二次电池顶盖及二次电池的制作方法
【专利摘要】本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种二次电池顶盖及二次电池。二次电池顶盖包括顶盖片、第一电极单元以及第二电极单元，第一电极单元包括连接板、翻转片、第一绝缘件以及电流切断结构，连接板设置有容纳腔；顶盖片设置有翻转片连接孔，翻转片固定在翻转片连接孔内且密封翻转片连接孔；电流切断结构包括固定部、断开部和连接部，固定部与连接部通过断开部连接；固定部固定连接于第一绝缘件与顶盖片之间；连接部与连接板电连接，且断开部位于容纳腔的下方；翻转片能够在二次电池内部压力超过基准压力时翻转使断开部断开。本申请能够减少翻转片与电流切断结构对电池内部的空间的占用，提高电池容量密度和电池内部空间的利用率。
【专利说明】
二次电池顶盖及二次电池
技术领域
[0001]本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种二次电池顶盖及二次电池。【背景技术】
[0002]对于EV硬壳电池，为了解决过充问题，业界普遍采用的方案是，增加防护装置，在电芯失效之前切断电池主回路，防止电池继续充电以保证电池安全。
[0003]目前，对于方形的硬壳电池，防护装置包括在电池的内部设置的CID(current interrupt device，电流切断结构)，以进行过充保护。同时，一般的电流切断结构均需要配合驱动机构如翻转片使用，因此，相关技术中会将电流切断结构以及翻转片均设置在电池的内部。但这样电流切断结构与翻转片会占用电池内部的较大空间。
[0004]考虑到目前对二次电池的容量密度要求越来越高，对电池内部的空间利用率要求越来越高。
[0005]有鉴于此，我们有必须设计一种结构，尽量少的占用电池内部空间。【实用新型内容】
[0006]本申请提供了一种二次电池顶盖及二次电池，能够减少翻转片与电流切断结构对电池内部的空间的占用，提高电池容量密度和电池内部空间的利用率。
[0007]本申请的一方面提供了一种二次电池顶盖，包括顶盖片、第一电极单元以及第二电极单元，
[0008]所述第一电极单元包括连接板、翻转片、第一绝缘件以及电流切断结构，
[0009]所述连接板通过所述第一绝缘件固定在所述顶盖片的上表面；[〇〇1〇]所述第一绝缘件设有贯穿孔；
[0011]所述顶盖片设置有翻转片连接孔，所述翻转片连接孔与述贯穿孔相对，所述翻转片固定在所述顶盖片且密封所述翻转片连接孔；
[0012]所述电流切断结构设置于所述翻转片的上方;所述电流切断结构包括固定部、断开部和连接部，所述固定部与所述连接部通过所述断开部连接;所述固定部固定连接于所述顶盖片;所述顶盖片经所述翻转片、所述断开部至所述连接部形成绝缘流路，
[0013]所述第二电极单元与所述顶盖片电绝缘，所述翻转片能够在二次电池内部压力超过基准压力时翻转使所述固定部脱离与所述连接部的电连接状态，且所述翻转片翻转后， 所述顶盖片经所述翻转片、所述断开部至所述连接部的线路处于断路状态。
[0014]优选地，常态时，所述顶盖片依次通过所述固定部、所述断开部以及所述连接部才能与所述连接板实现电连接。
[0015]优选地，所述翻转片包括翻转部与凸头，所述翻转部为片状环面结构，其边缘与所述顶盖片连接;所述凸头连接于所述翻转部，且向所述电流切断结构的下表面凸出，所述凸头与所述断开部相对，且与所述连接部之间不接触。
[0016]优选地，所述连接板上设置有容纳腔，所述容纳腔朝向所述顶盖片的一侧贯通，所述容纳腔与所述断开部相对。
[0017]优选地，所述容纳腔远离所述电流切断结构的一侧设有通孔，所述连接部远离所述断开部的一端伸出所述通孔，并与所述连接板电连接。
[0018]优选地，所述断开部和所述连接部为一体结构。
[0019]优选地，所述容纳腔为由所述连接板的下表面向内凹陷形成的盲孔，所述连接部远离所述断开部的一端与所述盲孔的内壁电连接。
[0020]优选地，所述连接部为U型结构，且其一边与所述断开部电连接，另一边与所述盲孔的底部电连接。
[0021]优选地，所述固定部与所述断开部之间和/或所述断开部与所述连接部之间设有压痕，所述压痕的厚度同时小于所述断开部的厚度和所述固定部的厚度。
[0022]优选地，仅所述固定部与所述断开部之间设有所述压痕，所述连接部为弹性体。
[0023]优选地，还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置在所述凸头与所述断开部之间。
[0024]优选地，所述第二绝缘件设置在所述凸头的上表面或者所述断开部的下表面。
[0025]优选地，所述翻转片与所述顶盖片绝缘固定。
[0026]优选地，所述电流切断结构与所述顶盖片为一体结构。
[0027]优选地，所述翻转片与所述顶盖片为一体结构。
[0028]本申请的另一方面还提供了一种二次电池，包括如上任一项所述的二次电池顶盖。
[0029]本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:
[0030]本申请所提供的二次电池通过在顶盖片上设置翻转片连接孔，将电流切断结构设置在翻转片的上方，翻转片固定在顶盖片，能够使电流切断结构以及翻转片基本不占用电池内部空间，从而大幅提高电池的能量密度和电池内部的空间利用率。
[0031]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】
[0032]图1为本申请所提供的电池顶盖一种具体实施例的爆炸视图；
[0033]图2为本申请所提供的电池顶盖一种具体实施例的断面图；
[0034]图3为本申请所提供的电池顶盖一种具体实施例在常态下图2中A处的结构示意图；
[0035]图4为本申请所提供的电池顶盖一种具体实施例在断开部断开状态下图2中A处的结构图示意；
[0036]图5为本申请所提供的电池顶盖另一种具体实施例在常态下图2中A处的结构图示思；
[0037]图6为本申请所提供的电池顶盖又一种具体实施例在常态下图2中A处的结构图示思；
[0038]图7为本申请所提供的电池顶盖又一种具体实施例在断开部断开状态下图2中A处的结构图示意。[〇〇39]附图标记:
[0040]l〇-顶盖片:
[0041]20-第一电极单元；[〇〇42]201-连接板；[〇〇43]2011-容纳腔；
[0044]202-第一绝缘件；[〇〇45]203-电流切断结构；
[0046]2031-固定部；
[0047]2032-断开部；
[0048]2033-连接部；
[0049]204-翻转片；
[0050]2041-翻转部；
[0051]2042-凸头；[〇〇52]30-第二电极单元。[〇〇53]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】
[0054]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。文中所述 “前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的二次电池顶盖及二次电池的放置状态为参照。
[0055]如图1至2所示，本申请实施例提供了一种二次电池顶盖，包括顶盖片10、第一电极单元20以及第二电极单元30,其中，第二电极单元30与顶盖片10电绝缘;第一电极单元20包括连接板201、翻转片204、第一绝缘件202以及电流切断结构203。连接板201通过第一绝缘件202固定在顶盖片10的上表面，即第一绝缘件202位于连接板201与顶盖片10之间。[〇〇56]在本实施例中，第一绝缘件202设有贯穿孔;顶盖片10设置有翻转片连接孔，翻转片连接孔与贯穿孔相对，翻转片204固定在顶盖片10且密封翻转片连接孔，翻转片204可以与顶盖片10电连接，也可以与顶盖片10绝缘，翻转片204既可以固定在翻转片连接孔内，也可以固定于翻转片连接孔的外部。[〇〇57]电流切断结构203设置与翻转片204的上方，包括固定部2031、断开部2032和连接部2033,固定部2031与连接部2033通过断开部2032连接。具体地，可以如图3、5所示，固定部 2031和断开部2032为一体结构，而连接部2033为分体结构；或者，如图6所示，固定部2031、 断开部2032和连接部2033为一体结构。通常，断开部2032与固定部2031之间以及断开部 2032与连接部2033之间至少一个位置会设置薄弱结构，以便在外力作用下使断开部2032断开，从而将连接部2033与固定部2031之间电断开；固定部2031固定且电连接于顶盖片10;在二次电池内部发生异常时，翻转片204能够在二次电池内部压力超过基准压力时断开部 2032向靠近连接板201的方向运动并断开，即翻转使固定部2031脱离与连接部2033的电连接状态，且翻转片204翻转后，顶盖片10经翻转片204、断开部2032至连接部2033的线路处于断路状态。[〇〇58]上述实施例在顶盖片10上设置翻转片连接孔，将电流切断结构203设置在翻转片204的上方，翻转片204固定在顶盖片，能够使电流切断结构203以及翻转片204基本不占用电池内部空间，从而大幅提高电池的能量密度和电池内部的空间利用率。[〇〇59] 上述实施例中，常态时，顶盖片10依次通过固定部2031、断开部2032以及连接部 2033才能与连接板201实现电连接。需要说明的是，“依次通过”并不局限于只有顶盖片10、 固定部2031、断开部2032、连接部2033以及连接板201几个部件，当顶盖片10、固定部2031、 断开部2032、连接部2033以及连接板201中的任意两个之间增加其它部件时也可以。上述实施例中，连接板201上可以设置有容纳腔2011，容纳腔2011朝向顶盖片10的一侧贯通，容纳腔2011与断开部2032相对，以能够提供翻转片204翻转后为容纳断开部2032提供更大的容纳空间。
[0060]具体地，翻转片204如图1-7所示，包括翻转部2041与凸头2042,翻转部2041为片状环面结构，其边缘与翻转片连接孔密封连接；凸头2042连接于翻转部2041，且向电流切断结构203的下表面凸出，凸头2042与断开部2032相对，凸头2042与容纳腔201相对，且凸头2042 与连接部2033不接触。凸头2042的主要作用是克服翻转片204与断开部2032之间的距离，在二次电池内部压力超过基准压力时使二者能够顺利地进行紧密接触。翻转片204与断开部 2032之间的间距越大，凸头2042的长度也就越大。凸头2042的顶端面最好采用平面，这样与断开部2032的接触更为紧密，作用力更大。
[0061]上述实施例中，薄弱结构可以为压痕，也可以为其它结构，如多条连接筋，优选为压痕，压痕的厚度同时小于断开部2032的厚度和固定部2031的厚度，以方便加工成型。 [〇〇62]本申请的压痕的一种实施例为仅设于固定部2031与断开部2032之间或者断开部 2032与连接部2033之间，如图3-5所示，压痕仅设于固定部2031与断开部2032之间，断开部 2032为柱体结构，位于电流切断结构203的中部，此方案中，优选凸头2042位于翻转部2041 的中部，与断开部2032相对，以更好地抵推断开部2032，实现迅速断开。[〇〇63] 在该方案中，顶盖片10经翻转片204、断开部2032至连接部2033形成的绝缘流路， 以使翻转片204翻转后，顶盖片10经翻转片204、断开部2032至连接部2033的线路处于断路状态，进而保证顶盖片10与连接板201的电断开。第一种方式:翻转部2041与顶盖片10之间绝缘固定，翻转部2041与顶盖片10之间可以通过绝缘胶固定，如氟龙、绝缘漆或其它绝缘材料，或者采用普通方式固定，但二者之间至少有一者表面采用阳极氧化绝缘处理，也可以二者之间设置绝缘塑胶，如PET、PE、PP等塑胶。另一种方式:或者凸头2042与断开部2032之间的一端设有第二绝缘件，可以设于凸头2042的上表面，也可以设于断开部2041的下表面，或者凸头2042的上表面与断开部2032的下表面;第二绝缘件可以为通过阳极氧化绝缘处理形成的绝缘膜，也可以为绝缘胶，如氟龙、绝缘漆或其它绝缘材料，或者如PET、PE、PP等的绝缘塑胶。[〇〇64] 本申请压痕的另一种实施例为固定部2031与断开部2032之间、断开部2032与连接部2033之间同时设有压痕，如图6-7所示，两个压痕之间的部分为断开部2032,此时凸头 2042与断开部2032均为环形结构，连接部2033为柱体结构，位于环形结构的中部。更进一步，该方案中的凸头2042的断面优选为工字型结构，以防止在翻转片204翻转后，凸头2042 与两侧的固定部2031、连接部2033发生电连接。在固定部2031与断开部2032之间、断开部 2032与连接部2033之间同时设有压痕的方案中，无论翻转部2041与顶盖片10之间是否绝缘固定，和/或凸台2042靠近断开部2041的一端是否设有第二绝缘件，具体设置方式参照上一实施例，翻转片204翻转后，顶盖片10经翻转片204、断开部2032至连接部2033的线路均处于断路状态，均能使顶盖片10与连接板201完全断开。当然，在该方案中，翻转部2041与顶盖片 10之间，和/或凸台2042靠近断开部2041的一端也可以设有第二绝缘件，且该方案中，优选第二绝缘件设于凸头2042的侧壁，以更好地保证翻转片204翻转后顶盖片10与连接部2033 的电断开。[〇〇65]上述各实施例中的容纳腔2011可以为盲孔，即容纳腔2011为由连接板201的下表面向内凹陷形成，连接部2033远离断开部2032的一端与盲孔的内壁电连接，如图3、6所示。 连接部2033可以与盲孔的侧壁电连接，也可以连接于盲孔的底面，但在连接于底面的方案中，若仅设有一条压痕，断开部2032为了实现向容纳腔2011的内部运动，连接部2033和断开部2032至少有一者为弹性体，优选连接部2033为弹性体，以便在二次电池内部压力超过基准压力时使断开部2032更易断开。其它方案中，连接部2033和断开部2032既可以为弹性体， 也可以为刚性体。[〇〇66]上述各实施例中的容纳腔2011也可以为贯通孔，或者仅容纳腔2011的局部开设有通孔，即在远离电流切断结构203的一侧设有通孔，以方便安装。连接部2033远离断开部 2032的一端既可以直接与贯通孔或者通孔的内壁电连接;也可以伸出贯通孔或者通孔与连接板201的外侧电连接，如图5所示。在连接部2033伸出贯通孔或者通孔的一端可以与连接板201固定连接，也可以与连接板201搭接，尤其是在仅设有一个压痕的实施例中，在凸头 2042抵推断开部2032的过程中，连接部2033随着断开部2032的运动而向远离顶盖片10的方向运动，通过搭接结构能够减少运动阻力。也可以连接部2033的两端分别与连接板201、断开部2032固定连接，此时需要断开部2032与连接部2033至少有一者为弹性体，以保证正常状态时顶盖片10与连接板201电连接的可靠性，在本实施例中，优选断开部2032为非弹性体，以便在二次电池内部压力超过基准压力时使断开部2032更易断开。在固定部2031与断开部2032之间、断开部2032与连接部2033之间同时设有压痕的实施例中，连接部2033、断开部2032可以为弹性体，也可以为非弹性体。[〇〇67]上述各实施例中的连接部2033可以为U型结构，也可以为S型结构，或者块状结构， 在容纳腔2011为盲孔的实施例中，优选为U型结构，其一边与断开部2032电连接，另一边与盲孔的底部电连接，以方便连接和安装。[〇〇68] 在上述各实施例中，连接部2033与断开部2032、固定部2031可以为一体结构，如图 6所示，也可以为分体结构，如图3、5所示。顶盖片10、固定部2031以及断开部2032可以为一体结构，连接部2033连接于断开部2032;更进一步，电流切断结构203与顶盖片10可以为一体结构，也可以为分体结构，优选为一体结构，以减少装配工序。[〇〇69] 翻转片204也可以为一体结构，进一步翻转片204与顶盖片10也可以为一体结构， 以减少装配工序。当然翻转片204与顶盖片10也可以为分体结构。
[0070]本申请还提供了一种二次电池，采用上述实施例中的二次电池顶盖和电芯，在上述各实施例中，电芯可以与顶盖片10电连接;而在翻转片204与顶盖片10绝缘固定，且在固定部2031与断开部2032之间、断开部2032与连接部2033之间同时设有压痕的方案中，电芯也可以与翻转片204电连接，其中在常态时凸头2042需要与断开部2032贴合，以实现电连接。采用上述二次电池，能够提高该二次电池的能量密度。
[0071]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。
【主权项】
1.一种二次电池顶盖，其特征在于，包括顶盖片、第一电极单元以及第二电极单元，所述第一电极单元包括连接板、翻转片、第一绝缘件以及电流切断结构，所述连接板通过所述第一绝缘件固定在所述顶盖片的上表面；所述第一绝缘件设有贯穿孔；所述顶盖片设置有翻转片连接孔，所述翻转片连接孔与所述贯穿孔相对，所述翻转片 固定在所述顶盖片且密封所述翻转片连接孔；所述电流切断结构设置于所述翻转片的上方;所述电流切断结构包括固定部、断开部 和连接部，所述固定部与所述连接部通过所述断开部连接;所述固定部固定且电连接于所 述顶盖片;所述第二电极单元与所述顶盖片电绝缘，所述翻转片能够在二次电池内部压力 超过基准压力时翻转使所述固定部脱离与所述连接部的电连接状态，且所述翻转片翻转 后，所述顶盖片经所述翻转片、所述断开部至所述连接部的线路处于断路状态。2.根据权利要求1所述的二次电池顶盖，其特征在于，常态时，所述顶盖片依次通过所 述固定部、所述断开部以及所述连接部才能与所述连接板实现电连接。3.根据权利要求1所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述翻转片包括翻转部与凸头， 所述翻转部为片状环面结构，其边缘与所述顶盖片连接;所述凸头连接于所述翻转部，且向 所述电流切断结构的下表面凸出，所述凸头与所述断开部相对，且与所述连接部之间不接 触。4.根据权利要求3所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述连接板上设置有容纳腔，所 述容纳腔朝向所述顶盖片的一侧贯通，所述容纳腔与所述断开部相对。5.根据权利要求4所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述容纳腔远离所述电流切断结 构的一侧设有通孔，所述连接部远离所述断开部的一端伸出所述通孔，并与所述连接板电连接。6.根据权利要求4所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述断开部和所述连接部为一体结构。7.根据权利要求4所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述容纳腔为由所述连接板的下 表面向内凹陷形成的盲孔，所述连接部远离所述断开部的一端与所述盲孔的内壁电连接。8.根据权利要求7所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述连接部为U型结构，且其一边 与所述断开部电连接，另一边与所述盲孔的底部电连接。9.根据权利要求1-8任一项所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述固定部与所述断开 部之间和/或所述断开部与所述连接部之间设有压痕，所述压痕的厚度同时小于所述断开 部的厚度和所述固定部的厚度。10.根据权利要求9所述的二次电池顶盖，其特征在于，仅所述固定部与所述断开部之 间设有所述压痕，所述连接部为弹性体。11.根据权利要求3所述的二次电池顶盖，其特征在于，还包括第二绝缘件，所述第二绝 缘件设置在所述凸头与所述断开部之间。12.根据权利要求11所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述第二绝缘件设置在所述凸 头的上表面或者所述断开部的下表面。13.根据权利要求1所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述翻转片与所述顶盖片绝缘固定。14.根据权利要求1-8任一项所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述电流切断结构与 所述顶盖片为一体结构。15.根据权利要求1-8任一项所述的二次电池顶盖，其特征在于，所述翻转片与所述顶 盖片为一体结构。16.—种二次电池，其特征在于，包括权利要求1至15任一项所述的二次电池顶盖。
【文档编号】H01M2/34GK205692876SQ201620652734
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月27日 公开号201620652734.2, CN 201620652734, CN 205692876 U, CN 205692876U, CN-U-205692876, CN201620652734, CN201620652734.2, CN205692876 U, CN205692876U
【发明人】李全坤, 郭剑, 邓平华, 王鹏, 朱凌波
【申请人】宁德时代新能源科技股份有限公司