CN102468472A

CN102468472A - 二次电池

Info

Publication number: CN102468472A
Application number: CN2011103620318A
Authority: CN
Inventors: 金德中
Original assignee: SB LiMotive Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-05-23
Also published as: US8951663B2; EP2453501A1; KR101285944B1; KR20120052185A; US20120121971A1; JP2012109241A; JP5385962B2

Abstract

根据实施例，一种二次电池包括：盖板，所述盖板具有穿过该盖板的开口并具有从所述盖板的第一侧面延伸的第一突出部；延伸穿过盖板中的开口的电极端子；从电极端子延伸的集电体；和介于电极端子的一部分与盖板的第一侧面之间的衬垫，所述第一突出部延伸穿过衬垫和集电体。

Description

二次电池

本申请根据美国法典第35条第119(e)款要求2010年11月15日提交的标题为“二次电池”的美国临时申请No.61/413,589的优先权，该美国临时申请通过引用全部并入本文。

技术领域

实施例涉及二次电池。

背景技术

二次电池是可再充电的。二次电池可用在高科技的小型电子装置中，比如蜂窝电话、笔记本电脑和便携式摄像机，或者用作用于驱动电动车辆或混合动力车辆的马达的高容量电源。

发明内容

实施例致力于一种电池，包括：盖板，所述盖板具有穿过所述盖板的开口并具有从所述盖板的第一侧面延伸的至少第一突出部；延伸穿过所述盖板中的所述开口的电极端子；从所述电极端子延伸的集电体；和介于所述电极端子的一部分与所述盖板的第一侧面之间的衬垫，所述第一突出部延伸穿过所述衬垫和所述集电体。

电极端子和集电体可以是分离的构件，电极端子和集电体在它们的接触面处电接触。

所述集电体可包括穿过所述集电体的开口，所述衬垫和所述第一突出部各自延伸到所述集电体的所述开口中，并且所述第一突出部的端部可膨胀抵靠所述衬垫的一部分，使得所述电极端子被夹在所述集电体与所述盖板之间。

所述第一突出部可延伸穿过所述集电体中的所述开口。

所述电极端子可与所述集电体形成整体。

所述电极端子可被焊接到所述集电体。

所述集电体可包括狭缝，所述衬垫和所述第一突出部各自延伸到所述狭缝中。

所述第一突出部的端部可膨胀以将所述衬垫的延伸到所述狭缝中的一部分压靠所述集电体。

所述第一突出部可延伸穿过所述狭缝。

所述狭缝可具有圆弧形状，所述衬垫的延伸到所述狭缝中的所述部分具有与所述圆弧形状对应的形状以填充所述狭缝。

所述电极端子可具有相对较宽部分，所述相对较宽部分沿着所述衬垫的表面相对于所述电极端子的延伸方向横向地延伸，所述衬垫被挤压在所述电极端子的所述相对较宽部分与所述盖板的所述第一侧面之间。

所述电池可进一步包括在所述盖板的与所述第一侧面相反的第二侧面处的在所述电极端子上的螺母和垫圈，所述螺母被螺纹连接到所述电极端子上，所述垫圈介于所述电极端子的相对较宽部分与所述螺母之间。

所述电池可进一步包括在所述盖板的与所述第一侧面相反的第二侧面处的在所述电极端子上的螺母和垫圈，所述垫圈接触所述盖板的所述第二侧面，所述垫圈是电绝缘体。

所述电极端子可与所述盖板电绝缘。

所述衬垫可介于所述电极端子的侧面与所述盖板中的所述开口的内周界之间，并且可介于所述盖板的所述第一侧面与所述集电体之间。

所述电池可进一步包括介于所述衬垫与所述集电体之间的绝缘体，所述绝缘体围绕所述狭缝。

所述第一突出部可不接触所述集电体。

附图说明

图1示出了根据示例性实施例的二次电池的分解透视图；

图2示出了根据示例性实施例的二次电池的剖视图；

图3示出了图2中的区域‘A’的放大图；

图4a和图4b示出了根据示例性实施例的二次电池的集电体、电极端子、衬垫和盖板的透视图；

图5示出了根据示例性实施例的制造二次电池的方法的流程图；和

图6a至图6f示出了根据示例性实施例的在制造二次电池的方法中的各阶段的示意图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更为完全地描述示例性实施例；然而，这些实施例可通过不同的形式实施并且不应解释为局限于这里提出的实施例。相反，这些实施例被提供以使得此公开彻底并且完整，并且将完全地向本领域技术人员传达本发明的范围。

下文中，现在将根据实施例描述二次电池。

图1示出了根据示例性实施例的二次电池的分解透视图。图2示出了根据示例性实施例的二次电池的剖视图。图3示出了图2中的区域‘A’的放大图。图4a和图4b示出了根据示例性实施例的二次电池的集电体、电极端子、衬垫和盖板的透视图。

参照图1至图4b，根据示例性实施例的二次电池100可包括壳体110、电极组件120、集电体130、电极端子140、绝缘体150、衬垫160、盖板170和螺母190。垫圈180可设置在盖板170和螺母190之间。

壳体110可由导电金属，比如铝、铝合金或者镀有镍的钢形成。壳体110可具有被提供有开口的近似六面体形状，电极组件120和集电体130通过该开口插入和放置。该开口可朝向壳体110的上侧打开。

电极组件120可通过卷绕或堆叠第一电极板121、第二电极板122和隔板123形成，隔板123设置在第一电极板121与第二电极板122之间，可具有薄板或薄膜形状。

在一实施方式中，第一电极板121可起正电极作用，第二电极板122可起负电极作用。在此情形下，第一电极板121可通过将第一电极活性物质(比如过渡金属氧化物)涂到第一电极集电体(可由金属箔，比如铝箔形成)上而形成，第二电极板122可通过将第二电极活性物质(比如石墨或碳)涂到第二电极集电体(可由金属箔，比如镍箔或者铜箔形成)上而形成。在另一实施方式中，第一电极板121和第二电极板122的极性可彼此互换。

设置在第一电极板121与第二电极板122之间的隔板123可防止短路并且允许锂离子的移动。隔板123可由例如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯与聚丙烯的组合膜等形成。

第一电极板121和第二电极板122可各自包括分别设置于除第一电极活性物质和第二电极活性物质以外的区域处的未涂覆部分124。电极板的未涂覆部分124可连接到集电体130的相应的一个以形成电流路径。

集电体130可连接到电极板的相应的未涂覆部分124。集电体130可包括连接到未涂覆部分124的第一区域131和从第一区域131弯曲的第二区域132。

集电体130的第一区域131可沿为电极的未涂覆部分124的纵向方向的第一方向延伸。集电体130的第一区域131可被挤压并联接到对应的电极的未涂覆部分124的侧表面。集电体130的第一区域131可通过焊接联接到对应的电极的未涂覆部分124。

集电体130的第二区域132可从集电体130的第一区域131延伸。集电体130的第二区域132可沿近似与第一方向垂直的第二方向延伸。狭缝132a可形成在第二区域132中。例如，两个对称的圆弧状狭缝132a可形成在第二区域132中。

电极端子140和衬垫160可穿过狭缝132a，使得第二区域132能够联接到电极端子140和衬垫160。电极端子140可联接到集电体130的上部。电极端子140可沿第一方向联接到集电体130的第二区域132的上表面。电极端子140可近似垂直于集电体130的第二区域132。电极端子140可为与集电体130分离的结构，并且可以通过施加在盖板170与集电体130的第二区域132之间的压力而被保持在恰当位置。在一实施方式中，电极端子140和集电体130可以是分离的构件，电极端子140和集电体130在它们的接触面处电接触。在另一实施方式中，电极端子140可以与集电体130整体地形成。在另一实施方式中，电极端子140可通过焊接联接到集电体130。

电极端子140可包括接触集电体130的第二区域132的第一区域141、连接到第一区域141的第二区域142和连接到第二区域142并且突出到盖板170的上侧的第三区域143。

电极端子140的第一区域141可设置在集电体130的第二区域132的上部上。电极端子140的第一区域141可联接到集电体130的第二区域132，并且可设置在狭缝132a之间。例如，电极端子140可联接到第二区域132的在一对狭缝132a之间的部分。狭缝132a可围绕电极端子140的第一区域141。电极端子140的第一区域141可接触集电体130的第二区域132并且由此电连接和机械连接到集电体130的第二区域132。电极端子140的第一区域141可以凸缘的形式沿第二方向延伸，并且如下所述地，衬垫160和盖板170可与电极端子140的第一区域141的上部挤压在一起，以机械联接到集电体130。因此，电极端子140的第一区域141可设置在集电体130与盖板170之间以固定电极端子140。

电极端子140的第二区域142可沿第一方向延伸，该第一方向近似垂直于电极端子140的第一区域141，即垂直于电极端子140的凸缘的延伸方向。电极端子140的第二区域142可将电极端子140的第一区域141连接到电极端子140的第三区域143以形成电流路径，并且支撑电极端子140的突出到盖板170的上侧的第三区域143。电极端子140的第二区域142可具有近似对应于衬垫160的厚度与盖板170的厚度之和的高度。电极端子140的第二区域142可具有比电极端子140的第一区域141的横截面小的横截面，例如，其可具有比电极端子凸缘的直径小的直径。因此，当盖板170沿第一方向联接到电极端子140的第二区域142的上部时，盖板170可挤压电极端子140的第一区域141。因此，电极端子140可通过盖板170的联接力牢固地电联接和机械联接到集电体130，即使电极端子140是与集电体130分离的构件。

电极端子140的第三区域143可沿第一方向突出。电极端子140的第三区域143可突出到盖板170的上侧，并且其上可具有螺纹。电极端子140的第三区域143可与垫圈180和螺母190联接，螺母190联接到螺纹以挤压在电极端子140的第一区域141与螺母190之间的盖板170，由此提供高的联接力。

绝缘体150可设置在集电体130的上部上。绝缘体150可具有圆孔150a以围绕电极端子140的第一区域141。孔150a可具有使得其内边缘对应于狭缝132a的外边缘的尺寸，如图3中所示。绝缘体150可有助于改进衬垫160的密封性能，并且可防止集电体130接触盖板170，由此有助于使盖板170与集电体130电绝缘。

衬垫160可从电极端子140和集电体150的上侧沿第一方向联接到电极端子140和绝缘体150。衬垫160可以联接到电极端子140的第一区域141，挤压电极端子140的第一区域141。另外，衬垫160可从盖板170的下侧联接到盖板170以密封盖板170。由此，衬垫160可防止电解液漏出壳体110。

盖板170可包括穿过衬垫160的部分，并且衬垫160可防止盖板170接触集电体130和电极端子140，以使盖板170与它们电绝缘。

衬垫160可包括设置在电极端子140的第一区域141的上部上的第一区域161、从第一区域161向上突出并联接到盖板170的第二区域162和从第一区域161向下突出并联接到集电体130的第三区域163。

衬垫160的第一区域161可从电极端子140的第一区域141的上侧挤压电极端子140的第一区域141。衬垫160的第一区域161可沿第二方向延伸到绝缘体150的顶面的一部分上以从绝缘体150的上侧挤压绝缘体150。由此，衬垫160的第一区域161可填充绝缘体150与盖板170之间的间隙，以防止电解液的泄漏。衬垫160的第一区域161可使电极端子140与盖板170电绝缘。

衬垫160的第二区域162可从衬垫160的第一区域161向上突出。衬垫160的第二区域162可穿过盖板170。衬垫160的第二区域162可具有上通孔162a，电极端子140的第二区域142突出穿过上通孔162a。衬垫160的第二区域162与衬垫160的第一区域161一起可使电极端子140与盖板170电绝缘。

衬垫160的第三区域163可从衬垫160的第一区域161向下突出。衬垫160的第三区域163可经过绝缘体150与电极端子140的第一区域141之间，并从集电体130的第二区域132的下部突出出来。衬垫160的第二区域162可具有下通孔163a。盖板170的一部分可穿过下通孔163a并从集电体130的下部突出出来，使得盖板170机械连接到集电体130以提高对于电极端子140的联接力。

盖板170可设置在壳体110的上侧面上以密封壳体110。盖板170可焊接到壳体110的开口部分的边缘以密封壳体110。

盖板170可具有在设置电极端子140的区域中的端子孔171。端子孔171的内壁可围绕衬垫160的第二区域162，并且电极端子140可突出穿过衬垫160的第二区域162的上通孔162a。因此，盖板170可与电极端子140电绝缘。

如上所述，盖板170的一部分可穿过下通孔163a并从集电体130的下部突出出来。就此而言，盖板170可包括从端子孔171的边缘向下突出的突出部172。盖板170可通过突出部172联接到集电体130。

在一实施方式中，突出部172可穿过衬垫160的第三区域163的下通孔163a。衬垫160的第三区域163可围绕突出部172的侧部以使突出部172与集电体130绝缘。结果，盖板170可通过突出部172机械联接到集电体130，而同时保持与集电体130电绝缘。

盖板170可包括在突出部172的下表面上的铆接部173。铆接部173可通过使突出部172的下表面形成铆钉头(或填缝或变形)而形成。铆接部173可沿衬垫160的第三区域163形成。铆接部173可通过形成铆钉头而膨胀以固定衬垫160，从而防止突出部172从衬垫160移除。在此情况下，铆接部173可仅接触衬垫160的第三区域163，而不接触集电体130的第二区域132，从而盖板170能够与集电体130电绝缘。

安全排气部174和电解液注入塞175可被提供在盖板170的上表面处。安全排气部174可比盖板170的其它部分薄。由此，当壳体110的内部压力增大时，安全排气部174可最先打开以确保二次电池100的安全。电解液注入塞175可用于在将电解液注入壳体110中之后密封注入孔。

垫圈180可设置在盖板170的上部上，并且可以与电极端子140联接。垫圈180可设置在电极端子140的第三区域143上，并且可有助于防止螺母190从电极端子140释放。在盖板170保持与电极端子140电绝缘的情况下，垫圈180可由绝缘材料形成。

螺母190可沿第一方向从电极端子140的上侧联接。螺母190可具有在其内表面上的螺纹，该螺纹与形成在电极端子140的第三区域143的外表面上的螺纹接合。螺母190与电极端子140之间的联接力可用以将电极端子140和集电体130牢固地联接到盖板170。

如上所述，根据实施例的二次电池100包括在盖板170的下表面上的突出部172以将突出部172联接到集电体130，从而盖板170能够牢固地联接到集电体130。二次电池100可包括在突出部172的下部的铆接部173，以提高突出部172的联接力。另外，二次电池100可包括在集电体130与盖板170的突出部172之间的衬垫160，从而集电体130与盖板170的突出部172电绝缘。

下文中，现在将根据示例性实施例描述制造二次电池的方法。

图5示出了根据示例性实施例的制造二次电池的方法的流程图。图6a至图6f示出了根据示例性实施例的在制造二次电池的方法中的各阶段的示意图。

参考图5，制造二次电池100的方法包括：电极端子联接操作S1、绝缘体联接操作S2、衬垫联接操作S3和盖板联接操作S4。制造二次电池100的方法可进一步包括在盖板联接操作S4之后的形成铆钉头操作S5。下文中，将参照图6a至图6f描述图5中的每个操作。

参照图5和图6a，在电极端子联接操作S1中，电极端子140联接到集电体130。电极端子140被布置在集电体130的第二区域132上。电极端子140可被焊接到第二区域132以提高联接力，或者可以与集电体130整体地形成。

参照图5和图6b，在绝缘体联接操作S2中，绝缘体150联接到集电体130的上部。绝缘体150围绕电极端子140的外周表面被设置。例如，绝缘体150可包括圆孔150a，使得绝缘体150可围绕电极端子140的外周表面设置。

参照图5和图6c，在衬垫联接操作S3中，衬垫160沿第一方向从电极端子140和绝缘体150的上侧联接到电极端子140和绝缘体150。这里，电极端子140穿过第二区域162的上通孔162a。衬垫160的第三区域163穿过形成在集电体130的第二区域132中的狭缝132a。衬垫160联接到电极端子140和绝缘体150以将电极端子140和绝缘体150挤压到集电体130。

参照图5和图6d，在盖板联接操作S4中，盖板170沿第一方向从衬垫160的上侧联接到衬垫160。衬垫160的第二区域162穿过端子孔171以联接到盖板170。盖板170接触衬垫160的第一区域161。这里，盖板170的突出部172的下部173’穿过衬垫160的下通孔163a并且从集电体130的下部突出出来。

参照图5和图6e，在形成铆钉头操作S5中，突出部172的下部173’从其下表面开始形成铆钉头。突出部172的下部173’被形成铆钉头以形成铆接部173。铆接部173将盖板170牢固地联接到衬垫160。

通过总结和回顾，二次电池可包括在壳体内的电极组件和连接到该电极组件并突出到盖板的上侧的电极端子。二次电池可被要求防止电解液漏出壳体以确保可靠性。因此，确保二次电池的强度可能是重要的。如上所述，示例性实施例可提供改进了集电体与盖板之间的联接力以防止电解液泄漏的二次电池。

根据示例性实施例的二次电池可包括壳体、插入壳体中的电极组件、集电体的连接到电极组件的未涂覆部分的电极端子、设置在电极端子的上部上的衬垫和包括设置在下表面上并穿过衬垫并向下延伸到集电体的突出部的盖板。衬垫可具有在其下表面上的穿过集电体的部分。衬垫可围绕盖板的突出部的外周表面。集电体可具有联接到所述突出部的至少一个狭缝。盖板的突出部的下部可被形成铆钉头以形成铆接部。该铆接部可通过衬垫与集电体分隔开。

根据示例性实施例的二次电池可包括在盖板的下表面上的突出部以牢固地将盖板联接到集电体，由此提高其机械强度。根据示例性实施例的二次电池可包括在突出部的下部中的铆接部以提高其联接力。根据示例性实施例的二次电池可包括在集电体与盖板的突出部之间的衬垫以使集电体与盖板彼此电绝缘。

这里已经公开了示例性实施例，并且尽管采用了具体的术语，但它们仅以一般的描述意义被使用和将被解释，而不是用于限定的目的。因此，本领域技术人员将理解，在不偏离如所附的权利要求书中提出的本发明的精神和范围的前提下，可作出各种形式和细节上的改变。

Claims

1.一种电池，包括：

盖板，所述盖板具有穿过所述盖板的开口并具有从所述盖板的第一侧面延伸的至少第一突出部；

延伸穿过所述盖板中的所述开口的电极端子；

从所述电极端子延伸的集电体；和

介于所述电极端子的一部分与所述盖板的所述第一侧面之间的衬垫，所述第一突出部延伸穿过所述衬垫和所述集电体。

2.如权利要求1所述的电池，其中所述电极端子和所述集电体是分离的构件，所述电极端子和所述集电体在它们的接触面处电接触。

3.如权利要求2所述的电池，其中所述集电体包括穿过所述集电体的开口，所述衬垫和所述第一突出部各自延伸到所述集电体的所述开口中，并且所述第一突出部的端部膨胀抵靠所述衬垫的一部分，使得所述电极端子被夹在所述集电体与所述盖板之间。

4.如权利要求3所述的电池，其中所述第一突出部延伸穿过所述集电体中的所述开口。

5.如权利要求1所述的电池，其中所述电极端子与所述集电体形成整体。

6.如权利要求1所述的电池，其中所述电极端子被焊接到所述集电体。

7.如权利要求1所述的电池，其中所述集电体包括狭缝，所述衬垫和所述第一突出部各自延伸到所述狭缝中。

8.如权利要求7所述的电池，其中所述第一突出部的端部膨胀以将所述衬垫的延伸到所述狭缝中的一部分压靠所述集电体。

9.如权利要求8所述的电池，其中所述第一突出部延伸穿过所述狭缝。

10.如权利要求8所述的电池，其中所述狭缝具有圆弧形状，所述衬垫的延伸到所述狭缝中的所述部分具有与所述圆弧形状对应的形状以填充所述狭缝。

11.如权利要求1所述的电池，其中所述电极端子具有相对较宽部分，所述相对较宽部分沿着所述衬垫的表面相对于所述电极端子的延伸方向横向地延伸，所述衬垫被挤压在所述电极端子的所述相对较宽部分与所述盖板的所述第一侧面之间。

12.如权利要求11所述的电池，进一步包括在所述盖板的与所述第一侧面相反的第二侧面处的在所述电极端子上的螺母和垫圈，所述螺母被螺纹连接到所述电极端子上，所述垫圈介于所述电极端子的所述相对较宽部分与所述螺母之间。

13.如权利要求1所述的电池，进一步包括在所述盖板的与所述第一侧面相反的第二侧面处的在所述电极端子上的螺母和垫圈，所述垫圈接触所述盖板的所述第二侧面，所述垫圈是电绝缘体。

14.如权利要求1或13所述的电池，其中所述电极端子与所述盖板电绝缘。

15.如权利要求14所述的电池，其中所述衬垫介于所述电极端子的侧面与所述盖板中的所述开口的内周界之间，并且介于所述盖板的所述第一侧面与所述集电体之间。

16.如权利要求15所述的电池，进一步包括介于所述衬垫与所述集电体之间的绝缘体，所述绝缘体围绕所述狭缝。

17.如权利要求1或15所述的电池，其中所述第一突出部不接触所述集电体。