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CN102646807B - 二次电池 - Google Patents

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CN102646807B CN201110212998.8A CN201110212998A CN102646807B CN 102646807 B CN102646807 B CN 102646807B CN 201110212998 A CN201110212998 A CN 201110212998A CN 102646807 B CN102646807 B CN 102646807B
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Abstract

一种二次电池，包括：电极组件；容纳所述电极组件的壳体；电联接到所述电极组件的端子，其中所述端子包括电联接到所述电极组件的联接部件以及与所述联接部件整体式形成为单件并从所述联接部件延伸的延伸部件；和密封所述壳体并包括盖板和短路板的盖组件，其中所述延伸部件至少部分地覆盖所述短路板。

Description

二次电池
技术领域
本发明的各实施例涉及一种二次电池。
背景技术
与不可再充电的一次电池不同，二次电池是可再充电的。二次电池的类型包括具有组形式的单电池的低容量电池和具有数十个彼此连接的单电池的高容量电池，低容量电池可用于便携式小型电子装置，比如蜂窝电话和可携式摄像机，高容量电池可用作用于驱动例如电动摩托车、混合动力车辆或电动车量的马达的动力源。
二次电池可被制造为各种形状，比如圆柱形和棱柱形。电解液和通过将作为绝缘体的隔板插入在正电极板与负电极板之间而形成的电极组件被容纳在壳体中，盖板被安装在该壳体上以形成二次电池。电极组件与正极端子和负极端子连接，正极端子和负极端子穿过盖板伸出且暴露到电极组件的外部。
发明内容
本发明的一方面提供一种二次电池，其包括较小数量的部件，从而降低制造成本，简化制造过程，并提高其产量。
另外，本发明的一方面提供一种二次电池，其可防止由于外部湿气造成的短路和由于外部湿气造成的对内部部件的腐蚀。
在一个实施例中，一种二次电池包括：电极组件；容纳所述电极组件的壳体；电联接到所述电极组件的端子，其中所述端子包括电联接到所述电极组件的联接部件以及与所述联接部件整体式形成为单件(single piece)并从所述联接部件延伸的延伸部件；和密封所述壳体并包括盖板和短路板的盖组件，其中所述延伸部件至少部分地覆盖所述短路板。
在一个实施例中，所述二次电池还包括电联接到所述电极组件的集电板和电联接到所述集电板并电联接到所述联接部件的集电端子，其中所述集电端子可穿过所述盖板并穿过所述联接部件。
此外，在一个实施例中，所述短路板可具有可反转的凹入部分。所述延伸部件具有与所述短路板的所述凹入部分对准的开口。另外，在一个实施例中，所述盖板具有短路孔，并且其中所述延伸部件的所述开口的直径小于所述短路孔的直径。此外，所述短路板的所述凹入部分被配置为在所述二次电池内的压力达到阈值水平时接触所述延伸部件。
在一个实施例中，所述二次电池还可包括在所述盖板与所述联接部件和所述延伸部件两者之间的第一绝缘构件，并且所述第一绝缘构件可覆盖所述延伸部件。在一个实施例中，所述第一绝缘构件具有第一突出部，其中所述联接端子具有抗旋转凹槽，并且其中所述第一突出部在所述抗旋转凹槽内。此外，所述第一绝缘构件可包括第二突出部，其中所述盖板具有抗旋转凹槽，并且其中所述第二突出部在所述抗旋转凹槽内。
在一个实施例中，所述盖板具有围绕所述第一绝缘构件的周界延伸的密封接纳凹槽。此外，所述二次电池可包括在所述盖板与所述电极组件之间的第二绝缘构件，并且所述第二绝缘构件可包括突出部，其中所述盖板包括凹槽，并且其中所述突出部在所述凹槽内。另外，在一个实施例中，所述第一绝缘构件包括底部、从所述底部延伸的第一侧壁和从所述第一侧壁延伸的罩，所述底部、所述第一侧壁和所述罩提供被配置为容纳所述延伸部件的空间。此外，所述第一绝缘构件包括第二侧壁，其中所述第一侧壁的高度大于所述第二侧壁的高度。所述盖板还可包括密封接纳凹槽，并且其中所述第一绝缘构件的一部分在所述密封接纳凹槽内。此外，所述第一绝缘构件可具有与所述短路板的所述凹入部分对准的开口。
由于所述第一联接端子包括整体式形成的所述第一联接部件和所述第一延伸部件，因此本发明的各实施例的二次电池不需要在所述二次电池的内部压力大于设定压力时接触所述短路板的单独的部件。因此，构成根据该实施例的二次电池的部件的数量可被最小化，从而降低制造成本，简化制造过程，并提高其产量。
此外，由于根据本发明的各实施例的二次电池包括具有所述密封接纳凹槽的所述盖板以及具有所述第一侧壁和所述第二侧壁的上绝缘构件，因此可提高用于密封所述盖板与所述上绝缘构件之间的空间的密封效率。因此，根据该实施例的二次电池可防止外部湿气形成所述短路板与所述第一延伸部件之间的短路，并防止由于外部湿气而造成的对内部部件的腐蚀。
附图说明
图1为例示出根据本发明一实施例的二次电池的透视图；
图2为沿图1的线I-I’截取的剖视图；
图3为例示出图2的部分A的放大图；
图4为例示出组装到一起的图3的盖板、第一联接端子和上绝缘构件的透视图；
图5为例示出图4的盖板、第一联接端子和上绝缘构件的分解透视图；
图6为例示出根据本发明的另一实施例的二次电池的一部分的剖视图；
图7为例示出图6的盖板、第一联接端子和上绝缘构件被组装的状态的透视图；并且
图8为例示出图7的盖板、第一联接端子和上绝缘构件的分解透视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更加充分地描述各示例实施例。
图1为例示出根据一实施例的二次电池的透视图。图2为沿图1的线I-I’截取的剖视图。图3为例示出图2的部分A的放大图。图4为例示出图3的盖板、第一联接端子和上绝缘构件的组装体的透视图。图5为例示出如在图4中例示出的盖板、第一联接端子和上绝缘构件的分解透视图。
参照图1至图5，根据一实施例的二次电池100包括电极组件110、第一端子120、第二端子130、壳体140和盖组件150。
电极组件110通过卷绕或堆叠具有薄板或薄膜形状的第一电极板111、隔板113和第二电极板组件112而形成。第一电极板111可用作负电极，第二电极板112可用作正电极。可替换地，第一电极板111可用作正电极，第二电极板112可用作负电极。
第一电极板111通过在由金属箔(比如镍箔或铜箔)形成的第一电极集电体上涂敷第一电极活性物质(比如石墨或碳)而形成，并包括未涂敷有第一电极活性物质的第一电极未涂覆部分111a。第一电极未涂覆部分111a用作供电流在第一电极板111与第一电极板111的外部之间流动的通路。第一电极板111的材料在本发明中不受限制。
第二电极板112通过在由金属箔(比如铝箔)形成的第二电极集电体上涂敷第二电极活性物质(比如过渡金属氧化物)而形成，并包括未涂敷有第二电极活性物质的第二电极未涂覆部分112a。第二电极未涂覆部分112a用作供电流在第二电极板112与第二电极板112的外部之间流动的通路。第二电极板112的材料在本发明中不受限制。第一电极板111和第二电极板112的极性可颠倒。
隔板113位于第一电极板111与第二电极板112之间，以防止短路并允许锂离子运动，并可由聚乙烯、聚丙烯或者聚丙烯和聚乙烯的组合膜形成。然而，隔板113的材料不限于所列出的那些材料。
电极组件110和电解液被容纳在壳体140中。电解液可包括有机溶剂(比如碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，EC)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate，PC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，DEC)、碳酸甲乙酯(ethyl methylcarbonate，EMC)或碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC))和锂盐(比如LiPF6或LiBF4)。电解液可为液体、固体或胶体。
电极组件110的两端与第一电极端子120和第二电极端子130联接，第一电极端子120和第二电极端子130分别电连接到第一电极板111和第二电极板112。
第一端子120可由金属或其等价物形成，并电连接到第一电极板111。第一端子120可包括第一集电板121、第一集电端子122和第一联接端子123。
第一集电板121接触从电极组件110的一端伸出的第一电极未涂覆部分111a。基本上，第一集电板121被焊接到第一电极未涂覆部分111a。第一集电板121具有近似或颠倒的“L”的形状，端子孔121a形成在其上部中。第一集电端子122装配到第一端子孔121a中。例如，第一集电板121可由铜、铜合金或其等价物形成。然而，第一集电板121的材料不限于此。
第一集电端子122穿过盖板151，从盖板151伸出，并在盖板151的下侧电连接到第一集电板121。例如，第一集电端子122可由铜、铜合金或其等价物之一形成。然而，第一集电端子122的材料不限于此。详细而言，第一集电端子122包括第一主体122a、第一凸缘122b和第一固定部件122c。
第一主体122a包括伸出到盖板151的上侧的上柱体以及连接到上柱体的下部并延伸到盖板151的下侧的下柱体。第一主体122a可具有圆柱形，但本发明不限于此。
第一凸缘122b从第一主体122a的下柱体的侧部水平延伸，并防止第一集电端子122从盖板151上移除。第一主体122a的下柱体的与第一凸缘122b的下部连接的部分被装配和焊接到第一集电板121的第一端子孔121a。
第一固定部件122c从构成第一集电端子122的上柱体的端部沿横向伸出，并将第一集电端子122固定到第一联接端子123。第一固定部件122c可通过铆接第一集电端子122的上柱体的所述端部而形成。
第一联接端子123与盖板151的上侧分隔开，更具体而言，第一联接端子123被联接到位于盖板151的上表面上的上绝缘构件(或第一绝缘构件)157。第一集电端子122的上柱体穿过并联接到第一联接端子123，该第一联接端子123大致对应于安装在盖板151中的短路板156。第一联接端子123包括第一联接部件124和第一延伸部件125，其中，在一个实施例中，第一联接部件124与第一延伸部件125整体式形成为单件。换言之，第一联接端子123由单件材料制成，并包括第一联接部件124和第一延伸部件125。将意识到，第一联接端子123也可以由单独的材料制成并附接到一起。
第一联接端子123通过第一联接部件124联接到第一集电端子122，并通过上绝缘构件157与盖板151电绝缘。当短路板在二次电池100的内部压力大于设定压力(或阈值水平)时被“起动”或反转并向上突出时，第一联接端子123的第一延伸部件125可与短路板156形成短路。当短路形成时，大电流流过二次电池100以产生热。这样，形成在第一集电板121或第二集电板131上的熔断部件被熔化以切断电流，从而确保二次电池100的安全性。例如，第一联接端子123可由铜、铜合金、铝、铝合金或其等价物之一形成。
第一联接部件124具有近似四角形柱体形状，并包括第一联接主体124a、第一集电端子孔124b、第一固定凹槽124c、第一防旋转凹槽(或第一抗旋转凹槽)124d和第一联接突出部124e。
第一联接主体124a接触上绝缘构件157并用作基部，以将第一联接部件124稳定地放置到上绝缘构件157上。
第一集电端子孔124b从第一联接主体124a的上表面延伸到其下表面，并提供供第一集电端子122的上柱体穿过的空间。
第一固定凹槽124c位于第一联接主体124a的上表面中，具有大于第一集电端子孔124b的直径并提供用于容纳第一固定部件122c的空间。
第一防旋转凹槽124d形成在第一联接主体124a的下表面中，并联接到位于上绝缘构件157上的第一突出部157f。第一防旋转凹槽124d在第一集电端子122联接到第一联接端子123时基本防止第一联接端子123的旋转。
第一联接突出部124e位于第一联接主体124a的上部的两侧，能够便于第一联接端子123的操纵，并可提供用于将一结构联接到第一联接端子123的空间。
第一延伸部件125从第一联接主体124a的下边缘沿横向延伸，以覆盖短路板156。第一延伸部件125可具有位于与短路板156大致对应(即大致对准)的区域中的孔(或开口)125a。当短路板156被反转从而远离电极组件110突出时，短路板156接触孔125a的边缘。与孔125a的边缘的接触增加短路板156与第一延伸部件125之间的接触面积。因此，当二次电池100的内部压力大于设定压力时，短路板156与第一延伸部件125之间可更快地发生短路。在一个示例中，第一延伸部件125至少部分地覆盖短路板156。
由于第一联接端子123包括整体式形成的第一联接部件124和第一延伸部件125，因此与二次电池包括位于集电端子与联接构件之间以在二次电池的内部压力大于设定压力时接触反转板的单独的短路构件的情况相比，构成二次电池100的部件的数量较少。因此，第一联接端子123可以简化用于二次电池100的制造过程。
第二端子130与第一端子120类似由金属或其等价物形成，且第二端子130连接到第二电极板112。第二端子130可包括第二集电板131、第二集电端子132和第二联接端子133。
第二集电板131接触从电极组件110的另一端伸出的第二电极未涂覆部分112a。基本上，第二集电板131被焊接到第二电极未涂覆部分112a。第二集电板131具有近似或颠倒的“L”的形状，第二端子孔131a形成在其上部中。第二集电端子132被装配并联接到第二端子孔131a中。例如，第二集电板131可由铝、铝合金或其等价物形成。然而，第二集电板131的材料不限于此。
第二集电端子132穿过盖板151，从盖板151伸出，并在盖板151的下侧电连接到第二集电板131。例如，第二集电端子132可由铝、铝合金或其等价物形成。然而，第二集电端子132的材料不限于此。由于第二集电端子132与第一集电端子122关于盖板151的中心大致对称，因此将省略其描述。
第二联接端子133位于盖板151的上部。第二集电端子132的上柱体穿过并联接到具有近似四角形柱体形状的第二联接端子133。第二联接端子133可电和机械地连接到第二集电端子132。第二联接端子133可由不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金及其等价物形成，但本发明不限于此。由于第二联接端子133与第一联接端子123的除了第一延伸部件125以外的第一联接部件124关于盖板151的中心对称，因此将省略其描述。
壳体140由导电金属(比如铝、铝合金或镀镍钢)形成，并具有设置有开口的近似六面体形状，电极组件110、第一端子120和第二端子130通过该开口被插入和放置。虽然由于在图2中例示出壳体140和盖组件150的组装体而未在图2中示出所述开口，但盖组件150的周界基本上形成所述开口。壳体140的内表面被处理为与电极组件110、第一端子120和第二端子130以及盖组件150电绝缘。
盖组件150联接到壳体140。详细而言，盖组件150包括盖板151、密封衬垫152、塞153、安全排放部154、连接板155、短路板156、上绝缘构件157和下绝缘构件(或第二绝缘构件)158。
盖板151密封壳体140，并可由与壳体140相同的材料形成。盖板151可具有电解液注入孔151a、排放孔151b、短路孔151c和集电端子孔151d。这里，延伸部件125的孔125a的直径小于短路孔151c的直径。盖板151可具有在其上表面中的防旋转凹槽(或抗旋转凹槽)151e和在其下表面中的联接凹槽(或凹槽)151f。盖板151可通过激光焊接被联接到壳体140。由于盖板151可具有与第一电极板111和第一端子120相同的极性，因此盖板151和壳体140可具有相同的极性。
密封衬垫152由电绝缘材料形成，并位于第一集电端子122与盖板151之间以密封第一集电端子122与盖板151之间的空间。密封衬垫152基本上防止湿气进入二次电池100中或电解液从二次电池100的泄漏。
塞153封闭盖板151的电解液注入孔151a，安全排放部154安装在盖板151的排放孔151b中并具有能在设定压力下打开的凹口154a。
连接板155位于盖板151中、在供第二集电端子132穿过的部分中。连接板155将第二联接端子132电连接到盖板151，并基本上防止湿气进入二次电池100中或电解液从二次电池100的泄漏。
短路板156安装在盖板151的短路孔151c中。短路板156可为包括圆形部件(或凹入部分)和边缘部件的可反转的板。圆形部件被形成为向下(即朝向电极组件110)凸起，边缘部件被固定到盖板151。当二次电池100的内部压力变得大于设定压力时，短路板156被反转并向上(即远离电极组件)突出，并接触第一联接端子123的第一延伸部件125以形成短路。短路板156具有与盖板151相同的极性。
上绝缘构件157位于第一联接端子123与盖板151之间并容纳第一联接端子123。上绝缘构件157包括底部157a、第一侧壁157b、第二侧壁157c和罩157d。在一个示例中，底部157a、第一侧壁157b和罩157d提供被配置为容纳第一延伸部件125的空间。另外，上绝缘构件157包括端子通孔157e、第一突出部157f、第二突出部157g和开口157h。
底部157a接触盖板151并用作基部，以将上绝缘构件157稳定地放置到盖板151上。
第一侧壁157b从底部157a的边缘延伸，并基本上提供用于将第一联接端子123容纳在上绝缘构件157中的空间。在一个实施例中，第一侧壁157b不围绕底部157a的整个周界延伸，而是仅仅围绕底部157a的三侧延伸。第一侧壁157b具有高度H1。
第二侧壁157c从底部157a的边缘向上延伸、在不包括第一侧壁157b的区域中，并具有小于第一侧壁157b的高度H1的高度H2。第二侧壁157c使得第一联接端子123的第一延伸部件125便于插入上绝缘构件157。
罩157d连接到第一侧壁157b的边缘的一部分，以覆盖容纳在上绝缘构件157中的第一联接端子123的第一延伸部件125。罩157d位于对应于第一联接端子123的第一延伸部件125的位置处，其中上绝缘构件157中的对应于第一联接端子123的第一联接部件124的部分被打开或暴露。罩157d可平行于底部157a并被设置尺寸以大致对应于第一联接端子123的第一延伸部件125。
端子通孔157e位于没有罩157d的底部157a中以容纳第一集电端子122。
第一突出部157f位于底部157a的上表面中、在邻近端子通孔157e的区域中，并联接到第一防旋转凹槽124d。
第二突出部157g位于底部157a的下表面中、在邻近端子通孔157e的区域中，并联接到防旋转凹槽151e。开口157h与短路板156的圆形部件对准。
下绝缘构件158位于盖板151与第一集电板121和第二集电板131中的每一个之间以防止不必要的短路。换言之，下绝缘构件158防止盖板151与第一集电板121之间的短路以及盖板151与第二集电板131之间的短路。下绝缘构件158还位于盖板151与第一集电端子122和第二集电端子132中的每一个之间，以防止盖板151与第一集电端子122和第二集电端子132中的每一个之间的不必要的短路。在一个示例中，下绝缘构件158位于盖板151与电极组件110之间。下绝缘构件158可包括形成在其上表面上并联接到盖板151的联接凹槽151f的突出部158a。
由于第一联接端子123包括整体式形成为单件的第一联接部件124和第一延伸部件125，因此二次电池100不需要在二次电池100的内部压力变得大于设定压力时接触短路板156的单独的部件。
因此，构成根据该实施例的二次电池的部件的数量被最小化，从而降低制造成本，简化制造过程，并提高其产量。
图6为例示出根据另一实施例的二次电池的一部分的剖视图。图7为例示出组装的图6的盖板、第一联接端子和上绝缘构件的透视图。图8为例示出如在图7中所例示出的盖板、第一联接端子和上绝缘构件的分解透视图。
根据一实施例的二次电池具有与图2的二次电池100大致相同的构造，除了盖板251和上绝缘构件257。因此，将省略相同的构造的例示和描述，且将主要描述盖板251和上绝缘构件257。
盖板251与盖板151相似。然而，盖板251包括在其上表面中的密封接纳凹槽251a。在一个示例中，盖板251具有围绕上绝缘构件257的周界延伸的密封接纳凹槽251a。上绝缘构件257的第一侧壁257b和上绝缘构件257的第二侧壁257c部分地装配到密封接纳凹槽251a中。密封接纳凹槽251a提高盖板251与上绝缘构件257的物理联接力以及用于密封盖板251与上绝缘构件257之间的空间的密封效率。因此，可防止盖板251与上绝缘构件257之间的外部湿气引起短路板156与第一延伸部件125之间的短路，并且可极大地防止由于外部湿气而造成的对内部部件的腐蚀。
上绝缘构件257与上绝缘构件157相似。然而，上绝缘构件257的第一侧壁257b和第二侧壁257c从底部157a朝着电极组件进一步向下延伸。因此，从底部157a向下延伸的第一侧壁257b和第二侧壁257c可被部分地容纳在盖板251的密封接纳凹槽251a中。
如上所述，由于根据当前实施例的二次电池包括具有密封接纳凹槽251a的盖板251以及具有第一侧壁257b和第二侧壁257c的上绝缘构件257，因此可提高用于密封盖板251与上绝缘构件257之间的空间的密封效率。
因此，根据当前实施例的二次电池可防止外部湿气引起短路板156与第一延伸部件125之间的短路，并防止对内部部分的腐蚀。
虽然已经参照优选实例描述了本发明，但是上述公开应被解释为仅为例示性的，并且应该理解，在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员可容易地做出各种修改和等同的实施例。因此，本发明的真正的范围和精神应由所附权利要求限定。
附图的主要部分中的附图标记的描述

Claims (15)

1.一种二次电池，包括：
电极组件；
容纳所述电极组件的壳体；
电联接到所述电极组件的端子，其中所述端子包括：
电联接到所述电极组件的联接部件；以及
与所述联接部件整体式形成为单件并从所述联接部件延伸的延伸部件；密封所述壳体并包括盖板和短路板的盖组件，其中所述延伸部件至少部分地覆盖所述短路板；
在所述盖板与所述联接部件之间以及在所述盖板与所述延伸部件之间的第一绝缘构件，
其中所述第一绝缘构件覆盖所述延伸部件；和
电联接到所述电极组件的集电板以及电联接到所述集电板并电联接到所述联接部件的集电端子，其中所述集电端子包括固定部件，该固定部件从构成所述集电端子的上柱体的端部沿横向伸出并将所述集电端子固定到所述联接部件。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中所述集电端子穿过所述盖板并穿过所述联接部件。
3.如权利要求1所述的二次电池，其中所述短路板具有可反转的凹入部分。
4.如权利要求3所述的二次电池，其中所述延伸部件具有与所述短路板的所述凹入部分对准的开口。
5.如权利要求4所述的二次电池，其中所述盖板具有短路孔，并且其中所述延伸部件的所述开口的直径小于所述短路孔的直径。
6.如权利要求4所述的二次电池，其中所述短路板的所述凹入部分被配置为在所述二次电池内的压力达到阈值水平时接触所述延伸部件。
7.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一绝缘构件包括第一突出部，其中所述联接端子具有抗旋转凹槽，并且其中所述第一突出部在所述抗旋转凹槽内。
8.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一绝缘构件包括第二突出部，其中所述盖板具有抗旋转凹槽，并且其中所述第二突出部在所述抗旋转凹槽内。
9.如权利要求1所述的二次电池，其中所述盖板具有围绕所述第一绝缘构件的周界延伸的密封接纳凹槽。
10.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括在所述盖板与所述电极组件之间的第二绝缘构件。
11.如权利要求10所述的二次电池，其中所述第二绝缘构件包括突出部，其中所述盖板包括凹槽，并且其中所述突出部在所述凹槽内。
12.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一绝缘构件包括底部、从所述底部延伸的第一侧壁和从所述第一侧壁延伸的罩，所述底部、所述第一侧壁和所述罩提供被配置为容纳所述延伸部件的空间。
13.如权利要求12所述的二次电池，其中所述第一绝缘构件进一步包括第二侧壁，其中所述第一侧壁的高度大于所述第二侧壁的高度。
14.如权利要求1所述的二次电池，其中所述盖板包括密封接纳凹槽，并且其中所述第一绝缘构件的一部分在所述密封接纳凹槽内。
15.如权利要求3所述的二次电池，其中所述第一绝缘构件具有与所述短路板的所述凹入部分对准的开口。
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