CN100365860C - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

一种可再充电电池，包括电极组件，该电极组件包括正极，负极，以及置于所述正极和负极之间的隔板。可再充电电池进一步包括用于容纳该电极组件的壳体，放置在盖组件上、并与该电极组件连接的正极端子和负极端子，以及与该电极组件、正极端子和负极端子相连接的引线元件。正负极分别包括未涂覆正极活性物质或负极活性物质的无涂层区域，引线元件沿该无涂层区域的外围放置，以至少与无涂层区域的一半相连接。

Description

可再充电电池
技术领域
本发明涉及一种可再充电电池。更具体地，本发明涉及一种电极组件和引线元件相连接的结构。
背景技术
与不能再充电的不可再充电电池不同，可再充电电池能够充电和放电。包含被封包成组形状的电池组电池的低容量可再充电电池，可以用作各种小型便携式电子装置的电源，比如便携式电话、膝上型计算机和便携式摄像机等。由数十个电池组电池连接形成的高容量可再充电电池，可以用作驱动诸如混合汽车中电动机的电源。
可再充电电池可以制成包括圆柱形和矩形盒在内的各种形状，并且可以包括电极组件，该电极组件包括正极和负极以及置于正负极之间的绝缘隔板，电极组件被卷绕并插入到壳体中。具有输出端子的盖组件安装到该壳体上，以形成电池。
正极和负极具有导电的引线元件，用于聚集电池工作过程中产生的电流。引线元件分别将正负电极产生的电流转移到正极端子和负极端子。
当电极组件与将外部端子和该电极组件相连接的引线元件集成为一体时，输出电极组件每一部分所产生的电压将变得困难。这导致电极组件焊接到引线元件的区域与围绕该焊接区域的区域之间产生电势差。该电势差使得焊接区域退化(degrade)，并且随着电池的重复充电，退化会不断增加。因此，电池的输出下降，并且寿命缩短。对于在较短时间内重复充放电以用于驱动电动机的电池而言，这些问题会加剧。
基于上述原因，在高功率可再充电电池中，将多接片(multi-tab)用作引线元件。例如：在日本特开平2003-007346中，公开了将多接片用作引线元件的可再充电电池。然而，包括此项技术的惯用可再充电电池中，多接片焊接到正极和负极的集流体(current collector)，或者多接片形成为集流体的一部分。多接片的使用降低了制造效率，因为需要大量制造二次电池的工人。
同样，由于多接片型引线元件部分连接到正负极，并且引线元件聚集在正负极产生的电流，聚集足够的电流变得困难，尤其是对于需要输出高功率的电动机驱动电池而言。因此，多接片型引线元件很可能会降低电池的性能。
发明内容
本发明提供了一种通过改进引线元件来增加集流效率的可再充电电池，以及提供了一种引线元件与电极组件结合在一起的结构。
本发明还提供了一种具有改进的制造工艺的可再充电电池。
本发明的其它特点将通过下面的描述进行说明，并通过这些描述部分地呈现出来，或者可以通过实施本发明得以发现。
本发明公开了一种可再充电电池，包括含有正极、负极以及置于正负极之间的隔板的电极组件。该可再充电电池进一步包括用于容纳该电极组件的壳体、用于密封该壳体的盖组件、以及设置在该盖组件中并与该电极组件相连接的正极端子和负极端子。此外，引线元件与电极组件和正、负极端子连接，其中正极和负极分别包括没有涂覆正极活性物质或负极活性物质的无涂层区域。引线元件与所述无涂层区域中超过一半的周界相连接。
应该理解，前述的概括描述和下面的具体描述均为示例性和解释性的，并且用于提供对本发明的进一步解释说明。
附图说明
下述附图用于提供对本发明的进一步理解，并且图示出本发明的具体实施例，附图与说明相结合并构成说明的一部分，一起用于解释本发明的原则。
图1为根据本发明示范性实施例的可再充电电池的透视图。
图2为根据本发明该示范性实施例的电极组件的分解透视图。
图3为根据本发明该示范性实施例的电极组件的透视图。
图4为根据本发明该示范性实施例与引线元件相结合的电极组件的透视图。
图5为根据本发明该示范性实施例与引线元件相结合的电极组件的前视图。
图6为根据本发明该示范性实施例与引线元件相结合的电极组件的侧视图。
图7A、图7B和图7C为根据本发明另一示范性实施例的引线元件的侧视图，该引线元件与电极组件的无涂层区域相结合。
具体实施方式
本发明的可再充电电池可以用作驱动电动机的高能量电源，该电动机用于需要高功率性能的混合电动车(HEV)、电动车(EV)、无线应用、摩托车以及小型摩托车。为达到上述目的，将多个可再充电电池串联，形成电池组件。为了提供足够的功率，每个电池必须具有极好的集流效率。
通过将引线元件布置在无涂层区域的一半以上外围之上，从而加宽引线元件和无涂层区域之间的接触面积，以减少接触电阻，本发明的可再充电电池的电流集流效率能够最大化。
图1是根据本发明示范性实施例的可再充电电池的透视图。图2是根据本发明该示范性实施例的电极组件的分解透视图。下面参照这些附图，说明本发明描述的可再充电电池。
通过将电极组件20插入到具有开口部分的六面体形状的壳体11中，并且用盖组件30密封壳体11的该开口部分，形成本发明的可再充电电池。该电极组件包括正极22，负极23以及置于正极22和负极23之间的绝缘隔板21。
壳体11可由导电金属制成，这些金属包括但不限于：铝、铝合金以及镀镍金属。该壳体可以为具有开口11a的六面体形状，电极组件20能够通过该开口插入壳体中，以被壳体容纳。但是本发明并不局限于这种形状。
通过将隔板21插入到正极22和负极23之间，并将它们绕轴(O)卷绕成胶卷，以形成电极组件20。在将电极组件20缠绕成胶卷形后，将其压成板。例如，该板为矩形形状。
在电极组件20的两端，正极的无涂层区域22a和负极的无涂层区域23a布置为互相面对。由于电极组件20为胶卷形状，则正极的无涂层区域22a和负极的无涂层区域23a也会形成复合层。
被卷绕的无涂层区域22a和23a彼此紧密接触，以提高集流效率。无涂层区域22a和23a比电极组件20的其它部分薄。
沿着负集流体22b和正集流体23b一侧的边缘，无涂层区域22a和23a没有涂覆相应的活性物质22c和23c。无涂层区域22a和23a聚集电极组件20产生的电流，并且与引线元件50和70连接。
电极组件20以及引线元件50和70可以如此布置，使得无涂层区域22a和23a处于壳体11末端的位置。
盖组件30包括密封壳体11的开口11a的基板301。该基板301具有部分伸出到电池之外的正极端子301a和负极端子301b。正极端子301a和负极端子301b分别与引线元件50和70相连。
正极端子301a和负极端子301b具有螺纹(S)，以使用螺钉305和密封垫303将它们固定到基板301。螺钉305和密封垫303被插入端子301a和端子301b与基板301之间。
另外，电解液入口和通气口(图中未示出)还形成在基板301上。
下面，将对本示范性实施例中已描述的电极组件20以及与它们连接的引线元件，进行与集流效率相关的更加详细描述。参见图4、图5和图6，将对结合电极组件20以及引线元件50和70的结构进行描述。
如图4所示，要连接到引线元件50和70上的无涂层区域22a和23a布置在Z方向上，并且它们为高度(H，H’)比宽度(W，W’)长的矩形形状。
引线元件50和70可以接触无涂层区域22a和23a外围(periphery)的至少一半。换句话说，在本实施例中，引线元件50和70可以完全覆盖无涂层区域22a和23a的两外围侧中的一侧。
参见图1，引线元件50和70的线端，可以通过与壳体11中正极端子301a的一部分以及负极端子301b的一部分相接触，而与正极端子301a和负极端子301b相连接。
引线元件50和70可以通过焊接的方式连接到无涂层区域22a和23a上。如图4所示，将引线元件50和70放置在无涂层区域22a和23a上，并在设置在无涂层区域22a和23a上的引线元件50和70上的焊接点(P)进行抗蚀焊接(resistant welding)或者超声焊接，以实现连接。其中根据无涂层区域22a和23a的面积决定焊接点(P)的数目，以保证引线元件50和70连接到无涂层区域22a和23a上。
图5和图6分别为电极组件20的前视图和侧视图。
当引线元件50和70分别连接到正负极的无涂层区域22a和23a时，引线元件50和70以及无涂层区域22a和23a之间的接触面积变宽。因此，防止由于接触电阻而产生的集流效率下降便成为可能。
同样，由于本示范性实施例的可再充电电池从整个无涂层区域22a和23a中聚集电流，则与通过在集流体的一部分上放置接片来聚集电流的传统可再充电电池相比，该电池能够更加均匀地聚集电流。此外，与通过将多个接片连接到集流体上来聚集电流的惯用可再充电电池相比，本发明的可再充电电池只需将仅仅一个引线元件与无涂层区域相连，这简化了制造工艺。
图7A、图7B和图7C为根据本发明的另一示范性实施例与电极组件的无涂层区域相连的引线元件的侧视图。
通过紧密地接触无涂层区域82的两侧，图7A所示的引线元件80连接到无涂层区域82。通过覆盖并紧密地接触无涂层区域86的整个一侧以及部分另一侧，图7B所示的引线元件84连接到无涂层区域86。通过覆盖并紧密地接触整个无涂层区域90，图7C所示的引线元件88连接到无涂层区域90。
上述引线元件80、84和86以及无涂层区域82、86和90既可以用于正极，又可以用于负极。
熟悉本领域的技术人员很容易理解，在不背离本发明精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。因此，只要这些修改和变化在所附权利要求及其等同替换的范围之内，本发明便覆盖这些修改和变化。

Claims (9)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括正极、负极以及置于所述正极和负极之间的隔板；
用于容纳该电极组件的壳体；
用于密封该壳体的盖组件；
布置在所述盖组件中并与该电极组件连接的正极端子和负极端子；以及
与所述电极组件、正极端子和负极端子连接的引线元件，
其中所述正极和负极分别包括没有涂覆正极活性物质和负极活性物质的无涂层区域，以及
其中每个引线元件与各自对应的所述正极或负极的无涂层区域的外围的至少一半相连接。
2.如权利要求1的可再充电电池，其中所述正极和负极的无涂层区域互相面对而形成复合层。
3.如权利要求2的可再充电电池，其中通过卷绕所述正极、负极和隔板，该电极组件形成为胶卷。
4.如权利要求3的可再充电电池，其中通过卷绕和压所述正极、负极和隔板，该电极组件形成为极板。
5.如权利要求4的可再充电电池，其中所述引线元件与每个无涂层区域的至少两个外围侧相连。
6.如权利要求4的可再充电电池，其中所述引线元件通过完全覆盖无涂层区域的一侧与所述无涂层区域连接。
7.如权利要求1的可再充电电池，其中所述引线元件通过焊接固定到所述无涂层区域。
8.如权利要求1的可再充电电池，其中所述可再充电电池为矩形盒形电池。
9.如权利要求1的可再充电电池，其中所述可再充电电池用于驱动电动机。
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