CN101420051B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池包括：罐，和布置在所述罐中的电极组件；布置在所述罐的开口周围的保护电路板，包括外部连接端子；插入在所述罐与所述保护电路板之间的双面胶带；包括盖突的盖组件，用于密封所述罐的开口；连接至所述保护电路板并焊接至所述盖突的第一导线；连接至所述保护电路板并焊接至所述罐的卷边的第二导线；以及具有与所述外部连接端子相对应的端子孔的顶罩。

Description

二次电池
技术领域
本发明的各方面涉及二次电池，更具体而言，涉及没有由焊接导致的外表缺陷的二次电池。
背景技术
一般而言，诸如摄影机、移动电话、笔记本电脑等等之类的轻型、高性能便携式装置使用二次电池作为便携式电源。二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。锂二次电池由于其体积小、容量大、工作电压高以及单位重量能量密度高而成为普及电源。
锂二次电池可通过以下步骤形成：将包括正极板、负极板和隔板的电极组件插入至罐中；将保护电路板连接至该电极组件；用盖组件密封罐的开口，以及用罩或者标签覆盖该罐。
根据容纳电极组件的罐的形状，锂二次电池被分为圆柱型、棱柱型或袋型。锂二次电池包括电极导线，以将电极组件电连接至保护电路板。在圆柱型电池中，电极导线可被焊接至罐，以形成至电极组件的电连接。
当在罐的底部进行焊接时，由于电极导线沿罐的侧表面延长，需要用胶带将裸电池与电极导线连结在一起。另外，由于罐由铝材料形成，所以由于焊接过程中的加压和发热，铝材料可能被损坏，这会影响二次电池的外表。进一步，当保护电路板安装在罐的顶端时，由于保护电路板的厚度使得盖突(cap-up)处于保护电路板的下方，所以难以使用盖突作为外部端子。
发明内容
本发明的各方面提供一种二次电池，包括被焊接至罐的卷边或卷曲部分的电极导线，以将保护电路板电连接至布置在罐中的电极组件。
根据本发明的一方面，一种二次电池包括：罐；布置在所述罐中的电极组件；用于密封所述罐的开口的盖组件，包括远离所述电极组件延伸的盖突；布置在所述罐的开口周围的保护电路板，包括外部连接端子；用于插入在所述罐与所述保护电路板之间的双面胶带；连接至所述保护电路板并焊接至所述盖突的第一导线；连接至所述保护电路板并焊接至所述罐的卷边的第二导线；以及具有端子孔的顶罩，所述外部连接端子通过该端子孔露出。
根据本发明的另一方面，一种二次电池包括：罐；布置在所述罐中的电极组件；用于密封所述罐的开口的盖组件，包括远离所述电极组件延伸的盖突；布置在所述罐的开口周围的保护电路板，包括外部连接端子；用于插入在所述罐与所述保护电路板之间的双面胶带；连接至所述保护电路板并焊接至所述盖突的第一导线；连接至所述保护电路板并焊接至所述罐的卷曲部分的第二导线；以及具有端子孔的顶罩，所述外部连接端子通过该端子孔露出。
根据本发明的又一方面，提供一种二次电池，具有布置在盖组件上方的保护电路。所述盖组件具有延伸超过所述保护电路板的盖突。
根据本发明的再一方面，一种二次电池包括：罐；布置在所述罐中的电极组件；用于密封所述罐的开口的盖组件，包括远离所述电极组件延伸的盖突；布置在所述罐的开口周围的保护电路板；插入在所述罐与所述保护电路板之间的双面胶带；布置在所述盖突上、在所述保护电路板上方的端子板；以及将所述保护电路板电连接至所述电极组件的第一导线和第二导线。
本发明另外的方面和/或优点部分地在以下描述中阐述，部分地通过该描述显而易见，或者可通过本发明的实施而获知。
附图说明
通过以下结合附图对示例性实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得显而易见和更易于理解，其中：
图1为根据本发明第一示例性实施例的电池组的剖视图；
图2为图1的电池组的分解透视图；
图3为根据本发明第二示例性实施例的电池组的剖视图；
图4为图3的电池组的分解透视图；
图5为根据本发明第三示例性实施例的电池组的剖视图；以及
图6和7为示出根据本发明示例性实施例的二次电池的结构的剖视图。
具体实施方式
现将对本发明的各示例性实施例进行详细的论述，本发明的示例将参照附图进行说明，而且全文中相同的附图标记表示相同的元件。为了阐释本发明的各方面，以下将通过参照附图来描述示例性实施例。如在此所提及的，如果第一元件被说成布置在第二元件“上”或者与第二元件相邻，那么第一元件可直接接触第二元件，或者可与第二元件被位于它们之间的一个或多个其它元件分离。相反，如果一元件被提及为“直接”布置在另一元件上，则没有中间元件存在。如在此所用，术语“和/或”包括一种或多种相关的列出项的任意和所有组合。
图1为根据本发明第一示例性实施例的二次电池100的剖视图，图2为图1的二次电池100的分解透视图。参照图1和图2，二次电池100包括电极组件20、用于容纳电极组件20的罐10，以及用于密封罐10的开口的盖组件80。电极组件20包括卷绕在一起的第一电极板25、第二电极板26和布置在它们之间的隔板21。电极组件20还可包括可选的第二隔板23。
电极板25、电极板26通过将活性物质浆体涂在金属箔或金属网形成的集电体(未示出)上来形成。金属箔或金属网可由铝或铜制成。浆体一般通过在溶剂中混入活性物质、辅助导体、粘合剂以及增塑剂来形成。所述溶剂在随后的工艺中去除。
电极板25、电极板26具有没有涂浆体的非涂覆部，且电极接线片可连接至该非涂覆部。例如，第一电极接线片27连接至电极组件20的非涂覆部并且连接至盖组件80，而第二电极接线片29连接至非涂覆部和罐10的底部。
罐10一般通过深冲压而由不锈钢、铝或者铝合金来形成。电极组件20通过开口插入至罐10中。底部绝缘板13b可布置在电极组件20的底表面上，而第二电极接线片29可与底部绝缘板13b分离。底部绝缘板13b和电极组件20可顺序插入至罐10中，或者作为组合件(unit)插入至罐10中。
电极组件20具有空心。底部绝缘板13b具有面对电极组件20的空心的通孔。第二电极接线片29被弯曲以延伸横过底部绝缘板13b的通孔。
焊条(未示出)可插入至电极组件20的空心，以将第二电极接线片29焊接至罐10的底表面。这样，罐10具有与第二电极接线片29相同的极性，并可用作电极端子。
中心销18安装在电极组件20的空心中。中心销18加固电极组件20，并用作由电极组件产生的气体可排放通过的通道。
顶部绝缘板13a安装在电极组件20的上表面。第一电极接线片27向上突出穿过在顶部绝缘板13a中限定的孔。顶部绝缘板也可具有与电极组件20的空心相对应的中心孔，第二电极接线片29可通过该中心孔被焊接。
通过使与电极组件20的顶部相邻的罐10的侧壁进行卷曲，来在罐10中形成卷边(bead)15。卷边15将电极组件20紧固在罐10内。
接着电解液可通过开口注入至罐10中。可在卷边之前注入电解液。垫圈30插入至罐10的开口中，而盖组件80插入至垫圈30内侧。
盖组件80包括通气口40、电流中断装置(CID)50、正温度系数(PTC)热敏电阻器60和盖突(cap-up)70。第一电极接线片27的一端被焊接至通气口40。盖组件80的部件可进行预装配后再安装在垫圈30上，或者可顺序安装在垫圈30上。PCT热敏电阻器60可为可选择的元件。罐10的开口被卷曲以形成卷曲(crimpling)部分17，从而通过挤压垫圈30抵靠盖组件80来密封罐10。
罐10具有与焊接至罐10的底部的第二电极接线片29相同的极性。盖突70远离电极组件20突出，并具有与第一电极接线片27相同的极性。换言之，罐10和盖组件80具有不同的极性。
二次电池100包括布置在卷曲部分17上的保护电路板120。保护电路板120保护二次电池100不会过充电或过放电。双面胶带(double-coatedadhesive tape)110用于将保护电路板120连结至罐10。胶带110可为环形。
盖突70可为用于连接二次电池100与外部装置的端子，并延伸通过带110。换言之，盖突70延伸超过卷曲部分17。
保护电路板120为环形，并包括第一导线121和第二导线123。第一导线121和第二导线123分别电连接至盖突70和罐10。由于通过第一电极接线片27和第二电极接线片29建立的电连接，盖突70和罐10具有不同的极性。
第一导线121和第二导线123由镍形成。第一导线121从保护电路板120延伸至盖突70。第一导线121可为板形，并可例如包括通过电阻焊接连结至盖突70的外表面的焊接部分128。第一导线121可替代地被弯曲，从而焊接至盖突70的内表面。换言之，第一导线121可为任意形状，只要其可电连接至盖突70即可。第一导线121可包括PTC热敏电阻器125，当二次电池100过热时该热敏电阻器125可短路二次电池100。
第二导线123可被沿罐10的侧表面弯曲，从而被焊接至罐10的卷边15。为了将第二导线123粘合于罐10，双面胶带(未示出)可插入在第二导线123与罐10之间。由于第二导线123被焊接至卷边15，该焊接被很好地保护以免受外界冲击。而且，由于焊接工艺在卷边内部进行，所以二次电池100的外表不受该焊接影响。
保护电路板120具有由此向上突出的多个外部连接端子127，其每一个均包括电源端子和接地端子，以使二次电池100与外部装置之间电连接。保护电路板120可进一步包括输入/输出端子，以与外部装置交换数据。保护电路板120可包括热敏电阻器端子，以传送温度数据至外部装置。保护电路板120包括端子孔131，外部连接端子127通过端子孔131露出。
二次电池100可包括顶罩130，以保护保护电路板120免受外界冲击。二次电池100还可包括底罩135以保护罐10的底表面。底罩135可使用双面胶带115粘合至罐10。二次电池可覆盖有粘合标签(未示出)或者热缩标签，以形成二次电池100的外表。
图3为根据本发明第二示例性实施例的二次电池101的剖视图；图4为图3的二次电池101的分解透视图。二次电池101包括与二次电池100类似的元件，所以将仅仅主要描述不同元件。
双面胶带110’可用于将罐10连结至保护电路板120’。胶带110’为环形并具有切口部分113。保护电路板120’也为环形并具有切口部分129，且包括延伸至切口部分129中的第二导线123’。第二导线123’通过胶带110’的切口部分113焊接至罐10的卷曲部分17。当第二导线123’焊接至卷曲部分17时，该焊接比罐的其它部分更能抵抗外部冲击，并且不会影响二次电池101的外表。
二次电池100、101包括顶罩130和底罩135，以及形成在保护电路板120、120’上的外部连接端子127。现在将描述不包括外罩的二次电池的本发明的各方面。
图5为根据本发明第三示例性实施例的二次电池200的剖视图。二次电池200包括与二次电池101类似的元件，从而仅详细描述不同元件。二次电池200包括罐10、布置在罐10中的电极组件20、用于密封罐10的盖组件80，以及布置在罐10上的保护电路板220。
盖组件80包括用作电极端子的盖突170。盖突170延伸超过保护电路板220的顶表面。保护电路板220通过双面胶带210连结至罐10。也就是，保护电路板220不包括外部连接端子；相反，盖突170和罐10用作外部连接端子。在该示例性实施例中，盖突170连接至第一电极接线片27，并用作正端子，而罐10与第二电极接线片29相连，并用作负端子。
当多个二次电池相互串联连接时，盖突被排列为与相邻的二次电池的罐的底部相接触。二次电池可包括在电池组中，这可能更为方便。
保护电路板220使用双面胶带210连结至裸电池200的顶表面。盖突170用作外部连接端子。双面胶带210为环形，且盖突170延伸穿过该双面胶带。带210的厚度可自由选择，只要盖突170延伸超过保护电路板220的顶表面即可。
保护电路板220连结至双面胶带210的顶表面，且第一导线221和第二导线223被布置为使电极组件20与保护电路板220之间电连接。保护电路板220为环形，以使盖突170突出穿过该保护电路板。
保护电路板220的厚度可自由选择，只要盖突170延伸超过保护电路板220的顶表面即可。也就是，双面胶带210和保护电路板220可具有任意厚度，只要当装配部件时盖突170延伸超过保护电路板220的顶表面即可。
第一导线221和第二导线223可由镍形成。第一导线221从保护电路板220朝向盖突170向内突出。第一导线221被弯曲为通过焊接连结至盖突170的底部。可替代地，可被焊接至盖突170的任意部分，只要在第一导线221与盖突170之间能够建立电连接即可。第一导线221可包括PTC热敏电阻器225和焊接部分227。
第二导线223从保护电路板220向外突出。第二导线223被弯曲为接触罐10的侧表面，并被焊接至形成在罐10中的卷边15。双面胶带(未示出)可用于将第二导线223连结至罐10。
当第二导线223被焊接至卷边15时，该焊接被很好地保护以免受外界冲击。进一步，二次电池的外表不受该焊接的影响。
图6和图7为示出根据本发明第四示例性实施例和第五示例性实施例的二次电池201和二次电池202的结构的剖视图。二次电池201和二次电池202包括与二次电池101类似的元件，所以仅详细描述不同元件。
参照图6和7，保护电路板220使用双面胶带210连结至罐10的顶表面。保护电路板220连接至双面胶带210的顶表面，而第一导线221和第二导线223’布置为使电极组件20与保护电路板220之间电连接。
双面胶带210和保护电路板220为环形，而用作电极端子的端子板230突出穿过双面胶带210和保护电路板220。第一导线221和第二导线223’可由镍形成。第一导线221从保护电路板220朝向盖突70向内突出，而第二导线223’从保护电路板220向外突出。
如图6所示，第一导线221可为板，其从保护电路板220突出至盖突70的外表面，从而通过电阻焊接而焊接至此。第一导线221可替代地被弯曲，从而焊接至盖突70的内表面。第一导线221可包括PTC热敏电阻器225，以确保二次电池201的稳定性。
在第一导线221焊接至盖突70的顶部之后，端子板230可进一步布置在第一导线221上。端子板230可由诸如镍之类的高导电性材料形成，并可焊接至第一导线221。然而，端子板230的材料和形状并不限于此，并可变化和修改为各种形式。因此，端子板230具有与盖突70相同的电极性，并可用作电端子。端子板230高于保护电路板220的顶表面。
如图7所示，在端子板230’焊接至盖突70的顶部之后，第一导线221’可布置在端子板230’上。当然，第一导线221’可焊接至盖突70和/或端子板230’的任意部分，只要电极组件20可电连接至保护电路板220即可。
第二导线223’可被弯曲为与罐10的侧表面接触。第二导线223’可焊接至罐10的底部，或可焊接至罐10的卷边15。当焊接在卷边15处进行时，该焊接可抵抗外力。进一步，该焊接不会影响二次电池201的外表。在第二导线223’与罐10之间可进一步包括双面胶带229，以增大其间的粘附力。二次电池201和二次电池202可由形成二次电池201和二次电池202的外表的标签覆盖。
根据本发明的各方面，保护电路板与裸电池之间的电连接可形成在罐中形成的卷边部分或者卷曲部分处，从而保护其外表。进一步，由于通过形成高于保护电路板的盖突或者通过在盖突上形成端子板，电极端子被形成为高于保护电路板，所以二次电池可易于连接至电池组中的其它二次电池。
尽管显示和描述了本发明一些示例性实施例，但是本领域技术人员可以理解的是，在不背离由权利要求及其等同替换限定范围的本发明的原则和精神的情况下，可以在这些实施例中进行变化。

Claims (24)

1.一种二次电池，包括：
罐；
布置在所述罐中的电极组件；
用于密封所述罐的开口的盖组件，包括远离所述电极组件延伸的盖突；
布置在所述罐的开口周围的保护电路板，包括外部连接端子；
用于将所述罐与所述保护电路板连结的双面胶带；
从所述保护电路板延伸并焊接至所述盖突的第一导线；
从所述保护电路板延伸并焊接至所述罐的卷边的第二导线，所述卷边通过对所述罐的与所述电极组件的顶部相邻的侧壁进行卷曲而形成在所述罐中；以及
布置在所述保护电路板上的顶罩，所述顶罩具有端子孔，所述外部连接端子通过该端子孔露出。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中所述双面胶带为环形。
3.如权利要求1所述的二次电池，其中所述保护电路板为环形。
4.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一导线和所述第二导线由镍形成。
5.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一导线包括正温度系数热敏电阻器。
6.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一导线为板形。
7.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一导线被焊接至所述盖突的内表面或外表面。
8.一种二次电池，包括：
罐；
布置在所述罐中的电极组件；
用于密封所述罐的开口的盖组件，包括远离所述电极组件延伸的盖突； 
布置在所述罐的开口周围的保护电路板，包括外部连接端子；
用于将所述罐连结至所述保护电路板的双面胶带；
从所述保护电路板延伸并焊接至所述盖突的第一导线；
从所述保护电路板延伸并焊接至所述罐的卷曲部分的第二导线，所述卷曲部分通过对所述罐的开口进行卷曲来形成；以及
布置在所述保护电路板上的顶罩，具有端子孔，所述外部连接端子通过该端子孔露出。
9.如权利要求8所述的二次电池，其中所述双面胶带为环形并具有切口部分。
10.如权利要求8所述的二次电池，其中所述保护电路板为环形并具有切口部分。
11.如权利要求8所述的二次电池，其中所述第一导线和所述第二导线由镍形成。
12.如权利要求8所述的二次电池，其中所述第一导线包括正温度系数热敏电阻器。
13.如权利要求8所述的二次电池，其中所述第一导线为板形。
14.如权利要求8所述的二次电池，其中所述第一导线被焊接至所述盖突的内表面或外表面。
15.如权利要求8所述的二次电池，其中：
所述双面胶带为环形并具有第一切口部分；
所述保护电路板为环形并具有第二切口部分；以及
所述第二导线穿过所述第一切口部分和所述第二切口部分被焊接至所述罐的所述卷曲部分。
16.一种二次电池，包括：
罐；
布置在所述罐中的电极组件；
布置在所述罐的开口周围的保护电路板； 
用于密封所述罐的开口的盖组件，包括远离所述电极组件延伸、穿过所述保护电路板的盖突；
从所述保护电路板延伸并焊接至所述盖突的第一导线；和
从所述保护电路板延伸并焊接至所述罐的卷边的第二导线，所述卷边通过对所述罐的与所述电极组件的顶部相邻的侧壁进行卷曲而形成在所述罐中。
17.如权利要求16所述的二次电池，进一步包括用于将所述保护电路板连结至所述罐的双面胶带。
18.如权利要求16所述的二次电池，其中所述保护电路板为环形。
19.如权利要求16所述的二次电池，其中所述第一导线和所述第二导线由镍形成。
20.如权利要求16所述的二次电池，其中所述第一导线被焊接至所述盖突的顶部或底部。
21.一种二次电池，包括：
罐；
布置在所述罐中的电极组件；
布置在所述罐的开口周围的保护电路板；
用于密封所述罐的开口的盖组件，包括远离所述电极组件延伸的盖突；
用于将所述罐连接至所述保护电路板的双面胶带；
布置在所述盖突的外表面上、在所述保护电路板的外侧的端子板；以及
将所述保护电路板电连接至所述电极组件的第一导线和第二导线，所述第二导线被焊接至所述罐的卷边，所述卷边通过对所述罐的与所述电极组件的顶部相邻的侧壁进行卷曲而形成在所述罐中。
22.如权利要求21所述的二次电池，其中所述第一导线布置在所述盖突与所述端子板之间。
23.如权利要求21所述的二次电池，其中所述第一导线被焊接至所述端子板的外表面或者所述盖突的内表面。 
24.如权利要求21所述的二次电池，其中所述第一导线包括正温度系数热敏电阻器。 
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