CN209401723U - 电池模组、二次电池及其顶盖组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组、二次电池及其顶盖组件。顶盖组件包括顶盖板、第一端子板、第一极柱和保护片。顶盖板设有第一端子孔。第一端子板设置于顶盖板的一侧且具有与第一端子孔相对的通孔。第一极柱***第一端子孔和通孔并连接于第一端子板。保护片设置于第一极柱的一侧，且保护片连接于第一端子板并密封通孔。二次电池包括电极组件、壳体以及所述的顶盖组件。壳体具有开口，电极组件收容于壳体内，顶盖板连接于壳体并覆盖壳体的开口。电池模组包括：两个以上的二次电池；汇流排，固定连接于其中一个二次电池的第一端子板，并且汇流排的材质和第一端子板的材质具有相同的基体金属。

Description

电池模组、二次电池及其顶盖组件

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池模组、二次电池及其顶盖组件。

背景技术

二次电池通常包括电极组件、壳体和顶盖组件，电极组件是二次电池实现充放电的核心构件。壳体内部形成空腔，以收容电极组件。顶盖组件包括顶盖板和设置于顶盖板的电极端子，顶盖板连接于壳体，电极端子电连接于电极组件。电极端子能够实现电流的输入和输出，其性能决定二次电池的过流能力。

电极端子通常包括极柱和端子板，端子板设置于顶盖板的上侧，极柱连接于端子板并穿过顶盖板，以与电极组件电连接。当多个二次电池连接成组时，端子板用于与汇流排(busbar)连接。

在现有技术中，极柱和端子板一般通过焊接或机械连接等方式固定。极柱和端子板为金属材质，暴露在空气中容易氧化。再者，极柱和端子板在接触表面上易形成氧化层会增大电阻，导致过流能力降低，影响二次电池的性能。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池模组、二次电池及其顶盖组件，其能减小电极端子的接触电阻，改善二次电池的过流能力。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池模组、二次电池及其顶盖组件。

顶盖组件包括顶盖板、第一端子板、第一极柱和保护片。顶盖板设有第一端子孔。第一端子板设置于顶盖板的一侧且具有与第一端子孔相对的通孔。第一极柱***第一端子孔和通孔并连接于第一端子板。保护片设置于第一极柱的一侧，且保护片连接于第一端子板并密封通孔。

第一端子板、保护片的材质均具有第一基体金属，第一极柱的材质具有第二基体金属，第一基体金属不同于第二基体金属。

第一基体金属为铝，第二基体金属为铜。

第一端子板具有沿通孔的周界设置的第一凹槽，且第一凹槽相对于第一端子板的远离顶盖板的端面凹陷。保护片至少部分收容于第一凹槽。

沿远离顶盖板的方向，保护片的端面不超出第一端子板的端面。

保护片与第一极柱之间具有间隙。

第一端子板还具有沿通孔的周界设置的第二凹槽，第二凹槽相对于第一凹槽的底壁凹陷。

第一极柱包括固定部、过渡部和连接部，固定部设置于顶盖板的远离第一端子板的一侧，且固定部的尺寸大于第一端子孔的尺寸。过渡部从固定部延伸并***第一端子孔和通孔，连接部从过渡部的远离固定部的一端延伸并***第二凹槽。

二次电池包括电极组件、壳体以及所述的顶盖组件。壳体具有开口，电极组件收容于壳体内，顶盖板连接于壳体并覆盖壳体的开口。

电池模组包括：两个以上的二次电池；汇流排，固定连接于其中一个二次电池的第一端子板，并且汇流排的材质和第一端子板的材质具有相同的基体金属。

本实用新型的有益效果如下：本申请的保护片可以将第一极柱与外部空气隔开，降低第一极柱的氧化，减小第一端子板和第一极柱之间的接触电阻，改善二次电池的过流能力。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的示意图。

图2为图1的虚线框部分的放大图。

图3为图2的分解图。

图4为图3的第一端子板的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 顶盖组件

11 顶盖板

111 第一端子孔

112 第二端子孔

12 第一端子板

121 通孔

122 第一凹槽

122a 底壁

122b 侧壁

123 第二凹槽

124 端面

13 第一极柱

131 固定部

132 过渡部

133 连接部

14 保护片

141 端面

15 第二端子板

16 第二极柱

17 密封圈

18 绝缘件

19 转接片

2 电极组件

3 壳体

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”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。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。

本申请的电池模组包括二次电池和汇流排(busbar)，二次电池可为多个并依次排列，汇流排将所述多个二次电池电连接。汇流排大多采用单一材质，例如铝或者铜。

参照图1，本申请的二次电池包括顶盖组件1、电极组件2和壳体3。

电极组件为二次电池实现充放电的核心构件，其包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜将正极极片和负极极片隔开。在一实施例中，电极组件可为卷绕式结构，即正极极片、负极极片和隔膜螺旋地卷绕为一体。在另一实施例中，电极组件也可为叠片式结构，即正极极片、负极极片和隔膜层叠在一起。

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。正极集流体可为铝箔，正极活性物质层包括三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂。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。负极集流体可为铜箔，负极活性物质层包括石墨或硅。

壳体3可具有六面体形状或其它形状。壳体3内部形成收容腔，以容纳电极组件2和电解液。壳体3在一端形成开口，而电极组件2可经由所述开口放置到壳体3的收容腔。壳体3可由铝或铝合金等导电金属的材料制成，也可由塑胶等绝缘材料制成。

参照图2和图3，顶盖组件1包括顶盖板11、第一端子板12、第一极柱13、第二端子板15和第二极柱16。顶盖板11连接于壳体3并覆盖壳体3的开口，以将电极组件2密封在壳体3内。第一端子板12、第一极柱13、第二端子板15和第二极柱16的材质均为金属。

第一端子板12和第二端子板15设置于顶盖板11的远离电极组件的一侧。顶盖板11设有贯通的第一端子孔111和第二端子孔112。第一极柱13***第一端子孔111，第二极柱16***第二端子孔112。

第一端子板12具有与第一端子孔111相对的通孔121，第一极柱13可***通孔121并连接于第一端子板12。当然，第二端子板15也可设有与第二端子孔112上下相对的通孔，第二极柱16可***通孔并连接于第二端子板15。

本申请的顶盖组件1还包括保护片14，保护片14设置于第一极柱13的远离电极组件2的一侧，且保护片14连接于第一端子板12并密封通孔121。

在本申请中，即使第一极柱13和第一端子板12采用铆接等机械连接的方式固定，保护片14也可以将第一极柱13与外部空气隔开，降低第一极柱13的氧化，减小第一端子板12和第一极柱13之间的接触电阻，改善二次电池的过流能力。

在非水电解质二次电池中，与正极极片电连接的极柱(例如第二极柱16)适宜使用在正极电位下不溶解于非水电解质的铝或铝合金，与负极极片电连接的极柱(例如第一极柱13)适宜使用不与负极活性物质合金化的铜等。

二次电池成组时，汇流排(busbar)需要焊接在第一端子板12和第二端子板15；由于汇流排多采用单一材质(铝或铜)，且铝的熔点比铜的熔点低、铝的比热容比铜的比热容高，难以将铜和铝采用超声波焊、激光焊等方式焊接在一起，因此要求第一端子板12和第二端子板15采用与汇流排相同的材质，也就是第一端子板12和第二端子板15均为铜或均为铝。

而在顶盖组件1中，两个极柱分别采用不同的材质；必然的，第一极柱13与第一端子板12的材质分别为铜铝，或者，第二极柱16与第二端子板15的材质分别为铝铜。

下面以第一极柱13与第一端子板12采用不同材质为例详细地说明本申请的二次电池。

第一端子板12的材质和汇流排的材质具有相同的第一基体金属，第一极柱13的材质具有第二基体金属，第一基体金属不同于第二基体金属。

优选地，第一极柱13经由一个转接片19电连接于负极极片，第二极柱16经由另一个转接片19电连接于正极极片。

为了避免第一极柱13被电解液腐蚀，第一极柱13的第二基体金属优选为铜；当然，第一极柱13中还可包括锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素。第一端子板12的第一基体金属优选为铝，当然，第一端子板12还可包括铜、锌、锰、硅、镁等元素。

第一极柱13和第一端子板12采用不同的材质，如果两者通过焊接的方式连接，那么两者之间的连接强度偏低，当二次电池震动时，焊接处很容易断裂，导致二次电池失效。通常的解决方法是将第一极柱13和第一端子板12铆接。

在本申请中，即使第一极柱13和第一端子板12采用铆接的方式固定，保护片14也可以将第一极柱13与外部空气隔开，降低第一极柱13的氧化，减小第一端子板12和第一极柱13之间的接触电阻，改善二次电池的过流能力。

为了提高保护片14与第一端子板12的连接强度，保证密封性能，保护片14的材质也可具有第一基体金属。保护片14和第一端子板12可通过激光焊接直接密封连接。

第一端子板12具有沿通孔121的周界设置的第一凹槽122，且第一凹槽122相对于第一端子板12的远离顶盖板11的端面124凹陷。保护片14至少部分收容于第一凹槽122。通过设置第一凹槽122，可以减小保护片14占用的空间，降低二次电池的整体高度，提高能量密度。第一凹槽122为环形，且第一凹槽122的外径大于通孔121的直径。

优选地，沿远离顶盖板11的方向，保护片14的端面141不超出第一端子板12的端面124。此时，保护片14不再额外的占用空间，从而降低二次电池的整体高度。

沿远离顶盖板11的方向，保护片14的端面141与第一端子板12的端面124共面。这样可以改善平整度，降低焊接难度。具体地，保护片14焊接于第一凹槽122的侧壁122b。装配保护片14和第一端子板12时，可沿着保护片14与侧壁122b接触的边界进行对接焊。当保护片14的端面141与第一端子板12的端面124共面时，可以更容易的进行对接焊。

第一极柱13的上端与第一端子板12铆接，第一极柱13与保护片14相对的表面的平整性较差；如果第一极柱13与保护片14接触，容易影响保护片14位置精度，降低焊接强度。因此，第一极柱13与保护片14之间留有间隙，所述间隙可为0.1mm-1mm。

第一端子板12还具有沿通孔121的周界设置的第二凹槽123，第二凹槽123相对于第一凹槽122的底壁122a凹陷。第二凹槽123为环形，且第二凹槽123的外径小于第一凹槽122的外径且大于通孔121的直径。

当第一极柱13***通孔121后，可通过挤压第一极柱13的远离电极组件2的上端，使第一极柱13的一部分延伸到第二凹槽123内，进而将第一极柱13铆接到第一端子板12。

具体地，第一极柱13包括固定部131、过渡部132和连接部133。固定部131设置于顶盖板11的远离第一端子板12的一侧，且固定部131的尺寸大于第一端子孔111的尺寸。过渡部132从固定部131延伸并***第一端子孔111和通孔121。

固定部131的横截面积大于通孔121的横截面积和过渡部132的横截面积，因此，固定部131会卡接在顶盖板11的靠近电极组件2的一侧。优选地，本申请的顶盖组件1还包括密封圈17，密封圈17套设在过渡部132且夹持于顶盖板11和固定部131之间；通过挤压密封圈17，可以实现第一端子孔111的密封。

连接部133从过渡部132的远离固定部131的一端延伸并***第二凹槽123。初始时，连接部133的尺寸可小于通孔121和第一端子孔111的尺寸，这样连接部133才能够***通孔121和第一端子孔111；当连接部133***通孔121后，通过挤压连接部133使其变形，进而使连接部133的边缘***到第二凹槽123中。

在本申请中，成型后的连接部133的横截面积大于通孔121的横截面积，连接部133会卡接在第二凹槽123中，而固定部131卡接在顶盖板11的下侧，因此，第一极柱13整体固定在顶盖板11上。

本申请的顶盖组件还可包括绝缘件18，绝缘件18将第一端子板12和顶盖板11绝缘隔开。

Claims (10)

1.一种二次电池的顶盖组件(1)，其特征在于，包括顶盖板(11)、第一端子板(12)、第一极柱(13)和保护片(14)；

顶盖板(11)设有第一端子孔(111)；

第一端子板(12)设置于顶盖板(11)的一侧且具有与第一端子孔(111)相对的通孔(121)；

第一极柱(13)***第一端子孔(111)和通孔(121)并连接于第一端子板(12)；

保护片(14)设置于第一极柱(13)的一侧，且保护片(14)连接于第一端子板(12)并密封通孔(121)。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件(1)，其特征在于，第一端子板(12)、保护片(14)的材质均具有第一基体金属，第一极柱(13)的材质具有第二基体金属，第一基体金属不同于第二基体金属。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件(1)，其特征在于，第一基体金属为铝，第二基体金属为铜。

4.根据权利要求1所述的顶盖组件(1)，其特征在于，

第一端子板(12)具有沿通孔(121)的周界设置的第一凹槽(122)，且第一凹槽(122)相对于第一端子板(12)的远离顶盖板(11)的端面凹陷；

保护片(14)至少部分收容于第一凹槽(122)。

5.根据权利要求4所述的顶盖组件(1)，其特征在于，沿远离顶盖板(11)的方向，保护片(14)的端面不超出第一端子板(12)的端面。

6.根据权利要求4所述的顶盖组件(1)，其特征在于，保护片(14)与第一极柱(13)之间具有间隙。

7.根据权利要求4所述的顶盖组件(1)，其特征在于，

第一端子板(12)还具有沿通孔(121)的周界设置的第二凹槽(123)，第二凹槽(123)相对于第一凹槽(122)的底壁(122a)凹陷。

8.根据权利要求7所述的顶盖组件(1)，其特征在于，

第一极柱(13)包括固定部(131)、过渡部(132)和连接部(133)，固定部(131)设置于顶盖板(11)的远离第一端子板(12)的一侧，且固定部(131)的尺寸大于第一端子孔(111)的尺寸；

过渡部(132)从固定部(131)延伸并***第一端子孔(111)和通孔(121)，连接部(133)从过渡部(132)的远离固定部(131)的一端延伸并***第二凹槽(123)。

9.一种二次电池，其特征在于，包括电极组件(2)、壳体(3)以及权利要求1-8中任一项所述的顶盖组件(1)；

壳体(3)具有开口，电极组件(2)收容于壳体(3)内，顶盖板(11)连接于壳体(3)并覆盖壳体(3)的开口。

10.一种电池模组，其特征在于，包括：

两个以上权利要求9所述的二次电池；

汇流排，固定连接于其中一个二次电池的第一端子板(12)，并且汇流排的材质和第一端子板(12)的材质具有相同的基体金属。