CN103247773A - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

一种可再充电电池包括：包括第一电极和第二电极的电极组件；容纳所述电极组件的壳体；被电连接到所述电极组件的所述第一电极的第一端子；在所述壳体上的盖板，所述盖板被电连接到所述电极组件的所述第二电极；以及电子施主，所述电子施主被电连接到所述第一端子。

Description

可再充电电池
技术领域
各实施例涉及一种可再充电电池。
背景技术
不同于一次电池，可再充电电池可以被重复充电和放电。低容量的可再充电电池可用于小型可便携式电子设备，例如，移动电话、膝上型电脑和/或可携式摄像机。大容量的可再充电电池可用作用于驱动例如混合车辆等的电动机的电源。
已考虑使用非水电解液且具有高能量密度的高功率可再充电电池。高功率可再充电电池可通过串联连接多个可再充电电池而得的大容量电池模块配置而成，以便用于需要大功率的设备，例如电动车辆等的电动机驱动。
进一步，电池模块可由彼此串联连接的多个可再充电电池配置而成，并且可再充电电池可被形成为例如圆柱形形状、方形形状等。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅仅用于增强对所述技术的背景的理解，因此其可能包含不构成在本国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。
发明内容
各实施例关注于一种可再充电电池。
各实施例可通过提供一种可再充电电池而实现，该可再充电电池包括：包括第一电极和第二电极的电极组件；容纳所述电极组件的壳体；被电连接到所述电极组件的所述第一电极的第一端子；在所述壳体上的盖板，所述盖板被电连接到所述电极组件的所述第二电极；以及电子施主，所述电子施主被电连接到所述第一端子。
所述可再充电电池可进一步包括被电连接到所述电极组件的所述第二电极的第二端子。
所述电子施主可包括具有比所述第一端子的材料更高反应性的材料。
所述电子施主可包括镁、钠、锌、铁、钴和铅中的至少一种。
所述第一端子可包括铝和铜中的一种。
所述第一端子可包括端子板和端子连接构件。
所述可再充电电池可进一步包括在所述盖板上并与所述第一端子联接的绝缘构件，所述绝缘构件位于所述端子板与所述盖板之间。
所述绝缘构件可包括底板和侧壁，所述底板可位于所述端子板与所述盖板之间，并且所述侧壁可从所述底板的周界延伸。
所述底板可包括穿过该底板的孔，所述端子连接构件延伸穿过所述孔。
所述电子施主可接触所述端子板的底表面。
所述电子施主可位于所述端子板的所述底表面与所述绝缘构件的所述底板之间。
所述电子施主可包括穿过该电子施主的孔，所述端子连接构件延伸穿过所述孔。
所述电子施主可具有与所述端子板的周界接触的环圈形状。
所述电子施主的所述环圈形状可为中空矩形的形式。
所述电子施主可位于所述端子板的所述周界与所述绝缘构件的所述侧壁之间。
所述电子施主可包括下接触部分和侧接触部分，所述下接触部分可具有与所述绝缘构件的所述底板的形状对应的板形形状，所述侧接触部分可沿着所述下接触部分的侧部向外延伸，并且所述电子施主可被涂覆在所述绝缘构件的内表面上。
所述下接触部分可接触所述端子板的底表面，并且所述侧接触部分可接触所述端子板的所述周界。
所述下接触部分可位于所述端子板的所述底表面与所述绝缘构件的所述底板之间，并且所述侧接触部分可位于所述端子板的侧表面与所述绝缘构件的所述侧壁之间。
所述电子施主可包括穿过该电子施主的孔，所述端子连接构件延伸穿过所述孔。
所述电子施主可为牺牲电极，其以比所述第一端子更高的速率腐蚀。
附图说明
通过参考附图详细描述各示例性实施例，各特征对本领域普通技术人员而言将变得明显，附图中：
图1例示了根据实施例的可再充电电池的透视图。
图2例示了图1的可再充电电池沿线II-II截取的剖视图。
图3例示了图1的可再充电电池的绝缘构件的分解透视图。
图4例示了图1的可再充电电池的一部分的剖切透视图。
图5例示了根据实施例的绝缘构件的分解透视图。
图6例示了根据实施例的可再充电电池的一部分的剖切透视图。
图7例示了根据实施例的绝缘构件的分解透视图。
图8例示了根据实施例的可再充电电池的一部分的剖切透视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图对各示例实施例进行更充分地描述；然而，各示例实施例可以以不同的形式实施，并且不应被解释成限于在此提出的各实施例。相反，这些实施例被提供以使本公开内容将是全面和完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，层和区域的尺寸为了例示清楚可能被夸大。还应理解的是，当层或元件被提及在另一元件“上”时，其能够直接在该另一元件上，或者也可存在之间元件。另外，还将理解的是，当元件被提及为在两个元件“之间”时，其能够为这两个元件之间的唯一元件，或者也可存在一个或更多中间元件。相似的附图标记始终表示相似的元件。
图1例示了根据实施例的可再充电电池的透视图。图2例示了图1的可再充电电池沿线II-II截取的剖视图。
参照图1和图2，根据实施例的可再充电电池101可包括电极组件10（通过卷绕第二（例如正极）电极11和第一（例如负极）电极12和位于她们之间的隔板13而形成）、壳体26（电极组件10被安装或容纳在壳体26中）以及盖组件30（例如在壳体26的开口处与壳体26联接）。
根据本实施例的可再充电电池101可为具有棱柱形或六面体形状的锂离子可再充电电池。然而，各实施例不限于此，可再充电电池101可为锂聚合物电池、圆柱形电池等。
正电极11和负电极12可包括涂覆区域（在该区域活性物质被涂覆到由薄金属箔形成的集流体）和未涂覆区域11a和12a（在该区域活性物质未被涂覆）。正极未涂覆区域11a可沿着正电极11的长度方向位于正电极11的第一侧端，负极未涂覆区域12a可沿着负电极12的长度方向位于负电极12的第二侧端。正电极11和负电极12可被螺旋地卷绕，隔板13介于正电极11与负电极12之间。在实施方式中，隔板13可为绝缘体。
在实施方式中，电极组件10可具有这样的结构：其中各自由多个片形成的正电极和负电极被交替地层叠，隔板介于正电极与负电极之间。
壳体26可具有近似立方体或六面体的形状，在其一侧可形成开口。壳体26可由例如铝和不锈钢的金属形成。
盖组件30可包括例如盖板31（覆盖壳体26的开口）、第二（例如正极）端子21（朝盖板31的外侧突出并与正电极11电连接）以及第一（例如负极）端子20（朝盖板31的外侧突出并被电连接到负电极12）。负极端子20可包括端子板22和端子连接构件24。
盖板31可由沿一个方向延伸的长板形成，并可例如在壳体26的开口处与壳体26联接。盖板31可包括密封盖38和排气板39。密封盖38可被安装在电解液注入开口32中，排气板39可具有在排气孔34处的凹痕39a，凹痕39a响应预定内部压力而可破裂。在实施方式中，盖板31可被电连接到电极组件10的正电极11。
正极端子21和负极端子20可沿着盖板31的向上的方向突出。正极端子21通过集流接线片41可被电连接到正电极11，负极端子20通过集流接线片42可被电连接到负电极12。
端子连接构件23（将正极端子21和集流体接线片41电连接）可被提供在正极端子21与集流接线片41之间。正极端子21和端子连接构件23可由铝形成，例如由与正电极集流体（未例示）相同的材料形成。
端子连接构件23可被插入到正极端子21中的孔中。因此，端子连接构件23的上端可通过焊接被固定到正极端子21，端子连接构件23的下端可通过焊接被固定到集流接线片41。
衬垫56可插入到端子连接构件23穿过的孔中而位于端子连接构件23与盖板31之间，用于在端子连接构件23与盖板31之间密封。下绝缘构件43（端子连接构件23的下部被插入到该下绝缘构件43）可被提供在盖板31下方。
连接板55（其将正极端子21和盖板31电连接）可被提供在正极端子21上。端子连接构件23可被插入连接板55中。连接板55可被近似形成为矩形板的形状。相应地，盖板31和壳体26可通过正电极11而带电荷，例如，可具有与正电极11相同的极性。
如上所述，负极端子20可包括端子板22和端子连接构件24。端子连接构件24可被提供在端子板22与集流接线片42之间，用于在它们之间电连接。端子连接构件24可被插入形成在端子板22中的孔中。因此，端子连接构件24的上端可通过焊接被固定到端子板22，端子连接构件24的下端可通过焊接被固定到集流接线片42。在实施方式中，端子板22可由铝形成，端子连接构件24可由铜形成，例如由与负电极集流体（未例示）相同的材料形成。
如图4所示，端子连接构件24可包括柱状部分24a、下凸缘24b和下突起24c。柱状部分24a可穿过盖板31，并且其上端可接触端子板22并因而被固定到端子板22。下凸缘24b可在柱状部分24a的下端的两侧突出。下突起24c可从柱状部分24a的下端向下突出，可被插入到集流接线片42，并然后通过焊接可被固定到集流接线片42。衬垫58可被提供在负极端子20与盖板31之间，用于在它们之间进行密封。下绝缘构件44可被提供在盖板31下方，用于将负极端子20和集流接线片42与盖板31绝缘。
图3例示了图1的可再充电电池的绝缘构件的分解透视图。图4例示了图1的可再充电电池的一部分的剖切透视图。
参照图3和图4，绝缘构件61可被提供在负极端子20（例如端子板22）与盖板31之间，用于在它们之间进行绝缘。另外，可提供有电子施主62。绝缘构件61可在负极端子20与盖板31之间绝缘。电子施主62可接触负极端子22，例如，可被电连接到端子板22。
绝缘构件61可包括底板61a和侧壁61b。侧壁61b可从底板61a的侧端延伸到底板61a的上部。例如，侧壁61b可从底板61a的周界延伸。在实施方式中，底板61a可具有近似四边形板形状，并且侧壁61b可从底板61a的四个侧端延伸到底板61a的上部。底板61a可包括孔61c，端子连接构件24被插入到该孔61c或插入穿过该孔61c。利用这种结构，绝缘构件61可具有包括敞开上部的立方体形状。
端子板22通过绝缘构件61的敞开上部可被插入绝缘构件61中，并因而可接触电子施主62。
电子施主62可具有对应于绝缘构件61的形状的四边形板形状。电子施主62可向负极端子20提供电子。孔62a（端子连接构件24被插入到该孔62a或插入穿过该孔62a）可被形成在电子施主62的中心。电子施主62可被提供在底板61a与端子板22的底侧之间，并因而可接触端子板22。电子施主62可被附接到绝缘构件61的底部。因而，电子施主62可被提供在端子板22的底侧与底板61a之间。
电子施主62可由比端子板22具有更强或更高反应性的材料形成。当盖板31和壳体26带有正电荷时，负极端子20的电子可移动到盖板31，因而负极端子20可被氧化。当在负极端子20中发生氧化和腐蚀时，负极端子20与接触负极端子20的其它构件之间的接触电阻可增大，因而可再充电电池的性能可恶化。
电子施主62可由比端子板22具有更高电离倾向的材料形成，电子可从电子施主62被提供到负极端子20。因而，电子施主62可有助于防止在负极端子20中发生氧化和腐蚀。
例如，电子（其从电子施主62被提供到负极端子20）可移动到盖板31（其可带有正电荷）。因而，负极端子20中的电子数量不会减少，并且因负极端子20中的电子数量的减少而发生在负极端子20中的腐蚀可被减少和/或防止。
如上所述，电子施主62可由比端子板22具有更高电离倾向的材料形成，以便有助于防止在负极端子20中的腐蚀。相应地，电子施主62可由比端子板22具有更少价电子并且比端子板22具有更多电子壳层的材料形成。
在形成电子施主62的材料比端子板22具有更少价电子并且比端子板22具有更多电子壳层时，电子施主62的最外部的电子可容易地移动到负极端子20，这是因为用于使电子施主62的最外部电子电离的能量可小于用于使端子板22的最外部电子电离的能量。
当端子板22由铝形成时，电子施主62可由比端子板22具有更高反应性的材料形成。在实施方式中，比端子板22具有更高反应性的材料，即，用于形成电子施主62的材料，可包括例如镁和/或钠。在实施方式中，用于形成电子施主62的材料可包括，例如镁、钠、锌、铁、钴和/或铅。在实施方式中，第一端子20可包括例如铝和/或铜。
然而，在根据实施例的包括电子施主62的可再充电电池中，电子可从电子施主62移动到负极端子20。因而，负极端子20中的电子数量不会减少。因此，可防止负极端子20的氧化，并且可氧化电子施主62，而不是氧化负极端子20。
图5例示了根据实施例的绝缘构件的分解透视图。图6例示了根据实施例的可再充电电池的一部分的剖切透视图。
参照图5和图6，绝缘构件71可被提供在负极端子20与盖板31之间，用于它们之间的绝缘。
除了绝缘件构件71的结构之外，根据本实施例的可再充电电池可与根据先前实施例的可再充电电池相同。相应地，可省略相同结构的重复详细描述。
绝缘构件71可在负极端子20与盖板31之间绝缘。另外，可提供有电子施主72。电子施主72可接触负极端子20，例如，可被电连接到端子板22。
绝缘构件71可包括底板71a和侧壁71b。侧壁71b可从底板71a的侧端延伸到底板71a的上部。例如，侧壁71b可从底板71a的周界延伸。在实施方式中，底板71a可具有近似四边形板形状，并且侧壁可从底板71a的四个侧端延伸到底板71a的上部。底板71a可包括孔71c，端子连接构件24被插入到该孔71c或插入穿过该孔71c。利用这种结构，绝缘构件71被形成为具有敞开上部的立方体形状。
端子板22通过绝缘构件71的敞开上部可被插入绝缘构件71中，并因而可接触电子施主72。
电子施主72可具有矩形环形状的横截面。电子施主72可向负极端子20提供电子。电子施主72可被附接到绝缘构件71的侧壁71b或与绝缘构件71的侧壁71b联接，并可位于端子板22的侧表面与侧壁71b之间。例如，电子施主72可具有与端子板22的周界接触的环圈形状。在实施方式中，电子施主72的环圈形状可具有中空矩形的形式。在实施方式中，电子施主72可位于端子板22的周界与绝缘构件71的侧壁71b之间。
电子施主72可由比端子板22更易氧化（例如，具有更强反应性）的材料形成。例如，电子施主72可由比端子板22具有更少价电子并且比端子板22具有更多电子壳层的材料形成。
当端子板22由铝形成时，电子施主72可由比端子板22更易氧化或易反应的材料形成。该材料可包括镁和/或钠。
当电子施主72由比端子板22更易氧化或易反应的材料形成时，电子施主72可向负极端子20提供电子，以便有助于最小化负极端子20的氧化。
当盖板31和壳体26带有正电荷时，负极端子20的电子可移动到盖板31，负极端子20（例如端子板22）可被氧化。当负极端子20氧化时，负极端子20与接触负极端子20的其它构件之间的接触电阻可增大，由此恶化可再充电电池的性能。
然而，当绝缘构件71和电子施主72被包括在可再充电电池中时，通过向负极端子20提供电子可减少和/或防止负极端子20的腐蚀，使得电子施主72而不是负极端子20被腐蚀。例如，电子施主72可为牺牲电极，其以比第一或负极端子20（例如，比端子板22）更高的速率腐蚀。
图7例示了根据实施例的绝缘构件的分解透视图。图8例示了根据实施例的可再充电电池的一部分的剖切透视图。
参照图7和图8，绝缘构件81可被提供在负极端子20与盖板31之间，用于它们之间的绝缘。除了绝缘件构件81的结构之外，根据本实施例的可再充电电池可与根据先前实施例的可再充电电池相同。相应地，可省略相同结构的重复详细描述。
绝缘构件81可在负极端子20与盖板31之间绝缘。可再充电电池还可包括电子施主82。电子施主82可接触负极端子20，例如，可接触端子板22。
绝缘构件81可包括底板81a和侧壁81b。侧壁81b可从底板81a的侧端延伸到底板81a的上部。例如，侧壁81b可从底板81a的周界延伸。在实施方式中，底板81a可具有近似四边形板形状，并且侧壁81b可从底板81a的四个侧端延伸到底板81a的上部。底板81a可包括孔81c，端子连接构件24被插入到该孔81c或插入穿过该孔81c。利用这种结构，绝缘构件81可具有包括敞开上部的立方体形状。
端子板22通过绝缘构件81的敞开上部可被插入绝缘构件81中，并因而可接触电子施主82。
电子施主82可包括下接触部分82a和从下接触部分82a的侧端突出到上部的侧接触部分82b。下接触部分82a可具有近似四边形板形状。例如，下接触部分82a可具有对应于绝缘构件81的底板81a的形状的板形形状。侧接触部分82b可从下接触部分82a的四个侧端延伸到上部。例如，侧接触部分82b可沿着下接触部分82a的侧部向外延伸。在实施方式中，电子施主82可被涂覆到绝缘构件81的内表面上。下接触部分82a可包括孔82c，端子连接构件24被插入到该孔82c或插入穿过该孔82c。在实施方式中，下接触部分82a可接触端子板22的底表面，并且侧接触部分82b可接触端子板22的周界。
电子施主82可被插入绝缘构件81中，因而可被设置在端子板22与绝缘构件81之间。下接触部分82a可接触负极端子20的底侧，并且侧接触部分82b可接触端子板22的侧部。例如，下接触部分82a可接触负极端子20的端子板22的底表面，并且侧接触部分82b可接触端子板22的周界。在实施方式中，下接触部分82a可位于端子板22的底表面与绝缘构件81的底板81a之间，并且侧接触部分82b可位于端子板22的侧表面与绝缘构件81的侧壁81b之间。
电子施主82可具有包括敞开上部的立方体形状。在实施方式中，电子施主82可通过涂覆金属而形成，该金属在绝缘构件81的表面上形成电子施主82。
如上所述，根据本实施例，电子施主82可通过形成绝缘构件81并且在绝缘构件81的内表面上涂覆牺牲电极（例如，阳极）金属而简单地形成。
电子施主82可由比端子板22更易反应和/或易氧化的材料形成。例如，电子施主82可由比端子板22具有更少价电子的材料和/或比端子板22具有更多电子壳层的材料形成。
当端子板22由铝形成时，电子施主82可由比端子板22具有更高反应性的材料形成。例如，用于形成电子施主82的材料可包括镁和/或钠。
当电子施主82由比端子板22具有更高反应性的材料形成时，电子施主82可向负极端子20提供电子，以便有助于最小化负极端子20的氧化。
当盖板31和壳体26带有正电荷时，负极端子20的电子可移动到盖板31，从而负极端子20可被氧化。当负极端子20氧化和/或腐蚀时，负极端子20与接触负极端子20的其它构件之间的接触电阻可增大。因而，可再充电电池的性能可恶化。
然而，当提供有绝缘构件81和电子施主82时，电子施主82可向负极端子20提供电子，以便有助于减少和/或防止负极端子20的腐蚀。例如，可以是电子施主82而不是负极端子20被腐蚀。
作为总结和回顾，当可再充电电池的壳体带有正电荷时，电子可与负极端子分开，由此导致负极端子腐蚀。当负极端子被腐蚀时，负极端子与连接到负极端子的构件之间的接触电阻可增大，因而可再充电电池的性能可恶化。
各实施例提供了一种有助于防止负极端子腐蚀的可再充电电池。各实施例提供了一种具有改进的绝缘构件的可再充电电池。
根据实施例，电子施主的反应性可比负极端子的端子板的反应性高。因而，电子施主可向负极端子提供电子，以便有助于防止负极端子氧化。
在此已公开了各示例实施例，尽管采用了具体用语，但具体用语仅在广泛且描述含义上而非限制性目的的使用和解释。在一些情况下，如从提交本申请时起对于本领域普通技术人员将为明显的是，结合特定实施例描述的各特征、各特性和/或各元件可单独使用，或者与结合其它实施例描述的各特征、各特性和/或各元件共同使用，除非另有明确指出。相应地，本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求中提出的本发明的精神和范围的情况下，可进行形式和细节上的各种变化。

Claims (20)

1.一种可再充电电池，包括：
包括第一电极和第二电极的电极组件；
容纳所述电极组件的壳体；
被电连接到所述电极组件的所述第一电极的第一端子；
在所述壳体上的盖板，所述盖板被电连接到所述电极组件的所述第二电极；以及
电子施主，所述电子施主被电连接到所述第一端子。
2.如权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括被电连接到所述电极组件的所述第二电极的第二端子。
3.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述电子施主包括具有比所述第一端子的材料更高反应性的材料。
4.如权利要求3所述的可再充电电池，其中所述电子施主包括镁、钠、锌、铁、钴和铅中的至少一种。
5.如权利要求4所述的可再充电电池，其中所述第一端子包括铝和铜中的一种。
6.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一端子包括端子板和端子连接构件。
7.如权利要求6所述的可再充电电池，进一步包括在所述盖板上并与所述第一端子联接的绝缘构件，所述绝缘构件位于所述端子板与所述盖板之间。
8.如权利要求7所述的可再充电电池，其中：
所述绝缘构件包括底板和侧壁，
所述底板位于所述端子板与所述盖板之间，并且
所述侧壁从所述底板的周界延伸。
9.如权利要求8所述的可再充电电池，其中所述底板包括穿过该底板的孔，所述端子连接构件延伸穿过所述孔。
10.如权利要求8所述的可再充电电池，其中所述电子施主接触所述端子板的底表面。
11.如权利要求10所述的可再充电电池，其中所述电子施主位于所述端子板的所述底表面与所述绝缘构件的所述底板之间。
12.如权利要求8所述的可再充电电池，其中所述电子施主包括穿过该底板的孔，所述端子连接构件延伸穿过所述孔。
13.如权利要求8所述的可再充电电池，其中所述电子施主具有与所述端子板的周界接触的环圈形状。
14.如权利要求13所述的可再充电电池，其中所述电子施主的所述环圈形状为中空矩形的形式。
15.如权利要求14所述的可再充电电池，其中所述电子施主位于所述端子板的所述周界与所述绝缘构件的所述侧壁之间。
16.如权利要求8所述的可再充电电池，其中：
所述电子施主包括下接触部分和侧接触部分，
所述下接触部分具有与所述绝缘构件的所述底板的形状对应的板形形状，
所述侧接触部分沿着所述下接触部分的侧部向外延伸，并且
所述电子施主被涂覆在所述绝缘构件的内表面上。
17.如权利要求16所述的可再充电电池，其中：
所述下接触部分接触所述端子板的底表面，并且
所述侧接触部分接触所述端子板的所述周界。
18.如权利要求17所述的可再充电电池，其中：
所述下接触部分位于所述端子板的所述底表面与所述绝缘构件的所述底板之间，并且
所述侧接触部分位于所述端子板的侧表面与所述绝缘构件的所述侧壁之间。
19.如权利要求16所述的可再充电电池，其中所述电子施主包括穿过该电子施主的孔，所述端子连接构件延伸穿过所述孔。
20.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述电子施主为牺牲电极，其以比所述第一端子更高的速率腐蚀。
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