專利名稱：二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池，更具體地，涉及二次電池的電極組件、端子和引線元件的裝配結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
根據(jù)電池的用途或功率容量，二次電池可以分為由一個(gè)到幾個(gè)電池組單元電池連接形成一個(gè)電池組的低功率電池(以下稱“小型電池”)，以及由幾個(gè)到幾十個(gè)電池組單元電池連接形成一個(gè)電池組的用來驅(qū)動(dòng)電機(jī)的大尺寸電池(以下稱“大型電池”)。
小型電池用作各種便攜電子設(shè)備的電源，例如便攜式電話、膝上型計(jì)算機(jī)和可攜式攝像機(jī)。大型電池適用于諸如混合電動(dòng)車(hybrid electric vehicle)之類的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電源。
通常，當(dāng)僅有一個(gè)單元電池時(shí)，小型電池為方形或圓柱形。小型電池包括電極組件，其中作為絕緣體的隔板被插入在帶狀正極板和負(fù)極板之間。該隔板和這兩個(gè)極板隨后被螺旋卷繞。電極組件被插入圓柱形殼體中以形成電池。
傳送電池工作時(shí)產(chǎn)生的電流的導(dǎo)電引線元件被連接到正、負(fù)極。該引線元件將從正、負(fù)極產(chǎn)生的電流傳送到正、負(fù)端子上。
當(dāng)把上述小型電池的結(jié)構(gòu)應(yīng)用到大型電池上時(shí)，在容量和功率方面無法滿足大型電池的動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)要求。為此，日本特開平專利No.2003-7346中提供了包括多接片結(jié)構(gòu)的二次電池，其中多個(gè)接片被連接到電極組件上。該二次電池具有多個(gè)沿電極組件的一個(gè)方向在該電極組件上形成的接片，而且這些接片被連接到外部端子。
但是，這種多接片結(jié)構(gòu)帶來的問題是需要大量的勞動(dòng)力。由于接片型集流結(jié)構(gòu)中接片的單位面積較小，因此這樣的電池具有不能滿足大型電池所要求的功率特性的局限性。
此外，考慮到動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)，由于大型二次電池需要高的單位體積能量密度，所以當(dāng)將電極組件安裝到殼體中時(shí)，有必要盡量減小電極組件與殼體之間的空間。這樣可以最小化電極組件占用具有固定體積的殼體的內(nèi)部空間的體積，從而改進(jìn)二次電池的容量。
但是，當(dāng)將電極組件裝入殼體中時(shí)，將不可避免地在電極組件和殼體之間形成間隙。這一方面是由生產(chǎn)工藝中的公差造成的，另一方面是由由于連接到電極組件上的引線元件的結(jié)構(gòu)限制，引線元件占據(jù)殼體的體積在尺寸上無法縮小造成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二次電池，其中帶有電連接在其上的引線元件的電極組件的連接結(jié)構(gòu)被改進(jìn)，以減小池殼體內(nèi)的間隙。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種二次電池，包括包含正極和負(fù)極的電極組件；適于接納該電極組件的殼體；具有至少兩個(gè)暴露在該殼體外部的端子的蓋組件，該蓋組件適于安裝在該殼體上以密封該殼體；和適于電連接端子和電極組件的引線元件；其中端子的中心與電極組件的中心對(duì)準(zhǔn)，并且引線元件與它們相應(yīng)的端子的中心間隔開，并適于被連接到它們相應(yīng)的端子和該電池組件上。
正極和負(fù)極優(yōu)選分別具有無活性物質(zhì)的未涂覆區(qū)，并且端子和引線元件優(yōu)選分別被連接到正極未涂覆區(qū)和負(fù)極未涂覆區(qū)上。
正極未涂覆區(qū)和負(fù)極未涂覆區(qū)優(yōu)選適于彼此相對(duì)布置，并且引線元件優(yōu)選適于分別附著到正極未涂覆區(qū)的最外部分和負(fù)極未涂覆區(qū)的最外部分。
每個(gè)引線元件優(yōu)選適于沿未涂覆區(qū)的長度方向接觸并附著相應(yīng)的未涂覆區(qū)。
正極未涂覆區(qū)和負(fù)極未涂覆區(qū)的最外部分優(yōu)選適于彼此相對(duì)，并且正極引線元件和負(fù)極引線元件優(yōu)選適于接觸并附著至少一個(gè)最外部分。
各端子優(yōu)選適于被插入蓋組件的基板上的孔中，并優(yōu)選在各端子和其相應(yīng)的引線元件之間設(shè)置止動(dòng)突起，以連接該端子和引線元件并將端子擋在基板上。
在各端子和基板之間優(yōu)選設(shè)置有墊圈，并優(yōu)選適于使各端子分別與基板絕緣。
優(yōu)選地，在各端子的外圓周表面設(shè)置的螺紋適于與螺母相匹配以使各端子固定在基板上。
該二次電池優(yōu)選為矩形形狀。


通過以下對(duì)實(shí)施例的描述，同時(shí)參考附圖，本發(fā)明的這些和/或其他方面以及優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯和更容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的二次電池的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電極組件的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的端子和引線元件的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例連接到蓋組件的基板上的端子的橫截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例安裝到殼體中的電極組件的平面示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的端子和引線元件的透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的端子和引線元件的仰視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，即附圖中用圖說明的實(shí)例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的二次電池的透視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電極組件的透視圖。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的二次電池是矩形的電池。它包括帶有開口的六面體形狀的殼體11、布置在該殼體中的電極組件25和用來密封殼體11的開口的蓋組件30，其中電極組件25包括正極22、負(fù)極23和插入這兩個(gè)電極之間的絕緣材料的隔板21。
殼體11由導(dǎo)電的金屬，例如鋁、鋁合金和鍍鎳鋼板制成，并且該殼體是六面體形狀的，具有開口11a，用來接納電極組件25以放入殼體11中。但是，其形狀不須局限于六面體形狀。
電極組件25具有通過將隔板21插入正極22和負(fù)極23之間并相對(duì)核心進(jìn)行卷繞而形成的膠卷結(jié)構(gòu)。在電極組件25形成膠卷結(jié)構(gòu)后，將它壓成板形組件。
在電極組件25的兩端相對(duì)地形成正極未涂覆區(qū)22a和負(fù)極未涂覆區(qū)23a。由于如上所述電極組件25具有膠卷構(gòu)造，因此正極未涂覆區(qū)22a和負(fù)極未涂覆區(qū)23a被布置成彼此相對(duì)。
未涂覆區(qū)22a和23a是指沿正極集電體22b和負(fù)極集電體23b邊緣未涂覆相應(yīng)的活性物質(zhì)22c和23c的區(qū)域。
未涂覆區(qū)22a和23a的厚度(d1)小于電極組件25的厚度(d2)(圖2)。
電極組件25被安裝在殼體11中，其中未涂覆區(qū)22a和23a分別位于電極組件25的左端和右端。
蓋組件30包括通過焊接固定在殼體11的開口11a上以密封殼體11的基板301。
正極端子31和負(fù)極端子33被固定在基板301上，同時(shí)它們的一部分暴露在殼體11的外面。
在正極端子31和負(fù)極端子33的外圓周表面上形成有螺紋(S)，并且通過緊固在該螺紋(S)上的螺母41將正極端子31和負(fù)極端子33固定在基板301上，并且使墊圈43置于基板301和螺母41之間。
盡管圖中沒有顯示，基板301還可以包括電解液注入孔和排氣件。
與正極未涂覆區(qū)22a和負(fù)極未涂覆區(qū)23a分別接觸并分別裝配的正極引線元件35和負(fù)極引線元件37被連接到正極端子31和負(fù)極端子33。
在本實(shí)施例中，正極和負(fù)極端子31和33以及正極和負(fù)極引線元件35和37是相互對(duì)稱形成的。
圖3是正極和負(fù)極端子31和33以及正極和負(fù)極引線元件35和37的透視圖。為作圖方便，圖3用一個(gè)圖來表示正極和負(fù)極端子31和33以及正極和負(fù)極引線元件35和37，因此以下將對(duì)正極和負(fù)極端子31和33以及正極和負(fù)極引線元件35和37一起進(jìn)行描述。
正極端子31和負(fù)極端子33具有預(yù)定高度的圓柱形狀。并且如上所述在外圓周表面上形成有螺紋(S)。當(dāng)幾個(gè)二次電池被組合形成電池組件時(shí)，端子31和33的長度足夠長，使用于電連接電池的任何連接構(gòu)件能夠緊固到端子31和33上，無論端子31和33是位于殼體11的內(nèi)部還是外部。
正極引線元件35和負(fù)極引線元件37被分別連接到正極端子31和負(fù)極端子33的一側(cè)，并在端子31和33與引線元件35和37之間形成圓盤形止動(dòng)突起。當(dāng)正極端子31和負(fù)極端子33被插入孔301a和301a’中(圖4)時(shí)，通過在基板301懸置止動(dòng)突起39和39’，止動(dòng)突起39和39’將正極端子31和負(fù)極端子33擋在基板301的預(yù)定位置處。
為此，止動(dòng)突起39和39’具有直徑大于孔301a和301a’直徑的圓盤形狀。
引線元件35和37被設(shè)置在殼體11的內(nèi)部，并分別與正極未涂覆區(qū)22a和負(fù)極未涂覆區(qū)23a接觸，以使端子31和33電連接到電極組件25上。引線元件35和37分別通過焊接與正極未涂覆區(qū)22a和負(fù)極未涂覆區(qū)23a的最外部緊密接觸。
在本實(shí)施例中，當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的端子31和33以及引線元件35和37被電連接到電極組件25時(shí)，它們滿足以下條件。
如圖5所示，端子31和33被布置在基板301上，以使它們的中心與電極組件25的中心，即未涂覆區(qū)22a和23a，基本對(duì)準(zhǔn)。
引線元件35和37與各端子31和33的中心(O)間隔間隙(d3)，并且引線元件35和37的一側(cè)分別被固定在止動(dòng)突起39和39’上，它們的另一側(cè)分別與正極未涂覆區(qū)22a和負(fù)極未涂覆區(qū)23a的最外部的一側(cè)緊密接觸，從而被固定在它們上。在本實(shí)施例中，端子31和33、引線元件35和37以及止動(dòng)突起39和39’形成一個(gè)整體。
如圖6所示，引線元件35、37、35’和37’可以彼此面對(duì)的形成在止動(dòng)突起39和39’上。
如圖7所示，引線元件35、37、35’和37’與各端子31和33的中心(O)分別間隔上述間隙，并且引線元件35、37、35’和37’分別與正極未涂覆區(qū)22a和負(fù)極未涂覆區(qū)23a的最外部的兩側(cè)緊密接觸，從而被固定在它們上。
如果二次電池通過這樣的端子31和33的組裝結(jié)構(gòu)制造，引線元件35和37以及電極組件25可以傳送來自電極組件25的電流，同時(shí)將引線元件35和37布置在殼體11內(nèi)部圍繞未涂覆區(qū)22a和23a形成的空間中。這使得在二次電池中殼體內(nèi)形成的間隙盡可能地小。
此外，引線元件35和37被布置在沿著未涂覆區(qū)22a和23a的長度方向上，并且通過表面接觸被固定在未涂覆區(qū)22a和23a上，這可以減小接觸電阻，從而加強(qiáng)集電效率。
根據(jù)本發(fā)明，安放在具有固定體積的殼體中的電極組件的體積可以通過節(jié)省電極組件和殼體之間的空間而增加。因此，本發(fā)明的二次電池可增加能量密度并加強(qiáng)集電效率，從而用于大型電池。
因此，本發(fā)明的二次電池可有效地用作要求高功率、大容量的混合電動(dòng)車的電源。但是，其用途并不限于混合電動(dòng)車。也就是說，以上系統(tǒng)可有效地在電動(dòng)車、小摩托車、摩托車或電池式吸塵器等中用于其它驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電池模塊。
雖然對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行了顯示和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的原理和精神的情況下可對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行修改，本發(fā)明的范圍由附帶的權(quán)利要求進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括包含正極和負(fù)極的電極組件；適于接納該電極組件的殼體；具有至少兩個(gè)暴露在該殼體外部的端子的蓋組件，該蓋組件適于安裝在該殼體上以密封該殼體；和適于電連接所述端子和電極組件的引線元件；其中所述端子的中心與電極組件的中心對(duì)準(zhǔn)，并且所述引線元件與它們相應(yīng)的端子的中心間隔開，并適于被連接到它們相應(yīng)的端子和該電池組件上。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該正極和負(fù)極分別具有沒有活性物質(zhì)的未涂覆區(qū)，并且所述端子和引線元件分別被連接到該正極未涂覆區(qū)和負(fù)極未涂覆區(qū)上。
3.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中該正極未涂覆區(qū)和負(fù)極未涂覆區(qū)適于彼此相對(duì)布置，并且所述引線元件適于分別附著在正極未涂覆區(qū)的最外部分和負(fù)極未涂覆區(qū)的最外部分上。
4.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中每個(gè)引線元件適于沿未涂覆區(qū)的長度方向接觸并附著相應(yīng)的未涂覆區(qū)。
5.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其中該正極未涂覆區(qū)和負(fù)極未涂覆區(qū)的最外部分適于彼此相對(duì)，并且該正極引線元件和負(fù)極引線元件適于接觸并附著至少一個(gè)最外部分。
6.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中每個(gè)端子適于被插入該蓋組件的基板上的孔中，并且在每個(gè)端子和其相應(yīng)的引線元件之間設(shè)置有止動(dòng)突起，以連接該端子和引線元件，并將該端子擋在該基板上。
7.如權(quán)利要求6所述的二次電池，其中在各端子和基板之間設(shè)置有墊圈，并且該墊圈適于分別使各端子與該基板絕緣。
8.如權(quán)利要求6所述的二次電池，其中在各端子的外圓周表面上設(shè)置的螺紋適于與螺母相匹配，以將各端子固定在該基板上。
9.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該二次電池為矩形形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開一種二次電池，包括具有正極和負(fù)極的電極組件；適于接納該電極組件的殼體；具有至少兩個(gè)暴露在該殼體外部的端子的蓋組件，該蓋組件適于安裝在該殼體上以密封該殼體；和適于電連接到端子和電極組件上的引線元件。端子的中心與電極組件的中心對(duì)準(zhǔn)，并且引線元件與它們相應(yīng)的端子的中心間隔開，并適于被連接到它們相應(yīng)的端子和該電池組件上。
文檔編號(hào)H01M4/02GK1716660SQ20051007985
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者金容三, 金賢碩 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社