CN104103802A - 可再充电二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种可再充电二次电池，当所述可再充电二次电池发生外部短路或过充电时，所述可再充电二次电池除熔断器熔化之外通过弹力提供部件提供的力可快速断开充电和/或放电路径。为此，提供一种可再充电二次电池，包括：壳体；在所述壳体中的电极组件；联接到所述电极组件并包括熔断器部件的集电板；联接到所述集电板并延伸到所述壳体的外部的端子；以及在所述壳体与所述集电板之间的弹力提供部件。

Description

可再充电二次电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年4月1日在美国专利和商标局提交的美国临时申请第61/807,208号的优先权和利益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
各实施例涉及一种可再充电二次电池。
背景技术
可再充电锂离子二次电池可被用于例如小型电子设备，诸如笔记本计算机或蜂窝电话。另外，由于最近开发的可再充电锂离子二次电池相比于其它类型的可再充电二次电池具有包括高输出功率、大容量和重量轻的有利特性，所以它们被广泛用于混合动力车辆或电动车辆。
这里，由于用于混合动力车辆或电动车辆的可再充电锂离子二次电池具有相对大的容量，所以用于防止外部短路或过充电的安全装置被提供在可再充电锂离子二次电池中。该安全装置可在可再充电锂离子二次电池发生外部短路或过充电时断开充电或放电路径。
发明内容
实施例的特征在于提供一种可再充电二次电池，当所述可再充电二次电池发生外部短路或过充电时，所述可再充电二次电池除熔断器熔化之外通过使用由弹力提供部件提供的力快速断开充电和/或放电路径。
实施例的特征在于提供一种可再充电二次电池，当所述可再充电二次电池发生外部短路或过充电时除熔断器熔化之外，所述可再充电二次电池通过使用由弹力提供部件提供的力减少（或最小化）电弧放电时间。
实施例的特征在于提供一种可再充电二次电池，即使熔断器由于所述可再充电二次电池发生的外部短路或过充电未被完全熔化，所述可再充电二次电池也通过使用弹力提供部件的动力断开所述熔断器，由此减少（或最小化）电弧放电时间。
实施例的特征在于提供一种可再充电二次电池，当所述可再充电二次电池发生外部短路或过充电时，所述可再充电二次电池除熔断器熔化之外通过使用由弹力提供部件提供的力防止熔断器被重新连接。
根据本发明一方面，一种二次电池，包含：壳体；在所述壳体中的电极组件；联接到所述电极组件并包括熔断器部件的集电板；联接到所述集电板并延伸到所述壳体的外部的端子；以及在所述壳体与所述集电板之间的弹力提供部件。
所述弹力提供部件可被构造为将弹力施加到所述熔断器部件上。
所述弹力提供部件可在邻近所述熔断器部件的位置接触所述集电板。
所述弹力提供部件可被构造为在所述壳体与所述集电板之间沿基本上垂直于所述熔断器部件所位于的平面的方向施加力。
所述集电板可进一步包含：联接到所述端子的第一区域；联接到所述电极组件的第二区域；以及在所述第一区域与所述第二区域之间的弯曲区域，并且所述熔断器部件可在所述集电板的所述第二区域中。
所述集电板可进一步包含：联接到所述端子的第一区域；联接到所述电极组件的第二区域；以及在所述第一区域与所述第二区域之间的弯曲区域，并且所述熔断器部件可在所述集电板的所述第一区域中。
所述熔断器部件的横截面面积可小于所述集电板的另外区域的横截面面积。
所述熔断器部件可通过所述集电板中的熔断器开口或槽口而被限定。
所述熔断器部件可包含在所述熔断器开口的第一端的第一部分和在所述熔断器开口的与所述第一端相反的第二端的第二部分，并且所述第一部分和所述第二部分中的每一个的宽度可小于所述第一区域和所述第二区域中的每一个的宽度。
所述弹力提供部件可被构造为当所述熔断器部件熔化时将所述集电板的所述第一区域与所述集电板的所述第二区域分离。
所述壳体可包含在所述集电板与所述端子之间的盖板，并且所述弹力提供部件可在所述集电板与所述盖板之间。
所述二次电池可进一步包含覆盖所述集电板的所述第一区域并在所述集电板与所述盖板之间的绝缘部件，所述集电板可进一步包含在所述第一区域中的第一突起，所述绝缘部件可包含第二突起，并且所述弹力提供部件可被联接在所述第一突起与所述第二突起之间。
所述弹力提供部件可被构造为当所述熔断器部件熔化时将所述集电板的所述第一区域与所述集电板的所述第二区域分离。
所述第一突起可基本上平行于所述集电板的侧表面延伸，并且所述第二突起可基本上平行于所述绝缘部件的侧表面延伸。
所述二次电池可进一步包含覆盖所述集电板的所述第一区域并在所述集电板与所述盖板之间的绝缘部件，所述弹力提供部件可在所述集电板与所述绝缘部件之间。
所述弹力提供部件可包含从由板簧、卷簧、蜗卷弹簧、环簧、螺旋弹簧、盘簧、垫圈弹簧、橡胶弹簧、流体弹簧、Ω形弹簧和树脂弹簧组成的组中选择的弹簧。
所述弹力提供部件可为大致“W”形。
所述弹力提供部件的至少两部分可接触所述集电板，并且所述弹力提供部件的至少两其它部分可接触所述集电板与所述壳体之间的绝缘部件。
所述电极组件可通过所述集电板被至少部分地悬挂。
所述二次电池可进一步包含：联接到所述电极组件并包含第二熔断器部件的第二集电板；联接到所述第二集电板并延伸到所述壳体的外部的第二端子；以及被构造为将弹力施加到所述第二熔断器部件上的第二弹力提供部件。
根据本发明一方面，一种二次电池，包含：壳体；在所述壳体中的电极组件；联接到所述电极组件并具有槽口的集电板；联接到所述集电板并延伸到所述壳体的外部的端子；以及在所述壳体与所述集电板之间并在邻近所述槽口的位置接触所述集电板的弹力提供部件。
根据本发明一方面，一种二次电池，包含：壳体；在所述壳体中的电极组件；联接到所述电极组件并在其中具有开口的集电板；联接到所述集电板并延伸到所述壳体的外部的端子；以及在所述开口中并处于压缩状态的弹力提供部件。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明各示例性实施例，本发明的上述和其它方面和特征将变得更明显，其中：
图1a为根据本发明实施例的可再充电二次电池的透视图；
图1b为沿图1a的线1b-1b截取的横截面剖视图；
图1c为沿图1a的线1c-1c截取的横截面剖视图；
图1d为根据本发明实施例的可再充电二次电池的集电板和周围结构的局部透视图；
图1e为根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部透视图；
图2a和图2b为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部放大剖视图；
图3至图5为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部放大剖视图；
图6a和图6b为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的熔断器部件和弹力提供部件的工作状态的局部放大剖视图；
图7a为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的集电板和弹力提供部件的局部透视图；
图7b为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的集电板和弹力提供部件的局部分解视图；
图7c为例示根据本发明实施例的绝缘部件的弹力提供部件被定位的部分仰视图；
图8为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池中的熔断器部件和弹力提供部件的工作状态的局部放大透视图；
图9为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的集电板和周围结构的局部透视图；
图10为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部放大剖视图；
图11a为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的集电板和弹力提供部件的局部分解视图；以及
图11b为图11a的可再充电二次电池的弹力提供部件和熔断器部件的横截面剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明各示例性实施例。然而，本发明可以许多不同的形式被体现，并且不应该认为被限制于在此陈述的各实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将为详尽和完整的，并将充分地将本发明的精神和范围传达给本领域技术人员。同样地，本发明应该被所附权利要求及它们的等同物限定。
在附图中，为清楚起见，层和区域的厚度被放大。相似的附图标记始终指代相似的元件。如在此使用的那样，术语“和/或”包括一个或更多关联的所列项目中的任意和全部组合。
在此使用的词汇用于描述各特定实施例的目的，并非意欲限制本发明。如在此使用那样，单数形式意欲也包括复数形式，除非上下文以另外的方式明确指出。还将理解，术语“包括（comprise）”和/或“包括（comprising）”在本说明书中被使用时明确说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。
将理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在此可被用于描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应该被这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或部分与另一构件、元件、区域、层和/或部分区分开。因而，例如，下面讨论的第一构件、元件、区域、层和/或部分可被称为第二构件、元件、区域、层和/或部分，而不背离本发明的精神和范围。
另外，将理解的是，术语“熔断器部件”在被用于本说明书中时表示集电板上具有相对小的横截面面积的区域。因而，术语“熔断器部件”的概念包含用于减少横截面面积的熔断器孔、熔断器开口或熔断器槽口。进一步，将理解的是，术语“弹力提供部件”在被用于本说明书中时表示提供弹力的所有金属或非金属构件，也就是说，可在熔断器部件被熔化时提供用于快速断开熔断器部件的弹力的所有构件。进一步，弹力提供部件被构造为在可再充电二次电池的壳体与集电板之间沿垂直于熔断器部件所位于的平面的方向施加力。
现参见图1a至图1e，图1a为根据本发明实施例的可再充电二次电池的透视图，图1b为沿图1a中的线1b-1b截取的横截面剖视图，图1c为沿图1a中的线1c-1c截取的横截面剖视图，图1d为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的集电板和周围结构的局部透视图，以及图1e为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部透视图。
如图1a至图1e所示，根据本发明实施例的可再充电二次电池100包括壳体110、电极组件120、第一集电板130a、第一绝缘部件140a、第一弹力提供部件150a、第二集电板130b、第二绝缘部件140b、第二弹力提供部件150b、盖板160、第一端子170a和第二端子170b。
虽然在图1c中示出两个电极组件120，但是各实施例不限于此，例如可比两个电极组件120少或多。在本发明各实施例中，壳体110可指罐，和/或可包含盖板160。
壳体110包括基本上平坦的且面向彼此的一对长侧壁111a和111b、连接长侧壁111a和111b并面向彼此的一对短侧壁112a和112b以及将长侧壁111a和111b连接到短侧壁112a和112b的底壁113。这里，长侧壁的面积大于短侧壁的面积。壳体110可具有用盖板160密封的开放顶部区域。电极组件120和电解质溶液被容纳在壳体110中。壳体110可由从由铝、铝合金、铜、铜合金、铁、铁合金、不锈钢及其等同物组成的组中选择的一种材料制成，但是本发明各方面不限于此。
电极组件120可包括基本上平坦的且面向彼此的一对长侧区域120a和120b以及连接长侧区域120a和120b并面向彼此的一对短侧区域120c和120d。这里，长侧区域比短侧区域宽。在电极组件120中，未涂覆第一活性物质（未示出）的第一未涂覆部分121a和未涂覆第二活性物质（未示出）的第二未涂覆部分122a沿相反的方向延伸（例如，延伸预定长度）。例如，第一未涂覆部分121a可在长侧区域120a和120b以及短侧区域120c和120d上向一侧延伸并突出预定长度，第二未涂覆部分122a可在长侧区域120a和120b以及短侧区域120c和120d上向另一侧延伸并突出预定长度。另外，电极组件120的第一未涂覆部分121a和第二未涂覆部分122a可分别朝向提供在壳体110中短侧壁112a和112b延伸预定长度。
电极组件120可通过卷绕或层叠具有由薄板或层形成的第一电极板121、第二电极板122以及插入第一电极板121与第二电极板122之间的隔板123的堆叠结构而被形成。这里，第一电极板121可用作正电极，第二电极板122可用作负电极，或者反之亦然。
第一电极板121可通过将诸如过渡金属的第一电极活性物质施加到由例如铝箔形成的第一电极集电板（未示出）上而被形成。第一电极板121可包括第一未涂覆部分121a，第一电极活性物质未被施加到第一未涂覆部分121a上。第一未涂覆部分121a可用作用于在第一电极板121与第一电极板121的外部之间流动的电流的通路。本发明不将第一电极板121的材料限制到在此列出的材料。
第二电极板122可通过将诸如石墨或碳的第二电极活性物质施加到由诸如铜、铜合金或镍的金属箔形成的第二电极集电板（未示出）上而被形成。第二电极板122可包括第二未涂覆部分122a，第二电极活性物质未被施加到第二未涂覆部分122a上。第二未涂覆部分122a可用作用于在第二电极板122与第二电极板122的外部之间流动的电流的通路。然而，本发明不将第二电极板122的材料限制到在此列出的材料。在其它实施例中，第一电极板121和第二电极板122的相对极性可与上面描述的不同。
隔板123可在第一电极板121与第二电极板122之间，以防止短路并允许锂离子移动。隔板123可由例如聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯和聚乙烯的复合膜形成。本发明不将隔板123的材料限制到在此列出的材料。
电极组件120和电解质溶液被容纳在壳体110中。电解质溶液可包括诸如碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）或碳酸二甲酯（DMC）的有机溶剂以及诸如LiPF6或LiBF4的锂盐。电解质可为液体、固体或凝胶体。
第一集电板130a被定位在壳体110的内部，并被电连接在第一端子170a和电极组件120之间。例如，在一实施例中，第一集电板130a包括电连接到第一端子170a的第一区域131a、电连接到电极组件120的第一未涂覆部分121a的第二区域132a以及在第一区域131a和第二区域132a之间的弯曲区域133a。可被焊接到第一未涂覆部分121a的第三区域134a可被连接到第二区域132a。采用这种结构，电极组件120被构造为使得其基本上从第一集电板130a被悬挂。也就是说，电极组件120可由于重力而在第一集电板130a上拉下。根据一实施例，电极组件120的底部与壳体110的底壁113隔开合适（或预定的）距离。在一实施例中，电极组件120可通过第一集电板130a被至少部分地悬挂。
在一实施例中，熔断器开口（或孔）135a位于第一集电板130a的第一区域131a中。熔断器开口135a可具有基本上矩形形状。具有相对小的横截面面积的一对熔断器部件136a可位于熔断器开口135a的相对侧。在一实施例中，熔断器部件136a的宽度可小于第一区域131a或第二区域132a的宽度。在例示的实施例中，在第一区域131a中示出通孔以形成熔断器部件136a；然而，切口部分也可在第一区域131a中以形成熔断器部件136a。
熔断器部件136a可通过在可再充电二次电池100发生外部短路或过充电时产生的热而被熔化，由此阻止充电和/或放电电流。相应地，可再充电二次电池100的安全性被改进。
在一实施例中，第一联接开口（或孔）137a和第二联接开口（或孔）138a可位于第一集电板130a的第一区域131a中，以便被分别联接到第一端子170a的紧固区域171a和联接突起174a。
第一集电板130a可包括铝、铝合金、钛、不锈钢、金、钽、铌、铪、锆、钒、铟、钴、钨、锡、铍、钼及其合金。然而，本发明不将第一集电板130a的材料限制于在此列出的材料。在实施例中，当第一集电板130a由铝制成时，熔断器部件136a也由铝制成。铝的熔点大约为659℃。因而，如果熔断器部件136a由于过电流而达到大约659℃的温度时，熔断器部件136a熔化并断裂。当熔断器部件136a熔化并断裂所需的时间被延长时，电弧放电时间也被延长，由此使可再充电二次电池100的内部不稳定。
第一绝缘部件140a可被构造为使得其基本上围绕第一集电板130a的第一区域131a。例如，第一绝缘部件140a可被定位在盖板160与第一集电板130a的第一区域131a之间，并可围绕第一端子170a的紧固区域171a、凸缘173a和第一集电板130a的第一区域131a。更详细地，第一绝缘部件140a可包括上部区域141a和大约四个侧部区域142a。上部区域141a可插入第一集电板130a的第一区域131a和第一端子170a的凸缘173a与盖板160之间。四个侧部区域142a可围绕第一集电板130a的第一区域131a、第一端子170a的紧固区域171a和凸缘173a的侧部区域。第一绝缘部件140a可由例如（不与电解质溶液反应的）聚苯硫醚（PPS）及其等同物制成，但是本发明不将第一绝缘部件140a的材料限制于在此列出的材料。
根据一实施例，第一弹力提供部件150a在第一集电板130a与盖板160之间。例如，第一弹力提供部件150a可在第一集电板130a的第一区域131a与第一绝缘部件140a之间。更详细地，第一弹力提供部件150a可在第一区域131a的熔断器部件136a（或熔断器部件136a周围的区域）与第一绝缘部件140a的上部区域141a之间。在一实施例中，第一弹力提供部件150a在（第一区域131a与第二区域132a之间的）弯曲区域133a与第一绝缘部件140a的上部区域141a之间。
第一弹力提供部件150a可在第一集电板130a的弯曲区域133a与第一绝缘部件140a的上部区域141a之间保持在压缩状态。例如，第一弹力提供部件150a可被保持在压缩状态，以便从盖板160或第一绝缘部件140a向下推压熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域、弯曲区域133a、第一区域131a的端部和/或第二区域132a的端部。为此，第一弹力提供部件150a可具有各种形状。
如图1c和图1e所示，第一弹力提供部件150a可为大致“W”形。例如，第一弹力提供部件150a的区域可接触第一绝缘部件140a的上部区域141a，并且第一弹力提供部件150a的另外部分可接触熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域、弯曲区域133a、第一区域131a的端部和/或第二区域132a的端部，或者反之亦然。
因此，根据本发明的方面，熔断器部件136a能够在由于例如外部短路或过充电引起过电流流动通过可再充电二次电池100时通过熔断器部件136a熔化和弹力提供部件150a提供（或源于弹力提供部件150a）的力（例如，弹力）而快速断裂。相应地，在可再充电二次电池100的外部短路或过充电期间，充电和/或放电路径被快速断开。
通常，在熔断器部件被熔化时可发生电弧放电。电弧放电可影响电解质溶液，这可导致快速增加可再充电二次电池的内部压力。如上所述，由于本发明各实施例的熔断器部件136a被弹力提供部件150a快速断开，所以电弧放电时间被减少（或最小化）。因此，由电弧放电引起的内部压力的增加可被防止（或抑制）。
另外，通常，当熔断器部件在低电流下而不是高电流下工作时，它们可能不完全熔化。在这些情况下，本发明各实施例的熔断器部件136a通过弹力提供部件150a提供的弹力而被断开。另外，通常，如果熔断器部件被熔化相对短的时间，则它们可重新连接。然而，如上所述，在本发明各实施例中，第一区域131a和第二区域132a通过弹力提供部件150a的弹力而被彼此分离开，由此防止熔断器部件136a被重新连接。
第一弹力提供部件150a可为从由板簧、卷簧、蜗卷弹簧、环簧、螺旋弹簧、盘簧、垫圈弹簧、Ω形弹簧及其等同物组成的组中选择的一种，但是本发明各方面不限于此。
第一弹力提供部件150a可包括金属或非金属材料。根据一些实施例，钢质弹簧（例如，碳钢弹簧、合金钢弹簧等）或非铁弹簧（例如，铜合金弹簧、镍合金弹簧等）可被用作金属材料。另外，橡胶弹簧、流体弹簧（例如，空气弹簧、液体弹簧等）或合成树脂弹簧（例如，层压弹簧等）可被用作非金属材料。
盖板160在被暴露到第一端子170a的外部或向第一端子170a的外部突出的同时可覆盖壳体110的开放部分。壳体110与盖板160之间的边界可通过激光束而被焊接。另外，电解质注入开口（或孔）161可在盖板160中。电解质注入开口161可被塞162关闭，并且具有相对小的厚度的安全排气口163也可在盖板160中。盖板160可由与壳体110基本上相同的材料制成。
第一端子170a被电连接到第一集电板130a，并且在穿过盖板160的同时向外延伸合适（或预定）的长度。在实施例中，第一端子170a被联接到第一集电板130a的第一区域131a，并且在穿过第一绝缘部件140a和盖板160的同时向外延伸合适（或预定）的长度。第一端子170a可被电和机械联接到提供在第一集电板130a的第一区域131a中的第一联接开口137a。第一端子170a可包括柱形紧固区域171a和固定区域172a，固定区域172a被固定到壳体110或盖板160外部的紧固区域171a并具有联接于固定区域172a的汇流条（未示出）。另外，水平延伸合适（或预定）的长度的板形凸缘173a可在壳体110的内部或在紧固区域171a处的盖板160中。凸缘173a可包括联接突起174a，联接突起174a被联接到向下延伸并提供在第一集电板130a的第一区域131a中的第二联接开口138a。这里，凸缘173a的顶面可与第一绝缘部件140a的上部区域141a紧密接触。另外，合适（或预定）的空间可在凸缘173a与第一绝缘部件140a的侧部区域142a之间，并且第一弹力提供部件150a可被定位在该空间中。熔断器部件136a和第一集电板130a的弯曲区域133a也可位于该空间中。
这里，形成第一端子170a的紧固区域171a、固定区域172a、凸缘173a和联接突起174a可包括从由铝、铝合金及其等同物组成的组中选择的一种，但是本发明不限制紧固区域171a、固定区域172a、凸缘173a和联接突起174a的材料。
定位在盖板160上的紧固区域171a可被联接到固定区域172a以被铆接或焊接，定位在盖板160下方的紧固区域171a和联接突起174a可分别被联接到提供在第一集电板130a的第一区域131a中的第一联接开口137a和第二联接开口138a以被铆接或焊接。
第一端子170a的紧固区域171a可穿过盖板160，并且密封衬垫181a可在外圆周上。因此，第一端子170a可与盖板160绝缘。在实施例中，密封衬垫181a可由（不与电解质溶液反应的）聚苯硫醚（PPS）制成，但是本发明不将密封衬垫181a的材料限制到在此列出的材料。
上部绝缘部件182a可被提供在固定区域172a与壳体110之间。上部绝缘部件182a可与密封衬垫181a紧密接触。上部绝缘部件182a使第一固定区域172a与盖板160绝缘。在实施例中，上部绝缘部件182a可由聚苯硫醚（PPS）制成，但是本发明不将上部绝缘部件182a的材料限制到在此列出的材料。
当电池使壳体110和盖板160作为正电极带电时，固定区域172a和盖板160可通过高电阻构件（未示出）彼此电连接。
第二集电板130b、第二绝缘部件140b、第二弹力提供部件150b和第二端子170b可与第一集电板130a、第一绝缘部件140a、第一弹力提供部件150a和第一端子170a基本上相同。另外，熔断器开口（或孔）135b和熔断器部件136b可被提供在第二集电板130b中。在一些实施例中，熔断器开口135b和熔断器部件136b可不被提供在第二集电板130b中，并且第二弹力提供部件150b可不被提供在第二集电板130b处。现在将简要地描述前述内容的一个原因。第二集电板130b可由铜或铜合金制成，铜的熔点大约为1083℃，这高于铝的熔点。通常，在第二集电板130b的熔断器部件136b工作之前，第一集电板130a的熔断器部件136a可首先工作，使得充电电流和/或放电电流被断开。然而，为了进一步改进可再充电二次电池100的安全性，如图1b所示，第二集电板130b的熔断器开口135b和熔断器部件136b和第二弹力提供部件150b可被安装。
第一集电板130a和第二集电板130b、第一绝缘部件140a和第二绝缘部件140b以及第一弹力提供部件150a和第二弹力提供部件150b可分别具有基本上相同的构造。因此，下面将通过概括地将相应部件标示为集电板130a、绝缘部件140a和弹力提供部件150a来描述本发明。
图2a和图2b为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部放大剖视图。
如图2a和图2b所例示，弹力提供部件150a在集电板130a中的第一区域131a的端部或第二区域132a的端部、熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域、或弯曲区域133a上。绝缘部件140a的上部区域141a可在弹力提供部件150a上。
弹力提供部件150a可为大致“W”形。弹力提供部件150a的至少两个区域可接触集电板130a，并且弹力提供部件150a的至少两个其它区域可接触绝缘部件140a的上部区域141a或侧部区域142a。
根据实施例，弹力提供部件150a在集电板130a与绝缘部件140a之间被保持在压缩状态。因此，当熔断器部件136a被熔化时，弹力提供部件150a允许集电板130a的第二区域132a快速向下移动。
图3至图5为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部放大剖视图。
如图3所示，在一实施例中，弹力提供部件250a的至少三个区域接触集电板130a的第一区域131a的端部或第二区域132a的端部、熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域或弯曲区域133a。这里，弹力提供部件250a可接触绝缘部件140a的上部区域141a或侧部区域142a的至少两个区域。
因此，在本实施例中，弹力提供部件250a的至少三个区域推压（例如，向下推压）第一区域131a的端部、第二区域132a的端部、熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域或弯曲区域133a。
在实施例中，如图4所示，弹力提供部件350a的至少一个区域接触集电板130a的第一区域131a的端部或第二区域132a的端部、熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域或弯曲区域133a。这里，弹力提供部件350a的至少两个区域可接触绝缘部件140a的上部区域141a和/或侧部区域142a。
因此，在本实施例中，弹力提供部件350a的至少一个区域推压（例如，向下推压）第一区域131a的端部、第二区域132a的端部、熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域或弯曲区域133a。
在实施例中，如图5所示，弹力提供部件450a的至少一个区域接触集电板130a的第一区域131a的端部或第二区域132a的端部、熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域或弯曲区域133a。这里，弹力提供部件450a的至少一个区域可接触绝缘部件140a的上部区域141a。
因此，在本实施例中，弹力提供部件450a的至少一个区域推压（例如，向下推压）第一区域131a的端部、第二区域132a的端部、熔断器部件136a、邻近熔断器部件136a的区域或弯曲区域133a。这里，弹力提供部件450a可为卷簧，而不是上面描述的板簧。
图6a和图6b为例示根据本发明各实施例的可再充电二次电池的熔断器部件和弹力提供部件的工作状态的局部放大剖视图。
如图6a和6b所示，当熔断器部件136a被熔化时，弹力提供部件150a提供来自上方的为弹力的向下力，由此允许快速断开熔断器部件136a。也就是说，集电板130a的第一区域131a和第二区域132a被彼此快速分离开。在一实施例中，由于（具有预定质量的）电极组件120被构造为被集电板130a的第二区域132a悬挂，所以通过作用于电极组件120上的重力有助于第一区域131a和第二区域132a彼此快速分离开。因此，根据本发明的方面，第一区域131a和第二区域132a能够通过弹力提供部件150a的弹力和重力彼此更快速地分离开。
图7a为例示根据本发明实施例的集电板和弹力提供部件的局部透视图，图7b为例示集电板和弹力提供部件的局部分解视图，图7c为例示绝缘部件的弹力提供部件被定位的部分的仰视图。
如图7a至图7c所示，本发明各实施例可包括在集电板130a的第一区域131a或第二区域132a的端部的相反侧、弯曲区域133a的相反侧或熔断器部件136a的相反侧向外突出合适（或预定）的长度的突起139。例如，突起139可包括从集电板130a的侧表面基本上竖直延伸的竖直突起139a和基本上平行于集电板130a的侧表面延伸的集电板水平突起139b。
这里，弹力提供部件550a的一端可被联接到集电板水平突起139b。另外，平行于绝缘部件140a的侧表面延伸的绝缘部件水平突起143a也可在基本上围绕集电板130a的第一区域131a的绝缘部件140a的侧部区域142a中。此外，弹力提供部件550a的另一端可被连接到绝缘部件水平突起143a。也就是说，弹力提供部件550a可在集电板130a中的集电板水平突起139b与绝缘部件140a中的绝缘部件水平突起143a之间。弹力提供部件550a可为从由压缩卷簧、蜗卷弹簧、螺旋弹簧及其等同物组成的组中选择的一种。然而，本发明不将弹力提供部件550a的材料限制到在此列出的材料。
如上所述，弹力提供部件550a可被保持在弹力提供部件550a从绝缘部件140a的内侧水平推压集电板130a的突起139的状态。
图8为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的熔断器部件和弹力提供部件的工作状态的局部放大透视图。
如图8所示，当熔断器部件136a被熔化时（例如，在熔断器部件136a被熔化的同时），弹力提供部件550a推压（例如，水平推压）集电板130a的突起139，由此允许熔断器部件136a彼此快速分离开。也就是说，集电板130a的第一区域131a和第二区域132a彼此快速分离开。而且，由于电极组件120可被集电板130a悬挂，所以集电板130a的第二区域132a可立即跌落。因此，根据本发明，当可再充电二次电池发生外部短路或过充电时，（除了熔断器部件136a的熔化外）充电和/或放电路径可通过弹力提供部件提供的力而被迅速断开。
图9为例示根据本发明另一实施例的可再充电二次电池的集电板和周围结构的局部透视图。在图9所示的实施例中，熔断器部件236a被一个或更多个槽口235a限定。在本实施例中，熔断器部件236a的宽度小于集电板130a的第一区域131a和/或第二区域132a中每一个的宽度。
弹力提供部件可在第一区域131a的熔断器部件236a（或熔断器部件236a周围的区域）与盖板160之间。在一实施例中，弹力提供部件位于弯曲区域133a（其位于第一区域131a与第二区域132a之间）与绝缘部件140a之间。弹力提供部件可在集电板130a的弯曲区域133a与绝缘部件140a之间被保持在压缩状态。当熔断器部件236a被熔化时，弹力提供部件可有助于集电板130a的第一区域131a和第二区域132a的分离。
图10为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的弹力提供部件和周围结构的局部放大剖视图。在本实施例中，弹力提供部件350a在壳体110与集电板130a的第二区域132a之间。当熔断器部件336a未熔化时，弹力提供部件350a在壳体110与集电板130a的第二区域132a之间处于压缩状态。这里，熔断器部件336a具有熔断器开口335a。弹力提供部件350a被构造为当熔断器部件336a熔化时使集电板130a的第二区域132a与集电板130a的第一区域131a水平分离。
根据本发明实施例，弹力提供部件350a可由绝缘材料制成，以便防止壳体110与集电板130a之间的短路。
图11a为例示根据本发明实施例的可再充电二次电池的集电板和弹力提供部件的局部分解视图，图11b为图11a的可再充电二次电池的弹力提供部件和熔断器部件的横截面剖视图。
根据本实施例，弹力提供部件450a可被直接设置在熔断器开口135a中，并可在熔断器开口135a中处于压缩状态。弹力提供部件450a可具有倒转的且压缩的Ω形状或其等同形状。因此，弹力提供部件450a可被构造为当熔断器部件136a被熔化时使熔断器部件136a与集电板130a分离（例如，水平分离）。
弹力提供部件450a可由绝缘材料制成，以便防止集电板130a的第一区域131a和第二区域132a重新连接。
虽然已结合某些示例性实施例描述了根据本发明提供的可再充电二次电池，但是将被本领域技术人员理解的是，本发明不限于所公开的各实施例，而是相反，意欲覆盖包括在所附权利要求及其等同物的精神和范围内的各种变更。
附图标记的部分列表
100:可再充电二次电池；      142a：侧部区域；
110：壳体；                 150a：第一弹力提供部件；
120：电极组件；             130b：第二集电板；
121：第一电极板；           140b：第二绝缘部件；
121a：第一未涂覆部分；      150b：第二弹力提供部件；
122：第二电极板；           160：盖板；
122a：第二未涂覆部分；      161：注入开口；
123：隔板；                 162：塞；
130a：第一集电板；          163：安全排气口；
131a：第一区域；            170a：第一端子；
132a：第二区域；            171a：紧固区域；
133a：弯曲区域；            172a：固定区域；
134a：第三区域；            173a：凸缘；
135a：熔断器开口；          174a：联接突起；
136a：熔断器部件；          181a：密封衬垫；
137a：第一联接开口；        182a：上部绝缘部件；
138a:第二联接开口           170b：第二端子
140a：第一绝缘部件；
141a：上部区域；

Claims (22)

1.一种二次电池，包括：
壳体；
在所述壳体中的电极组件；
联接到所述电极组件并包括熔断器部件的集电板；
联接到所述集电板并延伸到所述壳体的外部的端子；以及
在所述壳体与所述集电板之间的弹力提供部件。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中所述弹力提供部件被构造为将弹力施加到所述熔断器部件上。
3.如权利要求1所述的二次电池，其中所述弹力提供部件在邻近所述熔断器部件的位置接触所述集电板。
4.如权利要求1所述的二次电池，其中所述弹力提供部件被构造为在所述壳体与所述集电板之间沿垂直于所述熔断器部件所位于的平面的方向施加力。
5.如权利要求1所述的二次电池，
其中所述集电板进一步包括：
联接到所述端子的第一区域；
联接到所述电极组件的第二区域；以及
在所述第一区域与所述第二区域之间的弯曲区域，并且
其中所述熔断器部件在所述集电板的所述第二区域中。
6.如权利要求1所述的二次电池，
其中所述集电板进一步包括：
联接到所述端子的第一区域；
联接到所述电极组件的第二区域；以及
在所述第一区域与所述第二区域之间的弯曲区域，并且
其中所述熔断器部件在所述集电板的所述第一区域中。
7.如权利要求6所述的二次电池，其中所述熔断器部件的横截面面积小于所述集电板的另外区域的横截面面积。
8.如权利要求6所述的二次电池，其中所述熔断器部件通过所述集电板中的熔断器开口或槽口而被限定。
9.如权利要求8所述的二次电池，
其中所述熔断器部件包括在所述熔断器开口的第一端的第一部分和在所述熔断器开口的与所述第一端相反的第二端的第二部分，并且其中所述第一部分和所述第二部分中的每一个的宽度小于所述第一区域和所述第二区域中的每一个的宽度。
10.如权利要求6所述的二次电池，其中所述弹力提供部件被构造为当所述熔断器部件熔化时将所述集电板的所述第一区域与所述集电板的所述第二区域分离。
11.如权利要求6所述的二次电池，
其中所述壳体包括在所述集电板与所述端子之间的盖板，并且
其中所述弹力提供部件在所述集电板与所述盖板之间。
12.如权利要求11所述的二次电池，进一步包括覆盖所述集电板的所述第一区域并在所述集电板与所述盖板之间的绝缘部件，
其中所述集电板进一步包括所述第一区域中的第一突起，
其中所述绝缘部件包括第二突起，并且
其中所述弹力提供部件被联接在所述第一突起与所述第二突起之间。
13.如权利要求12所述的二次电池，其中所述弹力提供部件被构造为当所述熔断器部件熔化时将所述集电板的所述第一区域与所述集电板的所述第二区域分离。
14.如权利要求12所述的二次电池，
其中所述第一突起平行于所述集电板的侧表面延伸，并且
其中所述第二突起平行于所述绝缘部件的侧表面延伸。
15.如权利要求11所述的二次电池，进一步包括覆盖所述集电板的所述第一区域并在所述集电板与所述盖板之间的绝缘部件，其中所述弹力提供部件在所述集电板与所述绝缘部件之间。
16.如权利要求1所述的二次电池，其中所述弹力提供部件包括从由板簧、卷簧、蜗卷弹簧、环簧、螺旋弹簧、盘簧、垫圈弹簧、橡胶弹簧、流体弹簧、Ω形弹簧和树脂弹簧组成的组中选择的弹簧。
17.如权利要求1所述的二次电池，所述弹力提供部件为大致“W”形。
18.如权利要求17所述的二次电池，
其中所述弹力提供部件的至少两部分接触所述集电板，并且
其中所述弹力提供部件的至少两其它部分接触所述集电板与所述壳体之间的绝缘部件。
19.如权利要求1所述的二次电池，其中所述电极组件通过所述集电板被至少部分地悬挂。
20.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括：
联接到所述电极组件并包括第二熔断器部件的第二集电板；
联接到所述第二集电板并延伸到所述壳体的外部的第二端子；以及
被构造为将弹力施加到所述第二熔断器部件上的第二弹力提供部件。
21.一种二次电池，包括：
壳体；
在所述壳体中的电极组件；
联接到所述电极组件并具有槽口的集电板；
联接到所述集电板并延伸到所述壳体的外部的端子；以及
在所述壳体与所述集电板之间并在邻近所述槽口的位置接触所述集电板的弹力提供部件。
22.一种二次电池，包括：
壳体；
在所述壳体中的电极组件；
联接到所述电极组件并在其中具有开口的集电板；
联接到所述集电板并延伸到所述壳体的外部的端子；以及
在所述开口中并处于压缩状态的弹力提供部件。
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