CN207690845U - 二次电池顶盖组件、二次电池及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及二次电池顶盖组件、二次电池及汽车。二次电池顶盖组件包括电极端子，所述电极端子包括端子主体和从所述端子主体的外周面向外延伸的端子延伸部；顶盖片，所述顶盖片包括供所述端子主体穿过的端子孔和从所述端子孔的边缘向下突出的突出部，所述突出部环绕所述端子孔；和密封衬垫，所述密封衬垫套设于所述端子主体外并且位于所述顶盖片与所述端子延伸部之间，其中，所述突出部与所述密封衬垫密封接触。该方案提高了二次电池的安全性。

Description

二次电池顶盖组件、二次电池及汽车

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种二次电池顶盖组件、二次电池及汽车。

背景技术

二次电池由于能量密度高，环境友好等优点被广泛应用于移动电话，笔记本电脑等电子装置。近年来，为了应对环境问题，汽油价格问题，以及能量存储问题，二次电池的应用已经快速扩展到油电混动汽车、电动汽车以及能量存储***。

为了将二次电池内部的电能引出到外部，顶盖片上会开设端子孔，以便电极端子穿过端子孔而伸出顶盖片。然而，由于二次电池内部装有电解液，为了防止电解液泄漏到外部造成安全事故，电极端子和顶盖片之间应具有良好的气密性。

实用新型内容

本申请提供了一种二次电池顶盖组件、二次电池及汽车，能够提高二次电池的气密性。

本申请提供了一种二次电池顶盖组件，包括：

电极端子，所述电极端子包括端子主体和从所述端子主体的外周面向外延伸的端子延伸部；

顶盖片，所述顶盖片包括供所述端子主体穿过的端子孔和从所述端子孔的边缘向下突出的突出部，所述突出部环绕所述端子孔；和

密封衬垫，所述密封衬垫套设于所述端子主体外并且至少部分位于所述顶盖片与所述端子延伸部之间，

其中，所述突出部与所述密封衬垫密封接触。

可选择的，所述突出部与所述密封衬垫密封接触以形成第一环形密封区域，所述突出部沿所述端子孔的径向方向的尺寸为0.1mm～2mm。

可选择的，所述端子延伸部包括环绕所述端子主体且向上突出的环形凸起，所述环形凸起与所述密封衬垫密封接触以形成第二环形密封区域，所述环形凸起环绕所述突出部。

可选择的，所述环形凸起与所述突出部在所述端子孔的径向方向上紧邻设置。

可选择的，所述顶盖片的底面设置有环形凹槽，所述密封衬垫包括密封凸起，所述环形凹槽的外轮廓线包围所述密封凸起的外轮廓线。

可选择的，所述环形凹槽的外轮廓线包括相对设置的两条长边和相对设置的两条短边，所述长边与所述短边依次相连，所述两条长边中的至少一者设置成弧形边。

可选择的，所述顶盖片的上表面形成有限制所述电极端子转动的限位凸台，所述顶盖片的下表面设置有容纳所述密封衬垫的凹槽，所述凹槽通过所述限位凸台的凸出而形成，

所述凹槽设置于相邻的所述长边与所述短边的连接处。

可选择的，所述密封衬垫还包括从所述密封凸起的边缘处沿所述端子孔的径向方向延伸且超出端子延伸部外周面的延伸部分，所述延伸部分的上表面低于所述密封凸起的上表面，且与所述顶盖片的底面接触。

可选择的，所述密封衬垫的下表面开设有环形凹陷部，所述端子延伸部的至少一部分容纳在所述环形凹陷部内，所述环形凹陷部的外轮廓线包围所述端子延伸部的外轮廓线。

可选择的，所述密封衬垫还包括密封加强部，所述密封加强部从所述密封衬垫的下表面朝向端子延伸部延伸，所述密封加强部和所述延伸部分分别设置于所述环形凹陷部的内外两侧。

本申请还提供了一种二次电池，包括上述任一项所述的二次电池顶盖组件。

本申请还提供了一种汽车，包括上述所述的二次电池。本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种二次电池顶盖组件，包括密封衬垫，密封衬垫套设于端子主体外并至少部分位于顶盖片与端子延伸部之间，其中，顶盖片围绕端子孔的周界设有向下凸出的突出部，突出部与密封衬垫密封接触，突出部与端子延伸部密封部分的接触面积较小，近似线接触，两者之间的接触应力增加，则密封效果提高，二次电池的安全性提高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的二次电池的分解视图；

图2为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件的分解视图；

图3为本申请实施例提供的密封衬垫的剖视图；

图4为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件部分结构的横向剖视图；

图5为本申请实施例提供的顶盖片的仰视图；

图6为本申请实施例提供的密封衬垫的仰视图。

附图标记：

1000-二次电池；

100-壳体；

200-顶盖组件；

202-顶盖片；

2020-端子孔；

2022-突出部；

2024-环形凹槽；

20240-长边；

20242-短边；

2026-凹槽；

2027-限位凸台；

2028-容纳槽；

204-第一电极端子；

2040-端子主体；

2042-端子延伸部；

20420-环形凸起；

206-第二电极端子；

208-端子板；

210-绝缘件；

212-密封衬垫；

2120-端子延伸部密封部分；

21200-通孔；

21202-密封凸起；

21204-延伸部分；

21206-环形凹陷部；

21208-密封加强部；

2122-端子主体密封部分；

300-电极组件；

302-第一极耳；

304-第二极耳；

400-绝缘膜；

500-第一集电体；

600-第二集电体。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下。

本文中所说的“横向”是指长方形顶盖组件的长度方向，“纵向”是指二次电池的高度方向。

请参考图1，图1示出了二次电池的分解视图。

二次电池1000包括壳体100、二次电池顶盖组件200(以下简称顶盖组件)、电极组件300以及绝缘膜400。其中，电极组件300和绝缘膜400 可以通过壳体100的开口被容纳在壳体100内，绝缘膜400包裹电极组件 300，壳体100的开口可以由顶盖组件200密封，顶盖组件200与壳体100 的接触部分可以通过例如焊接彼此连接。

电极组件300通过卷绕或层叠的方式制成，其包括第一极片、第二极片以及用于隔开第一极片和第二极片的隔板，这里，第一极片可以用作负极片，第二极片可以用作正极片，反之亦然。

第一极片和第二极片均包括活性物质涂覆部分和活性物质未涂覆部分，由于第一极片和第二极片所涂覆的活性物质的材料不同，使得第一极片和第二极片可以具有彼此不同的极性。

例如，第一极片设置为正极片时，正极片所涂覆的活性物质可以为磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂等，第二极片设置为负极片时，负极片所涂覆的活性物质可以为碳或硅。第一极片的未涂覆部分形成第一极耳302，第二极片的未涂覆部分形成第二极耳304，第一极耳302和第二极耳304可以分别设置于电极组件300的两个相对的侧部，但不仅限于此。

二次电池还包括第一集电体500和第二集电体600，第一集电体500 和第二集电体600均为导电材料，第一极耳302被连接到第一集电体500，第二极耳304被连接到第二集电体600，以便实现两集电体分别与第一极片和第二极片连接。

第一集电体500远离第一极耳302的一端还与第一电极端子204连接，第二集电体600远离第二极耳304的一端还与第二电极端子206连接，以将电极组件300中的电能输出。

请参考图2，图2示出了顶盖组件的分解视图。

顶盖组件200包括顶盖片202、第一电极端子204和第二电极端子206，第一电极端子204和第二电极端子206均设置于顶盖片202。

具体的，第一电极端子204包括端子主体2040和从端子主体2040的外周面向外延伸的端子延伸部2042，端子主体2040伸出顶盖片202外，且端子主体2040伸出顶盖片202外的部分可以与端子板208连接，例如焊接或铆接等。端子板208可以与外部导电端子连接，端子板208与顶盖片202之间可通过绝缘件210绝缘。

示例性的，绝缘件210可以通过注塑的方式连接到端子板208，使得端子板208与绝缘件210形成为一体式结构，但不仅限于此。顶盖片202 还设置有容纳端子板208和绝缘件210的容纳槽2028。

相同的结构也可以应用于第二电极端子206，此处不再赘述。

顶盖组件200还包括密封衬垫212，密封衬垫212用于密封顶盖片202 与第一电极端子204，以避免气体泄露。

请参考图3和图4，图3示出了密封衬垫的剖视图；图4示出了顶盖组件部分结构的横向(图4中的X方向)剖视图。

一种示例性的实施例中，密封衬垫212包括相连接的端子延伸部密封部分2120和端子主体密封部分2122，端子延伸部密封部分2120沿端子主体2040的径向四周向外延伸，端子主体密封部分2122沿纵向延伸(图4 中的Y方向)。

端子延伸部密封部分2120设置于顶盖片202与端子延伸部2042之间，端子主体密封部分2122设置于端子主体2040与顶盖片202之间。端子延伸部密封部分2120设置有供端子主体2040伸出的通孔21200，且该通孔 21200贯穿端子主体密封部分2122。

顶盖片202包括供端子主体2040穿过的端子孔2020和从端子孔2020 的边缘向下突出的突出部2022，突出部2022从端子孔2020的周界朝向端子延伸部密封部分2120突出，且环绕该端子孔2020。

当第一电极端子204固定于顶盖片202时，突出部2022与密封衬垫 212密封接触，更确切的说，突出部2022与端子延伸部密封部分2120密封接触，由于突出部2022与端子延伸部密封部分2120的接触面积较小，近似线接触，两者之间的接触应力增加，则顶盖片202和密封衬垫212之间的密封效果提高，同时，由于突出部2022向下突出，使得与之接触的端子延伸部密封部分2120变形加大，可以使端子延伸部密封部分2120与端子延伸部2042贴合更紧密，提高了端子延伸部2042和密封衬垫212之间的密封效果，从而二次电池的安全性提高。

由此可知，突出部2022与端子延伸部密封部分2120密封接触形成第一环形密封区域，第一环形密封区域围绕端子孔2020形成。

一种实施例中，突出部2022可以通过冲压工艺形成，例如拉深工艺，但不仅限于此。

可选择的，突出部2022沿端子孔2020的径向的尺寸可以设置在 0.1mm～2mm之间，在该范围内，突出部2022可以保证具有良好密封性的前提下还具有较高的强度，防止突出部2022在受到密封衬垫212施加的作用力时发生弯曲变形。

在其它一些实施例中，还可以将突出部2022的末端朝远离端子延伸部密封部分2120的一侧上翻，突出部2022上翻后，与端子延伸部密封部分2120接触的部分不再是突出部2022的末端，因此，突出部2022末端的毛刺不会与端子延伸部密封部分2120发生接触，因此不会刺破端子延伸部密封部分2120而造成损伤。

请继续参考图4，端子延伸部2042包括环绕端子主体2040设置且向上突出的环形凸起20420，环形凸起20420设置在突出部2022的外侧且环绕该突出部2022，环形凸起20420与端子延伸部密封部分2120密封接触。

相对于面密封而言，环形凸起20420的设置可以减小端子延伸部2042 与端子延伸部密封部分2120的接触面积，从而加大接触应力，以提高端子延伸部2042和密封衬垫212之间密封的可靠性；同时，由于环形凸起 20420向上突出，使得与之接触的端子延伸部密封部分2120变形加大，可以使端子延伸部密封部分2120与顶盖片202贴合更紧密，提高了顶盖片202和密封衬垫212之间的密封效果。

根据以上的描述，在端子延伸部2040和顶盖片202之间又形成了第二环形密封区域，第二密封区域位于第一密封区域的外侧，且第一密封区域和第二密封区域可以共同实现对端子孔2020处的密封。

由此可知，本申请中，在端子延伸部2040和顶盖片202之间总共形成了两道密封区域，即，第一密封区域和第二密封区域，两密封区域可以共同阻隔气体从端子孔2020泄露，使得二次电池的安全性进一步提高。

进一步，在端子孔2020的径向方向上，环形凸起20420可以与突出部2022紧邻设置，这里所说的“紧邻设置”指的是，环形凸起20420与突出部2022相邻且间隔较小的距离，且本领域技术人员能够根据端子延伸部2040的尺寸对“较小距离”做出合理选择。这样一来，在端子延伸部密封部分2120的上下两侧，环形凸起20420从下方向端子延伸部密封部分2120施加压力，突出部2022从上方向端子延伸部密封部分2120施加压力，两者相辅相成，在一个较小的面积内彼此配合，使得端子延伸部密封部分2120受到的接触应力进一步加大，则密封效果会更加显著。

此外，顶盖片202朝向端子延伸部密封部分2120的一侧表面还开设有环形凹槽2024，相对应的，端子延伸部密封部分2120包括密封凸起 21202，在接触力的作用下，突出部2022与密封凸起21202的靠近端子孔 2020的部分密封接触形成第一密封区域，密封凸起21202的其余部分则位于环形凹槽2024内。

环形凹槽2024的外轮廓线包围密封凸起21202的外轮廓线，这样设置的好处在于，密封凸起21202可以被限制在环形凹槽2024内，以减小端子延伸部密封部分2120在端子孔2020的径向的窜动量，以保证密封的可靠性。

请参考图5，图5示出了环形凹槽的示意图。

一种示例性的实施例中，环形凹槽2024的外轮廓线设置为长方形，其包括相对设置的两条长边20240和相对设置的两条短边20242，长边 20240与短边20242依次相连，长方形外轮廓的环形凹槽20242与密封凸起21202限位配合，还可以限制端子延伸部密封部分2120绕端子孔2020 轴线的转动自由度。

进一步，两条长边20240中的至少一者还可以设置成弧形边，弧形结构的长边20240可以使得环形凹槽2024在转角处由尖角优化为圆角，且长边20240与短边20242相接的位置处向环形凹槽2024收拢，这使得长边20240和短边20242与端子孔2020的中心的距离趋于相等，这样，在接触力的作用下，端子延伸部密封部分2120在端子孔2020的径向的延展量会更加均匀，则在端子孔2020的外周界的密封状况更佳。本实施例中，两条长边20240均设置成弧形边。

可选择的，环形凹槽2024的外轮廓线还可以设置为正方形或其它形状，本申请对此不做限定。

进一步，顶盖片202的下表面还设置有凹槽2026，凹槽2026位于长边20240与短边20242的连接处，凹槽2026进一步为端子延伸部密封部分2120的延展提供了空间，避免端子延伸部密封部分2120在接触力的作用下堆积起翘。

请参考图2，顶盖片202的上表面还设置有限位凸台2027，限位凸台 2027可以通过限制端子板208的转动从而限制第一电极端子204的转动，以保证端子板208与外部导电端子可靠连接。

具体的，多个限位凸台2027分布在端子孔2020的外周，可以通过注塑的方式连接到端子板208，与端子板208为一体式结构的绝缘件210上设置有与该限位凸台2027一一对应的凹部，限位凸台2027与凹部配合，限制了第一电极端子204在端子孔2020内的转动。

一种可选的实施例中，例如，凹槽2026和限位凸台2027可以采用冲压成型的方式，在顶盖片202的上表面成形限位凸台2027的同时，在顶盖片202的下表面则可以相应的成形出凹槽2026，一次加工即可分别成形出凹槽2026和限位凸台2027。

请再次参考图3，密封衬垫212还包括从密封凸起21202的边缘处沿端子孔2020的径向向外延伸的延伸部分21204，也就是说，延伸部分21204 位于端子延伸部密封部分2120的周界边缘。

由图4可知，延伸部分21204超出端子延伸部2042外周面，延伸部分21204的上表面低于密封凸起21202的上表面，且与顶盖片202的底面接触，设置延伸部分21204的目的在于增加顶盖片202与端子延伸部2042 之间的爬电距离，避免两者之间发生电接触。

进一步，端子延伸部密封部分2120的下表面开设有环形凹陷部21206，端子延伸部2042的一部分可以容纳在该环形凹陷部21206内，具体地，环形凹陷部21206设置于端子延伸部密封部分2120正对密封凸起21202 的部分，该密封凸起21202位于环形凹陷部21206内。

并且，环形凹陷部21206的外轮廓线包围端子延伸部2042的外轮廓线，也就是说，端子延伸部密封部分2120与端子延伸部2042形成了嵌套的结构，从而该嵌套结构通过环形凹陷部21206内壁对端子延伸部2042 外壁的限位，可以减小两者之间的相对位移，确保密封结构的稳定性。

本申请中，顶盖片202与端子延伸部密封部分2120形成嵌套结构、端子延伸部密封部分2120与端子延伸部2042形成嵌套结构，两两依次嵌套，使得顶盖片202、密封衬垫212以及第一电极端子204配合的稳定性提高，密封结构的可靠性相应提高。

更进一步，密封衬垫212还包括密封加强部21208，密封加强部21208 从端子延伸部密封部分2120的下表面朝向端子延伸部2042延伸，密封加强部21208和延伸部分21204分别设置于环形凹陷部21206的内外两侧。环形凹陷部21206的内外两侧指的是环形凹陷部21206的端子孔2020径向的内外两侧。密封加强部21208朝向端子延伸部2042延伸的部分在接触力的作用下可以获得较大的变形量，变形量越大，则其与端子延伸部 2042的接触越紧密，密封效果越好。

容易理解的，密封加强部21208可以看做是设置在顶盖片202与端子延伸部2042之间的第三密封区域，该第三密封区域较第一密封区域更加靠近端子孔2020，其可以形成阻止气体泄漏的又一屏障。

请参考图6，图6示出了密封衬垫212的仰视图。

一种示例性的实施例中，端子延伸部密封部分2120具有长方形外轮廓线，其与环形凹槽2024的外形相匹配，以使得在围绕端子孔2020的整个圆周方向上，都可以与端子延伸部2042可靠绝缘。

需要说明的是，在第二电极端子206的一侧也可以设置密封衬垫，其可参照密封衬垫212设置，本申请对此不再赘述。

本申请还提供了一种汽车，该汽车包括上述任一实施例中的二次电池。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种二次电池顶盖组件，其特征在于，包括：

电极端子，所述电极端子包括端子主体和从所述端子主体的外周面向外延伸的端子延伸部；

顶盖片，所述顶盖片包括供所述端子主体穿过的端子孔和从所述端子孔的边缘向下突出的突出部，所述突出部环绕所述端子孔；和

密封衬垫，所述密封衬垫套设于所述端子主体外并且至少部分位于所述顶盖片与所述端子延伸部之间，

其中，所述突出部与所述密封衬垫密封接触。

2.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述突出部与所述密封衬垫密封接触以形成第一环形密封区域，所述突出部沿所述端子孔的径向方向的尺寸为0.1mm～2mm。

3.根据权利要求1所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述端子延伸部包括环绕所述端子主体且向上突出的环形凸起，所述环形凸起与所述密封衬垫密封接触以形成第二环形密封区域，所述环形凸起环绕所述突出部。

4.根据权利要求3所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述环形凸起与所述突出部在所述端子孔的径向方向上紧邻设置。

5.根据权利要求3所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述顶盖片的底面设置有环形凹槽，所述密封衬垫包括密封凸起，所述环形凹槽的外轮廓线包围所述密封凸起的外轮廓线。

6.根据权利要求5所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述环形凹槽的外轮廓线包括相对设置的两条长边和相对设置的两条短边，所述长边与所述短边依次相连，所述两条长边中的至少一者设置成弧形边。

7.根据权利要求6所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述顶盖片的上表面形成有限制所述电极端子转动的限位凸台，所述顶盖片的下表面设置有容纳所述密封衬垫的凹槽，所述凹槽通过所述限位凸台的凸出而形成，所述凹槽设置于相邻的所述长边与所述短边的连接处。

8.根据权利要求5所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述密封衬垫还包括从所述密封凸起的边缘处沿所述端子孔的径向方向延伸且超出所述端子延伸部外周面的延伸部分，所述延伸部分的上表面低于所述密封凸起的上表面，且与所述顶盖片的底面接触。

9.根据权利要求8所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述密封衬垫的下表面开设有环形凹陷部，所述端子延伸部的至少一部分容纳在所述环形凹陷部内，所述环形凹陷部的外轮廓线包围所述端子延伸部的外轮廓线。

10.根据权利要求9所述的二次电池顶盖组件，其特征在于，所述密封衬垫还包括密封加强部，所述密封加强部从所述密封衬垫的下表面朝向所述端子延伸部延伸，所述密封加强部和所述延伸部分分别设置于所述环形凹陷部的内外两侧。

11.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的二次电池顶盖组件。

12.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求11所述的二次电池。