專利名稱：二次電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有能在當(dāng)電池中的壓力升高時切斷電流通路的功能的二次電池，以及這種二次電池的制造方法。
近年來，對可在重復(fù)充電和放電情況下長期使用的具有高能量密度的二次電池(如鋰離子二次電池)的需求正在逐步增加。因而對這些二次電池采取充分的安全措施就變得尤為重要。由于二次電池一般都采用密封結(jié)構(gòu)，所以，例如，當(dāng)一塊二次電池受到過度充電時，電池中的電解液就會迅速蒸發(fā)成大量的氣體，其結(jié)果將導(dǎo)致電池中的壓力劇增。如果這種情況延續(xù)下去，電池自身就會發(fā)生破裂，從而導(dǎo)致危險的情況。一種已在二次電池中得到采用的安全措施就是使用切斷部件(以下稱為“切斷裝置”)，它能夠在當(dāng)電池中的壓力升高時切斷電流通路。
以下將對一種在二次電池中使用的傳統(tǒng)切斷裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。如附圖中的

圖1A和1B所示，一種傳統(tǒng)的二次電池含有一個切斷裝置，它被放置在外殼16的開口端中。該切斷裝置包括破裂盤11，它帶有有平坦尖端的下凸起11a并且覆蓋了外殼16的開口端；蓋帽10，它通過環(huán)形板12與破裂盤11的上表面電連接并且作為電池的一個外部端；焊板14，它作為電池的一個內(nèi)部端與下凸起11a的尖端相連并且含有通氣孔14a；以及絕緣墊圈13，它密封了破裂盤11與外殼16之間的空隙，并且在除了焊片和破裂盤之間的接合部15的周圍空間以外的部分使破裂盤11和焊片14保持電絕緣狀態(tài)。
絕緣墊圈13有一個其中安裝了破裂盤11和蓋帽10的凹槽，該凹槽的底部有一個凹入，在此凹入的內(nèi)周表面中置有一個固定件，它固定住了焊片14。
除接合部15以外，焊片14和破裂盤11相互沒有電連接。
外殼16內(nèi)容納了一個由陽極、陰極、隔離器及電解液構(gòu)成的卷繞組件。
焊片14為圓形。從卷繞組件延伸出的導(dǎo)電片17被焊接在焊片14之上。
在具有上述結(jié)構(gòu)的二次電池中，當(dāng)電池中的壓力升高時，將有一個應(yīng)力被施加在破裂盤11上，其方向使得凸起11a移向蓋帽10，并且使得張力都集中在焊片14與破裂盤11之間的接合部15上。當(dāng)該張力超過接合部15的強(qiáng)度時，破裂盤11的凸起11a的尖端將脫離焊片14，并且凸起11a將朝向蓋帽10發(fā)生變形。此時，電池內(nèi)部和外部之間的電連接被截斷，從而阻止了電池中氣體的產(chǎn)生。其結(jié)果防止了電池內(nèi)壓力的持續(xù)升高。
切斷裝置應(yīng)被設(shè)計成這樣，即，當(dāng)電池中的壓力達(dá)到一個可能使電池本身發(fā)生破裂的水平時，破裂盤將被剝離，從而可靠地切斷電流通路。在當(dāng)電池中的壓力達(dá)到一個可能使電池本身發(fā)生破裂的水平時，不允許使破裂盤仍保持未脫離的狀態(tài)。也不允許由于電池掉落在堅硬物體上所產(chǎn)生的振動就很容易地使破裂盤產(chǎn)生脫離。
因此，為了保證電池具有所需的可靠性，焊片與破裂盤間的接合部的機(jī)械強(qiáng)度將是一個很重要的因素，而且需將其控制在一個具體的值上。
日本未決公開的專利申請No.199106/1997揭示了一種能夠減少和穩(wěn)定焊接強(qiáng)度變化的技術(shù)。該文中做出了這樣的說明，即，當(dāng)一與焊片相對應(yīng)的第一平板(內(nèi)部端板6)和一與破裂盤相對應(yīng)的第二平板(防爆閥體3)通過超聲焊接過程被焊接在一起時，在第一平板的凸起的尖端平面上，可通過對平面的面積以及凸起的高度(它們都會影響焊接強(qiáng)度)進(jìn)行限制來減少和穩(wěn)定焊接強(qiáng)度的變化。
但是，上述文獻(xiàn)只揭示了可通過對面積和形狀都受到限制的接合表面進(jìn)行超聲焊接過程來減少和穩(wěn)定焊接強(qiáng)度的變化，卻沒有揭示出應(yīng)如何利用接合面以將剝離強(qiáng)度控制在一個恒定的水平上。
當(dāng)金屬接合面相互鄰接且隨后受到超聲焊接處理時，金屬接合面上所有小凹槽和凸起的凹凸緊密接觸的面積增加，而且金屬接合面之間的接合會因保持相互緊密接觸的表面上原子的擴(kuò)散而進(jìn)一步加強(qiáng)。之后，原子的擴(kuò)散促進(jìn)了金屬面的接合，并可消除空隙以在金屬接合面上形成澆鑄金屬區(qū)(以下稱為“熔核”)。當(dāng)這些熔核通過超聲焊接過程被形成時，金屬接合面之間的剝離強(qiáng)度變得與熔核形成區(qū)的材料強(qiáng)度(撕裂強(qiáng)度)相同。在采用上述文章中所揭示的技術(shù)時，當(dāng)原子的擴(kuò)散發(fā)展到熔核被超聲焊接過程形成的階段時，接合部的剝離強(qiáng)度很大程度上取決于熔核形成區(qū)的材料強(qiáng)度，并且僅通過對超聲焊接過程的設(shè)定條件進(jìn)行調(diào)整是很難控制剝離強(qiáng)度的。
接合部的剝離強(qiáng)度與接合面積成正比增加。因此，當(dāng)為了從二次電池提取大電流而增加接合面積(電流導(dǎo)通面積)時，如果金屬接合面之間的接合強(qiáng)度被做得與材料強(qiáng)度相同，則接合部的剝離強(qiáng)度將變得太大，以致于無法切斷電流通路。
如圖1A和1B所示，從電極板伸出的導(dǎo)電片被與二次電池中的圓形焊片相連。當(dāng)二次電池在組裝時或受到振動或撞擊時，如果有外力被施加到導(dǎo)電片之上，則焊片很容易在接合面中發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于焊片僅在接合部受到連接，所以它會在接合部產(chǎn)生扭曲力。因此，就存在接合部發(fā)生偶然脫落的問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種二次電池的制造方法，利用這種方法可以實(shí)現(xiàn)能夠從二次電池提取大電流的電流導(dǎo)通面積，并且利用這種方法也很容易將破裂盤與焊片間接合部的剝離強(qiáng)度控制在一個恒定的水平上。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有高度可靠性的切斷裝置的二次電池，除非當(dāng)電池中的壓力變得異常高，否則該切斷裝置所含有的接合部不會在當(dāng)二次電池被組裝時或受到振動或撞擊時發(fā)生脫落現(xiàn)象。
從本發(fā)明人為實(shí)現(xiàn)上述的目的而進(jìn)行研究所得到的成果中可以發(fā)現(xiàn)，如果接合部是通過在一初始狀態(tài)下進(jìn)行原子擴(kuò)散而被產(chǎn)生的，則僅需要通過對超聲焊接機(jī)的工作條件進(jìn)行設(shè)定，就可以對接合部的剝離強(qiáng)度進(jìn)行控制。而且本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)明出一種接合面的形狀，它可實(shí)現(xiàn)在接合面相互接合之后減少和穩(wěn)定剝離強(qiáng)度中的變化的目的。另外，由于接合部的剝離強(qiáng)度小于完全由擴(kuò)散連接而形成的接合部的剝離強(qiáng)度，所以本發(fā)明人已發(fā)明出了一種切斷組件的結(jié)構(gòu)，它能夠防止破裂盤在當(dāng)二次電池被組裝時或受到振動或撞擊時很容易出現(xiàn)的脫落現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于制造二次電池的方法，該電池含有一個被放置在外殼的開口端之中的切斷組件，該切斷組件用于在當(dāng)電池中的壓力異常時切斷電流通路。該切斷組件包括一密封了外殼的開口端的破裂盤；一與破裂盤的表面部分電連接并作為電池的外部端的蓋帽；一與破裂盤的另一個表面部分相連接并作為電池的內(nèi)部端且具有通氣孔的焊片；以及一絕緣墊圈，它密封了破裂盤與外殼之間的空隙，并且在除了焊片和破裂盤間的接合部的周圍空間以外使破裂盤和焊片保持電絕緣狀態(tài)，該方法包括用超聲焊接機(jī)通過在一初始階段中使接合面上的原子完成擴(kuò)散而將破裂盤的一部分和焊片接合在一起的步驟。
利用上述方法，就可使破裂盤與焊片間接合部的剝離強(qiáng)度小于接合材料的強(qiáng)度。這樣，即使增加接合部的面積以便從二次電池提取大的電流，由在初始階段中進(jìn)行的原子擴(kuò)散所形成的接合部也不會因具有太大的剝離強(qiáng)度而不能使電流通路被切斷。另外，通過對超聲焊接機(jī)的工作條件進(jìn)行設(shè)定，就可簡單地制造出由在初始階段中進(jìn)行的原子擴(kuò)散所形成的接合部。
在上述破裂盤和焊片之一具有凸起而另一個具有用于固定凸起的凹入的方法中，最好使破裂盤和焊片的接合表面利用凸起和凹入保持相互咬合，而且最好利用超聲焊接機(jī)通過在一初始階段中使接合界面完成原子擴(kuò)散而將破裂盤的一部分和焊片焊接在一起。上述凸起可以是半球形、柱狀、輻射狀或條狀凸起。利用這種方法，由于接合表面所具有的凸起和凹入保持相互咬合，所以在進(jìn)行表面接合時就很容易放置接合表面。因為接合表面利用凸起和凹入而保持相互咬合，所以可使其接觸面積增加到等于或大于接合面的最大投影面積(由接合部的周邊所環(huán)繞的面積)，這樣就減少了在接合部每單位面積的初始擴(kuò)散接合區(qū)上所發(fā)生的變化。利用這種方式就可減少和穩(wěn)定接合部的剝離強(qiáng)度中的變化。另外，當(dāng)有趨于使接合表面沿著切向移動的外力產(chǎn)生時，接合表面上的凹入和凸起就可以防止接合面產(chǎn)生相對的移動。因此，在接合階段中沿著接合表面方向施加的外力所產(chǎn)生的影響就得到了抑制。
上述方法中，在初始階段對原子擴(kuò)散過程所進(jìn)行的調(diào)整能夠調(diào)節(jié)破裂盤與焊片間接合部的剝離強(qiáng)度。
上述初始階段含有這樣一個階段，在此階段中，由熔核形成的擴(kuò)散接合區(qū)的面積不超過接合表面的50％。
利用上述方法制造出來的二次電池含有用于防止焊片在接合部周圍轉(zhuǎn)動的裝置。該二次電池最好還包括用于防止焊片在接合部周圍晃動(振動)的裝置。由于上述這兩種裝置都防止了焊片位置的移動，所以當(dāng)此二次電池被組裝時或者受到振動或撞擊時，接合部上就不會受到應(yīng)力。因此，這種二次電池的可靠性得到了提高。
如果絕緣墊圈有一個其中安裝了破裂盤的凹槽，該凹槽的底部有一個開口，且在此開口的內(nèi)周表面中裝有一個用來固定焊片的固定件，則用于防止焊片轉(zhuǎn)動和防止焊片晃動(振動)的裝置可以具有以下結(jié)構(gòu)。
例如，用于防止焊片在接合部周圍轉(zhuǎn)動的裝置可以在其外圍邊緣上含有一個凸齒，并且絕緣墊圈的固定件可以含有一個用于固定上述凸齒的凹槽。另外，上述用于防止焊片在接合部周圍轉(zhuǎn)動的裝置也可以具有多邊形的焊片，而固定件則可具有與上述焊片的多邊形形狀互補(bǔ)的形狀。防止焊片在接合部周圍晃動的裝置可含有能夠抓住與焊片相對的表面上的凹槽的固定件。
通過以下的文字說明并參考其中描繪有本發(fā)明實(shí)例的附圖，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清晰易懂。
圖1A是傳統(tǒng)的二次電池的切斷裝置的各部分的局部截面?zhèn)纫晥D；圖1B是從圖1A所示傳統(tǒng)二次電池的電池外殼內(nèi)部方向看到的焊片及相關(guān)部分的平面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的二次電池的切斷裝置的截面?zhèn)纫晥D；圖3A是圖2所示切斷裝置的接合部的接合表面的截面視圖，此視圖沿接合表面方向得到；圖3B是沿圖3A中的ⅢB-ⅢB線所取得的截面圖；圖4A是圖2所示切斷裝置的接合部的另一種接合表面的截面視圖，此視圖沿接合表面方向得到；圖4B是沿圖4A中的ⅣB-ⅣB線所取得的截面圖；圖5是圖2所示切斷裝置的接合部的又一種接合表面的截面視圖，此視圖沿接合表面方向得到；圖6是圖2所示切斷裝置的接合部的另外一種接合表面的截面視圖，此視圖沿接合表面方向得到；圖7是從圖2所示二次電池的電池外殼內(nèi)部方向看到的焊片及相關(guān)部分的平面圖；圖8是從圖2所示二次電池的電池外殼內(nèi)部方向看到的另一種焊片及相關(guān)部分的平面圖；圖9A是接合部部分的顯微圖像，其中，接合表面上的原子擴(kuò)散處于一個初始階段；圖9B是接合部部分的顯微圖像，其中，完整的擴(kuò)散接合已被實(shí)現(xiàn)。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明所述的二次電池含有一個切斷裝置，該裝置包括破裂盤11和焊片14，它們在接合部15相互接合。破裂盤11和焊片14是根據(jù)不同于圖1A和1B所示的傳統(tǒng)二次電池的制造過程而被相互接合在接合部15的，而且接合部15的形狀也不同于圖1A和1B所示傳統(tǒng)二次電池中接合部的形狀。
以下將對根據(jù)本發(fā)明所述將破裂盤11和焊片14在接合部15相互接合的過程進(jìn)行說明。如圖2所示，破裂盤11的凸起11a的尖端表面被與焊片14相互接合在接合部15之上，其中，接合表面上的原子擴(kuò)散處于一初始階段。破裂盤11的凸起11a和焊片14是利用普通的超聲焊接機(jī)被相互接合在一起的。破裂盤11和焊片14由例如鋁制成，也可由任何有色金屬制成。
如圖9A所示，在通過初始擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的接合部15中，接合表面上的原子擴(kuò)散處于初始階段(即，此時由熔核形成的擴(kuò)散接合區(qū)的面積應(yīng)最多為接合表面的50％，或者在10％以下更好)。盡管使用了超聲焊接機(jī)，但接合過程是在接合表面上的原子擴(kuò)散過程進(jìn)入一個后期階段(即，此時由熔核形成的擴(kuò)散接合區(qū)的面積至少超過接合表面的50％)之前完成的。之所以這樣來完成接合過程，其原因在于，如果在接合過程中由超聲焊接機(jī)執(zhí)行的原子擴(kuò)散進(jìn)入了后期階段，則接合材料將通過占據(jù)接合表面一半或大半的熔核而相互牢固地接合在一起。然后，其剝離強(qiáng)度將變得與熔核形成區(qū)的材料強(qiáng)度相同，而且應(yīng)在超聲焊接條件下對熔核形成區(qū)的整個面積進(jìn)行調(diào)整以便控制剝離強(qiáng)度。但是，僅僅通過調(diào)整超聲焊接的設(shè)定條件(如壓力負(fù)載、超聲振動施加的時間、超聲振動的頻率、超聲振動的能量等等)會導(dǎo)致在對焊接區(qū)(其中，焊接在幾毫秒內(nèi)完成)的剝離強(qiáng)度進(jìn)行控制時，出現(xiàn)精確度方面的問題，因為熔核的形成過程具有很高的速度。在本實(shí)施例中，焊片11的凸起11a的尖端表面和焊片在這樣一種接合狀態(tài)下被相互焊接在一起，即，接合表面上的原子擴(kuò)散過程已利用超聲焊接機(jī)在初始階段被完成。在這種方式中，根據(jù)熔核形成區(qū)的材料強(qiáng)度與剝離強(qiáng)度相等的情況，破裂盤11和焊片14的剝離強(qiáng)度可以小于由超聲焊接實(shí)現(xiàn)的接合強(qiáng)度，因此，在接合部處于初始擴(kuò)散狀態(tài)的情況下，就可以增大接合面積以便從二次電池提取大的電流。另外，由于采用了超聲焊接機(jī)(一般因其可以簡單地設(shè)定焊接條件而被稱為是可用的)來執(zhí)行擴(kuò)散焊接，所以很容易就可以實(shí)現(xiàn)處于初始擴(kuò)散狀態(tài)的接合部。
以下將對接合部15的形狀進(jìn)行說明。如圖2所示，在破裂盤11和焊片14的接合部15中，接合表面利用凸起和凹入保持相互咬合。在圖3A、3B、4A、4B、5和6中顯示出了多個接合表面形狀的例子。在圖3A和3B所示的例子中，接合表面利用半球形凸起18和互補(bǔ)的凹入保持相互咬合。在圖4A和4B所示的例子中，接合表面利用柱狀凸起19和互補(bǔ)的凹入保持相互咬合。在圖5和6中，接合表面之一具有輻射狀凸起20或條狀凸起21，而另一個接合表面則具有可接受輻射狀凸起20或條狀凸起21的凹入。在圖5和圖6中，凸起可以具有如圖3B或4B所示的半圓形或矩形截面。在圖6所示的例子中，當(dāng)接合表面被焊接時，最好沿與條狀凸起21形成的方向相垂直的方向加載超聲振動。沿此方向加載超聲振動，其優(yōu)點(diǎn)在于，超聲振動所產(chǎn)生的應(yīng)力可以激發(fā)金屬表面在接合界面上良好地擴(kuò)散原子。
對接合部15的接合表面采用上述形狀可以在表面相互接合之后有效地減少和穩(wěn)定剝離強(qiáng)度中的變化。以下將對采用上述形狀所產(chǎn)生的效果的原因進(jìn)行說明。擴(kuò)散接合過程中的原子擴(kuò)散從接合表面被以原子間距相互緊密夾住的區(qū)域開始。接合表面被相互緊密夾持在一起的區(qū)域的狀況對于每個接合都不同，因為金屬表面上的小凹入和凸起并不均勻。由于接合表面中擴(kuò)散接合區(qū)的面積的比例，即使在相同的接合條件下也不是恒定的，所以各接合點(diǎn)上的接合強(qiáng)度也都存在微小的差異。因此，在本實(shí)施例中，接合表面利用了具有圖3A、3B、4A、4B、5和6所示形狀的凹入和凸起而保持相互咬合在一起，從而使接觸面積增加到等于或大于接合表面的最大投影面積，這樣就減少了各接合點(diǎn)中每單位面積初始擴(kuò)散接合區(qū)中所產(chǎn)生的變化。利用這種方式，各點(diǎn)接合之后的剝離強(qiáng)度中的變化得到了減小，進(jìn)而允許當(dāng)電池中的壓力達(dá)到一個預(yù)定的異常值時使電流被可靠地切斷。
另外，由于接合部件利用凸起和凹入保持相互咬合，因而在進(jìn)行部件接合時就可以十分容易地放置各個部件。還有，當(dāng)有沿非脫離方向施加的外力(如，趨于使接合部件沿接合面方向移動的外力)產(chǎn)生時，接合表面上的凹入和凸起就可防止接合面之間產(chǎn)生相對移動。因此，在接合狀態(tài)下沿非脫離方向施加的外力所產(chǎn)生的影響就得到了抑制。
如圖2所示，在本實(shí)施例中，安裝在絕緣墊圈13的凹入底部的中心開口內(nèi)的焊片14所具有的形狀使得焊片14不能相對于絕緣墊圈13發(fā)生轉(zhuǎn)動。例如，如圖7所示，焊片14的外圍邊緣14b上帶有凸起14c，而且絕緣墊圈13含有一個用于安裝焊片14的開口13b，凸起14b就固定在其上的凹槽13a中。另外，如圖8所示，焊片14為多邊形形狀，而絕緣墊圈13含有一個用于安裝焊片14的開口13b，其形狀與焊片14的多邊形正好互補(bǔ)。利用這些結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)二次電池在組裝時或受到振動或撞擊時有外力施加在導(dǎo)電片17上，焊片14也不會在接合部15周圍轉(zhuǎn)動。另外，如圖2、7和8所示，在用于將焊片14安裝在絕緣墊圈13之中的開口13b的內(nèi)周表面中有一個凹槽13c，它能夠抓住與焊片14相對的表面上的外圍邊緣14b。這種抓持裝配結(jié)構(gòu)可防止焊片14在接合部15周圍晃動(振動)。通過將上述各個結(jié)構(gòu)組合起來，當(dāng)二次電池在組裝時或受到振動或撞擊時，就不會產(chǎn)生施加在利用初始擴(kuò)散接合所形成的接合部15上的應(yīng)力。由于除非當(dāng)電池中的壓力變得異常地高，否則接合部15不會發(fā)生脫離情況，所以這種二次電池非?？煽?。
雖然以上使用特定的術(shù)語對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但這種說明僅起到了說明性的目的。應(yīng)該明白，對上述內(nèi)容的各種變換和修改都不會脫離以下權(quán)利要求的精神或范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于制造二次電池的方法，該電池含有被放置在外殼的開口端之中的切斷組件，用于在當(dāng)電池中的壓力異常時切斷電流通路，上述切斷組件包括密封了上述外殼的開口端的破裂盤；與上述破裂盤的表面部分電連接并作為電池的外部端的蓋帽；與上述破裂盤的另一個表面部分相連接并作為電池的內(nèi)部端且具有通氣孔的焊片；以及一絕緣墊圈，它密封了上述破裂盤與上述外殼之間的空隙，并且在除了上述焊片和上述破裂盤間的接合部的周圍空間以外使上述破裂盤和上述焊片保持電絕緣狀態(tài)，上述方法包括以下步驟用超聲焊接機(jī)通過在一初始階段中使接合面上的原子完成擴(kuò)散而將上述破裂盤的一部分和上述焊片接合在一起。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其中上述初始階段含有這樣一個階段，在此階段中，由熔核形成的擴(kuò)散接合區(qū)的面積不超過接合表面的50％。
3．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括對初始階段中的原子擴(kuò)散過程進(jìn)行調(diào)整的步驟，利用該步驟可以調(diào)節(jié)上述破裂盤與上述焊片之間的接合部上的剝離強(qiáng)度。
4．一種用于制造二次電池的方法，該電池含有一個被放置在外殼的開口端之中的切斷組件，它用于在當(dāng)電池中的壓力異常時切斷電流通路，上述切斷組件包括密封了上述外殼的開口端的破裂盤；與上述破裂盤的表面部分電連接并作為電池的外部端的蓋帽；與上述破裂盤的另一個表面部分相連接并作為電池的內(nèi)部端且具有通氣孔的焊片；以及絕緣墊圈，它密封了上述破裂盤與上述外殼之間的空隙，并且在除了上述焊片和上述破裂盤間的接合部的周圍空間以外使上述破裂盤和上述焊片保持電絕緣狀態(tài)，上述破裂盤和焊片之一具有一個凸起而另一個則具有一用于固定上述凸起的凹入，上述方法包括以下步驟利用上述凸起和上述凹入使上述破裂盤和上述焊片的接合表面保持相互咬合；以及用超聲焊接機(jī)通過在一初始階段中使接合面上的原子完成擴(kuò)散而將上述破裂盤的一部分和上述焊片接合在一起。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其中上述初始階段含有這樣一個階段，在此階段中，由熔核形成的擴(kuò)散接合區(qū)的面積不超過接合表面的50％。
6．如權(quán)利要求4所述的方法，還包括對初始階段中的原子擴(kuò)散過程進(jìn)行調(diào)整的步驟，利用該步驟可以調(diào)節(jié)上述破裂盤與上述焊片之間的接合部上的剝離強(qiáng)度。
7．一種二次電池，其含有一個切斷組件，它被放置在外殼的開口端之中，其作用是在當(dāng)電池中的壓力異常時切斷電流通路，上述切斷組件包括密封了上述外殼的開口端的破裂盤；與上述破裂盤的表面部分電連接并作為電池的外部端的蓋帽；與上述破裂盤的另一個表面部分相連接并作為電池的內(nèi)部端且具有通氣孔的焊片；以及絕緣墊圈，它密封了上述破裂盤與上述外殼之間的空隙，并且在除了上述焊片和上述破裂盤間的接合部的周圍空間以外使上述破裂盤和上述焊片保持電絕緣狀態(tài)，這種二次電池的特征在于，上述破裂盤的一部分和上述焊片在其接合界面上的原子擴(kuò)散處于初始階段時被接合起來。
8．如權(quán)利要求7所述的二次電池，其特征在于上述初始階段含有這樣一個階段，在此階段中，由熔核形成的擴(kuò)散接合區(qū)的面積不超過接合表面的50％。
9．如權(quán)利要求8所述的二次電池，其特征在于上述破裂盤與上述焊片之間的接合部的接合表面利用凸起和凹入來保持相互咬合。
10．如權(quán)利要求9所述的二次電池，其特征在于它還含有用于防止上述焊片圍繞上述接合部轉(zhuǎn)動的裝置。
11．如權(quán)利要求9所述的二次電池，其特征在于它還含有用于防止上述焊片在上述接合部周圍晃動和振動的裝置。
12．一種含有切斷組件的二次電池，它被放置在外殼的開口端之中，其作用是在當(dāng)電池中的壓力異常時切斷電流通路，上述切斷組件包括密封了上述外殼的開口端的破裂盤；與上述破裂盤的表面部分電連接并作為電池的外部端的蓋帽；與上述破裂盤的另一個表面部分相連接并作為電池的內(nèi)部端且具有通氣孔的焊片；以及絕緣墊圈，它封住了上述破裂盤與上述外殼之間的空隙，并且在除了上述焊片和上述破裂盤間的接合部的周圍空間以外使上述破裂盤和上述焊片保持電絕緣狀態(tài)，上述絕緣墊圈有一個其中安裝了上述破裂盤的凹槽，該凹槽的底部有一個開口，且在此開口的內(nèi)周表面中裝有一個用來固定上述焊片的固定件，這種二次電池的特征在于，上述破裂盤的一部分和上述焊片在其接合界面上的原子擴(kuò)散處于一個初始階段時被接合起來。
13．如權(quán)利要求12所述的二次電池，其特征在于上述初始階段含有這樣一個階段，在此階段中，由熔核形成的擴(kuò)散接合區(qū)的面積不超過接合表面的50％。
14．如權(quán)利要求13所述的二次電池，其特征在于上述破裂盤與上述焊片之間的接合部的接合表面是利用凸起和凹入保持相互咬合的。
15．如權(quán)利要求14所述的二次電池，其特征在于上述破裂盤和上述焊片的接合面之一具有半球狀、柱狀、輻射狀或條狀的凸起，而另一個則具有一用于固定上述凸起的凹入。
16．如權(quán)利要求14所述的二次電池，其特征在于上述焊片的外圍邊緣上有一個凸起，而上述絕緣墊圈中的上述固定件則含有一個用于固定上述凸起的凹槽。
17．如權(quán)利要求14所述的二次電池，其特征在于上述焊片的形狀為多邊形，而上述固定件的形狀則與焊片的上述多邊形狀互補(bǔ)。
18．如權(quán)利要求16或17所述的二次電池，其特征在于上述固定件含有一個凹槽，用于抓住與上述焊片相對的表面。
全文摘要
一種含有切斷組件的二次電池,當(dāng)電池中的壓力異常時可切斷電流通路。該切斷組件包括:密封了外殼的開口端的破裂盤;與破裂盤的表面部分電連接并作為電池的外部端的蓋帽;與破裂盤的另一表面部分連接并作為電池的內(nèi)部端且具有通氣孔的焊片;以及一絕緣墊圈,其密封了破裂盤與外殼之間的空隙,并且使破裂盤和焊片除其接合部周圍空間外保持電絕緣狀態(tài),用超聲焊機(jī)使破裂盤的一部分和焊片在其接合面上的原子初始擴(kuò)散狀態(tài)中接合。
文檔編號H01M2/34GK1297260SQ00132499
公開日2001年5月30日 申請日期2000年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月22日
發(fā)明者鈴木宏實(shí), 森田重富 申請人:日本電氣株式會社