本申請涉及儲能器件技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種二次電池。
背景技術(shù):
二次電池可以被重復充電和放電,當二次電池處于過充狀態(tài)時,其內(nèi)部會過度產(chǎn)熱,并且電解液分解,這種熱的產(chǎn)生以及電解液的分解使得二次電池內(nèi)部的壓力增大,可能導致二次電池著火和爆炸,降低了二次電池的安全性。
為了克服上述缺陷,二次電池中通常設置接觸片和導電片,利用二次電池內(nèi)部的氣壓,使接觸片動作并且與導電片電接觸,從而將二次電池的正極片和負極片短接,以降低二次電池著火和爆炸的風險。
對于將接觸片附接于端子的這一方案而言,需要增加端子在頂蓋片延伸方向上的長度以形成延伸部,接觸片設置在此延伸部上,這使得端子成為懸臂結(jié)構(gòu)。
并且,為了保證接觸片動作的靈敏度,需要設置密封構(gòu)件使得在接觸片的兩側(cè)形成壓力差,當密封構(gòu)件施加于延伸部上的密封接觸力沿二次電池的高度方向作用時,延伸部容易在此作用力下發(fā)生朝向二次電池底部的變形位移,使得密封效果差,從而導致接觸片的動作靈敏度下降,接觸片無法在額定壓力下動作,降低了二次電池的安全性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本申請實施例提供了一種二次電池,能夠保證密封的可靠性,提高接觸片的動作靈敏度。
本申請?zhí)峁┝艘环N二次電池,包括:電極組件,第一端子和第二端子以及頂蓋片和殼體,
所述電極組件包括第一極片、第二極片以及設置在所述第一極片與所述第二極片之間的隔板,所述第一極片與所述第一端子電連接,所述第二極片與所述第二端子電連接,
所述二次電池還包括:密封構(gòu)件、附接于所述第一端子的接觸片以及與所述第二端子電連接的導電片,
所述頂蓋片與所述第一端子以及所述第二端子中的至少一者絕緣設置,
當所述二次電池的內(nèi)部壓力超過基準壓力時,所述接觸片在氣壓作用下動作并與所述導電片接觸,
所述頂蓋片與所述殼體蓋合形成用于封裝所述電極組件的第一腔室和為所述接觸片提供動作空間的第二腔室,所述第一腔室與所述第二腔室通過所述接觸片隔開,
所述密封構(gòu)件密封在所述第一腔室與第二腔室之間,所述密封構(gòu)件具有與所述頂蓋片密封接觸的第一密封面以及與所述第一端子或所述接觸片密封接觸的第二密封面,所述第一密封面與所述第二密封面沿所述頂蓋片的延伸方向相對設置。
優(yōu)選地,所述第一端子與所述頂蓋片電連接,所述第二端子與所述頂蓋片以及所述導電片絕緣設置。
優(yōu)選地,所述頂蓋片上開設有通孔,所述導電片具有能夠與動作后的所述接觸片接觸的接觸部分,所述接觸部分伸入所述通孔并位于所述第二腔室內(nèi)。
優(yōu)選地,所述頂蓋片包括相連接的本體部分和隆起部分,所述隆起部分朝向遠離所述殼體的一側(cè)突出,所述第二腔室由所述接觸片與所述隆起部分圍成,且所述通孔設置在所述隆起部分上。
優(yōu)選地,所述第一端子包括相連接的端子本體以及延伸部,
所述延伸部上開設有開口,所述接觸片密封連接在所述開口處,以將所述第一腔室與所述第二腔室隔開,
當所述密封構(gòu)件與所述第一端子密封接觸時,所述第二密封面為所述密封構(gòu)件與所述延伸部密封接觸的表面。
優(yōu)選地,所述端子本體與所述延伸部為一體式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地,所述延伸部包括本體以及筒狀體,
所述開口開設在所述本體上,所述筒狀體從所述本體上沿所述開口的邊緣處朝向所述頂蓋片的一側(cè)延伸,
所述密封構(gòu)件與所述通孔的內(nèi)壁密封接觸形成所述第一密封面,與所述筒狀體的外周面密封接觸形成所述第二密封面。
優(yōu)選地,所述筒狀體的外周面上開設有環(huán)繞所述筒狀體的軸線的密封凹槽,所述密封構(gòu)件嵌設在所述密封凹槽內(nèi),所述第二密封面與所述密封凹槽的底面密封接觸。
優(yōu)選地,在所述密封凹槽內(nèi),所述密封構(gòu)件的外輪廓線的形狀與所述密封凹槽的內(nèi)輪廓線的形狀相適配。
優(yōu)選地,所述接觸片包括翻轉(zhuǎn)部和凸頭,
所述翻轉(zhuǎn)部為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu),
所述凸頭連接于所述翻轉(zhuǎn)部,且朝向所述頂蓋片的一側(cè)凸出,
所述翻轉(zhuǎn)部的外邊緣與所述延伸部密封連接,且所述接觸片動作時能夠通過所述凸頭與所述頂蓋片接觸。
本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達到以下有益效果:
本申請?zhí)峁┝艘环N二次電池,包括密封構(gòu)件、導電片以及接觸片,頂蓋片與殼體蓋合形成了第一腔室和第二腔室,接觸片將第一腔室與第二腔室隔開,接觸片附接于第一端子,密封構(gòu)件密封在頂蓋片與第一端子或接觸片之間,并且具有與頂蓋片密封接觸的第一密封面和與第一端子或接觸片密封接觸的第二密封面,第一密封面和第二密封面沿頂蓋片的延伸方向相對設置,這一方案使得密封構(gòu)件施加于第一端子上的密封接觸力不再沿著二次電池的高度方向,而是沿著頂蓋片的延伸方向,因此,該密封接觸力不會使得懸臂結(jié)構(gòu)的第一端子發(fā)生朝向二次電池底部的變形位移,改善了懸臂結(jié)構(gòu)的第一端子在承受密封接觸力時密封不可靠的缺陷,提高了接觸片動作的靈敏度,進而提高了二次電池的安全性。
應當理解的是,以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性的,并不能限制本申請。
附圖說明
圖1為本申請實施例所提供的二次電池部分結(jié)構(gòu)的立體分解視圖;
圖2為本申請實施例所提供的二次電池部分結(jié)構(gòu)的剖視圖;
圖3為圖2中的A部位的放大視圖;
圖4為本申請實施例所提供的第一端子的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本申請實施例所提供的密封構(gòu)件與第一端子的剖視圖。
附圖標記:
11-第一端子;
111-端子本體;
112-延伸部;
112a-開口;
112b-本體;
112c-筒狀體;
112ca-密封凹槽;
12-接觸片;
121-凸頭;
121a-第二接觸平面;
122-翻轉(zhuǎn)部;
13-密封構(gòu)件;
131-第一密封面;
132-第二密封面;
14-第一絕緣襯墊;
21-第二端子;
22-導電片;
221-接觸部分;
221a-第一接觸平面;
23-絕緣構(gòu)件;
24-第二絕緣襯墊;
31-頂蓋片;
311-本體部分;
312-隆起部分;
313-通孔。
此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分,示出了符合本申請的實施例,并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
具體實施方式
下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本申請做進一步的詳細描述。下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本申請做進一步的詳細描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的二次電池的放置狀態(tài)為參照。
如圖1-5所示,本申請實施例提供了一種二次電池,該二次電池包括第一端子11和第二端子21,第一端子11與第二端子21可以與外電路連接形成電流回路,二次電池作為外電路中的電源,向外界輸出電能。
其中,第一端子11可以用作正極端子,相應地,第二端子21用作負極端子,反之亦可。
二次電池通常包括電極組件和殼體(圖中均未示出)以及頂蓋片31,殼體與頂蓋片31可以通過焊接等方式蓋合形成容納腔,電極組件31被收容在容納腔內(nèi)。
更確切地,殼體與頂蓋片31蓋合后形成的容納腔包括第一腔室S1以及第二腔室S2。具體地,第一腔室S1用于封裝電極組件,第二腔室S2用于為接觸片12提供動作空間,且第一腔室S1與第二腔室S2通過接觸片12隔開。當?shù)谝磺皇襍1的內(nèi)部壓力超過基準壓力時,氣體壓力作用于接觸片12,并推動其動作。
電極組件通常包括第一極片和第二極片,第一極片具有第一極耳,第二極片具有第二極耳,第一極片經(jīng)由第一極耳與第一端子11電連接,第二極片經(jīng)由第二極耳與第二端子21電連接,使得電能最終由電極組件向外界輸出。
如圖1-2所示,本申請?zhí)峁┑亩坞姵剡€包括接觸片12、導電片22和密封構(gòu)件13。接觸片12有多種設置方式,其中,第一種設置方式,接觸片12可以設置在第一極片以及第二極片短接時的電連接回路中,即,當二次電池處于過充狀態(tài)時,且當二次電池的內(nèi)部壓力大于基準壓力時,氣壓推動接觸片12動作并與導電片22接觸,此時,第一極片、第一端子11、接觸片12、導電片22、第二端子21以及第二極片形成電連接回路。然而,當二次電池處于正常操作的狀態(tài)時,電流則不流經(jīng)接觸片12和導電片22。
第二種設置方式,接觸片12也可以設置在二次電池在正常操作時的電連接回路中,即,接觸片12串聯(lián)于第一極片與第一端子11之間,當二次電池處于正常操作的狀態(tài)時,電流流經(jīng)接觸片12。然而,當二次電池處于過充狀態(tài)時,且當二次電池的內(nèi)部壓力大于基準壓力時,氣壓推動接觸片12動作并與導電片22接觸,此時,第一極片、第一端子11、接觸片12、導電片22、第二端子21以及第二極片形成電連接回路。或者,當二次電池的內(nèi)部壓力超過基準壓力時,氣壓推動接觸片12動作,接觸片12首先斷開與第一極片的電連接,隨后與導電片22接觸,以使第一端子11和第二端子21電連接。
接觸片12動作并與導電片22接觸,可以是兩者直接接觸,也可以在接觸片12和導電片22之間設置導體,接觸片12和頂蓋片31通過該導體間接接觸。
下面,本申請以第一種設置方式為例對本申請?zhí)峁┑亩坞姵剡M行詳細說明,但本申請中的方案不僅適用于第一種設置方式,同樣適用于第二種設置方式。
在圖1-3所示的實施例中,接觸片12附接于第一端子11,接觸片12將第一腔室S1與第二腔室S2隔開,為了在接觸片12的兩側(cè)形成壓力差,密封構(gòu)件13密封在第一腔室S1與第二腔室S2之間,密封構(gòu)件13具有與頂蓋片31密封接觸的第一密封面131以及與第一端子11或接觸片12密封接觸的第二密封面132,第一密封面131與第二密封面132沿頂蓋片31的延伸方向相對設置。
根據(jù)以上的描述,第一密封面131與第二密封面132沿頂蓋片31的延伸方向相對設置,當密封構(gòu)件13與第一端子11密封接觸時或者密封構(gòu)件13或接觸片12密封接觸時,密封接觸力不會沿著二次電池的高度方向作用于第一端子11或接觸片12,進而使得第一端子11或接觸片12在此密封接觸力的作用下不會產(chǎn)生沿二次電池的高度方向的變形位移,改善了懸臂結(jié)構(gòu)的第一端子11在承受密封接觸力時密封不可靠的缺陷,提高了接觸片12動作的靈敏度,進而提高了二次電池的安全性。
由此,當內(nèi)部壓力值超過基準壓力值時,接觸片12動作并與導電片22接觸,以形成通過第一極片、第一端子11、接觸片12、頂蓋板31、第二端子21以及第二極片的電連接路徑,使得二次電池形成外短路的狀態(tài),由此降低了二次電池爆炸和著火的風險,提高了二次電池的安全性。
接觸片12附接于第一端子11,其中,接觸片12與第一端子11可以是一體式結(jié)構(gòu),也可以是分體式結(jié)構(gòu)。
頂蓋片31與第一端子11以及第二端子21中的至少一者絕緣設置,且與導電片22絕緣設置。頂蓋片31與第一端子11之間以及頂蓋片31與第二端子21之間可以通過設置絕緣件來實現(xiàn)絕緣。如圖2所示,第一端子11與頂蓋片31之間設置有第一絕緣襯墊14,第一絕緣襯墊14被夾持在第一端子11與頂蓋片31之間,以實現(xiàn)兩者絕緣。同理,第二端子21與頂蓋片31之間設置有第二絕緣襯墊24,第二絕緣襯墊24被夾持在第二端子21與頂蓋片31之間,其中,第一絕緣襯墊14和第二絕緣襯墊24的材料可以選用橡膠、石棉等。
另外,在將第一端子11用作正極端子的實施例中,可以將頂蓋片31與第一端子11電連接,而與第二端子21絕緣設置,如此設置可使得殼體與頂蓋片31均帶正電,以此可以減小電解液對殼體以及頂蓋片31的腐蝕,延長使用壽命。
通常情況下,第一端子11與第二端子21的一部分均伸出頂蓋片31,且伸出部分與外電路連接。在一些實施例中,也可以不必將與頂蓋片31電連接的第一端子11伸出頂蓋片31外,在此情況下,第一端子11可以經(jīng)由頂蓋片31實現(xiàn)與外電路的電連接。
由于殼體和頂蓋片31蓋合后形成的第二腔室S2的空間有限,因此,接觸片12的動作空間受到限制,為了增大這一空間,優(yōu)選頂蓋片31包括相連接的本體部分311和隆起部分312,隆起部分312朝向遠離殼體的一側(cè)突出,使得第二腔室S2由接觸片12與隆起部分312圍成。這樣一來,第二腔室S2的空間得到了擴展,此空間擴展后的意義在于,當接觸片12動作,該空間內(nèi)的空氣壓縮比率減小,接觸片12動作時的阻力減小,有利于提高接觸片12的動作靈敏度。
動作后的接觸片12能夠與導電片22實現(xiàn)電接觸,其中,導電片22位于頂蓋片31遠離電極組件的一側(cè),且與頂蓋片31絕緣設置。導電片22可以全部位于第二腔室S2的內(nèi)部,也可以全部位于第二腔室S2的外部。當導電片22全部位于第二腔室S2的外部時,接觸片12與導電片22電接觸時產(chǎn)生的熱量能夠更方便地被傳導分散。
在本實施例中,導電片22的一部分設置在第二腔室S2內(nèi),其余部分位于第二腔室S2外,此方案兼顧便于散熱和便于實現(xiàn)與接觸片12的電接觸這兩方面而設置。
具體地,如圖1-3所示,接觸片12附接于第一端子11上,導電片22設置在頂蓋片31的上方且與第二端子21連接,其中,導電片22與頂蓋片31絕緣設置,導電片22從第二端子21處朝向第一端子11的一側(cè)延伸,頂蓋片31上開設有通孔313,導電片22具有凸向接觸片12的凸出部分,該凸出部分即為與動作后的接觸片12電接觸的接觸部分221,該接觸部分221伸入通孔313并位于第二腔室S2內(nèi),接觸部分221的設置方便了導電片22的散熱以及導電片22與接觸片12之間間隔的設置,此間隔使得兩者之間在接觸片12動作時能夠相互接觸、在接觸片12動作前能夠相互絕緣。
如圖3所示,導電片22上具有第一接觸平面221a,相應地,接觸片12具有第二接觸平面121a,當接觸片12與導電片22接觸,第一接觸平面221a與第二接觸平面121a相貼合。這一方案可以使得接觸片12與導電片22接觸時具有較大的接觸面積,以保證兩者之間可靠的電性接觸。
如圖3所示,根據(jù)一個實施例,接觸片12包括凸頭121和翻轉(zhuǎn)部122,其中,翻轉(zhuǎn)部122為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu),這有利于接觸片12在氣壓作用下變形并可靠動作,凸頭121連接于翻轉(zhuǎn)部122且朝向頂蓋片31的一側(cè)凸出,當接觸片12動作時,接觸片12能夠通過凸頭121與導電片22接觸。該方案中,凸頭121的設置可以使得接觸片12與導電片22之間留有適當間隔的基礎上減小接觸片12的翻轉(zhuǎn)行程,提高了二次電池的安全性。進一步,凸頭121和翻轉(zhuǎn)部122可以為一體式結(jié)構(gòu)。
對于導電片22而言,導電片22固定不動,接觸部分221朝向接觸片12的一側(cè)表面作為第一接觸平面221a。對于接觸片12而言,接觸片12動作后會發(fā)生變形,考慮到凸頭121處的變形量相對較小,該凸頭121朝向?qū)щ娖?2的一側(cè)表面基本保持平面狀態(tài),因此,該凸頭121朝向?qū)щ娖?2的表面可以作為第二接觸平面121a。
在圖1-2所示的實施例中,導電片22的一端連接在第二端子21處,另一端朝向第一端子11的一側(cè)延伸,因此,導電片22為一端固定、另一端為自由端的懸臂結(jié)構(gòu),在與接觸片12接觸的過程中,會導致導電片22在接觸力的作用下產(chǎn)生位移,造成兩者接觸不良。為了克服上述缺陷,可以優(yōu)選在導電片22的自由端設置連接結(jié)構(gòu),以將導電片22的自由端固定,該連接結(jié)構(gòu)可以通過粘接的結(jié)構(gòu)實現(xiàn),也可以通過相互配合的卡合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
在圖2所示的實施例中,二次電池中包括絕緣構(gòu)件23,絕緣構(gòu)件23包覆在導電片22的外部,一方面,通過絕緣構(gòu)件23的包覆,使得兩者嵌設在一起,絕緣構(gòu)件23朝向第一端子11延伸并被固定在第一端子11處,如此設置后,通過絕緣構(gòu)件23的支撐,使得導電片22的懸臂結(jié)構(gòu)得到緩解,降低了導電片22與接觸片12接觸不良的現(xiàn)象。
另一方面,通過絕緣構(gòu)件23的包覆,導電片22上僅裸露出與接觸片12接觸的接觸部分221,以及與第二端子21導通的部分,以此避免與頂蓋片31的導通,實現(xiàn)導電片22與頂蓋片31的絕緣。
在圖2-4所示的實施例中,第一端子11包括相連接的端子本體111以及延伸部112,延伸部112朝向第二端子21的一側(cè)延伸,延伸部112上開設有開口112a,翻轉(zhuǎn)部122的外邊緣密封連接在延伸部112上,以使接觸片12密封開口112a,并將第一腔室S1與第二腔室S2隔開,且此開口112a與頂蓋片31上的通孔313正對,凸頭121設置在翻轉(zhuǎn)部122的中間部位,這樣,當接觸片12動作,凸頭121經(jīng)由開口112a以及通孔313與接觸部分221接觸。其中,用于與極片以及外電路實現(xiàn)電連接的部分位于端子本體111上,延伸部112用于與接觸片12連接,方便了接觸片12在第一端子11上的設置。
當密封構(gòu)件13與第一端子11密封接觸時,密封構(gòu)件13實際上是與延伸部112密封接觸,第二密封面132為密封構(gòu)件13與延伸部112密封接觸的表面。具體地,根據(jù)一個實施例,如圖3-5所示,延伸部112包括本體112b以及筒狀體112c,開口112a開設在本體112b上,筒狀體112c從本體112b上沿開口112a的邊緣處朝向頂蓋片31的一側(cè)延伸,密封構(gòu)件13與通孔313的內(nèi)壁密封接觸形成第一密封面131,與筒狀體112c的外周面密封接觸形成第二密封面132。該方案實現(xiàn)了第一密封面131與第二密封面132沿頂蓋片31的延伸方向的相對設置,且結(jié)構(gòu)簡單,便于實現(xiàn)。
進一步,如圖4所示,筒狀體112c的外周面上開設有環(huán)繞筒狀體112c的軸線的密封凹槽112ca,密封構(gòu)件13嵌設在密封凹槽112ca內(nèi),此時,第二密封面132與密封凹槽112ca的底面密封接觸,該方案保證了密封構(gòu)件13在密封凹槽112ca內(nèi)不會移位,提高了密封構(gòu)件13的穩(wěn)定性,從而提高了密封的可靠性。
更進一步,在密封凹槽112ca內(nèi),密封構(gòu)件13的外輪廓線的形狀與密封凹槽112ca的內(nèi)輪廓線的形狀相適配。這樣一來,該密封構(gòu)件13與密封凹槽112ca內(nèi)的接觸面積增加,其密封效果得到加強,同時,密封構(gòu)件13在密封凹槽112ca內(nèi)的竄動量可進一步減小。
密封構(gòu)件13與第一端子11的密封方式不僅限于以上所描述的,在其它一些實施例中,還可以在頂蓋片31上開設密封槽,密封構(gòu)件13設置在密封槽內(nèi)且與筒狀體112c密封接觸。
在另外一些實施例中,密封構(gòu)件13還可以設置在頂蓋片31與接觸片12之間,且根據(jù)密封結(jié)構(gòu)的要求,相應地對接觸片12的結(jié)構(gòu)進行變型,例如,增加接觸片12的邊緣處的厚度,以使得頂蓋片31與接觸片12在二次電池的高度方向形成可以夾持密封構(gòu)件13的部分,從而在密封構(gòu)件13上形成沿頂蓋片31的延伸方向相對設置的第一密封面和第二密封面。
在圖4-5所示的實施例中,端子本體111與延伸部112為一體式結(jié)構(gòu),但是,需要說明的是,在其它一些實施例中,端子本體111與延伸部112還可以采用分體式結(jié)構(gòu),本申請對此不作限定。
以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本申請,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。