CN103779532B - 密封型电池的电流中断装置、具有电流中断装置的密封型电池、和密封型电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及密封型电池的电流中断装置、具有电流中断装置的密封型电池、和密封型电池的制造方法。密封型电池（100）的压力型电流中断装置（60）包括：外壳（61），其与设置在电池外壳（15）外部的正极端子（11）电连接；和回动板（62），其与设置在电池外壳（15）内部的下端子（31）电连接，并且通过响应于所述电池外壳（15）内部压力增加而变形，将所述外壳（61）与所述下端子（31）电气切断。所述压力型电流中断装置（60）附接到所述电池外壳（15）外部。
Description
技术领域
本发明涉及密封型电池的电流中断装置、设置有该电流中断装置的密封型电池、和该密封型电池的制造方法的技术。
背景技术
密封型电池是配置有与电解液一起被密封在电池外壳内的电极体的电池，该电极体包括正极和负极。锂离子二次电池是一个公知的密封型电池实例。一些密封型电池设置有检测过充电并中断电流的电流中断装置。一种此类公知的电流中断装置是压力型电流中断装置，该装置在电池外壳的内部压力变得高于设定压力时，物理地中断电流(例如，公开号为2008-066254的日本专利申请(JP 2008-066254 A))。
诸如JP 2008-066254 A中描述的相关压力型电流中断装置包括与电池外壳的外部端子电连接的导电部件，以及与在电池外壳内部设置的集电体端子电连接的回动板。该压力型电流中断装置被配置为根据电池外壳内部压力增加，通过回动板变形将导电部件与集电体端子电气切断。
但是，对于诸如JP 2008-066254 A中描述的相关压力型电流中断装置，形成压力型电流中断装置的导电部件和回动板被设置在电池外壳内部，这样，压力型电流中断装置必须在组装电池单体主体的阶段被组装在电池单体主体内。
对于在以此方式组装电池单体主体的阶段附接压力型电流中断装置的制造方法，设置有压力型电流中断装置的锂离子二次电池与未设置有压力型电流中断装置的锂离子二次电池必须在不同的生产线上制造，因此生产效率很低。
另外，对于在电池外壳内部设置有形成压力型电流中断装置的导电部件和回动板的锂离子二次电池，压力型电流中断装置必须被组装在空间极窄的电池外壳内部，因此组装施工性很低。
发明内容
因此，本发明提供了一种密封型电池的电流中断装置、设置有该电流中断装置的密封型电池、以及该密封型电池的制造方法，其中所述电流中断装置能够在组装电池单体主体之后被附接，使得可以提高制造所述电流中断装置和所述密封型电池时的组装性。
本发明的第一方面涉及密封型电池的电流中断装置，所述电流中断装置包括导电部件，其与设置在电池外壳外部的外部端子电连接；和回动板，其与设置在所述电池外壳内部的集电体端子电连接，并且通过响应于所述电池外壳内部压力增加而变形，将所述导电部件与所述集电体端子电气切断。此外，所述电流中断装置附接到所述电池外壳外部。
所述电流中断装置可以附接到形成于所述电池外壳的盖子上的容纳部。
本发明的第二方面涉及附接有上面描述的电流中断装置的密封型电池。
本发明的第三方面涉及密封型电池的制造方法。此制造方法包括将附接有集电体端子的盖子接合到容纳了电极体和电解液的电池外壳；将密封部件附接到包括导电部件和回动板的电流中断装置的外周边缘部；将附接有所述密封部件的所述电流中断装置安装到所述盖子上；通过所述密封部件将所述盖子接合到保持部件，以使所述电流中断装置夹在所述盖子与所述保持部件之间；将所述集电体端子接合到所述回动板；以及将所述导电部件接合到设置在所述电池外壳外部的外部端子。
根据本发明的密封型电池的电流中断装置、设置有该电流中断装置的密封型电池、以及此密封型电池的制造方法，所述电流中断装置能够在组装电池单体主体之后被附接，从而能提高制造所述电流中断装置和所述密封型电池时的组装性。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术与工业意义，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
图1是示出锂离子二次电池的结构的框架样式的视图；
图2是示出压力型电流中断装置的周围结构的框架样式的视图；以及
图3是示出锂离子二次电池的制造方法的流程的流程图。
具体实施方式
现在参考图1描述锂离子二次电池100。图1是示出锂离子二次电池100的框架样式的剖面图。
锂离子二次电池100是本发明的密封型电池的一个实施例实例。锂离子二次电池100包括电池外壳15、盖子16、作为外部端子的正极端子11、作为外部端子的负极端子12和作为集电体的卷绕电极体50。
电池外壳15被配置为长方体形的方形外壳。扁平的卷绕电极体50和电解液被容纳在电池外壳15内部。盖子16被配置为堵塞在电池外壳15的上部开口的开口部。在盖子16上设置作为外部端子的正极端子11和负极端子12。正极端子11和负极端子12两者的一部分在盖子16的表面侧突出。
正极集电体51在充当集电体的卷绕电极体50的宽度方向上的一侧的端部上露出。同时，负极集电体52在充当集电体的卷绕电极体50的宽度方向上的另一侧的端部上露出。作为集电体端子的下端子31连接到正极集电体51，而作为集电体端子的下端子32连接到负极集电体52。
充当外部端子的正极端子11通过充当导电部件的上端子21、压力型电流中断装置60和充当集电体端子的下端子31而电连接到正极集电体51。充当外部端子的负极端子12通过充当导电部件的上端子22和充当集电体端子的下端子32而电连接到卷绕电极体50的负极集电体52。
接下来，参考图2描述压力型电流中断装置60。图2是示出压力型电流中断装置60的周围结构的框架样式的剖面图。
压力型电流中断装置60是本发明的压力型电流中断装置的一个实施例实例。压力型电流中断装置60是在锂离子二次电池100的电池外壳15内的压力变得高于设定压力时中断电流的装置。在该实施例实例中，压力型电流中断装置60被设置在锂离子二次电池100的正极侧，但是也可以设置在负极侧。
压力型电流中断装置60包括充当导电部件的外壳61和回动板62。在下文中，将描述压力型电流中断装置60周围的结构，该结构也包括压力型电流中断装置60的结构(即，外壳61和回动板62)。
充当导电部件的上端子21设置在电池外壳15和盖子16的外部，并且接合到正极端子11，以便与正极端子11电连接(请参见图1)。上端子21由铜制成，并且包括从与正极端子11接合的部分在外侧向下延伸的下部21A、和形成于下部21A中的开口部21B。下部21A的下表面邻接稍后将描述的外壳61的上表面。稍后将描述的外壳61的突出部61A与开口部21B相嵌合，并且开口部21B的内周面通过焊接接合到突出部61A的外周面。
外壳61与设置在电池外壳15和盖子16的外部的上端子21电连接。外壳61由铜制成并且形成有中央部，当从下面观察时，中央部具有向上凹陷的凹陷形状。外壳61包括突出部61A，该部分基本在凹部的中央部中形成并向上突出，并且还包括形成在位于凹部外周侧的边缘部上的折叠部61B。折叠部61B形成有朝内侧折返的外壳61的外周边缘部。
如上所述，外壳61的凹部的上表面邻接上端子21的下部21A的下表面。外壳61的突出部61A与上端子21的开口部21B相嵌合，并且开口部21B与突出部61A相嵌合的部分通过焊接接合。
回动板62的外周边缘部与外壳61的折叠部61B相嵌合。在该折叠部61B处，位于上方的上板部和位于下方的下板部相互面对，并且回动板62的外周边缘部嵌入在折叠部61B的上板部和下板部之间。
第一密封部件71介于回动板62的外周边缘部与折叠部61B的上板部之间。该第一密封部件71密封回动板62与外壳61的折叠部61B的嵌合部。
回动板62与设置在电池外壳15内部的下端子31电连接。回动板62由铜制成并且形成为大致盘状。凹部62A基本上形成于回动板62的中央部分，所述凹部是上表面侧凹陷的部分。在回动板62的凹部62A中形成圆形切口C。
如上所述，回动板62的边缘部通过第一密封部件71与外壳61的折叠部61B嵌合在一起。另外，回动板62的凹部62A的大致中央部分通过焊接接合到稍后将描述的下端子31的上端部31B。回动板62的凹部62A与下端子31的上端部31B之间的接合处位于在盖子16中形成的开口部16A处。
支持件63附接到盖子16的下表面，并且支撑电池外壳15内部的下端子31。支持件63由树脂制成并且形成为大致盘状。下端子31插入通过支持件63的内部。
充当集电体端子的下端子31接合到卷绕电极体50的正极集电体51，以便在电池外壳15内部与之电连接(请参见图1)。下端子31由铜制成并且形成为大致倒L形。
下端子31包括沿水平方向延伸的水平部31A，并且在该水平部31A的一侧(即，顶端侧)形成上端部31B。水平部31A形成为这样的形状：其中途部弯曲，使得与另一侧(即，底端侧)的部分相比，一侧(即，顶端侧)的部分位于更高位置，并且位于更高位置的所述一侧(即，顶端侧)的部分形成为上端部31B。
水平部31A的另一侧(即，底端侧)的部分插入通过支持件63，并且由水平部31A的所述一侧(即，顶端侧)的部分形成的上端部31B在支持件63的上表面上被露出。另外，上端部31B位于盖子16的开口部16A之内。
如上所述，下端子31的上端部31B通过焊接接合到回动板62的凹部62A的大致中央部分。
保持部件64附接到盖子16并形成容纳部65。保持部件64由铝制成并通过焊接接合到盖子16。
容纳部65是由保持部件64和盖子16形成的空间，压力型电流中断装置60(即，外壳61和回动板62)附接到该容纳部。外壳61的折叠部61B通过第二密封部件72与该容纳部65相嵌合。
第二密封部件72在剖面图中形成为横着的U形。该第二密封部件72在电池外壳15中的压力型电流中断装置60的内侧与外侧之间提供密封。
接下来描述压力型电流中断装置60的操作。在图2中，压力型电流中断装置60被示出为处于正常操作状态(即，未使压力型电流中断装置60动作的状态)，其中正极端子11、上端子21、外壳61、回动板62和下端子32电连接在一起。
但是，当电池外壳15内的压力变得高于设定压力时，来自内部的压力通过盖子16的开口部16A被施加到回动板62的凹部62A，结果，回动板62中具有切口C的部分断裂并且回动板62向外变形。也就是说，使压力型电流中断装置60动作。因此，下端子31与回动板62电气切断(即，回动板62与下端子断开连接)。
接下来，将参照图3描述锂离子二次电池的制造过程S100。图3是示出锂离子二次电池的制造过程S100的流程图。
锂离子二次电池的制造过程S100是制造设置有实施例实例中的压力型电流中断装置60的锂离子二次电池100的过程。
在步骤S110中，组装电池单体主体(即，电池外壳15、盖子16、下端子31和支持件63)。也就是说，被下端子31插入通过的支持件63附接到盖子16，下端子31接合到卷绕电极体50的正极集电体51，并且卷绕电极体50组装到盖子16上。然后，组装到盖子16的卷绕电极体50被容纳于电池外壳15内，而且，将电解液填充到电池外壳15内，随后将盖子16接合到电池外壳15，从而密封电池外壳15。
在步骤S120中，第二密封部件72从外侧附接到压力型电流中断装置60的外周边缘部(即，外壳61的折叠部61B)。在步骤S130中，将附接有第二密封部件72的压力型电流中断装置60(即，外壳61和回动板62)安装到盖子16上。在该情况下，安装压力型电流中断装置60，以使压力型电流中断装置60的外周边缘部位于盖子16的容纳部65中(或者更准确地说，位于通过将保持部件64接合到盖子16而形成容纳部65的部分中)。
在步骤S140中，保持部件64通过焊接接合到盖子16。另外，回动板62的凹部62A和下端子31的上端部31B通过焊接接合在一起。在步骤S150中，上端子21的开口部21B和外壳61的突出部61A通过焊接接合在一起。通过此方式，通过在组装电池单体主体之后，将压力型电流中断装置60附接到电池单体主体的外部，制造锂离子二次电池100。
接下来将描述锂离子二次电池100的压力型电流中断装置60的效果。对于锂离子二次电池100的压力型电流中断装置60，可以在组装电池单体主体(即，电池外壳15、盖子16、下端子31和支持件63等)之后，将压力型电流中断装置60(即，外壳61和回动板62)附接到电池单体主体。
因此，设置有压力型电流中断装置60的锂离子二次电池100和未设置有压力型电流中断装置60的锂离子二次电池100均能在同一生产线上制造。此外，压力型电流中断装置不必像现有技术中那样组装在电池外壳15内的狭窄空间中，因此，能够提高制造压力型电流中断装置60和锂离子二次电池100时的施工性。
Claims (5)
1.一种密封型电池的电流中断装置，包括：
导电部件(61)，其与设置在电池外壳(15)外部的外部端子(11)电连接；和
回动板(62)，其与设置在所述电池外壳(15)内部的集电体端子(31)电连接，并且通过响应于所述电池外壳(15)内部压力增加而变形，将所述导电部件(61)与所述集电体端子(31)电气切断，其中所述集电体端子(31)在所述电池外壳(15)的盖子(16)上露出，并且所述回动板(62)设置在所述集电体端子(31)的一端的上方；
其中所述电流中断装置附接到所述电池外壳(15)外部，并且
其中所述电流中断装置通过密封部件(72)与容纳部(65)相嵌合。
2.根据权利要求1的电流中断装置，其中所述电流中断装置附接到形成于所述电池外壳(15)的盖子(16)上的容纳部(65)。
3.根据权利要求2的电流中断装置，其中所述电流中断装置通过密封部件安装到所述容纳部(65)。
4.一种密封型电池，根据权利要求1至3中任一项的电流中断装置附接到该密封型电池。
5.一种密封型电池的制造方法，包括：
将附接有集电体端子(31)的盖子(16)接合到容纳了电极体(50)和电解液的电池外壳(15)，其中所述集电体端子(31)在所述电池外壳(15)的盖子(16)上露出；
将密封部件(72)附接到包括导电部件(61)和回动板(62)的电流中断装置(60)的外周边缘部；
将附接有所述密封部件的所述电流中断装置(60)安装到所述盖子(16)上，其中所述回动板(62)设置在所述集电体端子(31)的一端的上方；
通过所述密封部件(72)将所述盖子(16)接合到保持部件(64)，以使所述电流中断装置(60)夹在所述盖子(16)与所述保持部件(64)之间，其中所述电流中断装置通过所述密封部件(72)与容纳部(65)相嵌合；
将所述集电体端子(31)接合到所述回动板(62)；以及
将所述导电部件(61)接合到设置在所述电池外壳(15)外部的外部端子(11)。
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