CN102214837A - 可再充电电池和包括该可再充电电池的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可再充电电池和包括该可充电电池的车辆，该可再充电电池包括：限定内部空间的壳体，所述壳体具有内壁；在所述内部空间中的电极组件，所述电极组件包括未涂覆区域；被构造为用来传输电力的引线片，所述引线片被连接到所述未涂覆区域；和保持器，所述保持器被结合到所述引线片并被布置在所述电极组件和所述内壁之间，所述保持器具有预定厚度。

Description

可再充电电池和包括该可再充电电池的车辆
背景技术
各实施例涉及可再充电电池。
背景技术
可再充电电池可以包括具有隔板和布置在隔板两侧的阳极与阴极的胶卷型电极组件、容纳电极组件的壳体、密封壳体的开口的盖板、电连接到电极组件并通过形成在盖板上的端子孔伸出到盖板外的电极端子以及将电极组件的阴极和阳极连接到对应电极端子的相应引线片。电极组件可以具有连接到引线片的未涂覆区域，并可以通过开口被插入到壳体中。
在本背景技术部分中公开的上述信息只是用来增进对本发明的背景的理解，因此，上述信息可能包含不构成在该国家中本领域技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
一实施例的特征是提供一种展现出抗振动性能的可再充电电池。
一实施例的另一特征是提供一种使电极组件和壳体电绝缘、同时该电极组件容易插入到该壳体中的可再充电电池。
一实施例的另一特征是提供一种为电极组件在壳体中的位置提供控制的可再充电电池。
通过提供一种可再充电电池可以实现至少一个上述和其它的特征和优点，该可再充电电池包括：限定内部空间的壳体，所述壳体具有内壁；在所述内部空间中的电极组件，所述电极组件包括未涂覆区域；被构造为用来传输电力的引线片，所述引线片被连接到所述未涂覆区域；和保持器，所述保持器被结合到所述引线片并被布置在所述电极组件和所述内壁之间，所述保持器具有预定厚度。
所述可再充电电池可以包括在所述引线片和所述内壁的端部之间的第一间隙，并且所述保持器可以被布置在所述第一间隙中。
所述可再充电电池可以包括在所述引线片和所述内壁的一侧之间的第二间隙，并且所述保持器可以被进一步布置在所述第二间隙中。
所述保持器可以由绝缘材料形成。
所述保持器可以是由绝缘材料形成的整体单元。
所述保持器可以在接触所述内壁的表面上包括绝缘材料。
所述保持器可以在面对所述内壁的表面上包括弹性构件。
所述弹性构件可以是泡沫构件或弹簧。所述弹性构件可以是回弹构件。
所述保持器可以通过至少一个结合构件被结合到所述引线片。
所述至少一个结合构件可以是钩。
所述保持器可以倚靠所述内壁悬着。
所述保持器可以包括第一结合构件和第二结合构件，所述第二结合构件与所述第一结合构件相对，并且所述保持器可以将所述引线片夹紧在所述第一结合构件和所述第二结合构件之间。
所述第一结合构件可以是钩，并且所述第二结合构件可以是钩。
所述未涂覆区域可以包括前侧面和后侧面，所述引线片可以包括固定到所述前侧面的第一集流部和固定到所述后侧面的第二集流部，并且所述保持器可以夹紧所述引线片的主体部。
所述引线片可以包括用于接纳所述保持器的所述第一结合构件和第二结合构件中的一个的至少一个开口，并且所述保持器的所述第一结合构件和第二结合构件中的所述一个可以被布置在所述开口中。
所述开口可以是孔。
所述未涂覆区域可以包括端部，并且所述引线片可以包括固定到所述端部的集流部。
通过提供一种车辆也可以实现至少一个上述和其它的特征和优点，该车辆包括：电源，所述电源为所述车辆提供动力；和被构造为向所述电源提供电力的至少一个可再充电电池，所述至少一个可再充电电池包括：限定内部空间的壳体，所述壳体具有内壁；在所述内部空间中的电极组件，所述电极组件包括未涂覆区域；被构造为用来传输电力的引线片，所述引线片被连接到所述未涂覆区域；和保持器，所述保持器被结合到所述引线片并被布置在所述电极组件和所述内壁之间，所述保持器具有预定厚度。
附图说明
通过结合附图对各示例性实施例进行详细描述，以上及其它特征和优点将对本领域技术人员变得更加明显，附图中：
图1示出了根据第一示例性实施例的可再充电电池的透视图；
图2示出了在X-Z平面中关于图1中的线II-II的截面图；
图3示出了第一示例性实施例的可再充电电池中的保持器、引线片和电极组件的分解透视图；
图4示出了在X-Y平面中关于图3中的线IV-IV的截面图；
图5示出了在X-Y平面中关于图3中的线V-V的截面图；
图6示出了根据第二示例性实施例的可再充电电池中的保持器、引线片和电极组件的分解透视图；
图7示出了在X-Y平面中关于图6中的线VII-VII的截面图；
图8示出了在X-Y平面中关于图6中的线VIII-VIII的截面图；
图9示出了根据第三示例性实施例的可再充电电池的截面图；以及
图10示出了包括根据一个实施例的可再充电电池的车辆的示意图。
具体实施方式
现在下文中结合附图更充分地描述各示例性实施例，然而，这些示例性实施例可以不同的形式体现，并且不应当被理解为仅限于在此陈述的实施例。相反，提供这些实施例使该公开内容全面完整，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。
在附图中，层和区域的尺寸为了说明清楚可能被夸大。相似的附图标记始终指代相似的元件。
图1示出了根据第一示例性实施例的可再充电电池的透视图，并且图2示出了关于在X-Z平面中图1中的线II-II的截面图。
在图1和图2所示的例子中，可再充电电池100包括：具有电极组件10的壳体20；封闭并密封形成在壳体20一端的开口的盖板30；安装在盖板30的端子孔311和312中的电极端子41和42；将电极端子41和42连接到电极组件10的引线片51和52；插在引线片51和壳体20的内端壁20c(即，内壁的端部)之间的保持器61；以及插在引线片52和壳体20的另一内端壁20c’之间的保持器62。
在图1和图2所示的例子中，电极组件10包括为绝缘体的隔板13和布置在隔板13两侧的阳极11和阴极12。电极组件通过卷绕阳极11、阴极12以及隔板13形成胶卷形式。阳极11和阴极12都包括由薄板金属箔制成的集流部分和涂覆在相应集流部分表面上的相应活性材料。同样地，阳极11和阴极12能够被分成涂覆区域(其中活性材料在该区域中涂覆在集流部分上)和未涂覆区域111和121(没有活性材料涂覆在集流部分上)。涂覆区域在电极组件10中形成大部分阳极11和阴极12，并且胶卷状态下的未涂覆区域111和121被布置在涂覆区域的两侧。例如，胶卷状态下的电极组件10形成具有宽的前部和后部的区域，而未涂覆区域111和121的端部形成窄而长的区域(参见图3)，这基本是六面体。
在图1和图2所示的例子中，壳体20形成可再充电电池100的整体外观，并由诸如铝、铝合金或镀镍钢的导电金属形成。壳体20提供用于容纳电极组件10的空间。例如，壳体20能够被构造成在一端具有开口的六面体，以便容纳六面体形的电极组件10。该开口在图1和2中朝向顶部定向。
在图1和图2所示的例子中，盖板30由薄板制成，并与壳体20的开口结合以封闭和密封该开口。盖板30将封闭且密封的壳体20的内部和外部隔开。盖板30根据需要可以连接内部和外部。例如，盖板30可以包括电解液注入孔32，电解液通过该电解液注入孔32被注入到封闭且密封的壳体20内。电解液注入孔32在电解液注入后被密封盖33密封。盖板30可以具有通气孔35，通气孔35中焊接有比盖板30薄的通气板34。当壳体20的内部压力(如由于对电极组件10充电和放电产生的气体导致的压力)增加而高于预定值时，通气板34打开以排出气体并防止可再充电电池100爆炸。
在图1和图2所示的例子中，电极端子41和42被分别安装在形成在盖板30中的端子孔311和312中，并允许电极组件10的阳极11和阴极12伸出到外部。
电极端子41和42中的一个或两个可以与盖板30电绝缘。例如，通过提供相应的外绝缘体431和432以及内绝缘体441和442，电极端子41和42可以被安装在端子孔311和312中。端子孔311和312、内绝缘体441和442以及外绝缘体431和432在两个电极端子41和42处可以相同的结构形成。因而，电极端子41、端子孔311、内绝缘体441和外绝缘体431将作为例子进行描述。外绝缘体431从盖板30的外侧被部分地插入到端子孔311中，以使电极端子41与盖板30电绝缘。因而，外绝缘体431使电极端子41的外侧与盖板30的外侧绝缘，同时使电极端子41的外侧与端子孔311的内侧绝缘。内绝缘体441使盖板30与在盖板30内对应于端子孔311的引线片51电绝缘。因而，内绝缘体441使引线片51的顶侧与盖板30的内部电绝缘。
附图3示出了第一示例性实施例的可再充电电池中的保持器、引线片和电极组件的分解透视图。
在图3所示的例子中，未涂覆区域111和121以及未涂覆区域111和121中的相应保持器61、62完全相同地形成在阳极11和阴极12。因此，图3中仅仅示出了阳极11上的一部分未涂覆区域111，阳极11上的未涂覆区域111将在下文的例子中描述。
在图3所示的例子中，未涂覆区域111被连续卷绕。因而，未涂覆区域111的端面111c由从同一中心线逐渐增加的线条形成。因而，未涂覆区域111的端面111c处的线条形成直线组并形成弧线组，所述直线组沿Z轴方向形成为直线并沿Y轴方向重叠，所述弧线组沿Z轴方向在直线组的顶端和底端被连接成半圆或半椭圆并沿Z轴方向重叠。
在图3所示的例子中，引线片51包括连接到电极端子41的连接部511，并包括连接到连接部511的主体部512。连接部511可以通过例如捻缝处理被连接到电极端子41，所述捻缝处理是指将电极端子41的一端插入到连接部511的孔中并使电极端子41的这一端变形。
在图3所示的例子中，主体部512面对电极组件10的未涂覆区域111的端面111c。引线片51还包括：连接到主体部512并焊接到未涂覆区域111的前侧面111a的第一集流部513a，以及连接到主体部512并焊接到未涂覆区域111的后侧面111b的第二集流部513b。第一和第二集流部513a、513b可以通过例如焊接被直接固定到前侧面111a和后侧面111b，以获得与未涂覆区域111的有效表面积接触并提供低电阻的电通路。
在图3所示的例子中，连接部511被提供在盖板30和电极组件10之间。主体部512被连接到连接部511，所述连接部511从水平方向沿垂直方向弯曲以便到达未涂覆区域111的端面111c。主体部512被提供在未涂覆区域111的端面111c和壳体20之间。主体部512的表面限定了间隙G的一侧，如下文所述。
在图3所示的例子中，集流部513a、513b被分别形成在对应于前侧面111a的第一X-Z平面上和对应于未涂覆区域111的后侧面111b的第二X-Z平面上，以便分别被附接并焊接到未涂覆区域111的前、后侧面111a、111b。第一集流部513a被提供在未涂覆区域111的前侧面111a和壳体20的内前壁20a之间，并且第二集流部513b被提供在未涂覆区域111的后侧面111b和壳体20的内后壁20b之间。
图4示出了在X-Y平面中关于图3中的线IV-IV的截面图，并且图5示出了在X-Y平面中关于图3中的线V-V的截面图。
在图3-5所示的例子中，保持器61被布置在间隙G中，该间隙G是引线片51和壳体20的内端壁20c之间的空间，引线片51和壳体20的内端壁20c在该空间彼此面对。保持器61固定电极组件10在壳体20中的位置。如下文详细描述，在一种实现方案中，保持器61固定电极组件10相对于壳体20关于沿X轴的运动位置。在另一种实现方案中，保持器61固定电极组件10相对于壳体20关于沿Y轴的运动位置。
保持器61可以具有预定厚度。在图3-5所示的例子中，保持器61在引线片51上的厚度基本上与间隙G沿X轴的尺寸相同。因而，引线片51和壳体20的内端壁20c之间的间隙G被保持器61填充。例如，保持器61可以被结合到引线片51并与引线片51接触，并且可以接触壳体20的内端壁20c。因此，保持器61防止电极组件10在壳体20中沿X轴方向移动。结果，通过对电极组件10在壳体20中的振动提供阻力，即，通过使电极组件10相对于壳体20的运动最小化，耐久性得到改进。进一步，壳体20与未涂覆区域111之间的电隔离和/或壳体20与引线片51之间的电隔离得到维持。相反，保持器61在其中通过粘合带被缠绕到引线片51和电极组件10的比较电池可能不会对缠绕的电极组件的厚度提供精确控制，使得如果使用过多胶带则安装到壳体20中可能较为困难，或者，如果使用过少胶带则间隙G可能不被充分填充，从而引起不期望的振动并降低电池的耐久性。
在图3-5所示的示例性实施例中，保持器61被安装在引线片51的主体部512上，并被提供在主体部512和壳体20之间。保持器61可以使用例如机械互锁系统(如一个或更多钩)被结合到引线片，所述钩可位于引线片51的对应孔或开口中。保持器61可以夹紧在引线片51上，并因此可易于安装，同时确保相对于引线片的合适位置和相对于间隙G的合适厚度。保持器61可以仅被结合到引线片51，这可以比例如使用粘合带将引线片51和电极组件10缠绕在一起提供更简单的组装。
在一种示例性的实现方案中，保持器61可以是整体构件，例如由电绝缘的聚合物模制的构件。保持器61可以通常是不可压缩的。在另一种实现方案中，保持器61可以包括主构件，该主构件在其一表面或多个表面具有弹性构件，所述弹性构件由比所述主构件更容易压缩的材料形成。
保持器61可以包括附接到引线片51的主体部512的缓冲部613。保持器61可以包括连接到缓冲部613并钩到主体部512的顶部上的一个或更多第一钩611(参见图4)，并包括连接到缓冲部613并钩到主体部512的底部上的第二钩612(参见图5)。一对第一钩611可以被钩到主体部512的与连接部511的相应底侧邻近的顶部。因而，保持器61可以通过上述一对第一钩611以及第二钩612被稳定地安装到引线片51的主体部512上的三个点。保持器61可以相对于壳体20悬着，例如保持器61可以沿壳体20的内壁滑动，这可以简化电极组件10的安装。
如上所述，可再充电电池可以在电极组件的未涂覆区域和电池壳体的内壁之间具有间隙。该间隙使得电极组件可以被自由地插入到壳体中，但在插入之后引起电极组件在壳体中的运动。因而，如果未涂覆区域和壳体的内壁之间的间隙较宽，则电极组件的插入容易，但是由于电极组件在壳体中的运动，电极组件的振动耐久性和电极组件与壳体的电绝缘性能可能被降低。另一方面，如果间隙较窄，则电极组件的插入变得困难，但是电极组件的振动耐久性和电绝缘性能能够得到改进。在这方面，各实施例提供了一种在提高电极组件的振动耐久性和电绝缘性能的同时容易将电极组件插入到壳体中的方法。
图6示出了根据本发明的第二示例性实施例的可再充电电池中的保持器、引线片和电极组件的分解透视图，图7示出了在X-Y平面中关于图6中的线VII-VII的截面图，并且图8示出了在X-Y平面中关于图6中的线VIII-VIII的截面图。
参见图6、图7和图8，在根据第二示例性实施例的可再充电电池200中，引线片53包括连接到电极端子41的连接部531，并包括连接到连接部531并焊接在电极组件10的未涂覆区域111的端面111c上的集流部532。例如，连接部531可以通过捻缝处理(将电极端子41的一端插入到连接部531的孔中并使电极端子41的这一端变形)被连接到电极端子41，并被提供在盖板30和电极组件10之间。集流部532被连接到连接部531，并被提供在未涂覆区域111的端面111c和壳体20的内端壁20c之间，所述连接部531从水平方向沿垂直方向弯曲以便到达未涂覆区域111的端面111c。
保持器63被布置在设置在互相面对的引线片53和壳体20的内端壁20c之间的间隙G处，并固定电极组件10在壳体20中的位置。因而，引线片53和壳体20的内端壁20c之间的间隙G被保持器63填充。因此，保持器63防止电极组件10在壳体20中沿X轴方向移动。结果，通过对电极组件10在壳体20中的振动提供阻力，耐久性得到改进，并且，壳体20与未涂覆区域111之间的电隔离或壳体20与引线片53之间的电隔离得到改进。
在图6-8所示的示例性实施例中，保持器63被安装在引线片53的集流部532上，并被提供在集流部532和壳体20之间。在一种示例性的实现方案中，保持器63包括附接到集流部532的缓冲部633，包括连接到缓冲部633并钩到集流部532的侧面上的一个或更多第一钩631，以及连接到缓冲部633并钩到集流部532的安装孔533中的第二钩632。一对第一钩631可以在集流部532的两侧处钩到集流部532上。因而，保持器63可以通过第一钩631以及第二钩632被稳定地安装到引线片53的集流部532上的三个点。在这种情况下，第一钩631被提供在集流部532的相应侧和壳体20之间(参见图7)，并且第二钩632被提供在集流部532和壳体20之间(参见图8)。
与根据第一示例性实施例的保持器61相比，根据第二示例性实施例的保持器63在间隙G1中(该间隙被设置在面对未涂覆区域111的端面111c的集流部532和壳体20的内端壁20c之间)以缓冲部633被填充，并同时在间隙G2中(该间隙被设置在集流部532的相应端部和壳体20的对应的内前壁、内后壁20a、20b(即，内壁的侧部)之间)以第一钩631被填充，由此固定电极组件10在壳体20中的位置。因而，保持器63防止电极组件10在壳体20中沿X轴和Y轴方向移动。因此，通过对电极组件10在壳体20中的振动提供阻力，耐久性得到改进，并且，壳体20与未涂覆区域111之间的电隔离或壳体20与引线片53之间的电隔离得到改进。
图9示出了根据本发明的第三示例性实施例的可再充电电池的截面图。
参见图9，在根据第三示例性实施例的可再充电电池300中，保持器64进一步包括位于根据第二示例性实施例的保持器63的缓冲部633和壳体20的内侧之间的缓冲构件65。例如，缓冲构件65可以由诸如泡沫树脂(即泡沫构件)、弹簧或回弹构件的弹性构件形成。该弹性构件可以通过压在壳体20的内侧上而使保持器64的运动最小化。根据第三示例性实施例的可再充电电池300公开了通过向根据第二示例性实施例的保持器63进一步添加缓冲构件65而得出的保持器64的结构，并且也可以将缓冲构件应用到根据第一示例性实施例的保持器61的缓冲部613。
图10示出了包括根据本发明一实施例的可再充电电池的车辆的示意图。该车辆可以是例如混合动力电动车、全电动车等。该车辆可以包括为车辆提供动力的电源以及上述的可再充电电池300。类似地可使用上述的可再充电电池100和200。多个可再充电电池可以被构造成电池组，该电池组向电源提供电力和/或从电源获得电力。可再充电电池300可以被容纳在外壳310中，该外壳310可以包括通气口320，用于释放气体并向可再充电电池300提供气流等。
如上所述，各实施例提供了一种在不妨碍电极组件插入的情况下固定电极组件在壳体中的位置的方法。根据一示例性实施例的可再充电电池可以包括由电绝缘材料形成、位于引线片和壳体之间的保持器。因此，电极组件在壳体中的振动耐久性得到改进，并且，壳体和未涂覆区域之间的电绝缘性能得到改进。该可再充电电池可以控制电极组件相对于壳体的一个或更多内壁的位置，同时允许电极组件容易插入到壳体中。
在此已经公开了各示例性实施例，并且尽管采用了具体术语，但是这些具体术语仅在广义和描述的意义上使用和解释，而并不用于限制目的。因此，本领域技术人员会理解，在不脱离以下权利要求陈述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式上和细节上的改变。

Claims (19)

1.一种可再充电电池，包括：
限定内部空间的壳体，所述壳体具有内壁；
在所述内部空间中的电极组件，所述电极组件包括未涂覆区域；
被构造为用来传输电力的引线片，所述引线片被连接到所述未涂覆区域；和
保持器，所述保持器被结合到所述引线片并被布置在所述电极组件和所述内壁之间，所述保持器具有预定厚度。
2.如权利要求1所述的可再充电电池，其中：
所述可再充电电池包括在所述引线片和所述内壁的端部之间的第一间隙，并且
所述保持器被布置在所述第一间隙中。
3.如权利要求2所述的可再充电电池，其中：
所述可再充电电池包括在所述引线片和所述内壁的一侧之间的第二间隙，并且
所述保持器进一步被布置在所述第二间隙中。
4.如权利要求1至3中任一项所述的可再充电电池，其中所述保持器由绝缘材料形成。
5.如权利要求1至3中任一项所述的可再充电电池，其中所述保持器是由绝缘材料形成的整体单元。
6.如权利要求1至3中任一项所述的可再充电电池，其中所述保持器在接触所述内壁的表面上包括绝缘材料。
7.如权利要求1至3中任一项所述的可再充电电池，其中所述保持器在面对所述内壁的表面上包括弹性构件。
8.如权利要求7所述的可再充电电池，其中所述弹性构件是泡沫构件或弹簧。
9.如权利要求8所述的可再充电电池，其中所述弹性构件是回弹构件。
10.如权利要求1至3中任一项所述的可再充电电池，其中所述保持器通过至少一个结合构件被结合到所述引线片。
11.如权利要求10所述的可再充电电池，其中所述至少一个结合构件是钩。
12.如权利要求10所述的可再充电电池，其中所述保持器倚靠所述内壁悬着。
13.如权利要求10所述的可再充电电池，其中：
所述保持器包括第一结合构件和第二结合构件，所述第二结合构件与所述第一结合相对，并且
所述保持器将所述引线片夹紧在所述第一结合构件和所述第二结合构件之间。
14.如权利要求13所述的可再充电电池，其中所述第一结合构件是钩，并且所述第二结合构件是钩。
15.如权利要求13所述的可再充电电池，其中：
所述未涂覆区域包括前侧面和后侧面，
所述引线片包括固定到所述前侧面的第一集流部和固定到所述后侧面的第二集流部，并且
所述保持器夹紧所述引线片的主体部。
16.如权利要求13所述的可再充电电池，其中：
所述引线片包括用于接纳所述保持器的所述第一结合构件和第二结合构件中的一个的至少一个开口，并且
所述保持器的所述第一结合构件和第二结合构件中的所述一个被布置在所述开口中。
17.如权利要求16所述的可再充电电池，其中所述开口是孔。
18.如权利要求17所述的可再充电电池，其中：
所述未涂覆区域包括端部，并且
所述引线片包括固定到所述端部的集流部。
19.一种车辆，包括：
电源，所述电源为所述车辆提供动力，和
被构造为向所述电源提供电力的至少一个可再充电电池，所述至少一个可再充电电池包括如权利要求1至18中任一项所述的可再充电电池。
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