CN217334361U - 电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电池,包括:壳体、顶盖、电芯,顶盖封盖在壳体上并与壳体围设成腔体,电芯位于腔体内,电芯设有第一极耳;顶盖设有与腔体连通的第一通孔、以及密封第一通孔的密封件、位于密封件背离腔体的一侧的第一转接件,密封件与第一极耳电连接,密封件包括相连的第一密封部和第二密封部,第一密封部的厚度大于第二密封部的厚度,第一转接件与第一密封部相连。本实用新型能够提高电池的密封性和安全性等性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电化学储能装置领域,具体涉及一种电池。
背景技术
电池是常见的电化学储能装置,已广泛应用于数码电子等行业中。随着科技发展,对电池的密封性和安全性等性能的要求也越来越高,因此,亟待提高电池的密封性和安全性等性能。
电池PACK一般是指电池的包装、封装和装配等,是电池不可或缺的部分,是影响电池密封性和安全性等性能的重要因素,具体来说,电池具有电芯和封装电芯的PACK结构,电芯包括层叠设置的正极片、隔膜、负极片、以及与正极片连接的正极耳、与负极片连接的负极耳,PACK结构上设有正极转接件(正极PIN)和负极转件件(负极PIN),正极PIN与正极耳电连接,负极PIN与负极耳电连接,从而实现正极PIN、负极PIN作为连接电池内部电路与外围电路的接线,然而,电池PACK结构中,通常是将转接片焊接在用于密封注液孔的密封件(或称封口片)上,密封件上用于与转接件焊接的焊接区域的厚度有限,由此,往往会导致密封件焊穿漏液的情况,导致电池的密封性和安全性较差。
实用新型内容
本实用新型提供一种电池,能够提高电池的密封性和安全性等性能。
本实用新型提供一种电池,包括:壳体、顶盖、电芯,所述顶盖封盖在所述壳体上并与所述壳体围设成腔体,所述电芯位于所述腔体内,所述电芯设有第一极耳;所述顶盖设有与所述腔体连通的第一通孔、以及密封所述第一通孔的密封件、位于所述密封件背离所述腔体的一侧的第一转接件,所述密封件与所述第一极耳电连接,所述密封件包括相连的第一密封部和第二密封部,所述第一密封部的厚度大于所述第二密封部的厚度,所述第一转接件与所述第一密封部相连。
根据本实用新型的一实施方式,所述第一密封部包括位于所述第一通孔内的第一延伸部;和/或,所述第一密封部背离所述腔体的一面与所述第二密封部背离所述腔体的一面齐平;和/或,所述第二密封部环设在所述第一密封部的外侧。
根据本实用新型的一实施方式,第一转接件与所述第一密封部焊接,其中,由该焊接产生的第二焊印在沿顶盖至腔体的方向上的长度为0.15mm~0.50mm;和/或,由该焊接产生的第二焊印的形状为圆形、圆环形、线形或多点形。
根据本实用新型的一实施方式,所述顶盖包括第一导电件,所述第一通孔设于所述第一导电件,所述第二密封部与所述第一导电件连接。
根据本实用新型的一实施方式,所述第一导电件设有朝向所述腔体延伸并与所述第一极耳连接的凸台,所述第一通孔设于所述凸台,所述第二密封部与所述凸台背离所述腔体的一侧连接。
根据本实用新型的一实施方式,所述第一导电件设有位于所述凸台背离所述腔体的一侧的凹槽,所述密封件设于所述凹槽内;和/或,沿所述顶盖至所述腔体的方向,所述第一密封部至所述电芯的距离不大于所述凸台至所述电芯的距离;和/或,所述第一密封部的背离所述腔体的表面与所述第一导电件背离腔体的一侧表面齐平;和/或,所述第一导电件还包括与所述凸台连接的导接部;所述顶盖还包括与所述壳体连接的第二导电件、以及位于所述第二导电件与所述导接部之间的第一绝缘层,所述导接部位于所述第二导电件背离所述腔体的一侧。
根据本实用新型的一实施方式,所述第二导电件面向所述腔体的一侧还设有第二绝缘层。
根据本实用新型的一实施方式,所述第二密封部与所述第一导电件焊接,由该焊接产生的第一焊印满足:所述第一焊印在沿顶盖至腔体的方向上的长度为0.08mm~0.30mm;和/或,所述第一焊印的形状为圆形、圆环形、线形或多点形;和/或,所述第一转接件与所述第一密封部焊接,所述第一焊印和由所述第一转接件与所述第一密封部焊接产生的第二焊印之间的距离为0.1~2mm。
根据本实用新型的一实施方式,所述第二密封部的厚度为0.05mm~0.25mm;和/或,所述第一密封部包括位于所述第一通孔内的第一延伸部,所述第一延伸部的厚度为0.05mm~0.25mm;和/或,所述第一密封部的直径为0.8mm~3.8mm;和/或,所述第一通孔的直径为1mm-4mm。
根据本实用新型的一实施方式,所述第一转接件包括依次相连的第一转接片、第一转接部和第一引脚,所述第一转接片与所述第一密封部连接,所述第一转接部沿所述壳体的侧壁延伸,所述第一引脚沿远离所述壳体的侧壁的方向延伸。
本实用新型中,密封件设置第一密封部和第二密封部,与第一转接件连接的第一密封部具有更大的厚度(大于第二密封部的厚度),焊接窗口更宽(即焊接力度的选择范围更大),可增大第一转接件与第一密封部的焊接力度(二者焊接部位的焊接拉力可大于10N),避免虚焊、以及由此导致的接触不良等情况。此外,还利于第一密封部与第一转接件焊接时的定位,焊接区域更容易定位、且焊接部位更准确,利于进一步优化电池性能。
因此,本实用新型能够提高电池的密封性、安全性和稳定性等性能,同时便于电池的制作,简化工艺流程,降低成本,提高电池的生产效率和制作良率。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的电池结构示意图;
图2为本实用新型一实施例的电池未封盖顶盖时的结构示意图;
图3为本实用新型一实施例的顶盖结构示意图;
图4为本实用新型一实施例的顶盖结构示意图;
图5为本实用新型一实施例的电池未焊接第一转接件时的结构示意图;
图6为为本实用新型一实施例的第一转接件的结构示意图;
图7为本实用新型另一实施例的第一转接件的结构示意图;
图8为本实用新型一实施例的电池结构示意图;
图9为本实用新型一实施例的电池结构示意图。
附图标记说明:1;壳体;10:腔体;11:壳体的侧壁;12:壳体的底壁;2:电芯;21:第一极耳;22:第二极耳;23:第一端面胶层;24:第二端面胶层;3:第一导电件;300:凹槽;310:第一通孔;31:凸台;32:导接部;4:密封件;41:第一密封部;411:第一延伸部;42:第二密封部;5:第二导电件;50:第二通孔;6;第一转接件;61:第一转接片;611:第一连接部;612:第二连接部;62:第一转接部;63:第一引脚;64:第一圆弧过渡部;65:第二圆弧过渡部;71:第一绝缘层;710:第三通孔;72:第二绝缘层;A1:第一焊印;A2:第二焊印;B:空隙。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的方案,下面对本实用新型作进一步地详细说明。以下所列举具体实施方式只是对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例仅用于解释本实用新型,并非限定本实用新型的范围。基于本实用新型实施例,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方式,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”、“相连”、“相接”等应做广义理解,例如,可以是固定连接、也可以是可拆卸连接,也可以是一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接,也可以是通信连接(网络连接);可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接连接,也可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述属于在本实用新型中的具体含义。此外,“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等术语仅用于描述目的,例如区分各部件,以更清楚说明/解释技术方案,而不能理解为指示或暗示所指示的技术特征的数量或顺序等含义。
如图1至图9所示,本实用新型的实施例提供一种电池,包括:壳体1、顶盖、电芯2,顶盖封盖在壳体1上并与壳体1围设成腔体10,电芯2位于腔体10内,电芯2设有第一极耳21;顶盖设有与腔体连通的第一通孔310、以及密封第一通孔310的密封件4、位于密封件4背离腔体10的一侧的第一转接件6,密封件4与第一极耳21电连接,密封件4包括相连的第一密封部41和第二密封部42,第一密封部41的厚度大于第二密封部42的厚度,第一转接件6与第一密封部41相连。
如图1所示,壳体1包括相连的侧壁11和底壁12,二者可以一体成型,形成壳体1,其材质例如为不锈钢,但不局限于此。顶盖与壳体1的侧壁11的上端连接,壳体1的底壁12与侧壁11的下端连接,由此围设成腔体10。
其中,第一通孔310可以作为注液孔,密封件4(或称封口片/封口钉/密封钉)用于密封第一通孔310,保证电池的密封性能。该密封件4可以是片状,具体可以是金属片,其材质例如为铝或铝合金。
密封件4与第一极耳21电连接,其第一密封部41与第一转接件6连接,从而使第一转接6与第一极耳21电连接,第一转接件6作为电池与外围电路的连接件,以连通电池内部电路和外围电路,如连通电池与安装该电池的电子产品的电路。
如图6至图9所示,第一转接件6包括与第一密封部41连接的第一转接片61,第一转接片61位于密封件4背离腔体的一侧,其一端与第一密封部41连接,另一端向顶盖的外缘延伸、并伸出顶盖的外缘。
如图6和图7所示,第一转接件6还包括与第一转接片61相连的第一引脚63,第一引脚具体可以设于第一转接片61伸出顶盖外缘的一端,并位于壳体1的侧壁,该第一引脚43不仅可以作为电池与外围电路的接头(例如与电子产品连接),还可以提供电池安装的定位功能。
在一些具体实施例中,第一转接件6包括依次相连的第一转接片61、第一转接部62和第一引脚63,第一转接部62沿壳体1的侧壁11延伸(即第一转接部62位于壳体1的侧壁11),第一引脚63沿远离壳体1的侧壁的方向延伸。
具体地,第一转接件6具有多重弯折结构,第一引脚63垂直于第一引脚63厚度方向的横截面可以与第一转接片61垂直于第一转接片61厚度方向的横截面平行,第一转接部62垂直于第一转接部62厚度方向的横截面可以与第一转接片61垂直于第一转接片61厚度方向的横截面垂直。
此外,第一转接片61与第一转接部62之间可以通过第一圆弧过渡部64连接,即二者的相接部位可以通过圆弧过渡;第一转接部62与第一引脚63之间可以通过第二圆弧过渡部65连接,即二者之间可以通过圆弧过渡。
在一些实施例中,如图6所示,第一转接片61、第一转接部62、第一引脚63在第一转接片61宽度方向上的宽度相同。
在另一些实施例中,如图7所示,第一转接片61可以包括第一连接部611和第二连接部612,第一连接部611与第一密封部41连接,第二连接部612的一侧与第一连接部611相接,另一侧与第一转接部62相接;沿第二连接部612与第一连接部611相接的一侧至第二连接部612与第一转接部62相接的一侧的方向上,第二连接部612在第一转接片61的宽度方向上的宽度逐渐变小,直至与第一转接部62在第一转接片61的宽度方向上的宽度相同,即第二连接部612与第一转接片61相接的一侧的在第一转接片61宽度方向上的宽度与第一转接块的宽度相同,第二连接部612与第一转接部62相接的一侧在第一转接片61宽度方向上的宽度与第一转接部62的在第一转接片61宽度方向上的宽度相同。
第一转接件6的第一转接片的厚度可以为0.05mm~0.15mm,例如0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm、0.15mm等,第一转接部62的厚度、第一引脚63的厚度可以与第一转接片的厚度相同或不同。
第一转接片61、第一转接部62、第一引脚63可以一体成型,形成第一转接件6,但不局限于此,其材质可以为镍、不锈钢或不锈钢镀镍等。
此外,第一转接部62与壳体1/侧壁11之间可以设有第四绝缘层,以避免第一转接件6与壳体1接触,提高电池的安全性和稳定性等性能。
如图1和图3所示,第一密封部41设于第一通孔310处,其面向腔体10的一面位于第一通孔310内,第一密封部41背离腔体10的一面与第二密封部42背离腔体10的一面持平,第二密封部42具体可以环设在第一密封部41的外侧。
具体地,第一密封部41包括位于第一通孔310内的第一延伸部411、以及未位于第一通孔310内的连接部,连接部与第二密封部42连接,其背离腔体的一面与第二密封部42背离腔体的一面持平,第一密封部41的厚度等于连接部的厚度与第一延伸部411的厚度之和,连接部的厚度等于第二密封部42的厚度;第一延伸部411与连接部垂直于沿顶盖至腔体的方向的投影重合,二者例如均为圆形,其直径相等且同心设置。
一般情况下,在第一通孔的径向(平行于从第一延伸部411至第一导电件3的方向)上,第一延伸部411与第一导电件3之间存在间隙。具体地,第一延伸部411的直径小于第一通孔310的直径,二者同轴设置,使得第一延伸部411与围设成第一通孔310的侧壁(即第一导电件3)之间存在间隙。
在一些实施例中,第一密封部41的直径(亦为第一延伸部411的直径)为0.8mm~3.8mm,例如0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、3.8mm等,可以增大第一转接件与密封件4的焊接区的尺寸,便于定位及提高焊接强度。
在一些实施例中,第一通孔310的直径为1mm-4mm,例如1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm等。
若第二密封部42的厚度过低,则密封强度较低,影响电池密封性和安全性,而若第二密封部42的厚度过大,则会增大电池整体高度,影响电池能量密度,综合考虑该些因素,在一些实施例中,第二密封部42的厚度可以为0.05mm~0.25mm,例如0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm等。
此外,第一延伸部411的厚度(即第一密封部41位于第一通孔310内的部分的厚度)可以为0.05mm~0.25mm,例如0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm等。
其中,第二密封部42的厚度方向、第一密封部41/第一延伸部411的厚度方向平行于沿顶盖至腔体10的方向。
第一转接件6与第一密封部41焊接,由该焊接产生的第二焊印A2在沿顶盖至腔体10的方向上的长度(熔深)可以为0.15mm~0.50mm,例如0.15mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm等。
具体地,可以从第一转接片61背离第一密封部41的一侧进行焊接,由该焊接产生的第二焊印A2贯穿第一转接片61,并延伸至第一密封部41,第二焊印A2延伸至第一密封部41的部分在沿第一转接片61至第一密封部41的方向上的长度小于第一密封部41的厚度,意即,第二焊印A2的厚度大于第一转接片61的厚度,而小于第一转接片61的厚度与第一密封部41的厚度之和,由此可以避免出现虚焊和焊穿等现象。
一般情况下,由上述焊接在第一转接片61背离第一密封部41的一面形成的第二凸起的高度小于或等于0.05mm,即第二凸起背离第一转接片61的一端至第一转接片61背离第一密封部41的一面之间的距离小于或等于0.05mm。经180°拉力测试测得的第一转接片61与第一密封部41的焊接拉力大于10N。第一密封部41/第一延伸部411垂直于沿顶盖至腔体10的方向的投影覆盖第二焊印A2垂直于沿顶盖至腔体10的方向的投影。
具体实施时,可以采用激光焊接,其焊接轨迹可以为线、圆、圆环、螺旋点等,以形成相应形状的焊印,在一些实施例中,第二焊印A2的形状为圆形、圆环形、线形或多点形(例如为螺旋点形)。
示例性地,如图8所示,第二焊印A2的形状为圆形;如图9所示,第二焊印A2为多点形,即其包括多个子焊印,每个子焊印均不与其他子焊印接触,每个子焊印的形状例如为圆形。
此外,顶盖包括第一导电件3,第一通孔310设于第一导电件3(即第一导电件3设有第一通孔310),第一导电件3与第一极耳21电连接,第二密封部42与第一导电件3连接,具体可以与第一导电件3背离腔体10的一侧连接,以实现密封件4与第一极耳21电连接,密封件4密封第一通孔310,由此,第一转接件6搭接在密封件4的第一密封部41上,而密封件4通过其第二密封部42与第一导电件3连接,可以避免密封件4分别与第一转接件6焊接、第一导电件3焊接的两道焊接重叠,从而可以避免密封件4被焊穿、以及由此导致的漏液等风险,提高电池的密封性和安全性等性能。
具体地,如图1、图3至图5、图8和图9所示,第一导电件3设有朝向腔体10延伸并与第一极耳21连接的凸台31,第一通孔310设于凸台31(即第一凸台31设有第一通孔310),第二密封部42与凸台31背离腔体10的一侧连接(第二密封部42位于凸台31背离腔体的一侧并与凸台31连接),以实现密封件4与第一极耳21电连接,密封件4密封第一通孔310。
如图4、图5、图8和图9所示,第二密封部42与第一导电件3焊接,具体可以与第一导电件3的凸台31焊接,由该焊接产生的第一焊印A1在沿顶盖至腔体的方向上的长度(熔深)为0.08mm~0.30mm,例如0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm或0.3mm等。
具体地,可以从第二密封部42背离凸台31的一侧开始焊接,由该焊接产生的第一焊印A1贯穿第二密封部42,且延伸至凸台31,第一焊印A1延伸至凸台31的部分在沿第二密封部42至凸台31的方向上的长度小于凸台31的厚度,意即,在沿第二密封部42至凸台31的方向上,第一焊印A1的厚度大于第二密封部42的厚度,而小于第二密封部42的厚度与凸台31的厚度之和,由此可以避免出现虚焊和焊穿等现象。
一般情况下,由上述焊接在第二密封部42背离腔体/凸台31的一面形成的第一凸起的高度小于或等于0.05mm,即第一凸起背离第二密封部42的一端至第二密封部42背离腔体/凸台31的一面之间的距离小于或等于0.05mm。经180°拉力测试测得的第二密封部42与第一导电件3/凸台31的焊接拉力大于10N。
具体实施时,可以采用激光焊接,其焊接轨迹可以为线、圆、圆环、螺旋点等,以形成相应形状的焊印,在一些实施例中,第一焊印A1的形状为圆形、圆环形、线形或多点形(例如为螺旋点形)。
示例性地,如图4和图5、图8和图9所示,第一焊印A1的形状为圆环形,第二焊印A2位于第一焊印A1围设成的区域内。
一般情况下,第二焊印A2与第一焊印A1之间的距离大于0,具体可以为0.1~2mm,例如0.1mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm等。其中,所述的距离是指第二焊印A2与第一焊印A1在第一方向上的距离,第一方向垂直于沿顶盖至腔体的方向,示例性地,第一焊印A1为圆环形,第一方向平行于第一焊印A1的径向。
示例性地,第一焊印A1为圆环形,其外径(直径)为0.8~2.8mm,例如0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、2.8mm等;第二焊印A2为圆形,其直径为0.6~2.6mm,例如0.6mm、1mm、1.5mm、2mm、2.6mm等。
此外,第一密封部41或第二密封部42或密封片4背离腔体的表面不高于第一导电件背离腔体的表面,例如与第一导电件背离腔体的一侧表面齐平,利于节约电池长度方向(平行于顶盖至腔体的方向)上的空间,提高电池的能量密度等性能。
具体地,第一导电件3设有凹槽300(或称沉孔),密封件4设于凹槽300内,该凹槽300具体可以位于凸台31背离腔体10的一侧。
第一导电件3包括与凸台31连接的导接部32,导接部32具体可以环设在凸台31的周侧,即在顶盖垂直于从腔体至顶盖的方向的投影中,导接部32环绕在凸台31的周围,凹槽300的底壁为凸台31,侧壁为导接部32,密封件4位于该凹槽300内,不伸出该凹槽300的开口,以凸台背离腔体的一面为基准,密封件4背离腔体的一面不高于导接部32背离腔体的一面,例如与导接部32背离腔体的一面齐平,或者低于导接部32背离腔体的一面。
其中,凹槽300的深度(沿顶盖至腔体的方向,导接部32背离腔体的一面至凸台的距离)可以为0.05mm~0.25mm,例如0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm等,凹槽300的深度大于或等于第二密封部42的厚度。
凹槽300、第一通孔310、腔体10可以同轴设置,密封件4/第二密封部42/第一密封部41与导接部32可以同轴设置,第二密封部42与导接部32之间可以存在间隙,示例性地,第二密封部42垂直于其厚度方向的横截面为圆形,凹槽300垂直于其深度方向的横截面为圆形,第二密封部42的直径小于凹槽300的直径,使得第二密封部42与导接部32之间存在间隙。
凸台31和导接部32可以一体成型,形成第一导电件3,其材质例如为铝或铝合金,但不局限于此。
如图1所示,沿顶盖至腔体10的方向,第一密封部41/第一延伸部411至电芯2的距离不大于(等于或小于)凸台31至电芯2的距离,即位于第一通孔310内的第一延伸部411的厚度小于或等于围设成第一通孔310的凸台31的厚度,可以避免第一延伸部411过长损伤电芯2,进一步优化电池性能。
在沿顶盖至腔体的方向上,凸台31比导接部32更靠近电芯2,即凸台31面向腔体10的一面至导接部32背离腔体10的一面的距离大于导接部32面向腔体10的一面至导接部32背离腔体10的一面的距离(即凸台31面向腔体10的一面至导接部32背离腔体10的一面的距离大于导接部32的厚度)。
一般情况下,凸台31的厚度可以等于或大于导接部32的厚度。其中,凸台31的厚度可以为0.1mm~0.35mm,例如0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm等,导接部32的厚度可以为0.1mm~0.3mm,例如0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm等。
其中,凸台31的厚度方向、导接部32的厚度方向平行于沿顶盖至腔体10的方向。
如图1、图3至图5、图8和图9所示,顶盖还包括第二导电件5、以及位于第二导电件5与导接部32之间的第一绝缘层71,导接部32位于第二导电件5背离腔体10的一侧,第二导电件5的外周缘与壳体1连接,以实现顶盖封盖在壳体1上。
其中,第一绝缘层71起连接和绝缘作用,使第一导电件3和第二导电件5通过第一绝缘层粘接和绝缘。具体实施时,顶盖可以是由第二导电件5、第一绝缘胶、第一导电件3的导接部32依次层叠放置后经热压复合而成,可采用本领域常规热压机构进行热压,对此不作限制,经热压复合之后,第一绝缘胶形成第一绝缘层71,第一绝缘胶的变形量一般为40%~80%(即第一绝缘层71的厚度为第一绝缘胶厚度的40%~80%)。
其中,所用第一绝缘胶的厚度L1可以为0.02mm~0.15mm,例如0.02mm、0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm、0.15mm等,第一绝缘层71的厚度L2与L1的比值(L2/L1)为40%~80%,例如为40%、50%、60%、70%、80%等。
具体地,第一绝缘层71的形状与第一导电件3的形状相匹配,如图1和图3所示,第一绝缘层71为圆环状,其环设在凸台31的外侧,即第一绝缘层71设有第三通孔710,第一导电件3的凸台31贯穿第三通孔710(相当于凸台31穿透第一绝缘层71),以实现第一绝缘层71环设在凸台31的外侧(凸台31背离第一通孔310的一侧)。在进行第一导电件3和密封件4的焊接时,通过第一导电件3的凸台31与密封件4的第二密封部42焊接,可以避免位于第一导电件3的导接部32与第二导电件5之间的第一绝缘层71发生溶胶,从而进一步提高电池的密封性和安全性等性能。
第二导电件5可以是片状(或称第二导电片),其形状与第一导电件3的形状相匹配,如图1、图3至图5、图8和图9所示,第二导电件5为圆环状,其环设在第一导电件3的凸台31的外侧,即第二导电件5设有第二通孔50,第一导电件3的凸台31贯穿第二通孔50,以实现第二导电件5环设在第一导电件3的凸台31的外侧。
此外,第一导电件3的凸台31与第二导电件5之间存在空隙B,以避免第一导电件3与第二导电件5接触。具体地,第二导电件5凸台31同轴设置,第五导电件5的内径大于凸台31的外径,以形成空隙B(第二导电件5的内径与凸台31的外径之差等于空隙B在沿第二导电件5至凸台31的方向(第一通孔310的径向)上的宽度)。
此外,第二导电件5的外径可以等于或大于第一绝缘层71的外径,内径可以大于第一绝缘层71的内径;第一绝缘层71的外径可以等于或大于导接部32的外径(亦为第一导电件3的外径),内径可以等于或大于凸台31的外径,第一绝缘层71在第二导电件5上的投影可以覆盖导接部32在第二导电件5上的投影。
如图1所示,第二导电件5面向腔体10的一侧(背离第一绝缘层71的一侧)还设有第二绝缘层72(或称壳盖端面绝缘胶),以防止电芯2与第二导电件5接触,例如防止第一极耳21与第二导电件5接触等,进一步提高电池的安全性和稳定性等性能。
具体地,第二绝缘层72可以为圆环状,其环设在凸台31的外侧,即第二绝缘层72设有第四通孔,凸台31至少部分位于第四通孔内。
其中,第二绝缘层72的外径可以小于第二导电件5的外径,第二绝缘层72的内径可以与凸台31的外径相等。
在一些实施例中,第二绝缘层72的厚度可以为0.02mm~0.15mm,例如0.02mm、0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.13mm、0.15mm等。第二绝缘层72的厚度方向、第二导电件5的厚度方向平行于沿顶盖至腔体的方向。
具体地,第一导电件3(凸台31/导接部32)、第一绝缘层71、第二导电件5、第二绝缘层72可以同轴设置,第一通孔310、第二通孔50、第三通孔710、第四通孔可以同轴设置。
此外,第一转接片61与第二导电件5之间可以设有第三绝缘层,第三绝缘层具体可以设于第一转接片61面向第二导电件5的一侧,以避免第一转接件6与第二导电件5接触。
具体地,第二导电件5为金属材质,其材质例如为镍或不锈钢镀镍。
如图1至图9所示,上述电池可以是扣式电池(或称纽扣式电池)。电芯2可以是卷绕式电芯2(卷芯)和/或叠片式电芯2,示例性地,如图1所示,电芯2为卷芯。
如图1和图2所示,电芯2还包括与第一极耳21极性相反的第二极耳22,第二极耳22可以与壳体1连接,从而与第二导电件5电连接。
第二极耳22具体可以和壳体1的底壁连接,如图1所示,第二极耳22从电芯2中引出,并发生弯折,从而贴合在壳体1的底壁上,即第二极耳22包括沿壳体1的底壁延伸的第二延伸部,第二延伸部贴合在壳体1的底壁上(即第二延伸部与壳体1的底壁层叠设置并相接),从而使第二极耳22与壳体1连接,具体可以是焊接。
具体地,电芯2包括多个层叠设置的电极片,电极片包括第一电极片和与第一电极片极性相反的第二电极片,第一电极片与第二电极片之间设有隔膜,即第一电极片、隔膜、第二电极片层叠设置,通过隔膜隔开第一电极片和第二电极片,防止二者接触短路。第一电极片包括第一集流体,第一极耳21设置在第一集流体上,第二电极片包括第二集流体,第二极耳22设置在第二集流体上。
其中,第一电极片为正极片,第一极耳21为正极耳,第二电极片为负极片,第二极耳22为负极耳;或者,第一电极片为负极片,第一极耳21为负极耳,第二电极片为正极片,第二极耳22为正极耳。
第一极耳21和第二极耳22分别设置在电芯2的相对两端,即第一极耳21设置在电芯2面向顶盖的一端(第一端面),第二极耳22设置在电芯2面向壳体1的底壁的一端(第二端面)。
具体来说,电芯2具有相对的第一端面和第二端面,第一端面和第二端面是露出电极片(第一电极片/第二电极片)外缘的端面,是由层叠设置的第一电极片、隔膜、第二电极片的垂直于其厚度方向的端面形成。
一般情况下,电芯2的第一端面设有第一端面胶层23,电芯2的第二端面设有第二端面胶层24,第二端面胶层24具体可以位于第二极耳22的延伸部与电芯2之间。
具体地,第一绝缘层71、第二绝缘层72、第三绝缘层、第四绝缘层、第一端面胶层23、第二端面胶层24可以分别为由绝缘胶形成的绝缘层,其形成材料例如包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、芳纶(间位芳纶,PMIA;对位芳纶PPTA)等中的一种或几种。
如上所述的焊接可以为激光焊接,其焊接轨迹可以为线、圆、圆环、螺旋点等,焊接过程通常无飞溅,一般可通过吹惰性气体作为保护气体,该惰性气体例如包括氮气和/或氩气。在焊接面形成的焊接凸起的高度小于或等于0.05mm,经180°拉力测试,焊接拉力大于10N。
在本实用新型的一实施方式中,电池的制作过程可以包括:将第一电极片、隔膜、第二电极片依次层叠设置后,卷绕形成卷芯;
使经X射线分析(X-ray)合格的卷芯进入组装工序:依次进行卷芯端面贴胶(形成第一端面绝缘胶层/第二端面绝缘胶层)、卷芯入壳(即将卷芯置入壳体的腔体内)、负极耳与壳体连接(负极耳折弯与壳体的底壁焊接)、正极耳与顶盖连接(正极耳与凸台焊接)、合盖(正极耳与凸台焊接完成后,正极耳折弯,以将顶盖合在壳体上),进行壳体与顶盖的圆周焊接(即合盖后,将第二导电件与壳体上端的外周缘焊接);装配后的电池进入烤箱烘烤,水分合格后完成注液、封口(注液孔密封焊接)、氦检(氦检密封性)、充放电等工序,最后进入第一转接片焊接,氦检密封检测后,完成电池的包装,其中,所涉及的顶盖(壳盖组件)装配过程、注液孔密封焊接过程、第一转接件焊接过程具体可以如下:
(1)壳盖组件装配过程
将第二导电件、第一绝缘胶、第一导电件的导接部依次层叠设置;
设定热压机构的压力、温度、保压时间等参数,通过下压将各部分复合在一起,完成壳盖组件的制作;其中,经热压复合之后,第一绝缘胶形成第一绝缘层,第一绝缘胶的变形量一般为40%~80%。
(2)注液孔密封焊接
通过注液孔(第一通孔)将电解液注入壳体的腔体内,采用干/湿无纺布、或者激光清洗,以除去残留在注液孔表面的电解液;
通过吸塑机械手将密封件上料至注液孔上方,通过电荷耦合器件(Charge-coupled Device,CCD)识别两者中心位置,以进行定位;采用夹具将密封件压在注液孔处,固定密封件位置,使其不会窜动和偏移;
在惰性气体的压力作用下,设定激光束的焊接轨迹,从密封件背离凸台的一侧进行焊接,以将密封件与凸台进行焊接,密封注液孔;
其中,焊接轨迹可以为线、圆、圆环、螺旋点等,焊接过程无飞溅;焊接后的电芯进行气密性检测,氦检密封性测试漏率小于1.0E-6mbar.L/s,保证不会产生过焊和焊穿;
(3)第一转接件焊接
将第一转接片覆盖在密封件上方,进行激光焊接,焊接区域为第一转接片与密封件的第一密封部(第一延伸部)的重合区域;焊接轨迹可以为线、圆、螺旋点等,焊接过程无飞溅,可以吹氮气、氩气等保护气体;焊接凸起≤0.05mm,焊接拉力>5N,保证不会产生虚焊,焊接后的电芯进行气密性检测,氦检密封性测试漏率小于1.0E-6mbar.L/s,保证不会产生过焊和焊穿。
以上对本实用新型的实施方式进行了说明。但是,本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池,其特征在于,包括:壳体、顶盖、电芯,所述顶盖封盖在所述壳体上并与所述壳体围设成腔体,所述电芯位于所述腔体内,所述电芯设有第一极耳;
所述顶盖设有与所述腔体连通的第一通孔、以及密封所述第一通孔的密封件、位于所述密封件背离所述腔体的一侧的第一转接件,所述密封件与所述第一极耳电连接,所述密封件包括相连的第一密封部和第二密封部,所述第一密封部的厚度大于所述第二密封部的厚度,所述第一转接件与所述第一密封部相连。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,
所述第一密封部包括位于所述第一通孔内的第一延伸部;
和/或,所述第一密封部背离所述腔体的一面与所述第二密封部背离所述腔体的一面齐平;
和/或,所述第二密封部环设在所述第一密封部的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,第一转接件与所述第一密封部焊接,其中,
由该焊接产生的第二焊印在沿顶盖至腔体的方向上的长度为0.15mm~0.50mm;
和/或,由该焊接产生的第二焊印的形状为圆形、圆环形、线形或多点形。
4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述顶盖包括第一导电件,所述第一通孔设于所述第一导电件,所述第二密封部与所述第一导电件连接。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第一导电件设有朝向所述腔体延伸并与所述第一极耳连接的凸台,所述第一通孔设于所述凸台,所述第二密封部与所述凸台背离所述腔体的一侧连接。
6.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,
所述第一导电件设有位于所述凸台背离所述腔体的一侧的凹槽,所述密封件设于所述凹槽内;
和/或,沿所述顶盖至所述腔体的方向,所述第一密封部至所述电芯的距离不大于所述凸台至所述电芯的距离;
和/或,所述第一密封部的背离所述腔体的表面与所述第一导电件背离腔体的一侧表面齐平;
和/或,所述第一导电件还包括与所述凸台连接的导接部;所述顶盖还包括与所述壳体连接的第二导电件、以及位于所述第二导电件与所述导接部之间的第一绝缘层,所述导接部位于所述第二导电件背离所述腔体的一侧。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述第二导电件面向所述腔体的一侧还设有第二绝缘层。
8.根据权利要求4-7任一项所述的电池,其特征在于,所述第二密封部与所述第一导电件焊接,由该焊接产生的第一焊印满足:
所述第一焊印在沿顶盖至腔体的方向上的长度为0.08mm~0.30mm;
和/或,所述第一焊印的形状为圆形、圆环形、线形或多点形;
和/或,所述第一转接件与所述第一密封部焊接,所述第一焊印和由所述第一转接件与所述第一密封部焊接产生的第二焊印之间的距离为0.1~2mm。
9.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,
所述第二密封部的厚度为0.05mm~0.25mm;
和/或,所述第一密封部包括位于所述第一通孔内的第一延伸部,所述第一延伸部的厚度为0.05mm~0.25mm;
和/或,所述第一密封部的直径为0.8mm~3.8mm;
和/或,所述第一通孔的直径为1mm-4mm。
10.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一转接件包括依次相连的第一转接片、第一转接部和第一引脚,所述第一转接片与所述第一密封部连接,所述第一转接部沿所述壳体的侧壁延伸,所述第一引脚沿远离所述壳体的侧壁的方向延伸。
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