CN220420646U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种二次电池。二次电池包括电芯、内部具有空腔的壳体和密封壳体的盖板。电芯容置于空腔，盖板上设置电连接电芯中其中一极的第一极柱。第一极柱上设置连通外界和空腔的注液孔，注液孔中设密封件。空腔中设置位于注液孔下方且和注液孔连通的储液腔，储液腔开设多个连通空腔和注液孔的通孔。二次电池组装时，电解液充盈整个电芯后，多余的电解液会存储于储液腔中，故即使将注液孔采用密封件密封后，充盈于电芯中的电解液因消耗而不足时，储液腔中的电解液可通过通孔而渗入电芯中，从而起到补液的作用，故可延长二次电池的使用期限，从而降低使用成本，且其结构简单、紧凑，可满足产业化需求，也能提高电池、电池组乃至电池包的集成度。

Description

二次电池

技术领域

本实用新型涉及储能器械技术领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术

二次电池是绿色环保的新型储能元器件，目前已广泛用于储能技术、混合动力汽车、通讯、家用电器、军工、航天等技术领域。但随着电动汽车技术的日益完善，电动汽车和混合动力车离人们的日常生活越来越近，业界对为电动汽车提供能量的二次电池的容量和安全性能提出了更高的要求。

二次电池的电芯通常可为卷绕结构或叠片结构，针对卷绕结构，通常卷绕后会于中部留有一定的空间，以缓冲极片于后续电池充放电时的膨胀，缓解卷绕结构电芯的受力，以提高安全性。

另外，为了满足二次电池的高容量要求，需要足够的电解液以维持锂离子的运输。电解液一般由锂盐、有机溶剂及添加剂组成，电解液在二次电池的正、负极之间起到传导离子的作用，而在电池的使用过程中，受高电压等因素影响电解液会不可避免的产生消耗。同时，二次电池的注液孔在注液后通常会进行焊接密封，因而后续无法将注液孔再次打开而进行注液。故，二次电池无法满足高性能需求时，只能报废，无疑增加了使用成本。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种二次电池，其在电解液不足，不能满足高性能需求时，可向电芯中补充电解液，因而可延长二次电池的使用期限，以降低使用成本，且其结构简单、紧凑，可满足产业化需求，也能提高电池、电池组乃至电池包的集成度。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种二次电池，包括电芯、内部具有空腔的壳体和密封所述壳体的盖板，所述电芯容置于所述空腔，所述盖板上设置电连接所述电芯中其中一极的第一极柱，所述第一极柱上设置连通外界和所述空腔的注液孔，所述注液孔中设密封件，所述空腔中设置位于所述注液孔下方且和所述注液孔连通的储液腔，所述储液腔开设多个连通所述空腔和所述注液孔的通孔。

本实用新型的二次电池中将第一极柱和注液孔集成为一体，故结构紧凑、集成度高。且注液孔中设密封件，空腔中设置位于注液孔下方且和注液孔连通的储液腔，储液腔开设多个连通空腔和注液孔的通孔，故于二次电池组装时，电解液充盈整个电芯后，多余的电解液会存储于储液腔中，故即使将注液孔采用密封件密封后，充盈于电芯中的电解液因消耗而不足时，储液腔中的电解液可通过通孔而渗入电芯中，从而起到补液的作用，故可延长二次电池的使用期限，从而降低使用成本。

作为本实用新型的一技术方案，所述通孔至少设置于所述储液腔的周壁。

作为本实用新型的一技术方案，所述通孔至少设置于所述储液腔的底壁。

作为本实用新型的一技术方案，所述储液腔靠近所述盖板的一侧设置支架，所述储液腔借由所述支架固定于所述盖板，所述支架上设置连通所述空腔和所述注液孔的缺口。

作为本实用新型的一技术方案，所述储液腔于所述盖板上的正投影大于所述注液孔于所述盖板上的正投影。

作为本实用新型的一技术方案，所述电芯为圆柱体，所述电芯于中心轴设贯通孔，所述储液腔插设于所述贯通孔。

作为本实用新型的一技术方案，所述储液腔自所述盖板延伸至所述壳体的底部。

作为本实用新型的一技术方案，所述储液腔悬置于所述空腔的上部。

作为本实用新型的一技术方案，所述壳体的底部向所述盖板方向外凸形成防爆腔，所述防爆腔内设防爆装置，所述防爆装置设于所述储液腔的下方且两者间隔设置。

作为本实用新型的一技术方案，所述防爆装置和所述储液腔于竖直方向上的正投影一致。

附图说明

图1为本实用新型的二次电池的立体图。

图2为本实用新型的二次电池的俯视图。

图3为本实用新型的二次电池的仰视图。

图4为本实用新型的二次电池的主视图。

图5为图4的变化图。

图6为本实用新型的二次电池沿中心轴的剖视图。

图7为图6的一变化图。

图8为图6的另一变化图。

图9为图6的又一变化图。

图10为图6中储液腔部分的放大图。

图11为图7中圆圈部分的放大图。

图12为图9中防爆装置的放大图。

图13为图12中圆圈部分的放大图。

元件符号说明

100-二次电池；10-壳体；30-盖板；31-第一极柱；33-注液孔；35-密封件；37-第二极柱；50-电芯；70-储液腔；71-通孔；73-支架；75-缺口；90-防爆装置；91-防爆腔；93-防爆阀；95-阻燃件；97-密封板；X-水平方向；Y-竖直方向

具体实施方式

为更好地说明本实用新型的目的、技术方案和有益效果，下面将结合具体附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。需说明的是，下述实施方式是对本实用新型做的进一步解释说明，不应当作为对本实用新型的限制。

如图1～9所示，二次电池100包括电芯50、内部具有空腔的壳体10和密封壳体10的盖板30。

壳体10的内部具有空腔(图中未示出)，空腔中容置电芯50。壳体10的上端开口为盖板30所密封，壳体10和盖板30可焊接固定、粘结固定或嵌合固定。壳体10的底部与周壁可一体冲压成型，也可为分体式结构。若为分体式结构，其底部和周壁通过焊接而固定。壳体10可为不锈钢材质、铝材质、碳素钢材质、镁合金等，也可为陶瓷等绝缘材质。壳体10可为如图1～4所示的圆柱体结构，也可如图5所示的长方体结构。优选的，本实用新型二次电池的壳体为圆柱体结构。

电芯50可为可卷绕而成，也可叠片而成。若为卷绕而成，则电芯50包括由第一极片、隔离膜和第二极片依次叠制再卷绕而成的卷绕体。若为叠片而成，电芯50为多个由第一极片、隔离膜和第二极片依次叠制而成的层叠体的组合。

盖板30上设置电连接电芯50中其中一极的第一极柱31，第一极柱31可与盖板30一体成型也可绝缘固定于盖板30上。壳体10可作为第二极进行输出，壳体10电连接电芯50中的另一极。第一极柱31上设置连通外界和空腔的注液孔33，注液孔33中设密封件35。密封件35于二次电池注液之后将注液孔33进行密封，密封件35可为铝钉等，通过焊接而固定于注液孔33。空腔中设置位于注液孔33下方且和注液孔33连通的储液腔70，储液腔70开设多个连通空腔和注液孔33的通孔71。于二次电池100组装时，电解液充盈整个电芯50后，多余的电解液会存储于储液腔70中，故即使将注液孔33采用密封件35密封后，充盈于电芯50中的电解液因消耗而不足时，储液腔70中的电解液可通过通孔71而渗入电芯50中，从而起到补液的作用，故可延长二次电池100的使用期限，从而降低使用成本。

进一步的，通孔71至少设置于储液腔70的周壁。或者，通孔71至少设置于储液腔70的底壁。即通孔71可仅设于储液腔70的周壁、仅设于储液腔70的底壁、或储液腔70的周壁和底壁上都设通孔71。优选的，如图10所示，通孔71同时设于储液腔70的周壁和底壁，且通孔71为多个，多个通孔71规则排布于储液腔70上，多个通孔71的面积之和至少占储液腔70表面积的1/5以上，以保证注液时，电解液能快速的充盈电芯。进一步的，为了提高注液速率，如图7和图11所示，储液腔70靠近盖板30的一侧设置支架73，储液腔70借由支架73固定于盖板30，支架73上设置连通空腔和注液孔33的缺口75，注液时，若电解液穿设通孔71充盈电芯50的速率较慢，可从缺口75溢出而从电芯50的顶部进入，从而可大大改善注液速率。储液腔70于盖板30上的正投影大于注液孔33于盖板30上的正投影，储液腔70的水平尺寸较大，以保证电解液能充满储液腔70，以保证足够的量进行后续的电解液补充。储液腔70可焊接或者借用支架73而焊接于盖板30的下部。

储液腔70可自盖板30延伸至壳体10的底部。自盖板30延伸至壳体10的底部，则储液腔70的外径可较小，以使储液腔70于空腔中所占的体积较低，从而使二次电池100的体积能量密度较高。电芯50为圆柱体，电芯50于卷心轴设贯通孔，储液腔70插设于贯通孔，此种方式有利于组装，且储液腔70的外部轮廓也为圆柱形，此种方式可使储液腔70和电芯50接触紧密，以充分利用空腔中的空间。基于圆柱形结构的电芯50，由于其为卷绕结构，通常卷绕后会于中部留有一定的空间，于其中部设于储液腔70，不会占用过多的空间，对电芯50的体积能量密度影响极低。储液腔70和壳体10的底部表面之间设置一定的间隙，可使电解液自储液腔70的底壁的通孔71流出后可经竖直方向渗透至电芯50中，从而以提高注液效率。

当然，电芯50也可为其他结构，如方形、扁平型等，此时电芯50的第一极柱31和第二极柱37皆处于盖板30上，且靠近盖板30的两相对侧。可于第一极柱31和/或第二极柱37上设注液孔33，即可于其中一极的极柱上设注液孔33，也可将两个极柱上皆设注液孔33，此时储液腔70也可为两个，且分别固定于盖板的下方。

另外，储液腔70也可仅悬置于空腔的上部，即于竖直方向上，储液腔70仅占空腔中的一部分。为了充分利用空间，可于储液腔70的下方设防爆装置90。具体的，壳体10的底部向盖板30方向外凸形成防爆腔91，防爆腔91内设防爆装置90。防爆腔91包括靠近盖板30的顶壁(图中未示出)和连接顶壁(图中未示出)的周壁，防爆装置90包括防爆阀93和阻燃件95，防爆阀93设于顶壁，阻燃件95容置于防爆腔91内。于竖直方向Y上，周壁的尺寸小于壳体10尺寸的一半。于水平方向X上，顶壁面积小于盖板30面积的四分之一。

防爆装置90设于储液腔70的下方且两者间隔设置，以保证后续二次电池使用后产生的气体能汇聚于防爆阀93处，以保证防爆的灵敏性。若二次电池内部气压过大，防爆阀93爆破之后气体喷出可经阻燃件95处理而阻燃，从而保证安全性。阻燃件95可为阻燃器，其通过将火苗分散成独立的火星而起到物理阻燃作用。或者，阻燃件95也可为防火剂，防火剂为氯化石蜡、氯化橡胶、聚氯乙烯、含磷树脂、四溴邻苯二酸酐、四氯邻苯二酸酐、六溴苯、十溴联苯、十氯联苯、含卤脂族磷酸酯、二聚的六氯环戊二烯、六溴环十二烷、氯化铵、溴化铵、硼砂、硼酸、磷酸铵、磷酸钠、钨酸钠、水玻璃和三氧化二锑中的至少一种，其通过化学作用而起到阻燃作用。为了将防火剂固定于防爆腔91中，可于防爆腔91远离防爆阀93的一端设密封板97，防火剂借由密封板97密封于防爆腔91中。或者，防爆腔91远离防爆阀93的一端设开口，防爆腔91内固定一透气袋，透气袋内填充防火剂，此种方式还能即使更换防火剂，以避免防火剂受潮、受热而失效等。

进一步的，防爆装置90中防爆阀93和顶壁一体成型，此种方式加工简单。或者，顶壁上开设防爆孔，防爆阀93密封且焊接于防爆孔。

需要进一步说明的是，防爆装置90和储液腔70于竖直方向上的正投影一致，以避免占用壳体10中的较多的体积，以保证二次电池持有足够的体积能量密度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，但是也并不仅限于实施例中所列，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括电芯、内部具有空腔的壳体和密封所述壳体的盖板，所述电芯容置于所述空腔，所述盖板上设置电连接所述电芯中其中一极的第一极柱，所述第一极柱上设置连通外界和所述空腔的注液孔，所述注液孔中设密封件，所述空腔中设置位于所述注液孔下方且和所述注液孔连通的储液腔，所述储液腔开设多个连通所述空腔和所述注液孔的通孔。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述通孔至少设置于所述储液腔的周壁。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述通孔至少设置于所述储液腔的底壁。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述储液腔靠近所述盖板的一侧设置支架，所述储液腔借由所述支架固定于所述盖板，所述支架上设置连通所述空腔和所述注液孔的缺口。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述储液腔于所述盖板上的正投影大于所述注液孔于所述盖板上的正投影。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电芯为圆柱体，所述电芯于中心轴设贯通孔，所述储液腔插设于所述贯通孔。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述储液腔自所述盖板延伸至所述壳体的底部。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述储液腔悬置于所述空腔的上部。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述壳体的底部向所述盖板方向外凸形成防爆腔，所述防爆腔内设防爆装置，所述防爆装置设于所述储液腔的下方且两者间隔设置。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述防爆装置和所述储液腔于竖直方向上的正投影一致。