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。
技术实现要素：
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。
进一步的，所述电芯包括裸电芯和由裸电芯伸出的第一极耳和第二极耳，所述顶盖设有第一极柱和第二极柱，所述第一极耳焊接固定于所述第一极柱，所述第二极耳焊接固定于所述第二极柱。更进一步的，所述第一极耳贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第一极柱焊接固定，所述第二极耳贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第二极柱焊接固定。将极耳贴附于未弯折的凸起上，由于凸起的宽度尺寸较大，因而可起到平整极耳的作用，可利于提高极耳与极柱的激光焊接质量。凸起于极柱和极耳焊接完后再弯折并与槽口进行激光焊接。
进一步的，所述电芯包括裸电芯和由裸电芯伸出的第一极耳组和第二极耳组，所述第一极耳组叠置后焊接固定于第一软连接件，所述第二极耳组叠置后焊接固定于第二软连接件，所述顶盖设有第一极柱和第二极柱，所述第一软连接件焊接固定于所述第一极柱，所述第二软连接件焊接固定于所述第二极柱。更进一步的，所述第一软连接件贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第一极柱焊接固定，所述第二软连接件贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第二极柱焊接固定。极耳组进行叠置时，宽度尺寸较大的凸起可将极耳组进行平整，有利于软连接件与极耳组的焊接，以避免虚焊，同样的，软连接件贴附于未弯折的凸起上，也可起到平整软连接件的作用，以利于提高软连接件与极柱的激光焊接质量。凸起于极柱和软连接件焊接完后再弯折并与槽口进行激光焊接。
附图说明
图1为现有技术方形二次电池的一示意图。
图2为本实用新型方形二次电池的一示意图。
图3为图2的部分拆解图。
图4为图3中顶盖的示意图。
图5为顶盖与电芯极耳连接的一示意图。
图6为顶盖与电芯极耳连接的另一示意图。
元件说明
100-方形二次电池；10-壳体；110-主平面；130-侧平面；150-槽口；30-顶盖；310-顶盖片；330-第一极柱；350-第二极柱；370-凸起；50-电芯；510-裸电芯；530a-第一极耳；530b-第二极耳；550a-第一极耳组；550b-第二极耳组；70a-第一软连接件；70b-第二软连接件
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，除非另有明确的规定的限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内的连通。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实用新型中的具体含义。
下面将结合附图对于本实用新型的方形二次电池进行详细的说明。
如图2～3所示，方形二次电池100包括顶盖30、电芯50和容纳电芯50的壳体10，顶盖30将壳体10进行密封，壳体10包括两个相对的主平面110和介于两个主平面110之间且相对的两个侧平面130，两个主平面110的顶部向下内凹形成槽口150，顶盖30具有顶盖片310，以两个侧平面130之间的距离连线定义为长度方向l，以两个主平面110之间的距离连线定义为宽度方向w，竖直向下定义为深度方向h。顶盖片310于宽度方向w的两端分别向平行于顶盖片310的方向延伸形成凸起370，凸起370于竖直向下弯折并与槽口150激光焊接固定。两个主平面110的顶部的中间部分向下内凹形成槽口150，即仅在应力集中区开设槽口150即可。槽口150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150的深度为3～10mm也相当于延伸出的凸起370的宽度尺寸为3～10mm。
本实用新型的壳体10和顶盖30的焊接结构可适用于多种电芯结构，如图4～5所示，电芯50包括裸电芯510和由裸电芯510伸出的第一极耳530a和第二极耳530b，顶盖30设有第一极柱330和第二极柱350，第一极耳530a贴附于未弯折的凸起370上并与第一极柱330焊接固定，第二极耳530b贴附于未弯折的凸起370上并与第二极柱350焊接固定。将极耳530a/530b贴附于未弯折的凸起370上，由于凸起370的宽度尺寸较大，因而可起到平整极耳530a/530b的作用，可利于提高极耳530a/530b与极柱330/350的激光焊接质量。凸起370于极柱330/350和极耳530a/530b焊接完后再于竖直向下弯折并与槽口150进行激光焊接，其弯折并焊接后如图2所示。
作为电芯50的另一种结构，如图4和图6所示，电芯50包括裸电芯510和由裸电芯510伸出的第一极耳组550a和第二极耳组550b，第一极耳组550a叠置后焊接固定于第一软连接件70a，第二极耳组550b叠置后焊接固定于第二软连接件70b，顶盖30设有第一极柱330和第二极柱350，第一软连接件70a贴附于未弯折的凸起370上并与第一极柱330焊接固定，第二软连接件70b贴附于未弯折的凸起370上并与第二极柱350焊接固定。极耳组550a/550b进行叠置时，宽度尺寸较大的凸起370可将极耳组550a/550b进行平整，有利于软连接件70a/70b与极耳组550a/550b的焊接，以避免虚焊，同样的，软连接件70a/70b贴附于未弯折的凸起370上，也可起到平整软连接件70a/70b的作用，以利于提高软连接件70a/70b与极柱330/350的激光焊接质量。凸起370于极柱330/350和软连接件70a/70b焊接完后再于竖直向下弯折并与槽口150进行激光焊接，其弯折并焊接后如图2所示。
本实用新型的方形二次电池100的顶盖上一体成型出凸起370，凸起370与槽口150进行激光焊接，因而将壳体10和顶盖30之间的焊缝位置调整到壳体10的主平面110上，方形二次电池100的顶盖30与壳体10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50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。
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。
1.一种方形二次电池，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，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的方形二次电池，其特征在于，两个所述主平面的顶部的中间部分向下内凹形成槽口。
3.根据权利要求1或2所述的方形二次电池，其特征在于，所述槽口的深度为3～10mm。
4.根据权利要求1所述的方形二次电池，其特征在于，所述电芯包括裸电芯和由所述裸电芯伸出的第一极耳和第二极耳，所述顶盖设有第一极柱和第二极柱，所述第一极耳焊接固定于所述第一极柱，所述第二极耳焊接固定于所述第二极柱。
5.根据权利要求4所述的方形二次电池，其特征在于，所述第一极耳贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第一极柱焊接固定，所述第二极耳贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第二极柱焊接固定。
6.根据权利要求1所述的方形二次电池，其特征在于，所述电芯包括裸电芯和由所述裸电芯伸出的第一极耳组和第二极耳组，所述第一极耳组叠置后焊接固定于第一软连接件，所述第二极耳组叠置后焊接固定于第二软连接件，所述顶盖设有第一极柱和第二极柱，所述第一软连接件焊接固定于所述第一极柱，所述第二软连接件焊接固定于所述第二极柱。
7.根据权利要求6所述的方形二次电池，其特征在于，所述第一软连接件贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第一极柱焊接固定，所述第二软连接件贴附于未弯折的所述凸起上并与所述第二极柱焊接固定。
技术总结