壳体、二次电池和用电装置的制作方法

1.本技术涉及储能器件技术领域，特别是涉及一种壳体、二次电池和用电装置。


背景技术：

2.目前，现有的二次电池的壳体主要以铝壳、钢壳以及pe
‑
pp复合膜等不透明材料为壳体。壳体通常采用焊接工艺进行固定，由于壳壁较薄，要有足够的熔融材料填充配合焊缝，对配合焊缝的兼容度较低，产品制程易出现不良，且焊缝高度会一定程度上影响二次电池的空间利用率，导致电池容量降低。
3.因此，亟需提供一种新的壳体、二次电池和用电装置。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的是提供一种便于焊接且可以提高电池容量的壳体和二次电池。
5.为实现上述目的，用于二次电池，所述壳体由金属片弯折形成，所述壳体具有多个侧壁，所述多个侧壁围合形成容纳腔以及与容纳腔连通的相对设置的两个开口，所述多个侧壁包括至少一个第一侧壁，所述第一侧壁是多个所述侧壁中所占面积最小的侧壁，其中一个所述第一侧壁包括所述金属片弯折后待连接的两个端部，两个所述端部至少部分地重叠，且两个所述端部在重叠处焊接连接。
6.可选地，沿两个所述端部相互靠近的方向，所述重叠处的宽度为0.1mm
‑
1mm。
7.可选地，所述金属片的厚度为30～100μm。
8.可选地，所述端部在重叠处的厚度小于所述金属片其它部位的厚度。
9.可选地，所述端部在重叠处的厚度为所述金属片其它部位厚度的1/3～2/3。
10.可选地，两个所述端部在重叠处为相互适配的台阶结构或斜面结构。
11.本技术还提出一种二次电池，所述二次电池包括电芯、盖体和上述的壳体，所述电芯置于所述壳体的容纳腔内；所述盖体包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和第二盖体分别覆盖所述壳体的两个开口，将电芯封装在壳体中。
12.可选地，第一盖体和/或第二盖体设有朝向所述容纳腔方向延伸的凸起部。
13.可选地，所述第一盖体和/或第二盖体与所述壳体焊接连接。
14.可选地，所述壳体和盖体的材质均为钢材。
15.本技术还提出一种用电装置，所述用电装置包括上述的二次电池。
16.本技术技术方案弯折金属片的两个端部在面积最小的第一侧壁上对接并重叠，重叠处通过焊接连接，在第一侧壁上进行焊接，操作简单，提高了壳体的焊接良率，且不占用二次电池厚度方向上的空间，最大限度的减少焊缝余高对于二次电池空间利用率的影响，获得了较高的电池容量。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本技术一实施例中二次电池的爆炸结构示意图；
19.图2为图1所示二次电池的结构示意图；
20.图3为本技术一实施例中壳体的结构示意图；
21.图4为图3所示壳体的侧视图；
22.图5为a处的放大示意图；
23.图6为本技术一实施例中端部的结构示意图；
24.图7为图6端部所在的第一侧壁的侧视图；
25.图8为本技术另一实施例中端部的结构示意图；
26.图9为图8端部所在的第一侧壁的侧视图；
27.图10为第二盖体的侧视图。
28.附图标号说明：
29.10、二次电池；100、壳体；110、第一侧壁；1101、台阶结构；1102、斜面结构；111、重叠处；120、第二侧壁；130、开口；210、第一盖体；211、端子组件；212、注液孔；220、第二盖体、221、主体部；222、凸起部
30.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。
34.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
35.参照图1和图2，本技术实施例提供了一种二次电池10，其包括壳体100、容纳于壳体100中的电芯(图中未示出)和覆盖壳体100开口的盖体。
36.电芯包括电极组件，本实施例的电极组件可通过将第一极片、第二极片以及隔膜一同卷绕或叠片形成，其中，隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。在本实施例
中，示例性地以第一极片为正极片，第二极片为负极片。同样地，在其它的实施例中，第一极片还可以为负极片，而第二极片为正极片。
37.如图3所示，本技术实施例的壳体100由金属片弯折形成，其为具有多个侧壁的筒状结构，在本实施例中侧壁的数量为四个，在此对侧壁的数量不做限定，多个侧壁包括至少一个第一侧壁110，第一侧壁110是多个侧壁中所占面积最小的侧壁，在本实施例中多个侧壁具体可以包括两个面积最小的第一侧壁110和两个面积最大的第二侧壁120，两个第一侧壁110之间相对设置且互相平行，两个第二侧壁120分别位于两个第一侧壁110之间且垂直于两个第一侧壁110，第一侧壁110和第二侧壁120可为平面状，在本技术其它实施例中，第一侧壁110和第二侧壁120的数量不做限定，且可为任意合适的形状。多个侧壁共同围合形成容纳腔以及与容纳腔连通的相对设置的两个开口130，在本实施例中具体为两个第一侧壁110和两个第二侧壁120共同围合形成容纳电芯的容纳腔以及与容纳腔连通的相对设置的两个开口130。
38.为了描述方便，将图3所示的y方向称为壳体100的宽度方向，该宽度方向y为两个第一侧壁110相对设置的方向，即两个第一侧壁110沿宽度方向y相对设置，并将图3所示的z方向称为厚度方向z，该厚度方向z为两个第二侧壁120相对设置的方向，即两个第二侧壁120沿厚度方向z相对设置；同时将图1所示的x方向称为长度方向，该长度方向x为与厚度方向z和宽度方向y垂直的方向，即两个开口130沿长度方向x相对设置。
39.如图3至图5所示，为了提高壳体100的焊接良率，弯折金属片的两个端部，具体可为起始端部和收尾端部，在面积最小的第一侧壁110对接并重叠，即，该实施例的两个端部设置于沿壳体100宽度方向y相对设置的其中一个侧壁上。重叠处111焊接连接，在焊接过程中，起始端部和/或收尾端部局部熔化，以实现起始端部和收尾端部的接合。焊接方式可为激光焊接或超声波焊接，在此不做限定。可以理解的，在第一侧壁110上进行焊接，不占用壳体100厚度方向z上的空间，最大限度的减少焊缝余高对于二次电池10空间利用率的影响，以获得较高的电池容量。
40.需要说明的是，重叠处111的位置可以形成在第一侧壁110的正中间位置，以便于壳体100后续的开口130密封以及便于焊接。
41.在一些可选地实施例中，起始端部和收尾端部在与补强件连接处形成有连续的焊缝，焊接时，可以通过控制焊接角度保证连接强度及有效焊接深度，焊接角度，即可认为焊缝熔池的中心轴线与长度方向x的夹角具体可为30
°
～150
°
之间的任意角度，进一步地，可选为45
°
～105
°
之间的任意角度，进一步可选为90
°
。可以理解的，当夹角小于30
°
或大于150
°
时，焊接无法保证有效连接宽度及深度，且焊接设备与壳体100之间可能存在干涉。
42.在一些可选地实施例中，为了在保证焊接强度的同时，降低焊接成本，沿起始端部和收尾端部相互靠近的方向，重叠处111的宽度具体可为0.1mm
‑
1mm之间的任意数值，包括0.1mm、1mm两个端值，可选为0.1mm
‑
0.3mm之间的任意数值，进一步可选为0.2mm。可以理解的，当重叠处111的宽度小于0.1mm时，焊接时对光要求更高，有无法有效密封的风险，且两个端部之间有效连接面积过窄，会影响壳体100间的连接强度；当重叠处111的宽度大于1mm时，重叠处111所在的第一侧壁110的厚度不均匀区域占比大，影响壳体100与盖体之间的焊接密封性，且重叠处111未焊接的边缘有翘起划伤外部电子元件和内部电芯的风险。
43.在一些可选地实施例中，金属片可以为钢片，钢片的材质具体可选自不锈钢、镀镍
钢中的至少一种，即本技术实施例提供的壳体100为钢壳。可以理解的，钢壳作为电芯的封装具有材质硬、抗冲击性能好、容易焊接等优点。
44.在一些可选地实施例中，由于壳体100整体为钢材，为了进一步提高二次电池10的容量并保证拉伸强度，有效解决二次电池10厚度方向z增加后的壳体100拉伸成品率低问题，金属片的厚度具体可以为30～100μm之间的任意数值，包括30μm、100μm两个端值，可选为40μm至90μm至之间的任意数值，进一步可选为60μm或70μm。
45.在一些可选地实施例中，为了改善因两端部重叠导致的壳体100厚度不均匀的情况，起始端部和\或收尾端部在重叠处111的厚度小于金属片其它部位的厚度，具体地，起始端部和\或收尾端部在重叠处111的厚度具体可为金属片其它部位厚度的1/3～2/3之间的任意数值，可以理解的，端部过薄无法保证连接强度，过厚不能实现改善厚度不均的作用。
46.具体地，在一些可选地实施例中，两个端部在重叠处111可以为相互适配的台阶结构1101，如图6和图7所示，两个端部在边缘处具有凹槽，使得端部形成台阶结构1101。一端部的凹槽的容纳于另一端部的凹槽中，在两个端部的凹槽相匹配重叠后，可以将两个端部在重叠处111焊接固定。可以理解的，凹槽可以为待连接的两个端部提供定位，便于两个端部之间准确地搭接重叠并且重叠处111的面积可以实现精准控制。在本实施例中，两个端部重叠处111的表面在高度方向上与其所在的第一侧壁110的其它部分相平齐，如此设计充分利用了空间，避免了第一侧壁110的厚度不均匀的情况。在本技术其它实施例中，两个端部重叠处111外表面与第一侧壁110的其它部分也可以存在高度差而不相平齐，只要能够起到改善壳体100厚度不均匀的情况即可。
47.在本技术提供的另外一个实施例中，两个端部在重叠处111为相互适配的斜面结构1102。如图8和图9所示，每个端部沿朝向另一端部的方向厚度逐渐变小，形成彼此之间可以相互匹配的斜面结构1102，在两个端部的斜面结构1102相匹配重叠后，可以将两个端部在重叠处111焊接固定。可以理解的，斜面结构1102可以为待连接的两个端部提供定位，实现两个端部在重叠处111的平滑过渡，便于两个端部之间准确地搭接重叠并且重叠处111的面积可以实现精准控制，同时也可改善壳体100厚度不均匀的情况。
48.本技术实施例提供的盖体用于连接在壳体100开口130处，如图1和图2所示，在本实施例中，壳体100为两个开口130，示例性地，盖体的数量为两个，分别为第一盖体210和第二盖体220，第一盖体210和第二盖体220分别覆盖壳体100的两个开口130，从而将电芯封装在壳体100中。可以理解的，盖体的数量应与壳体100的开口130数量相同，以起到密封壳体100的作用。
49.在一些可选地实施例中，第一盖体210和第二盖体220可以选择与壳体100材料相同的钢材，具体可选自不锈钢、镀镍钢中的至少一种，从而提高二次电池10的机械强度。
50.在一些可选地实施例中，为了进一步提高二次电池10的容量并保证拉伸强度，可选地，第一盖体210和第二盖体220的厚度具体可以为50～500μm之间的任意数值，包括50μm、500μm两个端值，可选为200μm至400μm至之间的任意数值，进一步可选为250μm或300μm。
51.在一些可选地实施例中，第一盖体210和/或第二盖体220与壳体100之间通过焊接连接。焊接方式可为激光焊接或超声波焊接，在此不做限定。为了准确定位盖体与壳体100之间的连接，方便装配，降低加工精度要求，第一盖体210和/或第二盖体220设有朝向容纳腔方向延伸的凸起部222，具体地，如图10所示，以第二盖体220为例，其包括主体部和凸起
部222，凸起部222相对于主体部221朝向壳体100容纳腔方向的方向延伸。
52.主体部221与壳体100相接处采用焊接连接。焊接方式可为激光焊接或超声波焊接，在此不做限定。为了进一步提高盖体与壳体100之间的配合及密封良率，在一些可选地实施例中，主体部221在宽度方向y上的尺寸超出壳体100在宽度方向y上的尺寸。
53.凸起部222的尺寸和形状与壳体100开口130的尺寸和形状相配合，以便嵌入开口130与壳体100密封连接。可选地，凸起部222的延伸高度具体可为30～400μm，包括30μm、400μm两个端值，可选为100μm至300μm至之间的任意数值，进一步可选为150μm或200μm。
54.在本实施例中，示例性地，以第一盖体210为顶盖组件，与第一盖体210相对设置的第二盖体220为底板。同样地，在其它的实施例中，第一盖体210还可以为底板，而第二盖体220为顶盖组件。
55.以第一盖体210为顶盖组件为例，在一些可选地实施例中，第一盖体210还可以包括端子组件211和注液孔212。
56.在一些可选地实施例中，如图2所示，壳体100可以与电芯的负极片电连接，从而带上负电，即壳体100可以为负极端子，那么第一盖体210上的端子组件211可以只包括正极端子。可以理解的，壳体100带负电时，可以降低壳体100腐蚀的风险。
57.在一些可选地实施例中，端子组件211包括第一端子和第二端子，示例性地，以第一端子为正极端子，第二端子为负极端子。同样地，在其它的实施例中，第一端子还可以为负极端子，而第二端子为正极端子。正极端子与电芯的正极片进行电耦接，负极端子与电芯的负极片进行电耦接，从而实现电芯与外部的电连接。
58.注液孔212按照预定尺寸形成在第一盖体210上，以便在第一盖体210覆盖到壳体100的开口130处并与壳体100密封连接后，能够通过注液孔212向壳体100的容纳腔中注入电解液。
59.在一些可选地实施例中，第一盖体210还包括注液孔密封组件(图中未示出)，用于对注液孔212进行密封。注液孔密封组件的形状和尺寸与注液孔212的形状尺寸相配合，以便覆盖注液孔212，保证密封的可靠性。注液孔密封组件可以为一体成型组件或复合组件，在此不做限定。注液孔密封组件可与注液孔212卡接，在一些可选地实施例中，当注液孔密封组件远离注液孔212的一端与注液孔212周边的第一盖体210相搭接时，其在搭接处还可通过气密密封方式与第一盖体210的外部表面连接，从而进一步提高对注液孔212的密封性。
60.本技术还提供一种用电装置，本技术实施例描述的二次电池10适用于各种使用二次电池10的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等。
61.综上所述，本技术技术方案弯折金属片的两个端部(起始端部和收尾端部)在面积最小的第一侧壁110上对接并重叠，重叠处111通过焊接连接。在第一侧壁110上进行焊接，操作简单，提高了壳体100的焊接良率，且不占用二次电池10厚度方向z上的空间，最大限度的减少焊缝余高对于二次电池10空间利用率的影响，以获得较高的电池容量。
62.以上所述仅为本技术的可选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是在本技术的构思下，利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。