CN220138627U - 一种二次电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池的技术领域，具体涉及一种二次电池，包括壳体、盖体及设置于壳体内部的电芯，壳体的至少一端具有与盖体相适配的开口，壳体的开口与盖体绝缘相连，壳体和/或盖体朝向电芯的一面具有下沉部，电芯靠近下沉部的一端具有电连接于下沉部的极耳。本实用新型能够提高电池内部空间的利用率，通过增大极耳区域的过流面积，有效地提高了电池的过流能力，既保证了电池的高功率性能，也提高了电池的散热能力，并且，下沉部还具有防止电芯在壳体内出现晃动和提高焊接的可靠性的作用。此外，本实用新型还提供了一种用电装置。

Description

一种二次电池及用电装置

技术领域

本实用新型属于电池的技术领域，具体涉及一种二次电池及用电装置。

背景技术

如今，随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂离子电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等，这为锂离子电池的应用与发展提供了广阔的空间。

然而，当对现有的二次电池进行高倍率充电或放电时，电池的正极区域的电流往往全部集中于小小的极柱，这必然导致极柱的严重发热，进而影响了电芯整体的过流能力，从而难以满足对电池的高功率设计需求。为此，亟需提出一种新型的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种二次电池，其能够提高电池内部空间的利用率，有效地提高了电池的过流能力，既保证了电池的高功率性能，也提高了电池的散热能力，并且，还有效地提高了电芯的装配稳定性和极耳焊接的可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种二次电池，包括壳体、盖体及设置于所述壳体内部的电芯，所述壳体的至少一端设有开口，所述盖体与所述开口相适配，所述壳体的开口与所述盖体绝缘相连，所述盖体和/或所述壳体朝向所述电芯的一面具有下沉部，所述电芯靠近所述下沉部的一端具有电连接于所述下沉部的极耳。

优选的，所述开口设置于所述壳体的顶端或底端，所述电芯具有相对设置且极性相反的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳的其中之一电连接于所述盖体的下沉部，所述第一极耳和所述第二极耳的另一电连接于所述壳体的下沉部。

优选的，所述电芯为卷绕电芯，所述第一极耳和所述第二极耳可以为多极耳或全极耳，所述第一极耳和所述第二极耳均为揉平极耳。

优选的，所述壳体的形状为圆柱形，所述盖体与所述开口密封连接。

优选的，所述壳体与所述盖体通过嵌件注塑或纳米注塑的方式进行绝缘和连接。

优选的，所述壳体与所述盖体为不同的金属材质，所述壳体与所述盖体均能够实现电流导通。

优选的，所述盖体的周缘和所述壳体的开口通过绝缘件连接，以提高所述盖体和所述壳体的连接牢固性。

优选的，所述盖体的周缘形成有限位槽，所述壳体的开口的端面和所述绝缘件均嵌设于所述限位槽。

优选的，所述绝缘件的面向所述壳体的开口的端面设有与所述端面相适配的凹陷部，所述凹陷部能够增加所述绝缘件与所述壳体的开口端的接触面积。

优选的，所述壳体的开口具有沿所述壳体的中轴线延伸的延展部，所述盖体的周缘与所述延展部之间填充所述绝缘件，通过这样设置，能够增大所述壳体与所述绝缘件的接触面积，增大所述盖体与所述绝缘件的接触面积，从而增大所述壳体和所述盖体分别与所述绝缘件的连接可靠性。

优选的，所述盖体的周缘在所述壳体的径向方向不超出所述壳体的外缘。

优选的，所述壳体和所述盖体分别与所述绝缘件连接的表面开设有多个纳米孔，所述绝缘件的至少部分嵌入所述纳米孔中。

优选的，所述盖体背向所述电芯的一面具有凸起，所述凸起用于与外部电连接件焊接，从而有效降低了外部电连接件的焊接难度。

优选的，所述盖体的下沉部背向所述电芯的一面具有凹槽，所述凸起设置于所述凹槽，所述凸起的至少部分外露于所述凹槽。

优选的，所述下沉部为凸字形结构，所述下沉部可以通过激光穿透焊的方式与揉平后的极耳焊接。

本实用新型的目的之二在于：提供一种用电装置，包括如上所述的二次电池。

本实用新型的有益效果在于，

1)本实用新型的二次电池包括壳体、盖体及设置于壳体内部的电芯，壳体的至少一端具有与盖体相适配的开口，壳体的开口与盖体绝缘相连，由于盖体和/或壳体朝向电芯的一面具有下沉部，电芯靠近下沉部的一端具有电连接于下沉部的极耳，这样通过取消集流盘，能够增大了电池内部空间，提高电池内部空间的利用率，可以进一步提升电池的体积容量密度；

2)本实用新型的下沉部能够直接与极耳连接不仅使得整个盖体或壳体都可以过流，还使得电池的过流能力更强，保证了电池的高功率性能；

3)本实用新型的下沉部可以往电芯的端面延伸，其与电芯的极耳接触充分，使得下沉部还具有防止电芯在壳体内晃动和提高极耳的焊接的可靠性的作用，保障电芯的装配稳定；

4)本实用新型的壳体、电芯和盖体这样的装配结构设置还使得电池的整体散热性能更好，从而有效地提升了电池的使用寿命和运行安全性。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图1a为本实用新型实施例1的盖体和绝缘件的分解示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

图2a为本实用新型实施例2的盖体的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、壳体；2、电芯；3、盖体；4、下沉部；5、第一极耳；6、第二极耳；7、绝缘件；8、凸起；9、凹槽；11、延展部；30、限位槽；71、凹陷部。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

在现有的电池性能中，高功率是衡量电池的快充性能的重要指标，发明人发现，圆柱型二次电池为了防止发生短路，其正极极柱只能与电池壳体绝缘，但这极大牺牲了正极的过流面积，当高倍率充电或放电时，正极区域的电流全部集中于小小的极柱，这必然导致极柱的严重发热，进而影响电池整体的过流能力，从而使电池难以满足高功率设计需求。因此，本实用新型提供了一种新型的电池结构以解决上述问题。

以下结合附图1～2和具体的实施方式对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

一种二次电池，参见图1，包括壳体1、电芯2和盖体3，电芯2设置于壳体1的内部，壳体1的一端具有与盖体3相适配的开口，壳体1的开口与盖体3绝缘相连，其中，盖体3与壳体1围成容纳电芯2的空间，壳体1和盖体3朝向电芯2的一面均具有下沉部4，电芯2靠近下沉部4的一端具有电连接于下沉部4的极耳。

本实施例的电池结构通过取消集流盘，有效增大了电池内部空间，能够提高电池内部空间的利用率，可以进一步提升电池的体积容量密度，并且，壳体1和盖体3的下沉部4直接与极耳连接使得整个壳体1和盖体3都可以过流，使得电池的过流能力更强，从而保证了电池的高功率性能，同时，壳体1和盖体3的下沉部4均可以往电芯2的端面延伸，使得下沉部4与电芯2的极耳接触充分，有效增大了极耳区域的过流面积，壳体1和盖体3的下沉部4可以从电芯2的相对两侧给电芯2一个支撑力，防止了电芯2在壳体1内晃动和提高了极耳的焊接的可靠性，此外，壳体1、电芯2和盖体3这样的装配结构设置还使得电池的整体的散热面积更大，散热性能更好，有效地提升了电池的使用寿命和运行安全性。

具体的，壳体1的开口设置于壳体1的顶端或底端，电芯2具有相对设置且极性相反的第一极耳5和第二极耳6，第一极耳5可以为正极极耳，第二极耳6可以为负极极耳，第一极耳5和第二极耳6的其中之一电连接于盖体3的下沉部4，第一极耳5和第二极耳6的另一电连接于壳体1的下沉部4，第一极耳5和第二极耳6可以为多极耳或全极耳。

优选的，壳体1的形状为圆柱形，电芯2为卷绕电芯，第一极耳5和第二极耳6均为揉平极耳。其中，壳体1的材质可以为钢材，盖体3的材质可以为铝材，通过负极极耳与正极极耳分别与钢材壳体1和铝材正极盖体3形成电连接，能够有效提高正极侧的过流能力，使得电池正极的过流能力增大，下沉部4与极耳进行焊接，增大了盖体3与极耳接触面积，改善了圆柱型二次电池正极区域的过流条件，并有利于卷芯的固定。

优选的，盖体3的周缘和壳体1的开口通过绝缘件7连接，以保障盖体3和壳体1之间不会出现短路的情况。

更优选的，参见图1a，盖体3的周缘形成有限位槽30，壳体1的开口的端面和绝缘件7均嵌设于限位槽30，通过在盖体3开设限位槽30，在满足限位的同时，既能够增加盖体3与绝缘件7的接触面积，还可以降低电池的高度。此外，为了增加绝缘件7与壳体1的开口的端面的接触面积，绝缘件7的面向壳体1的开口的端面设有与开口的端面相适配的凹陷部71。

优选的，壳体1和盖体3分别与绝缘件7连接的表面开设有多个纳米孔，纳米孔100的孔径可以小于100nm，绝缘件7的至少部分嵌入纳米孔中，其中，各个纳米孔均具有超微的凹部，凹部用于使绝缘件7的表面嵌入凹部内形成锚栓效应，进而实现壳体1和盖体3分别与绝缘件7的紧固与密封的作用，从而能够保障电池的整体结构密封稳定。

优选的，壳体1和盖体3分别与绝缘件7之间的结合力可以为0.8MPa～2.2MPa、2.2MPa～3.6MPa、3.6MPa～5MPa。

其中，本实施例的电池结构取消了防爆阀，盖体3和绝缘件7形成的正极注塑区在电池内部气体高温条件下会熔融，使得盖体3和绝缘件7得以取代防爆阀。

优选的，盖体3背向电芯2的一面具有凸起8，凸起8用于与外部电连接件焊接，凸起8能够有效降低了外部电连接件的焊接难度。

优选的，盖体3的下沉部4背向电芯2的一面具有凹槽9，凸起8设置于凹槽9，凸起8的至少部分外露于凹槽9，其中，凸起8的高度在1.5mm-10mm的范围内，凹槽9的深度小于凸起8的高度。

优选的，参见图1a，下沉部4为凸字形结构，下沉部4可以通过激光穿透焊的方式与揉平后的极耳焊接，其中，下沉部4的高度在0.5mm-5mm范围内，下沉部4与极耳的焊印面积在2cm²-6cm²范围内。

优选的，本实施例的电池的直径在20mm-80mm范围内，电池的总高在60mm-300mm范围内，壳体1的厚度在0.3mm-2mm范围内；盖体3的厚度在0.1mm-1mm范围内，绝缘件7的厚度在0.1mm-1.5mm范围内，电芯2的直径在16mm-76mm范围内，电芯2的高度在50mm-299mm范围内。

实施例2

与实施例1不同的是，参见图2，壳体1的开口具有沿壳体1的中轴线延伸的延展部11，盖体3的周缘与延展部11之间填充绝缘件7，其中，壳体1的中轴线为壳体1的中心线，绝缘件7的厚度可以在0.1μm-1.5μm范围内，延展部11可以增大壳体1与绝缘件7的接触面积。

优选的，参见图2a，盖体3的周缘呈圆环形结构，盖体3的周缘在壳体1的径向方向不超出壳体1的外缘，这样可以保障多个电池的组装所占用的空间更小。

其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

与实施例1或2不同的是，本实施例仅在壳体1或盖体3朝向电芯2的一面设置有下沉部4，下沉部4电连接于第一极耳5或第二极耳6。

其他结构均与实施例1或2相同，这里不再赘述。

实施例4

与实施例1或2不同的是，本实施例的二次电池中具有两个盖体3，壳体1的相对两端分别具有与单个盖体3相适配的开口，其中一个盖体3位于壳体1的一端，另一个盖体3位于壳体1的另一端，电芯2的第一极耳5电连接于其中一个盖体3的下沉部4，电芯2的第二极耳6电连接于另一个盖体3的下沉部4。

其他结构均与实施例1或2相同，这里不再赘述。

实施例5

一种用电装置，包括实施例1～4的任一种二次电池，其中，该用电装置可以是车辆、手机、便携式装置、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)的至少一端设有开口；

电芯(2)，设置于所述壳体(1)的内部；

盖体(3)，与所述开口相适配，所述开口与所述盖体(3)绝缘相连；

所述盖体(3)和/或所述壳体(1)朝向所述电芯(2)的一面具有下沉部(4)，所述电芯(2)靠近所述下沉部(4)的一端具有电连接于所述下沉部(4)的极耳。

2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述开口设置于所述壳体(1)的顶端或底端，所述电芯(2)具有相对设置且极性相反的第一极耳(5)和第二极耳(6)，所述第一极耳(5)和所述第二极耳(6)的其中之一电连接于所述盖体(3)的下沉部(4)，所述第一极耳(5)和所述第二极耳(6)的另一电连接于所述壳体(1)的下沉部(4)。

3.如权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于：所述盖体(3)的周缘和所述壳体(1)的开口通过绝缘件(7)连接。

4.如权利要求3所述的二次电池，其特征在于：所述盖体(3)的周缘形成有限位槽(30)，所述壳体(1)的开口的端面和所述绝缘件(7)均嵌设于所述限位槽(30)。

5.如权利要求4所述的二次电池，其特征在于：所述绝缘件(7)的面向所述壳体(1)的开口的端面设有与所述端面相适配的凹陷部(71)。

6.如权利要求3所述的二次电池，其特征在于：所述壳体(1)的开口具有沿所述壳体(1)的中轴线延伸的延展部(11)，所述盖体(3)的周缘与所述延展部(11)之间填充所述绝缘件(7)。

7.如权利要求3所述的二次电池，其特征在于：所述壳体(1)和所述盖体(3)分别与所述绝缘件(7)连接的表面开设有多个纳米孔，所述绝缘件(7)的至少部分嵌入所述纳米孔中。

8.如权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于：所述盖体(3)背向所述电芯(2)的一面具有凸起(8)。

9.如权利要求8所述的二次电池，其特征在于：所述盖体(3)的下沉部(4)背向所述电芯(2)的一面具有凹槽(9)，所述凸起(8)设置于所述凹槽(9)，所述凸起(8)的至少部分外露于所述凹槽(9)。

10.一种用电装置，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的二次电池。