專(zhuān)利名稱(chēng)：可再充電的電池及制備該可再充電的電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可再充電的電池，尤其涉及具有改善的焊接結(jié)構(gòu)的可再充電電池及制備這種可再充電電池的方法。
背景技術(shù)：
與一次電池不同，可再充電的電池可以被再充電。近來(lái)，使用具有高能量密度的無(wú)水電解質(zhì)的高輸出再充電電池已有所發(fā)展。低容量可再充電電池被用于各種便攜式電子設(shè)備，例如用于電話(huà)、膝上型計(jì)算機(jī)和錄像攝像機(jī)。通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)連接多個(gè)低容量可再充電電池形成的高容量可再充電電池用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，例如用于驅(qū)動(dòng)燃油電力兩用車(chē)的電機(jī)。
根據(jù)可再充電電池的外形，可將其分為不同類(lèi)型，例如棱柱形電池和圓柱形電池?？稍俪潆婋姵匕ň哂姓姌O、負(fù)電極和設(shè)置在正電極和負(fù)電極之間的隔膜的電極組件、容納電極組件的外殼、密封外殼的蓋組件、和從蓋組件中延伸出來(lái)并分別與正、負(fù)電極電連接的正、負(fù)極端子。
通過(guò)焊接將蓋組件的蓋板接合在外殼上以使外殼保持氣密封。將蓋板固定在外殼內(nèi)時(shí)可進(jìn)行垂直焊接(即，基本上垂直于焊接點(diǎn))，或?qū)⑸w板放置于外殼上表面上時(shí)可以進(jìn)行水平焊接(即，基本上平行于焊接點(diǎn))。
在蓋板和外殼的制備過(guò)程期間可能產(chǎn)生公差變量。結(jié)果，難于將蓋板和外殼垂直焊接在一起。例如，為了將蓋板和外殼垂直焊接在一起，蓋板必須精確固定于外殼的內(nèi)周。然而，當(dāng)蓋板和/或外殼存在公差變量時(shí)，在外殼的內(nèi)周和蓋板的外周之間可能產(chǎn)生縫隙，這將導(dǎo)致焊接不良。而且，焊接期間的激光束可通過(guò)縫隙到達(dá)電極組件，損壞電極組件。
當(dāng)將蓋板放置在外殼上表面上進(jìn)行水平焊接時(shí)，在外殼的上表面和蓋板之間也會(huì)由于外殼和/或蓋板的公差誤差產(chǎn)生縫隙。同樣，激光束可以通過(guò)縫隙射到電極組件，因此損壞電極組件。蓋板和外殼之間的焊接缺陷將降低可再充電電池的使用壽命和性能，并可能導(dǎo)致可再充電電池不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有改善外殼和蓋板之間焊接結(jié)構(gòu)的可再充電電池及制備該可再充電的電池的方法。
可再充電電池包括具有正電極、負(fù)電極和設(shè)置在正電極和負(fù)電極之間的隔膜的電極組件；用來(lái)容納電極組件的外殼，該外殼具有用來(lái)將電極組件裝于外殼中的開(kāi)口端，所述開(kāi)口端由具有壁端表面的外殼壁形成；封閉開(kāi)口端的蓋板。蓋板具有傾斜的外緣表面，傾斜的外緣表面的外端與壁端表面相連。壁端表面具有壁內(nèi)緣和壁外緣。可將外端設(shè)置在壁內(nèi)緣和壁外緣之間。
通過(guò)沿垂直于開(kāi)口端表面的方向進(jìn)行焊接可將外端連接于外殼的開(kāi)口端表面上。焊接可以通過(guò)發(fā)射激光束進(jìn)行?？裳卮怪庇谕鈿ら_(kāi)口端表面的方向發(fā)射激光束。
蓋板的與傾斜邊緣表面相對(duì)的表面可以與外殼的開(kāi)口端表面接觸。
可再充電電池可用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制備可再充電電池的方法，其中，可再充電電池包括電極組件；用于容納電極組件的外殼，該外殼具有至少一個(gè)開(kāi)口端；以及與外殼開(kāi)口端耦連的蓋板，該方法包括通過(guò)開(kāi)口端將電極組件設(shè)置在外殼中；將蓋板的外緣端放置在外殼開(kāi)口端的表面上；通過(guò)焊接將蓋板的外緣端與外殼開(kāi)口端的表面耦連。
傾斜邊緣表面和蓋板的底面之間的夾角可以在0-90°的范圍內(nèi)。


圖1是本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的可再充電電池的局部剖面圖；圖2是圖1中A部分的放大圖；圖3是用圖1所示的可再充電電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)的框圖。
具體實(shí)施例方式
首先參見(jiàn)圖1，可再充電電池2包括電極組件10、用于容納電極組件10的外殼14和通過(guò)焊接密封外殼14的蓋組件30，其中，電極組件10包括正和負(fù)電極11、12及插在正和負(fù)電極11、12之間的隔膜13。蓋組件30包括從外殼14內(nèi)部延伸到外部的外部端子23、23′。外部端子23、23′與抽頭20、20′電連接，這些抽頭分別連接在正和負(fù)電極11、12的未敷覆區(qū)域11a、12a。
外殼14可以由導(dǎo)電材料形成，例如由鋁、鋁合金、或鍍鎳鋼制成。在此實(shí)施方式中，外殼14具有矩形橫截面。當(dāng)然，外殼14的這種結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的，本發(fā)明并不限于此。
蓋組件30包括與外殼14的開(kāi)口耦連的蓋板31，以緊密密封外殼14。蓋板31設(shè)置有端子孔34、34′，外端子23通過(guò)端子孔34、34′伸出。在蓋板31上形成有排氣口35，以便在外殼14的內(nèi)壓超過(guò)預(yù)定水平時(shí)釋放外殼14內(nèi)的氣體。
在此實(shí)施方式中，在各正和負(fù)電極11、12的側(cè)端部分上形成有與抽頭20電連接的未敷覆區(qū)11a、12a。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于這種情況。
之間插有隔膜13的每一正和負(fù)電極11、12包括集流體和敷覆于集流體上的活性材料層。將電極組件10裝于外殼14中，以使未敷覆區(qū)11a、12a與外殼14的壁相鄰。蓋組件30的外端子23、23′通過(guò)抽頭20、20′與正和負(fù)電極11、12電連接。
在此實(shí)施方式中，設(shè)置在外殼14上表面的蓋板31的外緣形成為傾斜的邊緣表面36。蓋板31被設(shè)置在外殼14的上表面上，以使與傾斜邊緣表面36相對(duì)的蓋板的基底表面與外殼14的上表面接觸。
沿蓋板31的整個(gè)邊緣形成傾斜邊緣表面36。如圖2更詳細(xì)地示出的那樣，傾斜邊緣表面36和蓋板31的底面之間的夾角θ可在如下范圍。
0＜θ＜90°蓋板31的傾斜邊緣表面36朝向外殼14的上表面傾斜，以使傾斜邊緣表面36的外端基本上中心地設(shè)置于電池外殼14上。換句話(huà)說(shuō)，圍繞電池外周傾斜邊緣表面36的端部和外殼14的外緣之間的距離基本相等。由于傾斜邊緣表面36的外端比蓋板31的其余部分薄，將蓋板焊接到外殼的外端可改善焊接點(diǎn)40通過(guò)垂直的激光焊接38可使蓋板31與外殼14耦連，使傾斜邊緣表面36的外端處于外殼14的上表面上。也就是說(shuō)，由于蓋板31垂直地設(shè)置在外殼14的上表面上，可沿朝蓋板31的上表面中心垂直正交的方向進(jìn)行激光焊接38。因此，激光焊接期間發(fā)射的激光束不能到達(dá)電極組件，因此，可防止電極組件的損壞。
圖3示出了將圖1所示實(shí)施方式的可再充電電池用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源的電池模塊的單元電池的實(shí)例。電池模塊1具有多個(gè)單元電池并用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)50。
根據(jù)本發(fā)明，可有效地保護(hù)可再充電電池的抽頭免受激光束的損壞。本發(fā)明的可再充電電池可用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源，例如用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、無(wú)線(xiàn)真空吸塵器等中的電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，由于提高了外殼上蓋板的焊接性能，可再充電電池的氣密封性能和可靠性也可得到改善。因此，可以避免用于激光焊接的激光束對(duì)電極組件的損壞。
雖然上面結(jié)合一些示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，更確切地說(shuō)，本發(fā)明涵蓋了包括在所附權(quán)利要求及其等同物的構(gòu)思和保護(hù)范圍之內(nèi)的各種變型。
權(quán)利要求
1.一種可再充電電池，包括電極組件，其具有正電極、負(fù)電極和設(shè)置在正和負(fù)電極之間的隔膜；用來(lái)容納所述電極組件的外殼，該外殼具有用于將所述電極組件裝入此外殼的開(kāi)口端，該開(kāi)口端由具有壁端表面的外殼壁形成；以及用于封閉所述開(kāi)口端的蓋板，該蓋板具有傾斜的外緣表面，此傾斜的外緣表面的外端與所述壁端表面相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中，所述壁端表面具有壁內(nèi)緣和壁外緣；所述外端位于所述壁內(nèi)緣和壁外緣之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可再充電電池，其中，所述外端中心地位于所述壁內(nèi)緣和壁外緣之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中，所述外端通過(guò)焊接與所述壁端表面連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可再充電電池，其中，所述焊接為激光焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可再充電電池，其中，所述激光焊接垂直地對(duì)準(zhǔn)所述壁端表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中，所述蓋板包括與所述傾斜邊緣表面相對(duì)的基底表面，該基底表面與所述壁端表面接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中，所述可再充電電池包含于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電池模塊中。
9.一種改善可再充電電池外殼和蓋板之間密封的方法，該可再充電電池包括電極組件；用于容納所述電極組件的外殼，該外殼具有用于裝入所述電極組件的開(kāi)口端，該開(kāi)口端由具有壁端表面的外殼壁形成；以及用于封閉所述開(kāi)口端的蓋板，所述方法包括通過(guò)所述開(kāi)口端將所述電極組件插入所述外殼中；提供可與所述壁端表面耦連、具有傾斜的外緣表面的蓋板，并使所述傾斜的外緣表面的外端定位于所述壁端表面上；以及將所述傾斜邊緣表面的外端焊接到所述壁端表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述壁端表面具有壁內(nèi)緣和壁外緣端，該方法包括將所述外端定位于所述壁內(nèi)緣和壁外緣之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述外端中心地位于所述壁內(nèi)緣和壁外緣之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述焊接為激光焊接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述激光焊接包括將激光束垂直對(duì)準(zhǔn)所述外殼的開(kāi)口端。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述可再充電電池包含于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電池模塊中。
15.一種可再充電電池，包括電極組件，其具有正電極、負(fù)電極和設(shè)置在所述正電極和負(fù)電極之間的隔膜；用來(lái)容納所述電極組件的外殼，該外殼具有將所述電極組件裝入所述外殼中的開(kāi)口端，該開(kāi)口端由具有壁端表面的外殼壁形成；以及用來(lái)封閉所述開(kāi)口端的蓋板，該蓋板具有傾斜的外緣表面，該傾斜的外緣表面的外端與所述壁端表面連接，其中，所述傾斜的外緣表面與所述蓋板底面之間的夾角大約在0-90°之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可再充電電池，其包括具有正電極、負(fù)電極和設(shè)置在正和負(fù)電極之間的隔膜的電極組件；用于容納電極組件的外殼，外殼具有開(kāi)口端；以及具有傾斜的外緣表面的蓋板，傾斜的外緣表面的外端與外殼的壁端表面連接。本發(fā)明還公開(kāi)了一種改善可再充電電池外殼和蓋板之間密封的方法，該方法包括通過(guò)開(kāi)口端將電極組件插入外殼中；提供可與壁端表面耦連、具有傾斜的外緣表面的蓋板，并使所述傾斜的外緣表面的外端定位于壁端表面上；以及將傾斜邊緣表面的外端焊接到所述壁端表面上。本發(fā)明可提高蓋板的焊接性能并可改善可再充電電池的氣密封性能和可靠性，因此，可避免用于激光焊接的激光束對(duì)電極組件的損壞。
文檔編號(hào)H01M2/02GK1874044SQ20061009984
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者全相垠, 金載炅, 尹蕙嫄, 劉錫潤(rùn) 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社