二次电池的制作方法

本实用新型涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术：

近年来，随着诸如石油等不可再生能源的衰竭及新技术的不断发展，锂离子二次电池在便携式电子设备及动力汽车上的应用需求不断提升。锂离子二次电池在使用过程中由于内阻及副反应的存在会产生一定的内部温升，传统的对锂离子二次电池进行温度检测的方法收集到的是电池壳体外表面或壳体内表面的温度，由于电池内部电芯的热量无法及时散出，壳体外表面温度无法真实、及时地反应电芯内部温度，特别是为增加电芯容量而将多个裸电芯并列叠加的情况下，电芯内部的温度将与壳体表面温度相差较大。

为有效收集电芯内部温度，现有技术中有采用在电芯内部直接埋设热电偶的方法，该方法可以直接检测到电芯内部的真实温度，但是直接插入电芯内部的热电偶末端可能损伤与之接触的隔膜或极片，造成电芯内短，导致电池存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种二次电池，能够实时测量电池内部裸电芯的真实温度，且不会对极片和隔膜造成损伤，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种二次电池，包括：裸电芯；绝缘片，包覆在裸电芯的表面；以及测温组件，内嵌于绝缘片中，测温组件相对绝缘片的表面不凸出，测温组件包括测温元件和导线，导线与测温元件相连接，且导线具有伸出绝缘片的引出端。

优选地，还包括顶盖，顶盖设有温度检测端子，且导线的引出端与温度检测端子相连接。

优选地，绝缘片设置于顶盖的下表面，且与顶盖相连接。

优选地，绝缘片中内嵌有多个测温元件和多根导线，顶盖设有多个温度检测端子，每个测温元件各通过一对导线与一个温度检测端子相连接。

优选地，导线为金属材质，且绝缘片包覆导线的外周面。

优选地，绝缘片、测温元件和导线为一体成型的整体件。

优选地，裸电芯设有多个，多个裸电芯并列设置构成一电芯组件，绝缘片包括包覆电芯组件外表面的外围部和位于每相邻两个裸电芯之间的隔离部。

优选地，电芯组件为对称结构，且电芯组件的对称中心为中间相邻两个裸电芯之间的中心面，中心面将绝缘片分成对称的两部分，只在位于其中一部分内的隔离部和外围部上设置测温元件。

优选地，在隔离部的竖直中心线上间隔设置三个测温元件，且中间的测温元件位于竖直中心线的中点位置；在外围部的中心位置处设置一个测温元件。

优选地，还包括壳体，壳体具有开口且收容裸电芯、绝缘片及测温组件。

与现有技术相比，本实用新型具有显著的进步：

本实用新型的二次电池，由于绝缘片包覆在裸电芯的表面，因此内嵌于绝缘片中的测温元件能够测量收集裸电芯表面的温度，并由导线的引出端将测量结果输出，从而实现对裸电芯真实温度的实时测量；通过测温元件在绝缘片上布置位置的设计，则可以根据需要实现裸电芯表面上任意位置温度参数的原位采集；将绝缘片作为安装测温元件和导线的载体，且测温元件和导线均相对绝缘片的表面不凸出，能够避免测温元件和导线自身的凹凸对电芯的极片或隔膜造成损伤，大大降低电芯内短的风险，保证电池的安全性能，同时，绝缘片本身的厚度不会因为安装测温元件和导线而有所变化，因此不会影响电芯的设计结构，使其能量密度能够维持在原有水平。

附图说明

图1是本实用新型实施例的二次电池的侧视示意图。

图2是图1中沿A-A向的截面示意图。

图3是图1中沿B-B向的截面示意图。

图4是本实用新型实施例的二次电池的俯视示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、裸电芯 2、绝缘片

21、外围部 22、隔离部

3、测温元件 31、第一测温元件

32、第二测温元件 33、第三测温元件

34、第四测温元件 4、导线

41、第一导线 42、第二导线

43、第三导线 44、第四导线

5、顶盖 51、温度检测端子

511、第一温度检测端子 512、第二温度检测端子

513、第三温度检测端子 514、第四温度检测端子

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所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”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，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图4所示，本实用新型的二次电池的一种实施例。

参见图1、图2和图3，本实施例的二次电池包括壳体、裸电芯1、绝缘片2和测温组件，壳体具有开口且收容裸电芯1、绝缘片2和测温组件，即壳体内部形成一顶部具有开口的空腔，裸电芯1、绝缘片2和测温组件均容纳于壳体的空腔内。

其中，裸电芯1置于壳体的空腔内，绝缘片2包覆在裸电芯1的表面，以将裸电芯1与壳体空腔的内壁隔离开，保证裸电芯1与壳体之间的绝缘。具体地，裸电芯1的表面可以包括朝向壳体空腔顶部开口的顶面、与顶面相对的底面以及位于顶面与底面之间的侧面，且裸电芯1的顶面、底面和侧面围构成的形状大致呈矩形，绝缘片2则包覆裸电芯1的底面和侧面。绝缘片2可以采用塑料制成，具有良好的绝缘性能。

测温组件内嵌于绝缘片2中，且测温组件相对绝缘片2的表面不凸出。测温组件包括测温元件3和导线4。测温元件3是能够采集温度信息的器件，测温元件3相对绝缘片2的表面不凸出地内嵌于绝缘片2中，由于绝缘片2包覆在裸电芯1的表面，因此内嵌于绝缘片2中的测温元件3能够测量收集裸电芯1表面的温度。导线4相对绝缘片2的表面不凸出地内嵌于绝缘片2中，且导线4与测温元件3相连接，导线4具有伸出绝缘片2的引出端，则测温元件3的测量结果可通过导线4的引出端输出，一个测温元件3连接有一对(两根)导线4，以与外部测温仪表连接构成测温回路，使外部测温仪表能够获得该测量结果。由此，本实施例的二次电池通过测温组件能够实现对裸电芯1真实温度的实时测量，并且，通过测温元件3在绝缘片2上布置位置的设计，可以根据需要实现裸电芯1表面上任意位置温度参数的原位采集。本实施例的二次电池，将绝缘片2作为安装测温元件3和导线4的载体，且测温元件3和导线4相对绝缘片2的表面不凸出，能够避免测温元件3和导线4自身的凹凸对电芯的极片或隔膜造成损伤，大大降低电芯内短的风险，保证电池的安全性能，同时，绝缘片2本身的厚度不会因为安装测温元件3和导线4而有所变化，因此不会影响电芯的设计结构，使其能量密度能够维持在原有水平。

进一步，参见图3和图4，本实施例的二次电池还包括顶盖5，顶盖5设于壳体空腔顶部的开口处，用于将壳体的空腔密封。顶盖5设有温度检测端子51，温度检测端子51可供外部测温仪表测量采集温度信息。优选地，温度检测端子51与顶盖5一体成型地嵌设于顶盖5中，且温度检测端子51与顶盖5之间密封配合，以保证顶盖5的密封性能。绝缘片2的顶端与顶盖5相连接，导线4的引出端从绝缘片2的顶端伸出并与温度检测端子51电连接，则外部测温仪表通过顶盖5上的温度检测端子51可获得测温元件3测量到的温度信号，从而测得二次电池壳体内部电芯的温度。现有技术中在电芯内部直接埋设热电偶的方法，需要在电池的顶盖上打孔以供热电偶的引出端穿过顶盖，导致顶盖密封性能差。而本实施例的二次电池，在顶盖5上设置温度检测端子51，并通过导线4将测温元件3与温度检测端子51电连接，使得测温仪表通过温度检测端子51即可测得二次电池壳体内部电芯的温度，而无需使导线4的引出端伸出顶盖5，也就避免了在顶盖5上打孔穿线，可保证二次电池良好的密封性能，使电芯能够在全寿命周期内正常使用。

本实施例中，绝缘片2的顶端与顶盖5相连接的方式并不局限。优选地，绝缘片2可以通过热熔固定在顶盖5的下表面。则在装配前，绝缘片2呈平展状态，且其中部具有与顶盖5相连接的矩形区域，装配时，绝缘片2位于中心矩形区域周围的部分相对弯折并将裸电芯1的侧面以及底面包覆后相对接，所述中心矩形区域则构成绝缘片2的顶端，由此实现绝缘片2的顶端与顶盖5的连接。当然，绝缘片2也可以从下往上包裹裸电芯1的底面和侧面后与顶盖5下塑胶通过热熔方式固定连接为一体，且热熔位置避开导线4的布置位置，由此也可实现绝缘片2的顶端与顶盖5的连接。通过绝缘片2与顶盖5的一体连接，可以保证由绝缘片2中的测温元件3、导线4以及顶盖5上的温度检测端子51构成的整个温度检测线路的可靠性，从而确保对二次电池壳体内部电芯真实温度测量的准确性。

为使测温组件能够较全面地反应裸电芯1表面的真实温度，优选地，可以在绝缘片2中内嵌多个测温元件3和多根导线4，且每个测温元件3对应一对导线4，同时，在顶盖5上设置多个温度检测端子51，每个测温元件3各通过一对导线4与顶盖5上的一个温度检测端子51相连接，即每个温度检测端子51对应一个测温元件3，则由各个温度检测端子51可以测得裸电芯1表面与各个测温元件3相对应位置处的温度，从而可对裸电芯1表面上多个任意位置的温度参数进行原位采集。通过收集尽量多的裸电芯1表面各处的温度参数，可以更全面完整地获得裸电芯1表面的真实温度情况。

本实施例中，测温元件3和导线4的数量以及测温元件3和导线4在绝缘片2中的分布均不局限，可以根据实际需要测量的裸电芯表面位置进行灵活设计。优选地，根据实际电芯结构，可以在裸电芯1的表面设定待测温点，即确定裸电芯1表面上需要采集温度参数的位置，测温元件3则设于绝缘片2上与裸电芯1表面设定的待测温点相对应的位置处，由此可以实现对裸电芯1表面指定位置处的温度进行实时测量。裸电芯1表面设定的待测温点可以有多个，则测温元件3也设有多个，且每个所述待测温点对应至少一个测温元件3，即，在绝缘片2上与裸电芯1表面各个待测温点相对应的位置处均嵌设有测温元件3，用于检测裸电芯1表面相应待测温点处的温度；为增加测量精度，绝缘片2上与一个所述待测温点相对应的位置处可以设有多个测温元件3，通过多个测温元件3同时对一个裸电芯1表面的待测温点的温度进行测量，可以大大增加指定待测温点温度测量的精度；每个测温元件3各通过一导线4与顶盖5上的一个温度检测端子51相连接。则每个温度检测端子51对应一个裸电芯1表面的待测温点，从而由各个温度检测端子51可以测得裸电芯1表面各个待测温点的温度，由此可以根据需要实现裸电芯1表面上多个待测温点温度参数的原位采集。

本实施例中，测温元件3的形式并不局限。例如，测温元件3可以采用热电偶，热电偶是一种测温器件，由两种不同成分的导体材料组成闭合回路，当存在温差时，回路中由于有电流通过，可借助测量仪表测得的热电动势信号转换为温度信号，从而反映被测物体的温度。测温元件3也可以采用热敏电阻，如正温度系数热敏电阻或负温度系数热敏电阻，均可以借助测量仪表反映被测物体的温度。

本实施例中，导线4的形式并不局限。例如，导线4可以包括金属丝和绝缘外皮，绝缘外皮将金属丝包裹，起到绝缘隔离的作用。由于绝缘片2的厚度较小，且绝缘片2自身可起到绝缘隔离的作用，因此优选地，导线4可以去除绝缘外皮，仅有金属丝，即导线4为金属材质，则绝缘片2应包覆导线4的外周面，即用绝缘片2代替导线4的绝缘外皮将导线4的金属丝包裹，以对导线4起到绝缘隔离的作用，由此，在保证导线4工作性能的同时，有利于导线4嵌设于绝缘片2内部且绝缘片2的厚度足够小的实现，并且，通过绝缘片2包覆导线4的外周面，能够避免导线4工作时因热膨胀而凸出于绝缘片2的表面，确保工作过程中导线4不会因自身的凹凸对电芯的极片或隔膜造成损伤。导线4的金属丝可以采用铜或铝等金属材料。

本实施例中，测温元件3和导线4的尺寸均不局限，应根据实际应用的电芯的设计结构中绝缘片2的厚度进行选择，且满足测温元件3和导线4相对绝缘片2的表面均不凸出，即由绝缘片2、测温元件3和导线4构成的整体件的表面为平整的表面，因此，测温元件3和导线4的尺寸均应不超过绝缘片2的厚度。为尽量增加测温元件3对裸电芯1表面温度测量的准确性，尤其是对裸电芯1与另一裸电芯之间相对面处的温度测量的准确性，测温元件3的尺寸可以与绝缘片2的厚度相同，则测温元件3贯穿于绝缘片2，且测温元件3的两侧面分别位于绝缘片2的两侧表面上，由此可以在保证测温元件3不凸出于绝缘片2表面的前提下，使测温元件3与裸电芯之间的间隔最小，从而增加对裸电芯表面温度采集的精确性。为确保测温元件3不凸出于绝缘片2表面，即确保测温元件3不与电芯的极片或隔膜发生接触，测温元件3的尺寸则以比绝缘片2的厚度较小为宜。在导线4去除绝缘外皮，仅有金属丝的情况下，为保证绝缘片2将导线4包裹，导线4的外径应小于绝缘片2的厚度，使绝缘片2能够将导线4的外周面完全包覆，以保证对导线4起到有效的绝缘隔离作用。

本实施例中，测温元件3和导线4内嵌于绝缘片2中的方式不局限。出于绝缘片2厚度较小的考虑，优选地，绝缘片2、测温元件3和导线4为一体成型的整体件，即在绝缘片2成型(如注塑成型)时，可以将测温元件3和导线4置于成型模具中，则可实现绝缘片2、测温元件3和导线4的一体成型，由此，能够方便准确地实现绝缘片2的厚度足够小且测温元件3和导线4均完全嵌设于绝缘片2内部。

在一个较佳的实施方式中，绝缘片2的厚度为0.15mm，测温元件3采用热电偶，该热电偶的直径为0.1mm，导线4去除绝缘外皮，且导线4的直径为0.08mm，故可在成型时顺利实现测温元件3和导线4均完全镶嵌于绝缘片2内部且相对绝缘片2的表面不凸出。

进一步，本实施例中，裸电芯1可以设有多个，所有的裸电芯1并列设置构成一电芯组件，该电芯组件容纳于壳体的空腔内，通过增加裸电芯1的数量，可以增加二次电池电芯的容量。相应地，绝缘片2包括外围部21和隔离部22，外围部21包覆所述电芯组件的外表面，以将电芯组件与壳体空腔的内壁隔离开，保证电芯组件与壳体之间的绝缘；隔离部22则位于相邻两个裸电芯1之间，且每相邻的两个裸电芯1之间均设有一隔离部22，以将并列设置的各个裸电芯1之间相互隔离开，保证各个裸电芯1之间的绝缘。此时，绝缘片2中测温元件3和导线4的分布可以根据所述电池组件的整体及内部的测温要求进行设计，可以设置在外围部21上，也可以设置在各个隔离部22上，当然也可以在外围部21和各隔离部22上均设置测温元件3，具体的分布方式并局限。

由多个裸电芯1并列组成的电芯组件中，包含的裸电芯1的数量通常为偶数个，因此，所述电芯组件为对称结构，且所述电芯组件的对称中心为其中心面，该中心面在电芯组件中位于中间位置处的两个裸电芯1之间，所述电芯组件以该中心面为中心成左右对称，则二次电池在使用过程中，电芯组件内部的温度分布也以该中心面为中心成左右对称分布。同时，该中心面将绝缘片2分成左右对称的两部分。由此，为使二次电池更为精简，优选地，可以只在位于绝缘片2两对称部分其中一部分内的隔离部22和外围部21上布置测温元件3，即在绝缘片2中位于电芯组件中心面处的隔离部22上布置测温元件3，用以检测电芯组件中心的温度，同时在绝缘片2中位于电芯组件中心面一侧(例如右侧)的隔离部22以及位于电芯组件中心面一侧(例如右侧)的外围部21上布置测温元件3，用以检测电芯组件中心面一侧(例如右侧)的温度，电芯组件中心面另一侧(例如左侧)的温度则与该侧(例如右侧)的温度成对称分布。由此，仅通过在绝缘片2的中心及一半位置上布置测温元件3即可获得电芯组件整体的外周及内部温度情况，可使二次电池整体简单化，有利于生产。

对于需要设置测温元件3的各个隔离部22及外围部21，其上设置的测温元件3的数量及分布方式均不局限。优选地，对于隔离部22，可以在其竖直中心线上间隔设置三个测温元件3，且使中间的测温元件3位于所述竖直中心线的中点位置，其它两个测温元件3则分别位于所述竖直中心线的上、下位置，从而可分别检测该隔离部22所在面处上、中、下三个位置的温度。对于外围部22，可以在其中心位置处设置一个测温元件3，用于检测电芯组件外侧面中心位置处的温度。由此，即可较好地检测并反映电芯组件整体的外周及内部温度。

在一种较佳的实施方式中，参见图1、图2和图3，所述电芯组件包括两个裸电芯1，则绝缘片2位于两个裸电芯1之间的隔离部22即位于电芯组件的中心面处，两个裸电芯1表面的温度分布以隔离部22为中心成对称分布。在隔离部22上内嵌有三个测温元件3，分别为第一测温元件31、第二测温元件32和第三测温元件33，三个测温元件3从上至下等间隔地分布在隔离部22的竖直中心线上，且第二测温元件32位于该竖直中心线的中点位置，则由第一测温元件31、第二测温元件32和第三测温元件33可以分别检测电芯组件的中心面处上、中、下三个位置的温度。第一测温元件31通过第一导线41与顶盖5上的第一温度检测端子511相连接，第二测温元件32通过第二导线42与顶盖5上的第二温度检测端子512相连接，第三测温元件33通过第三导线43与顶盖5上的第三温度检测端子513相连接，并且，导线41、第二导线42和第三导线43均在隔离部22中向下延伸，并绕过绝缘片2底端区域后在外围部21中向上延伸至伸出绝缘片2并与顶盖5上相应的温度检测端子51相连接。同时，在绝缘片2位于隔离部22右侧的外围部21中内嵌有一个测温元件3，为第四测温元件34，第四测温元件34设置在所述外围部21的中心位置，则由第四测温元件34可以检测电芯组件右侧外侧面中心位置处的温度，电芯组件左侧外侧面中心位置处的温度则与右侧相同，因此无需再在绝缘片2位于隔离部22左侧的外围部21中设置测温元件3。第四测温元件34通过第四导线44与顶盖5上的第四温度检测端子514相连接，第四导线44在所述外围部21中向上延伸至伸出绝缘片2并与顶盖5上相应的第四温度检测端子514相连接。由此，通过第一测温元件31、第二测温元件32、第三测温元件33和第四测温元件34，能够很好地检测并反映电芯组件整体的外周及内部温度。

综上所述，本实施例的二次电池具有以下优点：

(1)通过嵌设于绝缘片2内部的测温元件3能够测量收集裸电芯1表面的温度，通过导线4的引出端可将测温元件3的测量结果输出，实现对裸电芯1真实温度的实时测量，且通过测温元件3在绝缘片2上布置位置的设计，可以根据需要实现裸电芯1表面上任意位置温度参数的原位采集。

(2)将绝缘片2作为安装测温元件3和导线4的载体，且测温元件3和导线4相对绝缘片2的表面不凸出，能够避免测温元件3和导线4自身的凹凸对电芯的极片或隔膜造成损伤，大大降低电芯内短的风险，保证电池的安全性能。

(3)绝缘片2本身的厚度不会因为安装测温元件3和导线4而有所变化，因此不会影响电芯的设计结构，使其能量密度能够维持在原有水平。

(4)在顶盖5上设置温度检测端子51，并通过导线4将测温元件3与温度检测端子51电连接，实现了由温度检测端子51获得二次电池壳体内部电芯的温度，避免了在顶盖5上打孔穿线，可保证二次电池良好的密封性能，使电芯能够在全寿命周期内正常使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。