二次电池的制作方法

文档序号:14818799发布日期:2018-06-30 06:24阅读:98来源:国知局
二次电池的制作方法

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:

由于二次电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点,在移动电话、数码摄像机和手提电脑等便携式电子设备上得到了广泛使用,并且在电动汽车、电动自行车等电动交通工具及储能设施等大中型电动设备方面也有着广泛的应用前景,其已经成为解决能源危机和环境污染等全球性问题的关键。

安全性能是衡量二次电池的性能的重要指标之一。传统技术中,二次电池的电极组件与顶盖片之间的连接方式主要是:先将电极组件的极耳与转接片进行超声波焊接,然后再通过激光焊接的方式将转接片装配至顶盖片上。

采用上述方式时,为了保证极耳与转接片之间的连接可靠性,需要确保极耳与转接片之间具有足够大的接触面积,导致极耳会占据二次电池内部的较大空间,致使二次电池的能量密度偏低。尤其当极耳自电极组件的顶部伸出时,需要对极耳实施弯折操作,以保证极耳与转接片之间的连接可靠性,如此便加剧了极耳占据空间较大的问题;同时,弯折极耳时,极耳容易断裂,还容易出现极耳反弹后插入电极组件,进而与电极组件的极片接触而造成短路,进而引发较严重的安全问题。



技术实现要素:

本申请提供了一种二次电池,以提高二次电池的能量密度,提高二次电池的安全性。

本申请提供的二次电池包括电极组件、顶盖片、第一转接片和第二转接片,所述电极组件包括第一极耳和第二极耳,所述第一极耳与所述第一转接片连接,所述第二极耳与所述第二转接片连接,所述第一转接片和所述第二转接片均与所述顶盖片相连接,其特征在于,

还包括转接片压片,所述转接片压片与所述第一转接片和所述第二转接片分体设置,所述第一转接片和所述第二转接片中的至少一者与所述转接片压片之间形成容纳所述第一极耳或所述第二极耳的空间,以向所述第一极耳或所述第二极耳施加夹持力。

可选地,

所述第一转接片和所述第二转接片均包括第一板、第二板和连接板,所述第一板和所述第二板相对布置,且两者通过所述连接板相连接,所述连接板与所述顶盖片相连接,

所述转接片压片设置为多个,各所述转接片压片中的至少两者分别与所述第一板和所述第二板相配合以夹持所述第一极耳或所述第二极耳。

可选地,所述转接片压片与所述第一极耳或所述第二极耳焊接。

可选地,所述第一转接片和所述第二转接片中与所述转接片压片相配合的一者或两者为卡配型转接片,

所述卡配型转接片和所述转接片压片中的一者设置定位凸部,另一者设置定位凹部,所述定位凸部定位配合于所述定位凹部内。

可选地,所述定位凸部和所述定位凹部均设置为多个,各所述定位凸部一一对应地定位配合于各所述定位凹部内。

可选地,所述定位凸部弯折形成于所述转接片压片的边缘处。

可选地,所述第一极耳和所述第二极耳中的至少一者包括被夹持于所述第一转接片与所述转接片压片之间或所述第二转接片与所述转接片压片之间的第一部分,以及与所述第一部分弯折连接的第二部分,所述第二部分沿所述顶盖片的延伸面所在方向延伸。

可选地,所述第一转接片和所述第二转接片均包括第一板、第二板、连接板和延伸板,所述第一板和所述第二板相对布置,且两者通过所述连接板相连接,所述延伸板自所述连接板延伸形成,所述连接板和所述延伸板均与所述顶盖片相连接,所述第二部分与所述延伸板相连接。

可选地,还包括第一绝缘部和第二绝缘部,所述第一绝缘部设置于所述第一转接片与所述顶盖片之间,所述第二绝缘部设置于所述第二转接片与所述顶盖片之间,

所述第一绝缘部和所述第二绝缘部中的至少一者的边缘处形成隔离凸部,以将所述顶盖片与所述第一转接片或者所述第二转接片隔开。

可选地,所述第一绝缘部和所述第二绝缘部中的至少一者的边缘处形成避让缺口,所述第一转接片或者所述第二转接片的至少一部分通过所述避让缺口外露。

可选地,所述第一绝缘部和所述第二绝缘部中的至少一者的边缘处形成装配缺口,所述装配缺口供所述第一转接片或者所述第二转接片通过。

可选地,还包括绝缘支架,所述第一绝缘部和所述第二绝缘部中的至少一者与所述绝缘支架装配,所述第一绝缘部和所述第二绝缘部中的至少一者开设装配槽,所述绝缘支架上的装配部与所述装配槽配合。

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通过转接片压片与第一转接片或第二转接片之间的配合,实现第一极耳或者第二极耳的夹持,采用此种结构后,第一极耳与第一转接片之间的连接、第二极耳与第二转接片之间的连接更可靠,因此第一极耳与第一转接片之间、第二极耳与第二转接片之间的接触面积可以适当缩小,使得第一极耳和第二极耳所占用的空间也会随之减小,进而提高二次电池的能量密度。同时,第一极耳和第二极耳不需要进行弯折,也就不存在极耳断裂、极耳反弹的情况,以此提升二次电池的安全性。

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为本申请实施例所提供的二次电池的爆炸图;

图2为本申请实施例所提供的二次电池的另一爆炸图;

图3为本申请实施例所提供的二次电池的局部剖视图;

图4为本申请实施例所提供的二次电池中,电极组件被裁切之前的结构示意图;

图5为本申请实施例所提供的二次电池中,电极组件被裁切之后的结构示意图;

图6为本申请实施例所提供的二次电池中,第二转接片与第二转接片压片的爆炸图;

图7为本申请另一实施例所提供的二次电池的爆炸图I;

图8为本申请另一实施例所提供的二次电池的爆炸图II;

图9为本申请另一实施例所提供的二次电池中,第二转接片与第二转接片压片的爆炸图;

图10为本申请又一实施例所提供的二次电池的局部剖视图;

图11为本申请又一实施例所提供的二次电池中,第二转接片的结构示意图;

图12为图11所示第二转接片的侧视图;

图13为本申请实施例所提供的二次电池中,第一绝缘部的结构示意图;

图14为本申请实施例所提供的二次电池中,第二绝缘部的结构示意图。

附图标记:

1-顶盖;

10-顶盖片;

11-第一极柱;

12-防爆阀;

13-注液孔;

14-第二极柱;

15-第一绝缘部;

151-装配缺口;

152a-第一避让缺口;

152b-第二避让缺口;

153-隔离凸部;

154-装配槽;

157-极柱安装孔;

158-底板;

159-排气孔;

16-第二绝缘部;

161-装配缺口;

162a-第一避让缺口;

162b-第二避让缺口;

163-隔离凸部;

164-装配槽;

167-极柱安装孔;

168-底板;

169-排气孔;

2-第一转接片;

20-第一转接片压片;

3-第二转接片;

31-连接板;

32-第一板;

33-第二板;

330-定位凹部;

34-延伸板;

30-第二转接片压片;

300-定位凸部;

4-电极组件;

41-第一电极组件;

42-第二电极组件;

400-第一极耳;

412-错位部分;

414-第一部分;

416-第二部分;

402-第二极耳;

5-绝缘片;

6-壳体;

7a-第一绝缘支架;

7b-第二绝缘支架;

8-密封钉。

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。

如图1-6所示,本申请实施例提供了一种二次电池,其包括壳体6、顶盖1、电极组件4、绝缘片5、第一转接片2、第二转接片3和密封钉8,其中:

壳体6的内部具有容纳空间,且壳体6的顶部具有开口,顶盖1封堵于该开口处,以使前述容纳空间成为封闭空间。顶盖1具体包括顶盖片10、第一极柱11、防爆阀12和第二极柱14,第一极柱11、防爆阀12和第二极柱14均设置于顶盖片10上,第一极柱11和第二极柱14可以作为整个二次电池的电连接端子,以便于实现二次电池的储能以及将二次电池所存储的电能输出;防爆阀12用于防止二次电池在充放电过程中出现爆炸。顶盖片10上可以开设注液孔13,密封钉8密封于该注液孔13内,通过注液孔13可以向二次电池的内部注入电解液,注液操作完毕后,将密封钉8封堵在注液孔13处,防止电解液从注液孔13漏出,同时防止外部环境中的杂质、水汽进入二次电池的内部。绝缘片5设置于壳体6与电极组件4之间,以实现壳体6与电极组件4之间的绝缘。

电极组件4可以设置为一个,也可以设置为多个,本申请实施例以电极组件设置为多个为例进行描述。此时,两个电极组件4分别为第一电极组件41和第二电极组件42,第一电极组件41和第二电极组件42均包括第一极耳400和第二极耳402。第一极耳400与第一转接片2连接,第二极耳402与第二转接片3连接。第一转接片2与第一极柱11可以通过激光焊接的方式固定到一起,并电连接,第二转接片3与第二极柱14可以通过激光焊接的方式固定到一起,并电连接。

本申请实施例中,二次电池还可以包括转接片压片,该转接片压片与第一转接片2和第二转接片3分体设置,第一转接片2和第二转接片3中的至少一者与转接片压片之间形成容纳第一极耳400或第二极耳402的空间,以向第一极耳400或第二极耳402施加夹持力。例如,转接片压片可以设置为两个,分别为第一转接片压片20和第二转接片压片30,第一转接片压片20与第一转接片2之间形成容纳第一极耳400的空间,以向第一极耳400施加夹持力,第二转接片压片30与第二转接片3之间形成容纳第二极耳402的空间,以向第二极耳402施加夹持力。

另外,为了便于理解,下文有些地方将第一转接片2和/或第二转接片3称为转接片,将第一极耳400和/或第二极耳402称为极耳。

具体地,将极耳放入上述第一转接片2、第二转接片3与转接片压片之间以后,第一转接片2与第一转接片压片20之间、第二转接片3与第二转接片压片30之间可以通过焊接的方式,保持对极耳的夹持。

需要说明的是,上述第一极柱11可以是正极柱,第一极耳400为正极极耳;对应地,第二极柱14可以是负极柱,第二极耳402为负极极耳。当然,也可以是第一极柱11为负极柱,第一极耳400为负极极耳,第二极柱14为正极柱,第二极耳402为正极极耳。

装配上述二次电池时,可以先将需要夹持在同一个转接片压片与转接片之间的第一极耳400压紧在一起,将夹持在同一个转接片压片与转接片之间的第二极耳402压紧在一起,此时各第一极耳400或者第二极耳402之间可能存在错位部分412,接下来可以对压紧后的第一极耳400或者第二极耳402实施裁切操作,将错位部分412裁掉,使得这些第一极耳400或者第二极耳402平齐,以便于减小第一极耳400或者第二极耳402占据的空间,提升二次电池内部空间的利用率,达到提升二次电池的能量密度的目的。

本申请实施例所提供的二次电池通过转接片压片与第一转接片2或者第二转接片3之间的配合,实现第一极耳400或者第二极耳402的夹持,采用此种结构后,第一极耳400与第一转接片2之间的连接、第二极耳402与第二转接片3之间的连接更可靠,因此第一极耳400与第一转接片2之间、第二极耳402与第二转接片3之间的接触面积可以适当缩小,使得第一极耳400和第二极耳402所占用的空间随之减小,进而提高二次电池的能量密度。同时,第一极耳400和第二极耳402不需要进行弯折,也就不存在极耳断裂、极耳反弹的情况,以此提升二次电池的安全性。

可选地,第一转接片2和第二转接片3均可以包括第一板、第二板和连接板,第一板和第二板相对设置,且两者通过连接板相连接,该连接板与顶盖片10相连接,转接片压片设置为多个,各转接片压片中的至少两者分别与第一板和第二板相配合以夹持第一极耳400或第二极耳402。以第二转接片3为例,其包括第一板32、第二板33和连接板31,第一板32与一个第二转接片压片30配合以夹持一部分第二极耳402,第二板33与另一个第二转接片压片30配合以夹持另一部分第二极耳402。可见,采用此实施例后,可以在转接片的相对两侧均设置转接片压片,以更可靠地实现更多极耳与转接片之间的连接。

前述实施例中,转接片与转接片压片共同夹持极耳就可以实现极耳的夹持,但是为了更好地保证转接片和转接片压片对极耳的夹持力度,转接片压片可以与第一极耳400或第二极耳402焊接,使得转接片压片与第一极耳400或第二极耳402固定。此结构可以进一步提升极耳被夹持后的可靠性。另外,采用此焊接操作后,转接片压片与极耳之间的接触电阻有所减小,使得二次电池的性能更优。当然,也可以将转接片与极耳焊接在一起,达到同样的效果。

如图7-9所示,一种可选的实施例中,第一转接片2和第二转接片3中与转接片压片相配合的一者或两者为卡配型转接片,此夹持型转接片和转接片压片中的一者设置定位凸部,另一者设置定位凹部,定位凸部定位配合于定位凹部内。也就是说,将极耳置于转接片和转接片压片之间后,可以进一步使两者上分别设置的定位凸部和定位凹部相配合,此时,转接片和转接连接片之间不容易出现相对位移,进而有效保证在装配二次电池的过程中,转接片压片不会偏移或者松脱。

以第二转接片3为卡配型转接片为例,该第二转接片3设置定位凹部330,第二转接片压片30上设置定位凸部300,该定位凸部300可以插入定位凹部330内,以实现第二转接片3与第二转接片压片30之间的装配。

具体地,上述定位凸部可以为块状结构,其与转接片或者转接片压片的其他部分可以一体成型;定位凹部可以是开设在转接片或者转接片压片上的通槽,该通槽的形状可以根据定位凸部的形状设置,以保证两者之间的配合强度。

上述定位凸部和定位凹部的数量均可以为一个,另一实施例中,定位凸部和定位凹部均可以设置为多个,各定位凸部一一对应地定位配合于各定位凹部内。具体可以参见图9所示。随着定位凸部和定位凹部的数量的增加,转接片和转接片压片之间的配合点的数量随之增多,因此转接片和转接片压片之间的配合强度进一步提升。

一种实施例中,定位凸部可以设置于转接片压片上,因为转接片压片比较薄,且比较小,因此更易于设置定位凸部。进一步地,为了简化定位凸部的加工工艺,定位凸部可以弯折形成于转接片压片的边缘处。例如图9所示,定位凸部300弯折形成于第二转接片压片30上。也就是说,加工转接片压片时,直接对转接片压片的边缘处实施弯折操作,使得弯折的部分形成定位凸部。一方面,弯折操作易于实施,且所形成的定位凸部具有更高的结构强度;另一方面,定位凸部形成于转接片压片的边缘位置处,也可以防止定位凸部与定位凹部之间的配合影响极耳与转接片压片和转接片之间的配合。

更进一步地,转接片压片可以设置为条形结构,其相对两端均设置前述的定位凸部。

另一种实施例中,如图10-12所示,第一极耳400和第二极耳402中的至少一者包括第一部分和第二部分,第一部分被夹持于第一转接片2与第一转接片压片20之间或第二转接片3与第二转接片压片30之间,第二部分与第一部分弯折连接,且第二部分沿顶盖片10的延伸面所在方向延伸。例如,第二极耳402包括第一部分414和第二部分416,第一部分414被夹持于第二转接片3与第二转接片压片30之间,第二部分416沿顶盖片10的延伸面所在方向延伸。此实施例中,极耳的一部分与转接片和转接片压片配合,另一部分相对于转接片和转接片压片外伸,此时,转接片和转接片压片几乎全部与极耳相接触,因此在空间一定的情况下,转接片和转接片压片与极耳的接触面积增大,进而增加三者之间的配合强度,或者说,在极耳的长度一定的情况下,极耳在二次电池的高度方向上占据的空间进一步缩小,以提升二次电池的能量密度。

进一步的实施例中,上述第一转接片2和第二转接片3除了可以包括第一板、第二板和连接板以外,还可以包括延伸板,第一板和第二板相对布置,且两者通过连接板相连接,延伸板自连接板延伸形成,连接板和延伸板均与顶盖片相连接,前述极耳的第二部分与延伸板相连接。例如图12所示,第二转接片3包括连接板31、第一板32、第二板33和延伸板34。首先,增加延伸板以后,转接片与顶盖片10之间的连接面积有所增加,使得转接片与顶盖片10之间的连接强度增加;其次,极耳的第二部分与延伸板连接,可以更方便地实现极耳的第二部分与转接片之间的连接。

可选的实施例中,可以将第一板32和第二板33在二次电池的高度方向上的尺寸定义为两者的高度,第一板32的高度和第二板33的高度可以不相等,也可以相等。考虑到最终被夹持于第一板32和第二板33之间的各个极耳基本高度一致,因此如果将第一板32和第二板33的高度设置的相等,那么第一板32和第二板33与极耳之间的接触面积基本相等,使得两者的高度满足夹持极耳的要求,因此可以充分利用第一板32和第二板33的高度,防止第一板32和第二板33中的一者过高而导致二次电池内部的空间利用率不够高的问题。同时,此种结构也可以简化转接片的加工难度。基于此,可以使第一板32和第二板33的高度相等,也就是说,沿着电极组件4的厚度方向,第一板32远离连接板31的边沿与第二板33远离连接板31的边沿相平齐。

为了更充分地利用第一板32与第二板33之间的空间,当极耳置于第一板32和第二板33之间时,极耳上朝向顶盖片10的一端延伸至第一板32与第二板33的连接处。即,将转接片和极耳装配到一起后,极耳的末端基本与第一板32和第二板33的连接处抵靠在一起,此时,极耳基本无法再继续伸入第一板32和第二板33之间的空间。此种结构一方面可以防止第一板32和第二板33所形成的空间出现浪费,以此提升二次电池的能力密度,另一方面还可以在二次电池的高度方向上对极耳进行限位,防止极耳与转接片之间出现位移,使极耳与转接片之间的连接更加牢固。

进一步的实施例中,参见图2、图13和图14所示,二次电池还可以包括第一绝缘部15和第二绝缘部16,第一绝缘部15设置于第一转接片2与顶盖片10之间,以在第一绝缘部15处实现第一转接片2与顶盖片10之间的绝缘,第二绝缘部16设置于第二转接片3与顶盖片10之间,以在第二绝缘部16处实现第二转接片3与顶盖片10之间的绝缘。第一绝缘部15和第二绝缘部16可以设置为塑胶件。

第一绝缘部15和第二绝缘部16中的至少一者的边缘处形成隔离凸部,该隔离凸部相对于第一绝缘部15或第二绝缘部16的主体结构向靠近电极组件4的方向凸出,以将顶盖片10与第一转接片2或者第二转接片3隔开。设置隔离凸部后,可以更加可靠地防止顶盖片10与第一转接片2或第二转接片3接触,以使顶盖片10与第一转接片2或者第二转接片3之间的绝缘性能更优,防止发生短路。同时,隔离凸部还可以辅助限制第一转接片2和第二转接片3相对于顶盖片10的位置,以提升二次电池的结构强度。此处的结构可以参见图9和图10,第一绝缘部15包括底板158以及设置于底板158的隔离凸部153,第二绝缘部16包括底板168以及设置于底板168的隔离凸部163。

为了便于实现二次电池的装配,可在第一绝缘部15和第二绝缘部16中的至少一者的边缘处设置避让缺口,第一转接片2或者第二转接片3的至少一部分通过该避让缺口外露。第一转接片2或者第二转接片3外露的部分可以被操作人员观察到,进而便于实现第一转接片2或者第二转接片3的相关装配操作,例如焊接操作。此处的结构可以参见图9和图10,第一绝缘部15设置相对的第一避让缺口152a和第二避让缺口152b,第二绝缘部16设置相对的第一避让缺口162a和第二避让缺口162b。

另外,第一绝缘部15和第二绝缘部16中的至少一者的边缘处形成装配缺口,该装配缺口供第一转接片2或者第二转接片3通过。装配二次电池时,可以通过该装配缺口将第一转接片2或者第二转接片3推入第一绝缘部15或者第二绝缘部16的内部,进而便于第一转接片2或者第二转接片3的装配。此处的结构可以参见图9和图10,第一绝缘部15设置装配缺口151,第二绝缘部16设置装配缺口161。

同时,第一绝缘部15和第二绝缘部16采用上述结构后,还可以减小两者以及电极组件占用的空间,进一步提升二次电池的能量密度。

一种可选的实施例中,二次电池还可以包括绝缘支架,第一绝缘部15和第二绝缘部16中的至少一者与该绝缘支架装配,第一绝缘部15和第二绝缘部16中的至少一者开设装配槽,绝缘支架上的装配部与该装配槽配合。绝缘支架上的装配部可以是凸起结构。具体地,绝缘支架可以设置两个,分别为第一绝缘支架7a和第二绝缘支架7b,两者配合于顶盖片10的相对两侧。通过绝缘支架上的装配部与第一绝缘部15和第二绝缘部16上的装配槽配合,可以更可靠地实现第一绝缘部15、第二绝缘部16、绝缘支架和顶盖片10之间的连接,提升二次电池的结构强度。此处的结构可以参见图9和图10,第一绝缘部15设置装配槽154,第二绝缘部16设置装配槽164,两者的装配槽具体可以设置在隔离凸部或者底板上。

另外,第一绝缘部15上还可以设置排气孔159和极柱安装孔157,排气孔159用于排气,极柱安装孔157供第一极柱11穿过。第二绝缘部16上还可以设置排气孔169和极柱安装孔167,排气孔169用于排气,极柱安装孔167供第二极柱14穿过。

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。

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