可再充電電池、電池芯和裝配可再充電電池的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可再充電電池、一種可再充電電池芯和一種裝配可再充電電池的方法。電池包括：電極組件，包括正極、負(fù)極以及位于正極和負(fù)極之間的分隔件；彈性構(gòu)件，位于電極組件的內(nèi)部，并被構(gòu)造為對(duì)電極組件施加彈力；聚合物構(gòu)件，位于彈性構(gòu)件和電極組件之間；以及殼體，用于容納電極組件、彈性構(gòu)件和聚合物構(gòu)件。
【專利說(shuō)明】可再充電電池、電池芯和裝配可再充電電池的方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種可再充電電池。
【背景技術(shù)】
[0002]可再充電電池與一次電池不同，是意圖重復(fù)地充電和放電的電池。小型可再充電電池可以用作諸如蜂窩電話、筆記本計(jì)算機(jī)和攝像機(jī)的小型電子設(shè)備的電源，而中型或大型可再充電電池用作用于驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車(chē)輛等中的電動(dòng)機(jī)的電源?？稍俪潆婋姵乜梢砸詥蝹€(gè)單體電池用于小型電子設(shè)備中，或者可以以其中多個(gè)單體電結(jié)合的電池模塊用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等中。通過(guò)經(jīng)匯流條結(jié)合電極端子形成可再充電電池模塊。在可再充電電池中設(shè)置包括正極和負(fù)極的電極組件，并且會(huì)尋求對(duì)電極組件的形狀的穩(wěn)定支撐。當(dāng)電極組件變形時(shí)，在可再充電電池中可能發(fā)生不穩(wěn)定的反應(yīng)，因此，可能使輸出(例如，功率輸出或功率效率)劣化，或者可再充電電池可能爆炸。具體地，當(dāng)電極組件中的中心銷(xiāo)由于過(guò)高的溫度而變形時(shí)，電極組件變形，從而劣化了可再充電電池的性能。
[0003]本【背景技術(shù)】部分中公開(kāi)的以上信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的背景的理解，因此可能包含不形成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的本國(guó)的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可以避免或防止電極組件變形的可再充電電池。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電池包括:電極組件，包括正極、負(fù)極以及位于正極和負(fù)極之間的分隔件；彈性構(gòu)件，位于電極組件的內(nèi)部，并被構(gòu)造為對(duì)電極組件施加彈力；聚合物構(gòu)件，位于彈性構(gòu)件和電極組件之間；以及殼體，用于容納電極組件、彈性構(gòu)件和聚合物構(gòu)件。
[0005]聚合物構(gòu)件可以包括粘性的內(nèi)表面或粘性的外表面。
[0006]彈性構(gòu)件的長(zhǎng)度可以與電極組件的長(zhǎng)度基本上相等。
[0007]聚合物構(gòu)件可以包括聚苯乙烯、拉伸聚苯乙烯或者至少部分可被電極組件的電解質(zhì)溶液溶解的材料。
[0008]聚合物構(gòu)件可以包括聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙單體(EPDM)或不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的材料。
[0009]聚合物構(gòu)件沿著聚合物構(gòu)件的外圍可以是不連續(xù)的。
[0010]所述電池還可以包括部分地圍繞聚合物構(gòu)件的可擴(kuò)張的支撐構(gòu)件。
[0011]支撐構(gòu)件可以包括彈性帶。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的電池芯包括:彈性構(gòu)件；聚合物構(gòu)件，至少部分地圍繞彈性構(gòu)件并壓縮彈性構(gòu)件，其中，聚合物構(gòu)件被構(gòu)造成至少部分地溶解在電解質(zhì)溶液中以釋放對(duì)彈性構(gòu)件的壓縮。
[0013]聚合物構(gòu)件可以包括聚苯乙烯或拉伸聚苯乙烯。
[0014]聚合物構(gòu)件可以具有沿著聚合物構(gòu)件的橫向面的凹口。
[0015]聚合物構(gòu)件可以包括:被構(gòu)造為沿著聚合物構(gòu)件的橫向面溶解在電解質(zhì)溶液中的材料；聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙單體(EPDM)和不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的材料中的至少一種。
[0016]電池芯還可以包括部分地圍繞聚合物構(gòu)件的可擴(kuò)張的支撐構(gòu)件。
[0017]支撐構(gòu)件可以包括彈性帶。
[0018]聚合物構(gòu)件可以包括注塑成型管。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的裝配電池的方法包括:將芯插入到位于殼體中的電極組件中；將蓋組件密封到殼體，其中，芯包括彈性構(gòu)件和用于維持彈性構(gòu)件的壓縮狀態(tài)的聚合物構(gòu)件。
[0020]所述方法還可以包括通過(guò)注塑成型形成聚合物構(gòu)件。
[0021 ] 所述方法還可以包括通過(guò)使彈性構(gòu)件彎曲來(lái)壓縮彈性構(gòu)件，使得彈性構(gòu)件的橫向側(cè)端互相接近、接觸或者疊置。
[0022]聚合物構(gòu)件可以至少部分地溶解在電池的電解質(zhì)溶液中。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可再充電電池的剖開(kāi)透視圖。
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的可再充電電池的剖視圖。
[0025]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的芯的剖視圖。
[0026]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的芯的透視圖。
[0027]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0028]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的芯的剖視圖。
[0029]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0030]圖8是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的芯的透視圖。
[0031]圖9是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的芯的剖視圖。
[0032]圖10是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0033]圖11是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例的芯的透視圖。
[0034]圖12是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例的芯的剖視圖。
[0035]圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0036]圖14是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的芯的透視圖。
[0037]圖15是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的芯的剖視圖。
[0038]圖16是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]在下文中將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所將認(rèn)識(shí)到的，在所有不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以以各種方式修改所描述的實(shí)施例。附圖和描述在本質(zhì)上被認(rèn)為是示意性的而非限制性的。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。
[0040]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可再充電電池的剖開(kāi)透視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的可再充電電池的剖視圖。
[0041 ] 參照?qǐng)D1和圖2，根據(jù)本示例性實(shí)施例的可再充電電池100包括:電極組件110，具有正極112、負(fù)極113和兩者之間的分隔件114 ;殼體120，在一端具有開(kāi)口以容納電極組件100和電解質(zhì)溶液。
[0042]另外，蓋組件140設(shè)置有襯墊152以密封殼體120。殼體120可以由諸如以鋁、鋁合金或鍍鎳的鋼為例的導(dǎo)電金屬形成。根據(jù)本示例性實(shí)施例的殼體120以具有內(nèi)空間的圓柱體的形狀形成，其中，電極組件110位于殼體120的內(nèi)空間。蓋組件140與殼體120配合并通過(guò)夾持固定到殼體120，在此過(guò)程中，凸緣部分123和夾持部分125形成在殼體120中。
[0043]盡管根據(jù)示例性實(shí)施例的電極組件110是圓柱形的，其中正極112、分隔件114和負(fù)極113以螺旋的形狀堆疊和纏繞，但是電極組件110的結(jié)構(gòu)不限于此，電極組件110可以具有諸如以棱柱形狀等為例的其他結(jié)構(gòu)。
[0044]電極組件110的中心存在空間，芯160設(shè)置在該空間中以維持電極組件110的圓柱形形狀。
[0045]另外，未涂覆正極活性材料的正極未涂覆區(qū)域112a形成在正極112的上端，從而正極未涂覆區(qū)域112a與正極集流板138電結(jié)合。此外，未涂覆負(fù)極活性材料的負(fù)極未涂覆區(qū)域113a形成在負(fù)極113的下端，從而負(fù)極未涂覆區(qū)域113a與負(fù)極集流板132電結(jié)合。
[0046]在本示例性實(shí)施例中，正極集流板138安裝在電極組件110的上部，負(fù)極集流板132安裝在電極組件110的下部。然而，本發(fā)明不限于此，正極集流板138可以安裝在電極組件110的下部，負(fù)極集流板132可以安裝在電極組件110的上部。
[0047]蓋組件140包括其中形成有排氣孔143a的蓋板143，被構(gòu)造為在受到殼體120內(nèi)部充足的壓力(例如，在預(yù)定的壓力條件下)而破裂時(shí)排放氣體的通氣板142設(shè)置在蓋板143下方。在破裂時(shí)，通氣板142斷開(kāi)電極組件110和蓋板143之間的電連接。
[0048]正溫度系數(shù)元件141設(shè)置在蓋板143和通氣板142之間，正溫度系數(shù)元件141是當(dāng)它的溫度變得足夠高時(shí)(例如，當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)定的溫度時(shí))，具有接近無(wú)限大的電阻(例如，開(kāi)路)的器件，當(dāng)可再充電電池100的溫度足夠高(例如，超過(guò)預(yù)定的溫度)時(shí)，正溫度系數(shù)元件141阻斷充電電流的流動(dòng)和放電電流的流動(dòng)。
[0049]通氣板142向下突出，底板(未示出)附著到通氣板142的突出部分的底側(cè)?？梢試@通氣板142的突出部分形成凹口 142a。
[0050]通過(guò)引線部分151與電極組件110電結(jié)合的中間板146形成在通氣板142的邊緣處，絕緣件145設(shè)置在中間板146和通氣板142之間以使中間板146和通氣板142之間絕緣。
[0051]如圖2中所示，芯160可以被插入到電極組件110的中心以支撐電極組件110的形狀。
[0052]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的芯的剖視圖，圖4是根據(jù)圖3中示出的第一示例性實(shí)施例的芯的透視圖，圖5是第一示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0053]參照?qǐng)D3至圖5，芯160以圓柱形的空心管的形狀形成。芯160包括具有切開(kāi)部分的彈性構(gòu)件(例如，彈簧構(gòu)件)161和圍繞彈性構(gòu)件161的聚合物構(gòu)件162。這里，彈性構(gòu)件161的長(zhǎng)度可以與電極組件110的長(zhǎng)度基本相等。
[0054]彈性構(gòu)件161以管的形狀形成，所述管具有內(nèi)空間并具有沿著彈性構(gòu)件161的長(zhǎng)度方向延伸的切開(kāi)部分。因此，彈性構(gòu)件161包括:第一側(cè)端161a，形成在外圍表面的沿著彈性構(gòu)件161的長(zhǎng)度方向延伸的一個(gè)開(kāi)口端邊緣處，并沿著彈性構(gòu)件161的長(zhǎng)度方向延伸；第二側(cè)端161b，與第一側(cè)端161a分離并沿著彈性構(gòu)件161的長(zhǎng)度方向延伸。
[0055]聚合物構(gòu)件162形成為圍繞彈性構(gòu)件161，并由被構(gòu)造為在電解質(zhì)溶液中溶解的聚合物材料形成。根據(jù)本示例性實(shí)施例的聚合物構(gòu)件162形成為具有粘性的內(nèi)表面和外表面的帶，因此，聚合物構(gòu)件162的內(nèi)表面附著到彈性構(gòu)件161，聚合物構(gòu)件162的外表面附著到電極組件110。
[0056]聚合物構(gòu)件162可以由包括諸如聚苯乙烯的材料形成，可以由拉伸聚苯乙烯(OPS)形成。
[0057]如圖4中所示，芯160插入到電極組件110中，同時(shí)彈性構(gòu)件161被聚合物構(gòu)件162圍繞并受到聚合物構(gòu)件162的擠壓，而因此處于壓縮狀態(tài)。
[0058]為此，聚合物構(gòu)件162圍繞彈性構(gòu)件161，彈性構(gòu)件161具有比聚合物構(gòu)件162的曲率大的曲率(例如，比聚合物構(gòu)件162的曲率半徑小的曲率半徑)。
[0059]如圖5中所示，當(dāng)芯160插入到可再充電電池100中并因此接觸電解質(zhì)溶液(例如，接觸預(yù)定的時(shí)間段)時(shí)，聚合物構(gòu)件162可以被電解質(zhì)溶液部分地溶解，使得聚合物構(gòu)件162的強(qiáng)度或結(jié)構(gòu)完整性降低。當(dāng)聚合物構(gòu)件162的強(qiáng)度變得比彈性構(gòu)件161的彈力弱時(shí)，聚合物構(gòu)件162裂開(kāi)，彈性構(gòu)件161不再被聚合物構(gòu)件162壓縮。
[0060]在這種情況下，在聚合物構(gòu)件162中形成裂口，外圍表面的沿著聚合物構(gòu)件162的長(zhǎng)度方向延伸的第一開(kāi)口端邊緣(例如，第一側(cè)端162a)和外圍表面的沿著聚合物構(gòu)件162的長(zhǎng)度方向延伸的與第一側(cè)端162a分離的第二開(kāi)口端邊緣(例如，第二側(cè)端162b)形成在外部外圍中(例如，通過(guò)聚合物構(gòu)件162的裂開(kāi)形成)。
[0061]彈性構(gòu)件161的性質(zhì)使得第一側(cè)端161a和第二側(cè)端161b之間的裂口隨著聚合物構(gòu)件162的破裂而增大，彈性構(gòu)件161擴(kuò)張以具有比最初插入時(shí)的曲率小的曲率(例如，比最初插入時(shí)的曲率半徑大的曲率半徑)，因此(例如，朝著殼體120的內(nèi)表面)擠壓電極組件110。
[0062]在傳統(tǒng)的芯的情況下，芯的強(qiáng)度隨著可再充電電池的內(nèi)部溫度升高而減弱，由此使芯變形。然而，根據(jù)第一示例性實(shí)施例，由于芯160包括彈性構(gòu)件161，環(huán)形芯160被壓縮和插入，所以可以避免或者防止芯160的變形，其后壓縮力被釋放，允許電極組件110被進(jìn)一步穩(wěn)定地支撐。另外，因?yàn)榫酆衔飿?gòu)件162附著到彈性構(gòu)件161和電極組件110，所以聚合物構(gòu)件162可以支撐彈性構(gòu)件161。
[0063]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的芯的剖視圖，圖7是第二示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0064]參照?qǐng)D6和圖7，芯210以空心圓柱形管的形狀形成。芯210包括具有切開(kāi)部分的彈性構(gòu)件(例如，彈簧構(gòu)件)211，以及圍繞彈性構(gòu)件211的聚合物構(gòu)件212。
[0065]彈性構(gòu)件211以具有內(nèi)空間的管的形狀形成，并且包括形成在外圍表面的沿著彈性構(gòu)件211的長(zhǎng)度方向延伸(例如，順著不連續(xù)的管的形狀的一個(gè)表面中的裂口)的一個(gè)開(kāi)口端邊緣處的第一側(cè)端211a和與第一側(cè)端211a分離并沿著彈性構(gòu)件211的長(zhǎng)度方向延伸的第二側(cè)端211b。
[0066]聚合物構(gòu)件212形成為圍繞彈性構(gòu)件211，并由在電解質(zhì)溶液中溶解的聚合物材料形成。根據(jù)本示例性實(shí)施例的聚合物構(gòu)件212以注塑成型管的形狀形成，并且可以由包括聚苯乙烯的材料形成。[0067]如圖6中所示，芯210最初插入電極組件110中，同時(shí)彈性構(gòu)件211被聚合物構(gòu)件212圍繞，并因此被聚合物構(gòu)件212擠壓，因而處于壓縮狀態(tài)。
[0068]為此，聚合物構(gòu)件212圍繞彈性構(gòu)件211，彈性構(gòu)件211以比聚合物構(gòu)件212的曲率大的曲率彎曲，這里，彈性構(gòu)件211發(fā)生變形或壓縮，彈性構(gòu)件211彎曲使得橫向側(cè)端211a和211b疊置。
[0069]如圖7中所示，當(dāng)芯210插入到可再充電電池并接觸電解質(zhì)溶液(例如，接觸預(yù)定的時(shí)間段)時(shí)，聚合物構(gòu)件212可以被電解質(zhì)溶液部分地溶解，因此聚合物構(gòu)件212的強(qiáng)度變?nèi)?。?dāng)聚合物構(gòu)件212的強(qiáng)度變得比彈性構(gòu)件211的彈力弱時(shí)，聚合物構(gòu)件212裂開(kāi)，彈性構(gòu)件211不再被聚合物構(gòu)件212壓縮。因此，在聚合物構(gòu)件212中形成裂口，外圍表面的沿著聚合物構(gòu)件212的長(zhǎng)度方向延伸的第一開(kāi)口端邊緣212a和外圍表面的沿著聚合物構(gòu)件212的長(zhǎng)度方向延伸的與第一開(kāi)口端邊緣212a分離的第二開(kāi)口端邊緣212b都形成在沿著聚合物構(gòu)件212的長(zhǎng)度的外圍中。
[0070]彈性構(gòu)件211的物理特性使得第一側(cè)端211a和第二側(cè)端211b之間的裂口在聚合物構(gòu)件212破裂時(shí)增大，并且彈性構(gòu)件211伸展或者擴(kuò)張以具有比最初插入時(shí)的曲率小的曲率，因此擠壓電極組件110。
[0071]圖8是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的芯的透視圖，圖9是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的芯的剖視圖，圖10是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯。
[0072]參照?qǐng)D8至圖10，芯220以圓柱形的空心管的形狀形成。芯220包括具有切開(kāi)部分的彈性構(gòu)件(例如，彈簧構(gòu)件)221和圍繞彈性構(gòu)件221的聚合物構(gòu)件222。彈性構(gòu)件221以具有內(nèi)空間的管的形狀形成。
[0073]彈性構(gòu)件221包括:第一側(cè)端221a，形成為外圍表面的沿著彈性構(gòu)件221的長(zhǎng)度方向(例如，順著管的一個(gè)表面中的缺口)延伸的開(kāi)口端邊緣；第二側(cè)端221b,與第一側(cè)端221a分離并沿著彈性構(gòu)件221的長(zhǎng)度方向延伸。第一側(cè)端221a和第二側(cè)端221b是分開(kāi)的，因此形成了切開(kāi)部分。
[0074]聚合物構(gòu)件222圍繞彈性構(gòu)件221，并以注塑成型圓形管的形狀形成。沿著聚合物構(gòu)件222的長(zhǎng)度方向延伸的凹口 223沿著或順著聚合物構(gòu)件222的在長(zhǎng)度方向上的外圍形成。
[0075]如圖9中所示，芯220最初插入電極組件110中，同時(shí)彈性構(gòu)件221被聚合物構(gòu)件222圍繞并因此受到聚合物構(gòu)件222的擠壓，因此處于壓縮狀態(tài)。為此，聚合物構(gòu)件222圍繞彈性構(gòu)件221，彈性構(gòu)件221以比聚合物構(gòu)件222的曲率大的曲率彎曲。
[0076]如圖10中所示，當(dāng)芯220插入可再充電電池中并接觸電解質(zhì)溶液(例如，接觸電解質(zhì)溶液預(yù)定的時(shí)間段)時(shí)，聚合物構(gòu)件222可以被電解質(zhì)溶液部分地溶解，因此聚合物構(gòu)件222的強(qiáng)度和完整性變?nèi)?。?dāng)聚合物構(gòu)件222的強(qiáng)度變得比彈性構(gòu)件221的彈力弱時(shí)，聚合物構(gòu)件222裂開(kāi)，因此彈性構(gòu)件221擴(kuò)張。
[0077]因此，在聚合物構(gòu)件222中形成裂口，外圍表面的沿著聚合物構(gòu)件222的長(zhǎng)度方向延伸的第一開(kāi)口端邊緣222a和與第一開(kāi)口端邊緣222a分離的第二開(kāi)口端邊緣222b形成在聚合物構(gòu)件222的外圍中。
[0078]彈性構(gòu)件221的特性使得第一側(cè)端221a和第二側(cè)端221b之間的裂口在聚合物構(gòu)件222破裂時(shí)增大，使得彈性構(gòu)件221伸展以具有比最初插入時(shí)的曲率小的曲率，因此擠壓電極組件110。
[0079]這里，聚合物構(gòu)件222由形成凹口的聚合物材料(例如，具有預(yù)定的厚度的聚合物材料)形成，因此，聚合物構(gòu)件222可以支撐彈性構(gòu)件221的形狀。聚合物構(gòu)件222具有彈性，從而聚合物構(gòu)件222可以避免或者防止彈性構(gòu)件221的擴(kuò)張而將彈力傳遞到電極組件110。
[0080]圖11是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例的芯的透視圖，圖12是根據(jù)第四示例性實(shí)施例的芯的剖視圖，圖13是根據(jù)第四示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0081]參照?qǐng)D11至圖13，芯230以圓柱形的空心管的形狀形成。芯230包括具有切開(kāi)部分的彈性構(gòu)件(例如，彈簧構(gòu)件)231和圍繞彈性構(gòu)件231的聚合物構(gòu)件232。彈性構(gòu)件231以具有內(nèi)空間的管的形狀形成，并且包括第一側(cè)端231a和第二側(cè)端231b，第一側(cè)端231a形成為外圍表面的沿著彈性構(gòu)件231的長(zhǎng)度方向(例如，順著管的一個(gè)表面中的缺口)延伸的開(kāi)口端邊緣，第二側(cè)端231b與第一側(cè)端231a分離并沿著彈性構(gòu)件231的長(zhǎng)度方向延伸。第一側(cè)端231a和第二側(cè)端231b分開(kāi)以形成切開(kāi)部分。
[0082]聚合物構(gòu)件232形成為圍繞彈性構(gòu)件231，并以注塑成型圓形管的形狀形成。沿著聚合物構(gòu)件232的長(zhǎng)度方向延伸的溶解單元233沿著聚合物構(gòu)件232的長(zhǎng)度方向形成在聚合物構(gòu)件232的表面中。
[0083]聚合物構(gòu)件232由彈性聚合物形成，并且可以由不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的諸如聚乙烯、聚丙烯、EPDM (三元乙丙單體)等的材料形成。另外，溶解單元233向聚合物構(gòu)件232的長(zhǎng)度方向延伸并結(jié)合到聚合物構(gòu)件232的兩端，并且可以由可以容易地溶解于電解質(zhì)溶液的聚苯乙烯形成。
[0084]如圖12中所示，芯230最初插入電極組件110中，同時(shí)彈性構(gòu)件231被聚合物構(gòu)件232圍繞。在這種情況下，彈性構(gòu)件231受到聚合物構(gòu)件232的擠壓而處于壓縮狀態(tài)。為此，聚合物構(gòu)件232圍繞彈性構(gòu)件231，彈性構(gòu)件231以比聚合物構(gòu)件232的曲率大的曲率彎曲。
[0085]如圖13中所示，當(dāng)芯230插入可再充電電池的殼體120中并接觸電解質(zhì)溶液(例如，接觸預(yù)定的時(shí)間段)時(shí)，溶解單元233可以被電解質(zhì)溶液溶解，以在聚合物構(gòu)件232中形成裂口。因此，外圍表面的沿著聚合物構(gòu)件232的長(zhǎng)度方向延伸的第一開(kāi)口端邊緣232a和與第一開(kāi)口端邊緣232a分離的第二開(kāi)口端邊緣232b沿著聚合物構(gòu)件232的長(zhǎng)度方向形成在聚合物構(gòu)件232的外圍表面中。
[0086]彈性構(gòu)件231的特性使得第一側(cè)端231a和第二側(cè)端231b之間的裂口在聚合物構(gòu)件232破裂之后增大，彈性構(gòu)件231伸展或擴(kuò)張以具有比最初插入時(shí)的曲率小的曲率，因此擠壓電極組件110。
[0087]由于聚合物構(gòu)件232由彈性聚合物材料形成，所以聚合物構(gòu)件232具有一定程度的強(qiáng)度，因此聚合物構(gòu)件232可以支撐彈性構(gòu)件231的形狀。
[0088]另外，聚合物構(gòu)件232具有彈性，從而聚合物構(gòu)件232可以避免或者防止彈性構(gòu)件231的擴(kuò)張而將彈力傳遞到電極組件110。
[0089]圖14是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的芯的透視圖，圖15是根據(jù)第五示例性實(shí)施例的芯的剖視圖，圖16是根據(jù)第五示例性實(shí)施例的以開(kāi)放的狀態(tài)示出的芯的剖視圖。
[0090]參照?qǐng)D14至圖16，芯240以圓柱形空心管的形狀形成，并包括彈性構(gòu)件(例如，彈簧構(gòu)件)241、圍繞彈性構(gòu)件241的聚合物構(gòu)件242以及圍繞聚合物構(gòu)件242的一個(gè)或多個(gè)帶狀支撐構(gòu)件243。
[0091]彈性構(gòu)件241以具有內(nèi)空間的管的形狀形成，并且包括形成為外圍表面的沿著彈性構(gòu)件241的長(zhǎng)度方向延伸的開(kāi)口端邊緣的第一側(cè)端241a和與第一側(cè)端241a分離并沿著彈性構(gòu)件241的長(zhǎng)度方向延伸的第二側(cè)端241b。第一側(cè)端241a和第二側(cè)端241b分開(kāi)，由此形成切開(kāi)部分。[0092]聚合物構(gòu)件242形成為圍繞彈性構(gòu)件241，并由彈性和柔性的膜形成。聚合物構(gòu)件242由彈性聚合物形成，并且可以由不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的諸如以聚乙烯、聚丙烯、EPDM等為例的材料形成。
[0093]支撐構(gòu)件243以部分地圍繞聚合物構(gòu)件242的帶的形狀形成，多個(gè)支撐構(gòu)件243在聚合物構(gòu)件242的外圍上彼此分開(kāi)。另外，支撐構(gòu)件243可以形成為聚苯乙烯膜，聚苯乙烯膜可以容易地溶解在電解質(zhì)溶液中。
[0094]如圖15中所示，芯240最初插入電極組件110中，同時(shí)支撐構(gòu)件243通過(guò)聚合物構(gòu)件242圍繞彈性構(gòu)件241并擠壓彈性構(gòu)件241，使得彈性構(gòu)件241處于壓縮狀態(tài)。
[0095]如圖16中所示，芯240插入到可再充電電池的殼體120中并因此接觸電解質(zhì)溶液，使得支撐構(gòu)件243被電解質(zhì)溶液溶解，并導(dǎo)致作用于彈性構(gòu)件241的壓力消除，由此使彈性構(gòu)件241變形并使第一側(cè)端241a和第二側(cè)端241b之間的裂口增大。另外，聚合物構(gòu)件242是延伸的，因此支撐彈性構(gòu)件241。
[0096]因此，彈性構(gòu)件241擴(kuò)張或者伸展以具有比當(dāng)最初插入時(shí)的曲率小的曲率，由此(例如，朝著殼體120的內(nèi)表面)擠壓電極組件110。聚合物構(gòu)件可以通過(guò)將彈力傳遞到電極組件Iio來(lái)擠壓電極組件110，電極組件110反過(guò)來(lái)支撐彈性構(gòu)件241。
[0097]盡管已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為可實(shí)施的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反，意圖覆蓋包括在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置以及它們的等同物。
[0098]一些參考標(biāo)記的描述
[0099]100:可再充電電池110:電極組件
[0100]112:正極113:負(fù)極
[0101]114:分隔件120:殼體
[0102]140:蓋組件143:蓋板
[0103]146:中間板151:引線部分
[0104]152:襯墊
[0105]160、210、220、230、240:芯
[0106]161、211、221、231、241:彈性構(gòu)件
[0107]162、212、222、232、242:聚合物構(gòu)件
[0108]223:凹口233:溶解單元
[0109]243:支撐構(gòu)件
【權(quán)利要求】
1.一種可再充電電池，所述電池包括: 電極組件，包括正極、負(fù)極以及位于正極和負(fù)極之間的分隔件； 彈性構(gòu)件，位于電極組件的內(nèi)部，并被構(gòu)造為對(duì)電極組件施加彈力； 聚合物構(gòu)件，位于彈性構(gòu)件和電極組件之間；以及 殼體，用于容納電極組件、彈性構(gòu)件和聚合物構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中，聚合物構(gòu)件包括粘性的內(nèi)表面或粘性的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中，彈性構(gòu)件的長(zhǎng)度與電極組件的長(zhǎng)度基本相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中，聚合物構(gòu)件包括聚苯乙烯、拉伸聚苯乙烯或者至少部分可被電極組件的電解質(zhì)溶液溶解的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其中，聚合物構(gòu)件包括聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙單體或不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可再充電電池，其中，聚合物構(gòu)件沿著聚合物構(gòu)件的外圍是不連續(xù)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，所述電池還包括部分地圍繞聚合物構(gòu)件的可擴(kuò)張的支撐構(gòu)件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可再充電電池，其中，支撐構(gòu)件包括彈性帶。
9.一種用于可再充電電池的芯，所述用于可再充電電池的芯包括: 彈性構(gòu)件:以及 聚合物構(gòu)件，至少部分地圍繞彈性構(gòu)件并壓縮彈性構(gòu)件， 其中，聚合物構(gòu)件被構(gòu)造為至少部分地溶解在電解質(zhì)溶液中以釋放對(duì)彈性構(gòu)件的壓縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于可再充電電池的芯，其中，聚合物構(gòu)件包括聚苯乙烯或拉伸聚苯乙烯。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于可再充電電池的芯，其中，聚合物構(gòu)件具有沿著聚合物構(gòu)件的橫向面的凹口。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于可再充電電池的芯，其中，聚合物構(gòu)件包括: 被構(gòu)造為沿著聚合物構(gòu)件的橫向面溶解在電解質(zhì)溶液中的材料；以及 聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙單體和不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的材料中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于可再充電電池的芯，所述電池芯還包括部分地圍繞聚合物構(gòu)件的可擴(kuò)張的支撐構(gòu)件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于可再充電電池的芯，其中，所述支撐構(gòu)件包括彈性帶。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于可再充電電池的芯，其中，聚合物構(gòu)件包括注塑成型管。
16.一種裝配電池的方法，所述方法包括: 將芯插入到位于殼體中的電極組件中；以及 將蓋組件密封到殼體， 其中，芯包括彈性構(gòu)件和用于維持彈性構(gòu)件的壓縮狀態(tài)的聚合物構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括通過(guò)注塑成型形成聚合物構(gòu)件。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括通過(guò)使彈性構(gòu)件彎曲來(lái)壓縮彈性構(gòu)件，使得彈性構(gòu)件的橫向側(cè)端互相接近、接觸或者疊置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中， 聚合物構(gòu)件至少部分地溶解在電池的電解質(zhì)溶液中。
【文檔編號(hào)】H01M2/34GK103579575SQ201310334745
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
【發(fā)明者】金大奎 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社