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，具體涉及連接二次電池中電極組件和端子的引線元件和接線片。
背景技術(shù)：
根據(jù)對電池的使用或電池的容量，二次電池可分為低能電池(以下稱為“小型電池”)和用于驅(qū)動電動機(jī)的大尺寸電池(以下稱為“大型電池”)，在小型電池中，一個至幾個單電池被制成一個電池組，而在大型電池中，幾個到幾十個單電池被連接成一個電池組。
小型電池被用作各種便攜式電子裝置的電源，如蜂窩電話、便攜式計(jì)算機(jī)和可攜式攝像機(jī)等。大型電池適于用作電動機(jī)驅(qū)動裝置的電源，如混合電動車、無線真空清潔器、摩托車或小型摩托車等。
一般來講，由一個單電池制成的小型電池具有正方形和圓柱體的形狀。小型電池包括電極組件，在該電極組件中，隔板作為絕緣體置于正極板和負(fù)極板之間，然后它們被一起螺旋卷繞。該電極組件被插入圓柱形容器中而形成電池。
用于收集當(dāng)電池工作時所產(chǎn)生的電流的導(dǎo)電接線片連接到正、負(fù)電極上。該導(dǎo)電接線片可通過焊接等方式連接到電極組件上，從而將產(chǎn)生的電流由正、負(fù)電極分別引向正、負(fù)極端子。
當(dāng)上述小型電池的結(jié)構(gòu)被用在大型電池中時，在容量與功率方面，都無法滿足大型電池的動力需求。因此，提供了包含多接線片結(jié)構(gòu)的二次電池，在該結(jié)構(gòu)中，多個接線片被連接至電極組件。而且還提供了包括平板形狀的引線元件的二次電池，其中平板被用作引線元件。
具有以上結(jié)構(gòu)的二次電池可具有圓柱體或六面體形狀，如方形電池。多個二次電池(如40個電池)可被制成一個電池模塊。
需要高能量和大尺寸的電池模塊的二次電池的動力不僅要求每個二次電池具有高的每單位體積能量密度，而且還要考慮該電池模塊的集流容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種二次電池，其中，集電板和連接至該集電板的電極組件間的接觸阻抗被減小，以提高集電效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種二次電池包括電極組件，該電極組件包括正電極和負(fù)電極以及置于它們之間的隔板。該正、負(fù)電極中的每一個都具有沿其邊緣沒有活性物質(zhì)的未涂覆區(qū)域。容器適于容納該電極組件，蓋組件被固定在該容器上以密封該容器。引線元件覆蓋未涂覆區(qū)域的整個表面，并與該未涂覆區(qū)域接觸和結(jié)合。第一接線片從該引線元件伸出，并位于該引線元件的范圍之內(nèi)。
該引線元件可與該第一接線片一體形成。
該引線元件可為正極引線元件，且該電池還可包括負(fù)極引線元件，正極引線元件和負(fù)極引線元件分別與正極未涂覆區(qū)域和負(fù)極未涂覆區(qū)域結(jié)合。該正極引線元件和負(fù)極引線元件可分別電連接到蓋組件的正極端子和負(fù)極端子上。
該正極引線元件和負(fù)極引線元件可分別通過將第一接線片連接到正極端子上的連接元件以及將第二接線片連接到負(fù)極端子上的連接元件，電連接到正極端子和負(fù)極端子上。
該第一接線片可以是正極接線片或負(fù)極接線片，且可分別與正極引線元件或負(fù)極引線元件結(jié)合。該正極接線片和負(fù)極接線片可伸至正極引線元件和負(fù)極引線元件的范圍之外，且可被分別直接連接到正極端子和負(fù)極端子上。
該引線元件可具有多個引線板，該引線板通過將該引線元件在接觸面分成相互緊密接觸的至少兩塊板而形成，并與未涂覆區(qū)域結(jié)合。
該第一接線片可位于引線元件接觸面的中心。
該引線板可具有關(guān)于接觸面的對稱形狀。
該引線元件可由單板元件形成。
該第一接線片可被形成為從引線元件的邊緣伸出。
該引線元件可通過激光焊接固定在未涂覆區(qū)域。
該蓋組件包括在容器中相對的正極蓋組件和負(fù)極蓋組件，并與容器結(jié)合。
該電池可具有基本的六面體形狀。
該電池還可用在電動機(jī)驅(qū)動裝置中。


通過以下參照附圖對實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，可以更清楚地展示并幫助理解本發(fā)明的上述及其它方面和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的二次電池的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的二次電池的電極組件的透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的引線元件和接線片的透視圖；圖4示出了根據(jù)圖3所示實(shí)施例的引線元件和接線片的制造過程；圖5為根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的引線元件和接線片的透視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明又一個實(shí)施例的引線元件和接線片的透視圖；圖7為具有圖3所示引線元件和接線片的二次電池的分解透視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明再一個實(shí)施例的引線元件和接線片的分解透視圖；和圖9為根據(jù)本發(fā)明的具有二次電池的二次電池模塊驅(qū)動電動機(jī)的示意框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2所示，二次電池為方形電池，該二次電池包括具有開口的六面體形狀的容器11、電極組件25以及密封容器11的開口的蓋組件30，電極組件25包括正電極22、負(fù)電極23和由絕緣材料制成且置于放在容器中的那兩個電極之間的隔板21。
容器11由導(dǎo)電金屬制成，如鋁、鋁合金或鍍鎳鋼等，且容器11為六面體形狀，它還具有開口11a以容納容器11中的電極組件25。然而，容器的形狀不必限于六面體形狀。
電極組件25具有螺旋堆或膠卷結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是通過將隔板21置于正電極22和負(fù)電極23之間，然后將它們一起螺旋卷繞而成。在形成為膠卷結(jié)構(gòu)之后，電極組件25被擠壓以最終形成平板型形狀。
正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a在電極組件25的各個端部形成，且彼此相對。由于如上所述，電極組件25為膠卷結(jié)構(gòu)，因此正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a被布置成多層彼此相對。
未涂覆區(qū)域22a和23a為沒有用相應(yīng)活性物質(zhì)22c和23c沿正集電體22b和負(fù)集電體23b各自的邊緣進(jìn)行涂覆的區(qū)域。
電極組件25被放置在容器11中，并保持未涂覆區(qū)域22a和23a被置于相對端的狀態(tài)。
蓋組件30包括基板301，基板301被通過焊接的方式安裝在容器11的開口11a上以密封容器11。
正極端子31和負(fù)極端子33被固定在基板301上，且在容器11的外面露出一部分。
在正極端子31和負(fù)極端子33的外圓周面上形成有螺紋S，正極端子31和負(fù)極端子33可通過在基板301和螺母41之間插放墊圈G的狀態(tài)下，將螺母41扣緊在螺紋S上而被固定在基板301上。
另外，基板301可進(jìn)一步包括通風(fēng)元件40和電解液注入孔(未示出)。
正極引線元件35和負(fù)極引線元件37分別接觸正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a。正極引線元件35和負(fù)極引線元件37還分別被連接到正極端子31和負(fù)極端子33上。
正極端子31和負(fù)極端子33為具有預(yù)定高度的圓柱體形狀，且如上所述在其外圓周面上形成有螺紋S。端子31和33的長度可以如此設(shè)置，即在將幾個二次電池制成電池模塊時，端子31和33的長度應(yīng)能在端子31和33被置于容器11的里邊和外邊時，使連接元件電連接將要扣緊至端子31和33上的電池。
正極引線元件35和負(fù)極引線元件37位于容器11內(nèi)，并分別與正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a保持接觸，因此它們實(shí)質(zhì)上將端子31和33與電極組件25電連接起來。正極引線元件35和負(fù)極引線元件37與正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a的整個表面接觸，并以焊接的方式被固定住，從而覆蓋正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a的整個表面。
在圖1和圖2所示的實(shí)施例中，正極引線元件35和負(fù)極引線元件37的結(jié)構(gòu)可防止因接觸阻抗所導(dǎo)致的集電效率的降低。
圖3更具體地示出了該結(jié)構(gòu)。由于本實(shí)施例的正極引線元件35和負(fù)極引線元件37具有相同的形狀，為了方便，將它們在圖3一張圖中示出，并因此將在下面對正極引線元件35和負(fù)極引線元件37一并進(jìn)行描述。
如圖1至3所示，正極引線元件35和負(fù)極引線元件37具有多個引線板35a、35b、37a和37b，這些引線板是通過將引線元件分成至少兩塊板而形成，并被布置為相互緊密接觸狀態(tài)。在本實(shí)施例中，正極引線元件35和負(fù)極引線元件37分別由關(guān)于接觸面對稱的兩塊引線板35a和35b，以及37a和37b組成。
在正極引線元件35和負(fù)極引線元件37中，從各自引線元件35和37延伸的接線片39和41設(shè)置在引線元件35和37的范圍內(nèi)。
本實(shí)施例的接線片39和41具有預(yù)定長度，且當(dāng)它們被置于引線板35a、35b、37a和37b的接觸面的中心時，被布置成垂直于引線板35a、35b、37a和37b。
在本實(shí)施例中，引線元件35和37以及接線片39和41由單板元件形成。即，如圖4所示，預(yù)先設(shè)置的具有預(yù)定形狀的單板元件47被按照預(yù)置順序進(jìn)行處理，從而形成具有上述形狀的正極引線元件35和負(fù)極引線元件37。
在一些實(shí)施例中，各引線板35a、35b，以及37a、37b分別被相互焊接在一起。這是因?yàn)?，?dāng)正極引線元件35和負(fù)極引線元件37被分別電連接至正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a時，可減小因各引線板35a、35b以及37a、37b之間的接觸狀態(tài)而引起的阻抗。
而且，由于引線元件35和37以及對應(yīng)接線片39和41由如上所述的單板元件形成，也就是一體地形成，因此每個引線元件和接線片之間的接觸阻抗也可被最小化。
另外，在本實(shí)施例中，由于引線元件35和37分別與正極未涂覆區(qū)域22a和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a結(jié)合而覆蓋未涂覆區(qū)域22a和23a的整個表面，因此增加了它們之間的接觸面積，從而使得從電極組件25導(dǎo)引至正極端子31和負(fù)極端子33的電流的收集效率最大化。
端子31和33與接線片39和41之間的電連接可通過連接在它們之間的單獨(dú)的連接元件43和45實(shí)現(xiàn)。
參見圖5，引線元件51具有引線板51a，引線板51a接觸并與未涂覆區(qū)域結(jié)合，而覆蓋如圖1所示的未涂覆區(qū)域的整個表面。然而，引線板51a由不同于第一實(shí)施例的單板元件構(gòu)成。接線片53a被形成為從引線元件51的邊緣伸出，且垂直于引線元件51。
在本實(shí)施例中，接線片53位于引線元件的范圍之內(nèi)，且被布置在引線元件51的側(cè)端，而且引線元件51被固定在未涂覆區(qū)域的整個表面上，并由引線板51a構(gòu)成，因此如同第一實(shí)施例，可提高集電效率。
根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，引線元件61具有兩個引線板61a和61b，與圖1、圖3和圖4所示的引線元件相似。
如圖1至4所示的實(shí)施例，接線片63被布置在引線板61a和61b的中心區(qū)域，從而與引線板61a和61b一體形成。接線片63不僅具有位于引線元件61范圍之內(nèi)的第一部分63a，而且具有從第一部分63a伸出而位于引線元件61范圍之外的第二部分63b。
引線元件61和接線片63直接將位于該引線元件61范圍之外的接線片63的第二部分63b連接到端子65上，從而在它們之間形成電路。該第二部分63b與端子65可單獨(dú)形成，或與端子65一體形成，但其形狀并不限于此，可采用其它各種形狀。
因此，當(dāng)二次電池被制造成具有本實(shí)施例的引線元件61和接線片63時，它就不需要單獨(dú)的連接元件來連接該接線片63和端子65，因此可以簡化生產(chǎn)過程。
圖5和圖6所示實(shí)施例的引線元件和接線片可同時適用于本發(fā)明的正電極和負(fù)電極。
圖7示出了另一具有與圖1、圖3和圖4所示引線元件和接線片相似的引線元件和接線片的二次電池。
如圖7所示，二次電池具有長的基本六面體形狀，并具有沿電極組件25’的長度方向(圖中的X軸方向)的圓形拐角。該電極組件25’被插入具有沿其長度方向兩端形成的開口的容器11’中，且容器11’兩端的開口被蓋組件30’和30”封住。
電極組件25’與圖2所示電極組件的形狀相同，因此這里對它不進(jìn)行詳細(xì)描述。電極組件25’被插入容器11’中，以便正極未涂覆區(qū)域22a’和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a’可位于容器11’的開口110a’和112a’上。
蓋組件30’和30”分別具有正極端子31’和負(fù)極端子33’，且被焊接固定在容器11’的開口110a’和112a’上。
當(dāng)制造出這樣一個二次電池后，它具有如此結(jié)構(gòu)，即蓋組件30’和30”位于容器11’中彼此相對的兩個開口110a’和112a’上，而且位于蓋組件30’和30”中的正極端子31’和負(fù)極端子33’在容器11’兩端突起，這一點(diǎn)與圖1不同。
在這樣的二次電池中，具有與如圖1至4申所示的對應(yīng)元件相同結(jié)構(gòu)的正極引線元件71和負(fù)極引線元件73被分別固定在正極未涂覆區(qū)域22a’和負(fù)極未涂覆區(qū)域23a’上。在正極引線元件71上形成的接線片75被直接連接到正極端子31’上，而在負(fù)極引線元件73上形成的接線片77被直接連接到負(fù)極端子33’上。
該接線片本身可通過伸到容器外面而另外具有端子的作用。圖8示出了這一點(diǎn)。在引線元件81上形成的接線片83的一部分上具有螺紋S’，且通過在蓋組件85的基板85a上形成的孔85b露在容器87的外面。
如果接線片83伸到容器87的外面，且被用作如上所述的二次電池的端子，該單獨(dú)形成且僅執(zhí)行自身功能的接線片和端子可被整合成一個元件，從而節(jié)約生產(chǎn)成本和減少生產(chǎn)步驟。
因此，所描述的連接至電極組件的引線元件和接線片的結(jié)構(gòu)可增加集電效率。具體來講，由于引線元件為平板形狀而覆蓋電極組件的未涂覆區(qū)域的整個表面，所以可提高集電容量。而且，如果該引線元件和接線片一體形成，內(nèi)部阻抗可被最小化，從而滿足大型電池的動力需求。
所以，本發(fā)明的二次電池的各實(shí)施例可有效用作要求高能量和大體積的混合電動車的電源，但其使用并不限于混合電動車。也就是說，以上系統(tǒng)還可有效用于其它電動機(jī)驅(qū)動電池模塊，如電動車、電動小型摩托車、摩托車或電動真空清潔器等。
圖9為具有圖1至8所描述的二次電池的二次電池模塊90驅(qū)動電動機(jī)92的示意框圖。
雖然描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會明白，可以在不背離本發(fā)明的原則、精神以及權(quán)利要求所限定的范圍及其等同替換的前提下，對其實(shí)施例進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括電極組件，該電極組件包括正電極和負(fù)電極以及置于它們之間的隔板，所述正電極和負(fù)電極中的每個都具有沿其邊緣沒有活性物質(zhì)的未涂覆區(qū)域；適于容納該電極組件的容器；固定在所述容器上以密封該容器的蓋組件；覆蓋未涂覆區(qū)域的一個的整個表面，且與所述未涂覆區(qū)域接觸并結(jié)合的引線元件；和從所述引線元件伸出且位于該引線元件范圍內(nèi)的第一接線片。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述引線元件與所述第一接線片一體形成。
3.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述引線元件為與所述正電極的未涂覆區(qū)域結(jié)合的正極引線元件，且該正極引線元件電連接到所述蓋組件的正極端子上。
4.如權(quán)利要求3所述的二次電池，進(jìn)一步包括覆蓋所述負(fù)電極的未涂覆區(qū)域的整個表面的負(fù)極引線元件，該負(fù)極引線元件與該負(fù)電極的未涂覆區(qū)域接觸并結(jié)合，且電連接到所述蓋組件的負(fù)極端子上；和從該負(fù)極引線元件伸出的第二接線片。
5.如權(quán)利要求4所述的二次電池，其中通過連接元件將第一接線片和第二接線片分別連接到所述正極端子和負(fù)極端子，所述正極引線元件和負(fù)極引線元件分別電連接到所述正極端子和負(fù)極端子上。
6.如權(quán)利要求4所述的二次電池，其中所述第一接線片和第二接線片分別包括分別與所述正極引線元件和負(fù)極引線元件結(jié)合的正極接線片和負(fù)極接線片，該正極接線片和負(fù)極接線片分別延伸至所述正極引線元件和負(fù)極引線元件的范圍之外，并分別被直接連接到所述正極端子和負(fù)極端子上。
7.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述引線元件具有多個引線板，該引線板通過將該引線元件在接觸面分成相互緊密接觸的至少兩塊板并與未涂覆區(qū)域結(jié)合而形成。
8.如權(quán)利要求7所述的二次電池，其中所述第一接線片位于所述多個引線板的接觸面的中心。
9.如權(quán)利要求7所述的二次電池，其中所述引線板具有對于所述接觸面的對稱形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述引線元件由單板元件形成。
11.如權(quán)利要求10所述的二次電池，其中所述第一接線片被形成為從所述引線元件的邊緣伸出。
12.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述引線元件被通過激光焊接的方式固定到所述未涂覆區(qū)域。
13.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述蓋組件包括在所述容器中彼此相對且與該容器結(jié)合的正極蓋組件和負(fù)極蓋組件。
14.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述二次電池具有大致六面體形狀。
15.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述二次電池適于用在電動機(jī)驅(qū)動裝置中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二次電池，包括電極組件，該電極組件包括正電極和負(fù)電極以及置于它們之間的隔板，且所述正電極和負(fù)電極中的每個都具有沿其邊緣沒有活性物質(zhì)的未涂覆區(qū)域。二次電池還包括用于容納該電極組件的容器。蓋組件被固定在該容器上以密封該容器。引線元件覆蓋其中一個未涂覆區(qū)域的整個表面而與所述未涂覆區(qū)域接觸并結(jié)合。接線片從引線元件伸出，且位于該引線元件的范圍之內(nèi)。
文檔編號H01M2/20GK1753228SQ20051010509
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者金容三, 金基昊, 柳在律 申請人:三星Sdi株式會社