CN101931091B - 二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二次电池。该二次电池包括：电极组件；罐，容纳电极组件并包括板、壁和第一延伸壁，该壁从该板沿第一方向延伸到第一端并限定具有与该板相对的第一开口的第一空腔，第一延伸壁沿第一方向从第一端延伸到第二端，第一延伸壁限定具有与该板相对的第二开口的第二空腔；以及盖组件，包括盖板并在第一开口处密封第一空腔。
Description
技术领域
本发明实施例的方案涉及二次电池。
背景技术
近年来，由于电子学的快速发展，便携式电子装置被广泛地分布。可充电的二次电池主要被用作便携式电子装置的电源。
现在，组型电池(pack type battery)被广泛地用作二次电池。组型电池通过将供应电能的裸电池和稳定地控制充放电的保护电路模块(PCM)集成在单个单元中而构造。
发明内容
本发明的实施例的方案提供了其中元件被紧凑且稳定地组装的二次电池。
根据本发明一个实施例的二次电池包括：电极组件；罐，容纳电极组件并包括板、壁和第一延伸壁，该壁沿第一方向从该板延伸到第一端并限定具有与该板相对的第一开口的第一空腔，第一延伸壁沿第一方向从第一端延伸到第二端，第一延伸壁限定具有与该板相对的第二开口的第二空腔；以及盖组件，包括盖板并在第一开口处密封第一空腔。
在一个实施例中，板和壁一体地形成。在一个实施例中，壁和第一延伸壁一体地形成。
在一个实施例中，盖板在第二空腔中附着到罐并电耦接到电极组件的电极接头。二次电池还可以包括在第一空腔中的绝缘壳，该绝缘壳位于电极组件和盖板之间用于使电极组件与盖板电绝缘。
在一个实施例中，二次电池还包括在第二空腔中的保护电路模块，该保护电路模块被盖板支撑并适于控制二次电池的充电和放电。二次电池还可以包括第一盖壳(cover case)，该第一盖壳在第二空腔中且在保护电路模块与第二开口之间。罐还可以包括靠近第二端的第一卷曲部(crimping portion)，该第一卷曲部将第一盖壳固定到罐。第一延伸壁和第一卷曲部可以一体地形成。在一个实施例中，第一延伸壁包括向内突出的凸起，第一盖壳在其外表面上具有槽，该槽接收该凸起并将第一盖壳耦接到罐。第一盖壳可以在第二端处压配合到罐中。
在一个实施例中，第一延伸壁的厚度小于壁的厚度使得台阶形成在壁的第一端处。在一个实施例中，盖板在台阶上附着到罐。盖板可以焊接到罐。
在一个实施例中，盖板具有与第二开口的尺寸和形状基本对应的周边(perimeter)尺寸和形状。
在一个实施例中，罐还包括第二延伸壁，该第二延伸壁沿与第一方向相反的第二方向从板延伸到第三端，第二延伸壁限定具有第三开口的第三空腔。二次电池还可以包括第二盖壳，该第二盖壳在第三空腔中且在板与第三开口之间。在一个实施例中，罐还包括靠近第三端的第二卷曲部，第二卷曲部将第二盖壳固定到罐。第二延伸壁和第二卷曲部可以一体地形成。
根据本发明另一实施例的二次电池包括：电极组件；罐，容纳电极组件并包括板、壁和延伸壁，该壁沿第一方向从该板延伸到第一端并限定具有与该板相对的第一开口的第一空腔，延伸壁沿第一方向从第一端延伸到第二端，延伸壁限定具有与该板相对的第二开口的第二空腔；盖组件，包括盖板并在第一开口处密封第一空腔；在第一空腔中的绝缘壳，该绝缘壳位于电极组件和盖板之间用于使电极组件与盖板电绝缘；在第二空腔中的保护电路模块，该保护电路模块被盖板支撑并适于控制二次电池的充电和放电；以及盖壳，该盖壳在第二空腔中且在保护电路模块与第二开口之间。
根据本发明另一实施例的方案，二次电池包括：电极组件；罐，具有底板和由从底板延伸的侧壁形成的主体(body)；盖板，封闭该主体的开口；保护电路模块，耦接在盖板上；以及顶壳，覆盖保护电路模块，其中罐还包括第一延伸壁，第一延伸壁从主体的侧壁的一端沿远离底板的方向上延伸。保护电路模块和顶壳可以容纳在罐中，顶壳可以通过卷曲、压配合(press-fitting)或通过槽的耦接而与罐耦接，使得二次电池的元件可以彼此紧凑且稳定地耦接。
附图说明
通过以下结合附图对一些示范性实施例的描述，本发明的这些和/或其它的特征以及方案将变得明显并更易于理解，附图中：
图1是示出根据本发明实施例的二次电池的透视图；
图2是示出图1的二次电池的分解透视图；
图3是图1的二次电池沿线A-A剖取的截面图；
图4是示出根据本发明另一实施例的二次电池的截面图；以及
图5是示出根据本发明另一实施例的二次电池的截面图。
具体实施方式
在下文将参照附图详细描述根据本发明实施例的二次电池。
首先，将参照图1到图3描述根据本发明实施例的二次电池。
图1是示出根据本发明实施例的二次电池的透视图。图2是示出图1的二次电池的分解透视图。图3是图1的二次电池沿线A-A剖取的截面图。
参照图1到图3，根据一个实施例的二次电池100包括裸电池110、保护电路模块(PCM)120、顶壳130和底壳140。在二次电池100中，裸电池110采用PCM 120稳定地充电和放电。
裸电池110包括电极组件111、罐112、盖组件117和绝缘壳118。裸电池110存储由充电器(未示出)供应的电能并将所存储的电能供应到外部负载(未示出)。
在一个实施例中，电极组件111通过将第一电极板111a、第二电极板111b以及设置在电极板111a和111b之间的隔板111c卷绕成果子冻卷形(jelly-rolltype)结构而构造。第一导电电极接头111d与第一电极板111a耦接并在电极组件111的顶侧上方突出。第二导电电极接头111e与第二电极板111b耦接并在电极组件111的顶侧上方突出。在本发明的一个实施例中，第一电极板111a用作负电极板，第二电极板111b用作正电极板。因此，第一电极接头111d用作负电极接头，第二电极接头111e用作正电极接头。然而，本发明不限于此。备选地，第一电极板111a可以用作正电极板而第二电极板111b可以用作负电极板，使得第一电极接头111d可以用作正电极接头而第二电极接头111e可以用作负电极接头。
在一个实施例中，罐112包括主体112a、第一延伸壁112b和第二延伸壁112c。罐112提供容纳裸电池110、PCM 120、顶壳130和底壳140的空间。
在一个实施例中，主体112a包括相对薄的条形的底板113和基本垂直于底板113且连接到底板113的边缘113a的侧壁114。主体112a提供用于容纳电极组件111和绝缘壳118的空间。也就是，主体112a的侧壁114与底板113一起限定了第一空腔，电极组件111和绝缘壳118容纳在第一空腔中。侧壁114包括彼此面对的两个宽侧壁114a和彼此面对的两个窄侧壁114b。侧壁114的一端是敞开的以形成第一开口114d，第一开口114d作为电极组件111和绝缘壳118通过其插入到罐112中的入口。第一开口114d被盖组件117密封。
第一延伸壁112b从主体112a的侧壁114的一端沿第一延伸壁112b远离底板113延伸的方向延伸。第一延伸壁112b提供了容纳PCM 120和顶壳130的空间。也就是，第一延伸壁112b限定了容纳PCM 120和顶壳130的第二空腔。第一延伸壁112b的一端1121是敞开的以形成第二开口1151，第二开口1151用作PCM 120和顶壳130通过其插入的入口。在一个实施例中，第一延伸壁112b的该端1121向内弯曲成第一卷曲部115e，顶壳130通过第一卷曲部115e保持在罐112中。在罐112中，台阶115d形成在第一延伸壁112b和主体112a的侧壁114彼此连接的位置处。在一个实施例中，盖组件117置于台阶115d上，使得可以易于进行罐112与盖组件117之间的焊接。在一个实施例中，台阶115d由于第一延伸壁112b与主体112a的侧壁114之间的厚度差而形成。
在一个实施例中，第二延伸壁112c从底板113的边缘113a沿与第一延伸壁112b的延伸方向相反的方向延伸。第二延伸壁112c提供用于容纳底壳140的空间。也就是，第二延伸壁112c与底板113一起限定了容纳底壳140的第三空腔。第二延伸壁112c的一端1122是敞开的以形成第三开口1161，第三开口1161用作底壳140通过其插入的入口。在一个实施例中，第二延伸壁112c的该端1122向内弯曲成第二卷曲部116e。底壳140通过第二卷曲部116e保持在罐112的第三开口1161内部。尽管在附图中未示出，但是在备选的实施例中，二次电池100不包括底壳140，罐112不包括第二延伸壁112c。也就是，在另一实施例中，罐112可以仅包括主体112a和第一延伸壁112b。
在一个实施例中，罐112由金属制成，诸如轻且柔性的铝或铝合金。然而，罐112不限于上述材料，在其它的实施例中，可以由任何其它合适的金属或其它合适的材料制成。
盖组件117包括盖板117a、绝缘板117b、端子板117c和电极端子117d。盖组件117密封罐112的第一开口114d并提供裸电池110的两个端子。
参照图2和图3，在一个实施例中，盖板117a包括端子通孔117e和电解液注入孔117f并由金属板制成，该金属板的尺寸和形状对应于罐112的第二开口1151的尺寸和形状。在一个实施例中，盖板117a置于罐112的台阶115d上并耦接到罐112(例如，通过激光焊接)以密封第一开口114d。在一个实施例中，电极组件111的第二电极接头111e耦接到盖板117a(例如，通过激光焊接)，使得盖板117a用作裸电池110的第二端子。
在一个实施例中，端子通孔117e位于盖板117a的中央或中央附近，并提供电极端子117d从其穿过的通路。
电解液注入孔117f位于端子通孔117e一侧的位置。电解液注入孔117f提供电解液通过其注入到罐的主体112a的通路并在注入电解液之后用塞子117h密封。
在一个实施例中，绝缘板117b具有形成在其一侧的第一通路孔117b1。电极端子117d穿过第一通路孔117b1。绝缘板117b接触盖板117a的内表面(也就是，面对电极组件111的表面)并使端子板117c与盖板117a电绝缘。
端子板117c接触绝缘板117b并通过绝缘板117b与盖板117a电绝缘。也就是，由于绝缘板117b位于端子板117c与盖板117a之间，所以端子板117c与盖板117a绝缘。在一个实施例中，电极组件111的第一电极接头111d耦接到端子板117c，例如通过激光焊接。在一个实施例中，端子板117c具有形成在其一侧且在对应于绝缘板117b的第一通路孔117b1的位置处的第二通路孔117c1。电极端子117d穿过第二通路孔117c1。根据一个实施例，端子板117c由镍制成，但本发明不限于此，在其它实施例中，端子板117c可以由任何其它合适的材料制成。
电极端子117d插入到盖板117a的端子通孔117e中以与端子板117c耦接。在一个实施例中，电极端子117d电连接到第一电极接头111d并通过绝缘垫圈117g与盖板117a电绝缘，使得电极端子117d用作裸电池110的第一端子。
在一个实施例中，绝缘壳118包括主体118a和从主体118a的边缘向上延伸的支撑物118b。绝缘壳118置于电极组件111和盖板117a之间且在罐112的主体112a内。绝缘壳118使电极组件111与盖板117a绝缘并限制电极组件111在罐112内的运动。
在一个实施例中，主体118a由具有与第一开口114d的形状大致相同的形状的板制成，并具有第一电极接头抽出孔118c、第二电极接头抽出孔118d和电解液引导孔118e。主体118a面对电极组件111并使电极组件111与盖板117a电绝缘。第一电极接头抽出孔118c提供电极组件111的第一电极接头111d穿过其的通路。第二电极接头抽出孔118d提供第二电极接头111e穿过其的通路。电解液引导孔118e提供一开口，电解液通过该开口被朝向电极组件111引导到罐112中。
在一个实施例中，支撑物118b接触罐112的主体112a的侧壁114并支撑绝缘壳118的主体118a，使得电极组件111在罐112内的运动受到限制。
在一个实施例中，PCM 120包括电路板121和安装在电路板121上的保护电路器件125。PCM 120与裸电池110耦接并构造为控制二次电池100的包括其充电和放电的操作。PCM 120容纳在罐112的第一延伸壁112b内。
电路板121是印刷有布线图案的印刷电路板，在一个实施例中，具有沿一个方向伸长的条形或大致条形。电路板121与裸电池110的盖板117a间隔开。电路板121包括面对盖板117a的第一表面121b和与第一表面121b相反的第二表面121c。
在电路板121的第一表面121b上，安装有第一电极引线板(electrode leadplate)122和两个第二电极引线板123。在一个实施例中，第一电极引线板122置于电路板121的中央附近并通过焊接耦接到裸电池110的电极端子117d。在一个实施例中，电路板121具有通孔121a，通孔121a形成的位置对应于安装第一电极引线板122的位置。通孔121a提供需要用于将第一电极引线板122焊接到电极端子117d从而将两者耦接的空间。在一个实施例中，两个第二电极引线板123置于电路板121纵向方向的相对端处并通过焊接耦接到裸电池110的盖板117a。
在电路板121的第二表面121c上，设置外部端子121f以电连接到外部负载(未示出)或充电器(未示出)。
电路器件125包括诸如控制IC、充放电开关的器件和/或任何其它期望的电路器件。电路器件125控制二次电池100的充电和放电。在一个实施例中，电路器件125通过锡焊安装在电路板121的第一表面121b上。
在一个实施例中，顶壳130包括盖壳(cover case)131和从盖壳131延伸的侧壁132。顶壳130将PCM 120容纳在其中以保护PCM 120。顶壳130容纳在罐112的第一延伸壁112b与盖板117a之间的空间(也就是，第二空腔)中。
在一个实施例中，盖壳131的形状与第二开口1151的形状相对应。盖壳131覆盖PCM 120的电路板121并保护电路板121。盖壳131具有端子孔131a，PCM 120的外部端子121f通过端子孔131a暴露到外部。在盖壳131的边缘上，形成罐112的第一卷曲部115e，使得顶壳130保持在第二空腔中。
侧壁132从盖壳131的边缘向盖板117a延伸。侧壁132的一端接触盖板117a并支撑盖壳131。
在一个实施例中，底壳140包括底板141和从底板141延伸的侧壁142。底壳140保护二次电池100的底部。底壳140容纳在由罐112的底板113和第二延伸壁112c限定的内部空间(也即是，第三空腔)中。
在一个实施例中，底板141面对底板113且与底板113间隔开一距离。在底板141的边缘上，形成有罐112的第二卷曲部116e使得底壳140保持在第三空腔中。
侧壁142从底板141的边缘朝向罐112的底板113延伸。侧壁142的一端接触罐112的底板113并支撑底板141。
底壳140容纳在罐112的第二延伸壁112c内使得侧壁142的一端接触罐112的底板113。在一个实施例中，底壳140通过形成在第二延伸壁112c上的第二卷曲部116e稳定地固定到罐112。
接着，将参照图4描述根据本发明另一实施例的二次电池。
图4示出了根据本发明另一实施例的二次电池的截面图。在本发明的另一实施例中，相同的附图标记与本发明之前的实施例中的附图标记表示相同的元件。此外，在附图中始终使用相同的附图标记以指代与之前实施例中的附图标记相同或相近的元件，将省略对其的描述。
参照图4，根据本发明另一实施例的二次电池200包括罐212和顶壳230。在二次电池200中，由于除罐212和顶壳230之外的元件与根据本发明之前描述的实施例的二次电池100的元件相同，所以将省略对这些元件的描述。
罐212包括第一延伸壁212b。在罐212中，由于除第一延伸壁212b之外的元件与之前实施例的元件相同，所以将省略对其的描述。第一延伸壁212b从罐212的主体112a的侧壁114的一端沿与侧壁114延伸远离底板113的方向相同的方向延伸。第一延伸壁212b提供容纳PCM 120和顶壳230的空间。也就是，第一延伸壁212b限定容纳PCM 120和顶壳230的空腔。第一延伸壁212a的一端2121是敞开的以形成第二开口2151，第二开口2151作为PCM 120和顶壳230通过其插入罐212中的入口。在一个实施例中，第一延伸壁212b具有从其向内突出的凸起212c，例如通过从外部向内按压第一延伸壁212b而形成的凸起。
顶壳230包括侧壁232。在顶壳230中，由于除侧壁232之外的元件与之前描述的实施例的元件相同，所以将省略对其的描述。侧壁232从顶壳230的盖壳131的边缘朝向盖板117a延伸。在一个实施例中，凸起212c插入其中的耦接槽232a形成在侧壁232的外表面233上。凸起212c插入耦接槽232a中，使得顶壳230稳定地固定到罐212。当顶壳230插入到由罐212的第一延伸壁212b限定的空腔中时，顶壳230和罐212的第一延伸壁212b弹性变形，凸起212c插入到耦接槽232a中。
接着，将参照图5描述根据本发明另一实施例的二次电池。
图5示出了根据本发明另一实施例的二次电池的截面图。在本发明的另一实施例中，相同的附图标记表示与本发明之前描述的实施例中的附图标记相同的元件。此外，在附图中始终使用相同的附图标记指代与之前描述的实施例中的附图标记相同或相近的元件，将省略对其的描述。
参照图5，根据本发明另一实施例的二次电池300包括罐312。在二次电池300中，由于除罐312之外的元件与根据本发明之前描述的实施例的二次电池100的元件相同，所以将省略对这些元件的描述。
罐312包括第一延伸壁312b和第二延伸壁312c。在罐312中，由于除第一延伸壁312b和第二延伸壁312c之外的元件与根据本发明前述实施例的二次电池100的元件相同，所以将省略对这些元件的描述。
第一延伸壁312b从罐312的主体112a的侧壁114的一端沿与侧壁114延伸远离底板113的方向相同的方向延伸。第一延伸壁312b提供容纳PCM120和顶壳130的空间。也就是，第一延伸壁312b限定容纳PCM 120和顶壳130的空腔。第一延伸壁312b的一端3121是敞开的以形成第二开口1151，第二开口1151作为PCM 120和顶壳130通过其插入罐312中的入口。顶壳130通过压配合插入到第一延伸壁312b中。顶壳130的侧壁132牢固地接触罐312的第一延伸壁312b，使得顶壳130固定到罐312。
第二延伸壁312c从主体112a的底板113的边缘沿与侧壁114延伸的方向相反的方向延伸。第二延伸壁312c提供容纳底壳140的空间。也就是，第二延伸壁与底板113一起限定容纳底壳140的空腔。第二延伸壁312c的一端3122是敞开的以形成第三开口3161，第三开口3161作为底壳140插入其中的入口。底壳140通过压配合插入到第二延伸壁312c中。底壳140的侧壁142牢固地接触罐312的第二延伸壁312c，使得底壳140固定到罐312。
尽管这里已经示出和描述了本发明的一些示范性实施例，但是本领域技术人员应当理解，可以对这些实施例进行改变而不背离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。
Claims (17)
1.一种二次电池，包括：
电极组件；
罐，容纳所述电极组件并包括：
板；
壁，从所述板沿第一方向延伸到第一端并限定第一空腔，该第一空腔具有与所述板相对的第一开口；和
第一延伸壁，沿所述第一方向从所述第一端延伸到第二端，所述第一延伸壁限定第二空腔，该第二空腔具有与所述板相对的第二开口；
盖组件，包括盖板并在所述第一开口处密封所述第一空腔，以及
第一盖壳，该第一盖壳在所述第二空腔中且位于所述盖组件和所述第二开口之间，
其中所述第一延伸壁的厚度小于所述壁的厚度，使得台阶形成在所述壁的所述第一端处，所述盖板被焊接到所述罐且在所述台阶上，以及
其中所述第一盖壳在所述台阶与所述第二端之间接触所述罐。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中所述板和所述壁一体地形成。
3.如权利要求1所述的二次电池，其中所述壁和所述第一延伸壁一体地形成。
4.如权利要求1所述的二次电池，其中所述盖板在所述第二空腔中附着到所述罐，并电耦接到所述电极组件的电极接头。
5.如权利要求1所述的二次电池，还包括在所述第一空腔中的绝缘壳，该绝缘壳位于所述电极组件和所述盖板之间用于使所述电极组件与所述盖板电绝缘。
6.如权利要求1所述的二次电池，还包括在所述第二空腔中的保护电路模块，该保护电路模块被所述盖板支撑并适于控制所述二次电池的充电和放电。
7.如权利要求6所述的二次电池，其中所述第一盖壳在所述第二空腔中且在所述保护电路模块与所述第二开口之间。
8.如权利要求1所述的二次电池，其中所述罐还包括靠近所述第二端的第一卷曲部，所述第一卷曲部将所述第一盖壳固定到所述罐。
9.如权利要求8所述的二次电池，其中所述第一延伸壁和所述第一卷曲部一体地形成。
10.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一延伸壁包括向内突出的凸起，所述第一盖壳在其外表面上具有槽，所述槽接收所述凸起并将所述第一盖壳耦接到所述罐。
11.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一盖壳在所述第二端处压配合到所述罐中。
12.如权利要求1所述的二次电池，其中所述盖板具有与所述第二开口的尺寸和形状基本对应的周边尺寸和形状。
13.如权利要求1所述的二次电池，其中所述罐还包括第二延伸壁，该第二延伸壁沿与所述第一方向相反的第二方向从所述板延伸到第三端，所述第二延伸壁限定具有第三开口的第三空腔。
14.如权利要求13所述的二次电池，还包括第二盖壳，该第二盖壳在所述第三空腔中且在所述板与所述第三开口之间。
15.如权利要求14所述的二次电池，其中所述罐还包括靠近所述第三端的第二卷曲部，所述第二卷曲部将所述第二盖壳固定到所述罐。
16.如权利要求15所述的二次电池，其中所述第二延伸壁和所述第二卷曲部一体地形成。
17.一种二次电池，包括：
电极组件；
罐，容纳所述电极组件并包括：
板；
壁，从所述板沿第一方向延伸到第一端并限定第一空腔，所述第一空腔具有与所述板相对的第一开口；和
延伸壁，沿所述第一方向从所述第一端延伸到第二端，所述延伸壁限定第二空腔，所述第二空腔具有与所述板相对的第二开口；
盖组件，包括盖板并在所述第一开口处密封所述第一空腔；
绝缘壳，在所述第一空腔中，该绝缘壳位于所述电极组件和所述盖板之间用于使所述电极组件与所述盖板电绝缘；
保护电路模块，在所述第二空腔中，该保护电路模块被所述盖板支撑并适于控制所述二次电池的充电和放电；以及
盖壳，在所述第二空腔中且在所述保护电路模块与所述第二开口之间，
其中所述延伸壁的厚度小于所述壁的厚度，使得台阶形成在所述壁的所述第一端处，所述盖板被焊接到所述罐且在所述台阶上，以及
其中所述盖壳在所述台阶与所述第二端之间接触所述罐。
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