CN102751452B - 二次电池结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二次电池结构，包括一罐体、一导电堆积结构与两端盖。上述导电堆积结构设于罐体内且至少包括一电池卷体。两端盖则分别固定于罐体的两端，其中上述端盖是用向内挤压的方式组装于罐体内，以吸收罐体内的导电堆积结构的尺寸误差，且上述端盖的直径小于或等于罐体的内径。

Description

二次电池结构
技术领域
本发明是有关于一种二次电池结构(Secondary battery structure)，且特别是有关于一种能抗震的二次电池结构。
背景技术
传统的二次电池结构如图1A所示，其中显示电池罐体100、电池端盖102、穿过电池端盖102的电池端子104以及螺帽106。在电池罐体100内的导电堆积结构如图1B所示，一般是由极卷108、中心棒110与导电柄112构成的电池卷体114，且为使导电柄112确实与电池端子104相接触，会在中心棒110两端设置一个分离式导电端部116，这个分离式导电端部116会有一个电池端子104螺锁的凸出部118与一个固定在中心棒110的固定插梢120，并于电池端子104底部设有对应凸出部118的圆孔122，且于中心棒110两端设有对应固定插梢120的矩形孔洞124。当二次电池组合时，导电柄112的圆孔126会穿过凸出部118、固定插梢120会置入矩形孔洞124，并将图1A的螺帽106与电池端盖102穿过电池端子104顶部，以螺锁方式固定电池端盖102与固定导电柄112。
然而上述结构及其组装方式，因为电池罐体100内的导电堆积结构会有尺寸误差，所以往往会有部分固定插梢120自中心棒110露出，如图1C显示组装后的部分二次电池结构的剖面示意图。由于上述此寸误差造成极卷108与电池端盖102间产生可以移动的间隙。因此，当二次电池结构受到外力(如受振动或冲击)影响时，会使电池罐体100内的电池卷体(如极卷108)受重力或惯性力而上下移动，进而与导电堆栈结构产生撞击，造成极卷108损伤，影响电池安全性。此外，利用螺锁方式固定电池端盖102与导电柄112，也可能有金属碎屑掉入电池罐体100内而导致电性及安全性上的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二次电池结构，能将导电堆积结构的尺寸误差吸收至罐体长度内，以避免组装后因振动造成的缺失。
为实现本发明的目的而提出一种二次电池结构，至少包括一罐体、一导电堆积结构、两端盖以及分别贯穿该两端盖的两电池端子。其中，导电堆积结构设于罐体内且至少包括一电池卷体。两端盖则分别固定于罐体的两端，其中上述端盖是用向内挤压的方式组装于罐体内，以吸收罐体内的导电堆积结构的尺寸误差，且上述端盖的直径小于或等于罐体的内径。每一电池端子至少用绝缘垫片和螺帽与各自对应的端盖进行连结与密封。
上述罐体为圆筒型罐体时，两端盖的形状可为圆板状、碗状或圆盘状。
上述两端盖还包括以焊接方式固定于罐体内。
上述电池卷体包括一极卷、一中心棒与多个导电柄。其中，中心棒是位于极卷的中央，而导电柄则分别连接极卷的正极与负极。
上述中心棒具有第一与第二端部，其中的第一端部与其中一个电池端子夹持导电柄中连接至上述极卷的正极者；第二端部则与另一个电池端子夹持导电柄中连接至上述极卷的负极者。
上述第一端部与第二端部为与中心棒一体成型的结构或者是与中心棒分离的结构。
上述第一端部与第二端部例如导电材料或不导电材料。
上述第一与第二端部接触导电柄的表面具有至少一凸出部，且此一凸出部可贯穿所述导电柄。
上述第一与第二端部接触导电柄的表面是平面，以便与各电池端子夹持所述导电柄。
基于上述，本发明的二次电池结构因为采用向内挤压的方式组装端盖，所以可吸收罐体内的导电堆积结构的尺寸误差，而避免现有采用吊锁方式固定的端盖所带来的种种问题。另外，本发明中用来夹持导电柄的结构可以只用电池卷体的中心棒和电池端子即可，所以还能简化二次电池结构与成本。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A是现有的一种二次电池的立体图；
图1B是在图1A的电池罐体100内的导电堆积结构的立体图；
图1C显示组装后的部分二次电池结构的剖面示意图；
图2是第一实施例的二次电池结构的立体组装示意图；
图3是图2的电池卷体的立体分解；
图4是图2的电池端子与端盖的一种密封结构的立体分解图；
图5是第一实施例的二次电池结构的组装图；
图6A至图6E是几种不同的中心棒结构的立体图；
图7显示利用图6E的结构组合的电池卷体的立体图；
图8是第二实施例的二次电池结构的立体组装示意图。
其中，附图标记
100：电池罐体
102：电池端盖
104：电池端子
106：螺帽
108：极卷
110：中心棒
112：导电柄
114：电池卷体
116：分离式导电端部
118：凸出部
120：固定插梢
122、126：圆孔
124：矩形孔洞
200、800：二次电池结构
202、802：罐体
204、804：导电堆积结构
206、806：端盖
208a、208b：罐体的两端
210a、210b、808：电池端子
212：绝缘垫片
214、812：螺帽
300、700：电池卷体
302、702：极卷
304：中心棒
306a、306b、704：导电柄
400：绝缘气密垫片
500、600、602、604、606、608：端部
600a、602a、608a：表面
602b、616：凸出部
610：六角形孔洞
612：十字形孔洞
614：矩形孔洞
810：密封用组合构件
814：不锈钢片
816：绝缘片
818：气密绝缘垫片
820：气密环
822：六角基座
824：螺丝部
d1：端盖的直径
d2：罐体的内径
具体实施方式
下文中请参照图式，以便更充分地描述本发明的实施例。然而，本发明可以许多不同形式来实践，且不应将其解释为限于本文所述的实施例。另外，在图式中为明确起见可能将各层以及区域的尺寸及其相对尺寸作夸张的描绘，而未按尺寸绘制。
图2是第一实施例的二次电池结构的立体组装示意图，且为使图面清晰简洁，省略部分构件的绘示。
请参照图2，第一实施例的二次电池结构200包括一罐体202、一导电堆积结构204与端盖206，其中导电堆积结构204设于罐体202内，且导电堆积结构204至少包括一电池卷体(未绘示)。端盖206固定于罐体202的一端208a，而在罐体202的另一端208b同样也有端盖206，只是图2未显示。上述端盖206是用向内挤压的方式组装于罐体202内，以吸收罐体202内的导电堆积结构204的尺寸误差，而无内装结构堆栈间隙。而且，端盖206的直径d1应小于或等于罐体202的内径d2。在本实施例中，罐体202是圆筒型罐体，因此端盖206的形状配合罐体202为圆盘状，当然本实施例并不限于图2所示，端盖206也可以是圆板状或碗状之类的形状。
在图2中，二次电池结构200还包括贯穿端盖206的两电池端子210a与210b。这些电池端子210a与210b通常是用绝缘垫片212、螺帽214等构件与端盖206进行连结与密封。而端盖206在被向内挤压至罐体202内之后，还可用焊接方式固定于罐体202内。
图3是图2的电池卷体的立体分解图。在图3中，电池卷体300包括极卷302、一中心棒304与导电柄306a和306b，其中极卷302通常包括正极、负极以及分隔正、负极的电解质所卷成的构造，其详细构造是本领域中具有通常知识者悉知，故不在图3中特别说明。至于中心棒304是位于极卷302的中央，而导电柄306a和306b则分别连接极卷302的正极与负极。
图4是图2的电池端子与端盖的一种密封结构的立体分解图。在图4中，电池端子210a与端盖206之间隔着绝缘气密垫片400，并与绝缘垫片212、螺帽214一起螺锁在端盖206上。
因此，第一实施例的二次电池结构200的组装如图5所示，是将电池卷体300从罐体202的一端208a放入并将端盖206向内挤压后，再进行罐体202另一端208b的端盖206组装。在组装时，利用端盖206向罐体202内推挤的同时，可使中心棒304的一端部500与电池端子210a底部夹持(连接至正极或负极)导电柄306a，令电流收集于电池端子210a。因为在图5中仅用中心棒304和电池端子304就能达到电性连接电池端子304与导电柄306a的功效，所以二次电池结构200具有结构简化与节省成本的效果。
当然本实施例并不限于图5所示，中心棒304也可以有以下几种不同的结构，请见图6A至图6E。
在图6A中，端部600是与中心棒304一体成型的结构，且端部600接触导电柄的表面600a是平面，以便与电池端子夹持导电柄。在图6B中，端部602除了是与中心棒304一体成型的结构，其接触导电柄的表面602a还具有一凸出部602b，这个凸出部602b可贯穿导电柄(请见图5的306a)，以利导电柄的定位。前述与中心棒304一体成型的端部600或602可以是不导电材料。
在图6C～图6E中，端部604、606与608是与中心棒304分离的结构，且其可以是导电材料或不导电材料。中心棒304与端部604、606与608结合处可用多边形的孔洞与插梢作配合，譬如在中心棒304设有六角形孔洞610(如图6C)、十字形孔洞612(如图6D)或矩形孔洞614(如图6E)等，并搭配具有相应形状的插梢的端部604～608，即可达到固定端部604～608与中心棒304的效果。另外，端部608也可以在接触导电柄的表面608a还具有一凸出部616，以贯穿导电柄。
图7显示利用图6E的结构组合的电池卷体的立体图。在图7中，电池卷体700包括极卷702、中心棒304与导电柄704，其中端部608的凸出部616可贯穿导电柄704，或者借由设于导电柄704中的孔洞(未绘示)，使凸出部616穿过导电柄704。在图7中虽然只显示一个导电柄704，但是本领域中具有通常知识者应知连接极卷702的单一极性(正极或负极)的导电柄数目可以是一个以上，且通常固定在同一端部608的导电柄704都是连接至极卷702的同一极性者。
图8是第二实施例的二次电池结构的立体组装示意图，且为使图面清晰简洁，省略部分构件的绘示。
请参照图8，第二实施例的二次电池结构800包括一罐体802、一导电堆积结构804与端盖806。在图8左边是完成组装的结构、图8右边则是呈圆板状的端盖806与电池端子808及密封用组合构件810的分解图。其中，密封用组合构件810包括一螺帽812、一不锈钢片814、一绝缘片816以及一气密绝缘垫片818。上述绝缘片816位于端盖806与螺帽812之间、不锈钢片814位于螺帽812与绝缘片816之间，其中螺帽812、不锈钢片814与绝缘片816之间具有相对应的凹凸结构，以便螺帽812旋转并固定电池端子808。此外，电池端子808具有一气密环820、一六角基座822与一螺丝部824，可在密封用组合构件810组合并卡固于六角基座822后，并以与螺帽812螺锁螺丝部824，使电池端子808与端盖806一起夹挤气密绝缘垫片818，以达到更好的密封效果。组装完成的端盖806是以向内挤压的方式组装于罐体802内，以吸收罐体802内的导电堆积结构804的尺寸误差。
综上所述，本发明的二次电池结构的端盖因为是用直接向内挤压的方式组装于罐体，不需螺锁的动作，即可固定端盖、完成导电柄与电池端子的定位、以及吸收罐体内的导电堆积结构的尺寸误差。因此，本发明的结构不但能避免现有二次电池端盖采用吊锁方式固定所带来的种种问题，还能简化现有用来夹持导电柄的结构并因而降低成本。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种二次电池结构，其特征在于，至少包括：
一罐体；
一导电堆积结构，设于该罐体内，该导电堆积结构至少包括一电池卷体；
两端盖，分别固定于该罐体的两端，其中该两端盖是用向内挤压的方式组装于该罐体内，以吸收该罐体内的该导电堆积结构的尺寸误差，且该两端盖的直径小于或等于该罐体的内径；以及
分别贯穿该两端盖的两电池端子；
其中，每一电池端子用绝缘垫片和螺帽与各自对应的端盖进行连结与密封。
2.根据权利要求1所述的二次电池结构，其特征在于，该罐体为圆筒型罐体，且该两端盖的形状为圆板状。
3.根据权利要求1所述的二次电池结构，其特征在于，该罐体为圆筒型罐体，且该两端盖的形状为碗状或圆盘状。
4.根据权利要求1所述的二次电池结构，其特征在于，该两端盖更包括以焊接方式固定于该罐体内。
5.根据权利要求1所述的二次电池结构，其特征在于，该电池卷体包括：
一极卷；
一中心棒，位于该极卷的中央；以及
多个导电柄，分别连接该极卷的正极与负极。
6.根据权利要求5所述的二次电池结构，其特征在于，该中心棒具有：
一第一端部，与该两电池端子的其中之一夹持连接至该极卷的正极的导电柄；以及
一第二端部，与该两电池端子的其中另一夹持连接至该极卷的负极的导电柄。
7.根据权利要求6所述的二次电池结构，其特征在于，该第一端部与该第二端部为与该中心棒一体成型的结构或是与该中心棒分离的结构。
8.根据权利要求6所述的二次电池结构，其特征在于，该第一端部与该第二端部为导电材料或非导电材料。
9.根据权利要求6所述的二次电池结构，其特征在于，该第一与第二端部接触该多个导电柄的表面具有至少一凸出部，且该凸出部可贯穿该多个导电柄。
10.根据权利要求6所述的二次电池结构，其特征在于，该第一与第二端部接触该多个导电柄的表面是平面，以便与各该电池端子夹持该多个导电柄。
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