二次電池頂蓋及二次電池的制作方法
【專利摘要】本申請涉及儲能器件領域，尤其涉及一種二次電池頂蓋及二次電池。二次電池頂蓋包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元，第一電極單元包括連接板、翻轉片、第一絕緣件以及電流切斷結構，連接板設置有容納腔；頂蓋片設置有翻轉片連接孔，翻轉片固定在翻轉片連接孔內且密封翻轉片連接孔；電流切斷結構包括固定部、斷開部和連接部，固定部與連接部通過斷開部連接；固定部固定連接于第一絕緣件與頂蓋片之間；連接部與連接板電連接，且斷開部位于容納腔的下方；翻轉片能夠在二次電池內部壓力超過基準壓力時翻轉使斷開部斷開。本申請能夠減少翻轉片與電流切斷結構對電池內部的空間的占用，提高電池容量密度和電池內部空間的利用率。
【專利說明】
二次電池頂蓋及二次電池
技術領域
[0001]本申請涉及儲能器件領域，尤其涉及一種二次電池頂蓋及二次電池。【背景技術】
[0002]對于EV硬殼電池，為了解決過充問題，業(yè)界普遍采用的方案是，增加防護裝置，在電芯失效之前切斷電池主回路，防止電池繼續(xù)充電以保證電池安全。
[0003]目前，對于方形的硬殼電池，防護裝置包括在電池的內部設置的CID(current interrupt device，電流切斷結構)，以進行過充保護。同時，一般的電流切斷結構均需要配合驅動機構如翻轉片使用，因此，相關技術中會將電流切斷結構以及翻轉片均設置在電池的內部。但這樣電流切斷結構與翻轉片會占用電池內部的較大空間。
[0004]考慮到目前對二次電池的容量密度要求越來越高，對電池內部的空間利用率要求越來越高。
[0005]有鑒于此，我們有必須設計一種結構，盡量少的占用電池內部空間?！緦嵱眯滦蛢热荨?br>[0006]本申請?zhí)峁┝艘环N二次電池頂蓋及二次電池，能夠減少翻轉片與電流切斷結構對電池內部的空間的占用，提高電池容量密度和電池內部空間的利用率。
[0007]本申請的一方面提供了一種二次電池頂蓋，包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元，
[0008]所述第一電極單元包括連接板、翻轉片、第一絕緣件以及電流切斷結構，
[0009]所述連接板通過所述第一絕緣件固定在所述頂蓋片的上表面；[〇〇1〇]所述第一絕緣件設有貫穿孔；
[0011]所述頂蓋片設置有翻轉片連接孔，所述翻轉片連接孔與述貫穿孔相對，所述翻轉片固定在所述頂蓋片且密封所述翻轉片連接孔；
[0012]所述電流切斷結構設置于所述翻轉片的上方;所述電流切斷結構包括固定部、斷開部和連接部，所述固定部與所述連接部通過所述斷開部連接;所述固定部固定連接于所述頂蓋片;所述頂蓋片經(jīng)所述翻轉片、所述斷開部至所述連接部形成絕緣流路，
[0013]所述第二電極單元與所述頂蓋片電絕緣，所述翻轉片能夠在二次電池內部壓力超過基準壓力時翻轉使所述固定部脫離與所述連接部的電連接狀態(tài)，且所述翻轉片翻轉后， 所述頂蓋片經(jīng)所述翻轉片、所述斷開部至所述連接部的線路處于斷路狀態(tài)。
[0014]優(yōu)選地，常態(tài)時，所述頂蓋片依次通過所述固定部、所述斷開部以及所述連接部才能與所述連接板實現(xiàn)電連接。
[0015]優(yōu)選地，所述翻轉片包括翻轉部與凸頭，所述翻轉部為片狀環(huán)面結構，其邊緣與所述頂蓋片連接;所述凸頭連接于所述翻轉部，且向所述電流切斷結構的下表面凸出，所述凸頭與所述斷開部相對，且與所述連接部之間不接觸。
[0016]優(yōu)選地，所述連接板上設置有容納腔，所述容納腔朝向所述頂蓋片的一側貫通，所述容納腔與所述斷開部相對。
[0017]優(yōu)選地，所述容納腔遠離所述電流切斷結構的一側設有通孔，所述連接部遠離所述斷開部的一端伸出所述通孔，并與所述連接板電連接。
[0018]優(yōu)選地，所述斷開部和所述連接部為一體結構。
[0019]優(yōu)選地，所述容納腔為由所述連接板的下表面向內凹陷形成的盲孔，所述連接部遠離所述斷開部的一端與所述盲孔的內壁電連接。
[0020]優(yōu)選地，所述連接部為U型結構，且其一邊與所述斷開部電連接，另一邊與所述盲孔的底部電連接。
[0021]優(yōu)選地，所述固定部與所述斷開部之間和/或所述斷開部與所述連接部之間設有壓痕，所述壓痕的厚度同時小于所述斷開部的厚度和所述固定部的厚度。
[0022]優(yōu)選地，僅所述固定部與所述斷開部之間設有所述壓痕，所述連接部為彈性體。
[0023]優(yōu)選地，還包括第二絕緣件，所述第二絕緣件設置在所述凸頭與所述斷開部之間。
[0024]優(yōu)選地，所述第二絕緣件設置在所述凸頭的上表面或者所述斷開部的下表面。
[0025]優(yōu)選地，所述翻轉片與所述頂蓋片絕緣固定。
[0026]優(yōu)選地，所述電流切斷結構與所述頂蓋片為一體結構。
[0027]優(yōu)選地，所述翻轉片與所述頂蓋片為一體結構。
[0028]本申請的另一方面還提供了一種二次電池，包括如上任一項所述的二次電池頂蓋。
[0029]本申請?zhí)峁┑募夹g方案可以達到以下有益效果:
[0030]本申請所提供的二次電池通過在頂蓋片上設置翻轉片連接孔，將電流切斷結構設置在翻轉片的上方，翻轉片固定在頂蓋片，能夠使電流切斷結構以及翻轉片基本不占用電池內部空間，從而大幅提高電池的能量密度和電池內部的空間利用率。
[0031]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】

[0032]圖1為本申請所提供的電池頂蓋一種具體實施例的爆炸視圖；
[0033]圖2為本申請所提供的電池頂蓋一種具體實施例的斷面圖；
[0034]圖3為本申請所提供的電池頂蓋一種具體實施例在常態(tài)下圖2中A處的結構示意圖；
[0035]圖4為本申請所提供的電池頂蓋一種具體實施例在斷開部斷開狀態(tài)下圖2中A處的結構圖示意；
[0036]圖5為本申請所提供的電池頂蓋另一種具體實施例在常態(tài)下圖2中A處的結構圖示思；
[0037]圖6為本申請所提供的電池頂蓋又一種具體實施例在常態(tài)下圖2中A處的結構圖示思；
[0038]圖7為本申請所提供的電池頂蓋又一種具體實施例在斷開部斷開狀態(tài)下圖2中A處的結構圖示意。[〇〇39]附圖標記:
[0040]l〇-頂蓋片:
[0041]20-第一電極單元；[〇〇42]201-連接板；[〇〇43]2011-容納腔；
[0044]202-第一絕緣件；[〇〇45]203-電流切斷結構；
[0046]2031-固定部；
[0047]2032-斷開部；
[0048]2033-連接部；
[0049]204-翻轉片；
[0050]2041-翻轉部；
[0051]2042-凸頭；[〇〇52]30-第二電極單元。[〇〇53]此處的附圖被并入說明書中并構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】
[0054]下面通過具體的實施例并結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頂蓋及二次電池的放置狀態(tài)為參照。
[0055]如圖1至2所示，本申請實施例提供了一種二次電池頂蓋，包括頂蓋片10、第一電極單元20以及第二電極單元30,其中，第二電極單元30與頂蓋片10電絕緣;第一電極單元20包括連接板201、翻轉片204、第一絕緣件202以及電流切斷結構203。連接板201通過第一絕緣件202固定在頂蓋片10的上表面，即第一絕緣件202位于連接板201與頂蓋片10之間。[〇〇56]在本實施例中，第一絕緣件202設有貫穿孔;頂蓋片10設置有翻轉片連接孔，翻轉片連接孔與貫穿孔相對，翻轉片204固定在頂蓋片10且密封翻轉片連接孔，翻轉片204可以與頂蓋片10電連接，也可以與頂蓋片10絕緣，翻轉片204既可以固定在翻轉片連接孔內，也可以固定于翻轉片連接孔的外部。[〇〇57]電流切斷結構203設置與翻轉片204的上方，包括固定部2031、斷開部2032和連接部2033,固定部2031與連接部2033通過斷開部2032連接。具體地，可以如圖3、5所示，固定部 2031和斷開部2032為一體結構，而連接部2033為分體結構；或者，如圖6所示，固定部2031、 斷開部2032和連接部2033為一體結構。通常，斷開部2032與固定部2031之間以及斷開部 2032與連接部2033之間至少一個位置會設置薄弱結構，以便在外力作用下使斷開部2032斷開，從而將連接部2033與固定部2031之間電斷開；固定部2031固定且電連接于頂蓋片10;在二次電池內部發(fā)生異常時，翻轉片204能夠在二次電池內部壓力超過基準壓力時斷開部 2032向靠近連接板201的方向運動并斷開，即翻轉使固定部2031脫離與連接部2033的電連接狀態(tài)，且翻轉片204翻轉后，頂蓋片10經(jīng)翻轉片204、斷開部2032至連接部2033的線路處于斷路狀態(tài)。[〇〇58]上述實施例在頂蓋片10上設置翻轉片連接孔，將電流切斷結構203設置在翻轉片204的上方，翻轉片204固定在頂蓋片，能夠使電流切斷結構203以及翻轉片204基本不占用電池內部空間，從而大幅提高電池的能量密度和電池內部的空間利用率。[〇〇59] 上述實施例中，常態(tài)時，頂蓋片10依次通過固定部2031、斷開部2032以及連接部 2033才能與連接板201實現(xiàn)電連接。需要說明的是，“依次通過”并不局限于只有頂蓋片10、 固定部2031、斷開部2032、連接部2033以及連接板201幾個部件，當頂蓋片10、固定部2031、 斷開部2032、連接部2033以及連接板201中的任意兩個之間增加其它部件時也可以。上述實施例中，連接板201上可以設置有容納腔2011，容納腔2011朝向頂蓋片10的一側貫通，容納腔2011與斷開部2032相對，以能夠提供翻轉片204翻轉后為容納斷開部2032提供更大的容納空間。
[0060]具體地，翻轉片204如圖1-7所示，包括翻轉部2041與凸頭2042,翻轉部2041為片狀環(huán)面結構，其邊緣與翻轉片連接孔密封連接；凸頭2042連接于翻轉部2041，且向電流切斷結構203的下表面凸出，凸頭2042與斷開部2032相對，凸頭2042與容納腔201相對，且凸頭2042 與連接部2033不接觸。凸頭2042的主要作用是克服翻轉片204與斷開部2032之間的距離，在二次電池內部壓力超過基準壓力時使二者能夠順利地進行緊密接觸。翻轉片204與斷開部 2032之間的間距越大，凸頭2042的長度也就越大。凸頭2042的頂端面最好采用平面，這樣與斷開部2032的接觸更為緊密，作用力更大。
[0061]上述實施例中，薄弱結構可以為壓痕，也可以為其它結構，如多條連接筋，優(yōu)選為壓痕，壓痕的厚度同時小于斷開部2032的厚度和固定部2031的厚度，以方便加工成型。 [〇〇62]本申請的壓痕的一種實施例為僅設于固定部2031與斷開部2032之間或者斷開部 2032與連接部2033之間，如圖3-5所示，壓痕僅設于固定部2031與斷開部2032之間，斷開部 2032為柱體結構，位于電流切斷結構203的中部，此方案中，優(yōu)選凸頭2042位于翻轉部2041 的中部，與斷開部2032相對，以更好地抵推斷開部2032，實現(xiàn)迅速斷開。[〇〇63] 在該方案中，頂蓋片10經(jīng)翻轉片204、斷開部2032至連接部2033形成的絕緣流路， 以使翻轉片204翻轉后，頂蓋片10經(jīng)翻轉片204、斷開部2032至連接部2033的線路處于斷路狀態(tài)，進而保證頂蓋片10與連接板201的電斷開。第一種方式:翻轉部2041與頂蓋片10之間絕緣固定，翻轉部2041與頂蓋片10之間可以通過絕緣膠固定，如氟龍、絕緣漆或其它絕緣材料，或者采用普通方式固定，但二者之間至少有一者表面采用陽極氧化絕緣處理，也可以二者之間設置絕緣塑膠，如PET、PE、PP等塑膠。另一種方式:或者凸頭2042與斷開部2032之間的一端設有第二絕緣件，可以設于凸頭2042的上表面，也可以設于斷開部2041的下表面，或者凸頭2042的上表面與斷開部2032的下表面;第二絕緣件可以為通過陽極氧化絕緣處理形成的絕緣膜，也可以為絕緣膠，如氟龍、絕緣漆或其它絕緣材料，或者如PET、PE、PP等的絕緣塑膠。[〇〇64] 本申請壓痕的另一種實施例為固定部2031與斷開部2032之間、斷開部2032與連接部2033之間同時設有壓痕，如圖6-7所示，兩個壓痕之間的部分為斷開部2032,此時凸頭 2042與斷開部2032均為環(huán)形結構，連接部2033為柱體結構，位于環(huán)形結構的中部。更進一步，該方案中的凸頭2042的斷面優(yōu)選為工字型結構，以防止在翻轉片204翻轉后，凸頭2042 與兩側的固定部2031、連接部2033發(fā)生電連接。在固定部2031與斷開部2032之間、斷開部 2032與連接部2033之間同時設有壓痕的方案中，無論翻轉部2041與頂蓋片10之間是否絕緣固定，和/或凸臺2042靠近斷開部2041的一端是否設有第二絕緣件，具體設置方式參照上一實施例，翻轉片204翻轉后，頂蓋片10經(jīng)翻轉片204、斷開部2032至連接部2033的線路均處于斷路狀態(tài)，均能使頂蓋片10與連接板201完全斷開。當然，在該方案中，翻轉部2041與頂蓋片 10之間，和/或凸臺2042靠近斷開部2041的一端也可以設有第二絕緣件，且該方案中，優(yōu)選第二絕緣件設于凸頭2042的側壁，以更好地保證翻轉片204翻轉后頂蓋片10與連接部2033 的電斷開。[〇〇65]上述各實施例中的容納腔2011可以為盲孔，即容納腔2011為由連接板201的下表面向內凹陷形成，連接部2033遠離斷開部2032的一端與盲孔的內壁電連接，如圖3、6所示。 連接部2033可以與盲孔的側壁電連接，也可以連接于盲孔的底面，但在連接于底面的方案中，若僅設有一條壓痕，斷開部2032為了實現(xiàn)向容納腔2011的內部運動，連接部2033和斷開部2032至少有一者為彈性體，優(yōu)選連接部2033為彈性體，以便在二次電池內部壓力超過基準壓力時使斷開部2032更易斷開。其它方案中，連接部2033和斷開部2032既可以為彈性體， 也可以為剛性體。[〇〇66]上述各實施例中的容納腔2011也可以為貫通孔，或者僅容納腔2011的局部開設有通孔，即在遠離電流切斷結構203的一側設有通孔，以方便安裝。連接部2033遠離斷開部 2032的一端既可以直接與貫通孔或者通孔的內壁電連接;也可以伸出貫通孔或者通孔與連接板201的外側電連接，如圖5所示。在連接部2033伸出貫通孔或者通孔的一端可以與連接板201固定連接，也可以與連接板201搭接，尤其是在僅設有一個壓痕的實施例中，在凸頭 2042抵推斷開部2032的過程中，連接部2033隨著斷開部2032的運動而向遠離頂蓋片10的方向運動，通過搭接結構能夠減少運動阻力。也可以連接部2033的兩端分別與連接板201、斷開部2032固定連接，此時需要斷開部2032與連接部2033至少有一者為彈性體，以保證正常狀態(tài)時頂蓋片10與連接板201電連接的可靠性，在本實施例中，優(yōu)選斷開部2032為非彈性體，以便在二次電池內部壓力超過基準壓力時使斷開部2032更易斷開。在固定部2031與斷開部2032之間、斷開部2032與連接部2033之間同時設有壓痕的實施例中，連接部2033、斷開部2032可以為彈性體，也可以為非彈性體。[〇〇67]上述各實施例中的連接部2033可以為U型結構，也可以為S型結構，或者塊狀結構， 在容納腔2011為盲孔的實施例中，優(yōu)選為U型結構，其一邊與斷開部2032電連接，另一邊與盲孔的底部電連接，以方便連接和安裝。[〇〇68] 在上述各實施例中，連接部2033與斷開部2032、固定部2031可以為一體結構，如圖 6所示，也可以為分體結構，如圖3、5所示。頂蓋片10、固定部2031以及斷開部2032可以為一體結構，連接部2033連接于斷開部2032;更進一步，電流切斷結構203與頂蓋片10可以為一體結構，也可以為分體結構，優(yōu)選為一體結構，以減少裝配工序。[〇〇69] 翻轉片204也可以為一體結構，進一步翻轉片204與頂蓋片10也可以為一體結構， 以減少裝配工序。當然翻轉片204與頂蓋片10也可以為分體結構。
[0070]本申請還提供了一種二次電池，采用上述實施例中的二次電池頂蓋和電芯，在上述各實施例中，電芯可以與頂蓋片10電連接;而在翻轉片204與頂蓋片10絕緣固定，且在固定部2031與斷開部2032之間、斷開部2032與連接部2033之間同時設有壓痕的方案中，電芯也可以與翻轉片204電連接，其中在常態(tài)時凸頭2042需要與斷開部2032貼合，以實現(xiàn)電連接。采用上述二次電池，能夠提高該二次電池的能量密度。
[0071]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，對于本領域的技術人員來說，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，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。
【主權項】
1.一種二次電池頂蓋，其特征在于，包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元，所述第一電極單元包括連接板、翻轉片、第一絕緣件以及電流切斷結構，所述連接板通過所述第一絕緣件固定在所述頂蓋片的上表面；所述第一絕緣件設有貫穿孔；所述頂蓋片設置有翻轉片連接孔，所述翻轉片連接孔與所述貫穿孔相對，所述翻轉片 固定在所述頂蓋片且密封所述翻轉片連接孔；所述電流切斷結構設置于所述翻轉片的上方;所述電流切斷結構包括固定部、斷開部 和連接部，所述固定部與所述連接部通過所述斷開部連接;所述固定部固定且電連接于所 述頂蓋片;所述第二電極單元與所述頂蓋片電絕緣，所述翻轉片能夠在二次電池內部壓力 超過基準壓力時翻轉使所述固定部脫離與所述連接部的電連接狀態(tài)，且所述翻轉片翻轉 后，所述頂蓋片經(jīng)所述翻轉片、所述斷開部至所述連接部的線路處于斷路狀態(tài)。2.根據(jù)權利要求1所述的二次電池頂蓋，其特征在于，常態(tài)時，所述頂蓋片依次通過所 述固定部、所述斷開部以及所述連接部才能與所述連接板實現(xiàn)電連接。3.根據(jù)權利要求1所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述翻轉片包括翻轉部與凸頭， 所述翻轉部為片狀環(huán)面結構，其邊緣與所述頂蓋片連接;所述凸頭連接于所述翻轉部，且向 所述電流切斷結構的下表面凸出，所述凸頭與所述斷開部相對，且與所述連接部之間不接 觸。4.根據(jù)權利要求3所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述連接板上設置有容納腔，所 述容納腔朝向所述頂蓋片的一側貫通，所述容納腔與所述斷開部相對。5.根據(jù)權利要求4所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述容納腔遠離所述電流切斷結 構的一側設有通孔，所述連接部遠離所述斷開部的一端伸出所述通孔，并與所述連接板電連接。6.根據(jù)權利要求4所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述斷開部和所述連接部為一體結構。7.根據(jù)權利要求4所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述容納腔為由所述連接板的下 表面向內凹陷形成的盲孔，所述連接部遠離所述斷開部的一端與所述盲孔的內壁電連接。8.根據(jù)權利要求7所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述連接部為U型結構，且其一邊 與所述斷開部電連接，另一邊與所述盲孔的底部電連接。9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述固定部與所述斷開 部之間和/或所述斷開部與所述連接部之間設有壓痕，所述壓痕的厚度同時小于所述斷開 部的厚度和所述固定部的厚度。10.根據(jù)權利要求9所述的二次電池頂蓋，其特征在于，僅所述固定部與所述斷開部之 間設有所述壓痕，所述連接部為彈性體。11.根據(jù)權利要求3所述的二次電池頂蓋，其特征在于，還包括第二絕緣件，所述第二絕 緣件設置在所述凸頭與所述斷開部之間。12.根據(jù)權利要求11所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述第二絕緣件設置在所述凸 頭的上表面或者所述斷開部的下表面。13.根據(jù)權利要求1所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述翻轉片與所述頂蓋片絕緣固定。14.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述電流切斷結構與 所述頂蓋片為一體結構。15.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的二次電池頂蓋，其特征在于，所述翻轉片與所述頂 蓋片為一體結構。16.—種二次電池，其特征在于，包括權利要求1至15任一項所述的二次電池頂蓋。
【文檔編號】H01M2/34GK205692876SQ201620652734
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月27日 公開號201620652734.2, CN 201620652734, CN 205692876 U, CN 205692876U, CN-U-205692876, CN201620652734, CN201620652734.2, CN205692876 U, CN205692876U
【發(fā)明人】李全坤, 郭劍, 鄧平華, 王鵬, 朱凌波
【申請人】寧德時代新能源科技股份有限公司