CN101174706B - 二次电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二次电池及其制造方法。在根据本发明的实施例的二次电池中,在裸电池盖板上形成固定树脂塑模的固定构件,当例如保护电路板和二次保护元件的电池部件通过所述树脂塑模耦合到裸电池时,固定构件避免树脂塑模扭曲或从裸电池的盖板分离。
Description
技术领域
本发明涉及二次电池,更具体地,涉及可以改善树脂塑模和裸电池上部之间的结合能力从而改善保护电路板和二次保护元件与裸电池的粘合的二次电池。
背景技术
通常,随着便携式无线设备,例如摄像机、移动电话、笔记本电脑的尺寸减小和性能的改进,对于用作便携式无线设备的电源的二次电池进行了多种研究。这样的二次电池包括,例如镍-镉电池、镍-金属氢电池、镍-锌电池、和锂二次电池。其中,可以重复充电并且可以制成小尺寸高容量的锂二次电池,由于其例如高工作电压和单位重量的高能量密度的优点而已经在高技术电子设备领域广泛使用。
在锂二次电池中,将包括正电极板、负电极板、和隔离体的电极组件置入金属罐体,将电解质注入罐体,将罐体密封,由此形成裸电池。通常,裸电池具有在其上部与罐体绝缘的电极端子。电极端子具有锂二次电池的正和负极性,并且罐体具有另一极性。因此,电极组件的正电极板连接到罐体和电极端子之一,并且负电极板连接到另一罐体和电极端子。
安全装置,例如包括保护电路板和例如正温度系数(PTC)元件或双金属的二次保护元件的保护电路模块(PCM)连接到密封的裸电池的顶部或另一侧,并且具有与之连接的安全装置的裸电池被置入电池组中,或用树脂塑模从而形成锂二次电池。在这种情形,锂二次电池的安全装置分别连接到正电极和负电极,从而当由于电池过热或过充电导致电池的电压突然增加时切断电流,由此避免电池爆炸。
通常,在二次电池中,裸电池、保护电路板和其它电池部件由树脂塑模固定从而形成电池组。
但是,树脂塑模不是由包括盖板和由金属材料制成的罐体的裸电池的相同的材料形成,并且树脂铸模和裸电池之间的接触面积小,这导致粘合力低。 结果,树脂塑模不保持在裸电池上的正常位置上,并且扭曲或与裸电池分离。
发明内容
因而,本发明的目标是提供一种改进的二次电池和改进的制造二次电池的工艺。
本发明的另一目标是解决上述缺点,并且本发明的一个方面是提供一种可以改善树脂塑模和裸电池上部之间的结合能力的二次电池从而改善保护电路板和二次保护元件与裸电池的粘合。
为了实现本发明的第一方面,一种二次电池包括:按顺序卷绕正电极板、负电极板、和将所述正电极和负电极板绝缘的隔离体的电极组件;容纳电极组件和电解质的罐体;包括盖组件的裸电池,盖组件具有密封罐体的上开口部的盖板和插入盖板内形成的通孔的电极端子,在其之间有衬垫;填充在裸电池的盖板和保护电路板之间的树脂塑模;通过树脂塑模耦合到裸电池上部的保护电路板;和具有固定树脂塑模的固定部且形成于裸电池的盖板上的固定突起。
根据本发明的另一方面,一种二次电池包括:按顺序卷绕正电极板、负电极板、和将所述正电极和负电极板绝缘的的隔离体的电极组件;容纳电极组件和电解质的罐体;包括盖组件的裸电池,盖组件具有密封罐体的上开口部的盖板和插入盖板内形成的通孔的电极端子,在其之间有衬垫;填充于所述裸电池的盖板和保护电路板之间的树脂塑模;通过树脂塑模耦合到裸电池上部的保护电路板;在裸电池的盖板的电极端子内形成的至少一个固定突起;和包括固定树脂塑模的固定部且形成于裸电池的盖板上的固定突起。
根据本发明的又一方面,提供了一种包括电极组件、容纳所述电极组件和电解质的罐体、和具有密封所述罐体的上开口部的盖板的盖组件的二次电池的制造方法。所述方法包括的步骤是:在盖板的下表面上向上加压而形成从盖板的上表面突起的固定突起体;用支撑构件支撑从所述盖板的上表面突起的固定突起的下部;并且通过用冲锤冲压固定突起的顶部从而扩展所述固定突起的顶部的横截面以形成固定突起的固定突起。
根据本发明的上述方面,可以避免将例如保护电路板和二次保护元件的电池部件耦合到裸电池的树脂塑模扭曲或从盖板的上表面分离。
附图说明
结合附图,参考下列详细描述,本发明的更完整的理解,及其许多伴随的优点将变得更为明显易懂,在附图中相似的参考标号指示相同或相似的元件,其中:
图1是示出根据本发明一实施例的二次电池的部分截面图;
图2是示出在图1中示出的二次电池外观的透视图;
图3A至3D是按顺序示出根据本发明一实施例的二次电池的固定突起的制造方法的截面图;
图4是示出根据本发明一实施例的二次电池的裸电池的透视图;
图5是示出根据本发明另一实施例的二次电池的部分截面图;并且
图6是示出根据本发明另一实施例的二次电池的裸电池的透视图。
具体实施方式
此后,将参考附图详细描述本发明的典型实施例。
图1是树脂被塑模之前的锂二次电池的部分截面图,并且图2是示出树脂被塑模之后的锂二次电池的透视图。
根据本发明的锂二次电池1包括裸电池10和提供于裸电池10上部的保护电路板50。另外,锂二次电池1可以包括提供于裸电池10上部的二次保护元件40。根据锂二次电池的结构,二次保护元件40可以提供于裸电池10的侧面上。
裸电池10包括罐体20、电极组件22、盖组件30。罐体20是具有上部开口的盒状容器并且可以由重量轻且抗腐蚀的例如铝或铝合金的金属形成。罐体20具有包括正电极板23、隔离体24、和负电极板25的电极组件22以及提供于其内的电解质,并且在将电极组件22通过上开口部插入罐体20之后,用盖组件30密闭罐体20的上开口部。
电极组件22具有被卷绕的正电极板23、负电极板25、和夹置在其间的隔离体24。正电极板23通过正电极片26连接到盖板31,并且负电极板25通过负电极片27连接到负电极端子32以便与盖板31绝缘。
因此,罐体20与负电极端子32绝缘并且起正电极端子的作用。
盖组件30通过焊接固定于罐体20的上开口部的边缘,并且随后电解质通过形成于盖板31的一侧上的电解质注入孔36而注入罐体20。在电解质完 全注入罐体20之后,电解质注入孔36通过分离的密封构件,例如塞子37而密闭。
盖组件30具有平盖板31,平盖板31具有对应于罐体20的上开口部的尺寸和形状。盖板31优选由与形成罐体20的材料相同的例如铝和铝合金形成,以便改善对于罐体20的可焊接性。在盖板31的中心形成通孔,以便作为电极端子的负电极端子32可以通过通孔而通过。管形衬垫33提供于穿过盖板31的中心的电极端子32的外部从而将电极端子32与盖板31电绝缘。绝缘板34提供于盖板31的通孔附近的盖板31的下表面上。端子板35提供于绝缘板34的下表面上。
二次保护元件40提供于盖板31的上表面上,从而连接负电极端子32和保护电路板50。例如,正温度系数(PTC)元件、双金属元件、或热保险丝可以用作二次保护元件40。当PTC元件用作二次保护元件40时,绝缘带围绕PTC元件卷绕数次以与盖板31绝缘。
通过在印刷电路板(PCB)上安装多个电元件而形成保护电路板50,并且保护电路板50控制包括锂二次电池的充电和放电的全部的操作,印刷电路板具有形成于其上的布线图案。保护电路板50通过印刷电路板引线板56和54而分别电连接到裸电池10的电极端子32和38,从而电连接到电极组件22。用于电连接外部设备的电极端子52形成于保护电路板50的顶部上。
在图1中示出的锂二次电池1中,由点划线(M)代表的区用树脂塑模从而形成围绕盖组件30、二次保护元件40、和保护电路板50的树脂塑模,由此形成锂二次电池的外观。
如同在图2的透视图中所示出的,完全组装的二次电池的外观包括下罐体20和树脂塑模60。保护电路板50的电极端子52从树脂塑模60的上表面被暴露。
在根据本发明一实施例的二次电池中,在其顶部分别具有钩形固定部的固定突起39形成于密封裸电池的上部的盖板31的上表面的两侧。固定突起39在截面图上通常具有T形。即在本发明的该实施例中,固定突起39a形成于固定突起39的顶部,以便平行于盖板31延伸。
固定突起39优选由与形成盖板31的相同的材料的铝或铝合金形成。但是,固定突起的截面形状不仅限于T形。在截面图上具有T形的固定突起具有的优点是容易制造。
现将参考图3A和3B描述形成根据本发明一实施例的在截面图上具有T形的固定突起的方法。
根据该实施例的T形固定突起通常通过处理在盖板31的上表面的两侧形成的I形突起而形成,以便具有正的极性。例如,突起的极性可以根据制造条件而改变。
首先,如图3A中所示出的,在盖板31的下表面进行向上冲压从而形成固定突起39的本体。
图3B是示出在裸电池的盖板的上表面两侧形成的I形固定突起之一的本体,本体的下部被支撑构件70牢固地支撑。冲锤71置于盖板的上表面上的固定突起的上方,固定突起39的下部被支撑构件70牢固地支撑。
然后,如图3C中所示出的,当冲锤从固定突起39的上侧落下冲击固定突起39的顶部时,固定突起顶部的截面被扩展从而在固定突起的顶部形成固定部39a。因此,如图3D中所示出的,最终,固定突起39在截面图上具有T形。
如上所述,在形成在其上部具有固定部的固定突起中,再处理现有的固定突起是最简单的制造方法。在这种情形,参考图3A,固定突起的高度(H)应当比现有技术中的固定突起长三分之一。例如,当根据相关技术的固定突起具有0.4mm的高度时,根据本实施例的固定突起优选具有0.6mm的高度H。这是因为当形成固定部时,固定突起的高度被施加到固定突起顶部的压力减小。
图4是示出保护电路板通过树脂塑模耦合到裸电池之前的裸电池的透视图。如图4中所示出的,具有形成于其顶部的固定部39a的固定突起39一体形成于焊接到裸电池10的上开口部的盖板31的两侧。
固定突起的制造方法不必局限于上述方法。例如,可以制造在其顶部具有附加的固定部的固定突起,并且固定突起可以通过焊接或粘接剂而固定于盖板。作为替代,通孔可以形成于盖板内,并且分离的固定突起可以通过压力而装配入通孔。另外,可以使用上述方法之外的各种制造方法。
但是,根据该实施例,优选固定突起与盖板一起通过加压一体形成。在这种情形,通过固定突起可以改善盖板和树脂塑模之间的结合能力。
如图5中所示出的,在根据本发明另一实施例的二次电池中,具有在其顶部形成的固定部的固定突起39形成于密封裸电池10的上开口部的盖板31的上表面的两侧。另外,固定凸起73形成于负电极端子72内,负电极端子72穿过通孔从盖板31暴露,并且与盖板31绝缘。固定凸起73由至少多于一个阶梯部构成,并且相对于负电极端子的本体对称。
具体地,根据本发明该实施例的负电极端子72包括穿过盖板31的通孔31a的本体72a和与本体的顶部一体形成的头72b。负电极端子的本体72a被充分地延伸,以便形成与衬垫33隔离的空间。即形成负电极端子的头72b的下表面和衬垫33的上表面之间的空间,并且树脂被注入所述空间。
负电极端子的头72b在宽度方向上的长度(L1)比从盖板31的上表面突起的衬垫33的长度(L2)长。因此,形成树脂塑模的树脂填充到负电极端子的头72b和盖板31之间的空间。因而,固定凸起73可以延伸至足够的长度以便连接二次保护元件。
另外,至少一固定凸起73形成于负电极端子的头的下表面上,并且树脂填充入固定凸起73和盖板之间的空间从而形成树脂塑模,这可以改善树脂塑模的结合能力。
图6是示出通过树脂塑模将保护电路板耦合到裸电池之前的裸电池的外观的透视图。更具体地,图6示出了具有比衬垫33宽的宽度的负电极端子72的头72b。
根据本发明的二次电池,还可以改善盖板和裸电池之间的结合能力。
如上所述,根据上述实施例的二次电池,可以显著地改善裸电池和树脂塑模之间的结合能力。因此,例如保护电路板和二次保护元件的电池部件,通过树脂塑模牢固地固定于裸电池,避免了电池部件扭曲或从裸电池分离。
由于固定突起与盖板一起通过冲压一体形成,所以简化了制造工艺,并且树脂塑模与盖板牢固地固定。因此,与根据相关技术的一般固定突起相比,根据本发明实施例的固定突起可以牢固地将树脂塑模固定于裸电池。
如上所述,尽管上面已经描述了本发明的典型实施例,但是本发明并不局限于此。因而本领域的技术人员应当理解在不偏离本发明的范围和精神的前提下,可以进行各种改进和变更,本发明的范围在所附权利要求及其等同物中界定。
Claims (11)
1.一种二次电池,包括:
按顺序卷绕正电极板、负电极板,和夹置在所述正电极和负电极板之间的隔离体的电极组件;
容纳所述电极组件和电解质的罐体;
包括盖组件的裸电池,盖组件具有密封罐体的开口部的上方的盖板和插入盖板内形成的通孔的电极端子,在其之间有衬垫;
通过树脂塑模耦合到所述裸电池上部的保护电路板;并且
其中包括固定所述树脂塑模的固定部的固定突起形成于裸电池的盖板上,
其中,在所述裸电池的盖组件的电极端子内形成至少多于一个固定凸起,并且树脂填充到该固定凸起与所述盖板之间的空间中,
其中所述电极端子包括本体和在所述本体的顶部形成的头,以便在宽度方向上延伸,并且
所述固定凸起形成于所述头的下表面上。
2.根据权利要求1的二次电池,
其中所述固定部形成于所述固定突起的顶部,以便平行于所述盖板延伸。
3.根据权利要求2的二次电池,
其中所述固定突起在纵向截面图上以T形形成。
4.根据权利要求1的二次电池,
其中所述固定突起形成于所述盖板的上表面的两侧。
5.根据权利要求1的二次电池,
其中所述盖板和固定突起由铝或铝合金形成。
6.一种二次电池,包括:
按顺序卷绕正电极板、负电极板,和将所述正电极和负电极板绝缘的隔离体的电极组件;
容纳所述电极组件和电解质的罐体;
包括盖组件的裸电池,盖组件具有密封罐体的开口部的上方的盖板和插入盖板内形成的通孔的电极端子,在其之间有衬垫;
通过树脂塑模耦合到所述裸电池上部的保护电路板;
填充于所述裸电池的盖板和保护电路板之间的树脂塑模;
其中在所述裸电池的盖组件的电极端子内形成至少多于一个固定凸起,并且在所述裸电池的盖板上形成具有固定所述树脂塑模的固定部的固定突起,
其中所述电极端子包括本体和在所述本体的顶部形成的头,以便在宽度方向上延伸,并且
所述固定凸起形成于所述头的下表面上。
7.根据权利要求6的二次电池,
其中所述固定部形成于所述固定突起的顶部,以便平行于所述盖板延伸。
8.根据权利要求7的二次电池,
其中所述固定突起在纵向截面图上以T形形成。
9.根据权利要求6的二次电池,
其中所述固定突起形成于所述盖板的上表面的两侧。
10.根据权利要求6的二次电池,
其中所述盖板和固定突起由铝或铝合金形成。
11.根据权利要求6的二次电池,
其中所述电极端子的头的宽度比所述衬垫的宽度宽。
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