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，更具體地講，涉及一種在電極和電極端子之間具有改進(jìn)的集流體的可充電電池。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的可充電電池通常包括電極組件，具有正極和負(fù)極及置于正負(fù)極之間的隔板；蓋組件，與外殼裝配在一起以密封外殼；電極端子，安裝在蓋組件上并與電極組件電連接。通過外殼的開口的頂部來插入電極組件，然后蓋組件安裝在開口的頂部來密封外殼。
蓋組件設(shè)置有排氣板，以當(dāng)外殼的內(nèi)壓增大到預(yù)定水平之上時(shí)，排氣板將內(nèi)部的氣體排出外殼。蓋組件還設(shè)置有通孔，其中，電極端子安裝有置于電極端子和通孔之間的墊圈。凸緣構(gòu)件安裝在電極端子的端部上，以在通孔處支撐電極端子。除此之外，為了向外面提供電流，電極端子與附于電極組件上的集流體連接。通常，集流體由薄板形成，并用置于集流體和凸緣構(gòu)件之間的引線構(gòu)件將集流體和凸緣構(gòu)件裝配在一起。
上述傳統(tǒng)的可充電電池的裝配變得復(fù)雜，導(dǎo)致制造時(shí)間增加和制造成本增大。此外，在電極端子與凸緣構(gòu)件連接的部分或在凸緣構(gòu)件與集流體連接的部分處產(chǎn)生接觸電阻。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種可充電電池，其具有接觸部分，與活性材料未涂覆部分接觸；凸緣部分，與接觸部分形成一體。
另外，本發(fā)明提供了一種具有這樣一種集流體的可充電電池，即，可通過鍛造工藝來容易地制造集流體，使得集流體具有與活性材料未涂覆部分接觸的接觸部分和凸緣部分。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供了一種包括電極組件的可充電電池，電極組件具有正極、負(fù)極和置于正負(fù)極之間的隔板。正極和負(fù)極中的每個(gè)具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分。外殼容納電極組件，外殼設(shè)有開口，電極組件通過所述開口插在外殼中。蓋板與開口結(jié)合。電極端子與在蓋板上形成的通孔結(jié)合并突出于外殼外，電極端子具有軸。集流體具有橫截面垂直于電極端子的軸的凸緣部分，凸緣部分的橫截面積大于通孔的橫截面積。集流體還具有位于與凸緣部分所處的端面相對的端面處的接觸部分，接觸部分連接到活性材料未涂覆部分。
在示例性實(shí)施例中，提供了一種具有電極組件的可充電電池，電極組件具有正極、負(fù)極和置于正負(fù)極之間的隔板，正極和負(fù)極中的每個(gè)具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分。外殼安放電極組件，外殼在相對端具有開口，通過所述開口可插入電極組件。對應(yīng)的蓋板與開口結(jié)合，每個(gè)對應(yīng)的蓋板具有通孔。設(shè)置了正極端子和負(fù)極端子，每個(gè)電極端子具有電極端子軸，正極端子安裝在一個(gè)相對端的通孔內(nèi)并突出于外殼外，負(fù)極端子安裝在另一相對端的通孔內(nèi)并突出于外殼外。設(shè)置了一對集流體，一個(gè)集流體將正極端子連接到正極，另一個(gè)集流體將負(fù)極端子連接到負(fù)極。每個(gè)集流體具有凸緣部分，與對應(yīng)的電極端子連接，凸緣部分的橫截面垂直于電極端子軸且其面積大于通孔的橫截面積；接觸部分，將凸緣部分連接到對應(yīng)的活性材料未涂覆部分。
集流體的寬度可從凸緣部分到接觸部分增大，而集流體的厚度可從凸緣部分到接觸部分減小。
開口可形成在外殼的相對端的每個(gè)上。
電極端子可從凸緣部分的頂表面整體地突出。
集流體可具有矩形橫截面。
集流體可具有圓形的角部。
接觸部分可具有均勻的厚度。
外殼可為方形。
集流體可鍛造形成。
可充電電池可與電機(jī)結(jié)合并作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源。


圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可充電電池的透視圖。
圖2是沿圖1的II-II線截取的剖視圖。
圖3是圖1的可充電電池的電極端子和集流體的透視圖。
圖4是圖1的可充電電池的電極組件和集流體的分解透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的可充電電池的集流體和電極端子的透視圖。
圖6是示出本發(fā)明的可充電電池與電機(jī)相連接的示例的方框圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1和圖2，可充電電池100的實(shí)施例包括電極組件25，具有正極11和負(fù)極12，隔板13置于正極11和負(fù)極12之間；外殼14，容納電極組件25并在相對端設(shè)有開口14a、14b；蓋組件30、30′，與外殼裝配在一起，以密封對應(yīng)的開口14a、14b。
在本示例性實(shí)施例中，可充電電池為方形電池。然而，本發(fā)明不局限于這種類型的電池。例如，可充電電池可以以各種形狀例如圓柱形形成。
正極11包括正極活性材料涂覆部分11a，形成在由薄金屬板例如鋁箔形成的正極集流體上；正極活性材料未涂覆部分11b，形成在正極集流體的邊緣處。
負(fù)極12包括負(fù)極活性材料涂覆部分12a，形成在由薄金屬板例如銅箔形成的負(fù)極集流體上；負(fù)極活性材料未涂覆部分12b，形成在負(fù)極集流體的邊緣處。
在該實(shí)施例中，正極活性材料未涂覆部分11b是正極11在正極11的縱向方向上的端面，負(fù)極活性材料未涂覆部分12b是負(fù)極12在負(fù)極12的縱向方向上的端面。
正極11和負(fù)極12用置于正極11和負(fù)極12之間的隔板13相互堆置，并卷繞正極11和負(fù)極12以形成凝膠卷(jelly-roll)型電極組件25。凝膠卷型電極組件25通過壓力壓制而可變平，從而凝膠卷型電極組件25可容納在以方形形狀形成的外殼14中。正極活性材料未涂覆部分11b和負(fù)極活性材料未涂覆部分12b位于電極組件25的相對的端面上。
通過在外殼14的相對端上形成的開口14a、14b來插入電極組件25。電極組件25在外殼14中的放置方式為，正極活性材料未涂覆部分11b和負(fù)極活性材料未涂覆部分12b靠近于對應(yīng)的開口14a和14b。蓋組件30、30′與外殼14裝配在一起，以密封對應(yīng)的開口14a、14b。
蓋組件30包括蓋板33，設(shè)有通孔33a；集流體26，與電極組件25電連接；電極端子21，與集流體26連接。蓋組件30′包括蓋板33′，設(shè)有通孔33′a；集流體28，與電極組件25電連接；電極端子23，與集流體28連接。電極端子21是與正極活性材料未涂覆部分11b連接的正極端子，而電極端子23是與負(fù)極活性材料未涂覆部分12b連接的負(fù)極端子。在下面的描述中，為了簡便起見，電極端子21、23通?？煞Q作正極端子或負(fù)極端子。
正極端子21和負(fù)極端子23分別從外殼的外面突出，同時(shí)通過對應(yīng)的通孔33a、33′a來插入，并具有置于端子周圍的對應(yīng)的墊圈27、27′，墊圈27、27′在通孔處提供與蓋板的電絕緣。
各集流體26、28包括接觸部分26b、28b，安裝在活性材料未涂覆部分11b、12b上；凸緣部分26a、28a，與電極端子21、23結(jié)合，以支撐電極端子21、23。在該實(shí)施例中，凸緣部分26a、28a與接觸部分26b、28b形成一體。
電極端子21、23具有帶螺紋的外周，并通過螺紋結(jié)合在帶螺紋的外周上的螺母29、29′固定在蓋板33、33′上。
圖3是圖1的可充電電池的電極端子和集流體的透視圖。在該實(shí)施例中，由于正極端子21和正極集流體26在結(jié)構(gòu)上分別與負(fù)極端子23和負(fù)極集流體28相同，所以下面將僅描述正極端子21和正極集流體26。
正極端子21連接到凸緣表面26c，凸緣表面26c限定了凸緣部分26a的一個(gè)端表面。凸緣表面26c的面積大于通孔33a的橫截面積，以便凸緣表面26c支撐正極端子21。
正極端子21和凸緣部分26a可彼此整體地形成，或者可單獨(dú)制造再相互附著。
在該實(shí)施例中，正極集流體26具有垂直于圖3的Z軸的矩形剖面，具體地講，正極集流體26具有垂直于電極端子的軸40的矩形剖面。正極集流體26的寬度從凸緣部分26a到接觸部分26b的底部逐漸增大，正極集流體26的厚度從凸緣部分26a到接觸部分26b的底部逐漸減小。接觸部分26b的厚度均勻，使得接觸部分26b可安裝到在電極組件25上形成的空間內(nèi)，并通過例如焊接固定在所述空間內(nèi)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，上面描述的集流體的結(jié)構(gòu)可通過鍛造工藝來容易地實(shí)現(xiàn)。
因此，由于凸緣部分26a具有較大的橫截面積，所以凸緣部分26a可有效地支撐正極端子21。由于接觸部分26b較薄，所以接觸部分26b可容易地安裝到電極組件25的正極活性材料未涂覆部分11b中。
如圖4中所示，正極集流體26安裝到正極活性材料未涂覆部分11b中，而負(fù)極集流體28安裝到負(fù)極活性材料未涂覆部分12b中。因此，正極集流體26和負(fù)極集流體28在電極組件25內(nèi)相互面對。
接觸部分26b、28b通過例如超聲波焊接分別固定在正極活性材料未涂覆部分11b和負(fù)極活性材料未涂覆部分12b的中心部分上。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的可充電電池的集流體和電極端子的透視圖。與前述的實(shí)施例一樣，集流體36也包括凸緣部分36a和接觸部分36b。電極端子31連接在凸緣部分36a的凸緣表面36c上。
在該實(shí)施例中，除了凸緣部分36a和接觸部分36b的角部42、42′為平緩的圓形之外，凸緣部分36a和接觸部分36b與前述實(shí)施例的凸緣部分和接觸部分相同。
由于集流體36的角部為平緩的圓形，所以當(dāng)接觸部分36b插在電極組件中時(shí)，可防止因集流體36造成的對電極組件的正極和負(fù)極的損壞。
圖6是示出本發(fā)明的可充電電池與電機(jī)連接的示例的方框圖。由此，根據(jù)本發(fā)明的可充電電池100可形成為用作混合電動(dòng)車、電動(dòng)車、無線真空吸塵器、摩托車、小型摩托車等中使用的例如電機(jī)70的裝置的電源的組件部分。
根據(jù)本發(fā)明，由于凸緣部分、接觸部分、電極端子彼此形成一體，所以可簡化制造工藝。除此之外，由于集流體以簡單的結(jié)構(gòu)形成，所以可通過鍛造工藝形成集流體。此外，凸緣部分、接觸部分和電極端子成為一體可降低接觸電阻。
雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員要理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可進(jìn)行改變，其中，本發(fā)明的范圍限定在權(quán)利要求及其等同物中。
權(quán)利要求
1.一種可充電電池，包括電極組件，具有正極、負(fù)極和置于所述正負(fù)極之間的隔板，所述正極和所述負(fù)極中的每個(gè)具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分；外殼，安放所述電極組件，所述外殼具有開口，通過所述開口可插入所述電極組件；蓋板，與所述開口結(jié)合；電極端子，與在所述蓋板上形成的通孔結(jié)合，所述電極端子具有電極端子軸并突出于所述外殼外；集流體，將所述電極端子連接到所述電極，所述集流體具有凸緣部分，與所述電極端子連接，所述凸緣部分的橫截面垂直于所述電極端子軸并且其橫截面積大于所述通孔的橫截面積，接觸部分，將所述凸緣部分連接到所述活性材料未涂覆部分。
2.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述集流體的寬度從所述凸緣部分到所述接觸部分增大。
3.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述集流體的厚度從所述凸緣部分到所述接觸部分減小。
4.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述開口形成在所述外殼的相對端的每個(gè)上。
5.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述電極端子從所述凸緣部分的頂表面整體地突出。
6.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述凸緣部分具有矩形橫截面。
7.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述集流體具有圓形的角部。
8.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述接觸部分具有均勻的厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述外殼為方形。
10.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述凸緣部分和所述接觸部分彼此形成一體。
11.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述集流體鍛造形成。
12.如權(quán)利要求1所述的可充電電池，其中，所述電池作為電機(jī)的電源可結(jié)合到所述電機(jī)。
13.一種將可充電電池的電極組件與所述可充電電池的電極端子結(jié)合的方法，所述電極組件具有正極、負(fù)極和置于所述正負(fù)極之間的隔板，所述正極和所述負(fù)極中的每個(gè)具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分，所述電極組件安放在具有至少一個(gè)開口的外殼中，通過所述開口插入所述電極組件，所述方法包括設(shè)置與所述至少一個(gè)開口可結(jié)合的蓋板，所述蓋板具有通孔；將電極端子安裝在所述通孔中，使得所述電極端子突出于所述外殼外并與所述蓋板電絕緣，所述電極端子具有軸；通過集流體將所述電極端子連接到所述活性材料未涂覆部分，所述集流體具有凸緣部分，位于所述集流體的一端，所述凸緣部分的橫截面垂直于所述軸，所述橫截面面積大于所述通孔垂直于所述軸的橫截面面積，接觸部分，位于所述集流體的另一端，所述接觸部分與所述活性材料未涂覆部分可結(jié)合。
14.一種用于可充電電池的集流體，所述可充電電池具有電極組件，具有正極、負(fù)極和置于所述正負(fù)極之間的隔板，所述正極和所述負(fù)極中的每個(gè)具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分；外殼，安放所述電極組件，所述外殼具有位于相對端的開口，通過所述開口可插入所述電極組件；對應(yīng)的蓋板，與所述開口結(jié)合，每個(gè)對應(yīng)的蓋板具有通孔；正極端子和負(fù)極端子，每個(gè)電極端子具有電極端子軸，所述正極端子安裝在一個(gè)相對端的通孔內(nèi)并突出于所述外殼外，所述負(fù)極端子安裝在另一相對端的通孔內(nèi)并突出于所述外殼外，所述集流體包括凸緣部分，位于所述集流體的一端，所述凸緣部分與電極端子可結(jié)合并且其橫截面垂直于所述電極端子軸，所述橫截面面積大于所述通孔垂直于所述軸的橫截面面積；接觸部分，位于所述集流體的另一端，所述接觸部分與所述活性材料未涂覆部分可結(jié)合。
15.如權(quán)利要求14所述的集流體，其中，所述集流體的寬度從所述凸緣部分到所述接觸部分增大。
16.如權(quán)利要求14所述的集流體，其中，所述集流體的厚度從所述凸緣部分到所述接觸部分減小。
17.如權(quán)利要求14所述的集流體，其中，所述集流體具有圓形的角部。
18.如權(quán)利要求14所述的集流體，其中，所述接觸部分具有均勻的厚度。
19.如權(quán)利要求14所述的集流體，其中，所述凸緣部分和所述接觸部分彼此形成一體。
20.如權(quán)利要求14所述的集流體，其中，所述集流體鍛造形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可充電電池，其包括電極組件，電極組件具有正極、負(fù)極和置于正負(fù)極之間的隔板。正極和負(fù)極中的每個(gè)具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分。外殼容納電極組件，外殼設(shè)有開口，電極組件通過所述開口插在外殼中。蓋板與開口結(jié)合。電極端子與在蓋板上形成的通孔結(jié)合并突出于外殼外。集流體具有凸緣部分，其橫截面積大于通孔的橫截面積；接觸部分，將集流體連接到活性材料未涂覆部分。
文檔編號H01M10/04GK1905245SQ20061010894
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者金容三 申請人:三星Sdi株式會社