CN106410074B - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及二次电池。二次电池包括：电极组件，第一端子和第二端子以及顶盖片和壳体，电极组件包括第一极片和第二极片，第一极片与第一端子电连接，第二极片与第二端子电连接，二次电池还包括：密封构件、附接于第一端子的接触片以及与第二端子电连接的导电片，顶盖片与第一端子以及第二端子中的至少一者绝缘设置，当二次电池的内部压力超过基准压力时，接触片在气压作用下动作并与导电片接触，顶盖片与壳体盖合形成第一腔室和第二腔室，密封构件密封在第一腔室与第二腔室之间，密封构件具有与顶盖片密封接触的第一密封面以及与第一端子或接触片密封接触的第二密封面，第一密封面与第二密封面沿顶盖片的延伸方向相对设置。

Description

二次电池

技术领域

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

二次电池可以被重复充电和放电，当二次电池处于过充状态时，其内部会过度产热，并且电解液分解，这种热的产生以及电解液的分解使得二次电池内部的压力增大，可能导致二次电池着火和爆炸，降低了二次电池的安全性。

为了克服上述缺陷，二次电池中通常设置接触片和导电片，利用二次电池内部的气压，使接触片动作并且与导电片电接触，从而将二次电池的正极片和负极片短接，以降低二次电池着火和爆炸的风险。

对于将接触片附接于端子的这一方案而言，需要增加端子在顶盖片延伸方向上的长度以形成延伸部，接触片设置在此延伸部上，这使得端子成为悬臂结构。

并且，为了保证接触片动作的灵敏度，需要设置密封构件使得在接触片的两侧形成压力差，当密封构件施加于延伸部上的密封接触力沿二次电池的高度方向作用时，延伸部容易在此作用力下发生朝向二次电池底部的变形位移，使得密封效果差，从而导致接触片的动作灵敏度下降，接触片无法在额定压力下动作，降低了二次电池的安全性。

发明内容

本申请实施例提供了一种二次电池，能够保证密封的可靠性，提高接触片的动作灵敏度。

本申请提供了一种二次电池，包括：电极组件，第一端子和第二端子以及顶盖片和壳体，

所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板，所述第一极片与所述第一端子电连接，所述第二极片与所述第二端子电连接，

所述二次电池还包括：密封构件、附接于所述第一端子的接触片以及与所述第二端子电连接的导电片，

所述顶盖片与所述第一端子以及所述第二端子中的至少一者绝缘设置，

当所述二次电池的内部压力超过基准压力时，所述接触片在气压作用下动作并与所述导电片接触，

所述顶盖片与所述壳体盖合形成用于封装所述电极组件的第一腔室和为所述接触片提供动作空间的第二腔室，所述第一腔室与所述第二腔室通过所述接触片隔开，

所述密封构件密封在所述第一腔室与第二腔室之间，所述密封构件具有与所述顶盖片密封接触的第一密封面以及与所述第一端子或所述接触片密封接触的第二密封面，所述第一密封面与所述第二密封面沿所述顶盖片的延伸方向相对设置。

优选地，所述第一端子与所述顶盖片电连接，所述顶盖片与所述第二端子以及所述导电片绝缘设置。

优选地，所述顶盖片上开设有通孔，所述导电片具有能够与动作后的所述接触片接触的接触部分，所述接触部分伸入所述通孔并位于所述第二腔室内。

优选地，所述顶盖片包括相连接的本体部分和隆起部分，所述隆起部分朝向远离所述壳体的一侧突出，所述第二腔室由所述接触片与所述隆起部分围成，且所述通孔设置在所述隆起部分上。

优选地，所述第一端子包括相连接的端子本体以及延伸部，

所述延伸部上开设有开口，所述接触片密封连接在所述开口处，以将所述第一腔室与所述第二腔室隔开，

当所述密封构件与所述第一端子密封接触时，所述第二密封面为所述密封构件与所述延伸部密封接触的表面。

优选地，所述端子本体与所述延伸部为一体式结构或分体式结构。

优选地，所述延伸部包括本体以及筒状体，

所述开口开设在所述本体上，所述筒状体从所述本体上沿所述开口的边缘处朝向所述顶盖片的一侧延伸，

所述密封构件与所述通孔的内壁密封接触形成所述第一密封面，与所述筒状体的外周面密封接触形成所述第二密封面。

优选地，所述筒状体的外周面上开设有环绕所述筒状体的轴线的密封凹槽，所述密封构件嵌设在所述密封凹槽内，所述第二密封面与所述密封凹槽的底面密封接触。

优选地，在所述密封凹槽内，所述密封构件的外轮廓线的形状与所述密封凹槽的内轮廓线的形状相适配。

优选地，所述接触片包括翻转部和凸头，

所述翻转部为片状环面结构，

所述凸头连接于所述翻转部，且朝向所述顶盖片的一侧凸出，

所述翻转部的外边缘与所述延伸部密封连接，且所述接触片动作时能够通过所述凸头与所述导电片接触。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种二次电池，包括密封构件、导电片以及接触片，顶盖片与壳体盖合形成了第一腔室和第二腔室，接触片将第一腔室与第二腔室隔开，接触片附接于第一端子，密封构件密封在顶盖片与第一端子或接触片之间，并且具有与顶盖片密封接触的第一密封面和与第一端子或接触片密封接触的第二密封面，第一密封面和第二密封面沿顶盖片的延伸方向相对设置，这一方案使得密封构件施加于第一端子上的密封接触力不再沿着二次电池的高度方向，而是沿着顶盖片的延伸方向，因此，该密封接触力不会使得悬臂结构的第一端子发生朝向二次电池底部的变形位移，改善了悬臂结构的第一端子在承受密封接触力时密封不可靠的缺陷，提高了接触片动作的灵敏度，进而提高了二次电池的安全性。

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

图1为本申请实施例所提供的二次电池部分结构的立体分解视图；

图2为本申请实施例所提供的二次电池部分结构的剖视图；

图3为图2中的A部位的放大视图；

图4为本申请实施例所提供的第一端子的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的密封构件与第一端子的剖视图。

附图标记：

11-第一端子；

111-端子本体；

112-延伸部；

112a-开口；

112b-本体；

112c-筒状体；

112ca-密封凹槽；

12-接触片；

121-凸头；

121a-第二接触平面；

122-翻转部；

13-密封构件；

131-第一密封面；

132-第二密封面；

14-第一绝缘衬垫；

21-第二端子；

22-导电片；

221-接触部分；

221a-第一接触平面；

23-绝缘构件；

24-第二绝缘衬垫；

31-顶盖片；

311-本体部分；

312-隆起部分；

313-通孔。

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

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。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的放置状态为参照。

如图1-5所示，本申请实施例提供了一种二次电池，该二次电池包括第一端子11和第二端子21，第一端子11与第二端子21可以与外电路连接形成电流回路，二次电池作为外电路中的电源，向外界输出电能。

其中，第一端子11可以用作正极端子，相应地，第二端子21用作负极端子，反之亦可。

二次电池通常包括电极组件和壳体(图中均未示出)以及顶盖片31，壳体与顶盖片31可以通过焊接等方式盖合形成容纳腔，电极组件31被收容在容纳腔内。

更确切地，壳体与顶盖片31盖合后形成的容纳腔包括第一腔室S1以及第二腔室S2。具体地，第一腔室S1用于封装电极组件，第二腔室S2用于为接触片12提供动作空间，且第一腔室S1与第二腔室S2通过接触片12隔开。当第一腔室S1的内部压力超过基准压力时，气体压力作用于接触片12，并推动其动作。

电极组件通常包括第一极片和第二极片，第一极片具有第一极耳，第二极片具有第二极耳，第一极片经由第一极耳与第一端子11电连接，第二极片经由第二极耳与第二端子21电连接，使得电能最终由电极组件向外界输出。

如图1-2所示，本申请提供的二次电池还包括接触片12、导电片22和密封构件13。接触片12有多种设置方式，其中，第一种设置方式，接触片12可以设置在第一极片以及第二极片短接时的电连接回路中，即，当二次电池处于过充状态时，且当二次电池的内部压力大于基准压力时，气压推动接触片12动作并与导电片22接触，此时，第一极片、第一端子11、接触片12、导电片22、第二端子21以及第二极片形成电连接回路。然而，当二次电池处于正常操作的状态时，电流则不流经接触片12和导电片22。

第二种设置方式，接触片12也可以设置在二次电池在正常操作时的电连接回路中，即，接触片12串联于第一极片与第一端子11之间，当二次电池处于正常操作的状态时，电流流经接触片12。然而，当二次电池处于过充状态时，且当二次电池的内部压力大于基准压力时，气压推动接触片12动作并与导电片22接触，此时，第一极片、第一端子11、接触片12、导电片22、第二端子21以及第二极片形成电连接回路。或者，当二次电池的内部压力超过基准压力时，气压推动接触片12动作，接触片12首先断开与第一极片的电连接，随后与导电片22接触，以使第一端子11和第二端子21电连接。

接触片12动作并与导电片22接触，可以是两者直接接触，也可以在接触片12和导电片22之间设置导体，接触片12和顶盖片31通过该导体间接接触。

下面，本申请以第一种设置方式为例对本申请提供的二次电池进行详细说明，但本申请中的方案不仅适用于第一种设置方式，同样适用于第二种设置方式。

在图1-3所示的实施例中，接触片12附接于第一端子11，接触片12将第一腔室S1与第二腔室S2隔开，为了在接触片12的两侧形成压力差，密封构件13密封在第一腔室S1与第二腔室S2之间，密封构件13具有与顶盖片31密封接触的第一密封面131以及与第一端子11或接触片12密封接触的第二密封面132，第一密封面131与第二密封面132沿顶盖片31的延伸方向相对设置。

根据以上的描述，第一密封面131与第二密封面132沿顶盖片31的延伸方向相对设置，当密封构件13与第一端子11密封接触时或者密封构件13或接触片12密封接触时，密封接触力不会沿着二次电池的高度方向作用于第一端子11或接触片12，进而使得第一端子11或接触片12在此密封接触力的作用下不会产生沿二次电池的高度方向的变形位移，改善了悬臂结构的第一端子11在承受密封接触力时密封不可靠的缺陷，提高了接触片12动作的灵敏度，进而提高了二次电池的安全性。

由此，当内部压力值超过基准压力值时，接触片12动作并与导电片22接触，以形成通过第一极片、第一端子11、接触片12、顶盖板31、第二端子21以及第二极片的电连接路径，使得二次电池形成外短路的状态，由此降低了二次电池爆炸和着火的风险，提高了二次电池的安全性。

接触片12附接于第一端子11，其中，接触片12与第一端子11可以是一体式结构，也可以是分体式结构。

顶盖片31与第一端子11以及第二端子21中的至少一者绝缘设置，且与导电片22绝缘设置。顶盖片31与第一端子11之间以及顶盖片31与第二端子21之间可以通过设置绝缘件来实现绝缘。如图2所示，第一端子11与顶盖片31之间设置有第一绝缘衬垫14，第一绝缘衬垫14被夹持在第一端子11与顶盖片31之间，以实现两者绝缘。同理，第二端子21与顶盖片31之间设置有第二绝缘衬垫24，第二绝缘衬垫24被夹持在第二端子21与顶盖片31之间，其中，第一绝缘衬垫14和第二绝缘衬垫24的材料可以选用橡胶、石棉等。

另外，在将第一端子11用作正极端子的实施例中，可以将顶盖片31与第一端子11电连接，而与第二端子21绝缘设置，如此设置可使得壳体与顶盖片31均带正电，以此可以减小电解液对壳体以及顶盖片31的腐蚀，延长使用寿命。

通常情况下，第一端子11与第二端子21的一部分均伸出顶盖片31，且伸出部分与外电路连接。在一些实施例中，也可以不必将与顶盖片31电连接的第一端子11伸出顶盖片31外，在此情况下，第一端子11可以经由顶盖片31实现与外电路的电连接。

由于壳体和顶盖片31盖合后形成的第二腔室S2的空间有限，因此，接触片12的动作空间受到限制，为了增大这一空间，优选顶盖片31包括相连接的本体部分311和隆起部分312，隆起部分312朝向远离壳体的一侧突出，使得第二腔室S2由接触片12与隆起部分312围成。这样一来，第二腔室S2的空间得到了扩展，此空间扩展后的意义在于，当接触片12动作，该空间内的空气压缩比率减小，接触片12动作时的阻力减小，有利于提高接触片12的动作灵敏度。

动作后的接触片12能够与导电片22实现电接触，其中，导电片22位于顶盖片31远离电极组件的一侧，且与顶盖片31绝缘设置。导电片22可以全部位于第二腔室S2的内部，也可以全部位于第二腔室S2的外部。当导电片22全部位于第二腔室S2的外部时，接触片12与导电片22电接触时产生的热量能够更方便地被传导分散。

在本实施例中，导电片22的一部分设置在第二腔室S2内，其余部分位于第二腔室S2外，此方案兼顾便于散热和便于实现与接触片12的电接触这两方面而设置。

具体地，如图1-3所示，接触片12附接于第一端子11上，导电片22设置在顶盖片31的上方且与第二端子21连接，其中，导电片22与顶盖片31绝缘设置，导电片22从第二端子21处朝向第一端子11的一侧延伸，顶盖片31上开设有通孔313，导电片22具有凸向接触片12的凸出部分，该凸出部分即为与动作后的接触片12电接触的接触部分221，该接触部分221伸入通孔313并位于第二腔室S2内，接触部分221的设置方便了导电片22的散热以及导电片22与接触片12之间间隔的设置，此间隔使得两者之间在接触片12动作时能够相互接触、在接触片12动作前能够相互绝缘。

如图3所示，导电片22上具有第一接触平面221a，相应地，接触片12具有第二接触平面121a，当接触片12与导电片22接触，第一接触平面221a与第二接触平面121a相贴合。这一方案可以使得接触片12与导电片22接触时具有较大的接触面积，以保证两者之间可靠的电性接触。

如图3所示，根据一个实施例，接触片12包括凸头121和翻转部122，其中，翻转部122为片状环面结构，这有利于接触片12在气压作用下变形并可靠动作，凸头121连接于翻转部122且朝向顶盖片31的一侧凸出，当接触片12动作时，接触片12能够通过凸头121与导电片22接触。该方案中，凸头121的设置可以使得接触片12与导电片22之间留有适当间隔的基础上减小接触片12的翻转行程，提高了二次电池的安全性。进一步，凸头121和翻转部122可以为一体式结构。

对于导电片22而言，导电片22固定不动，接触部分221朝向接触片12的一侧表面作为第一接触平面221a。对于接触片12而言，接触片12动作后会发生变形，考虑到凸头121处的变形量相对较小，该凸头121朝向导电片22的一侧表面基本保持平面状态，因此，该凸头121朝向导电片22的表面可以作为第二接触平面121a。

在图1-2所示的实施例中，导电片22的一端连接在第二端子21处，另一端朝向第一端子11的一侧延伸，因此，导电片22为一端固定、另一端为自由端的悬臂结构，在与接触片12接触的过程中，会导致导电片22在接触力的作用下产生位移，造成两者接触不良。为了克服上述缺陷，可以优选在导电片22的自由端设置连接结构，以将导电片22的自由端固定，该连接结构可以通过粘接的结构实现，也可以通过相互配合的卡合结构实现。

在图2所示的实施例中，二次电池中包括绝缘构件23，绝缘构件23包覆在导电片22的外部，一方面，通过绝缘构件23的包覆，使得两者嵌设在一起，绝缘构件23朝向第一端子11延伸并被固定在第一端子11处，如此设置后，通过绝缘构件23的支撑，使得导电片22的悬臂结构得到缓解，降低了导电片22与接触片12接触不良的现象。

另一方面，通过绝缘构件23的包覆，导电片22上仅裸露出与接触片12接触的接触部分221，以及与第二端子21导通的部分，以此避免与顶盖片31的导通，实现导电片22与顶盖片31的绝缘。

在图2-4所示的实施例中，第一端子11包括相连接的端子本体111以及延伸部112，延伸部112朝向第二端子21的一侧延伸，延伸部112上开设有开口112a，翻转部122的外边缘密封连接在延伸部112上，以使接触片12密封开口112a，并将第一腔室S1与第二腔室S2隔开，且此开口112a与顶盖片31上的通孔313正对，凸头121设置在翻转部122的中间部位，这样，当接触片12动作，凸头121经由开口112a以及通孔313与接触部分221接触。其中，用于与极片以及外电路实现电连接的部分位于端子本体111上，延伸部112用于与接触片12连接，方便了接触片12在第一端子11上的设置。

当密封构件13与第一端子11密封接触时，密封构件13实际上是与延伸部112密封接触，第二密封面132为密封构件13与延伸部112密封接触的表面。具体地，根据一个实施例，如图3-5所示，延伸部112包括本体112b以及筒状体112c，开口112a开设在本体112b上，筒状体112c从本体112b上沿开口112a的边缘处朝向顶盖片31的一侧延伸，密封构件13与通孔313的内壁密封接触形成第一密封面131，与筒状体112c的外周面密封接触形成第二密封面132。该方案实现了第一密封面131与第二密封面132沿顶盖片31的延伸方向的相对设置，且结构简单，便于实现。

进一步，如图4所示，筒状体112c的外周面上开设有环绕筒状体112c的轴线的密封凹槽112ca，密封构件13嵌设在密封凹槽112ca内，此时，第二密封面132与密封凹槽112ca的底面密封接触，该方案保证了密封构件13在密封凹槽112ca内不会移位，提高了密封构件13的稳定性，从而提高了密封的可靠性。

更进一步，在密封凹槽112ca内，密封构件13的外轮廓线的形状与密封凹槽112ca的内轮廓线的形状相适配。这样一来，该密封构件13与密封凹槽112ca内的接触面积增加，其密封效果得到加强，同时，密封构件13在密封凹槽112ca内的窜动量可进一步减小。

密封构件13与第一端子11的密封方式不仅限于以上所描述的，在其它一些实施例中，还可以在顶盖片31上开设密封槽，密封构件13设置在密封槽内且与筒状体112c密封接触。

在另外一些实施例中，密封构件13还可以设置在顶盖片31与接触片12之间，且根据密封结构的要求，相应地对接触片12的结构进行变型，例如，增加接触片12的边缘处的厚度，以使得顶盖片31与接触片12在二次电池的高度方向形成可以夹持密封构件13的部分，从而在密封构件13上形成沿顶盖片31的延伸方向相对设置的第一密封面和第二密封面。

在图4-5所示的实施例中，端子本体111与延伸部112为一体式结构，但是，需要说明的是，在其它一些实施例中，端子本体111与延伸部112还可以采用分体式结构，本申请对此不作限定。

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。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括：电极组件，第一端子和第二端子以及顶盖片和壳体，其特征在于，

所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置在所述第一极片与所述第二极片之间的隔板，所述第一极片与所述第一端子电连接，所述第二极片与所述第二端子电连接，

所述二次电池还包括：密封构件、附接于所述第一端子的接触片以及与所述第二端子电连接的导电片，

所述顶盖片与所述第一端子以及所述第二端子中的至少一者绝缘设置，

当所述二次电池的内部压力超过基准压力时，所述接触片在气压作用下动作并与所述导电片接触，

所述顶盖片与所述壳体盖合形成用于封装所述电极组件的第一腔室和为所述接触片提供动作空间的第二腔室，所述第一腔室与所述第二腔室通过所述接触片隔开，

所述密封构件密封在所述第一腔室与第二腔室之间，所述密封构件具有与所述顶盖片密封接触的第一密封面以及与所述第一端子或所述接触片密封接触的第二密封面，所述第一密封面与所述第二密封面沿所述顶盖片的延伸方向相对设置。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一端子与所述顶盖片电连接，所述顶盖片与所述第二端子以及所述导电片绝缘设置。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖片上开设有通孔，所述导电片具有能够与动作后的所述接触片接触的接触部分，所述接触部分伸入所述通孔并位于所述第二腔室内。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述顶盖片包括相连接的本体部分和隆起部分，所述隆起部分朝向远离所述壳体的一侧突出，所述第二腔室由所述接触片与所述隆起部分围成，且所述通孔设置在所述隆起部分上。

5.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述第一端子包括相连接的端子本体以及延伸部，

所述延伸部上开设有开口，所述接触片密封连接在所述开口处，以将所述第一腔室与所述第二腔室隔开，

当所述密封构件与所述第一端子密封接触时，所述第二密封面为所述密封构件与所述延伸部密封接触的表面。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述端子本体与所述延伸部为一体式结构或分体式结构。

7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述延伸部包括本体以及筒状体，

所述开口开设在所述本体上，所述筒状体从所述本体上沿所述开口的边缘处朝向所述顶盖片的一侧延伸，

所述密封构件与所述通孔的内壁密封接触形成所述第一密封面，与所述筒状体的外周面密封接触形成所述第二密封面。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述筒状体的外周面上开设有环绕所述筒状体的轴线的密封凹槽，所述密封构件嵌设在所述密封凹槽内，所述第二密封面与所述密封凹槽的底面密封接触。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，在所述密封凹槽内，所述密封构件的外轮廓线的形状与所述密封凹槽的内轮廓线的形状相适配。

10.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述接触片包括翻转部和凸头，

所述翻转部为片状环面结构，

所述凸头连接于所述翻转部，且朝向所述顶盖片的一侧凸出，

所述翻转部的外边缘与所述延伸部密封连接，且所述接触片动作时能够通过所述凸头与所述导电片接触。