CN104716277A - 具有绝缘壳的可再充电电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极、第二电极以及位于第一电极和第二电极之间的隔板；壳，容纳电极组件；盖板，密封壳的开口；以及绝缘壳，位于盖板和电极组件之间，绝缘壳具有基底和从基底突出的侧壁，侧壁包括形成在其上的避开部分。

Description

具有绝缘壳的可再充电电池

技术领域

所描述的技术总体而言涉及一种可再充电电池组。

背景技术

可再充电电池不同于一次电池之处在于，可再充电电池可以重复地充电和放电，而后者仅将化学能不可逆地转换为电能。低容量可再充电电池通常用作诸如蜂窝电话、笔记本计算机和可携式摄像机的小型电子器件的电源，而大容量可再充电电池通常用作用于驱动混合动力型汽车等中的马达的电源。

可再充电电池的类型包括镍镉电池、铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和锂聚合物电池。具体地，锂离子二次电池的工作电压是镍镉电池和镍氢电池的工作电压的三倍高。此外，锂离子二次电池由于每单位重量的高能量密度而已经被广泛使用。

一些可再充电电池使用锂基氧化物作为正电极活性材料以及使用碳基材料作为负电极活性材料。一般而言，可再充电电池根据电解质的类型分为液体电解质电池或聚合物电解质电池，使用液体电解质的电池被称为锂离子电池，使用聚合物电解质的电池被称为锂聚合物电池。

当冲击在纵向方向上被施加到可再充电电池时，可再充电电池会变形，由此保持在危险状态。当可再充电电池变形时，会发生内部短路。当内部短路发生在具有高电阻的部分中时，在可再充电电池中会产生过量的热。

在此背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对所描述的技术的背景的理解，因此它可能包含不形成在本国中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

所描述的技术致力于提供关于纵向压力具有改善的安全性的可再充电电池。

根据本发明的一个方面的可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极、第二电极和设置在第一电极与第二电极之间的隔板；接收壳，具有接收电极组件的空间；盖板，联接到形成在壳中的开口；以及绝缘壳，设置在盖板与电极组件之间，绝缘壳具有基底和从基底突出的侧壁。避开部分形成在侧壁中。

第一接片可以设置在第一电极上，第二接片设置在第二电极上，连接到第二接片并关于盖板可旋转的连接板可以设置在盖板与电极组件之间。

避开部分具有从侧壁的上端朝向下部分凹入的结构，避开部分可以低于其它部分，避开部分可以形成为穿过侧壁形成的开口的形状。

避开部分可以设置在连接板的侧端与接收壳的侧表面之间，连接板可以利用穿过盖板和连接板的端子而被固定到盖板。

具有电绝缘性能的绝缘板可以设置在盖板与连接板之间，在连接板的宽度方向上突出的短路台阶可以形成在连接板的横向侧端。

避开部分设置在短路台阶与接收壳的侧表面之间，连接板可以包括第二接片与其附接的第一部分和端子穿过的第二部分，第二部分具有比第一部分宽的宽度。

从第一部分的侧端突出到外部的短路台阶可以形成在第一部分和第二部分连接的部分中，避开部分可以设置在第二部分与接收壳的侧表面之间。

彼此分离的两个避开部分可以沿绝缘壳的宽度方向彼此面对地设置，在连接板的长度方向上突出的短路突起可以形成在第二部分的前端。

彼此分离的两个短路突起可以形成在第二部分的前端，朝向电极组件突出的对准突起可以形成在盖板中，对准突起可以设置在两个短路突起之间。

在短路突起的长度方向上延伸的切断部分可以形成在短路突起与第二部分连接的部分中，凹槽可以形成在两个短路突起之间，凹槽从第二部分的前端朝向内侧凹入。

如果接收壳由于压力而弯曲，则两个短路突起的其中之一可以接触接收壳的侧表面，另一个短路突起可以接触对准突起。

根据示例性实施方式，当可再充电电池通过纵向压力而变形时，连接板与壳彼此接触，因此导致短路，使得可再充电电池的内部电流可以被发出。

附图说明

图1是根据本发明第一示例性实施方式的可再充电电池的局部分解透视图。

图2是根据本发明第一示例性实施方式的可再充电电池的一部分的截面图。

图3是根据本发明第一示例性实施方式的绝缘壳的透视图。

图4是根据本发明第一示例性实施方式的连接板的透视图。

图5A是从底部看的联接到根据本发明第一示例性实施方式的盖板的构件，图5B示出图5A的盖板由于纵向压力而变形的状态。

图6A示出根据本发明第一示例性实施方式的由于纵向压力而变形的可再充电电池，图6B是示出根据本发明第一示例性实施方式的可再充电电池的盖板由于纵向压力而变形的照片。

图7是根据本发明第二示例性实施方式的绝缘壳的透视图。

图8是根据本发明第二示例性实施方式的连接板的透视图。

图9示出由于纵向压力而变形的根据本发明第二示例性实施方式的盖板。

图10是根据本发明第三示例性实施方式的连接板的透视图。

图11显示出由于纵向压力而变形的根据本发明第三示例性实施方式的盖板。

附图标记说明

101：可再充电电池          10：电极组件

11：正电极                 12：负电极

13：隔板                   16：正电极接片

17：负电极接片             20：接收壳

20a：开口

20b：侧表面                30：端子

35：绝缘垫片               40：盖板

42：电解质溶液注入开口     43：挡塞

45：对准突起               50：绝缘板

51、63、83、123：端子开口  52、53：突起

60、80、120：连接板        61、81：第一部分

62、82：第二部分           62a、82a、124：短路台阶

65：切断部分

67、68、87、88、127、128：短路突起

85、125：凹槽         70、90：绝缘壳

71、91：基底          72、92：侧壁

73、93：第一接片开口  74、94：第二接片开口

75、76、95、96：避开部分(avoiding portion)

具体实施方式

在下文将参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施方式可以以各种不同的方式被修改，所有方式都不背离本发明的精神或范围。在附图和描述中，相同的附图标记在整个说明书中表示相同的元件。

图1是根据本发明第一示例性实施方式的可再充电电池的局部分解透视图，图2是根据本发明第一示例性实施方式的可再充电电池的截面图。

参照图1和图2，根据本示例性实施方式的可再充电电池101包括电极组件10、接收壳20和盖板40。在下文，可再充电电池被示范地描述为四边形形状的电池，但不限于此。而是，本发明的实施方式可以应用于各种可再充电电池，诸如袋型电池、锂聚合物电池等等。

电极组件10包括正电极(第一电极)11、负电极(第二电极)12和设置在正电极11与负电极12之间的隔板13。正电极11形成为长的连续带的形状，并包括正电极涂覆区和不涂覆活性材料的正电极未涂覆区，在正电极涂覆区形成正电极活性材料层。正电极未涂覆区位于正电极11的长度方向上的一端。

负电极12形成为长的连续带的形状，并包括负电极涂覆区和未涂覆活性材料的负电极未涂覆区，在负电极涂覆区形成负电极活性材料层。负电极未涂覆区位于负电极12的长度方向上的一端。隔板13是位于正电极11和负电极12之间的绝缘体，然后，正电极11、隔板13和负电极12被卷绕为果冻卷形状。

然而，本发明不限于此，电极组件可以具有其中正电极、隔板和负电极顺序地层叠的结构。

正电极接片(第一接片)16固定到正电极11，负电极接片(第二接片)17固定到负电极12。正电极接片16和负电极接片17平行于螺旋转动轴(spiral turn shaft)取向并在暴露电极组件10中的各层的截面部分处突出。正电极接片16和负电极接片17在朝向接收壳20中的开口的方向上突出，它们彼此分离且因此彼此电绝缘。

正电极接片16由诸如镍、铝等等的导电材料制成，并电连接到盖板40。负电极接片17由诸如铜、镍等等的导电材料制成，并电连接到端子30。

接收壳20通过形成在其上端的开口20a接收电极组件10，接收壳20的水平截面形成为具有圆化拐角的矩形形状。接收壳20提供容纳电解质溶液的空间，并与正电极接片16电连接。接收壳20可以通过使用诸如金属深拉延的方法处理铝或铝合金而制造。

盖板40通过联接到接收壳20的开口20a而关闭并密封接收壳20，并由诸如铝或铝合金的导电金属材料制成。正电极接片16焊接到盖板40的底表面使得盖板40通过正电极11而带电。

绝缘壳70提供设置在电极组件10和盖板40之间。绝缘壳70包括基底71和从基底71的侧端突出的侧壁72。基底71形成为板的形状，正电极接片16穿过的第一接片开口73和负电极接片17穿过的第二接片开口74形成在基底71中。侧壁72沿基底71的周边是连续的，开口的避开部分75和76形成在侧壁72中。避开部分75和76形成为从侧壁72的上端朝向下部分凹入和/或凹陷的结构，侧壁72的高度在避开部分75和76中比在其它部分中短。在一个实施方式中，避开部分75和76形成在绝缘壳70的长度方向上的中心，两个避开部分75和76沿宽度方向彼此分离使得它们彼此面对。

端子30设置在盖板40的中心，并穿过盖板40。端子30设置在盖板40中，绝缘垫片35位于端子30与盖板40之间，绝缘垫片35在围绕端子30的同时将端子30与盖板40电绝缘。

作为用于注入电解质溶液到接收壳20的路径的电解质溶液注入开口42设置在盖板40中，挡塞43设置在电解质溶液注入开口42中以关闭电解质溶液注入开口42。

端子30穿过盖板40和连接板60，连接板60设置在接收壳20中的电极组件10与盖板40之间。在一个实施方式中，连接板60形成为销的形状，并平行于盖板40设置。

端子30在穿过盖板40和连接板60的同时通过铆接而固定到盖板40和连接板60。负电极接片17焊接到连接板60，因此端子30可以通过连接板60和负电极接片17而与负电极电连接。

绝缘板50设置在盖板40和连接板60之间以将连接板60与盖板40绝缘。绝缘板50形成为电绝缘板的形状，并平行于盖板40设置。

端子30穿过的端子开口51形成在绝缘板50中，两个突起52和53形成在绝缘板50的长度方向上的一端。突起52和53沿绝缘板50的宽度方向彼此分离。朝向电极组件向下突出的对准突起45(图2)形成在盖板40中，对准突起45设置在突起52和53之间。因此，绝缘板50可以被容易地定位在准确位置。

连接板60形成为在一个方向上延伸的板的形状，端子30穿过的端子开口63形成在连接板60中。因此，连接板60可以使用端子30作为轴而旋转。

连接板60由负电极接片17与其附接的第一部分61和端子30穿过的第二部分62形成，第二部分62具有比第一部分61宽的宽度。因此，从第一部分61的侧端突出到外部的短路台阶62a形成在第一部分61和第二部分62连接的部分中。

两个分离的短路突起67和68形成在第二部分62的前端，短路突起67和68朝向连接板60的长度方向突出。对准突起45设置在短路突起67和68之间，短路突起67和68彼此分离以在其间容纳对准突起45。此外，在短路突起67和68的长度方向上延伸的切断部分65形成在短路突起67和68与第二部分62连接的部分中。因此，短路突起67和68的长度增加，因此短路突起67和68可以容易地弯曲。

在一个实施方式中，避开部分75和76设置在连接板60的侧端与接收壳20的侧表面之间，更具体地，避开部分75和76设置在第二部分62与接收壳20的侧表面20b之间。因此，第二部分62的侧表面直接面对接收壳20。此外，避开部分75和76设置在短路突起67和68与接收壳20的侧表面之间以及短路台阶62a与接收壳20的侧表面之间。

如图5A、图5B、图6A和图6B所示，由于与其它部分相比，接收壳20的中心部分对于弯曲应力的抵抗相对弱，所以在纵向压力被施加到接收壳20时，接收壳20可以在其中心部分处弯曲。在本说明书中，纵向压力表示沿盖板40的长度方向作用的压力。

与接收壳20的弯曲相比，连接板60通常相对小地弯曲，因为纵向压力不直接施加到连接板60上，且连接板60通过端子30被固定到盖板40使得连接板60可以利用端子30作为中心轴而旋转。

因此，接收壳20的侧表面和连接板60可能彼此接触，具体地，造成一个短路突起67接触接收壳20的侧表面20b而另一个短路突起68接触对准突起45，由此造成短路。此外，短路台阶62a可能通过接触接收壳20而引起短路。如所描述的，在本示例性实施方式中，避开部分75和76形成在绝缘壳70中，因此连接板60直接接触接收壳20的侧表面20b，因此根据连接板60的旋转而在多个位置发生短路。

在可再充电电池变形时，由于变形部分之间的接触可能发生短路。在短路发生时，电流瞬间释放，因此与正常状态下流动的电流相比，更大量的电流流动。在这种情况下，在短路的部分中产生过量的热，具体地，当短路的构件具有高电阻时，在可再充电电池中会产生过量的热。

然而，当在本示例性实施方式中可再充电电池变形时，由于短路是人为导致的且短路发生在多个位置，所以电流可以通过具有低接触电阻的构件分散然后被释放。因此，即使短路电流流动，也能够防止过量热的产生。

图7是根据本发明第二示例性实施方式的绝缘壳的透视图。

除了绝缘壳90和连接板80的结构之外，根据本示例性实施方式的可再充电电池与第一示例性实施方式的可再充电电池相同，因此将省略相同结构的描述。

绝缘壳90包括基底91和从基底91的侧端突出的侧壁92。基底91形成为板的形状，正电极接片16穿过的第一接片开口93和负电极接片17穿过的第二接片开口94形成在基底91中。侧壁92沿基底91的周边是连续的，开口的避开部分95和96形成在侧壁92中。避开部分95和96形成为穿过侧壁92的开口的形状，并在基底91的长度方向上延伸。避开部分95和96形成在绝缘壳90的长度方向上的中心，并沿绝缘壳90的宽度方向彼此分离地布置，使得它们彼此面对。

图8是根据本发明第二示例性实施方式的连接板的透视图，图9是由于纵向压力而变形的根据本发明第二示例性实施方式的盖板。

参照图8和图9，连接板80形成为在一个方向延伸的板的形状，端子30穿过的端子开口83形成在连接板80中。因此，连接板80可以使用端子30作为旋转轴而旋转。

连接板80由负电极接片17与其附接的第一部分81和端子30穿过的第二部分82形成，第二部分82具有比第一部分81宽的宽度。因此，从第一部分81的侧端突出到外部的短路台阶82a形成在第一部分81和第二部分82连接的部分中。

两个短路突起87和88形成在第二部分82的前端，对准突起45位于两个短路突起87和88之间。此外，凹入的凹槽85形成在短路突起87和88之间，两个短路突起87和88彼此分离且凹入的凹槽85位于其间。凹槽85从第二部分82的前端朝向内侧凹入地形成。

在一个实施方式中，避开部分95和96形成在第二部分82与接收壳20的侧表面20b之间，因此，第二部分82的侧表面直接面对接收壳20。具体地，避开部分95和96可以形成在短路突起87和88与接收壳20之间以及短路台阶82a与接收壳20之间。

如图9所示，当纵向压力被施加到接收壳20时，一个短路突起87接触壳20的侧表面20b，另一个短路突起88接触对准突起45，因此造成短路。此外，短路台阶82a可能通过接触接收壳20而引起短路。

图10是根据本发明第三示例性实施方式的连接板的透视图，图11是由于纵向压力而变形的根据本发明第三示例性实施方式的盖板。

参照图10和图11，除了连接板120的结构之外，根据本示例性实施方式的可再充电电池与第一示例性实施方式的可再充电电池相同，因此将省略相同结构的描述。

连接板120形成为在一个方向延伸的板的形状，端子30穿过的端子开口123形成在连接板120中。因此，连接板120可以使用端子30作为旋转轴而旋转。

突出到外部的短路台阶124形成在连接板120的侧端处。短路台阶124从连接板120的横向侧端在连接板120的宽度方向上突出。

两个短路突起127和128形成在连接板120的一个前端，对准突起45设置在短路突起127和128之间。此外，凹入的凹槽125形成在短路突起127和128之间，两个短路突起127和128彼此分离，凹槽125容纳在其间。凹槽125从连接板120的前端朝向内侧延伸。

如图11所示，当纵向压力被施加到接收壳20时，一个短路突起127接触接收壳20的侧表面，另一个短路突起128接触对准突起45，因此造成短路。此外，短路台阶124可能通过接触接收壳20而引起短路。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式描述了本发明，但将理解，本发明不局限于所公开的实施方式，而是相反，旨在涵盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (17)

1.一种可再充电电池，包括：

电极组件，包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的隔板；

壳，容纳所述电极组件；

盖板，密封所述壳的开口；

绝缘壳，位于所述盖板和所述电极组件之间，所述绝缘壳具有基底和从所述基底突出的侧壁，所述侧壁包括形成在其上的避开部分，

在所述第一电极上的第一接片，所述第一电极经由所述第一接片与所述盖板电连接；

第二接片，在所述第二电极上；以及

连接板，电连接到所述第二接片并且关于所述盖板可旋转。

2.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述避开部分从所述侧壁的上端朝向下部分凹陷，其中所述避开部分的高度小于所述绝缘壳的其它部分的高度，其中所述连接板的至少部分面对所述避开部分。

3.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述避开部分是穿过所述侧壁的开口。

4.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述避开部分设置在所述连接板的侧端与所述壳的侧表面之间，其中所述连接板的所述侧端面对所述壳的所述侧表面。

5.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述连接板通过穿过所述盖板和所述连接板的端子而固定到所述盖板。

6.如权利要求5所述的可再充电电池，还包括位于所述盖板和所述连接板之间的绝缘板。

7.如权利要求6所述的可再充电电池，其中所述连接板包括从横向侧端延伸并在所述连接板的宽度方向上突出的短路台阶。

8.如权利要求7所述的可再充电电池，其中所述避开部分设置在所述短路台阶与所述壳的所述侧表面之间。

9.如权利要求5所述的可再充电电池，其中所述连接板包括所述第二接片与其附接的第一部分和所述端子穿过的第二部分，其中所述第二部分具有比所述第一部分大的宽度。

10.如权利要求9所述的可再充电电池，其中从所述第一部分的侧端突出到所述外部的短路台阶形成在所述第一部分和第二部分连接的部分中。

11.如权利要求9所述的可再充电电池，其中所述避开部分位于所述第二部分与所述壳的所述侧表面之间。

12.如权利要求11所述的可再充电电池，其中彼此分离的两个避开部分沿所述绝缘壳的宽度方向彼此面对。

13.如权利要求9所述的可再充电电池，其中在所述连接板的长度方向上突出的短路突起位于所述第二部分的前端。

14.如权利要求13所述的可再充电电池，其中彼此分离的两个短路突起形成在所述第二部分的第一端，其中朝向所述电极组件突出的对准突起形成在所述盖板中，其中所述对准突起位于所述两个短路突起之间。

15.如权利要求14所述的可再充电电池，其中在所述短路突起的长度方向上延伸的切断部分形成在所述短路突起和所述第二部分连接的部分中。

16.如权利要求14所述的可再充电电池，其中凹槽形成在所述两个短路突起之间，其中所述凹槽从所述第二部分的所述第一端朝向内侧凹陷。

17.如权利要求14所述的可再充电电池，其中当所述壳由于压力而弯曲时，所述两个短路突起中的第一个配置为接触所述壳的侧表面，所述两个短路突起中的第二个配置为接触所述对准突起。