CN104659324B - 二次电池 - Google Patents

Abstract

一种二次电池包括：壳体；被容纳在壳体中的至少一个电极组件；被结合到壳体的盖板；穿过盖板突出的端子；在盖板和电极组件之间并电结合端子和电极组件的集电体；以及在集电体和电极组件之间的绝缘构件。绝缘构件可以包括在集电体和绝缘构件之间并被配置成允许二次电池的电解质流过的流动通道。

Description

二次电池

相关申请的交叉引用

此申请要求2013年11月15日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2013-0139324号的优先权和权益，其公开通过引用被整体合并于此。

技术领域

本发明的方面涉及二次电池。

背景技术

不同于不能被再充电的一次电池，二次电池是可再充电的。近来，已经开发出使用高能量密度的非水电解质的高功率二次电池。其中一个或多达几个二次电池被连接并封装的低容量电池通常被用于小型便携式电子设备，例如蜂窝电话或膝上型计算机，而其中至少几个二次电池被串联或并联连接的电池组通常被用于消耗更大量的电力的设备，例如混合动力车辆、电动车辆或者电动自行车。

由于二次电池通常通过放电和再充电被长时间地使用，所以二次电池的元件的机械结合和电结合必须被更稳定地保持。

发明内容

本发明的一个或多个实施例涉及二次电池。

本发明的实施例的另外方面将部分在随后的描述中提出，部分地从描述而显而易见，或者可以通过对提出的实施例的实践来获知。

根据本发明的一个或多个实施例，二次电池包括：壳体；被容纳在壳体中的至少一个电极组件；被结合到壳体的盖板；穿过盖板突出的端子；在盖板和电极组件之间并电结合端子和电极组件的集电体；以及在集电体和电极组件之间的绝缘构件，其中绝缘构件包括在集电体和绝缘构件之间并被配置成允许二次电池的电解质流过的流动通道。

在一个实施例中，绝缘构件的流动通道可以是倾斜的。

在一个实施例中，至少一个电极组件可以包括第一电极组件和第二电极组件。

在一个实施例中，绝缘构件的流动通道可以被定位在第一电极组件和第二电极组件之间。

根据一个实施例，集电体可以包括：基本上平行于盖板的第一部分；以及相对于第一部分弯曲并被连接到电极组件的第二部分。

在一个实施例中，绝缘构件可以遍布集电体的第一部分的下表面。

在一个实施例中，绝缘构件可以包括沿集电体的第二部分的长度延伸的裙部。

在一个实施例中，第一部分可以在绝缘构件和端子之间。

在一个实施例中，二次电池可以进一步包括在盖板和端子之间并被配置成使盖板和端子彼此绝缘的密封构件。

在一个实施例中，绝缘构件可以被结合到端子。

根据本发明的一个或多个实施例，二次电池包括：壳体；被容纳在壳体中的至少一个电极组件；被结合到壳体的盖板；穿过盖板突出的端子；在盖板和电极组件之间的集电体，集电体具有平行于盖板的第一部分和相对于第一部分弯曲的第二部分，并结合端子和电极组件；以及遍布集电体的第一部分的下表面的绝缘构件，并且绝缘构件包括在绝缘构件和集电体的第一部分的下表面之间并被配置成允许二次电池的液体电解质流过的流动通道。

在一个实施例中，绝缘构件的区域可以包括向下突出的突起，从而形成在区域与集电体的第一部分的下表面之间的流动通道。

在一个实施例中，电极组件可以包括第一电极组件和第二电极组件，并且绝缘构件的区域可以在第一电极组件和第二电极组件之间。

在一个实施例中，绝缘构件的区域可以被结合到第一电极组件和第二电极组件的各自的上表面。

在一个实施例中，流动通道可以具有斜度。

在一个实施例中，绝缘构件可以包括沿集电体的第二部分的长度延伸的裙部。

在一个实施例中，绝缘构件可以被结合到端子。

在一个实施例中，二次电池可以进一步包括在盖板和端子之间的密封构件。

在一个实施例中，集电体和端子中的一个可以包括固定孔，并且集电体和端子的另一个可以包括被配置成与固定孔结合的固定突起。

附图说明

从结合附图的对实施例的下述描述，本发明的实施例的这些和/或其它方面将变得明显和更易于理解，附图中：

图1是示出根据本发明的一个实施例的二次电池的透视图；

图2是图1的二次电池的分解透视图；

图3是沿图1的线III-III截取的二次电池的剖视图；

图4是示出图1所示的二次电池的端子、集电体和绝缘构件的分解俯视透视图；

图5是图4所示的端子、集电体和绝缘构件的分解仰视透视图；

图6A是示出图3所示的二次电池的部分VIa的放大剖视图；

图6B是示出图6A所示的修改后的部分VIa的放大剖视图的另一个实施例的视图；和

图7是沿图1的线VII-VII截取的二次电池的剖视图和放大视图。

具体实施方式

下面将详细参照实施例，附图中示出实施例的示例。实施例的效果和特征及其实现方法将通过参照附图给出的以下描述进行说明。实施例可具有不同形式，而不应被解释为限于在此提出的描述。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任意和所有组合。当放在元件的名单之前时，诸如“至少一个”的表述修饰的是整个名单的元件，而不是修饰该名单中的个别元件。

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。在图中，相同的附图标记指代相同的元件，其重复说明将被省略。

在实施例的以下描述中，虽然术语“第一和第二”被用来描述各种元件，但这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。在实施例的以下描述中，单数形式的术语可包括复数形式，除非有相反的明确说明。在实施例的以下描述中，术语“包括”或“包含”表明属性、区域、定数、步骤、工艺、元件和/或组件，但不排除其它的属性、区域、定数、步骤、工艺、元件和/或组件。

将理解的是，当膜、区域或元件被称为在另一膜、区域或元件“上方”或“上”时，它能够直接地在另一膜、区域或元件上，或者也可以存在中间膜、区域或元件。

在图中，为了清楚，元件的尺寸可能被夸大。例如，在图中，各元件的尺寸或厚度可以为了说明的目的而任意地示出，因此，本发明不应被解释为限于此。

在一个实施例中解释的工艺的顺序可以在实施例的修改或在另一实施例中被改变。例如，顺序解释的两个工艺可以基本上同时进行或以所解释的顺序的相反顺序进行。

图1是示出根据本发明的一个实施例的二次电池的透视图；图2是图1的二次电池的分解透视图；图3是沿图1的线III-III截取的二次电池的剖视图。

参照图1至图3，根据本发明的一个实施例的二次电池1可以包括壳体10、被容纳在壳体10中的至少一个电极组件20、盖板30、端子40、密封构件50、将端子40和电极组件20结合的集电体60、绝缘构件70和保持件80。

根据一个实施例，壳体10包括被配置为接收至少一个电极组件20的开口OP。例如，壳体10可以具有近似六面体的形状，开口OP可被限定在壳体10的上侧或顶侧。为了确保壳体10的强度，在一个实施例中，壳体10可以由金属材料形成。例如，壳体10可以是铝或铝合金。

至少一个电极组件20可以通过开口OP被定位在壳体10中。每个电极组件20可包括正极板、负极板和它们之间的隔板。负极板可包括使诸如铜箔的箔涂覆有负极活性物质的涂覆部分以及箔的没有涂覆负极活性物质的未涂覆部分。正极板可包括使诸如铝箔的箔涂覆有正极活性物质的涂覆部分以及箔的没有涂覆正极活性物质的未涂覆部分。

根据一个实施例，具有涂覆部分和未涂覆部分的正极板、隔板以及具有涂覆部分和未涂覆部分的负极板可以依次堆叠和卷绕成果冻卷的形式，以形成电极组件20的每一个。在此实施例中，电极组件20可被配置成使得负极板的未涂覆部分和正极板的未涂覆部分暴露在相反的方向上，例如，如图2所示，在x轴方向和负x轴(-x)方向上。在一个实施例中，在x轴方向上暴露的负极板的未涂覆部分是电极组件20的负极21，正极板的未涂覆部分是电极组件20的正极22。

在图2所示的实施例中，负极板、隔板和正极板被堆叠和卷绕，以形成电极组件20的每一个。然而，本发明的实施例不限于此。例如，在另一个实施例中，负极板、隔板和正极板可被依次堆叠，以形成堆叠型的电极组件。

根据一个实施例，盖板30在开口OP处被结合到壳体10。根据一个实施例，类似于壳体10，盖板30可以由诸如铝或铝合金的金属材料形成。盖板30可以包括电解质入口，以通过其注入电解质。在一些实施例中，在将至少一个电极组件20放在壳体10中并密封盖板30的开口OP之后，电解质可通过电解质入口被注入到壳体10内。在这些实施例中，在注入电解质之后，电解质入口可以用塞31封闭。

根据一个实施例，端子40穿过盖板30向上突出。根据此实施例，端子40包括用作二次电池1的负极的第一端子40a和用作二次电池1的正极的第二端子40b。端子40可穿透盖板30中的相应孔32，以被暴露到盖板30的外表面。

密封构件50可被定位在盖板30和端子40中的每个之间，并可以由绝缘材料形成。根据一个实施例，密封构件50可以填充盖板30与端子40之间的小间隙，并且可以使盖板30与端子40彼此绝缘。

例如，根据一个实施例，由于第一端子40a(即，负极端子)和第二端子40b(即，正极端子)穿透盖板30，电解质可能会通过被形成在负极端子40a的外部与盖板30的孔32或正极端子40b的外部与盖板30的孔32之间的小间隙泄露。为了防止这种情况，密封构件50可以被定位在盖板30和端子40中的每个之间，以填充小间隙并密封孔32，防止泄露。此外，根据一个实施例，由于负极端子40a、正极端子40b和盖板30由导电金属材料形成，由绝缘材料形成的密封构件50可将负极端子40a和/或正极端子40b与盖板30电绝缘。

根据一个实施例的集电体60可以将端子40电结合到相应的电极组件20。集电体60的每一个可以包括大致平行于盖板30的第一部分61和相对于第一部分61弯曲的第二部分62。每个集电体60的第一部分61可接触相应的端子40的下表面，以被结合到端子40，每个集电体60的第二部分62可接触相应的电极组件20的未涂覆部分(换言之，每个电极组件20的负极21和正极22)，以和这些相应的电极组件20结合。在一个实施例中，集电体60的每一个的第二部分62可以通过焊接被电结合到电极组件20的负极21和正极22。

在一个实施例中，电极组件20的数量为两个。在此实施例中，集电体60的每一个可包括两个第二部分62，使得第二部分62可接触每个电极组件20的负极21和正极22的每一个。集电体60的第二部分62的数量可以根据电极组件20的数量变化。

根据一个实施例，绝缘构件70被定位在电极组件20和集电体60之间，以电绝缘电极组件20和集电体60。绝缘构件70可以被放置在集电体60下方，以覆盖集电体60的下表面。例如，绝缘构件70可以覆盖每个集电体60的第一部分61的下表面。在一实施方式中，绝缘构件70被结合到端子40。

根据一个实施例的绝缘构件70提供电解质可以流过的流动通道FP(如图4所示)。例如，绝缘构件70的区域可包括向下突出的突起72，间隙(流动通道FP)可以形成在集电体60的第一部分61和突起72之间。由于绝缘构件70包括流动通道FP，为液体的电解质可以流过流动通道FP，并参与二次电池1的化学反应，而不是滞留在可以形成在集电体60和绝缘构件70之间的小间隙中。

如果液体电解质渗入并滞留在绝缘构件70和集电体60的第一部分61的下表面之间的小间隙中，接触集电体60并被电结合到盖板30的端子40可能短路。然而，根据本发明的一个实施例，由于绝缘构件70具有用于电解质液体流过的流动通道FP，可以防止如上所述的外部短路。

保持件80可将集电体60与壳体10电绝缘，并可以固定集电体60的位置。保持件80可以被定位在集电体60和壳体10的内侧之间，并且可以固定电极组件20的电极(例如，被暴露在电极组件20的每一个的两侧的负极21和正极22)的位置。

在下文中将参照图4至图7更详细地描述绝缘构件70的结构。

图4是示出端子40、集电体60和绝缘构件70的分解俯视透视图，图5是图4所示的端子40、集电体60和绝缘构件70的分解仰视透视图。图6A是示出图3所示的二次电池的部分VIa的放大剖视图，图6B是示出图6A所示的修改后的部分VIa的放大剖视图的另一个实施例的视图。

因为二次电池1的第一端子40a(即，负极)具有和二次电池1的第二端子40b(即，正极)相同的结构，下面参照图4至图7描述的密封构件50、端子40、集电体60以及绝缘构件70的结构对应于位于二次电池1的各侧的密封构件50、第一端子40a和第二端子40b、集电体60以及绝缘构件70的结构。

参照图4和图5，端子40可以包括法兰41和从法兰41向上突出的柱42。根据一个实施例，法兰41大致垂直于柱42延伸，以支撑盖板30下方的端子40。

在一个实施例中，至少一个固定突起43被定位在法兰41的下侧上。固定突起43可被插入到集电体60的固定孔61h(如下所述)中。根据此实施例，当端子40的固定突起43被结合到集电体60的固定孔61h时，端子40和集电体60可以被机械结合和电结合。在一实施例中，端子40包括固定孔，集电体60包括被配置为与所述固定孔结合的固定突起。

根据一个实施例，密封构件50可被定位在柱42上。在一个实施例中，密封构件50可包括通孔52，柱42可以通过密封构件50的通孔52和盖板30的孔32(如图2所示)插入，使得柱42可被暴露到盖板30的外部。

在一个实施例中，集电体60可以包括基本上平行于盖板30的第一部分61和相对于第一部分61弯曲的第二部分62。根据此实施例的第二部分62可在基本上垂直于第一部分61的方向上被弯曲。

如上所述，根据此实施例，第一部分61包括端子40的固定突起43可被结合到其上的固定孔61h。在此实施例中，固定突起43穿过固定孔61h，使第一部分61与法兰41直接接触，因而将第一部分61电结合到法兰41。根据一个实施例的第二部分62可以竖直延伸，并可以被焊接到电极组件20。根据一个实施例，第二部分62可以被焊接到每个电极组件20的负极21和/或正极22。

在每个集电体60的第一部分61和端子40接触并且每个集电体60的第二部分62被焊接到电极组件20的实施例中，每个集电体60可以电结合相应的端子40与电极组件20。这些实施例中的绝缘构件70遍布集电体60的下表面。例如，在一个实施例中，绝缘构件70可以遍布集电体60的第一部分61的下表面。

绝缘构件70可以包括钩突起75。钩突起75可被结合到端子40上的卡口45。在这些实施例中，钩突起75并被结合到卡口45，使得绝缘构件70可固定集电体60的位置。在绝缘构件70遍布集电体60的下表面(例如，集电体60的第一部分61的下表面)的实施例中，绝缘构件70可将集电体60与电极组件20电绝缘。

在一个实施例中，绝缘构件70上的钩突起75可被结合到端子40上的卡口45。然而，本发明的实施例不限于此。例如，在另一个实施例中，密封构件50可包括槽，钩突起75可被结合到该槽。在此实施例中，钩突起75的形状并不限于图4所示的形状。

根据一个实施例的绝缘构件70可以包括沿集电体60的第二部分62的长度延伸的裙部74。裙部74可支撑相对于第一部分61弯曲的第二部分62的一部分。在这些实施例中，可以防止当外力(例如，外部冲击)被施加时第二部分62弯曲到一定角度或更大角度，或者可以防止第一部分61由于过大外力的施加而断裂。

参照图4和图6A，绝缘构件70的一个区域可以向下突出，形成集电体60的第一部分61和绝缘构件70之间的间隙。在一个实施例中，被形成在绝缘构件70的包括突起72的区域和集电体60的第一部分61之间的间隙可作为流动通道FP，以允许电解质穿过其流动。

在这些实施例中，可以防止在液体电解质溶液通过电解质入口被注入之后或者当二次电池1在操作时，液体电解质溶液滞留在集电体60的第一部分61和绝缘构件70之间，相反，液体电解质溶液流过流动通道FP，从而防止外部短路。

参照示出另一实施例的图6B，绝缘构件70的突起72可以沿某一个方向(例如，沿流动通道FP的流动方向)倾斜。在绝缘构件70的突起72以倾角θ倾斜的实施例中，在电解质流过流动通道FP时，重力帮助电解质在流动通道FP中的流动。因此，可以更有效地防止集电体60和绝缘构件70之间的电解质的渗透。换句话说，在绝缘构件70以倾角θ倾斜的实施例中，可以更有效地防止集电体60和绝缘构件70之间的电解质的滞留。

根据一个实施例，绝缘构件70上的突起72可以提供如上所述的流动通道FP，并且可以有助于防止电极组件20移动。

图7是沿图1的线VII-VII截取的二次电池的剖视图和放大视图。

参照图7所示的实施例，多个电极组件20被示出，突起72可以被定位在彼此相邻的电极组件20之间，从而防止电极组件20移动。

例如，突起72可以在对应于彼此相邻的第一电极组件20a和第二电极组件20b之间的凹陷区域的位置，并可以接触第一电极组件20a和第二电极组件20b的上表面。在此实施例中，可以防止壳体10中的第一电极组件20a和第二电极组件20b的移动。在一实施方式中，绝缘构件70的向下突出的区域被结合到第一电极组件20a和第二电极组件20b的各自的上表面。

如上所述，根据本发明的上述一个或多个实施例，可以稳定地保持二次电池1的元件的电结合和机械结合。

应当理解，本文中描述的示例性实施例应被认为仅仅是描述意义，而不是为了限制的目的。每个实施例中的特征或方面的描述应当被认为可用于其它实施例中的其它类似特征或方面。

尽管已经参照图描述本发明的一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不背离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节进行各种改变。

Claims (19)

1.一种二次电池，包括：

壳体；

被容纳在所述壳体中的至少一个电极组件；

被结合到所述壳体的盖板；

穿过所述盖板突出的端子；

在所述盖板和所述电极组件之间并电结合所述端子和所述电极组件的集电体；和

在所述集电体和所述电极组件之间的绝缘构件，

其中所述绝缘构件包括在所述集电体和所述绝缘构件之间的流动通道，该流动通道被配置成允许所述二次电池的电解质流过并与容纳所述电极组件的空间连通。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述绝缘构件的所述流动通道是倾斜的。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述至少一个电极组件包括第一电极组件和第二电极组件。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述绝缘构件的所述流动通道在所述第一电极组件和所述第二电极组件之间。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述集电体包括：

平行于所述盖板的第一部分；和

相对于所述第一部分弯曲并被连接到所述电极组件的第二部分。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述绝缘构件遍布所述集电体的所述第一部分的下表面。

7.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述绝缘构件包括沿所述集电体的所述第二部分的长度延伸的裙部。

8.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述第一部分在所述绝缘构件和所述端子之间。

9.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括在所述盖板和所述端子之间并被配置成使所述盖板和所述端子彼此绝缘的密封构件。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述绝缘构件被结合到所述端子。

11.一种二次电池，包括：

壳体；

被容纳在所述壳体中的至少一个电极组件；

被结合到所述壳体的盖板；

穿过所述盖板突出的端子；

在所述盖板和所述电极组件之间的集电体，所述集电体包括平行于所述盖板的第一部分和相对于所述第一部分弯曲的第二部分，并结合所述端子和所述电极组件；和

遍布所述集电体的所述第一部分的下表面的绝缘构件，并且所述绝缘构件包括在所述绝缘构件和所述集电体的所述第一部分的所述下表面之间的流动通道，该流动通道被配置成允许所述二次电池的液体电解质流过并与容纳所述电极组件的空间连通。

12.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述绝缘构件的区域包括向下突出的突起，从而形成在所述区域与所述集电体的所述第一部分的所述下表面之间的所述流动通道。

13.根据权利要求12所述的二次电池，其中所述电极组件包括第一电极组件和第二电极组件，并且所述绝缘构件的所述区域在所述第一电极组件和所述第二电极组件之间。

14.根据权利要求13所述的二次电池，其中所述绝缘构件的所述区域被结合到所述第一电极组件和所述第二电极组件的各自的上表面。

15.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述流动通道具有斜度。

16.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述绝缘构件包括沿所述集电体的所述第二部分的长度延伸的裙部。

17.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述绝缘构件被结合到所述端子。

18.根据权利要求11所述的二次电池，进一步包括在所述盖板和所述端子之间的密封构件。

19.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述集电体和所述端子中的一个包括固定孔，并且所述集电体和所述端子的另一个包括被配置成与所述固定孔结合的固定突起。