專利名稱：可再充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可再充電電池，更具體地，涉及具有最小非必要內(nèi)部空間的可再充電電池。
背景技術(shù)：
與不能再充電的原電池不同，可再充電電池能夠反復(fù)充電和放電。使用單個(gè)電池單元的低容量可再充電電池，可以被用作諸如便攜式電話、筆記本式電腦和可攜式攝像機(jī)的各種便攜式電子設(shè)備的能源。使用數(shù)十個(gè)以電池組形式相互連接的電池單元的高容量可再充電電池，可以被用作驅(qū)動諸如混合動力車(HEV)上的電動機(jī)的能源。根據(jù)外部形狀，可再充電電池可以分為圓柱形、棱柱形或袋形。
可再充電電池一般包括電極組件，該電極組件通過將正電極、負(fù)電極和隔板螺旋卷繞為膠卷結(jié)構(gòu)而形成。隔板置于正電極和負(fù)電極之間，并充當(dāng)絕緣體?？商娲兀姌O組件還可通過堆疊正電極、負(fù)電極和隔板而形成。電極組件容納在殼體內(nèi)，該殼體由帶有外部端子的蓋組件封閉。
日本未審專利申請公開2000-40501和2001-38475中描述了棱柱形可再充電電池的電極組件的結(jié)構(gòu)，在此引入其完整內(nèi)容以供參考。
與圓柱形可再充電電池相比，由于其結(jié)構(gòu)的原因，該棱柱形可再充電電池容易在殼體和容納在殼體中的電極組件之間存在非必要內(nèi)部“死空間”。
死空間是由電極組件自身的形狀造成的。在電極組件采用膠卷結(jié)構(gòu)的情況下，電極組件的邊緣呈部分圓形。當(dāng)電極組件置于電池外殼的內(nèi)部空間中時(shí)，該圓形邊緣在殼體內(nèi)部造成間隙，導(dǎo)致死空間。
由于該間隙的容積而形成的死空間，可能引起在可再充電電池制造中過量電解液被注入，導(dǎo)致電解液浪費(fèi)和可再充電電池性能退化。
特別是，驅(qū)動混合動力車的電動機(jī)的可充電電池需要一種適于獲得高能量的結(jié)構(gòu)，并且上述問題在大尺寸電池的情況下較之在小尺寸電池中可能更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種可再充電電池，其具有殼體和容納于殼體中的電極組件之間的最小的間隔，從而避免過量使用電解液。
該可再充電電池可以包括電極組件，該電極組件具有正電極、負(fù)電極和置于該正負(fù)電極之間的隔板；用于容納該電極組件的殼體；以及置于該殼體中的隔離物，該隔離物環(huán)繞該電極組件的圓形部分。
該隔離物可以包括第一隔離物和第二隔離物，該第一隔離物對著該電極組件的第一端并被裝配以接納該第一端，該第二隔離物對著該電極組件的第二端并被裝配以接納該第二端。
該隔離物可以包括與該電極組件的圓形部分相對應(yīng)的槽，以及被置為與該殼體內(nèi)側(cè)相鄰的主體。
該正負(fù)電極分別包括其上不含有活性材料的正極和負(fù)極非涂層區(qū)域，且該正極和負(fù)極非涂層區(qū)域上能夠被置為彼此相對。
正極引線連接器和負(fù)極引線連接器被分別電連接到該正極和負(fù)極非涂層區(qū)域上。引線連接器蓋可以環(huán)繞正極和負(fù)極非涂層區(qū)域，并可以被裝配在其上。
該可再充電電池可以進(jìn)一步包括被分別電連接到正負(fù)電極上的正電極端子和負(fù)電極端子以及被連接到殼體上的蓋組件。該隔離物可以包括適于在其中插入該正極端子和負(fù)極端子的端子插入狹槽。該隔離物可包括多個(gè)通孔，并可由絕緣體構(gòu)成。該第一隔離物和第二隔離物可以通過連接器被相互連接。該引線連接器蓋和該隔離物也可以通過連接器被相互連接。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可再充電電池的分解示意透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可再充電電池的截面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包含裝配后的隔離物的電極組件的側(cè)視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池的截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可再充電電池包括電極組件14，該電極組件14包括正電極11、負(fù)電極12以及分別置于正電極和負(fù)電極11、12之間的隔板13。正電極和負(fù)電極11、12以及隔板13以膠卷結(jié)構(gòu)被螺旋纏繞在一起，以形成電極組件14。電極組件14置于殼體15中，且該殼體15被蓋組件30封閉。該蓋組件30可以被接合到殼體15的開口15a上，從而密封殼體。蓋組件30進(jìn)一步包括正電極端子31和負(fù)電極端子32，該正電極端子31和負(fù)電極端子32通過引線連接器17電連接到電極組件14上。隔離物20、20′位于電極組件14和殼體15之間的間隙中。
殼體15可以包括諸如鋁、鋁合金或鍍鎳鋼之類的可導(dǎo)電金屬。殼體15可采用任意需要的形狀來限定用于接納電極組件14的內(nèi)部空間。例如，該殼體可以是六邊柱形、圓柱形或其他形狀。
電極組件14可以為多層結(jié)構(gòu)，其中隔板13置于正電極11和負(fù)電極12之間，正電極11和負(fù)電極12上涂覆有正極和負(fù)極活性物質(zhì)?？商娲兀姍C(jī)組件14可以為膠卷結(jié)構(gòu)，其中正電極、負(fù)電極和隔板被連續(xù)堆疊然后螺旋卷繞。
根據(jù)本實(shí)施例，如圖1所示，通過將膠卷形狀的電極組件14插入棱柱形殼體15而形成可再充電電池。
該實(shí)施例中，隔板13置于正負(fù)電極11、12之間，電極組件14被螺旋卷繞成膠卷結(jié)構(gòu)。正負(fù)電極11、12包括涂覆有活性物質(zhì)的集流體。此外，繞制的電極組件14采用圓柱形，但是一般可以被壓至矩形。在這種結(jié)構(gòu)中，正極非涂層區(qū)域11a和負(fù)極非涂層區(qū)域12a相對于隔板13的外側(cè)而彼此相對。
關(guān)于這點(diǎn)，正極端子31被連接到正極非涂層區(qū)域11a，該正極非涂層區(qū)域沿著正極邊沿未涂覆正極活性物質(zhì)；負(fù)極端子32被連接到負(fù)極非涂層區(qū)域12a，該負(fù)極非涂層區(qū)域沿著負(fù)極邊沿未涂覆負(fù)極活性物質(zhì)。
正極端子31和負(fù)極端子32與引線連接器17的端部相結(jié)合，引線連接器17被插入正極非涂層區(qū)域11a和負(fù)極非涂層區(qū)域12a中，并通過焊接固定在其上。
形成上述的電極組件14后，正極非涂層區(qū)域11a和負(fù)極非涂層區(qū)域12a保持其多層結(jié)構(gòu)。在引線連接器17被插入正極和負(fù)極非涂層區(qū)域中后，正極和負(fù)極非涂層區(qū)域11a、12a的中部分別被壓緊，以將該區(qū)域接合到引線連接器17上。因此，正如從電極組件14的側(cè)面所看到的，所形成的正負(fù)極非涂層區(qū)域11a、12a的中部較其上部和下部薄。
蓋組件30包括蓋板33，蓋板33被氣密地接合到開口15a上，作為殼體15的頂部。在蓋板33的兩側(cè)，形成用于插入正極端子31和負(fù)極端子32的孔33a、33b。
引線連接器17的一部分被插入到正極非涂層區(qū)域11a和負(fù)極非涂層區(qū)域12a中，其剩余部分沿著非涂層區(qū)域11a、12a的縱向顯露，以通過例如焊接與非涂層區(qū)域11a、12a相連接。
然而，引線連接器17的結(jié)構(gòu)以及引線連接器17與非涂層區(qū)域11a和12a之間的連接結(jié)構(gòu)并不僅限于上述具體結(jié)構(gòu)，而是可以采用各種結(jié)構(gòu)。
隔離物20、20′被置于電極組件14的相對兩端14a、14a′處，從而填充電極組件14插入殼體15中時(shí)產(chǎn)生的間隙。
第一隔離物20對著并適于接納待與其連接的電極組件14的第一端14a。第二隔離物20′對著并適于接納待與其連接的電極組件14的第二端14a′。第一隔離物20和第二隔離物20′被置為彼此相對。
根據(jù)本實(shí)施例，容納在殼體15內(nèi)的電極組件14具有配置在殼體15任意一側(cè)的正極非涂層區(qū)域11a和負(fù)極非涂層區(qū)域12a，以及分別配置在殼體15頂部和底部的第一端14a和第二端14a′。
第一端14a和第二端14a′呵以具有圓形部分，以對應(yīng)于電極組件14的膠卷結(jié)構(gòu)。
隔離物20、20′包括主體20a、20a′，主體20a、20a′沿第一端14a和第二端14a′的長度方向呈直角棱柱形狀。
主體20a、20a′中每一個(gè)的一端(分別與第一端14a和第二端14a′直接相對的端)包括槽20b、20b′，且第一端14a和第二端14a′被分別插入到槽20b、20b′內(nèi)。
槽20b、20b′的形狀對應(yīng)于第一端14a和第二端14a′。
具體地說，當(dāng)從它們的縱向看時(shí)，槽20b、20b′具有弧形橫截面(參見圖3)。
該隔離物20、20′可以包括絕緣材料，以便不影響可再充電電池的性能。合適的絕緣材料的示例包括諸如聚酰亞胺之類的塑料或者粉末狀金剛石與塑料的復(fù)合材料。
進(jìn)一步，隔離物20、20′可以包括多個(gè)用于排放殼體15中所產(chǎn)生熱量和氣體的通孔20c、20c′。
制造可再充電電池時(shí)，通孔20c、20c′可以充當(dāng)用于注入電解液到殼體15中的注入孔。
在第一隔離物20的兩端可以形成端子插入狹槽22d，以便正電極端子31和負(fù)電極端子32可以不受第一隔離物20任何妨礙地被分別插入蓋板33的孔33a、33b中。
當(dāng)隔離物20、20′插入到電極組件14的第一端14a和第二端14a′上時(shí)，第一端14a和第二端14a′被接納在隔離物20、20′的槽20b、20b′中，使得第一端14a和第二端14a′被隔離物20和20′所環(huán)繞。
正極端子31和負(fù)極端子32被插入第一隔離物20的端子插入狹槽22d中，以裝配到第一隔離物20上。
當(dāng)相互連接的電極組件14與隔離物20、20′如上所述被插入到殼體15中時(shí)，隔離物20、20′可以填充電極組件14和殼體15之間的間隔，并被置于殼體15內(nèi)，因而在根據(jù)本實(shí)施例的可再充電電池中，殼體15內(nèi)不必要的死空間被消除。
隔離物20、20′與電極組件14和殼體15之間是分離的，因此隨著電解液被注入到殼體15，隔離物20和20′可以在殼體15內(nèi)的各處浮動。如果隔離物20、20′在各處浮動，隔離物20、20′與電極組件14間的固定位置可能改變，使得殼體15內(nèi)部的元件難以保持在它們的正確位置上，從而潛在地導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷。
為防止隔離物20、20′浮動和離開電極組件14，可通過如圖4所示的連接器40連接隔離物20和20′以相互固定二者。
連接器40可以是粘附到隔離物20、20′上以固定它們的膠帶，或者是插在隔離物20、20′的槽內(nèi)以將它們固定在一起的桿。連接器40并不僅限于此，還可以是能夠?qū)⒏綦x物20、20′固定在一起的任何工具。
此外，如圖5所示，可在電極組件14的兩側(cè)裝配引線連接器蓋50和50′，以覆蓋并電保護(hù)和物理保護(hù)引線連接器17。引線連接器蓋50、50′具有槽，適于分別接納包括引線連接器17在內(nèi)的正極非涂層區(qū)域11a和負(fù)極非涂層區(qū)域12a。
在本實(shí)施例中，隔離物20、20′二者和引線連接器蓋50、50′二者間通過連接器60連接以相互固定。
在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，連接到電極組件的圓形部分上的隔離物將電極組件14和殼體15之間的間隙減至最小，從而防止電解液漏到該間隙中。這種結(jié)構(gòu)將所需的電解液量減至最少，并防止了因電池中存在過量電解液而產(chǎn)生的電池性能退化。
在本發(fā)明的可再充電電池的示例性實(shí)施例中，非涂層區(qū)域和接合在其上的引線連接器被成形蓋所環(huán)繞，從而保護(hù)它們免受外部沖擊。根據(jù)本發(fā)明的該蓋可防止由外部沖擊能量所引起的非涂層區(qū)域11a、12a的潛在損壞，從而防止非涂層區(qū)域11a、12a與引線連接器17斷開。其結(jié)果是，電池耐用性提高了。
本發(fā)明的可再充電電池可用于諸如電動汽車(EV)、混合動力車(HEV)、無線真空吸塵器、摩托車、小型摩托車之類的由電機(jī)驅(qū)動的高能電子設(shè)備的能源。
雖然所描述的是本發(fā)明的典型實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解在不背離所附權(quán)利要求要求中公開的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出各種改進(jìn)和變更。
權(quán)利要求
1.一種可再充電電池，包括電極組件，具有正電極、負(fù)電極和置于該正電極和該負(fù)電極之間的隔板；用于容納該電極組件的殼體；和置于該殼體中的至少一個(gè)隔離物，所述隔離物環(huán)繞該電極組件的圓形部分。
2.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述至少一個(gè)隔離物包括第一隔離物和第二隔離物，第一隔離物對著所述電極組件的第一端并被裝配在其上，第二隔離物對著所述電極組件的第二端并被裝配在其上。
3.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述至少一個(gè)隔離物包括與所述電極組件的所述圓形部分相對應(yīng)的槽以及與所述殼體的內(nèi)表面相鄰的主體。
4.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述正電極和負(fù)電極分別包括其上不含有活性材料的正極非涂層區(qū)域和負(fù)極非涂層區(qū)域，其中所述正電極和負(fù)電極彼此相對。
5.如權(quán)利要求4所述的可再充電電池，進(jìn)一步包括分別可電連接到所述正極非涂層區(qū)域和負(fù)極非涂層區(qū)域的正極引線接線器和負(fù)極引線連接器；和分別環(huán)繞所述正極非涂層區(qū)域和負(fù)極非涂層區(qū)域的每一個(gè)并可裝配在其上的引線連接器蓋。
6.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，進(jìn)一步包括連接到所述殼體上的蓋組件；分別電連接到所述正電極和所述負(fù)電極上的正電極端子和負(fù)電極端子；其中所述至少一個(gè)隔離物包括適于容納所述正極端子和負(fù)極端子的端子插入狹槽。
7.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述至少一個(gè)隔離物包括多個(gè)通孔。
8.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述至少一個(gè)隔離物包含絕緣材料。
9.如權(quán)利要求2所述的可再充電電池，其中所述第一隔離物和所述第二隔離物通過連接器被相互連接。
10.如權(quán)利要求5所述的可再充電電池，其中每個(gè)引線連接器蓋和所述至少一個(gè)隔離物通過連接器被相互連接。
11.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述電極組件具有膠卷結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述可再充電電池具有棱柱形狀。
13.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述可再充電電池適于電動機(jī)驅(qū)動設(shè)備使用。
全文摘要
一種可再充電電池，包括具有正電極、負(fù)電極和置于該正負(fù)電極之間的隔板的電極組件，用于容納該電極組件的殼體，以及置于該電極組件和該殼體之間的隔離物。
文檔編號H01M2/26GK1728434SQ20051008734
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者李相沅 申請人:三星Sdi株式會社