CN209785987U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种二次电池，其包括电极组件、包装袋和电极引线。包装袋具有主体部和密封部，电极组件收容于主体部，电极引线连接于电极组件并穿过密封部。密封部包括顶封区和侧封区，顶封区位于主体部沿纵向的外侧，侧封区位于主体部沿横向的外侧。顶封区包括第一顶封区和第二顶封区，电极引线穿过第一顶封区，第二顶封区从第一顶封区延伸并连接于侧封区，且第二顶封区朝靠近电极组件的一侧倾斜。侧封区具有沿纵向延伸的第一折痕线，且侧封区沿第一折痕线弯折。顶封区具有沿横向延伸的第二折痕线，且顶封区沿第二折痕线弯折。第一折痕线的延长线与第二折痕线的延长线相交，并且两者的交点位于第二顶封区远离电极组件的一侧。

Description

二次电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术

随着便携式电子设备的快速发展，对电池能量密度的要求也越来越高。在二次电池中，可采用由铝塑膜或钢塑膜制成的包装袋来代替金属壳体，以降低电池的重量，提高能量密度。

二次电池的电极组件收容在包装袋内，而包装袋的边缘可通过热压密封连接并形成密封部。然而，密封部占用较大的空间，影响二次电池的能量密度。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种二次电池，其能提高能量密度，保证密封性能。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种二次电池，其包括电极组件、包装袋和电极引线。包装袋具有主体部和连接于主体部的密封部，电极组件收容于主体部，电极引线连接于电极组件并穿过密封部。密封部包括顶封区和侧封区，顶封区位于主体部沿纵向的外侧，侧封区位于主体部沿横向的外侧。顶封区包括第一顶封区和第二顶封区，电极引线穿过第一顶封区，第二顶封区从第一顶封区靠近侧封区的一端延伸并连接于侧封区，且第二顶封区相对于第一顶封区朝靠近电极组件的一侧倾斜。侧封区具有沿纵向延伸的第一折痕线，且侧封区沿第一折痕线朝向主体部弯折。顶封区具有沿横向延伸的第二折痕线，且顶封区和电极引线沿第二折痕线弯折。第一折痕线的延长线与第二折痕线的延长线相交，并且两者的交点位于第二顶封区远离电极组件的一侧。

第一顶封区在靠近电极组件的一端具有第一边缘，在远离电极组件的一端具有第二边缘。第二折痕线至少部分位于第一边缘和第二边缘之间。

第二顶封区远离电极组件的一端具有第三边缘。第一折痕线沿纵向贯穿侧封区，第一折痕线与第三边缘相交并形成第一交点。第二折痕线贯穿第一顶封区，第二折痕线与第三边缘相交并形成第二交点。第一交点与第二交点之间的距离大于1mm。

第二顶封区靠近电极组件的一端具有第四边缘，且第三边缘和第四边缘相互平行。

第一边缘和第四边缘的夹角为100°-170°。

第二顶封区的宽度小于或者等于第一顶封区的宽度以及侧封区的宽度。

侧封区包括第一区域和第二区域，第一区域从主体部延伸并沿第一折痕线弯折，第二区域从第一区域远离主体部的端部延伸且回折到第一区域与主体部之间。

在横向上，第二区域靠近电极组件的表面粘接于主体部，第二区域远离电极组件的表面粘接于第一区域。

在纵向上，第二区域的尺寸小于第一区域的尺寸。

所述二次电池还包括绝缘件，绝缘件环绕在电极引线的外侧，并将第一顶封区与电极引线隔开。在横向上，第二顶封区位于绝缘件的外侧。

本实用新型的有益效果如下：本申请通过弯折顶封区和侧封区，减小了二次电池占用的空间，提高了二次电池的能量密度。同时，通过倾斜地设置第二顶封区，避免顶封区和侧封区在弯折的过程中干涉，保证包装袋的密封性能。

附图说明

图1为根据本实用新型的二次电池的示意图。

图2为图1沿线A-A作出的剖视图。

图3为图1沿线B-B作出的剖视图。

图4为图1在圆框处的放大图。

图5为图3的包装袋的包装膜的示意图。

图6为图5的包装膜的断面图。

图7至图9为根据本实用新型的二次电池在成型过程中的不同示意图。

其中，附图标记说明如下：

1电极组件 L1第一折痕线

2包装袋 L2第二折痕线

21主体部 L3第三折痕线

22密封部 L4裁切线

221顶封区 E1第一边缘

221a第一顶封区 E2第二边缘

221b第二顶封区 E3第三边缘

222侧封区 E4第四边缘

222a第一区域 G缺口

222b第二区域 X纵向

23包装膜 Y横向

231保护层 Z厚度方向

232金属层

233连接层

3电极引线

4绝缘件

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

参照图1至图3，本申请的二次电池包括电极组件1、包装袋2、电极引线3和绝缘件4。

电极组件1是二次电池实现充放电功能的核心构件。电极组件1包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜将正极极片和负极极片隔开。正极极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体表面的正极活性物质层，正极集流体可为铝箔，正极活性物质层包括三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂。负极极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体表面的负极活性物质层，负极集流体可为铜箔，负极活性物质层包括石墨或硅。

电极组件1可为卷绕式结构。具体地，正极极片和负极极片均为一个，且正极极片和负极极片为带状结构。将正极极片、隔膜和负极极片依次层叠并卷绕两圈以上以形成电极组件1。在制备电极组件1时，电极组件1可先卷绕成中空的柱形结构，卷绕后再压平为扁平状。

可替代地，电极组件1也可为叠片式结构。具体地，正极极片设置为多个，负极极片设置为多个，所述多个正极极片和负极极片沿厚度方向Z交替层叠，隔膜将正极极片和负极极片隔开。

包装袋2包括两层包装膜23，所述两层包装膜23沿厚度方向Z上下设置。参照图5，至少一层包装膜23通过冲压形成凹腔，而电极组件1位于两层包装膜23之间且收容于凹腔内。

参照图6，各包装膜23包括保护层231、金属层232和连接层233，保护层231和连接层233分别设置于金属层232的两侧。具体地，保护层231可通过粘接剂固定于金属层232的远离电极组件1的表面，连接层233可通过粘接剂固定于金属层232的靠近电极组件1的表面。

保护层231的材质可为尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯，金属层232的材质可为铝箔或钢箔，连接层233的材质可为聚丙烯。

通过热压，两层包装膜23的连接层233直接或间接地连接在一起，从而形成密封的包装袋2。从外形来看，包装袋2具有主体部21和连接于主体部21的密封部22，电极组件1收容于主体部21。在主体部21，两层包装膜23为分离状态，并围成收容电极组件1的空间。在密封部22，两层包装膜23的连接层233熔接为一体。在热压过程中，连接层233熔化且被压缩，因此，热压成型后，密封部22的厚度小于两层包装膜23在热压前的厚度之和。

参照图3，电极引线3连接于电极组件1、穿过密封部22并延伸到包装袋2外部。具体地，电极引线3可为两个，一个电极引线3连接于正极极片的正极集流体，另一个电极引线3连接于负极极片的负极集流体。两个电极引线3将电极组件1与包装袋2外部的其它构件连接，进而实现电极组件1的充放电。电极引线3的材质可为铝、镍或铜镀镍。

电极引线3从两层包装膜23之间穿过，而由于连接层233较薄，所以电极引线3容易与金属层232接触，引发安全风险。因此，本申请的二次电池优选设置绝缘件4。

绝缘件4可为两个。两个绝缘件4分别将两个电极引线3与密封部22隔开。各绝缘件4环绕在对应一个电极引线3的外侧。绝缘件4的一部分夹持在两层包装膜23之间，从而将电极引线3与包装膜23隔开，降低电极引线3与金属层232接触的风险。绝缘件4的材质可为聚丙烯。

由于绝缘件4的一部分夹持在两层包装膜23之间，因此，当对两层包装膜23进行热压时，两层包装膜23的连接层233会熔接于绝缘件4。

参照图1和图8，密封部22包括顶封区221和侧封区222，顶封区221位于主体部21沿纵向X的外侧，侧封区222位于主体部21沿横向Y的外侧。

在一实施例中，两个电极引线3可分别从包装袋2沿纵向X的两端伸出；此时，顶封区221可为两个并分别设置于主体部21沿纵向X的两侧，各电极引线3分别穿过对应的顶封区221。在替代地实施例中，两个电极引线3可从包装袋2沿纵向X的同一端伸出；此时，顶封区221可为一个且设置于主体部21沿纵向X的一侧，两个电极引线3均穿过所述一个顶封区221。

侧封区222可为两个且分别位于主体部21沿横向Y的外侧。参照图8，在一实施例中，两个顶封区221和两个侧封区222连接在一起并形成环形结构，进而实现包装袋2的密封。

顶封区221包括第一顶封区221a和第二顶封区221b，电极引线3穿过第一顶封区221a，第二顶封区221b从第一顶封区221a靠近侧封区222的一端延伸并连接于侧封区222，且第二顶封区221b相对于第一顶封区221a朝靠近电极组件1的一侧倾斜。

第二顶封区221b的一端连接于第一顶封区221a，另一端连接于侧封区222。当第二顶封区221b相对于第一顶封区221a倾斜设置时，可以增大第一顶封区221a和侧封区222在纵向X上的间距。

参照图8，热压成型后，密封部22具有一定的宽度，导致二次电池在纵向X和横向Y上的尺寸偏大，影响二次电池的能量密度。因此，优选地，参照图2和图8，本申请优选朝向主体部21弯折侧封区222，以减小侧封区222在横向Y上的尺寸。弯折成型后，侧封区222上形成沿纵向X延伸的第一折痕线L1；也就是说，侧封区222沿着第一折痕线L1朝向主体部21弯折。

同样地，本申请进一步弯折顶封区221，以减小顶封区221在纵向X上的尺寸。弯折成型后，顶封区221上形成沿横向Y延伸的第二折痕线L2；也就是说，顶封区221沿第二折痕线L2弯折。另外，由于电极引线3从顶封区221穿过，因此，当顶封区221沿第二折痕线L2弯折时，电极引线3也会沿着第二折痕线L2弯折。

本申请通过弯折顶封区221，可以降低顶封区221和电极引线3在纵向X上占用的尺寸。另外，当多个二次电池连接成组时，弯折的电极引线3便于相邻电池的电连接。

在横向Y上，第二折痕线L2位于两个侧封区222的第一折痕线L1之间，且第二折痕线L2的尺寸小于两个第一折痕线L1的间距。参照图8和图9，第一折痕线L1的延长线与第二折痕线L2的延长线相交，并且两者的交点位于第二顶封区221b远离电极组件1的一侧。进一步地，第一折痕线L1的延长线与第二折痕线L2的延长线的交点位于包装袋2的外部。

如果第一折痕线L1和第二折痕线L2直接相交，那么在弯折侧封区222和顶封区221时，顶封区221和侧封区222容易彼此干涉；同时，顶封区221和侧封区222之间会存在重叠区域，所述重叠区域容易在弯折过程中破损，影响包装袋的密封性能。

而在本申请中，通过倾斜地设置第二顶封区221b，增大了顶封区221整体在纵向X上的尺寸，为第二折痕线L2的位置提供更多的选择；同时，通过倾斜地设置第二顶封区221b，还能够减小第二折痕线L2沿横向Y的尺寸，避免第一折痕线L1和第二折痕线L2直接相交。

综上所述，本申请通过弯折顶封区221和侧封区222，减小了二次电池占用的空间，提高了二次电池的能量密度。同时，通过倾斜地设置第二顶封区221b，避免顶封区221和侧封区222在弯折的过程中干涉，保证包装袋2的密封性能。

图7至图9为根据本实用新型的二次电池在成型过程中的不同示意图。下面参照图7至图9详细的描述本申请的二次电池的成型步骤。

(i)通过冲压制备出两层如图5所述的包装膜23，然后将电极组件1放置到两层包装膜23之间。在此补充的时，电极组件1、电极引线3和绝缘件4已经预先装配在一起。

(ii)通过热压，使两层包装膜23在边缘处熔接，以形成密封部22。热压完成后，形成如图7所示的二次电池。需要注意的是，热压设备可采用特制的形状，以使位于包装袋2的角部附近的密封部22具有变化的宽度，优选地，位于包装袋2角部附件的密封部22为梯形。

(iii)参照图7，沿裁切线L4，切除包装袋2的四个角部，以形成如图8所示的二次电池。切除的部分优选为三角形。裁切之后，密封部22形成倾斜的第二顶封区221b以及与第二顶封区221b相连的侧封区222和第一顶封区221a，而第二顶封区221b的外侧即为裁切之后留下的缺口G。

(iv)参照图8，沿第一折痕线L1弯折侧封区222。通过弯折侧封区222，可以减小侧封区222在横向Y上占用的空间，提高二次电池的能量密度。

(v)参照图9，沿第二折痕线L2弯折顶封区221，并形成如图1所示的二次电池。通过弯折顶封区221，可以减小顶封区221和电极引线3在纵向X上占用的空间，提高二次电池的能量密度。

本申请通过步骤(ii)的热压过程和步骤(iii)的裁切过程制备出倾斜的第二顶封区221b以及与第二顶封区221b对应的缺口G，进而避免顶封区221和侧封区222在弯折的过程中干涉。

参照图9，第一顶封区221a在靠近电极组件1的一端具有第一边缘E1，在远离电极组件1的一端具有第二边缘E2。在垂直于厚度方向Z的平面内，第一边缘E1的投影和第二边缘E2的投影近似为平行于横向Y的直线。第二折痕线L2至少部分位于第一边缘E1和第二边缘E2之间。

顶封区221弯折后，第二折痕线L2的一部分位于第一顶封区221a，第二折痕线L2的另一部分位于第二顶封区221b。换句话说，第一顶封区221a沿第二折痕线L2弯折为两部分，第二顶封区221b沿第二折痕线L2弯折为两部分。此时，本申请可以避免包装袋2的其它部分随着顶封区221的弯折而弯折。

参照图4，第二顶封区221b远离电极组件1的一端具有第三边缘E3。第三边缘E3的外侧即为缺口G。参照图8，第一折痕线L1沿纵向X贯穿侧封区222，也就是说，第一折痕线L1沿纵向X的两端分别与侧封区222沿纵向X的两个边缘相交。参照图9，第二折痕线L2贯穿第一顶封区221a。

第一折痕线L1与第三边缘E3相交并形成第一交点P1，第二折痕线L2第三边缘E3相交并形成第二交点P2，第一交点P1与第二交点P2之间的距离大于1mm。如果第一交点P1与第二交点P2之间的距离过小，将会导致第三边缘E3处应力集中，第二顶封区221b容易破损，影响包装袋2的密封性能。

第二顶封区221b靠近电极组件1的一端具有第四边缘E4，且第三边缘E3和第四边缘E4相互平行。平行地设置第三边缘E3和第四边缘E4，可以使第二顶封区221b的宽度均匀，提高第二顶封区221b密封强度的一致性。

参照图4，第一边缘E1和第四边缘E4的夹角为α。当第一边缘E1的位置和尺寸一定时，α的值越小，第四边缘E4越靠近主体部21和电极组件1；而如果第四边缘E4与电极组件1过近，那么具有较高硬度的第二顶封区221b可能会在电池震动时损伤电极组件1。α的值越大，第二顶封区221b倾斜的程度越小，第一折痕线L1和第二折痕线L2在纵向X上的间距也就越小，顶封区221和侧封区222在弯折时干涉的风险也就越高。因此，优选地，第一边缘E1和第四边缘E4的夹角α为100°-170°。

第二顶封区221b的宽度小于或者等于第一顶封区221a的宽度以及侧封区222的宽度。参照图8，第二顶封区221b的宽度、第一顶封区221a的宽度和侧封区222的宽度均是指它们在弯折之前的宽度，或者说它们在展开状态下的宽度。其中，第二顶封区221b的所述宽度为其在纵向X上的尺寸，第一顶封区221a的宽度为其在纵向X上的尺寸，侧封区222的宽度为其在横向Y上的尺寸。

当二次电池出现异常(例如短路)时，电极组件1会释放大量的气体，气体聚集在包装袋2内并引发爆炸风险。在满足密封强度的前提下，第二顶封区221b可具有相对较小的宽度；当电极组件1释放大量的气体时，气体可以冲开第二顶封区221b，从而将气体及时地释放到包装袋2的外部，降低爆炸风险，提高安全性能。

参照图2和图8，侧封区222包括第一区域222a和第二区域222b，第一区域222a从主体部21延伸并沿第一折痕线L1弯折，第二区域222b从第一区域222a远离主体部21的端部延伸且回折到第一区域222a与主体部21之间。具体地，在步骤(iv)中，可以先沿着第三折痕线L3弯折侧封区222，第三折痕线L3的两侧分别为第一区域222a和第二区域222b，然后再沿着第一折痕线L1弯折第一区域222a。

包装膜23在成型过程中需要经过裁切工艺，在裁切的断面处，金属层232露出。露出的金属层232容易被腐蚀，且可能会引发短路风险。而本申请通过两次弯折侧封区222，可以将部分金属层232夹持在第一区域222a和主体部21之间，减少金属层232外露，降低短路风险。

参照图2，在横向Y上，第二区域222b靠近电极组件1的表面粘接于主体部21，第二区域222b远离电极组件1的表面粘接于第一区域222a。本申请通过绝缘胶将侧封区222粘接到主体部21的表面，避免侧封区222展开。另外，绝缘胶可以包覆外露的金属层232，降低金属层232的腐蚀。

在步骤(iii)中，裁切形成的缺口G优选为三角形。因此，参照图2和图8，在纵向X上，第二区域222b的尺寸小于第一区域222a的尺寸。由于第一区域222a的尺寸大于第二区域222b的尺寸，因此，第一区域222a可以从外侧完全覆盖第二区域222b，从而降低金属层232的外露。

电极引线3从第一顶封区221a穿过，而绝缘件4能够将第一顶封区221a和电极引线3隔开。优选地，在横向Y上，第二顶封区221b位于绝缘件4的外侧；也就是说，在厚度方向Z上，绝缘件4不与第二顶封区221b重叠。参照图7和图8，本申请通过沿裁切线L4裁切包装袋2来形成第二顶封区221b，如果绝缘件4与第二顶封区221b在厚度方向Z上重叠，那么在裁切时，绝缘件4的一部份会被切除，影响绝缘件4与包装袋2的连接强度。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括电极组件(1)、包装袋(2)和电极引线(3)；

包装袋(2)具有主体部(21)和连接于主体部(21)的密封部(22)，电极组件(1)收容于主体部(21)，电极引线(3)连接于电极组件(1)并穿过密封部(22)；

密封部(22)包括顶封区(221)和侧封区(222)，顶封区(221)位于主体部(21)沿纵向(X)的外侧，侧封区(222)位于主体部(21)沿横向(Y)的外侧；

顶封区(221)包括第一顶封区(221a)和第二顶封区(221b)，电极引线(3)穿过第一顶封区(221a)，第二顶封区(221b)从第一顶封区(221a)靠近侧封区(222)的一端延伸并连接于侧封区(222)，且第二顶封区(221b)相对于第一顶封区(221a)朝靠近电极组件(1)的一侧倾斜；

侧封区(222)具有沿纵向(X)延伸的第一折痕线(L1)，且侧封区(222)沿第一折痕线(L1)朝向主体部(21)弯折；顶封区(221)具有沿横向(Y)延伸的第二折痕线(L2)，且顶封区(221)和电极引线(3)沿第二折痕线(L2)弯折；

第一折痕线(L1)的延长线与第二折痕线(L2)的延长线相交，并且两者的交点位于第二顶封区(221b)远离电极组件(1)的一侧。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

第一顶封区(221a)在靠近电极组件(1)的一端具有第一边缘(E1)，在远离电极组件(1)的一端具有第二边缘(E2)；

第二折痕线(L2)至少部分位于第一边缘(E1)和第二边缘(E2)之间。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，

第二顶封区(221b)远离电极组件(1)的一端具有第三边缘(E3)；

第一折痕线(L1)沿纵向(X)贯穿侧封区(222)，第一折痕线(L1)与第三边缘(E3)相交并形成第一交点(P1)；

第二折痕线(L2)贯穿第一顶封区(221a)，第二折痕线(L2)与第三边缘(E3)相交并形成第二交点(P2)；

第一交点(P1)与第二交点(P2)之间的距离大于1mm。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，第二顶封区(221b)靠近电极组件(1)的一端具有第四边缘(E4)，且第三边缘(E3)和第四边缘(E4)相互平行。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，第一边缘(E1)和第四边缘(E4)的夹角为100°-170°。

6.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，第二顶封区(221b)的宽度小于或者等于第一顶封区(221a)的宽度以及侧封区(222)的宽度。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的二次电池，其特征在于，

侧封区(222)包括第一区域(222a)和第二区域(222b)，第一区域(222a)从主体部(21)延伸并沿第一折痕线(L1)弯折，第二区域(222b)从第一区域(222a)远离主体部(21)的端部延伸且回折到第一区域(222a)与主体部(21)之间。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，在横向(Y)上，第二区域(222b)靠近电极组件(1)的表面粘接于主体部(21)，第二区域(222b)远离电极组件(1)的表面粘接于第一区域(222a)。

9.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，在纵向(X)上，第二区域(222b)的尺寸小于第一区域(222a)的尺寸。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，

所述二次电池还包括绝缘件(4)，绝缘件(4)环绕在电极引线(3)的外侧，并将第一顶封区(221a)与电极引线(3)隔开；

在横向(Y)上，第二顶封区(221b)位于绝缘件(4)的外侧。