CN220569862U - 一种二次电池、电池组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种二次电池,包括:壳体、电极组件、集流构件和端盖;壳体包括端壁和围绕端壁的侧壁,侧壁背离端壁的一侧形成有开口;电极组件设置在壳体内,电极组件朝向开口的一侧具有第一极耳;端盖设置在开口侧,且密封开口;集流构件设置在电极组件朝向开口的一侧,集流构件包括相连接的端盖连接部和本体部;端盖连接部与端盖焊接连接;本体部环绕端盖连接部设置,并与第一极耳焊接连接;端盖上具有第一薄弱部,第一薄弱部环绕端盖连接部设置;集流构件还包括第二薄弱部,第二薄弱部连接端盖连接部和本体部。本申请避免集流构件对端盖上第一薄弱部的遮挡,使二次电池在滥用热失控时能够顺利开阀泄压。本实用新型还包括具有上述二次电池的电池组及电子设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,具体涉及一种二次电池、电池组及电子设备。
背景技术
随着锂电池技术的发展,对电池能量密度越来越高,而其中二次电池因为其较高的装配比,可以实现较高的能量密度,因此成为了当前主流的电芯形式。当前,二次电池在开口端采用集流构件与端盖焊接连接,并通过端盖对开口进行封口。
然而,在该结构下,与端盖和电极组件相连接的集流构件遮挡了端盖上的防爆结构,这导致二次电池在滥用时,壳体内部压力无法穿过集流构件在端盖防爆结构处爆破泄压,壳体内部压力只能不断积蓄直至将端盖和集流构件一体顶开才能完成泄压开阀,这导致二次电池在热失控时极易在内部积蓄过高内压而产生安全风险。
因此,需要设计一种二次电池、电池组及电子设备,以解决上述问题。
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、电池组及电子设备,以用于解决现有技术中二次电池在开口端设置的集流构件遮挡端盖上的防爆结构,致使二次电池泄压困难的技术问题。
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,包括:壳体、电极组件、集流构件和端盖;
其中,所述壳体包括端壁和围绕所述端壁的侧壁,所述侧壁背离所述端壁的一侧形成有开口;所述电极组件设置在所述壳体内,所述电极组件朝向所述开口的一侧具有第一极耳;所述端盖设置在所述开口侧,且与所述侧壁焊接连接以密封所述开口;所述集流构件设置在所述电极组件朝向所述开口的一侧,所述集流构件包括相连接的端盖连接部和本体部;所述端盖连接部与所述端盖焊接连接;所述本体部环绕所述端盖连接部设置,并与所述第一极耳焊接连接;并且,所述端盖上具有第一薄弱部,所述第一薄弱部环绕所述端盖连接部设置;所述集流构件还包括第二薄弱部,所述第二薄弱部连接所述端盖连接部和所述本体部。
在本实用新型一示例中,多个所述第二薄弱部环绕所述端盖连接部设置,多个所述第二薄弱部的最小截面长度之和与所述端盖连接部的外边缘周长之和的比值小于1/2。
在本实用新型一示例中,多个所述第二薄弱部被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时至少部分断裂。
在本实用新型一示例中,多个所述第二薄弱部中的部分被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时翻折形变,其余的所述第二薄弱部被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时断裂。
在本实用新型一示例中,所述第二薄弱部设置数量为一个。
在本实用新型一示例中,所述第二薄弱部被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时断裂或翻折形变。
在本实用新型一示例中,所述本体部和所述端盖连接部之间设置有镂空区。
在本实用新型一示例中,所述第二薄弱部和所述本体部之间设置有镂空区。
在本实用新型一示例中,所述第二薄弱部上设置有弯折部。
在本实用新型一示例中,所述端盖连接部的厚度大于所述本体部的厚度。
在本实用新型一示例中,所述端盖包括注液孔,所述集流构件具有开孔,所述注液孔、所述开孔和所述电极组件的中心孔相对应地设置,且所述二次电池还包括设置在所述端盖上的盖板,所述盖板与所述端盖焊接连接以盖封所述注液孔。
在本实用新型一示例中,所述电极组件朝向所述端壁的一侧具有第二极耳,且所述二次电池还包括凸出于所述端壁的外表面安装的电极端子,所述电极端子与所述第二极耳电连接,所述端壁或所述电极端子上设置有注液孔。
本实用新型还提供一种电池组,该电池组包括上述任一项示例所述的二次电池。
本实用新型再提供一种电子设备,该电子设备包括上述任一项示例所述的电池组。
本实用新型二次电池,在集流构件上设置与端盖焊接连接的端盖连接部,并在端盖上设置环绕端盖连接部的第一薄弱部,以及在集流构件上设置连接本体部和端盖连接部的第二薄弱部。在该结构下,端盖与端盖连接部在内压下一起受力,端盖和集流构件上位于端盖连接部外围的第一薄弱部和第二薄弱部可在壳体内部压力部分或全部断裂,这使得端盖和集流构件相连接的部分能够在阈值压力作用下于壳体上开启乃至脱离,从而完成对壳体内部的防爆泄压。
该二次电池结构设计,有效避免集流构件对端盖上第一薄弱部受力的阻隔,利用端盖和集流构件相连接的部分在内压作用下于壳体上开启分离,从而保证二次电池在滥用热失控时能够顺利开阀泄压。
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为本实用新型一实施例中二次电池的三维视图;
图2为本实用新型一实施例中二次电池在开口侧的结构俯视图;
图3为图2中A-A方向上的剖面视图;
图4为图3中B区域的局部放大图;
图5为本实用新型一实施例中集流构件的结构示意图;
图6为本实用新型另一实施例中一集流构件的结构示意图;
图7为本实用新型另一实施例中另一集流构件的结构示意图;
图8为本实用新型另一实施例中又一集流构件的结构示意图;
图9为本实用新型另一实施例中再一集流构件的结构示意图;
图10为本实用新型又一实施例中集流构件的结构示意图;
图11为本实用新型一实施例中端盖的结构示意图;
图12为本实用新型一实施例中端盖装配盖板后的结构示意图;
图13为本实用新型一实施例中二次电池壳体端壁侧开设注液孔的结构示意图;
图14为本实用新型一实施例中电子设备的示意图;
图15为本实用新型一实施例中电池组的示意图。
元件标号说明
1、电子设备;10、电池组;11、工作部;101、箱体;102、箱盖;100、二次电池;110、壳体;111、端壁;1111、端子安装孔;1112、封堵板;112、侧壁;113、注液孔;120、电极组件;121、第一极耳;122、中心孔;123、第二极耳;130、集流构件;131、本体部;132、端盖连接部;133、第二薄弱部;1331、弯折部;1332、断裂结构;134、镂空区;135、开孔;140、端盖;141、第一薄弱部;1411、开阀部142、凹陷部;1421、凹腔侧壁;1422、凹腔沉台;1423、避让槽;150、盖板;160、电极端子。
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。
当实施例给出数值范围时,应理解,除非本实用新型另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载,还可以使用与本实用新型实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。
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14,本实用新型提供一种二次电池100及包括该二次电池100的电池组10及电子设备1,其中,在该二次电池100中,集流构件130在与端盖140连接的端盖连接部132外围设置有第二薄弱部133,第二薄弱部133可在壳体110内的阈值压力作用下翻折形变乃至部分或全部断裂,这使得壳体110内压力积蓄达到或者超过设定阈值时,端盖140的第一薄弱部141在压力作用下断裂,第一薄弱部141包围的开阀部1411在压力作用下能够进一步扯断端盖连接部132外围的第二薄弱部133,以实现开阀部1411在端盖140上的有效开启。该设计结构,避免了开阀部1411因与端盖连接部132连接而在开阀泄压时受集流构件130拉扯,使得开阀部1411在阈值压力下能够在端盖140上顺利开启,进而保证二次电池100在滥用热失控时能够顺利开阀泄压,并防止二次电池100出现横向热蔓延现象,造成更严重的后果。
请参见图1至图4,二次电池100包括:壳体110、电极组件120、集流构件130和端盖140。
请参见图1,壳体110内形成有容纳腔,用于容纳电极组件120、电解液(未示出)以及其他部件,壳体110可以是一端敞开的也可以是两端敞开的。具体地,壳体110的直径大小可以根据电极组件120的具体尺寸大小来确定,如18mm、21mm、46mm等。壳体110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110生锈,还可以在壳体110的表面镀一层防锈材料如金属镍等。
如图1至图4所示,壳体110包括端壁111和环绕端壁111的侧壁112,只要能够形成稳定的密封和电连接关系即可,端壁111与侧壁112之间的连接可以通过多种方式来实现,例如可以为一体冲压成型、一体铸造成型或者分体焊接等形式。侧壁112的环绕不受限定,可以呈圆筒形环绕或者沿其它任何能够与端壁111相配的闭环轮廓环绕,本实施例中端壁111的外边缘为圆形,侧壁112呈圆筒状环绕在端壁111的外边缘,并在侧壁112背离端壁111的一端形成有圆形的开口。
请参见图3,电极组件120容纳放置于壳体110内,以作为电池中发生电化学反应来实现可逆充放电的部件。壳体110内可以容纳一个或多个电极组件120。电极组件120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。为对电芯起到防护和绝缘作用,还可以在电芯外部包覆绝缘膜,绝缘膜可由PP、PE、PET、PVC或其它高分子聚合物材料合成。
请参见图2和图3,电极组件120密封安装在壳体110内,电极组件120在内部卷绕形成中心孔122,并在高度方向的两端分别设置有第一极耳121和第二极耳123,且第一极耳121和第二极耳123的极性相反。其中,在一些实施例中,第一极耳121朝向壳体110的开口,第一极耳121为负极极耳。需要说明的是,在其它实施例中,第一极耳121也可以为正极极耳,第二极耳123为负极极耳。
请参见图2和图3,集流构件130安装在壳体110内,且固定在电极组件120朝向开口的一侧,端盖140设置在壳体110的开口侧,且位于集流构件130远离电极组件120的一侧;端盖140的外边缘与壳体110的侧壁112焊接连接,以使端盖140密封壳体110的开口,并实现端盖140和壳体110的导电固定连接;端盖140的外边缘与壳体110的侧壁112之间焊接连接的结构形式不限,只要满足壳体110与端盖140之间的焊接连接的强度要求和密封要求即可。其中,集流构件130通过在朝向电极组件120的一侧与第一极耳121导电连接,并在远离电极组件120的一侧与端盖140导电连接,从而实现壳体110与集流构件130的导电连接。在一些实施例中,在端盖140上还安装有盖板150,盖板150设置在端盖140与集流构件130焊接区域的上方,用于覆盖并保护端盖140与集流构件130之间的焊印。其中,盖板150在端盖140上的安装方式有多种选择,例如可以是粘接连接,也可以是焊接连接,只要能够满足盖板150连接强度要求即可。此外,本实施例中,对于盖板150的形状也不作具体限定,例如,可以是圆盘形、圆环形或者矩形等任意形状,只要能够覆盖端盖140与集流构件130焊接区域即可。
请参见图3和图4,集流构件130包括端盖连接部132和本体部131,端盖连接部132和本体部131相连接;端盖连接部132在背离电极组件120的一面与端盖140焊接连接,以实现集流构件130与端盖140的导电固定连接;其中,导电固定连接的结构形式不限,要能够形成稳定的机械连接关系和电流传递关系即可。本体部131环绕端盖连接部132设置,并在朝向电极组件120的一面与第一极耳121焊接连接,以实现集流构件130与电极组件120的导电固定连接。其中,本体部131与第一极耳121的焊接连接的具体位置和焊接面积不受限定,只要能够实现本体部131与第一极耳121之间稳定的电连接要求即可;例如,本体部131和第一极耳121之间通过多道径向延伸焊印相连接,多道焊印环绕端盖连接部132设置。
需要说明的是,端盖连接部132在集流构件130上的设置位置可不受限定,例如,端盖连接部132可设置于二次电池100的中心位置,端盖连接部132中至少部分环绕电极组件120的中心孔122设置。
如图3和图4所示,端盖140上具有第一薄弱部141,第一薄弱部141环绕端盖连接部132设置,端盖140上被第一薄弱部141所环绕部分配置为端盖140的开阀部1411。其中,第一薄弱部141作为壳体110上的防爆结构,是端盖140上的强度较薄弱的区域。当壳体110内的压力大于或等于设定阈值时,第一薄弱部141处会破裂,壳体110内部的气压从破裂处排出,且开阀部1411会在气压作用下向端盖140外侧开启乃至分离,从而实现封闭壳体110的开阀泄压,进而防止二次电池100出现横向热蔓延现象,造成更严重的后果。
需要说明的是,第一薄弱部141的设置结构可不受限定,能够在阈值压力下断裂即可,例如在一些实施例中,第一薄弱部141可以是端盖140上加工有的防爆刻痕,防爆刻痕可以是连续的环形结构,或者也可以是不连续的结构,例如,防爆刻痕环绕端盖连接部132形成C形刻痕,使得被防爆刻痕包围的开阀部1411形成C形防爆阀,C形防爆阀可在开阀后部分连接于端盖140上。防爆刻痕位于端盖140朝向电极组件120的一侧,防爆刻痕在深度方向上垂直于端盖140的表面,防爆刻痕的横截面可以为倒锥形结构,且直径较大一端朝向电极组件120侧。因为防爆刻痕会破坏端盖140表面的镀镍层,进而在防爆刻痕位置处容易发生锈蚀,影响防爆刻痕的开启压力;将防爆刻痕设置在朝向电极组件120的一侧,使得防爆刻痕位于壳体110内的封闭空间内,减少了防爆刻痕与空气的接触,因此可以减缓防爆刻痕的锈蚀程度,提高防爆刻痕的使用寿命。
经发明人研究发现,当壳体110内压力积蓄达到或者超过设定阈值时,端盖140上的第一薄弱部141会在压力作用下断裂,而被第一薄弱部141包围的开阀部1411会因与端盖连接部132连接而被集流构件130拉扯,开阀部1411在集流构件130拉扯下不能在端盖140上有效开启,导致二次电池100的泄压速度极为缓慢。
为解决上述问题,集流构件130上还包括有第二薄弱部133,第二薄弱部133位于本体部131和端盖连接部132之间,第二薄弱部133连接本体部131和端盖连接部132。其中,第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时能够翻折形变或者至少部分断裂,以使得端盖连接部132在阈值压力下至少部分与本体部131相分离,从而避免与端盖连接部132连接的开阀部1411被集流构件130拉扯而无法在端盖140上有效开启。
具体地,当壳体110内压力积蓄达到或者超过设定阈值时,端盖140上的第一薄弱部141会在压力作用下断裂,被第一薄弱部141包围的开阀部1411在压力作用下拉扯端盖连接部132,使得端盖连接部132外围的第二薄弱部133受力翻折形变或至少部分断裂。当第二薄弱部133在壳体110内的压力作用下翻折形变或至少部分断裂时,与第二薄弱部133相连接的端盖连接部132向壳体110外侧翻折变形或与本体部131完全分离,而与端盖连接部132连接的开阀部1411将不受集流构件130的拉扯限制,在端盖140上完全开启,从而实现壳体110在端盖140侧的开阀泄压。此外,设定压力阈值的具体数值并不受限定,能够满足二次电池100的安全泄压需求即可。
需要说明的是,在一些实施例中,集流构件130上的第二薄弱部133可在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时全部断裂,以使得端盖连接部132与本体部131完全分离,进而避免集流构件130在开阀泄压时对开阀部1411的拉扯。当壳体110内压力积蓄达到或者超过设定阈值时,端盖140上的第一薄弱部141和集流构件130上的第二薄弱部133全部断裂,第一薄弱部141所环绕的开阀部1411会与端盖连接部132一起从端盖140上分离,从而完成封闭壳体110的开阀泄压。
在上述实施例中,在开阀后,壳体110上开阀部1411和端盖连接部132脱离二次电池100后的位置无法控制,容易移动至电池组10的其他二次电池100之间而导致集成电池组10发生短路。故在另一些实施例中,集流构件130上设置的第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时仅向开口侧翻折形变乃至部分断裂,以使得集流构件130在阈值压力下维持端盖连接部132与本体部131的连接,从而在开阀部1411与端盖140开阀分离后仍使开阀部1411固定在二次电池100上。具体地,在本实施例中,端盖连接部132在壳体110内的压力作用下,可相对本体部131向外翻折并悬挂连接在本体部131上,由于开阀部1411与端盖连接部132相连接,且端盖连接部132在壳体110内压力作用下仍然悬挂连接在集流构件130上,故即使在第一薄弱部141全部断裂时,第一薄弱部141所环绕的开阀部1411仍可通过与端盖连接部132的连接来固定在二次电池100上,从而在保证端盖140顺利开阀的同时实现对开阀部1411开阀位置的定位。
具体如图5至图9所示,在一些实施例中,集流构件130上包括有多个第二薄弱部133,多个第二薄弱部133环绕端盖连接部132设置,多个第二薄弱部133用于连接本体部131和端盖连接部132。其中,多个第二薄弱部133为集流构件130的受力薄弱部,多个第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时能够部分断裂或全部断裂,以使端盖连接部132部分或全部脱离本体部131,从而避免开阀时集流构件130对开阀部1411的拉扯限制。在一示例中,多个第二薄弱部133最小截面长度之和与端盖连接部132的外边缘周长之和的比值小于1/2,例如,该比值可以为1/6、1/5、1/4或1/3。在该数值范围下,环绕端盖连接部132设置的多个第二薄弱部133能够在阈值压力作用下发生翻折形变乃至断裂,以便于端盖连接部132摆脱集流构件130的限位限制,而离开本体部131所在端面乃至彻底与本体部131相分离。
例如,如图5至图8所示,在一些实施例中,多个第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时全部断裂。当壳体110内压力积蓄达到或者超过设定阈值时,端盖140上的第一薄弱部141会在压力作用下断裂,被第一薄弱部141包围的开阀部1411在压力作用下拉扯端盖连接部132,端盖连接部132在拉扯下促使外围连接的第二薄弱部133全部断裂。在多个第二薄弱部133全部断裂时,端盖连接部132与本体部131完全分离,开阀部1411此时不受集流构件130连接作用,可在压力作用下携带端盖连接部132一起与壳体110相分离。如图5所示,在一些实施例中,本体部131和端盖连接部132之间设置有镂空区134,第二薄弱部133连接本体部131和端盖连接部132,并位于端盖连接部132外围的镂空区134之间。在该结构便于第二薄弱部133在本体部131和端盖连接部132之间集中受力,使得第二薄弱部133更易受力形变乃至断裂。
如图6所示,在一些实施例中,除本体部131和端盖连接部132之间设有镂空区134以外,多个第二薄弱部133和本体部131之间也设置有镂空区134。第二薄弱部133和本体部131之间设置的镂空区134,可增加第二薄弱部133在集流构件130上的受力面积,使得第二薄弱部133在壳体110内的压力作用下更易受力形变乃至断裂。
如图7所示,在一些实施例中,多个第二薄弱部133上还设置有弯折部1331,弯折部1331在第二薄弱部133上朝向开口侧弯折凸起。其中,在正常工况下,壳体110内的压力会不断积蓄,端盖140在壳体110内压力作用下会向外鼓起,并同步向外拉扯端盖连接部132,而由于本体部131固定在电极组件120的端面上,位于本体部131和端盖连接部132间的第二薄弱部133会在拉扯过程中集中受力,容易在正常工况下受力拉断。弯折部1331作为缓冲结构,可在第二薄弱部133受力拉扯时发生弹性形变,以避免第二薄弱部133在正常工况下被拉断。
如图8所示,在一些实施例中,多个第二薄弱部133上设置有断裂结构1332,断裂结构1332能够降低第二薄弱部133的结构强度,使得第二薄弱部133在压力作用下更易被扯断,从而进一步减少集流构件130对端盖140上开阀部1411开阀的干涉。再如,如图9所示,在一些实施例中,多个第二薄弱部133被配置为具有不同结构强度,这使得多个第二薄弱部133中的部分被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时断裂,其余的第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时仅翻折形变。在该结构下,端盖连接部132在壳体110内压力作用下可通过未断裂的第二薄弱部133来维持与本体部131的连接,以使得开阀后与端盖140分离的开阀部1411仍能固定在二次电池100上。如在一示例中,集流构件130上设置有四个第二薄弱部133,其中,三个第二薄弱部133上设置有断裂结构1332,剩余的一个第二薄弱部133上不设置有断裂结构1332。当壳体110内的压力积蓄升高至设定阈值或大于设定阈值时,具有断裂结构1332的三个第二薄弱部133在压力作用下断裂,而不设置断裂结构1332的第二薄弱部133不发生断裂而仅向外翻折形变,端盖连接部132借助未断裂的第二薄弱部133维持与本体部131的连接,并在端盖140上第一薄弱部141完全断裂后帮助开阀部1411固定在二次电池100上。
如图10所示,在一些实施例中,集流构件130上包括有一个第二薄弱部133,该第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时断裂或翻折形变。在一示例中,该第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时断裂,端盖连接部132在第二薄弱部133断裂时与本体部131完全分离,壳体110内的压力借助分离的端盖连接部132作用于开阀部1411,以促使第一薄弱部141断裂以及开阀部1411在端盖140上的开阀。在另一示例中,该第二薄弱部133被配置为在壳体110内的压力大于或等于设定阈值时翻折形变,端盖连接部132通过第二薄弱部133与本体部131相连接并向开口侧翻折形变,壳体110内的压力借助端盖连接部132作用于开阀部1411,以促使开阀部1411在端盖140上的开阀,而与端盖140分离的开阀部1411可通过与端盖连接部132连接来实现在二次电池100上的固定。
如图3至图5所示,在一些实施例中,端盖连接部132的厚度大于本体部131的厚度,端盖连接部132在厚度方向上的一端通过第二薄弱部133与本体部131导电固定连接,导电固定连接的结构形式不限,要能够形成稳定的机械连接关系和电流传递关系即可,端盖连接部132在厚度方向上的另一端与端盖140底壁焊接连接。通过加厚设置端盖连接部132,可以壳体110外部对端盖140和端盖连接部132之间进行激光穿透焊接时,降低焊接难度,提高焊接工艺窗口,减少集流构件130出现焊穿的现象,提高焊接质量;同时还可以降低集流构件130出现焊穿现象时焊渣从焊穿位置进入电解液,造成电解液污染的概率;除此之外,还可以降低电解液从焊穿位置泄漏的风险,进而可以提高二次电池100的使用寿命。
请参见图3、图4、图12和图13,在一些实施例中,端盖140上包括有注液孔113,集流构件130的中心区域相应地开设有开孔135。注液孔113和开孔135与电极组件120的中心孔122同心或大致同心地设置,通过这样设置,注液孔113在注液时的周向定位方便、准确,还能防止电极组件120出现偏心注液,影响注液均匀性的问题。沿电极组件120的轴向方向,注液孔113在集流构件130端面上的投影覆盖开孔135或者落入开孔135内,以实现注液孔113与开孔135之间的连通。当电解液从注液孔113注入时,可以通过开孔135进入到中心孔122中,进而进入电极组件120,从而浸润电极组件120。注液孔113和开孔135的形状可以有多种选择,例如可以是圆形、矩形或长条形等任意形状,只要能够满足注液要求即可。
其中,注液孔113的直径可以是1~14mm,考虑到注液工艺的操作,注液孔113的直径优选小于电极组件120的中心孔122的直径。在一示例中,注液孔113的直径可以为2~7mm中任一数值,例如,可以是2mm、3mm、4mm或7mm等。
如图3和图12所示,在本实施例中,二次电池100还包括有盖板150,盖板150在端盖140背离电极组件120的一侧位于注液孔113的上方,盖板150密封焊接于端盖140上,以对端盖140上的注液孔113进行密封。盖板150与端盖140之间焊接连接的焊缝形式可以有多种选择,例如可以是角焊缝、坡口焊缝等,只要能够满足焊接连接强度要求即可。盖板150与端盖140焊接连接,连接强度较高,当二次电池100运输安装过程中受到外力冲击时,可以减少盖板150从端盖140上方移位或脱落的概率,保证盖板150对注液孔113的密封作用。
如图3、图11和图12所示,端盖140在注液孔113处设置有凹陷部142,凹陷部142在端盖140的厚度方向上向集流构件130一侧凹陷,而盖板150则安装固定在端盖140的凹陷部142中。具体地,凹陷部142包括凹腔侧壁142和与凹腔侧壁142连接的凹腔沉台1422,凹腔沉台1422位于凹腔侧壁142远离集流构件130的一侧;凹腔沉台1422低于端盖140的上表面,使得在将盖板150安装到凹陷部142内之后,盖板150的本体部的上表面不高于端盖140的上表面。这样设置,在凹腔沉台1422与端盖140上表面之间形成有避让槽1423,当盖板150的连接部与凹腔侧壁142之间进行焊接连接时,焊接熔池附着在避让槽1423内,一方面可以固定焊接熔池的流动范围,进而可以提高连接部与凹腔侧壁142之间的焊接质量;另一方面还可以防止焊印凸出端盖140的上表面,造成端盖140的上表面空间的利用率的降低。除此之外,通过设置凹腔沉台1422,可以通过调节凹腔沉台1422的深度,使得盖板150的本体部的上表面不高于端盖140的上表面,以便进一步减少对端盖140的上表面空间利用率的影响。
需要说明的是,上述实施例中的注液孔113也可以不设置在端盖140上,而设置在壳体110的端壁111侧,同样可以起到向电极组件120内部注液的作用。如图3所示,在一些实施例中,壳体110的端壁111上开设有贯通的端子安装孔1111,电极端子160密封且绝缘地穿装在端子安装孔1111内,只要能够实现电极端子160与端壁111的密封绝缘,电极端子160在端壁111上的安装方式不受限定。电极组件120朝向端壁111的一侧具有第二极耳123,电极端子160的一端可以直接与第二极耳123焊接连接,也可以通过集流构件130与第二极耳123导电连接,对此不作具体限制。在本实用新型一实施例中,注液孔113设置在壳体110的端壁111上,电解液通过注液孔113进入到电极组件120的内部。注液孔113在端壁111上的具体位置不限,只要能够满足注液要求即可;端壁111上还安装有封堵板1112,封堵板1112盖封在注液孔113上,用以防止电解液从注液孔113处溢出。将注液孔113设置在壳体110的端壁111上,使得注液孔113和端盖140分别位于壳体110的两端,因此端盖140与集流构件130焊接连接时产生的焊渣不存在从注液孔113进入电芯内部,污染电解液的问题,进而可以提高二次电池100的使用寿命。在另一些实施例中,请参阅图13,注液孔113还可以开设在电极端子160上,封堵注液孔113的封堵板1112也密封焊接至电极端子160上,以对电极端子160上的注液孔113进行密封,封堵板1112的在电极端子160上的焊接位置相较于端壁111更加远离电极组件120,这使得本实施除具有上述有益效果外,还能减少封堵板1112焊接过程对电极组件120的热影响。
需要说明的是,在本实用新型一实施例中,电极端子160带正电,为二次电池100的正极端,壳体110整体带负电,为二次电池100的负极端;在其它实施例中,也可以使电极端子160带负电,为二次电池100的负极端,壳体110整体带正电,为二次电池100的正极端。
本实用新型还提供一种电池组10,电池组10包括上述任一项的二次电池100。请参阅图15,在本实用新型电池组10的一实施例中,电池组10包括箱体101、箱盖102和多个二次电池100,多个二次电池100放置在箱体101中,相互之间串联或并联,或者串联和并联混合,箱盖102封盖在箱体101上,以对多个二次电池100进行防护。需要说明的是,电池组10除了本实用新型二次电池100外也可以包括电池组10热管理系统、电路板等部分,在此不再一一展开说明。
请参阅图14,本实用新型再提供一种电子设备1,该电子设备1包括工作部11和上述的电池组10,工作部11与电池组10电连接,以获取电能支持。工作部11可以为能够获取电池组10的电能,并做出对应工作的单元部件,例如风扇的扇叶旋转单元,吸尘器的吸尘工作单元,电动汽车中的车轮驱动单元等。电子设备1可以是车辆、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。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电子设备1不作特殊限制。
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 (14)
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围绕所述端壁的侧壁,所述侧壁背离所述端壁的一侧形成有开口;
电极组件,设置在所述壳体内,所述电极组件朝向所述开口的一侧具有第一极耳;
端盖,设置在所述开口侧,且密封所述开口;
集流构件,设置在所述电极组件朝向所述开口的一侧,所述集流构件包括相连接的端盖连接部和本体部;所述端盖连接部与所述端盖焊接连接;所述本体部环绕所述端盖连接部设置,并与所述第一极耳焊接连接;
其中,所述端盖上具有第一薄弱部,所述第一薄弱部环绕所述端盖连接部设置;所述集流构件还包括第二薄弱部,所述第二薄弱部连接所述端盖连接部和所述本体部。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,多个所述第二薄弱部环绕所述端盖连接部设置,多个所述第二薄弱部的最小截面长度之和与所述端盖连接部的外边缘周长之和的比值小于1/2。
3.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,多个所述第二薄弱部被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时至少部分断裂。
4.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,多个所述第二薄弱部中的部分被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时翻折形变,其余的所述第二薄弱部被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时断裂。
5.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第二薄弱部设置数量为一个。
6.根据权利要求5所述的二次电池,其特征在于,所述第二薄弱部被配置为在所述壳体内的压力大于或等于设定阈值时断裂或翻折形变。
7.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,所述本体部和所述端盖连接部之间设置有镂空区。
8.根据权利要求2所述的二次电池,其特征在于,所述第二薄弱部和所述本体部之间设置有镂空区。
9.根据权利要求8所述的二次电池,其特征在于,所述第二薄弱部上设置有弯折部。
10.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述端盖连接部的厚度大于所述本体部的厚度。
11.根据权利要求1至10任一项所述的二次电池,其特征在于,所述端盖包括注液孔,所述集流构件具有开孔,所述注液孔、所述开孔和所述电极组件的中心孔相对应地设置,且所述二次电池还包括设置在所述端盖上的盖板,所述盖板与所述端盖焊接连接以盖封所述注液孔。
12.根据权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述电极组件朝向所述端壁的一侧具有第二极耳,且所述二次电池还包括凸出于所述端壁的外表面安装的电极端子,所述电极端子与所述第二极耳电连接,所述端壁或所述电极端子上设置有注液孔。
13.一种电池组,其特征在于,包括权利要求1至12中任一项所述的二次电池。
14.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求13所述的电池组。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
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