CN217956083U - 二次电池及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及二次电池及电子设备。所述二次电池包括壳体、极柱和第一绝缘件，壳体包括侧壁和封闭连接于侧壁一端的端壁，端壁包括贯穿其的安装孔；极柱包括相连接的第一部分和第二部分，第一部分设于端壁的外侧并覆盖安装孔，第二部分穿过安装孔并与端壁的内侧固定连接；第一绝缘件包括第一绝缘部和第二绝缘部，第一绝缘部至少部分地设于第一部分和端壁之间，第二绝缘部至少部分地设置于第二部分和端壁之间，其中，第一绝缘部和第二绝缘部成一体，基于一体式的绝缘设计，安装时第一绝缘件可以和极柱同时安装，节省工序，且一体式的第一绝缘件相比较于分体设计的绝缘件绝缘效果更好，同时也可以起到良好的密封效果。

Description

二次电池及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及二次电池及电子设备。

背景技术

二次电池(Rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，可应用于电动汽车的动力电池、电子产品的电池等。

目前，二次电池大多包括壳体和电芯，壳体上设置安装孔，极柱穿过安装孔与壳体内部的电芯电连接。现有技术中，极柱与壳体进行铆接固定，需要在壳体的内外两侧与极柱之间分别设置绝缘件，以确保极柱与壳体之间的绝缘。该设计方式，无法确保极柱的侧壁与安装孔的孔壁之间的绝缘，影响二次电池的稳定性。

因此，亟待需要二次电池以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供二次电池，能够保证极柱和壳体之间的绝缘连接，提高电池的稳定性。

本实用新型的另一个目的在于提供电子设备，通过应用上述二次电池，性能更加稳定。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

第一方面，提供了二次电池，包括：

壳体，所述壳体包括侧壁和封闭连接于所述侧壁一端的端壁，所述端壁包括贯穿其的安装孔；

极柱，所述极柱包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述端壁的外侧并覆盖所述安装孔，所述第二部分穿过所述安装孔并与所述端壁的内侧固定连接；

第一绝缘件，所述第一绝缘件包括第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部至少部分地设于所述第一部分和所述端壁之间，所述第二绝缘部至少部分地设置于所述第二部分和所述端壁之间，其中，所述第一绝缘部和所述第二绝缘部成一体。

作为所述二次电池的可选方案，所述第一部分的内表面包括凸起，所述凸起能够嵌入所述第一绝缘部。

作为所述二次电池的可选方案，所述第一绝缘部和第二绝缘部之间的夹角为α，α满足：0°≤α≤60°。

作为所述二次电池的可选方案，所述第二部分包括电连接部、铆接部及设于所述电连接部和所述铆接部之间的凹槽，所述铆接部用于与所述端壁的内侧铆接固定。

作为所述二次电池的可选方案，所述铆接部与所述第一部分的夹角为β，β满足：0°≤β≤60°。

作为所述二次电池的可选方案，所述电连接部的直径为D1，所述铆接部的直径为D2，且满足1.1D1<D2<2D1。

作为所述二次电池的可选方案，所述第一绝缘件还包括第三绝缘部，所述第三绝缘部围设于所述第一绝缘部周侧，所述第一部分的直径不大于所述第三绝缘部的内径。

作为所述二次电池的可选方案，所述第一绝缘部的厚度为t1，所述第二绝缘部的厚度为t2，t1和t2的比值满足：0.5≤t1/t2≤1。

作为所述二次电池的可选方案，所述第二绝缘部的厚度为t2，t2满足：0.4mm≤t2≤0.8mm。

作为所述二次电池的可选方案，所述第一部分的背离所述端壁的表面与所述端壁朝向所述第一部分的表面之间的距离为s1，s1满足：0.5mm≤s1≤0.9mm。

作为所述二次电池的可选方案，所述第一绝缘件的材料为PBT或PPS。

作为所述二次电池的可选方案，还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件围绕所述第二绝缘部设置，所述第二绝缘件的直径D3，D3的范围为：30mm≤D3。

作为所述二次电池的可选方案，所述二次电池为圆柱电池。

第二方面，提供了电子设备，包括如上所述的二次电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的二次电池，包括壳体、极柱和第一绝缘件，壳体包括侧壁和封闭连接于侧壁一端的端壁，端壁包括贯穿其的安装孔；极柱包括相连接的第一部分和第二部分，第一部分设于端壁的外侧并覆盖安装孔，第二部分穿过安装孔并与端壁的内侧固定连接；第一绝缘件包括第一绝缘部和第二绝缘部，第一绝缘部至少部分地设于第一部分和端壁之间，第二绝缘部至少部分地设置于第二部分和端壁之间，其中，第一绝缘部和第二绝缘部成一体，基于一体式的绝缘设计，安装时第一绝缘件可以和极柱同时安装，节省工序，并且一体设计的第一绝缘件相比较于分体设计的绝缘件绝缘效果更好，同时也可以起到良好的密封效果，防止壳体内的电解液泄露出圆柱电池外部，保证圆柱电池的使用安全性。

本实用新型提供的电子设备，通过应用上述二次电池，性能更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的二次电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的二次电池极柱端的分解示意图；

图3为本实用新型实施例提供的二次电池极柱端的剖视示意图；

图4为本实用新型实施例提供的极柱的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第一绝缘件一个视角的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一绝缘件另一个视角的结构示意图。

附图标记：

1、壳体；11、侧壁；12、端壁；121、安装孔；

2、极柱；21、第一部分；211、凸起；22、第二部分；221、电连接部；222、铆接部；223、凹槽；

3、第一绝缘件；31、第一绝缘部；32、第二绝缘部；33、第三绝缘部；

4、第二绝缘件；

5、电芯。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1示出了本实用新型提供的二次电池的结构示意图。如图1所示，该二次电池包括壳体1、设于壳体1端部的极柱2以及设于壳体1内部并与极柱2电连接的电芯5。图1中，二次电池为圆柱电池。电芯5为包括正极集流体、负极集流体、隔膜堆叠后卷绕形成的圆柱体，其中隔膜将正极集流体和负极集流体相互隔开，在电芯5的上下两端形成有极性不同的极耳(图中未示出)，位于上端的极耳和极柱2电连接，位于下端的极耳和壳体1电连接，为了防止正负极直接连通导致的圆柱电池短路，极柱2和壳体1之间必须设置绝缘件。下面将对极柱2与壳体1之间的安装过程以及极柱2与壳体1之间的绝缘件进行介绍。

图2示出了本实用新型提供的二次电池极柱端的分解示意图。如图2所示，壳体1包括侧壁11和封闭连接于侧壁11一端的端壁12，端壁12包括贯穿其的安装孔121。极柱2包括相连接的第一部分21和第二部分22，第一部分21设于端壁12的外侧并覆盖安装孔121，第二部分22穿过安装孔121并与端壁12的内侧固定连接。示例性地，第二部分22可通过铆接方式与端壁12的内侧固定连接。在本实施例中，极柱2是正极极柱，在安装前，第二部分22的形状为柱状，安装时，柱状的第二部分22穿过安装孔121进入壳体1的内侧，通过将第二部分22的底部和端壁12之间铆接，使极柱2固定在端壁12上。图2中侧壁11的另一端(与极柱2相对的另一端)为开口，电芯5通过开口装入侧壁11和端壁12围成的腔体内，并且电芯5的正极极耳朝向极柱2的方向与极柱2电连接，电芯5的负极极耳与壳体1电连接，其连接方式可以为在电芯5的负极极耳处连接金属转接片，通过转接片与壳体1进行电连接，也可以在开口处设置封闭开口的盖板，通过盖板将负极极耳和壳体1进行电连接。通过将电芯5的负极极耳与壳体1电连接，可以使端壁12带负电，由于极柱2和正极极耳相连接带正电，可以实现正负极同时设置在圆柱电池的端壁12一侧，这种设置方式，使得在多个圆柱电池形成模组时，多个圆柱电池的串联、并联可以在同侧进行，极大地节省了结构件的使用，有利于提高圆柱电池的成组效率。为了防止带正电的极柱2和带负电的侧壁11之间接触造成短路，极柱2和端壁12之间设置有第一绝缘件3，安装时，第一绝缘件3套在极柱2的外周，在极柱2和端壁12铆接时，和极柱2一起固定在端壁12上。

本领域技术人员可以理解的是，在以上实施例中，和极柱2电连接的极耳可以是负极极耳，极柱2和端壁12之间的固定方式不限于在壳体1内侧铆接，也可以是在壳体1的外侧铆接。下面将对安装后的极柱2和第一绝缘件3进行进一步的描述。

图3示出了本实用新型提供的二次电池极柱端安装状态下的剖视示意图。如图3所示，第一绝缘件3包括第一绝缘部31和第二绝缘部32，第一绝缘部31至少部分地设于第一部分21和端壁12之间，第二绝缘部32至少部分地设置于第二部分22和端壁12之间，其中，第一绝缘部31和第二绝缘部32成一体，基于一体式的绝缘设计，安装时第一绝缘件3可以和极柱2同时安装，节省工序，并且一体设计的第一绝缘件3相比较于分体设计的绝缘件绝缘效果更好，同时也可以起到良好的密封效果，防止壳体1内的电解液泄露出圆柱电池外部，保证圆柱电池的使用安全性。

继续参考图3，为了加强极柱2与端壁12之间的密封性，第一部分21的内表面包括凸起211，凸起211能够嵌入第一绝缘部31，通过凸起211的设置，可以加强第一部分21对第一绝缘部31的挤压，从而起到加强密封的作用。凸起211可以是环绕第一部分21的连续凸环，也可以是环绕第一部分21的一系列分散的凸包。示例性地，第一部分21的内表面上可设有凸起211，凸起211呈环状，且凸起211与第一部分21同心设置。当然，在其他实施例中，第一部分21的内表面还可以设置多个凸起211，多个凸起211呈同心环布置，凸起211的形状及布局排布可以根据需要设计，在此不作限制。此外，凸起211还可以增加第一部分21与第一绝缘部31之间的接触面积，一方面可以增大第一部分21与第一绝缘部31的摩擦力，另一方面可提高第一部分21与第一绝缘部31的连接强度。

图4为本实用新型提供的极柱的结构示意图。为了便于展示极柱2的具体结构，图4中的极柱2是图3中极柱2翻转后的视图。参考图3和图4，极柱2的第二部分22包括电连接部221、铆接部222及设于电连接部221和铆接部222之间的凹槽223，铆接部222用于与端壁12的内侧铆接固定。其中电连接部221用于和电芯5的极耳电连接，其电连接方式可以是直接与极耳进行焊接，或者在极耳和电连接部221之间设置金属转接片，金属转接片分别和极耳以及电连接部221连接，使得极耳和电连接部221之间实现电连接；第二部分22在安装前的形状是与安装孔121相适应的柱状体，安装时穿过安装孔121进入壳体1的内侧并与端壁12的内侧铆接固定后形成如图3或图4中的铆接部222。铆接部222抵接于第二绝缘部32上，铆接部222在铆接固定至壳体1的端壁12上时，能够挤压第二绝缘部32。成品二次电池中，铆接部222与第一部分21的夹角为β(参见图2)，β满足：0°≤β≤60°。当β为0°时，极柱2和端壁12之间的铆接最牢固；当β逐渐增大时，极柱2和端壁12之间的铆接牢固性降低，但是当电池内部因为产气等内压上升时，对极柱2会产生向外的推力，随着β的增大，推力对铆接部222造成的弯矩减小，有利于防止因为内压过大造成铆接部222的断裂；当β超过60°时，由于极柱2和端壁12之间的铆接牢固性较弱，容易造成极柱2的脱落。本领域技术人员可以理解的是，根据对铆接牢固性的要求和实际的铆接部222的断裂强度，选择合适的β角，有利于满足实际的产品需要，如可以选择0°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°等0°～60°之间的任一角度，在此不再一一举例说明。

可选地，电连接部221的直径为D1，铆接部222的直径为D2，且满足1.1D1<D2<2D1。该设计可保证电连接部221与电芯5的连接面积，及电连接部211的结构强度，同时可保证铆接部222与壳体1之间的铆接强度。当D2大于2D1时，铆接部222在电池因内部产气膨胀变形时，产生的弯矩过大，会导致电连接部221和铆接部222的交界处的主应力过大，引起极柱2拉断失效；当D2在1.1D1和2D1的范围内，极柱2和壳体1的端壁12的固定比较牢靠；当D2小于1.1D1，即使在电池内压较大时，电连接部221和铆接部222交界处的主应力也不会超出阈值，极柱2不会被拉断，但是极柱2和端壁12的连接强度无法保证，会存在极柱2脱离的风险。示例性地，铆接部222的直径D2可以是1.1D1、1.2D1、1.3D1、1.4D1、1.5D1、1.6D1、1.7D1、1.8D1、1.9D1、2D1等1.1D1<D2<2D1之间任一数值。优选地，电连接部221的直径为D1，铆接部222的直径为D2，且满足1.3D1<D2<1.7D1。

第一绝缘部31的厚度为t1，第二绝缘部32的厚度为t2，t1和t2的比值满足：0.5≤t1/t2≤1。第二绝缘部32的厚度为t2，t2满足：0.4mm≤t2≤0.8mm。由于第二绝缘部32在铆接部222的挤压过程中容易变形，需要适当增加第二绝缘部32的厚度，同时为了保证铆接部222与壳体1的铆接强度，在保证第二绝缘部32的绝缘功能的前提下，第二绝缘部32的厚度也不宜过大。

进一步地，第一部分21的背离端壁12的表面与端壁12朝向第一部分21的表面之间的距离为s1，s1满足：0.5mm≤s1≤0.9mm。在使用一体绝缘件时，极柱2的顶部距离端壁12的距离可以比较低，节省极柱2的外部所占空间。在电池高度一定的情况下，由于前述距离的减少，电芯5的高度可以增大，有利于增大电池能量。

可选地，第一绝缘件3的材料为PBT或PPS。PBT材料一般指聚对苯二甲酸丁二酯。聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)是重要的热塑性聚酯，具有高耐热性。不耐强酸、强碱，能耐有机溶剂，可燃，高温下分解。PPS材料一般指聚苯硫醚，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。

如图3所示，该二次电池还包括第二绝缘件4，第二绝缘件4围绕第二绝缘部32设置，第二绝缘件4的直径D3，D3的范围为：30mm≤D3。该设计可保证电芯5与壳体1之间的绝缘。为了将电芯极耳与端壁12的绝缘，数值过小可能会导致极耳接触端壁12。第二绝缘件4的直径D3只要能够保证电芯5的极耳与壳体1的端壁12之间的绝缘即可，其最大值可以与壳体1的直径相同，在此不再一一举例说明。

优选地，第一绝缘部31和第二绝缘部32之间的夹角为α(参见图2)，0°≤α≤60°。示例性地，图5为本实用新型提供的第一绝缘件一个视角的结构示意图。图5中，第一绝缘部31与第二绝缘部32之间的夹角α近似为0°。当然，在其他实施例中，第一绝缘部31和第二绝缘部32之间的夹角α可以是0°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°等0°～60°之间的任一角度，在此不再一一举例说明。

图6为本实用新型提供的第一绝缘件另一个视角的结构示意图。如图6所示，第一绝缘件3还包括第三绝缘部33，第三绝缘部33围设于第一绝缘部31周侧，第一部分21的直径不大于第三绝缘部33的内径(参见图3)，以保证第三绝缘部33能够围设包裹于第一部分21的周侧，使第一部分21的边缘与壳体1之间保持绝缘状态。

示例性地，图6中，第三绝缘部33的内侧壁上设有多个间隔设置的凸起，该凸起用于第一部分21的外周面抵接，该凸起压紧在极柱2的第一部分21的外周，增大接触压力，起到防止极柱2旋转的效果。当然，在其他实施例中，第三绝缘部33的内径等于第一部分21的外径，第一部分21的外周面与第三绝缘部33的内侧壁紧密配合，能够防止灰尘或其他杂物进入第一部分21与第一绝缘部31之间，避免磨损第一绝缘部31，保证电池的稳定性。

本实施例还提供了电子设备，包括上述的二次电池，通过应用上述二次电池，电子设备的性能更加稳定。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (14)

1.二次电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括侧壁和封闭连接于所述侧壁一端的端壁，所述端壁包括贯穿其的安装孔；

极柱，所述极柱包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述端壁的外侧并覆盖所述安装孔，所述第二部分穿过所述安装孔并与所述端壁的内侧固定连接；

第一绝缘件，所述第一绝缘件包括第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部至少部分地设于所述第一部分和所述端壁之间，所述第二绝缘部至少部分地设置于所述第二部分和所述端壁之间，其中，所述第一绝缘部和所述第二绝缘部成一体。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一部分的内表面包括凸起，所述凸起能够嵌入所述第一绝缘部。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一绝缘部和第二绝缘部之间的夹角为α，α满足：0°≤α≤60°。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第二部分包括电连接部、铆接部及设于所述电连接部和所述铆接部之间的凹槽，所述铆接部用于与所述端壁的内侧铆接固定。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述铆接部与所述第一部分的夹角为β，β满足：0°≤β≤60°。

6.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述电连接部的直径为D1，所述铆接部的直径为D2，且满足1.1D1<D2<2D1。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一绝缘件还包括第三绝缘部，所述第三绝缘部围设于所述第一绝缘部周侧，所述第一部分的直径不大于所述第三绝缘部的内径。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一绝缘部的厚度为t1，所述第二绝缘部的厚度为t2，t1和t2的比值满足：0.5≤t1/t2≤1。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述第二绝缘部的厚度为t2，t2满足：0.4mm≤t2≤0.8mm。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述第一部分的背离所述端壁的表面与所述端壁朝向所述第一部分的表面之间的距离为s1，s1满足：0.5mm≤s1≤0.9mm。

11.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一绝缘件的材料为PBT或PPS。

12.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件围绕所述第二绝缘部设置，所述第二绝缘件的直径D3，D3的范围为：30mm≤D3。

13.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池为圆柱电池。

14.电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的二次电池。

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