專利名稱：鋰充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰充電電池，更具體地講，涉及一種適于防止化成工藝接觸銷(contact pin)在電池的電極銷(electrode pin)的頭上滑動(dòng)的鋰充電電池。
背景技術(shù)：
便攜式電子設(shè)備可要求具有高能量密度的電池例如鋰充電電池來作為它們的電源。
鋰充電電池通過鋰離子在正極和負(fù)極的嵌入和脫嵌期間的氧化和還原反應(yīng)來產(chǎn)生電能。能使鋰離子經(jīng)歷可逆的嵌入和脫嵌的材料被用作鋰充電電池的正極和負(fù)極的活性材料。此外，有機(jī)電解液或聚合物電解液可用來填充正極和負(fù)極之間的空間。
諸如鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)和鋰錳氧化物(LiMnO2)的含鋰金屬氧化物可用作鋰充電電池的正極活性材料。鋰金屬或鋰合金可用作負(fù)極活性材料。
然而，當(dāng)使用鋰金屬時(shí)，會(huì)因枝晶形成而造成鋰電池短路和爆炸。因此，鋰金屬可由碳基材料來代替，例如由無定形碳和結(jié)晶碳來代替。可以以各種形狀例如圓柱形、方形和袋形來制造鋰充電電池。
圖1是示出傳統(tǒng)的鋰充電電池的分解透視圖。
參照圖1，可通過將包括第一電極13、第二電極15、隔膜14的電極組件12和電解液放到罐10中，并用蓋組件20密封罐10的頂部來形成鋰充電電池。
蓋組件20可包括蓋板40、絕緣板50、端子板60和電極銷30?？蓪⑸w組件20結(jié)合到罐的頂部開口來密封罐10，并可通過單獨(dú)的絕緣殼70使蓋組件20與電極組件12絕緣。
蓋板40可由具有對應(yīng)于罐10的頂部開口的大小和形狀的金屬板制成。蓋板40可具有布置在其中部的端子通孔41。電極銷30可插到端子通孔41中。當(dāng)電極銷30插到端子通孔41中時(shí)，管狀墊圈35可結(jié)合到電極銷30的外表面，以使電極銷30與蓋板40絕緣。蓋板40可具有在其一側(cè)上布置的電解液注入孔42和在其另一側(cè)上布置的安全通氣口(未示出)?？赏ㄟ^減少蓋板40的剖面厚度來整體地形成安全通氣口?？蓪⑸w組件20裝配到罐10的頂部開口，可通過電解液注入孔42來注入電解液，隨后用塞子43密封電解液注入孔42。
電極銷30可與第二電極15的第二電極接線片17結(jié)合或結(jié)合到第一電極13的第一電極接線片16。電極銷可充當(dāng)?shù)诙姌O端子或第一電極端子?？蓮碾姌O組件12引出第一電極接線片16和第二電極接線片17。絕緣帶18可卷繞在第一電極接線片16和第二電極接線片17的一部分的周圍，用來防止第一電極13和第二電極15之間的短路。第一電極13或第二電極15可充當(dāng)正極或負(fù)極。
在裝配之后，鋰充電電池可經(jīng)歷包括充電、老化、放電的一系列化成工藝，以使電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并使鋰充電電池準(zhǔn)備使用。化成工藝設(shè)備可包括接觸銷，接觸銷可用來給電池充電以提供電池期望的特性或用來檢驗(yàn)電池的性能。接觸銷可在傳統(tǒng)電極銷的頭上橫向滑動(dòng)并導(dǎo)致接觸不良。這會(huì)降低電池的性能、壽命和安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種鋰充電電池，所述鋰充電電池包括在其頭上形成有突起的電極銷，該突起用來防止在化成工藝期間化成工藝接觸銷造成的接觸不良和化成工藝接觸銷在所述頭上滑動(dòng)。
本發(fā)明的另外的特征將在以下的描述中部分地進(jìn)行闡明，另外的部分通過描述是顯而易見的，或可以通過實(shí)施本發(fā)明而了解。
本發(fā)明公開了一種鋰充電電池，其包括電極組件；罐，容納電極組件；蓋板，結(jié)合到罐的頂部開口，并設(shè)置有端子通孔；電極銷，插到端子通孔中，其中，電極銷具有平板形的頭、從頭的下表面延伸的柱和沿著頭的上表面邊緣形成的突起。
應(yīng)該明白，以上的一般描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性的和解釋性的，并且旨在提供對依照權(quán)利要求的本發(fā)明的進(jìn)一步的解釋。


附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例并與描述部分一起用來解釋本發(fā)明的原理，其中，附圖被包括在內(nèi)用來提供對本發(fā)明進(jìn)一步的理解，并包含在該說明書的一部分內(nèi)且組成該說明書的一部分。
圖1是示出傳統(tǒng)的鋰充電電池的分解透視圖。
圖2a是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的電極銷的透視圖。
圖2b是沿著圖2a的A-A′線截取的剖面圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的電極銷的透視圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的鋰充電電池的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖來更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，并且本發(fā)明不應(yīng)被理解為局于這里闡述的實(shí)施例。當(dāng)然，提供這些實(shí)施例使得本公開完全，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中，為了清晰起見，會(huì)夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。相同的標(biāo)號在圖中表示相同的元件。
要明白，當(dāng)元件諸如層、膜、區(qū)域或基底被稱為在另一元件“上”時(shí)，該元件可直接在其它元件上，或者可存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接在另一元件上”時(shí)，不存在中間元件。
圖2a是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的電極銷的透視圖。圖2b是沿著圖2a的A-A′線截取的剖面圖。
參照圖2a和圖2b，電極銷130可包括頭132，形狀象平板；柱136，從頭132的下表面132b延伸；突起134，沿著頭132的上表面132a的邊緣形成。
電極銷130可由具有優(yōu)良導(dǎo)電率、低價(jià)格和良好可加工性的材料制成，例如由鋁或鋁合金制成。
頭132實(shí)際上可具有任何形狀，例如圓形、橢圓形、方形或矩形。突起134可向上突起到期望的高度，并可沿著頭132的上表面132a的邊緣設(shè)置。突起134可防止化成工藝接觸銷在電極銷130的頭132的上表面132a上滑動(dòng)。
可通過壓制工藝(press processing)處理頭132來形成突起134。突起134的高度t1可等于或小于頭132的厚度t2的大約四倍。如果突起的高度t1大于頭的厚度t2的四倍，則頭132上的過大的成形應(yīng)力(shaping stress)會(huì)降低電極銷130的強(qiáng)度或者會(huì)使電極銷130變形。可基于電極銷130的材料特性來選擇突起的高度t1。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的電極銷的透視圖。
參照圖3，電極銷230包括頭232，為方形平板的形狀；柱236，從頭232的下表面延伸；突起234，沿著頭232的上表面邊緣形成。突起可包括許多具有不同高度的部分(未示出)。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的鋰充電電池的局部剖視圖。
參照圖4，鋰充電電池可包括罐310、容納在罐310內(nèi)的電極組件312和結(jié)合到罐310頂部的蓋組件320。
罐310可具有與開口頂部近似的方形形狀，并可由諸如由鋁、鋁合金的金屬材料制成，或者由輕且可延展的不銹鋼制成。罐310可充當(dāng)在其上的端子。
電極組件312可包括第一電極313、第二電極315和隔膜314。第一電極313和第二電極315可與置于它們之間的隔膜314一起被層壓(laminate)，并卷繞成凝膠卷(jelly-roll)形狀。采用導(dǎo)電粘合劑或通過諸如激光焊接、超聲波焊接或電阻焊接的焊接工藝，可使第一電極313和第二電極315分別與第一電極接線片316和第二電極接線片317結(jié)合。第一電極接線片316和第二電極接線片317可向上突起。
第一電極313和第二電極315可具有相反的極性，并可分別充當(dāng)正極和負(fù)極，或者分別充當(dāng)負(fù)極和正極。第一電極313和第二電極315均可包括集流體和涂敷到集流體的至少一個(gè)表面的電極活性材料。電極活性材料可根據(jù)電極的期望極性為正的或負(fù)的。
正極集流體可由不銹鋼、鎳、鋁、鈦或它們的合金制成，或者可由已用碳、鎳、鈦或銀進(jìn)行表面處理的不銹鋼或鋁制成。負(fù)極集流體可由不銹鋼、鎳、銅、鈦或它們的合金制成，或者可由已用碳、鎳、鈦或銀進(jìn)行表面處理的不銹鋼或銅制成。
正極活性材料可以是傳統(tǒng)的含鋰過渡金屬氧化物或鋰硫族化物的化合物(lithium chalcogenide compound)。可使用金屬氧化物，例如可使用LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4或LiNi1-x-yCoxMyO2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，M指諸如Al、Sr、Mg或La的金屬)。負(fù)極活性材料可以是鋰金屬、鋰合金或碳材料，碳材料例如為結(jié)晶碳、無定形碳、碳復(fù)合材料(carbon composite)和碳纖維。
隔膜314可防止第一電極313和第二電極315之間的短路，并且可給鋰離子提供移動(dòng)的通道。隔膜314可由以聚烯烴例如聚丙烯和聚乙烯為基的高分子量膜制成。隔膜314可以是多層膜、微孔膜、機(jī)織織物(woven fabric)或非機(jī)織織物。
可結(jié)合到罐310頂部的蓋組件320可包括蓋板340、絕緣板350、端子板360和電極銷330。蓋板340可由金屬板制成，該金屬板具有與罐310的頂部開口對應(yīng)的尺寸和形狀。蓋板340可具有端子通孔341，布置在蓋板340的中部；電解液注入孔342，布置在蓋板340的一側(cè)。可通過電解液注入孔342來注入電解液，并可通過塞子343來密封電解液注入孔342。
電極銷330可插到端子通孔341中，并可具有排列在其外表面上的管狀墊圈346，以使電極銷330與蓋板340絕緣。電極銷330可具有沿著電極銷330的頭332的上表面邊緣形成的突起334。突起334可防止化成工藝接觸銷在電極銷330的頭332的上表面滑動(dòng)，并防止化成工藝接觸銷離開該表面。
墊圈346可由聚丙烯或熱塑性氟化物基樹脂(thermoplastic fluoride-basedresin)制成，所述熱塑性氟化物基樹脂例如為聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)。
絕緣板350可設(shè)置在蓋板340的下表面上。端子板360可設(shè)置在絕緣板350的下表面上。電極銷330的底部可與端子板360結(jié)合。絕緣板350可介于電極銷330的底部和端子板360之間。
第一電極接線片316可焊接到蓋板340的下表面，第二電極接線片317可焊接到端子板360。第一電極接線片316和第二電極接線片317可由鎳制成。
電極組件312可具有絕緣殼370，絕緣殼370布置在電極組件312的頂上，以使電極組件312與蓋組件320電絕緣并使電極組件312與第一電極接線片316和第二電極接線片317的位置固定。絕緣殼370可由絕緣高分子量樹脂制成，例如由聚丙烯(PP)制成。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化。因而，本發(fā)明旨在覆蓋落在權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的該發(fā)明的這些修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種鋰充電電池，包括電極組件；罐，容納所述電極組件；蓋板，結(jié)合到所述罐的頂部開口，并設(shè)置有端子通孔；電極銷，插到所述端子通孔中，其中，所述電極銷具有平板形的頭、從所述頭的下表面延伸的柱和沿著所述頭的上表面邊緣形成的突起。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰充電電池，其中，通過壓制工藝形成所述突起。
3.如權(quán)利要求2所述的鋰充電電池，其中，所述突起的高度等于或小于所述頭的厚度的四倍。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰充電電池，其中，所述頭的形狀為圓形、橢圓形、矩形或方形。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰充電電池，其中，所述電極銷由鋁或鋁合金制成。
6.如權(quán)利要求1所述的鋰充電電池，其中，絕緣墊圈結(jié)合到所述電極銷的外表面，并且所述絕緣墊圈插到所述端子通孔中。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰充電電池，其中，所述絕緣墊圈由聚丙烯或熱塑性氟化物基樹脂制成。
8.如權(quán)利要求7所述的鋰充電電池，其中，所述熱塑性氟化物基樹脂為聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的鋰充電電池，其中，所述突起內(nèi)區(qū)域的形狀與化成工藝接觸銷的形狀對應(yīng)。
10.如權(quán)利要求1所述的鋰充電電池，其中，所述突起包括多個(gè)具有不同高度的部分。
全文摘要
一種鋰充電電池包括電極組件；罐，容納電極組件；蓋板，與罐的頂部開口結(jié)合，并設(shè)置有端子通孔；電極銷，插到端子通孔中。電極銷具有平板形的頭、從頭的下表面延伸的柱和沿著頭的上表面邊緣形成的突起。
文檔編號H01M2/30GK1838466SQ20061000823
公開日2006年9月27日 申請日期2006年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者鄭想錫, 金世潤 申請人:三星Sdi株式會(huì)社