專利名稱：帽組件和使用該帽組件的蓄電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的各方面涉及一種帽組件以及一種使用該帽組件的蓄電池，該帽
組件防止通氣孔破裂、防止氣體泄露并使通氣孔的裂開變化(break variation ) 均勻并改進了安全性。
背景技術：
通過重復充電和;故電，蓄電池可以^皮重復使用。因此，與一次性電池 (disposable battery)相比，蓄電池是經濟的。目前，由于蓄電池尺寸小并具 有高容量，所以蓄電池被廣泛地用作便攜式電子產品(例如，移動電話、筆 記本計算機、可攜式攝像機、數字計算機等)的驅動電源。
蓄電池的示例包括鎳鎘蓄電池、金屬氫化物/鎳蓄電池、鋅/鎳蓄電池、鋰 離子蓄電池以及聚合物4里蓄電池(lithium polymer secondary battery )等。
在這些電池中，鋰蓄電池已經被廣泛地使用，這是因為它尺寸小并且每 單位體積具有高能量密度、高操作電壓以及高容量。
鋰蓄電池一般包括電極組件，包括正電極板、負電極板和隔離件；傳 遞鋰離子的電解液。
鋰離子蓄電池通常使用保護電路，這是因為當電解液泄露并且鋰過渡金 屬(lithium transition metal)被暴露于空氣中時，或者當電池被過量充電并且 其內部壓力由于化學反應而增加時，鋰離子蓄電池具有爆炸的危險。
根據容納電極組件的單元電池外殼(cell case)的類型，鋰離子蓄電池可 以被分為罐型電池和袋型電池。罐型電池還可以:故分為圓柱型電池和棱柱型 電池，或者具有彎曲邊緣的柱型電池。
當鋰離子蓄電池是罐型電池時，單元電池外殼通常包含金屬，例如鋁。
開口形成在罐的 一側。在電極組件和電解液通過開口被容納在所述罐的 內部之后，開口4皮帽組件密封，從而制造成蓄電池。
當鋰離子蓄電池是棱柱型電池時，帽組件包括具有與形成在罐的一側上 的開口對應尺寸和形狀的帽板。帽板包括形成以防止蓄電池爆炸的通氣孔。即，當蓄電池的內部壓力增 加超過預定水平時，通氣孔破裂以排放氣體，從而防止蓄電池爆炸。
通常，通過對由鋁等制成的帽板的一部分施壓來形成通氣孔。因此，通 氣孔被形成為比帽板的其它部分薄。此外，通氣孔包括凹口使得通氣孔容易 破裂。
但是，這種通氣孔容易被外部沖擊以及蓄電池的內部壓力損壞。
而且，當蓄電池的內部壓力增加時，罐膨脹并變形。然后，結合到罐上
的帽板的形狀也變形。
隨著罐膨脹，帽板朝著罐的內部彎曲，因此壓力作用于形成在帽板上的
通氣孔。
而且，通氣孔由于增壓在其角落附近容易破裂，電池內部的氣體會通過 破裂的通氣孔泄露。
結果，當存在氣體泄露時，通氣孔不能正常地操作，并且根據產生的氣 體的量，通氣孔裂開的時間不均勻，從而降低了電池的安全性。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的各方面在于提供一種帽組件和使用該帽組件的蓄電池， 該帽組件防止通氣孔破裂，防止氣體泄露，使得通氣孔的裂開變化均勻并改 進了安全性。
根據實施例，帽組件包括帽板，該帽板包括形成在帽板的一個表面上 的通氣孔以及在與帽板的通氣孔相鄰的區(qū)域上形成的加強部分。
根據本發(fā)明的一方面，所述加強部分可形成在與形成通氣孔的表面相對 的表面上。
根據本發(fā)明的一方面，可通過將與通氣孔相鄰的區(qū)域形成得比帽板的其 它區(qū)域厚來形成所述加強部分。
根據本發(fā)明的一方面，所述加強部分可形成在與形成通氣孔的表面相同 的表面上。
根據本發(fā)明的一方面，可通過在與通氣孔相鄰的區(qū)域凹入而形成所述加 強部分。
根據另一實施例，蓄電池包括帽組件，帽組件包括帽板，帽板包括形成分，所述加強部分在帽板上的與形成通氣孔的表面相反的表面上。
根據另一實施例，蓄電池包括帽組件，所述帽組件包括帽板，所述帽板
包括通氣孔，形成在帽板的一個表面上；加強部分，形成在與通氣孔相鄰 的區(qū)域上，與通氣孔形成在相同的表面上。
根據本發(fā)明的一方面，加強部分可沿著帽板的短邊方向或者長邊方向形 成在與通氣孔的 一側相鄰的區(qū)域。
根據本發(fā)明的一方面， 一對加強部分可沿著帽板的短邊方向或者長邊方 向在通氣孔的任一側彼此平行地形成。
根據本發(fā)明的一方面， 一對加強部分可沿著帽板的短邊方向和長邊方向 在通氣孔的任一側彼此平行地形成。
才艮據本發(fā)明的一方面，加強部分可沿著與通氣孔相鄰的區(qū)域形成，以圍 繞著通氣孔。
本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點部分將在以下描述中進行闡述， 一部分將從 描述中變得清楚，或者可以通過本發(fā)明的實踐而了解。


通過下面結合附圖對實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和 優(yōu)點將會變得清楚和更加易于理解，其中
圖1是根據本發(fā)明實施例的蓄電池的分解透視圖； 圖2A是根據本發(fā)明實施例的帽板的平面圖； 圖2B是沿著圖2A的線A-A'剖開的截面圖3A至圖3E是具有按照各種形狀形成的加強部分的帽板的平面圖； 圖4A是根據本發(fā)明另一實施例的帽板的平面圖； 圖4B是沿著圖4A的線B-B'剖開的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將詳細描述本發(fā)明的實施例，其示例在附圖中被示出，其中，相 同的標號始終表示相同的元件。以下，參照附圖描述實施例，以解釋本發(fā)明。 在附圖中，為了清楚起見，層和區(qū)域的厚度和長度被夸大了。
圖1是根據本發(fā)明實施例的蓄電池100的構造的分解透視圖。蓄電池100 包括電極組件10、容納電極組件10的罐20以及位于罐20的開口上的帽組
6件30。
蓄電池100還包括位于被容納在罐20中的電極組件10上的絕緣殼體40。 電極組件10包括第一電極板11、第二電極板13和隔離件15。第一電極板11、 隔離件15和第二電極板13可以被層疊并按照果凍巻(jellyroll)的形狀被巻 起。
以下，第一電極板11被稱為陽極板，第二電極板13被稱為陰極板。但 是，應該理解，根據形成極性的工藝，第一電極板II和第二電極板13的極 性可以被顛倒。
通過將陽極活性材料施加到由鋁等構成的陽極收集器來形成陽極板11。 陽極板11包括未施加陽極活性材料的部分(稱為'陽極非涂覆部分')。
通過將陰極活性材料施加到由銅等構成的陰極收集器來形成陰極板13 。 陰極板13包括未施加陰極活性材料的部分(稱為'陰極非涂覆部分，)。
隔離件15介于陽極板11和陰極板13之間，并防止兩個電極板11和13 之間短路。隔離件15的表面呈多孔膜的結構，提供鋰離子運動通過的路徑。
電連接到帽組件30的帽板31的第一電極接線片17附著到陽極非涂覆部 分，以通電。電連接到帽組件30的電極端子33的第二電極接線片19附著到 陰極非涂覆部分，以通電。
因此，第一電極接線片17與第一電極板11具有相同的極性，第二電極 接線片19與第二電極板13具有相同的極性。
以下，第一電極接線片17被稱為陽極接線片，第二電極接線片19被稱 為陰極接線片。
陽極接線片17和陰極接線片19可以由材料(例如鎳)構成，并且可以 通過超聲焊接、激光焊接等分別附著到陽極非涂覆部分和陰極非涂覆部分上。
絕緣帶18在陽極接線片17和陰極接線片19分別從巻起的電極組件10 向外抽出的邊緣纏繞著陽極接線片17和陰極接線片19。絕緣帶18防止所述 電極板11和13之間短3各。
陽極收集器可包含不銹鋼、鎳、鋁、鈦、這些材料的合金、或者使用碳、 鎳、鈦和銀進行了表面處理的不銹鋼或者鋁。作為特殊的、非限制性的示例， 陽極收集器可包含鋁或者鋁合金。
陰極收集器可包含不銹鋼、鎳、銅、鈦、這些材料的合金、或者使用碳鎳、鈦和銀進行了表面處理的不銹鋼或者銅。作為特殊的、非限制性的示 例，陰極收集器可包含銅或者銅合金。
隔離件15使用典型的隔離件材料，并且包含熱塑樹脂，例如聚乙烯(PE )、 聚丙烯(PP)等。隔離件15的表面具有多孔膜結構。
當電池內部的溫度增加到熱塑樹脂的熔點附近時，隔離件15被熔化，使 得多孔膜結構被堵塞，從而變成絕緣膜。
當多孔膜結構變成絕緣膜時，在陽極板11和陰極板13之間的鋰離子的 運動被中斷，并且不再有電流流動，從而電池內部溫度的增加停止。
罐20可包含金屬材料，并且具有包括開口的頂部。罐20容納電極組件 IO和電解液。罐20還可容納可位于電極組件10上的絕緣殼體40。
作為金屬材料，可使用輕且柔韌的鋁、鋁合金、不銹鋼等。當罐20由金 屬材料構成時，罐20會導電，所以可以被用作電極端子。
罐20可具有棱柱形狀或者帶彎曲的角的橢圓形狀。罐20敞開的頂部通 過焊接或者熱結合被密封到帽板31上。
帽組件30包括帽板31、絕緣墊圈32、電極端子33、絕緣板34、端子 板35和電解液注入孔堵塞件36。
帽板31與罐20的開口結合以密封罐20。帽板31具有與開口相同的尺 '寸和形狀，并且包括端子通孔311,電極端子33插入到該端子通孔311中。
此外，帽板31包括電解液注入孔312,該電解液注入孔312形成為提供 將電解液注入到罐20內部的路徑。電解液注入孔堵塞件36關閉電解液注入 孔312。
此外，帽板31包括通氣孔313,該通氣孔313形成為當電池內部的壓力 增加時通過裂開排放氣體。通氣孔313包括形成為容易使通氣孔313裂開的 凹口 。
此外，帽板31包括形成在與通氣孔313相鄰的區(qū)域上的加強部分314。 加強部分314防止通氣孔由于外部壓力而容易產生破裂。
雖然顯示了蓄電池100的特定構造，但是應該理解，本發(fā)明不限于此。 將參照圖2A至圖3E詳細描述通氣孔313和加強部分314。 絕緣墊圏32安裝到形成在帽板31上的端子通孔311中，并且絕緣墊圏 32包括使電極端子33與帽板31絕緣的絕緣材料和形成在絕緣墊圈32的中 間部分的孔。電極端子33插入到絕緣墊圏32的孔中，并穿透帽板31。電極端子33的下端連接到端子板35。
絕緣板34位于帽板31之下，并使端子板35的外表面絕緣。絕緣板34 包括電極端子33穿過以與端子板35接觸的孔。
端子板35位于絕緣板34之下，并包含導電材料，以形成與電極端子33 連接的電路。
此外，端子板35的下表面與陰極接線片19電連接，從而電極端子33 用作陰極端子。
絕緣殼體40位于插入到罐20中的電極組件10上，以防止電極組件10 運動。絕緣殼體40包括形成為使端子板35和遮蓋端子板35的絕緣板34穩(wěn) 定地保持的邊緣壁。
此外，絕緣殼體40包括接線片凹槽41和接線片孔42。接線片凹槽41 和接線片孔42分別保持陽極接線片17和陰極接線片19彼此分開預定距離， 以防止陽極接線片17和陰極接線片19之間短路，并當接線片從電極組件IO 突出時引導陽極接線片17和陰極接線片19。
此外，絕緣殼體40包括注入孔43,該注入孔43形成為提供經電解液注 入孔312注入的電解液能夠流入電極組件10中的^^徑。
圖2A是根據本發(fā)明實施例的帽板31的平面圖，圖2B是沿著圖2A的 線A-A'剖開的截面圖。
參照圖2A和圖2B，帽板31包括端子通孔311、電解液注入孔312和通 氣孔313。
通氣孔313通過擠壓等形成在帽板31的一個表面上，以比帽板31的其 它部分薄。當電池內部的壓力增加時，通氣孔313破裂，從而排放積聚在電 池內部的氣體，并防止電池爆炸。通氣孔313包括凹口，使得通氣孔313容 易裂開。
此外，加強部分314形成在帽板31的另一表面上，即，形成在與形成通 氣孔313的表面相對的表面上，并且處于帽板31上與通氣孔313相鄰的區(qū)域， 從而防止通氣孔313由于外部壓力等輕易地破裂。
以下，形成通氣孔313的表面稱為帽板31的'頂表面，，形成加強部分 314并且與形成通氣孔313的表面相對的另一表面稱為帽板31的'底表面'。
加強部分314按照與通氣孔313相鄰的區(qū)域厚于帽板31的其它部分的方 式形成。當帽板31彎曲時，加強部分314降低了施加到通氣孔313上的壓力?？赏ㄟ^形成帽板31的一部分來形成加強部分314,以使加強部分314比 帽板31的剩余部分厚，或者通過將其它構件附著到帽板31上形成加強部分 314。
此外，當在通氣孔313的區(qū)域中的帽板31彎曲時，加強部分314用作支 撐件，以使通氣孔313的彎曲最小化。因此，加強部分314防止通氣孔313 在通氣孔313的角落處由于彎曲在通氣孔313的區(qū)域中的帽板31產生的壓力
而破裂。
加強部分314可形成在與通氣孔313相鄰的區(qū)域上。如果加強部分314 形成為與通氣孔313相隔太遠，則加強部分314會不足以吸收外部壓力。
此外，當加強部分314形成在與形成通氣孔313的位置對應的帽板31 的底表面的相同位置上時，由于電池內部的壓力的增加而導致的通氣孔313 的裂開特性會受到阻礙。因此，不希望在與形成通氣孔313的位置對應的帽 板31的底表面的相同位置上形成加強部分314。
加強部分314可根據通氣孔313的形狀按照各種形狀形成。例如，在圖 2A和圖2B的實施例中，通氣孔313按照矩形形狀形成。
如圖2A所示，加強部分314可沿著帽板31的短邊方向形成在與通氣孔 313的 一側相鄰的區(qū)i或上。
圖3A至圖3E示出了加強部分314的各種形狀和位置。如圖3A所示， 加強部分314a可以沿著帽板31的長度方向形成在與通氣孔313的一側相鄰 的區(qū)域。
此外，如圖3B和圖3C所示，在通氣孔313的任一側，彼此平行的一對 加強部分314b和314c可以沿著帽板31的短邊方向或者長邊方向形成在與通 氣孔313相鄰的區(qū)域。
此外，如圖3D和圖3E所示，加強部分314d和314e可以分別沿著帽4反 31的短邊方向和長邊方向形成在與通氣孔313相鄰的區(qū)域。
然后，如圖3D所示，加強部分314d可以由一對加強部分314dl和一對 加強部分314d2按照不連續(xù)的方式形成。加強部分314dl沿著帽板31的短邊 方向在通氣孔313的任一側4皮此平行，加強部分314d2沿著帽板31的長邊方 向在通氣孔313的任一側彼此平行。
此外，如圖3E所示，加強部分314e可以沿著與通氣孔313相鄰的區(qū)域 形成，以沿著帽板31的短邊方向和長邊方向連接起來并圍繞著通氣孔313。加強部分314的形狀不限于圖2A、圖2B以及圖3A至圖3D的實施例。 加強部分314可以按照其它形狀或者各種形狀的組合形成。
圖4A是根據本發(fā)明另一實施例的帽板31'的平面圖，圖4B是沿著圖4A 的線B-B'剖開的截面圖。
參照圖4A和圖4B,帽板31'包括端子通孔311、電解液注入孔312和通 氣孔313。
通氣孔313通過擠壓等形成在帽板31'的一個表面上，以薄于帽板31'的 其它部分。當電池內部的壓力增加時，通氣孔313裂開，從而排出積聚在電 池內部的氣體，并防止電池爆炸。通氣孔313包括凹口，使得通氣孔313容
易裂開。
此外，加強部分314'和通氣孔313形成在帽板31'的相同的表面上。加強 部分314'形成在與通氣孔313相鄰的區(qū)域，A/v而防止通氣孔313由于外部壓 力等而輕易地破裂。加強部分314'可形成在與通氣孔313相鄰的區(qū)域，并且 沿著與通氣孔313相同的方向形成。即，加強部分314'可在帽板31'中形成為 凹入，并且可沿著與擠壓帽板31'形成通氣孔313相同的方向通過擠壓帽板 31'的頂表面形成。
當帽板31'彎曲時，加強部分314'用于局部降低可施加到通氣孔313上的 集中壓力或者局部變形。因此，加強部分314'防止通氣孔313由于帽板31'
加強部分314'可形成在與通氣孔313相鄰的區(qū)域。如果加強部分314'形 成得與通氣孔313相隔太遠，則加強部分314'會不足以吸收外部壓力。
加強部分314'可根據通氣孔313的形狀按照各種形狀形成。加強部分314' 可按照所述形狀的組合或者任意一種形成，并位于與圖2A、圖2B、圖3A、 圖3B、圖3C、圖3D和圖3E所示的加強部分314類似的位置。因此，不需 要重復上面所提供的描述。
根據本發(fā)明的各方面，防止通氣孔由于外部壓力破裂，并且防止氣體從 蓄電池內部泄露。因此，通風得到改善并且電池的安全性得到提高。
雖然已經顯示并描述了本發(fā)明的一些實施例，但是本領域技術人員應該 理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對實施例進行改變，本 發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
ii
權利要求
1、一種帽組件，包括帽板，包括形成在帽板的一個表面上的通氣孔以及在與帽板的通氣孔相鄰的區(qū)域上形成的加強部分。
2、 如權利要求1所述的帽組件，其中，所述加強部分形成在與形成通氣 孔的表面相對的表面上。
3、 如權利要求2所述的帽組件，其中，通過將與通氣孔相鄰的區(qū)域形成 得比帽板的其它區(qū)域厚來形成所述加強部分。
4、 如權利要求1所述的帽組件，其中，所述加強部分形成在與形成通氣 孔的表面相同的表面上。
5、 如權利要求4所述的帽組件，其中，所述加強部分通過擠壓與通氣孔 相鄰的區(qū)i或形成。
6、 如權利要求1所述的帽組件，其中，加強部分沿著帽板的短邊方向或 者長邊方向形成在與通氣孔的一側相鄰的區(qū)域。
7、 如權利要求1所述的帽組件，其中， 一對加強部分沿著帽板的短邊方 向或者長邊方向在通氣孔的任一側彼此平行地形成。
8、 如權利要求1所述的帽組件，其中，成對的加強部分沿著帽板的短邊 方向和長邊方向在通氣孔的4壬一側纟皮此平行地形成。
9、 如權利要求1所述的帽組件，其中，加強部分沿著與通氣孔相鄰的區(qū) 域形成，以圍繞著通氣孔。
10、 一種蓄電池，包括 帽組件，包括帽板，包括形成在帽板的一個表面上的通氣孔以及在與通氣孔相鄰 的區(qū)域上形成的加強部分，所述加強部分在帽板上的與形成通氣孔的表面相 反的表面上。
11、 如權利要求10所述的蓄電池，還包括 電極組件；罐，容納電極組件，并限定開口， 其中，所述帽組件位于所述罐的開口上。
12、 如權利要求IO所述的蓄電池，其中，加強部分被形成得比帽板的其它區(qū)域厚。 '
13、 如權利要求IO所述的蓄電池，其中，加強部分沿著帽板的短邊方向 或者長邊方向形成在與通氣孔的一側相鄰的區(qū)域。
14、 如權利要求IO所述的蓄電池，其中， 一對加強部分沿著帽板的短邊 方向或者長邊方向在通氣孔的任一側彼此平行地形成。
15、 如權利要求IO所述的蓄電池，其中， 一對加強部分沿著帽板的短邊方向和長邊方向在通氣孔的任一側彼此平行地形成。
16、 如權利要求10所述的蓄電池，其中，加強部分沿著與通氣孔相鄰的 區(qū)域形成，以圍繞著通氣孔。
17、 一種包括帽組件的蓄電池，所述帽組件包括帽板，所述帽板包括 通氣孔，形成在帽板的一個表面上；加強部分，形成在與通氣孔相鄰的區(qū)域上，與通氣孔形成在相同的表面上。
18、 如權利要求17所述的蓄電池，還包括 電極組件；罐，容納電極組件，并限定開口， 其中，所述帽組件位于所述開口上。
19、 如權利要求17所述的蓄電池，其中，通過在與通氣孔相鄰的區(qū)域創(chuàng) 建凹處形成加強部分。
20、 如權利要求17所述的蓄電池，其中，加強部分沿著帽板的短邊方向 或者長邊方向形成在與通氣孔的一側相鄰的區(qū)域。
21、 如權利要求17所述的蓄電池，其中， 一對加強部分沿著帽板的短邊 方向或者長邊方向在通氣孔的任一側彼此平行地形成。
22、 如權利要求17所述的蓄電池，其中， 一對加強部分沿著帽板的短邊 方向和長邊方向在通氣孔的任一側彼此平行地形成。
23、 如權利要求17所述的蓄電池，其中，加強部分沿著與通氣孔相鄰的 區(qū)域形成，以圍繞著通氣孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帽組件和使用該帽組件的蓄電池。該蓄電池包括帽組件，該帽組件包括帽板，該帽板包括形成在帽板的一個表面上的通氣孔以及在與通氣孔相鄰的區(qū)域上形成的加強部分，所述加強部分在帽板上的與形成通氣孔的表面相反的表面上?；蛘撸卑蹇砂ㄐ纬稍谂c通氣孔相鄰的區(qū)域上的加強部分，該加強部分與通氣孔形成在相同的表面上。防止通氣孔由于外部壓力破裂，并且防止氣體從蓄電池的內部泄露。
文檔編號H01M2/04GK101540381SQ20091012815
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權日2008年3月17日
發(fā)明者金光天 申請人:三星Sdi株式會社