二次电池顶盖及其二次电池的制作方法

本实用新型涉及储能器械领域，尤其涉及一种二次电池顶盖及其二次电池。

背景技术：

随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的电动工具及新能源交通工具的驱动电源向着高容量、高安全性的方向发展，这为锂二次电池的应用与发展提供了广阔的空间。

由于在锂离子电池内装有大量的化学物质，在电池充放电的过程中，会产生大量的混合气体，使得电池内部不断地积聚压力，若这些压力没有及时被释放，会导致电池发生爆炸。为了防止电池爆炸，需要将积聚在电池内部的压力进行释放，最为常见的措施是在电池顶盖上设置安全保护装置。目前，常见的安全保护装置是在电池顶盖上冲压形成纵向通孔，然后直接焊接防爆阀，纵向通孔的上方设有保护片以避免防爆阀接触到外界异物而发生意外破损。

然而，电池顶盖强度较差，容易变形。由于防爆阀固定在顶盖片上，因此顶盖片的变形会对防爆阀的四周施加拉应力。当顶盖片对防爆阀施加的拉应力过大时，会使防爆阀的实际爆破压力远远偏离于理论爆破压力，例如二次电池内部气压还未达到防爆阀的爆破压力设定值时就发生了破裂，从而降低了防爆阀和二次电池的使用寿命。其次，为了满足目前二次电池模组的紧凑要求，需要二次电池尽量的轻薄化，因而顶盖片通常很薄很窄导致其强度进一步缩小。由于顶盖片很薄很窄，在其纵向通孔上固定保护片就难以操作，且容易发生保护片错位或脱落而影响其对防爆阀的保护效果。

因而，如何在轻薄化的二次电池顶盖上设置防爆阀等安全保护装置，并提高其使用寿命成为业界研究的热点和难点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种新型的二次电池顶盖，其不仅可以提高顶盖片的强度，还可以轻便、准确的安装保护片，从而提高二次电池顶盖的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种二次电池顶盖，用于密封容纳电芯的壳体，包括顶盖片、防爆阀和保护片，所述顶盖片设有上下贯通的防爆孔，所述顶盖片于面向所述电芯的一侧设有向所述电芯方向突出的凸台，所述凸台内设有连通所述防爆孔的容纳腔，所述防爆阀容纳于所述容纳腔并密封所述防爆孔，所述顶盖片于背离所述电芯的一侧设有向所述电芯方向凹陷并直接连通所述防爆孔的凹槽，所述保护片容纳于所述凹槽并密封所述防爆孔。

本实用新型二次电池顶盖的顶盖片的下方设有向电芯方向突出的凸台，凸台的设置可以提高顶盖片的强度，降低二次电池内部气压逐渐增大时顶盖片的变形量，消除顶盖片变形对防爆阀爆破压力的影响。防爆阀容纳于凸台的容纳腔中不会占用额外的空间可以维持二次电池顶盖的轻薄。顶盖片上方设置的凹槽可以起到定位作用，可使得保护片准确的进行安装从而密封防爆孔以避免防爆阀发生意外破损，且保护片的安装效率也大大提高。本实用新型提供了一种新型的防爆安全保护装置，其通过防爆阀、顶盖片、保护片合理的布局，可设置于轻薄化的二次电池顶盖上，同时还可提高顶盖片的强度，以及加强对防爆阀的保护，因而可大大提高二次电池顶盖的使用寿命。

较佳的，所述凹槽的槽底设有凹坑，所述凹坑的一端延伸至所述防爆孔，另一端延伸至所述凹槽的槽壁，使得所述防爆孔与外部相连通。较佳的，所述保护片包括基体部和连接所述基体部的连接部，所述保护片通过所述连接部粘附于所述凹槽的槽底，所述基体部的厚度小于所述连接部的厚度。保护片的基体部厚，连接部薄，因而在二次电池内部气压异常时，保护片能更容易破裂从而释放电池内部的压力。

较佳的，所述凹槽中设有固定环，所述保护片固定于所述固定环并密封所述防爆孔。保护片可先固定于固定环，再将固定环设于凹槽中，也可先安装固定环再安装保护片，从而可使得保护片的安装灵活性更高，且固定环的设置也可提高顶盖片的强度。

较佳的，所述固定环设有内凹形成并连通所述防爆孔的环形槽，所述保护片固定于所述环形槽的槽底。环形槽的设置可使得保护片和固定环结合得牢靠。进一步的，所述环形槽的槽底设有凹坑，所述凹坑的一端延伸至所述防爆孔，另一端延伸至所述环形槽的槽壁，使得所述防爆孔与外部相连通。凹坑的设置不仅可以于二次电池内部气压异常时防爆阀破损后进行排气，更为重要的是，可以通过凹坑对防爆阀进行气密性检测，以检测防爆阀的破损情况以及防爆阀周边与凸台的固定情况。

较佳的，所述固定环的最大厚度小于等于所述凹槽的深度。

较佳的，所述保护片包括基体部和连接所述基体部的连接部，所述保护片通过所述连接部粘附于所述环形槽的槽底，所述基体部的厚度小于所述连接部的厚度。因为保护片粘附于槽底，故于二次电池内部气压异常时防爆阀破损后，存在于防爆孔中的部分气体可通过凹坑再经过基体部和环形槽的槽壁之间的间隙而逸出，从而提高排气效率。

较佳的，所述防爆阀包括本体部和连接所述本体部的焊接部，所述防爆阀通过焊接部焊接固定于所述容纳腔内，更优选的所述本体部的厚度小于所述焊接部的厚度。本体部的厚度小于焊接部的厚度从而形成了破裂薄弱部，因而在二次电池内部气压异常时，防爆阀更容易于本体部和焊接部的相接处破损。

本实用新型的另一方面提供了一种二次电池，包括电芯、容纳所述电芯的壳体和密封所述壳体的顶盖，所述顶盖为前述的二次电池顶盖。此二次电池的顶盖强度高，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的二次电池顶盖第一实施例的立体图。

图2为本实用新型的二次电池顶盖第一实施例的仰视爆炸图。

图3为本实用新型的二次电池顶盖第一实施例的俯视爆炸图。

图4为图1于a-a方向的剖视图。

图5为本实用新型的二次电池顶盖第二实施例的立体图。

图6为本实用新型的二次电池顶盖第二实施例的仰视爆炸图。

图7为本实用新型的二次电池顶盖第二实施例的俯视爆炸图。

图8为图7的一变化图。

图9为图5于c-c方向的剖视图。

图10为图4中b区域的放大图。

图11为图9于d区域的放大图。

图12为图2中保护片的放大图。

图13为图3中固定环的放大图。

图14为图3中防爆阀的放大图。

元件说明

100-二次电池顶盖；10-顶盖片；110-防爆孔；130-凸台；1310-容纳腔；150-凹槽；30-防爆阀；310-本体部；330-焊接部；50-保护片；510-基体部；530-连接部；70-固定环；710-环形槽；730/1510-凹坑

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，通常二次电池为竖直放置，二次电池顶盖设有电芯的一方为下方，反之为上方，上、下方向定义为厚度或高度方向。

下面结合附图来说明本实用新型的二次电池顶盖及其二次电池。

本实用新型的二次电池包括电芯、容纳电芯的壳体和密封壳体的二次电池顶盖100。二次电池顶盖100可与壳体进行焊接而密封，壳体内注有浸润电芯的二次电池电解液。二次电池顶盖100包括顶盖片10，以及设置于顶盖片10上的正极极柱单元、负极极柱单元和注液孔，因为正极极柱单元、负极极柱单元和注液孔不是本实用新型的重点，所以不作重点描述。

如图1～11所示，二次电池顶盖100的顶盖片10设有上下贯通的防爆孔110，顶盖片10于面向电芯的一侧设有向电芯方向突出的凸台130，凸台130内设有连通防爆孔110的容纳腔1310，防爆阀30容纳于容纳腔1310并密封防爆孔110，顶盖片10于背离电芯的一侧设有向电芯方向凹陷并直接连通防爆孔110的凹槽150，保护片50容纳于凹槽150并密封防爆孔110。

作为保护片50的一种连接方式，如图1～4和图10所示，凹槽150中设有固定环70，保护片50固定于固定环70并密封防爆孔110，固定环70为一种可起到固定作用的环状部件，固定环70可为金属部件也可为塑料部件，可通过焊接、胶接、过盈配合、卡接等方式固定于凹槽150中。保护片50可先固定于固定环70，再将固定环70设于凹槽150中，也可先安装固定环70再安装保护片50，从而可使得保护片50的安装灵活性更高，且固定环70设置也可提高顶盖片10强度。进一步如图13所示，固定环70设有内凹形成并连通防爆孔110的环形槽710，保护片50固定于环形槽710的槽底。环形槽710的设置可使得保护片50和固定环70结合得牢靠。环形槽710的槽底设有凹坑730，凹坑730的一端延伸至防爆孔110，另一端延伸至环形槽710的槽壁，使得防爆孔110与外部相连通。凹坑730于水平方向的截面形状可为v字形、弧形、方形或梯形，凹坑730的设置不仅可以于二次电池内部气压异常时防爆阀30破损后进行排气，更为重要的是，可以通过凹坑730对防爆阀30进行气密性检测，以检测防爆阀30的破损情况以及防爆阀30周边与凸台130的固定情况。同时，固定环70的最大厚度小于等于凹槽150的深度。

作为保护片50的另一种连接方式，如图5～9和图11所示，保护片50固定于凹槽150的槽底，该连接方式中，保护片50直接固定于凹槽150中，并非通过第三部件而固定于凹槽150中。同样的，为了方便对防爆阀30进行气密性检测，以检测防爆阀30的破损情况以及防爆阀30周边与凸台130的固定情况，如图8所示，可在凹槽150的槽底设有凹坑1510，凹坑1510的一端延伸至防爆孔110，另一端延伸至凹槽150的槽壁，使得防爆孔110与外部相连通，凹坑1510于水平方向的截面形状也可为v字形、弧形、方形或梯形。

补充说明的是，如图12所示，保护片50包括基体部510和连接基体部510的连接部530，基体部510的厚度小于连接部530的厚度。于图1～4和图10中，保护片50通过连接部530粘附于环形槽710的槽底，因为保护片50粘附于槽底，故于二次电池内部气压异常时防爆阀30破损后，存在于防爆孔110中的部分气体可通过凹坑150再经过基体部510和环形槽710的槽壁之间的间隙而逸出，从而提高排气效率。于图5～9和图11中，保护片50通过连接部530粘附于凹槽150的槽底，同样的，由于保护片50的基体部厚，连接部薄，因而在二次电池内部气压异常时，保护片50能更容易破裂从而释放电池内部的压力。

进一步说明的是，防爆阀30包括本体部310和连接本体部310的焊接部330，防爆阀30通过焊接部330焊接固定于凸台130的容纳腔1310内，且为了满足焊接强度，可使本体部310的厚度小于焊接部330的厚度，本体部310的厚度小于焊接部330的厚度从而形成了破裂薄弱部，因而在二次电池内部气压异常时，防爆阀30更容易于本体部310和焊接部330的相接处破损。

本实用新型二次电池顶盖100的顶盖片10的下方设有向电芯方向突出的凸台130，凸台130的设置可以提高顶盖片10的强度，降低二次电池内部气压逐渐增大时顶盖片10的变形量，消除顶盖片10变形对防爆阀30爆破压力的影响。防爆阀30容纳于凸台130的容纳腔1310中不会占用额外的空间可以维持二次电池顶盖100的轻薄。顶盖片10上方设置的凹槽150可以起到定位作用，可使得保护片50准确的进行安装从而密封防爆孔100以避免防爆阀30发生意外破损，且保护片50的安装效率也大大提高。本实用新型提供了一种新型的防爆安全保护装置，其通过防爆阀30、顶盖片10、保护片50合理的布局，可设置于轻薄化的二次电池顶盖100上，同时还可提高顶盖片10的强度，以及加强对防爆阀30的保护，因而可大大提高二次电池顶盖100的使用寿命。

应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求限定的范围。