二次电池以及电池模组的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种二次电池以及电池模组。

背景技术：

二次电池具有高能量密度、绿色环保等特点成为能源发展新趋势。二次电池主要包括壳体、电极组件、集流构件以及顶盖组件。其中，电极组件是由正极极片、负极极片和隔离膜卷绕或堆叠而成，电极组件先与集流构件焊接，然后集流构件与顶盖组件的电极端子连接，之后再将电极组件装入铝壳，再经过注液、化成等工序形成二次电池。

为保证集流构件与顶盖组件的电极端子有足够的过流面积，常采用激光焊接的方式进行紧密连接，虽然能够保证二次电池的储能要求。然而，激光焊接过程中不可避免地产生金属颗粒，大的金属颗粒对电极组件的危害极大，进而影响二次电池的使用安全。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种二次电池以及电池模组。二次电池能够减小集流构件和电极端子焊接过程中产生的金属颗粒进入壳体内部的可能性，提升二次电池使用安全性。

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；电极组件，电极组件容纳于壳体内，电极组件包括主体部以及连接于主体部的极耳；顶盖片，顶盖片连接于壳体；电极端子，电极端子位于顶盖片的外侧，电极端子具有通孔；以及集流构件，连接于极耳和电极端子之间，集流构件包括延伸部，延伸部位于电极端子的内侧；其中，延伸部与电极端子焊接以形成环绕通孔的环形焊接部，环形焊接部穿透电极端子并延伸至延伸部内。

根据本实用新型实施例的一个方面，电极端子的外表面设有凹部，通孔设于凹部的底壁，环形焊接部穿透凹部的底壁并延伸至延伸部内。

根据本实用新型实施例的一个方面，电极端子包括层叠设置的第一金属层和第二金属层，第二金属层位于第一金属层的远离顶盖片的一侧，第一金属层和第二金属层的材质不同，第一金属层和延伸部的材质相同，凹部贯通第二金属层。

根据本实用新型实施例的一个方面，电极端子包括层叠设置的第一金属层和第二金属层，第二金属层位于第一金属层的远离顶盖片的一侧，第一金属层和第二金属层的材质不同，通孔贯通第一金属层和第二金属层，第一金属层与延伸部具有相同的材质，环形焊接部穿透第一金属层和第二金属层并延伸至延伸部内。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一金属层和第二金属层之间形成复合连接面，二次电池还包括连接构件，连接构件抵靠于第二金属层并且两者形成接触面，以将电极端子固定于顶盖片，接触面位于复合连接面的上方。

根据本实用新型实施例的一个方面，二次电池还包括用于封堵通孔的封堵部。

根据本实用新型实施例的一个方面，二次电池还包括与环形焊接部相连接的外侧焊接部，外侧焊接部形成封堵部。

根据本实用新型实施例的一个方面，延伸部与电极端子通过激光焊接连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，集流构件还包括连接于延伸部的连接部，连接部位于顶盖片的内侧并与极耳直接连接，连接部为片状，连接部和极耳的材质相同。

根据本实用新型实施例提供的二次电池包括顶盖片、设置于顶盖片外侧的电极端子和与电极端子对应设置并位于电极端子内侧的集流构件。电极端子和集流构件的延伸部通过焊接连接固定。由于焊接设备是从电极端子的外侧对电极端子和集流构件的延伸部执行焊接操作，因此能够减小集流构件和电极端子焊接过程中产生的金属颗粒进入壳体内部的可能性，提升二次电池使用安全性。

另一个方面，本实用新型实施例提供一种电池模组，其包括：

多个如上述实施例的二次电池，多个二次电池沿同一方向并排设置；汇流排，汇流排用于连接两个二次电池，汇流排的一端与两个二次电池中的一个二次电池的电极端子连接固定，另一端与另一个二次电池的电极端子连接固定。

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电池模组的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的二次电池的剖视结构示意图；

图4是图3中A处放大图；

图5是本实用新型一实施例的二次电池的局部结构示意图；

图6是本实用新型另一实施例的二次电池的局部结构示意图；

图7是图3中B处放大图；

图8是本实用新型又一实施例的二次电池的局部结构示意图；

图9是本实用新型再一实施例的二次电池的局部结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

10、二次电池；

20、壳体；

30、电极组件；301、主体部；302、极耳；

40、顶盖片；

50、电极端子；50a、通孔；50b、凹部；500、封堵部；501、第一金属层；502、第二金属层；503、复合连接面；

60、集流构件；601、延伸部；602、连接部；

70、环形焊接部；71、外侧焊接部；

80、连接构件；80a、接触面；

90、电池模组；

901、汇流排。

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”的含义是两个或两个以上；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9对本实用新型实施例的电池模组90以及二次电池10进行详细描述。

参见图1所示，本实用新型实施例还提供一种电池模组90，其包括：多个如上述实施例的二次电池10以及用于连接两个二次电池10的汇流排901。多个二次电池10沿同一方向并排设置。汇流排901的一端与两个二次电池10中的一个二次电池10连接固定，另一端与另一个二次电池10连接固定。

本实用新型实施例的电池模组90，包括上述实施例的二次电池10。由于上述实施例的二次电池10自身安全性能好，因此提升本实施例的电池模组90的使用过程安全性和可靠性。

参见图2所示，本实用新型实施例的二次电池10包括壳体20、设置于壳体20内的电极组件30以及与壳体20密封连接的顶盖组件。

本实施例的壳体20可具有六面体形状或其他形状。壳体20具有容纳电极组件30和电解液的内部空间。壳体20可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

参见图2和图3所示，本实施例的电极组件30可通过将第一极片、第二极片以及隔板一同堆叠或者卷绕而形成主体部301，其中，隔板是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。在本实施例中，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，正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从主体部301延伸出的未涂覆区则作为极耳302，电极组件30包括两个极耳302，即正极耳和负极耳，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。

本实施例的顶盖组件包括与壳体20密封连接的顶盖片40、设置于顶盖片40上的电极端子50以及与电极端子50相连接的集流构件60。本实施例的顶盖片40具有电极引出孔。本实施例的电极端子50位于顶盖片40的外侧并且通过连接构件80固定于顶盖片40。本实施例的电极端子50覆盖电极引出孔。本实施例的电极端子50用于与汇流排901连接固定。本实施例的集流构件60包括延伸部601和连接于延伸部601的连接部602。延伸部601位于电极端子50的内侧。连接部602位于顶盖片40的内侧并与电极组件30的极耳302直接连接。优选地，连接部602为片状，并且连接部602与极耳302通过超声波焊接进行连接。延伸部601朝靠近电极端子50的方向延伸并伸入电极引出孔。延伸部601与电极端子50连接。优选地，延伸部601与电极端子50通过激光焊接进行连接。延伸部601与电极端子50焊接以形成环形焊接部70。环形焊接部70穿透电极端子50并延伸至延伸部601内，从而实现电极端子50和延伸部601连接固定。本实施例中，激光能够从顶盖片40的外侧照射于电极端子50，以使得电极端子50和延伸部601通过激光焊接进行连接。由于激光是从顶盖片40的外侧入射，因此激光焊接产生的金属颗粒不会落入到顶盖片40的内侧(即壳体20内部)而使电极组件30存在发生短路的风险，因此消除了激光焊接带来的安全隐患。

参见图4至图7所示，本实施例的电极端子50具有通孔50a。环形焊接部70环绕该通孔50a。这样，一方面，在对电极端子50和延伸部601进行焊接操作之前，可以使用检测设备通过该通孔50a检测电极端子50朝向电极组件30的表面与延伸部601朝向电极端子50的顶面之间是否贴合，从而可以有效保证电极端子50和延伸部601在紧密贴合状态下进行焊接操作，进而保证电极端子50和延伸部601焊接可靠稳定，降低出现虚焊或无法焊接的可能性；另一方面，由于电极端子50和延伸部601贴合并形成接触区域，在电极端子50和延伸部601的焊接过程中，被环形焊接部70环绕的上述接触区域中所积存的气体能够及时地从通孔50a排放到大气环境，而不会被封闭于环形焊接部70所限定的区域中，从而有效降低因气体无法及时排放而导致电极端子50和延伸部601之间发生虚焊或在环形焊接部70内部生成过多气孔的可能性。

参见图4所示，本实施例的电极端子50为一体式结构。电极端子50和延伸部601的材质相同。通孔50a贯穿整个电极端子50。环形焊接部70贯穿整个电极端子50，并且环形焊接部70暴露于电极端子50的顶面。在一个实施例中，在图5中，与图4中所示出的元件相同的元件使用相同的标记表示，并且结构相同之处不再重复描述说明，主要说明结构不同之处。参见图5所示，电极端子50的外表面设有凹部50b。通孔50a设于凹部50b的底壁。环形焊接部70穿透凹部50b的底壁并延伸至延伸部601内。这样，一方面，环形焊接部70不会凸出于电极端子50的顶面，降低环形焊接部70与汇流排901发生位置干涉的可能性；另一方面，电极端子50上设置凹部50b的区域的厚度相对于其它区域的厚度较小，从而可以使用功率较低的焊接设备对电极端子50和延伸部601执行焊接操作，降低焊接设备功率要求。

在图6中，与图4中所示出的元件相同的元件使用相同的标记表示，并且结构相同之处不再重复描述说明，主要说明结构不同之处。参见图6所示，本实施例的电极端子50包括层叠设置的第一金属层501和第二金属层502。第二金属层502位于第一金属层501的远离顶盖片40的一侧。第一金属层501和第二金属层502的材质不同。通孔50a贯通第一金属层501和第二金属层502。第一金属层501与延伸部601具有相同的材质。环形焊接部70穿透第一金属层501和第二金属层502并延伸至延伸部601内。由于集流构件60的延伸部601和电极端子50的第一金属层501为同一材质，因此延伸部601和第一金属层501能够通过激光焊接的方式连接固定，且两者焊接连接状态可靠稳定，连接强度大。在一个示例中，第一金属层501的材质和集流构件60的材质均为铜，第二金属层502的材质为铝；或者，第一金属层501的材质和集流构件60的材质均为铝，第二金属层502的材质为铜。

在图7中，与图6中所示出的元件相同的元件使用相同的标记表示，并且结构相同之处不再重复描述说明，主要说明结构不同之处。参见图7所示，本实施例的电极端子50的外表面设有凹部50b。凹部50b贯通第二金属层502。通孔50a设于凹部50b的底壁。环形焊接部70穿透凹部50b的底壁并延伸至延伸部601内。本实施例中，第一金属层501形成凹部50b的底壁。这样，一方面，环形焊接部70不会凸出于电极端子50的顶面，降低环形焊接部70与汇流排901发生位置干涉的可能性；另一方面，电极端子50上设置凹部50b的区域的厚度相对于其它区域的厚度较小，从而可以使用功率较低的焊接设备对电极端子50和延伸部601执行焊接操作，降低焊接设备功率要求。可选地，凹部50b贯通第二金属层502并延伸至第一金属层501内。

参见图6所示，本实施例的第一金属层501和第二金属层502之间形成复合连接面503。二次电池10还包括连接构件80。连接构件80抵靠于第二金属层502并且两者形成接触面80a，以将电极端子50固定于顶盖片40。接触面80a位于复合连接面503的上方。这样，连接构件80的一部分位于复合连接面503的上方，能够对第二金属层502施加压力，从而减小复合连接面503由于受到拉应力而发生断裂的可能性。

在一个实施例中，参见图7所示，电极端子50的外表面设有凹部50b。凹部50b贯通第二金属层502并延伸至第一金属层501内，以使凹部50b的底面位于复合连接面503的下方。由于凹部50b贯通第二金属层502并且延伸至第一金属层501内部，使得第一金属层501的上表面露出，因此从外部进行激光焊接时，可以避免第二金属层502熔融并混入到第一金属层501和集流构件60焊接时产生的熔池中。由于第一金属层501和第二金属层502的材质不同，如果第二金属层502熔融而混入到第一金属层501和集流构件60焊接时产生的熔池中，会产生脆性的金属化合物，从而降低焊接强度。

参见图8所示，本实施例的二次电池10还包括用于封堵通孔50a的封堵部500。封堵部500能够阻挡外部异物进入到通孔50a内，从而对环形焊接部70形成防护。在一个实施例中，封堵部500为块状结构体，与通孔50a的形状相匹配，并且与通孔50a过盈配合。在另一个实施例中，参见图9所示，二次电池10还包括与环形焊接部70相连接的外侧焊接部71，外侧焊接部71形成封堵部500。在一个示例中，外侧焊接部71与环形焊接部70为一体式结构。通过在对电极端子50和延伸部601进行焊接时，同时形成环形焊接部70和外侧焊接部71。

参见图2和图4所示，本实施例的集流构件60还包括连接于延伸部601的连接部602。连接部602位于顶盖片40的内侧并与极耳302直接连接。连接部602为片状，连接部602和极耳302的材质相同。由于连接部602位于顶盖片40的内侧并与极耳302直接连接且连接部602为片状，从而有利于降低连接部602对壳体20内部空间的占用率，提高二次电池10的能量密度。同时连接部602和极耳302的材质相同。由于极耳302为片状结构，因此极耳302与连接部602可以通过超声波焊接进行连接，降低极耳302与连接部602焊接过程出现金属颗粒的可能性，而且两者的连接面积较大，使得连接状态可靠稳定。

根据本实用新型实施例提供的二次电池10包括顶盖片40、设置于顶盖片40外侧的电极端子50和与电极端子50对应设置并位于电极端子50内侧的集流构件60。电极端子50和集流构件60的延伸部601通过焊接方式连接固定。由于焊接设备是从电极端子50的外侧对电极端子50和集流构件60的延伸部601执行焊接操作，因此能够减小集流构件60和电极端子50焊接过程中产生的金属颗粒进入壳体20内部的可能性，提升二次电池10使用安全性。另外，本实施例的电极端子50具有通孔50a。该通孔50a可以作为排气通道或检测通道。这样，一方面便于使用检测设备检测电极端子50与延伸部601之间的贴合紧密程度，另一方面，在电极端子50和延伸部601焊接过程中，积存于电极端子50和延伸部601之间的气体能够通过该通孔50a排放至大气环境，从而降低因气体无法及时排放而导致电极端子50和延伸部601之间发生虚焊或在环形焊接部70内部生成过多气孔的可能性。

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。