專利名稱：二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次電池，更具體地說，涉及連接電極組件與引線元件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
不同于不能充電的一次電池，二次電池可以被充電和放電。僅有一個(gè)電池單元的低容量電池被組裝成的包形狀，并可以用作各種各樣的便攜式小型電子設(shè)備，例如便攜式電話、膝上型電腦和可攜式攝像機(jī)的電源。有著幾十個(gè)電池單元的高容量二次電池，可以用作驅(qū)動(dòng)諸如在混合動(dòng)力汽車中的電動(dòng)機(jī)的電源。
二次電池可以被制造成各種形狀，比如圓柱形和棱柱形，且包括具有條片狀(bar of sheet-shaped)正電極和負(fù)電極以及插在正、負(fù)電極中間的絕緣隔板的電極組件(或膠卷)，電極和隔板被卷繞在一起并塞進(jìn)殼體中。該殼體包括具有外部端子的蓋組件，以形成電池。
正、負(fù)電極中的每個(gè)都配備了導(dǎo)電的引線元件，用于通過在電池運(yùn)行中產(chǎn)生的電流。該引線元件把正、負(fù)電極中產(chǎn)生的電流傳給正極端子和負(fù)極端子。
當(dāng)把電極組件與將電極組件連接到外部端子的引線元件結(jié)合在一起時(shí)，輸出在電極組件各個(gè)部分中產(chǎn)生的電壓比較困難，而且造成了電極組件焊接到引線元件的區(qū)域和除焊接區(qū)域外的區(qū)域之間的電位差。該電位差降級(jí)電極組件焊接到引線元件的區(qū)域，并且降級(jí)的程度隨著電池充電和放電的重復(fù)變得越來越大。因此，電池的輸出下降，并且電池的使用期限縮短。這種現(xiàn)象在用來驅(qū)動(dòng)在很短時(shí)間內(nèi)重復(fù)充放電的電動(dòng)機(jī)的電池中更加惡劣。
由于這種原因，在高能二次電池中使用多接片(multi-tab)作為引線元件。
多接片被焊接到形成電極組件的正、負(fù)電極的集流體上，或者將多接片形成為集流體的一部分。因?yàn)檫@要求很多工人來制造二次電池，因而降低了工作效率。
此外，由于多接片類型的引線元件被部分連接到正、負(fù)電極，并且通過在正、負(fù)電極上產(chǎn)生的電流，因而難以通過充足的電流，尤其是在要求高輸出功率的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電池中。這樣，多接片類型的引線元件非?？赡芙档退鲭姵氐男阅堋?br>
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種二次電池，其具有通過改進(jìn)引線元件及將引線元件和電極組件結(jié)合的結(jié)構(gòu)而獲得的增強(qiáng)的電流產(chǎn)生效率。
為了達(dá)到這些方面，本發(fā)明提供一種二次電池，包括具有正電極、負(fù)電極和介于正電極和負(fù)電極之間的隔板的電極組件；適于容納該電極組件的殼體；適于連到該殼體上以密封該殼體的蓋組件，該蓋組件包括至少一個(gè)暴露在該殼體外部的端子；以及至少一個(gè)適于把該電極組件電連接到所述至少一個(gè)端子上的引線元件；其中該電極組件包含沒有活性物質(zhì)的無涂層區(qū)域；并且其中至少一個(gè)引線元件有與無涂層區(qū)域的構(gòu)形(configuration)相應(yīng)的構(gòu)形，并且被緊密地貼到該無涂層區(qū)域上。
所述至少一個(gè)端子優(yōu)選包括正極端子和負(fù)極端子。
該正、負(fù)電極優(yōu)選分別包括無涂層區(qū)域，而且該正、負(fù)電極的無涂層區(qū)域優(yōu)選被安排為互相面對(duì)的多層，且正、負(fù)極端子優(yōu)選分別連接到正電極無涂層區(qū)域的最外部和負(fù)電極無涂層區(qū)域的最外部。
所述至少一個(gè)引線元件優(yōu)選沿?zé)o涂層區(qū)域的長(zhǎng)度方向接觸無涂層區(qū)域，并且被電連接到該無涂層區(qū)域。
一個(gè)端子和所述至少一個(gè)引線元件中的一個(gè)優(yōu)選被整體地形成一體。
一個(gè)端子優(yōu)選被安排在設(shè)置于蓋組件底板上的孔內(nèi)且被連接到那里，并且優(yōu)選在該端子和至少一個(gè)引線元件之間設(shè)置止動(dòng)突起，該止動(dòng)突起適于把它們連接在一起且將該端子止動(dòng)在該底板上。
該二次電池優(yōu)選進(jìn)一步包括被安排在該端子和底板之間、且適于使它們彼此電絕緣的密封墊。
該二次電池優(yōu)選進(jìn)一步包括用于緊固被安排在該端子的外圓周表面上的螺母的螺紋，并且該螺紋適于把該端子固定在底板上。
所述至少一個(gè)引線元件優(yōu)選包括具有適于接收該無涂層區(qū)域的彎曲表面的接收槽的第一引線區(qū)域。
所述至少一個(gè)引線元件優(yōu)選進(jìn)一步包括適于被緊密地貼到該無涂層區(qū)域的平直區(qū)域上的第二引線區(qū)域。
該第一引線區(qū)域的寬度優(yōu)選大于第二引線區(qū)域的寬度。
該二次電池優(yōu)選包括棱柱形電池。
該二次電池優(yōu)選適于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。


隨著通過參考以下與附圖相結(jié)合的詳細(xì)描述而使本發(fā)明變得更加容易理解，故對(duì)本發(fā)明及其附帶的許多優(yōu)點(diǎn)更全面的評(píng)價(jià)將容易明白，在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部件，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池的透視圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的電極組件的透視圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的二次電池的端子和引線元件的透視圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的裝配在蓋組件底板上的端子的橫斷面視圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的二次電池的透視圖。
圖6A、6B、6C、6D和6E為根據(jù)本發(fā)明變形實(shí)施例的引線元件的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的示范性實(shí)施例。然而，本發(fā)明包括其它各種可能的實(shí)施例，并且不受這里介紹的示范性實(shí)施例的限制。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池的透視圖，而圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電極組件的透視圖。
參見圖1到圖2，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的二次電池是把包括正電極22、負(fù)電極23和介于正電極22和負(fù)電極23之間的絕緣隔板21的電極組件25，插入圖中X-軸方向較長(zhǎng)的六面體形狀的、且一部分敞開的殼體11中，并用蓋組件30密封殼體11的敞開部分而制造的棱柱狀電池。
殼體11是用諸如鋁、鋁合金或鍍鎳鋼的導(dǎo)電金屬形成的。它被形成為有開口的六面體形狀，通過該開口可以插入電極組件25。然而，本發(fā)明的殼體11不限定于六面體形狀。
電極組件25是把隔板21插入到正電極22和負(fù)電極23之間，并把它們相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸(O)卷繞成膠卷結(jié)構(gòu)而形成的。在將電極組件25卷繞成膠卷形狀之后，將其擠壓并最終形成為板狀。
在電極組件25的兩端，正電極的無涂層區(qū)域22a和負(fù)電極的無涂層區(qū)域23a被彼此面對(duì)放置。由于電極組件25形成為膠卷結(jié)構(gòu)，它具有正電極的無涂層區(qū)域22a和負(fù)電極的無涂層區(qū)域23a被安排為多層的構(gòu)成。
無涂層區(qū)域22a和23a是在一端沿正極集流體22c和負(fù)極集流體23c的邊緣沒有相應(yīng)活性物質(zhì)22c和23c的部分。
如圖2中所示，無涂層區(qū)域22a和23a的厚度d1和d2局部地薄于電極組件25的整個(gè)厚度d3。在厚度為無涂層區(qū)域22a和23a的厚度d1和d2的區(qū)域(下文中稱為平直區(qū)域)，無涂層區(qū)域22a和23a彼此靠近以改進(jìn)電流效率。
為形成上述平直區(qū)域，無涂層區(qū)域22a和23a的其它部分(下文中稱為彎曲區(qū)域)，是厚度為d4和d5的彎曲形狀，其中厚度d4和d5比厚度d1和d2大。
蓋組件30包括焊接到殼體11的開口11a以密封殼體11的底板301。
在正極端子61和負(fù)極端子63的外圓周表面上形成有螺紋(S)，該螺紋可以在將密封墊G插在底板301和螺母N之間時(shí)，將被緊固于螺紋(S)上的螺母41固定在底板301上。
底板301可以進(jìn)一步包括通氣構(gòu)件和電解液注入孔。
分別與正極無涂層區(qū)域22a和負(fù)極無涂層區(qū)域23a接觸并組裝在一起的正極引線元件65和負(fù)極引線元件67，被連接到正極端子61和負(fù)極端子63上。
在本發(fā)明中，正、負(fù)極端子61和63與正、負(fù)極無涂層區(qū)域22a和23a被形成為直接相連接或用單獨(dú)的連接件連接。在本實(shí)施例中，它們被直接連接而整體地形成為一體。
在本實(shí)施例中，正、負(fù)極端子61和63以及正、負(fù)極引線元件65和67被形成為彼此對(duì)稱。
圖3是正、負(fù)極端子61和63以及正、負(fù)極引線元件65和67的透視圖。為了作圖方便，在圖3一個(gè)圖中顯示正、負(fù)極端子61和63以及正、負(fù)極引線元件65和67，相應(yīng)地，在下文中也一起描述正、負(fù)極端子61和63以及正、負(fù)極引線元件65和67。
參見圖3，正極端子61和負(fù)極端子63形狀為具有預(yù)定高度的圓柱形，并且如前文所述，在該圓柱形的外圓周表面上形成螺紋(S)。在幾個(gè)二次電池結(jié)合起來形成一個(gè)電池模塊時(shí)，如果端子的長(zhǎng)度能使任意用于電連接上述電池的連接件被緊固到端子61和63上，同時(shí)將端子61和63定位在殼體11的內(nèi)外，那么端子61和63的長(zhǎng)度就是足夠的。
條狀的正極引線元件65和負(fù)極引線元件67被連接到正極端子61和負(fù)極端子63的一端，并且在正、負(fù)極端子61和63與正、負(fù)極引線元件65和67之間形成盤狀止動(dòng)突起69和69’。參見圖4，止動(dòng)突起69和69’通過在正極端子61和負(fù)極端子63被插入孔301a和301a’中時(shí)，把它們懸置在底板301上，從而在底板301的預(yù)定位置止動(dòng)正極端子61和負(fù)極端子63。
為此，止動(dòng)突起69和69’由直徑比孔301a和301a’的直徑大的盤狀構(gòu)件構(gòu)成。
引線元件65和67被設(shè)置在殼體11內(nèi)部，并且與正極無涂層區(qū)域22a和負(fù)極無涂層區(qū)域23a保持接觸，以電連接端子61及63與電極組件25。引線元件65和67與正極無涂層區(qū)域22a和負(fù)極無涂層區(qū)域23a的最外部保持緊密接觸并通過焊接連接到正極無涂層區(qū)域22a和負(fù)極無涂層區(qū)域23a的最外部。
當(dāng)端子61和63與具有上述結(jié)構(gòu)的引線元件65和67被電連接到電極組件25時(shí)，在本實(shí)施例中，它們遇到下列情況。
引線元件65和67由條狀導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)成，該導(dǎo)電構(gòu)件沿?zé)o涂層區(qū)域的長(zhǎng)度方向接觸正極無涂層區(qū)域22a和負(fù)極無涂層區(qū)域23a的最外部。
在本實(shí)施例中，引線元件65和67包括具有接收槽65a和67a的第一引線區(qū)域65b和67b，和連接到第一引線區(qū)域65b和67b的第二引線區(qū)域65c和67c。
無涂層區(qū)域22a和23a的彎曲區(qū)域22e和23e被插進(jìn)第一引線區(qū)域65b和67b的接收槽65a和67a中，以完全或部分接觸接收槽65a和67a。接收槽65a和67a的形狀與彎曲區(qū)域22e和23e的外部形狀一致。
第二引線區(qū)域65c和67c的形狀是平的，以接觸無涂層區(qū)域22a和23a的平直區(qū)域22d和23d。
如上所述的引線元件65和67在其接觸無涂層區(qū)域22a和23a時(shí)，可以被緊密地貼到正、負(fù)無涂層區(qū)域22a和23a的外部構(gòu)形上，且能夠防止因接觸阻抗增加而導(dǎo)致的電流收集效率的降低。
在現(xiàn)有技術(shù)中，不管電極組件的無涂層區(qū)域的外部構(gòu)形如何，接觸無涂層區(qū)域的引線元件通常是平直的，與無涂層區(qū)域的彎曲區(qū)域接觸的引線元件部分不能緊密地接觸無涂層區(qū)域，并且接觸是局部而不牢固的。結(jié)果，在實(shí)際收集電流時(shí)，該部分的接觸阻抗增加，因此電流收集效率降低。
在本實(shí)施例中，上述元件具有增大引線元件和無涂層區(qū)域的彎曲區(qū)域之間接觸面積的結(jié)構(gòu)，因而防止上述現(xiàn)象的發(fā)生。
圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例的視圖，圖中引線元件71具有增大的以使其寬度比第二引線區(qū)域71c的寬度更大的第一引線區(qū)域71b。
在此實(shí)施例中，當(dāng)接觸無涂層區(qū)域22a的彎曲區(qū)域22e的第一引線區(qū)域71b，使彎曲區(qū)域22e部分接觸其接收槽71a，因而減小其接觸面積時(shí)，上述增大的第一引線區(qū)域接觸未涂層區(qū)域22a的彎曲區(qū)域22e更多，因此補(bǔ)償了上述接觸面積的減小。為了方便，圖5中示出了正極引線元件71連接到正極無涂層區(qū)域22a。
圖6A到圖6E是根據(jù)本發(fā)明修改的實(shí)施例的引線元件的視圖。如圖6A到圖6E所示，第一引線區(qū)域80a、82a、84a、86a和88a的接收槽80b、82b、84b、86b和88b可以根據(jù)第一引線區(qū)域80a、82a、84a、86a和88a的結(jié)構(gòu)形成為各種形狀。
如上所述，根據(jù)此實(shí)施例的引線元件的結(jié)構(gòu)改進(jìn)了電流收集效率。
根據(jù)上述示范性實(shí)施例的二次電池，可以用作驅(qū)動(dòng)用在要求高功率性能的混合動(dòng)力車、電動(dòng)車、無繩真空清潔器、摩托車和小型摩托車上的電動(dòng)機(jī)的能源。
盡管參考示范性實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離所附權(quán)利要求中闡明的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對(duì)本發(fā)明做出各種修改、替換。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括包含正電極、負(fù)電極和介于正電極和負(fù)電極之間的隔板的電極組件；適于容納該電極組件的殼體；適于連到該殼體上以密封該殼體的蓋組件，此蓋組件包括至少一個(gè)暴露在該殼體外部的端子；和至少一個(gè)適于把電極組件電連接到所述至少一個(gè)端子上的引線元件；其中該電極組件包含沒有活性物質(zhì)的無涂層區(qū)域；而且其中所述至少一個(gè)引線元件具有與該無涂層區(qū)域的構(gòu)形相應(yīng)的構(gòu)形，并且適于被緊密地貼到該無涂層區(qū)域上。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述至少一個(gè)端子包括正極端子和負(fù)極端子。
3.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中所述正、負(fù)電極分別包括無涂層區(qū)域，其中該正、負(fù)電極的無涂層區(qū)域被安排為互相面對(duì)的多層，并且其中所述正、負(fù)極端子適于分別連接到正電極無涂層區(qū)域的最外部和負(fù)電極無涂層區(qū)域的最外部。
4.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述至少一個(gè)引線元件適于沿?zé)o涂層區(qū)域的長(zhǎng)度方向接觸無涂層區(qū)域，并且被電連接到該無涂層區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中一個(gè)端子和所述至少一個(gè)引線元件中的一個(gè)適于被整體地形成一體。
6.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中一個(gè)端子被安排在設(shè)置于蓋組件底板上的孔內(nèi)且被連接到那里，并且在所述一個(gè)端子和至少一個(gè)引線元件之間設(shè)置有止動(dòng)突起，該止動(dòng)突起適于把它們連接在一起且將所述一個(gè)端子止動(dòng)在該底板處。
7.如權(quán)利要求6所述的二次電池，進(jìn)一步包括被安排在所述一個(gè)端子和底板之間、且適于電絕緣所述一個(gè)端子和底板的密封墊。
8.如權(quán)利要求6所述的二次電池，進(jìn)一步包括適于緊固安排在所述端子外圓周表面上螺母的螺紋，并把所述一個(gè)端子固定在所述底板上。
9.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述至少一個(gè)引線元件包括具有適于接收所述無涂層區(qū)域的彎曲表面的接收槽的第一引線區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的二次電池，其中所述至少一個(gè)引線元件進(jìn)一步包括適于被緊密地貼到所述無涂層區(qū)域的平直區(qū)域的第二引線區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的二次電池，其中該第一引線區(qū)域的寬度大于第二引線區(qū)域的寬度。
12.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該二次電池包括棱柱形電池。
13.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該二次電池適于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二次電池，包括具有正電極、負(fù)電極和介于正電極和負(fù)電極之間的隔板的電極組件；容納該電極組件的殼體；被固定在殼體上以密封該殼體、且具有暴露在殼體外部的端子的蓋組件；以及把該電極組件電連接到該端子上的引線元件。該電極組件包含沒有活性物質(zhì)的無涂層區(qū)域，而且該引線元件有與該無涂層區(qū)域的構(gòu)形相應(yīng)的構(gòu)形，并且該引線元件被緊密地貼到該無涂層區(qū)域上。
文檔編號(hào)H01M10/04GK1753209SQ20051010281
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者全相垠, 金載炅, 劉錫潤(rùn), 尹蕙嫄 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社