專利名稱：可充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可充電電池，更具體地說(shuō)，涉及一種包括具有電極組件的裸電池、外殼、蓋組件以及與裸電池電連接的保護(hù)電路板的可充電電池。
本申請(qǐng)要求享有于2005年5月4日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2005-0037610的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
可充電電池尺寸緊湊且容量大?？沙潆婋姵氐拇硇詫?shí)例包括鎳氫(Ni-MH)電池和包括鋰離子聚合物電池的鋰離子電池。
圖1為傳統(tǒng)的罐型(can-type)鋰離子電池的分解透視圖。圖2的部分透視圖示出了將保護(hù)電路板結(jié)合到裸電池之前安裝在該電池的裸電池的蓋板上的斷路器、導(dǎo)線板等。
參照?qǐng)D1和2，鋰離子電池包括裸電池，該裸電池具有電極組件212、電解質(zhì)、外殼10、蓋組件以及結(jié)合到裸電池上以便在充電和放電期間調(diào)節(jié)電壓或電流的保護(hù)電路板300。
電極組件212可由薄板或薄膜型正電極213、隔膜214、負(fù)電極215層疊并卷成疊層狀。
外殼10可由鋁或鋁合金制成為近似長(zhǎng)方形?？蓪㈦姌O組件212經(jīng)殼體10的敞開(kāi)的上部放入該殼體中。于是，殼體10可作為容納電極組件212和電解質(zhì)的容器。
蓋組件設(shè)有平的蓋板110。蓋板110可具有形成于其上的端子通孔111，因此電極端子可伸出。伸出蓋板110的電極端子具有設(shè)置在外部的管形墊圈(tubular gasket)120，以使電極端子130和蓋板110電絕緣。絕緣板140可設(shè)于蓋板110的下表面的中央靠近端子通孔111之處。端板150可設(shè)于絕緣板140的下表面上。
可從正電極213中引出正電極接片216，并將其焊接在蓋板110的下表面上?？蓮呢?fù)電極215中引出負(fù)電極接片217，并將其焊接在電極端子130的下端。
電極組件212可具有設(shè)于其上表面的絕緣殼體190，以使電極組件212與蓋組件電絕緣并覆蓋電極組件212的上部。絕緣殼體190可由如聚丙烯之類的具有絕緣性能的高分子樹(shù)脂制成。電極組件212可具有形成于其中心的導(dǎo)線通孔191，負(fù)電極接片217可從該孔中伸出，在其側(cè)邊可形成電解質(zhì)通孔192。也可省去電解質(zhì)通孔。可在緊鄰用于負(fù)電極接片217的通孔191之處設(shè)置用于正電極接片216的通孔。
蓋板110可具有形成于其側(cè)面的電解質(zhì)注入孔112。注入電解質(zhì)后可用塞子160密封電解質(zhì)注入孔112。
可將蓋板110的周邊焊接于外殼10的側(cè)壁上。蓋組件與外殼10結(jié)合后，可將外殼10側(cè)壁的上端朝內(nèi)彎而作為蓋板110的凸緣。
蓋板可以具有形成在其側(cè)面的凸起。將固定件320結(jié)合到凸起310上。固定件320具有形成于其中心的凹槽，以致可插入凸起310并可無(wú)間隙地裝配。一旦將固定件320安裝到凸起310上，即使受到側(cè)力，固定件320幾乎不動(dòng)。固定件320可以簡(jiǎn)單地覆蓋凸起310或可將凸起焊接到固定件320上以提高強(qiáng)度。
若將固定件320與凸起310焊接，固定件320可由與凸起310相同或相似的材料制成。即使凸起310的高度低，固定件320能增加從蓋板110的水平面垂直延伸的結(jié)構(gòu)高度。所以，即使組裝電池(pake battery)受到外部扭力，可以防止成形的樹(shù)脂部分在型面高度不大(low-profile)的凸起上滑動(dòng)和與單元電池(unit cell)分離。
可將電極端子130設(shè)置在蓋組件的中心并從蓋板110凸出。電極端子130可以具有以與凸起310和固定件320之間的關(guān)系相似的方式附著的單獨(dú)的接片(未示出)。盡管將接片設(shè)置在蓋板110的中心并且抵抗外部扭力的能力較弱，但是它足以起抵抗外部彎曲力的支撐的作用。
蓋組件包括用于密封開(kāi)口的蓋板110、通過(guò)墊圈120與蓋板絕緣的電極端子130、以及用于電連接裸電池與保護(hù)電路板300的導(dǎo)線板410，其中，通過(guò)所述開(kāi)口將電極組件212放入外殼10中。斷路器420被結(jié)合到蓋板上用作電池安全裝置。
電極組件的電極217被焊接到裸電池內(nèi)側(cè)的端板150上。端板150通過(guò)絕緣板140與蓋板110的下表面隔開(kāi)并且電連接到電極端子130上，其中電極端子通過(guò)墊圈120與蓋板110絕緣?？蓪㈦姌O組件的另一電極216直接焊接到蓋板110的表面上。
斷路器420連接到蓋板110的上部，同時(shí)通過(guò)諸如雙面膠帶之類的絕緣材料320與蓋板110絕緣。電極端子130與形成在斷路器420的側(cè)面上的電端子421結(jié)合，可將形成在斷路器420另一側(cè)面上的電端子423連接到保護(hù)電路板300的電端子370上。此后，裸電池的電端子130還稱為“電極端子”，而電流中斷裝置的電端子421、423還稱為“電極”，以便與保護(hù)電路板的電端子區(qū)分開(kāi)。導(dǎo)線板410被焊接到與電極端子130附近的斷路器420相對(duì)的蓋板110的側(cè)面上。導(dǎo)線板410連接到保護(hù)電路板的另一電端子360上。斷路器420可被串聯(lián)連接于保護(hù)電路板300和裸電池的電極端子130之間，使得充電和放電電流可以通過(guò)它。附圖標(biāo)記311和321表示外部端子，以將電池連接到充電器或電子裝置。當(dāng)充電或放電電流出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，將產(chǎn)生熱量并使溫度升高。通過(guò)檢測(cè)此熱量，斷路器420可斷開(kāi)電路。
斷路器420通常由隨溫度升高或降低而分別斷開(kāi)或閉合的雙金屬開(kāi)關(guān)制成，以便斷開(kāi)電路或允許電流通過(guò)。然而，盡管可充電電池發(fā)生故障時(shí)電路可以臨時(shí)中斷，但電壓的危險(xiǎn)仍然存在，最終可充電電池可能著火或炸裂。因此，近來(lái)已考慮采用如PTC(正溫度系數(shù))裝置之類的不可逆的安全裝置來(lái)代替斷路器420。
當(dāng)使用如圖1和圖2所示的斷路器420時(shí)，需要額外的經(jīng)費(fèi)和空間以對(duì)斷路器420設(shè)置分別使斷路器420與電極端子130和保護(hù)電路板300的電端子370連接的電極421和423。為了電連接到保護(hù)電路板300上，導(dǎo)線板410、斷路器的電端子421和423以及保護(hù)電路板300的電端子360和370都與裸電池連接，并具有近似L形的結(jié)構(gòu)。L形端子的水平部分被固定到裸電池或保護(hù)電路板300上，其垂直部分被焊接同時(shí)使相應(yīng)部分疊置。結(jié)果，所述垂直部分將增大可充電電池的整體長(zhǎng)度。這與當(dāng)前的使可充電電池緊湊同時(shí)確保大容量的趨勢(shì)相悖。
此外，必需預(yù)備如雙面膠帶之類的隔離絕緣材料并將其粘合到蓋板上，以使整個(gè)斷路器和蓋板絕緣。這需要附加材料，從而增加了制造費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明的目的在于提供一種包括帶有簡(jiǎn)化的連接結(jié)構(gòu)的安全裝置的可充電電池，以降低部件費(fèi)用和制造成本。
本發(fā)明另一目的在于提供一種包括保護(hù)電路板和裸電池的可充電電池，對(duì)該可充電電池的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以減小可充電電池的尺寸同時(shí)確保容量大。
在下面的描述中將列出本發(fā)明的其他特征，其中一部分將通過(guò)說(shuō)明而清楚體現(xiàn)，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施而得到啟示。
本發(fā)明所提供的可充電電池包括具有電極組件的裸電池、外殼、蓋組件及保護(hù)電路板，電極組件包括兩個(gè)電極和隔膜，外殼容納電極組件和電解質(zhì)，蓋組件包括用于密封外殼的開(kāi)口部分的蓋板，保護(hù)電路板具有水平地且與蓋板平行地形成于保護(hù)電路板的部分表面上的電端子。
本發(fā)明還提供一種可充電電池，其包括具有電極組件的裸電池、外殼、蓋組件及保護(hù)電路板和電流中斷裝置，電極組件包括兩個(gè)電極和隔膜，外殼容納電極組件和電解質(zhì)，蓋組件包括用于密封外殼的開(kāi)口部分的蓋板，保護(hù)電路板具有水平地且與蓋板平行地形成于保護(hù)電路板的部分表面上的電端子，電流中斷裝置設(shè)于蓋板與保護(hù)電路板之間，電流中斷裝置包括水平設(shè)置的上部電極、檢測(cè)熱量并中斷電流的主體、和水平設(shè)置的下部電極，其中，電流中斷裝置的下部電極與蓋板相連，電流中斷裝置的上部電極和蓋組件的電極端子都與保護(hù)電路板的電端子電連接。
應(yīng)該懂得，上面的概括描述和下面的詳細(xì)說(shuō)明都是示例性和說(shuō)明性的，用于進(jìn)一步解釋本發(fā)明所要保護(hù)的內(nèi)容。


用于進(jìn)一步解釋本發(fā)明并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，它們與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1為傳統(tǒng)的罐型鋰離子電池的分解透視圖；圖2的部分透視圖示出了將保護(hù)電路板與裸電池結(jié)合之前安裝在裸電池的蓋板上的斷路器、導(dǎo)線板等；圖3為本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的可充電電池的部分透視圖，其中，包括被設(shè)置在裸電池的蓋板上的PTC裝置和被對(duì)準(zhǔn)于PTC裝置上方并與其結(jié)合的保護(hù)電路板；
圖4為本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的可充電電池的部分透視圖；圖5為本發(fā)明又一示例性實(shí)施方式的可充電電池的透視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。當(dāng)然，本發(fā)明可以有多種不同的實(shí)施方式，而不限于此處所描述的這些實(shí)施方式。更確切地說(shuō)，通過(guò)披露這些實(shí)施方式可向本領(lǐng)域技術(shù)人員更全面地表述本發(fā)明的構(gòu)思。在這些附圖中，為了清楚起見(jiàn)，夸大了層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。圖中相同的附圖標(biāo)記用于代表相同或相似的部件。
應(yīng)該了解，將如層、薄膜、區(qū)域、或基底之類的元件描述為置于其他元件“上”時(shí)，其可以直接置于其他元件上或者也可以存在中間元件。反之，若描述成某元件直接置于其他元件“上”，則不存在中間元件。
圖3為本發(fā)明一示例性實(shí)施方式的可充電電池的部分透視圖，其中，PTC裝置被設(shè)置在裸電池的蓋板上，保護(hù)電路板被對(duì)準(zhǔn)于PTC裝置的上方，并與其結(jié)合。
參照?qǐng)D3，PTC裝置20可包括上部電極21、下部電極25以及設(shè)置在上部電極21和下部電極25之間由熱敏材料制成的主體23。上部和下部電極21和25由金屬板制成并被分別焊接到保護(hù)電路板300的電端子380上和蓋板110上。
下部電極25直接連接到部分蓋板110上，而且沒(méi)有夾設(shè)絕緣材料，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，斷路器被附著于(attached)蓋板上。采用導(dǎo)電粘合劑或者焊接將下部電極25連接到部分蓋板110上。若采用焊接，如附圖所示，將下部電極25的周邊沿側(cè)向從下部電極25或主體23部分地伸出并形成端子27。在這種情況下，從端子開(kāi)始焊接。如果蓋板110或下部電極25由如鋁之類的具有低電阻和高熱導(dǎo)率的金屬制成，可采用激光焊接。
PTC裝置20的上部電極具有的極性可與蓋板相同，并通過(guò)焊接被連接到保護(hù)電路板300的正電端子380上。為了進(jìn)行焊接和在焊接工藝中保護(hù)主體，可以使用如鎳和鎳合金之類的具有耐熱性能的金屬厚板。
可將電極端子130設(shè)置在蓋組件的中央。
保護(hù)電路板300具有部分地由金屬板制成的水平的電端子380和390，而取代現(xiàn)有技術(shù)中形成為垂直金屬板的電端子。通過(guò)將這些部件疊置和從上方照射激光束而進(jìn)行激光焊接，可將水平的電端子380和390分別與PTC裝置的平板型上部電極21和電極端子130的上端連接。
以這種方式，PTC裝置20的上部電極21和電極端子130的上端分別直接連接到保護(hù)電路板300的電端子380和390上，而沒(méi)有傳統(tǒng)的可充電電池的L形電端子的垂直部分。這使用于電連接的相應(yīng)垂直部分的長(zhǎng)度縮短。
圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式的可充電電池的部分透視圖。
參照?qǐng)D4，可充電電池具有斷路器40，該斷路器具有下部端子45、雙金屬制動(dòng)器43和上部端子41，但沒(méi)有導(dǎo)線平板型端子。下部端子45直接連接到蓋板110上，并且沒(méi)有采用使斷路器40與蓋板110絕緣的如雙面膠帶之類的絕緣材料。附圖標(biāo)記47是下部端子45的盤旋部分。
與圖3所示的示例性實(shí)施方式不同，蓋板110具有設(shè)置在其部分上的電極端子30，其以與斷路器40相反的方向從縱向中心偏移。保護(hù)電路板300具有水平結(jié)構(gòu)的電端子381和391。電端子381和391分別被焊接到斷路器40的上部端子41和電極端子30的上表面31上。
斷路器40具有形成在其側(cè)面的蓋(未示出)，以附著在形成于蓋板上的凸起310上。電極端子30的上部31的寬度可以比電極端子的其它部分的寬度寬，可使上部分31更方便地焊接到保護(hù)電路板300上。此外，較寬部分可以作為鎖閉臺(tái)階(latching steps)，以便在用熱熔樹(shù)脂填充裸電池和保護(hù)電路板300之間時(shí)有利于使樹(shù)脂部分附著到裸電池上。
根據(jù)上述示例性實(shí)施方式，熱量可直接從裸電池傳送到?jīng)]有夾設(shè)絕緣材料的PTC裝置或斷路器上，因此，當(dāng)可充電電池發(fā)生故障和產(chǎn)生過(guò)量的熱時(shí)，安全裝置可以更快啟動(dòng)。這可提高電池的安全性。為此，PTC裝置或斷路器的下部電極可由具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能的薄形材料制成。
若如圖4所示將電極端子的位置改變，據(jù)此，蓋板的端子通孔111的位置、電解質(zhì)注入孔112的位置、及電極接片從中伸出的電極組件的那部分的位置也可改變，端板150或在蓋板110下面的絕緣板140的形狀和配置也也一起改變。
在圖3和圖4所示的那些示例性實(shí)施方式中，電極組件或裸電池可以具有與傳統(tǒng)的可充電電池相似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖5為本發(fā)明又一實(shí)施方式的可充電電池的透視圖。
參照?qǐng)D5，裸電池可具有由絕緣材料制得的蓋板110’。蓋板110’具有形成于其上的兩道凹槽，通過(guò)這些凹槽分別從電極組件的電極中伸出電極接片216’和217’。凹槽由粘合劑樹(shù)脂116密封，電極接片216’和217’延伸穿過(guò)這些凹槽。然后，可使電極接片216’和217’彎曲并將它們固定在蓋板110’上的預(yù)定位置中。
保護(hù)電路板300被固定到蓋板110’的上部，該保護(hù)電路板具有形成于其上的水平端子383和393。在本示例性實(shí)施方式中，保護(hù)電路板300呈薄形并且電極端子383和393只暴露于保護(hù)電路板300的下表面。由于電端子的上側(cè)沒(méi)有暴露，很難通過(guò)從上面照射的激光束來(lái)進(jìn)行激光焊接。因此，保護(hù)電路板300的電端子383和393可通過(guò)導(dǎo)電粘結(jié)劑或?qū)щ姖{料被連接到電極接片216’和217’的端部。保護(hù)電路板300的其它部分可通過(guò)粘接劑層118結(jié)合到蓋板110’上。
可將緊湊的斷路器或PTC裝置設(shè)置在保護(hù)電路板或裸電池的內(nèi)側(cè)。
顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，可進(jìn)行各種改型。本發(fā)明將涵蓋所附權(quán)利要求及其等同范圍內(nèi)的各種改型和變換。
權(quán)利要求
1.一種可充電電池，包括裸電池，包括包括兩個(gè)電極和隔膜的電極組件，容納所述電極組件和電解質(zhì)的外殼，包括密封所述外殼的開(kāi)口部分的蓋板的蓋組件，及保護(hù)電路板，其包括水平設(shè)置于該保護(hù)電路板的表面上并與所述蓋板平行的電端子。
2.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述保護(hù)電路板的電端子與設(shè)置于所述裸電池上或設(shè)置于所述保護(hù)電路板和裸電池之間的安全裝置上的水平的相應(yīng)電端子連接，并與之表面接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的可充電電池，其中，所述保護(hù)電路板的電端子至少部分地被焊接到所述相對(duì)應(yīng)的電端子上。
4.如權(quán)利要求2所述的可充電電池，其中，所述保護(hù)電路板的電端子通過(guò)導(dǎo)電粘合劑與所述相應(yīng)的電端子結(jié)合。
5.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述保護(hù)電路板的電端子被暴露在所述保護(hù)電路板的上表面和下表面兩者處。
6.一種可充電電池，包括裸電池，包括包括兩個(gè)電極和隔膜的電極組件，容納所述電極組件和電解質(zhì)的外殼，包括密封所述外殼的開(kāi)口部分的蓋板的蓋組件，保護(hù)電路板，其包括水平設(shè)置于該保護(hù)電路板的表面上并與所述蓋板平行的電端子，及設(shè)置于所述蓋板和保護(hù)電路板之間的電流中斷裝置，該電流中斷裝置包括水平設(shè)置的上部電極、檢測(cè)熱量并中斷電流的主體、和水平設(shè)置的下部電極，其中，所述電流中斷裝置的下部電極與所述蓋板連接，其中，所述電流中斷裝置的上部電極和所述蓋組件的電極端子被電連接到所述保護(hù)電路板的所述電端子上。
7.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置是雙金屬開(kāi)關(guān)型斷路器或正溫度系數(shù)裝置。
8.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述保護(hù)電路板的所述電極端子被設(shè)置在所述蓋板的中心部分和所述蓋板的側(cè)面之間。
9.如權(quán)利要求8所述的可充電電池，其中，所述保護(hù)電路板的所述電極端子被設(shè)置在所述電流中斷裝置的上方并與之疊置。
10.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置的上部電極由鎳制成或與由鎳構(gòu)成的單獨(dú)金屬板連接。
11.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置的所述下部電極由具有良好的熱傳導(dǎo)性能的金屬制成。
12.如權(quán)利要求11所述的可充電電池，其中，所述具有良好的熱傳導(dǎo)性能的金屬是鋁。
13.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置的所述下部電極伸出所述電流中斷裝置的其它部分的邊緣并作為用于焊接的端子。
14.如權(quán)利要求11所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置的所述下部電極伸出所述電流中斷裝置的其它部分的邊緣并作為用于焊接的端子。
15.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置的上部電極比所述電流中斷裝置的下部電極厚。
16.如權(quán)利要求10所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置的上部電極比所述電流中斷裝置的下部電極厚。
17.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述電流中斷裝置的所述上部電極沿側(cè)向伸出所述電流中斷裝置的其它部分的邊緣。
18.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，所述蓋板的電極端子的上端沿側(cè)向伸出所述蓋板的電極端子的其它部分的邊緣。
19.如權(quán)利要求6所述的可充電電池，其中，在所述裸電池和保護(hù)電路板之間的空間填充熱熔樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可充電電池，其包括具有電極組件的裸電池、外殼、蓋組件及保護(hù)電路板。保護(hù)電路板包括水平設(shè)置于該保護(hù)電路板的表面上并與所述蓋板平行的電端子。由于本發(fā)明對(duì)保護(hù)電路板和裸電池的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，因此在確保容量大的同時(shí)可減小可充電電池的尺寸。
文檔編號(hào)H01M2/34GK1870342SQ20061007980
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月4日
發(fā)明者金俊虎 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社