CN217589190U - 二次电池、电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二次电池、电池模组及电池包，属于动力电池技术领域。该二次电池包括壳体、顶盖片、端子极板和卷芯，壳体具有容纳空间，顶盖片盖设在容纳空间的顶部开口处，且顶盖片上设置有与容纳空间连通的极耳通孔，端子极板设置在顶盖片远离壳体的一侧，并盖设在极耳通孔的正上方，卷芯设置在容纳空间内，卷芯的卷芯极耳的至少部分穿过极耳通孔并与端子极板的底面电性连接。该二次电池通过省略电连接片，从而不仅减少了焊接的次数，提高了安全性，且提高了极耳填充率，增强了过流能力，降低了制造成本，提高了散热能力。

Description

二次电池、电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种二次电池、电池模组及电池包。

背景技术

二次电池，又称充电电池，其是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，目前市场上常见的二次电池包括镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池和锂离子电池。

现有的二次电池包括卷芯、电连接片和端子极板，卷芯上的卷芯极耳通过电连接片实现与端子极板的电连接，卷芯极耳与电连接片之间通过焊接的方式实现电连接，电连接片和端子极板也通过焊接的方式实现电连接，两次焊接增加了焊接焊渣产生的概率，从而增加了焊渣掉入电芯内部从而内短路的风险。并且，电连接片的存在占用了二次电池内部过多的垂直空间，从而造成卷芯的填充率降低，使二次电池的能量受限。此外，电连接片散热差、温升块，限制了电芯快充能量的设计。

因此，如何提出一种能够克服上述缺陷的二次电池是现在亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种二次电池，该二次电池不仅结构紧凑、极片填充率高、过流能量强，且成本低、安全性好、散热能力强。

本实用新型的第二目的在于提供一种电池模组，该电池模组的能量高、安全性好、散热能力强。

本实用新型的第三目的在于提供一种电池包，该电池包的能量高、安全性好、散热能力强。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种二次电池，壳体，所述壳体具有容纳空间；顶盖片，所述顶盖片盖设在所述容纳空间的顶部开口处，且所述顶盖片上设置有与所述容纳空间连通的极耳通孔；端子极板，所述端子极板设置在所述顶盖片远离所述壳体的一侧，并盖设在所述极耳通孔的正上方；卷芯，所述卷芯设置在所述容纳空间内，所述卷芯的卷芯极耳的至少部分穿过所述极耳通孔并与所述端子极板的底面电性连接。

作为优选，所述极耳通孔的内壁面和所述端子极板的底面形成极耳容置腔，所述卷芯极耳的至少部分呈折弯状态，且容置在所述极耳容置腔内。

作为优选，所述极耳通孔包括正极耳孔和负极耳孔，所述正极耳孔和所述负极耳孔间隔设置在所述顶盖片上，所述端子极板包括第一端子极板和第二端子极板，所述第一端子极板盖设在所述正极耳孔的正上方，所述第二端子极板盖设在所述负极耳孔的正上方；所述卷芯极耳包括正极耳片和负极耳片，所述正极耳片穿过所述正极耳孔与所述第一端子极板的底面电性连接，所述负极耳片穿过所述负极耳孔与所述第二端子极板的底面电性连接。

作为优选，所述卷芯的数量为两个，两个所述卷芯并排设置，两个所述卷芯的所述正极耳片均穿过所述正极耳孔并与所述第一端子极板的底面电性连接，两个所述卷芯的所述负极耳片均穿过所述负极耳孔并与所述第二端子极板的底面电性连接。

作为优选，呈折弯状态的所述卷芯极耳包括垂直连接的卷芯连接部和端子板连接部，所述卷芯连接部远离所述端子板连接部的一端与所述卷芯的卷芯本体连接，所述端子板连接部与所述端子极板的底面电性连接。

作为优选，所述卷芯连接部包括与所述卷芯本体连接的极耳过渡区、用于连接所述端子板连接部及所述极耳过渡区的折弯部。

作为优选，所述二次电池还包括下塑胶垫，所述下塑胶垫位于所述顶盖片和所述卷芯的卷芯本体之间，所述下塑胶垫上设置有避让孔，所述避让孔与所述极耳通孔正对设置，所述卷芯极耳依次穿过所述避让孔和所述极耳通孔与所述端子极板的底面电性连接。

作为优选，所述下塑胶垫的顶面上沿所述避让孔的周向向上凸设有环形凸台，所述环形凸台穿设在所述极耳通孔内。

一种电池模组，包括上述的二次电池，所述二次电池的数量为多个，并呈行列排布。

一种电池包，包括上述的电池模组，所述电池模组的数量为多个，并呈行列排布。

本实用新型提供的二次电池的有益效果：该二次电池包括壳体、顶盖片、端子极板和卷芯，壳体具有容纳空间，顶盖片盖设在容纳空间的顶部开口处，且顶盖片上设置有与容纳空间连通的极耳通孔，端子极板设置在顶盖片远离壳体的一侧，并盖设在极耳通孔的正上方，卷芯设置在容纳空间内，卷芯的卷芯极耳的至少部分穿过极耳通孔并与端子极板的底面电性连接。该二次电池通过将卷芯极耳穿过顶盖片上的极耳通孔与端子极板的底面直接电性连接，从而省略了电连接片，进而不仅减少了焊接的次数，提高了二次电池的使用安全性，且提高了极耳填充率，增强了过流能力，降低了制造成本，提高了散热能力，降低了温升。

本实用新型提供的电池模组的有益效果，由于具有前文所述的二次电池，该电池包的能量高，安全性高，散热效果好。

本实用新型提供的电池包的有益效果，由于具有前文所述的电池模组，该电池包的能量高，安全性高，散热效果好。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的二次电池的***图；

图2是本实用新型实施例所提供的二次电池的主视图；

图3是图2中A-A方向的剖视图；

图4是图3中C部分的放大图；

图5是图2中B-B方向的剖视图；

图6是图5中D部分的放大图；

图7是本实用新型实施例所提供的二次电池的极耳容置腔的示意图；

图8是本实用新型实施例所提供的二次电池的卷芯在卷芯极耳未被折弯时的示意图；

图9是本实用新型实施例所提供的二次电池的卷芯在卷芯极耳被折弯后的示意图；

图10是图9中E部分的放大图；

图11是本实用新型实施例所提供的电池模组的结构示意图；

图12是本实用新型实施例所提供的电池包的结构示意图。

图中：

1、壳体；

2、顶盖片；201、正极耳孔；202、负极耳孔；203、防爆孔；

3、第一端子极板；4、第二端子极板；

5、卷芯；501、正极耳片；5011、第一卷芯连接部；5012、第一端子板连接部；502、负极耳片；5021、第二卷芯连接部；5022、第二端子板连接部；

6、下塑胶垫；601、第一避让孔；602、第二避让孔；603、支撑板；

7、防爆阀；8、保护片；

10、极耳容置腔；

100、二次电池；

200、电池模组；

300、电池包。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种二次电池，该二次电池可重复充电，并用于电动汽车中诸多领域，以作为清洁动力源使用，清洁动力源的使用符合节能环保的发展趋势。

如图1至图6所示，该二次电池100包括壳体1、顶盖片2、端子极板和卷芯5。其中，壳体1是容纳和防护卷芯5的主要部件，其内具有容纳空间，卷芯5置于容纳空间内。在本实施例中，壳体1为采用铝材制成的立方体盒，容纳空间为顶部开口且呈立方体状的腔体，铝材质轻，易于实现壳体1的轻量化。当然在其他实施例中，也可以采用其他材料制作壳体1，壳体1的形状也可以根据需求设置为圆柱状或者其他形状。

顶盖片2盖设在壳体1容纳空间的顶部开口处，顶盖片2的形状与容纳空间的顶部开口形状相同，在本实施例中，由于容纳空间的顶部开口为矩形，因此顶盖片2为矩形板状结构。顶盖片2上设置有允许卷芯5的卷芯极耳穿过的极耳通孔，极耳通孔贯穿顶盖片2并与容纳空间相互连通。极耳通孔根据需求可以设置为圆形、方形、椭圆形或者腰形，在本实施例中，选择采用腰形孔。在本实施例中，由于卷芯极耳包括正极耳片501和负极耳片502，因此极耳通孔的数量设置为两个，两个极耳通孔分别为正极耳孔201和负极耳孔202，正极耳孔201和负极耳孔202沿顶盖片2的长度方向间隔设置，正极耳片501穿过正极耳孔201设置，负极耳片502穿过负极耳孔202设置。

端子极板设置在顶盖片2远离壳体1的一侧，并盖设在极耳通孔的正上方。端子极板的形状跟极耳通孔的形状可以相同，也可以不同，只要端子极板能够完全覆盖极耳通孔即可。在本实施例中，为了美观，选择将端子极板的形状和极耳通孔的形状设置为相同，即端子极板为腰形板状结构，且端子极板的尺寸略大于极耳通孔的尺寸。如图7所示，端子极板的底面和极耳通孔的内壁面形成极耳容置腔10。

卷芯5包括卷芯本体和卷芯极耳，在组装该二次电池100时，卷芯本体置于容纳空间内，卷芯5的卷芯极耳至少部分位于容纳空间的外部。卷芯极耳穿过极耳通孔后与端子极板的底面电性连接，且卷芯极耳在与端子极板完成电性连接后呈折弯状态容置在极耳容置腔10内。可选地，卷芯极耳和端子极板电性连接通过焊接的方式实现电性连接，优选地，采用超声焊的方式实现焊接，超声焊的连接方式不会产生焊渣，安全性更高。当然除了焊接以外，其他能够实现电性连接的方式同样适用，例如利用导电胶粘接、或者利用导电连接件可拆卸连接等。

继续参照图1所示，端子极板的数量为两个，两个端子极板分别为第一端子极板3和第二端子极板4，第一端子极板3盖设在正极耳孔201的正上方，第二端子极板4盖设在负极耳孔202的正上方。正极耳片501穿过正极耳孔201后与第一端子极板3的底面焊接，负极耳片502穿过负极耳孔202后与第二端子极板4的底面焊接。

进一步地，根据需求该二次电池100可以选择采用单卷芯，也可以采用双卷芯，相较于单卷芯，双卷芯的能量更高。在本实施例中，壳体1内设置有两个卷芯5，两个卷芯5并排设置。如图8所示，对于每一个卷芯5来说，两个卷芯极耳处于同一侧，且相互平行。卷芯极耳在未与顶盖片2和端子极板组装前处于平直状态，且卷芯极耳垂直于顶盖片2设置。而卷芯极耳在与端子极板的底面焊接后，需要进行顶盖片2和壳体1的密封组装，此过程中，卷芯极耳在挤压力的作用下被折弯，从而以折弯状态容置在极耳容置腔10内，以提高极耳容积率和电池能量。

继续参照图9和图10所示，被折弯后的卷芯极耳包括垂直连接的卷芯连接部和端子板连接部，其中，卷芯连接部远离端子板连接部的一端与卷芯本体连接，端子板连接部远离卷芯连接部的一端与端子极板的底面焊接，具体为端子板连接部的顶部水平面与端子极板的底面焊接。在本实施例中，卷芯连接部竖直设置，端子板连接部水平设置。

具体地，被折弯后的正极耳片501包括垂直连接的第一卷芯连接部5011和第一端子板连接部5012，第一卷芯连接部5011远离第一端子板连接部5012的一端与卷芯本体连接，第一端子板连接部5012远离第一卷芯连接部5011的一端与第一端子极板3的底面焊接。被折弯后的负极耳片502包括垂直连接的第二卷芯连接部5021和第二端子板连接部5022，第二卷芯连接部5021远离第二端子板连接部5022的一端与卷芯本体连接，第二端子板连接部5022远离第二卷芯连接部5021的一端与第二端子极板4的底面焊接。

可选地，卷芯连接部包括与卷芯本体连接的极耳过渡区、用于连接端子板连接部及极耳过渡区的折弯部，其中，折弯部可分别与端子板连接部及极耳过渡区垂直，也可以与二者具有一定的角度倾斜。极耳过渡区横截面的截面宽度大于折弯部横截面的截面宽度，从而提高了连接强度。进一步可选地，极耳过渡区可以如图4所示位于极耳容置腔10内，也可以如图6所示，极耳过渡区位于极耳容置腔10的下方。

进一步地，两个卷芯5上相对设置且被折弯后的正极耳片501对称设置，两个第一端子板连接部5012位于同一水平面内，且两个第一端子板连接部5012的自由端之间具有一定的间隙，以避免短路。两个卷芯5上相对设置且被折弯后的负极耳片502对称设置，两个第二端子板连接部5022位于同一水平面内，且两个第二端子板连接部5022的自由端之间具有一定的间隙，以避免短路。为了避免过多开孔导致顶盖片2的结构强度不足，选择将两个第一端子板连接部5012同时穿过同一个正极耳孔201与第一端子极板3焊接，以及将两个第二端子板连接部5022同时穿过同一个负极耳孔202与第二端子极板4焊接。

继续参照图1所示，二次电池100还包括下塑胶垫6，下塑胶垫6位于顶盖片2和卷芯5的卷芯本体之间。下塑胶垫6上设置有避让孔，避让孔与极耳通孔正对设置，卷芯极耳依次穿过避让孔和极耳通孔与端子极板的底面焊接。

具体地，避让孔的数量为两个，两个避让孔分别为第一避让孔601和第二避让孔602，正极耳片501穿过第一避让孔601和正极耳孔201后与第一端子极板3焊接，负极耳片502穿过第二避让孔602和负极耳孔202后与第二端子极板4焊接。

进一步地，为了提高下塑胶垫6与顶盖片2的连接稳定性，在下塑胶垫6的顶面上沿第一避让孔601的周向向上凸设有第一环形凸台，且沿第二避让孔602的周向向上凸设有第二环形凸台，第一环形凸台穿设在正极耳孔201内，第二环形凸台穿设在负极耳孔202内。

继续参照图1所示，二次电池100还包括防爆阀7和保护片8，端子极板上设置有防爆孔203，防爆阀7设置在防爆孔203内，保护片8盖设在防爆阀7上。此外，在下塑胶垫6上与防爆孔203对应的位置上还设置支撑板603，支撑板603用于支撑防爆阀7，且在支撑板603的侧方设置有与容纳空间连通的通孔。

本实施例所提供的二次电池100具有以下优点：

1、本实施例所提供的二次电池100通过将卷芯极耳呈折叠状态容置在端子极板和顶盖片2形成的极耳容纳空间内，合理利用了空间，不必额外占用壳体1内的垂直空间，从而提高了空间利用率，且具有较高的极片填充率。

2、相较于现有技术中利用电连接片连接端子极板和卷芯极耳，本实施例所提供的二次电池100通过将卷芯极耳直接与端子极板电性连接，省略了电连接片，不仅减少了零件量，降低了制造成本，且减少了焊接次数，降低了焊渣导致短路的风险，提高了二次电池100的使用安全性。此外，无电连接片的设计还提高了该二次电池100的过流能力，降低了温升。

如图11所示，本实施例还提供了一种电池模组200，该电池模组200包括多个二次电池100，多个二次电池100呈行列排布，并按照要求的电压与电流布置串并联方案，从而形成电池模组200。该电池模组200通过使用上述二次电池100，提高了能量、安全性能和散热能力。

如图12所示，本实施例还提供了一种电池包300，该电池包300包括多个电池模组200，多个电池模组200呈行列排布，并按照要求的电压和电流布置串并联方案，从而形成电池包300。该电池包300通过使用上述电池模组200，提高了能量、安全性能和散热能力。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)具有容纳空间；

顶盖片(2)，所述顶盖片(2)盖设在所述容纳空间的顶部开口处，且所述顶盖片(2)上设置有与所述容纳空间连通的极耳通孔；

端子极板，所述端子极板设置在所述顶盖片(2)远离所述壳体(1)的一侧，并盖设在所述极耳通孔的正上方；

卷芯(5)，所述卷芯(5)设置在所述容纳空间内，所述卷芯(5)的卷芯极耳的至少部分穿过所述极耳通孔并与所述端子极板的底面电性连接。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

所述极耳通孔的内壁面和所述端子极板的底面形成极耳容置腔(10)，所述卷芯极耳的至少部分呈折弯状态，且容置在所述极耳容置腔(10)内。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

所述极耳通孔包括正极耳孔(201)和负极耳孔(202)，所述正极耳孔(201)和所述负极耳孔(202)间隔设置在所述顶盖片(2)上，所述端子极板包括第一端子极板(3)和第二端子极板(4)，所述第一端子极板(3)盖设在所述正极耳孔(201)的正上方，所述第二端子极板(4)盖设在所述负极耳孔(202)的正上方；

所述卷芯极耳包括正极耳片(501)和负极耳片(502)，所述正极耳片(501)穿过所述正极耳孔(201)与所述第一端子极板(3)的底面电性连接，所述负极耳片(502)穿过所述负极耳孔(202)与所述第二端子极板(4)的底面电性连接。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，

所述卷芯(5)的数量为两个，两个所述卷芯(5)并排设置，两个所述卷芯(5)的所述正极耳片(501)均穿过所述正极耳孔(201)并与所述第一端子极板(3)的底面电性连接，两个所述卷芯(5)的所述负极耳片(502)均穿过所述负极耳孔(202)并与所述第二端子极板(4)的底面电性连接。

5.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，

呈折弯状态的所述卷芯极耳包括垂直连接的卷芯连接部和端子板连接部，所述卷芯连接部远离所述端子板连接部的一端与所述卷芯(5)的卷芯本体连接，所述端子板连接部与所述端子极板的底面电性连接。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，

所述卷芯连接部包括与所述卷芯本体连接的极耳过渡区、用于连接所述端子板连接部及所述极耳过渡区的折弯部。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

所述二次电池还包括下塑胶垫(6)，所述下塑胶垫(6)位于所述顶盖片(2)和所述卷芯(5)的卷芯本体之间，所述下塑胶垫(6)上设置有避让孔，所述避让孔与所述极耳通孔正对设置，所述卷芯极耳依次穿过所述避让孔和所述极耳通孔与所述端子极板的底面电性连接。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，

所述下塑胶垫(6)的顶面上沿所述避让孔的周向向上凸设有环形凸台，所述环形凸台穿设在所述极耳通孔内。

9.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的二次电池，所述二次电池的数量为多个，并呈行列排布。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求9中所述的电池模组，所述电池模组的数量为多个，并呈行列排布。

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