CN111463367B - 二次电池以及电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二次电池和电池模组。二次电池包括：壳体，包括具有开口的容纳孔；顶盖组件，包括顶盖板，顶盖板连接于壳体以盖闭开口；电极组件，设于容纳孔内，电极组件沿容纳孔的轴向的尺寸为0.01mm～1000mm，电极组件包括沿与轴向相垂直的第一方向相对的两个端面以及从端面延伸出的极耳，电极组件包括两个以上的电极单元，两个以上的电极单元沿轴向层叠设置，沿与轴向和第一方向相垂直的第二方向，极耳的尺寸小于端面的尺寸；集流件，极耳与集流件电连接。本发明的二次电池包括的电极组件所具有端面和尺寸小于端面的极耳，电解液能够通过端面快速、均匀地浸入电极组件的内部，从而使得电极组件浸润效率高、浸润效果好。

Description

二次电池以及电池模组

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种二次电池以及电池模组。

背景技术

随着科学技术的发展，二次电池在移动电话、数码摄像机和手提电脑等便携式电子设备中得到了广泛使用，并且在电动汽车、电动自行车等电动交通工具及储能设施等大中型电动设备方面有着广泛的应用前景，成为解决能源危机和环境污染等全球性问题的重要技术手段。现有技术中，二次电池所包括的电极组件具有端面和从端面延伸出的全极耳，由于全极耳的尺寸与端面的尺寸相等，且电解液主要通过端面区域的间隙进行浸润，因此在电解液浸润工序中，电解液难以快速、均匀地对整个电极组件内部进行浸润，浸润效果差、效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种二次电池和电池模组。二次电池包括电极组件，电极组件具有端面和尺寸小于端面的极耳，电解液能够通过端面更快速、均匀地浸入电极组件的内部，从而使得电极组件浸润效率高、浸润效果好。

一方面，本发明实施例提出了一种二次电池，包括：

壳体，壳体包括具有开口的容纳孔；顶盖组件，顶盖组件包括顶盖板，顶盖板连接于壳体以盖闭开口；电极组件，电极组件设置于容纳孔内，电极组件沿容纳孔的轴向的尺寸为0.01mm～1000mm，电极组件包括沿与轴向相垂直的第一方向相对的两个端面以及从端面延伸出的极耳，电极组件包括两个以上的电极单元，两个以上的电极单元沿轴向层叠设置，沿与轴向和第一方向相垂直的第二方向，极耳的尺寸小于端面的尺寸；集流件，极耳与集流件电连接。

根据本发明实施例的一个方面，端面包括沿第二方向分布的第一区域、第二区域以及第三区域，极耳仅从第一区域延伸出，第二区域和第三区域分别位于第一区域的两侧。

根据本发明实施例的一个方面，沿第二方向，第三区域的尺寸小于第二区域的尺寸。

根据本发明实施例的一个方面，沿第二方向，极耳的尺寸与端面的尺寸的比值为1/15～14/15。

根据本发明实施例的一个方面，电极组件包括两个电极单元，电极单元具有子端面和从子端面延伸出的子极耳，两个同侧的子端面形成端面，两个同极的子极耳汇集形成极耳，一个电极单元的子极耳在轴向上从子端面靠近另一个电极单元的区域延伸出。

根据本发明实施例的一个方面，电极单元具有两个宽面和连接两个宽面的两个窄面，两个宽面沿轴向相对设置，宽面和窄面交替设置；极耳从端面靠近两个电极单元相邻的两个宽面的区域延伸出。

根据本发明实施例的一个方面，集流件包括位于端面与壳体之间的连接部，并且连接部与极耳沿轴向至少部分地重叠设置。

根据本发明实施例的一个方面，集流件还包括本体部，连接部与本体部相连接，本体部至少部分位于电极组件和顶盖组件之间。

根据本发明实施例的一个方面，连接部具有沿轴向延伸的第一片材，第一片材为条形结构并且第一片材的厚度方向与第一方向平行，极耳与第一片材电连接。

根据本发明实施例的一个方面，连接部还具有集流片，极耳通过集流片与第一片材电连接，集流片与极耳形成连接结构，连接结构在第一方向上不凸出于顶盖板的边缘。

根据本发明实施例的一个方面，极耳和集流片均位于第一片材沿第二方向的一侧，集流片与极耳沿轴向至少部分重叠设置。

根据本发明实施例的一个方面，电极组件的数量为两组，两组电极组件沿轴向层叠设置，集流片的数量为两个，两个集流片沿轴向间隔设置并且两个集流片在轴向上至少部分地重叠，一组电极组件的极耳和另一组电极组件的极耳分别与两个集流片相连接，一组电极组件的极耳和另一组电极组件的极耳沿轴向至少部分重叠。

根据本发明实施例的一个方面，第一片材与极耳沿轴向至少部分重叠设置。

根据本发明实施例的一个方面，电极组件的数量为两组，两组电极组件沿轴向层叠设置，第一片材的数量和集流片的数量均为两个并且第一片材与集流片一一对应设置，两个第一片材沿第二方向间隔设置，两个集流片沿轴向间隔设置并且沿第二方向间隔设置，一组电极组件的极耳和另一组电极组件的极耳沿轴向间隔设置并且沿第二方向间隔设置，两个极耳分别与两个集流片相连接。

根据本发明实施例的一个方面，连接部具有沿轴向延伸的第一片材和与第一片材相连接的第二片材，第一片材为条形结构并且第一片材的厚度方向与第二方向平行，第二片材连接于第一片材并沿第二方向朝第一片材的外侧延伸，极耳与第二片材沿轴向至少部分重叠设置。

根据本发明实施例的一个方面，集流件的数量为两个，在第一方向上，电极组件设置于两个集流件之间，两个集流件各自与相对应的极耳电连接。

根据本发明实施例提供的二次电池，其包括壳体、设置于壳体内的电极组件、与壳体相连接的顶盖组件以及与电极组件电连接的集流件。电极组件具有端面和从端面延伸出的极耳。电极组件的极耳与集流件电连接。由于本实施例的极耳的尺寸小于端面的尺寸，因此极耳不能够完全覆盖端面，从而电解液能够更快速、更均匀地通过端面上未被极耳覆盖的区域浸入电极组件的内部。这样，有利于在电解液浸润工序中提高电极组件的浸润效率和浸润效果。

另一个方面，根据本发明实施例提供一种电池模组，包括两个以上的如上述实施例的二次电池，两个以上的二次电池沿与轴向相交的方向并排设置。

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电池模组的结构示意图；

图2是本发明一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图3是本发明一实施例的二次电池的剖视结构示意图；

图4是本发明一实施例的电极单元的结构示意图；

图5是本发明一实施例的电极单元的剖视结构示意图；

图6是本发明一实施例的电极组件的侧视结构示意图；

图7是本发明另一实施例的电极组件的侧视结构示意图；

图8是图2所示的二次电池的集流件和电极组件连接状态示意图；

图9是本发明另一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图10是图9所示的二次电池的集流件和电极组件连接状态示意图；

图11是本发明又一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图12是本发明又一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图13是图12所示的二次电池的集流件和电极组件连接状态示意图；

图14是本发明再一实施例的二次电池的分解结构示意图；

图15是图14的集流件的结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

10、电池模组；101、汇流排；

20、二次电池；

21、壳体；21a、容纳孔；

22、顶盖组件；221、顶盖板；221a、边缘；222、极柱；

23、电极组件；23a、端面；23b、极耳；230a、第一区域；230b、第二区域；230c、第三区域；231、电极单元；231a、子端面；231b、子极耳；231c、宽面；231d、窄面；

24、集流件；241、连接部；241a、第一片材；241b、集流片；241c、第二片材；242、本体部；

99、焊接部；

X、轴向；Y、第一方向；Z、第二方向。

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。本发明各个实施例中描述的的垂直和平行并不仅限于数学意义上的严格垂直和平行定义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图15对本发明实施例的电池模组10和二次电池20进行详细描述。

参见图1所示，本发明实施例提供一种电池模组10，其包括两个以上的本实施例的二次电池20以及用于连接两个二次电池20的汇流排101。两个以上的二次电池20沿同一方向并排设置。汇流排101的一端与两个二次电池20中的一个二次电池20连接固定，另一端与另一个二次电池20连接固定。

参见图2和图3所示，本发明实施例的二次电池20包括壳体21、设置于壳体21内的电极组件23以及与壳体21密封连接的顶盖组件22。

本实施例的壳体21可以是四棱柱体形状或其他形状。壳体21包括具有开口的容纳孔21a。容纳孔21a用于容纳电极组件23和电解液。壳体21可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

本发明实施例的电极组件23包括沿与容纳孔21a的轴向X相垂直的第一方向Y相对的两个端面23a以及从每个端面23a延伸出的极耳23b，其中，容纳孔21a的轴向X与容纳孔21a延伸方向相同。本实施例中，电极组件23的每个端面23a上均延伸出一个极耳23b。一个电极组件23具有沿第一方向Y相对的两个极耳23b，其中一个极耳23b作为正极耳，另一个作为负极耳。本实施例的电极组件23沿轴向X的尺寸为0.01mm至1000mm，从而保证本实施例的电极组件23能够根据产品的使用要求灵活选择适配尺寸。

参见图4和图5所示，本实施例的电极组件23包括两个以上的沿容纳孔21a的轴向X层叠设置的电极单元231。电极单元231具有子端面231a和从子端面231a延伸出的子极耳231b。本实施例的电极单元231可通过将第一极片、第二极片以及隔膜一同堆叠或者卷绕而形成本体以及与本体相连接的子极耳231b。隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。本实施例的电极单元231包括卷绕为一体的一层隔膜、一层第一极片，一层隔膜和一层第二极片。在本实施例中，示例性地以第一极片为正极片，第二极片为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片还可以为负极片，而第二极片为正极片。另外，正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从本体延伸出的多个未涂覆区则作为子极耳231b。每个电极单元231包括沿第一方向Y相对设置的两个子极耳231b，即正极耳和负极耳。第一方向Y垂直于轴向X。一个电极组件23的端面23a包括各个电极单元231的子端面231a，也即所有电极单元231各自的位于同一侧的子端面231a共同形成一个端面23a。一个电极组件23的极耳23b包括各个电极单元231的子极耳231b，也即所有电极单元231各自的同极子极耳231b共同汇聚形成一个极耳23b。在一个实施例中，参见图4所示，电极单元231为扁平状结构，其具有两个宽面231c和连接两个宽面231c的两个窄面231d，宽面231c的面积大于窄面231d的面积。两个宽面231c沿轴向X相对设置。电极单元231的宽面231c朝向顶盖组件22。电极单元231的宽面231c和窄面231d交替设置。正极子极耳231b从正极片的涂覆区延伸出；负极子极耳231b从负极片的涂覆区延伸出。在二次电池20生产制造过程的电解液浸润工序或者后期使用过程中，本实施例的电极单元231所包括的活性物质层会发生膨胀，从而导致电极单元231整体发生膨胀。可选地，本实施例的电极单元231的容量为5Ah至500Ah。

本实施例的电极组件23包括两个电极单元231。电极单元231具有子端面231a和从子端面231a延伸出的子极耳231b。在第一方向Y上，两个位于同侧的子端面231a形成电极组件23的一个端面23a。两个同极的子极耳231b汇集形成电极组件23的一个极耳23b。在一个实施例中，一个电极单元231的子极耳231b在轴向X上从子端面231a靠近另一个电极单元231的区域延伸出，从而两个电极单元231各自的子极耳231b相互靠近并且延伸出较短的距离即可汇集成与集流件24连接固定的一个极耳23b。这样，一方面，子极耳231b不会由于自身延伸长度过长而导致出现长度冗余的情况。子极耳231b出现冗余情况时，容易导致子极耳231b折弯时出现插入电极组件23内部而导致短路的情况，另一方面，子极耳231b的延伸尺寸被控制在较小的范围内，有利于提升各个子极耳231b汇集形成的极耳23b整体紧凑性、降低极耳23b整体的空间占用率，从而提高二次电池20的能量密度。

本实施例的两个以上的电极单元231沿轴向X层叠设置于壳体21内。电极单元231发生膨胀时，电极组件23会产生沿与轴向X和第一方向Y相垂直的第二方向Z的第一膨胀力和沿轴向X的第二膨胀力，由于两个以上的电极单元231层叠，且宽面231c的面积大于窄面231d的面积，故第一膨胀力小于第二膨胀力。因此，电极组件23主要在轴向X上发生膨胀，从而电极组件23的膨胀力主要沿轴向X，而在第二方向Z上，第一膨胀力较小，从而在第一膨胀力的作用下，壳体21基本不会发生变形。在本实施例的两个以上的二次电池20沿第二方向Z并排设置以组成电池模组10时，由于每个二次电池20发生膨胀时所产生的第二膨胀力与第二方向Z相交，即每个二次电池20发生膨胀时所产生的第二膨胀力的方向沿轴向X，因此各个二次电池20产生的第二膨胀力不会在第二方向Z上累积并形成较大的合力。这样，在使用外部固定件在第二方向Z上固定包括两个以上的本实施例的二次电池20的电池模组10时，对固定件自身的刚度和强度要求较低，从而有利减小固定件的体积或重量，进而有利于提高二次电池20和电池模组10整体的能量密度和空间利用率；再者，有利于提高二次电池20的循环性能。

本发明实施例中，参见图2所示，在第二方向Z上，极耳23b的尺寸L小于端面23a的尺寸D，也即在第二方向Z上，本实施例的极耳23b比端面23a窄，从而使得本实施例的极耳23b为模切极耳。由于本实施例的极耳23b比端面23a窄，减小了极耳23b对端面23a的覆盖面积，使得端面23a暴露在外部的区域更大，因此在电解液浸润工序中，电解液能够从端面23a上除了被极耳23b覆盖的部分之外的其它部分进入电极单元231内部。由于端面23a距离带有涂覆区的第一极片或第二极片较短，从而电解液能够更加快速、均匀地进入带有涂覆区的正极片和隔膜之间的间隙或带有涂覆区的负极片和隔膜之间的间隙，有利于提高浸润效率和浸润效果。在一个实施例中，在第二方向Z上，极耳23b的尺寸L与端面23a的尺寸D的比值为1/15至14/15。当极耳23b的尺寸L与端面23a的尺寸D的比值小于1/15时，会导致极耳23b的过流能力较弱。当极耳23b的尺寸L与端面23a的尺寸D的比值大于14/15时，会导致浸润效率较低，浸润效果较差。

参见图3所示，本实施例的顶盖组件22与壳体21密封连接以盖闭开口。在一个实施例中，顶盖组件22包括顶盖板221和极柱222。顶盖组件22通过顶盖板221密封连接于壳体21。顶盖板221和电极端子均位于电极组件23沿轴向X的一侧。极柱222设置于顶盖板221并且与电极组件23通过集流件24电连接。本实施例的极柱222和集流件24焊接连接。这样，一方面，不需要使用额外的连接件对极柱222和集流件24进行连接，减少零部件的使用数量；另一方面，极柱222和集流件24彼此焊接过程中，两者会发生熔融并且彼此混合，从而两者在完成焊接后，两者在结构上彼此嵌入式连接，从而两者连接强度大，在二次电池20经受外部振动时，极柱222和集流件24不易发生分离，提升二次电池20使用过程安全性和稳定性。本实施例的极柱222和集流件24焊接连接后形成焊接部99。可选地，本实施例的极柱222和集流件24可以通过热熔焊接方式焊接连接。

在一个实施例中，参见图6和图7所示，在第二方向Z上，端面23a包括第一区域230a、第二区域230b和第三区域230c。极耳23b仅从第一区域230a延伸出。第二区域230b位于第一区域230a的一侧，第三区域230c位于第一区域230a的另一侧，即第三区域230c和第二区域230b分别位于第一区域230a的两侧，使得本实施例的从第一区域230a延伸出的极耳23b形成为模切极耳。极耳23b的横截面呈近似矩形或近似梯形。进一步地，第三区域230c的尺寸小于第二区域230b的尺寸，使得本实施例的极耳23b位置相比一个窄面231d更靠近另一个窄面231d。在一个示例中，参见图5所示，电极组件23的数量为两个。两个电极组件23沿轴向X层叠设置。两个电极组件23中各自的第一区域230a、第二区域230b和第三区域230c分别沿轴向X大致对齐，从而两个同极的极耳23b在轴向X上也大致对齐。在另一个示例中，参见图6所示，电极组件23的数量为两个。两个电极组件23沿轴向X层叠设置。两个电极组件23中的一个电极组件23相对于另一个电极组件23旋转180°设置，从而两个电极组件23中各自的第一区域230a、第二区域230b和第三区域230c分别沿轴向X不对应。两个电极组件23中各自的同极极耳23b位置不同，并且两个同极极耳23b在轴向X上不重叠。

参见图3所示，本发明实施例的集流件24包括位于端面23a与壳体21之间的连接部241以及与连接部241相连接的本体部242。连接部241与极耳23b沿轴向X至少部分地重叠设置，从而减小连接部241与极耳23b沿第一方向Y的空间占用率，有利于提高二次电池20的能量密度。本体部242至少部分位于电极组件23和顶盖组件22之间。在一个实施例中，本体部242位于电极组件23和顶盖组件22之间的部分结构与极柱222焊接连接。在一个实施例中，本体部242包括与连接部241相连接的片状主体以及凸出片状主体的凸台。片状主体的厚度方向与轴向X平行。凸台沿轴向朝向极柱222凸出。本体部242通过凸台与极柱222焊接连接。顶盖板221上设置有电极引出孔，而凸台至少部分地伸入电极引出孔内并与极柱222焊接，从而降低了本体部242沿轴向X的空间占用率，有利于提高二次电池20的能量密度。

在一个实施例中，参见图2所示，连接部241具有沿轴向X延伸的第一片材241a。极耳23b与第一片材241a电连接。第一片材241a为条形结构并且第一片材241a的厚度方向与第一方向Y平行，从而减小第一片材241a在第一方向Y上的尺寸，有利于降低第一片材241a在第一方向Y上的空间占用率，有利于提高二次电池20的能量密度。可选地，第一片材241a为矩形结构。进一步地，连接部241还具有集流片241b。极耳23b通过集流片241b与第一片材241a电连接。集流片241b与极耳23b彼此相连接的部分构造成连接结构。连接结构在第一方向Y上不凸出于顶盖板221的边缘221a。这样，一方面，能够降低集流片241b与极耳23b两者构造成的连接结构在第一方向Y上的空间占用率，有利于提高二次电池20的能量密度；另一方面，在将电极组件23装入壳体21的过程中，集流片241b与极耳23b两者构造成的连接结构不会与壳体21发生位置干涉。

在一个实施例中，极耳23b和集流片241b均位于第一片材241a沿第二方向Z的一侧。集流片241b与极耳23b沿轴向X至少部分地重叠设置。在第二方向Z上，第一片材241a与极耳23b至少部分地重叠设置。由于本实施例的极耳23b在第二方向Z上的尺寸小于端面23a在第二方向Z上的尺寸，从而在第二方向Z上能够预留出较大区域的让位空间，因此将本实施例的第一片材241a的至少一部分设置于该让位空间并与极耳23b在第二方向Z上存在重叠，使得第一片材241a不会在第一方向Y上占用过多的形成于电极组件23的端面23a和壳体21之间的空间，有利于提高二次电池20的能量密度。第一片材241a与端面23a的第二区域230b相对应设置。优选地，在本实施例中，参见图8所示，在第二方向Z上，第一片材241a和极耳23b的尺寸之和H小于端面23a的尺寸D(参见图2所示)，从而保证在第二方向Z上，集流件24位于端面23a和壳体21之间的部分不会超出电极单元231的边缘，降低集流件24在第二方向Z上占用的空间率，有效提高二次电池20的能量密度。

在一个实施例中，电极组件23的数量为两组。两组电极组件23沿轴向X层叠设置。集流片241b的数量为两个。两个集流片241b沿轴向X间隔设置并且两个集流片241b在轴向X上至少部分地重叠，从而有利于减小两个集流片241b在第二方向Z上的空间占用率。一组电极组件23的极耳23b和另一组电极组件23的极耳23b分别与两个集流片241b相连接。一组电极组件23的极耳23b和另一组电极组件23的极耳23b沿轴向X至少部分重叠。优选地，两个极耳23b沿轴向X对齐设置，而两个集流片241b也沿轴向X对齐设置。

本实施例中，通过使用两个集流片241b将两组电极组件23的同极极耳23b连接起来并实现电流汇集。这样，一方面，能够避免出现多个电极单元231通过一个极耳23b连接于集流片241b时，导致极耳23b和集流片241b两者连接区域温度过高的情况，也在一定程度上避免极耳23b和集流片241b两者之间出现虚焊的情况；另一方面，极耳23b延伸出较短的尺寸即可与位置相对应的集流片241b连接固定，从而不需要极耳23b延伸出端面23a的尺寸过长再连接于集流片241b，进而保证电极单元231整体加工尺寸统一、加工工序统一，降低加工制造难度和加工成本。在一个实施例中，两组电极组件23沿轴向X层叠设置。每组电极组件23均包括两个电极单元231。电极单元231具有子端面231a和从子端面231a延伸出的子极耳231b。在第一方向Y上，两个位于同侧的子端面231a形成一个电极组件23的端面23a，而两个同极的子极耳231b汇集形成一个电极组件23的极耳23b。进一步地，一个电极单元231的子极耳231b在轴向X上从子端面231a靠近另一个电极单元231的区域延伸出，从而两个电极单元231各自的子极耳231b相互靠近并且延伸出较短的距离即可汇集成与集流片241b连接固定的极耳23b。这样，一方面，子极耳231b不会由于自身延伸长度过长而导致出现长度冗余的情况，降低子极耳231b出现冗余情况时，容易导致子极耳231b折弯时出现应力集中区域而发生断裂的情况的可能性，另一方面，子极耳231b的延伸尺寸控制在较小的范围内，有利于降低子极耳231b汇集形成的极耳23b空间占用率，提高二次电池20的能量密度。

在一个实施例中，参见图8所示，集流片241b的厚度方向与轴向X平行。集流片241b具有预定的长度和宽度，其中，长度方向与第二方向Z平行，而宽度方向与第一方向Y平行。集流片241b用于与极耳23b相连接的表面与极耳23b用于与集流片241b相连接的表面基本处于同一水平面，从而极耳23b从电极组件23的端面23a上直接延伸出后，直接与集流片241b的表面连接。这样，不需要对极耳23b进行弯折操作再将弯折后的自由端部与集流片241b相连接，从而避免极耳23b出现因弯折而导致自身承受过大拉伸应力而出现断裂或裂纹的情况，从而降低电极组件23因极耳23b损坏而失效的概率，提高二次电池20的成品率，有效降低生产成本。极耳23b连接于集流片241b朝向或背向顶盖组件22的表面。这样，集流片241b远离电极组件23，并且在轴向X上相对两侧能够预留出足够大的让位空间。在集流片241b与极耳23b采用超声波焊接连接时，便于超声波设备沿轴向X从集流片241b的相对两侧夹住集流片241b，从而便于进行超声波焊接操作。在一个示例中，连接部241包括与第一片材241a相连接的过渡部。在第二方向Z上，过渡部设置于第一片材241a的一侧。集流片241b设置于过渡部上，从而集流片241b通过过渡部与第一片材241a相连接。过渡部的结构可以是片状结构，其厚度方向与第一方向Y相平行。过渡部能够为集流片241b提供稳定支承，并且提高集流片241b与第一片材241a之间的过流能力。

在另一个实施例中，参见图9和图10所示，集流片241b相对于第一方向Y翻折，并且集流片241b的厚度方向与第一方向Y平行。在一个示例中，极耳23b相对于第一方向Y翻折，并与集流片241b背向端面23a的表面连接固定，从而集流片241b对电极组件23形成防护，使得极耳23b的自由端部不会在安装过程中或后期使用过程中翻折而与电极组件23的端面23a接触，进而降低极耳23b翻折插入端面23a内而导致电极单元231发生结构性损坏或破损的可能性。集流片241b可以在自身厚度方向与轴向X平行的状态下完成与极耳23b焊接连接，然后再相对于第一方向Y折弯集流片241b和极耳23b，并使集流片241b的厚度方向与第一方向Y平行。这样，在第一方向Y上，集流片241b和极耳23b两者的总厚度较小，从而占用较少的位于电极组件23和壳体21之间形成的空间，有效提高二次电池20的能量密度。

本实施例中，从第一区域230a延伸出的极耳23b为模切极耳，并且横截面呈近似矩形或近似梯形，从而相比于极耳23b的横截面中具有与窄面231d形状相同的弧形区域的模切极耳，本实施例的极耳23b具有良好的翻折能力，不会存在弧形区域折弯时出现应力集中而导致极耳23b断裂或撕裂的现象。由于具有全极耳的电极单元231，其包括的全极耳在第二方向Z上与端面23a的宽度大致相同，而全极耳在轴向X上与端面23a的高度大致相同，从而几乎覆盖整个端面23a，因此电解液不易更快更均匀地通过未涂覆活性物质的全极耳，然后再浸入涂覆活性物质的正极片和负极片之间的间隙内。由于本实施例的极耳23b为模切极耳，从而极耳23b仅覆盖部分端面23a，因此电解液能够更快速、更均匀地通过端面23a浸入涂覆活性物质的正极片和负极片之间的间隙，有效提高浸润效率，提升浸润效果。

在一个实施例中，参见图11至图13所示，第一片材241a与极耳23b沿轴向X至少部分地重叠设置。第一片材241a与极耳23b沿轴向X分布。集流片241b连接于第一片材241a远离顶盖组件22的端部。连接于第一片材241a的集流片241b沿第二方向Z延伸并且与极耳23b相连接，从而集流片241b不会过多占用壳体21沿轴向X的空间，有利于缩小二次电池20在轴向X上的尺寸或增大电极组件23在轴向X上的尺寸，以此提高二次电池20的能量密度。

在一个示例中，电极组件23的数量为两组。两组电极组件23沿轴向X层叠设置。一组电极组件23的极耳23b和另一组电极组件23的极耳23b沿轴向X间隔设置并且沿第二方向Z间隔设置。第一片材241a的数量和集流片241b的数量均为两个并且第一片材241a与集流片241b一一对应设置。两个第一片材241a沿第二方向Z间隔设置。两个集流片241b沿轴向X间隔设置并且沿第二方向Z间隔设置。两组电极组件23延伸出的两个极耳23b也沿轴向X间隔设置。并且，两个第一片材241a沿轴向X不重叠，而两个极耳23b沿轴向X也不重叠。两个极耳23b分别与两个集流片241b相连接。这样，由于集流片241b和极耳23b一一对应设置，因此两个集流片241b和两个极耳23b均在轴向X上相互错开，一方面有利于两个集流片241b和两个极耳23b各自的连接区域的散热，另一方面由于两个第一片材241a在第二方向Z上间隔设置，同时两个第一片材241a在轴向X上间隔设置，因此在两个集流片241b与相对应的两个极耳23b进行焊接操作时，相邻两个集流片241b或相邻两个第一片材241a彼此之间不会出现位置干涉而导致无法焊接或增加焊接难度。可选地，两个第一片材241a的端部在第二方向Z上彼此错开且在轴向X上不重叠，同时两个端部在轴向X上呈阶梯式分布，从而相对应地，两个的集流片241b以及两个极耳23b在轴向X上也呈阶梯式分布。容易理解地，第一片材241a、集流片241b和极耳23b的数量不局限于两个，也可以三个以上。

可选地，参见图11所示，集流片241b为非翻折状态。集流片241b大致垂直于第一片材241a。集流片241b的厚度方向与轴向X平行。集流片241b从第一片材241a上朝向壳体21延伸。在一个示例中，极耳23b能够与集流片241b背向顶盖组件22的表面相连接。集流片241b背向顶盖组件22的表面和极耳23b朝向集流片241b的表面能够基本处于同一平面。在一定程度上，极耳23b不需要弯折即可与集流片241b的连接面实现连接固定，降低极耳23b折弯而导致自身发生断裂或撕裂的可能性。同时，由于集流片241b在轴向X上的相对两侧具有更大的空间，因此便于使用超声波焊接设备从集流片241b的相对两侧夹住集流片241b，并对极耳23b和集流片241b焊接连接，有效降低焊接连接过程操作难度。

可选地，参见图12和图13所示，集流片241b为翻折状态。集流片241b的厚度方向与第一方向Y平行。集流片241b相对于第一方向Y翻折，使得连接面朝向壳体21或朝向电极组件23。在集流片241b与极耳23b连接固定后，将集流片241b和极耳23b进行翻折操作，从而减小集流片241b和极耳23b在第一方向Y上的总厚度，有利于降低集流片241b和极耳23b两者的空间占用率，以提高二次电池20的能量密度。优选地，集流片241b的连接面朝向壳体21。与集流片241b的连接面相连接后的极耳23b端部因受到集流片241b和第一片材241a的隔离，不会与电极组件23发生接触，从而降低翻折后的极耳23b刮伤或刺破电极组件23的可能性。

在一个实施例中，参见图14和图15所示，连接部241具有沿轴向X延伸的第一片材241a和与第一片材241a相连接的第二片材241c。第一片材241a与本体部242相连接，并且两者相交设置。第一片材241a为条形结构并且第一片材241a的厚度方向与第二方向Z平行。第二片材241c连接于第一片材241a并沿第二方向Z朝第一片材241a的外侧延伸。第一片材241a与第二片材241c相交设置，以使连接部241的截面大致呈L形结构。极耳23b可以连接于第二片材241c朝向或背向顶盖组件22的表面上。极耳23b与第二片材241c沿轴向X至少部分重叠设置。在第二方向Z上，第一片材241a位于极耳23b的一侧，从而第一片材241a可以在第一方向Y上不凸出于极耳23b，有利于降低第一片材241a的空间占用率，提高二次电池20能量密度。在轴向X上，第二片材241c与极耳23b重叠，从而第二片材241c也可以在第一方向Y上不凸出于极耳23b，进一步地有利于降低第二片材241c的空间占用率，以提高二次电池20能量密度。在一个实施例中，第二片材241c的厚度方向与轴向X相同。第二片材241c远离电极组件23，并且在轴向X上相对两侧能够预留出足够大的让位空间。在第二片材241c与极耳23b采用超声波焊接连接时，便于超声波设备沿轴向X从第二片材241c的两侧夹住第二片材241c，从而便于进行超声波焊接操作。在一个示例中，在第二方向Z上，与第一片材241a相连接的第二片材241c和极耳23b均位于第一片材241a的一侧。在一个示例中，第一片材241a的数量为两个。第二片材241c的数量也为两个。两个第一片材241a沿第二方向Z间隔设置，并且两个第一片材241a沿轴向X的尺寸不相等。两个第一片材241a各自的端部呈阶梯状沿轴向X间隔设置。第二片材241c沿轴向X间隔设置，并且两个第二片材241c沿第二方向Z的尺寸不相等。电极组件23的数量为两组。一组电极组件23的极耳23b连接于两个第二片材241c中靠近顶盖组件22的第二片材241c的朝向或背向顶盖组件22的表面，另一组电极组件23的极耳23b连接于两个第二片材241c中远离顶盖组件22的第二片材241c的朝向或背向顶盖组件22的表面。

在一个实施例中，集流件24的数量为两个。两个集流件24在第一方向Y上间隔设置。在第一方向Y上，电极组件23设置于两个集流件24之间。两个集流件24各自与相对应的极耳23b电连接。相对应地，顶盖板221上设置两个极柱222，而两个集流件24分别与两个极柱222焊接连接。

在一个实施例中，参见图3所示，在第一方向Y上，集流件24与电极组件23的端面23a之间预留有间隙。这样，一方面，该间隙可以作为集流件24与电极组件23之间的安全间隙。由于集流件24与电极组件23上引出的正极耳或负极耳电连接，因此在预留上述间隙后，集流件24不会与电极单元231的负极片或正极片发生接触，避免出现与电极组件23的正极耳相连接的集流件24再与电极单元231的负极片接触电连接而发生短路的情况，或者，与电极组件23的负极耳相连接的集流件24与电极单元231的正极片接触电连接而发生短路的情况，提升二次电池20使用安全性，另一方面，在集流件24包括翻折状态的集流片241b的实施例中，该间隙可以用于为支承件提供空间。在支承件插入该间隙后，再使用辅助工具对集流片241b施加外力进行翻折操作，从而支承件能够阻挡集流片241b受外力作用而插入电极单元231，避免集流片241b翻折过程中插入电极单元231而导致电极单元231结构发生损坏。可选地，在第一方向Y上，该间隙的尺寸为1.5mm至2mm。

本发明实施例的电池模组10包括多个沿与轴向X相交的方向并排设置的二次电池20。本实施例中，多个二次电池20可以沿第一方向Y或第二方向Z并排设置。由于本实施例的各个二次电池20所包括的电极单元231沿壳体21的容纳孔21a的轴向X层叠设置。本实施例的电极单元231发生膨胀时，主要沿容纳孔21a的轴向X膨胀变形，而在二次电池20的排列方向上的膨胀量较小。这样，各个二次电池20在排列方向上累积的膨胀合力较小。在二次电池20的排列方向上，电池模组10不需要使用具有较高强度的结构件来约束抵消膨胀力或使用较低强度的结构件即可约束抵消膨胀力，从而有效降低电池模组10的整体质量，使得电池模组10自身结构更加紧凑，有效提升电池模组10的能量密度。同时，电池模组10自身在二次电池20自身厚度方向上膨胀量较小，能够有效提升使用过程安全性。

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。

Claims (16)

1.一种二次电池，包括：

壳体，所述壳体包括具有开口的容纳孔；

顶盖组件，所述顶盖组件包括顶盖板，所述顶盖板连接于所述壳体以盖闭所述开口；

电极组件，所述电极组件设置于所述容纳孔内，所述电极组件沿所述容纳孔的轴向的尺寸为0.01mm～1000mm，所述电极组件包括沿与所述轴向相垂直的第一方向相对的两个端面以及从所述端面延伸出的极耳，所述电极组件包括两个以上的电极单元，两个以上的所述电极单元沿所述轴向层叠设置，沿与所述轴向和所述第一方向相垂直的第二方向，所述极耳的尺寸小于所述端面的尺寸；

集流件，所述极耳与所述集流件电连接；

每个所述电极单元包括由第一极片、第二极片以及隔膜一同堆叠或卷绕形成的本体以及与所述本体相连接的子极耳，两个所述电极单元同极性的所述子极耳汇集形成所述极耳；

所述端面包括沿所述第二方向分布的第一区域、第二区域以及第三区域，所述极耳仅从所述第一区域延伸出，所述第二区域和所述第三区域分别位于所述第一区域的两侧。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，沿所述第二方向，所述第三区域的尺寸小于所述第二区域的尺寸。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，沿所述第二方向，所述极耳的尺寸与所述端面的尺寸的比值为1/15～14/15。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电极组件包括两个所述电极单元，所述电极单元具有子端面和从所述子端面延伸出的子极耳，两个同侧的所述子端面形成所述端面，两个同极的所述子极耳汇集形成所述极耳，一个所述电极单元的所述子极耳在所述轴向上从所述子端面靠近另一个所述电极单元的区域延伸出。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述电极单元具有两个宽面和连接两个所述宽面的两个窄面，两个所述宽面沿所述轴向相对设置，所述宽面和所述窄面交替设置；所述极耳从所述端面靠近两个所述电极单元相邻的两个所述宽面的区域延伸出。

6.根据权利要求1至5任一项所述的二次电池，其特征在于，所述集流件包括位于所述端面与所述壳体之间的连接部，并且所述连接部与所述极耳沿所述轴向至少部分地重叠设置。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述集流件还包括本体部，所述连接部与所述本体部相连接，所述本体部至少部分位于所述电极组件和所述顶盖组件之间。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述连接部具有沿所述轴向延伸的第一片材，所述第一片材为条形结构并且所述第一片材的厚度方向与所述第一方向平行，所述极耳与所述第一片材电连接。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述连接部还具有集流片，所述极耳通过所述集流片与所述第一片材电连接，所述集流片与所述极耳形成连接结构，所述连接结构在所述第一方向上不凸出于所述顶盖板的边缘。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述极耳和所述集流片均位于所述第一片材沿所述第二方向的一侧，所述集流片与所述极耳沿所述轴向至少部分重叠设置。

11.根据权利要求10所述的二次电池，其特征在于，所述电极组件的数量为两组，两组所述电极组件沿所述轴向层叠设置，所述集流片的数量为两个，两个所述集流片沿所述轴向间隔设置并且两个所述集流片在所述轴向上至少部分地重叠，一组所述电极组件的所述极耳和另一组所述电极组件的所述极耳分别与两个所述集流片相连接，所述一组所述电极组件的所述极耳和所述另一组所述电极组件的所述极耳沿所述轴向至少部分重叠。

12.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，所述第一片材与所述极耳沿所述轴向至少部分重叠设置。

13.根据权利要求12所述的二次电池，其特征在于，所述电极组件的数量为两组，两组所述电极组件沿所述轴向层叠设置，所述第一片材的数量和所述集流片的数量均为两个并且所述第一片材与所述集流片一一对应设置，两个所述第一片材沿所述第二方向间隔设置，两个所述集流片沿所述轴向间隔设置并且沿所述第二方向间隔设置，一组所述电极组件的所述极耳和另一组所述电极组件的所述极耳沿所述轴向间隔设置并且沿所述第二方向间隔设置，两个所述极耳分别与两个所述集流片相连接。

14.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述连接部具有沿所述轴向延伸的第一片材和与所述第一片材相连接的第二片材，所述第一片材为条形结构并且所述第一片材的厚度方向与所述第二方向平行，所述第二片材连接于所述第一片材并沿第二方向朝所述第一片材的外侧延伸，所述极耳与所述第二片材沿所述轴向至少部分重叠设置。

15.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述集流件的数量为两个，在所述第一方向上，所述电极组件设置于两个所述集流件之间，两个所述集流件各自与相对应的所述极耳电连接。

16.一种电池模组，包括两个以上的如权利要求1至15任一项所述的二次电池，两个以上的所述二次电池沿与所述轴向相交的方向并排设置。