專利名稱：可再充電電池的制作方法
技術領域：
以下描述涉及可再充電電池。
背景技術：
與被設計為無法再充電的一次電池相比，可再充電電池可以被再充電和放電。低 容量的可再充電電池被用于諸如移動電話、膝上型計算機和可攜式攝像機之類的小型便攜 式電子設備，而大容量的可再充電電池被用作用以驅(qū)動例如混合動力車的電動機的電源。已開發(fā)出使用非水電解質(zhì)并具有高能量密度的大容量高功率可再充電電池?？稍?充電電池通過串聯(lián)或并聯(lián)連接多個可再充電電池以大容量高功率可再充電電池模塊形成， 以便使用可再充電電池來驅(qū)動設備，例如，諸如需要大量電力的電車中的電動機之類的電 動機。進一步地，高功率可再充電電池通常使用串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個可再充電電池形 成?？稍俪潆婋姵乜梢跃哂袌A柱形狀或棱柱形狀。棱柱形可再充電電池包括電極組件，包括正電極、負電極和置于正電極與負電極 之間的隔板；殼體，具有用于容納電極組件的空間；蓋板，用于密封殼體，并且具有用于插 入端子的端子孔；以及端子，與電極組件電連接，并且被插入蓋板的端子孔中，端子突出于 殼體之外。當可再充電電池內(nèi)部產(chǎn)生過量的熱，或者電解質(zhì)溶液被分解，使得內(nèi)部壓力增大 時，電池可能爆炸或者燃燒。特別是由于棱柱形電池的獨特的端子結(jié)構(gòu)，尤其與圓柱形電池 相比，在棱柱形電池中難以具有切斷電流或釋放電流的結(jié)構(gòu)。在背景部分中公開的以上信息僅用于加強對本發(fā)明背景的理解，因此其可以包含 并不構(gòu)成本國內(nèi)為本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的方面致力于具有改善的安全性的可再充電電池。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，一種可再充電電池包括電極組件，包括第一電極、 第二電極和所述第一電極與所述第二電極之間的隔板；容納所述電極組件的殼體；以及連 接至所述殼體的蓋組件。所述蓋組件包括蓋板、電連接至所述第一電極的第一接線片、可變 形板，以及與所述可變形板相連的中間構(gòu)件。所述可變形板可以被配置為在變形時使中間構(gòu)件在所述第一電極與所述第二電 極之間形成電通路。所述可變形板可以被配置為響應于所述殼體內(nèi)部壓力的增加而變形， 從而使所述中間構(gòu)件電接觸所述第一接線片，以將所述第一電極與所述第二電極電連接。
所述中間構(gòu)件的材料可以具有比所述可變形板的材料高的熔點。所述中間構(gòu)件可 以包括從鋁、不銹鋼和銅所構(gòu)成的組中選擇的材料，并且所述可變形板可以包括從鋁和不 銹鋼所構(gòu)成的組中選擇的材料。所述中間構(gòu)件可以具有比所述可變形板的厚度大的厚度。
所述中間構(gòu)件可以通過連接桿被固定到所述可變形板。所述中間構(gòu)件可以位于所述第一接線片與所述電極組件之間。所述蓋組件還可以包括電連接至所述第二電極的第二接線片，并且所述連接桿可 以位于所述第一接線片的末端與所述第二接線片的末端之間。所述中間構(gòu)件可以位于所述第一接線片與所述可變形板之間。所述第一接線片可 以位于所述殼體內(nèi)部。所述第一接線片可以位于所述殼體外部。所述電極組件還可以包括電連接至所述第一電極的第一引線接線片，并且所述第 一接線片可以被固定到所述第一引線接線片。所述可變形板可以被焊接到所述蓋板。所述蓋組件還可以包括在所述第一接線片與所述蓋板之間、用于將所述第一接線 片與所述蓋板電絕緣的絕緣構(gòu)件。所述第一接線片可以具有開口，電連接至所述第一電極 的第一端子通過所述開口從所述殼體的內(nèi)部突出到所述殼體的外部。所述第二電極可以電連接至所述蓋板。所述可變形板可以彎曲，以向所述殼體的 內(nèi)部突出。所述蓋組件還可以包括第一端子、第二端子和第二接線片。所述第一接線片可 以電連接至所述第一端子，所述第二接線片可以電連接至所述第二端子，并且所述可變形 板可以被配置為響應于所述殼體內(nèi)部壓力的增加而變形，從而使所述中間構(gòu)件將所述第一 接線片與所述第二接線片電連接。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的可再充電電池的透視圖。圖2是沿圖1的線II-II截取的可再充電電池的截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的可再充電電池的截面圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的可再充電電池的截面圖。在附圖中表示某些元件的附圖標記的描述110，120，130 可再充電電池10:電極組件11 第一電極12 第二電極13:隔板15 殼體20，50，60:蓋組件21 第一端子22 第二端子25 短路孔28 蓋板34 下絕緣構(gòu)件36:導電連接接線片38:上墊圈39:下墊圈41，51，61 可變形板41a:可變形板邊緣41b:變形部分42，52，67 第一接線片46，56:第二接線片43，53，63 中間構(gòu)件47 連接桿67a:通風口68 上絕緣構(gòu)件
具體實施例方式以下參考附圖更充分地描述本發(fā)明的示例性實施例，附圖中示出本發(fā)明的示例性 實施例。本領域技術人員將認識到，可以在都不超出本發(fā)明的精神或范圍的情況下以多種 不同的方式修改所描述的實施例。在說明書和附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。
如這里所述，術語“可變形板”是指能夠響應于壓力的增加而變形的板。板的形狀 不限于所描述的實施例，而是可以使用任意合適的板形狀。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的可再充電電池的透視圖，并且圖2是沿圖 1的線II-II截取的可再充電電池的截面圖。參見圖1和圖2，根據(jù) 本發(fā)明實施例的可再充電電池110包括通過將絕緣隔板13 置于第一電極11與第二電極12之間而卷繞的電極組件10 ；容納電極組件10的殼體15，以 及連接至殼體15的開口的蓋組件20。根據(jù)第一實施例的可再充電電池110是棱柱形鋰離子可再充電電池。然而，本發(fā) 明不限于此，并且本發(fā)明可以被應用于各種類型的電池，例如鋰聚合物電池或圓柱形鋰離 子二次電池。第一電極11和第二電極12包括在由金屬箔薄板形成的集流體上涂覆有活性材料 的涂覆區(qū)域，以及沒有涂覆活性材料的未涂覆區(qū)域Ila和12a。根據(jù)本示例性實施例，第一 電極11是正電極，而第二電極12是負電極。然而，本發(fā)明不限于此。因此，第一電極11可 以是負電極，而第二電極12可以是正電極。第一電極11的未涂覆區(qū)域Ila形成在第一電極11的沿第一電極11的長度方向 的一個側(cè)端上，而第二電極12的未涂覆區(qū)域12a形成在第二電極12的沿第二電極12的長 度方向的(例如，與第一電極的未涂覆區(qū)域Ila相對的)另一側(cè)端上。然后，第一電極11、 第二電極12和隔板13被螺旋形地卷繞。電極組件10可以通過交替層壓其間置有隔板13的第一電極11和第二電極12而 提供，例如在鋰聚合物電池中，第一電極11和第二電極12均由多張薄片形成。殼體15近似為長方體，并且在一側(cè)具有開口。蓋組件20包括覆蓋殼體15的開口 的蓋板28、電連接至第一電極11的第一端子21、電連接至第二電極12的第二端子22、與第 一端子21電連接的第一接線片42、與第二端子22電連接的第二接線片46，以及固定在蓋 板28上的可變形板41。蓋板28是薄板，并且連接至殼體15的開口。密封塞27被提供在蓋板28的電解 質(zhì)注入口 29中。蓋板包括在通氣孔24中提供的通氣板26，通氣板具有適于在設定的或預 定的壓力下打開的槽口 26a或較薄部分。第一端子21和第二端子22延伸通過蓋板28，并且在蓋板28之下均具有支撐法 蘭。突出的第一端子21和第二端子22的外圍有螺紋，像螺絲。另外，在端子21和22的上 部分支撐端子21和22的螺母35被緊固到相應的端子21和22。在蓋板28與第一端子21和第二端子22之間均提供有上墊圈38和下墊圈39，以 在端子21和22與蓋板28之間進行密封并絕緣。第一端子21通過第一引線接線片31電連接至第一電極11，并且第二端子22通過 第二引線接線片32電連接至第二電極12。下絕緣構(gòu)件34位于蓋板28之下，并且端子21和22的下端以及引線接線片31和 32的上端插入到下絕緣構(gòu)件34中。第一引線接線片31將第一端子21電連接至第一電極11，并且第二引線接線片32 將第二端子22電連接至第二電極12。第一接線片42具有板的形狀，并且位于蓋板28之下。第一接線片42的一側(cè)端子末端被焊接并固定在第一引線接線片31上，并且第一接線片42的另一側(cè)延伸至可變形板 41下方。根據(jù)本示例性實施例，第一接線片42被焊接并固定在第一引線接線片31上。然 而，在本發(fā)明的其它實施例中，第一接線片42可以被焊接并固定在第一端子21上，或者可 替換地，被焊接并固定在第一引線接線片31和第一端子21兩者上。第二接線片46具有板的形狀，并且位于蓋 板28之下。第二接線片46的一側(cè)端子 末端被焊接并固定在第二引線接線片32上，并且第二接線片46的另一側(cè)延伸至可變形板 41下方。在第一接線片42的末端與第二接線片46的末端之間有一空間，因此兩個接線片 42、46不被電連接。在蓋板28中形成有短路孔25 (例如短路開口)，并且在短路孔25下形成或附著有 可變形板41?？勺冃伟?1被焊接并接合至蓋板28，并且包括具有平坦環(huán)形狀的可變形板邊緣 41a和形成在可變形板邊緣41a之內(nèi)并向電池內(nèi)部或向電極組件10彎曲(例如，以拱形) 突出的變形部分41b (例如，可變形板的變形部分)。中間構(gòu)件43安裝在可變形板41之下，并且中間構(gòu)件43通過連接桿47連接至可 變形板41。中間構(gòu)件43被形成為比可變形板41厚，并且具有近似圓盤的形狀?？勺冃伟宓?厚度可以是從0. 3mm至0. 5mm，而中間構(gòu)件43的厚度可以是從Imm至2mm。然而，本發(fā)明不 限于這些具體厚度。連接桿47在接線片42與46之間穿過，并且延伸至低于接線片42與 46。中間構(gòu)件43被固定在連接桿47的下端上。因而，中間構(gòu)件43位于接線片42和46之 下。此外，第一接線片42的末端和第二接線片46的末端在中間構(gòu)件43與可變形板41之 間。當可再充電電池110的內(nèi)部壓力過度增大時，正常情況下向下突出的變形部分 41b被反轉(zhuǎn)為向上突出。因此，中間構(gòu)件43被升高，從而將第一接線片42和第二接線片46 電連接?？勺冃伟?1被設計為在設定或預定的壓力下反轉(zhuǎn)，因此可變形板41的厚度是受 限的。相應地，如果可變形板41直接接觸接線片42和46，則可變形板41可能會被熔合到 接線片42和46，這是由于電流短路時過大電流在此處經(jīng)過。因此，短路會被阻止。然而，根據(jù)本示例性實施例，中間構(gòu)件43接觸接線片42和46。由于中間構(gòu)件相對 較厚，因此即使在短路發(fā)生時過大電流通過中間構(gòu)件43的情況下，也可以防止短路狀態(tài)被 阻止。諸如彈簧之類的彈性構(gòu)件在電池正常工作期間持續(xù)承受壓力，因而彈性構(gòu)件的彈 性可能在一段時間之后降低或消失。為了改善可再充電電池110的長期安全性，彈性構(gòu)件 應該能夠在預定或設定的壓力下工作，且在可再充電電池110的預期壽命期間不會失去彈 性。如果彈性構(gòu)件在電池正常工作期間承受壓力，則彈性構(gòu)件的彈性降低或消失，因此彈性 構(gòu)件可能在可再充電電池110的預期壽命期間不能正確地工作，從而引發(fā)安全問題。然而， 根據(jù)本示例性實施例，彈性構(gòu)件，即可變形板41能夠在電池正常工作期間在預定或設定的 壓力下沒有變形地工作，因而可變形板41可以在預定的壓力下工作相對較長的時間段。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的可再充電電池的截面圖。參見圖3，除接線片和中間構(gòu)件的結(jié)構(gòu)外，根據(jù)另一實施例的可再充電電池120具 有與根據(jù)第一實施例的可再充電電池大體相同的結(jié)構(gòu)，因此類似的結(jié)構(gòu)可以不再進一步描 述。如圖3所示，根據(jù)本示例性實施例的可再充電電池120包括電極組件10、容納電極 組件10的殼體15和密封殼體15的蓋組件50。蓋組件50包括連接至殼體15的開口的蓋 板28、電連接至第一電極11的第一端子21和電連接至第二電極12的第二端子22。蓋板28是薄板，并且具有短路孔25。第一接線片52電連接至第一端子21并且位于短路孔25之上。第二接線片56電 連接至第二端子22，并且位于短路孔25之上。第一接線片52和第二接線片56隔開，并且在蓋板28之上，但并不與蓋板28直接 接觸。在短路孔25下面提供有可變形板51，并且中間構(gòu)件53被焊接并固定到可變形板 51。中間構(gòu)件53在可變形板51的外圍附近被焊接并固定到可變形板51，并且比可變 形板51厚。當可再充電電池120的內(nèi)部壓力增大時，可變形板51變形，并向上向電池外部彎 曲，從而將中間構(gòu)件53抬高。抬高的中間構(gòu)件53將第一接線片52和第二接線片56電連接，引起短路。因此，根據(jù)本示例性實施例，可以通過將第一接線片52和第二接線片56電連接將 電池短路，來防止內(nèi)部壓力過度增大導致電池爆炸。由于接線片52和56位于殼體15外部， 因此本示例性實施例還可以減少由于短路而在可再充電電池120中累積過量的熱。由于電 流不通過蓋板28，因此蓋板28的過熱也可得以降低。另外，由于第一接線片52和第二接線片56均位于殼體外部，因此可以通過第一接 線片52和第二接線片56容易地將熱量釋放到環(huán)境中。由于接線片與電解質(zhì)溶液隔開，因 此這可以防止電解質(zhì)溶液起火。圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的可再充電電池的截面圖。根據(jù)第三示例性實施例的可再充電電池130包括電極組件10、容納電極組件10的 殼體15和密封殼體15的蓋組件60。蓋組件60包括連接至殼體15的開口的蓋板28、電連 接至第一電極11的第一端子21，以及電連接至第二電極12的第二端子22。蓋板28是薄板，并且具有短路孔25。位于短路孔25之上的第一接線片67與第一端子21電連接。第一接線片67具有板的形狀，并位于蓋板28之上。第一端子21被插入到第一接 線片67的孔中，并由螺母35固定，從而將第一接線片67與第一端子21接合。因此，第一 接線片67通過螺母35電連接至第一端子21。導電連接接線片36形成 在第二端子22與螺母35之間。導電連接接線片36將第 二端子22和蓋板28電連接。第二端子22被插入到導電連接接線片36的孔中。導電連接 接線片36使用螺母35被緊固到蓋板28。根據(jù)本示例性實施例，蓋板28成為第二接線片。上絕緣構(gòu)件68形成在第一接線片67與蓋板28之間，以使第一接線片67與蓋板28絕緣。上絕緣構(gòu)件68的一部分環(huán)繞第一端子21的一部分，并且上絕緣構(gòu)件68的其它部分卷繞在第一接線片67的末端。第一接線片67由上絕緣構(gòu)件68穩(wěn)定地支撐，從而即使在 變形的可變形板61接觸第一接線片67時，也最小化或減小第一接線片67的變形。另外，在第一接線片67中、短路孔25之上形成有圓形通風口 67a。在上絕緣構(gòu)件 68中、短路孔25之上形成有對應的孔。可變形板61被提供在短路孔25之上，并且被固定至蓋板28。中間構(gòu)件63被焊接 并固定到可變形板61。因此，可變形板61通過蓋板28電連接至第二電極12?？勺冃伟?1具有與第一實施例大體相同的結(jié)構(gòu)。中間構(gòu)件63包括具有比可變形 板61高的熔點的材料?？勺冃伟?1可以由鋁、不銹鋼或任意其它合適的材料制成，而中間 構(gòu)件可以由鋁、不銹鋼、銅或任意其它合適的材料制成。中間構(gòu)件63具有圓盤形狀。中間 構(gòu)件63在可變形板61外圍附近被焊接并固定到可變形板61。當可再充電電池130的內(nèi)部壓力增大時，可變形板61變形為突出到殼體外，且變 得凸出，從而將中間構(gòu)件63向上側(cè)抬高。抬高的中間構(gòu)件63通過將第一接線片67和蓋板 28電連接引起短路，從而防止可再充電電池爆炸。盡管結(jié)合特定的示例性實施例描述了本公開內(nèi)容，但是應當理解，本發(fā)明不限于 所公開的實施例，相反本發(fā)明旨在覆蓋所附權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍內(nèi)所包含的 各種修改和等同配置。
權(quán)利要求
1.一種可再充電電池，包括電極組件，包括第一電極、第二電極和所述第一電極與所述第二電極之間的隔板；容納所述電極組件的殼體；以及連接至所述殼體的蓋組件，所述蓋組件包括蓋板、電連接至所述第一電極的第一接線 片、可變形板，以及與所述可變形板相連的中間構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述可變形板被配置為在變形時使中間構(gòu) 件在所述第一電極與所述第二電極之間形成電通路。
3.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述可變形板被配置為響應于所述殼體內(nèi) 部壓力的增加而變形，從而使所述中間構(gòu)件電接觸所述第一接線片，以將所述第一電極與 所述第二電極電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述中間構(gòu)件的材料具有比所述可變形板 的材料高的熔點。
5.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述中間構(gòu)件包括從鋁、不銹鋼和銅所構(gòu) 成的組中選擇的材料，并且所述可變形板包括從鋁和不銹鋼所構(gòu)成的組中選擇的材料。
6.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述中間構(gòu)件具有比所述可變形板的厚度 大的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述中間構(gòu)件通過連接桿被固定到所述可 變形板。
8.如權(quán)利要求7所述的可再充電電池，其中所述中間構(gòu)件位于所述第一接線片與所述 電極組件之間。
9.如權(quán)利要求8所述的可再充電電池，其中所述蓋組件進一步包括電連接至所述第二 電極的第二接線片，其中所述連接桿位于所述第一接線片的末端與所述第二接線片的末端 之間。
10.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述中間構(gòu)件位于所述第一接線片與所 述可變形板之間。
11.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述第一接線片位于所述殼體內(nèi)部。
12.如權(quán)利要求11所述的可再充電電池，其中所述電極組件進一步包括電連接至所述 第一電極的第一引線接線片，并且所述第一接線片被固定到所述第一引線接線片。
13.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述第一接線片位于所述殼體外部。
14.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述可變形板被焊接到所述蓋板。
15.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述蓋組件進一步包括在所述第一接線 片與所述蓋板之間、用于將所述第一接線片與所述蓋板電絕緣的絕緣構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述第一接線片具有開口，電連接至所述 第一電極的第一端子通過所述開口從所述殼體的內(nèi)部突出到所述殼體的外部。
17.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述第二電極電連接至所述蓋板。
18.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述可變形板彎曲，以向所述殼體的內(nèi)部 突出。
19.如權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述蓋組件進一步包括第一端子、第二端 子和第二接線片；其中所述第一接線片電連接至所述第一端子，所述第二接線片電連接至所述第二端 子，并且所述可變形板被配置為響應于所述殼體內(nèi)部壓力的增加而變形，從而使所述中間 構(gòu)件將所述第一接線片與所述第二接線片電連接。
全文摘要
一種可再充電電池，包括電極組件，包括第一電極、第二電極和所述第一電極與所述第二電極之間的隔板；容納所述電極組件的殼體；以及連接至所述殼體的蓋組件。所述蓋組件包括電連接至所述第一電極的第一接線片、電連接至所述第二電極的第二接線片、能夠通過壓力增加導致的變形將所述第一接線片與所述第二接線片電連接的可變形板，以及在所述第一接線片與所述可變形板之間形成的中間構(gòu)件。
文檔編號H01M10/00GK102005597SQ20101022063
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者卞相轅, 安柄圭, 金孝燮, 金容三, 金成培 申請人:Sb鋰摩托有限公司