專利名稱：可再充電電池及使用該可再充電電池的電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可再充電電池及使用該可再充電電池的電池模塊，更具 體地，涉及能在短時(shí)間內(nèi)容易地區(qū)分正負(fù)電極且制造過程得到簡(jiǎn)化的可再充 電電池以及1"吏用該可再充電電池的電池沖莫塊。
背景技術(shù)：
一般來說，電池模塊包括數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)相互連接的可再充電電池。可再 充電電池由于其化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)換是可逆的，所以能重復(fù)地進(jìn)行充電和放 電。近來，越來越多的無線移動(dòng)電子產(chǎn)品發(fā)展起來，并且隨著可再充電電池 的小型化和重量的減輕，對(duì)具有高能量密度的可再充電電池的需求日益增強(qiáng)。廣泛使用的電池包括鎳-鎘電池、鎳-氫電池、鋰電池之類。具體而言，鋰可再充電電池具有3.6V的操作電壓，該電壓是鎳-鎘電池或鎳-氫電池 的三倍，鋰可再充電電池還具有每單位重量的高能量密度。因此，鋰可再充 電電池正在日益流行而用作移動(dòng)電子設(shè)備電源。這種鋰可再充電電池可以分 為鋰離子可再充電電池、鋰離子聚合物電池和鋰聚合物電池。雖然鋰聚合物 電池與鋰離子可再充電電池很類似，但是鋰離子可再充電電池的電解液用聚 合物替換。這有助于形狀設(shè)計(jì)的靈活性以及更高的安全性。典型的可再充電電池包括具有正電極、負(fù)電極和置于兩者之間的隔板的 電極組件、為存放電極組件提供空間的殼體、以及與殼體組合以密封電極組 件的蓋板。正負(fù)電極中的每個(gè)均包括涂覆有活性材料的涂覆部分和未涂覆活 性材料的未涂覆部分。未涂覆部分用于收集正負(fù)電極中產(chǎn)生的電流，并且導(dǎo) 電接線片附著在未涂覆部分上。導(dǎo)電接線片將正負(fù)電極中產(chǎn)生的電流分別引
向正負(fù)端子。根據(jù)電極組件和殼體的形狀，可再充電電池可以^皮制成各種形 狀，例如圓柱形、矩形和袋型。如上所述的具有多個(gè)彼此相連的可再充電電池的電池;漠塊，廣泛用作電 源，用于驅(qū)動(dòng)諸如移動(dòng)電話、個(gè)人計(jì)算機(jī)和可攜式攝像機(jī)之類的便攜式小型 化電子設(shè)備以及混合型電動(dòng)車的電機(jī)。當(dāng)可再充電電池彼此組合起來構(gòu)成電池模塊時(shí)，它們串聯(lián)設(shè)置，以便其 中一個(gè)可再充電電池的正電極端子與相鄰可再充電電池的負(fù)電極端子面向 同一方向。于是，正負(fù)電極端子利用互連部件彼此連接起來?；ミB部件可以 由諸如螺母的緊固機(jī)構(gòu)固定。在制造電池模塊的過程期間，可再充電電池的正負(fù)電極應(yīng)該在短時(shí)間內(nèi) 很容易地區(qū)分出來。如果不能很容易地區(qū)分它們，那么互連部件就可能插錯(cuò)。 因此，應(yīng)該很小心地執(zhí)行制造過程。結(jié)果，需要很長(zhǎng)的時(shí)間來制造電池模塊， 從而使產(chǎn)率下降。發(fā)明內(nèi)容作為本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種可再充電電池裝置。該裝置包括電單 元，其包括殼體、正電極和負(fù)電極；頂連接蓋，其電連接到所述正電極；和 底連接蓋，其電連接到所述負(fù)電極。所述頂連接蓋包括第一類的第一機(jī)械緊 固件，所述底連接蓋包括第二類的第二機(jī)械緊固件，所述第一類機(jī)械緊固件 和第二類機(jī)械緊固件適于以不同的方式緊固。所述第 一機(jī)械緊固件可以包括包容部件，而所述第二機(jī)械緊固件包括凸 狀部件。所述包容部件可以包括螺母，所述螺母包括頭部；螺紋孔；和從 頭部延伸出的鎖部。所述頂連接蓋可以進(jìn)一步包括第一底部，其固定于所述正電極，并包 括中心孔；和第一支撐部，其從所述第一底部突出，并包括頂部、側(cè)部和設(shè) 置在所述頂部上的中心孔。所述螺母可以鉗制于所述第一支撐部，并且所述螺母的鎖部鉗制于所述
第一支撐部的中心孔。所述螺母通過強(qiáng)行插入所述第一支撐部的中心孔而與 所述頂連接蓋結(jié)合，并且所述第一支撐部的機(jī)械強(qiáng)度低于所述螺母的鎖部的 機(jī)械強(qiáng)度。所述螺栓可以包括頭部；從所述頭部延伸出的鎖部；和螺紋桿。所述 底連接蓋可以進(jìn)一步包括第二底部，其固定于所述負(fù)電極上，并包括中心 孔；和第二支撐部，其從所述第二底部突出，并包括頂部、側(cè)部和設(shè)置在所 述頂部上的中心孔。所述螺栓可以鉗制于所述第二支撐部的中心孔，并且所述螺栓的鎖部鉗 制于所述第二支撐部。所述螺栓通過強(qiáng)行插入所述第二支撐部的中心孔而與 所述底連接蓋結(jié)合，并且所述第二支撐部的機(jī)械強(qiáng)度低于所述螺栓的鎖部的 機(jī)械強(qiáng)度。作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種電池模塊裝置。該裝置包括包括 第一電池和第二電池的多個(gè)上述可再充電電池；和一個(gè)或多個(gè)互連部件，其 中 一 個(gè)所述互連部件可分離地電互連并機(jī)械互連所述第 一 電池的電極和所 述第二電池的電極。所述互連部件可以包括第一連接部分和第二連接部分。 所述第 一機(jī)械緊固件可以包括包容部件，并且所述第二機(jī)械緊固件包括凸?fàn)?部件。所述第一連接部分可以被配置成連接到包容部件，并且所述第二連接 部分^C配置成連接到凸?fàn)畈考?。所述第一連接部分可以被配置成連接到凸?fàn)畈考?，并且所述第二連接部 分被配置成連接到凸?fàn)畈考Ｋ龅谝贿B接部分可以被配置成連接到包容部 件，并且所述第二連接部分被配置成連接到包容部件。所述包容部件可以包括螺母，所述凸?fàn)畈考菟?。所述互連部件可 利用一固定裝置與頂連接蓋和底連接蓋可分離地結(jié)合。所述互連部件包括 與所述螺母的孔連接的第一通孔；和插入螺栓的第二通孔。所述固定裝置可 包括插入所述第一通孔并與所述螺母結(jié)合的固定螺栓和與所述螺栓結(jié)合的 固定螺母。作為本發(fā)明的又一實(shí)施例，提供一種電池模塊裝置。該裝置包括上 的第一電池；上述的第二電池；上述的第三電池；包括第一和第二連接部分 的第一互連部件；包括第一和第二連接部分的第二互連部件；包括第一和第 二連接部分的第三互連部件；和包括第一和第二連接部分的第四互連部件。 所述第一互連部件的第二連接部分可連接到所述第一電池的頂連接蓋， 所述第二互連部件的第一連接部分連接到所述第一電池的底連接蓋，所述第二互連部件的第二連接部分連接到所述第二電池的頂連接蓋，所述第三互連 部件的第一連接部分連接到所述第二電池的底連接蓋，所述第三互連部件的 第二連接部分連接到所述第三電池的頂連接蓋，并且所述第四互連部件的第 一連接部分連接到所述第三電池的底連接蓋。本發(fā)明提供了 一種能在短時(shí)間內(nèi)將正負(fù)電極彼此區(qū)分并使制造過程得 以簡(jiǎn)化以縮短制造時(shí)間的可再充電電池，以及^f吏用該可再充電電池的電池才莫 塊。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種可再充電電池，其包括i)包含正負(fù)電 極和置于正負(fù)電極之間的隔板的電極組件；ii)頂面開放以容納電極組件的殼 體；iii)安裝在殼體上部的蓋組件；iv)具有包容部件并固定到蓋組件的上連 接蓋；和v)具有凸?fàn)畈考⒐潭ǖ綒んw下部的下連接蓋。上連接蓋可以包括固定于蓋組件并在其中心具有孔的第一底部；和從 所迷第 一底部的內(nèi)周界突出的第 一 支撐部。第 一底部可以焊接到所述蓋組 件。所述焊接可以是電阻焊或激光焊。至少一個(gè)放氣孔可以形成在所述第一 支撐部的側(cè)面中。所述包容部件可以固定于所述第一支撐部的內(nèi)表面。進(jìn)一 步，所述包容部件可以鉗制于所述第一支撐部。下連接蓋可以包括固定于所述殼體下表面并在其中心具有孔的第二底 部；和從所述第二底部的內(nèi)周界突出的第二支撐部。所述第二底部可以焊接 到所述殼體的下表面。所述焊接可以是電阻焊或激光焊。所述凸?fàn)畈考梢?固定于所述第二支撐部的內(nèi)表面。進(jìn)一步，所述包容部件可以鉗制于所述第 一支撐部。所述包容部件可以是鉗制于上連接蓋的螺母。在這種情況下，所述螺母 可以包括頭部；與所述頭部的表面結(jié)合的第一突起；與所述第一突起的表 面結(jié)合的第二突起；和與所述第二突起的表面結(jié)合的第三突起，其中所述第 二突起的直徑小于第一和第三突起的直徑，以在第一和第三突起之間形成承 接部分。所述螺母可以通過強(qiáng)行插入來與所述上連接蓋結(jié)合，并且所述承接 部分可以填充以上連接蓋的材料。上連接蓋的機(jī)械強(qiáng)度可以小于所述螺母的 機(jī)械強(qiáng)度。所述凸?fàn)畈考倾Q制于下連接蓋的螺栓。在這種情況下，所述螺栓可以 包括頭部；與所述頭部的表面結(jié)合的第一突起；與所述第一突起的表面結(jié) 合的第二突起；與所述第二突起的表面結(jié)合的第三突起；和與所述第三突起 的表面結(jié)合的主體，并且所述第二突起的直徑小于第一和第三突起的直徑， 以在第 一和第三突起之間形成承接部分。所述螺栓可以通過強(qiáng)行插入來與所 述下連接蓋結(jié)合，并且所述承接部分可以填充以下連接蓋的材料。下連接蓋 的機(jī)械強(qiáng)度可以小于所述螺栓的機(jī)械強(qiáng)度?？稍俪潆婋姵乜梢允菆A柱形4里可再充電電池。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種可再充電電池，其包括i)包含正負(fù) 電極和置于正負(fù)電極之間的隔板的電極組件；ii)頂面開》丈以容納電極組件的 殼體；iii)安裝在殼體上部的蓋組件；iv)具有凸?fàn)畈考⒐潭ǖ缴w組件的上 連接蓋；和v)具有包容部件并固定到殼體下部的下連接蓋。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種電池模塊，其包括多個(gè)在前述方面 中描述的可再充電電池；和至少一個(gè)互連部件，該互連部件與其中一個(gè)可再 充電電池的上連接蓋和相鄰可再充電電池的下連接蓋結(jié)合，以使可再充電電 池4皮此互連。多個(gè)可再充電電池可以串聯(lián)設(shè)置，以便其中一個(gè)可再充電電池的上連接 蓋與相鄰可再充電電池的下連4妻蓋面向同一方向?；ミB部件可以利用一固定裝置與上連接蓋和下連接蓋可分離地結(jié)合。互 連部件可以包括與所述螺母的孔連接的第一通孔；和插入螺栓的第二通孔。 所述固定裝置包括插入所述第一通孔并與所述螺母結(jié)合的固定螺栓和與所9
述螺栓結(jié)合的固定螺母。多個(gè)可再充電電池可以串聯(lián)地-波此互連。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種電池模塊，其包括多個(gè)可再充電電 池，每個(gè)可再充電電池都包括具有正負(fù)電極和置于它們之間的隔板的電極 組件、容納所述電極組件的殼體、分別安裝在所述殼體的上下兩部分中的上 下連接蓋、和分別鉗制于所述上下連接蓋的緊固件；以及至少 一個(gè)互連部件， 其連接到相鄰可再充電電池的緊固件，以將相鄰的可再充電電池彼此互連。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種電池模塊，其包括包含與包容部件 結(jié)合的上連接蓋的第一可再充電電池；包含與凸?fàn)畈考Y(jié)合的下連接蓋的第 二可再充電電池；和互連部件，其與所述上下連接蓋結(jié)合以將第一和第二可 再充電電池彼此互連。包容部件可以鉗制于上連接蓋，凸?fàn)畈考梢糟Q制于下連接蓋。第一和 第二可再充電電池可以串聯(lián)設(shè)置，以便第一可再充電電池的上連接蓋與第二 可再充電電池的下連4妄蓋面向同一方向。


通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它特 征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可再充電電池的截面透視圖； 圖2是圖示如圖1所示的可再充電電池的上部分的局部截面圖； 圖3是圖示如圖2所示的上連接蓋和包容部件的分解透視圖； 圖4是圖示如圖1所示的可再充電電池的下部分的局部截面圖； 圖5是圖示如圖4所示的下連接蓋和凸?fàn)畈考姆纸馔敢晥D； 圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的可再充電電池的截面透視圖； 圖7是圖示由多個(gè)圖1所示的可再充電電池構(gòu)成的電池模塊的透^L圖；和圖8是圖示圖1所示的可再充電電池中的電流流動(dòng)的局部截面圖。
具體實(shí)施方式
下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，以便本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以很容易地實(shí)施本發(fā)明。不過，本發(fā)明并不局限于在此所描述的實(shí) 施例，而是可以以各種形式具體實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)化結(jié)合附圖而針對(duì)本發(fā)明的描 述，將不描述與本發(fā)明不相關(guān)的元件。貫穿整個(gè)申請(qǐng)文件，相同的附圖標(biāo)記 指代相同的元件。而且，將不詳細(xì)描述本領(lǐng)域已經(jīng)眾所周知的元件。圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可再充電電池100的截面透視圖。可再 充電電池100是鋰離子可再充電電池，但是本發(fā)明不局限于此。參見圖1,可再充電電池包括電極組件110、殼體120、蓋組件140、上 連接蓋145、下連接蓋165、絕緣罩129和中心銷(未示出)。電極組件110包括通過將負(fù)活性材料粘到電荷集電體上形成的負(fù)電極 112、通過將正活性材料粘到電荷集電體上形成的正電極114、和介于正電 極114與負(fù)電極112之間以避免二者之間短3各的隔板113。更具體地說，負(fù)電極112通過如下過程制造通過混合負(fù)活性材料粉末、 用于負(fù)電極的粘合劑(negative binder)、黏合劑和類似物來獲得漿型活性 材料層，然后將該漿型活性材料層涂覆在諸如銅片的電荷集電體上。在這種 情況下，負(fù)活性材料可以包括從天然石墨、人造石墨、石墨碳、非石墨碳及 其組合所組成的組中選出的碳材料，并將其作為主要成分。此外，負(fù)接線片 132與負(fù)電極112組合，并與殼體120的內(nèi)下表面接觸。結(jié)果，殼體120可 以用作負(fù)電極。勿庸贅言，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以 讓負(fù)電荷集電體(未示出)替代負(fù)接線片132與負(fù)電極112相連。正電極114通過如下過程制造通過混合正活性材料粉、用于正電極的 粘合劑(positive binder )、正導(dǎo)電添加劑和類似物來獲得漿型活性材料層， 然后將該漿型活性材料層涂覆在諸如鋁片的電荷集電體上。正活性材料可以 包括從LiCo02、 LiMn02、 LiNi〇2、 LiCr02和LiMn204所組成的組中選出的 鋰金屬氧化物。正接線片134與正電極114組合，并從正電極114抽出，然
后與蓋組件140的安全排氣口裝置142相連。勿庸贅言，可以讓正電荷集電 體(未示出)替代正接線片134與正電極114連接。在這種情況下，正電荷 集電體的引線片(未示出)與蓋組件140相連。隔板113將正電極114和負(fù)電極112彼此分開，并為鋰離子提供循環(huán)通 路。隔板113可以是由聚乙烯、聚丙烯或聚偏二氟乙烯形成的單層膜，也可 以是具有由它們形成的兩層或更多層的多層膜，或者是混合的多層膜，例如 聚乙烯/聚丙烯雙層隔板、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層膜、和聚丙烯/聚乙烯/ 聚丙烯三層隔板。電極組件110可以通過如下過程獲得依次層疊負(fù)電極、隔板113和正 電極114,將中心桿(未示出)與層疊物的端部組合，并將它們巻成圓柱形。 所獲得的電極組件110可以插入下文將要描述的殼體120中，然后，中心桿 可與電極組件110分離。通過分離中心桿產(chǎn)生的空缺空間可以填充以中心銷 (未示出)。中心銷將避免電極組件在可再充電電池100的充/放電操作期 間產(chǎn)生的變形，并且中心銷具有與空缺空間適配的圓柱形。這種中心銷可由 諸如鐵、銅、鎳和鎳合金的金屬形成，或者也可由聚合物形成。同時(shí)，在前述電極組件110的上下兩側(cè)分別安裝上絕緣板138和下絕緣 板136,以避免電極組件110與殼體120之間不必要的電短路。殼體120包括用于容納圓柱形電極組件110的內(nèi)部空間。殼體120具有 開放的頂表面，電極組件110可以插入該頂表面。殼體120還包括巻邊部分 123和巻曲部分125,以便固定位于殼體120內(nèi)部空間的蓋組件140和電極 組件110。如下文將詳細(xì)描述的，蓋組件140密封殼體120。被密封的殼體 120填充有電解液(未示出)，這使得在充電/放電操作期間由電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn) 生的鋰離子在正電極114和負(fù)電極112之間移動(dòng)。蓋組件140包括電極蓋143、正溫度系數(shù)元件141、安全排氣口裝置142 和墊圈144，并且蓋組件140安裝于開口殼體120的頂端以將其密封。墊圈144覆蓋導(dǎo)電的電極蓋143、正溫度系數(shù)元件141和安全排氣口裝 置142的側(cè)表面，以將它們與殼體120隔開。
利用諸如焊接之類的連結(jié)過程，從正電極114引出的正電極接線片134 連附在安全排氣口裝置142具有的下表面上。當(dāng)可再充電電池100的內(nèi)部壓 力超過預(yù)定值時(shí)，安全排氣口裝置142向上開啟，以切斷與正電極114的電 連接。盡管在實(shí)施例中安全排氣口裝置142和正電極接線片134彼此直接相 連，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在安全排氣口裝置142下方可以進(jìn)一 步依次層疊絕緣部件(未示出)和蓋板(未示出)，并且正電極接線片134 可以與蓋板組合在一起。正溫度系數(shù)元件141與安全排氣口裝置142的上部電連接且機(jī)械連接。 當(dāng)正溫度系數(shù)元件141的溫度升高到超過預(yù)定水平時(shí)，正溫度系數(shù)元件141 的電阻增大到接近無限大的水平。因此，當(dāng)可再充電電池100的溫度升高到 超過預(yù)定水平時(shí)，它可以用于使充/放電電流停止流動(dòng)。當(dāng)可再充電電池100 的溫度降到預(yù)定水平之下時(shí)，正溫度系數(shù)元件141的電阻又下降回來。相應(yīng) 地就可以恢復(fù)可再充電電池100的功能。為了避免由過充電/過放電操作、超高溫、溢流之類所引發(fā)的異常狀況， 根據(jù)本實(shí)施例的可再充電電池IOO除了包括前述的安全排氣口裝置142和正 溫度系數(shù)元件141之外還可以進(jìn)一步包括另裝的安全裝置。電極蓋143與正溫度系數(shù)元件141的上部相連，以/人外部施加電流。電 極蓋143的側(cè)面具有第一放氣孔143a，其使得當(dāng)安全排氣口裝置142發(fā)生故 障時(shí)，可再充電電池100的內(nèi)部氣體可以被釋it出來。利用諸如電阻焊或激光焊之類的焊接工藝，上連接蓋145可以固定到電 極蓋143上。利用諸如電阻焊或激光焊之類的焊接工藝，下連接蓋165可以 固定到殼體120的下表面上。根據(jù)本實(shí)施例，上連接蓋145和下連接蓋165 具有相同的形狀，并由相同的材料制成。勿庸贅言，上連接蓋145和下連接 蓋165可以具有不同的形狀。緊固件安裝于上連接蓋145和下連接蓋165中。根據(jù)本實(shí)施例，緊固件 包括凸?fàn)畈考桶莶考?。也就是說，作為包容部件的螺母150安裝在上連 接蓋145中，而作為凸?fàn)畈考穆菟ò惭b在下連接蓋165中。
上連接蓋145、下連接蓋165和緊固件用于與互連部件185 —起構(gòu)建電 池模塊，這將在下文進(jìn)行描述。將參考圖2至圖5來更詳細(xì)地描述上連接蓋 145、下連接蓋165和緊固件。同時(shí)，可以安裝絕緣罩129來圍住殼體120的上周界。絕緣罩129具有 諸如使電極間絕緣和減震的功能。圖2是圖示圖1所示的可再充電電池100的上部分的局部截面圖，圖3 是圖示圖2所示的上連接蓋145和包容部件的分解透視圖。參見圖2和圖3, 上連接蓋145包括第一底部146和第一支撐部147，并被固定于電極蓋143。 包容部件鉗制于第一支撐部147的內(nèi)上表面。盡管根據(jù)本實(shí)施例螺母150用 作包容部件，但本發(fā)明不局限于此。第一底部146為去除中央部分的盤形。第一底部146利用諸如電阻焊和 激光焊的焊接工藝固定到電極蓋143。第一支撐部147從第一底部146的內(nèi) 圓周突出預(yù)定的高度。第一支撐部147的高度可以根據(jù)安裝于內(nèi)表面的螺母 150的高度進(jìn)行合適的調(diào)整。第二放氣孔147a以預(yù)定的間隔形成在第一支撐部147的側(cè)面。與第一 放氣孔143a相似，當(dāng)安全排氣口裝置142發(fā)生故障時(shí)，第二放氣孔147a允 許釋i文出可再充電電池100的內(nèi)部氣體。螺母150包括頭部158、與頭部158—表面結(jié)合的第一突起151、與第 一突起151的與頭部158的上述結(jié)合表面相對(duì)的表面結(jié)合的第二突起152, 和與第二突起152的與第一突起151結(jié)合的表面相對(duì)的表面結(jié)合的第三突起 153。在這種情況下，由于第二突起152的直徑小于第一突起151和第三突 起153的直徑，所以在第一突起151和第三突起153之間形成承接部分154。利用鉗制接合或強(qiáng)行插入，螺母150被安裝在上連接蓋145中。具體地， 緊鉗螺母150被置于上連接蓋145的內(nèi)部，并且緊鉗螺母150被強(qiáng)行插入形 成在上連接蓋145中的縫隙內(nèi)。然后，上連接蓋145的承受壓力的一部分變 形，并與緊鉗螺母150的承接部分154接合。結(jié)果，上連接蓋145和螺母 150能夠彼此牢固結(jié)合。由于這種鉗制接合為本領(lǐng)域所公知，所以這里不再 對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。由于鉗制接合過程，所以與通常的焊接過程相比，可以使接合過程更簡(jiǎn) 單，并且可以減少接合過程所花時(shí)間。對(duì)于這類鉗制接合，上連接蓋145的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)選小于螺母150的機(jī)械 強(qiáng)度。例如，上連接蓋145可以由低碳鋼形成。雖然上述的螺母150僅僅是 本發(fā)明的一個(gè)示例，不過在根據(jù)本實(shí)施例的可再充電電池100中可以采用本 領(lǐng)域公知的各種類型的緊鉗螺母。當(dāng)多個(gè)可再充電電池100組合而形成電池模塊300時(shí)(參見圖7),螺 母150與固定螺栓195接合(參見圖7)。下文中將詳細(xì)描述螺母150與螺 栓195之間的接合。圖4是圖示如圖1所示的可再充電電池的下部分的局部截面圖，圖5是 圖示如圖4所示的下連接蓋和凸?fàn)畈考姆纸馔敢晥D?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D4和圖 5詳細(xì)描述下連接蓋165和凸?fàn)畈考?。下連接蓋165包括第二底部166和第二支撐部167。下連4妄蓋165固定 在殼體120的下表面上。凸?fàn)畈考源┛追绞綇牡诙尾?67的內(nèi)部延伸 到外部。盡管在本實(shí)施例中螺栓170用作凸?fàn)畈考?，但本發(fā)明不局限于此。第二底部166為去除中央部分的盤形。第二底部166利用諸如電阻焊和 激光焊的烊接工藝固定到殼體120的下表面上。第二支撐部167從第二底部 166的內(nèi)圓周突出預(yù)定的高度。盡管本實(shí)施例中在第二支撐部167的側(cè)面上 以預(yù)定間隔形成孔167a，但是在固定于殼體120下表面的第二支撐部167 上也可以不形成3L 167a。螺栓170包括頭部178、與頭部178—表面結(jié)合的第一突起171、與第 一突起171的和頭部178的上述結(jié)合表面相對(duì)的表面結(jié)合的第二突起172、 與第二突起172的和第一突起171的上述結(jié)合表面相對(duì)的表面結(jié)合的第三突 起173、和與第三突起173的和第二突起172的上述結(jié)合表面相對(duì)的表面結(jié) 合的主體177。在這種情況下，由于第二突起172的直徑小于第一突起171 和第三突起173的直徑，所以在第一突起171和第三突起173之間形成承接
部分174。在主體177的表面上形成有螺紋，用于與固定螺母199接合(參 見圖7)。利用鉗制接合(即，強(qiáng)行插入)，可以將螺栓170安裝在下連接蓋165 中。安裝方法類似于螺母150和上連接蓋145之間的安裝，因此不再詳細(xì)描 述安裝方法。由于鉗制接合過程，所以與通常的焊接過程相比，可以使接合 過程更簡(jiǎn)單，并且可以減少接合過程所花時(shí)間。對(duì)于這類鉗制接合，下連接 蓋165的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)選小于螺栓170的機(jī)械強(qiáng)度。此外，螺栓170僅僅是本 發(fā)明的一個(gè)示例，在根據(jù)本實(shí)施例的二次電池100中可以采用本領(lǐng)域所《^知 的各種緊鉗螺栓。當(dāng)多個(gè)可再充電電池100組合而形成電池^^塊300 (參見圖7)時(shí)，螺 栓170與固定螺母199接合(參見圖7)。下文將詳細(xì)描述螺栓170與固定 螺母199之間的接合。圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的可再充電電池200。參見圖6，螺 栓170鉗制于上連接蓋145，而螺母150鉗制于下連接蓋165。除了這種構(gòu) 造之外，圖6所示的可再充電電池200與前述實(shí)施例的類似。池模塊300的透視圖。盡管為了描述簡(jiǎn)單，圖7只示出一對(duì)可再充電電池 100，但是可以連接更多個(gè)可再充電電池100。參見圖7,利用互連部件185 將一對(duì)可再充電電池100連4妄起來。一對(duì)可再充電電池IOO相反設(shè)置。也就是說， 一對(duì)可再充電電池100串 聯(lián)放置，以便可再充電電池100的上連4妻蓋145和相鄰的可再充電電池100 的下連接蓋165面向同一方向。然后，互連部件185^皮設(shè)置而橫跨一個(gè)可再 充電電池100的上連4妻蓋145和另一可再充電電池100的下連4妄蓋165?；ミB部件185是用于互連多個(gè)可再充電電池100的導(dǎo)體，并可以形成各 種形狀。例如，本實(shí)施例的互連部件185為矩形面板形狀。第一通孔185a 和第二通孔185b分別形成在互連部件185的兩端。第一通孔185a與安裝于 上連接蓋145中的螺母150的孔相連，而第二通孔185b被插入了安裝于下 連接蓋165中的螺栓170。然后，互連部件185利用與螺母150接合的固定 螺栓195和與螺栓170接合的固定螺母199固定到上連接蓋145和下連接蓋 165。如上所述，互連部件185固定到一個(gè)可再充電電池100的上連4妄蓋145 和相鄰可再充電電池100的下連接蓋165。因此，多個(gè)可再充電電池100串 聯(lián)地電連接。也就是說，通過利用上連接蓋145和下連接蓋165、安裝在上 連接蓋145和下連接蓋165中的螺母150和螺栓170、互連部件185以及固 定螺栓195和螺母199互連多個(gè)可再充電電池100,就構(gòu)建了電池才莫塊300。 多個(gè)可再充電電池100可以并聯(lián)地電連接。同時(shí)，上連接蓋145的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)選小于電極蓋143的機(jī)械強(qiáng)度。上連 接蓋145能彈性響應(yīng)施加給安裝在上連接蓋145中的螺母150的預(yù)定的力， 以緊固固定螺栓195。因此，設(shè)置在上連接蓋145下面的電極蓋143可以#1 安全保護(hù)而免于承受所述預(yù)定的力。參見圖8,在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可再充電電池100中，電流流向電極 蓋143、上連接蓋145和互連部件185 (如圖中箭頭所示)，但是并不流向 安裝在上連接蓋145的內(nèi)表面中的螺母150。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可 以減小由螺母150造成的電阻。此外，在電池模塊300的設(shè)計(jì)階段，也沒有 必要考慮螺母150的電阻。因此，可以減輕設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于能彼此區(qū)分的凸?fàn)畈考桶莶?件與上下連接蓋接合，所以可以在短時(shí)間內(nèi)很容易地區(qū)分出可再充電電池的 正負(fù)電極。進(jìn)一步地，由于可以很容易地區(qū)分出正負(fù)電極，所以可以避免在 錯(cuò)誤安裝互連部件時(shí)引發(fā)的問題。此外，可以縮短區(qū)分可再充電電池的正負(fù) 電極所花的時(shí)間。因此，可以提高電池模塊和可再充電電池的產(chǎn)率。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，緊固件與上下連接蓋接合。這種接合工藝 比通常的焊接工藝更筒單易行。進(jìn)一步地，由于鉗制接合，所以能縮短接合 過程時(shí)間。這有利于縮短可再充電電池和電池模塊的制造時(shí)間，也有利于提 高產(chǎn)率。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，由于緊固件僅通過強(qiáng)行插入而與上下連接蓋 接合，所以與使用焊接工藝的相關(guān)技術(shù)相比，可以減少可再充電電池和電池 模塊的制造成本。由于緊固件通過強(qiáng)行插入而與上下連接蓋接合，所以可以避免由焊接熱 引起的緊固件和上下連接蓋的材料屬性的惡化。并且，由于不會(huì)在緊固件和 上下連接蓋中留下焊接軌跡，所以可以提供光潔的外觀。進(jìn)一步，由于與通常的焊接工藝相比，鉗制接合具有更強(qiáng)的接合力，所 以緊固件與上下連接蓋之間的接合部更能抵抗外力。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于這些實(shí) 施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的所附權(quán)利要求、詳細(xì)的描述和附圖的范圍 內(nèi)進(jìn)行各種形式的修改。因此，這些修改自然落入本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種可再充電電池裝置，包括電單元，其包括殼體、正電極和負(fù)電極；頂連接蓋，其電連接到所述正電極；和底連接蓋，其電連接到所述負(fù)電極，其中，所述頂連接蓋包括第一類的第一機(jī)械緊固件，所述底連接蓋包括第二類的第二機(jī)械緊固件，所述第一類機(jī)械緊固件和第二類機(jī)械緊固件適于以互補(bǔ)的方式緊固。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述第一機(jī)械緊固件包括包容部件，而 所述第二機(jī)械緊固件包括凸?fàn)畈考?br> 3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述包容部件包括螺母，所述螺母包括 頭部；螺紋孔；和 /人頭部延伸出的鎖部。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述頂連接蓋進(jìn)一步包括 第一底部，其固定于所述正電極，并包括中心孔；和第一支撐部，其從所述第一底部突出，并包括頂部、側(cè)部和設(shè)置在所述頂 部上的中心孔。
5、 如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述螺母鉗制于所述第一支撐部，并且 所述螺母的鎖部鉗制于所述第 一支撐部的中心孔。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述螺母通過強(qiáng)行插入所述第一支撐部 的中心孔而與所述頂連接蓋結(jié)合，并且所述第一支撐部的機(jī)械強(qiáng)度低于所述螺 母的鎖部的機(jī)械強(qiáng)度。
7、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述凸?fàn)畈考菟ǎ雎菟ò?頭部；/人所述頭部延伸的鎖部；和 螺紋桿。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述底連接蓋進(jìn)一步包括 第二底部，其固定于所述負(fù)電極，并包括中心孔；和第二支撐部，其從所述第二底部突出，并包括頂部、側(cè)部和設(shè)置在所述頂 部上的中心孔。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述螺栓鉗制于所述第二支撐部的中心 孔，并且所述螺栓的鎖部鉗制于所述第二支撐部。
10、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述螺栓通過強(qiáng)行插入所述第二支撐 部的中心孔而與所述底連接蓋結(jié)合，并且所述第二支撐部的機(jī)械強(qiáng)度低于所述 螺栓的鎖部的機(jī)械強(qiáng)度。
11、 一種電池模塊裝置，包括多個(gè)可再充電電池，其包括第一電池和第二電池，每個(gè)電池均包括如權(quán)利 要求1所述的電池裝置；和一個(gè)或多個(gè)互連部件，其中 一個(gè)所述互連部件可分離地互連所述第 一電池 的電極和所述第二電池的電極。
12、 如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述互連部件包括第一連接部分和第 二連纟妻部分。
13、 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第一機(jī)械緊固件包括包容部件， 并且所述第二機(jī)械緊固件包括凸?fàn)畈考?br> 14、 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述第一連接部分被配置成連接到所 述第一電池的包容部件，并且所述第二連接部分被配置成連接到所述第二電池 的凸?fàn)畈考?br> 15、 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述包容部件包括螺母，所述凸?fàn)畈?件包括螺栓。
16、 如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述互連部件利用一固定裝置而與頂 連接蓋和底連接蓋可分離地結(jié)合。
17、 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述互連部件包括 與所述螺母的孔連接的第一通孔；和插入所述螺栓的第二通孔，其中所述固定裝置包括插入所述第 一通孔并與所述螺母結(jié)合的固定螺栓和 與所述螺栓結(jié)合的固定螺母。
18、 一種電池;漠塊裝置，包括 如權(quán)利要求1所述的第一電池； 如權(quán)利要求1所述的第二電池； 如權(quán)利要求1所述的第三電池；包括第 一和第二連接部分的第 一互連部件； 包括第 一和第二連接部分的第二互連部件； 包括第一和第二連接部分的第三互連部件；和 包括第 一和第二連接部分的第四互連部件。
19、 如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述第一互連部件的第二連接部分連 接到所述第 一電池的頂連接蓋，所述第二互連部件的第 一連接部分連接到所述 第 一電池的底連接蓋，所述笫二互連部件的第二連接部分連接到所述第二電池 的頂連接蓋，所述第三互連部件的第 一連接部分連接到所述第二電池的底連接 蓋，所述第三互連部件的第二連接部分連接到所述第三電池的頂連接蓋，并且 所述第四互連部件的第 一連接部分連接到所述第三電池的底連接蓋。
20、 一種電池模塊，包括 多個(gè)可再充電電池，每個(gè)可再充電電池均包^t舌具有正負(fù)電極和置于它們之間的隔板的電極組件， 容納所述電極組件的殼體，分別安裝在所述殼體的上部分和下部分中的上連接蓋和下連接蓋，和 分別鉗制于所述上連接蓋和下連接蓋的緊固件；以及 至少一個(gè)互連部件，其連接到相鄰可再充電電池的緊固件，以將相鄰的可 再充電電池4皮此互連。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能在短時(shí)間內(nèi)容易地將正負(fù)電極彼此區(qū)分并且制造過程也得以簡(jiǎn)化的可再充電電池以及使用該可再充電電池的電池模塊。可再充電電池包括包含正負(fù)電極和置于正負(fù)電極之間的隔板的電極組件；頂面開放以容納電極組件的殼體；安裝在殼體上部的蓋組件；具有包容部件并固定到蓋組件的上連接蓋；和具有凸?fàn)畈考⒐潭ǖ綒んw下部的下連接蓋。包容部件可鉗制于上連接蓋，凸?fàn)畈考摄Q制于下連接蓋。
文檔編號(hào)H01M10/04GK101162786SQ200710140609
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日
發(fā)明者卞相轅, 金泰容 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社