CN101399369A - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种二次电池。本发明提供的二次电池包括电极组件，该电极组件具有正电极板、负电极板和位于这两个板之间的隔板。本发明还提供了用于容纳所述电极组件的罐，该罐包括从该罐的侧面向内突出的凹部，其中所述凹部接触所述电极组件的外边缘，以防止所述电极组件在所述罐内横向移动。本发明还提供了用于密封所述罐的盖组件。

Description

二次电池

技术领域

本发明涉及二次电池。

背景技术

通常，与完全放电后不能再使用的干电池不同的是，二次电池是可再充电以重复使用的。由于二次电池紧凑并具有高容量，因此二次电池得到普遍应用。

单电池电池组中的低容量电池被用于小型便携式电子产品，如便携式电话、等离子体显示面板(PDP)、笔记本电脑、摄像机等。另一方面，形成高容量电池组的多个相连电池的单电池被广泛用作电源，以驱动例如混合动力车辆的马达。

特别是，由于锂二次电池具有3.6V的工作电压，并且具有比镍镉电池、镍金属氢化物电池和其它常规电池好的每单位重量能量密度，因此锂二次电池被广泛用在各种设备中。

依据容纳电极组件的壳体的形状，锂二次电池可以被分成罐型锂二次电池和袋型锂二次电池。罐型锂二次电池可以被进一步分成棱柱锂二次电池和圆柱锂二次电池。而且，依据电解液的类型，锂二次电池可以被分成锂离子二次电池和锂聚合物二次电池。

在锂二次电池过充电时，在电极组件的上部由于电解液蒸发而使电阻增加。该电极组件上部的电阻产生热，从而增加电池的内部温度。在这种情况下，电池被过充电时，诸如环己烷苯(CHB)和苯并芘(BP)之类的电解液添加剂通常被溶解并产生气体，而导致电池的内部压力快速增加。

为了解决前述问题，在常规的圆柱二次电池中，当由于过充电或异常操作使电池的内部压力增加到阈值以上或使电池可能爆炸时，盖组件中断电池中的电流流动，以使温度不再增加，从而实现改进的稳定性。

圆柱二次电池包括用于容纳电极组件和电解液的罐，以及通过绝缘垫圈被连接至该罐的上开口的盖组件。电极组件由两个矩形板状的电极和位于电极之间防止两个电极之间短路的隔板构成。电极和隔板被卷绕成胶卷形式。

由于如上述配置的常规二次电池的电极组件被插入罐中，因此电极组件一旦受到外部撞击就可能在罐中移动，从而增加电池的内阻。增加的内阻消耗一些本应施加给单电池的电压，妨碍该单电池的完全充电，降低二次电池的效率。

电极组件的移动可将电极接线片从该电极组件断开，而且已断开的电极接线片可能接触另一导体，从而可能建立异常短路并引发安全问题。

发明内容

根据本发明，一种示例性实施例提供了一种具有罐的二次电池，以适于防止所述罐内的电极组件与该罐本身之间的相对移动。在一个示例性实施例中，提供一种包括电极组件的二次电池，所述电极组件具有正电极板、负电极极板和位于所述正电极板和负电极板之间的隔板。提供用于容纳所述电极组件的罐，该罐包括从该罐的侧面向内突出的凹部，其中所述凹部接触所述电极组件的外边缘，以基本防止所述罐内的电极组件横向移动。提供用于密封所述罐的盖组件。

在一个示例性实施例，所述凹部为槽。所述凹部可以位于与所述容纳在所述罐中的电极组件对应的位置。在示例性实施例中，所述凹部可以具有半圆形剖面、三角形剖面或者矩形剖面。所述凹部可以在所述罐的侧面上纵向延伸，和/或所述凹部可以沿所述罐的外围延伸。所述凹部可以沿所述罐被对称设置。此外，所述凹部可以沿所述罐的表面形成行和/或列，形成所述行和/或列的所述凹部可以是连续的或者是互相隔开的。

附图说明

附图同说明书一起示出了本发明的示例性实施例，而且，附图同以下的描述一起用于阐释本发明的原理。

图1是根据本发明示例性实施例的二次电池的结构的剖面图。

图2是根据本发明示例性实施例的二次电池的分解透视图。

图3A至图3C是根据本发明示例性实施例的形成在罐上的各种形状的凹部的剖面图。

图4A至图4E是根据本发明示例性实施例的罐上的凹部的各种形状的透视图。

具体实施方式

在以下的详细描述中，仅通过示例的方式示出并描述了本发明的某些示例性实施例。如同本领域技术人员将认识到的，本发明可以利用多种不同的形式来具体实现，而不应被解释为限于这里给出的实施例。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。

参照图1和图2，以矩形板形状形成的两个电极21、23被堆叠和卷绕，形成胶卷型电极组件20。相应的隔板25被设置在这两个电极之间，并且位于电极的上方或下方，以防止两个电极之间的短路。电极21、23中的每个电极均通过利用正电极活性物质浆体或负电极活性物质浆体涂覆集电体板来形成，而且所述集电体板为由铝或铜制成的金属箔或金属网。所述浆体通常通过将颗粒活性物质、辅助导体、粘合剂和增塑剂与溶剂搅拌来获得。所述溶剂会在后续电极形成工艺中被移除。

没有浆体的非涂覆部分以所述电极板的卷绕方向被形成在集电体的一部分中。相应的电极接线片27、29被设置在所述电极板上的非涂覆部分中。电极接线片27以罐10的开口的方向向上延伸，而电极接线片29向下延伸。

罐10可以以包括圆柱形和棱柱形在内的各种形状而由铁材料、铝合金等构成，并且罐10可以通过深冲压方法制成。在罐10形成为圆柱形时，该罐10包括开口顶端和圆柱侧壁，以形成圆柱空间来容纳电极组件。另外，底面被形成在圆柱侧面的下面，以用于覆盖圆柱侧壁的下空间。

罐10进一步包括位于侧面上的凹部19。凹部19具有与电极组件20的外侧面接触的表面，以防止电极组件在罐10内的移动。将参照图3A至图4E对凹部19进行更详细的描述。

电极组件20穿过罐10的开口被插入该罐中。在电极组件20被插入之前，该电极组件的底面被下绝缘板11覆盖，而且从电极组件20向下延伸的电极接线片29被弯曲到与罐10的底面平行，同时在下绝缘板11的外侧迂回。在一个示例性实施例中，电极组件20为具有中心空洞的圆柱胶卷。

下绝缘板11在与电极组件20的中心空洞对应(即对准)的区域中具有孔，而且弯曲的电极接线片29的一部分横过下绝缘板11的孔。焊条穿过电极组件的中心空洞被插入，以将横过所述孔的电极接线片29焊接到罐10的底面。因此，罐10具有与下电极接线片29相同的极性，使得罐本身用作一个电极端子。

在另一示例性实施例中，中心销13可以被提供给罐10并被连接在电极组件的空洞中。中心销13减小罐10由于外部横向力引起变形的可能性。中心销13还用作通道，使得由于内部异常而由电极组件产生的气体沿该通道流动，而且中心销13抑制由于充放电和时间流逝引起的电极组件的变形，从而增加电池的寿命。

在向下的电极组件29被焊接之后，上绝缘板15位于电极组件20上，而且电极组件20的向上的电极接线片27穿过上绝缘板15的孔伸到电极组件的外部。

然后，邻近电极组件的上端或上绝缘板的罐的侧壁被向内弯曲，从而形成弯曲部17。弯曲部17主要防止电极组件受到外部撞击时在罐内竖直移动，从而保持可靠的电连接。

然后，电解液被从电极组件的上部注入。在一个示例性实施例中，电解液可以在形成弯曲部之前被注入。绝缘垫圈30被提供在罐上，而且盖组件与罐连接以密封该罐。绝缘垫圈30可以由沿盖组件40的整个外围表面延伸的绝缘弹性材料构成。绝缘垫圈30将具有不同极性的盖组件40和罐10绝缘，并且密封罐10。

盖组件40可以被设置在预装配的绝缘垫圈30上，或者各部件可以被顺序堆叠在垫圈30上。盖组件40包括被电连接至电极接线片27的通风口50、利用通风口50的操作来启动以中断电流路径的电流中断器件(CID)60、正温度系数(PTC)热敏电阻器70，以及用作电极端子的上盖或突起件80。

在本发明的实施例中，盖组件40具有这样的结构：上盖80被置于PTC70上，CID 60被置于PTC热敏电阻器70的下方，并且通风口50被置于CID 60的下方。也就是说，通风口50、CID 60、PTC热敏电阻70和上盖80被顺序堆叠。

在电极组件所产生的气体导致内部压力超出一阈值时，通风口50启动CID 60，以中断电流的流动并将电极组件所产生的气体排出到外部。然后，罐10被卷边，其中压力被向内和向下施加到圆柱罐10的开口的壁上，该圆柱罐10的开口被绝缘垫圈30中的盖组件40覆盖以密封该罐。

图3A至图3C是示出根据本发明示例性实施例的在罐上形成的各种形状的凹部的剖面图，图4A至图4E是示出根据本发明示例性实施例的罐上的各种形状的凹部的透视图。

参照图3A至图3C，在图1和图2所示的罐10的侧面上向内形成的凹部19可以具有各种剖面形状，例如，图3A中所示的罐10a的半圆形状19a，图3B所示的罐10b的三角形状19b，以及图3C所示的罐10c的矩形形状19c。如同将理解到的那样，所述凹部并不局限于本发明实施例中的形状，而是可以具有由本领域技术人员所选择的其它形状。所述凹部向内突出以接触电极组件的边缘，从而防止电极组件在罐内移动。

在罐上形成的凹部可以包括分别在如图4A和图4B所示的罐10d、10e的侧面上纵向形成的一个或多个凹部19d、19e。可替换地，所述凹部可以包括分别沿如图4C和图4D所示的罐10f、10g的侧面的整个外围或部分外围形成的一个或多个凹部19f、19g。可替换地，所述凹部可以包括在如图4E所示的罐10h的侧面上以一定间隔形成的多个凹部19h。

对本领域的技术人员将显而易见的是，所述凹部可以以其它形状形成。在一个示例性实施例中，所述凹部被对称地形成，使得电极组件不会由于凹部的存在而向一个方向倾斜。

如上所述的在罐的侧面上形成的凹部可以是通过诸如轧制之类的机械方法在罐上向内形成的槽。本发明的所述凹部的位置并不受到限制，而是在一个实施例中，所述凹部被形成在与容纳在罐中的电极组件的位置对应的、所述罐的侧面上。

虽然已经结合某些示例性实施例对本发明进行了描述，但应当理解的是，本发明不限于所公开的实施例，恰恰相反，本发明意在涵盖在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置及其等同物。

Claims (14)

1、一种二次电池，包括：

电极组件，包括正电极板、负电极板和位于所述正电极板和所述负电极板之间的隔板；

用于容纳所述电极组件的罐，该罐包括从该罐的侧面向内突出的凹部；和

用于密封所述罐的盖组件，

其中所述凹部接触所述电极组件的外边缘，以防止所述电极组件在所述罐内横向移动。

2、根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹部为槽。

3、根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹部位于与所述罐中的所述电极组件的位置对应之处。

4、根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹部具有半圆形剖面。

5、根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹部具有三角形剖面。

6、根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹部具有矩形剖面。

7、根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹部在所述罐的所述侧面上纵向延伸。

8、根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹部沿所述罐的外围延伸。

9、根据权利要求7或8所述的二次电池，其中所述凹部对称地位于所述罐上。

10、根据权利要求8所述的二次电池，其中所述凹部沿所述罐的整个外围延伸。

11、根据权利要求8所述的二次电池，其中所述凹部形成沿所述罐隔开的至少两行。

12、根据权利要求11所述的二次电池，其中所述至少两行在所述罐的整个外围连续。

13、根据权利要求7所述的二次电池，其中所述凹部形成沿所述罐隔开的至少两列。

14、根据权利要求13所述的二次电池，其中所述凹部沿所述罐的纵向表面互相隔开。

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