CN103915644A

CN103915644A - 可再充电电池

Info

Publication number: CN103915644A
Application number: CN201310744971.2A
Authority: CN
Inventors: 金益圭; 尹锡俊
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Tianjin Samsung Vision Co Ltd; Samsung SDI Tianjin Battery Co Ltd; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2013-01-03
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: KR102007702B1; CN103915644B; EP2752912A1; JP6238189B2; US9385361B2; US20140186692A1; KR20140088759A; EP2752912B1; JP2014132552A

Abstract

本发明公开了可再充电电池。在一个方面中，该电池包括：电极组件，具有未涂覆区域；壳，在其中容纳电极组件；以及绝缘板，设置在电极组件的未涂覆区域上。该电池还包括形成在绝缘板上的衬垫，其中衬垫包括被绝缘板的上表面支撑且与其接触的支撑件，其中支撑件包括内侧表面和外侧表面，其中内侧表面和外侧表面中的至少一个相对于绝缘板的上表面形成钝角。该电池还包括盖组件，该盖组件接触衬垫并通过引线接片连接到电极组件的未涂覆区域。

Description

可再充电电池

技术领域

所描述的技术总体地涉及具有用于电极组件和盖组件之间的引线接片的安装空间的可再充电电池。

背景技术

对作为能源的可再充电电池的需求随移动装置的技术发展而增加。作为这类电池的示例，圆柱形的可再充电电池包括：电池组件，通过将设置在隔板两侧的电极和隔板螺旋地卷绕在一起成果冻卷形状而形成；中心销，设置在电极组件的中央的中空部分中；壳，在其中安装电极组件；以及盖组件，封闭并密封壳的敞开侧。

发明内容

一个发明的方面是一种可再充电电池，其能够防止电极组件的移动同时保证引线接片的安装空间。

另一个方面是一种可再充电电池，其包括：电极组件；壳，在其中安装电极组件；盖组件，通过在盖组件和壳之间提供衬垫而耦接到壳的开口并通过引线接片连接到电极组件的未涂覆区域；以及绝缘板，提供在未涂覆区域上。衬垫包括以面接触的方式被绝缘板支撑的支撑件，该支撑件具有在第一方向上的内侧表面和外侧表面，该内侧表面和外侧表面中的至少一个与绝缘板的上表面呈钝角。

衬垫还可以包括：密封部分，耦接在开口和盖组件之间；和延伸部分，从密封部分朝向绝缘板延伸并因此连接到支撑件。

密封部分可以具有第一厚度，延伸部分具有第二厚度，支撑件可以具有大于第一厚度和第二厚度的第三厚度。第二厚度可以小于第一厚度。

支撑件可以具有设定到垂直于第一方向的第二方向的高度，该高度可以设定为小于第三厚度。

引线接片可以穿过绝缘板并因此在由支撑件的高度设定的空间中在内侧表面连接到盖组件。

支撑件可以将内侧表面和绝缘板之间设定的第一角度形成为钝角，并可以将外侧表面和绝缘板之间形成的第二角度形成为钝角。第二角度可以大于第一角度。

壳可以形成朝向第一方向凹入的卷边部分从而与盖组件耦接，支撑件的外侧表面可以插入到卷边部分和绝缘板之间的空间。

绝缘板可以在衬垫侧形成为平面的形状。

绝缘板可以包括形成在电极组件中的板部分和从外边缘在第一方向上朝向衬垫突出得比板部分高的突出物。

壳可以形成在第一方向上凹入到内侧的卷边部分从而与盖组件耦接，突出物可以设置在电极组件和卷边部分之间。

支撑件可以在突出物在第一方向上的内侧以支撑板部分。

突出物可以与板部分一体地形成。

突出物可以形成为与板部分分离的环形。

另一个方面是一种可再充电电池，包括：电极组件，具有未涂覆区域；壳，在其中容纳电极组件；绝缘板，设置在电极组件的未涂覆区域上；衬垫，形成在绝缘板上，其中衬垫包括被绝缘板的上表面支撑且接触其的支撑件，其中支撑件包括内侧表面和外侧表面，其中内侧表面和外侧表面中的至少一个相对于绝缘板的上表面形成钝角；以及盖组件，接触衬垫并通过引线接片连接到电极组件的未涂覆区域。

在以上电池中，衬垫还包括：i）延伸部分，从支撑件朝向盖组件延伸；和ii）密封部分，从延伸部分延伸并围绕和接触盖组件的至少三个表面。在以上电池中，密封部分具有第一厚度，其中延伸部分具有第二厚度，其中支撑件具有大于第一和第二厚度的第三厚度。在以上电池中，第二厚度小于第一厚度。在以上电池中，支撑件具有在从绝缘板的上表面延伸到盖组件的方向上限定的高度，其中该高度小于第三厚度。

在以上电池中，引线接片穿过绝缘板并因此在由支撑件的高度设定的空间中在内侧表面连接到盖组件。在以上电池中，支撑件的内侧表面形成相对于绝缘板的上表面的第一钝角，其中支撑件的外侧表面形成相对于绝缘板的上表面的第二钝角。在以上电池中，第二钝角大于第一钝角。在以上电池，壳形成卷边部分，该卷边部分形成得向内凹陷，其中支撑件的外侧表面设置在形成于卷边部分和绝缘板之间的空间中。

在以上电池中，绝缘板的上表面基本上是平面的。在以上电池中，绝缘板的上表面包括：i）板部分，具有相反的两端；和ii)突出物，从板部分的相反端朝向电极组件延伸。在以上电池中，壳形成卷边部分，该卷边部分形成得向内凹陷，其中突出物设置在电极组件和卷边部分之间。在以上电池中，支撑件形成在突出物的内侧以支撑板部分。在以上电池中，突出物与板部分一体地形成。在以上电池中，突出物形成为与板部分分离的环形。

另一个方面是一种可再充电电池，包括：电极组件，具有未涂覆区域；绝缘板，设置在电极组件的未涂覆区域上；以及衬垫，形成在绝缘板上，其中衬垫包括被绝缘板的上表面支撑且接触其的支撑件，其中支撑件包括内侧表面和外侧表面，其中内侧表面和外侧表面中的至少一个相对于绝缘板的上表面形成钝角。

在以上电池中，衬垫还包括：i）延伸部分，从支撑件朝向盖组件延伸；和ii）密封部分，从延伸部分延伸并围绕和接触盖组件的至少三个表面。在以上电池中，密封部分具有第一厚度，其中延伸部分具有第二厚度，其中支撑件具有大于第一和第二厚度的第三厚度。在以上电池中，支撑件具有在从绝缘板的上表面延伸到盖组件的方向上限定的高度，其中该高度小于第三厚度。

另一个方面是一种可再充电电池，包括：电极组件，具有未涂覆区域；绝缘板，设置在电极组件的未涂覆区域上；盖组件，通过引线接片连接到电极组件的未涂覆区域；以及衬垫，形成在绝缘板上，其中衬垫包括i）与绝缘板的上表面接触的底表面和ii）从底表面朝向盖组件延伸的至少一个侧表面，其中衬垫的至少一个侧表面相对于绝缘板的上表面形成钝角。

附图说明

图1是根据第一示范性实施例的可再充电电池的截面图。

图2是图1中的衬垫的一部分的局部放大截面图。

图3是根据第二示范性实施例的可再充电电池的局部截面图。

图4是应用于图3的可再充电电池的绝缘板的截面图。

图5是应用于根据第三示范性实施例的可再充电电池的绝缘板的截面图。

具体实施方式

通常，电池的电极组件包括通过涂覆活性材料到集电器而形成涂覆区域和通过在涂覆区域的端部暴露集电器而设定的未涂覆区域，未涂覆区域提供在电极组件的宽度方向的后端。未涂覆区域可以通过电极电流收集板连接到壳或通过电极电流收集板和引线接片连接到盖组件。

可再充电电池还通常包括在盖组件之间的引线接片，盖组件耦接到被插入壳中的电极组件，因此需要用于防止短路（该短路由引线接片引起）的空间。然而，该空间导致电极组件的移动。

在下文将参照附图更充分地描述实施例。如本领域技术人员将认识到的，所述的实施例可以以各种不同的方式修改，而都不背离本发明的精神或范围。附图和描述将被认为在本质上是说明性而不是限制性的。同样的附图标记在说明书中始终指代同样的元件。

图1是根据第一示范性实施例的可再充电电池的截面图。参照图1，可再充电电池包括：i）电极组件10，进行充电和放电；ii）壳20，在其中安装电极组件10，iii）盖组件30，利用衬垫40耦接到壳20的开口并电连接到电极组件10；以及iv)绝缘板50，提供在盖组件30和电极组件10之间。

电极组件10包括顺序地层叠的正电极11、隔板12和负电极13。电极组件10通过将正电极11、负电极13和隔板12卷绕为果冻卷形状而形成，隔板12是设置在电极之间的绝缘体。

例如，电极组件10可以形成为圆柱形状。圆柱形电极组件10可以包括在其中心的扇形销（sector pin）。扇形销将电极组件10的形状保持为圆柱形。

正电极11和负电极13包括：i）涂覆区域11a和13a，在该处活性材料被涂覆到由薄的金属板形成的集电器的两侧；和ii）未涂覆区域11b和13b，在该处集电器被暴露而不是用活性材料涂覆，并设定正电极11和负电极13的相反端部。

在果冻卷的状态下，正电极电流收集板11d连接到电极组件10的正电极11的未涂覆区域11b，负电极电流收集板13d连接到电极组件10的负电极13的未涂覆区域13b。

在一个实施例中，壳20在其一侧形成开口用于从外部插入电极组件10，并形成为圆柱形以接收圆柱形的电极组件10。壳20连接到负电极电流收集板13d以用作可再充电电池中的负端子，并可以由导电的金属诸如铝、铝合金或镀镍钢形成。

盖组件30通过在盖组件30和壳20之间提供衬垫40而耦接到壳20的开口并因此与壳20电绝缘，封闭用于接收电极组件10和电解质溶液的壳20，以及通过电流中断器件电连接到电极组件10。

例如，盖组件30包括盖板31、正温度系数元件（PTC）35、排气孔板32、绝缘构件33、中间板38以及子板34，它们从壳20的外部朝向壳20的内部顺序地布置。

在一个实施例中，盖板31最后连接到正电极电流收集板11d并因此用作可再充电电池中的正端子，并且形成突出到壳20的外面的突出物31a和敞开到突出物31a的侧向以排出内部气体的排放孔31b。

电流中断器件可以包括排气孔板32、子板34和连接排气孔板32和子板34的连接部分。连接部分可以通过焊接连接排气孔板32和子板34而形成。

形成电流中断器件的一侧的排气孔板32安装在盖板31的内侧并因此电连接到形成电流中断器件的另一侧的子板34。

此外，排气孔板32包括在预定压力条件下破裂以排出内部气体到环境并中断与子板34的电连接的排气孔32a。

例如，排气孔32a从排气孔板32朝向壳20的内侧突出。排气孔板32可以在排气孔32a的周边区域中包括引导弯曲32a的破裂的凹口32b。

因此，当壳20的内部压力由于气体的产生而增加时，凹口32b提前破裂以通过排气孔板32和排放孔31b排出气体到环境，从而防止可再充电电池的爆炸。

在这种情况下，当排气孔板32和子板34的连接部分由于排气孔32a的破裂而分离时，电极组件10和盖板31被彼此电分离。

PTC元件35被提供在盖板31和排气孔板32之间以根据可再充电电池的内部温度来控制在盖板31和排气孔板32之间的电流流动。

当内部温度超过预定温度时，PTC元件35具有增大至无限的电阻。因此，PTC元件35能够中断盖板31和排气孔板32之间的充电电流或放电电流。

子板34面对插入绝缘构件33之中的排气孔板32，并因此电连接到排气孔32a。中间板38设置在绝缘构件33和子板34之间。排气孔32a突出穿过绝缘构件33和中间板38的通孔并因此连接到子板34。

因此，中间板38被电连接到子板34和排气孔32a。在一个实施例中，中间板38通过焊接连接到引线接片37，引线接片37通过焊接连接到正电极电流收集板11d。

在一个实施例中，正电极电流收集板11d通过顺序地经由引线接片37、中间板38、子板34、排气孔32a、排气孔板32和PTC元件35电连接到盖板31。

绝缘板50设置在正电极电流收集板11d和子板34之间以相对于子板34或中间板38电绝缘正电极电流收集板11d。引线接片37连接到正电极电流收集板11d并因此通过绝缘板50的通孔连接到中间板38。

通过在盖组件30和壳20之间提供衬垫40，盖组件30被装配到壳20的开口，然后盖组件30通过卷边工艺固定到壳20的开口，从而形成可再充电电池。

在这种情况下，壳20形成卷边部分21和夹紧部分22，卷边部分21朝向第一方向（即，壳的直径方向）上的中心凹陷，夹紧部分22通过在敞开侧提供在两者之间的衬垫40而保持盖板31的外部圆周。

图2是图1的衬垫的一部分的局部放大截面图。参照图2，形成衬垫40以保证引线接片37的安装空间同时防止电极组件10的移动。

例如，衬垫40包括：支撑件43，面接触（surface-contact）绝缘板50，该绝缘板50形成为平面形状；密封部分41，耦接在壳20的开口和盖组件30之间，从而围绕且接触盖组件的至少三个表面；以及延伸部分42，从密封部分41朝向绝缘板50延伸然后连接到支撑件43。

密封部分41具有第一厚度t1，延伸部分42具有第二厚度t2，支撑件43具有第三厚度t3。在一些实施例中，第一厚度t1大于第二厚度t2，第三厚度t3大于第一厚度t1和第二厚度t2。

在一些实施例中，延伸部分42具有最小的厚度，也就是第二厚度t2，因此引线接片37的安装空间能够通过将由绝缘板50和盖组件30之间的衬垫40定义的空间S设定到最大来保证。

支撑件43可以具有最大的厚度，也就是第三厚度t3，从而与绝缘板50的接触面积能够被设定到最大，从而稳定地支撑绝缘板50。

在一些实施例中，支撑件43包括面对中心的内侧表面431和面对相对于壳20的直径方向（即，图2的X轴方向）的外侧的外侧表面432。内侧表面431相对于绝缘板50的上表面形成第一角度θ₁，外侧表面432相对于绝缘板50的上表面形成第二角度θ₂。

第一和第二角度θ₁和θ₂中的一个或两个可以是大于90度且小于180度的钝角。在一些实施例中，当第一角度θ₁和第二角度θ₂的一个是钝角时，另一个被设定为至少直角。

在本实施例中，第一角度θ₁和第二角度θ₂两个都是钝角，因此支撑件43能够以宽的区域面接触绝缘板50。也就是说，支撑件43以在绝缘板50的一侧比在盖组件30的一侧宽的结构来支撑绝缘板50。

另外，在卷边工艺期间，支撑件43由于延伸部分42的变形而从虚线状态位置变化到实线状态，使得支撑件43能够以挤压绝缘板50的方式面接触绝缘板50。因此，强的静摩擦力和压力被施加在支撑件43和绝缘板50之间。

施加到绝缘板50的压力通过正电极电流收集板11d施加到电极组件10，使得电极组件10被紧密地附着到壳20中的开口的相反侧。因此，能够防止电极组件10在壳20中的移动。

在这种情况下，第一角度θ₁和第二角度θ₂形成钝角，因此支撑件43还能够施加第一和第二压力F1和F2（见图2）到相对于绝缘板50的上表面的第一角度θ₁和第二角度θ₂的方向。因此，还能够防止电极组件10的移动。

在一些实施例中，由于第二角度θ₂大于第一角度θ₁，所以支撑件43的外侧表面432被插入到卷边部分21和绝缘板50之间的空间中。因此，支撑件43能够通过其中心和外侧有效地支撑绝缘板50。

此外，支撑件43具有在基本上垂直于第一方向的第二方向（即，z轴方向）上测量的高度H。高度H可以小于第三厚度t3，从而通过延伸部分42转移的压力能够被有效地传输到绝缘板50同时提供足够尺寸的空间S。

由于支撑件43具有高度H，所以通过衬垫40限定在绝缘板50和盖组件30之间的空间S能够进一步在z轴方向上延伸，从而有效地保证引线接片37的安装空间S。

延伸部分42和支撑件43在直径方向（x轴方向）和高度方向（z轴方向）上限定空间S。延伸部分42能够通过减小第二厚度t2而在直径方向（x轴方向）上延伸空间S，支撑件43能够通过减小高度H而最小化由延伸部分42限定的空间S的尺寸的减小。也就是，能够提供具有用于引线接片37的足够尺寸的空间S。

引线接片37穿过绝缘板50（见图1）然后在空间S的内侧表面431连接到盖组件40的中间板38，通过支撑件43的高度H和延伸部分42，该空间S在z轴方向和x轴方向上被限定。

在下文，将描述不同的示范性实施例，将省略对于与第一示范性实施例和上述示范性实施例相同的配置的重复描述。

在一个实施例中，如图3所示，绝缘板250包括形成在电极组件10中的板部分251和从第一方向的外边缘朝向衬垫40突出得比板部分251高的突出物252。

板部分251被支撑在正电极电流收集板11d和支撑件43之间，突出物252在连接到电极组件10的电流收集板11d与卷边部分21之间被卷边部分21压缩。在这种情况下，支撑件43从突出物252的内侧挤压板部分251的方式来支撑板部分251。

因此，绝缘板250被支撑件43和卷边部分21支撑并因此朝向电极组件10挤压正电极电流收集板11d使得电极组件10能够紧密地附着于壳20的开口的相对侧。也就是，能够防止电极组件10在振动期间的移动。

图4是应用到图3的绝缘板250的截面图。在一个实施例中，如图4所示，突出物252与板部分251一体地形成。与突出物252和板部分251整体地形成的绝缘板250在组装期间不需要额外的工艺。

图5是应用到根据第三示范性实施例的可再充电电池的绝缘板350的截面图。在一个实施例中，如图5所示，突出物352形成为能够与板部分351分离且设置在板部分351的外边缘中的环形。

突出物351和板351的与其对应的外部圆周设置在卷边部分21和电极组件10之间。使突出物352和板部分351分开的绝缘板350使加工工艺简单。突出物352和板部分351可以通过胶粘剂以附接到彼此的状态使用或以分离的状态使用。

根据公开实施例中的至少一个，衬垫支撑件的一侧形成相对于绝缘板的上表面的钝角从而绝缘板能够以面接触的方式被支撑件稳定地支撑，因此，能够防止电极组件在壳和盖组件之间移动。

此外，足够的内部空间被提供在电极组件和盖组件之间，从而能够保证连接电极组件和盖组件的引线接片的安装空间。

尽管已经结合附图描述了以上实施例，将理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反的，意在涵盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims

1.一种可再充电电池，包括：

电极组件，具有未涂覆区域；

壳，在其中容纳所述电极组件；

绝缘板，设置在所述电极组件的未涂覆区域上；

衬垫，形成在所述绝缘板上，其中所述衬垫包括被所述绝缘板的上表面支撑且接触所述绝缘板的上表面的支撑件，其中所述支撑件包括内侧表面和外侧表面，其中所述内侧表面和所述外侧表面中的至少一个形成相对于所述绝缘板的上表面的钝角；以及

盖组件，接触所述衬垫并通过引线接片连接到所述电极组件的未涂覆区域。

2.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述衬垫还包括：i）延伸部分，从所述支撑件朝向所述盖组件延伸；和ii）密封部分，从所述延伸部分延伸并围绕和接触所述盖组件的至少三个表面。

3.如权利要求2所述的可再充电电池，其中所述密封部分具有第一厚度，其中所述延伸部分具有第二厚度，其中所述支撑件具有大于所述第一和第二厚度的第三厚度。

4.如权利要求3所述的可再充电电池，其中所述第二厚度小于所述第一厚度。

5.如权利要求3所述的可再充电电池，其中所述支撑件具有在从所述绝缘板的上表面延伸到所述盖组件的方向上限定的高度，其中该高度小于所述第三厚度。

6.如权利要求5所述的可再充电电池，其中所述引线接片穿过所述绝缘板并因此在由所述支撑件的高度限定的空间中在所述支撑件的内侧表面连接到所述盖组件。

7.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述支撑件的内侧表面形成相对于所述绝缘板的上表面的第一钝角，其中所述支撑件的外侧表面形成相对于所述绝缘板的上表面的第二钝角。

8.如权利要求7所述的可再充电电池，其中所述第二钝角大于所述第一钝角。

9.如权利要求8所述的可再充电电池，其中所述壳形成卷边部分，该卷边部分形成得向内凹陷，其中所述支撑件的外侧表面设置在形成于所述卷边部分与所述绝缘板之间的空间中。

10.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘板的上表面实质上是平坦的。

11.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘板的上表面包括：i）板部分，具有相反的两端；和ii)突出物，从所述板部分的相反端朝向所述衬垫延伸。

12.如权利要求11所述的可再充电电池，其中所述壳形成卷边部分，该卷边部分形成得向内凹陷，其中所述突出物设置在所述电极组件和所述卷边部分之间。

13.如权利要求12所述的可再充电电池，其中所述支撑件形成在所述突出物的内侧以支撑所述板部分。

14.如权利要求11所述的可再充电电池，其中所述突出物与所述板部分一体地形成。

15.如权利要求11所述的可再充电电池，其中所述突出物形成为与所述板部分分离的环形。

16.一种可再充电电池，包括：

电极组件，具有未涂覆区域；

绝缘板，设置在所述电极组件的所述未涂覆区域上；以及

衬垫，形成在所述绝缘板上，其中所述衬垫包括被所述绝缘板的上表面支撑且接触所述绝缘板的上表面的支撑件，其中所述支撑件包括内侧表面和外侧表面，其中所述内侧表面和所述外侧表面中的至少一个相对于所述绝缘板的上表面形成钝角。

17.如权利要求16所述的可再充电电池，其中所述衬垫还包括：i）延伸部分，从所述支撑件朝向所述盖组件延伸；和ii）密封部分，从所述延伸部分延伸并围绕和接触所述盖组件的至少三个表面。

18.如权利要求17所述的可再充电电池，其中所述密封部分具有第一厚度，其中所述延伸部分具有第二厚度，其中所述支撑件具有大于所述第一和第二厚度的第三厚度。

19.如权利要求18所述的可再充电电池，其中所述支撑件具有在从所述绝缘板的上表面延伸到所述盖组件的方向上限定的高度，其中该高度小于第三厚度。

20.一种可再充电电池，包括：

电极组件，具有未涂覆区域；

绝缘板，设置在所述电极组件的所述未涂覆区域上；

盖组件，通过引线接片连接到所述电极组件的未涂覆区域；以及

衬垫，形成在所述绝缘板上，其中所述衬垫包括i）与所述绝缘板的上表面接触的底表面和ii）从所述底表面朝向所述盖组件延伸的至少一个侧表面，其中所述衬垫的所述至少一个侧表面相对于所述绝缘板的上表面形成钝角。