二次電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種二次電池，其包括：金屬殼體；電芯，收容于金屬殼體內(nèi)；電解液，灌注于金屬殼體內(nèi)并浸潤電芯；頂蓋，密封安裝在金屬殼體的上部；以及第一極柱及第二極柱，極性相反，設(shè)置于頂蓋且分別與電芯的兩極電連接。其中，第一極柱與頂蓋電連接，第二極柱與頂蓋絕緣。所述二次電池還包括：金屬薄片，設(shè)置在電芯的至少一個(gè)外表面上，電連接于第二極柱且與第一極柱絕緣；以及絕緣薄膜，設(shè)置有多個(gè)孔，固定于設(shè)置在電芯的外表面的金屬薄片上；其中，當(dāng)二次電池受到外部撞擊或擠壓導(dǎo)致金屬薄片變形時(shí)，金屬薄片變形而穿過絕緣薄膜的孔，以形成凸起且該凸起與金屬殼體相互接觸并電連接，以使第一極柱和第二極柱形成外短路。
【專利說明】
二次電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儲能器件領(lǐng)域，尤其涉及一種二次電池。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動車的發(fā)展、普及，電池能量密度不斷提高，電動車安全事故也頻繁發(fā)生，電池安全性日漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。為了確保鋰離子二次電池的安全性，國內(nèi)和國際上都制定了嚴(yán)格的鋰離子電池濫用測試標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)QCT743-2006、USABC等的要求，濫用實(shí)驗(yàn)，如擠壓、針刺、碰撞、跌落等成為衡量動力電池安全性的一個(gè)重要指標(biāo)，但目前的電池?zé)o法完全滿足其要求。
[0003]在以上安全事故及濫用實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)短路造成的熱失控成為電池失效的一個(gè)重要原因，其涉及陰極、陽極、電解液等的熱穩(wěn)定性，熱傳導(dǎo)性等，分析解決較為困難。而在電池發(fā)生內(nèi)短路之前，通過外短路釋放掉部分能量，避免內(nèi)短路產(chǎn)生熱失控成為解決該問題的一種有效手段。
[0004]于2013年9月25日公布的中國專利申請公布號為CN103326061A的專利文獻(xiàn)公開了一種鋰離子二次電池，其在電池殼體與電池芯之間設(shè)置轉(zhuǎn)接片結(jié)構(gòu)，將轉(zhuǎn)接片連接至電池頂蓋的對應(yīng)一個(gè)極柱，另一極柱與電池外殼體相連，在電池殼體受到外力導(dǎo)致壓潰時(shí)轉(zhuǎn)接片的接觸部與電池外殼體接觸，實(shí)現(xiàn)鋰離子二次電池正負(fù)極之間的外短路。
[0005]上述設(shè)計(jì)在實(shí)際使用過程中存在諸多缺陷，特別是在實(shí)際使用過程中，轉(zhuǎn)接片位置的偏移以及外殼體細(xì)微的凹陷，都有可能直接造成電池的短路失效；同時(shí)金屬轉(zhuǎn)接片并不能確保各方向、各位置點(diǎn)電池外殼的局部壓潰都能夠有效實(shí)現(xiàn)外短路的形成。
[0006]于2013年9月18日公布的中國專利申請公布號為CN103311569A的專利文獻(xiàn)公開了一種鋰離子動力電池，其在電池殼體與電芯之間設(shè)置有安全組件結(jié)構(gòu)，通過在電芯與電池外殼之間設(shè)置金屬板和絕緣隔膜層，使電池在釘刺等刺穿條件下能夠使得電池外殼與金屬板接觸，實(shí)現(xiàn)外短路放電。
[0007]然而該設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一定的缺陷，主要是絕緣隔膜的存在使得電池只有在針刺等極端條件下才能夠?qū)崿F(xiàn)外短路放電的功效，在電池?cái)D壓折損等導(dǎo)致內(nèi)短路時(shí)，該安全組件并不能有效的工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種二次電池，其能有效地提高二次電池的安全性。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種二次電池，其包括:金屬殼體；電芯，收容于金屬殼體內(nèi)；電解液，灌注于金屬殼體內(nèi)并浸潤電芯；頂蓋，密封安裝在金屬殼體的上部；以及第一極柱及第二極柱，極性相反，設(shè)置于頂蓋且分別與電芯的兩極電連接。其中，第一極柱與頂蓋電連接，第二極柱與頂蓋絕緣。所述二次電池還包括:金屬薄片，設(shè)置在電芯的至少一個(gè)外表面上，電連接于第二極柱且與第一極柱絕緣；以及絕緣薄膜，設(shè)置有多個(gè)孔，固定于設(shè)置在電芯的外表面的金屬薄片上；其中，當(dāng)二次電池受到外部撞擊或擠壓導(dǎo)致金屬薄片變形時(shí)，金屬薄片變形而穿過絕緣薄膜的孔，以形成凸起且該凸起與金屬殼體相互接觸并電連接，以使第一極柱和第二極柱形成外短路。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0011]采用金屬薄片和絕緣薄膜配合，確保二次電池因受到外部撞擊或擠壓發(fā)生內(nèi)短路之前，金屬薄片與金屬殼體相互接觸使二次電池發(fā)生外短路，釋放掉二次電池的部分能量，從而減小內(nèi)短路時(shí)的短路功率，避免內(nèi)短路時(shí)由于二次電池?zé)崾Э囟鸹稹⒈?。釋放部分能量后，即使二次電池被繼續(xù)擠壓發(fā)生內(nèi)短路，剩余的能量也不會使二次電池發(fā)生熱失控而導(dǎo)致起火、爆炸，從而有效地提高了二次電池的安全性，而且結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的一實(shí)施例的正視剖開圖；
[0013]圖2為圖1的右側(cè)視剖開圖；
[0014]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的絕緣薄膜的俯視圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型的二次電池受到外部撞擊或擠壓時(shí)的局部效果示意圖；
[0016]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的另一實(shí)施例的右側(cè)視剖開圖。
[0017]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0018]I金屬殼體 51凸起
[0019]2電芯6絕緣薄膜
[0020]21外表面 61孔
[0021]3頂蓋7A第一連接部
[0022]4A第一極柱 7B第二連接部
[0023]4B第二極柱 8絕緣墊片
[0024]5金屬薄片

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池。
[0026]參照圖1至圖5，根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池包括:金屬殼體I ;電芯2，收容于金屬殼體I內(nèi)；電解液(未不出)，灌注于金屬殼體I內(nèi)并浸潤電芯2 ;頂蓋3,密封安裝在導(dǎo)電殼體I的上部；以及第一極柱4A及第二極柱4B，極性相反，設(shè)置于頂蓋3且分別與電芯2的兩極電連接。其中，第一極柱4A與頂蓋3電連接，第二極柱4B與頂蓋3絕緣。所述二次電池還包括:金屬薄片5,設(shè)置在電芯2的至少一個(gè)外表面21上，電連接于第二極柱4B且與第一極柱4A絕緣；以及絕緣薄膜6，設(shè)置有多個(gè)孔61，固定于設(shè)置在電芯2的外表面21的金屬薄片5上；其中，當(dāng)二次電池受到外部撞擊或擠壓導(dǎo)致金屬薄片5變形時(shí)(參照圖4，箭頭所示的方向?yàn)樽矒艋驍D壓的方向)，金屬薄片5變形而穿過絕緣薄膜6的孔61，以形成凸起51且該凸起51與金屬殼體I相互接觸并電連接，以使第一極柱4A和第二極柱4B形成外短路。在此需說明的是，電芯2的兩極為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的電芯2的正極、負(fù)極，即第一極柱4A及第二極柱4B分別與電芯2的對應(yīng)兩極電連接。
[0027]本實(shí)用新型的二次電池采用金屬薄片5和絕緣薄膜6配合，確保二次電池因受到外部撞擊或擠壓發(fā)生內(nèi)短路之前，金屬薄片5與金屬殼體I相互接觸使二次電池發(fā)生外短路，釋放掉二次電池的部分能量，從而減小內(nèi)短路時(shí)的短路功率，避免內(nèi)短路時(shí)由于二次電池?zé)崾Э囟鸹?、爆炸。釋放部分能量后，即使二次電池被繼續(xù)擠壓發(fā)生內(nèi)短路，剩余的能量也不會使二次電池發(fā)生熱失控而導(dǎo)致起火、爆炸，從而有效地提高了二次電池的安全性，而且結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)。
[0028]在根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池中，絕緣薄膜6固定于設(shè)置在電芯2的外表面21的金屬薄片5上，其中，固定方式可為膠連，也可為熱壓。
[0029]在根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的一實(shí)施例中，參照圖1和圖2，所述二次電池還可包括:第一連接部7A及第二連接部7B，分別電連接在第一極柱4A和第二極柱4B和電芯2的兩極之間；其中，金屬薄片5連接在第二連接部7 B上。
[0030]在根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的一實(shí)施例中，參照圖1、圖2、圖3，所述二次電池還可包括:絕緣墊片8，圍繞第二極柱4B設(shè)置于第二極柱4B和頂蓋3之間，使第二極柱4B和頂蓋3絕緣。
[0031]在根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的一實(shí)施例中，參照圖3，絕緣薄膜6上的孔61的形狀可為圓形、腰形或方形中的一種。在圖3所示的例子中，絕緣薄膜6上的孔61的形狀為圓形，但實(shí)際中不限于此。
[0032]在根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的一實(shí)施例中，絕緣薄膜6的孔隙率為5%?50%，優(yōu)選為20%?30%。
[0033]在絕緣薄膜6的一實(shí)施例中，絕緣薄膜6的厚度為0.0Imm?4mm,優(yōu)選為0.02mm?0.1mm0
[0034]在絕緣薄膜6的一實(shí)施例中，絕緣薄膜6的材料選自聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一種，優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0035]在金屬薄片5的一實(shí)施例中，金屬薄片5可為銅箔，但是金屬薄片5并不限于銅箔，只要具有較好延展性的金屬薄片即可。
[0036]在金屬薄片5的一實(shí)施例中，金屬薄片5的厚度可為0.0lmm?5mm，優(yōu)選為0.1mm ?1.0mm0
[0037]在根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池的一實(shí)施例中，電芯2可為卷繞式電芯或疊片式電
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[0038]在一實(shí)施例中，參照圖1和圖2，金屬薄片5可設(shè)置在電芯的相對的兩個(gè)寬的外表面21 (圖2中為紙面中的左側(cè)的外表面21和右側(cè)的外表面21)上。當(dāng)然，本發(fā)明不限于此，以長方體電芯為例，金屬薄片5可設(shè)置在電芯的左側(cè)的外表面(由圖1的左側(cè)的附圖標(biāo)記21指示)、右側(cè)的外表面(由圖1的右側(cè)的附圖標(biāo)記21指示)、上側(cè)的外表面(由圖1、圖
2、圖5的上側(cè)的附圖標(biāo)記21指示)、下側(cè)的外表面(由圖1、圖2、圖5的下側(cè)的附圖標(biāo)記21指不)、如側(cè)的外表面(由圖2和圖5的左側(cè)的附圖標(biāo)記21指不)、以及后側(cè)的外表面(由圖2和圖5的右側(cè)的附圖標(biāo)記21指示)之中的單一外表面21上或任意組合的外表面21上，在圖5示出的例子中，金屬薄片5設(shè)置在電芯的前側(cè)的外表面21、后側(cè)的外表面21、上側(cè)的外表面21、以及下側(cè)的外表面21上。
[0039]此外，圖1、圖2和圖5中示出及在本文中具體說明的例子僅是長方形形狀的二次電池，但是本實(shí)用新型的二次電池的形狀并不限于長方形形狀，也可為非長方形形狀，當(dāng)為非長方形形狀時(shí)，金屬薄片5的設(shè)置依據(jù)所述二次電池的外表面21的數(shù)量、形狀而改變。
[0040]最后說明的是，根據(jù)本實(shí)用新型的二次電池可以為鋰離子二次電池、鎳氫二次電池、鎳鎘二次電池、鉛酸二次電池等。
【權(quán)利要求】
1.一種二次電池，包括: 金屬殼體⑴； 電芯(2),收容于金屬殼體(I)內(nèi)； 電解液，灌注于金屬殼體(I)內(nèi)并浸潤電芯(2); 頂蓋(3)，密封安裝在金屬殼體(I)的上部；以及 第一極柱(4A)及第二極柱(4B)，極性相反，設(shè)置于頂蓋(3)且分別與電芯(2)的兩極電連接； 其特征在于， 第一極柱(4A)與頂蓋(3)電連接，第二極柱(4B)與頂蓋(3)絕緣； 所述二次電池還包括: 金屬薄片(5)，設(shè)置在電芯(2)的至少一個(gè)外表面(21)上，電連接于第二極柱(4B)且與第一極柱(4A)絕緣；以及 絕緣薄膜(6)，設(shè)置有多個(gè)孔(61)，固定于設(shè)置在電芯(2)的外表面(21)的金屬薄片(5)上； 其中，當(dāng)二次電池受到外部撞擊或擠壓導(dǎo)致金屬薄片(5)變形時(shí)，金屬薄片(5)變形而穿過絕緣薄膜(6)的孔(61)，以形成凸起(51)且該凸起(51)與金屬殼體(I)相互接觸并電連接，以使第一極柱(4A)和第二極柱(4B)形成外短路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述二次電池還包括: 第一連接部(7A)及第二連接部(7B)，分別電連接在第一極柱(4A)和第二極柱(4B)和電芯(2)的兩極之間； 其中，金屬薄片(5)連接在第二連接部(7B)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述二次電池還包括: 絕緣墊片(8)，圍繞第二極柱(4B)設(shè)置于第二極柱(4B)和頂蓋(3)之間，使第二極柱(4B)和頂蓋(3)絕緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，絕緣薄膜(6)上的孔￠1)的形狀為圓形、腰形或方形中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，絕緣薄膜￠)的孔隙率為5%?50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其特征在于，絕緣薄膜￠)的孔隙率為20%?30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，絕緣薄膜(6)的厚度為0.0lmm?4mm ο
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二次電池，其特征在于，絕緣薄膜(6)的厚度為0.02mm?0.1mm0
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，絕緣薄膜￠)的材料選自聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，絕緣薄膜￠)的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，金屬薄片(5)的厚度為0.0lmm?
5mm ο
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的二次電池，其特征在于，金屬薄片(5)的厚度為0.1mm?1.0mm0
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述電芯(2)為卷繞式電芯或疊片式電芯。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，金屬薄片(5)設(shè)置在電芯的相對的兩個(gè)寬的外表面(21)上。
【文檔編號】H01M2/34GK204088447SQ201420480890
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】王學(xué)輝, 陳小波, 武衛(wèi)忠 申請人:寧德新能源科技有限公司