CN100585916C - 二次电池 - Google Patents

Abstract

一种二次电池，包括：电极组件；罐体，通过该罐体的上部开口容放该电极组件；帽组件，连接到该罐体上部的该开口；排气件，形成在该罐体的宽侧面上，该排气件包括比该罐体薄的排气口；和震动吸收部分，其厚度在该罐体的厚度和该排气口的厚度之间，并接近于该排气件形成。因此，外部震动被震动吸收部分吸收，可以防止排气件由此造成的损坏。

Description

二次电池

技术领域

本发明涉及二次电池，特别是，其中在罐体宽侧面上所形成的排气件附近形成有震动吸收部分以便防止排气件受到外部震动而损坏的二次电池。

背景技术

通常，与不可充电的一次电池不同，二次电池可充电且可放电，并且因此广泛地应用在各种高技术电子装置上，例如移动电话、笔记本电脑、可携式摄像机等。特别是，锂二次电池具有约3.6V的操作电压，高于镍镉电池或镍氢电池电压的三倍。另外，锂二次电池具有很高的单位重量的能量密度。因此，其显现出迅速发展的趋势。

典型的锂二次电池采用氧化锂作为正电极活性材料，而碳材料作为负电极活性材料。另外，锂二次电池可以形成为各种形状，例如，圆柱体、四方体或者口袋的形状。

在上述的形状中，四方形二次电池包括电极组件、容放电极组件的罐体和连接到罐体的帽组件。电极组件包括正电极、负电极、插设在正电极和负电极之间的隔离物及正电极抽头(electrode tab)与负电极抽头，它们分别从正电极和负电极上突出出来。

罐体是矩形形状的金属容器，并且通过例如深拉延(deep drawing)的工艺方法制造。因此，该罐体自身可以起接线端子的作用。优选该罐体由重量轻的导电金属铝或者铝合金制造。罐体是电极组件和电解质的容器，其上部开口用来插入电极组件，用帽组件密封。

帽组件包括连接到罐体上部的盖板、通过端子通孔安装的电极端子、安装在盖板下表面上的绝缘板及接线板，由于电极端子安装在绝缘板的下表面上，可通过该接线板来施加电流。垫片设置在电极端子和端子通孔之间。电极组件的负电极通过负电极抽头和接线板连接到电极端子上，并且电极组件的正电极通过正电极抽头连接到盖板或罐体上。

排气件可以形成在盖板的一侧上或者罐体的宽侧面上。排气件设计成优先于罐体或帽的其它部分裂开，以便由于过充电等在电池内压增加时排放内部气体，由此保持电池的物理完整性(physical integrity)。在下文，在罐体的宽侧面所形成的排气件称为侧排气件，包括预定厚度的排气口。

然而，传统的侧排气件有几个缺点。通常，罐体的厚度约为0.3毫米，侧排气口厚度仅仅约为几十微米。首先，电池的内部气压优先裂开排气件的排气口，而不是罐体或帽组件的其它部分，由此限定了罐体中电池的容纳物。然而，排气件的排气口很薄，以致可以被轻微的外部震动破碎或裂开。也就是说，如果通风口损坏，则电池的可靠性可能受到损害。

发明内容

在此提供的一些实施例解决一个或多个上述和/或其它问题。在一个方面中，通过接近于形成在罐体宽侧面上的排气口形成震动吸收部分来防止外部震动或冲击所引起的对通风口的损坏。

为了实现该方面，根据示范性实施例的二次电池包括电极组件(electrodeassembly)、容放电极组件的罐体(can)和连接到罐体上部开口的帽组件(capassembly)。另外，排气件(vent)形成在罐体的宽侧面上，其包括比罐体的周围壁薄的排气口(vent port)，并且震动吸收部分(shock absorbing portion)最接近于排气口形成，其厚度介于罐体和排气口的厚度之间，该震动吸收部分设置在该排气口和该罐体的该宽侧面的边缘之间。

为了实现该方面，根据选择性实施例的二次电池包括电极组件、容放电极组件的罐体、连接到罐体上部开口的帽组件。另外，排气口形成在罐体的宽侧面上，该排气口比罐体的相邻壁薄，并且震动吸收部分比排气口厚，形成在排气口和罐体宽侧面的边缘之间。

其它实施例提供一种二次电池，包括：电极组件；罐体，通过该罐上部的开口来容放电极组件；帽组件，连接到罐体上部的开口；排气口，形成在罐体的宽侧面上，且比罐体薄；和震动吸收部分，其厚度介于罐体和排气口的厚度之间，最接近于排气口形成。

在一些实施例中，震动吸收部分设置在排气口和罐体宽侧面的边缘之间。在一些实施例中，排气口的形状包括开口多边形或者开口曲线，其开口部分朝着罐体宽侧面的中心。在一些实施例中，排气口居中在罐体宽侧面的两个上拐角之间。

在一些实施例中，震动吸收部分至少设置在排气口和罐体宽侧面的上边缘之间。在一些实施例中，排气口是开口的多变形，并且排气口的一个边缘平行于罐体宽侧面的上边缘。

在一些实施例中，震动吸收部分包括平行于排气口一个边缘的线段。在一些实施例中，震动吸收部分是波浪形的，并且平行于罐体开口的一个边缘。

在一个实施例中，震动吸收部分比排气口的一个边缘长，并且震动吸收部分的左端和右端部延伸通过排气口的一个边缘的左端和右端部。

在一些实施例中，震动吸收部分设置在排气口和罐体宽侧面上边缘之间，震动吸收部分的形状包括开口多边形或者开口曲线，开口朝着罐体宽侧面的中心，且该震动吸收部分围绕该排气口。

在一些实施例中，该震动吸收部分的与该排气口的边缘平行的部分比该排气口的该边缘长。

一些实施例包括多个震动吸收结构。

在一些实施例中，排气口设置在罐体宽侧面的至少一个上拐角。在一些实施例中，震动吸收部分至少设置在排气口和罐体宽侧面的上边缘之间，以及在排气口和罐体最接近开口的宽侧面左边缘和右边缘之一之间。一些实施例包括波浪形震动吸收部分。在一些实施例中，震动吸收部分包括开口多边形或者开口曲线，开口朝着罐体宽侧面的中心。

一些实施例提供一种二次电池，包括：电极组件；罐体，通过罐体的上部开口容放电极组件；帽组件，连接到罐体的上部开口；排气口，比罐体周边部分薄，形成在罐体的宽侧面上，而震动吸收部分比排气口厚，形成在排气口和罐体宽侧面的边缘之间。

在一些实施例中，震动吸收部分是凸凹的。

附图说明

结合附图，通过下面的详细描述，上述的和其它的方面、特征和优点将更加明显易懂，其中：

图1是展示根据示范性实施例的二次电池的分解透视图。

图2至5是根据某些示范性实施例的二次电池罐体宽侧面的局部放大图。

图6和图7是根据某些示范性实施例的二次电池宽侧面的正视图。

具体实施方式

在下文，将参照附图更加详细地描述二次电池的示范性实施例。

图1是展示根据示范性实施例的二次电池的分解透视图。参照图1，二次电池10包括电极组件12、容放电极组件12的罐体11和连接到罐体11的帽组件100。

在电极组件12中，为了改善电池10的容量，正电极13和负电极15都形成为宽板形状。随后，通过在正电极13和负电极15之间设置使正电极13和负电极15彼此绝缘的隔离物14来层叠电极组件12，然后，电极组件12被绕制螺旋卷形，称为果冻卷形状(jelly-roll shape)。负电极15和正电极13都可以通过涂敷集电极(collector)形成，它们分别由铜箔和铝箔制造，分别涂敷有负电极活性材料的碳和正电极活性材料的锂钴氧化物(LiCoO2)。隔离物14由聚乙烯、聚丙烯或者聚乙烯与聚丙烯的复合共聚物制造。优选地，隔离物14应当宽于正电极13和负电极15，以防止电极板之间的短路。连接到各电极上的正电极抽头16和负电极抽头17从电极组件12上突出出来。防止电极板13和15之间短路的绝缘带18围绕在正电极抽头16和负电极抽头17的周围通过电极组件12之处。

在四方形的二次电池中，罐体11是金属容器，其具有大致矩形平行六面体形状，如图1所示。罐体11通过合适的制造方法形成，例如深拉延等。因此，罐体11自身可以起接线端子的作用。优选地，罐体11由铝或铝合金制造，它们是重量轻的导电材料。罐体11是容放电极组件12和电解液的容器，并且插入电极组件12的开口由帽组件100密封。排气件的排气口200和震动吸收部分300形成在罐体11的宽侧面上，下面将详细描述。

帽组件100包括盖板110、电极端子130、绝缘板140和端子板150。端子通孔111形成盖板110中，并且电极端子130通过端子通孔111来安装，用垫片120围绕电极端子130的外表面，用于将电极端子130和盖板110绝缘。绝缘板140安装在盖板110的下表面上，而端子板150安装在绝缘板140的下表面上。电极端子130的下部连接到端子板150。

电极组件12的负电极15通过负电极抽头17和端子板150与电极端子130连接。对于电极组件12的正电极13的情况下，正电极抽头16焊接到盖板110或罐体11上，绝缘盒190还可以安装在电极板150之下。也可以制造相反极性的电池，如本领域技术人员所知。

用于向罐体11内注入电解液的电解液注入孔112形成在盖板110的一侧上。在注射电解液后，用密封塞160来密封电解液注入孔112。

现在将更加详细地描述形成在罐体11的宽侧面上的排气件和震动吸收部分300。参照图2，在根据示范性实施例的二次电池中，包括排气口200的排气件比罐体11的紧邻围绕壁薄，形成在罐体的宽侧面11a上，而震动吸收部分300的厚度在罐体和排气口200的厚度之间，靠近和/或在排气件附近形成。

排气件的排气口200构造成先于电池10的其它部分裂开，例如罐体11的其它部分和/或帽组件100，以便当电池10的内部压力由于过充电等增加时排放内部气体，从而保持电池10的物理完整性。

震动吸收部分300靠近和/或在排气件附近形成，并且比排气口200厚，从而不能先于排气口200裂开。另外，根据示范性实施例，震动吸收部分300可以形成为各种形状，例如均匀深度的凹槽，或者不均匀深度的凹槽。如下所述，根据选择性实施例，震动吸收部分300还可以分别形成凸凹，如凹陷或凸出部分，其厚度与罐体11的其它部分可以相同。

优选地，震动吸收部分300形成在排气件的排气口200和罐体宽侧面11a的边缘之间。这是为了防止排气口200由于外部震动或冲击通过震动吸收部分300时被损坏，在震动或冲击传输到排气口200之前，这里是一个缓冲区，由此减少或者防止损坏排气件的排气口200，例如排气口200的破裂。

震动吸收部分300与排气件的基本任务没有妨碍，排气件的基本任务是释放电池的内部气压，如上所述。因此，能够提供一种二次电池，其具有优异的震动抵抗力，而排气件完成其基本任务。

排气件的排气口200的形状可以是开口多边形和/或开口的曲线。图2所示的排气口的形状是开口多边形，并且该排气口的开口指向或者朝着罐体宽侧面11a的中心设置。然而，排气口200的形状不限于该示范性实施例。

排气件的排气口200设置在罐体宽侧面11a四个角的两个上角之间。当检测电池内部气体施加在罐体宽侧面11a上的应力分布时，拉应力增加的顺序是：罐体的边缘、罐体的正面和罐体的角。就是说，当罐体的内部气压引起罐体膨胀时，最大应力施加在罐体的角上。因此，如果排气件的排气口200形成在罐体11的角上，则当排气口200由内压裂开时，罐体11的壁将裂开开口。因此，电极组件12和/或电极抽头16和/或17可能被损坏，并且电极组件可能炸破到罐体12之外，因此电池10的可靠性受到威胁。为了避免这一问题，排气件的排气口200形成在罐体宽侧面11a四个角的两个上角之间。然而，其它实施例不限于排气件形成在上述位置。

在此优选震动吸收部分300至少设置在排气件的排气口200和罐体宽侧面11a的上边缘之间。如图2所示，当外部震动或者冲击施加到宽侧面11a的上边缘、下边缘(未示出)、左边缘或者右边缘时，对于排气口200的最大损害冲击是罐体宽侧面11a的上边缘。因此，为了吸收最大损害冲击，震动吸收部分300至少设置在排气件的排气口200和罐体宽侧面11a的上边缘之间。

另外，如图所示，在排气件的排气口200的形状是开口多边形的实施例中，排气件的排气口200的一个边缘，在图示实施例中的上边缘，形成为平行于罐体宽侧面11a的上边缘。当排气件的排气口200的一个边缘，例如上边缘，形成为直线而不是曲线时，排气口200可以更容易裂开。而且，设计排气件的裂开压力变得更容易，这是因为电池10的内部气体所产生的应力沿着排气件的排气口200的一个边缘(例如，上边缘)均匀地施加在排气件的排气口200上，排气口200的该一个边缘形成为直线，并且总体上相对于罐体宽侧面11a的上边缘平行而不是成角度和/或倾斜。

在此，如图2所示，震动吸收部分300可以包括总体上平行于排气件的排气口200的一个边缘的线段。如上所述，为了吸收对排气件最有害的冲击，震动吸收部分300设置在排气件的排气口200和罐体宽侧面11a的上边缘之间，并且形成为总体上平行于排气件的排气口200一个边缘的线段形状。因此，震动吸收部分300可以均匀地吸收外部震动的传输，对其设计变得更容易。

在此，震动吸收部分300比排气件的排气口200的一个边缘长，它们总体上平行。例如，在所图解的实施例中，震动吸收部分300的左、右端延伸通过排气口200的一个边缘的左、右端。这允许震动吸收部分300吸收从罐体宽侧面11a的上边缘施加给排气口200的倾斜震动以及垂直震动。

另外，如图3所示，波浪形的、蜿蜒的和/或波状的震动吸收部分300a可以形成为总体上平行于排气件的排气口200的一个边缘(例如，上边缘)。波浪形震动吸收部分300a比图2所示的直线震动吸收部分300长。

在此，震动吸收部分300a比排气件的排气口200的一个边缘长，震动吸收部分300a延伸通过排气口200的一个边缘的左、右端。这是为了吸收从罐体宽侧面11a的上边缘施加到排气口200的倾斜震动以及垂直震动。

参照图4，震动吸收部分300b设置在排气件的排气口200和罐体宽侧面11a的边缘之间，并且震动吸收部分300b的形状是开口多边形或者开口曲线。此外，震动吸收部分300b的开口朝向罐体宽侧面11a的中心。在这里所述的示范性实施例的情况下，震动吸收变得更加有效，这是因为震动可以传输的大部分路径被震动吸收部分300b阻断，包括来自罐体宽侧面11a的上边缘的震动，以及来自罐体宽侧面11a的左右两边缘的震动。在此，震动吸收部分300b可以是如上所述的波浪形的，并且还可以形成为各种其它形状。

在一些实施例中，震动吸收部分包括多个图2至4所示类型的震动吸收结构。图5图解了一个示范性实施例，其中震动吸收部分300c包括图2所示类型的多个震动吸收结构。因此，震动吸收作用可以得到增强。

如图6所示，排气件的排气口200’可以设置在罐体宽侧面11a四个角的两个上角中的至少一个上。如上所述，当罐体11由于内部气体压力而膨胀时，角上的应力最大。因此，排气件对于内压可以更敏感地起作用。另外，排气件的排气口200’可以相对厚，因此可以降低制造排气件的时间和成本。

在此情况下，震动阻力可以得到改善，这是因为与形成在两个上角之间的排气口相比，排气口相对较厚。然而，排气口会更容易被外部震动损坏，这是因为外部震动传输的路径变得相对短，并且罐体11受冲击处的震动产生区域相对大。

因此，震动吸收部分400a优选至少形成在排气件的排气口200’和罐体宽侧面11a的上边缘之间，以及排气口200’和左右边缘中靠近或者最接近排气口200’的边缘之间。在图6中，开口五边形的排气口200’形成在罐体宽侧面11a的右上区域，并且震动吸收部分400a形成在排气件的排气口200’和罐体宽侧面11a的上边缘之间以及排气件的排气口200’和罐体宽侧面11a的右边缘之间。震动吸收部分400a的中间部分形成约90°角。

参照图6，与五边形排气口200’的上边缘粗略平行的部分震动吸收部分400a比五边形排气口200’的上边缘长，并且与五边形排气口200’的右边缘粗略平行的部分震动吸收部分400a比五边形排气口200’的右边缘长。这是为了吸收从罐体宽侧面11a的上和右边缘对排气口200’的倾斜以及垂直震动。

此外，波浪形震动吸收部分400a可以形成为平行于排气口200’，另外，可以形成多个震动吸收结构。在此情况下，将增强震动吸收作用。

参照图7，震动吸收部分400b设置在排气件的排气口200’和罐体宽侧面11a的上侧及最接近侧的边缘之间，并且震动吸收部分400b的形状是开口多边形或者开口曲线形。另外，震动吸收部分400b的开口朝着罐体宽侧面11a的中心。在此所述的示范性实施例的情况下，震动吸收更加有效，这是因为可以传输震动的大部分路径被阻断，不仅包括来自罐体宽侧面11a的左右侧的震动，而且包括来自上下边缘的震动。在此，震动吸收部分400b可以是波浪的，并且其还可以形成为各种其它形状。另外，也可以形成多个震动吸收结构。

在上述示范性实施例中，震动吸收部分形成为均匀深度的凹槽。然而，在其它示范性实施例中，不是形成凹槽。取而代之的是，震动吸收部分包括山脊或突出部分，或者槽渠或凹陷部分，形成在罐体中，来吸收外部震动。因此，震动吸收部分的形状可以是凸或凹的。上述示范性实施例的特征可以应用到其它示范性实施例上。

各示范性实施例在此进行了描述，并且展示在附图中。然而，本领域的技术人员在本揭示的范围内可以对其进行各种修改和变化。

本申请对2006年9月15日提交的韩国专利申请10-2006-0089560号要求优先权，其内容在此引作参考。

Claims (18)

1、一种二次电池，包括：

电极组件；

罐体，通过该罐体的上部开口容放该电极组件；

帽组件，连接到该罐体上部的该开口；

排气口，形成在该罐体的宽侧面上，该排气口比该罐体薄；和

震动吸收部分，其厚度在该罐体的厚度和该排气口的厚度之间，并接近于该排气口形成，且该震动吸收部分设置在该排气口和该罐体的该宽侧面的边缘之间。

2、如权利要求1所述的二次电池，其中该排气口的形状包括开口多边形或者开口曲线形，其开口部分朝着该罐体的该宽侧面的中心。

3、如权利要求2所述的二次电池，其中该排气口居中在该罐体的该宽侧面的两个上角之间。

4、如权利要求3所述的二次电池，其中该震动吸收部分至少设置在该排气口和该罐体的该宽侧面的上边缘之间。

5、如权利要求4所述的二次电池，其中该排气口是开口多边形，并且该排气口的一个边缘与该罐体的该宽侧面的该上边缘平行。

6、如权利要求5所述的二次电池，其中该震动吸收部分包括平行于该排气口的该一个边缘的线段。

7、如权利要求5所述的二次电池，其中该震动吸收部分是波浪形状的，并且该波浪形状的轴线平行于该排气口的该一个边缘。

8、如权利要求6所述的二次电池，其中

该震动吸收部分比该排气口的该一个边缘长，并且

该震动吸收部分的左端和右端延伸超过该排气口的该一个边缘的左端和右端。

9、如权利要求7所述的二次电池，其中

该震动吸收部分比该排气口该一个边缘长，并且

该震动吸收部分的左端和右端延伸超过该排气口的该一个边缘的左端和右端。

10、如权利要求5所述的二次电池，其中

该震动吸收部分设置在该排气口和该罐体的该宽侧面的上边缘之间，

该震动吸收部分的形状包括开口多边形或者开口曲线形，开口朝着该罐体的该宽侧面的中心，该震动吸收部分围绕该排气口。

11、如权利要求2所述的二次电池，其中该排气口设置在该罐体的该宽侧面的至少一个上角上。

12、如权利要求11所述的二次电池，其中该震动吸收部分至少设置在该排气口和该罐体的该宽侧面的上边缘之间，以及该排气口和该罐体的该宽侧面最接近于该排气口的左边缘和右边缘之一之间。

13、如权利要求12所述的二次电池，包括波浪形震动吸收部分。

14、如权利要求12所述的二次电池，其中该震动吸收部分包括开口多边形或者开口曲线形，开口朝着该罐体的该宽侧面的中心。

15.如权利要求12所述的二次电池，其中该震动吸收部分的与该排气口的边缘平行的部分比该排气口的该边缘长。

16、如权利要求1-15的任一项所述的二次电池，包括多个所述震动吸收结构。

17、一种二次电池，包括：

电极组件；

罐体，通过该罐体的上部开口容放该电极组件；

帽组件，连接到该罐体的该上部开口；

排气口，比该罐体周边部分薄，并且形成在该罐体的宽侧面上，和

震动吸收部分，比该排气口厚，并且形成在该排气口和该罐体的宽侧面的边缘之间。

18、如权利要求17所述的二次电池，其中该震动吸收部分是凸或凹的。

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