CN102130357A - 二次电池及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次电池及其形成方法，所述二次电池包括：壳体，所述壳体包括形成有凸缘的第一面，所述凸缘具有高度h和宽度w，高度h和宽度w之比满足其中，h和w以相同的单位测量；电极组件，在壳体中，电极组件包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的分隔件。

Description

二次电池及其形成方法

技术领域

实施例涉及一种二次电池。

背景技术

当前，正在积极地开发生产紧凑且轻的电气/电子装置，例如蜂窝电话、膝上型计算机和摄像机。这些便携式电气/电子装置包括电池包，以在不提供电源的地方工作。电池包可包括能够充电和放电的二次电池，并且可输出特定电平的电压，以驱动便携式电气/电子装置特定的时间段。电池包还可被用于为动力源(例如电力或混合动力车辆中的动力源)供电。

二次电池包括例如镍(Ni)-镉(Cd)电池、Ni-氢(H)电池和锂电池。Li二次电池可具有大约3.6V的工作电压，该电压为Ni-Cd电池或Ni-H电池的电压的大约3倍，并且Li二次电池可具有高的单位重量能量密度。因此，Li二次电池逐渐流行。

Li二次电池可使用Li基氧化物作为正极活性材料并使用碳材料作为负极活性材料。通常，根据电解质的种类，Li二次电池可被分为液态电解质电池和聚合物电解质电池。使用液态电解质的Li二次电池可称作Li离子电池，使用聚合物电解质的Li二次电池可称作Li聚合物电池。Li二次电池被制造为各种形状，例如圆柱形、矩形和袋形。

Li离子二次电池可包括电极组件，在电极组件中卷绕或堆叠正极板(其上涂覆有正极活性材料)、负极板(其上涂覆有负极活性材料)和分隔件(设置在正极板和负极板之间，以防止短路并允许Li离子移动)。Li离子二次电池还可包括用于容纳电极组件的壳体以及注入到壳体中以允许Li离子移动的电解质。

在Li离子二次电池中，可通过卷绕或堆叠正极板(其上涂覆有正极活性材料并且正极接线片可连接到正极板)、负极板(其上涂覆有负极活性材料并且负极接线片可连接到负极板)和分隔件来形成电极组件。正极活性材料可包括作为主要组分的复合Li氧化物(例如，LiCoO₂)，可通过将碳酸、Li和钴(Co)氧化物以1∶2∶1的比例混合并在大约400℃至大约1000℃的温度下焙烧该混合物来形成LiCoO₂。可通过将电极组件容纳在壳体中，将电解质注入到壳体中，然后密封壳体来完成Li二次电池。

当Li二次电池被反复地充电时，电极组件会反复地膨胀和收缩。电极组件的膨胀和收缩会导致胀大(swelling)现象，使得壳体会膨胀。

发明内容

实施例的特征在于提供一种能够有效地分散内部压力并增大刚性的二次电池。

实施例的特征在于提供一种能够在充电和放电过程中补偿或防止体积膨胀并可防止由于内部压力增大而导致的电极组件的移位的二次电池。

上述和其他特征和优点中的至少一种可通过提供一种二次电池来实现，所述二次电池包括：壳体，所述壳体包括其上形成有凸缘的第一面，所述凸缘具有高度h和宽度w，高度h和宽度w之比满足其中，h和w为相同的测量单位；电极组件，在壳体中，电极组件包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的分隔件。

高度h和宽度w之比可满足 $2\%\≤(\frac{h}{w}\×100)\≤33\%.$

高度h和宽度w之比可满足 $2.3\%\≤(\frac{h}{w}\×100)\≤18.8\%.$

可在第一面上有N个凸缘，N是一个或多个，第一面可具有第一长度A，A以毫米为单位，所述N个凸缘垂直于第一长度A延伸，N与第一长度A之比可满足

N个凸缘中的每个凸缘可以是第一组线性凸缘中的一个，第一面还可具有第二组N′个凸缘，第二组的凸缘与第一组的凸缘垂直，第一面可具有第二长度B，B以毫米为单位，所述N′个凸缘垂直于第二长度B延伸，N′与第二长度B之比可满足

各个凸缘可设置在第一面的相对的边缘与第一面的中心之间，凸缘关于与所述相对的边缘垂直并与中心相交的假想线对称。

凸缘可围绕电池壳体以增大电池壳体的表面积。

上述和其他特征和优点中的至少一种可通过提供一种二次电池来实现，所述二次电池包括：壳体，所述壳体包括第一面，第一面具有第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘；电极组件，在壳体中，电极组件包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的分隔件。第一面上可设置有关于与第一边缘和第二边缘垂直的假想线对称的凸缘，所述假想线与第一边缘和第二边缘的中心相交。

凸缘可以是在第一边缘和第二边缘之间延伸的第一线性凸缘，凸缘具有高度h和宽度w，高度h与宽度w之比满足其中，h和w为相同的测量单位。

二次电池还可包括垂直于第一线性凸缘延伸的第二线性凸缘。

第二线性凸缘可与第一线性凸缘相交。

凸缘可围绕第一面的中心。

凸缘可以是封闭曲线。

二次电池还可包括围绕所述凸缘并与所述凸缘同心的至少一个附加凸缘。

二次电池还可包括相对于第一面的中心对称地设置的至少两个不连续凸缘部分，所述不连续凸缘部分设置在所述凸缘的外侧，使得所述凸缘在第一面的中心和不连续凸缘部分之间。

第一面可具有关于所述假想线对称地设置的相对的半圆形凸缘。

上述和其他特征和优点中的至少一种还可通过提供一种形成二次电池的方法来实现，所述方法包括以下步骤：提供壳体，所述壳体包括具有凸缘的第一面，凸缘具有高度h和宽度w，高度h与宽度w之比满足

其中，h和w为相同的测量单位；将电极组件设置在壳体中，电极组件包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的分隔件。

附图说明

通过参照附图详细描述示例实施例，本发明的上述和其他特征和优点对本领域技术人员将变得更加清楚，在附图中：

图1示出了二次电池的示意性透视图；

图2示出了沿图1的线II-II截取的剖视图；

图3示出了包括不同长度的面的壳体的示意性透视图；

图4A示出了根据实施例的形成有凸缘(bead)以增大壳体的单位面积的壳体的示意性透视图；

图4B示出了图4A的部分IVb的示意性概念图；

图5示出了用于描述压力分散的原理的示意性概念图；

图6A示出了用于描述弯曲应力的原理的板的侧视图和主视图；

图6B示出了其上形成有凸缘的结构的侧视图和主视图；

图7示出了具有宽度、高度、角度和曲率的凸缘的示意性概念图；

图8A示出了表示在将内部压力施加到矩形壳体时的应力的示意性透视图；

图8B示出了表示图8A的壳体的位移量的示意性透视图；

图8C示出了图8A的壳体的主视图；

图9A示出了根据另一实施例的从壳体表面的中心根据位移量的变化形成有同心凸缘的壳体的示意性透视图；

图9B示出了沿图9A的线IXb-IXb截取的剖视图；

图10A示出了根据另一实施例的在壳体的表面上根据应力集中部分形成有凸缘的壳体的示意性透视图；

图10B示出了沿图10A的线Xb-Xb截取的剖视图；

图11A示出了根据另一实施例的在壳体的表面上根据位移量的变化和应力集中部分形成有同心凸缘和线性凸缘的壳体的示意性透视图；

图11B示出了沿图11A的线XIb-XIb截取的剖视图；

图12A示出了根据另一实施例的在壳体的表面上根据位移量的变化和应力集中部分形成有同心凸缘、线性凸缘和径向凸缘的壳体的示意性透视图；

图12B示出了沿图12A的线XIIb-XIIb截取的剖视图；

图13A示出了表示根据另一实施例的在壳体上形成凸缘时的应力分散的示意性透视图；

图13B示出了表示图13A中示出的壳体的位移量的示意性透视图；

图13C示出了图13A的壳体的主视图；

图14A示出了表示根据另一实施例的在壳体上形成两个凸缘时的应力分散的示意性透视图；

图14B示出了表示图14A的壳体的位移量的示意性透视图；

图14C示出了图14A的壳体的主视图；

图15A示出了表示根据另一实施例的在壳体的四个面上形成八个凸缘时的应力分散的示意性透视图；

图15B示出了表示图15A的壳体的位移量的示意性透视图；

图15C示出了图15A的壳体的主视图；

图15D示出了图15A的壳体的侧视图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更充分地描述示例实施例；然而，这些示例实施例可以以不同的形式实施，而不应理解为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例将使本公开是彻底的和完全的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。

在附图中，为了示出的清楚，可夸大层和区域的尺寸。还应理解的是，当层或元件被称为“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可以直接在另一层或基底上，或者也可存在中间层。此外，应该理解的是，当层被称作“在”另一层“下”时，该层可以直接在另一层下，或者也可存在一个或多个中间层。此外，还应理解的是，当层被称作“在”两个层“之间”时，该层可以是这两个层之间的唯一的层，或者也可存在一个或多个中间层。相同的标号始终表示相同的元件。

现在将参照图1和图2描述二次电池1的结构，然后将描述能够有效地抵抗内部压力的壳体34的结构。图1示出了二次电池的示意性透视图。图2示出了沿图1的线II-II截取的剖视图。

参照图1和图2，二次电池1可包括电极组件10、正极端子21、负极端子22和壳体34。壳体34可容纳电极组件10，电极组件10可通过正极端子21和负极端子22电连接到外部装置。

电极组件10可包括正极11、负极12和分隔件13。正极11和负极12可与设置在正极11和负极12之间的分隔件13(即，绝缘体)一起卷绕来形成电极组件10。中心销(center pin)(未示出)可设置在电极组件10中，正极11和负极12可围绕中心销卷绕。在另一实施方案中，正极11、分隔件13和负极12可堆叠。正极11和负极12可分别包括正极非涂覆部分11a和负极非涂覆部分12a以及正极涂覆部分11b和负极涂覆部分12b。

正极非涂覆部分11a和负极非涂覆部分12a中的每个可以是由薄金属箔形成的集流体的其上未涂覆活性材料的区域，而正极涂覆部分11b和负极涂覆部分12b可以是由薄金属箔形成的集流体的其上涂覆有活性材料的区域。

正极集流体单元40a可焊接到电极组件10的正极非涂覆部分11a。正极集流体单元40a可通过引线构件28电连接到正极端子21。这样，正极端子21可通过引线构件28和正极集流体单元40a连接到电极组件10的正极11。负极集流体单元40b可通过引线构件28电连接到负极端子22。这样，负极端子22可通过引线构件28和负极集流体单元40b连接到电极组件10的负极12。

绝缘构件26可形成在引线构件28和盖板30之间。引线构件28可包括结合到正极集流体单元40a和负极集流体单元40b的集流体引线单元28b，以及结合到正极端子21和负极端子22的端子引线单元28a。正极端子21和负极端子22可分别电连接到电极组件10的正极11和负极12，并可突出到壳体34外。

壳体34可包括在一侧上的盖板30。壳体34可具有一侧开口的矩形罐形状，壳体34的开口侧可利用盖板30密封。盖板30可覆盖壳体34，同时允许正极端子21和负极端子22突出到壳体34外。当电极组件10和电解质容纳在壳体34中时，可将壳体34和盖板30彼此激光焊接以将电极组件10和电解质密封在壳体34中。盖板30可以是薄板。

盖板30可包括通气孔(vent)构件39，在通气孔构件39上形成有槽，当壳体34的内部压力达到预定值时，该槽将被破坏。电解质入口38a可形成在盖板30中，电解质通过电解质入口38a注入到壳体34中。密封塞38可安装在电解质入口38a中并密封电解质入口38a。

除了图1和图2中示出的矩形形状之外，二次电池1可具有各种形状。例如，二次电池1可以是圆柱式二次电池或棱柱式二次电池。此外，电极组件10可形成为具有中心销的卷绕式、堆叠式等。

在二次电池1中，电极组件10会由于充电和放电而膨胀或收缩。电极组件10的膨胀和收缩可充当对壳体34的物理力。因此，壳体34可相应地膨胀或收缩。这样，电极组件10的膨胀和收缩会使壳体34移位。此外，电极组件10的反复的膨胀和收缩会使壳体34的位移固定。如果壳体34由于电极组件10膨胀而移位，则二次电池1的效率会降低。另外，当反复充电和放电时，涂覆在正极涂覆部分11b和负极涂覆部分12b上的活性材料会被去除或劣化。

实施例提供通过改变壳体34被构造为分散内部压力并提高刚性的壳体34的结构。这可在不增加任何其他组件的情况下实现。为了在电极组件10膨胀时降低壳体34上的应力并减小壳体34的位移量，壳体34可满足下面三个条件中的一个或多个。首先，可增大壳体34的表面积。第二，可分散壳体34的内部压力。第三，可增大壳体34的刚性。现在将详细描述关于壳体34的三个条件。

首先，参照图3，将描述增大壳体34的表面积来抑制壳体34的位移。图3示出了包括不同长度的面A、B和C的壳体34的示意性透视图。将参照图3描述应力σ。应力σ表示作用在单位面积S上的力F。单位面积S表示壳体34的其上作用有力F的表面积。应力σ定义为在等式1中所表示的。

<等式1>

例如，可由于壳体34中的因图2中示出的电极组件10的膨胀或收缩导致的内部压力而产生力F。然而，力F的原因不限于此，可由于各种原因(例如由于壳体34中产生的气体导致的内部压力增大)产生力F。

根据等式1，应力σ与单位面积S成反比。因此，当力F恒定时，如果单位面积S增大，则应力σ减小。在这种情况下，应力σ的减小意味着使壳体34在壳体34的区域中移位的作用在单位面积S上的力F(即，F/S)减小。因此，为了抵抗壳体34的内部压力并有效地抑制壳体34的移位，壳体34可具有用来增大单位面积S的结构。在这种情况下，可通过分散力F的方向并通过增大壳体34的单位面积S来抑制壳体34的移位。

现在将参照图4A和图4B描述具有被构造为增大单位面积S的表面的壳体34′。如图4A和图4B所示，为了增大壳体34′的单位面积S，可在壳体34′的表面上形成具有相同的宽度w与峰高h之比的凸缘b。对于突出的凸缘b，可测量峰到峰的宽度w，对于凹进的凸缘b，可测量边缘到边缘的宽度w。凸缘b不被限制为具有相同的尺寸。凸缘b可以以相同的宽度w与峰高h之比而具有不同的尺寸。

当壳体34′的一个面具有长度(A)并且在具有长度(A)的面上形成有多个(N个)凸缘b时，凸缘b的宽度w为

在这种情况下，如图4B所示，可利用勾股定理如等式2所表示地计算凸缘b的斜边的长度x。

<等式2>

$x=2A\sqrt{\frac{1}{4N^2}+{\left(\frac{h}{A}\right)}^2}$

这里，由于在壳体34′上形成有N个凸缘b，所以单位面积S′满足等式3。

<等式3>

$S^{\&prime;}=x\&CenterDot;N\&CenterDot;B=B\sqrt{A^2+4N^2{h}^2}$

理想地，为了使单位面积S′最大化，凸缘b的个数N和峰高h应该是无穷大。然而，由于凸缘b的无穷大的个数N和峰高h是不切实际的，所以可通过分散压力以及增大刚性来确定凸缘b的个数N和峰高h的范围。

现在将参照图5描述压力分散的原理。参照图5，与具有平坦的底表面BF的瓶子相比，具有向内突出的底表面BR的瓶子可使施加到底表面上的压力分散，以抵抗高压力。内部压力分散可以根据形成在底表面中的圆形凸缘的宽度w和峰高h而不同。在这种情况下，当凸缘的角度θ等于45°时，可使力的分散最大化。因此，凸缘的角度θ可等于或小于45°。这里，当凸缘的角度θ为45°时，

为

因此

可等于或小于50％，以相同的单位(例如，毫米(mm))来测量h和w。

具有向内突出的底表面BR的瓶子还可补偿关于瓶子的体积膨胀。更具体地说，瓶子可由可弯曲材料形成，当瓶子由于内部压力增大而膨胀时，向内突出的底表面可移位以增大瓶子的内部容积，从而防止瓶子破损或爆炸。对于图4A中示出的壳体34′，也可考虑相同的原理。当壳体34′中的内部压力增大时，突出到壳体34′中的凸缘b可突出到壳体34′外部，以补偿内部压力的增大，因此，可防止壳体34′破损或爆炸。

图6A示出了用于描述弯曲应力的原理的板的侧视图和主视图。图6B示出了其上形成有凸缘的结构的侧视图和主视图。图7示出了具有宽度w、高度h、角度θ和曲率r的凸缘b的示意性概念图。在图6A和图6B中，细箭头表示弯曲应力，大箭头表示弯曲力矩M。

可由等式4表示弯曲应力。

<等式4>

$\mathrm{\&sigma;}=\frac{M\&times;c}{I}$

在等式4中，σ表示弯曲应力，M表示弯曲力矩，c表示从中心轴到出现最大应力的外表面的距离，I表示转动惯量。

如等式4所表示的，弯曲应力σ与转动惯量I成反比。因此，可通过增大转动惯量I来减小弯曲应力σ。如果在平面上形成凸缘b来增大转动惯量I，则可以减小弯曲应力σ。因此，可在图3中示出的壳体34的表面上形成凸缘b来减小弯曲应力σ。

参照图7，确定弯曲应力σ的参数是凸缘b的宽度w、峰高h、角度θ和曲率r。凸缘b形成在壳体34′上的位置以及所沿的方向也影响弯曲应力σ。这里，凸缘b的角度θ等于或小于45°。另外，当凸缘b的形状为半圆形时，力分散被最大化。因此，当凸缘b的直径等于或小于凸缘b的宽度w(2r≤w)时，曲率r具有最大值。

当这些参数满足表1中所列的范围时，壳体34′可更有效地抵抗内部压力。即，根据表1中所列的范围，壳体34′可有效地使内部压力分散并增大刚性。

表1

凸缘的峰高与宽度之比可以为大约0％至大约50％，更具体地说，大约2％至大约33％。凸缘的个数可以是大约1至大约10，或者更多。

现在将参照图8A至图8C描述凸缘b形成在壳体134上的位置以及所沿的方向。图8A示出了表示在将内部压力施加到矩形壳体134时的应力的示意性透视图。图8B示出了表示图8A的壳体134的位移量的示意性透视图。图8C示出了图8A的壳体134的主视图。

参照图8A，S₁、S₂、S₃和S₄表示壳体134上的应力集中部分，并且S₁、S₂、S₃和S₄相对于x轴和y轴对称。这里，x轴和y轴可以是与壳体134的边缘垂直并与壳体134的中心相交的假想线。因此，为了分散壳体134上的应力，可在壳体134上相对于x轴、y轴或x轴与y轴对称地形成凸缘b。另外，不需要连续地形成凸缘b，凸缘b可以与移位部分或应力集中部分对应地局部形成，以使位移或应力分散。参照图8B，位移量可从壳体134的x轴与y轴的相交处同心地集中，即，位移量可在x-y轴的中心或原点为最大。因此，为了抑制移位，可从壳体134的x轴与y轴的相交处同心地形成凸缘b。

在下文中，将参照图9A和图9B、图10A和图10B、图11A和图11B以及图12A和图12B来描述根据实施例的凸缘b的形状和布置，将参照图13A至图13C、图14A至图14C以及图15A至图15D来描述根据凸缘b的个数N以及峰高h与宽度w之比

的位移量的变化。

将参照图9A和图9B、图10A和图10B、图11A和图11B以及图12A和图12B来描述形成在壳体134上的凸缘b的形状和布置。

如以上参照图8A所描述的，位移量可从矩形壳体134的表面的中心(x和y坐标系的原点)同心地变化。另外，从表面的中心与四面对应的部分S₁、S₂、S₃和S₄可以是应力集中部分。因此，凸缘b可从表面的中心同心地形成，可与应力集中部分对应地形成，或者可既从表面的中心同心地形成又与应力集中部分对应地形成。

图9A示出了根据另一实施例的从壳体234的表面的中心根据位移量的变化的形成有同心凸缘ccb的壳体234的示意性透视图。图9B示出了沿图9A的线IXb-IXb截取的剖视图。在这种情况下，凸缘b可包括根据应力集中部分或位移量变化形成的同心凸缘ccb、线性凸缘1b和径向凸缘rb，还可包括根据凸缘b的布置和功能形成的角凸缘cb和辅助凸缘ab。

参照图9A和图9B，同心凸缘ccb可围绕壳体234的表面的中心形成。在这种情况下，角凸缘cb可额外地形成在壳体234的角部。另外，如果壳体234的其上形成有凸缘b的表面不是正方形的，则还可根据未形成同心凸缘ccb的剩余部分的形状形成辅助凸缘ab。在另一实施方案中，可根据图8A中示出的应力集中的部分S₁、S₂、S₃和S₄来形成凸缘b，如图10A和图10B所示。

图10A示出了根据另一实施例的在壳体334的表面上根据应力集中部分形成有凸缘b的壳体234的示意性透视图。图10B示出了沿图10A的线Xb-Xb截取的剖视图。

参照图10A和图10B，可根据壳体334的应力集中的部分(即，在从壳体334的表面的中心到四面的垂直线上)形成凸缘b。应力集中部分可位于矩形壳体334的x轴或y轴上。因此，凸缘b可被形成为使凸缘b的中心设置在x轴或y轴上。凸缘b不限于图10A和图10B中示出的形状，凸缘b可以是例如线性形状和非线性形状的各种形状。

在另一实施例中，如图11A和图11B所示，可根据位移量的变化和应力集中部分形成凸缘b。图11示出了根据另一实施例的在壳体434的表面上根据位移量的变化和应力集中部分形成有同心凸缘ccb和线性凸缘1b的壳体434的示意性透视图。图11B示出了沿图11A的线X1b-XIb截取的剖视图。

参照图11A和图11B，可在壳体434的中心和边缘附近形成同心凸缘ccb，可在同心凸缘ccb之间的应力集中部分形成线性凸缘1b。另外，可在壳体434的角部形成角凸缘cb。凸缘不限于图11A和图11B中示出的形状，凸缘可具有如图12A和图12B中所示的各种形状。

图12A示出了根据另一实施例的在壳体534的表面上根据位移量的变化和应力集中部分形成有同心凸缘ccb、线性凸缘1b和径向凸缘rb的壳体534的示意性透视图。图12B示出了沿图12A的线XIIb-XIIb截取的剖视图。

参照图12A和图12B，除了同心凸缘ccb和线性凸缘1b之外，还可形成径向凸缘rb。凸缘b可被形成为具有x轴对称性、y轴对称性或关于壳体534的表面的x轴和y轴的交点的原点对称性，以分散应力。

表2示出了图3、图9A至图9B以及图12A至图12B的壳体的应力量和位移量。

[表2]

	图3	图9A至图9B	12A至图12B
				应力量(MPa)	22.98	0.07	0.84
应力量减小(％)	-	99％	96％
				位移量(mm)	2.9	0.495	1.909
位移量减小(％)	-	83％	34％

如表2所示，相对于图3中示出的未形成凸缘的实施例，图9A至图9B以及图12A至图12B的实施例的应力量和位移量显著减小。另外，对于图9A至图9B以及图12A至图12B的实施例，图9A至图9B的实施例具有较小的应力量和位移量。这里，即使在图9A至图9B以及图12A至图12B的实施例中形成至少一个具有2mm宽度和0.8mm深度的同心凸缘ccb，应力量和位移量也可改变。不受理论限制，这种情况的一个可能的原因是在图9A至图9B的实施例上形成有额外的同心凸缘ccb，而在图12A至图12B的实施例上还形成有径向凸缘rb。因此，能够推知一个或多个同心凸缘ccb可以有效地减小应力量和位移量。

在上文中，参照图9A和图9B、图10A和图10B、图11A和图11B以及图12A和图12B描述了形成在壳体234、334、434和534上的抵抗应力集中和移位的凸缘b的形状和布置。现在将参照图13A至图13C、图14A至图14C以及图15A至图15D描述根据凸缘b的个数N以及峰高h与宽度w之比

的位移量的变化。这里，图9A和图9B、图10A和图10B、图11A和图11B以及图12A和图12B可与图13A至图13C、图14A至图14C以及图15A至图15D相关。也就是说，虽然未在下面描述，但是电池壳体可具有图9A和图9B、图10A和图10B、图11A和图11B以及图12A和图12B中示出的凸缘b的形状和布置中的任意一种形状和布置，并且也可以同时具有参照图13A至图13C、图14A至图14C以及图15A至图15D的任意一幅图描述的凸缘b的个数N以及峰高h与宽度w之比

图13A示出了表示根据另一实施例的在壳体634上形成凸缘b时的应力分散的示意性透视图。图13B示出了表示图13A中示出的壳体634的位移量的示意性透视图。图13C示出了图13A的壳体634的主视图。图14A示出了表示根据另一实施例的在壳体734上形成两个凸缘b时的应力分散的示意性透视图。图14B示出了表示图14A的壳体734的位移量的示意性透视图。图14C示出了图14A的壳体734的主视图。图15A示出了表示根据另一实施例的在壳体834的四面上形成八个凸缘b时的应力分散的示意性透视图。图15B示出了表示图15A的壳体834的位移量的示意性透视图。图15C示出了图15A的壳体834的主视图。图15D为图15A中所示壳体834的侧视图。

表3示出了用于模拟图13A至图13C、图14A至图14C以及图15A至图15D的实施例的参数。这里，图8A至图8C的壳体使用其上未形成凸缘b的矩形壳体134，在表3中，关于位移量的变化，图13A至图13C、图14A至图14C以及图15A至图15D的实施例是与图8A至图8C的实施例进行的比较。

[表3]

如表3所示，与图8A至图8C的壳体相比，在图13A至图13C的实施例中，位移量减小了大约3％，在图14A至图14C的实施例中，位移量减小了大约13％，在图15A至图15D的实施例中，位移量减小了大约27％。因此，根据表3，随着凸缘b的个数N增多，并且随着凸缘b的峰高h与宽度w之比

增大，位移量的减小更大。在这种情况下，凸缘b的峰高h与宽度w之比

可以是大约0％至大约50％，更具体地说，是大约2％至大约33％。在表3中，凸缘b的峰高h与宽度w之比

为大约2.3％至大约18.8％，这包括在大约2％至大约33％的范围内。

可利用如下描述的两种方法来确定关于具有一定长度的一个面的凸缘b的个数N。第一，可将凸缘b的个数N确定在从大约1至大约10的范围内，而不管一个面的长度如何。在这种情况下，凸缘b可具有满足如表1中指明的凸缘的峰高h与宽度w之比的形状。第二，可将凸缘b的个数N确定为接近于通过使一个面的长度A与凸缘b的个数N和一个面的长度之比

相乘获得的值的整数。在这种情况下，参照表1，凸缘b的个数N与一个面的长度A之比

可在从大约2％至大约24％的范围内。相似地，凸缘b的个数N与一个面的长度B之比

可在从大约2％至大约24％的范围内。

如上所述，根据实施例的被构造为有效地分散二次电池的内部压力并增大二次电池的刚性的壳体可通过以下方法形成，即，通过控制凸缘b的位置、宽度w、峰高h、角度θ、曲率r、个数N以及峰高h与宽度w之比

来形成凸缘b。

已经在此描述了示例实施例，虽然使用了特定的术语，但是仅以一般的和描述性的意义使用它们，而不是出于限制性的目的。因此，本领域技术人员应该理解，在不脱离如权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (17)

1.一种二次电池，所述二次电池包括：

壳体，所述壳体包括第一面，该第一面上形成有凸缘，所述凸缘具有高度h和宽度w，高度h和宽度w之比满足

其中，h和w为相同的测量单位；

电极组件，在壳体中，电极组件包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的分隔件。

2.如权利要求1所述的二次电池，其中，高度h和宽度w之比满足 $2\%\&le;(\frac{h}{w}\&times;100)\&le;33\%.$

3.如权利要求2所述的二次电池，其中，高度h和宽度w之比满足 $2.3\%\&le;(\frac{h}{w}\&times;100)\&le;18.8\%.$

4.如权利要求1所述的二次电池，其中：

在第一面上有N个凸缘，N是一个或多个，

第一面具有第一长度A，A以毫米为单位，所述N个凸缘垂直于第一长度A延伸，

N与第一长度A之比满足 $2\%\&le;(\frac{N}{A\left(\mathrm{mm}\right)}\&times;100)\&le;24\%.$

5.如权利要求4所述的二次电池，其中：

N个凸缘中的每个凸缘是第一组线性凸缘中的一个，

第一面还具有第二组N′个凸缘，第二组的凸缘与第一组的凸缘垂直，

第一面还具有第二长度B，B以毫米为单位，所述N′个凸缘垂直于第二长度B延伸，

N′与第二长度B之比满足 $2\%\&le;(\frac{N^{\&prime;}}{B\left(\mathrm{mm}\right)}\&times;100)\&le;24\%.$

6.如权利要求1所述的二次电池，其中，所示凸缘包括多个凸缘，所述多个凸缘设置在第一面的相对的边缘和第一面的中心之间，所述多个凸缘关于与所述相对的边缘垂直并与中心相交的假想线对称。

7.如权利要求6所述的二次电池，其中，所述多个凸缘围绕所述壳体以增大所述壳体的表面积。

8.一种二次电池，所述二次电池包括：

壳体，所述壳体包括第一面，第一面具有第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘；

电极组件，在壳体中，电极组件包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的分隔件，其中：

第一面上设置有关于与第一边缘和第二边缘垂直的假想线对称的凸缘，所述假想线与第一边缘和第二边缘的中心相交。

9.如权利要求8所述的二次电池，其中，凸缘是在第一边缘和第二边缘之间延伸的第一线性凸缘，凸缘具有高度h和宽度w，高度h与宽度w之比满足

其中，h和w为相同的测量单位。

10.如权利要求9所述的二次电池，所述二次电池还包括垂直于第一线性凸缘延伸的第二线性凸缘。

11.如权利要求10所述的二次电池，其中，第二线性凸缘与第一线性凸缘相交。

12.如权利要求8所述的二次电池，其中，凸缘围绕第一面的中心。

13.如权利要求12所述的二次电池，其中，凸缘是封闭曲线。

14.如权利要求12所述的二次电池，所述二次电池还包括围绕所述凸缘并与所述凸缘同心的至少一个附加凸缘。

15.如权利要求12所述的二次电池，所述二次电池还包括关于第一面的中心对称地设置的至少两个不连续凸缘部分，所述不连续凸缘部分设置在所述凸缘的外侧，使得所述凸缘在第一面的中心和不连续凸缘部分之间。

16.如权利要求8所述的二次电池，其中，第一面具有关于所述假想线对称地设置的相对的半圆形凸缘。

17.一种形成二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：

提供壳体，所述壳体包括具有凸缘的第一面，凸缘具有高度h和宽度w，高度h与宽度w之比满足

其中，h和w为相同的测量单位；

将电极组件设置在壳体中，电极组件包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的分隔件。

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