CN101388440B - 二次电池 - Google Patents

Abstract

一种二次电池，其通过改善形成于盖板上的电解溶液注入孔的密封性能而防止电解溶液的渗漏，所述二次电池包括：具有阴极板，隔件和阳极板的电极组件；具有适于承接电极组件的上开口的盒；和盖组件，所述盖组件与盒的上开口结合，并包括在一侧设置有电解溶液注入孔的盖板。在电解溶液注入孔的内周面上沿轴向形成槽。因此，塞与电解溶液注入孔之间的接触面积增大，从而改善了电解溶液注入孔的密封性能。

Description

二次电池

相关申请的交叉引用

本申请基于2007年9月14日提交于韩国知识产权局(KIPO)的韩国专利申请10-2007-0093698并要求该专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用被并入本文。

技术领域

本发明涉及一种二次电池，更具体地，涉及一种能够改善电解溶液注入孔的密封性能的二次电池。

背景技术

通常，二次电池是一种能够重复充电和放电的电池，不同于不能再充电的一次电池。二次电池广泛应用于例如蜂窝式电话、便携式电脑和可携式摄像机的高级电子设备。锂二次电池具有3.6V的工作电压，这高于镍镉电池或镍氢电池的工作电压的三倍，而且锂二次电池与其他类型的电池相比具有更高的单位重量的能量密度。因此，近年来，锂二次电池发展迅速。

锂二次电池利用锂基氧化物作为阴极活性材料，并利用碳材料作为阳极活性材料。通常，锂二次电池根据所使用的电解质的种类可分成液体电解质电池和聚合物电解质电池。使用液体电解质的电池称为锂离子电池，而使用聚合物电解质的电池称为锂聚合体物电池。锂二次电池被制造成不同类型，通常为柱型、角型和袋型。

通常，电解溶液注入孔形成在二次电池的盖板上，用于将液体电解质注入二次电池。塞就位于电解溶液注入孔上，并且通过压紧所述塞而密封电解溶液注入孔。

不过，当压入电解溶液注入孔中的塞的外周面与电解溶液注入孔内周面之间产生间隙时，电解溶液渗漏。渗漏的电解溶液在焊接塞的外表面时引起火花，并同时产生渣滓，例如黑灰。因此，在塞的内周面与电解溶液注入孔之间形成销孔，这显著降低了电解溶液注入孔的密封性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种二次电池，其能够通过使用塞而改善电解溶液注入孔的内周面的密封性能。

本发明另外的有利之处、目的和特征将在下述描述中部分地陈述，并且，部分地，基于下述实例对于本领域普通技术人员将变得显而易见，或根据本发明的实施获悉。

根据本发明的一个方面，一种二次电池包括：具有阴极板、隔件和阳极板的电极组件；具有上开口以承接电极组件的盒；和盖组件，所述盖组件与盒的上开口结合，并且包括在一侧设置有电解溶液注入孔的盖板；其中，槽在电解溶液注入孔的内周面上沿轴向形成。

所述槽可以为在电解溶液注入孔的内周面上互相平行形成的多个竖直槽。

所述槽可具有垂直于轴向的梯形截面。

至少一个台阶部可形成于电解溶液注入孔的内周面上的槽的上部。

第一台阶部可形成于电解溶液注入孔的内周面的槽的上部，第二台阶部可形成在第一台阶部的上部。

水平槽可相对于所述电解溶液注入孔而同心地形成于所述第一台阶部的上表面上。

斜部可形成于槽的上端和/或下端。

根据本发明的另一方面，一种二次电池包括：具有阴极板、隔件和阳极板的电极组件；具有上开口以承接电极组件的盒；和盖组件，所述盖组件与盒的上开口结合，并且设置有盖板，所述盖板包括形成于其一侧的电解溶液注入孔；其中，槽在电解溶液注入孔的内周面上沿轴向形成，台阶部形成在槽的上部，并且，在台阶部的表面上涂覆密封材料。

水平槽可相对于电解溶液注入孔而同心地形成在台阶部的平面上，并且可填充以密封材料。

密封材料可以通过干燥由树脂或橡胶制成的溶剂形成。树脂可以是氟类树脂或聚烯烃类树脂。橡胶可以是氟类橡胶，丁二烯橡胶，或异丁烯-异戊二烯橡胶。

进一步地，可在台阶部的上部形成第二台阶部，第二台阶部的直径大于电解溶液注入孔的直径。

附图说明

本发明的更完全的理解，及其更多的其他有利之处，参照下述结合附图的详细描述将变得更好理解，并变得显而易见，在附图中，相同的附图标记指示相同或相似的部件，其中：

图1是根据本发明的实施例的二次电池的分解立体图；

图2是塞与图1的实施例的二次电池分离的组合状态下的截面图；

图3是根据本发明的第一示例性实施例的电解溶液注入孔的放大截面图；

图4是图3中IV部分的放大图；

图5是图3的俯视图；

图6是电解溶液注入孔被塞封闭的状态的截面图；

图7是根据本发明的第二示例性实施例的电解溶液注入孔的截面图；

图8是根据本发明的第三示例性实施例的电解溶液注入孔的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。本发明的各方面和特征以及实现各方面和特征的方法通过参见结合附图详细描述的实施例将更明显。不过，本发明并不限于下文中公开的实施例，而是能够通过不同的方式实现。限定在描述中的内容，例如详细的结构和元件，仅是具体细节，被提供以帮助本领域的普通技术人员理解本发明，而本发明仅由所附各权利要求的范围限定。在本发明的全部描述中，不同附图中的相同附图标记用于相同的元件。

图1是根据本发明的实施例的二次电池的分解立体图，图2是塞与图1的实施例的二次电池分离的组合状态下的截面图。

参见图1和图2，根据本发明实施例的二次电池100包括：盒110，被承接于盒110中的电极组件120，和覆盖盒110的开放上端部的盖组件130。

盒110为具有开放上端部的方筒形体并由金属制成。盒110本身可作为电极端子。被承接于盒110中的电极组件120按次序包括阴极板121，隔件122和阳极板123，并且，电极组件120被卷绕成凝胶卷(jelly roll)形式。

阴极板121包括由薄铝板制成的阴极集电器，包含锂基氧化物作为主要组分的料浆涂覆在阴极集电器的两个表面上。阳极板123包括由薄铜板制成的阳极集电器，包含碳材料作为主要组分的料浆涂覆在阳极集电器的两个表面上。

阴极片124和阳极片125的一部分突出至电极组件120上方，并分别从阴极板121和阳极板123向外收缩。阴极片124和阳极片125可以通过焊接分别固定到阴极集电器和阳极集电器。

阴极片124和阳极片125可分别被设置为相对于彼此具有不同的极性。隔离带126被缠绕在阴极片124和阳极片125分别突出至阴极板121和阳极板123的外部的部分上，从而防止板121和123之间的电短路。

盖组件130安装在盒110的开放上端部。盖组件130包括：盖板131，被安装以接触盖板131的下表面的隔离板132，和被安装以接触隔离板132的下表面的端子板133。

端子通孔134形成在盖板131的中部，通过盒110内部的阳极端子135安装在端子通孔134中。衬垫136安装在阳极端子135的外表面上以将阳极端子135与盖板131隔离。阳极端子135电连接到端子板133并与其结合。

隔离壳150可以进一步安装在盒110中的电极组件120的上部。

阴极片124通过焊接或类似方式被固定并电连接到盖板131，阳极片125通过焊接或类似方式被固定并电连接到阳极端子135。相反地，电池可被设计为相对于彼此而改变电极极性。

而且，盖组件130的结构并不限于上述结构。

电解溶液注入孔137形成在盖板131的一侧上，以提供将电解溶液填充到盒110内的设置，并且，电解溶液注入孔137被球型的塞138密封。

图3是根据本发明的第一示例性实施例的电解溶液注入孔的放大截面图，图4是图3中IV部分的放大图，图5是图3的俯视图。

参见图3至5，电解溶液注入孔137的形状将在下面进行说明。

如图3和4所示，多个竖直槽137a形成在电解溶液注入孔137的内周面上，并相对于彼此具有平行间隙。在此实施例的附图中，显示形成大约20个竖直槽37a，但是本发明并不限于此。随着竖直槽137a数目的增加，竖直槽137a的宽度和间隙变得更窄。

竖直槽137a可在其间形成不变的间隙或在其间形成不同的间隙。形成所述间隙以将塞紧密地装配在电解溶液注入孔137的内周面上。而且，竖直槽137a的宽度和间隙可根据合适的尺寸形成。

如图5所示，竖直槽137a以梯形形状形成，并且当从俯视图或从竖直截面观看时，竖直槽137a从电解溶液注入孔137的内周面至其内部变窄。类似地，当竖直槽137a以梯形形状形成时，塞138被更紧密地装配。不过，竖直槽137a的形状并不限于此，其可以按照三角形、方形、圆形或多边形形状形成。

第一台阶部137b形成于竖直槽137a的上部，竖直槽137a形成于电解溶液注入孔137的内周面上。第一台阶部137b增大与被压入电解溶液注入孔137内的塞138的接触面积，因此改善了密封性能。这意味着电解溶液的渗漏路径变得更长。

如图5所示，第一台阶部137b包括水平槽137c，水平槽137c具有相对于电解溶液注入孔137同心圆的形状。当塞138被压入时，其装配在水平槽137c中，因此防止电解溶液的回流。

进一步地，第二台阶部137d形成于第一台阶部137b的上部。第二台阶部137d也增大与被压入的塞138的接触面积。另外，水平槽(未示出)可形成在第二台阶部137d的平面上。

除了第一和第二台阶部之外，也可以形成第三和第四台阶部，其数目和位置不受限制。

第一斜部137e形成于竖直槽137a与第一台阶部137b之间的交界部。进一步地，第二斜部137f形成于竖直槽137a的下端部。

第一斜部137e和第二斜部137f主要引导塞而使其能够被光滑接触并被插入在电解溶液注入孔137的内周面上沿轴向形成的竖直槽137a中。

理想的情况是，被压入电解溶液注入孔137的塞138由硬度低于盖板131的硬度的材料制成。换句话说，当盖板131由标准铝或铝合金制成时，塞138由更柔软的铝或铝合金制成，或由硬度低于铝的硬度的材料制成。

二次电池的电解溶液注入孔的密封操作将在下文进行说明。

在组装二次电池时，电极组件120被插入盒110中，盒110的上开口被盖组件130密封。电解溶液通过形成于盖板131一侧的电解溶液注入孔137被注入，并且，电解溶液注入孔137通过塞138密封。在这一点上，塞138通过压紧方法被固定在电解溶液注入孔137中。当塞138的外表面压入电解溶液注入孔137之后，塞138被焊接或被涂覆以可光固化的树脂等。

在下文中，塞138被压入电解溶液注入孔137的过程将参照图6进行详细说明。

图6是电解溶液注入孔被塞封闭的状态下的截面图。

首先，塞138位于电解溶液注入孔的入口处并被压入其中。然后，塞138依次适配形成于电解溶液注入孔入口处的第二台阶部137d和第一台阶部137b，并被向下压入其中。在这一点上，塞138也被部分地压入形成于第一台阶部137b处的水平槽137c中。

随后，塞138被引导至第一斜部137e，并被装配于在电解溶液注入孔137内周面上轴向形成的多个竖直槽137a中。因此，塞138的外表面的形状被改变至一定形状以相配于第一台阶部137b和第二台阶部137d的形状。

当塞138装配在竖直槽137a中并变形时，由于竖直槽137a沿电解溶液注入孔137的轴向而纵向形成，因此，塞138紧密接触电解溶液注入孔137的内周面。

随后，当塞138被更深地压入电解溶液注入孔137中并经过第二斜部137f时，塞138接触电解溶液注入孔的在第二斜部137f以下的内周面，以维持被密封的状态。

类似地，塞138与电解溶液注入孔137之间的接触面积通过多个竖直槽137a而增大，电解溶液的渗漏路径相应地变得更长，因此，通过塞138改善了电解溶液注入孔137的密封性能。进一步地，竖直槽137a连同相邻的槽一起形成为凹凸形状，因此防止电解溶液的渗漏和塞138的旋转。

另外，塞138被压入以装配在形成于电解溶液注入孔137入口处的第二台阶部137d和第一台阶部137b中。因此，塞138与溶液注射孔137之间的接触面积增大，并且，电解溶液的渗漏路径扩展，因此改善电解溶液的密封性能。

在下文中，将参照图7说明根据本发明的另一示例性实施例的二次电池的电解溶液注入孔。

图7是根据本发明的第二示例性实施例的电解溶液注入孔的截面图。

电解溶液注入孔237的内周面被涂覆以密封材料。也就是说，塞238被压入涂覆有密封材料的内周面中以密封电解溶液注入孔237。

密封材料可涂覆在电解溶液注入孔237的整个内周面上。不过，如图7所示，理想的情况是，密封材料涂覆在电解溶液注入孔237的部分区域上。

多个竖直槽237a在形成于盖板231一侧的电解溶液注入孔237的内周面上沿轴向形成。第一台阶部237b形成于竖直槽237a的上部，水平槽237c形成在第一台阶部237b的平面上。密封材料239涂覆在第一台阶部237b的表面上。

涂覆在第一台阶部237b上的密封材料被涂覆而填充到形成于第一台阶部237b的平面上的水平槽237c中。类似地，密封材料239被填充到水平槽237c中，因此，使得密封材料239被牢固固定到电解溶液注入孔237而不会与其分离。

密封材料通过干燥由树脂或橡胶制成的溶剂而形成。包含在液态溶剂中的树脂可以是氟类树脂或聚烯烃类树脂。包含在液态溶剂中的橡胶可以是氟类橡胶，丁二烯橡胶，或异丁烯-异戊二烯橡胶。

塞238被压入形成于盖板231处的电解溶液注入孔237中，因此，通过介于电解溶液注入孔237与塞238之间的密封材料239，在很大程度上改善了密封性能。在这一点上，塞238在变形的同时被装配在竖直槽237a中，从而增大了接触面积，并且以类似于前述实施例的方式改善了塞238的密封性能。

图8是根据本发明的第三示例性实施例的电解溶液注入孔的截面图。

如图8的实施例中所示，多个竖直槽337a在电解溶液注入孔337的内周面上沿轴向形成。第一台阶部337b形成于竖直槽337a的上部，水平槽337c形成在第一台阶部337b的平面上。密封材料涂覆在第一台阶部337b的表面上。

另外地，第二台阶部337d形成于第一台阶部337b的上部。第二台阶部337d形成为扩展槽的形状并具有大于电解溶液注入孔337直径的直径。

在将密封材料339涂覆在电解溶液注入孔337内部的过程中，第二台阶部337防止密封材料239显露于盖板331的上表面。因此，第二台阶部337d防止由于显露于盖板331上表面的密封材料在清洗塞338及其周界过程中从电解溶液注入孔337分离或剥落所致的缺陷。

塞338被压入具有介入密封材料339的电解溶液注入孔337的内周面中，以改善塞338与电解溶液注入孔337内周面之间的粘合力，并且，通过轴向形成的多个竖直槽337a和形成于第一台阶部337b的上部的第一台阶部337b，电解溶液的渗漏路径延长，从而改善了密封性能。

如上所述，根据本发明的二次电池产生下述有利效果。

第一，塞装配在电解溶液注入孔的内周面中，以增大塞与内周面之间的接触面积和粘合力，从而改善电解溶液注入孔的密封性能。

第二，通过轴向形成的槽和台阶部，使电解溶液的渗漏路径延长，从而改善电解溶液注入孔的密封性能。

本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离由以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式上和细节上进行各种替换，修改和变化。因此，应该理解的是，上述的实施例仅用于举例说明，而并非限制本发明。

Claims (11)

1.一种二次电池，包括：

电极组件，所述电极组件具有阴极板，隔件和阳极板；

盒，所述盒具有用于承接所述电极组件的上开口；和

盖组件，所述盖组件与所述盒的上开口结合，并包括盖板，所述盖板在其一侧设置有电解溶液注入孔；

其中，在所述电解溶液注入孔的内周面上沿轴向形成槽；

其中，至少一个台阶部形成于所述电解溶液注入孔的内周面上的槽的上部。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述槽包括在所述电解溶液注入孔的内周面上互相平行形成的多个竖直槽。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述槽具有垂直于轴向的梯形截面。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述至少一个台阶部包括第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部形成于所述电解溶液注入孔的内周面上的槽的上部，所述第二台阶部形成于所述第一台阶部的上部。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，水平槽相对于所述电解溶液注入孔同心地形成于所述第一台阶部的上表面上。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，斜部形成于所述槽的上端和下端中的至少一个处。

7.一种二次电池，包括：

电极组件，所述电极组件具有阴极板，隔件和阳极板；

盒，所述盒具有用于承接所述电极组件的上开口；和

盖组件，所述盖组件与所述盒的上开口结合，并包括盖板，所述盖板在其一侧设置有电解溶液注入孔；

其中，在所述电解溶液注入孔的内周面上沿轴向形成槽，在所述槽的上部形成台阶部，并在所述台阶部的表面上涂覆密封材料。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其中，水平槽相对于所述电解溶液注入孔同心地形成于所述台阶部的平面上，并被填充以所述密封材料。

9.根据权利要求7所述的二次电池，其中，所述密封材料通过将由树脂和橡胶之一制成的溶剂进行干燥而形成。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其中，所述树脂包括氟类树脂和聚烯烃类树脂中的一种，所述橡胶包括氟类橡胶、丁二烯橡胶和异丁烯-异戊二烯橡胶中的一种。

11.根据权利要求7所述的二次电池，其中，第二台阶部形成于所述台阶部的上部，所述第二台阶部的直径大于所述电解溶液注入孔的直径。

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