[实用新型]方形二次电池

说明书

本实用新型提供了一种方形二次电池，包括顶盖、电芯和容纳电芯的壳体，顶盖将壳体进行密封，壳体包括两个相对的主平面和介于两个主平面之间且相对的两个侧平面，两个主平面的顶部向下内凹形成槽口，顶盖具有顶盖片，以两个侧平面之间的距离连线定义为长度方向，以两个主平面之间的距离连线定义为宽度方向，顶盖片于宽度方向的两端分别向平行于顶盖片的方向延伸形成凸起，凸起于竖直向下弯折并与槽口激光焊接固定。顶盖一体成型凸起，凸起与槽口激光焊接，因而将壳体和顶盖之间的焊缝位置调整到壳体的主平面上，顶盖与壳体焊接处为平行设置其相当于将焊缝位置下移，焊缝避开了应力集中区域，提高结构抗疲劳能力，因而阻止了产生焊缝裂开而使电芯报废的问题。

技术领域

本实用新型涉及二次电池领域，尤其涉及一种壳体和顶盖采用特殊固定方式的方形二次电池。

背景技术

现代社会，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，二次电池以其高容量等优良特性，广泛地运用在电动工具及新能源交通工具中。这些二次电池除了具有高容量外还应当具有良好的安全性才能达到使用的标准和满足人们的需求。

二次电池中比较常见的是方形二次电池，方形二次电池包括顶盖、电芯和容纳电芯的壳体，顶盖和壳体一般采用激光焊接固定，将顶盖放在壳体上，调整好位置后进行激光焊接，顶盖与壳体间夹角为90°。激光焊接可焊接难熔材料与异种材料施焊，效果良好，然而激光焊焊缝容易产生气孔、表面塌陷和咬边等缺陷。同时，在实际使用中，方形二次电池的电芯经过多次充放电循环，容易产生膨胀，充电时，电芯膨胀，其主平面受力向外侧鼓胀而作用于壳体上，放电时，电芯膨胀程度降低，主平面向内侧反弹。由于方形二次电池的顶盖与壳体焊接处为90°的直角，焊缝刚好位于应力集中处。在经过电芯的多次循环后，顶盖与壳体的焊缝处由于应力集中以及激光焊的缺陷的影响，导致焊缝处产生疲劳损伤，焊缝裂开而使电芯报废。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，基于上述问题而提出一种新的方形二次电池，其可以避免顶盖和壳体的焊缝产生疲劳损伤而裂开，以致使电芯报废。

由于激光焊焊缝的气孔缺陷控制比较困难，且存在气孔难以检测，故要解决焊缝处产生疲劳损伤的问题，需要从焊缝处应力集中出发。本申请的发明人经实验验证发现，通过CAE仿真得到应力集中位置是在壳体的主平面的顶部与顶盖的连接处，其于高度上的尺寸为0～3mm，如图1中A表示的位置所示。基于此，发明人提出了一种改进方案，通过改变激光焊接位置，避开结构应力集中部位，从而避免焊缝产生疲劳损伤导致电芯开裂报废。

具体的改进方案为提供了一种方形二次电池，包括顶盖、电芯和容纳所述电芯的壳体，所述顶盖将所述壳体进行密封，所述壳体包括两个相对的主平面和介于两个所述主平面之间且相对的两个侧平面，两个所述主平面的顶部向下内凹形成槽口，所述顶盖具有顶盖片，以两个所述侧平面之间的距离连线定义为长度方向，以两个所述主平面之间的距离连线定义为宽度方向，所述顶盖片于宽度方向的两端分别向平行于所述顶盖片的方向延伸形成凸起，所述凸起于竖直向下弯折并与所述槽口激光焊接固定。

本实用新型的方形二次电池的顶盖上一体成型出凸起，凸起与槽口进行激光焊接，因而将壳体和顶盖之间的焊缝位置调整到壳体的主平面上，方形二次电池的顶盖与壳体焊接处为平行设置不再成90°的直角，其相当于将焊缝位置下移，焊缝避开了应力集中区域，提高结构抗疲劳能力，因而阻止了电芯反复的充放电过程中产生的焊缝裂开而使电芯报废的问题。

进一步的，两个所述主平面的顶部的中间部分向下内凹形成槽口，即仅在应力集中区开设槽口即可。更进一步的，所述槽口的深度为3～10mm，于此深度下可有效的避开应力集中区域而将焊缝位置下移。槽口的深度为3～10mm也相当于延伸出的凸起的宽度尺寸为3～10mm。