二次电池的制作方法

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术：

二次电池包括顶盖、电极组件和电连接部件，其中，电极组件包括极耳，电连接部件与顶盖固定连接，并包括转接片和极柱，其中，转接片用于连接极耳与极柱，从而实现极耳与极柱之间的电连接。

由于转接片与顶盖之间沿高度方向的距离较小，因此，当转接片与极耳之间连接时，存在损坏顶盖的风险，导致该二次电池损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种二次电池，用以解决现有技术中转接片与极耳连接时损坏顶盖的问题。

本申请实施例提供了一种二次电池，所述二次电池包括：

顶盖，设有安装孔；

电连接部件，包括极柱和转接片，所述极柱穿过所述安装孔，所述连接片位于所述顶盖下方且与所述极柱电连接；

电极组件，包括本体和极耳，所述极耳从所述本体的顶部延伸出，所述极耳包括连接部，所述连接部位于所述转接片的下方，并与所述转接片固定连接；

其中，所述顶盖的底部设置有凹陷部，沿高度方向，所述凹陷部的底壁与所述转接片之间具有间隙。

优选地，所述转接片与所述极耳焊接连接并形成焊接面；

所述凹陷部侧壁的投影至少包围所述焊接面。

优选地，所述凹陷部的深度为0.3mm～0.6mm。

优选地，所述凹陷部中，各所述侧壁与对应所述焊接面的边缘之间均具有预设距离，所述预设距离为1mm～5mm。

优选地，所述转接片的投影覆盖所述凹陷部的投影，且所述转接片的外边缘超出所述凹陷部的所述侧壁。

优选地，所述顶盖底部设置有多个连接件，所述转接片设置有容纳孔，所述容纳孔与所述连接件相对设置；

所述连接件与所述转接片通过所述容纳孔连接。

优选地，所述连接件包括配合部与限位部；

所述配合部位于所述容纳孔内，所述限位部凸出于所述转接片的下表面。

优选地，沿从所述顶盖到所述极耳的方向，所述容纳孔包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的截面积小于所述第二孔段的截面积；

所述连接件包括配合部与限位部，所述配合部与所述第一孔段相适配；

所述限位部位于所述第二孔段内；

或者，所述限位部的一部分超出所述第二孔段。

优选地，所述极耳与所述连接件相对的位置设置有避让部，至少部分的所述限位部位于所述避让部内。

优选地，所述二次电池还包括壳体；

所述顶盖和所述壳体的材料包括高分子材料。

本申请中，顶盖的下方为转接片与极耳，因此，在顶盖设置凹陷部后，在凹陷部的位置，顶盖与转接片和极耳不接触，从而能够降低转接片与极耳连接时损坏顶盖的风险，尤其是当转接片与极耳焊接时，该凹陷部的设置能够降低焊接过程中的热量传递至顶盖导致顶盖损坏的风险，从而提高加工过程中二次电池的可靠性，并提高二次电池的生产效率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请所提供二次电池在一种具体实施例中的结构示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图2中顶盖的仰视图；

图4为图2中电极组件的结构示意图；

图5为图1中二次电池在第一种具体实施例中的A-A向剖视图；

图6为图5的Ⅰ部分的局部放大图；

图7为图6中顶盖的剖视图；

图8为图1中二次电池在第二种具体实施例中的A-A向剖视图；

图9为图8中Ⅱ部分的局部放大图；

图10为图9中顶盖的剖视图；

图11为图9中电连接部件的剖视图；

图12为图1中二次电池在第一种具体实施例中的B-B向剖视图；

图13为图12中Ⅲ部分的局部放大图；

图14为图13去掉密封圈的结构示意图。

附图标记：

1-顶盖；

11-凹陷部；

111-底壁；

112-侧壁；

113-焊接面；

12-安装孔；

13-连接件；

131-配合部；

132-限位部；

14-密封腔；

141-密封槽；

2-电极组件；

21-本体；

22-极耳；

221-连接部；

222-延伸部；

222a-避让部；

3-电连接部件；

31-转接片；

311-容纳孔；

311a-第一孔段；

311b-第二孔段；

312-下表面；

32-极柱；

321-凹槽；

4-密封圈；

5-壳体。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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”。

请参考附图1～13，其中，图1为本申请所提供二次电池在一种具体实施例中的结构示意图；图2为图1的爆炸图；图3为图2中顶盖的仰视图；图4 为图2中电极组件的结构示意图；图5为图1中二次电池在第一种具体实施例中的A-A向剖视图；图6为图5的Ⅰ部分的局部放大图；图7为图6中顶盖的剖视图；图8为图1中二次电池在第二种具体实施例中的A-A向剖视图；图9为图8中Ⅱ部分的局部放大图；图10为图9中顶盖的剖视图；图11为图9中电连接部件的剖视图；图12为图1中二次电池在第一种具体实施例中的B-B向剖视图；图13为图12中Ⅲ部分的局部放大图；图14为图13去掉密封圈的结构示意图。

本申请实施例提供一种二次电池，如图1和图2所示，该二次电池包括：顶盖1、壳体5以及位于壳体5内部的一个或多个电极组件2，其中，壳体5可为长方体或其他形状，且具有开口，顶盖1覆盖于该开口，并与壳体5固定连接，以封闭壳体5内部的电极组件2和电解液。

具体地，该电极组件2包括第一极片、第二极片和隔板，其中，第一极片与第二极片中，一者为正极片，另一者为负极片，隔板为位于第一极片和第二极片之间的绝缘结构，正极片的活性物质被涂覆于正极片的涂覆区，负极片的活性物质被涂覆于负极片的涂覆区。同时，由正极片的涂覆区延伸出的部分为作为正极极耳，由负极片的涂覆区延伸出的部分作为负极极耳。

如图4所示的实施例中，该二次电池包括沿宽度方向W堆叠的两个电极组件2，且两电极组件2均包括本体21(由第一极片、第二极片和隔板形成)和两极耳22(正极极耳和负极极耳)，且两极耳22分别与两电连接部件3电连接。

如图11所示，该电连接部件3包括转接片31和极柱32，其中，该极柱32穿过顶盖1的安装孔12，且该极柱32裸露于外部，同时，该转接片31与极耳22的连接部221连接，从而能够通过转接片31电连接极耳22与极柱32。

具体地，该转接片31与极耳22均为金属材质，二者之间可采用激光焊或超声波焊的方式实现固定连接和电连接，焊接时，通过激光辐射加热转接片 31与极耳22的连接部221的表面，表面热量通过热传导向内部扩散，并通过控制激光脉冲的参数使连接部221和转接片31熔化，形成特定的熔池。通常情况下，激光焊接时的温度可达上千度。

如图6和图9所示，该二次电池中，沿高度方向H，顶盖1位于转接片31与极耳22的上方，转接片31与极耳22激光焊接时的热量存在损坏顶盖1的风险，导致该二次电池损坏。本申请中，主要通过改进顶盖1的结构来降低顶盖1损坏的风险。

具体地，如图3、图6和图9所示，该顶盖1的底部设置有凹陷部11，沿高度方向H，凹陷部11的底壁111与转接片31之间具有间隙。

本申请中，如图6和图9所示，顶盖1的下方为转接片31与极耳22，因此，在顶盖1的底部设置凹陷部11后，在凹陷部11的位置，顶盖1与转接片31和极耳22不接触，从而能够降低转接片31与极耳22固定连接时损坏顶盖1的风险，尤其是当转接片31与极耳22采用激光焊接的方式连接时，该凹陷部11的设置能够降低焊接过程中的热量传递至顶盖1导致顶盖1损坏的风险，从而提高加工过程中二次电池的可靠性，并提高二次电池的生产效率。

同时，本申请中，该顶盖1与壳体5均可为高分子材料制成，即顶盖1与壳体5具有绝缘性，具体包括PP材料，并通过注塑、挤出、模压等方式成型，且顶盖1与壳体5可采用激光焊接、超声焊接、填丝焊等方式固定连接并密封。与现有的金属材质的顶盖和壳体相比，本申请中的二次电池无需增设绝缘层，通过顶盖1与顶盖5即可实现绝缘，从而能够节省空间，减小二次电池的体积和质量，提高能量密度。极耳22与转接片31焊接时，高分子材料的顶盖1相较于现有技术中金属结构的顶盖更加容易损坏，本实施例中，顶盖1底部设置上述凹陷部11后，能够有效降低高分子材料的顶盖1受热熔化的风险。

进一步地，凹陷部11的侧壁112的投影至少包围转接片31与极耳22的焊接面113。其中，转接片31与极耳22的焊接面113为二者重合部分且进行焊接的面，即该焊接面113为转接片31与极耳22的焊接轨迹所围成的面。

本实施例中，该凹陷部11的侧壁112至少能够包围转接片31与极耳22之间的焊接轨迹，因此，沿高度方向H，转接片31与极耳22之间的焊接面113与凹陷部11的底壁111之间均具有间隙，即该凹陷部11能够完全避让转接片31与极耳22之间的焊接轨迹，从而进一步降低顶盖1损坏的风险。

具体地，如图4所示，极耳22从本体21中延伸出后，与电连接部件3相连，鉴于电连接部件3的位置，该极耳22需向内弯折，形成连接部221，该连接部 221用于与转接片31激光焊接，为了提高二者激光焊接的可靠性，连接部221 与转接片31的焊接面不应过小，因此，连接部221与转接片31的接触面积不应过小，即连接部221沿长度方向L和宽度方向W的尺寸均不应过小。

具体地，极耳22的连接部221与转接片31焊接时，二者形成的熔池会朝向顶盖1(向上)的方向凸起，因此当该凹陷部11的深度过小时，该熔池存在与顶盖1接触的风险，导致顶盖1被烧坏，但是，当该凹陷部11的深度过大时，所需的顶盖1厚度较大，提高顶盖1的重量，降低二次电池的能量密度。

因此，本实施例中，上述凹陷部11的深度为0.3mm～0.6mm，如图6所示，在该凹陷部11的位置，转接片31的上表面与凹陷部11的底壁111之间的距离为 0.3mm～0.6mm，从而能够避免熔池向顶盖1凸起时与顶盖1接触，进一步提高顶盖1的安全性，并能够避免顶盖1厚度过大导致的二次电池能量密度降低。

具体地，该凹陷部11的深度可为0.4mm，还可根据上述两个因素合理选择凹陷部11的厚度。

同时，连接部221与转接片31焊接过程中，二者的焊接面113边缘距离凹陷部11的侧壁112较近时，仍然存在焊接过程中损坏顶盖1的风险，而焊接面 113的边缘距离凹陷部11的侧壁112较远时，该凹陷部11的面积过大或焊接面 113的面积过小，凹陷部11的面积过大可能导致连接件13设置位置较小，影响转接片31与顶盖1的固定连接，而焊接面113的面积过小降低极耳22与转接片 31之间的焊接可靠性。

因此，如图3所示，该凹陷部11中，各侧壁112与对应焊接面113的边缘之间均具有预设距离，且该预设距离为1mm～5mm，从而能够防止极耳22与转接片31 焊接时损坏顶盖1，还能够保证二者之间的焊接可靠性，同时，该凹陷部11不会占据连接件13的设置位置，保证转接片31与顶盖1能够固定连接。

具体地，上述预设距离具体可为2mm，还可根据上述两个因素合理选择预设距离的具体数值。

进一步地，如图6所示，转接片31的投影覆盖凹陷部11的投影，且该转接片31的外边缘超出凹陷部11的侧壁112，从而限制转接片31朝向凹陷部11的底壁111 运动，防止转接片31与凹陷部11的底壁111接触，二者接触时该凹陷部11无法起到避让焊接热量的作用。因此，该凹陷部11各处的底壁111与转接片31的上表面之间的距离为凹陷部11的深度，从而保证设置该凹陷部11后，能够避免顶盖1损坏。

如图3所示的实施例中，由于该二次电池包括两个电极组件2，且各电极组件2分别包括两个极耳22(正极极耳和负极极耳)，因此，该顶盖1设置有4 个凹陷部11且本实施例中，该顶盖1的底部设置有四个矩形凹槽。

当然，上述凹陷部11并非仅限于为矩形凹槽，还可为本领域常用的其他形状，例如正方形、圆形等，只要能够包围极耳22与转接片31的焊接面即可。限于顶盖1的大小，本实施例中凹陷部11的形状优选为矩形。

以上各实施例中，如图3所示，顶盖1开设有两安装孔12，两安装孔12分别用于两极柱32穿过，且极柱32穿过安装孔12后，转接片31与顶盖1固定连接，从而将电连接部件3与顶盖1固定。

具体地，本实施例中，该连接件13与顶盖1均为高分子材料制成，而转接片31包括金属材料，因此，顶盖1与转接片31之间可通过连接件13热铆连接。同时，转接片31设置有容纳孔311，沿高度方向H，该容纳孔311与连接件13相对设置，连接件13与转接片31热铆的过程中，连接件13受热熔化，熔化后的材料进入容纳孔311内，并在容纳孔311内成型，即该连接件13与转接片31热铆后，至少部分的连接件13位于容纳孔311内，从而实现连接柱13与转接片31的热铆连接。

该二次电池成型时，首先将电连接部件3的极柱32穿过顶盖1的安装孔12，然后将转接片31与顶盖1通过连接件13热铆，然后将转接片31与极耳22激光焊接。本实施例中，该顶盖1与电连接部件3采用热铆的连接方式时，能够减小顶盖1与电连接部件3高度方向H的尺寸，从而减小二者在二次电池中所占据的空间，提高二次电池的容量。

进一步地，如图4所示，沿高度方向H，极耳22与连接件13相对的位置设置有避让部222a。

本申请中，通过设置该避让部222a，使得用于连接转接片31与顶盖1的连接件13能够位于该避让部222a内，从而能够减小顶盖1、转接片31与极耳22沿高度方向H的尺寸，即能够减小三者所占据的沿高度方向H的空间，进而提高该二次电池的容量。

同时，该极耳22还包括超出连接部221的延伸部222，且该延伸部222位于连接部221的内侧，上述避让部222a设置于该延伸部222。其中，如图4、图6 和图9所示，“内侧”是以电极组件2的中心线为基准定义的，靠近该中心线的方向为内，远离该中心线的方向为外。

因此，本实施例中，极耳22的一部分(连接部221)用于与转接片31焊接，另一部分(延伸部222)设置有用于避让连接件13的避让部222a，且该避让部 222a避开极耳22与转接片31之间的焊接区域，从而保证极耳22与转接片31之间具有较大的焊接面积，提高二者的焊接可靠性。

具体地，连接件13与转接片31热铆之前，该连接件13可为圆柱形结构，该结构的连接件13具有结构简单的优点，热铆后，由于热铆过程中该连接件13存在材料熔化再成型的过程，因此，热铆后该连接件13的形状并非原始的圆柱形结构。

在第一种实施例中，该转接片31的容纳孔311为圆柱孔，如图5～图7所示(图 5～7所示的为二次电池成型后、即连接件13与转接片31热铆后各部件的结构)，该转接片31与连接件13热铆后，该连接件13包括配合部131与限位部132，其中，配合部131位于圆柱形容纳孔311内，且由于该连接件13的材料熔化，该配合部131 填满该容纳孔311。同时，如图6所示，该限位部132凸出于转接片31的下表面312，热铆后，连接件13熔化的材料未能全部容纳于上述容纳孔311内，一部分从容纳孔311内溢出，并形成限位部132，且沿高度方向H，至少部分的限位部132位于对应的避让部222a内。

在另一种实施例中，如图8～11所示(图8～11所示的为二次电池成型后、即连接件13与转接片31热铆后各部件的结构)，沿从顶盖1到极耳22的方向H1，该容纳孔311包括第一孔段311a和第二孔段311b，且该第一孔段311a的截面积小于第二孔段311b的截面积。

同时，连接件13与转接片31热铆后，该连接件13高度方向H包括包括配合部 131和限位部132，其中，如图9所示的实施例中，配合部131与第一孔段311a相适配，限位部132与第二孔段311b相适配，即该实施例中，限位部132未凸出于转接片31的下表面312。

或者，在另一实施例中(图中未示出)，该限位部132的一部分位于第二孔段 311b内，另一部分超出该第二孔段311b，即限位部132的一部分凸出于转接片31 的下表面312，且该限位部132凸出于转接片31下表面312的部分位于上述避让部 222a内。

可以理解，与圆柱形容纳孔相比，本实施例中孔径变化的容纳孔311在相同深度下具有更大的容积，即能够容纳更多连接件13熔化后的材料，如图9所示的实施例中，连接件13与转接片31热铆过程中连接件13熔化的材料全部位于该容纳孔311中(即配合部131和限位部132全部位于容纳孔311)，该连接件13不存在凸出于转接片31的下表面312的部分，此时，极耳22的延伸部222可不设置上述避让部222a。当然，在另一实施例中，当连接件13的尺寸较大或转接片31的厚度较小时，即使转接片31的容纳孔311为变径孔，热铆后的连接件13仍然存在凸出于下表面132的部分，因此，本实施例中，容纳孔311为变径孔时，延伸部222仍需设置上述避让部222a。

进一步地，以上各实施例中，该电极组件2包括多个极耳22，各极耳22沿高度方向H层叠设置，且各极耳22从本体21中伸出后，为了与转接片31焊接，各极耳22向内弯折，各极耳22弯折后，其内端部沿高度方向H相互错开，即各延伸部222的内边缘沿高度方向H相互错开，因此，该电极组件2中，各极耳22从本体21 延伸并向内弯折后，沿从内向外的方向，各延伸部222层叠后沿高度方向H的尺寸逐渐增大，如图6和图9所示。其中，如图4、图6和图9所示，“内侧”是以电极组件2的中心线为基准定义的，靠近该中心线的方向为内，远离该中心线的方向为外。

基于此，当极耳22的延伸部222设置避让部222a时，由于延伸部222的内端部逐渐向外，因此，沿从内向外的方向，各延伸部222的避让部222a的截面积逐渐减小，且存在某或某些延伸部222不设置避让部222a的可能。具体地，如图4所示的实施例中，该延伸部222的内边缘开设有缺口，该缺口为上述避让部222a，如图3所示，至少有一部分连接件13位于该缺口内。或者，在另一实施例中，该延伸部222开设有通孔，该通孔为上述避让部222a。

本申请中，避让部222a不应过小或过大，避让部222a尺寸过小时，存在无法完全避让连接件13的风险，避让部222a的尺寸过大时，导致极耳22的连接部221 面积较小，从而减小连接部221与转接片31之间焊接面的面积，降低二者的焊接可靠性。因此，本申请中避让部222a的具体形状和尺寸可根据连接件13与极耳22 的连接部221沿高度方向H干涉部分的形状和尺寸设置。

以上各实施例中，如图11所示，该极柱32与转接片31一体成型，其中，该极柱32伸出至顶盖1外部，用于与电池模组的汇流排电连接，转接片31位于顶盖1内部，用于与顶盖1固定连接，并与电极组件2的极耳22电连接。

本实施例中，一体成型的极柱32与转接片31具有结构简单、加工方便的优点，且能够省去极柱32与转接片31之间的固定连接，从而能够降低二者所占据的高度。

具体地，如图11所示，该电连接部件3中，极柱32为圆柱体结构，且转接片 31相对于极柱32的外周壁向外延伸，同时，该极柱32的底部还设置有凹槽321，该凹槽321的深度可与转接片31的厚度大致相同。本实施例中，设置该凹槽321后，能够减小电连接部件3的重量，从而能够提高该二次电池的能量密度。

同时，如图2所示，转接片31与顶盖1之间具有密封圈4，如图7和图10所示，顶盖1底部还开设有密封槽141，该密封槽141开设于安装孔12的外周，如图14所示，极柱32的外周壁、转接片31的上端面以及密封槽141的侧壁和底壁围成密封腔14，密封圈4位于该密封腔14内，且转接片31与顶盖1连接时，二者沿高度方向H压紧该密封圈4，从而实现二次电池的密封。

综上，本申请中的二次电池的顶盖组件所占据的二次电池的高度较小，从而能够提高该二次电池的容量，同时，顶盖1与壳体5均为高分子材料，因此，能够实现该二次电池的绝缘。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。