CN102130319B - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可再充电电池(100)。该可再充电电池(100)包括：多个电极组件(10)；容纳电极组件(10)的壳体(34)；通过引线接线片(40、50)电连接到电极组件(10)的至少一个电极端子(21、22)，引线接线片(50)包括：端子接合部(51)；以及从该端子接合部延伸的叉部分，该叉部分包括多个叉(53、54)，每个叉具有电连接到所述电极组件(10)中的一个电极组件的主体(53a)以及从该主体(53a)以某一角度弯曲的倾斜体(53b)。

Description

可再充电电池
技术领域
本发明涉及可再充电电池，更具体而言，涉及具有集流引线接线片的可再充电电池。
背景技术
不同于不能重复充电的一次电池，可再充电电池能够被放电和充电。小容量的可再充电电池能够用于诸如移动电话、笔记本电脑或可携式摄像机等小型便携式电子设备，而大容量可再充电电池能够用作例如电动车的电动机的电源。
最近，开发了使用高能量密度的非水电解液的高输出可再充电电池，并且多个高输出可再充电电池被串联连接以构成大容量的电池模块，从而用于驱动需要大量功率的例如电动汽车等设备的电动机。
而且，单一高输出可再充电电池通常包括串联连接的多个可再充电电池，并且这种可再充电电池可具有圆柱型、棱柱型等。
棱柱形可再充电电池可包括通过集流引线接线片与封装在壳体中的电极组件电连接并从壳体的外表面突出的端子。
当多个电极组件插入到单一壳体中时，集流引线接线片需要被插入到电极组件之间。然而，在此情况下，未涂覆区域之间的空间很小，以致于在插入集流引线接线片时电极组件可能被损坏。而且，如果集流引线接线片仅被附接到电极组件中的一些电极组件，电流的流动路径变长，这增大电阻并产生大量的热。
发明内容
本发明的各示例性实施例提供一种容易安装且稳定地固定到多个电极组件的可再充电电池。
一种可再充电电池包括：多个电极组件；容纳所述多个电极组件的壳体；通过引线接线片电连接到所述多个电极组件的至少一个电极端子，所述引线接线片包括：端子接合部；以及从所述端子接合部延伸的叉部分，该叉部分包括多个叉，所述多个叉中的每一个叉具有电连接到所述多个电极组件中的一个电极组件的主体以及从所述主体以一角度弯曲的倾斜体。
在一个实施例中，所述叉部分进一步包括从所述倾斜体延伸的插入末端，其中该插入末端与所述多个电极组件中的所述一个电极组件分离开。所述插入末端和所述主体可沿平行于彼此的方向延伸。进一步，在一个实施例中，所述插入末端从所述倾斜体以一角度延伸。
在一个实施例中，所述端子接合部具有所述至少一个电极端子延伸通过的端子开口。另外，连接板可从所述端子接合部的边缘延伸，并且所述叉部分可从所述连接板延伸。
所述叉部分可进一步包括从所述端子接合部延伸的第一分支部分，其中所述叉中的至少一个叉从该第一分支部分延伸。另外，第二分支部分可从所述端子接合部延伸，其中所述多个叉中的至少一个叉从该第二分支部分延伸。
根据本发明的各实施例，所述多个叉中的每一个叉的所述主体可沿平行于彼此的方向延伸，并且可为矩形。进一步，所述倾斜体可沿远离所述主体被连接的所述多个电极组件中的所述一个电极组件的方向以一角度弯曲，且所述角度可在5度到90度之间。
在一个实施例中，所述引线接线片被配置为将至少三个电极组件电连接到所述至少一个电极端子并且所述主体被焊接到所述多个电极组件中的所述一个电极组件。
附图说明
图1为根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的透视图。
图2为沿图1中的线II-II截取的截面图。
图3为根据本发明第一示例性实施例的集流引线接线片的透视图。
图4为显示根据本发明第一示例性实施例的附接到多个电极组件的集流引线接线片的侧视图。
图5为根据本发明第二示例性实施例的集流引线接线片的透视图。
图6为显示根据本发明第二示例性实施例的附接到电极组件的集流引线接线片的侧视图。
图7为显示根据本发明第三示例性实施例的安装到多个电极组件上的集流引线接线片的侧视图。
图8为根据本发明第四示例性实施例的安装到电极组件上的集流引线接线片的侧视图。
指示附图中的主要元件的附图标记的描述
100：可再充电电池    10：电极组件
11：正电极           12：负电极
13：隔板             20：盖组件
21：正极端子         22：负极端子
21a、22a：法兰       21b、22b：下突出部
30：盖板             34：壳体
40：负极集流引线接线片
50：正极集流引线接线片
51：端子接合部       51a：端子孔
52：连接板           53：第一叉
54：第二叉           53a：焊接条
53b：弯曲条          53c：插入末端
56：分支部分
具体实施方式
在下文中将参考附图对本发明进行更充分描述，其中本发明的示例性实施例显示在附图中。本领域技术人员将意识到，在不背离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施例可以以各种不同的方式进行改进。相同的附图标记自始至终将用于指示相同或相似的部件。
图1为根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的透视图，图2为沿图1中的线II-II截取的截面图。
参见图1和图2，根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池100包括：多个电极组件10，每个电极组件10由正电极11和负电极12以及位于正电极11与负电极12之间的隔板13卷绕而成；其中容纳有电极组件10的壳体34；以及联接到壳体34的开口的盖组件20。
在第一示例性实施例中，例如，可再充电电池100为具有大致矩形形状的锂离子可再充电电池。然而，不限于此，本发明可应用于各种类型的电池，例如锂聚合物电池、圆柱形电池等。
正电极11和负电极12包括涂覆区域，即，通过将活性物质涂覆到形成为金属箔的集流体上而形成的区域，以及集流体的未涂覆有活性物质的未涂覆区域11a和12a。正电极未涂覆区域11a沿正电极11的长度方向形成在正电极11的一个侧端，负电极未涂覆区域12a沿负电极12的长度方向形成在负电极12的另一侧端。正电极11和负电极12与位于其间的作为绝缘体的隔板13卷绕在一起。
然而，本发明并非意在限于此，电极组件10可具有下述结构：由多个薄片组成的正电极和负电极交替地堆叠，其中隔板插置在正电极与负电极之间。在壳体34中，两个电极组件10并排布置并与端子21和22电连接。然而，本发明不限于此，并且可安装多个电极组件10。
壳体34形成可再充电电池100的整个外观，并可由诸如铝、铝合金或镀镍钢的导电金属制成。而且，壳体34提供将电极组件10安装于其中的空间。例如，壳体34可具有矩形平行六面体形状(即，立方体形状)，其具有形成在其一侧的开口，以容纳(或接纳)具有与矩形平行六面体对应的形状的电极组件10。开口如图1和图2所示从壳体34朝上。
盖组件20包括覆盖壳体34的开口的盖板30、从盖板30向外突出并与正电极11电连接的正极端子21以及从盖板30向外突出并与负电极12电连接的负极端子22。
盖板30被形成为薄板，并联接到壳体34的开口。密封塞38被安装在盖板32的电解液注入开口31处，并且具有凹口39a的排气构件39被安装在排气孔32处，以使其能够在预定压力下破裂。
正极端子21和负极端子22被安装为穿透盖板30，法兰21a和22a被形成为在盖板30下方被分别支撑在正极端子21和负极端子22的下部，并且突出到盖板30外侧的上柱部的外圆周表面上具有螺纹。从上侧被支撑的螺母29被紧固到端子21和22。用于缓冲螺母29的紧固力的衬垫24被安装在螺母29下方。
在本示例性实施例中，端子21和22被螺母29固定，但本发明并不限于此，端子21和22可具有铆钉结构或可通过焊接而被固定。
下垫圈27和上垫圈25被安装在端子21和22与盖板30之间。下垫圈27位于法兰21a和22a与盖板30之间，而上垫圈25位于盖板30与衬垫24之间。
通过焊接结合到正电极未涂覆区域11a的正极集流引线接线片50被附接到正极端子21，通过焊接结合到负电极未涂覆区域12a的负极集流引线接线片40被附接到负极端子22。正极集流引线接线片50被附接到两个电极组件10的正电极未涂覆区域11a，而负极集流引线接线片40也通过焊接被附接到两个电极组件10的负电极未涂覆区域12a。
下突出部21b和22b被形成在法兰21a和22a的下方，并且集流引线接线片40和50通过焊接被固定到下突出部21b和22b。然而，本发明并不限于此，端子和集流引线接线片可整体形成。
下绝缘构件26被安装在端子21和22与盖板30之间，并且集流引线接线片40和50的上端和端子21和22的法兰21a和22a位于形成在下绝缘构件26上的凹部中。
图3为根据本发明第一示例性实施例的集流引线接线片的透视图，图4为显示根据本发明第一示例性实施例的集流引线接线片被附接到电极组件的状态的侧视图。
现将参照图3和4详细描述集流引线接线片。
负极集流引线接线片40具有与正极集流引线接线片50基本相同的结构，因此将仅提供正极集流引线接线片50的描述。
正极集流引线接线片50包括固定到端子的端子接合部51以及形成为从端子接合部51向下延伸并插在电极组件10之间的多个电极组件接合部或叉53和54。
连接板52形成在端子接合部51与叉53和54之间，该连接板52从端子接合部51整体延伸。叉53和54从连接板52延伸朝向壳体34的底部，并包括通过焊接被附接到一个电极组件的正电极未涂覆区域11a的第一叉53和通过焊接被附接到另一电极组件的正电极未涂覆区域的第二叉54。
端子孔51a形成在端子接合部51上，正极端子的下突出部21b插入到该端子孔51a中。端子孔51a通过焊接结合到正极端子21的下部。连接板52被形成为从端子接合部51以基本直角向下弯曲。分支部分56被形成为在连接板52下方延伸到连接板52的外侧。即，分支部分56被形成为在连接板52下方横向延伸到比连接板52的两个侧端更远的外侧。第一叉53和第二叉54各自形成在分支部分56的一个侧端。第一叉53和第二叉54具有基本矩形的条形状，并从连接板52以直角弯向电极组件10。因此，第一叉53和第二叉54平行于电极组件10的平坦面，并被形成为彼此平行。
因为第一叉53和第二叉54被形成为是弯曲的，因此被定向成平行于正电极未涂覆区域11a，从而通过超声焊接被结合到正电极未涂覆区域11a。
两个电极组件彼此重叠，并且正电极未涂覆区域11a位于电极组件10的一端，而负电极未涂覆区域12a位于电极组件10的另一端。正电极未涂覆区域11a被形成为厚度小于涂覆区域的厚度，从而在正电极未涂覆区域11a之间形成空间。叉53和54被插入到正电极未涂覆区域11a之间的空间中。
第一叉53具有与第二叉54基本相同的结构，因此将仅提供第一叉53的描述。
第一叉53包括：被安装为固定到分支部分56的焊接条(或主体)53a、弯曲到电极组件外侧的弯曲条(或倾斜体)53b以及形成在倾斜体53b的端部处的插入末端53c。倾斜体53b可被形成为从主体53a倾斜或成角度，而从(即，远离)主体53a所附接的电极组件10的中心而朝向外侧，在此情况下，倾斜体53b可被形成为以5度到90度倾斜。插入末端53c被形成在倾斜体53b的端部，并与正电极未涂覆区域11a分离开(隔开)。进一步，插入末端53c也可以从倾斜体53b以一角度延伸。因此，两个面对的插入末端之间的空间小于面对的主体之间的空间。
在一个实施例中，插入末端53c位于电极组件10之间的空间中，使得面对的插入末端53c彼此不接触。
因而，当正极集流引线接线片50被插入到电极组件10之间时，插入末端53c与正电极未涂覆区域11a分离开。因而，集流引线接线片50能够在不损坏正电极未涂覆区域11a的情况下被容易地插入。另外，尽管主体53a被设计成紧密地附接到正电极未涂覆区域11a，由此将压力施加到正电极未涂覆区域11a，但由于插入末端53c被插入为与正电极未涂覆区域11a分离开，因而集流引线接线片50能够被容易地插入。通过这种方式，由于正极集流引线接线片50被安装为使得主体53a对正电极未涂覆区域11a施压，因此主体53a和正电极未涂覆区域11a紧密附接，以防止或明显降低由于外部冲击或振动而发生在正极集流引线接线片50与正电极未涂覆区域11a之间的缺陷接触。
图5为根据本发明第二示例性实施例的集流引线接线片的透视图，图6为显示根据本发明第二示例性实施例的集流引线接线片附接到电极组件的状态的侧视图。
参见图5和6，集流引线接线片60包括固定到端子的端子接合部68以及被形成为从端子接合部68向下延伸并被配置为插入到电极组件10之间的多个叉63、64、65和66。
根据本示例性实施例的可再充电电池包括四个电极组件10，并且这四个电极组件10被堆叠并设置成彼此平行。
叉63、64、65和66包括第一叉63、第二叉64、第三叉65和第四叉66。这四个叉63、64、65和66被定向成彼此平行。
端子接合部68具有板状形状，平行于盖板，并包括形成在其中心的端子孔68a。端子的下突出部被插入到该端子孔68a中。
第一分支部分61形成在端子接合部68下方，从而比端子接合部68的侧端更进一步突出到外侧。第一分支部分61被形成为从端子接合部68弯向底部。第一叉63和第二叉64被形成为从第一分支部分61的两个侧端弯曲。第一叉63和第二叉64弯向电极组件10的中心，并从第一分支部分61延伸朝向电极组件10的下端。
连接板62被形为从第一分支部分61继续朝向壳体的底部，并且第二分支部分67被形成为在连接板62下方比连接板62的侧端更进一步突出到外侧。第三叉65和第四叉66被形成在第二分支部分67的两个侧端。第三叉65和第四叉66弯向电极组件10的中心，并从第二分支部分67继续朝向电极组件10的下端。
连接板62位于第一叉63与第二叉64之间，因此，第三叉65和第四叉66位于第一叉63与第二叉64之间。
由于叉63、64、65和66被形成为是弯曲的，因此被形成为彼此平行并被定向成平行于正电极未涂覆区域11a，从而通过超声焊接被结合到正电极未涂覆区域11a。
四个电极组件10被布置成彼此重叠，并且未涂覆区域形成在电极组件10的两端。正电极未涂覆区域11a被形成为厚度小于涂覆区域的厚度，由此在正电极未涂覆区域11a之间形成空间，并且叉63、64、65和66被插入到该空间中。
第一叉63和第三叉65被插入到位于一个边缘处的正电极未涂覆区域11a之间的空间中，而第二叉64和第四叉66被插入到位于另一边缘处的正电极未涂覆区域11a之间的空间中。
第一叉63和第二叉64具有基本相同的形状，而第三叉65和第四叉66除了更短之外具有与第一叉63和第二叉64的形状基本相同的形状。在一个实施例中，第一叉63和第二叉64的下端与第三叉65和第四叉66的下端位于相同区域。
由于所有叉63、64、65和66具有基本相同的形状，因此将仅提供第一叉63的描述。
第一叉63包括主体63a、弯向电极组件之间的边界以朝向电极组件的中心倾斜的倾斜体63b以及形成在倾斜体63b端部的插入末端63c。倾斜体63b被形成为相对于主体63a倾斜，由此允许插入末端63c与正电极未涂覆区域11a分离开，因此，叉63、64、65和66能够容易地插入到电极组件10之间。
而且，尽管主体63a被形成为紧密附接到正电极未涂覆区域11a，但由于插入末端63c与正电极未涂覆区域11a分离开，因此集流引线接线片60能够容易地插入到正电极未涂覆区域11a之间，同时仍允许主体63a附接到正电极未涂覆区域11a。
通过这种方式，根据本示例性实施例，四个电极组件10和正极端子21能够通过使用单一的集流引线接线片60被电连接，因此，集流引线接线片60能够容易地安装和装配，由此提高生产率。而且，由于聚集在各个电极组件10处的电流通过不同路径被传送到端子，因此电流能够在毫无阻塞的情况下被稳定地传送。因而，能够防止由于集流引线接线片60处的电流集中而导致的电阻增大。
图7为显示根据本发明第三示例性实施例的安装在电极组件之间的集流引线接线片的侧视图。
参见图7，根据本示例性实施例的集流引线接线片70包括通过焊接附接到端子的端子接合部78以及被形成为从端子接合部78继续向下并被插入到电极组件10之间的多个叉73、74和75。
根据本示例性实施例的可再充电电池包括三个电极组件10，并且这三个电极组件被堆叠并设置成彼此平行。
端子接合部78被形成为基本平行于盖板并通过焊接被固定到端子的下端。上述叉包括被定向成基本彼此平行的第一、第二和第三叉73、74和75。第一分支部分71被形成为在端子接合部78下方比端子接合部78的侧端更进一步突出到外侧。第一分支部分71从端子接合部78弯向壳体的底部。
第一叉73被形成为从第一分支部分71的一个侧端弯曲。第一叉73从第一分支部分71的该侧端以直角弯曲，并被形成为平行于电极组件10的平坦面。
连接板72被形成为从第一分支部分71向下继续朝向壳体的底部，并且第二分支部分76形成在连接板72下方，从而比连接板72的侧端更进一步突出到外侧。第二叉74和第三叉75被形成在第二分支部分76的两个侧端，并从第二分支部分76以直角弯曲，从而基本平行于电极组件10的平坦面，并被形成为从第二分支部分76继续朝向电极组件10的下端。
第一叉73除了比第二叉74和第三叉75更长之外与第二叉74和第三叉75具有基本相同的构造。第一叉73的下端与第二叉74和第三叉75的下端位于基本相同的区域或位于基本可比较的(relative)高度。
当各个叉73、74和75被形成为是弯曲的时，其被定向成基本平行于电极组件10的正电极未涂覆区域11a并通过超声焊接被结合到正电极未涂覆区域11a。
这三个电极组件10被定向成彼此重叠，并且在正电极未涂覆区域11a之间形成空间。在此情况下，由于三个电极组件10被布置成彼此重叠，因此形成两个空间。第一叉73和第二叉74被插入到一个空间中，而第三叉75被结合到电极组件10的位于外侧的正电极未涂覆区域11a的外表面。
第一叉73包括通过焊接附接到正电极未涂覆区域11a的主体73a、形成为弯曲到电极组件10的外侧的倾斜体73b以及形成在倾斜体73b的端部处的插入末端73c。因此，集流引线接线片70能够容易地插入到电极组件之间。
图8为显示根据本发明第四示例性实施例的集流引线接线片被安装到电极组件的状态的侧视图。
参见图8，根据本示例性实施例的集流引线接线片80包括通过焊接附接到端子的端子接合部87以及被形成为从端子接合部87继续向下并被插入到电极组件10之间的多个叉83、84和85。
根据本示例性实施例的可再充电电池包括三个电极组件10，并且这三个电极组件10被平行堆叠和设置。
端子接合部87被形成为平行于盖板并通过焊接固定到端子的下端。上述叉包括平行定向的第一、第二和第三叉83、84和85。第一分支部分81被形成为在端子接合部87下方比端子接合部87的侧端更进一步突出到外侧。第一分支部分81从端子接合部87弯向壳体的底部。
第一叉83被形成为从第一分支部分81的一个侧端弯曲，而第三叉85被形成为从第一分支部分81的另一侧端弯曲。第一叉83和第三叉85从第一分支部分81的侧端弯曲，并被形成为平行于电极组件10的平坦面。
连接板86被形成为在第一分支部分81的下方向下继续朝向壳体的底部，并且第二分支部分82形成在连接板86的下方，比连接板86的一端更进一步突出到外侧。第二叉84形成在第二分支部分82的一个侧端。
由于三个电极组件10彼此重叠，因而在正电极未涂覆区域11a之间形成两个空间。第一叉83和第二叉84被插入到一个空间中，而第三叉85被插入到另一空间中。
第一叉83包括通过焊接附接到正电极未涂覆区域11a并具有矩形条形状的主体83a以及被形成为从主体83a的下部弯曲到电极组件10的外侧的倾斜体83b。倾斜体83b被形成为相对于主体83a倾斜，并且倾斜体83b的下端与电极组件10分离开。因此，集流引线接线片80能够容易地插入到电极组件10之间。
虽然已经结合目前被认为是可实现的示例性实施例描述了本发明，但是应理解的是本发明不限于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种改进和等同配置。

Claims (13)

1.一种可再充电电池，包括：
多个电极组件；
容纳所述多个电极组件的壳体；
通过引线接线片电连接到所述多个电极组件的至少一个电极端子，所述引线接线片包括：
端子接合部；和
从所述端子接合部延伸的叉部分，该叉部分包括多个叉，所述多个叉中的每一个叉具有电连接到所述多个电极组件中的一个电极组件的主体以及从所述主体的与所述端子结合部相反的一端以一角度弯曲并延伸的倾斜体；
其中所述叉部分进一步包括从所述倾斜体延伸的插入末端；
其中所述插入末端与所述多个电极组件中的所述一个电极组件分离开；
其中所述插入末端从所述倾斜体的与所述端子接合部相反的端部以一角度延伸；并且
其中所述插入末端和所述主体沿平行于彼此的方向延伸。
2.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述端子接合部具有所述至少一个电极端子延伸通过的端子开口。
3.如权利要求1所述的可再充电电池，其中连接板从所述端子接合部的边缘延伸，并且其中所述叉部分从所述连接板延伸。
4.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述叉部分进一步包括从所述端子接合部延伸的第一分支部分，其中所述多个叉中的至少一个叉从该第一分支部分延伸。
5.如权利要求4所述的可再充电电池，进一步包括从所述端子接合部延伸的第二分支部分，其中所述多个叉中的至少一个叉从该第二分支部分延伸。
6.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述多个叉中的每一个的所述主体沿平行于彼此的方向延伸。
7.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述多个叉中的每一个为矩形。
8.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述倾斜体沿远离所述主体被连接的所述多个电极组件中的所述一个电极组件的方向以一角度弯曲。
9.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述倾斜体以5度到90度之间的角度弯曲。
10.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述多个电极组件中的每一个具有未涂覆有活性物质的未涂覆区域，并且所述多个叉中的每一个的所述主体被附接到所述多个电极组件的其中一个的所述未涂覆区域。
11.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述引线接线片被配置为将至少三个电极组件电连接到所述至少一个电极端子。
12.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述主体被焊接到所述多个电极组件中的所述一个电极组件。
13.如权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括至少一个额外的电极端子，并且其中一个额外的引线接线片被电连接到所述至少一个额外的电极端子。
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