本发明涉及二次电池技术领域,特别是涉及一种二次电池以及二次电池的制造方法。
背景技术:
随着新能源汽车的广泛应用,人们对二次电池的能量密度要求越来越高。目前二次电池主要包括外壳以及设置于外壳内的电极组件。目前,在壳体内安装电极组件的方式有两种,一种是先制成硬质外壳,然后将顶盖和电极组件整体插入硬质外壳内,最后将顶盖与硬质外壳焊接密封;另一种为将软质外壳冲压出凹坑,然后将电极组件放入凹坑内,最后再将凹坑密封。前一种方式,硬质外壳的壁厚需要做得较厚以保证强度,否则硬质外壳的开口端容易变形,使得顶盖和电极组件难以插入硬质外壳内,然而硬质外壳的壁厚做得较厚又会降低二次的能量密度;后一种方式,凹坑受到冲压工艺的限制无法做得太深,因此放入凹坑内的电极组件的厚度只能做得较薄,这不利于二次电池能量密度的提高。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种二次电池以及二次电池的制造方法。二次电池所包括的顶盖组件和电极组件可以预先完成组装,再在电极组件和顶盖组件外部加工制造出壳体,这样的加工制造方式,降低二次电池加工制造难度,同时提高二次电池的能量密度。
一方面,本发明实施例提出了一种二次电池,其包括:
电极组件,具有在高度方向上相对的两个端部;顶盖组件,顶盖组件的数量为两个,两个顶盖组件分别设置于电极组件的两个端部;壳体,包覆电极组件,壳体具有两个在高度方向上相对的开口端,两个开口端分别与两个顶盖组件密封连接,以形成容纳电极组件的密闭空间,壳体包括沿高度方向从一个顶盖组件延伸至另一个顶盖组件的密封对接部。
根据本发明实施例的一个方面,顶盖组件包括顶盖板,顶盖板伸入开口端并与壳体密封连接,顶盖板包括在长度方向上相对的两个自由端;密封对接部从一个顶盖板的自由端朝向另一个顶盖板的自由端延伸。
根据本发明实施例的一个方面,密封对接部的数量为一个,壳体通过一张片材沿电极组件的周向包覆电极组件形成,片材的两个边缘在电极组件的一侧层叠并被密封以形成层叠结构的密封对接部。
根据本发明实施例的一个方面,密封对接部的数量为两个,壳体通过两张片材扣合连接形成,以夹装电极组件,一张片材的两个边缘分别与另一张片材的两个边缘对应层叠并被密封以形成两个密封对接部,两个密封对接部位于电极组件的在长度方向上相对的两侧。
根据本发明实施例的一个方面,电极组件为扁平结构,电极组件上的外周面包括沿宽度方向相对的两个宽面和沿长度方向相对的两个窄面,密封对接部与窄面相对应设置。
根据本发明实施例的一个方面,窄面为圆弧面,密封对接部与窄面的中心位置相对应设置。
根据本发明实施例的一个方面,壳体为柔性结构,壳体的材质和顶盖板的材质均为塑胶。
根据本发明实施例的一个方面,密封对接部朝靠近电极组件的方向弯折,并与壳体上与伸入开口端的顶盖板相对应的外周表面相固定。
根据本发明实施例提供的本发明实施例的二次电池,不需要采用将电极组件插入壳体的方式进行组装,而是预先将电极组件和顶盖组件完成连接,然后在电极组件和顶盖组件外部使用壳体坯料包裹电极组件形成壳体。在组装过程中,不仅电极组件不会被壳体刮擦而发生损坏,同时也使得顶盖组件和电极组件焊接过程易于操作,两者之间不再需要预留过大的焊接空间,有效保证顶盖组件和电极组件形成的整体结构的紧凑性,有利于提高二次电池的能量密度。另外,本实施例的壳体坯料需要保持弹性和塑性以易于弯折变形,因此自身的厚度不需要也没有必要制造的过厚,因此可以使得完成加工制造的二次电池整体结构紧凑以及轻量化,有利于提高二次电池的能量密度。再者,由于本发明实施例的壳体是最后加工制造而成,因此电极组件的厚度不受壳体结构的影响或限制,从而可以根据产品要求,灵活选用合适厚度的电极组件来加工制造二次电池,进而有利于提高二次电池的能量密度。
另一个方面,根据本发明实施例提供一种二次电池的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
组装步骤,提供电极组件和两个顶盖组件,两个顶盖组件分别设置于电极组件沿高度方向相对的两个端部;
封装步骤,使用壳体封装电极组件,壳体通过片材包裹并封装电极组件形成,片材封装后形成沿高度方向从一个顶盖组件延伸至另一个顶盖组件的密封对接部,壳体具有沿高度方向相对的两个开口端,两个开口端分别与两个顶盖组件密封连接,以形成用于容纳电极组件的密闭空间。
根据本发明实施例的另一个方面,在封装步骤中,
壳体通过一张片材沿电极组件的周向包覆电极组件形成,片材的两个边缘在电极组件的一侧层叠并被密封以形成层叠结构的密封对接部;或者,
壳体通过两张片材扣合连接形成,以夹装电极组件,一张片材的两个边缘分别与另一张片材的两个边缘对应层叠并被密封以形成两个密封对接部,两个密封对接部位于电极组件的在长度方向上相对的两侧。
根据本发明实施例的另一个方面,在封装步骤之后,制造方法还包括:
将密封对接部朝靠近电极组件的方向折弯,并与壳体上与伸入开口端的顶盖组件相对应的外周表面相固定。
根据本发明实施例的另一个方面,在封装步骤中,通过热熔方式将壳体与顶盖组件密封连接。
附图说明
下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本发明一实施例的二次电池的局部剖视结构示意图;
图2是本发明一实施例的二次电池的整体结构示意图;
图3是图2中a处局部放大图;
图4是本发明另一实施例的二次电池的整体结构示意图;
图5是图4中b处局部放大图;
图6是本发明又一实施例的二次电池的整体结构示意图;
图7是本发明一实施例的二次电池的分解结构示意图;
图8是本发明一实施例的二次电池的制造方法流程图。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明:
1、电极组件;1a、宽面;1b、窄面;1c、轴线;
2、顶盖组件;21、顶盖板;
3、壳体;31、密封对接部;
98、第一区域;99、第二区域;
x、高度方向;y、长度方向;z、宽度方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理,但不能用来限制本发明的范围,即本发明不限于所描述的实施例。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明,下面结合图1至图7根据本发明实施例的二次电池进行详细描述。
图1示意性地显示了本发明一实施例的二次电池的局部剖视结构。图2示意性地显示了本发明一实施例的二次电池的整体结构。如图1和图2所示,本发明实施例的二次电池包括电极组件1、与电极组件1相连接的顶盖组件2以及用于封装电极组件1的壳体3。壳体3和顶盖组件2密封连接以封装电极组件1。壳体3为筒状结构,具有两个在高度方向x上相对的开口端。电极组件1具有在高度方向x上相对的两个端部。电极组件1的每个端部设置有伸出的极耳。顶盖组件2的数量为两个。两个顶盖组件2分别设置于电极组件1的两个端部,其中,每个顶盖组件2与对应端部上所设置的极耳电性连接。壳体3的两个开口端分别与两个顶盖组件2密封连接,以形成容纳电极组件1的密闭空间。如图3所示,壳体3包括沿高度方向x从一个顶盖组件2延伸至另一个顶盖组件2的密封对接部31。
本发明实施例的二次电池,首先将顶盖组件2与电极组件1电性连接组成一个半成品组件,然后使用壳体坯料包裹电极组件1和顶盖组件2。其次,将壳体坯料所包括的自由端部密封连接以形成密封对接部31,从而形成具有两个开口端的壳体3。最后,将壳体3的两个开口端分别与两个顶盖组件2密封连接,以密封电极组件1。这样,本发明实施例的二次电池不需要采用将电极组件1插入壳体3的方式进行组装,而是预先将电极组件1和顶盖组件2完成电性连接,然后在电极组件1和顶盖组件2外部使用壳体坯料直接加工制造出壳体3。在组装过程中,不仅电极组件1不会被壳体3刮擦而发生损坏,同时也使得顶盖组件2和电极组件1焊接过程易于操作,两者之间不再需要预留过大的焊接空间,有效保证顶盖组件2和电极组件1形成的整体结构的紧凑性,有利于提高二次电池的能量密度。另外,本实施例的壳体坯料需要保持弹性和塑性以易于弯折变形,因此自身的厚度不需要也没有必要制造的过厚,因此可以使得完成加工制造的二次电池整体结构紧凑以及轻量化,有利于提高二次电池的能量密度。再者,由于本发明实施例的壳体3是最后加工制造而成,因此电极组件的厚度不受壳体3结构的影响或限制,从而可以根据产品要求,灵活选用合适厚度的电极组件来加工制造二次电池,进而有利于提高二次电池的能量密度。
本发明实施例的顶盖组件2包括顶盖板21以及设置于顶盖板21上的电极端子。本实施例的壳体3与顶盖板21密封连接。本实施例的顶盖板21自身呈条状结构。顶盖板21具有预定的长度、宽度和高度。顶盖板21的高度方向与电极组件1的轴向相同。各个图示中,以顶盖板21的整体高度方向作为高度方向x,以顶盖板21的整体长度方向为长度方向y,以同时垂直于高度方向x和长度方向y的方向为宽度方向z。
顶盖板21的至少一部分插入于壳体3的开口端中,并与壳体3的开口端密封连接。顶盖板21包括在长度方向y上相对的两个自由端。密封对接部31从一个顶盖板21的自由端朝向另一个顶盖板21的自由端延伸。在一个示例中,密封对接部31沿高度方向x延伸。
如图1所示,本实施例的电极组件1为扁平结构。电极组件1上围绕自身轴线1c延伸的外周面包括相对的两个宽面1a和相对的两个窄面1b。两个宽面1a在与宽度方向z上相对设置。两个窄面1b在长度方向y上相对设置。壳体3所包括的密封对接部31与电极组件1的窄面1b相对应设置。在使用多个本实施例的二次电池并排设置以组成电池模组时,相邻的两个二次电池中各自所包括的电极组件1的宽面1a相互相对地设置,而电极组件1的窄面1b暴露于外部。这样,一方面,由于密封对接部31与电极组件1的窄面1b相对应设置,因此密封对接部31不会对相邻两个并排设置的二次电池造成位置干涉,使得相邻两个二次电池各自的宽面1a相互紧贴设置,两者之间不会留有缝隙,缩短多个二次电池在排列方向上的尺寸,有利于提高电池模组的能量密度。另一方面,在使用壳体坯料加工制造形成壳体3的过程中,为了增强壳体3与顶盖组件2之间的密封性,需要预先对壳体坯料所包括的自由端部进行拉伸操作,再对相邻两个自由端部进行连接固定操作以形成宽度较大的密封对接部31。然后释放两个自由端部,两个自由端部在弹性回复力的作用下,能够保证壳体3紧贴于顶盖组件2,也即壳体3对顶盖组件2施加的压应力较大,从而有利于提升壳体3与顶盖组件2之间的密封性。拉伸自由端部时,对自由端部施加的拉伸力的方向为远离电极组件1的方向。壳体坯料所包括的两个自由端部处于窄面1b一侧时,便于使用设备对两个自由端部进行夹持操作和拉伸操作。
在一个实施例中,电极组件1的窄面1b为圆弧面,也即窄面1b的与电极组件1的轴线1c相垂直的截面的轮廓线为圆弧线段。密封对接部31与电极组件1的窄面1b的中心位置相对应设置。该中心位置指的是在宽度方向z上的中心位置。使用壳体坯料制造壳体3过程中,对壳体坯料与窄面1b的中心位置相对应的两个相邻的自由端部施加远离电极组件1的拉伸力时,一个自由端部所受到的拉伸力和另一个自由端部所受到的拉伸力相等,从而使得一个自由端部的拉伸变形量和另一个自由端部的拉伸变形量相等,进而在释放由两个自由端部密封形成的密封连接部后,壳体3对顶盖板的自由端各区域施加的压力处于均衡状态,避免壳体3上与顶盖板21相对应的区域出现局部起皱而导致密封失效的情况,有效提高壳体3和顶盖板的自由端的密封效果。
在一个实施例中,壳体坯料为柔性材料,自身具有良好的弹性和塑性,易于弯折包裹电极组件1,也易于拉伸变形。壳体坯料受到预定拉伸力时,自身变形量较大。壳体坯料的材质和顶盖板21的材质均可以为成分相同的塑胶,也可以为成分不同的塑胶。壳体坯料所包括的相邻的两个自由端部之间可以通过热熔方式密封连接形成密封对接部31,以形成完整的壳体3。壳体坯料形成的壳体3和顶盖板21之间可以容易地通过热熔方式实现密封连接。这样,壳体坯料形成的壳体3对电极组件1的整体包裹性更好,与顶盖板21的密封状态更稳定。在一个实施例中,热熔方式可以是激光焊接、红外焊接或热封等。
本实施例的壳体坯料所包括的相邻两个自由端部密封对接后形成密封对接部31。图4示意性地显示了本发明另一实施例的二次电池的整体结构。如图4和图5所示,对该密封对接部31施加折弯应力,以使密封对接部31朝靠近电极组件1的方向弯折,并与壳体3上的外周表面相固定。壳体3上的外周表面指的是壳体3上与伸入开口端的顶盖板21相对应的外表面区域。在一个示例中,密封对接部31与壳体3上的外周表面粘接连接。这样,密封对接部31占用空间小,使得二次电池整体结构更加紧凑,有利于提高二次电池的能量密度。在密封对接部31完成折弯操作后,易于对壳体3和顶盖板21的周向表面进行密封连接以在两者之间形成环状密封区域,同时也有效保证壳体3上靠近密封对接部31的区域与顶盖板21之间保持良好的密封状态。
在一个实施例中,如图1至图5所示,壳体坯料为一张塑胶材质的片材。在将顶盖组件2和电极组件1完成组装后,使用片材沿电极组件1的周向包覆电极组件1,且自身的两个边缘(也即自由端部)在电极组件1的一侧层叠并被密封以形成一个层叠结构的密封对接部31,此时,壳体坯料形成具有两个开口端的壳体3。在一个示例中,片材的两个边缘可以通过热熔方式以形成密封的密封对接部31,本实施例的热熔方式可以是激光焊接、红外焊接或热封等。
本实施例中,一张片材的两个边缘(也即自由端部)在电极组件1的一侧层叠后,需要对层叠部分施加远离电极组件1的拉伸力,以使两个边缘被拉伸,便于后续形成宽度较大的密封对接部31。然后对被拉伸的层叠部分进行热熔操作,从而使得层叠部分密封以形成密封对接部31。最后,释放密封对接部31,在片材自身的弹性回复力作用下,密封对接部31朝靠近电极组件1方向移动,并可以对电极组件1施加较大的压应力,同时片材上靠近密封对接部31的区域也可以对电极组件1和顶盖板21施加较大的压应力,以紧贴电极组件1和顶盖板21。这样,壳体3对电极组件1的包裹性好,避免壳体3内部预留空间过大,缩小电极组件1活动空间,提高电极组件1的位置稳定性。另外,壳体3与顶盖板21之间紧密贴合,避免壳体3局部起皱情况,有利于提升两者密封性。
如图4和图5所示,对密封对接部31施加外部应力以使密封对接部31折弯至与壳体3的外周表面相接触的位置。然后沿壳体3的开口端的周向对壳体3和顶盖板21实施密封连接操作以在两者之间形成环状密封区域。在一个实施例中,沿壳体3的开口端的周向对壳体3和顶盖板21进行热熔焊接,以使壳体3和顶盖板21之间实现密封。本实施例的热熔焊接可以是激光焊接、红外焊接或热封等方式。如图5所示,壳体3上具有位于密封对接部31两侧的第一区域98和第二区域99。在密封对接部31折弯后,壳体3上靠近密封对接部31的第一区域98会与顶盖板21之间留有缝隙。在采用热熔方式焊接时,熔融的壳体3和/或顶盖板21会填充该缝隙,以封堵该缝隙,有效保证壳体3和顶盖板21的密封性。壳体3上靠近密封对接部31的第二区域99被密封对接部31所覆盖。因此采用热熔方式焊接时,可以将密封对接部31与第二区域99以及第二区域99和顶盖板21之间熔融,从而密封对接部31与第二区域99连接固定,密封对接部31不会脱离弯折位置,同时又保证第二区域99与顶盖板21之间保持良好的密封性。
本实施例中,如图2或图4所示,一个密封对接部31从一个顶盖板21的自由端朝另一个顶盖板21的自由端延伸。在一个实施例中,电极组件1为扁平结构,具有两个宽面1a和两个窄面1b。两个窄面1b在长度方向y上相对设置。密封对接部31设置于电极组件1的窄面1b的中心位置。在一个示例中,电极组件1通过正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜围绕卷绕轴线卷绕形成。电极组件1具有沿卷绕轴线相对的两个端部。正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜卷绕后在每个端部形成螺旋状的绕圈。
在一个实施例中,图6示意性地显示了本发明又一实施例的二次电池的整体结构。图7示意性地显示了图6所示的二次电池的分解结构。如图6和图7所示,壳体坯料为两张塑胶材质的片材。在将顶盖组件2和电极组件1完成组装后,使用两张片材扣合连接形成壳体3,以夹装电极组件1。一张片材的两个边缘(也即自由端部)分别与另一张片材的两个边缘(也即自由端部)对应层叠,并被密封以形成两个层叠结构的密封对接部31。两个密封对接部31位于电极组件1的相对的两侧,此时,壳体坯料形成具有两个开口端的壳体3。在一个示例中,一张片材的两个边缘与另一张片材的两个边缘可以通过热熔方式焊接连接以形成密封的密封对接部31。本实施例中,采用两张片材密封形成壳体3的方式,两张片材拼接操作简单,拼接位置的精度要求低,因此对于每张片材的加工制造精度要求低。
本实施例中,一张片材的两个边缘(也即自由端部)分别与另一张片材的两个边缘(也即自由端部)对应层叠后,需要对层叠部分施加远离电极组件1的拉伸力,以使层叠的两个边缘被拉伸。然后对被拉伸的层叠部分进行热熔操作,从而使得层叠部分密封以形成密封对接部31。最后,释放密封对接部31,在片材自身的弹性回复力作用下,密封对接部31朝靠近电极组件1方向移动,并可以对电极组件1施加较大的压应力,同时片材上靠近密封对接部31的区域也可以对电极组件1和顶盖板21施加较大的压应力,以紧贴电极组件1和顶盖板21。这样,壳体3对电极组件1的包裹性好,避免壳体3内部预留空间过大,缩小电极组件1活动空间,提高电极组件1的位置稳定性。另外,壳体3与顶盖板21之间紧密贴合,避免壳体3局部起皱情况,有利于提升两者密封性。
在一个实施例中,同样地对各个密封对接部31施加外部应力以使各个密封对接部31折弯至与壳体3的外周表面相接触的位置。然后沿壳体3的开口端的周向对壳体3和顶盖板21实施密封连接操作。在一个实施例中,沿壳体3的开口端的周向对壳体3和顶盖板21进行热熔焊接,以使壳体3和顶盖板21之间实现密封。本实施例中,与壳体3具有一个密封对接部31的实施例结构设计相同,壳体3上具有位于各个密封对接部31两侧的第一区域98和第二区域99。在密封对接部31折弯后,壳体3上靠近密封对接部31的第一区域98会与顶盖板21之间留有缝隙。在采用热熔方式焊接时,熔融的壳体3和/或顶盖板21会填充该缝隙,以封堵该缝隙,有效保证壳体3和顶盖板21的密封性。壳体3上靠近密封对接部31的第二区域99被密封对接部31所覆盖。因此采用热熔方式焊接时,可以将密封对接部31与第二区域99以及第二区域99和顶盖板21之间熔融,从而密封对接部31与第二区域99连接固定,密封对接部31不会脱离弯折位置,同时又保证第二区域99与顶盖板21之间保持良好的密封性。
本实施例中,两个密封对接部31各自从一个顶盖板21的自由端朝另一个顶盖板21的自由端延伸。电极组件1为扁平结构,具有两个宽面1a和两个窄面1b。两个窄面1b在长度方向y上相对设置。两个密封对接部31在长度方向y上相对地设置,并且各个密封对接部31设置于电极组件1上相对应的窄面1b的中心位置。在一个示例中,电极组件1通过正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜围绕卷绕轴线卷绕形成。电极组件1具有沿卷绕轴线相对的两个端部。正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜卷绕后在每个端部形成螺旋状的绕圈。
上述两个实施例的二次电池在组装过程中,不需要采用将电极组件1插入壳体33的方式进行组装,而是预先将电极组件1和顶盖组件2完成电性连接,然后在电极组件1和顶盖组件2外部使用两张片材夹装电极组件1以直接加工制造出壳体3或者在电极组件1和顶盖组件2外部使用一张片材包裹电极组件1以直接加工制造出壳体3。最后将壳体3与顶盖组件2密封连接,完成二次电池的组装工作。这样,在组装过程中,不仅电极组件1不会被本实施例的壳体3刮擦而发生损坏,同时也使得顶盖组件2和电极组件1焊接过程易于操作,两者之间不再需要预留过大的焊接空间,有效保证顶盖组件2和电极组件1形成的整体结构的紧凑性,有利于提高二次电池的能量密度。本实施例的二次电池加工制造难度极大降低,有效节约加工成本。另外,本实施例的片材需要保持弹性和塑性以易于弯折变形,因此自身的厚度不需要也没有必要制造的过厚,因此可以使得完成加工制造的二次电池整体结构紧凑,也有利于提高二次电池的能量密度。再者,由于本发明实施例的壳体3是最后加工制造而成,因此电极组件的厚度不受壳体3结构的影响或限制,从而可以根据产品要求,灵活选用合适厚度的电极组件来加工制造二次电池,进而有利于提高二次电池的能量密度。
图8示意性显示了本发明实施例的二次电池的制造方法流程图。如图8所示,本发明实施例还提供一种二次电池的制造方法,其包括以下步骤:
组装步骤,提供电极组件1和两个顶盖组件2,两个顶盖组件2分别设置于电极组件1沿自身轴向相对的两个端部;
封装步骤,使用壳体3封装电极组件1,壳体3通过片材包裹并封装电极组件1形成,片材封装后形成远离电极组件1延伸的密封对接部31,壳体3具有沿高度方向x两个开口端,两个开口端分别与两个顶盖组件2密封连接,以形成用于容纳电极组件1的密闭空间。
本实施例的电极组件1的两个端部中的一个端部设置正极耳,另一个端部设置负极耳。顶盖组件2包括顶盖板21和电极端子。一个顶盖组件2的电极端子与正极耳电性连接,另一个顶盖组件2的电极端子与负极耳电性连接。
采用本发明实施例的二次电池制造方法加工制造二次电池过程中,预先将电极组件1和顶盖组件2完成组装工作,然后采用片材包裹并封装电极组件1的方式来形成外部壳体3,最后再将壳体3与顶盖组件2密封连接,以密封电极组件1,完成二次电池的加工制造。这样,采用本发明实施例的制造方法,不需要采用将电极组件1插入壳体33的方式进行组装,而是预先将电极组件1和顶盖组件2完成电性连接,然后在电极组件1和顶盖组件2外部使用片材直接加工制造出壳体3。最后将壳体3与顶盖组件2密封连接,完成二次电池的组装工作。在组装过程中,不仅电极组件1不会被本实施例的壳体3刮擦而发生损坏,同时也使得顶盖组件2和电极组件1焊接过程易于操作,两者之间不再需要预留过大的焊接空间,有效保证顶盖组件2和电极组件1形成的整体结构的紧凑性,有利于提高二次电池的能量密度。本实施例的二次电池加工制造难度被极大地降低,有效节约加工成本。
在一个实施例中,电极组件1通过正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜围绕卷绕轴线卷绕形成。电极组件1具有沿卷绕轴线相对的两个端部。正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜卷绕后在每个端部形成螺旋状的绕圈。
在上述实施例的封装步骤中,
可选地,如图1至图5所示,壳体3通过一张片材沿电极组件1的周向包覆电极组件1形成。一张片材的两个边缘在电极组件1的一侧层叠并被密封以形成层叠结构的密封对接部31。本实施例中,一个密封对接部31从一个顶盖板21的自由端朝另一个顶盖板21的自由端延伸。电极组件1为扁平结构,具有两个宽面1a和两个窄面1b。两个窄面1b在长度方向y上相对设置。密封对接部31设置于电极组件1的窄面1b的中心位置。
可选地,如图6和图7所示,壳体3通过两张片材扣合连接形成,以夹装电极组件1。一张片材的两个边缘分别与另一张片材的两个边缘对应层叠并被密封以形成两个密封对接部31。两个密封对接部31位于电极组件1的相对的两侧。本实施例中,两个密封对接部31各自从一个顶盖板21的自由端朝另一个顶盖板21的自由端延伸。电极组件1为扁平结构,具有两个宽面1a和两个窄面1b。两个窄面1b在长度方向y上相对设置。两个密封对接部31在长度方向y上相对地设置,并且各个密封对接部31设置于电极组件1上相对应的窄面1b的中心位置。
在上述封装步骤之后,还包括以下步骤:将密封对接部31朝靠近电极组件1的方向折弯,并与壳体3上与伸入开口端的顶盖组件2相对应的外周表面相固定。
本实施例的壳体坯料所包括的相邻两个自由端部密封对接后形成密封对接部31。对该密封对接部31施加折弯应力,以使密封对接部31朝靠近电极组件1的方向弯折,并与壳体3上的外周表面相固定。壳体3上的外周表面指的是壳体3上与伸入开口端的顶盖板21相对应的外表面区域。在一个示例中,密封对接部31与壳体3上的外周表面采用热熔方式连接。这样,密封对接部31占用空间小,使得二次电池整体结构更加紧凑,有利于提高能量密度。在密封对接部31完成折弯操作后,易于对壳体3和顶盖板21进行密封连接操作,同时也有效保证壳体3上靠近密封对接部31的区域与顶盖板21之间保持良好的密封状态。
在上述实施例的封装步骤中,通过热熔方式将壳体3与顶盖组件2密封连接。在一个实施例中,顶盖组件2包括顶盖板21和电极端子。壳体3与顶盖板21采用热熔方式密封连接。本实施例采用热熔方式进行连接时,壳体3和顶盖板21受热发生熔融,两者上熔融的部分会彼此渗透粘结。温度降低后,熔融部分会凝结硬化,从而形成壳体3和顶盖板21之间形成良好的密封区。同时壳体3和顶盖板21之间不需要使用额外的材料(例如粘接胶或其他粘接剂等)进行密封,降低加工制造难度和加工成本。因此,采用热熔方式使壳体3和顶盖板21密封连接的方式,保证壳体3和顶盖板21之间密封状态稳定可靠,同时操作简单高效。在一个示例中,热熔方式可以是激光焊接、红外焊接或热封等方式。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。