CN216015511U - 二次电池外壳及二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二次电池外壳及其二次电池，该外壳包括，第一壳体，第一壳体包括壳壁、第一凸缘与第二凸缘，壳壁具有第一开口与第二开口，壳壁在第一开口设置有向外延伸的第一凸缘，壳壁在第二开口设置有向外延伸的第二凸缘；第二壳体，第二壳体包括第一中间部与第三凸缘，第三凸缘环绕设置于第一中间部，第一中间部覆盖第一开口，第三凸缘与第一凸缘密封设置；第三壳体，第三壳体包括第二中间部与第四凸缘，第四凸缘环绕设置于第二中间部，第二中间部覆盖第二开口，第四凸缘与第二凸缘密封设置。本申请通过三件套结构设计，解决了壳体极限拉深问题，同时使壳体强度得到了提高。

Description

二次电池外壳及二次电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池制造领域，尤其涉及一种二次电池外壳及二次电池。

背景技术

钢壳电池由于具有良好的装配性、高安全性、高能量密度一直受到市场的喜爱。

为了提高电池能量密度，必须减薄电池壳体，因此有些设计的壳体厚度为0.050-0.150mm，比铝塑膜还薄，目前市场量产的壳体已经做到0.070mm。如果壳体进一步减薄，由于壁厚限制，冲壳深度受到了局限性，单冲深壳深度无法得到提升。如图1所示，常见的薄壁钢壳壳体，壳体厚度0.050-0.150mm，在冲壳深度为4mm以上时，壳体冲壳后的厚度为0.030-0.090mm，当冲壳不稳定或材料厚度不均匀，会导致R角破损，变薄的R角容易产生结构强度缺陷，造成壳体形变过大。可见，薄壁壳体冲深到极限时，R角容易破损，导致电池漏液，薄壁壳体冲壳后，壳体R角残留率低，结构强度低，壳体装配时，容易产生形变，降低了壳体可装配性。

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，一种二次电池外壳及二次电池，通过将第一壳体设置为两端开口的结构，在对第一壳体进行冲壳时，无需较厚的壳体，也可以提高冲壳深度和结构的可靠性、电池的安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:

本实用新型公开了一种二次电池外壳，包括，

第一壳体，所述第一壳体包括壳壁、第一凸缘与第二凸缘，所述壳壁具有第一开口与第二开口，所述壳壁在所述第一开口设置有向外延伸的所述第一凸缘，所述壳壁在所述第二开口设置有向外延伸的所述第二凸缘；

第二壳体，所述第二壳体包括第一中间部与第三凸缘，所述第三凸缘环绕设置于所述第一中间部，所述第一中间部覆盖所述第一开口，所述第三凸缘与所述第一凸缘密封设置；

第三壳体，所述第三壳体包括第二中间部与第四凸缘，所述第四凸缘环绕设置于所述第二中间部，所述第二中间部覆盖所述第二开口，所述第四凸缘与所述第二凸缘密封设置。

作为一种二次电池外壳的改进，所述第二壳体与所述第三壳体分别设置有第一凸部与第二凸部，所述第一凸部与所述壳壁接触，封闭所述第一开口，所述第二凸部与所述壳壁接触，封闭所述第二开口。

作为一种二次电池外壳的改进，所述第一凸部为环状结构，并与所述第一开口的形状尺寸相匹配；所述第二凸部为环状结构，并与所述第二开口的形状尺寸相匹配。

作为一种二次电池外壳的改进，所述第一壳体、所述第二壳体与所述第三壳体的厚度均为0.030-0.20mm。

作为一种二次电池外壳的改进，所述外壳还包括防爆凹槽，所述防爆凹槽设置在所述第二壳体和/或所述第三壳体。

作为一种二次电池外壳的改进，所述防爆凹槽设置在所述第一中间部和/或所述第二中间部的内表面或外表面，且所述防爆凹槽的深度小于所述第二壳体与所述第三壳体的厚度。

作为一种二次电池外壳的改进，所述二次电池外壳上设置有正极极柱、负极连接片、注液口和密封钉，所述正极极柱与所述外壳绝缘，所述负极连接片连接于所述二次电池外壳的外表面，所述注液口为所述二次电池外壳上的通孔，所述密封钉密封所述注液口。

本实用新型还公开了一种二次电池，所述二次电池包括电芯和上述的二次电池外壳，其中，所述电芯容纳在所述二次电池外壳中，所述第一凸缘与所述第三凸缘固定连接，所述第二凸缘与所述第四凸缘固定连接。

作为一种二次电池的改进，所述电芯在与所述第二壳体和所述第三壳体接触的位置均贴附有双面贴胶。

作为一种二次电池的改进，所述二次电池外壳内侧表面设置有绝缘层，用于使所述电芯与所述二次电池外壳接触绝缘。

本实用新型的有益效果如下：

首先，本申请的外壳为三件套结构，第一壳体、第二壳体与第三壳体具备较强的物理硬度和高压延性；

其次，第一壳体为两端具有第一开口与第二开口，且第一开口与第二开口分别设置第一凸缘与第二凸缘的筒状结构，由第二壳体与第三壳体分别将第一开口与第二开口进行密封，避免了现有技术中冲壳出现的因R角结构强度低，导致的漏液与易于形变的问题；

最后，在相同厚度的材料的条件下进行冲壳，为了保证冲壳得到的壳体的结构可靠性一致，现有技术冲壳后得到的壳体的深度小于本申请冲壳后得到的壳体的深度；而在壳体结构可靠性相同的情况下，为了保证冲壳得到的壳体用于容置电芯的腔体体积一致，现有技术所需材料的厚度大于本申请所需材料的厚度，且现有技术的壳体壁厚大于本申请的壳体壁厚；可见，由于本申请的第一壳体设置为两端开口，且开口处设置凸缘的结构，在对第一壳体进行冲壳时，相对于现有技术无需较厚的材料，也可以提高冲壳深度和结构的可靠性、电池的安全性，且在壳体的结构强度相同的情况下，本申请的壳体的壁厚更薄，冲壳深度更深，且不会被R角结构占用空间，因此提高了二次电池能量密度；

此外，通过焊接第一凸缘与第三凸缘，实现第一壳体与第二壳体密封，焊接第二凸缘与第四凸缘，实现第一壳体与第三壳体密封，使得电池的密封工艺简单可靠。

附图说明

图1为背景技术的电池壳体的示意图；

图2为本申请一实施例的二次电池外壳的立体示意图；

图3为本申请一实施例的二次电池外壳的局部横截面示意图之一；

图4为本申请一实施例的二次电池外壳的局部横截面示意图之二；

图5为本申请一实施例的第三壳体的俯视图；

图6为本申请一实施例的二次电池外壳的局部横截面示意图之三；

图7为本申请一实施例的第二壳体的结构示意图之一；

图8为本申请一实施例的第二壳体的结构示意图之二；

图9为本申请一实施例的第二壳体的结构示意图之三；

图10为本申请一实施例的防爆凹槽的截面图；

图11为本申请一实施例的二次电池的侧视图；

图12为本申请一实施例的二次电池的剖视图。

图中标记：A-壳体；A1-R角；B-盖板；1-第一壳体；11-壳壁；111-第一开口；112-第二开口；12-第一凸缘；13-第二凸缘；2-第二壳体；21-第一中间部；22-第三凸缘；23-第一凸部；3-第三壳体；31-第二中间部；32-第四凸缘；33-第二凸部；4-防爆凹槽；5-正极极柱；51-金属件；52-绝缘材料；6-负极连接片；7-密封钉；8-注液口；9-电芯；91-正极极片；92-负极极片；93-正极极耳；94-负极极耳；95-隔离膜。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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作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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图2～图3所示，在一个实施例中，本申请提供了一种二次电池外壳，包括，

第一壳体1，第一壳体1包括壳壁11、第一凸缘12与第二凸缘13，壳壁11具有第一开口111与第二开口112，壳壁11在第一开口111设置有向外延伸的所述第一凸缘12，壳壁11在第二开口112设置有向外延伸的第二凸缘13；

第二壳体2，第二壳体2包括第一中间部21与第三凸缘22，第三凸缘22环绕设置于第一中间部21，第一中间部21覆盖第一开口111，第三凸缘22与第一凸缘12密封设置；第一中间部21与第三凸缘22为一体成型结构。

第三壳体3，第三壳体3包括第二中间部31与第四凸缘32，第四凸缘32环绕设置于第二中间部31，第二中间部31覆盖第二开口112，第四凸缘32与第二凸缘13密封设置。第二中间部31与第四凸缘32为一体成型结构。

第一壳体1、第二壳体2与第三壳体3都为合金，具备较强的物理硬度和高压延性，通过将第一壳体1设置为两端开口的结构，在对第一壳体1进行冲壳时，无需较厚的壳体，也可以提高冲壳深度和结构的可靠性、电池的安全性。另外，通过焊接第一凸缘12与第三凸缘22，实现第一壳体1与第二壳体2密封，焊接第二凸缘13与第四凸缘32，实现第一壳体1与第三壳体3密封，使得电池的密封工艺简单可靠。由于第一壳体1、第二壳体2与第三壳体3为合金，且第一壳体1为冲压成型件，无需折边，从而避免了现有技术的软包装电芯的头部封印区及侧边折边区占用过多体积，而导致的电芯9的能量密度较低缺陷，减小了包装材料在电芯9中的体积占比，提升电芯9的能量密度。

如图3所示，在一些实施例中，第一凸缘12与壳壁11的夹角为90°，第二凸缘13与壳壁11的夹角为90°。相对于现有技术的R角厚冲壳厚度变薄，容易漏液与塌陷，将所述第一凸缘12与壳壁11的夹角设置为90°，使外壳的结构强度增加。第一凸缘12、第二凸缘13、第三凸缘22、第四凸缘32的宽度均为0.10-0.80mm。在该范围内，第一凸缘12与第三凸缘22焊接，第二凸缘13与第四凸缘32焊接，即能保证外壳的密封性，又能保证凸缘不占用较大的面积。第一壳体1、第二壳体2与第三壳体3的厚度均为0.030-0.20mm。与现有技术相比，在外壳的厚度相等的条件下，本申请的外壳的结构强度更加强；在同等体积的条件下，本申请的外壳的厚度更加的薄。

如图4所示，在一些实施例中，第二壳体2与第三壳体3分别设置有第一凸部23与第二凸部33，第一凸部23与壳壁11接触，封闭第一开口111，第二凸部33与壳壁11接触，封闭第二开口112。在第一壳体1与第二壳体2焊接时，由于第一凸部23的存在，能够防止第一壳体1与第二壳体2发生位移，提高了焊接效率与精准度，第二凸部33与第一凸部23相同，用于防止第一壳体1与第三壳体3在焊接时发生位移。

如图5所示，在一些实施例中，第一凸部23为环状结构，并与第一开口111的形状尺寸相匹配；第二凸部33为环状结构，并与第二开口112的形状尺寸相匹配。将第一凸部23与第二凸部33设置成环状结构，不仅能够在焊接时，防止壳体之间的移位，同时还能够增强外壳在焊接处的结构强度与密封性。

可以理解的是，如图6所示，第一凸部23还可以设置在第三凸缘22的外边缘，与第一凸缘12接触，用于将第二壳体2扣合在第一开口111。第二凸部33还可以设置在第四凸缘32的外边缘，与第二凸缘13接触，用于将第三壳体3扣合在第二开口112。

如图7所示，在一些实施例中，外壳还包括防爆凹槽4，防爆凹槽4设置在第二壳体2和/或第三壳体3。该槽可以通过刻槽工艺形成，例如蚀刻或机械镌刻。将防爆凹槽4设置在第二壳体2和/或第三壳体3，可以使电芯9内部压强达到阈值时，可从角部破裂，从而能够更好地起到防爆作用。

如图7～图10所示，在一些实施例中，防爆凹槽4的形状包括但不限于S型、V型与X型，防爆凹槽4设置在第二中间部31和/或第三中间部的内表面或外表面，且防爆凹槽4的深度小于第二壳体2与第三壳体3的的厚度。槽的角部为圆倒角，槽沿第二中间部31的厚度方向的横截面为V型，并且槽的底部距中间部的表面的距离为15μm-35μm，槽的夹角为45-70°。该距离的设置，可以使电芯9具有合适的内部压强阈值，当内部压强达到该阈值时，外壳优先从防爆凹槽4破裂，而不会从其他部位破裂。

如图11所示，在一些实施例中，外壳上设置有正极极柱5、负极连接片6、注液口8和密封钉7，正极极柱5与外壳绝缘，负极连接片6连接于外壳的外表面，注液口8为壳体上的通孔，密封钉7密封注液口8。其中，正极极柱5采用金属件51与绝缘材料52复合的方式制作。绝缘材料52包括但不限于聚丙烯胶、氟橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基、聚乙烯、聚脂化合物、防电解液氧化胶、乙丙、丁基与固化胶。复合方式包括但不限于注塑，胶水粘合，热压复合(电池极耳制作工艺)、超声波焊接、喷塑固化、高温固化剂与高温烧结的复合组合方式。正极极柱5不限于复合到第一壳体1上，还可以复合到第二壳体2与第三壳体3上，可根据第一壳体1、第二壳体2与第三壳体3的实际情况灵活选择。注液口8在注液后用密封钉7密封，化成后移除密封钉7，排气，采用激光焊接在注液口8上焊接圆形的不锈钢片，密封注液口8。负极连接片6是作为负极引出端，采用激光焊接在外壳上，方便和外电路的导线进行锡焊的电联结，负极连接片6包括但不限于镍片、铜片与镍铜合金片。

此外，如图12所示，本申请还提供了一种二次电池，二次电池包括电芯9和如上述实施例所述的外壳，其中，电芯9容纳在外壳中，第一凸缘12与第三凸缘22焊接，第二凸缘13与第四凸缘32焊接。焊接方式为激光渗透焊接，焊接完成后用激光切除多余的胚料。

正极极片91、负极极片92与隔离膜95通过卷绕或者叠片形成电芯9，正极极耳93与负极极耳94从电芯9的同一端引出。正极极耳93与负极极耳94分别为铝带和铜镀镍带(铜带或镍带)，采用超声波焊焊接在对应极片的空箔上。正极极耳93通过超声波焊、电阻焊或者激光焊焊接在正极极柱5上(材质为铝、镍或不锈钢中的一种)，负极极耳94通过电阻焊或者激光焊焊接在外壳的内部。对铝带非焊接点进行绝缘处理，处理方式包括但不限于热压合PP胶，对贴绝缘胶纸或涂覆绝缘胶水。

在本申请的一个实施例中，电芯9的在与第二壳体2和第三壳体3的接触位置贴附有双面贴胶。其中，双面贴胶为热熔胶带。热熔胶带将电芯9粘接在外壳，能够固定电芯9，防止电芯9窜动，可以理解的是，热熔胶带只是贴附在电芯9的部分区域。

在本申请的一个实施例中，所述外壳内侧表面设置有绝缘层。外壳容纳电芯9的一面采用喷塑的方式喷涂一层薄薄的绝缘胶，或者采用胶纸覆盖，形成一层绝缘层，防止正极极耳93接触到外壳而导致短路。

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)

1.一种二次电池外壳，其特征在于，包括，

第一壳体(1)，所述第一壳体(1)包括壳壁(11)、第一凸缘(12)与第二凸缘(13)，所述壳壁(11)具有第一开口(111)与第二开口(112)，所述壳壁(11)在所述第一开口(111)设置有向外延伸的所述第一凸缘(12)，所述壳壁(11)在所述第二开口(112)设置有向外延伸的所述第二凸缘(13)；

第二壳体(2)，所述第二壳体(2)包括第一中间部(21)与第三凸缘(22)，所述第三凸缘(22)环绕设置于所述第一中间部(21)，所述第一中间部(21)覆盖所述第一开口(111)，所述第三凸缘(22)与所述第一凸缘(12)密封设置；

第三壳体(3)，所述第三壳体(3)包括第二中间部(31)与第四凸缘(32)，所述第四凸缘(32)环绕设置于所述第二中间部(31)，所述第二中间部(31)覆盖所述第二开口(112)，所述第四凸缘(32)与所述第二凸缘(13)密封设置。

2.根据权利要求1所述的二次电池外壳，其特征在于，所述第二壳体(2)与所述第三壳体(3)分别设置有第一凸部(23)与第二凸部(33)，所述第一凸部(23)与所述壳壁(11)接触，封闭所述第一开口(111)，所述第二凸部(33)与所述壳壁(11)接触，封闭所述第二开口(112)。

3.根据权利要求2所述的二次电池外壳，其特征在于，所述第一凸部(23)为环状结构，并与所述第一开口(111)的形状尺寸相匹配；所述第二凸部(33)为环状结构，并与所述第二开口(112)的形状尺寸相匹配。

4.根据权利要求1所述的二次电池外壳，其特征在于，所述第一壳体(1)、所述第二壳体(2)与所述第三壳体(3)的厚度均为0.030mm-0.2mm。

5.根据权利要求1所述的二次电池外壳，其特征在于，还包括防爆凹槽(4)，所述防爆凹槽(4)设置在所述第二壳体(2)和/或所述第三壳体(3)。

6.根据权利要求5所述的二次电池外壳，其特征在于，所述防爆凹槽(4)设置在所述第一中间部(21)和/或所述第二中间部(31)的内表面或外表面，且所述防爆凹槽(4)的深度小于所述第二壳体(2)与所述第三壳体(3)的厚度。

7.根据权利要求1所述的二次电池外壳，其特征在于，所述二次电池外壳上设置有正极极柱(5)、负极连接片(6)、注液口(8)和密封钉(7)，所述正极极柱(5)与所述二次电池外壳绝缘，所述负极连接片(6)连接于所述二次电池外壳的外表面，所述注液口(8)为所述二次电池外壳上的通孔，所述密封钉(7)密封所述注液口(8)。

8.一种二次电池，其特征在于，包括电芯(9)和如权利要求1-7中任一项所述的二次电池外壳，其中，所述电芯(9)容纳在所述二次电池外壳中，所述第一凸缘(12)与所述第三凸缘(22)固定连接，所述第二凸缘(13)与所述第四凸缘(32)固定连接。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述电芯(9)在与所述第二壳体(2)和所述第三壳体(3)接触的位置均贴附有双面贴胶。

10.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池外壳的内侧表面设置有绝缘层，用于使所述电芯(9)与所述二次电池外壳接触绝缘。

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