CN100487954C - 可充电电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可充电电池，其包括电极组件，电极组件具有正极、负极和置于正负极之间的隔板。正极和负极中的每个具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分。外壳容纳电极组件，外壳设有开口，电极组件通过所述开口插在外壳中。盖板与开口结合。电极端子与在盖板上形成的通孔结合并突出于外壳外。集流体具有：凸缘部分，其横截面积大于通孔的横截面积；接触部分，将集流体连接到活性材料未涂覆部分。

Description

可充电电池
技术领域
本发明涉及一种可充电电池，更具体地讲，涉及一种在电极和电极端子之间具有改进的集流体的可充电电池。
背景技术
传统的可充电电池通常包括：电极组件，具有正极和负极及置于正负极之间的隔板；盖组件，与外壳装配在一起以密封外壳；电极端子，安装在盖组件上并与电极组件电连接。通过外壳的开口的顶部来插入电极组件，然后盖组件安装在开口的顶部来密封外壳。
盖组件设置有排气板，以当外壳的内压增大到预定水平之上时，排气板将内部的气体排出外壳。盖组件还设置有通孔，其中，电极端子安装有置于电极端子和通孔之间的垫圈。凸缘构件安装在电极端子的端部上，以在通孔处支撑电极端子。除此之外，为了向外面提供电流，电极端子与附于电极组件上的集流体连接。通常，集流体由薄板形成，并用置于集流体和凸缘构件之间的引线构件将集流体和凸缘构件装配在一起。
上述传统的可充电电池的装配变得复杂，导致制造时间增加和制造成本增大。此外，在电极端子与凸缘构件连接的部分或在凸缘构件与集流体连接的部分处产生接触电阻。
发明内容
根据本发明，提供了一种可充电电池，其具有：接触部分，与活性材料未涂覆部分接触；凸缘部分，与接触部分形成一体。
另外，本发明提供了一种具有这样一种集流体的可充电电池，即，可通过锻造工艺来容易地制造集流体，使得集流体具有与活性材料未涂覆部分接触的接触部分和凸缘部分。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种包括电极组件的可充电电池，电极组件具有正极、负极和置于正负极之间的隔板。正极和负极中的每个具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分。外壳容纳电极组件，外壳设有开口，电极组件通过所述开口插在外壳中。盖板与开口结合。电极端子与在盖板上形成的通孔结合并突出于外壳外，电极端子具有轴。集流体具有横截面垂直于电极端子的轴的凸缘部分，凸缘部分的横截面积大于通孔的横截面积。集流体还具有位于与凸缘部分所处的端面相对的端面处的接触部分，接触部分连接到活性材料未涂覆部分。
在示例性实施例中，提供了一种具有电极组件的可充电电池，电极组件具有正极、负极和置于正负极之间的隔板，正极和负极中的每个具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分。外壳安放电极组件，外壳在相对端具有开口，通过所述开口可插入电极组件。对应的盖板与开口结合，每个对应的盖板具有通孔。设置了正极端子和负极端子，每个电极端子具有电极端子轴，正极端子安装在一个相对端的通孔内并突出于外壳外，负极端子安装在另一相对端的通孔内并突出于外壳外。设置了一对集流体，一个集流体将正极端子连接到正极，另一个集流体将负极端子连接到负极。每个集流体具有：凸缘部分，与对应的电极端子连接，凸缘部分的横截面垂直于电极端子轴且其面积大于通孔的横截面积；接触部分，将凸缘部分连接到对应的活性材料未涂覆部分。
集流体的宽度可从凸缘部分到接触部分增大，而集流体的厚度可从凸缘部分到接触部分减小。
开口可形成在外壳的相对端的每个上。
电极端子可从凸缘部分的顶表面整体地突出。
集流体可具有矩形横截面。
集流体可具有圆形的角部。
接触部分可具有均匀的厚度。
外壳可为方形。
集流体可锻造形成。
可充电电池可与电机结合并作为驱动电机的电源。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的可充电电池的透视图。
图2是沿图1的II-II线截取的剖视图。
图3是图1的可充电电池的电极端子和集流体的透视图。
图4是图1的可充电电池的电极组件和集流体的分解透视图。
图5是根据本发明另一实施例的可充电电池的集流体和电极端子的透视
图。
图6是示出本发明的可充电电池与电机相连接的示例的方框图。
具体实施方式
参照图1和图2，可充电电池100的实施例包括：电极组件25，具有正极11和负极12，隔板13置于正极11和负极12之间；外壳14，容纳电极组件25并在相对端设有开口14a、14b；盖组件30、30′，与外壳装配在一起，以密封对应的开口14a、14b。
在本示例性实施例中，可充电电池为方形电池。然而，本发明不局限于这种类型的电池。例如，可充电电池可以以各种形状例如圆柱形形成。
正极11包括：正极活性材料涂覆部分11a，形成在由薄金属板例如铝箔形成的正极集流体上；正极活性材料未涂覆部分11b，形成在正极集流体的边缘处。
负极12包括：负极活性材料涂覆部分12a，形成在由薄金属板例如铜箔形成的负极集流体上；负极活性材料未涂覆部分12b，形成在负极集流体的边缘处。
在该实施例中，正极活性材料未涂覆部分11b是正极11在正极11的纵向方向上的端面，负极活性材料未涂覆部分12b是负极12在负极12的纵向方向上的端面。
正极11和负极12用置于正极11和负极12之间的隔板13相互堆置，并卷绕正极11和负极12以形成凝胶卷(jelly-roll)型电极组件25。凝胶卷型电极组件25通过压力压制而可变平，从而凝胶卷型电极组件25可容纳在以方形形状形成的外壳14中。正极活性材料未涂覆部分11b和负极活性材料未涂覆部分12b位于电极组件25的相对的端面上。
通过在外壳14的相对端上形成的开口14a、14b来插入电极组件25。电极组件25在外壳14中的放置方式为，正极活性材料未涂覆部分11b和负极活性材料未涂覆部分12b靠近于对应的开口14a和14b。盖组件30、30′与外壳14装配在一起，以密封对应的开口14a、14b。
盖组件30包括：盖板33，设有通孔33a；集流体26，与电极组件25电连接；电极端子21，与集流体26连接。盖组件30′包括：盖板33′，设有通孔33′a；集流体28，与电极组件25电连接；电极端子23，与集流体28连接。电极端子21是与正极活性材料未涂覆部分11b连接的正极端子，而电极端子23是与负极活性材料未涂覆部分12b连接的负极端子。在下面的描述中，为了简便起见，电极端子21、23通常可称作正极端子或负极端子。
正极端子21和负极端子23从外壳的对应的外面突出，同时通过对应的通孔33a、33′a来插入，并具有置于端子周围的对应的垫圈27、27′，垫圈27、27′在通孔处提供与盖板的电绝缘。
各集流体26、28包括：接触部分26b、28b，安装在活性材料未涂覆部分11b、12b上；凸缘部分26a、28a，与电极端子21、23结合，以支撑电极端子21、23。在该实施例中，凸缘部分26a、28a与接触部分26b、28b形成一体。
电极端子21、23具有带螺纹的外周，并通过螺纹结合在带螺纹的外周上的螺母29、29′固定在盖板33、33′上。
图3是图1的可充电电池的电极端子和集流体的透视图。在该实施例中，由于正极端子21和正极集流体26在结构上分别与负极端子23和负极集流体28相同，所以下面将仅描述正极端子21和正极集流体26。
正极端子21连接到凸缘表面26c，凸缘表面26c限定了凸缘部分26a的一个端表面。凸缘表面26c的面积大于通孔33a的横截面积，以便凸缘表面26c支撑正极端子21。
正极端子21和凸缘部分26a可彼此整体地形成，或者可单独制造再相互附着。
在该实施例中，正极集流体26具有垂直于图3的Z轴的矩形剖面，具体地讲，正极集流体26具有垂直于电极端子的轴40的矩形剖面。正极集流体26的宽度从凸缘部分26a到接触部分26b的底部逐渐增大，正极集流体26的厚度从凸缘部分26a到接触部分26b的底部逐渐减小。接触部分26b的厚度均匀，使得接触部分26b可安装到在电极组件25上形成的空间内，并通过例如焊接固定在所述空间内。
本领域的技术人员可理解，上面描述的集流体的结构可通过锻造工艺来容易地实现。
因此，由于凸缘部分26a具有较大的横截面积，所以凸缘部分26a可有效地支撑正极端子21。由于接触部分26b较薄，所以接触部分26b可容易地安装到电极组件25的正极活性材料未涂覆部分11b中。
如图4中所示，正极集流体26安装到正极活性材料未涂覆部分11b中，而负极集流体28安装到负极活性材料未涂覆部分12b中。因此，正极集流体26和负极集流体28在电极组件25内相互面对。
接触部分26b、28b通过例如超声波焊接分别固定在正极活性材料未涂覆部分11b和负极活性材料未涂覆部分12b的中心部分上。
图5是根据本发明另一实施例的可充电电池的集流体和电极端子的透视图。与前述的实施例一样，集流体36也包括凸缘部分36a和接触部分36b。电极端子31连接在凸缘部分36a的凸缘表面36c上。
在该实施例中，除了凸缘部分36a和接触部分36b的角部42、42′为平缓的圆形之外，凸缘部分36a和接触部分36b与前述实施例的凸缘部分和接触部分相同。
由于集流体36的角部为平缓的圆形，所以当接触部分36b插在电极组件中时，可防止因集流体36造成的对电极组件的正极和负极的损坏。
图6是示出本发明的可充电电池与电机连接的示例的方框图。由此，根据本发明的可充电电池100可形成为用作混合电动车、电动车、无线真空吸尘器、摩托车、小型摩托车等中使用的例如电机70的装置的电源的组件部分。
根据本发明，由于凸缘部分、接触部分、电极端子彼此形成一体，所以可简化制造工艺。除此之外，由于集流体以简单的结构形成，所以可通过锻造工艺形成集流体。此外，凸缘部分、接触部分和电极端子成为一体可降低接触电阻。
虽然已经示出和描述了本发明的示例性实施例，但本领域的技术人员要理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可进行改变，其中，本发明的范围限定在权利要求及其等同物中。

Claims (18)

1、一种可充电电池，包括：
电极组件，具有正极、负极和置于所述正负极之间的隔板，所述正极和所述负极中的每个具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分；
外壳，安放所述电极组件，所述外壳具有开口，通过所述开口可插入所述电极组件；
盖板，与所述开口结合；
电极端子，与在所述盖板上形成的通孔结合，所述电极端子具有电极端子轴并突出于所述外壳外；
集流体，将所述电极端子连接到所述电极，所述集流体具有：
凸缘部分，与所述电极端子连接，所述凸缘部分的横截面垂直于所述电极端子轴并且其横截面积大于所述通孔的横截面积，
接触部分，将所述凸缘部分连接到所述活性材料未涂覆部分，
其中，所述凸缘部分和所述接触部分彼此形成一体。
2、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述集流体的宽度从所述凸缘部分到所述接触部分增大。
3、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述集流体的厚度从所述凸缘部分到所述接触部分减小。
4、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述开口形成在所述外壳的相对端的每个上。
5、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述电极端子从所述凸缘部分的顶表面整体地突出。
6、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述凸缘部分具有矩形横截面。
7、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述集流体具有圆形的角部。
8、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述接触部分具有均匀的厚度。
9、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述外壳为方形。
10、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述集流体锻造形成。
11、如权利要求1所述的可充电电池，其中，所述电池作为电机的电源可结合到所述电机。
12、一种将可充电电池的电极组件与所述可充电电池的电极端子结合的方法，所述电极组件具有正极、负极和置于所述正负极之间的隔板，所述正极和所述负极中的每个具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分，所述电极组件安放在具有至少一个开口的外壳中，通过所述开口插入所述电极组件，所述方法包括：
设置与所述至少一个开口可结合的盖板，所述盖板具有通孔；
将电极端子安装在所述通孔中，使得所述电极端子突出于所述外壳外并与所述盖板电绝缘，所述电极端子具有轴；
通过集流体将所述电极端子连接到所述活性材料未涂覆部分，所述集流体具有：
凸缘部分，位于所述集流体的一端，所述凸缘部分的横截面垂直于所述轴，所述横截面面积大于所述通孔垂直于所述轴的横截面面积，
接触部分，位于所述集流体的另一端，所述接触部分与所述活性材料未涂覆部分可结合，
其中，所述凸缘部分和所述接触部分彼此形成一体。
13、一种用于可充电电池的集流体，所述可充电电池具有：电极组件，具有正极、负极和置于所述正负极之间的隔板，所述正极和所述负极中的每个具有活性材料涂覆部分和活性材料未涂覆部分；外壳，安放所述电极组件，所述外壳具有位于相对端的开口，通过所述开口可插入所述电极组件；对应的盖板，与所述开口结合，每个对应的盖板具有通孔；正极端子和负极端子，每个电极端子具有电极端子轴，所述正极端子安装在一个相对端的通孔内并突出于所述外壳外，所述负极端子安装在另一相对端的通孔内并突出于所述外壳外，所述集流体包括：
凸缘部分，位于所述集流体的一端，所述凸缘部分与电极端子可结合并且其横截面垂直于所述电极端子轴，所述横截面面积大于所述通孔垂直于所述轴的横截面面积；
接触部分，位于所述集流体的另一端，所述接触部分与所述活性材料未涂覆部分可结合，
其中，所述凸缘部分和所述接触部分彼此形成一体。
14、如权利要求13所述的集流体，其中，所述集流体的宽度从所述凸缘部分到所述接触部分增大。
15、如权利要求13所述的集流体，其中，所述集流体的厚度从所述凸缘部分到所述接触部分减小。
16、如权利要求13所述的集流体，其中，所述集流体具有圆形的角部。
17、如权利要求13所述的集流体，其中，所述接触部分具有均匀的厚度。
18、如权利要求13所述的集流体，其中，所述集流体锻造形成。
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