二次电池顶盖组件、二次电池及汽车的制作方法

文档序号:15151858发布日期:2018-08-10 21:12阅读:145来源:国知局

本申请涉及储能器件技术领域,尤其涉及一种二次电池顶盖组件、二次电池及汽车。



背景技术:

二次电池(例如,锂离子电池)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,被广泛应用在移动电话、手提电脑等便携式电子设备以及电动自行车、电动汽车等大中型电动设备中,并成为解决能源危机和环境污染等全球性问题的关键,然而,随着电子设备和大中型电动设备离我们的日常生活越来越近,人们也对二次电池的安全性能提出了更高的要求。



技术实现要素:

本申请提供了一种二次电池顶盖组件、二次电池及汽车,旨在提高二次电池的安全性。

本申请提供了一种二次电池顶盖组件,包括:

顶盖片;

第一电极端子;

第二电极端子,所述第一电极端子和所述第二电极端子均设置于所述顶盖片;

短路构件,所述短路构件包括连接于所述顶盖片的翻转片和设置于所述翻转片上方的导电片,所述导电片包括平坦部和从所述平坦部向上延伸的侧壁部,和

绝缘件,所述绝缘件包括平底部和从所述平底部向上延伸的延伸部,所述平底部设置于所述顶盖片与所述平坦部之间,

其中,所述侧壁部设置于所述延伸部内。

可选地,所述平坦部在所述二次电池的厚度方向上的两侧边缘均设置有所述侧壁部,两个所述侧壁部均向上延伸且相对设置。

可选地,所述平坦部包括与所述第一电极端子连接的端子连接部和用于与翻转后的所述翻转片接触的接触部,所述接触部与所述端子连接部连接,所述侧壁部从所述接触部延伸。

可选地,所述端子连接部与所述接触部的相接位置处设置有弧形过渡部。

可选地,二次电池顶盖组件还包括绝缘盖,所述绝缘盖包括盖体和安装凸起,所述安装凸起设置于所述盖体朝向所述延伸部的一侧表面,所述延伸部与所述安装凸起卡接固定。

可选地,所述延伸部包括相连接的包覆段和延长段,

所述包覆段与所述平底部连接且包覆所述侧壁部,所述延长段与所述平坦部的上表面贴合并朝向所述平坦部的中心处延伸。

可选地,所述绝缘盖压设于所述延长段。

可选地,所述导电片还包括从所述接触部下凸的环形接触部,所述翻转片上翻后与所述环形接触部接触,所述环形接触部内部的区域的厚度小于所述接触部其它部位的厚度。

本申请还提供了一种二次电池,包括:

电极组件;

壳体,所述壳体用于容纳所述电极组件;以及

上述任一项所述的二次电池顶盖组件,

其中,所述二次电池顶盖组件密封所述壳体的开口,所述电极端子与所述电极组件连接。

本申请还提供了一种汽车,包括上述所述的二次电池。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:

本申请提供了一种二次电池顶盖组件,其中,绝缘件包裹导电片,侧壁部设置于延伸部内,如此设置后,导电片与绝缘件可以更加紧密的接合在一起并实现精准定位,两者之间相对的窜动量减小,从而确保了翻转片与导电片的可靠接触,提高了二次电池的安全性。

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为本申请实施例提供的二次电池的分解视图;

图2为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件的分解视图;

图3为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件的横向剖视图;

图4为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件中,绝缘件的立体图;

图5为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件中,导电片的立体图;

图6为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件的纵向剖视图;

图7为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件的纵向剖视图的局部放大视图;

图8为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件中,绝缘盖的立体图;

图9为本申请实施例提供的二次电池顶盖组件中,导电片的又一立体图。

附图标记:

1000-二次电池;

100-壳体;

200-顶盖组件;

202-顶盖片;

202a-通孔;

202b-防爆口;

204-第一电极端子;

2042-法兰部分;

2044-柱体部分;

206-第二电极端子;

208-第二端子板;

210-第一端子板;

212-翻转片;

2120-中央部分;

2122-边缘部分;

214-导电片;

2140-平坦部;

2140a-端子连接部;

2140aa-通过孔;

2140b-接触部;

2140c-弧形过渡部;

2142-侧壁部;

2144-定位孔;

2146-环形凸起;

2148-圆形区域;

214a-气孔;

216-环形密封构件;

218-绝缘件;

2180-平底部;

2182-延伸部;

2182a-包覆段;

2182b-延长段;

2184-容纳空间;

2186-接触孔;

2188-端子孔;

2190-凸起;

224-绝缘盖;

2240-盖体;

2242-安装凸起;

226-防爆阀;

228-第一绝缘构件;

228a-基体部分;

228b-柱状突出部分;230-第二绝缘构件;

300-电极组件;

302-第一极耳;

304-第二极耳;

400-绝缘膜;

500-第一集电件;

600-第二集电件。

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。

需要注意的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”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。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下。

此外,本文中的“二次电池的横向”指的是长方形顶盖组件的长度方向,本文中的“二次电池的纵向”指的是长方形顶盖组件的宽度方向或者二次电池的厚度方向。

请参考图1,图1示出了二次电池的分解视图。

二次电池1000包括壳体100、二次电池顶盖组件200(以下简称顶盖组件)、电极组件300以及绝缘膜400。其中,电极组件300和绝缘膜400可以通过壳体100的开口被容纳在壳体100内,绝缘膜400包裹电极组件300,壳体100的开口可以由顶盖组件200密封,顶盖组件200与壳体100的接触部分可以通过例如焊接彼此连接。

电极组件300通过卷绕或层叠的方式制成,其包括第一极片、第二极片以及用于隔开第一极片和第二极片的隔板,这里,第一极片可以用作负极片,第二极片可以用作正极片,反之亦然。

第一极片和第二极片均包括活性物质涂覆部分和活性物质未涂覆部分,由于第一极片和第二极片所涂覆的活性物质的材料不同,使得第一极片和第二极片可以具有彼此不同的极性。

例如,第一极片设置为正极片时,正极片所涂覆的活性物质可以为磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂等,第二极片设置为负极片时,负极片所涂覆的活性物质可以为碳或硅。第一极片的未涂覆部分形成第一极耳302,第二极片的未涂覆部分形成第二极耳304,第一极耳302和第二极耳304可以分别设置于电极组件300的两个相对的侧部,但不仅限于此。

二次电池还包括第一集电件500和第二集电件600,第一集电件500和第二集电件600均为导电材料,第一极耳302被连接到第一集电件500,第二极耳304被连接到第二集电件600,以便实现第一集电件500和第二集电件600分别与第一极片和第二极片连接。并且,第一集电件500远离第一极耳302的一端与第一电极端子204连接,第二集电件600远离第二极耳304的一端与第二电极端子206连接,以实现电极组件300中电能的输出。

请参考图2和图3,图2示出了二次电池顶盖组件的分解视图,图3示出了二次电池顶盖组件的横向剖视图。

顶盖组件200包括顶盖片202,第一电极端子204和第二电极端子206设置于顶盖片202,第一电极端子204和第二电极端子206均包括法兰部分2042和柱体部分2044,其中,柱体部分2044伸出顶盖片202外。

可选择的,顶盖组件200可以包括第一端子板210和第二端子板208,第一端子板210与第一电极端子204的柱体部分2044连接,例如铆接,第二端子板208与第二电极端子206的柱体部分2044连接,例如焊接,第一端子板210和第二端子板208分别用于与外部导电端子连接。

顶盖组件200还包括短路构件,短路构件包括翻转片212和设置于翻转片212上方的导电片214,其中,顶盖片202开设有通孔202a,翻转片212密封该通孔202a以与顶盖片202连接。

一种实施例中,导电片214可以与第一电极端子204连接,通孔202a开设于顶盖片202靠近第一电极端子204的一侧,进一步,顶盖片202与第一电极端子204绝缘,顶盖片202与第二电极端子206连接。

为了缓解电解液对顶盖片202和壳体100的腐蚀现象,顶盖片202和壳体100可以均采用与正极端子相同的材质(铝材)。本申请中,以设置第一电极端子204为正电极端子,第二电极端子206为负电极端子为例,较优的方式是将第一电极端子204与顶盖片202电连接,而将第二电极端子206与顶盖片202绝缘,此时,短路构件则设置在靠近第二电极端子206的一侧。在第二电极端子206的一侧,导电片214与第二电极端子206连接,且通过绝缘件218与顶盖片202绝缘。

二次电池过充时内部气压会增大,当内部气压增大到一定值时,推动翻转片212向上翻转并与导电片214连接,从而使得第一电极端子204和第二电极端子206电连接,即第一极片和第二极片外短路,此时可以释放电能而减轻过充危害。

可替换地,还可以设置顶盖片202与第一电极端子204和第二电极端子206均绝缘,此时,需要在第一电极端子204一侧和第二电极端子206一侧均设置短路构件,即两个翻转片212和两个导电片214。

请参考图4,图4示出了绝缘件的立体图。

绝缘件218用于绝缘导电片214与顶盖片202,绝缘件218包括平底部2180和从平底部2180向上延伸的延伸部2182,延伸部2182可以沿着平底部2180的周界延伸形成封闭结构,由此可知,平底部2180与延伸部2182共同围成了一侧具有开口的容纳空间2184,导电片214容纳在该容纳空间2184内。

绝缘件218还开设有接触孔2186,接触孔2186使得导电片214上与翻转片212正对的部分裸露出来,以供翻转片212翻转时与导电片214接触。

绝缘件218还开设有供第二电极端子206伸出的端子孔2188,在端子孔2188的外周设置有两个沿对角线排布的凸起2190,该凸起2190与导电片214上的定位孔2144定位配合。

请参考图5,图5示出了导电片的示意图。

导电片214包括平坦部2140和从平坦部2140向上延伸的侧壁部2142,一种实施例,可以在平坦部2140的周界边缘均设置有侧壁部2142,两侧壁部2142沿二次电池的厚度方向排布且相对设置。设置于平坦部2140的定位孔2144与凸起2190定位配合。

请参考图6和图7,图6示出了二次电池部分结构的纵向剖视图;图7示出了二次电池部分结构的纵向剖视图的局部放大视图。

位于容纳空间2184内的导电片214被绝缘件218包裹,具体而言,平坦部2140与平底部2180相贴合,侧壁部2142设置在延伸部2182内。绝缘件218可以注塑到导电片214,但不仅限于此。

侧壁部2142被延伸部2182包裹后,导电片214与绝缘件218可以更加紧密的接合在一起以实现两者之间的精准定位,两者的窜动量也相应减小,从而可以确保翻转片212与导电片214可靠接触,提高二次电池1000的安全性。

进一步,对于设置有两个侧壁部2142的实施例而言,两个侧壁部2142可以均被延伸部2182包裹,使得导电片214与绝缘件218的接合面积进一步增大,这使得发生窜动时分别与延伸部2182接合的两个侧壁部2142会彼此牵制,以进一步减小窜动量,实现精确定位。

更进一步,延伸部2182可以包括相连接的包覆段2182a和延长段2182b,包覆段2182a与平底部2180连接且将侧壁部2142包裹于其内,延长段2182b从包覆段2182a的末端向平坦部2140的中心处延伸,且与平坦部2140贴合。

该方案中,延伸部2182不仅包覆侧壁部2142,还包覆了部分平坦部2140,由此也可以增加绝缘件218包覆导电片214的面积,进而增大两者之间的接合力,并且,通过延长段2182b包裹一部分平坦部2140,还可以减小侧壁部2142在包覆段2182a内的窜动量,使得绝缘件218和导电片214产生相对位移的风险显著降低。

结合图4和图5所示,导电片214设置有气孔214a,翻转片212翻转时,位于翻转片212上方的气体可以通过该气孔214a排出,以确保翻转片212正常翻转。

为了避免电解液等杂质从该气孔214a中渗入,在导电片214的上方还设置有绝缘盖224,绝缘盖224也容纳于容纳空间2184内,且与延伸部2182卡接。绝缘盖224与导电片214之间留有间隙,以使得气体经由气孔214a最终被排出至二次电池1000的外部。

此外,请参考图2和图6,为了提高翻转片212上方空间的气密性,顶盖组件200还包括环形密封构件216,环形密封构件216设置于顶盖片202与绝缘件218之间,且容纳于绝缘件218的凹槽内,环形密封构件216密封环绕接触孔2186。

请参考图8,图8示出了绝缘盖的立体图。

结合图6所示出的,绝缘盖224包括盖体2240和从盖体2240朝向延伸部2182的一侧表面凸出的安装凸起2242,安装凸起2242为楔形凸起,在装配过程中,楔形凸起的小端首先与延伸部2182接触,并在安装力的作用下逐渐增大安装深度,并最终通过大端与延伸部2182相互挤压,以卡接固定。

在绝缘盖224的安装过程中,楔形凸起可以起到引导作用,随着安装深度的增加,安装凸起2242与延伸部2182的干涉量不断增加,其紧固效果逐渐增加。

在图6所示的实施例中,与延伸部2182卡接固定的绝缘盖224压设于延长段2182b,绝缘盖224施加于延长段2182b的作用力加强了延长段2182b与导电片214接合的紧密性,防止延长段2182b翘起。

请参考图9,图9示出了导电片的又一立体图。

平坦部2140包括与第一电极端子204连接的端子连接部2140a和用于与翻转后的翻转片212接触的接触部2140b,接触部2140b与端子连接部2140a连接。端子连接部2140a开设有供第二电极端子206伸出的通过孔2140aa,该通过孔2140aa正对端子孔2188。

侧壁部2142仅从接触部2140b的周界边缘向上延伸,这一方案可以为第二端子板208的安装提供安装空间,避免安装时第二端子板208与侧壁部2142发生干涉。

导电片214可以采用冲压工艺加工而成,其中,侧壁部2142可以弯折成型,因此,接触部2140b的宽度尺寸需大于端子连接部2140a的宽度尺寸。本申请中,为了简化加工工艺,在端子连接部2140a与接触部2140b相接的位置处设置有弧形过渡部2140c。弧形过渡部2140c可以避免尖角的形成,以此降低加工难度和减小应力集中。

请继续参考图6,翻转片212在中央部分2120处与导电片214接触,但由于导电片214上的气孔214a正对翻转片212的中央部分2120处,这会造成翻转片212与导电片214的接触面积减小,接触电阻增大,为此,可以设置导电片214包括下凸的环形凸起2146,当翻转片212上翻时,不再利用翻转片212的中央部分2120与导电片214接触,而是利用翻转片212上围绕中央部分2120的环形区域与下凸的环形凸起2146接触,以避免导电片214与翻转片212两者出现接触不良的现象。

显然的,翻转片212上翻后,翻转片212的中央部分2120相对于边缘部分2122(与顶盖片202连接的部位)从最低位置处翻转至最高位置处,且中央部分2120位于环形凸起2146所包围的内部区域内。

为了保证翻转片212具有足够大的翻转空间,根据一个可选的实施例,设置导电片214位于环形凸起2146内部的圆形区域2148的厚度小于导电片214位于环形凸起2146外部的区域的厚度。这样,环形凸起2146内部的圆形区域2148可以为中央部分2120提供翻转空间,当翻转片212翻转,其中央部分2120恰好容纳在环形凸起2146所包围的圆形区域2148中。这一方案节省了顶盖组件200在二次电池1000内部所占用的空间,相比通过将翻转片212下移来增大翻转空间这一方案,提高了二次电池1000的能量密度。

请再次参考图2,顶盖组件200还包括防爆阀226、第一绝缘构件228和第二绝缘构件230。其中,防爆阀226密封顶盖片202的防爆口202b。防爆阀226被设计为在二次电池1000的内部压力达到预定压力时打开,该预定压力可以高于使翻转片212翻转的阈值压力。

第一绝缘构件228设置于第一电极端子204的一侧,第一绝缘构件228包括基体部分228a和柱状突出部分228b,基体部分228a设置于第一电极端子204的法兰部分2042与顶盖片202之间,柱状突出部分228b套装在第一电极端子204的柱体部分2044外,以实现柱体部分2044与顶盖片202在第一电极端子204侧的密封。

第二绝缘构件230可以参考第一绝缘构件228设置,并可以根据具体结构进行相应的变型,此处不再赘述。

本申请还提供了一种汽车,该汽车包括上述任一实施例中的二次电池。

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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