一电极端子和第一极耳。集流构件包括基板、第一支撑板和第一散热板，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。第一支撑板从基板沿纵向的端部延伸并回折到基板的远离主体部的一侧，且第一极耳连接于第一支撑板。第一散热板从基板沿纵向的端部朝靠近主体部的方向延伸，且在纵向上，第一散热板至少部分与主体部重叠。

第一支撑板和第一散热板从基板沿纵向的同一端延伸。

第一散热板具有通孔，第一极耳穿过通孔并连接于第一支撑板。

集流构件还包括第二散热板，第一散热板和第二散热板分别从基板沿纵向的两端延伸。在纵向上，主体部的一部分位于第一散热板和第二散热板之间。

电极组件为多个，所述多个电极组件包括第一电极组件和第二电极组件。集流构件还包括第二支撑板，第二支撑板和第二散热板从基板沿纵向的同一端延伸。第二支撑板回折到基板的远离主体部的一侧。第一电极组件的第一极耳连接于第一支撑板，第二电极组件的第一极耳连接于第二支撑板。

第一支撑板包括弯曲部和连接部，弯曲部从基板沿纵向的一端延伸并弯折为弧形，连接部从弯曲部的远离基板的一端延伸。第一极耳沿着弯曲部的表面弯折，并通过焊接固定于连接部。

第一支撑板和第一散热板分别从基板沿纵向的两端延伸。

沿远离基板的方向，第一散热板的厚度逐渐减小。

第一散热板远离基板的端部的厚度小于或等于0.1mm。

在横向上，第一散热板的尺寸与主体部的尺寸之比小于或等于0.2。

本实用新型的有益效果如下：在本申请中，当第一支撑板和第一极耳之间的焊接区域产热时，热量可以通过基板和第一散热板传递到主体部的表面，从而避免热量集中在第一极耳附近，从而提高电极组件温度分布的均匀性，改善电极组件的性能和寿命。

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的二次电池的另一示意图，其中壳体省略。

图3为图1的二次电池的分解图。

图4为图3的二次电池的电极组件的断面图。

图5为图4的第一极片在展开状态的示意图。

图6为图3的二次电池的集流构件的示意图。

图7为根据本实用新型的二次电池的第二实施例的示意图，其中壳体省略。

图8为图7的二次电池的分解图。

图9为图8的二次电池的集流构件的示意图。

图10为根据本实用新型的二次电池的第三实施例的示意图，其中壳体省略。

图11为图10的二次电池的分解图。

图12为图11的二次电池的集流构件的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 电极组件 4 集流构件

11 主体部 41 基板

12 第一极耳 42 第一支撑板

13 第二极耳 421 弯曲部

14 第一极片 422 连接部

141 第一涂覆区 43 第一散热板

142 第一未涂覆区 44 第二散热板

15 第二极片 45 第二支撑板

16 隔膜 46 端子连接板

2 壳体 H 通孔

3 顶盖组件 X 横向

31 顶盖板 Y 纵向

32 第一电极端子 Z 高度方向

33 第二电极端子

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”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至图3，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以及集流构件4。

电极组件1是二次电池实现充放电的核心构件。参照图4，电极组件包括第一极片14、第二极片15和隔膜16，隔膜16将第一极片14和第二极片15隔开。

在本申请中，电极组件1可为卷绕式结构。第一极片14、第二极片15和隔膜16均为带状结构，将第一极片14、隔膜16和第二极片15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。

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，且第一集流体仅部分区域涂覆有第一活性物质层。具体地，参照图5，第一集流体的涂覆有第一活性物质层的区域和第一活性物质层形成第一极片14的第一涂覆区141，第一集流体的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。第一未涂覆区142可为多个。

同样地，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，且第二集流体仅部分区域涂覆有第二活性物质层。具体地，第二集流体的涂覆有第二活性物质层的区域和第二活性物质层形成第二极片15的第二涂覆区，第二集流体的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。第二未涂覆区可为多个。

第一极片14和第二极片15中的一个为正极极片，第一极片14和第二极片15中的另一个为负极极片。对于正极极片，集流体可为铝箔，活性物质层包括三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂。对于负极极片，集流体可为铜箔，活性物质层包括石墨或硅。

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

参照图3，从电极组件1的外形来看，本申请的电极组件1包括主体部11、第一极耳12和第二极耳13，第一极耳12和第二极耳13分别从主体部11沿横向X的两端延伸。主体部11包括第一涂覆区141、隔膜16和第二涂覆区。第一极耳12包括多个第一未涂覆区142，第二极耳13包括多个第二未涂覆区。当电极组件1卷绕成型后，多个第一未涂覆区142层叠在一起并形成第一极耳12，多个第二未涂覆区层叠在一起并形成第二极耳13，

参照图3，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由可靠性高的铝或铝合金制成。

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13。

集流构件4为两个，一个连接第一电极端子32和第一极耳12，另一个连接第二电极端子32和第二极耳13。下面详细说明连接于第一极耳12的集流构件4。

参照图3和图6，集流构件4包括基板41和第一支撑板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。基板大体为平板状。

第一支撑板42从基板41沿纵向Y的端部延伸并回折到基板41的远离主体部11的一侧，且第一极耳12连接于第一支撑板42。基板41和第一支撑板42优选一体成型。

第一支撑板42可包括弯曲部421和连接部422，弯曲部421从基板41沿纵向Y的一端延伸并弯折为弧形，连接部422从弯曲部421的远离基板41的一端延伸。第一极耳12可沿着弯曲部421的表面弯折，并通过超声波焊接固定于连接部422。焊接前，连接部422大体为平行于基板41的平板。

弯曲部421的表面为弧形，第一极耳12与弯曲部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。

在充放电的过程中，连接部422和第一极耳12之间的焊接区域产热较高，散热困难，导致主体部11的靠近第一极耳12的区域温度偏高，主体部11的温度一致性差，影响电极组件1的性能和寿命。

优选地，本申请的集流构件4还包括第一散热板43，第一散热板43从基板41沿纵向Y的端部朝靠近主体部11的方向延伸。第一散热板43与基板41一体成型，且第一散热板43大体垂直于基板41。

在纵向Y上，第一散热板43至少部分与主体部11重叠。换句话说，在垂直于纵向Y的平面内，第一散热板43的投影和主体部11的投影部分重叠。在充放电的过程中，主体部11会出现膨胀，膨胀的主体部11能够与第一散热板43接触。

当连接部422和第一极耳12之间的焊接区域产热时，热量可以通过基板41和第一散热板43传递到主体部11的表面，从而避免热量集中在第一极耳12附近，从而提高电极组件1温度分布的均匀性，改善电极组件1的性能和寿命。

另外，在纵向Y上，第一散热板43夹持于主体部11和壳体2之间，第一散热板43的热量也可以经由壳体2向外散发，从而提高二次电池的散热效率，改善电极组件1的性能。

参照图6，集流构件4还包括端子连接板46，端子连接板46从基板41沿高度方向Z的一端延伸并朝靠近主体部11的方向弯折。端子连接板46为平板状，且大体垂直于基板41和第一散热板43。基板41、第一支撑板42、第一散热板43和端子连接板46一体成型。

在纵向Y上，主体部11与壳体2的间距大体一致。在充放电的过程中，主体部11会出现膨胀，且主体部11沿横向X的中部区域的膨胀量最大。如果没有第一散热板43，那么主体部11沿横向X的中部区域所受到的膨胀力会大于主体部11的靠近第一极耳12的边缘区域的膨胀力，导致主体部11整体受力不均，引发析锂风险。而本申请的第一散热板43在纵向Y上占用空间，且第一散热板43靠近主体部11的边缘区域，因此，本申请可以降低主体部11的中部区域和边缘区域的膨胀力差异，提高主体部11受力的均匀性，改善电极组件1的性能。

对于主体部11的与第一散热板43重叠的区域，其越远离基板41，其膨胀力也就越大。因此，为了改善主体部11的与第一散热板43重叠的区域的受力一致性，沿远离基板41的方向，第一散热板43的厚度逐渐减小。

当主体部11膨胀时，主体部11会挤压第一散热板43。在第一散热板43远离基板41的端部处，主体部11会产生应力集中；如果第一散热板43远离基板41的端部的厚度过大，那么主体部11的极片很容易被压伤。因此，优选地，第一散热板43远离基板41的端部的厚度小于或等于0.1mm，以降低极片被压伤的风险。

参照图3，在横向X上，第一散热板43的尺寸为D1，主体部11的尺寸为D2。D1/D2的值越大，第一散热板43远离基板41的端部也就越靠近主体部11沿横向X的中部区域。如果D1/D2的值过大，那么第一散热板43会严重影响主体部11的膨胀，导致主体部11的膨胀力过大，极片之间的电解液被挤出，引发析锂风险。因此，优选地。D1/D2的值小于或等于0.2。

在高度方向Z上，第一散热板43的尺寸与主体部11的尺寸之比为0.6-0.95。如果所述比值小于0.6，那么第一散热板43与主体部11之间的换热面积偏小，影响换热效率。电极组件1为卷绕式结构，其沿高度方向Z的两端会存在弧形表面，第一散热板43无法与弧形表面接触，因此，第一散热板43的尺寸可以适当的减小，以降低第一散热板43的重量。

参照图6，第一支撑板42和第一散热板43分别从基板41沿纵向Y的两端延伸。此时，第一散热板43不会干涉第一极耳12的引出和弯折。

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7为根据本实用新型的二次电池的第二实施例的示意图，其中壳体省略。图8为图7的二次电池的分解图。图9为图8的二次电池的集流构件的示意图。

参照图7至图9，在第二实施例中，第一支撑板42和第一散热板43从基板41沿纵向Y的同一端延伸。第一支撑板42的连接于基板41的端部和第一散热板43的连接于基板41的端部沿高度方向Z布置。

集流构件4还包括第二散热板44，第一散热板43和第二散热板44分别从基板41沿纵向Y的两端延伸。第二散热板44相对于基板41朝靠近电极组件1的一侧弯折。第二散热板44和基板41一体成型。

在纵向Y上，主体部11的一部分位于第一散热板43和第二散热板44之间。在第二实施例中，通过设置第二散热板44，可以增大集流构件4与主体部11之间的换热面积，提高换热效率，改善主体部11的温度一致性。

第一散热板43具有通孔H，第一极耳12穿过通孔H并连接于第一支撑板42。通过设置通孔H，可以避免第一散热板43干涉第一极耳12，便于第一极耳12与第一支撑板42的焊接。参照图9，在集流构件4成型前，第一散热板43和第一支撑板42可连为一体；可通过冲切，将第一散热板43和第一支撑板42分离。第一支撑板42弯折后，第一散热板43上形成通孔H。

在第二实施例中，第二散热板44不会干涉第一极耳12，因此，第二散热板44可与第一散热板43具有不同的结构，即第二散热板44无需设置通孔H。

图10为根据本实用新型的二次电池的第三实施例的示意图，其中壳体省略。图11为图10的二次电池的分解图。图12为图11的二次电池的集流构件的示意图。

参照图10至图12，为了提高二次电池的容量，电极组件1通常设置为多个。优选地，在第三实施例中，集流构件4还包括第二支撑板45，第二支撑板45和第二散热板44从基板41沿纵向Y的同一端延伸。第二支撑板45回折到基板41的远离主体部11的一侧。第一支撑板42和第二支撑板45可沿彼此靠近的方向弯折。第二支撑板45和第一支撑板42的结构大体相同。

多个电极组件1可包括第一电极组件和第二电极组件，第一电极组件的第一极耳12可焊接于第一支撑板42，第二电极组件的第一极耳12可焊接于第二支撑板45。

而为了便于第二电极组件的第一极耳12的引出，第二散热板44和第一散热板43具有相同的结构，即第二散热板44也设有供第一极耳12穿过的通孔H。

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)以及集流构件(4)；

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)连接第一电极端子(32)和第一极耳(12)；

集流构件(4)包括基板(41)、第一支撑板(42)和第一散热板(43)，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；

第一支撑板(42)从基板(41)沿纵向(Y)的端部延伸并回折到基板(41)的远离主体部(11)的一侧，且第一极耳(12)连接于第一支撑板(42)；

第一散热板(43)从基板(41)沿纵向(Y)的端部朝靠近主体部(11)的方向延伸，且在纵向(Y)上，第一散热板(43)至少部分与主体部(11)重叠。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第一支撑板(42)和第一散热板(43)从基板(41)沿纵向(Y)的同一端延伸。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，第一散热板(43)具有通孔(H)，第一极耳(12)穿过通孔(H)并连接于第一支撑板(42)。

4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，

集流构件(4)还包括第二散热板(44)，第一散热板(43)和第二散热板(44)分别从基板(41)沿纵向(Y)的两端延伸；

在纵向(Y)上，主体部(11)的一部分位于第一散热板(43)和第二散热板(44)之间。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，

电极组件(1)为多个，所述多个电极组件(1)包括第一电极组件和第二电极组件；

集流构件(4)还包括第二支撑板(45)，第二支撑板(45)和第二散热板(44)从基板(41)沿纵向(Y)的同一端延伸；

第二支撑板(45)回折到基板(41)的远离主体部(11)的一侧；

第一电极组件的第一极耳(12)连接于第一支撑板(42)，第二电极组件的第一极耳(12)连接于第二支撑板(45)。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

第一支撑板(42)包括弯曲部(421)和连接部(422)，弯曲部(421)从基板(41)沿纵向(Y)的一端延伸并弯折为弧形，连接部(422)从弯曲部(421)的远离基板(41)的一端延伸；

第一极耳(12)沿着弯曲部(421)的表面弯折，并通过焊接固定于连接部(422)。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第一支撑板(42)和第一散热板(43)分别从基板(41)沿纵向(Y)的两端延伸。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的二次电池，其特征在于，沿远离基板(41)的方向，第一散热板(43)的厚度逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，第一散热板(43)远离基板(41)的端部的厚度小于或等于0.1mm。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，在横向(X)上，第一散热板(43)的尺寸与主体部(11)的尺寸之比小于或等于0.2。

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