CN209747632U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二次电池，其包括：壳体，具有开口；电极组件，所述电极组件被容纳于所述壳体内，所述电极组件包括极耳；顶盖组件，包括顶盖板，顶盖板覆盖开口且具有引出孔；极柱片，极柱片包括连接部和延伸部，连接部和延伸部为一体成型结构，连接部与极耳直接连接，延伸部从引出孔穿出，延伸部具有熔断结构，熔断结构的过流面积小于延伸部其余部分的过流面积。本实用新型实施例的二次电池，能够减少零部件使用数量，提高结构紧凑性，降低空间占用率，有利于提高二次电池的能量密度。

Description

二次电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种二次电池。

背景技术

二次电池已被广泛应用于混合动力汽车和电动汽车领域。这是由于其具有高能量、高容量及高功率等优点。二次电池包括壳体、设置于壳体内的电极组件、与壳体密封连接的顶盖板、设置于顶盖板一侧的电极端子、连接于顶盖板的下绝缘件以及连接电极组件的极耳和电极端子的集流件。然而，由于极耳通过集流件与电极端子连接，因此三者连接后的整体结构复杂，占用了较大的空间，从而影响二次电池的能量密度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种二次电池，能够减少零部件使用数量，提高结构紧凑性，降低空间占用率，有利于提高二次电池的能量密度。

一方面，本实用新型实施例提出了一种二次电池，其包括：

壳体，具有开口；电极组件，所述电极组件被容纳于所述壳体内，所述电极组件包括极耳；顶盖组件，包括顶盖板，顶盖板覆盖开口且具有引出孔；极柱片，极柱片包括连接部和延伸部，连接部和延伸部为一体成型结构，连接部与极耳直接连接，延伸部从引出孔穿出，延伸部具有熔断结构，熔断结构的过流面积小于延伸部其余部分的过流面积。

根据本实用新型实施例的一个方面，熔断结构的数量为两个以上，两个以上的熔断结构沿极柱片的宽度方向间隔设置，相邻两个熔断结构之间形成沿极柱片的厚度方向延伸的贯通孔。

根据本实用新型实施例的一个方面，延伸部具有沿极柱片的宽度方向延伸的缺口，熔断结构与缺口沿极柱片的宽度方向相对应设置，沿宽度方向，熔断结构的宽度小于延伸部其余部分的宽度。

根据本实用新型实施例的一个方面，延伸部具有沿极柱片的宽度方向延伸的凹槽，熔断结构与凹槽沿极柱片的厚度方向相对应设置，沿厚度方向，熔断结构的厚度小于延伸部其余部分的厚度。

根据本实用新型实施例的一个方面，二次电池包括包覆熔断结构外部的绝缘件，熔断结构与绝缘件密封连接，延伸部通过绝缘件与顶盖板相连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，熔断结构至少部分地设置于引出孔内，二次电池包括包覆熔断结构外部的绝缘件，熔断结构与绝缘件密封连接，延伸部通过绝缘件与顶盖板密封连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，顶盖板远离电极组件的表面具有凹部，引出孔与凹部相连通，绝缘件具有下沉部和与下沉部相连接的***部，下沉部与凹部形状匹配并且至少部分地容纳于凹部内，***部至少部分地设置于引出孔内。

根据本实用新型实施例的一个方面，极柱片还包括环绕延伸部的环形凸缘，环形凸缘设置于顶盖板朝向电极组件的一侧，环形凸缘与顶盖板密封连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，二次电池还包括套设于延伸部外部的密封圈，环形凸缘通过密封圈与顶盖板密封连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，延伸部包括第一延伸段和第二延伸段，延伸部通过第一延伸段连接于连接部，并且第一延伸段与连接部相交设置，熔断结构设置于第一延伸段，第二延伸段从引出孔穿出。

根据本实用新型实施例的二次电池包括壳体、电极组件、顶盖板和与电极组件相连接的极柱片。电极组件的极耳直接与极柱片相连接，并能够通过极柱片直接进行充电或放电操作。延伸部可以通过自身的第二延伸段与其它结构件相连接。这样，电极组件仅通过一体式结构的极柱片就可以实现充电或放电，从而减少了零部件的使用数量，使得极耳和极柱片连接后的整体结构简单、紧凑，空间占用率低，有利于提高二次电池的能量密度。极耳与极柱片连接过程简单易操作，连接工序少，有利于降低生产成本。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图2是图1中A处放大图；

图3是本实用新型一实施例的极柱片的结构示意图；

图4是本实用新型另一实施例的极柱片的结构示意图；

图5是本实用新型又一实施例的极柱片的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例的二次电池的剖视结构示意图；

图7是图6中B处放大图；

图8是图7中C处放大图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

10、二次电池；

11、壳体；

12、电极组件；121、主体部；122、极耳；

13、顶盖组件；131、顶盖板；131a、引出孔；131b、凹部；132、下隔离件；

14、极柱片；141、连接部；142、延伸部；142a、第一延伸段；142b、第二延伸段；143、熔断结构；144、贯通孔；145、缺口；146、凹槽；147、环形凸缘；

15、绝缘件；151、下沉部；152、***部；153、凸缘；

16、密封圈；

X、宽度方向；Y、轴向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图8对本实用新型实施例进行详细描述。

参见图1所示，本实用新型实施例的二次电池10包括壳体11、设置于壳体11内的电极组件12以及与壳体11密封连接的顶盖组件13。

本实施例的壳体11可以为具有五个面的方形结构或其他形状。壳体11具有用于容纳电极组件12和电解液的容纳腔。壳体11可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

本实用新型实施例的电极组件12可通过将第一极片、第二极片以及隔膜一同围绕卷绕轴线螺旋卷绕而形成主体部121，其中，隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。本实施例的电极组件12整体为扁平状结构，其具有预定的厚度、高度和宽度。在本实用新型实施例中，示例性地以第一极片为正极片，第二极片为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片还可以为负极片，而第二极片为正极片。另外，正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。由主体部121的涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳122，电极组件12包括两个极耳122，即正极耳和负极耳，其中，正极耳从正极片的涂覆区延伸出，负极耳从负极片的涂覆区延伸出。

在一个实施例中，电极组件12的主体部121具有沿卷绕轴线相对设置的两个端面。电极组件12的两个极耳122从主体部121的同一个端面延伸出，也即两个极耳122位于主体部121的同一侧。每个电极组件12所包括的两个极耳122也可以分别从主体部121的两个端面上延伸出，从而两个极耳122相对设置。壳体11内可以根据产品要求设置一个、两个或三个以上电极组件12。

在一个实施例中，参见图1和图2所示，顶盖组件13包括顶盖板131。顶盖板131覆盖开口且具有引出孔131a。顶盖组件13通过顶盖板131与壳体11密封连接。二次电池10还包括极柱片14。极柱片14具有预定的长度、宽度和厚度。极柱片14的长度方向是长度所对应的方向，极柱片14的宽度方向X是宽度所对应的方向，极柱片14的厚度方向是厚度所对应的方向。极柱片14具有连接部141和延伸部142。连接部141和延伸部142为一体成型结构。可选地，极柱片14可以通过铸造、锻造、冲压或模具成型方式加工制造。连接部141与极耳122直接连接。可选地，连接部141与极耳122可以通过焊接方式连接。例如，连接部141与极耳122可以通过超声波焊接连接。延伸部142与顶盖板131密封连接，从而可以降低电解液溢出的可能性。参见图1所示，延伸部142从引出孔131a穿出。延伸部142包括与连接部141相连接的第一延伸段142a和与第一延伸段142a相连接的第二延伸段142b，其中，延伸部142上的第二延伸段142b穿出引出孔131a并位于顶盖板131外侧。延伸部142的第二延伸段142b可以用于与汇流排或者其它结构件相连接。通过极柱片14可以对电极组件12进行充电或放电操作。在两个以上的二次电池10并排设置时，相邻两个二次电池10可以通过各自的第二延伸段142b串联或并联连接。可选地，相邻两个二次电池10各自的第二延伸段142b可以直接相搭接并焊接连接，也可以直接对接并分别与汇流排焊接连接。在一个示例中，引出孔131a为长条孔。延伸部142位于引出孔131a内的部分与引出孔131a的形状相匹配。

参见图3至图5所示，本实用新型实施例的延伸部142具有熔断结构143。熔断结构143的过流面积小于延伸部142其余部分的过流面积。这样，当熔断结构143承受过大电流时，熔断结构143可以发生熔断，以断开电极组件12和外部电气元件的连接。在一个实施例中，沿极柱片14的宽度方向X，熔断结构143的宽度小于延伸部142其余部分的宽度，或者，沿极柱片14的厚度方向，熔断结构143的厚度小于延伸部142其余部分的厚度，从而使得熔断结构143的过流面积小于延伸部142其余部分的过流面积。

本实用新型实施例的二次电池10包括壳体11、电极组件12、顶盖板131和与电极组件12相连接的极柱片14。电极组件12的极耳122直接与极柱片14相连接，并能够通过极柱片14直接进行充电或放电操作。延伸部142可以通过自身的第二延伸段142b与其它结构件相连接。这样，电极组件12仅通过一体式结构的极柱片14就可以实现充电或放电，从而减少了零部件的使用数量，使得极耳122和极柱片14连接后的整体结构简单、紧凑，空间占用率低，有利于提高二次电池10的能量密度。极耳122与极柱片14连接过程简单易操作，连接工序少，有利于降低生产成本。另外，延伸部142具有熔断结构143，从而当熔断结构143承受过大电流时，熔断结构143可以发生熔断，以断开电极组件12和外部电气元件的连接，从而对二次电池10实现保护，避免热量进一步释放和扩散，提升二次电池10使用过程安全性。

在一个实施例中，熔断结构143可以设置于引出孔131a外，或者，熔断结构143可以至少部分地设置于引出孔131a内。参见图6和图7所示，二次电池10包括包覆熔断结构143外部的绝缘件15。熔断结构143与绝缘件15密封连接。延伸部142通过绝缘件15与顶盖板131密封连接。绝缘件15能够将熔断结构143和顶盖板131绝缘隔离并且对延伸部142形成限位，使得延伸部142不能沿引出孔131a的轴向Y发生移动。可选地，绝缘件15可以是塑料或橡胶。在一个示例中，在延伸部142穿过引出孔131a后，通过纳米注塑成型技术(NMT，Nano MoldingTechnology)在延伸部142和顶盖板131之间形成绝缘件15。在一个示例中，在延伸部142穿过引出孔131a后，在延伸部142和顶盖板131之间注入熔融状塑料，经时效处理后形成绝缘件15，以使延伸部142和顶盖板131之间形成密封状态。

在一个实施例中，参见图3所示，熔断结构143的数量为三个。三个熔断结构143沿极柱片14的宽度方向X间隔设置。相邻两个熔断结构143之间形成沿极柱片14的厚度方向延伸的贯通孔144。沿极柱片14的宽度方向X，每个熔断结构143的宽度小于延伸部142其余部分的宽度。贯通孔144为长条孔并且贯通孔144的长度方向与极柱片14的宽度方向X相对应。在其他实施例中，熔断结构143的数量也可以为两个或三个以上。本实施例中，熔断结构143至少部分地设置于引出孔131a内。绝缘件15的一部分可以嵌入贯通孔144，从而与延伸部142形成整体结构，使得延伸部142和绝缘件15连接更加牢固，保证两者不易发生分离，提高延伸部142的位置稳定性。

在一个实施例中，参见图4所示，延伸部142具有沿极柱片14的宽度方向X延伸的缺口145。熔断结构143与缺口145沿极柱片14的宽度方向X相对应设置。沿宽度方向X，熔断结构143的宽度小于延伸部142其余部分的宽度。在一个示例中，熔断结构143的数量为一个。延伸部142具有两个缺口145。沿宽度方向X，两个缺口145分别设置于熔断结构143的两侧。在另一个示例中，熔断结构143的数量为一个。延伸部142具有一个缺口145。在又一个示例中，熔断结构143的数量为两个以上。延伸部142具有两个缺口145。沿宽度方向X，所有熔断结构143设置于两个缺口145之间。相邻两个熔断结构143之间形成沿极柱片14的厚度方向延伸的贯通孔144。

在一个实施例中，参见图5所示，延伸部142具有沿极柱片14的宽度方向X延伸的凹槽146。熔断结构143与凹槽146沿极柱片14的厚度方向相对应设置，使得熔断结构143的厚度小于延伸部142其余部分的厚度。本实施例中，熔断结构143至少部分地设置于引出孔131a内。绝缘件15的一部分可以嵌入凹槽146，从而与延伸部142嵌接连接，使得延伸部142和绝缘件15连接更加牢固，保证两者不易发生分离，提高延伸部142的位置稳定性。

在一个实施例中，参见图2所示，顶盖板131远离电极组件12的表面具有凹部131b。引出孔131a与凹部131b相连通。凹部131b沿引出孔131a的轴向Y朝靠近电极组件12的方向凹陷。绝缘件15具有下沉部151和与下沉部151相连接的***部152。下沉部151与凹部131b形状匹配并且至少部分地容纳于凹部131b内，从而顶盖板131可以对绝缘件15形成限位，降低延伸部142的第一延伸段142a沿引出孔131a的轴向Y发生移动的可能性，同时也降低绝缘件15围绕引出孔131a的轴线发生转动的可能性。***部152至少部分地设置于引出孔131a内，从而填充延伸部142和顶盖板131形成引出孔131a的表面之间的间隙，降低延伸部142沿引出孔131a的径向发生晃动的可能性，同时提升延伸部142和顶盖板131之间的密封效果。在一个示例中，绝缘件15还包括与下沉部151相连接的凸缘153。绝缘件15的凸缘153设置于顶盖板131远离电极组件12的一侧。绝缘件15通过凸缘153搭接于顶盖板131。

在一个实施例中，参见图3和图8所示，极柱片14还包括环绕延伸部142的环形凸缘147。环形凸缘147设置于顶盖板131朝向电极组件12的一侧。环形凸缘147与顶盖板131密封连接。极柱片14通过环形凸缘147抵压于顶盖板131，从而延伸部142受到环形凸缘147的限位，不能沿引出孔131a的轴向Y朝远离顶盖板131的方向被拉动，降低因延伸部142受到沿引出孔131a的轴向Y的拉应力作用而相对顶盖板131发生移动，进而导致连接部141和极耳122脱离连接或极耳122被撕裂的可能性。极柱片14通过环形凸缘147增大与顶盖板131的重叠区域，从而有利于进一步提升极柱片14和顶盖板131的密封效果。在一个示例中，参见图8所示，二次电池10还包括套设于延伸部142外部的密封圈16。环形凸缘147通过密封圈16与顶盖板131密封连接。延伸部142和顶盖板131连接固定后，延伸部142的环形凸缘147和顶盖板131能够共同挤压密封圈16，以使三者保持密封。可选地，顶盖板131朝向电极组件12的一侧设置容纳槽。密封圈16设置于容纳槽内，以使顶盖板131对密封圈16形成限位。这样，可以预先将密封圈16安装至容纳槽内以固定密封圈16的位置，再将延伸部142与顶盖板131进行装配，提升安装过程便利性，同时也降低密封圈16受外力挤压时位置发生偏移而导致密封失效或密封不良的可能性。

在一个实施例中，延伸部142包括第一延伸段142a和第二延伸段142b。延伸部142通过第一延伸段142a连接于连接部141，并且第一延伸段142a与连接部141相交设置。熔断结构143设置于第一延伸段142a。在一个示例中，第一延伸段142a和第二延伸段142b之间的夹角呈180°。连接部141和延伸部142整体结构大致呈“L”形结构。可选地，连接部141大致垂直于延伸部142。在另一个示例中，延伸部142的第二延伸段142b可被弯折。第一延伸段142a和第二延伸段142b之间的夹角大于10°小于170°。优选地，第一延伸段142a和第二延伸段142b之间的夹角大于70°小于100°。可选地，参见图1所示，连接部141和第二延伸段142b两者的延伸方向相反，并且分别设置于第一延伸段142a的两侧，使得连接部141和延伸部142整体结构大致呈“Z”形结构。可选地，参见图1所示，连接部141和第二延伸段142b两者的延伸方向相同，并且两者设置于第一延伸段142a的同一侧，使得连接部141和延伸部142整体结构大致呈“匚”形结构。

在一个实施例中，引出孔131a和极柱片14的数量相同并且一一对应设置。在一个示例中，二次电池10的壳体11内设置两个电极组件12。两个电极组件12共具有四个极耳122。将相邻的两个同极极耳122预先对折形成整体再与一个极柱片14进行连接。顶盖板131上设置两个引出孔131a。每个引出孔131a对应一个极柱片14。一个极柱片14作为正极，另一个极柱片14作为负极。

在一个实施例中，引出孔131a、极柱片14和极耳122的数量相同并且一一对应设置。引出孔131a与极耳122沿引出孔131a的轴向Y位置相对应地设置。在一个示例中，二次电池10的壳体11内设置两个电极组件12。两个电极组件12共具有四个极耳122。两个电极组件12所包括的四个极耳122各自连接一个极柱片14，从而不需要将相邻的两个同极极耳122预先对折形成整体再与一个极柱片14进行连接，这样可以降低因两个同极极耳122对折后厚度偏大而导致焊接过程易于出现虚焊或焊接不良的可能性。顶盖板131具有四个引出孔131a。每个引出孔131a对应一个极柱片14。同极的两个极柱片14作为正极，另外两个同极的极柱片14作为负极。

在一个实施例中，参见图1所示，顶盖组件13还包括下隔离件132。下隔离件132与顶盖板131相连接并位于顶盖板131靠近电极组件12的一侧。下隔离件132具有与引出孔131a相对应的通孔。延伸部142依次穿过通孔和引出孔131a。下隔离件132的材料为绝缘材料，例如可以是橡胶、塑料或硅胶等。下隔离件132将顶盖板131和电极组件12绝缘隔离开，降低顶盖板131与电极组件12发生电连接的可能性。下隔离件132能够沿轴向Y抵压电极组件12，以降低电极组件12沿轴向Y在壳体11内发生移动的可能性。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体，具有开口；

电极组件，所述电极组件被容纳于所述壳体内，所述电极组件包括极耳；

顶盖组件，包括顶盖板，所述顶盖板覆盖所述开口且具有引出孔；

极柱片，所述极柱片包括连接部和延伸部，所述连接部和所述延伸部为一体成型结构，所述连接部与所述极耳直接连接，所述延伸部从所述引出孔穿出，所述延伸部具有熔断结构，所述熔断结构的过流面积小于所述延伸部其余部分的过流面积。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述熔断结构的数量为两个以上，两个以上的所述熔断结构沿所述极柱片的宽度方向间隔设置，相邻两个所述熔断结构之间形成沿所述极柱片的厚度方向延伸的贯通孔。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述延伸部具有沿所述极柱片的宽度方向延伸的缺口，所述熔断结构与所述缺口沿所述极柱片的所述宽度方向相对应设置，沿所述宽度方向，所述熔断结构的宽度小于所述延伸部其余部分的宽度。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述延伸部具有沿所述极柱片的宽度方向延伸的凹槽，所述熔断结构与所述凹槽沿所述极柱片的厚度方向相对应设置，沿所述厚度方向，所述熔断结构的厚度小于所述延伸部其余部分的厚度。

5.根据权利要求1至4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池包括包覆所述熔断结构外部的绝缘件，所述熔断结构与所述绝缘件密封连接，所述延伸部通过所述绝缘件与所述顶盖板相连接。

6.根据权利要求1至4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述熔断结构至少部分地设置于所述引出孔内，所述二次电池包括包覆所述熔断结构外部的绝缘件，所述熔断结构与所述绝缘件密封连接，所述延伸部通过所述绝缘件与所述顶盖板密封连接。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖板远离所述电极组件的表面具有凹部，所述引出孔与所述凹部相连通，所述绝缘件具有下沉部和与所述下沉部相连接的***部，所述下沉部与所述凹部形状匹配并且至少部分地容纳于所述凹部内，所述***部至少部分地设置于所述引出孔内。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述极柱片还包括环绕所述延伸部的环形凸缘，所述环形凸缘设置于所述顶盖板朝向所述电极组件的一侧，所述环形凸缘与所述顶盖板密封连接。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池还包括套设于所述延伸部外部的密封圈，所述环形凸缘通过所述密封圈与所述顶盖板密封连接。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述延伸部包括第一延伸段和第二延伸段，所述延伸部通过所述第一延伸段连接于所述连接部，并且所述第一延伸段与所述连接部相交设置，所述熔断结构设置于所述第一延伸段，所述第二延伸段从所述引出孔穿出。