專利名稱：可再充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及可再充電電池，并且更具體地涉及包括安全器件的可再充電電池。
背景技術(shù)：
與無法再充電的一次電池不同，可再充電電池可以被再充電和放電。低容量的可 再充電電池常常被用于諸如移動電話、膝上型計算機(jī)和可攜式攝像機(jī)之類的小型便攜式電 子設(shè)備，而大容量的可再充電電池通常被用作驅(qū)動例如混合動力車的馬達(dá)的電源。近來，已開發(fā)出使用高能量密度的非水電解質(zhì)的大容量高功率可再充電電池。前 述大容量可再充電電池通過將這些可再充電電池的多個串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)接而被形成為大容 量電池模塊，以便使用大容量可再充電電池驅(qū)動例如需要大量電力的電車中的馬達(dá)之類的 設(shè)備?？稍俪潆婋姵乜梢员恢谱鳛榫哂袌A柱形狀、棱柱形狀等。棱柱形可再充電電池包括包括正電極和負(fù)電極以及正電極與負(fù)電極之間的隔板 的電極組件、具有放置電極組件的空間的殼體、用于關(guān)閉并密封殼體的蓋板，以及電連接至 電極組件并通過蓋板突出于殼體之外的端子。如果可再充電電池被諸如釘子、鉆子等的導(dǎo)電外來物刺穿，則在電池內(nèi)部可能發(fā) 生短路。短路會使可再充電電池內(nèi)部的溫度急劇升高，并引起冒火花或爆炸的危險。在背景部分中公開的以上信息僅用于加強(qiáng)對所描述的技術(shù)的背景的理解，因此其 可以包含并不構(gòu)成本國內(nèi)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實施例提供一種具有改進(jìn)的安全性的可再充電電池。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種可再充電電池，包括殼體；電極組件，容納 于所述殼體中，并且具有第一基本平坦表面、第二基本平坦表面以及連接所述第一基本平 坦表面和所述第二基本平坦表面的連接部分；以及支撐板，位于所述殼體與所述電極組件 之間，其中所述支撐板電聯(lián)接至所述電極組件，并且具有與所述第一基本平坦表面和所述 第二基本平坦表面中的一個大體相鄰且重疊的基本平坦部分。在一個實施例中，絕緣膜位于所述支撐板與所述電極組件之間。另外，所述電極組 件可以包括第一電極、第二電極和位于所述第一電極與所述第二電極之間的隔板，其中所 述第一電極具有涂敷有活性物質(zhì)的涂敷區(qū)域和沒有活性物質(zhì)的未涂敷區(qū)域，并且其中所述 支撐板在所述未涂敷區(qū)域處電聯(lián)接至所述第一電極。在一個實施例中，所述支撐板具有與所述第一電極的轉(zhuǎn)角區(qū)域大體對應(yīng)的轉(zhuǎn)角表 面，和與所述第一電極的未涂敷區(qū)域大體對應(yīng)的附著表面。在一個實施例中，所述支撐板和 所述第一電極包括相同的材料，并且在另一實施例中，所述第二電極和所述殼體包括相同 的材料。在一個實施例中，所述可再充電電池進(jìn)一步包括位于所述殼體與所述電極組件之 間的另一支撐板，其中所述另一支撐板電聯(lián)接至所述電極組件，并且具有與所述第一基本
3平坦表面和所述第二基本平坦表面中的另一個大體重疊的基本平坦部分。在一個實施例中，所述支撐板不覆蓋所述電極組件的所述連接部分。
[oo12] 圖l提供根據(jù)本發(fā)明第一實施例的可再充電電池的透視圖。[oo13] 圖2是沿圖l中的II—II線截取的可再充電電池的截面圖。[oo14] 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電極組件和金屬支撐板的分解透視圖。[oo15] 圖4是圖3所示的構(gòu)件在被組合時的水平截面圖。[oo16] 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的附著到電極組件的金屬支撐板的水平截面圖。[oo17] 在附圖中表示主要元件的附圖標(biāo)記的描述[oo18] lOO可再充電電池lo電極組件[oo19] loa平坦表面lob連接部分
11正電極12負(fù)電極
11a正未涂敷區(qū)域12a負(fù)未涂敷區(qū)域
13隔板20蓋組件
2l正端子22負(fù)端子
2la122a端子法蘭24墊圈
25襯墊26絕緣構(gòu)件
27電解質(zhì)注入口29螺母
30蓋板32引線構(gòu)件
34殼體38密封蓋
39排氣構(gòu)件39el凹口
40金屬支撐板4l，6l，7l平面部分
42，62，72彎曲傾斜部分43，63，73接合部分
45，65，75絕緣膜60第一金屬支撐板
70第二金屬支撐板具體實施方式
以下參考附圖更充分地描述本公開，附圖中示出本公開的示例性實施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以在不超出本公開的精神或范圍的情況下以多種方式對所描述的實施例進(jìn)行修改。在說明書和附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
圖l是根據(jù)第一實施例的可再充電電池的透視圖，而圖2是沿線II—II截取的可再充電電池的截面圖。
參見圖l和圖2，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的可再充電電池lOO包括通過卷繞正電極11和負(fù)電極12以及位于正電極11與負(fù)電極12之間的隔板13而制作的電極組件lo1容納電極組件lo的殼體34，以及與殼體34組合的蓋組件20。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，可再充電電池lOO將被示為棱柱形鋰離子二次電池。然而，本發(fā)明實施例的本公開不限于此，而是可以應(yīng)用于諸如鋰聚合物電池1圓柱形電池等多種電池類型。正電極11和負(fù)電極12可以包括用活性物質(zhì)涂敷由薄的金屬箔板制成的集流體而 制備的涂敷區(qū)域以及沒有涂敷活性物質(zhì)的未涂敷區(qū)域Ila和12a。正未涂敷區(qū)域Ila形成在正電極11沿長度方向的一端處，而負(fù)未涂敷區(qū)域12a形 成在負(fù)電極12沿長度方向的另一端處。接下來，正電極11和負(fù)電極12以及在二者之間 作為絕緣體的隔板13被螺旋形卷繞。另外，可以由用于支撐電極組件10的形狀的結(jié)束帶 (finishing tape)從外部支撐電極組件10。通過在卷繞之后進(jìn)行擠壓將電極組件10制成 近似板的形狀。電極組件10具有兩個基本平坦表面IOa以及連接兩個基本平坦表面的連 接部分10b，如圖3所示。然而，本公開不限于此，而是可以包括通過層壓多個正電極和負(fù)電極以及二者之 間的隔板而制備的電極組件10。 殼體34具有大致長方體形狀，并且在一側(cè)具有開口。蓋組件20包括覆蓋殼體34 的開口的蓋板30、從蓋板30突出并且電連接至正電極11的正端子21、從蓋板30突出并且 電連接至負(fù)電極的負(fù)端子22，以及配備有可以依據(jù)預(yù)定的內(nèi)部壓力而破裂的凹口 39a的排 氣構(gòu)件39。蓋板30由薄板制成，并且在一例包括用于注入電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)注入口 27和 用于密封電解質(zhì)注入口 27的密封蓋38。在蓋板30與端子21和22之間是用于將蓋板30與端子21和22電絕緣的襯墊 25。端子21和22包括正端子21和負(fù)端子22。襯墊25被裝配到端子孔中。在一個實施例 中，襯墊25由兩片制成，并且分別靠近端子孔的頂部和底部放置。根據(jù)本發(fā)明一實施例，端 子21和22之一，例如正端子21，可以電聯(lián)接至蓋板30，以使得電極11和12之一，例如正 電極11，可以被電聯(lián)接至殼體；34。端子21和22具有大體圓柱形狀，并且在外圓周具有用于附著螺母的螺紋。端子 21和22可以進(jìn)一步包括位于螺母四與襯墊25之間、用于緩沖螺母四與襯墊25的組合強(qiáng) 度的墊圈M。另外，端子21和22具有位于底部用于支撐端子21和22的端子法蘭21a和
22 ο端子法蘭21a和22a與蓋板30之間是用于絕緣的下絕緣構(gòu)件26。端子21和22 被插入下絕緣構(gòu)件26中。端子法蘭21a和22a與電連接至正電極11或負(fù)電極12的引線 構(gòu)件32焊接在一起。端子法蘭21a和22a以及引線構(gòu)件32被裝配到在下絕緣構(gòu)件沈的 底部形成的孔中。另外，支撐板被電聯(lián)接至電極組件。在一實施例中，支撐板為金屬支撐板40，并且 金屬支撐板40被焊接到負(fù)未涂敷區(qū)域12a中，以從外部支撐電極組件10。圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電極組件和金屬支撐板的分解透視圖。圖4是圖 3所示的上述構(gòu)件在組合時的水平截面圖。參見圖3和圖4，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的金屬支撐板40包括面對電極組件10的 前側(cè)的平面部分或基本平坦部分41、形成在平面部分41的一端并且彎向電極組件或朝電 極組件轉(zhuǎn)一角度的彎曲傾斜部分或轉(zhuǎn)角區(qū)域42，以及形成在彎曲傾斜部分42的末端處并 且電連接至負(fù)未涂敷區(qū)域12a的接合部分或附著表面43。根據(jù)本發(fā)明一實施例，金屬支撐 板40不覆蓋電極組件10的連接部分10b。
金屬支撐板40在接合部分43處與負(fù)未涂敷區(qū)域1 焊接在一起，并且由與負(fù)未 涂敷區(qū)域1 相同的材料制成。根據(jù)本發(fā)明的實施例，金屬支撐板40由銅或銅合金制成。 根據(jù)本發(fā)明一實施例，正電極11可以由與殼體34相同的材料制成。絕緣膜45位于平面部分41與電極組件10之間。絕緣膜45被附著到平面部分 41，并且通過由不與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)的聚合物材料制成，絕緣膜45防止電極組件10被 電連接至平面部分41。由于電極組件10的未涂敷區(qū)域Ila和12a比涂敷區(qū)域薄，因此未涂敷區(qū)域Ila和 1 在未涂敷區(qū)域Ila和1 與涂敷有活性物質(zhì)的涂敷區(qū)域相遇的位置處被形成為以一定 角度傾斜。未涂敷區(qū)域Ila和1 分別被焊接在一起，以便使用低電阻有效地撤消其中累 積的電流。金屬支撐板40中的彎曲傾斜部分42接觸并支持轉(zhuǎn)角的負(fù)未涂敷區(qū)域12a。由于 彎曲傾斜部分42大體依從電極組件的輪廓，因此接合部分43與電極組件10相鄰，并且可 以容易地焊接至負(fù)未涂敷區(qū)域12a。接合部分43被定向為與負(fù)未涂敷區(qū)域1 平行，并且 被焊接至負(fù)未涂敷區(qū)域12a。因此，這可以基本上防止負(fù)未涂敷區(qū)域1 由于外部沖擊或振 動而搖動或移位。由于負(fù)未涂敷區(qū)域1 與引線構(gòu)件32焊接在一起，因此如果負(fù)未涂敷區(qū)域12a由 于外部沖擊或振動而搖動或移位，則負(fù)未涂敷區(qū)域12a與引線構(gòu)件32之間的接觸會不充 分。然而，當(dāng)接合部分43像本發(fā)明實施例中那樣支撐負(fù)未涂敷區(qū)域12a時，可以基本上防 止負(fù)未涂敷區(qū)域1 與引線構(gòu)件32之間由于外部沖擊、振動等而接觸不充分。當(dāng)可再充電電池100由諸如釘子、鉆子等的導(dǎo)電外來物刺穿時，金屬支撐板40可 與正電極11發(fā)生短路，釋放累積的電流。在比較示例中，金屬支撐板被附著到正未涂敷區(qū) 域，并且被測試來看正未涂敷區(qū)域是否與負(fù)電極發(fā)生短路。作為測試結(jié)果，在電連接至正電 極的支撐板與負(fù)電極接觸的位置處的突發(fā)的熱量導(dǎo)致電極組件著火。另外，在不包括金屬 支撐板時，如所測試的，在另一比較示例中，當(dāng)可再充電電池由釘子、鉆子等從外部刺穿時， 正電極和負(fù)電極發(fā)生短路，并且產(chǎn)生很多熱，導(dǎo)致電極組件10著火。然而，在金屬支撐板40根據(jù)本發(fā)明的實施例被連接至負(fù)電極12并且由于釘子刺 穿可再充電電池100而與電極組件10內(nèi)部的正電極11發(fā)生短路時，電極組件10內(nèi)部累積 的電流可以被安全釋放，而不引起電極組件著火。正電極11可以被配置為電連接至殼體 34，因此連接至負(fù)電極12的金屬支撐板40可以與連接至正電極11的殼體34發(fā)生短路。這樣，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可再充電電池100可以在可再充電電池100被外 來物從外部刺穿時有可能發(fā)生爆炸的情況下，通過釋放電流從而去除著火的危險來提高安 全性。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的附著到電極組件的金屬支撐板的水平截面 圖。參見圖5，根據(jù)本發(fā)明實施例的可再充電電池包括附著到電極組件10 —側(cè)的第一 金屬支撐板60和附著到電極組件10另一側(cè)的第二金屬支撐板70。根據(jù)本發(fā)明的實施例，電極組件10具有與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)，因此這里不再 重復(fù)示出其描述。第一金屬支撐板60包括面對電極組件10的一側(cè)的平面部分61、連接至平面部分61 一端且彎向電極組件10或朝電極組件10轉(zhuǎn)一角度的彎曲傾斜部分或轉(zhuǎn)角傾斜部分62， 以及從彎曲傾斜部分62突出的接合部分63。平面部分61可以具有四邊形形狀。在一個實 施例中，絕緣膜65位于平面部分61與電極組件10之間。絕緣膜65可以由聚合物材料制 成，并附著到平面部分61。另外，第二金屬支撐板70包括面對電極組件10的另一側(cè)的平面部分71、連接至平 面部分71 一端且彎向電極組件10或朝電極組件10轉(zhuǎn)一角度的彎曲傾斜部分或轉(zhuǎn)角傾斜 部分72，以及從彎曲傾斜部分72 —端突出的接合部分73。平面部分71可以具有四邊形形 狀。在一個實施例中，絕緣膜75位于平面部分71與電極組件10之間。絕緣膜75可以由 聚合物材料制成，并附著到平面部分71。第一金屬支撐板60的接合部分63和第二金屬支撐板70的接合部分73被焊接至 負(fù)未涂敷區(qū)域12a，并且因此電連接至負(fù)電極12。第一金屬支撐板60和第二金屬支撐板70由與負(fù)電極集流體相同的材料制成，具 體來說由銅或銅合金制成。根據(jù)本發(fā)明的實施例，當(dāng)金屬支撐板60和70位于電極組件10的兩側(cè)時，由于即 使在可再充電電池被鉆子或類似器具刺穿時，電極組件10內(nèi)部的電流也可以在不引起著 火或爆炸的情況下被釋放，因此可再充電電池可以更安全。盡管已經(jīng)結(jié)合目前所認(rèn)為的實際的示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解， 本發(fā)明不限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明意在涵蓋所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi) 的各種修改和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種可再充電電池，包括殼體；電極組件，容納于所述殼體中，并且具有第一平坦表面、第二平坦表面以及連接所述第 一平坦表面和所述第二平坦表面的連接部分；以及支撐板，位于所述殼體與所述電極組件之間，其中所述支撐板電聯(lián)接至所述電極組件， 并且具有與所述第一平坦表面和所述第二平坦表面中的一個相鄰且重疊的平坦部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，進(jìn)一步包括位于所述支撐板與所述電極組件 之間的絕緣膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述電極組件包括第一電極、第二電極 和位于所述第一電極與所述第二電極之間的隔板，其中所述第一電極具有涂敷有活性物質(zhì) 的涂敷區(qū)域和沒有活性物質(zhì)的未涂敷區(qū)域，并且其中所述支撐板在所述未涂敷區(qū)域處電聯(lián) 接至所述第一電極。
4.如權(quán)利要求3所述的可再充電電池，其中所述支撐板被焊接到所述第一電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再充電電池，其中所述支撐板具有與所述第一電極的轉(zhuǎn)角 區(qū)域?qū)?yīng)的轉(zhuǎn)角表面，和與所述第一電極的未涂敷區(qū)域?qū)?yīng)的附著表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再充電電池，其中所述支撐板和所述第一電極包括相同的 材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再充電電池，其中所述第一電極和所述支撐板包括相同的 材料，并且所述第二電極和所述殼體包括相同的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再充電電池，其中所述殼體電聯(lián)接至所述第二電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述支撐板包括金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可再充電電池，其中所述金屬包括銅或銅合金。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，進(jìn)一步包括端子和將所述電極組件電聯(lián)接 至所述端子的引線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，進(jìn)一步包括位于所述殼體與所述電極組件 之間的另一支撐板，其中所述另一支撐板電聯(lián)接至所述電極組件，并且具有與所述第一平 坦表面和所述第二平坦表面中的另一個重疊的平坦部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池，其中所述支撐板不覆蓋所述電極組件的所 述連接部分。
全文摘要
一種可再充電電池，包括殼體；電極組件，容納于所述殼體中，并且具有第一平坦表面、第二平坦表面以及連接所述第一平坦表面和所述第二平坦表面的連接部分；以及支撐板，位于所述殼體與所述電極組件之間，其中所述支撐板電聯(lián)接至所述電極組件，并且具有與所述第一平坦表面和所述第二平坦表面中的一個相鄰且重疊的平坦部分。
文檔編號H01M4/02GK102088106SQ201010585749
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者曹奎元, 柳秀京, 金容三 申請人:Sb鋰摩托有限公司