CN220553506U - 二次电池和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种二次电池和电子设备，具体涉及电池领域。所述二次电池包括壳体、电极端子和电极组件，所述壳体包括端壁和环绕在所述端壁周向的侧壁，所述端壁和所述侧壁焊接连接，所述端壁包括通孔；所述电极端子覆盖所述通孔，且与所述端壁绝缘；所述电极组件设置在所述壳体内，且在面向所述电极端子的一端包括第一极耳；所述第一极耳与所述电极端子电连接；其中，所述侧壁包括若干个棱面，相邻的所述棱面之间设置有圆弧连接面，所述圆弧连接面的曲率半径与棱面的宽度比为0.1～1。壳体的棱柱结构能够增强二次电池成组的结构稳定性，且在相邻的棱柱之间设置圆弧连接面有利于提高端盖和壳体的焊接速度。

Description

二次电池和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及二次电池和电子设备。

背景技术

目前，在新能源汽车的发展越来越迅速的背景下，动力电池的安全性与电池能量则显得尤为重要。市面上的新能源汽车主要使用的是方壳电池与圆柱电池，其中圆柱电池单体能量较高且一致性较好，获得了很多新能源企业的青睐。但是整车能给予安放动力电池的空间是有限的，在有限的空间内，单个二次电池的能量越高，放置的二次电池数目愈多，整车的动力电池总能量高，即续航强。圆柱电池因圆形形状引起二次电池之间排布不紧致，导致整体成组效率偏低，结构稳定性较差，受到外界振动或冲击时易发生短路或断路。

实用新型内容

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型提供一种二次电池和电子设备，以改善圆柱二次电池成组时结构稳定性差的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种二次电池，所述二次电池包括壳体、电极端子和电极组件，所述壳体包括端壁和环绕在所述端壁周向的侧壁，所述端壁和所述侧壁焊接连接，所述端壁包括通孔；所述电极端子覆盖所述通孔，且与所述端壁绝缘；所述电极组件设置在所述壳体内，且在面向所述电极端子的一端包括第一极耳；所述第一极耳与所述电极端子电连接；其中，所述侧壁包括若干个棱面，相邻的所述棱面之间设置有圆弧连接面，所述圆弧连接面的曲率半径与棱面的宽度比为0.1～1。

在本实用新型的一示例中，所述圆弧连接面的曲率半径与所述棱面的宽度比为0.5～1。

在本实用新型的一示例中，所述二次电池还包括绝缘衬套，所述绝缘衬套套设在所述电极组件外，并至少包覆在所述电极组件的周向外侧，所述绝缘衬套的外壁与所述壳体的内壁形状相匹配。

在本实用新型的一示例中，所述侧壁包括六个所述棱面，且六个所述棱面沿所述电极组件的周向外侧等间距环绕，多个相邻的所述棱面之间的圆弧连接面的曲率半径相等。

在本实用新型的一示例中，所述二次电池还包括第一集流盘，所述电极端子贯穿所述通孔，且在朝向所述电极组件的一侧设置有平坦部，所述第一集流盘分别与所述第一极耳和所述平坦部焊接连接。

在本实用新型的一示例中，所述二次电池还包括第二集流盘，所述电极组件在背离所述通孔的一侧还包括第二极耳，所述第二集流盘分别与所述第二极耳和所述壳体焊接连接。

在本实用新型的一示例中，所述端壁与所述第一集流盘之间设置有绝缘件，所述第一集流盘和所述绝缘件的外轮廓与所述壳体的内壁相匹配。

在本实用新型的一示例中，所述电极组件的中心形成有中心孔，所述第一集流盘的与所述中心孔对应的位置与所述电极端子焊接连接，所述第二集流盘与所述中心孔对应的位置包括开口。

在本实用新型的一示例中，所述端壁与所述壳体的开口之间设置有定位结构，所述定位结构包括沿所述端壁外周缘设置的凸台，所述凸台与所述侧壁的端面搭接配合。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述二次电池。

本实用新型的二次电池，采用棱柱式的壳体结构能够增强二次电池成组的结构稳定性，减少结构胶的使用。在相邻的棱面之间设置圆弧连接面有利于提高端盖和壳体的焊接速度，进而提高生产速度，加快生产节拍。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本实用新型的二次电池于一实施例中的结构示意图；

图2为本实用新型的二次电池于一实施例中的分解结构示意图；

图3为本实用新型的二次电池于一实施例中的俯视图；

图4为图3的二次电池沿A-A剖切线剖切后的剖面结构示意图；

图5为图4中A区域的放大示意图；

图6为图4中B区域的放大示意图；

图7为本实用新型的二次电池于一实施例中的电极组件的结构示意图；

图8为本实用新型的二次电池于一实施例中的电极组件的俯视图；

图9为图8的电极组件沿B-B剖切线剖切后的剖面结构示意图；

图10为本实用新型的电子设备的示意图。

元件标号说明

10、二次电池；100、壳体；110、端壁；111、第一端壁；1111、凸台；112、第二端壁；120、侧壁；200、电极端子；210、平坦部；220、绝缘件；300、电极组件；310、第一极耳；320、第二极耳；400、第一集流盘；500、第二集流盘；600、绝缘衬套；20、电子设备；201、工作部。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1至图10，本实用新型提供一种二次电池10和电子设备20，该二次电池10通过将壳体100的侧壁120设置成若干个棱面增强了二次电池10成组的结构稳定性，并且通过在相邻棱面之间设置圆弧连接面提高端壁110和侧壁120的焊接速度，提高焊接效率。

请参阅图1和图2，本实用新型提供的二次电池10包括壳体100、电极端子200和电极组件300。

壳体100内形成有容纳腔，用于容纳电极组件300、电解液(未示出)以及其他部件，容纳腔可以是一端开口也可以是两端开口。壳体100的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等，为了防止长期使用时壳体100生锈，还可以在壳体100的表面镀一层防锈材料如金属镍等。

请参阅图2和图4，电极组件300密封安装在壳体100内，密封的具体形式不受限定。电极组件300是二次电池10中发生电化学反应的部件。壳体100内可以包含一个或更多个电极组件300。电极组件300主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳，正极涂覆区涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳，负极涂覆区涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

请参阅图1、图2和图4，在一实施例中，壳体100包括端壁110和环绕在端壁110周向的侧壁120，端壁110和侧壁120固定连接，且端壁110包括用于设置电极端子200的通孔。端壁110和侧壁120可为一体成型结构，端壁110和侧壁120也可以为独立的两个构件，通过焊接、铆接、粘接等方式连接在一起。端壁110的形状与壳体100的容纳腔形状相匹配。端壁110和侧壁120可以由相同的材料制成，也可以由不同的材料制成，只要两者能够通过激光焊接相连即可。

请参阅图1至图3，侧壁120包括若干个棱面，此处对棱面的数量不作限制，可根据实际使用需要进行调整，示例性的，棱面的数量可以为四个、五个、六个或更多个，若干个棱面的宽度可以相等，也可以不相等。在一实施例中，侧壁120包括六个棱面，且六个棱面沿电极组件300的周向外侧等间距环绕。

较佳的，多个相邻的棱面之间设置有圆弧连接面，且相邻棱面之间的圆弧连接面的曲率半径相等，圆弧连接面的曲率半径R与棱面的宽度L的比为0.1～1，例如圆弧连接面的曲率半径R与棱面的宽度L的比可以为0.1、0.5或1等上述范围内的任一数值。优选的，圆弧连接面的曲率半径R与棱面的宽度L的比为0.5～1，例如0.6、0.8或0.9等。示例性的，端壁110与侧壁120之间通过激光焊接，圆弧连接面可以防止端壁110与侧壁120焊接时焊穿侧壁120，且激光器在焊接时不需要停止，提高了焊接效率。

请参阅图4至图6，端壁110包括第一端壁111和第二端壁112，第一端壁111和第二端壁112相对设置在侧壁120的两端。在一实施例中，第二端壁112设置在侧壁120的一端，并与侧壁120一体成型，第二端壁112与侧壁120共同围成一个一端封闭，另一端开口的筒状结构；第一端壁111设置在侧壁120的另一端，且第一端壁111上设置有通孔，第一端壁111与侧壁120焊接连接。在另一实施例中，也可在第二端壁112上设置通孔。在其他实施例中，还可以壳体100的两端开口，第一端壁111和第二端壁112分别设置在壳体100两端的开口处，第一端壁111和第二端壁112分别与侧壁120焊接连接，且第一端壁111和第二端壁112上均设置有通孔。

较佳的，第一端壁111与壳体100的开口之间设置有定位结构，定位结构包括沿第一端壁111外周缘设置的凸台1111，且凸台1111沿第一端壁111的径向延伸。凸台1111与侧壁120的端面搭接配合，凸台1111的端面与侧壁120的端面抵接，进而实现了第一端壁111在壳体100上的轴向定位，凸台1111的周向侧壁与壳体100的内表面相配合，进而实现了第一端壁111在壳体100上的径向定位。焊接后，凸台1111和侧壁120至少部分熔化并连接在一起。第一端壁111上设置凸台1111可以防止第一端壁111与侧壁120的焊接过程中错位，影响焊接效果。

请参阅图4和图5，电极端子200覆盖端壁110上的通孔，并与端壁110绝缘安装。作为示例，电极端子200覆盖第一端壁111的通孔，且电极端子200与第一端壁111电绝缘。电极端子200由具有导电性的金属材料制成。电极端子200的材料可以是铝。如果电极端子200的材料是铝，则可以容易地执行铆接工艺。电极端子200与第一端壁111之间的电绝缘可以通过各种方式来实现。例如，可以通过将绝缘垫圈置于电极端子200和第一端壁111之间来实现绝缘。另选地，可以通过在电极端子200上涂覆绝缘层来实现电极端子200与第一端壁111的电绝缘。另选地，以上方法中的一些可以组合应用。

请参阅图4，在一实施例中，电极组件300面向电极端子200的一端包括第一极耳310，第一极耳310与电极端子200电连接。第一极耳310可以为正极极耳，也可以为负极极耳。电极端子200与第一极耳310的极性相同，第一极耳310为正极极耳时，电极端子200为二次电池10的正输出极，第一极耳310为负极极耳时，电极端子200为二次电池10的负输出极。第一极耳310可以直接与电极端子200电连接，例如，电极端子200直接与第一极耳310焊接连接，也可以通过其它导电结构连接第一极耳310与电极端子200，本实施例对此不作限制。

请参阅图4和图5，在一实施例中，电极端子200与第一极耳310通过第一集流盘400电连接。电极端子200贯穿第一端壁111的通孔，且电极端子200在朝向电极组件300的一侧设置有平坦部210，第一集流盘400分别与第一极耳310和电极端子200的平坦部210焊接连接，第一集流盘400面向电极端子200的一侧与电极端子200的平坦部210焊接连接，第一集流盘400背离电极端子200的一侧与第一极耳310焊接连接。第一端壁111与第一集流盘400之间设置有绝缘件220，绝缘件220套设在电极端子200外侧以隔绝第一集流盘400和第一端壁111，第一集流盘400和绝缘件220的外轮廓与壳体100的内壁相匹配。在本实施例中，电极组件300的中心形成有中心孔，第一集流盘400的与中心孔对应的位置与电极端子200焊接连接，在另一实施例中，电极端子200上设置有安装孔，第一集流盘400上设置有凸起，第一集流盘400的凸起安装在电极端子200的安装孔内与电极端子200电连接。在其他实施例中，也可以将电极端子200整体绝缘固定在第一端壁111背离电极组件300的一侧，在第一集流盘400上设置凸起，第一集流盘400的凸起贯穿第一端壁111的通孔与电极端子200电连接。

请参阅图4和图6，二次电池10还包括第二集流盘500，电极组件300在背离端壁110的通孔的一侧还包括第二极耳320。作为示例，第二极耳320设置在背离第一端壁111的一侧，第二集流盘500分别与第二极耳320和壳体100电连接，第二集流盘500背离电极组件300的一侧与第二端壁112电连接，第二集流盘500面向电极组件300的一侧与第二极耳320电连接。第二极耳320的电性与第一极耳310的电性相反，例如，在第一极耳310为正极极耳时，第二极耳320为负极极耳，电极端子200为二次电池10的正输出极，第二端壁112为二次电池10的负输出极，此时壳体100带负电。在第一极耳310为负极极耳时，第二极耳320为正极极耳，电极端子200为二次电池10的负输出极，第二端壁112为二次电池10的正输出极，此时壳体100带正电。当壳体100带负电时，壳体100处于低电位状态，壳体100基体材质钢，钢制的壳体100在低电位状态下不易被电解液腐蚀，以降低安全风险。在另外的实施例中，也可以在壳体100的两端分别设置电极端子200，一端的电极端子200贯穿第一端壁111的通孔与第一极耳310电连接，另一端的电极端子200贯穿第二端壁112的通孔与第二极耳320电连接，壳体100两端的电极端子200分别为二次电池10的正输出极和负输出极，此时壳体100不带电。将第一极耳310和第二极耳320相对设置在电极组件300的两端，可以降低第一极耳310和第二极耳320导通的风险，并增大第一极耳310的过流面积和第二极耳320的过流面积。

较佳的，第一集流盘400和第二集流盘500为平板状，平板状的集流盘更容易成型。平板状的集流盘可以整体与极耳接触，从而增大过流面积，并且第二集流盘500可以更均匀地支撑第二极耳320，降低电极组件300的极片在厚度方向上偏移、错位的风险。本实施例中，第二集流盘500与中心孔对应的位置包括开口。焊接时，焊针依次贯穿第二集流盘500的开口和电极组件300的中心孔，将第一集流盘400与电极端子200焊接连接。

二次电池10装配时，首先将电极组件300与第一端壁111进行组装，然后将电极组件300置于壳体100内，对第一端壁111和侧壁120进行焊接，完成对二次电池10的组装，该装配方式便捷，空间利用率高。

请参阅图5至图9，在一实施例中，二次电池10还包括绝缘衬套600，绝缘衬套600套设在电极组件300外，并至少包覆在电极组件300的周向外侧，绝缘衬套600的外壁与壳体100的内壁形状相匹配。绝缘衬套600采用的材质为PP、PPS(Polyphenylene Sulfide，聚苯硫醚)、PBT(Polybutylene Terephthalate,聚对苯二甲酸丁二酯)或PA(Polyamide，聚酰胺)中的一种或多种，为了防止塑料的膨胀收缩速度高于金属，会添加部分的纤维(玻璃纤维或碳纤维)，使塑料的膨胀收缩与金属相近。在电极组件300的外围设置绝缘衬套600不仅可以起到绝缘和防护的作用，还可以防止电极组件300在壳体100内转动，增强电极组件300的稳定性。

本实用新型还提供一种电子设备20，该电子设备20包括工作部201和多个上述的二次电池10，多个二次电池10相互之间串联或并联，或者串联和并联混合，工作部201与多个二次电池10电连接，以获取电能支持。

请参阅图10，在一实施例中，电子设备20为车辆，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，但不依此为限。工作部201为车身，二次电池10设置于车身的底部，并为车辆的行驶或车内电气元件的运行提供电能支持。在其他实施例中，电子设备20还可以是手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。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电子设备20不作特殊限制。

本实用新型的二次电池，采用棱柱式的壳体结构能够增强二次电池成组的结构稳定性提高空间利用率、提高结构稳定性，且装配便捷，减少结构胶的使用，在相邻的棱面之间设置圆弧连接面有利于提高端盖和壳体的焊接速度，进而提高生产速度，加快生产节拍。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括端壁和环绕在所述端壁周向的侧壁，所述端壁和所述侧壁焊接连接，所述端壁包括通孔；

电极端子，所述电极端子覆盖所述通孔，且与所述端壁绝缘；

电极组件，设置在所述壳体内，且在面向所述电极端子的一端包括第一极耳；所述第一极耳与所述电极端子电连接；

其中，所述侧壁包括若干个棱面，相邻的所述棱面之间设置有圆弧连接面，所述圆弧连接面的曲率半径与所述棱面的宽度比为0.1～1。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述圆弧连接面的曲率半径与所述棱面的宽度比为0.5～1。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括绝缘衬套，所述绝缘衬套套设在所述电极组件外，并至少包覆在所述电极组件的周向外侧，所述绝缘衬套的外壁与所述壳体的内壁形状相匹配。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述侧壁包括六个所述棱面，且六个所述棱面沿所述电极组件的周向外侧等间距环绕，多个相邻的所述棱面之间的圆弧连接面的曲率半径相等。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括第一集流盘，所述电极端子贯穿所述通孔，且在朝向所述电极组件的一侧设置有平坦部，所述第一集流盘分别与所述第一极耳和所述平坦部焊接连接。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括第二集流盘，所述电极组件在背离所述通孔的一侧还包括第二极耳，所述第二集流盘分别与所述第二极耳和所述壳体焊接连接。

7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述端壁与所述第一集流盘之间设置有绝缘件，所述第一集流盘和所述绝缘件的外轮廓与所述壳体的内壁相匹配。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述电极组件的中心形成有中心孔，所述第一集流盘的与所述中心孔对应的位置与所述电极端子焊接连接，所述第二集流盘与所述中心孔对应的位置包括开口。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述端壁与所述壳体的开口之间设置有定位结构，所述定位结构包括沿所述端壁外周缘设置的凸台，所述凸台与所述侧壁的端面搭接配合。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的二次电池。