柔性壳体及二次电池的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种柔性壳体及二次电池。

背景技术：

随着现代社会科学技术的发展，为了解决化石能源污染问题，清洁能源逐渐被广泛应用。在清洁能源中，二次电池由于具有电压高、能量密度高、无污染等优点得到广泛使用，尤其在动力电池领域，二次电池的需求量越来越大。

二次电池在生产过程中需要往电池内部注入电解液，然后经过化成之后电池才能正常使用。在注入电解液之前，为了提高电解液的注入效率，需要对待注液状态的二次电池实施抽真空操作，以使二次电池内部形成负压。然而，在抽真空阶段，壳体由于存在内外气压差，因此容易发生形变，尤其是柔性壳体。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种柔性壳体以及二次电池。柔性壳体能够与电极组件整体外表面相适配，降低在抽真空阶段柔性壳体被撕裂的可能性。

一方面，根据本实用新型实施例提出了一种柔性壳体，柔性壳体用于容纳二次电池的电极组件，电极组件包括正极片和负极片，电极组件被螺旋卷绕并形成弯曲部，电极组件的数量为至少两个，至少两个电极组件沿厚度方向层叠设置，柔性壳体包括：

主体部；和

接纳部，与主体部相连接；其中，接纳部的内壁设有至少两个弧形凹槽，弧形凹槽用于容纳弯曲部。

根据本实用新型实施例的一个方面，至少两个弧形凹槽连续分布。

根据本实用新型实施例的一个方面，接纳部包括与内壁相对设置的外壁，内壁的形状和外壁的形状相匹配。

根据本实用新型实施例的一个方面，主体部为具有两个相对设置的开口的筒体，接纳部的数量为一个，接纳部设置于主体部的一端且封闭其中一个开口。

根据本实用新型实施例的一个方面，主体部包括沿自身轴向分布的第一筒段和第二筒段，接纳部与第二筒段相连接，在弧形凹槽的轴向上，第一筒段的一部分相对于第二筒段向外凸出设置，以在两者之间形成有台阶面。

根据本实用新型实施例的一个方面，主体部为具有两个相邻设置的开口的框体，接纳部的数量为一个，接纳部设置于主体部的一端且封闭其中一个开口。

根据本实用新型实施例的一个方面，主体部为具有三个开口的U型框体，接纳部的数量为两个，两个接纳部分别封闭其中两个相对设置的开口。

根据本实用新型实施例的柔性壳体应用于二次电池时，用于容纳的电极组件。在将电极组件装入柔性壳体内时，电极组件的弯曲部会被柔性壳体的接纳部所接纳，从而电极组件的弯曲部与柔性壳体的接纳部的内壁之间保留较小的间距，进而在抽真空阶段，柔性壳体的接纳部会受到电极组件的弯曲部的阻挡而发生较小的位移变形量。这样，柔性壳体整体受力均衡，且各个区域的变形量较为接近，有效降低柔性壳体由于内外压力差而发生撕裂的风险。

另一个方面，根据本实用新型实施例提供一种二次电池，其包括：

上述的柔性壳体以及设置于柔性壳体内的电极组件；

其中，电极组件包括正极片和负极片，电极组件被螺旋卷绕并形成弯曲部，电极组件的数量为至少两个，至少两个电极组件沿厚度方向层叠设置，弧形凹槽容纳弯曲部。

根据本实用新型实施例的另一个方面，弯曲部具有弯曲轴线，弧形凹槽的槽口边缘与弯曲轴线相齐平或低于弯曲轴线。

根据本实用新型实施例的另一个方面，弧形凹槽的形状能够与相对应的弯曲部的形状相同。

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是本实用新型第一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例一实施例的二次电池的剖视结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例另一实施例的二次电池的剖视结构示意图；

图4是本实用新型第一实施例的柔性壳体的剖视结构示意图；

图5是本实用新型第一实施例又一实施例的的二次电池的剖视结构示意图；

图6是本实用新型第二实施例的二次电池的分解结构示意图；

图7是本实用新型第三实施例的二次电池的分解结构示意图；

图8是本实用新型第三实施例的二次电池的剖视结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、二次电池；

11、柔性壳体；

111、主体部；1111、第一筒段；1112、第二筒段；1113、台阶面；

112、接纳部；112a、弧形凹槽；1121、内壁；1122、外壁；

113、容纳腔；

12、电极组件；12a、卷绕轴线；121、弯曲部；121a、弯曲轴线；122、宽平面；123、集流件；

13、顶盖组件。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

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。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。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8对本实用新型实施例的二次电池1和二次电池1所包括的柔性壳体11进行详细描述。

本实用新型实施例的二次电池1包括柔性壳体11、设置于柔性壳体11内的电极组件12以及与柔性壳体11密封连接的顶盖组件13。

本实施例的电极组件12可通过将第一极片、第二极片以及隔板一同围绕卷绕轴线12a螺旋卷绕而形成主体，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，正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。由主体的涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳，电极组件12包括两个极耳，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。本实施例电极组件12还包括与极耳电连接的集流件123。

本实施例的电极组件12具有两个弯曲部121以及两个宽平面122。两个弯曲部121以及两个宽平面122在电极组件12的周向上依次交替设置。弯曲部121的外表面呈弧形且弯曲部121具有弯曲轴线121a。在一个示例中，弯曲部121的外表面的横截面轮廓线为二分之一圆的圆弧段。

本实施例的电极组件12整体为扁平状结构，其具有预定的厚度、高度和宽度，其中，高度方向为平行于卷绕轴线12a的方向，厚度方向和宽度方向均与高度方向相垂直，并且厚度方向和宽度方向相互垂直。上述实施例的两个弯曲部121在宽度方向上相对设置，两个宽平面122在厚度方向上相对设置。本实施例的二次电池1包括至少两个电极组件12。至少两个电极组件12沿厚度方向层叠设置。相邻两个电极组件12可以相互接触，也可以相互之间间隔预定距离。

本实施例的顶盖组件13包括顶盖片以及设置于顶盖片上的第一电极端子和第二电极端子。顶盖片与柔性壳体11密封连接。顶盖组件13的第一电极端子和第二电极端子分别与电极组件12的正极耳和负极耳电连接。

本实施例的柔性壳体11是一种在受到外力作用时会发生变形的结构体。柔性壳体11包括主体部111以及接纳部112。接纳部112与主体部111密封连接，且彼此共同形成具有开口并用于容纳电极组件12的容纳腔113。电极组件12可以通过该开口装入柔性壳体11的容纳腔113内。在电极组件12装入柔性壳体11内时，电极组件12的弯曲部121的至少一部分被接纳部112所接纳。

本实施例的接纳部112包括相对设置的内壁1121和外壁1122，其中，内壁1121设置有至少两个沿厚度方向排列的弧形凹槽112a。弧形凹槽112a用于容纳电极组件12的弯曲部121。接纳部112所包括的弧形凹槽112a与弯曲部121的表面形状相仿，以使两者相适配。柔性壳体11的材质可以是塑料，柔性壳体11的厚度为0.2mm～2mm。

在二次电池1所包括的柔性壳体11、电极组件12和顶盖组件13组装完成后，需要对其内部进行抽真空操作，以使内部处于负压状态，有利于提高注入电解液的工作效率。在抽真空阶段，柔性壳体11会在外部大气压的作用下向内发生位移变形。由于本实施例的柔性壳体11的接纳部112与电极组件12的弯曲部121相仿，而柔性壳体11的主体部111的形状与电极组件12其余部分的形状相适配，因此柔性壳体11整体的各个区域与电极组件12的外表面相贴近、且与电极组件12的外表面之间的间距基本相同，从而柔性壳体11整体发生位移变形时会受到电极组件12的阻挡，其所包括的接纳部112的变形量与主体部111的变形量大致相同，进而降低主体部111和接纳部112之间产生较大拉应力或者接纳部112自身局部出现应力集中区域而导致柔性壳体11发生撕裂的风险。

为了更好地理解本实用新型，以下通过具体实施例来对二次电池1以及二次电池1所包括的柔性壳体11的技术方案进行进一步描述，但以下实施例并不限定本实用新型权利要求的保护范围。

第一实施例：

参见图1所示，本实施例的柔性壳体11所包括的主体部111为具有两个开口的筒体。两个开口沿主体部111的轴向相对设置。本实施例的筒体的横截面可以是多边形，也可以是圆形或椭圆形。在一个示例中，主体部111包括四个相互连接的板件，其横截面为矩形。本实施例的接纳部112的数量为一个。该接纳部112设置于主体部111的一端并封闭所对应的开口，以与主体部111共同形成容纳腔113。电极组件12可以通过主体部111的另一开口沿主体部111的轴向装入柔性壳体11内。

参见图2或图3所示，两个电极组件12沿自身的厚度方向层叠设置且相互接触，同时两个弧形凹槽112a也沿厚度方向分布且彼此连续分布。容易理解地，一方面，电极组件12以及弧形凹槽112a的数量均可以是两个以上；另一方面，两个电极组件12可以不互相接触而是彼此之间间隔预定距离，同时两个弧形凹槽112a也可以不连续分布而是两个弧形凹槽112a之间预设有连接过渡部，其中，该连接过渡部可以与两个电极组件12之间的间隙相对应设置。

本实施例的顶盖组件13与电极组件12上一侧的弯曲部121相对应设置。在将电极组件12装入柔性壳体11内后，电极组件12上另一侧的弯曲部121与接纳部112相对应，且弯曲部121的至少一部分被收纳于接纳部112的内壁1121上所设有的弧形凹槽112a内。顶盖组件13与主体部111密封连接以封闭主体部111的开口，从而与柔性壳体11整体形成密闭空间。

在一个实施例中，接纳部112的内壁1121的形状和外壁1122的形状相匹配，从而使得接纳部112整体厚度均匀。外壁1122的表面包括与内壁1121的弧形凹槽112a相仿的区域。这样，一方面，在接纳部112的加工制造过程中，由于接纳部112整体厚度均匀，因此接纳部112上各个区域承受应力大致相等，从而不易发生由于接纳部112翘曲变形或体积缩小而导致弧形凹槽112a形状发生变形的情况，保证弧形凹槽112a的形状稳定性；另一方面，由于接纳部112整体厚度均匀，在抽真空阶段，接纳部112上各个区域的变形量大致相同，降低由于接纳部112上局部出现所受应力过大而凸起而对电极组件12造成挤压的可能性，有效保证抽真空阶段电极组件12的结构一致性和稳定性。在另一个实施例中，参见图3所示，接纳部112的外壁1122也可以是平面，易于加工制造。

在一个实施例中，弧形凹槽112a的横截面轮廓线为圆弧段，从而在接纳部112发生变形时其内壁1121易于平衡分散应力，使得内壁1121各处的变形量可以保持一致性，降低弧形凹槽112a发生形变的可能性。

在一个实施例中，电极组件12装入柔性壳体11内、且其所包括的弯曲部121被柔性壳体11的接纳部112接纳时，接纳部112所包括的弧形凹槽112a的槽口边缘与弯曲部121的弯曲轴线121a相齐平或低于弯曲部121的弯曲轴线121a。这样，两个电极组件12相互接触设置时，两个弧形凹槽112a的槽口边缘不会与电极组件12发生位置干涉而对电极组件12造成挤压，一方面，降低接纳部112对电极组件12造成损坏的可能性；另一方面，保证弯曲部121和弧形凹槽112a彼此更加贴近，减小两者之间的间距，从而可以减小接纳部112的变形量，降低接纳部112与主体部111之间的拉应力。

在一个实施例中，参见图4或图5所示，主体部111包括沿自身轴向分布的第一筒段1111和第二筒段1112。接纳部112与第二筒段1112相连接。在弧形凹槽112a的轴向上，第一筒段1111的一部分相对于第二筒段1112向外凸出设置，以在两者之间形成有台阶面1113。这样，在弧形凹槽112a的轴向上，第一筒段1111相对于第二筒段1112富余出一部分容纳空间，该容纳空间用于容纳电极组件12上的集流件123以及极耳。第二筒段1112的内壁1121可以更加接近电极组件12，从而在抽真空阶段，第二筒段1112发生较小的位移变形量就会与电极组件12发生接触，从而第二筒段1112受到电极组件12的阻挡，自身变形量较小，进而降低自身与接纳部112或第一筒段1111之间的牵拉应力，有效降低柔性壳体11被撕裂的风险。

本实施例的主体部111和接纳部112可以是分体结构，两者分别单独加工制造再通过焊接的方式连接形成完整的柔性壳体11。本实施例的主体部111和接纳部112也可以是一体式成型结构，自身刚度高，抗变形能力强且密封性能优良。

第二实施例：

在第一实施例中，对二次电池1所包括的柔性壳体11的结构进行了说明。在本实施例中，主要说明与第一实施例的不同之处，相同的结构在本实施例中不再重复说明。

参见图6所示，本实施例的主体部111为具有两个相邻设置的开口的框体。接纳部112的数量为一个。接纳部112设置于主体部111的一端且封闭其中一个开口。主体部111和接纳部112共同形成具有安装入口的容纳腔113。该安装入口由主体部111的开口以及接纳部112的弧形凹槽112a共同形成。

本实施例的电极组件12包括在自身轴向上相对设置的两个端面。顶盖组件13与其中一个端面相对应设置，从而在电极组件12的轴向上，顶盖组件13与电极组件12相互层叠。在电极组件12沿自身的轴向装入柔性壳体11后，电极组件12所包括的弯曲部121与接纳部112的弧形凹槽112a相适配。

本实施例的主体部111包括两个间隔设置的板件以及设置于两个板件之间的两个腹板。两个腹板相交设置。两个板件和两个腹板共同形成具有两个开口的主体部111。

第三实施例：

在第一实施例和第二实施例中，对二次电池1以及二次电池1所包括的柔性壳体11的结构进行了说明。在本实施例中，主要说明与第一实施例和第二实施例的不同之处，相同的结构在本实施例中不再重复说明。

参见图7和图8所示，本实施例的主体部111为U型框体，从而主体部111具有三个开口。接纳部112的数量为两个。两个接纳部112分别封闭其中两个相对设置的开口。主体部111和接纳部112共同形成具有安装入口的容纳腔113。该安装入口由主体部111的开口以及两个接纳部112的弧形凹槽112a共同形成。

本实施例的电极组件12包括在自身轴向上相对设置的两个端面。顶盖组件13与其中一个端面相对应设置，从而在电极组件12的轴向上，顶盖组件13与电极组件12相互层叠。在电极组件12沿自身的轴向装入柔性壳体11后，电极组件12所包括的弯曲部121与接纳部112的弧形凹槽112a相适配。

本实施例的主体部111包括两个间隔设置的板件以及一个设置于两个板件之间的腹板。两个板件和一个腹板共同形成U型框体的主体部111。在一个示例中，板件和腹板均为平板状结构。

本实施例的二次电池1，每个电极组件12所包括的两个弯曲部121分别被柔性壳体11上所对应的接纳部112接纳。这样，柔性壳体11整体与电极组件12形状相仿，彼此套设，从而在抽真空阶段，柔性壳体11整体的各个区域发生的位移变形量都较小且大致保持一致性，有效降低柔性壳体11被撕裂的风险。

本实用新型实施例的二次电池1包括柔性壳体11以及设置于柔性壳体11内的电极组件12。在电极组件12装入柔性壳体11内时，电极组件12的弯曲部121会被柔性壳体11的接纳部112所接纳，从而电极组件12的弯曲部121与柔性壳体11的接纳部112的内壁1121之间保留较小的间距，进而在抽真空阶段，柔性壳体11的接纳部112会受到电极组件12的弯曲部121的阻挡而发生较小的位移变形量。这样，柔性壳体11整体受力均衡，且各个区域的变形量较为接近，有效降低柔性壳体11在大气压力作用下发生撕裂的风险。

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。