CN101404339B - 二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种二次电池，其包括：用于产生电的电极组件、用于容纳所述电极组件的罐，以及盖组件。所述罐具有开口顶部，且所述盖组件密封该开口顶部。所述电极组件具有多个通过其供应电的电极接线片。所述盖组件包括具有多个接线片引出槽的绝缘壳。每个所述接线片引出槽能被所述电极接线片中的一个占用。所述接线片引出槽的数量大于所述电极接线片的数量。一个所述电极接线片可穿过一个所述接线片引出槽被引出。其它的所述接线片引出槽被剩下作为备用槽，因此即使二次电池的结构改变，也没必要改变所述绝缘壳的形状。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有绝缘壳的二次电池。所述绝缘壳具有槽，从电极组件突出的电极接线片可穿过槽被引出。所述绝缘壳具有备用槽，从而该绝缘壳可用于二次电池的各种设计中。
背景技术
可再充电二次电池比一次性干电池经济。近年来，随着体积小且容量高的二次电池被开发，其被广泛用作诸如便携式电话、可携式摄像机、笔记本电脑等便携式电子/电气设备的电源。
二次电池包括镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池和锂二次电池。在这些二次电池之中，锂二次电池由于其尺寸小、容量高、工作电压高和单位重量能量密度高被最为广泛地使用。
根据容纳具有负极板、正极板和隔板的电极组件的壳体的形状，锂二次电池可分为罐型锂二次电池和袋型锂二次电池。罐型锂二次电池可进一步分为圆柱型锂二次电池和棱柱型锂二次电池。
当锂二次电池为罐型时，壳体通常由诸如铝的金属形成，并为圆柱形、棱柱形或者带有圆边的柱形。
罐具有上开口，电极组件通过上开口插入罐中，且电解液通过该上开口注入至该罐中。罐被尺寸和形状对应于罐的所述开口的盖组件所覆盖，从而形成密封的裸电池。
当锂二次电池为袋型时，袋壳体具有容纳电极组件的空间，其中所述电极组件容纳在所述壳体的下表面上。
所述下表面被所述袋壳体的上表面所覆盖，密封部分形成在所述袋壳体的上表面和下表面的边缘处，并被粘合以被密封，从而形成裸电池。
以上构造的裸电池与保护电路板电连接，所述保护电路板包括用于防止由诸如过充电、过放电、过电流等异常的运行所导致的意外的保护装置。
一般而言，裸电池与保护电路板之间的电连接通过引线实现。这种二次电池可称为核心组(core pack)。
核心组被容纳在外壳中，或者核心组的间隙被填充热熔树脂。接着核心组经过使用薄壳的制管工序和贴签工序，从而形成电池组。
当锂二次电池为棱柱型时，绝缘壳位于电极组件的顶部。绝缘壳将电极组件与盖组件电绝缘开，并固定从电极组件突出的正极接线片和负极接线片的位置。
此时，仅一个用于固定正极接线片位置的槽形成在绝缘壳的一侧。由于这个原因，当正极接线片的位置由于电极板的不同长度而改变时，绝缘壳的形状也要被改变。因此，当绝缘壳的形状被改变时，工序效率会降低。
发明内容
根据示例性实施例，本发明提供一种二次电池，其包括：产生电的电极组件、用于容纳电极组件并具有开口顶部的罐，以及密封罐的开口顶部的盖组件。电极组件包括正极板、负极板、设置在所述正极板与所述负极板之间的隔板、与所述正极板相连接的正极接线片、以及与所述负极板相连接的负极接线片。盖组件包括具有接线片引出槽的绝缘壳，所述接线片引出槽包括：第一接线片引出槽，所述正极接线片或所述负极接线片穿过所述第一接线片引出槽被引出；以及第二接线片引出槽，所述正极接线片和所述负极接线片未穿过所述第二接线片引出槽被引出。
根据另一示例性实施例，本发明提供一种二次电池，其包括：产生电并包括多个通过其供应所述电流的电极接线片的电极组件、用于容纳电极组件并具有开口顶部的罐，以及密封罐的开口顶部的盖组件。盖组件包括具有多个接线片引出槽的绝缘壳。所述多个接线片引出槽的每一个可被所述电极接线片中的一个占用。接线片引出槽的数量大于所述电极接线片的数量。
绝缘壳可包括主体部分，其具有与罐的开口顶部基本平行的上表面、第一主侧表面、以及与第一主侧表面相对设置的第二主侧表面。接线片引出槽可形成在第一主侧表面或第二主侧表面上。
形成在第一主侧表面上的接线片引出槽的数量可不同于形成在第二主侧表面上的接线片引出槽的数量。
形成在第一主侧表面上的接线片引出槽的数量可与形成在第二主侧表面上的接线片引出槽的数量相同。
如上所述，根据本发明，绝缘壳具有备用的接线片引出槽。因此，即使电极组件的电极接线片的位置被改变，也没必要改变绝缘壳的形状，从而最大化工序效率。
附图说明
结合附图并参照以下的详细说明，本发明的更完整评价及其许多伴随的优点将变得更好理解，从而将使其更容易清楚。其中相同的附图标记表示相同或类似的元件，其中：
图1为根据本发明实施例的二次电池的分解透视图；和
图2A至2C为根据本发明实施例的二次电池中的各种形状的绝缘壳的透视图。
具体实施方式
以下将参照附图对本发明进行更充分的描述，其中揭示了本发明的优选实施例。然而，该发明可实施为各种不同形式，并且不应理解为限制在本文中提出的实施例。相反，这些实施例被提供以使该公开内容更为全面和完整，并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。附图中的层和区域的距离、厚度等为便于示出可能被夸大。
图1为如本发明实施例所构造的二次电池的分解透视图，而图2A至2C为如本发明实施例所构造的二次电池中的各种形状的绝缘壳的透视图。
参照图1，二次电池包括：在顶部具有开口的罐100、容纳在罐100内的电极组件110，以及密封罐100的开口的盖组件200。
罐100可由金属材料形成。罐100容纳电极组件110和电解液。罐100可容纳设置于电极组件110上的绝缘壳。轻质和柔性铝、铝合金、不锈钢等可用作所述金属材料。由于由金属材料形成的罐100具有导电性，因此其可用作电极端子。
罐100可形成为棱柱形或带有弯曲拐角(curved corner)的椭圆形。罐100的开口顶部与包含在盖组件200中的盖板220相焊接或热熔合以密封罐100。
电极组件110包括：正极板112、负极板116和隔板114。正极板112包括正极涂覆部分，其通过用正极活性物质涂覆正极集电体而形成。负极板116包括负极涂覆部分，其通过用负极活性物质涂覆负极集电体而形成。隔板114插入在正极板112与负极板116之间，以防止这两个板112与116之间的短路，并允许电解液离子的移动。
正极板112还包括没有涂覆有正极活性物质的正极非涂覆部分，而且负极板116也包括没有涂覆有负极活性物质的负极非涂覆部分。
电连接至盖板220的第一电极接线片120被连接至正极非涂覆部分，电连接至电极端子240的第二电极接线片130被连接至负极非涂覆部分。下文中，第一电极接线片120表示正极接线片，第二电极接线片130表示负极接线片。
用于防止电极之间短路的绝缘带140可设置在正极接线片120和负极接线片130的一部分处，其中正极接线片120和负极接线片130分别从正极板112和负极板116被引出。
此时，正极接线片120和负极接线片130可通过超声焊接分别连接至正极非涂覆部分和负极非涂覆部分。在本发明中，连接方法并不特别限定。
正极集电体可包括不锈钢、镍、铝、钛、以及其合金、用碳、镍、钛或银进行表面处理的铝或不锈钢，等等。优选地，铝或铝合金用于正极集电体。
正极集电体可形成为箔、膜、片、冲压片、多孔体、起泡剂等形状。正极集电体的厚度典型地为1μm至50μm，并且优选地为1μm至30μm。然而，正极集电体的形状和厚度并不特别限定。
正极活性物质为用于吸留或分离锂离子的物质。优选地，正极活性物质包括从钴、锰和镍中选择的至少一种，以及一种或多种带有锂的混合氧化物。
负极集电体可包括不锈钢、镍、铜、钛、以及其合金、用碳、镍、钛或银进行表面处理的铜或不锈钢，等等。优选地，铜或铜合金用于负极集电体。
负极集电体可形成为箔、膜、片、冲压片、多孔体、起泡剂等形状。负极集电体的厚度典型地为1μm至50μm，并且优选地为1μm至30μm。然而，负极集电体的形状和厚度并不特别限定。
负极活性物质为用于吸留或分离锂离子的物质。负极活性物质可包括诸如晶体碳、无定形碳、碳复合物(carbon complex)或碳纤维的碳物质、锂金属、锂合金，等等。
隔板114典型地由诸如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等热塑树脂形成。隔板114具有带多孔膜结构的表面。
在所述多孔结构中，只要热塑树脂由于电池内部温度的增加而接近熔点，隔板114被融化而阻断孔，从而形成绝缘膜。由于所述绝缘膜的形成，正极112和负极116之间的锂离子的移动被中断，并且电流不再流动，从而阻止电池内部温度的增加。
盖组件200包括：绝缘壳210、盖板220、绝缘垫圈230、电极端子240、绝缘板250、端子板260，以及电解液注入孔的塞子270。
绝缘壳210设置在插入至罐100中的电极组件110上。绝缘壳210阻碍电极组件110的移动。
绝缘壳210具有支撑部分，该支撑部分作为支持端子板260和覆盖端子板260的绝缘板250的壁。
进一步，绝缘壳210具有引导正极接线片120和负极接线片130的接线片引出槽211和接线片引出孔213。正极接线片和负极接线片中的一个可穿过接线片引出槽被引出，而正极接线片和负极接线片中的另一个可穿过接线片引出孔被引出。因此，正极接线片120与负极接线片130以预定的距离相互间隔开，并且这二者之间的短路被防止。一般而言，正极接线片120可被引导穿过一个接线片引出槽211，而负极接线片130可穿过接线片引出孔213被提供在电极组件110的中心部分。可选地，负极接线片130也可被引导穿过接线片引出槽211，而正极接线片120可穿过接线片引出孔213被提供在电极组件110的中心部分。明显的是，正极接线片120和负极接线片130的位置在本发明中不特别限定。
对绝缘壳210的详细说明将参照图2A至2C随后进行描述。
绝缘壳210可由诸如聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(polyethersulfone，PES)或改性聚苯醚(PPO)的绝缘聚合树脂形成。
盖板220为与罐100的开口的尺寸和形状大体相同的金属板。盖板220连接至罐100的开口，以密封罐100的开口。盖板220具有端子通孔221，绝缘垫圈230和电极端子240插入在端子通孔221中。
盖板220设置有电解液注入孔223，其提供了将电解液通过其注入罐100内部的通道。将电极液注入到罐110内部之后，电解液注入孔223被电解液注入孔的塞子270密封，从而罐100被封闭。
绝缘垫圈230被连接到形成在盖板220中的端子通孔221。绝缘垫圈230由橡胶或具有优良绝缘性能的非导电材料形成。一孔形成在绝缘垫圈230的中心部分。电极端子240插入至绝缘垫圈230的孔中，且有电极端子插入的垫圈被插入到通孔221中。
电极端子240插入到形成在待连接到盖板220的绝缘垫圈230中的孔中。电极端子240的底部电穿过盖板220同时连接至端子板260。
绝缘板250由绝缘材料形成。绝缘板250形成在盖板220与端子板260之间以将盖板220与端子板260绝缘开。
绝缘板250具有与形成在盖板220中的端子通孔221相对应的孔，并且电极端子240穿过绝缘板250的孔。电极端子240穿过上述孔被插入，并被连接到端子板260，从而电极端子240与焊接至端子板260的负极接线片130电连接。端子板260形成在绝缘板250下方。端子板260由导电材料形成，以形成电极端子240与焊接至端子板260的负极接线片130的电通路。
图2A至2C为根据本发明实施例的二次电池中的各种形状的绝缘壳的透视图。
参照图2A至2C，该实施例的二次电池中的绝缘壳210包括主体部分219。主体部分219具有与罐的开口顶部基本平行的上表面，以及主侧表面和次侧表面。
主体部分219具有能够插入到罐内部的尺寸和形状。主体部分219具有形成在主侧表面的多个接线片引出槽211。电极接线片穿过一个或多个接线片引出槽211被引出。
接线片引出槽211被形成为引导从电极组件110突出的正极接线片和负极接线片中的任意一个。接线片引出槽211的数量大于电极接线片的数量，因而主体部分219进一步包括没有被电极接线片占用的一个或更多接线片引出槽。
电极接线片被引出穿过的槽称为第一接线片引出槽，而电极接线片没有被引出穿过的槽称为第二接线片引出槽。
这样，尽管根据二次电池的设计电极接线片被引出的位置被改变，但是电极接线片可被引出穿过作为备用槽的第二接线片引出槽。
因此，由于即使电极接线片被引出的位置被改变，也不需要每次当二次电池的设计改变时改变绝缘壳的形状，因此不必要的工序被减少，从而可获得最大化的工序效率。
这时，接线片引出槽211的位置在本发明中不特别限定。如果多个接线片引出槽211形成在不同主侧表面处，例如第一主侧表面和与第一主侧表面相对的第二主侧表面，则接线片引出槽的位置可如图2C所示对称形成。但是在其它实施例中，接线片引出槽可以不对称地形成。换句话说，如图2A和2B所示，在第一主侧表面和第二主侧表面各自处的接线片引出槽的数量可不同；或者说在第一主侧表面和第二主侧表面各自处的接线片引出槽可以不对称地设置。
主体部分219的上表面包括接线片引出孔213和电解液注入孔217。没有被接线片引出槽引导的电极接线片可穿过接线片引出孔213被引出。电解液注入孔217提供了将电解液穿过其注入电极组件中的通道。
绝缘壳210包括次侧支撑部分215a，其形成在主体部分219的更为接近主体部分219的次侧表面的边缘上。次侧支撑部分215a以预定高度从主体部分219的所述边缘向上突出。该突出基本垂直于主体部分219的上表面。
当绝缘壳210容纳在罐100中时，次侧支撑部分215a允许绝缘壳210紧密附至罐100的内壁，从而防止绝缘壳210的移动。
一个或多个主侧支撑部分215b可形成在主体部分219的更为接近主体部分219的主侧表面的另一边缘上。主侧支撑部分215b以预定高度从主体部分219的边缘向上突出，且该突出基本垂直于主体部分219的上表面。优选地，主侧支撑部分215b被形成为与次侧支撑部分215a高度相同。
主侧支撑部分215b加固可能比主体部分219的次侧表面薄弱的主侧表面。当物理冲击施加至电池时，主侧支撑部分215b防止主体部分219的变形。
优选地，次侧支撑部分215a和主侧支撑部分215b通过喷射模塑法与主体部分219整体地形成。
如上所述形成的二次电池可为通过将裸电池与设置在裸电池一侧并连接至盖组件的保护电路板相连接而形成核心组，然后用薄壳对上述核心组制管和贴签而形成的内组(inner pack)。
可选地，具有如上所述形成的裸电池的二次电池可为通过将裸电池与设置在裸电池一侧并连接至盖组件的保护电路板相连接而形成核心组，然后将该核心组容纳至另外的外壳中而形成的硬组(hard pack)。
虽然参照其示例性实施例特别显示和描述了本发明，但是本领域技术人员要理解的是，在不背离由下述权利要求书限定的本发明的原则和精神的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。
Claims (22)
1.一种二次电池，包括：
电极组件，其产生电，并包括正极板、负极板、设置在所述正极板与所述负极板之间的隔板、与所述正极板相连接的正极接线片、以及与所述负极板相连接的负极接线片；
用于容纳所述电极组件的罐，该罐具有开口顶部；以及
密封所述罐的开口顶部的盖组件，该盖组件包括具有接线片引出槽的绝缘壳，所述接线片引出槽包括：第一接线片引出槽，所述正极接线片或所述负极接线片穿过该第一接线片引出槽被引出；以及第二接线片引出槽，所述正极接线片和所述负极接线片未穿过该第二接线片引出槽被引出，
其中，所述绝缘壳包括主体部分，该主体部分具有与所述罐的开口顶部基本平行的上表面、第一主侧表面、以及与所述第一主侧表面相对设置的第二主侧表面，所述接线片引出槽形成在所述第一主侧表面和所述第二主侧表面上。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中所述罐形成为棱柱形或带有弯曲拐角的椭圆形。
3.如权利要求1所述的二次电池，其中形成在所述第一主侧表面上的接线片引出槽的数量不同于形成在所述第二主侧表面上的接线片引出槽的数量。
4.如权利要求1所述的二次电池，其中形成在所述第一主侧表面上的接线片引出槽的数量与形成在所述第二主侧表面上的接线片引出槽的数量相同。
5.如权利要求1所述的二次电池，其中所述主体部分的上表面具有接线片引出孔，所述正或负极接线片穿过所述接线片引出孔被引出。
6.如权利要求1所述的二次电池，其中所述绝缘壳包括形成在所述主体部分上的支撑部分，该支撑部分进一步包括主侧支撑部分，所述主侧支撑部分形成在所述主体部分的边缘上，该边缘比所述主体部分的另一边缘更接近所述第一主侧表面或所述第二主侧表面。
7.如权利要求6所述的二次电池，其中所述支撑部分沿基本垂直于所述主体部分的上表面的方向向上突出。
8.如权利要求7所述的二次电池，其中所述支撑部分与所述主体部分整体地形成。
9.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括与所述盖组件相连接的保护电路板。
10.如权利要求1所述的二次电池，其中所述二次电池为内组。
11.如权利要求1所述的二次电池，其中所述二次电池为硬组。
12.一种二次电池，包括：
电极组件，其产生电，并包括多个电极接线片，所述电通过所述多个电极接线片被供应；
用于容纳所述电极组件的罐，该罐具有开口顶部；以及
密封所述罐的开口顶部的盖组件，该盖组件包括具有多个接线片引出槽的绝缘壳，所述多个接线片引出槽的每一个能被所述电极接线片中的一个占用，所述接线片引出槽的数量大于所述电极接线片的数量，
其中，所述绝缘壳包括主体部分，该主体部分具有与所述罐的开口顶部基本平行的上表面、第一主侧表面、以及与所述第一主侧表面相对设置的第二主侧表面，所述接线片引出槽形成在所述第一主侧表面和所述第二主侧表面上。
13.如权利要求12所述的二次电池，其中所述罐形成为棱柱形或带有弯曲拐角的椭圆形。
14.如权利要求12所述的二次电池，其中形成在所述第一主侧表面上的接线片引出槽的数量不同于形成在所述第二主侧表面上的接线片引出槽的数量。
15.如权利要求12所述的二次电池，其中形成在所述第一主侧表面上的接线片引出槽的数量与形成在所述第二主侧表面上的接线片引出槽的数量相同。
16.如权利要求12所述的二次电池，其中所述主体部分的上表面具有接线片引出孔，所述正或负极接线片穿过所述接线片引出孔被引出。
17.如权利要求12所述的二次电池，其中所述绝缘壳包括形成在所述主体部分上的支撑部分，该支撑部分进一步包括主侧支撑部分，所述主侧支撑部分形成在所述主体部分的边缘上，该边缘比所述主体部分的另一边缘更接近所述第一主侧表面或所述第二主侧表面。
18.如权利要求17所述的二次电池，其中所述支撑部分沿基本垂直于所述主体部分的上表面的方向向上突出。
19.如权利要求18所述的二次电池，其中所述支撑部分与所述主体部分整体地形成。
20.如权利要求12所述的二次电池，进一步包括与所述盖组件相连接的保护电路板。
21.如权利要求12所述的二次电池，其中所述二次电池为内组。
22.如权利要求12所述的二次电池，其中所述二次电池为硬组。
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