CN100334748C - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二次电池，包括包含正极、负极和置于这两个电极之间的隔板的电极组件、内部容纳该电极组件的壳体和安装在该壳体上以密封该壳体的盖组件。该盖组件包括安装在该壳体上的盖板；放置在该盖板上以电连接到该电极组件的外部端子；和围绕该外部端子的管状体，其用于将外部端子安装在盖板上。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池，更具体地，涉及用于二次电池的外部端子的一种装配结构。
背景技术
与一次电池不同，二次电池可以再充电。近来随着高功率二次电池的发展，高功率密度的非水电解液二次电池也得到了发展。由一个电池组单元电池制成的电池组的低功率二次电池，可以作为便携式电话、膝上型计算机和可携式摄像机等各种便携式装置的电源。而几个到几十个的二次电池单元电池并联或串联地连接到一起形成的大尺寸电池，可以用于电动车等的电机驱动上。
根据外形的不同，二次电池可以分为不同的类型，例如，正方形或圆柱形电池。二次电池包括电极组件，其中长带状的正极板和负极板，以及置于它们之间作为绝缘体的隔板进行螺旋卷绕，或者其中正极板、负极板以及隔板层叠成多层结构。电极组件被插入到壳体中，并且盖组件被安装在壳体上以形成电池。
这种二次电池的盖组件具有电连接到电极组件的外部端子，并盖组件通过焊接等方式固定在壳体上，以密封壳体。
通常，盖组件的外部端子被插入盖组件的盖板上形成的孔中以进行安装。然后，在孔和外部端子之间设置填料(packing)和O型圈以保持电绝缘性和密封性。
外部端子一般通过螺母固定在盖板上，螺母紧固到外部端子外圆周表面上形成的螺纹上。填料和O型圈由螺母的紧固力而受压，从而密封在孔的周围。
但是，上述外部端子的密封和安装结构是有问题的，因为其需要较多的零件，因而增加了制造成本，而且使工艺变得复杂而降低制造生产率。
发明内容
本发明提供一种二次电池，其中盖板和外部端子的装配结构得到了改善，从而节省装配的时间和工作量。
根据本发明的一方面，一种二次电池包括：包含正极、负极和置于这两个电极之间的隔板的电极组件；内部容纳该电极组件的壳体；安装在该壳体上以密封该壳体的盖组件。该盖组件包括安装在该壳体上的盖板；放置在盖板上以电连接到该电极组件的外部端子；围绕该外部端子的管状体，其用于将外部端子安装在盖板上。
外部端子可以具有从接触管状体的外圆周表面伸出的突起。
该突起在外圆周表面上可以为环形。
外部端子可以被插入在盖板上形成的通孔中，并且该管状体可以围绕该通孔布置，以与外部端子紧密地接触。
该管状体可以与该盖板整体地形成。
外部端子的平面横截面和管状体内部空间的平面横截面可以具有相同的形状。
管状体可以为圆柱形。
可以在管状体和外部端子之间布置密封件，并且该密封件可以包括圆柱形的垫圈，以与管状体的内圆周表面紧密地接触。
另外，密封件可以用树脂制成，该树脂被注入管状体和外部端子之间并固化。
在垫圈的两端可以形成有凸缘，凸缘延伸到管状体的上端和盖板的内表面上。
根据本发明的另一方面，一种制造二次电池的方法包括以下步骤：将管状体与盖组件的盖板整体形成，以使管状体与外部端子进行装配；将外部端子插入管状体中；从管状体外侧模压管状体，由此使管状体与外部端子紧密地接触。
附图说明
通过参照附图对实施例的详细介绍，本发明的上述和/或其它方面和优点将变得清楚和更容易理解，其中：
图1为根据本发明第一实施例的二次电池的横截面示意图；
图2为说明根据本发明第一实施例的二次电池在盖组件与二次电池的外部端子装配之前的结构的局部剖开的横截面图；以及
图3为说明根据本发明第一实施例的二次电池在盖组件与外部端子装配之后的结构的横截面图。
具体实施方式
以下详细说明本发明的各个实施例，其中的举例图示在附图中。以下参照附图说明各个实施例来介绍本发明。
以下实施例将介绍正方形的二次电池，其具有的正极端子和负极端子作为形成在盖组件的盖板上的外部端子。但是，本发明并不限制于以下所说明的二次电池的结构，也可以是圆柱形等其它形状的电池。
如图1所示，根据本发明的二次电池包括：具有正极11、负极12和置于这两个电极之间的隔板13的电极组件10，内部具有空间以容纳电极组件10的壳体20，以及安装在壳体20开口20a上的盖组件30。
盖组件30包括安装在壳体20开口20a上以密封壳体20的盖板31，以及通过引线15和15′电连接到正极11和负极12上的正极端子16和负极端子17，并且正极端子16和负极端子17与盖板31装配，以使它们的一部分露出在壳体20之外。
正极端子16和负极端子17被插入在盖板31上的通孔32中，正极端子16和负极端子17所插入的管状体33和33′围绕盖板31的通孔32形成。
管状体33和33′具有内部空间，该内部空间的平面横截面与正极端子16和负极端子17的平面横截面相同，并且管状体33和33′与端子16和17紧密地接触，以在端子插入时将它们固定在盖板31上。以后将详细介绍该固定结构。
管状体33和33′与盖板31整体形成，并由于端子16和17具有圆形的平面横截面，因此管状体33和33′具有圆柱形状。
壳体20由铝、铝合金以及镀镍钢等导电金属制成，形状可以是六面体的正方形，该正方体形状具有容纳电极组件10的内部空间。
电极组件10具有胶卷(jellyroll)结构，使得包含分别涂有正极活性物质和负极活性物质的集电体11a和12a的正极11和负极12和布置在它们之间的隔板13被层叠成多层结构，然后卷绕成胶卷结构。
正极11和负极12具有未涂覆区11b和12b，未涂覆区中沿每个集电体11a和12a的边缘没有涂活性物质。
在制造电极组件10时，未涂覆区11a和12b彼此面对布置。正极未涂覆区11b被连接到与正极外部端子16接触的引线15上，负极未涂覆区12b被连接到与负极外部端子17接触的引线15′上。
管状体33和33′从盖板31的外表面向壳体20的外部伸出预定的高度。
管状体33和33′的内径尺寸优选足以使端子16和17插入其中。至于管状体的厚度并无限制，只要管状体受压力机(P)挤压后内径减小，并且其内圆周表面可以与端子16和17的外圆周表面紧密接触即可。
在正极端子16和负极端子17穿过管状体33和33′并露在外部的上部具有螺纹，并且在正极端子16和负极端子17的位于壳体20下部的下部具有凸缘(flange)18和18′。
螺纹是用来紧固连接件(未示出)的部位，其中连接件在多个二次电池集中形成电池组件时，通过螺纹连接电连接电池。
凸缘18和18′与盖板31的下表面紧密地接触，以便在正极端子16和负极端子17被插入通孔32中而与盖板31紧固时，防止端子16和17从盖板31分离到外面。
同时，环形突起19和19′形成在沿端子16和17与管状体33和33′接触的外圆周表面的圆周上。沿端子16和17长度方向的突起19和19′的横截面为半球形。
当压力机(P)将管状体33和33′挤压在端子16和17上并使其紧密接触时，突起19和19′使管状体33和33′的内圆周表面能够被压缩，并更紧密地与端子16和17的外圆周表面接触，从而提高两个构件之间的紧密度。
此外，突起19和19′具有防止端子16和17从管状体33和33′分离的功能，其详细情况将在以后说明。
另外，可以在管状体33和33′内圆周表面与端子16和17之间放置密封件以保持紧密度。
本发明中，密封件包括垫圈(gasket)34和34′。垫圈34和34′具有类似于管状体33和33′的圆柱形状，并与管状体33和33′的内圆周表面紧密地接触。接着，凸缘35和36分别形成在垫圈34和34′的上端和下端。当垫圈34和34′被插入管状体33和33′中时，上端凸缘35安装在管状体33和33′的上端上，下端凸缘36在正好穿过盖板31的通孔32后安装在盖板31内表面上(图2和图3)。
当端子16和17与管状体33和33′装配时，垫圈34和34′与管状体33和33′的内圆周表面紧密地接触，以便更紧密地保持端子16和17与管状体33和33′之间的紧密度。
凸缘35和36也可以进一步增加紧密度。
再有，当管状体33和33′如上所述那样由压力机(P)模压后，垫圈34和34′根据端子16和17上形成的凸缘19和19′的形状而改变形状，以便与端子16和17紧密地接触。
形成在端子16和17表面上的凸缘19和19′实现保持端子16和17与管状体33和33′之间紧密度的功能，并实现与垫圈34和34′上的凸缘35和36一起防止端子16和17在管状体33和33′中移动的功能。
同时，密封件可以由聚合树脂制成。那么，密封件可以按以下方式形成，即当将端子16和17插入管状体33和33′中时，将液态聚合树脂注入它们之间，并使液态聚合树脂固化。这样可以排出管状体33和33′和端子16和17之间的空气，以达到更加紧密的密封效果。
以下详细介绍如何将端子16和17与管状体33和33′装配。图2为说明管状体33与端子16装配之前的结构的剖开横截面图，图3为说明管状体33与端子16装配之后的结构的局部横截面图。
在本发明中，正极端子16和负极端子17具有相同的形状，并且它们被插入具有相同形状的管状体33和33′中。所以，图2和图3仅表示正极端子16的结构，该结构也相应地适用于负极端子17。
端子16按照下列过程安装在盖组件30中。将垫圈34插入与盖板31的通孔32整体形成的管状体33的内表面中，然后将端子16插入到管状体33内部(图2)。
在端子16被完全插入管状体33中，并且在端子16下端形成的凸缘18与垫圈34的下端凸缘36接触后，通过运行压力机(P)将管状体33从管状体33的外部向端子16模压(图3)。
压力机(P)在对应于在端子16的外圆周表面上形成凸缘19的位置处具有对应于凸缘19的槽(H)。由此，当压力机(P)挤压管状体33时，管状体33被模压成与端子16相同的形状，同时对应于凸缘19向外突出一部分。
如上所述，管状体33被压向端子16以改变其原始形状，并通过垫圈34与端子16紧密地接触。上述产生的装配力将端子16固定到管状体33，从而使端子16能够固定在盖组件30上。
在本实施例中，由压力机(P)的简单模压就能够使形成在盖板31中的管状体33与端子16紧密地接触，从而固定端子16，同时也能够保持端子16与管状体33之间的紧密度。
同时，还可以在端子16的外圆周表面上提供O型圈37以提高紧密度(图3)。
当在端子16中提供O型圈37时，O型圈37可以布置在突起19的上面，但对其位置并无限定。
O型圈37可以形成在端子16与管状体33接触的外圆周表面的任何位置上，并且在沿管状体33长度方向上可以形成多个O型圈。O型圈37的结构与普通O型圈的相同。
本发明的二次电池可以作为诸如混合电动车、电动车、无线吸尘器、摩托车或小型摩托车等需要高功率性能的电机驱动装置的电源。
根据本发明的实施例，外部端子可以很容易地安装在盖组件内，从而可以节省装配外部端子的时间和工作。
另外，可以改善外部端子和盖组件之间的紧密度，从而提高电池功率。
而且，可以减小用于装配外部端子和保持紧密度所需的零件数，从而节省二次电池的制造成本。
尽管对本发明的几个实施例进行了图示和说明，但本领域技术人员可以理解的是，这些实施例在不背离本发明原理和精神的情况下可以有所改变，其范围由权利要求及其等价替换所规定。

Claims (17)

1.一种二次电池，包括：
包含正极、负极以及置于这两个电极之间的隔板的电极组件；
在内部容纳该电极组件的壳体；和
安装在该壳体上以密封该壳体的盖组件；
其中该盖组件包括：
安装在该壳体上的盖板；
放置在该盖板中以电连接到该电极组件的外部端子；以及
环绕该外部端子被模压的管状体，用于将该外部端子安装在该盖板上；
其中该外部端子具有从接触该管状体的外圆周表面伸出的突起。
2.根据权利要求1的二次电池，其中该突起在外圆周表面上为环形。
3.根据权利要求1的二次电池，其中该外部端子被插入在该盖板上形成的通孔中，并且该管状体围绕该通孔布置，以与该外部端子紧密地接触。
4.根据权利要求3的二次电池，其中该管状体与该盖板整体地形成。
5.根据权利要求1的二次电池，其中该外部端子的平面横截面和该管状体内部空间的平面横截面具有相同的形状。
6.根据权利要求5的二次电池，其中该管状体为圆柱形。
7.根据权利要求1的二次电池，其中在该管状体和该外部端子之间放置有密封件。
8.根据权利要求7的二次电池，其中该密封件包括圆柱形的垫圈，用于与管状体的内圆周表面紧密地接触。
9.根据权利要求7的二次电池，其中该密封件用树脂制成，该树脂被注入管状体和外部端子之间并固化。
10.根据权利要求8的二次电池，其中在该垫圈的两端形成有凸缘，所述凸缘延伸到管状体的上端和盖板的内表面上。
11.根据权利要求1的二次电池，其中该突起沿端子的长度方向的横截面为半球形。
12.根据权利要求1的二次电池，其中在外部端子与外部端子的外圆周表面上的管状体之间布置有O型圈。
13.根据权利要求1的二次电池，其中该二次电池为正方形。
14.根据权利要求1的二次电池，其中该二次电池用于电机驱动装置。
15.一种制造二次电池的方法，包括以下步骤：
将管状体与盖组件的盖板整体形成，以使管状体与外部端子进行装配；
在外部端子的外圆周表面上形成突起；
将外部端子插入管状体中；以及
从管状体的外侧模压管状体，由此使管状体与外部端子紧密地接触。
16.根据权利要求15的制造二次电池的方法，还包括如下步骤：在管状体内侧插入和安装垫圈，以使垫圈与管状体的内圆周表面紧密地接触。
17.根据权利要求15的制造二次电池的方法，还包括在外部端子的外圆周表面上安装O型圈的步骤。
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