CN103247817A - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

一种可再充电电池，包括：具有内部和外部的壳体；具有第一电极和第二电极的电极组件，所述电极组件被设置在所述壳体的所述内部；电极端子；电极连接部分，所述电极连接部分通过位于所述壳体的所述外部的保险丝部分电连接到所述电极端子，所述保险丝部分位于所述电极连接部分与所述电极端子之间并在所述电极连接部分与所述电极端子之间延伸。

Description

可再充电电池
技术领域
所描述的技术大致涉及一种可再充电电池。
背景技术
与一次电池不同，可再充电电池被重复充电和放电。小容量可再充电电池已经用于诸如移动电话、便携式计算机和可携式摄像机的小型电子设备，大容量可再充电电池已经用作驱动混合车辆的马达的电源。
近来，已经提出高功率可再充电电池。高功率可再充电电池使用高能量密度非水电解质。高功率可再充电电池包括串联联接的多个可再充电电池。这种高功率可再充电电池已经用于需要高功率（例如，用于驱动电动车辆的马达）的装置。
在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对所描述技术的背景的理解，因此它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
根据实施例，提供一种可再充电电池，包括：具有内部和外部的壳体；具有第一电极和第二电极的电极组件，所述电极组件被设置在所述壳体的所述内部；电极端子；电极连接部分，所述电极连接部分通过在所述壳体的所述外部的保险丝部分电连接到所述电极端子，所述保险丝部分位于所述电极连接部分与所述电极端子之间并在所述电极连接部分与所述电极端子之间延伸。
所述电极端子可包括在所述壳体的所述外部处的短路接线片。所述第一电极可电连接到所述电极连接部分。所述第一电极、所述电极连接部分和所述短路接线片可与所述第二电极电绝缘。
所述第二电极可电连接到所述壳体。所述电极端子可进一步包括通过所述壳体电连接到所述第二电极的短路构件，所述短路构件与所述短路接线片分隔开并能变形为与所述短路接线片接触，以电连接所述第一电极和所述第二电极，从而触发短路状态。
所述电极连接部分可具有连接到所述保险丝部分的外部构件。所述保险丝部分响应于触发所述短路状态时产生的短路电流而能熔化，以将所述短路接线片和所述外部构件断开。
所述可再充电电池可进一步包括在所述短路接线片与所述壳体之间的弹性构件。所述可再充电电池可进一步包括在所述短路接线片与所述壳体之间的短路接线片绝缘构件，所述弹性构件位于所述短路接线片绝缘构件与所述壳体之间。所述外部构件可被构造为对所述短路接线片施加压缩力，以将所述弹性构件维持在压缩状态。
所述电极端子可被构造为使得，在熔化所述保险丝部分时释放所述外部构件在所述短路接线片的力将所述弹性构件从所述压缩状态释放，以对所述短路接线片施加弹性力，从而将所述短路接线片与所述短路构件分离。
所述电极端子可位于所述壳体中的短路孔处。所述弹性构件可包括邻近所述短路孔的外边缘的至少一个弹簧构件。所述至少一个弹簧构件可为盘簧。
所述壳体可包括接纳所述弹性构件的至少一个凹部。所述至少一个凹部可完全接纳压缩状态中的所述弹性构件，使得所述短路接线片绝缘构件接触所述壳体。
所述电极连接部分可包括从所述壳体的所述内部通过所述壳体中的孔延伸到所述壳体的所述外部的铆接端子。所述外部构件可包括联接到所述铆接端子的在所述壳体的所述外部的远端的端子板和在所述端子板与所述壳体之间联接到所述铆接端子的固定构件。
所述可再充电电池可进一步包括将所述铆接端子与所述壳体绝缘的垫圈。所述可再充电电池可进一步包括在所述固定构件与所述壳体之间的固定构件绝缘构件。所述可再充电电池可进一步包括覆盖所述端子板的绝缘盖。
所述第一电极可为负电极，所述第二电极可为正电极。
所述可再充电电池可进一步包括密封所述壳体的开口的盖板，所述短路接线片和所述外部构件在所述盖板的外部。所述外部构件可邻近且平行于所述盖板的上表面延伸。
附图说明
参照附图，通过详细描述示例性实施例，各特征对于本领域普通技术人员将变得明显，其中：
图1例示根据示例性实施例的可再充电电池的透视图。
图2例示图1的沿线II-II截取的剖视图。
图3例示图1的电极连接部分、负极端子和保险丝单元的分解透视图。
图4例示图1的电极连接部分、负极端子和保险丝单元的剖视图。
图5例示了例示图4的保险丝单元的操作状态的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图对示例实施例进行更充分地描述；然而，示例实施例可以实施为不同的形式并且不应该被解释为限于本文所提出的实施例。
在附图中，尺寸可出于例示清楚起见而被夸大。相似的附图标记始终表示相似的元件。
图1为根据示例性实施例的可再充电电池的透视图，图2为图1的沿线II-II截取的剖视图。参见图1和图2，根据示例性实施例的可再充电电池可包括充电和放电的电极组件10、用于容纳电极组件10的壳体15、联接到壳体15的开口的盖板20、第一电极端子22和第二电极端子50、设置在盖板20处的电极连接部分21以及连接第二电极端子50和电极连接部分21的保险丝单元60。在下文中，第二电极端子50可被称为负极端子，第一电极端子22可被称为正极端子。在另一实施方式中，第二电极端子可为正极端子，第一电极端子可为负极端子。
电极组件10可包括隔板13、设置在隔板13的一侧的第一电极11以及设置在隔板13的另一侧的第二电极12。隔板13、第一电极11和第二电极12可像果子冻卷构造那样被螺旋形卷绕。隔板13可为绝缘体。在下文中，第一电极11可被称为负电极，第二电极12可被称为正电极。为了命名的目的，将理解的是，第一电极11电连接到第二电极端子50（在示例性实施例中为负），第二电极12电连接到第一电极端子22（在示例性实施例中为正）。
在其他实施方式中，电极组件可包括隔板、形成为单层且设置在隔板上的负电极和形成为单层且堆叠在负电极上的正电极，并且在负电极与正电极之间插入有隔板。在其他实施方式中，电极组件可通过将负电极、隔板和正电极以Z字形方式折叠和堆叠而被组装（未显示）。
负电极11和正电极12可分别包括涂覆区域11a和12a以及未涂覆区域11b和12b。涂覆区域11a和12a可为涂覆有活性物质的金属板集流体。未涂覆区域11b和12b由于上面未涂覆有活性物质可为暴露的集流体。
负电极11的未涂覆区域11b可形成在负电极11的沿着螺旋卷绕的负电极11的一个端部处。正电极12的未涂覆区域12b可形成在正电极12的沿着螺旋卷绕的正电极12的一个端部处。未涂覆区域11b和12b可设置在电极组件的各自端部处。
为了在内部容纳电极组件10和电解质溶液，壳体15可形成为长方体形状。壳体15可包括形成在长方体的一侧用于连接外部空间和内部空间的开口。该开口允许电极组件10插入到壳体15内。
盖板20可由薄板制成并可设置在壳体15的开口处。盖板20可关闭并密封壳体15的开口。盖板20可进一步包括电解质注入开口29和通气孔24。
电解质注入开口29可允许电解质溶液在盖板20联接到壳体15之后被注入到壳体内。在注入电解质溶液之后，电解质注入开口29可用密封盖27关闭并密封。
为了排放可再充电电池的内部压力，通气孔24可用通气板25关闭并密封。当可再充电电池的内部压力达到预定压力时，通气板25可破裂，通气孔24可打开。通气板25可具有凹痕25a，在凹痕25a处产生这种破裂。
电极连接部分21和正极端子22可穿透盖板20并可电连接到电极组件10。也就是，电极连接部分21可电连接到电极组件10的负电极11，正极端子22可电连接到电极组件10的正电极12。电极连接部分21连接到负极端子50。因此，电极组件10可通过负极端子50和正极端子22连接到壳体15的外部。
电极连接部分21和正极端子22可包括分别设置在盖板20的端子孔311和312处的铆接端子21a和22a、宽广地形成在盖板20的内侧并与铆接端子21a和22a整体形成的凸缘21b和22b以及设置在盖板20的外侧并在铆接端子21a和22a处铆接或焊接的端子板21c和22c。
负极垫圈36和正极垫圈37可设置在电极连接部分21和正极端子22的铆接端子21a和22a与盖板20的端子孔311和312之间。负极垫圈36和正极垫圈37在电极连接部分21和正极端子22的铆接端子21a和22a与盖板20之间绝缘且密封。
负极垫圈36和正极垫圈37可在凸缘21b和22b与盖板20之间进一步延伸。负极垫圈和正极垫圈可在凸缘21b和22b与盖板20之间进一步绝缘且密封。也就是，当电极连接部分21和正极端子22设置在盖板20处时，负极垫圈36和正极垫圈37可防止电解质溶液通过端子孔311和312泄漏。
负电极引线接线片31和正电极引线接线片32可将电极连接部分21与正极端子22分别电连接到电极组件10的负电极11和正电极12。也就是，负电极引线接线片31和正电极引线接线片32可联接到铆接端子21a和22a的下端，由此压紧下端。因此，负电极引线接线片31和正电极引线接线片32可连接到铆接端子21a和22a，同时被凸缘21b和22b支撑。
负极绝缘构件41和正极绝缘构件42可分别设置在负电极引线接线片31和正电极引线接线片32与盖板20之间。因此，负极绝缘构件41和正极绝缘构件42可将负电极引线接线片31和正电极引线接线片32与盖板20电绝缘。此外，负极绝缘构件41和正极绝缘构件42的上部分可连接到盖板20，负极绝缘构件41和正极绝缘构件42的下部分可围绕负电极引线接线片31和正电极引线接线片32、铆接端子21a和22a与凸缘21b和22b。因此，负极绝缘构件41和正极绝缘构件42可稳定各自的连接结构。
图3为图1的电极连接部分21、负极端子50和保险丝单元60的分解透视图，图4为图1的电极连接部分21、负极端子50和保险丝单元60的剖视图。参见图3和图4，负极端子50和保险丝单元60将关于电极连接部分21进行描述。
负极端子50可包括短路接线片51和设置为面向短路接线片51的短路构件53。短路接线片51和短路构件53根据可再充电电池的内部压力可分离或短路。短路构件53与短路接线片51分隔开并能变形为与短路接线片51接触，以电连接负电极11和正电极12，从而触发短路状态。负极端子50可进一步包括设置在短路接线片51和短路构件53之间的绝缘构件38。
由于绝缘构件38设置在盖板20的外表面上，所以短路接线片51可与盖板20电绝缘。短路接线片51可电连接到电极连接部分21。短路构件53可安装在盖板20的短路孔23处，由此面向短路接线片51。短路构件53可通过盖板20电连接到正极端子22。
当可再充电电池在正常状态操作时，绝缘构件38可将短路接线片51与短路构件53电绝缘。绝缘构件38可将短路接线片51从短路构件53断开。
短路接线片51可连接到电极连接部分21并可朝向短路构件53延伸。因此，短路接线片51和短路构件53在对应于短路孔23的位置可面向彼此，由此形成分离状态（实线状态）或短路状态（单点划线状态）（参见图4）。
负极绝缘构件41和负极引线接线片31可分别包括通孔411和412。通孔411和412可对应于短路孔23形成，以便通过短路孔23将内部压力施加于短路构件53。
电极连接部分21可进一步包括对应于负极端子50的短路接线片51的固定构件21d。固定构件21d可连接到铆接端子21a并设置在盖板20的外侧，并且绝缘构件39插入在固定构件21d与盖板20之间。绝缘构件39可将固定构件21d与盖板20电绝缘。盖板20可与电极连接部分21电绝缘。
例如，固定构件21d和端子板21c可连接到铆接端子21a的上部分，由此压紧铆接端子21a的上部分。因此，固定构件21d和端子板21c可联接到铆接端子21a的上部分。因此，固定构件21d和端子板21c可固定在盖板20处，其中绝缘构件39插入在固定构件21d和端子板21c与盖板20之间。端子板21c联接到铆接端子21a的在壳体15外部的远端，固定构件21d在端子板21c与壳体15之间联接到铆接端子21a。端子板21c可用电绝缘材料制成的绝缘盖21e覆盖。端子板21c和固定构件21d共同构成外部构件，该外部构件邻近且平行于盖板20的上表面延伸。
而且，在其它实施方式中，可仅存在固定构件21d和端子板21c中的一个，可设置相应的绝缘盖21e和保险丝单元60。例如，当仅存在固定构件时，铆接端子21a可连接到固定构件，保险丝单元60可连接到固定构件21d，绝缘盖可覆盖固定构件。当仅存在端子板21c时，铆接端子21a可连接到端子板21c，保险丝单元60可连接到端子板21c，绝缘盖21e可覆盖端子板21c。
再次参见图3和图4，固定构件21d可电连接到短路接线片51，之间插入有保险丝部分60。因此，负极端子50的短路接线片51可通过保险丝单元60和固定构件21d连接到电极连接部分21。保险丝部分60响应于触发短路状态时产生的短路电流而能熔化，以将短路接线片51和固定构件21d断开。
最终，电极组件10的正电极12可通过正极端子22和盖板20连接到短路构件53。负电极11可通过电极连接部分21和保险丝单元60连接到短路接线片51。电极组件10的负电极11和正电极12可维持能被短路接线片51和短路构件53短路的状态，短路接线片51和短路构件53被设置在盖板20的外部。
如上所述，由于保险丝单元60被设置在壳体15和盖板20外，所以当短路构件53和短路接线片51为短路操作时可产生的电弧不太可能对电解质溶液或电极组件10产生不利影响。例如，当短路构件53和短路接线片51短路时，保险丝单元60熔化并断开。当保险丝单元60熔化并断开时，可产生电弧。
保险丝单元60被设置在壳体15和盖板20外。因此，电极组件10的剩余电流能在保险丝单元60由于外部短路而短路之后通过打开绝缘盖21e而经过电极连接部分21的端子板21c排放。因此，可以排放和替换电池模块内的可再充电电池，由此提高安全性。
而且，负极端子50可进一步包括设置在绝缘构件38与盖板20之间的弹性构件54。弹性构件54可设置为邻近短路孔23的外边缘并可弹性地支撑绝缘构件38和短路接线片51。弹性构件54可包括至少一个弹簧构件。
弹性构件54可形成为压缩盘簧并可在盖板20的四个凹部55处插入。凹部55完全接纳压缩状态中的弹性构件54，使得绝缘构件38接触盖板20。弹性构件54可形成为围绕短路孔的外边缘的一个压缩盘簧（未显示）。
弹性构件54可通过保险丝单元60连接到固定构件21d并可由短路接线片51维持压缩状态。或者说，包括端子板21c和固定构件21d的外部构件对短路接线片51施加压缩力，以将弹性构件54维持在压缩状态。当由于保险丝单元60被熔化而释放压缩状态时，绝缘构件38和短路接线片51可由于释放的弹性力而上升，由此将短路接线片51从短路构件53分离。因此，弹性构件54的弹性力可被设置为低于由保险丝单元60和固定构件21d施加于短路接线片51的压缩力。
图5为例示图4的保险丝单元60的操作状态的剖视图。参见图5，高电压电流根据负极端子50的操作被排放通过短路接线片51和短路构件53。因此，保险丝单元60熔化且断开。
当保险丝单元60短路时，弹性构件54变得不受固定构件21d的结合力约束。因此，绝缘构件38和短路接线片51可由于弹性力而上升。当短路接线片51从短路构件53分离时，可再充电电池中负极端子50与正极端子22之间的电流被完全切断。
通过总结和回顾，可再充电电池可包括电极组件、用于容纳电极组件的壳体、用于关闭且密封壳体的开口的盖板以及设置在盖板处以电连接到电极组件的电极端子。电极组件可包括隔板、设置在隔板一侧的正电极和设置在隔板另一侧的负电极。
可再充电电池可被重复充电和放电。因此，在可再充电电池内部可产生过多热量或者电解质溶液可分解。这种过多热量的产生或电解质溶液分解可增加可再充电电池的内部压力。内部压力的增加可造成可再充电电池的点燃或爆炸。
为了防止内部压力的增加所造成的点燃或爆炸，可再充电电池可包括在壳体的外部的短路单元。当可再充电电池的内部压力增加时，短路单元可在电极组件的负电极与正电极之间产生短路。当短路单元短路时，排放大量电流。结果，电极组件的充电阶段变少。
由于大量电流的排放，保险丝单元可变得熔化和短路。在根据比较示例的可再充电电池中，保险丝单元被设置在连接电极组件与电极端子的排放路径处。可再充电电池在内部包括保险丝单元。因此，在保险丝单元短路之后难以排放剩余电流。而且，短路的保险丝单元可造成电弧，电弧可造成电解质溶液的点燃或爆炸。因此，当负极端子短路或当保险丝单元操作时，根据比较示例的可再充电电池的稳定性可恶化。
所描述的技术已经致力于提供一种当负极端子短路或当保险丝单元操作时具有维持稳定状态的优点的可再充电电池。根据示例性实施例，保险丝单元被设置在电池壳体的外部，例如设置在盖板的外部上。因此，在外部短路短路之后或在可再充电电池过充电之后，可排放电极组件的剩余电流。负极端子与电极连接部分之间的保险丝单元熔化或短路之后，剩余电流可被排放通过电极连接部分，电池模块中的各个可再充电电池可被替换。而且，电解质溶液可被保护不受保险丝单元短路之后在短路部分处产生的电弧的影响。根据示例性实施例，在保险丝单元短路之后，负极端子可与盖板分离。因此，在具有多个可再充电电池的模块中可防止全部过电流。
在这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但这些术语仅以一般和描述的意义而非出于限制目的被使用和将被解释。在一些情况下，从递交本申请时起，将对本领域普通技术人员明显的是，除非另外特别指明，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中所阐述的精神和范围的情况下可以进行形式上和细节上的各种改变。

Claims (19)

1.一种可再充电电池，包括：
具有内部和外部的壳体；
具有第一电极和第二电极的电极组件，所述电极组件被设置在所述壳体的所述内部；
电极端子；
电极连接部分，所述电极连接部分通过在所述壳体的所述外部的保险丝部分电连接到所述电极端子，所述保险丝部分位于所述电极连接部分与所述电极端子之间并在所述电极连接部分与所述电极端子之间延伸。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中：
所述电极端子包括在所述壳体的所述外部处的短路接线片；
所述第一电极电连接到所述电极连接部分；并且
所述第一电极、所述电极连接部分和所述短路接线片与所述第二电极电绝缘。
3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中：
所述第二电极电连接到所述壳体；并且
所述电极端子进一步包括通过所述壳体电连接到所述第二电极的短路构件，所述短路构件与所述短路接线片分隔开并能变形为与所述短路接线片接触，以电连接所述第一电极和所述第二电极，从而触发短路状态。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述电极连接部分具有连接到所述保险丝部分的外部构件；所述保险丝部分响应于触发所述短路状态时产生的短路电流而能熔化，以将所述短路接线片和所述外部构件断开。
5.根据权利要求4所述的可再充电电池，进一步包括在所述短路接线片与所述壳体之间的弹性构件。
6.根据权利要求5所述的可再充电电池，进一步包括在所述短路接线片与所述壳体之间的短路接线片绝缘构件，所述弹性构件位于所述短路接线片绝缘构件与所述壳体之间。
7.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中所述外部构件被构造为对所述短路接线片施加压缩力，以将所述弹性构件维持在压缩状态。
8.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述电极端子被构造为使得，在熔化所述保险丝部分时释放所述外部构件在所述短路接线片的力将所述弹性构件从所述压缩状态释放，以对所述短路接线片施加弹性力，从而将所述短路接线片与所述短路构件分离。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中：
所述电极端子位于所述壳体中的短路孔处，并且
所述弹性构件包括邻近所述短路孔的外边缘的至少一个弹簧构件。
10.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中所述至少一个弹簧构件为盘簧。
11.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中所述壳体包括接纳所述弹性构件的至少一个凹部。
12.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中所述至少一个凹部完全接纳压缩状态中的所述弹性构件，使得所述短路接线片绝缘构件接触所述壳体。
13.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中：
所述电极连接部分包括从所述壳体的所述内部通过所述壳体中的孔延伸到所述壳体的所述外部的铆接端子，以及
所述外部构件包括联接到所述铆接端子的在所述壳体的所述外部的远端的端子板和在所述端子板与所述壳体之间联接到所述铆接端子的固定构件。
14.根据权利要求13所述的可再充电电池，进一步包括将所述铆接端子与所述壳体绝缘的垫圈。
15.根据权利要求13所述的可再充电电池，进一步包括在所述固定构件与所述壳体之间的固定构件绝缘构件。
16.根据权利要求13所述的可再充电电池，进一步包括覆盖所述端子板的绝缘盖。
17.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一电极为负电极，所述第二电极为正电极。
18.根据权利要求4所述的可再充电电池，进一步包括密封所述壳体的开口的盖板，所述短路接线片和所述外部构件在所述盖板的外部。
19.根据权利要求18所述的可再充电电池，其中所述外部构件邻近且平行于所述盖板的上表面延伸。
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