專利名稱：集成有保護(hù)裝置的充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電電池，特別是，涉及一種具有保護(hù)裝置的充電電池。
背景技術(shù)：
在諸如移動(dòng)電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)之類的便攜式的電氣或者電子裝置中要 使用諸如鋰離子電池之類的充電電池，以為電子裝置提供能源。在這種充電電池中配備有 PTC(正溫度系數(shù))部件，特別是PPTC(高分子聚合物正溫度系數(shù))部件作為保護(hù)裝置，以在 充電電池充電或者放電時(shí)防止出現(xiàn)短路，過電流，或者防止電池過充電的異常高溫。圖1是顯示傳統(tǒng)充電電池的立體示意圖。例如鋰離子類型的充電電池100包括 作為兩個(gè)引出電極中的一個(gè)電極(例如正極)的殼體101、一體地設(shè)置在殼體101上的蓋板 111、以及作為兩個(gè)引出電極中的另一個(gè)電極(例如負(fù)極)的外連接柱102，其中連接柱102 和蓋板111之間設(shè)有絕緣材料，以在二者之間實(shí)現(xiàn)電絕緣。連接柱一般為鉚釘結(jié)構(gòu)并設(shè)置 在充電電池100的蓋板111上。圖2是顯示圖1所示的傳統(tǒng)的充電電池配置保護(hù)裝置的剖 視示意圖。該保護(hù)裝置為一 PTC(正溫度系數(shù))部件103，并包括具有導(dǎo)電性的聚合體元 件104、分別配置在聚合體元件104兩側(cè)的例如由鎳片或者箔材料制成的金屬導(dǎo)電層105和 106、配置在金屬層105上的導(dǎo)電層107、通過至少兩個(gè)焊接部109焊接在蓋板111上的導(dǎo)電 層110、以及用于電連接導(dǎo)電層106和導(dǎo)電層110的例如由導(dǎo)電粘合劑或釬焊膏形成的連 接層108。在上述結(jié)構(gòu)中，該導(dǎo)電層110和作為PTC部件103的其中一個(gè)電極的導(dǎo)電層106 通過連接層108電連接，作為PTC部件103的另一個(gè)電極的導(dǎo)電層107與鋰離子充電電池 100的保護(hù)電路板或外電路(未示出)連接，從而將PTC部件103連接在充電電池100和外 電路之間，實(shí)現(xiàn)PTC部件103對充電電池100的過電流和/或過充電的安全保護(hù)功能。在上述傳統(tǒng)的設(shè)有保護(hù)裝置的充電電池100中，需要在蓋板111上首先通過焊接 部109連接導(dǎo)電層110。這種導(dǎo)電層110例如可以由鎳片形成，一般厚度為0. 05-2.0毫米。 具有這種厚度的額外鎳片與充電電池100的正極或者負(fù)極(導(dǎo)電層105或者106)連接，造 成了充電電池100的內(nèi)阻增加，降低了充電電池本身的效率；這種額外的鎳片還會造成充 電電池的熱量傳遞損失，以至于PTC部件103的過充電保護(hù)效果被削弱或過充電保護(hù)啟動(dòng) 滯后；另外，連接層108和鎳片形式的導(dǎo)電層110的引入也使充電電池100的制造工藝復(fù)雜 和制造成本提高。實(shí)用新型的內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種集成有保護(hù)裝置的充電電池，其保護(hù) 裝置直接設(shè)置在連接柱上，能夠減少整個(gè)電池組的阻抗，改善電池組的性能，延長電池的使 用時(shí)間。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種集成有保護(hù)裝置的充電電池，包括殼體， 所述殼體內(nèi)部容納電極堆與電解質(zhì)，所述殼體上一體地設(shè)有蓋板；以及從所述殼體內(nèi)部向 外伸出并與所述蓋板電絕緣的連接柱，在所述連接柱上設(shè)有與所述連接柱直接電連接的保 護(hù)裝置。[0008]在上述充電電池中，所述保護(hù)裝置為正溫度系數(shù)部件。在上述充電電池中，所述正溫度系數(shù)部件包括具有導(dǎo)電性的聚合體元件；以及 配置在所述聚合體元件的第一側(cè)的第一導(dǎo)電層。在上述充電電池中，所述聚合體元件的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)通過焊接或?qū)?電性粘合劑與所述連接柱電連接。在上述充電電池中，所述連接柱為鉚釘結(jié)構(gòu)或螺母螺栓結(jié)合的結(jié)構(gòu)。在上述充電電池中，所述蓋板上設(shè)有通孔，所述電解質(zhì)通過所述通孔供給到所述 殼體內(nèi)，并且所述通孔上設(shè)有蓋體。在上述充電電池中，所述蓋板上設(shè)有用做安全閥的薄層。根據(jù)本實(shí)用新型的充電電池，在連接柱上設(shè)有保護(hù)裝置，作為保護(hù)裝置的PTC部 件貼近電池芯，與電池芯熱連接，可以提供更好的過充電(過溫)保護(hù)功能；鋰離子充電電 池的保護(hù)裝置直接設(shè)置在連接柱上，而不需要用做連接結(jié)構(gòu)的連接層或連接條，這樣可以 簡化后續(xù)電池組的制造工藝，減少了鎳帶的使用長度、數(shù)量和點(diǎn)焊次數(shù)，從而降低了整個(gè)電 池組的制造成本；改善電池尺寸空間；進(jìn)一步地，能夠減少整個(gè)電池組的阻抗，改善電池組 的性能，延長電池的使用時(shí)間。

本發(fā)明將參照附圖來進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中圖1是顯示傳統(tǒng)充電電池的立體示意圖；圖2是顯示圖1所示的傳統(tǒng)的充電電池配置保護(hù)裝置的剖視示意圖；圖3是顯示根據(jù)本實(shí)用新型的具有保護(hù)裝置的充電電池的俯視圖；以及圖4是顯示沿圖3中的A-A線的局部剖視圖。
具體實(shí)施方式
雖然將參照含有本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的附圖充分描述本實(shí)用新型，但在此描 述之前應(yīng)了解本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可修改本文中所描述的實(shí)用新型，同時(shí)獲得本實(shí)用新 型的技術(shù)效果。因此，須了解以上的描述對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言為一廣泛的揭示，且 其內(nèi)容不在于限制本實(shí)用新型所描述的示例性實(shí)施例。參見附圖3和4，其中圖3是顯示根據(jù)本實(shí)用新型的具有保護(hù)裝置的充電電池的 俯視圖，圖4是顯示沿圖3中的A-A線的局部剖視圖。根據(jù)本實(shí)用新型的一種示例性實(shí)施 例的充電電池10例如可以是一種鋰離子充電電池，包括殼體，所述殼體例如由鋁、鋼等金 屬薄板制成，并且其內(nèi)部容納用于產(chǎn)生電能的電極堆和電解質(zhì)，所述殼體上一體地設(shè)有蓋 板1 ；以及從蓋板1內(nèi)部向外伸出并與蓋板1通過絕緣材料4電絕緣的連接柱2，在連接柱 2上設(shè)有與連接柱2直接電連接的保護(hù)裝置3。在蓋板1的內(nèi)部，在連接柱2還與集電元件 5電連接。例如，蓋板1可以是充電電池10的正極，而連接柱2和集電元件5可以是充電電 池10的負(fù)極。在本實(shí)用新型的一種示例性實(shí)施例中，保護(hù)裝置3為正溫度系數(shù)(PTC)部件，進(jìn)一 步地，可以是高分子聚合物正溫度系數(shù)(PPTC)部件。這種正溫度系數(shù)部件包括具有導(dǎo)電 性的聚合體元件6 ；以及配置在聚合體元件6的第一側(cè)的第一導(dǎo)電層7。聚合體元件6 —般為層狀的，并且由分散有作為導(dǎo)電性填充物的炭黑的導(dǎo)電性聚合物(例如聚乙烯)形成。 作為引出電極的導(dǎo)電層7例如可以是鎳片、鍍鎳鋼片、銅片、鋁鎳復(fù)合片等導(dǎo)電性良好的金 屬片。進(jìn)一步地，聚合體元件6的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)通過焊接與連接柱2的暴露 在蓋板1外部的表面電連接。連接柱2為由導(dǎo)電性能良好的諸如鎳，鋼，銅之類的金屬材料 制成鉚釘結(jié)構(gòu)。具體而言，連接柱2包括圓柱部分和從圓柱部分的一端徑向延伸的凸緣部 分。圓柱部分從蓋板1的外部延伸到蓋板1的內(nèi)部，凸緣部分暴露在蓋板1的外部，圓柱部 分的位于蓋板1內(nèi)部的一端通過鉚接方式與集電元件5電連接。由于連接柱2的凸緣部分 和圓柱部分具有相對較厚的厚度，從而允許將保護(hù)裝置3的聚合體元件6直接通過焊接或 導(dǎo)電性粘合劑采用回流焊工藝電連接在連接柱2的凸緣部分上，使PTC部件與鉚釘結(jié)構(gòu)的 連接柱2形成為一個(gè)整體，而不會破壞連接柱2本身的結(jié)構(gòu)并影響連接柱的導(dǎo)電性能?？?選地，圓柱部分的位于蓋板1內(nèi)部的一端具有螺紋，并且連接柱2為螺母螺栓結(jié)構(gòu)，從而通 過螺栓螺母連接方式使集電元件5與圓柱部分電連接。進(jìn)一步可選地，圓柱部分的位于蓋 板1內(nèi)部的一端可以直接通過焊接與集電元件5電連接。在上述結(jié)構(gòu)中，保護(hù)裝置3是聚合體元件6與連接柱2電連接，從而使連接柱2作 為保護(hù)裝置3的一個(gè)電極，而第一導(dǎo)電層7作為保護(hù)裝置(正溫度系數(shù)部件)3的另一個(gè)電 極并與鋰離子充電電池10的保護(hù)電路板或外電路(未示出)電連接，從而將保護(hù)裝置3連 接在充電電池10和外電路之間，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置對充電電池10的過電流和/或過充電的安 全保護(hù)功能。根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子充電電池10，在連接柱2上設(shè)有保護(hù)裝置，可以避免充 電電池10因短路、過充電和過電流等異常狀況導(dǎo)致的安全性問題和可靠性降低的缺陷；充 電電池10的PTC部件貼近電池芯，與電池芯熱連接，可以提供更好的過充電(過溫)保護(hù) 功能；鋰離子充電電池10的保護(hù)裝置3直接設(shè)置在連接柱2上，而不需要用做連接結(jié)構(gòu)的 連接層(例如鎳片、箔片等)，這樣可以簡化后續(xù)電池組(電池包)的制造工藝，減少了鎳帶 的使用長度、數(shù)量和點(diǎn)焊次數(shù)，從而降低了整個(gè)電池組的制造成本；由于不需要用做連接結(jié) 構(gòu)的連接層(例如鎳片、箔片等)，減少了焊點(diǎn)，由此減少了整個(gè)電池組的阻抗，改善了電池 組的性能，延長了電池的使用時(shí)間。在進(jìn)一步地是示例性實(shí)施例中，蓋板1上設(shè)有通孔8，通過通孔8可以將電解質(zhì)供 給到蓋板1內(nèi)，并且通孔8上設(shè)有蓋體(未示出)，以對蓋板1的內(nèi)部進(jìn)行密封。蓋板1上 可以進(jìn)一步設(shè)有用做安全閥的薄層9，以在蓋板1的內(nèi)部壓力較大時(shí)，薄膜9自動(dòng)破裂，防止 整個(gè)充電電池爆裂。進(jìn)一步地，作為充電電池10的上蓋的蓋板1上可能還設(shè)有固定凹槽等 輔助結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的進(jìn)一步地的示例性實(shí)施例，在聚合體元件6的與第一側(cè)(即設(shè) 置第一導(dǎo)電層7的那一側(cè))相對的第二側(cè)可以設(shè)有第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層通過焊接 與連接柱2電連接。在詳細(xì)說明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例之后，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚的了 解，在不脫離隨附權(quán)利要求的保護(hù)范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與改變，且本實(shí)用新型亦 不受限于說明書中所舉示例性實(shí)施例的實(shí)施方式。
權(quán)利要求一種集成有保護(hù)裝置的充電電池，包括殼體，所述殼體內(nèi)部容納電極堆和電解質(zhì)，所述殼體上一體地設(shè)有蓋板；以及從所述殼體內(nèi)部向外伸出并與所述蓋板電絕緣的連接柱，其特征在于，在所述連接柱上設(shè)有與所述連接柱直接電連接的保護(hù)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的充電電池，其特征在于，所述保護(hù)裝置為正溫度系數(shù)部件。
3.如權(quán)利要求2所述的充電電池，其特征在于，所述正溫度系數(shù)部件包括 具有導(dǎo)電性的聚合體元件；以及配置在所述聚合體元件的第一側(cè)的第一導(dǎo)電層。
4.如權(quán)利要求3所述的充電電池，其特征在于，所述聚合體元件的與所述第一側(cè)相對 的第二側(cè)通過焊接或?qū)щ娦哉澈蟿┡c所述連接柱電連接。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的充電電池，其特征在于，所述連接柱為鉚釘結(jié)構(gòu) 或螺母螺栓結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的充電電池，其特征在于，所述蓋板上設(shè)有通孔，所 述電解質(zhì)通過所述通孔供給到所述殼體內(nèi)，并且所述通孔上設(shè)有蓋體。
7.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的充電電池，其特征在于，所述蓋板上設(shè)有用做安 全閥的薄層。
專利摘要公開了一種集成有保護(hù)裝置的充電電池，包括殼體，所述殼體內(nèi)部容納電極堆與電解質(zhì)，所述殼體上一體地設(shè)有蓋板；以及從所述殼體內(nèi)部向外伸出并與所述蓋板電絕緣的連接柱，在所述連接柱上設(shè)有與所述連接柱直接電連接的保護(hù)裝置。該充電電池的保護(hù)裝置直接設(shè)置在連接柱上，能夠減少整個(gè)電池組的阻抗，改善電池組的性能，延長電池的使用時(shí)間。
文檔編號H01M10/0525GK201717324SQ20102017828
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者董湧, 陳力 申請人:瑞侃電子(上海)有限公司