本發(fā)明屬于二次電池制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種能夠避免焊接問題的二次電池及其頂蓋。

背景技術(shù)：

在二次電池(例如鋰離子電池)的制造過程中，在電芯入殼后，需要將頂蓋與殼體進(jìn)行激光焊接，為電池注液做好準(zhǔn)備。

請參閱圖1至圖3，頂蓋1與殼體2之間激光焊接的具體過程是：分別對頂蓋焊接區(qū)域的上表面11和連接接觸面13、殼體焊接區(qū)域的上表面21和連接接觸面22進(jìn)行清潔，然后壓平二者的焊接區(qū)域上表面11和21，最后將接觸部分用激光滿焊的方式進(jìn)行密封，焊接完后形成滿焊焊縫3。

請參閱圖4，為保證焊縫3的可靠性，在確保不焊穿頂蓋1的前提下，為獲得較深的焊縫，目前一般采用深熔焊的方式進(jìn)行焊接。在深熔焊過程中，激光4的功率密度超過10⁶w/cm²，工件表面將產(chǎn)生高壓蒸汽32，蒸汽脫離熔池34時產(chǎn)生的強烈反沖壓力會生成細(xì)長的激光匙孔33。一旦材料表面張力超過蒸汽反沖壓力，激光匙孔33就會瓦解，導(dǎo)致蒸汽被困在熔池34內(nèi)而形成氣孔35。氣孔35的存在將使焊縫3的強度大幅降低(通常是母材的50％-75％)，這樣的焊縫3存在很大的安全隱患。

另外，若頂蓋1或殼體2的焊接區(qū)域清潔不干凈，焊接過程中除了會產(chǎn)生上述氣孔缺陷外，還會產(chǎn)生飛濺、咬邊等缺陷，尤其是當(dāng)靠近頂蓋倒角12的焊接區(qū)域存在低熔點污染物的情況下，焊接產(chǎn)生的飛濺物會直接進(jìn)入電池內(nèi)部，而焊縫3的表面卻無異常，這類電池存在很大的性能隱患，但是卻很難檢出。

近年來，出現(xiàn)了一些能顯著減少焊接氣孔的特殊激光技術(shù)，例如擺動激光、雙光束激光等，但這些特殊激光技術(shù)在國內(nèi)還是空白，需要投入大量資金從國外引進(jìn)。當(dāng)然，國內(nèi)一些公司/科研結(jié)構(gòu)使用低功率密度的熱導(dǎo)焊方式也能抑制氣孔的產(chǎn)生，但加工效率較低。而且，除了嚴(yán)格控制焊接區(qū)域的表面清潔外，目前還沒有任何的技術(shù)手段能有效抑制焊接飛濺、咬邊等缺陷的發(fā)生，嚴(yán)格的清潔要求勢必會增加生產(chǎn)成本和降低生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的二次電池及其頂蓋，通過頂蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)置來抑制激光焊接不良缺陷的發(fā)生，并且在發(fā)生焊接不良的情況下，依舊能夠通過頂蓋的結(jié)構(gòu)防止焊接飛濺物掉入電池內(nèi)部。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種二次電池頂蓋，其包括用于與殼體焊接連接的頂蓋焊接區(qū)域，頂蓋焊接區(qū)域設(shè)有朝向殼體的連接接觸面；所述頂蓋焊接區(qū)域的連接接觸面上開設(shè)有沿其焊接長度方向延伸的通氣通路，通氣通路將頂蓋焊接區(qū)域分為用于與殼體焊接連接的焊接連接部和用于抵頂殼體以避免飛濺物落入電池內(nèi)部的飛濺物阻擋部。

作為本發(fā)明二次電池頂蓋的一種改進(jìn)，所述通氣通路分布在連接接觸面的整個焊接長度上。

作為本發(fā)明二次電池頂蓋的一種改進(jìn)，所述通氣通路的橫截面為矩形、v形或弧形。

作為本發(fā)明二次電池頂蓋的一種改進(jìn)，所述通氣通路的高度l和深度h均為0.3～2mm。

作為本發(fā)明二次電池頂蓋的一種改進(jìn)，所述焊接連接部的厚度h1為0.2～2mm。

作為本發(fā)明二次電池頂蓋的一種改進(jìn)，所述飛濺物阻擋部最薄處的厚度h2不小于0.3mm，最厚處的厚度h3不大于2mm。

作為本發(fā)明二次電池頂蓋的一種改進(jìn)，所述頂蓋為片體，連接接觸面為頂蓋的外周面。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種二次電池，其包括頂蓋、殼體和電芯；電芯收容于殼體中，頂蓋焊接于殼體的開口而實現(xiàn)電芯的密封；所述頂蓋為上述任一段落所述的二次電池頂蓋。

作為本發(fā)明二次電池的一種改進(jìn)，所述頂蓋與殼體之間的焊縫的熔池深度大于焊接連接部的厚度h1，且小于焊接連接部的厚度h1與通氣通路的高度l之和。

作為本發(fā)明二次電池的一種改進(jìn)，所述殼體也設(shè)有連接接觸面；焊接前，頂蓋的焊接連接部和飛濺物阻擋部均抵頂在殼體的連接接觸面上；焊接時，通氣通路在激光匙孔瓦解后為高壓蒸汽提供逃逸路徑而避免在熔池內(nèi)形成氣孔，同時，焊接過程中產(chǎn)生的多余熔池金屬和飛濺物都會被飛濺物阻擋部阻擋而留在通氣通路中。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明二次電池頂蓋通過在頂蓋焊接區(qū)域的連接接觸面上開設(shè)通氣通路，有效解決了激光焊接產(chǎn)生氣孔的問題，還減少了焊接飛濺、咬邊的發(fā)生，同時避免了焊接產(chǎn)生的飛濺物直接掉入電池內(nèi)部，即便出現(xiàn)焊接不良，也只需進(jìn)行補焊即可。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明二次電池、頂蓋及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1為二次電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有二次電池的頂蓋與殼體在焊接前的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中的頂蓋與殼體經(jīng)激光焊接后的焊縫連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為現(xiàn)有二次電池的頂蓋與殼體在焊接過程中形成氣孔的原理解析圖。

圖5為本發(fā)明二次電池的頂蓋與殼體在焊接前的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為對圖5中的頂蓋與殼體進(jìn)行激光焊接的過程示意圖。

圖7為圖5中的頂蓋與殼體經(jīng)激光焊接后的焊縫連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施例

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。

請參閱圖1和圖5，本發(fā)明二次電池包括頂蓋1、殼體2和電芯(圖未示)。其中，電芯收容于殼體2中，頂蓋1焊接于殼體2的開口而實現(xiàn)電芯的密封。

頂蓋1包括用于與殼體2焊接連接的頂蓋焊接區(qū)域，頂蓋焊接區(qū)域設(shè)有朝向殼體2的連接接觸面。頂蓋焊接區(qū)域的連接接觸面上開設(shè)有沿其焊接長度方向延伸的通氣通路501。通氣通路501優(yōu)選為分布在連接接觸面的整個焊接長度上，將頂蓋焊接區(qū)域分為焊接連接部16和飛濺物阻擋部17；連接接觸面位于焊接連接部16的部分為焊接連接面160，位于飛濺物阻擋部17的部分為抵頂面170。

通氣通路501的橫截面優(yōu)選為矩形，但也可以是v形或弧形等形狀，只要能夠起到導(dǎo)出焊接蒸汽的作用即可，可以采用機(jī)加工、多道沖壓等工藝獲得。通氣通路501的底面即為飛濺物阻擋部17的阻擋面172。

在尺寸方面，通氣通路501的高度l和深度h均為0.3～2mm，焊接連接部16的厚度h1為0.2～2mm；飛濺物阻擋部最薄處的厚度h2不小于0.3mm，最厚處的厚度h3不大于2mm。

請參閱圖5～7，頂蓋1與殼體2的焊接過程為：

首先，對頂蓋焊接區(qū)域的上表面11和連接接觸面、殼體焊接區(qū)域的上表面21和連接接觸面進(jìn)行適當(dāng)清潔，然后壓平二者的焊接區(qū)域上表面11和21，完成圖如圖5所示；此時，焊接連接部16的焊接連接面160和飛濺物阻擋部17的抵頂面170均抵頂在殼體2的連接接觸面上。

然后，采用激光4對頂蓋1與殼體2進(jìn)行焊接。焊接時，通過控制激光4的功率密度，使熔池34的深度大于焊接連接部16的厚度h1，且小于焊接連接部16的厚度h1與通氣通路501的高度l之和，以確保焊接時激光匙孔33能形成通孔且不會焊穿飛濺物阻擋部17；焊接過程中，高壓蒸汽32脫離熔池34時產(chǎn)生的反沖壓力會穿透焊接連接部16形成激光匙孔33，激光匙孔33不僅與外界連通，而且還形成通孔與通氣通路501連通。若焊接過程中材料的表面張力超過蒸汽反沖壓力造成激光匙孔33瓦解，以致不能與外界連通，被阻隔的高壓蒸汽32就會經(jīng)通孔進(jìn)入通氣通路501，形成氣流32a和32b從通氣通路501逃逸，而不會停留在熔池34內(nèi)形成氣孔。另一方面，由于飛濺物阻擋部17的抵頂面170抵頂在殼體2的連接接觸面上，焊接過程中產(chǎn)生的多余熔池金屬和飛濺物都會被飛濺物阻擋部17的阻擋面172阻擋而留在通氣通路501中，無法落入電池內(nèi)部，最終形成的焊縫30如圖7所示。顯然，通氣通路501的空間越大，容納高壓蒸汽32的能力就越強，抑制焊接飛濺、咬邊等由低熔點異物造成的缺陷的能力也越強。

在圖示實施方式中，頂蓋1為矩形片體，連接接觸面為頂蓋1的外周面，因此通氣通路501也設(shè)于頂蓋外周面上，但在不同種類、形狀的二次電池中，頂蓋1還可以有以下變化：1)頂蓋1的形狀也可以為圓形、多邊形或不規(guī)則的形狀(如異形電池)，使得連接接觸面為規(guī)則或不規(guī)則形狀的外周壁，這并不影響本發(fā)明的實施，只需將通氣通路501沿連接接觸面的焊接長度設(shè)置即可；2)根據(jù)實際需要，頂蓋1也可能以其他表面為連接接觸面，如下表面、彎折部的內(nèi)側(cè)面等，這也不會影響本發(fā)明的實施，只需將通氣通路501直接設(shè)置在連接接觸面上即可。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明二次電池頂蓋通過在頂蓋焊接區(qū)域的連接接觸面上開設(shè)通氣通路501，有效解決了激光焊接產(chǎn)生氣孔的問題，還減少了焊接飛濺、咬邊的發(fā)生，同時避免了焊接產(chǎn)生的飛濺物直接掉入電池內(nèi)部，即便出現(xiàn)焊接 不良，也只需進(jìn)行補焊即可。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施例進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施例，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。