CN101821875B - 密闭型电池 - Google Patents

密闭型电池 Download PDF

Info

Publication number
CN101821875B
CN101821875B CN2008801106839A CN200880110683A CN101821875B CN 101821875 B CN101821875 B CN 101821875B CN 2008801106839 A CN2008801106839 A CN 2008801106839A CN 200880110683 A CN200880110683 A CN 200880110683A CN 101821875 B CN101821875 B CN 101821875B
Authority
CN
China
Prior art keywords
failure
current valve
conductive foil
battery
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008801106839A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101821875A (zh
Inventor
木山明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN101821875A publication Critical patent/CN101821875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101821875B publication Critical patent/CN101821875B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317Re-sealable arrangements
    • H01M50/325Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

本发明提供的密闭型电池(100)包括电极组件(80)、容纳所述电极组件(80)的外壳体(40)、用于封闭所述外壳体(40)的开口(42)的密封盖(20),和因所述外壳体(40)内的异常内部压力而变形的电流切断阀(22)。在所述电流切断阀(22)上联接有用于在所述电流切断阀(22)和所述电极组件(80)之间输送电流的多个导电部件(10)。所述多个导电部件(10)构造成因所述电流切断阀(22)由于所述异常内部压力所产生的变形而以逐步的方式断裂,由此切断在所述电流切断阀(22)和所述电极组件(80)之间流动的电流。

Description

密闭型电池
技术领域
本发明涉及一种密闭型电池,特别涉及一种配备有电流切断阀的密闭型电池。
本申请还要求基于2007年10月12日提交的日本专利申请2007-267248的优先权,该专利申请的内容结合于此作为参考。
背景技术
近来对于锂离子电池、镍-氢电池和其它类型的二次电池(蓄电池)作为车辆中的车载电源或个人电脑和便携式终端的电源的需求日益增加。提供高能量密度的轻质锂离子电池作为适于用作车载高输出电源的电池是特别有前景的。具有密闭结构的电池(密闭型电池)是这种二次电池的典型结构,所述密闭结构包括容纳有电极组件和电解质的密闭壳体。
但是,如果在这种类型的电池被充电时发生由充电器故障或电池缺陷引起的运转不正常,则可能导致比通常更大的电流供给到电池,从而产生过充电状态。当产生诸如这种过充电的电池异常时,密闭的电池壳体的内部压力会由于内部产生的气体而升高,并且电池可能破裂或着火。已提出配备有用于切断电流并释放内部压力的电流切断阀的电池结构作为应对这种电池异常的传统技术。
例如,下面的专利文献1公开了一种配备有电流切断阀的密闭型蓄电池,所述电流切断阀通过因异常内部压力而破断的可破断金属箔连接到电极组件连接器。该密闭型蓄电池如此设计成,使得可破断金属箔因电流切断阀中的异常压力的作用而破断,且电流切断阀从所述连接器分离,从而切断电流。专利文献2描述了具有类似技术的电流切断阀的结构的示例。
专利文献1:JP-A 10-241653
专利文献2:JP-A 2005-108503
发明内容
但是,专利文献1中的技术难以提供允许大电流(例如超过4A的大电流)放电的电流。更具体地,大电流的放电必须增大用作电流输送部件的可破断金属箔的厚度(截面积),但是当可破断金属箔的厚度(截面积)增大时,需要大得多的力(延伸说来,使电流切断阀工作的壳体的内部力)来使金属箔破断。这样,为了防止电流切断阀的切断性能受损害,需要减小可破断金属箔的厚度(截面积)来将电流放电控制在一定程度。
本发明提供的电池是一种密闭型电池。这种类型的密闭型电池具有电极组件、用于容纳所述电极组件的外壳体、用于封闭所述外壳体的开口的密封盖,和电流切断阀,所述电流切断阀因所述外壳体内的异常内部压力而变形。在所述电流切断阀上联接有用于在所述电流切断阀和所述电极组件之间输送电流的多个导电部件(例如,导线)。所述多个导电部件构造成因所述电流切断阀由于所述异常内部压力所产生的变形而以逐步的方式断裂,由此切断在所述电流切断阀和所述电极组件之间流动的电流。
由于在具有这种结构的电池中利用多个导电部件在电流切断阀和电极组件之间输送电流,所以电阻能比使用一个导电部件(例如一根导线)时更低,从而允许大电流(例如超过4A的电流)流过。此外,当在电池产生异常期间在外壳体内产生异常内部压力时,所述多个导电部件以逐步的方式断裂(也就是说,所述导电部件一次一个或一次几个地顺次断裂)。由于不是使所述多个导电部件同时共同断裂,因此使所述部件断裂所需的力能分布在错开的时间(在不同的时间)以确保在内部压力异常时切断所述电流。
也就是说,本发明的结构使得能提供这样一种密闭型电池(典型地,二次电池),其能够在正常工作期间输出大电流,同时防止电流切断阀的切断功能受损害。因此,本发明能提供一种特别适用于需要大电流放电的车辆中的车载应用的密闭型电池。
一优选实施例是一种其中所述电流切断阀设置在所述密封盖中的密闭型电池。将电流切断阀设置在密封盖中意味着能提供具有上述效果的密闭型电池而不需要提供用于安设电流切断阀的新的专门部件等(也就是说,不需要使电池壳体结构更加复杂)。
在本文所公开的电池的优选实施例中,所述多个导电部件(导线)以预定的松弛余量联接到上述电流切断阀上的一个或多个连接部位。所述一个或多个连接部位构造成因所述电流切断阀的所述变形而沿使所述导电部件的所述松弛余量伸张的方向移动,以及随着所述连接部位移动,所述多个导电部件分别在不同的时刻顺次断裂。
在这种结构中,所述松弛余量(松弛量)对于所述多个导电部件(例如,箔导线)中的各个是变化的,或者所述多个导电部件联接到具有不同的变形(移动)时间的连接部位,从而允许所述导电部件断裂的时间容易错开。这样便能提供能够以非常简单的电池结构输出大电流的电池。还能根据所述导电部件(导线)的材料、厚度等来调节使各个导电部件断裂所需的力(延伸说来,使电流切断阀工作的壳体内的压力)。
在本文所公开的电池的优选实施例中,所述多个导电部件(例如,箔导线)能以不同的松弛余量联接到所述电流切断阀上的同一连接部位。
所述导电部件的松弛余量(松弛量)可这样变化以容易地错开所述导电部件断裂的时间。所述导电部件也能共同联接至同一连接部位(例如,通过焊接)以简化联接所述导电部件所涉及的工作,由此有效地制造密闭型电池。
在本文所公开的电池的另一优选实施例中,所述多个导电部件都以同一松弛余量联接到所述电流切断阀上的不同连接部位。
在该实施例中,所述导电部件联接到具有不同的变形(伴随着电流切断阀的变形所产生的移动)时间的连接部位。这允许所述导电部件(例如,箔导线)断裂的时刻(时间)容易和可靠地错开。在上述结构中,所述导电部件还联接到电流切断阀上的不同连接部位,从而允许在供电期间在电流切断阀中产生的热量消散。这样便能提供一种热稳定的高性能密闭型电池(典型地,二次电池)。
附图说明
图1A是示意性地示出本发明实施例中的在内部压力正常时的电池的主要元件的剖视图;
图1B是示意性地示出本发明实施例中的在内部压力增大时的电池的主要元件的剖视图;
图2A是示出本发明实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图2B是示出本发明实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图2C是示出本发明实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图3A是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图3B是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图3C是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图4A是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图4B是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图4C是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图5A是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图5B是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图5C是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图6A是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图6B是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;
图6C是示出本发明另一实施例中的导电箔的逐步断裂机构的剖视图;以及
图7是示意性地示出装备有本发明实施例中的电池的车辆(汽车)的侧视图。
具体实施方式
下面参照附图示出本发明的实施例。在附图中,相同的附图标记用于表示具有相同功能的部件和部位。图中的尺寸关系(例如长度、宽度和厚度)不反映实际的尺寸关系。本发明不限于以下实施例。
将参照图1A和1B描述密闭型电池100(下文称为“电池”)的结构。图1A示出正常工作期间(电流切断阀22被致动之前的阶段)电池100的剖视结构,图1B示出在内部压力异常时(在电流切断阀22被致动时)电池100的剖视结构。
如图1A所示,该实施例中的电池100以与传统电池相同的方式典型地包括配备有指定的电池组成部分(用于正极和负极的活性物质、用于正极和负极的集电体、隔板等)的电极组件80、用于容纳电极组件80和适当的电解质溶液的外壳体40,和用于封闭所述外壳体的开口42的密封盖20。
外壳体40应当呈能够容纳下述的卷绕电极组件80的形状。在该实施例中,外壳体40呈在顶端形成有开口42的带底筒体的形式。用于外壳体40的材料可以是与传统电池中所用的材料相同的任意材料。在该实施例中,外壳体40还用作负极端子,且材料为镀镍钢。
密封盖20是用于封闭外壳体40的开口42的部件。在该实施例中,密封盖20联接到外壳体40的开口42,在它们之间设有垫圈(绝缘树脂)44。一般说来,密封盖20由密封底板26、电流切断阀22和罩盖24以该顺序层叠构成,且周缘部分压接到外壳体40上,而垫圈44设在它们之间。按这种方式以垫圈44介于其间地压接所述盖将在密封盖20和外壳体40之间提供绝缘,从而填塞两者之间的间隙以形成电池密闭结构。
罩盖24是由金属材料(这里是铝)构成的盘状部件。罩盖24的中央部分突出到所述壳体之外(图中的上部),从而形成电极端子(这里是正极端子)。在罩盖24的中央突出部分的侧面设置有通气孔28。
密封底板26是具有通气孔(未示出)的大致筒状的金属部件。密封底板26电连接到容纳在所述外壳体中的电极组件80。在该实施例中,密封底板26通过集电板85电连接到电极组件80的正极。在所示示例中,集电板85结合(例如,通过焊接)在密封底板26的底面(反面)上。集电板85连接到电极组件80的正极。在密封底板26的中央部分设置有用于连接下述的多个导电部件(例如,箔导线)10的孔27。
电流切断阀22是保持在密封底板26和形成电极端子(该示例中的正极端子)的罩盖24之间的部件。电流切断阀22设计成因外壳体40内的异常内部压力(也就是,由在所述壳体中产生的气体引起的异常增大的内部压力)而变形。在该实施例中,如图1A所示,电流切断阀22具有带有向下弯曲的中央部分的形状,且周缘部分安设在密封底板26上,它们之间设有绝缘板21。当在外壳体40内部达到异常内部压力时,电流切断阀22下方的弯曲中央部分被向上推动和变形(上下反转),如图1B所示。电流切断阀22的中央部分设计成在变形之后向上弯曲。
在电流切断阀22中形成有划刻印记(切口)。如图1B中的附图标记“25”所示,所述划刻印记(切口)设计成因电流切断阀22的变形(这里,上下反转)而破断,从而壳体内部的压力被释放(内部产生的气体被释放)。电流切断阀22的材料应当是能够因所述壳体内的异常内部压力而变形的柔性材料。例如,适合使用由铝制成的电流切断阀。
在电流切断阀22上联接有在电流切断阀22和电极组件80之间输送电流的多个导电部件(导线)10。在该实施例中,所述多个导电部件10在一端联接到电流切断阀22的下侧面,在另一端经小孔27联接到密封底板26的下侧面。导电部件10的形状和材料应当是导电的(电传导的)和在承受适当张力时可断裂的。例如,适合使用铝箔形式的导线10(下文称作“导电箔”)。在该实施例中,使用0.1mm厚的铝箔作为导电部件10。
所述多个导电箔10部件的每个都以预定的松弛余量联接到电流切断阀22上的连接部位(连接点)29。在该实施例中,所述多个导电箔10部件以单束被共同联接。更具体地,导电箔10的上端被共同捆扎,然后连接到电流切断阀22的下侧面上的同一连接部位29。导电箔10的下端也被共同捆扎,然后经小孔27结合(例如,通过点焊)到密封底板26的下侧面(反面)。结合方式例如为点焊。将所述多个导电箔10部件以这种方式安置在电流切断阀22和电极组件80之间将优选地允许在通电时降低电阻,并允许在这两者(延伸说来,形成电极端子的罩盖24)之间输送大电流。
所述多个导电箔10部件还因电流切断阀22的变形而以逐步的方式断裂,从而在电流切断阀22和电极组件80之间流动的电流被切断。在该实施例中,所述多个导电箔10部件中各个的松弛余量是变化的,从而导电箔10的断裂时间错开。更具体地,所述多个导电箔10部件以不同的松弛余量联接到同一连接部位29。在所示示例中,所述多个导电箔10部件的松弛余量被调节成,随着所述导电箔部件越靠近外壳体40的内壁(图中右侧),松弛余量越大。
可通过改变导电箔10的按照期望的松弛余量所使用的长度(整体长度)来调节导电箔10的松弛余量。或者,可通过使用全都具有相同长度的导电箔部件、适当地错开导电箔部件的接合位置以产生期望的松弛余量,来调节导电箔10的松弛余量。
参照图2A至2C示出使导电箔10以逐步的方式断裂的机构。如图2A所示,在正常工作期间(电流切断阀22被致动之前的阶段),所述多个导电箔10部件的各个以不同的松弛余量联接到电流切断阀22上的同一连接部位29。
如图2B所示,在该状态下当内部压力由于在外壳体内部产生的气体而增大时,电流切断阀22变形,且所述弯曲的中央部分被逐渐上推,在此期间连接部位29沿使导电箔10部件的松弛余量伸张的方向(本发明中为向上)移动。连接部位29移动的距离比为各个导电箔10部件所建立的松弛余量(松弛量)更长。也就是说,随着连接部位29移动(图中向上),张力从具有最小松弛余量的箔(所示示例中为左侧的导电箔)开始被施加到导电箔上,且箔部件各个在不同的时刻顺次断裂(图中为上下断裂)。
如图2C所示,当电流切断阀22完全变形时(这里,上下反转),用于连接电流切断阀22和密封底板26的全部导电箔10都将断裂。这样,所述多个导电箔10部件逐步地断裂(在该示例中为一次一个),从而允许在电流切断阀22和电极组件80之间流动的电流被有效地切断。
在外壳体40中产生的气体也被相继引导到密封底板26中的通气孔(未示出)、因电流切断阀22的变形而敞开的划刻印记25和罩盖24侧面中的通气孔28,然后释放到外壳体40之外。
由于在该实施例的结构中使用多个导电箔10部件来输送电流切断阀22和电极组件80之间的电流,所以电阻可优选地比使用一个导电部件(例如一根导线)时低,从而允许大电流(例如超过4A的大电流)流过。
此外,当在电池异常期间在外壳体中产生异常内部压力时,所述多个导电箔部件以逐步的方式断裂(在该实施例中为一次一个地顺次断裂)。由于不是使所述多个导电部件同时共同断裂,因此使所述部件断裂所需的力能分布在错开的时间(在不同时间),以确保在内部压力异常时切断电流。
也就是说,该实施例的结构使得能提供一种能够在正常工作期间输出大电流、同时防止电流切断阀22的切断功能受损害的密闭型电池。因此,该实施例的结构能提供一种特别适合于需要大电流放电的车辆中的车载应用的密闭型电池。可根据导电箔的材料、厚度等适当地调节使每条导电箔断裂所需的力(延伸说来,使电流切断阀工作的壳体中的压力)。
在该实施例中,导电箔10部件的松弛余量(松弛量)还可改变以允许导电箔10部件断裂的时间容易和可靠地错开。此外,由于导电箔10部件共同联接到同一连接部位29(例如,通过焊接),所以能简化在联接导电箔10时所涉及的工作,以确保能更有效地构造该密闭型电池。
在上述实施例中,所述示例是导电箔条带一次一个地顺次断裂,但本发明不限于导电箔10条带一次一个地断裂,只要使导电箔断裂所需的力能分布在错开的时间以防止电流切断阀22的切断功能受损害即可。导电箔的松弛余量可被调节,以使得例如导电箔条带顺次地一次断裂数根。
所述多个导电箔10部件还可以呈例如用于接片式集电(能用作电池中的集电方法)的集电接片的形式。更具体地,所述多个导电箔10部件可直接接合到电极组件80的电极(卷绕电极组件80中的涂覆有活性物质的部分)而不在它们之间安设密封底板26或集电板85。这种结构将允许从电极组件80直接获取电流而不通过密封底板26或集电板85,且因此将更有效地降低集电电阻并控制集电体中的发热。
所述多个导电箔部件设置在电流切断阀22和密封底板26之间,且优选地联接成因电流切断阀22的变形而顺次断裂。因此,导电箔的布置能根据电池制造条件等适当地更改。
如图3A所示,例如,所述多个导电箔部件的联接位置可从密封底板26的下侧面改变到侧面23。可适当地调节导电箔10a的松弛余量,而不考虑所述多个导电箔部件联接在何处,以允许导电箔10a在错开的时间断裂。在图3A的示例中,多个导电箔10a条带联接成,使得导电箔越靠近电极组件80(图中的下侧),松弛余量越长。这样,如图3B和3C所示,导电箔从离电极组件80的最远侧(图中的上侧)顺次断裂。
或者,如图4A所示,可将多个导电箔10b部件单个地焊接到密封底板26上而非将共同捆扎的多个导电箔10b部件焊接到密封底板26上。在这种结构中,可适当地调节导电箔10b部件的松弛余量,以便适当地错开导电箔10b部件断裂的时间。在图4A的示例中,导电箔10b部件联接成,使得导电箔越靠近壳体的内壁,松弛余量越大。这样,如图4B和4C所示,从离壳体内壁最远的导电箔开始,箔顺次断裂。
在上述实施例中,所述示例是针对各条导电箔改变松弛余量以使得导电箔10顺次断裂,但是本发明不限于这种使导电箔断裂的时间。例如,所述多个导电箔部件能以不同的变形(移动)时间分布和联接到多个连接部位(连接点),由此更容易地错开使导电箔断裂的时间。
在该实施例中,如图5A所示,导电箔10c部件以同一松弛余量联接到具有彼此不同的变形时间(伴随着电流切断阀22的变形所产生的移动)的多个连接部位29。在该实施例中,所述多个导电箔10c部件连接到多个不同的等距并排的连接部位29。导电箔10c基本上无松弛余量地(每个都处于张紧状态)设置成排。
在该实施例中,当内部压力由于在外壳体内产生的气体而增大时,电流切断阀22变形且所述弯曲的中央部分被逐渐上推,如图5B所示,其间所述多个不同的连接部位29沿使导电箔10部件的松弛余量伸张的方向(图中为向上)移动。
所述多个连接部位29在彼此不同的变形时间(伴随着电流切断阀22的变形所产生的移动)移动。在该实施例中,所述多个连接部位29之中最靠近电流切断阀22的弯曲中央部分的连接部位将在电流切断阀22变形的初期阶段(早期)向上移动。结果,从联接到最早移动的连接部位29的导电箔(在所示示例中为电流切断阀22中央附近的导电箔)开始,张力被顺次施加,使得箔部件在不同的时刻顺次断裂(在图中为上下断裂)。
这样,导电箔10c分布和联接到具有不同的变形时间(伴随着电流切断阀24的变形所产生的移动)的多个连接部位29,从而允许导电箔10c断裂的时刻(时间)容易和可靠地错开。
根据这种结构,通电时在电流切断阀22中产生的热量可消散,因为导电箔联接到电流切断阀22上的不同连接部位29。这样便能提供一种热稳定的高性能密闭型电池。
可根据电流切断阀22的形状、形成划刻印记的位置等适当地调节联接变形(伴随着电流切断阀的变形所产生的移动)时间。还可构建一种结构,使得在所述多个连接部位之中离电流切断阀22的弯曲部的周缘最近的连接部位将在电流切断阀22变形的早期阶段(早期)移动。
如图6A所示,导电箔10d部件可被共同捆扎和焊接到密封底板26上而不是将导电箔10d部件单个地焊接到密封底板26上。同样在这种结构中,导电箔10d部件将被单个地联接到电流切断阀22侧上的变形(移动)时间不同的多个连接部位29,从而如图6B和6C所示,可错开导电箔10d断裂的时间。
参照图1A详细讨论该实施例中的电池100的结构和用于形成电池100的材料等。
电池100的结构不受特别限制,只要电池100是具有电流切断阀的密闭型电池即可。二次电池是优选的。适合本发明的电池结构的示例是镍-氢电池和电双层电容器(也就是,物理电池)。锂离子二次电池是一种特别适合本发明的电池结构。锂离子二次电池能够以高能量密度实现高输出,从而允许制造高性能电源,特别是用于汽车中的车载应用的电源。
如上所述,电池100具有包括正极和负极的电极组件80,以及用于容纳电极组件80和电解质的外壳体40。将详细描述容纳在外壳体40中的卷绕电极组件的结构。
如正常锂离子电池中的卷绕电极组件那样,所述实施例中的卷绕电极组件是这样一种卷绕电极组件,其中板片形式的正极(以下称为“正极板片”)和板片形式的负极(以下称为“负极板片”)与总共两个板片形式的隔板(下文称为“隔板板片”)层叠,且正极和负极稍微彼此偏置地被卷绕。
由于如上所述在相对于卷绕电极组件被卷绕的方向的水平方向上稍微彼此偏置地被卷绕,正极板片和负极板片的端部部分将伸出到卷绕芯部之外(也就是,形成正极板片的正极活性物质层的部分、形成负极板片的负极活性物质层的部分和隔板被紧密卷绕)。在正极侧,在所述伸出的部分(也就是,未形成正极活性物质层的部分)设置有正极集电板85,且该正极集电板电连接到密封盖20的密封底板26。在负极侧,所述伸出的部分(也就是,未形成负极活性物质层的部分)经负极侧集电板(未示出)电连接到外壳体40。
形成卷绕电极组件和所述各部分自身的材料可以与锂离子电池中的传统电极组件相同,且不受特别限制。例如,可通过将用于锂离子电池的正极活性物质层施加在连续的正极集电体上而形成正极板片。铝(这些实施例)和适用于正极的其它金属适合于正极集电体。可无限制地使用传统用于锂离子电池的一种或多种材料作为正极活性物质。适当的示例包括LiMn2O4、LiCoO2和LiNiO2
同时,可通过将用于锂离子电池的负极活性物质层施加在连续的负极集电体上而形成负极板片。铜箔(这些实施例)和适用于负极的其它金属适合于负极集电体。可无限制地使用传统用于锂离子电池的一种或多种材料作为负极活性物质。适当的示例包括含碳材料如石墨碳和无定形碳,以及含锂的过渡金属氧化物或过渡金属氮化物。
适合用在正极和负极之间的隔板的示例包括用多孔聚烯烃树脂形成的隔板。当使用固体电解质或凝胶体电解质作为电解质时,不需要隔板(也就是,在这种情况下电解质本身可用作隔板)。
可与卷绕电极组件80一起容纳在外壳体40中的电解质的示例包括锂盐,例如LiPF6。适当量(例如1M的浓度)的锂盐如LiPF6可用作电解质溶解在非水电解质溶液如碳酸二乙酯和碳酸次乙酯的溶剂混合物(例如1∶1体积比)中。
对于本实施例的电池100,卷绕电极组件80和上述电解质容纳在外壳体40中,且密封盖20联接和密封到外壳体40,垫圈44介于它们之间。
上面以优选实施例示出了本发明,但本发明不限于所述说明,且当然能具有各种变型。例如,在上述实施例中,电流切断阀设置在密封盖中,但本发明不限于此。例如,具有上述结构的电流切断阀及其联接结构可设置在电池外壳体侧(主体侧)上。
工业应用性
本发明的结构使得能提供一种密闭型电池,其能够输出大电流,同时防止电流切断阀的切断功能受损害。例如,由于本文公开的电池100能够输出大电流,所以它特别适合用作汽车用车载马达电源(电动机)。也就是,如图7所示,本发明提供的电池能在特定方向上布置为单电池,且所述单电池能在布置方向上被包装而构成组装电池(电池组)90。这样便能提供一种装备有组装电池(电池组)90作为电源的车辆92(典型地,汽车,特别是配备有电动机的汽车,例如混合动力汽车、电动汽车或燃料电池汽车)。

Claims (6)

1.一种密闭型电池,包括:
电极组件;
容纳所述电极组件的外壳体;
用于封闭所述外壳体的开口的密封盖;和
电流切断阀,所述电流切断阀因所述外壳体内的异常内部压力而变形,其中
在所述电流切断阀上联接有用于在所述电流切断阀和所述电极组件之间输送电流的多个导电部件,所述多个导电部件构造成因所述电流切断阀由于所述异常内部压力所产生的变形而以逐步的方式断裂,由此切断在所述电流切断阀和所述电极组件之间流动的电流。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池,其中,所述电流切断阀设置在所述密封盖中。
3.根据权利要求1或2所述的密闭型电池,其中
所述多个导电部件以预定的松弛余量联接到所述电流切断阀上的一个或多个连接部位,以及
所述一个或多个连接部位构造成因所述电流切断阀的所述变形而沿使所述导电部件的所述松弛余量伸张的方向移动,以及随着所述连接部位移动,所述多个导电部件分别在不同的时刻顺次断裂。
4.根据权利要求3所述的密闭型电池,其中,所述多个导电部件以不同的松弛余量联接到所述电流切断阀上的同一连接部位。
5.根据权利要求3所述的密闭型电池,其中,所述多个导电部件每个都以同一松弛余量联接到所述电流切断阀上的不同连接部位。
6.一种装备有根据权利要求1至5中任一项所述的密闭型电池的车辆。
CN2008801106839A 2007-10-12 2008-10-07 密闭型电池 Expired - Fee Related CN101821875B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007267248A JP5024615B2 (ja) 2007-10-12 2007-10-12 密閉型電池
JP267248/2007 2007-10-12
PCT/JP2008/002832 WO2009047893A2 (en) 2007-10-12 2008-10-07 Sealed battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101821875A CN101821875A (zh) 2010-09-01
CN101821875B true CN101821875B (zh) 2013-01-16

Family

ID=40549717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801106839A Expired - Fee Related CN101821875B (zh) 2007-10-12 2008-10-07 密闭型电池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100209746A1 (zh)
JP (1) JP5024615B2 (zh)
KR (1) KR101203332B1 (zh)
CN (1) CN101821875B (zh)
WO (1) WO2009047893A2 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102150299B (zh) 2009-05-25 2014-05-28 丰田自动车株式会社 电池组、搭载有该电池组的车辆和设备
US20110217572A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-08 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Double acting venting mechanism for battery cells
JP5780071B2 (ja) * 2010-10-28 2015-09-16 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池及びその製造方法
KR102306443B1 (ko) * 2014-09-26 2021-09-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101818630B1 (ko) * 2015-04-22 2018-01-15 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 이차전지
JP6688974B2 (ja) * 2015-12-25 2020-04-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 二次電池
US10020477B2 (en) 2016-11-01 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Battery enclosure vent assembly and venting method
KR102461773B1 (ko) * 2018-03-16 2022-11-02 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그 이차전지의 제조방법
KR20210009654A (ko) * 2019-07-17 2021-01-27 주식회사 엘지화학 원통형 전지 및 원통형 전지 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1252897A (zh) * 1997-04-21 2000-05-10 东洋钢钣株式会社 密闭型电池
CN1541427A (zh) * 2001-08-07 2004-10-27 ���µ�����ҵ��ʽ���� 非水电解质二次电池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3907588A (en) * 1970-01-21 1975-09-23 Esb Inc Electrochemical cell and safety resistor therefor
US4855195A (en) * 1988-07-11 1989-08-08 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell with internal circuit interrupter
US5188909A (en) * 1991-09-12 1993-02-23 Eveready Battery Co., Inc. Electrochemical cell with circuit disconnect device
US5418084A (en) * 1992-11-23 1995-05-23 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell having a safety vent closure
JPH08185849A (ja) * 1994-12-27 1996-07-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 防爆安全装置を備えた電気化学素子
JP3497380B2 (ja) * 1998-06-02 2004-02-16 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
JP2000331671A (ja) * 1999-05-19 2000-11-30 Sanyo Electric Co Ltd 電気エネルギー蓄積デバイス
JP3786074B2 (ja) * 2002-10-10 2006-06-14 新神戸電機株式会社 密閉型電池
US7687189B2 (en) * 2004-04-28 2010-03-30 Eveready Battery Company, Inc. Housing for a sealed electrochemical battery cell
JP5011664B2 (ja) * 2005-07-11 2012-08-29 パナソニック株式会社 密閉型二次電池
US7763375B2 (en) * 2006-05-24 2010-07-27 Eveready Battery Company, Inc. Current interrupt device for batteries

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1252897A (zh) * 1997-04-21 2000-05-10 东洋钢钣株式会社 密闭型电池
CN1541427A (zh) * 2001-08-07 2004-10-27 ���µ�����ҵ��ʽ���� 非水电解质二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100059964A (ko) 2010-06-04
WO2009047893A2 (en) 2009-04-16
CN101821875A (zh) 2010-09-01
US20100209746A1 (en) 2010-08-19
WO2009047893A3 (en) 2009-07-23
KR101203332B1 (ko) 2012-11-20
JP2009099286A (ja) 2009-05-07
JP5024615B2 (ja) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101821875B (zh) 密闭型电池
JP4878791B2 (ja) 二次電池
US9741994B2 (en) Secondary battery with current breaking mechanism
CN100372148C (zh) 电池
US9406921B2 (en) Prismatic secondary battery
CN102210041B (zh) 密闭型电池
JP6398155B2 (ja) 二次電池
WO2014119309A1 (ja) 密閉型電池
US8211561B2 (en) Winding type battery and method for manufacturing the winding type battery
US8673483B2 (en) Sealed battery
CN103227311A (zh) 密闭型二次电池
CN112768845B (zh) 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置
EP3089239B1 (en) Rectangular secondary battery
US9356309B2 (en) Prismatic battery
KR100749645B1 (ko) 세퍼레이터와 이를 이용한 리튬 이차전지
JP7330211B2 (ja) 角形二次電池
KR100515356B1 (ko) 이차 전지 및 이의 안전변 제조 방법
US20230068956A1 (en) Battery
JP2023547756A (ja) 電池セル及びその製造方法と製造システム、電池及び電力使用装置
KR20220139619A (ko) 이차전지 및 이의 제조 방법
KR102335696B1 (ko) 전류차단부재 및 캡 조립체
KR100995766B1 (ko) 안전성이 향상된 원통형 이차전지
US20230093863A1 (en) Pressure relief mechanism, battery cell, battery, electric apparatus, and manufacturing method thereof
US20230207986A1 (en) Battery
JP2005100840A (ja) 二次電池及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130116

Termination date: 20171007

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee