CN101601149A - 增强安全性的卷曲状锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本说明书公开了一种被构造为这种结构的圆柱形电池，在该结构中容器的上端形成一卷曲区域，在所述卷曲区域处将一盖组件安装至具有一电极组件安装其中的圆柱形容器的开口上端，其中所述卷曲区域被构造为其中圆柱形容器的卷曲区域的上端平缓弯曲的结构，使得卷曲区域围绕位于卷曲区域的内部的衬垫，一弯曲前端被连续弯曲两次以压住所述衬垫，同时弯曲前端向内延伸，使得第一弯曲区的曲率半径(R1)小于第二弯曲区的曲率半径(R2)。构造根据本发明的圆柱形电池，使得所述圆柱形容器的卷曲区域的上端在一预定条件下被连续弯曲两次。因此，当诸如振动或摔落等的外部物理冲击施加至电池，或者当电池的内部压力增加时，限制所述密封部分相互分离，从而防止电解质泄漏，进而极大地提高电池的安全性。而且，当以小曲率半径弯曲卷曲区域的前端时，可将由于无法形成弯曲区域而发生的诸如褶皱等的容器变形最小化。

Description

增强安全性的卷曲状锂离子电池
技术领域
本发明涉及一种安全性增强的卷曲状(crimp-shaped)二次电池，更具体而言，涉及一种被构造为如下结构的圆柱形二次电池，在该结构中，其内安装有一电极组件的圆柱形容器的上端形成一卷曲区域，在所述卷曲区域处一盖组件被安装至该圆柱形容器的开口上端，其中所述卷曲区域被构造为其中圆柱形容器的卷曲区域的上端被以预定曲率半径连续弯曲两次的结构，因此，限制了所述密封部分在诸如振动或摔落的外部物理冲击施加至电池时，以及当电池的内部压力增加时，彼此相互分离，从而防止电解质泄漏，进而极大地提高电池的安全性，并且当以小曲率半径弯曲卷曲区域的前端时，诸如褶皱(wrinkle)等的容器变形被最小化。
背景技术
随着移动设备的日益发展，对这种移动设备的需求增加，对作为用于移动设备的能量源的二次电池的需求也已迅速增加。在这些二次电池中，有一种具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池，对于这种锂二次电池已进行了许多研究，并且所述锂二次电池现已投放市场并被广泛使用。
当二次电池被用作移动电话或者膝上型计算机的能量源时，需要二次电池稳定地提供一预定水平的功率。然而，当二次电池被用作诸如电钻等的电动工具的能量源时，需要二次电池瞬时提供一高水平的功率并且，同时，能够稳定地抵抗诸如振动或摔落的外部物理冲击。
图1是一个示出传统圆柱形二次电池的结构的竖直截面图。
参照图1，圆柱形二次电池10通常包括圆柱形容器20、安装在容器20内的凝胶卷型电极组件30、结合至容器20的上端的盖组件40，以及其上安装有盖组件40的卷曲区域50。
电极组件30被构造为这样的结构，在该结构中阴极31和阳极32被卷绕为凝胶卷形状，同时隔板33被分别插入在阴极31和阳极32之间。阴极31附接有一阴极接头34，所述阴极接头连接至盖组件40。阳极32附接有一阳极接头(未示出)，所述阳极接头连接至容器20的下端。
盖组件40包括一构成阴极端子的顶盖41；一正温度系数(PTC)元件42，其用于当电池的内部温度增加时通过大大增加电池阻抗来截断电流；一弯曲安全构件43，其用于当电池的内部压力增加时截断电流和/或排放气体；一绝缘构件44，其用于使安全弯曲构件43与盖板45电隔离(除了一特定部分之外)；以及连接至阴极接头34的盖板45，所述阴极接头附接至阴极31。盖组件40被构造为其中顶盖41、PTC元件42、弯曲安全构件43、绝缘构件44和盖板45被顺序堆叠的结构。
卷曲区域50形成在容器20的上端，使得盖组件40可被安装至容器20的开口上端。更具体而言，通过以下过程形成卷曲区域50：将容器20的上端卷边，使得在容器20的内侧形成一凹陷21，安装衬垫60，顺序地将盖板45、绝缘构件44、弯曲安全构件43以及顶盖41的外缘部分插入，然后弯曲容器20的上端。结果，卷曲区域50被形成为围绕位于卷曲区域50内侧的衬垫60的形状。通过卷曲和压制将盖组件40安装至卷曲区域50。
然而，已证实的是，当外部冲击被施加至上述构造的圆柱形二次电池时，圆柱形二次电池的密封性降低，圆柱形二次电池的电连接区域处的阻抗是可变的，并且圆柱形二次电池的安全性较低，由此圆柱形二次电池很难呈现出预期的电池性能。
为此，本发明的发明人提出了一种具有如图2中所示的改进结构的二次电池，所述二次电池在韩国专利申请No.2006-22950中被公开。
参照图2，通过以下过程制造圆柱形二次电池100：将一电极组件110插入容器200，将电解质注入容器200中，然后将一盖组件300安装至容器200的打开的上端。制造圆柱形二次电池100的过程大致相同于制造常规圆柱形二次电池的过程。然而，圆柱形二次电池100的结构不同于常规圆柱形二次电池的结构。将在下面进行详细描述其差异。
盖组件300借助于卷曲区域500安装至容器200的开口上端，所述卷曲区域500被构造为这样的结构，在该结构中顶盖310和用于降低电池的内部压力的弯曲安全构件320在一衬垫400内相互紧密接触，该衬垫被安装至容器200的上卷边部分210以保持气密性的。顶盖310被成形为使得顶盖310的中心部分向上凸出，从而，顶盖310用作连接至一外部电路的阴极端子。顶盖310沿其突出部分的周边设置有多个通孔312，压缩气体穿过所述通孔排出容器200。
弯曲安全构件320是一电流流过其中的薄膜结构。弯曲安全构件320的中心部分被压下形成一凹陷中心部分322，并且具有不同深度的两个凹口324和326被分别形成在中心部分322的上和下弯曲区域。在弯曲安全构件320的下方安装有一电流截断构件600，其用于将气体排出电池并且同时截断电流。
弯曲安全构件320的末端328围绕顶盖310的外周边314，并且将一环形突出物316形成在顶盖310的下端表面处。
具有上述构造的圆柱形二次电池100解决了电连接区域处的密封相关问题和阻抗变化问题。然而，本发明的发明人所实施的实验表明，当向圆柱形二次电池连续施加外部冲击时，以图1的结构构造的卷曲区域以及以图2的结构构造的卷曲区域容易变形，导致顶盖、弯曲安全构件和衬垫之间的接触表面相互分离，由此降低了圆柱形二次电池的密封性。
图3是一个示出图2中所示的圆柱形二次电池的卷曲区域的局部放大图。为了便于说明，仅示出了容器的形成卷曲区域的部分。
参照图3，卷曲区域500被构造为如下结构，在该结构中卷曲区域500的末端被弯曲，使得盖组件300(参见图2)被稳定安装至容器200(参见图2)的开口上端，同时衬垫400(参见图2)被布置在盖组件300和容器200的开口上端之间。卷曲区域500的弯曲前端510向内延伸，同时卷曲区域500的弯曲前端510以一预定角度倾斜，使得卷曲区域500的弯曲前端510压住衬垫400(参见图2)从而提供一高密封性。对于大部分圆柱形二次电池，弯曲区域具有大约1.3mm或者更大的曲率半径(R)。
然而，在这样的结构中，当向电池的侧面(沿水平箭头所示的方向)频繁施加外力时，卷曲区域500沿虚线的形状变形，导致衬垫的密封状态部分松懈，从而，使弯曲安全构件和顶盖之间的接触表面瞬时相互间隔开。结果，电解质通过弯曲安全构件和顶盖之间所限定的间隙从圆柱形二次电池中泄漏，由此极大地降低了圆柱形二次电池的安全性。此外，当圆柱形二次电池的内部压力增加时，将出现由圆柱形二次电池的内侧施加的压力而导致的上述变形，从而使电解质从圆柱形二次电池中泄漏。
可考虑在实施卷曲的弯曲过程时，减少曲率半径，从而限制由于施加至圆柱形二次电池的外部冲击以及圆柱形二次电池的内部压力的增加而造成的卷曲区域的变形。然而，在该情况中，由于小的曲率半径，弯曲区域没有平缓地倾斜，导致可能在容器上形成褶皱。
此外，可考虑弯曲卷曲区域的前端，使得卷曲区域的弯曲前端大约垂直地压住衬垫，从而极大地增加施加至圆柱形电池中衬垫的力。所述结构的实施例在美国专利No.5,150,602和No.4,656,736的附图中被部分公开。然而，当卷曲区域的弯曲前端垂直压住衬垫时，构成衬垫的弹性材料的疲劳现象极大地增加，由此由于外部冲击和内部压力的增加可能发生裂纹，从而，极大地降低了圆柱形电池的密封性。
同时，圆柱形二次电池的容器的外表面通常被一绝缘管道覆盖，所述绝缘管道用于将容器的除了电极端子区域之外的外表面与外部隔离，从而防止容器的外表面被刻划破坏。
绝缘管道曾通常由聚氯乙烯(PVC)制成。然而，PVC管道具有低耐热性，在PVC管道的高温处理过程中在PVC管道中发生二次收缩，并且当PVC管道废弃时，从PVC管道中产生有害物质，导致从PVC管道中产生了诸如环境污染等的许多问题。为此，绝缘管道主要由其他聚合物树脂而非PVC制成。
然而，由本发明的发明人进行的实验表明，这种管道具有低抗冲击性，因此，当向用作电动工具的能量源的二次电池施加外力时，管道不呈现出预期等级的冲击吸收性。因此，非常需要一种通过改进卷曲结构和绝缘管道而呈现出更加优异特征的圆柱形二次电池。
发明内容
因此，为了解决上述问题以及其他尚待解决的问题，做出了本发明。
作为为了解决上述问题的大量广泛深入研究和实验的结果，本发明的发明人已发现，通过改变圆柱形电池的卷曲区域的形状可有效防止电解质的泄漏，该电解质的泄露可能由于外部小冲击、重复疲劳、内部压力的增加、负荷或者类似情况而发生。本发明即基于这些发现完成的。
根据本发明，可通过提供一种被构造为如下结构的圆柱形电池实现上述和其他目标，在该结构中，其内安装有一电极组件的圆柱形容器的上端形成一卷曲区域，在所述卷曲区域处一盖组件被安装至该圆柱形容器的开口上端，其中所述卷曲区域被构造为其中圆柱形容器的卷曲区域的上端被平缓弯曲的结构，使得卷曲区域围绕位于卷曲区域的内部的衬垫，将一弯曲前端连续弯曲两次从而压住衬垫，同时弯曲前端向内延伸，使得第一弯曲区的曲率半径(R1)小于容器的外周边处的第二弯曲区的曲率半径(R2)。
通常，当圆柱形二次电池被用作电动工具的能量源时，该电动工具由于其工作环境特征，诸如振动或摔落等的内部或外部物理冲击被频繁施加至其上，所述来自于电动工具的振动被直接传输至电源。如上所述，这些物理冲击造成卷曲区域的变形，导致降低了顶盖、弯曲安全构件和衬垫之间的接触表面处的密封性。
因此，为了解决上述问题，可能需要一种如下结构，在该结构中，围绕衬垫的卷曲区域处的角度从水平面处极大地增加。然而，在该情况中，当将一外力施加至电池或者电池的内部压力增加时，由于衬垫的弹性力，卷曲区域易于向上加宽，正如竖直箭头所示，导致电解质可能从容器中泄漏。因此，可考虑一种其中弯曲区的曲率半径减少的结构。然而，在该情况中，容器上可能形成褶皱。
另一方面，根据本发明，卷曲区域被构造为如下结构，在该结构中卷曲区域的上端被连续弯曲两次使得卷曲区域的上端平缓弯曲，并且第一弯曲区的曲率半径(R1)小于容器的外周边处的第二弯曲区的曲率半径(R2)。因此，本发明提供了一能够抵抗振动、尤其是电动工具的振动所引起的小冲击的优异的弯曲保持能力，从而极大地提高衬垫和卷曲区域之间的密封效果，即密封性，以及防止了由于小曲率半径而在容器上产生褶皱。
第一弯曲区的曲率半径(R1)小于第二弯曲区的曲率半径(R2)意谓着，第二弯曲区比第一弯曲区更平缓地弯曲。在以上述限定条件构造的结构中，弯曲区的曲率半径呈现出现有技术中预料不到的显著效果。可通过下面将描述的实施例和比较实例来证实这些效果。
另一方面，当卷曲区域被形成为使得第一弯曲区的曲率半径(R1)大于第二弯曲区的曲率半径(R2)时，由于连续小冲击，该平缓弯曲的第一弯曲区会轻易变形。此外，第二弯曲区具有一相对突出的结构，因此，当从二次电池上方施加外力至所述二次电池时，所述冲击集中在第二弯曲区上，导致弯曲末端的形状可能被严重变形。进而，减少了卷曲区域和位于卷曲区域内的衬垫之间的接触区域，因此，不能充分压住衬垫。从而，无法实现将电池的密封性提高到预期程度。
在一优选实施方案中，R1具有一个0.4到1.5mm的值，R2具有一个3到4mm的值。当R1的值太大或者R2的值太小时，R1的值和R2的值之间的差被极大地减少，导致当一外力施加至电池或者电池的内部压力增加时，不能实现预期程度的弯曲保持。另一方面，当R1的值太小时，实现了抵抗外力或内部压力的优异弯曲保持；然而，当从电池上方施加外力至电池时，应力集中在弯曲区上，导致相应的区域可能破裂。根据不同情况，在弯曲过程中可能在容器上形成褶皱。此外，当R2的值太大时，弯曲末端不可能有效地压住衬垫，从而，很难实现预期的密封性。
更优选的是，R1具有一个0.5到1.4mm的值，R2具有一个3.5到3.8mm的值。
在一优选实施方案中，构造所述卷曲区域，使得一直线区形成在第一弯曲区和第二弯曲区之间。通过提供直线区，吸收施加至电池的外部冲击的接触区相对地增加了。尤其是，当将冲击施加至电池的拐角或者电池的顶部时，或者当电池摔落时，施加至电池的冲击被相对快速地分散，从而提高了电池的安全性。
不具体限制形成直线区的时间。例如，在第一和第二弯曲过程中，在保持曲率半径(R1)和曲率半径(R2)的同时，可自然形成所述直线区。可替代性地，可通过弯曲过程之后一附加的压制过程形成所述直线区。
此外，取决于第一弯曲区的曲率半径(R1)小于第二弯曲区的曲率半径(R2)的情况，可改变直线区的长度和倾斜度。即，所述直线区的长度和倾斜度没有被具体限制，其可根据弯曲区和电池的总外观之间的关系而加以适当地确定。在一优选实施方案中，直线区具有0.1到1cm的长度和0到20度的倾斜角。
所述衬垫用于将弯曲安全构件与顶盖电绝缘，以及用于密封电池的内部。然而，当围绕衬垫的卷曲区域被变形时，电池的密封性被极大地减少，从而，可能发生电解质泄漏出电池。因此，防止卷曲区域变形是非常重要的。为此，卷曲区域的弯曲前端向内延伸，使得弯曲前端充分压住衬垫，同时弯曲前端防止了衬垫的严重变形。此外，卷曲区域的弯曲前端倾斜成与卷曲区域的侧面成一预定角度。
考虑到容器的机械强度和衬垫的弹性力和耐久性，可合适地确定卷曲区域的弯曲前端的向内延伸长度。在一优选实施方案中，卷曲区域的弯曲前端从卷曲区域的侧面延伸1到3mm。
此外，卷曲区域的弯曲前端可以弯曲成与卷曲区域的侧壁成40到80度，优选地成60到75度的角度，使得保持衬垫和卷曲区域之间的紧密接触，并且向衬垫施加一预定压力从而压住所述衬垫。例如，当以预定曲率半径弯曲卷曲区域的前端一次时，由于衬垫的弹性力，很难将相对于卷曲区域侧壁的倾斜角(α)减少至80度或更少。另一方面，当根据本发明以预定曲率半径连续两次弯曲卷曲区域的前端时，可将相对于卷曲区域侧壁的倾斜角(α)保持在80度或者更少，由此进一步增加压住衬垫的卷曲区域的力，从而，进一步有效防止电解质的泄漏。
当卷曲区域的弯曲前端的向内延伸长度太小，或者卷曲区域的弯曲前端的倾斜角太大时，由于卷曲区域的变形，不能有效地压住衬垫，从而可能发生电解质的泄漏现象。另一方面，当卷曲区域的弯曲前端的向内延伸长度太大，或者卷曲区域的弯曲前端的倾斜角太小时，卷曲区域的弯曲端过分压住衬垫，导致所述衬垫可能被损坏。
不具体限制所述弯曲过程。例如，可间歇进行所述弯曲过程。具体而言，首先从卷曲区域的侧面以曲率半径(R1)弯曲所述卷曲区域的弯曲前端，使得卷曲区域的弯曲前端与顶盖的中心轴线大约成直角，其次以曲率半径(R2)弯曲卷曲区域的弯曲前端，使与顶盖的中心轴线成40到80度，从而使得卷曲区域的弯曲端紧密接触衬垫的上端。此时，首次弯曲过程和二次弯曲过程之间的时间间隔意指这样一种微小的时间间隔：即应力从弯曲时应力集中于其上的弯曲区中充分分散开的时间间隔。这种间歇弯曲过程极大地减少了弯曲区断裂的可能性。
优选的是，圆柱形容器具有0.15到0.35mm的厚度。当圆柱形容器的厚度太小时，电池的机械强度不可避免地被降低，并且当将阴极引线焊接至圆柱形容器的底部时可能出现焊接缺陷。结果，当焊接时，圆柱形容器的底部可能裂开或者严重损坏。另一方面，当圆柱形容器的厚度太大时，增加了电池的总重量，并且相对减少了电极组件的面积，由此降低了电池的容量。此外，在容器的开口上端不容易进行卷边和卷曲加工。
不具体限制用于圆柱形容器的材料。优选的是，所述圆柱形容器由选自不锈钢、钢、铝及其等同物的材料制成。
在一优选实施方案中，圆柱形容器的外表面——除了电极端子——被一绝缘膜覆盖，所述绝缘膜由呈现出高冲击吸收性的聚合物树脂制成。
例如，所述绝缘膜形成为管道形状。所述电池被插入管道中，然后将热量施加至所述管道，使得管道通过热收缩接触到电池的外表面。因此，不具体限制所述绝缘膜，只要所述绝缘膜具有高的热收缩、电绝缘和耐冲击性，尽管优选使用的是具有高抗拉强度和延伸性的聚乙烯对苯二酸(PET)树脂。特别地，相比于普通PET树脂，更优选使用软PET树脂，因为软PET树脂具有高于普通PET树脂的柔性。
软PET树脂具有高的电绝缘性、热收缩性，并且与电池的外表面紧密接触。尤其是，软PET树脂非常柔软，因此，软PET树脂呈现出吸收小冲击的优异效果。而且，当向所述软PET施加机械力时，软PET树脂不变脆或断裂，而是凭借柔软性延伸，从而防止了当绝缘膜断裂或者被去除时可能发生的外部短路，从而提高了电池的安全性。
优选的是，根据本发明的电池被用作受到频繁振动和冲击的设备的能量源。所述设备可能是当使用时产生非常大振动的诸如电钻等的电动工具。
附图说明
从下面结合附图的详细说明中，将更加清晰地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，在附图中：
图1是一个典型地示出传统圆柱形二次电池的代表性上部结构的截面图；
图2是一个典型地示出在韩国专利申请No.2006-22950中公开的圆柱形二次电池的截面图；
图3是一个图2中所示的卷曲区域的放大竖直截面图；
图4是一个示出根据本发明一优选实施方案的圆柱形二次电池的卷曲区域的放大竖直截面图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的一优选实施方案。然而，应注意的是，本发明的范围不受所示出的实施方案限制。
图4是一个示出根据本发明一优选实施方案的圆柱形二次电池的卷曲区域的放大竖直截面图。图4示出了卷曲区域的弯曲区的曲率半径，以及卷曲区域的弯曲前端的延伸形状和角度。
参照图4，卷曲区域501被构造为具有一曲率半径(R1)的第一弯曲区和具有另一曲率半径(R2)的第二弯曲区，它们连续地形成，不同于图3的曲率半径(R)。所述第一弯曲区的曲率半径(R1)小于第二弯曲区的曲率半径(R2)，并且远远小于图3的曲率半径(R)。因此，相比于卷曲区域500的弯曲前端510，在相同向内延伸长度的条件下，卷曲区域501的弯曲前端511呈现出对衬垫(未示出)的大的压力和高密封性。
而且，所述具有小曲率半径(R1)的弯曲区在沿侧面方向施加的外力下稍微变形，从而，不严重降低具有小曲率半径(R1)的弯曲区和衬垫之间的紧密接触。
弯曲前端511向内延伸，同时所述弯曲前端511弯曲成与卷曲区域501的侧面成一预定角度(α)。。此外，在弯曲前端511处形成具有曲率半径(R2)的第二弯曲区。结果，可将倾斜角(α)降低至80度或者更小。因此，进一步增加了压住衬垫的应力，从而，防止了电解质从二次电池泄漏。
另一方面，当卷曲区域仅形成有第一弯曲区时，如上所述，弯曲保持力不大，因此，很难因衬垫的弹性力而使倾斜角(α)降低至80度或者更少。
此外，容器200的外表面被一种由呈现出高冲击吸收性的软聚乙烯对苯二酸(PET)树脂制成的绝缘膜700覆盖。绝缘膜700通过热收缩与容器200的外表面紧密接触，因此，绝缘膜700具有相应于容器200的外部形状的形状。
当沿箭头所示的侧面方向将一外力施加至容器200时，绝缘膜700用于首先吸收冲击。此外，以特定曲率半径(R1和R2)连续弯曲两次的卷曲区域500，呈现出抵抗外力的高阻力，从而用于限制所述变形。
在下文中，将更加详细地描述根据本发明的实施例。然而，应注意的是，根据本发明的范围不受所示出的实施例限制。
[实施例1]
利用涂覆有镍(Ni)的冷轧碳钢板(SPCE)制造顶盖和圆柱形容器，一电极组件被安装在圆柱形容器中，在圆柱形容器的相应于电极组件的上端的区域进行卷边加工以形成一卷曲区域，一衬垫被插入进卷曲区域的内部，然后在卷曲区域处安装一盖组件。接下来，将卷曲区域的与盖组件间隔开的部分弯曲成于容器的侧面成65度的角形状，使得第一弯曲区具有0.6mm的曲率半径(R1)，第二弯曲区具有3.65mm的曲率半径(R2)。接下来，进行卷曲和压制加工，以制造一标准的18650圆柱形二次电池(具有18mm的直径和65mm的长度)。所述卷曲区域的弯曲前端从卷曲区域的侧面向内延伸大约2.4mm。
[实施例2]
以相同于实施例1的方式制造圆柱形二次电池，除了卷曲区域的第一弯曲区具有1.3mm的曲率半径(R1)，卷曲区域的第二弯曲区具有3.65mm的曲率半径(R2)外。
[比较实例1]
根据相同于实施例1的方法制造圆柱形二次电池，除了卷曲区域的第一弯曲区具有0.6mm的曲率半径(R1)，卷曲区域的第二弯曲区具有0mm(直的)的曲率半径(R2)外。此时，在首次弯曲过程中观察到容器上出现褶皱。
[比较实例2]
根据相同于实施例1的方法制造圆柱形二次电池，除了卷曲区域的第一弯曲区具有1.3mm的曲率半径(R1)，卷曲区域的第二弯曲区具有0mm(直的)的曲率半径(R2)外，如图3中所示。
[比较实例3]
根据相同于实施例1的方法制造圆柱形二次电池，除了卷曲区域的第一弯曲区具有3.65mm的曲率半径(R1)，卷曲区域的第二弯曲区具有0.6mm(R2)的曲率半径外。
[实施例3]
将根据实施例1的方法制造的圆柱形二次电池——除了电极端子——插入到一普通PET管道中，然后将热量施加至所述PET管道使得所述PET管道收缩。
[实施例4]
将根据实施例1的方法制造的圆柱形二次电池——除了电极端子——插入到一软PET管道中，然后将热量施加至所述PET管道使所述PET管道收缩。
[比较实例4]
将根据比较实例1的方法制造的圆柱形二次电池——除了电极端子——插入到一普通PET管道中，然后将热量施加至所述PET管道使所述PET管道收缩。
[比较实例5]
将根据比较实例2的方法制造的圆柱形二次电池——除了电极端子——插入到一普通PET管道中，然后将热量施加至所述PET管道使所述PET管道收缩。
[比较实例6]
将根据比较实例2的方法制造的圆柱形二次电池——除了电极端子——插入到一软PET管道中，然后将热量施加至所述PET管道使所述PET管道收缩。
[比较实例7]
将根据比较实例3的方法制造的圆柱形二次电池——除了电极端子——插入到一普通PET管道中，然后将热量施加至所述PET管道使所述PET管道收缩。
[实验实例1]
将压力施加至如实施例1和实施例2所制造的30个电池，以及如比较实例1和比较实例2所制造的30个电池，同时所述电池被颠倒放置，直至弯曲安全构件起作用，以确认在电流截断构件断裂之前是否发生了电解质泄漏。结果在下面的表1中示出。
<表1>
  在电流截断构件断裂之前发生泄漏   在电流截断构件断裂之后发生泄漏   没有发生泄漏
 实施例1   0/30   0/30   30/30
 实施例2   0/30   0/30   30/30
 比较实例1   0/30   2/30   28/30
 比较实例2   0/30   5/30   25/30
 比较实例3   0/30   6/30   24/30
从上述表1中可看到，实施例1和实施例2中的电池没有电解质泄漏，然而在电流截断构件断裂之前和之后，比较实例1中的两个电池、比较实例2中的五个电池，以及比较实例3中的六个电池发生了电解质泄漏。因此，可以看到，根据本发明的其弯曲前端在特定条件下被连续弯曲两次的电池，即使在电流截断构件断裂之后也呈现出优异的密封性。
[实验实例2]
如实施例3和实施例4所述制造的30个电池以及如比较实例4至比较实例7所述制造的30个电池以4A和4.2V被完全充满电，然后放置在一八边鼓中，并以66rpm的速度以30分钟的间隔旋转150分钟，从而确认阻抗是否增加以及电解质是否泄漏。结果在下面的表2中示出。可以确定的是，当在转鼓试验之后阻抗增加比小于10％时，所述电池呈现优异的机械密封性，电解质不泄漏。
<表2>
  30分钟后   60分钟后   100分钟后   150分钟后   200分钟后   300分钟后   未发生泄漏
  实施例3   0/30   0/30   0/30   0/30   0/30   2/30   28/30
  实施例4   0/30   0/30   0/30   0/30   0/30   0/30   30/30
  比较实例4   0/30   0/30   0/30   2/30   2/28   3/26   23/30
  比较实例5   3/30   3/27   6/24   5/18   6/13   6/7   1/30
  比较实例6   0/30   0/30   2/30   2/28   4/26   3/22   19/30
  比较实例7   0/30   0/30   4/30   3/28   6/26   6/22   15/30
所述实验结果表明实施例3和实施例4中的大部分电池在150分钟的转鼓试验之后呈现出小于10％的阻抗增加比，并且电池中没有电解质泄漏。此外，在300分钟的转鼓试验之后，几乎所有电池都没有电解质泄漏。从上述试验结果可看出，即使当将外力施加至电池时，根据本发明的电池仍被稳定保持。
尤其是，在300分钟的转鼓试验之后，实施例4的所有电池中都没有电解质泄漏。因此，可看到，当曲率半径(R1和R2)相同时，使用软PET管道覆盖圆柱形容器的外表面，对于防止电解质在诸如转鼓试验等动态环境中的泄漏有更进一步的效果。
另一方面，在300分钟的转鼓试验中，比较实例4至比较实例7的所有电池都发生了电解质泄漏。具体而言，对于比较实例4的电池，形成在容器的外表面处的卷曲部分断裂，电解质从所述断裂部分中泄漏。对于比较实例5至比较实例7的电池，已证实的是，电解质通过由卷曲区域上端向上移动而形成的间隙泄露出来。尤其地，对于比较实例7的电池，已证实的是电池的弯曲前端严重变形。
因此，其弯曲前端被连续弯曲两次，并且其中圆柱形容器的外表面被PET管道覆盖的实施例3和实施例4的电池，在动态转鼓试验之后呈现出优于比较实例4至比较实例7的电池的机械密封性。
尽管已出于示例性目的公开了根据本发明的优选实施方案，本领域中的普通技术人员应理解的是，各种修改、添加和替换都是可能的，它们并不偏离在所附权利要求中公开的本发明的范围和主旨。
工业适用性
正如从上述说明书中显而易见的，本发明具有以下效果，即当形成具有小曲率半径的弯曲结构时，将可能出现在容器外表面上的诸如褶皱等的卷曲区域的变形最小化；限制连接区域处的接触阻抗在诸如振动或摔落等外部物理冲击施加至电池时增加；以及防止电解质在受到频繁振动和冲击的设备中泄漏，从而极大地提高了圆柱形电池的安全性。而且，当圆柱形容器的外表面被呈现出优异冲击吸收性的绝缘膜覆盖时，绝缘膜部分吸收外部冲击，从而进一步提高电池的安全性。

Claims (9)

1.一种圆柱形电池，其被构造为如下结构：在该结构中，其内安装有一电极组件的圆柱形容器的上端形成一卷曲区域，在所述卷曲区域处一盖组件被安装至该圆柱形容器的开口上端，其中
所述卷曲区域被构造为其中卷曲区域的上端被平缓弯曲的结构，使得卷曲区域围绕位于卷曲区域的内部的衬垫，一弯曲前端被连续弯曲两次以压住衬垫，同时所述弯曲前端向内延伸，使得第一弯曲区的曲率半径(R1)小于容器的外周边处的第二弯曲区的曲率半径(R2)。
2.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中所述R1具有一个0.4到1.5mm的值，R2具有一个3到4mm的值。
3.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中构造所述卷曲区域，使得在第一弯曲区和第二弯曲区之间形成一直线区。
4.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中所述圆柱形容器的外表面——除了电极端子——被一绝缘膜覆盖，所述绝缘膜由呈现出高冲击吸收性的聚合物树脂制成。
5.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中所述圆柱形容器由选自不锈钢、钢、铝及其等同物的材料制成，具有0.15到0.35mm的厚度。
6.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中所述弯曲前端倾斜成与卷曲区域的侧面成40到80度的角度。
7.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中所述弯曲前端从卷曲区域的侧面延伸1到3mm。
8.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中所述卷曲区域的弯曲前端被首先弯曲为曲率半径(R1)，然后以一预定时间间隔，被二次弯曲为曲率半径(R2)。
9.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其中所述电池被用作受到频繁振动和冲击的设备的能量源。
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