CN208062214U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种二次电池，包括：壳体，设置有开口；顶盖，与所述壳体盖合，并密封所述开口；电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜；和绝缘件，包裹于所述电极组件的外部；所述绝缘件背离所述顶盖的一侧设置有镂空结构；在背离所述顶盖的一侧，所述第二极片伸出所述镂空结构并与所述壳体接触。本申请较电极组件的热量通过底托板传递至壳体的方式，导热路径缩短了，从而能够提高二次电池的导热效率，避免二次电池内热量聚集，提高二次电池的安全性。

Description

二次电池

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。

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车辆以及能量存储***等。

现有的二次电池如图1-图2所示，包括壳体110和容纳于壳体110内的电极组件120，电极组件120包括第二极片122、第一极片121和设置于第二极片122和第一极片121之间的隔离膜123。在二次电池装配时，先在电极组件120的外面包裹绝缘件130，绝缘件130的底部设置有底托板140，然后将电极组件120、绝缘件130和底托板140一起放入壳体110内。在二次电池测试或者使用时，电极组件120会发热，产生的热量的传递路径主要有两条，一是通过电极组件120传递到绝缘件130再传递到壳体110的侧部；二是通过电极组件120传递到绝缘件130的底部，再传递到底托板140，最后传递到壳体110的底部。

显然，上述第二条传递路径需经过绝缘件130、底托板140才能传递至壳体110的底部，增加了电极组件120热传递的阻力，在二次电池处于大电流工况下时，其产热尤为严重，若无法将热量尽快传导出去，会影响二次电池的寿命和使用，甚至会导致失火等安全事故。

实用新型内容

本申请提供了一种二次电池，能够解决上述问题。

本申请提供了一种二次电池，包括：

壳体，设置有开口；

顶盖，与所述壳体盖合，并密封所述开口；

电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜；和

绝缘件，包裹于所述电极组件的外部；

所述绝缘件背离所述顶盖的一侧设置有镂空结构；在背离所述顶盖的一侧，所述第二极片伸出所述镂空结构并与所述壳体接触。

可选地，在背离所述顶盖的一侧，所述第二极片超出所述第一极片和所述隔离膜，所述第二极片伸出所述镂空结构并与所述壳体接触。

可选地，在背离所述顶盖的一侧，所述隔离膜包裹所述第一极片。

可选地，位于所述第一极片两侧的所述隔离膜在背离所述顶盖的一端平滑连接。

可选地，所述电极组件的底部完全裸露出所述镂空结构。

可选地，所述第一极片包括第一本体部和自所述第一本体部延伸的第一极耳；所述第二极片包括第二本体部和自所述第二本体部延伸的第二极耳；所述第一极耳与所述第二极耳设置于所述电极组件靠近所述顶盖的一侧；

在靠近所述顶盖的一侧，所述隔离膜包裹所述第一极片或者所述第二极片，且所述第一极耳与所述第二极耳的端部均裸露出所述隔离膜。

可选地，在所述第一极耳处，所述第一极片超出所述隔离膜和所述第二极片靠近所述顶盖的一侧，位于同一所述第二极片两侧的所述隔离膜靠近所述顶盖的一端相互连接，以包裹所述第二极片。

可选地，所述电极组件沿所述二次电池的厚度方向具有第一侧和第二侧；所述第一极耳和所述第二极耳均设置于所述第一侧。

可选地，在所述第二侧，各所述隔离膜靠近所述顶盖的一端连接在一起，以包裹各所述第一极片。

可选地，相互连接的所述隔离膜通过热熔方式或者粘接方式连接。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的二次电池，绝缘件设置有镂空结构，在电极组件背离顶盖的一侧，使电极组件的第二极片穿过该镂空结构，并与壳体接触，以将电极组件内的热量直接通过第二极片传导至壳体，显然，这种方式，较电极组件的热量通过底托板传递至壳体的方式，缩短了导热路径，从而能够提高二次电池的导热效率，避免二次电池内热量聚集，提高二次电池的安全性。

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为背景技术中二次电池的***视图；

图2为背景技术中二次电池的局部剖视图；

图3为本申请所提供的二次电池的一种具体实施例的正视图；

图4为本申请所提供的二次电池的一种具体实施例的***视图；

图5为沿图3中A-A线的剖视图；

图6为图5中I处的局部放大视图；

图7为本申请所提供的二次电池中，绝缘件的一种具体实施例的结构示意图；

图8为本申请所提供的二次电池中，电极组件的一种具体实施例的结构示意图；

图9为图8所示电极组件实施例的正视图；

图10为沿图9中B-B线的剖视图；

图11为图10中II处的局部放大视图；

图12为本申请所提供的二次电池中，电极组件的另一种具体实施例的剖视图；

图13为图12中III处的局部放大视图；

图14为图12中III处在第二极片发生断裂时的局部放大视图。

附图标记：

在图1-图2中：

110-壳体；

120-电极组件；

121-第一极片；

122-第二极片；

123-隔离膜；

130-绝缘件；

140-底托板；

在图3-14图中：

210-壳体；

220-电极组件；

221-第一极片；

2211-第一本体部；

2212-第一极耳；

222-第二极片；

2221-第二本体部；

2222-第二极耳；

223-隔离膜；

224-顶部；

225-底部；

226-侧部；

230-绝缘件；

231-镂空结构。

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。其中，以附图所示的二次电池为对象，并且以二次电池的高度方向为高度方向Z，以二次电池的长度方向为长度方向X，以二次电池的厚度方向为厚度方向Y，建立X-Y-Z直角坐标系。

如图3-图14所示，本申请实施例提供了一种二次电池，包括壳体210、顶盖(图中未示出)、电极组件220和绝缘件230，壳体210设置有开口；顶盖与壳体210盖合，并密封开口，以使二者的内部形成容纳腔。电极组件220设置于壳体210内，即电极组件220容纳于容纳腔内，电极组件220包括第一极片221、第二极片222和设置于第一极片221和第二极片222之间的隔离膜223。绝缘件230包裹于电极组件220的外部，设置于电极组件220与壳体210之间，以将电极组件220与壳体210绝缘。其中，绝缘件230背离顶盖的一侧设置有镂空结构231；在背离顶盖的一侧，第二极片222中伸出镂空结构231并与壳体210接触。

上述二次电池，绝缘件230设置有镂空结构231，在电极组件背离顶盖的一侧，使电极组件220的第二极片222穿过该镂空结构231，并与壳体210接触，以将电极组件220内的热量直接通过第二极片222传导至壳体210，显然，这种方式，较电极组件220的热量通过底托板传递至壳体210的方式，导热路径缩短了，从而能够提高二次电池的导热效率，避免二次电池内热量聚集，提高二次电池的安全性。

可以理解地，二次电池还包括第一极柱(图中未示出)和第二极柱(图中未示出)，第一极柱和第二极柱设置于顶盖，第一极片221与第一极柱电连接，第二极片222与第二极柱电连接，以将电极组件220的电信号传递至二次电池的外部。

电极组件220的第一极片221、第二极片222和隔离膜223均设置有多层，三者可以通过卷绕方式形成多层结构。其中，第一极片221包括第一本体部2211和自第一本体部2211伸出的第一极耳2212；第二极片222包括第二本体部2221和自第二本体部2221伸出的第二极耳2222，卷绕时，第一本体部2211、隔离膜和第二本体部2221依次层叠设置，多层第一极耳2212层叠设置，多层第二极耳2222层叠设置，且第一极耳2212和第二极耳2222沿二次电池的长度方向X设置。可以理解地，电极组件220具有与顶盖相对的顶部224、与顶部224相对的底部225以及连接顶部224和底部225的侧部226，顶部224与底部225沿二次电池的高度方向Z相对设置，第一极耳2212和第二极耳2222可以设置于电极组件220靠近顶盖的一侧，如图8、图9所示，可以位于电极组件220的顶部224。在电极组件220与第一极柱和第二极柱电连接时，第一极片221通过第一极耳2212与第一极柱电连接，第二极片222通过第二极耳2222与第二极柱电连接。为了提高二次电池的能量密度，第一极耳2212和第二极耳2222可以呈弯折结构，即二者弯折后分别与第一极柱、第二极柱连接。此外，为了连接的方便性，第一极耳2212、第二极耳2222可以均通过连接件(图中未示出)分别与第一极柱、第二极柱电连接。

电极组件220沿二次电池的厚度方向Y具有第一侧和第二侧，可以第一侧和第二侧均设置有第一极耳2212和第二极耳2222；也可以仅第一侧设置有第一极耳2212和第二极耳2222，即第一极耳2212和第二极耳2222均设置于电极组件220沿厚度方向Y的一侧。具体地，在电极组件220卷绕成型时，电极组件220具有卷绕起始层，卷绕起始层为电极组件220位于最内圈的极片(可以为第一极片221或者第二极片222)的卷绕起始端部分，第一极耳2212或者第二极耳2222可以从卷绕起始层的沿上述厚度方向Y的一侧延伸出，即各卷绕层中，仅位于卷绕起始层一侧的部分延伸出极耳(如第一极耳2212或者第二极耳2222)，如图10、图12所示，这样，在第一本体部2211、第二本体部2221层叠厚度相同的情况下，第一极耳2212的层叠厚度、第二极耳2222的层叠厚度较整个厚度方向Y均伸出极耳的方式明显减小，在第一极耳2212和第二极耳2222弯折时，位于弯折处内外两侧的极耳(包括第一极耳2212和第二极耳2222)的端部错位能够得到缓减，从而使最外侧的第一极耳2212和第二极耳2222易于与连接件连接，最内侧的第一极耳2212和第二极耳2222的冗余度也会明显减小，降低了由于冗余太长而在二次电池受到挤压时，冗余的第一极耳2212和第二极耳2222可能***本体部31内部造成二次电池短路的风险。因此，这种沿上述厚度方向Y的一侧延伸出第一极耳2212和第二极耳2222的方式，在二次电池装配时，电极组件220与连接件易于连接，且能够提高二次电池的安全性。其中，卷绕起始层可以为第一极片221的卷绕起始端部分，在该部分不延伸出第一极耳2212。

其中，第一极片221可以为正极片，第二极片222为负极片，相应地，第一极柱为正极柱，第二极柱为负极柱；也可以第一极片221为负极片，第二极片222为正极片，相应地，第一极柱为负极柱，第二极柱为正极柱。一种实施例中，正极片的材质主要为铝，负极片的主要材质为铜。在第二极片222为正极片时，第二极片222可以与壳体210电连接，具体地通过顶盖与壳体210电连接，以使壳体210带正电，提高二次电池的抗腐蚀能力。

上述各实施例中，绝缘件230可以为膜片结构，通过弯折包裹电极组件220，其中，绝缘件230可以仅包裹电极组件220的顶部224和侧部226，将底部225完全裸露，即电极组件220的底部225完全裸露以形成镂空结构231，如此设置之后，在二次电池的内部，电解液能够更好地浸润至电极组件220的内部，从而提高二次电池的电化学特性；且这种方式便于绝缘件230的加工。当然，绝缘件230也可以包裹电极组件230的底部225的部分、顶部224和侧部226，此时，镂空结构231可以包括多个通孔，第二极片222通过通孔伸出绝缘件230与壳体210接触。

需要说明的是，电极组件220与壳体210虽然接触，但是二者可以并非电连接，二者的接触主要作用是用于传递热量，具体地，第二极片222的端部可以通过绝缘导热层与壳体210接触。此时，沿二次电池的高度方向Z，电极组件220在背离顶盖的一侧，可以第一极片221和第二极片222的端部对齐，也可以端部错位。

在第一极片221和第二极片222的背离顶盖的端部对齐时，由于第二极片222和壳体210接触，因此，第一极片221必然会受壳体210的干涉而发生打折，进而导致第一极片221和第二极片222接触电连接，造成短路。为了避免上述问题的发生，一种实施例中，在背离顶盖的一侧，第二极片222超出第一极片221和隔离膜223，即第一极片221和第二极片222在背离顶盖的一端错位，采用这种结构，能够避免第一极片221与壳体210由于接触发生打折，且第一极片221与第二极片222之间有一定的距离，降低了二者接触电连接的几率，从而提高了二次电池的安全性。如图5、图6、图10、图11所示，在背离顶盖的一侧，第一极片221伸出第二极片222的端部错位，第二极片222穿过镂空结构231与壳体210接触，电极组件220产生的热量沿着第二极片222传导至壳体210。

进一步地，在背离顶盖的一侧，隔离膜223包裹第一极片221，如此设置之后，第一极片221背离顶盖的端部被隔离膜223包裹着，使第一极片221与第二极片222在该侧很难接触，以更好地防止二者由于打折等现象发生接触电连接，从而提高二次电池的安全性

在第一极片221的两侧的隔离膜223可以通过粘接、热熔等方式连接在一起，以包裹第一极片221，也可以通过粘接胶或者其它绝缘连接结构连接第一极片221的两侧的隔离膜223。可选地，位于第一极片221两侧的隔离膜223在背离顶盖的一端平滑连接，即位于同一第一极片221的两侧的隔离膜223为一体式结构。如图6所示。如此设置之后，二次电池使用过程中，在背离顶盖的一侧，能够避免由于二次电池使用过程中发热或者受到振动等导致两个隔离膜223的连接处发生断裂，提高隔离膜223对第一极片221的保护可靠性，从而进一步降低第一极片221和第二极片222发生短路的风险。

上述各实施例中，电极组件220在生产装配过程中，由于第一极耳2212和第二极耳2222伸出第一本体部2211、第二本体部2221，因此，相邻的两个第一极耳2212或者相邻的两个第二极耳2222之间会有一定的间隔距离，如图10所示。在电极组件220与连接件或者极柱(如第一极柱和第二极柱)连接时，多个第一极耳2212在其与第一本体部2211的连接处开始贴合层叠，多个第二极耳2222在其与第二本体部2221的连接处开始贴合层叠，由于受到各处弯折应力的作用，第一极耳2212在其与第一本体部2211的连接处、第二极耳2222在其与第二本体部2221的连接处可能发生断裂和破损，尤其当第一极耳2212和第二极耳2222仅设置于电极组件220的第一侧时，断裂破损的第一极耳2212极易跨过隔离膜223与第二本体部2221接触电连接，断裂破损的第二极耳2222极易跨过隔离膜223与第一本体部2211接触电连接，导致二次电池短路，甚至引起安全事故。为了解决上述问题，本申请在靠近顶盖的一侧，隔离膜223包裹第一极片221或者第二极片222，且第一极耳2212与第二极耳2222的端部均裸露出隔离膜223，以便于第一极耳2212、第二极耳2222与连接件或者极柱连接。如此设置之后，由于位于相邻两个第一极耳2212之间的第二本体部2221被隔离膜223包裹，或者位于相邻两个第二极耳2222之间的第一本体部2211被隔离膜223包裹，因此，即使第一极耳2212在其与第一本体部2211的连接处、第二极耳2222在其与第二本体部2221的连接处发生断裂和破损，断裂的第一极耳2212、第二极耳2222也很难接触到与其相邻的第二本体部2221、第一本体部2211，从而降低了第一极片221与第二极片222发生短路的风险，提高了二次电池的安全性。

特别地，如图12、图13所示，若第一极耳2212较第二极耳2222易断裂破损，为了进一步提高二次电池的安全性，可选地，在电极组件220靠近顶盖的一侧，隔离膜223包裹第二极片222，即同一第二极片222两侧的隔离膜223相互连接，以包裹第二极片222靠近顶盖的端部，这样，即使第一极耳2212发生断裂破损，也很难与第二极片222接触，从而提高了二次电池的安全性。

各隔离膜223靠近顶盖的端部可以连接在一起，也可以两两连接在一起，或者一部分两两连接在一起，其余部分连接在一起。

一种实施例中，在第一极耳2212处，第一极片221超出隔离膜223和第二极片222靠近顶盖的一侧，可以第一极耳2212超出隔离膜223靠近顶盖的一侧，此时，位于同一第二极片222两侧的隔离膜223靠近顶盖的一端相互连接，以包裹第二极片222，即在第一侧，各隔离膜223两两连接，如图12、图13所示，这样，在第一极耳2212的附近，第二极片222靠近顶盖的端部均被隔离膜223完全包裹，第一极耳2212即使在贴合层叠时发生断裂(参考图14所示)，由于第二极片222的端部被隔离膜223包裹，因此，断裂的第一极耳2212也仅能接触到隔离膜223，从而降低了第一极片221与第二极片222发生短路的风险，提高了二次电池的安全性。由于在第一极耳2212处，为了保证电极组件220与第一极柱连接处的过流面积，第一极耳2212的端部需要裸露出隔离膜223较大的面积，若将各隔离膜223靠近顶盖的端部均相互连接在一起，则，在各第一极耳2212处相连接的隔离膜223上需要为每一个第一极耳2212单独设置穿孔，而采用这种将隔离膜223两两连接的方式，能够避免在第一极耳2212处单独设置穿孔，从而简化装配工序，提高二次电池的装配效率。相应地，在第二极耳2222处，可以也采用将同一第一极片221两侧的两个隔离膜223连接在一起，此时，在第二极耳2222处需要单独设置穿孔，以便第二极耳2222穿过。当然，在第二极耳2222处，也可以位于同一第一极片221两侧的两个隔离膜223连接在一起，以包裹第一极片221的端部。显然，这种两两连接的方式适用于第一侧和第二侧均设置第一极耳2212和第二极耳2222的电极组件220，也适用于仅第一侧设置第一极耳2212和第二极耳2222的电极组件220。

另一种实施例中，当第一极耳2212和第二极耳2222仅设置于电极组件220的第一侧时，在第二侧，各第一极片221和各第二极片222均不设置极耳，各隔离膜223靠近顶盖的一端连接在一起，如图13所示，以包裹各第一极片221，即在第二侧，各隔离膜223的端部相互连接，从而形成多个间隔空间，第一极片221分别位于各间隔空间内，这种方式，可以一次性将各隔离膜223连接在一起，因此，能够提高电极组件220的装配效率。也就是说，在仅第一侧设置第一极耳2212和第二极耳2222时，在第一侧的隔离膜223两两连接，在第二侧的隔离膜223可以均相互连接在一起。这种方式，能够提高二次电池的装配效率。当然，在第二侧的隔离膜223也可以采用两两连接的方式相互连接。

当然，在靠近顶盖的一侧，隔离膜223也可以包裹第一极片221。

上述各实施例中，不论在靠近顶盖的一侧，还是在背离顶盖的一侧，相互连接的隔离膜223均可以通过热熔方式或者粘接方式连接，以便于操作。

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 (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体，设置有开口；

顶盖，与所述壳体盖合，并密封所述开口；

电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜，其中，第一极片为正极片；和

绝缘件，包裹于所述电极组件的外部；

所述绝缘件背离所述顶盖的一侧设置有镂空结构；在背离所述顶盖的一侧，所述第一极片伸出所述镂空结构并与所述壳体接触。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，在背离所述顶盖的一侧，所述第二极片超出所述第一极片和所述隔离膜，所述第二极片伸出所述镂空结构并与所述壳体接触。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，在背离所述顶盖的一侧，所述隔离膜包裹所述第一极片。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，位于所述第一极片两侧的所述隔离膜在背离所述顶盖的一端平滑连接。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电极组件的底部完全裸露出所述镂空结构。

6.根据权利要求1-5任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第一极片包括第一本体部和自所述第一本体部延伸的第一极耳；所述第二极片包括第二本体部和自所述第二本体部延伸的第二极耳；所述第一极耳与所述第二极耳设置于所述电极组件靠近所述顶盖的一侧；

在靠近所述顶盖的一侧，所述隔离膜包裹所述第一极片或者所述第二极片，且所述第一极耳与所述第二极耳的端部均裸露出所述隔离膜。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，在所述第一极耳处，所述第一极片超出所述隔离膜和所述第二极片靠近所述顶盖的一侧，位于同一所述第二极片两侧的所述隔离膜靠近所述顶盖的一端相互连接，以包裹所述第二极片。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述电极组件沿所述二次电池的厚度方向具有第一侧和第二侧；所述第一极耳和所述第二极耳均设置于所述第一侧。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，在所述第二侧，各所述隔离膜靠近所述顶盖的一端连接在一起，以包裹各所述第一极片。

10.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，相互连接的所述隔离膜通过热熔方式或者粘接方式连接。