CN102044641B - 密封单元、盖板及其制造方法、二次电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种密封单元、一种盖板及其制造方法、一种二次电池及其制造方法。在所述二次电池中，安装用于密封盖板的注入孔的密封单元，使得密封单元与盖板的顶表面对齐或设置在盖板的顶表面之下，因此，不在盖板之上突出。因此，与盖板相邻的组件(例如，保护电路模块)可紧密地附着到盖板，并且可制造带有增大的体积利用率的紧凑的二次电池。
Description
本申请要求于2009年10月19日在美国专利商标局提交的第61/252,798号美国临时专利申请的权益，其公开通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明的方面涉及一种二次电池，更具体地讲，涉及一种具有用于电解质注入孔的改善的密封结构的二次电池，以及制造所述二次电池的方法。
背景技术
二次电池是可再充电电池，其广泛使用于诸如移动电话、膝上型计算机、摄像机等便携式电子设备中。通常，二次电池包括裸电池，该裸电池包括通过壳体的开口部分插入的电极组件。此外，使用盖板(cap plate)来封闭开口部分，保护电路模块安装在裸电池的盖板上以控制二次电池的充放电。用于将电解质溶液注入到壳体中的注入孔形成在盖板中。因此，在将盖板安装在壳体的开口部分中之后，通过注入孔注入电解质溶液。在注入电解质溶液之后，使用合适的密封构件封闭注入孔，并且使用成型树脂将保护电路模块安装在盖板上。
传统地，密封构件具有这样的结构，即，在所述结构中，球围绕盖板的注入孔的开口部分设置并被向注入孔的内部压缩以密封注入孔。然而，在这种情况下，密封构件的上部在盖板之上突出并被固定。当密封构件在盖板之上突出时，因密封构件的突出部分导致难以将保护电路模块安装在盖板上。因此，包括这样的密封构件的二次电池不会形成为具有紧凑的结构。此外，随着将涂覆材料(例如，UV固化剂)进一步涂覆在密封构件上来强化密封，突出的程度会进一步增加。因此，需要用于防止这样的问题的密封结构。
发明内容
本发明的方面提供了一种具有用于电解质注入孔的改善的密封结构的二次电池，以及所述二次电池的制造方法。
其它方面将部分地在后面的描述中提出，部分地通过描述而显而易见，或者可通过提出的实施例的实践而被知晓。
根据本发明的方面提供了一种二次电池，所述二次电池包括：电极组件；壳体，容纳电极组件；盖板，覆盖壳体并包括穿过盖板的用于将电解质溶液注入到壳体中的注入孔；密封单元，密封注入孔，其中，密封单元与盖板的外表面对齐或设置在盖板的外表面之下使得密封单元不突出超过盖板的外表面，密封单元包括插入到注入孔中的密封构件和涂覆在密封构件上的涂覆构件。
根据本发明的方面，所述二次电池的盖板可包括容纳密封单元的阶梯部分，该阶梯部分在注入孔的开口部分与盖板的外表面之间围绕注入孔的开口部分，密封单元可包括插入到注入孔中的主体部分和与主体部分一体地形成以当主体部分插入到注入孔中时附着到阶梯部分的头部。密封构件可包括插入到注入孔中的主体部分和与主体部分一体地形成以当主体部分插入到注入孔中时附着到阶梯部分的头部。此外，涂覆构件可被涂覆在密封构件上以填充密封构件与注入孔之间的缝隙。
根据本发明的方面，涂覆构件可包括固化树脂。
根据本发明的方面，阶梯部分可包括浸入凹槽，所述浸入凹槽围绕注入孔周围凹入地设置，从而密封构件的头部安装在浸入凹槽中。
根据本发明的另一方面提供了一种制造二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：提供盖板，用于注入电解质溶液的注入孔穿过盖板形成在盖板中；在注入孔的开口部分与盖板的外表面之间形成围绕注入孔的开口部分的阶梯部分；将盖板结合到容纳电极组件的壳体；通过注入孔将电解质溶液注入到壳体中；在阶梯部分中，通过安装不突出超过盖板的外表面的密封单元来密封注入孔。
根据本发明的方面，密封单元包括密封构件，所述密封构件包括：主体部分，插入到注入孔中；头部，与主体部分一体地形成以附着到阶梯部分，使得密封构件不突出超过盖板的外表面。
根据本发明的方面，密封注入孔的步骤包括用填充密封构件和注入孔之间的缝隙的涂覆构件来涂覆密封构件。
根据本发明的方面，所述方法还可包括打磨形成的涂覆构件的突出超过盖板的外表面的部分，使得涂覆构件不突出超过盖板的外表面。
根据本发明的方面，涂覆密封构件的步骤可包括用涂覆构件来涂覆密封构件以使涂覆构件不突出超过盖板的外表面。
根据本发明的方面，涂覆构件可包括固化树脂。
根据本发明的方面，阶梯部分可包括浸入凹槽，所述浸入凹槽围绕注入孔周围凹入地设置，从而当密封单元安装在阶梯部分中时，密封构件的头部安装在浸入凹槽中并结合到浸入凹槽。
根据本发明的方面，密封单元不突出超过盖板的外表面，因此，与盖板相邻的组件(例如，保护电路模块)可紧密地附着到盖板。因此，可制造具有增加的体积利用率的紧凑装置。
根据本发明的再一方面的二次电池可以以下面的方式制造。
根据本发明的再一方面提供了一种制造覆盖二次电池的壳体的盖板的方法，所述方法包括以下步骤：围绕穿过盖板形成的注入孔的开口部分形成阶梯部分，所述阶梯部分形成为具有不与盖板的外表面平行的下表面，并且阶梯部分在注入孔的开口部分和盖板的外表面之间延伸；使用密封单元密封开口部分。
根据本发明的方面，阶梯部分的下表面可具有凹入的形状。
根据本发明的方面，密封单元可包括涂覆构件，所述涂覆构件可包括固化树脂。
根据本发明的又一方面提供了一种覆盖容纳二次电池的电极组件的壳体的盖板，所述盖板包括：具有穿过盖板形成的注入孔的部分，注入孔用于将电解质溶液注入到壳体中；围绕在注入孔的开口部分与盖板的外表面之间的注入孔的开口部分的阶梯部分，其中，阶梯部分具有不与盖板的外表面平行的下表面。
根据本发明的方面，阶梯部分的下表面可具有凹入的形状。
根据本发明的又一方面提供了一种密封单元，所述密封单元密封穿过覆盖二次电池的壳体形成的用于将电解质溶液注入到壳体中的注入孔，所述密封单元包括：密封构件，插入到注入孔中并与盖板的外表面对齐或设置在盖板的外表面之下，从而密封单元不突出超过盖板的外表面；涂覆构件，涂覆在密封构件上以密封在密封构件与注入孔之间的缝隙。
根据本发明的方面，密封构件可包括：主体部分，插入到注入孔中；头部，与主体部分一体地形成，以当主体部分插入到注入孔中时，附着到盖板的阶梯部分，阶梯部分围绕注入孔的开口部分并位于盖板的外表面和开口部分之间。
根据本发明的方面，头部的接触表面可具有与阶梯部分的凹入形状对应的凸起形状。
根据本发明的方面，涂覆构件可包括固化树脂。
附图说明
通过结合附图对实施例进行的以下描述，这些和/或其它方面将变得清楚并更加容易理解，附图中：
图1是示出根据本发明实施例的二次电池的示意图；
图2A和图2B是根据本发明实施例的示出在图1中所示出的二次电池的电解质注入孔的密封单元的示意图；
图3是示出根据本发明另一实施例的二次电池的电解质注入孔的密封单元的示意图。
具体实施方式
现在将详细参照实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。就这点而言，本实施例可具有不同的形式，并且应当被解释为不限于这里所阐述的描述。因此，通过参照附图仅对实施例做如下描述，以说明本发明的方面。
图1是示出根据本发明实施例的二次电池的示意图。参照图1，二次电池包括壳体20，容纳电极组件10和盖板30。电极组件10包括正极11、负极12和分隔件13。盖板30覆盖壳体20的开口部分。从而，通过壳体20的开口部分将电极组件10插入到壳体20中，并且通过用盖板30密封壳体20来提供安全地容纳电极组件10的裸电池。二次电池还包括绝缘壳31、端子板32、绝缘板33、电极端子35和垫片34，它们构成安装在盖板30中并覆盖壳体20的开口的单个单元帽组件。此外，尽管未在图1中示出，控制二次电池的充放电的保护电路模块可安装在盖板30上。
用于将电解质溶液注入到壳体20中的注入孔36形成在盖板30中。因此，在将盖板30安装在壳体20的开口部分上之后，通过注入孔36注入电解质溶液。此外，在注入电解质溶液之后，将用于密封注入孔36的密封单元40插入注入孔36中。下面将参照图2A和图2B来更加详细地描述密封单元40。
图2A和图2B是根据本发明实施例的示出密封单元40的示意图。参照图2A和图2B，密封单元40包括插入注入孔36中的密封构件41和涂覆构件42。涂覆构件42涂覆在密封构件41上并填充注入孔36与密封构件41之间的缝隙。
密封构件41包括：主体部分41b，插入到注入孔36中；头部41a，与主体部分41b一体地形成。因此，主体部分41b直接密封盖板30的注入孔36，头部41a覆盖围绕注入孔36的开口部分的区域以防止电解质溶液的泄漏。密封构件41可由金属材料(例如，铝)、合成树脂或复合材料(例如，涂覆有涂覆构件的铝)制成。此外，阶梯部分37围绕盖板30的注入孔36形成，从而密封构件41安装在阶梯部分37中。即，密封构件41插入到阶梯部分37中，从而密封单元40不在盖板30之上突出(即，密封单元40不突出超过盖板30的外表面)。此外，浸入凹槽(immersion groove)37a凹入地形成在围绕注入孔36周围的阶梯部分37中，其中，密封构件41的头部41a安装在浸入凹槽37a中。与使用平的阶梯部分37时相比，当形成上述浸入凹槽37a时，密封构件41的头部41a与盖板30之间的接触表面进一步增大，因此，密封效果进一步增加。
涂覆构件42可以是固化树脂(例如，UV固化树脂或热固化树脂)，并涂覆在密封构件41上以填充注入孔36与密封构件41之间的缝隙。由于涂覆构件42还涂覆在密封构件41上，所以密封单元40的高度会增加。然而，在这种情况下，设置盖板30的厚度，使得涂覆构件42的上部不突出超过盖板30的外表面，而是插入到阶梯部分37中(即，使得涂覆构件42的上部与盖板30的顶表面对齐或设置在盖板30的顶表面之下)。额外地(或可选地)，可磨掉涂覆构件42的一部分，使得涂覆构件42不突出超过盖板30的外表面。因此，可稳定地防止电解质溶液的泄漏，并且不在盖板30上形成突起，从而提供了一种结构，在所述结构中，与盖板30相邻的组件(例如，保护电路模块)紧密地附着到盖板30。
图3是根据本发明另一实施例的示出密封单元50和盖板60的示意图。参照图3，密封单元50包括：密封构件51，插入注入孔66中；涂覆构件52，涂覆在密封构件51上并填充注入孔66与密封构件51之间的缝隙。密封构件51包括：主体部分51b，插入到注入孔66中；头部51a，与主体部分51b一体地形成。因此，主体部分51b直接密封盖板60的注入孔66，头部51a覆盖围绕注入孔66的开口部分的区域以防止电解质溶液的泄漏。密封构件51可由金属材料(例如，铝)、合成树脂或复合材料(例如，涂覆有涂覆构件的铝)制成。此外，阶梯部分67围绕盖板60的注入孔66形成，从而密封构件51安装在阶梯部分67中。即，密封构件51插入到阶梯部分67中，从而密封单元50不在盖板之上突出(即，密封单元50不突出超过盖板60的外表面)。此外，阶梯部分67的接触表面67a围绕注入孔66周围形成，以平行于盖板60的外表面，其中，密封构件51的头部51a安装到接触表面67a中。即，与图2B中描述的浸入凹槽37a相反，阶梯部分67的接触表面67a与盖板60的外表面平行。因此，密封构件51插入到具有这样的平行接触表面的阶梯部分67中，使得密封单元50不突出超过盖板60的外表面。虽然描述为平行于外表面，但是应该理解表面67a可以相对于外表面倾斜。
根据本发明的方面的二次电池可以以下面的方式制造。首先，形成或提供包括注入孔36的盖板30，并且围绕注入孔36形成阶梯部分37。考虑密封单元40的高度，阶梯部分37形成为具有足以用来容纳随后安装的密封单元40的深度。此外，根据在图2A和图2B中示出的本发明的实施例，阶梯部分37形成为包括浸入凹槽37a。
将具有阶梯部分37的盖板30结合到容纳电极组件10的壳体20。通过注入孔36将电解质溶液注入到壳体20中。接下来，密封单元40安装在阶梯部分37中。具体来说，将密封构件41的主体部分41b安装在注入孔36中，使得头部41a完全附着到阶梯部分37的浸入凹槽37a。接下来，将涂覆构件42涂覆到密封构件41上以完全填充注入孔36与密封构件41之间的缝隙。因此，可稳定地防止电解质溶液的泄漏，并且不在盖板30之上形成突起。因此，通过将诸如保护电路模块(未示出)的组件安装在盖板30上，制造了具有紧凑结构的二次电池。
同时，为了防止密封单元40突出超过盖板30，考虑密封单元40的高度可使阶梯部分37预先形成为具有足够的厚度。可选地，如果突起形成在盖板30上方，则可在安装密封单元40之后打磨突起。换句话说，预制造密封构件41以与阶梯部分37相符，因此，可容易地设计密封构件41，使它们不突出超过盖板30。然而，涂覆构件42的厚度会显著改变。因此，可执行磨掉突起部分的操作，以确保去除突起部分。涂覆构件42可以是固化树脂，因此，可易于使用普通工具进行打磨。
如上所述，根据本发明的方面，密封单元40不突出超过盖板30的外表面。因此，与盖板30相邻的组件(例如，保护电路模块)会紧密地附着到盖板30，从而制造紧凑的装置并增加体积利用率。
根据本发明的另一方面的二次电池可以以下面的方式制造。首先，形成或提供包括注入孔66的盖板60，并且围绕注入孔66形成阶梯部分67。考虑密封单元50的高度，阶梯部分67形成为具有足以用来容纳随后安装的密封单元50的深度。根据在图3中示出的另一实施例，阶梯部分67形成为不带有浸入凹槽37a，并且阶梯部分67的接触表面67a与盖板60的外表面平行。
将具有阶梯部分67的盖板60结合到容纳电极组件10的壳体20。通过注入孔66将电解质溶液注入到壳体20中。接下来，密封单元50安装在阶梯部分67中。具体来说，将密封构件51的主体部分51b安装在注入孔66中，使得头部51a完全附着到阶梯部分67的接触表面67a。接下来，将涂覆构件52涂覆到密封构件51上以完全填充注入孔66与密封构件51之间的缝隙。因此，可稳定地防止电解质溶液的泄漏，并且不在盖板60之上形成突起。因此，通过将诸如保护电路模块(未示出)的组件安装在盖板60上，制造了具有紧凑结构的二次电池。
同时，为了防止密封单元50突出超过盖板60，考虑密封单元50的高度可使阶梯部分67预先形成为具有足够的厚度。可选地，如果突起形成在盖板60上方，则可在安装密封单元50之后打磨突起。换句话说，预制造密封构件51以与阶梯部分67相符，因此，可容易地设计密封构件51，使其不突出超过盖板60。然而，涂覆构件52的厚度会显著改变。因此，可执行磨掉突起部分的操作，以确保去除突起部分。涂覆构件52可以是固化树脂，因此，可易于使用普通工具进行打磨。
如上所述，根据本发明的方面，密封单元50不突出超过盖板60的外表面。因此，与盖板60相邻的组件(例如，保护电路模块)会紧密地附着到盖板60，从而制造紧凑的装置并增加体积利用率。
在一个实施例中，提供了一种制造覆盖二次电池的壳体的盖板的方法，所述方法包括以下步骤：围绕穿过盖板形成的注入孔的开口部分形成阶梯部分，所述阶梯部分形成为具有不与盖板的外表面平行的下表面，并且阶梯部分在注入孔的开口部分和盖板的外表面之间延伸；使用密封单元密封开口部分。
其中，阶梯部分的下表面可具有凹入的形状。
另外，密封单元可包括涂覆构件，所述涂覆构件可包括固化树脂。
在另一个实施例中，提供了一种覆盖容纳二次电池的电极组件的壳体的盖板，所述盖板包括：具有穿过盖板形成的注入孔的部分，注入孔用于将电解质溶液注入到壳体中；围绕在注入孔的开口部分与盖板的外表面之间的注入孔的开口部分的阶梯部分，其中，阶梯部分具有不与盖板的外表面平行的下表面。
此外，阶梯部分的下表面可具有凹入的形状。
在又一个实施例中，提供了一种密封单元，所述密封单元密封穿过覆盖二次电池的壳体形成的用于将电解质溶液注入到壳体中的注入孔，所述密封单元包括：密封构件，插入到注入孔中并与盖板的外表面对齐或设置在盖板的外表面之下，从而密封单元不突出超过盖板的外表面；涂覆构件，涂覆在密封构件上以密封在密封构件与注入孔之间的缝隙。
其中，密封构件可包括：主体部分，插入到注入孔中；头部，与主体部分一体地形成，以当主体部分插入到注入孔中时，附着到盖板的阶梯部分，阶梯部分围绕注入孔的开口部分并位于盖板的外表面和开口部分之间。
此外，头部的接触表面可具有与阶梯部分的凹入形状对应的凸起形状。
另外，涂覆构件可包括固化树脂。
应该理解，这里所描述的示例性实施例应当仅被看作描述性意义而非限制性目的。在每个实施例中的特征或方面的描述通常应当被看作可用于在其它实施例中的其它类似的特征或方面。
Claims (13)
1.一种二次电池，所述二次电池包括：
电极组件；
壳体，容纳电极组件；
盖板，覆盖壳体并包括穿过盖板的用于将电解质溶液注入到壳体中的注入孔；
密封单元，密封注入孔，
其中，密封单元与盖板的外表面对齐或设置在盖板的外表面之下使得密封单元不突出超过盖板的外表面，密封单元包括插入到注入孔中的密封构件和涂覆在密封构件上的涂覆构件，
其中，盖板包括容纳密封单元的阶梯部分，所述阶梯部分在注入孔的开口部分与盖板的外表面之间围绕注入孔的开口部分，密封构件包括插入到注入孔中的主体部分和与主体部分一体地形成以当主体部分插入到注入孔中时附着到阶梯部分的头部，
其中，涂覆构件涂覆在密封构件上以填充密封构件与注入孔之间的缝隙，
其中，阶梯部分包括浸入凹槽，所述浸入凹槽围绕注入孔周围凹入地设置，当主体部分插入到注入孔中时，密封构件的头部安装在浸入凹槽中。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中，涂覆构件包括固化树脂。
3.如权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括设置在盖板的外表面上的保护电路模块。
4.一种制造二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：
提供盖板，用于注入电解质溶液的注入孔穿过盖板形成在盖板中；
在注入孔的开口部分与盖板的外表面之间形成围绕注入孔的开口部分的阶梯部分；
将盖板结合到容纳电极组件的壳体；
通过注入孔将电解质溶液注入到壳体中；
通过在阶梯部分中安装不突出超过盖板的外表面的密封单元来密封注入孔，
其中，密封单元包括密封构件，所述密封构件包括：主体部分，插入到注入孔中；头部，与主体部分一体地形成以附着到阶梯部分，使得密封构件不突出超过盖板的外表面，
其中，密封注入孔的步骤包括用填充密封构件和注入孔之间的缝隙的涂覆构件来涂覆密封构件，
其中，阶梯部分包括浸入凹槽，所述浸入凹槽围绕注入孔周围凹入地设置，当密封单元安装在阶梯部分中时，密封构件的头部安装在浸入凹槽中并结合到浸入凹槽。
5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括打磨形成的涂覆构件的突出超过盖板的外表面的部分，使得涂覆构件不突出超过盖板的外表面。
6.如权利要求4所述的方法，其中，涂覆密封构件的步骤包括用涂覆构件来涂覆密封构件以使涂覆构件不突出超过盖板的外表面。
7.如权利要求4所述的方法，其中，涂覆构件包括固化树脂。
8.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括将保护电路模块安装在盖板的外表面上。
9.一种制造覆盖二次电池的壳体的盖板的方法，所述方法包括以下步骤：
围绕穿过盖板形成的注入孔的开口部分形成阶梯部分，所述阶梯部分形成为具有不与盖板的外表面平行的下表面，并且阶梯部分在注入孔的开口部分和盖板的外表面之间延伸；
使用密封单元密封开口部分，
其中，密封单元包括密封构件和涂覆构件，涂覆构件涂覆在密封构件上以填充密封构件与注入孔之间的缝隙，
其中，所述密封构件包括：主体部分，插入到注入孔中；头部，与主体部分一体地形成，使得密封构件不突出超过盖板的外表面，
其中，阶梯部分包括浸入凹槽，所述浸入凹槽围绕注入孔周围凹入地设置，从而当密封单元安装在阶梯部分中时，密封构件的头部安装在浸入凹槽中并结合到浸入凹槽。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述涂覆构件包括固化树脂。
11.一种密封单元，所述密封单元密封穿过覆盖二次电池的壳体形成的用于将电解质溶液注入到壳体中的注入孔，所述密封单元包括：
密封构件，插入到注入孔中并与盖板的外表面对齐或设置在盖板的外表面之下；
涂覆构件，涂覆在密封构件上以密封在密封构件与注入孔之间的缝隙，从而密封单元不突出超过盖板的外表面，
其中，密封构件包括：主体部分，插入到注入孔中；头部，与主体部分一体地形成，以当主体部分插入到注入孔中时，附着到盖板的阶梯部分，阶梯部分围绕注入孔的开口部分并位于盖板的外表面和开口部分之间，
其中，阶梯部分包括浸入凹槽，所述浸入凹槽围绕注入孔周围凹入地设置，当主体部分插入到注入孔中时，密封构件的头部安装在浸入凹槽中。
12.如权利要求11所述的密封单元，其中，头部的接触表面具有与阶梯部分的凹入形状对应的凸起形状。
13.如权利要求11所述的密封单元，其中，涂覆构件包括固化树脂。
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