CN219436098U - 二次电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二次电池及用电设备。本实用新型中，二次电池包括：外壳，外壳的一端具有端板；电芯，设置在外壳内；极柱，极柱与电芯电连接；极柱具有柱体部，以及由柱体部的侧壁朝向远离柱体部的轴线方向延伸出的第一延展部；柱体部贯穿端板，第一延展部位于外壳内；第一绝缘件，套设在柱体部上，且第一绝缘件具有位于第一延展部和端板之间的绝缘延伸部；以及垫圈，套设在柱体部外，用于将第一延展部和端板隔开。与现有技术相比，降低极柱铆接失效的风险，使得电池使用更为安全。

Description

二次电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种二次电池及用电设备。

背景技术

随着电动汽车的高速发展，关于电动汽车上的电池的研究越来越多，且越来越广泛。而圆柱电芯的开发及大面积使用也越来越得到关注。圆柱电芯正极为铆接极柱，负极为钢壳。正极铆接处由极柱，上塑胶、下塑胶、密封圈组成。当电池内部产生高压气体时，电池内部气压上升，正极柱处向外鼓胀，极柱具有在外壳内的第一延展部，下塑胶与第一延伸部铆接，第一延伸部受到钢壳对其的弯矩作用，第一延伸部根部材料易发生失效断裂，导致正极处铆接失效。因此，当电池内部压力达到一定程度时，需要保证正极柱不发生铆接失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二次电池及用电设备，降低极柱铆接失效的风险，使得电池使用更为安全。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种二次电池，包括：

外壳，所述外壳的一端具有端板；

电芯，设置在所述外壳内；

极柱，所述极柱与所述电芯电连接；所述极柱具有柱体部，以及由所述柱体部的侧壁朝向远离所述柱体部的轴线方向延伸出的第一延展部；所述柱体部贯穿所述端板，所述第一延展部位于所述外壳内；

第一绝缘件，套设在所述柱体部上，且所述第一绝缘件具有位于所述第一延展部和所述端板之间的绝缘延伸部；以及

垫圈，套设在所述柱体部外，用于将所述第一延展部和所述端板隔开。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于设置垫圈，垫圈能够减小端板对第一延展部的弯矩作用，降低第一延展部的应力，降低极柱铆接失效的风险。

在一实施例中，所述垫圈夹持在所述端板与所述绝缘延伸部之间或，

所述垫圈夹持在所述第一延展部和所述绝缘延伸部之间。通过设置垫圈，让垫圈位于端板与所述绝缘延伸部之间，内压作用下端板向外凸起时，垫圈的设置能够减小端板对第一延展部的弯矩作用，降低第一延展部的应力，降低极柱铆接失效的风险。

在一实施例中，所述垫圈的高度为0.1mm-0.5mm。

在一实施例中，所述垫圈的高度为0.2mm-0.4mm。

在一实施例中，所述垫圈的宽度为0.2mm-0.5mm。

在一实施例中，所述垫圈的宽度为0.3mm-0.4mm。

在一实施例中，所述端板上开设有贯穿孔，所述柱体部贯穿所述贯穿孔；

所述第一绝缘件具有套设在所述柱体部和所述垫圈之间的绝缘套圈部，所述绝缘延伸部与所述绝缘套圈部相连，且所述绝缘套圈部至少部分位于所述贯穿孔的侧壁与所述柱体部之间。

在一实施例中，所述绝缘延伸部与所述绝缘套圈部的连接处支撑所述第一延展部与所述柱体部的连接处，且所述垫圈与所述绝缘套圈部相贴。

在一实施例中，所述垫圈至所述极柱的轴线的距离为P，所述第一延展部与所述柱体部的连接处至所述极柱的轴线的距离为Q；

P与Q相等或，P比Q大0.1mm-0.3mm。

在一实施例中，所述垫圈和所述第一绝缘件为一体件。

在一实施例中，所述外壳具有壳体；所述端板与所述壳体为一体件或所述端板与所述壳体可拆卸连接。

本实用新型的实施方式提供了一种用电设备，包括：如上中任意一项所述的二次电池。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施例中的二次电池的结构示意图；

图2是根据本实用新型一实施例中的二次电池的剖视图；

图3是图2中的A的局部示意图；

图4是根据本实用新型一实施例中第一延展部的受力分析；

图5是无垫圈的二次电池中，外壳内部1MPa的内压时，第一延展部受应力情况力学分析图；

图6是垫圈高度0.1mm的二次电池中，外壳内部1MPa的内压时，第一延展部受应力情况力学分析图；

图7是垫圈高度0.2mm的二次电池中，外壳内部1MPa的内压时，第一延展部受应力情况力学分析图；

图8是垫圈高度0.3mm的二次电池中，外壳内部1MPa的内压时，第一延展部受应力情况力学分析图；

图9是垫圈高度0.4mm的二次电池中，外壳内部1MPa的内压时，第一延展部受应力情况力学分析图；

图10是垫圈高度0.5mm的二次电池中，外壳内部1MPa的内压时，第一延展部受应力情况力学分析图。

附图标记：100、二次电池；1、外壳；11、端板；2、电芯；3、正极集流盘；4、负极集流盘；5、第一绝缘件；51、绝缘延伸部；52、绝缘套圈部；6、垫圈；7、极柱；71、柱体部；72、第一延展部；73、第二延伸部；8、第二绝缘件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

以下将结合附图对本实用新型的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

下文参照附图描述本实用新型的实施例。

本实用新型的一实施例涉及一种二次电池。如图1、图2和图3所示，图2为图1的剖视图，图3为图2中A的局部放大图，二次电池100包括：外壳1、设置在外壳1内的电芯2、正极集流盘3和负极集流盘4，正极集流盘3和负极集流盘4设置在外壳1内，且位于电芯2的两端，电芯2的正极端与正极集流盘3焊接相连，电芯2的负极端与负极集流盘4焊接相连。外壳1的一端具有端板11，二次电池100还包括与电芯2电连接的极柱7，极柱7与正极集流盘3电连接贯穿端板11，负极集流盘4与外壳1的底部焊接相连。极柱7具有柱体部71，以及由柱体部71的侧壁朝向远离柱体部71的轴线N方向延伸出的第一延展部72，柱体部71贯穿端板11，第一延展部72位于外壳1内。二次电池100还包括：第一绝缘件5和垫圈6，第一绝缘件5套设在柱体部71上，且第一绝缘件5具有位于第一延展部72和端板11之间的绝缘延伸部51，垫圈6套设在柱体部71外，且夹持在端板11与绝缘延伸部51之间。本实施例中将极柱作为正极，在一些其他实施例中，也可将极柱作为负极，其他的部件可根据极柱极性的不同做相应的常规改变，在此不再赘述。

如图4中，L为第一延展部受力区域的力臂长度，F为第一延展部受到的应力，M为第一延展部72的弯矩。文中L1和L2为不同情况下第一延展部受力区域的力臂，即上述的L；M1和M2为不同情况下第一延展部的弯矩，即上述的M。现有技术中，无垫圈6，绝缘延伸部51夹持在端板11与第一延展部72之间直接端板11和第一延展部72相接触，在电芯2底部受到内压向外凸起的过程中，端板11中心区域受到压力向外凸起，绝缘延伸部51与端板11连接在一起，端板11会对绝缘延伸部51的边缘施加向外壳1内的力，而第一延展部72与绝缘延伸部51贴合连接在一起，使得第一延展部72同样受力，进而绝缘延伸部51靠近二次电池100轴线N的一端处会弯折变形撕裂，第一延展部72会向外壳1内翻折，第一延展部72受力区域的力臂为L1，此时第一延展部72的弯矩为M1＝F*L1。而在本实施例中，如图3和图4所示，添加了垫圈6，垫圈6与端板11接触，端板11中心区域受到压力向外凸起时对垫圈6的边缘施加向外壳1内的力，第一延展部72与垫圈6贴合在一起的一段上同样受到向外壳1内的力，此时第一延展部72受力区域的力臂为L2，即垫圈6的边缘处至第一延展部72和柱体部71的连接处，第一延展部72的弯矩为M2＝F*L2，L2小于L1，所以添加垫圈6受到的弯矩小于添加垫圈6后，故对于第一延展部72受力有所改善。进而通过设置垫圈6，让垫圈6位于端板11与绝缘延伸部51之间，内压作用下端板11向外凸起时，垫圈6的设置能够减小端板11对第一延展部72的弯矩作用，降低第一延展部72的应力，降低极柱7铆接失效的风险。

下面对本实施例的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

具体地说，如图3中，端板11上开设有贯穿孔，柱体部71贯穿贯穿孔。第一绝缘件5具有套设在柱体部71和垫圈6之间的绝缘套圈部52，绝缘延伸部51与绝缘套圈部52相连，且绝缘套圈部52至少部分位于贯穿孔的侧壁与柱体部71之间。在其他实施例中，贯穿孔的侧壁与柱体部71之间也可以是独立的绝缘圈，而不是由绝缘套圈部52延伸形成。

另外，如图3中，绝缘延伸部51与绝缘套圈部52的连接处支撑第一延展部72与柱体部71的连接处，且垫圈6与绝缘套圈部52相贴。

进一步地，如图3中，垫圈6至极柱7的轴线N的距离为P，第一延展部72与柱体部71的连接处至极柱7的轴线N的距离为Q。P与Q相等或，P比Q大0.1mm-0.3mm。垫圈6设置的位置和第一延展部72与柱体部71的连接处位置大致相同，对第一延展部72与柱体部71的连接处提供足够的支撑，在内压较大时，防止第一延展部72从柱体部71上折断。

可选地，垫圈6和第一绝缘件5为独立的两个部件或者为一体件。

外壳1具有壳体，端板11与壳体为一体件或端板11与壳体可拆卸连接。

如图3中，极柱7还具有位于外壳1外的第二延伸部73，第二延伸部73与端板11相隔开，第二延伸部73由柱体部71的侧壁朝向远离柱体部71的轴线N方向延伸形成。二次电池100还包括：位于外壳1外的密封圈和第二绝缘件8，密封圈套设在柱体部71外，将第二延伸部73与端板11相隔开，第二绝缘件8套设在密封圈外，第二绝缘件8的上表面具有沉台，第二延伸部73嵌入在第二绝缘件8的沉台内。

进一步地，如图3中，垫圈6的高度为0.1mm-0.5mm。在铆接极柱时，第一延展部72弯折，如果垫圈过低，为了防止第一延展部72铆接时抵持在端板11上，因此选择上述的垫圈6的高度。

进一步地，如图3中，垫圈6的高度为0.2mm-0.4mm。可选地，垫圈6的高度为0.25mm、0.3mm或0.35mm。进一步地，如图3中，垫圈6的宽度为0.2mm-0.5mm。在铆接极柱时，第一延展部72弯折，如果垫圈6宽度较小，第一延展部72和柱体部71的连接处会有应力存在，选择合适的垫圈6宽度，可防止由于垫圈6宽度较小而造成的第一延展部72和柱体部71的连接处应力集中，进而防止了铆接过程中第一延展部72和柱体部71的连接处应力集中而导致的连接处断裂。

进一步地，如图3中，垫圈6的宽度为0.3mm-0.4mm。可选地，垫圈6的宽度为0.32mm、0.35mm或0.37mm。

结合图5-图10的力学分析图，在二次电池100有垫圈6和无垫圈6，在二次电池100内部产生1MPa的内压时，第一延展部72受到的最大应力情况如下：

如图5中，无垫圈6时，第一延展部72受到的最大应力为169Mpa；

如图6中，有垫圈6时，垫圈6高度0.1mm，垫圈6宽度0.4mm，第一延展部72受到的最大应力为148Mpa；

如图7中，有垫圈6时，垫圈6高度0.2mm，垫圈6宽度0.4mm，第一延展部72受到的最大应力为135Mpa；

如图8中，有垫圈6时，垫圈6高度0.3mm，垫圈6宽度0.4mm，第一延展部72受到的最大应力为126Mpa；

如图9中，有垫圈6时，垫圈6高度0.4mm，垫圈6宽度0.4mm，第一延展部72受到的最大应力为109Mpa；

如图10中，有垫圈6时，垫圈6高度0.5mm，垫圈6宽度0.4mm，第一延展部72受到的最大应力为99Mpa。

通过上述内容可知，垫圈6对第一延展部72的应力降低的作用显著，且垫圈6高度越高，降低第一延展部72的应力效果越好。但为了使得二次电池100的高度在合适的范围内，垫圈6的高度优先为0.2mm-0.4mm。

在本实施例中，垫圈6夹持在端板11与绝缘延伸部51之间，可理解地，在其他实施例中垫圈6可夹持在第一延展部72和绝缘延伸部之间，绝缘延伸部51与端板11相固定，端板11与第一延展部72之间隔开，端板11在受力后无法直接施加应力给第一延展部72，进而降低极柱7铆接失效的风险。也就是说，垫圈6套设在柱体部71外，用于将第一延展部72和端板11隔开。本实用新型的再一实施例还涉及一种用电设备，包括如上所述的二次电池。该用电设备可为汽车，电车等交通工具或其他需二次电池的设备。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (12)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳的一端具有端板；

电芯，设置在所述外壳内；

极柱，所述极柱与所述电芯电连接；所述极柱具有柱体部，以及由所述柱体部的侧壁朝向远离所述柱体部的轴线方向延伸出的第一延展部；所述柱体部贯穿所述端板，所述第一延展部位于所述外壳内；

第一绝缘件，套设在所述柱体部上，且所述第一绝缘件具有位于所述第一延展部和所述端板之间的绝缘延伸部；以及

垫圈，套设在所述柱体部外，用于将所述第一延展部和所述端板隔开。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述垫圈夹持在所述端板与所述绝缘延伸部之间或，

所述垫圈夹持在所述第一延展部和所述绝缘延伸部之间。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述垫圈的高度为0.1mm-0.5mm。

4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述垫圈的高度为0.2mm-0.4mm。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述垫圈的宽度为0.2mm-0.5mm。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述垫圈的宽度为0.3mm-0.4mm。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述端板上开设有贯穿孔，所述柱体部贯穿所述贯穿孔；

所述第一绝缘件具有套设在所述柱体部和所述垫圈之间的绝缘套圈部，所述绝缘延伸部与所述绝缘套圈部相连，且所述绝缘套圈部至少部分位于所述贯穿孔的侧壁与所述柱体部之间。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述绝缘延伸部与所述绝缘套圈部的连接处支撑所述第一延展部与所述柱体部的连接处，且所述垫圈与所述绝缘套圈部相贴。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述垫圈至所述极柱的轴线的距离为P，所述第一延展部与所述柱体部的连接处至所述极柱的轴线的距离为Q；

P与Q相等或，P比Q大0.1mm-0.3mm。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述垫圈和所述第一绝缘件为一体件。

11.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述外壳具有壳体；所述端板与所述壳体为一体件或所述端板与所述壳体可拆卸连接。

12.一种用电设备，其特征在于，包括：如权利要求1-11中任意一项所述的二次电池。