CN102832358B - 二次电池 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于电子设备的二次电池,其安装在电子设备中由此将电能提供给电子设备,所述二次电池包括:电池单元,其中正极、负极和电解质容纳在包装内,并且正极端子和负极端子从包装的同一侧面分别从正极和负极引出;金属的电池罐体,其中形成一个开口,所述电池单元从该开口插入,并且所述电池罐体将所述电池单元容纳于其中,使得引出所述正极端子和负极端子的所述侧面面向所述开口侧;和合成树脂制成的盖子,其中设置有在连接到所述正极端子和负极端子并且面向外时待连接至所述电子设备的电极的端子部件,所述盖子塞住所述电池罐体的所述开口,其中,所述二次电池的横截面形成为大致梯形的平板形状。
Description
本申请是申请号为200610163595.8、申请日为2006年9月4日、申请人为索尼株式会社、发明名称为“二次电池”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有电极体作为发生单元的二次电池,其中电极体容纳在包装壳中,在电池中由电极体产生的电能通过一对正极端子和负极端子发出,例如锂离子二次电池和锂聚合物二次电池。
背景技术
近几年,对便携式电子设备包括如笔记本电脑的信息设备、如移动电话的移动通讯设备和摄像机的需求急剧增大。如镍-镉电池、镍氢电池和锂离子电池的密封小尺寸的二次电池经常被用作这种电子设备的电源。最重要的,锂离子二次电池被应用于许多领域而且充分利用了诸如高电压、高能量密度和轻质量的特性。
特别是,作为使用液体基电解液时液体渗漏的问题的对策,例如,提出一种所谓的聚合物锂离子二次电池,使用具有注入非水电解液的聚合物的凝胶状聚合物薄膜或使用完全固态的电解质作为电解质。
这样聚合物锂离子二次电池被进一步发展以满足近年来各种电子设备的需求,例如减小尺寸、变轻和变窄,同时充分利用了除了如高能量密度和轻质量的电池特性以外的电池形状的自由度高的特性。
通常,在这样的电池中,例如,图39所示,由层压电池元件制成的单个电池301与设置有保护电路和端子的连接基底302一起容纳在一对上部的和下部的塑料外壳303、304内,从而形成电池组300(参见,例如专利文件1)。
专利文件1:JP-A-2002-8606
发明内容
根据本发明的实施例,提供一种二次电池,其设计实现了电池主体的小型化、轻薄,克服了所伴随的强度的不足并容易制造。
为了解决上述问题,根据本发明的实施例,提供了一种用于电子设备并安装在电子设备中的二次电池,从而为电子设备提供电能,二次电池具有:电池单元,在电池单元中,正极、负极和电解质容纳在包装壳内;来自正极和负极的正极端子和负极端子,分别从包装壳的一个侧面引出;金属的电池罐体,其中在电池单元的插入方向上的两个端面上形成开口,并且在其中容纳电池单元,从而引出正极端子和负极端子的一个侧面面向开口之一侧;一对由合成树脂制成的盖子,分别塞紧电池罐体的开口,向被引出的正极端子和负极端子一个侧面塞紧开口之一的至少一个盖子设置有正极端子部件和负极端子部件,以当连接到正极端子部件和负极端子部件且面向外时连接到电子设备的电极上。
根据本发明的实施例的二次电池通过在金属罐体内组装一对由合成树脂制成的盖子制造,其中在电池单元的插入方向上的两端是敞开的。因此,不仅容易制造电池罐体,还有可能根据电池单元的形状通过将电池罐体切割成任意长度而形成电池罐体,由此改进了设计罐体的自由度。而且,由于使用金属电池罐体,同时实现了细薄和强度的保证,从而可以提供能满足所提供的电子设备的小型化、轻薄的需求的二次电池。
而且,由于使用合成树脂制成的盖子,可能容易形成外部形状,其成为在电子设备的电池安装部分中安装二次电池的安装端。由于这样的外部形状,可以使用它作为用来识别如电池容量、快速再充电的必要性、剩余电池寿命显示功能的存在或不存在的功能或特征的识别部件或用来控制排斥不相容的电子设备的装置的控制部件。
附图说明
图1A、1B是显示使用应用本发明的二次电池的电子设备实例的斜视图。
图2是显示应用本发明的二次电池的斜视图。
图3是显示应用本发明的二次电池的详细斜视图。
图4是显示电池罐体制备方法的斜视图。
图5A、5B是显示应用本发明的二次电池安装在电子设备的电池容纳部件的状态的斜视图。
图6是插入二次电池的电池罐体的斜视图。
图7是显示电池单元的详细斜视图。
图8是显示电池单元的包装的结构的截面图。
图9A、9B是显示电池单元的正极端子和负极端子与正极片和负极片之间的结合部的侧视图。
图10是显示正极端子和负极端子与正极片和负极片之间的结合部的侧视图。
图11A、11B是显示二次电池的斜视图,其中根据功能从而正极端子部件和负极端子部件的设置不同。
图12A、12B是显示另一个二次电池的斜视图,其中根据功能从而正极端子部件和负极端子部件的设置不同。
图13A-13C是显示应用本发明的二次电池的其它实例的斜视图。
图14A-14C是显示应用本发明的二次电池的状态的视图,该二次电池安装在电子设备等的外部提供的电池安装部件中。
图15A-15C是显示贴了外部标贴的二次电池的视图,其中图15A是后视图,图15B是平视图,图15C是正视图。
图16A、16B是显示应用本发明的二次电池其它实例的斜视图。
图17A-17L是显示应用本发明的二次电池的制备方法的过程图表。
图18是显示电池单元的侧视图,支架和基底放在了夹具中。
图19是显示插在电池罐体内的电池单元的斜视图。
图20是显示应用本发明的二次电池的截面图。
图21A-21C是显示电池单元在电池罐体中的状态的截面图。
图22A-22H是显示应用本发明的二次电池的其它实例的视图。
图23A-23H是显示应用本发明的二次电池的其它实例的视图。
图24A-24H是显示应用本发明的二次电池的其它实例的视图。
图25A-25H是显示应用本发明的二次电池的其它实例的视图。
图26A-26H是显示应用本发明的二次电池的其它实例的视图。
图27A-27H是显示应用本发明的二次电池的其它实例的视图。
图28是二次电池的截面图,其中组装了电池盖。
图29是显示二次电池的截面图,其中二次电池的盖子设置有基底和电极端子。
图30A、30B是显示一实例的侧视图,其中电极部件设置于在电子装置等外部提供的电池安装部件的接合构件中。
图31A-31C是显示用粘结剂将电池单元粘贴在电池罐体内时的截面图。
图32是显示通过粘结剂被粘贴在电池罐体内的电池单元的状态的截面图。
图33A、33B是显示二次电池的截面图,其中用于支撑电池单元的插入端面的突出部形成于二次电池的盖子内。
图34是显示二次电池的斜视图,其中二次电池的盖子的正面形成得大于电池容纳部件。
图35是显示二次电池的斜视图,其中防止电池单元和电池罐体接触的鳍(fin)形成在二次电池的盖中。
图36是显示二次电池的斜视图,其中二次电池的盖子设置有剩余电池寿命显示部件。
图37是显示二次电池的详细的斜视图,其中外部标贴设置有用于缠绕第一个和第二个电池的盖的缠绕部。
图38是显示仅设置有电池罐体的一个开口的二次电池的斜视图。
图39是显示相关技术的聚合物锂离子二次电池的斜视图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述应用本发明的二次电池。例如,应用本发明的二次电池1是聚合物锂离子二次电池,其在附图1A和1B中示出,可用于多种电子设备,例如数码照相机10的电子设备。具体地,当二次电池1容纳在如附图1A所示出的数码照相机10的夹持部件11内设置的电池容纳部件12中时,二次电池1提供了该数码照相机10的驱动电能。电池容纳部件12由与二次电池1的形状相适应的实质上平的凹面构成,并且当可旋转设置在数码照相机10的底面部13的电池盖14被敞开时,其面向外。而且,在电池容纳部件12中,与电极端子部件37,38接触的容纳部件电极形成在底部,电极端子部件37,38设置于以后描述的二次电池1中。而且,当二次电池1容纳在电池容纳部件12中从而在其上设置了电极端子部件37,38的端面是插入端时,二次电池1连接到容纳部件电极,从而为数码照相机10提供了电能。顺便提及,电池容纳部件12提供有用于从电池容纳部件12使二次电池1放电的强化构件(未示出)和与强化构件相对的用于在电池容纳部件12内接合二次电池的接合构件19。这个接合构件19将在以后描述。
二次电池1将在以下描述。如图2和图3所示,具有包装在其中的电极端子的电池单元3从形成为基本扁平形式的金属电池罐体2的第一开口5插入;第一开口5被第一电池盖4塞住,电池盖4设置有端子部件,从电池单元3导出的正极端子和负极端子连接到端子部件;与第一开口5相对侧上的第二开口7被第二电池盖8塞住,从而形成了这个二次电池1。
如图3所示,电池罐体2由金属壳体制成,在金属壳体中实质上扁平立方体的两个相对面是敞开的,并且形成为实质上的梯形形状的截面,从而短边的每个边的边缘形成圆弧形。如图4所示,电池罐体2形成为实质上扁平的柱体,其中通过挤压成型如铁的金属板为其截面基本为的梯形形状的柱体,且然后根据电池单元3的形状切成任意的长度,第一开口5和第二开口7形成在电池单元3插入方向上的两个面上。通过调节壁的厚度为大约0.3mm,电池罐体2形成为薄形状,从而当除去电池单元3的容纳区域时,它自身的厚度可控制到极限;此刻,通过使用金属材料,电池罐体2可以设置有多种抗坠落、振动等的冲击阻力,或者具有抗快刀等机械强度,因此防止了出现的变形、穿孔等。
第一开口5是插入电池单元3的插入端,并且电池单元3插入后,该开口被第一电池盖4塞住。为此,与第一电池盖4上突出的接合凸面47接合的多个接合孔6在第一开口5的周边穿孔。在接合孔6中,当第一电池盖4插入第一开口5时,在第一电池盖4上突出的接合凸面47挤入第一开口5,同时接合凸面47被弯曲,然后与接合孔6接合。这样,第一电池盖4组装在电池罐体2中。
而且,第二开口7形成在与第一开口5相对的面上,并且被第二电池盖8塞住。为此,与第二电池盖8上突出的接合凸面50接合的多个接合孔9在第二开口7的周边穿孔。在接合孔9中,当第二电池盖8插入第二开口7时,在第二电池盖8上突出的接合凸面50挤入第二开口7,同时接合凸面50被弯曲,然后与接合孔9接合。这样,第二电池盖8组装在电池罐体2中。
如图5A所示,当二次电池1与电池罐体2一起插入的电池容纳部件12的形状形成为实质上梯形形状的截面从而短边的每边的边缘形成圆弧状时,设定二次电池1的插入数码照相机10的电池容纳部件12的插入面,从而防止了不正确的插入。也就是说,如图5A所示,在二次电池1的插入面是正确的情形,电池容纳部件12的短边的边与二次电池1的短边侧的主面的形状是一致的,从而二次电池1可以平滑地插入。另一方面,如图5B所示,在二次电池1的插入面是反转的情形,二次电池1的长边侧上的方形边缘受到电池容纳部件12的短边侧上形成的圆弧形边缘干扰,从而阻碍了二次电池1的插入。这样,在插入面是前后反转的情形,不但可以防止二次电池1插入电池容纳部件12,而且使用者可以容易地确定二次电池1的插入面的正确性。
而且,在电池罐体2中,第二开口7被第二个盖子8塞住后,插入连接在第一电池盖4的电池单元3,第一开口5被第一电池盖4塞住,粘贴绝缘外部标贴15。外部标贴15变成二次电池1的装饰性的标贴,并且设计以实现金属电池罐体2的绝缘。如图3所示,外部标贴15形成为实质上的矩形形状并缠绕在电池罐体2的外周。此时,在外部标贴15中,由于电池罐体2形成扁平形,粘贴工作很容易,并且与直接将其粘接在电池单元3的表面上以配置来包装电池元件20的情况相比,外部标贴15难以分开。
顺便提及,其上描述了多种二次电池1的信息的信息标贴16被粘贴在电池罐体2的长边侧上的主面部中。
接下来,将在以下描述电池罐体2中容纳的电池单元3。如图3和7所示,在电池单元3中,通过聚合物电解质层和/或分隔体(separator)叠置带状正极和带状负极;在纵向方向上卷绕的电池元件20包装在包装23中;正极端子21和负极端子22分别从正极和负极向外引出。
在正极中,正极活性物质层形成在带状正极集流体上,聚合物电解质层进一步形成在正极活性物质层上。而且,在负极中,负极活性物质层形成在带状负极集流体上,聚合物电解质层进一步形成在负极活性物质层上。正极端子21和负极端子22分别焊接在正极集流体和负极集流体上。而且,正极端子21由铝(Al)制成,负极端子22由镍(Ni)制成。这些正极端子21和负极端子22分别连接到以后描述的第一电池盖4上固定的正极片31和负极片32,且经由正极片31和负极片32,分别与在第一电池盖4中设置的正极端子板33和负极端子板34耦合。
根据目标电池的种类,可以通过使用如金属氧化物、金属硫化物或特殊的聚合物的正极物质配置正极。例如,在配置锂离子电池的情形,可以使用锂复合氧化物,其含有作为主要成分的LiXMO2(其中M代表一种或多种过渡金属;X根据电池的充/放电状态而变化,并且通常为0.05至1.10)作为正极活性物质。作为构成锂复合氧化物的过渡金属M,Co、Ni、Mn等是优选的。该锂复合氧化物的特定实例包括LiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1-yO2(其中0<y<1)以及LiMn2O4。这样的锂复合氧化物能够产生高电压并成为能量密度极好的正极活性物质。而且,如TiS2、MoS2以及NbSe2、V2O5的无锂金属硫化物或氧化物也可以被用作正极活性物质。这些正极活性材料的多种组合可以被使用。而且,通过使用这些正极物质来形成正极,可以添加公知的导电剂或粘结剂等。
掺杂或不掺杂锂的材料可以被用作负极材料。例如,可以使用少量的石墨化碳材料或石墨基材料的碳材料。更具体而言,可以使用碳材料,如可热分解碳、焦炭(例如,沥青焦炭、针状焦炭和石油焦炭)、石墨、玻璃状碳,有机聚合物复合物煅烧体(通过在适当的温度下煅烧苯酚树脂、呋喃树脂等而碳化的材料)、碳纤维和活性碳。此外,可以使用如聚乙炔和聚吡咯的聚合物和如SnO2的氧化物作为能够掺杂或不掺杂锂的材料。在从这样的材料形成负极中,可以添加公知的粘结剂等。
通过混合聚合物材料、电解液和电解质盐,并将凝胶电解质引入该聚合物,可以制备聚合物电解质。聚合物材料具有可与电极液相容的性能。其实例包括硅凝胶、丙烯酸凝胶、丙烯腈凝胶、聚phosphazene改性聚合物、聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物、复合聚合物、交联聚合物及其改性聚合物;氟基聚合物,如聚(偏二氟乙烯)、聚(共聚偏二氟乙烯-四氟丙烯)、聚(共聚偏二氟乙烯-三氟乙烯)及其混合物。
电解液成分包括易于分散前述聚合物材料的质子溶剂,例如,碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁稀酯(BC)。可以使用一种与该溶剂相容的材料作为电解质盐,并使用阳离子和阴离子的组合。可以使用的阳离子的实例包括碱金属和碱土金属。可以使用的阴离子的实例包括Cl-、Br-、I-、SCN-、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -。具体地,六氟磷酸锂或四氟磷酸锂以一浓度被用作电解质盐,从而其可以溶解在电解液中。
如图7所示,在其中容纳电池元件20的包装23通过切割实质上具有矩形的容纳片24和密封片26的电池集合体27形成,在容纳片24中预先设置了将电池元件20容纳其中的多个容纳凹面25,密封片26焊接在容纳电池元件20的容纳片24上且能够密封用于每个电池元件20的每个容纳凹面25。
容纳片24以纵向形状形成,从而多个容纳凹面25经由具有预定宽度的重叠宽度28排列。根据电池元件20的形状,容纳凹面25形成为实质上的矩形形状。而且,如图7所示,容纳凹面25的排列方向不限于短边的方向,而是容纳凹面25可以在长边的方向排列或可以纵向和斜向排列。隔开各个容纳凹面25的重叠宽度28是用来密封容纳凹面25的密封片26的结合面。而且,如图7中箭头A所示,当电池元件20容纳在每个容纳凹面25时,密封片26热焊接在重叠宽度28上,从而形成具有集成在其中的电池元件20电池集合体27。
顺便提及,此刻,正极和负极上延伸的正极端子21和负极端子22在从与密封片26的结合部的相同方向引导出。而且,此刻,焊接的同时使用真空汞(未示出)进行排气。由于这个吸力,电池元件20密封在由容纳片24和密封片26覆盖的容纳凹面25中。而且,通过抽吸容纳凹面25内部,用于将电池元件20容纳其中的包装23被拉伸和挤压,且形成为其横截面实质上为梯形形状,从而短侧的每个面的边缘形成圆弧形,其中根据电池元件20的形状,作为容纳凹面25的底面侧的第二面是小的,然而作为开口侧的第一面是大的。
而且,在电池单元3中,在电池元件20和容纳片24之间提供了间隙,从而电池元件20不压靠容纳凹面25的侧面。此外,当容纳片24和密封片26被密封而且被挤压且拉伸时,凹面29形成在电池单元3的每个引出面3a和与其相对的面3b上,正极端子21和负极端子22从引出面3a上引出(见图6)。而且,在密封容纳片24和密封片26以后,在每个电池单元3中,通过加压使密封片26侧的主面形成为扁平形状。其后,电池集合体27沿重叠宽度28切割,并分为具有在其中密封的电池元件20的各个包装23,从而形成电池单元3。
顺便提及,除通过形成电池集合体27并将其沿重叠宽度28切割而形成电池单元3以外,还可以通过对于各个单独的电池单元,在先前切割的容纳片中容纳电池元件20,并且与对于每个单独的电池单元相似切割的密封片结合,从而形成电池单元3。
如图8所示,构成包装23的每个容纳片24和密封片26具有层叠结构,其中聚丙烯(PP)层52、铝(Al)层53和尼龙层54以该顺序从内部叠置。这里,使用铝层53是为了防止湿气侵入包装23内,并防止电池元件20的膨胀。而且,聚丙烯层52不仅防止聚合物电解质的变性,而且成为容纳片24和密封片26之间的结合面。也就是说,通过使聚丙烯层52彼此对立并在约170℃下将其热熔,进行了容纳片24和密封片26的结合。
顺便提及,包装23的配置不限于此,但是可以使用具有多种材料合层叠结构等的层压膜。而且,加入的方法不限于热熔化。包装23的构成材料的实例包括铝、对苯二酸聚乙烯酯(PET)、非轴向拉伸聚丙烯(CPP)、酸改性聚丙烯、离子交联聚合物等。
如图3所示,第一电池盖4具有连接到从电池单元3的相同侧引出的正极端子21和负极端子22的端子部件,且塞住电池罐体2的第一开口5,且第一电池盖4被配置以具有用于插入和固定分别连接到正极端子21和负极端子22的正极片31和负极片32的固定器30、具有分别连接到正极片31和负极片32的正极端子板33和负极端子板34的基底35、与基底35夹住固定器30且与电池罐体2的第一开口5接合的顶盖36,并通过一体组装折体30、基底35和顶盖36来制造。
固定器30经由基底35与顶盖36结合在一起,因此与顶盖36一起夹住基底35。以这种方式,固定器30与顶盖36一起受到施加到正极端子部件37和负极端子部件38的压力,因此防止了过量的载荷被施加到正极端子部件37和负极端子部件38的情况。固定器30是形成为实质上梯形平板形状的组件,从而每个短边侧上的边缘形成圆弧形,其通过模制形成与电池罐体2的第一开口5的实质上相同的形状的合成树脂制备。在这个固定器30中,插入孔41,42分别形成在短边侧上的侧面的附近,通过一对插入孔41,42分别插入正极片31和负极片32,并且通过在插入孔41,42中分别插入和固定正极片31和负极片32,其设计为可以定位正极片31和负极片32,而且可以防止由伴随的振动等引起的二次电池1的脱落或位置偏移。因此,正极片31和负极片32能够防止由于由伴随的振动等引起的脱落或位置偏移而使正极端子21和负极端子22的之间焊接出来。
提供正极片31和负极片32是为了使从电池单元3引出的正极端子21和负极端子22连接到作为二次电池1的电极端子的设置于基底35中的正极端子板33和负极端子板34上,并且当在固定器30中插入和支撑时,一个端部31a、32a延伸到电池单元3侧,而其它的端部31b、32b延伸并固定在基底35侧。在这些正极片31和负极片32中,通过使用镍(Ni),一个端部31a、32a分别设置在正极端子21和负极端子22上,其它端部31b、32b分别设置在基底35上提供的正极端子板33和负极端子板34上,然后将四个点通过点焊共同焊接。这是因为由于正极端子21由使用铝(Al)形成,如果正极端子21直接焊接在正极端子板33,铝将被熔化,从而不能实现连接。因此,通过将正极片31和负极片32作为媒介,并从其上侧焊接,正极端子21连接到正极端子板33,负极端子22可连接到负极端子板34。
而且,如图9A和9B所示,在每个正极片31和负极片32的一个端部31a、32a中,形成折叠部件39、40,其中其尖端边缘折叠向与接触面相对侧的面,该接触面与正极端子21和负极端子22接触。如图10所示,在折叠部件39、40中,正极片31和负极片32分别具有0.1mm的厚度,然而其尖端折叠成大约0.3mm的高度。在这种方式中,通过折叠尖端侧,正极片31和负极片32分别被形成以圆弧形竖立,并且分别与如以后的描述的正极端子21和负极端子22结合。其后,当折叠结合部45时,即使尖端与正极端子21或负极端子22接触,也能防止出现正极端子21或负极端子22被损坏或被切断的现象。
顺便提及,用于使电池罐体2上充有的电荷放电的接地43连接到负极片32上。当接地43被固定器30固定时,其中一个端部可连接负极片32,而另一个端部可与电池罐体2的内表面接触。以这种方式,尽管在金属电池罐体2上充电,电荷也可以通过接地43放电到负极片32,从而不会由于电荷在电池罐体2上充电而引起二次电池1中或具有二次电池1设置在其中的电子设备中的微型计算机的操作错误。顺便提及,接地可以连接到基底35上,因此使电荷通过基底35放电到负极片32上。
而且,在固定器30的上面30a和下面30b上,插入并接合顶盖36上提供的接合孔46的多个耦合突起44在纵向上间断形成。当耦合突起44接合接合孔46时,固定器30与顶盖36耦合在一起,从而将基底35夹在中间。
基底35是刚性的基底,其上形成了用于供应从电池单元3经由正极端子板33和负极端子板34流入电子设备的电流的电路图案,并安装有正极端子板33和负极端子板34,正极端子板33和负极端子板34分别焊接到正极片31和负极片32的其它端部31b、32b。正极端子板33和负极端子板34分别连接正极端子部件37和负极端子部件38,正极端子部件37和负极端子部件38形成在安装面的相对侧的面上。而且,在基底35中,正极端子部件37和负极端子部件38经由提供在顶盖36上的端子孔48面向外,并与数码照相机10或电池充电器侧上提供的电极端子接触。
正极端子部件37和负极端子部件38根据二次电池1的功能形成为彼此不同的设置。原因如下。在用于多种电子设备的二次电池1中,存在一些情况为,尽管外形相对于电池罐体2或第一电池盖4是相同的,然而通过根据所使用的电子设备使得电池容量的不同或通过使得可相容的电子设备不同,提供了彼此不相容的多种类型的二次电池1。而且,存在一些情况为,提供了具有彼此不同功能的多种二次电池1,如具有例如LED显示部件或液晶显示部件的剩余电池寿命显示部件和剩余电池寿命显示按钮的组合,因此产生了具有剩余电池寿命显示功能和不具有这样的剩余电池寿命显示功能的类型;和可以快速充电的类型与不能快速充电的类型的组合。
然而,因为在所有的具有任何功能类型中二次电池1的外形是相同的,存在将二次电池1安装在不相容的电子设备中的某些可能性。那么,通过对于每个功能使得正极端子部件37和负极端子部件38设置的不同并相似地使相容的电子设备的电极端子设置不同,有可能防止由于二次电池的错误安装而引起的任何麻烦。
具体地,正极端子部件37和负极端子部件38对于每个功能设置在与基本点对称的位置中。例如,在如图11A所示的具有760mAh的电池容量的二次电池1A中,和如图11B所示的具有830mAh的高电池容量的二次电池1B中,正极端子部件37和负极端子部件38放置在旋转180度的基本点对称的位置上。顺便提及,如图12A和12B所示,对于每个功能,正极端子部件37和负极端子部件38可以设置在两侧对称的位置。而且,实际点对称的设置形状可以被适当地选择。
以这种方式,通过根据二次电池1的功能使得正极端子部件37和负极端子部件38的设置不同,并且对应于不同功能使得电子设备的电极端子的设置不同,即使在二次电池1安装在不相容的电子设备中,由于电子设备侧的电极端子不能与二次电池1侧的电极端子接触,有可能防止由于不相容的二次电池1的错误安装而引起的任何麻烦。
在基底35中,通过蚀刻堆叠在绝缘基底等上的铜箔而形成电路图案和焊区(land),采用回流焊接将正极端子板33和负极端子板34安装在焊区上。如在前所述,正极端子板33和负极端子板34与正极端子21和负极端子22一起分别焊接在正极片31和负极片32上。而且,正极端子部件37和负极端子部件38形成在通过镀金等形成的规定位置的焊区上。
顺便提及,如果需要,基底35可以提供有如PTC(正温度系数)的热敏元件,用于探测二次电池1的温度以实现充电控制或安全控制。通过提供热敏元件,当温度提高时,二次电池1能够关闭和控制输入/输出电路。
与固定器30一起夹住基底35的顶盖36是为实质上梯状扁平板形状的组件,从而短边侧的边缘形成圆弧状,其通过模制形成合成树脂为与电池罐体2的第一开口5实质上相同的形状,并且能无缝隙的与第一开口5接合。在顶盖36中,在短边侧的上面36a和长边侧的下面36b上,其中插入并接合在固定器30上突起的多个耦合突起44的多个接合孔46对应于耦合突起44间断地形成。而且,在顶盖36中,与形成在电池罐体2的第一开口5的周边的接合孔6接合的多个接合凸面47形成在上面36a和下面36b上。而且,当顶盖36从第一开口5以上面36a和下面36b稍微弯曲的方式插入电池罐体2时,接合凸面47与接合孔6接合在一起,并组装在电池罐体2中。
而且,在顶盖36中,端子孔48在前面36c上穿孔,形成在基底35中的正极端子部件37和负极端子部件38从端子孔48面向外,并且正极端子部件37和负极端子部件38经由端子孔48与如数码照相机10或电池充电器的电子设备侧的电极端子接触。顺便提及,端子孔48例如根据形成在基底35中的端子部件在三个地方提供,并且端子孔48可以分别用于正极端子、负极端子和用于剩余电池寿命的信息的端子。顺便提及,端子孔48的数目可以根据基底35中提供的端子部件而适当地增加或减少。
当电池单元3的正极端子21和负极端子22经由固定器30中固定的正极片31和负极片32分别连接到基底35的正极端子板33和负极端子板34,且然后固定器30的耦合突起44插入耦合孔46时,顶盖36与固定器30耦合,同时将基底35夹在其间,从而形成第一电池盖4。其后,当顶盖36上的接合凸面47与形成在电池罐体2的第一开口5的周边的接合孔6接合时,第一电池盖4组装在电池罐体2内,从而形成了二次电池1。
顺便提及,如图13A、13B和13C所示,在顶盖36中,在其被外部贴附在形成在与前面36c上的电池容纳部件12分开的电子设备中形成的电池安装部件的情况下,或者其安装在电池充电器的电池安装部件12中的情况下,可以形成与凸出在电子设备或电池充电器的电池安装部件上的接合突起78接合的接合部件49。在二次电池1中,如图14A、14B和14C所示,通过将接合部件49与接合突起78接合,然后将如以后描述的第二电池盖8中形成的接合部件55与接合构件51接合。在模制形成顶盖36中可以容易地形成接合部件49。顺便提及,图13A显示了其中接合部件49在顶盖36的前面36c的两端中形成凹面形式的实例;图13B显示了其中凹面形式的接合部件49的两端有凹口的实例;图13C显示一实例,其中在电池安装部件中提供接合凹面,提供有与接合凸面相对应的形状的凸面接合部件49形成在二次电池1的顶盖36上。
顺便提及,在本说明书中,关于二次电池1,电池罐体2的短边侧上的主面被称为二次电池1的上面1a;电池罐体2的长边侧上的主面被称为二次电池1的下面1b;顶盖36的前面36c被称为二次电池1的前面1c;电池罐体2的底面部件被称为二次电池1的后面1d。
接下来,将描述第二电池盖8,其与引出电池单元3的正极端子21和负极端子22的引出面3a相对侧的侧面相对,并且其塞住电池罐体2的第二开口7。这个第二电池盖8为实质上梯状平板形的组件,从而短侧的每个边的边缘形成圆弧形,其由模制合成树脂制备为与电池罐体2的第二开口7基本相同的形状,并能与第二开口7无间隙地接合。
而且,在第二电池盖8中,与形成在电池罐体2的第二开口7的周边的接合孔9接合的多个接合凸面50间断地形成在其上面8a和下面8b上。当第二电池盖8的上面8a和下面8b从第二开口7插入电池罐体2并被弯曲时,接合凸面50与接合孔9接合,由此将第二电池盖8组装到电池罐体2。以这种方式,第二电池盖8组装在电池罐体2中。
而且,在第二电池盖8中,前面8d的一个端部形成为接合部件,其与在数码照相机10的电池容纳部件12中提供的接合构件19接合。也就是说,如图15A和15B所示,前面8d形成为接合区域,其与用于在数码照相机10的电池容纳部件12中固定电池罐体2的钩形的接合构件19接合,并且在安装二次电池1中,接合构件19被接合。以这种方式,二次电池1与强化力相对地与电池容纳部件12接合,二次电池1总是通过强化构件向电池容纳部件12外强化。而且,接合构件19从前面8d脱落时,二次电池1从电池容纳部件12放电。
进一步,即使二次电池1从底面部件以错误的插入方向安装在如数码照相机10或电池充电器的电子设备中的情形,由于对应于正极端子部件37和负极端子部件38的位置提供的数码照相机10或电池充电器侧的电极与合成树脂制的第二电池盖8接触,第二电池盖8构成第二电池1的底面部分,可以防止由于与金属电池罐体直接接触而引起的短路的发生,其与底面部分和金属电池罐体一体形成的二次电池不同。
而且,当电池元件3插入电池罐体2时,第二电池盖8经由以后描述的弹性构件60贴附到电池元件3插入的端面3b。这样,因为电池单元3贴附到电池罐体2的内侧,而防止电池罐体2内不稳定的发生。而且,可以吸收由于二次电池1等的坠落或振动等引起的施加到电池单元3的碰撞。还有,可以防止过量的载荷被施加到正极端子21与负极端子22和正极片31与负极片32之间的结合部45的情形。
顺便提及,构成电池罐体2的底面部件的第二电池盖8在外部贴附在电池安装部件上,电池容纳部件形成在与电池容纳部件12分开的电子设备的壳体中或安装在电池充电器的电池安装部件中,如图16A和16B所示的情形,与电子设备或电池充电器的电池安装部件中突起的接合构件51接合的接合部件55可以如图14A、14B和14C所示形成。
例如,接合部件55沿纵向形成实质上矩形凹面,并且当第二电池盖8模制形成时其同时形成。例如,如图14A所示,接合部件55形成在电子设备的外部壳体中提供的电池安装部件中,并且与旋转并向接合部件55侧强化的钩形的接合构件51接合。顺便提及,图16A是显示实例的视图,其中第二电池盖8的纵向上的整个长度上形成凹面接合部件55;图16B是显示实例的视图,其中第二电池盖8的纵向上在两个端部中形成的一对接合部件55、55。
如图14B和14C所示,在前述的第一电池盖4中形成的接合部件49与接合突起78接合以后,接合部件55与旋转并向电池罐体2的接合方向强化的接合构件51接合。因此,二次电池1可以贴附到在外部与电子设备等的壳体的外部。这样,除了容纳在安装容纳部件中的二次电池1以外,另一个二次电池1也可以容易地在外部贴附到电子设备中,从而可以延长电子设备的使用时间。
接合部件55可以适当地形成任意的形状,而不受图16A和16B的实例的限制。而且,可以形成凸面形式的接合部件55,从而在电池安装部件侧提供凹面接合构件,并且第二电池盖8具有对应于该接合构件的形状。
顺便提及,如图6所示,由于凹面29形成在以后描述的电池单元3的插入端面3b上,当对应于凹面29形成该接合孔8时,其形成而不妨碍电池元件20,电池元件2配置以具有电池单元3内所包含的正极、负极和电解质。
接下来,将参照图17A至17L描述二次电池1的制备方法。首先,如图17A所示,电池单元3和基底35放置在夹具中,夹具的细节将省略。顺便提及,此刻,电池元件3沿电池集合体27的重叠宽度28切断,并且沿电池单元3的侧面折叠成其截面为实质的梯形形状,因此使其容易处理;并且如后描述,在电池罐体2中容纳中,当折叠的重叠宽度28设置于电池罐体2和电池单元3的侧面之间时,其起缓冲构件的作用。而且,在基底35上,形成预定的电路图案以及正极端子部件37和负极端子部件38,并回流焊接正极端子板33和负极端子板34。
顺便提及,关于电池单元3的结构,对于每个单独的电池单元,除形成电池集合体27并沿重叠宽度28切断它之外,密封片可以与具有将电池元件20容纳其中的容纳片结合。
电池单元3以这样的方式设置,从而引出正极端子21和负极端子22的容纳片24之间的结合面形成,并且密封片26面向上,容纳凹面25的底部部件面向下。也就是说,其截面为实质梯形形状的电池单元3被如此设置,从而短边侧面向下,引出正极端子21和负极端子22的长边侧面向上。而且,电池单元3这样设置,从而引出正极端子21和负极端子22的引出面3a面向基底35侧。基底35如此设置,从而其上安装正极端子板33和负极端子板34的安装面面向上,且实质上梯形形状的短边侧面向电池单元3的引出面3a。
接下来,如图17B所示,在固定器30中,正极片31和负极片32插入并固定在插入孔41、42中。而且,此刻,接地43也安装在固定器30中。接下来,如图17C所示,通过在夹具中安装该固定器30,固定器30设置在电池单元3和基底35之间。在固定器30中,固定正极片31和负极片32的实质梯形形状的短边侧面向下,并且与基底35的短边一起设置。而且,在固定器30中,正极片31的一个端部31a放在电池单元3的正极端子21的上面,负极片32的一个端部32a放在负极端子22上面。而且,正极片31的其它端部31b放在基底35的正极端子板33上面,负极片32的其它端部32b放在负极端子板34上面。这样,电池单元3的正极端子21和负极端子22、固定器30的正极片31和负极片32、基底35的正极端子板33和负极端子板34放置在实质上相同的平面上(见图18)。
接下来,分别从上侧焊接正极片31的一个端部31a和其它端部31b、负极片32的一个端部32a和其它端部32b的四个位置,从而使电池单元3的正极端子21结合到正极片31的一个端部31a,使负极端子22结合到负极片32的一个端部32a,分别使基底35的正极端子板33结合到正极片31的其它端部31b,使负极端子板34结合到负极片32的其它端部32b。这里,尽管铝(Al)被用作正极端子21,但是由于正极端子21从由镍制成的正极片31的上侧焊接,两者可以彼此牢固地结合而不会产生热分解。
接下来,如图17D所示,将基底35竖立,从而在其上叠置固定器30。此刻,由固定器30固定的正极片31和负极片32的对应其它端部31b、32b中,从基底35面中的插入孔41、42上的基底端部分沿基底35的竖立方向折叠。
接下来,如图17E所示,粘结绝缘纸59,从而覆盖了正极端子21和负极端子22与正极片31的一个端部31a和负极片32的一个端部32a之间的结合部45,绝缘纸59不仅加强了正极和负极端子21、22与正极和负极片31、32之间的结合部45,还防止了由于金属电池罐体2和结合部45之间的接触而产生的短路和防止了在正负电极之间由于正极片31和负极片32的变形而产生的短路。在绝缘纸59中,粘结剂层形成在一个面上,通过折叠绝缘纸59而夹住如图17F所示的结合部45,粘结剂层彼此粘合,从而实现粘结。
接下来,如图17G所示,固定器30与顶盖36耦合,从而形成第一电池盖4。其后,如图17H和图9A和9B所示,将粘上绝缘纸59的正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32之间的结合部45折叠成为实质S形,从而电池单元3的导出面3a和第一电池盖4彼此相对。这样,通过在电池罐体2中容纳处于弯曲状态的结合部45,即使由于坠落、振动等而引起在电池单元3和第一电池盖4之间施加冲击的情况,也能通过折叠为S形状并被容纳的结合部45吸收冲击的负载,从而可以防止上述引起的正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32的分离或破损(见图9A和9B)。
接下来,如图17I所示,在电池单元3中,弹性构件60具有薄厚度,并且具有形成在其两侧上的粘贴层,弹性构件60粘贴在电池罐体2的端面3b。该弹性构件60不仅使电池元件3固定在电池罐体2的内部,从而防止了不稳定,而且吸收了施加到电池单元3的冲击。弹性构件60的实例包括聚氨酯泡沫作为基材的压敏粘性双面涂带。电池单元3的插入端面3b没有形成为平形,其是其中其形状容易被散开的面。然而,通过弹性构件60吸收该散开,从而电池单元3确保粘贴在电池罐体2的内部。而且,弹性构件60可以吸收由于坠落、振动等引起的施加到电池单元3的冲击,或能减少由于电池单元3的热膨胀引起的对于结合部45的负载。因此,弹性部件60能够与前述绝缘纸59一起防止正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32的分离的产生。
当弹性构件60根据电池单元3的插入端面3b的形状形成实质上地矩形形状,并沿电池单元3的侧面在纵向上在两个端面部件上设置时,贴附用于将电池单元3的重叠宽度28从电池罐体2绝缘的绝缘膜61。即,构成电池单元3的包装23的容纳片24和密封片26每个是一种片,其中聚丙烯(PP)层52、铝(Al)层53、尼龙层54以该顺序从内部叠置。当沿重叠宽度28切割时,构成该片的每个层在切割面上向外暴露。在它们之间,当铝层53与金属电池罐体2直接接触时,在电池罐体2被充电的情况下,铝层53变成所属电极。当由于某些原因聚丙烯层52还具有孔时,铝层53受到电解质侵蚀也具有孔。而且,当湿气从包装23的孔侵入时,有可能电池单元3会膨胀。那么,通过沿电池单元3的切割面设置绝缘膜61,其被设计以实现电池罐体2和包装23的切割面之间的绝缘,从而防止了由于电池元件20的湿气吸收而引起的电池单元3的膨胀。
绝缘膜61是根据电池单元3的侧面形成的纵向膜,其一端贴附在弹性构件60的每个端部。如图19和20所示,当电池单元3从插入端面3b插入电池罐体2时,绝缘膜61通过电池罐体2的第一开口5的侧边缘部分沿电池单元3的侧面被折叠,并且设置在电池单元3的侧面上折叠的重叠宽度28和电池罐体2的侧面之间的切割面上。这样,可以防止暴露在重叠宽度28的切割面上的铝层53和电池罐体2之间的接触。
接下来,如图17J所示,电池单元3插入电池罐体2中,并通过第一电池盖4塞住电池罐体2的第一开口5。此刻,在电池罐体2中,第二电池盖8预先装在第二开口7中。电池单元3被插入从而使其截面为实质上梯形形状的短边侧和长边侧与类似形成为其截面为实质上梯形形状的电池罐体2的短边侧和长边侧相应。这样,可以有效地利用电池罐体2内部的空间,从而在电池罐体2和电池单元3之间提供了预定的间隙。如图21A至21C所示,这个间隙成为在电池单元3受热等膨胀的情形中的裕量,从而避免了由于电池单元3的膨胀而引起的结合部45的过载或电池罐体2的变形。顺便提及,图21A显示了电池单元3的两个主面相等地膨胀的情形;图21B和21C均示意性地示出电池单元3的两个主面不相等地膨胀的情形。
而且,在电池单元3的方向被反转的情形,由于电池单元3的长边的每侧的边缘与电池罐体2的短边的每侧上形成的圆弧形边缘相干扰,因此防止侵入,可以防止错误插入的发生。
如图19所示,当电池单元3被插入时,沿电池单元3的侧面在电池罐体2的第一开口5的侧边缘设置绝缘膜61。而且,电池单元3粘贴在第二电池盖8的内壁上,第二电池盖8通过粘贴在插入端面3b上的弹性构件60而构成电池罐体2的底面部件。在电池单元3的插入以后,在顶盖36上突起的接合凸面47侵入第一开口5,同时被弯曲,然后与接合孔6接合。这样,在电池罐体2的第一开口5中组装了第一电池盖4。
而且,当第一电池盖4装配在电池罐体2中时,正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32之间的结合部45设置在电池单元3和固定器30之间,为实质S形的弯曲状态。
接下来,如图17K所示,外部标贴15粘贴在电池罐体2的周边。最后,如图17L所示,其上描述二次电池1的多种信息的信息标贴16粘贴在已经粘上外部标贴15的电池罐体2的长边侧的主面部上,从而完成了二次电池1。
根据具有前述结构的二次电池1,通过组装金属电池罐体2和模压制第一电池盖4和第二电池盖8,可以容易地完成组装。而且,由于通过将金属板形成为其截面为实质上梯形形状的柱体并且对应于电池单元3的形状以任意长度切割,从而形成电池罐体2,因此可以容易地制成二次电池。即,当仅插入电池单元3的第一开口5敞开时,通过使用深拉处理制造电池罐体。在该情形,模具的制造将花费很多钱,并且电池罐体的制造和处理步骤将变得复杂。另一方面,通过使用如本发明的柱形电池罐体2,其可以通过挤压成型被更简单地制造,并提高了设计的自由度。而且,可以减少电池罐体2的处理步骤的数量。另外,由于二次电池罐体可以根据电池单元的形状通过切割柱形金属板来制造,因此可能容易地制造对应于具有不同尺寸的多种电池单元的电池罐体2。
而且,通过使用金属电池罐体2,同时可以实现细薄和长度的保证,从而可以提供能够满足如小型化、轻薄的电子设备的要求的二次电池。
另外,在安装二次电池1中成为电子设备的电池安装部件中的安装端的接合部件49或接合部件55的外部形状可以容易地通过利用模制形成第一电池盖4和第二电池盖8形成(图13A至13C和图16A和16B)。顺便提及,可以使用第一电池盖4和第二电池盖8中形成的外部形状作为识别部件,用于识别二次电池1的功能或者特点,如电池容量、快速充电的必要性、剩余电池寿命显示功能的存在或不存在。例如,通过在第一电池盖4的顶盖的前面36c中提供凸面控制部件,可以控制除了相容的电子设备以外的电子设备中的安装或将与快速充电不相容的二次电池安装入进行二次电池的快速充电的电池充电器。这样的控制部件在模制形成第一电池盖4和第二电池盖8中形成,并且在与二次电池1相容的电子设备或电池充电器中,形成对应于控制部件的凹面内适配部件。这样,可以防止将二次电池安装入不提供有内适配部件的不相容的电子设备或电池充电器中,内适配部件用于内适配控制部件。
顺便提及,图22A和22B、23A和23B、24A和24B、25A和25B、26A和26B、27A和27B分别示出了提供有接合部件49和接合部件55的二次电池1的斜视图;图22C、23C、24C、25C、26C和27C分别示出了每个斜视图中显示的二次电池1的前视图;图22D、23D、24D、25D、26D和27D分别示出了本发明的二次电池1的后视图;图22E、23E、24E、25E、26E和27E分别示出了本发明的二次电池1的左视图;图22F、23F、24F、25F、26F和27F分别示出了本发明的二次电池1的右视图;图22G、23G、24G、25G、26G和27G分别示出了本发明的二次电池1的平面图;图22H、23H、24H、25H、26H和27H分别示出了本发明的二次电池1的仰视图。
而且,在二次电池1中,当电池罐体2和第一电池盖4和第二电池盖8形成为其中短边的每侧上的边缘形成圆弧形的其截面为实质上梯形形状且数码照相机10侧的电池容纳部件12形成为相同的形状时,在插入面在背面和前面是前后反转的情况下,电池容纳部件12的边缘和二次电池1的边缘互相干扰,从而阻碍了插入。因此,可能确保防止错误的插入。
而且,在二次电池1中,因为外部标贴15没有粘贴在构成二次电池1的底面部件的第二电池盖8上,通过使其成为与在电子设备侧提供的接合构件19接合的接合部件,即使当被接合构件19反复摩擦时,也可以防止外部标贴15的破损或分离的情况的发生。
而且,即使二次电池1在错误的插入方向从底面部件安装在如数码照相机10或电池充电器的电子设备时,因为对应于正极端子部件37和负极端子部件38的位置而提供的数码照相机10或电池充电器侧的电极与构成二次电池1的底面部件的合成树脂制的第二电池盖8相接触,可以防止由于与金属电池罐体的直接接触而引起的短路发生,这与其中底面部件与金属电池罐体一体形成的二次电池不同。
此外,如图28所示,在二次电池1中,通过粘接外部标贴15,从而覆盖了第一电池盖4的顶盖36和第二电池盖8的每个上面36a、8a以及下面36b、8b,可以提高电池罐体2与第一电池盖4和第二电池盖8的组装强度。因此,由于不需要从接合孔6、9在电池罐体2的上侧突起形成在与电池罐体2接合的第一电池盖4和第二电池盖8上的接合凸面47、50,从而可以确保组装强度,而不妨碍二次电池1的平直度或外形。
此外,在二次电池1中,通过根据如电池容量的功能的不同而使在第一电池盖4上形成的正极端子部件37和负极端子部件38的位置不同,同时使电池罐体2和第一电池盖4和第二电池盖8具有相同的形状,即使在不相容类型的二次电池1装入不相容的数码照相机10中,在电极端子之间也不会导电,从而避免了麻烦的发生。
此外,在二次电池1中,当电池罐体2和电池单元3形成为其中短边的每侧的边缘线形成圆弧形的其截面为实质上梯形形状时,可以防止电池单元3错误地插入电池罐体2中,并且有效地利用了电池罐体2内部的空间。这样,有可能提供当电池单元3受热膨胀时成为电池单元3和电池罐体2的内壁之间的裕量的空隙。因此,即使电池单元3受热膨胀时,电池罐体2也不会导致变形,或者过量的负载不会施加到正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32之间的结合部45。
此外,在二次电池1中,第一电池盖4被配置具有用于设计定位并固定正极片31和负极片32的固定器30、提供有正极端子部件37和负极端子部件38的基底35、以及与固定器30一起将基底35夹住的顶盖36。以这种方式,在固定器30中,通过设计定位正极片31和负极片32的位置并将其固定,肯定容易实现与正极端子21和负极端子22的焊接或与正极端子板33和负极端子板34的焊接。而且,即使在由于二次电池1的坠落或振动等而引起冲击的情况,也可以防止正极片31和负极片32之间的焊接部件脱落的情况。
此外,在二次电池1中,由于电池罐体2经由弹性构件60装在电池单元3的插入端面3b上,不仅可以防止电池罐体2内部的电池单元3的不稳定,还可以吸收由于电池罐体2的坠落或振动等引起的冲击,从而防止了施加于结合部45的冲击。而且,通过沿侧面折叠重叠宽度28,然后将电池单元3插入电池罐体2中,可以使折叠的重叠宽度在电池单元3和电池罐体2之间起缓冲构件的作用。
此外,在二次电池1中,通过在弹性构件60上粘接绝缘膜61,当电池单元3插入电池罐体2时,绝缘膜61沿电池单元3的侧面设置,同时在电池罐体2的第一开口5的侧面上被引导以覆盖在重叠宽度28的切割面上暴露的包装23的铝层53,因此能将其设计为与电池罐体2的内壁绝缘。因此,即使在金属电池罐体2充电的情况下,也可以防止由于电池罐体2和包装23的铝53之间的载流引起的电解质的侵蚀的产生。
此外,在二次电池1中,由于绝缘纸59粘贴在正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32之间的结合部45上,不仅绝缘纸可以加强结合部45,而且其可以防止由于与金属电池罐体2接触而导致的短路的发生。而且,通过将结合部45容纳在电池罐体2中,同时将其弯曲成实质的S形,即使在由于二次电池1的坠落或振动等引起在电池单元3和第一电池盖4之间施加冲击,折叠成实质S形并被容纳的结合部45被弯曲,从而可以吸收冲击的负载的影响,因此防止了正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32的分离的发生。
顺便提及,如图29所示,在应用本发明的二次电池1中,通过与第一电池盖4相似地由固定器56、基底57和底盖58来形成第二电池盖8,可以加入驱动电路和端子。固定器56、基底57和底盖58的构造与前述的固定器30、基底35和顶盖36相同,因此,省略其细节。在基底57中,形成多个电路图案、半导体装置等,并且通过构成电池盖4、挠性基底等的基底35连接,省略挠性基底的细节。
顺便提及,由于不总需要为基底57提供在基底35中形成的正极端子部件和负极端子部件,如在顶盖36上提供的端子孔48的端子孔也不总形成在底盖58上。这样,在由正极端子部件和/或负极端子部件或地线电极制成的罐体底部电极62提供在基底57中的情形,从其罐体底部电极62面向外的端子孔也形成在底盖58中。
而且,此刻,如图30A所示,凹面接合部件55在纵向上形成在第二电池盖8的底盖58中时,端子孔形成在第二电池盖8的接合部件55中,并且形成在基底57中的罐体底部电极62经由接合部件55面向外部。另一方面,如图30B所示,连接电子设备侧的电极或地线部件的电极部件51a形成在电子设备的面上提供的接合构件51上,并且在与第二电池盖8的接合部件55接合的同时连接在罐体底部电极62上。
顺便提及,如前面所述,在应用本发明的二次电池1中,电池单元3经由弹性构件60粘贴在电池罐体2的内侧。然而,如图31A至31C所示,可以采用一种配置,其中在插入电池单元3之前,将粘结剂65涂在电池罐体2内的一个主面上,且通过插入到电池罐体2内的电池单元3粘结剂65在电池罐体2内的一个主面上散开,从而将电池单元3粘贴到电池罐体2。通过使用这样的配置,电池单元3可以被固定在电池罐体2中,从而防止了由于二次电池1的坠落或振动等引起的电池罐体2内的电池单元3的不稳定。因此,过量的负载不会施加到在正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32之间的结合部45,从而可以防止正极端子21和负极端子22与正极片31和负极片32的分离。
而且,通过使用粘结剂65将电池单元3固定在电池罐体2内,可以有效地利用电池罐体2内的空间,并且可以形成与粘结面相对侧的电池单元3的主面和与前述主面相对的电池罐体2的内壁之间的空隙。因此,如图32所述,即使在电池单元3热膨胀的情形,由于通过空隙可以确保对于电池单元3的体积膨胀的裕量,可以防止电池罐体2中产生的变形或者过量的负载被施加到结合部45的情况。
而且,在应用本发明的二次电池1中,如图33A和33B所示,用于支撑电池单元3的插入端面3b的突起66可以形成在第二电池盖8中。当突起66支撑进入电池罐体2的电池单元3的插入端面3b时,即使在电池单元3比电池罐体2的整个长度短的情形,可以容纳电池单元3而不会导致电池罐体2内的不稳定。多个突起66间断地提供在与电池单元3的插入端面3b相对的位置上的第二电池盖8的内面8c上。而且,突起66通过模制形成合成树脂与第二电池盖8一体形成。
顺便提及,图33A示出了第二电池盖8不提供有接合部件55的情况;图33B示出了第二电池盖8提供有凹面形状的接合部件55的情况。在所有的情况中,弹性构件60不粘贴在由突起66支撑的电池单元3的插入端面3b上,并且电池单元3通过供给到电池罐体2中的粘结剂65被固定。当然,第二电池盖8可以提供有凸面形状的接合部件55。
而且,可以形成应用本发明的二次电池1,从而第二电池盖8的前面8d从电池罐体2的横截面形状突起。具体地,如图34所示,通过形成矩形的第二电池盖8的前面8d,第二电池盖8的前面8d的角部从其截面为实质上梯形形状的电池罐体2的短边侧上的边缘突起,从而短边每侧上的边缘形成圆弧形。
这样,通过形成第二电池盖8的前面,从而其从电池罐体2的周边突起,即使想反转地将二次电池1插入在如数码照相机10的电子设备中形成的电池容纳部件时,第二电池盖8的前面8d比电池容纳部件12的插入开口大,从而通过电池容纳部件12的周边壁避免了二次电池1的插入内部。因此,可以防止二次电池1从前面和后面的相反插入。
顺便提及,关于二次电池1的后面和前面的相反插入,通过形成其截面为实质上梯形形状的电池容纳部件12的短边每侧的边缘,从而短边每侧的边缘形成圆弧形,二次电池1的长边侧的方形边缘与电池容纳部件的短边侧形成的圆弧状的边缘相干扰,因此,阻碍了插入(见图5A和5B)。
而且,在应用本发明的二次电池1中,如图35所示,可以提供从第二电池盖8的内面8c纵向形成一对鳍68、68。这对鳍68、68是为了将插入电池罐体2的电池单元3的侧面上折叠的重叠宽度28的切割面与电池罐体2的内壁绝缘,并且从纵向的两个端部分沿电池罐体2的侧面垂直地提供在第二电池盖8的内面8c上。
在电池罐体2的第二开口7中容纳组装第二电池盖8中,鳍68、68沿电池罐体2的侧面插入,并具有硬度,从而它们可以沿电池罐体2的侧面平直设置而在插入时不被折叠或弯曲。而且,尽管鳍68、68在模制形成第二电池盖8中通过使用绝缘的合成树脂一体形成,它们也可以在形成第二电池盖8后分开地固定。
通过在电池罐体2中组装第二电池盖8,绝缘鳍68、68沿电池罐体2的内面设置;且当随后插入电池单元3时,鳍68、68介于面向电池单元3的侧面的重叠宽度28的切割面和电池罐体2之间,因此使两者彼此绝缘。这样,可以防止面对重叠宽度28的切割面的铝(Al)层53与金属电池罐体2直接接触。因此,即使在金属罐体2被充电的情形,也可以防止电池罐体2与包装23的铝层53的直接接触的现象,因此成为负极;由于某些原因聚丙烯层52具有孔,因此引起电解质侵蚀;包装23具有孔;并且湿气从这个孔侵入,从而引起电池单元3的膨胀。
而且,在使用粘贴在前述弹性构件60上的绝缘膜61的情形,为了防止粘结的弹性构件60、弯曲的绝缘膜61等的偏差,工艺步骤变得复杂,并且成本变高。然而,设计鳍68、68的情形就工艺复杂性和成本而言是有利的。
而且,在应用本发明的二次电池1中,如图36所示,在第二电池盖8中可以提供剩余电池寿命显示部件70。在剩余电池寿命显示部件70中,例如,液晶显示器形成在第二电池盖8的前面8d上,从而显示了二次电池1的剩余电池寿命。而且,用于显示剩余电池寿命显示部件70中剩余电池寿命的开关71形成在第二电池盖8的前面8d上。在第二电池盖8的内面8c上,不仅形成构成剩余电池寿命显示部件70和开关71的液晶显示器,但是提供了其中形成驱动电路的电路板(未示出)。
在开关71被按压操作的情形,剩余电池寿命显示部件70通过如可用的时间显示了二次电池1的剩余电池寿命。因此,由于使用者在二次电池被装入电子设备等之前容易地意识到二次电池的剩余电池寿命,所以减少了驱动电子设备期间对电池失去动力的担心。
顺便提及,剩余电池寿命显示部件70可以通过使用除前述的液晶显示器以外的有机EL显示器或LED器件来显示剩余电池寿命。而且,显示方法不限于通过文字显示的方法,但是剩余电池寿命可以通过LED的光显示。
而且,在应用本发明的二次电池1中,如图37所示,可以配置外部标贴15以具有用于在第一开口5和第二开口7上方缠绕电池罐体2的外周的主面部73、在第一电池盖4的顶盖36上方缠绕的第一个缠绕部74,在第二电池盖8上方缠绕的第二个缠绕部75。
第一个缠绕部74和第二个缠绕部75均用于提高电池罐体2与第一电池盖4和第二电池盖8的组装强度。当通过第一个缠绕部74和第二个缠绕部75提高了与电池罐体2的第一电池盖4和第二电池盖8的组装强度时,不必通过提高与第一电池盖4和第二电池盖8的顶盖36上提供的接合凸面47和接合凸面50、和在电池罐体2的第一开口5和第二开口7的周围提供的接合凸面47和接合凸面50的接合孔6和接合孔9的接合深度,并从接合孔6和接合孔9在电池罐体2的上面上突起接合凸面47和接合凸面50,从而确保电池罐体2与第一电池盖4和第二电池盖8的组装强度。因此,在不妨碍二次电池1的平直度和外形的情况下可以获得所要求的组装强度。
具体地,在除了顶盖36的前面36c上形成的端子孔48之外的特定区域缠绕在顶盖36的前面上缠绕的第一个缠绕部74。而且,在顶盖36的前面36c上形成前述接合部件49时,在端子孔48和接合部件49的特定区域缠绕第一个缠绕部74。
而且,在与前述电子设备的电池容纳部件12中形成的接合构件19纵向接合的一个端部之外的区域缠绕在第二电池盖8上缠绕的第二个缠绕部75。这样,可以防止由于第二个缠绕部75和接合部件19的摩擦而引起的分离。即,当粘上第二个缠绕部75以完全覆盖第二电池盖8的前面8d时,每当二次电池1被插入和从电池容纳部件12分离时,接合构件19摩擦第二个缠绕部75,从而外部标贴15会被摩擦并逐渐被分离。对于这个问题,在二次电池1中,由于外部标贴15不粘贴在除与接合构件19纵向接合的一个端部之外的区域上,即使二次电池1从电池容纳部件12反复地插入和拔出,也不用担心被接合构件19摩擦的发生。
而且,在接合部件55形成在第二电池盖8的前面8d的情形,在除接合部件55以外的区域缠绕第二个缠绕部75。在前面8d的纵向上形成接合部件55的情形,缠绕第二个缠绕部75以覆盖接合部件55的上面。而且,在接合部件55形成在前面8d的纵向上的两个端部上的情形,缠绕第二个缠绕部75以覆盖除前面8d的两个端部之外的区域。这样,接合部件55可以总暴露在外。
基于以上的考虑,已经描述了二次电池1,其中第一开口5和第二开口7分别提供在电池罐体2的前部和后部,并被第一电池盖4和第二电池盖8塞住。然而,在本发明中,如图38所示,可以使用一种配置,其中金属电池罐体如此形成,从而开口仅在电池单元3的插入方向的一端提供,并连接到电池单元3的由合成树脂制的第一电池盖4塞住。在该情形,可以通过深拉处理形成电池罐体2。即使在二次电池中,其中五个面提供在如此的电池罐体中,并且电池单元从一个开口插入,随后被电池盖塞住,通过使用金属电池罐体,可以同时实现薄和强度的保证,从而可以满足电子设备的小型化、轻薄的需求。而且,因为使用塑料树脂制的盖子,其可以容易地形成外部形状,该外部形状可以成为电子设备的电池组装部件中组装二次电池的组装端。通过这个外部形状,可以用作如识别电池容量、快速充电的必要性、剩余电池寿命显示功能的存在或不存在的功能或特征的识别部件或用于控制相对于不相容的电子设备的控制部件。
本领域技术人员应理解,根据设计需要和其它因素可以进行多种改变、组合、子组合和替换,只要其在权利要求或其同等物的范围内。
本发明包含涉及2005年9月2日在日本专利局申请的日本专利申请JP2005-255691的主题,并在此引入全文作为参考。
Claims (14)
1.一种用于电子设备的二次电池,其安装在电子设备中由此将电能提供给电子设备,所述二次电池包括:
电池单元,其中正极、负极和电解质容纳在包装内,并且正极端子和负极端子从包装的同一侧面分别从正极和负极引出;
金属的电池罐体,其中形成一个开口,所述电池单元从该开口插入,并且所述电池罐体将所述电池单元容纳于其中,使得引出所述正极端子和负极端子的所述侧面面向所述开口侧;
合成树脂制成的第一盖子,其中设置有在连接到所述正极端子和负极端子并且面向外时待连接至所述电子设备的电极的端子部件,所述盖子塞住所述电池罐体的所述开口;和
第二盖子,所述第二盖子设置在所述电池罐体的相对于所述第一盖子所设置的侧面的相反侧上,构造为由电子设备所锁定的接合部件(55)被设置在所述第二盖子,
其中,所述金属的电池罐体的横截面形成为大致梯形的平板形状。
2.如权利要求1所述的二次电池,其中,在所述包装的短边侧上的侧面的附近设置面向外的所述正极端子和负极端子。
3.如权利要求1所述的二次电池,其中,所述盖子设置有与所述电池罐体的所述开口上设置的待接合部分相接合的接合部;并且,在连接所述电池单元的所述正极端子和负极端子之后,所述接合部与容纳有所述电池单元的所述电池罐体的所述待接合部分相接合,从而塞住所述电池罐体的所述开口。
4.如权利要求1所述的二次电池,其中,根据功能的不同,所述端子部件形成在大体上点对称的位置上,所述功能的不同包括电池容量的不同、是否具有剩余电池寿命显示功能、兼容电子设备的类型的不同、以及是否需要快速再充电。
5.如权利要求1所述的二次电池,其中,所述盖子包括:基底,形成有所述正极端子部件和负极端子部件;固定器,用于保持正极片和负极片,所述正极片和负极片用于将所述正极端子和负极端子分别连接至正极端子板和负极端子板,所述正极端子板和负极端子板分别连接至所述基底上所安装的所述正极端子部件和负极端子部件;以及顶盖,其设置有端子孔和接合部,所述正极端子部件和负极端子部件能够从所述端子孔中面向外,所述接合部和所述电池罐体的所述开口中设置的待接合部分相接合,从而与所述固定器一起夹住所述基底。
6.如权利要求5所述的二次电池,其中,在所述正极端子、负极端子与所述正极片、负极片的结合部上粘贴有加强件。
7.如权利要求5所述的二次电池,其中,使用铝作为所述正极端子,并从由镍制成的所述正极片的上侧焊接。
8.如权利要求1所述的二次电池,还包括绝缘外部标贴,其具有主面部和缠绕部,所述主面部粘贴到所述电池罐体的外周上,所述缠绕部用于缠绕位于所述开口相对侧的底面部。
9.如权利要求8所述的二次电池,其中,所述缠绕部在形成为矩形的所述电池罐体的所述底面部的纵向上的两个端部以外的区域上缠绕。
10.如权利要求8所述的二次电池,其中,当所述二次电池以与其正确的插入方向相反的方向,插入到所述电子设备或用于对所述二次电池充电的电池充电器的电池安装部中时,所述缠绕部与朝向所述电池安装部的所述电子设备或所述电池充电器侧面上的所述电极端子相对。
11.如权利要求8所述的二次电池,其中,在所述底面部上,不由所述缠绕部缠绕的区域是与所述电子设备或用于对所述二次电池充电的电池充电器的电池安装部上设置的接合构件相接合的接合部件。
12.如权利要求8所述的二次电池,其中,在所述底面部上,不由所述缠绕部缠绕的区域是接地部。
13.如权利要求1所述的二次电池,还包括外部标贴,其具有主面部和缠绕部,所述主面部粘贴到所述电池罐体的外周上,所述缠绕部用于缠绕与所述开口接合的所述盖子。
14.如权利要求13所述的二次电池,其中,所述缠绕部在从所述盖子朝外的所述端子部件以外的区域上缠绕。
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