CN104934565B - 二次电池 - Google Patents
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Abstract
具有提高的安全性的二次电池包括电极组件、壳体和盖组件。电极组件具有第一未涂覆部分和第二未涂覆部分。壳体容纳电极组件。盖组件包括联接到壳体以及第一集电板和第二集电板的盖板。在二次电池中，第一未涂覆部分和第二未涂覆部分与第一集电板和第二集电板分别通过第一引线接线片和第二引线接线片连接或联接，并且第一引线接线片和/或第二引线接线片包括保险丝部分。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年3月20日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请10-2014-0032738的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明的方面涉及一种具有提高的安全特征的二次电池。
背景技术
随着电子和通信行业的快速发展，例如摄像机、蜂窝电话和笔记本电脑的便携式电子设备的使用增加。因此，二次电池的使用也增加。这些二次电池不仅用于便携式电子设备，同时也用于需要高输出和高功率的中、大尺寸的装置，如电气和电子工具、汽车、空间运输装置和设备、摩托车、小型摩托车以及空中运输装置和设备。
已经开发出使用具有高能量密度的非水电解质的高功率二次电池。这些高功率的二次电池典型地是通过串联连接多个二次电池来制造的大容量二次电池，用于例如电动汽车等的需要高功率的设备的驱动马达。
大容量二次电池通常包括串联连接的多个二次电池，并且每个二次电池的形状可以是圆柱形、方形等。
当在二次电池内出现短路或由于外部异物而出现短路时，过电流在二次电池中流动。如果过电流持续流动，则在二次电池内可能产生过多的热量，可能导致二次电池爆炸或着火。
发明内容
本发明的各方面针对一种二次电池，具有能够在过电流流动期间提高二次电池的安全性的结构。因此，根据本发明的实施例的二次电池可减少或防止由短路引起的可能经常导致二次电池爆炸或起火的电弧，从而提高二次电池的安全性。
本发明的其他方面针对具有连接端子的二次电池，连接端子具有使得第一或第二集电板、盖板和绝缘板彼此紧密联接或连接的第一突出部分和第二突出部分。
本发明的其他方面针对一种二次电池，具有其厚度小于第一集电板和第二集电板的厚度的第一引线接线片和第二引线接线片。
根据本发明的各方面，二次电池包括：具有第一未涂覆部分和第二未涂覆部分的电极组件；容纳电极组件的壳体；以及具有联接到壳体以及第一集电板和第二集电板的盖板的盖组件。第一未涂覆部分和第二未涂覆部分与第一集电板和第二集电板可以分别通过第一引线接线片和第二引线接线片而联接。第一引线接线片和/或第二引线接线片可以包括保险丝部分。
保险丝部分可以被限定为贯穿第一引线接线片和/或第二引线接线片的表面的开口。
第一引线接线片可以是负电极，并且第二引线接线片可以是正电极。
保险丝部分可以被限定在第二引线接线片中。
二次电池可以进一步包括在第一集电板和第二集电板中的每一个与盖板之间的绝缘板。
二次电池可以进一步包括在第一集电板和第二集电板中的每一个与相应的绝缘板之间的连接端子，并且可以进一步包括在每个连接端子的上表面处的第一突出部分和下表面处的第二突出部分。
二次电池可以进一步包括限定在第一集电板和/或第二集电板中的第一端子孔、限定在对应于限定了第一端子孔的集电板的至少每个绝缘板中的第二端子孔以及限定在盖板中的至少一个第三端子孔。第一、第二和至少一个第三端子孔可以被定位为垂直对准，以由相应的连接端子而联接。第一突出部分可以被容纳在第一端子孔中，并且第二突出部分可以被容纳在第二和至少一个第三端子孔中。
第一引线接线片和第二引线接线片具有的厚度可以小于相应的第一和第二集电板的厚度。
第一引线接线片和/或第二引线接线片可以各自具有小于或等于0.3毫米(mm)的厚度。
第一集电板和/或第二集电板可以各自具有至少为0.5毫米(mm)的厚度。
如上所述，根据本发明的各实施例的二次电池包括在端子部分并限定了保险丝部分的单独的引线接线片，被配置为增加了保险丝部分的耐久性，并减少或防止由短路引起的电弧，从而提高了二次电池的安全性。
此外，根据本发明的另外实施例，第一突出部分和第二突出部分分别在连接端子的上表面和下表面上，以紧密地紧固或密封各构件，使得电流能够稳定地流动，从而帮助提高二次电池的耐久性。
此外，根据本发明的另外实施例，引线接线片的厚度小于集电板的厚度，使得引线接线片可以具有灵活性，从而有利于二次电池的组装，并帮助提高二次电池的工作效率。
附图说明
在下文中将参考附图更充分地描述示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以以不同的形式体现，不应当被认为限于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开是充分和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达示例性实施例的范围。
在图中，为了清楚，尺寸可能被夸大。将理解的是，当元件被称为在两个元件“之间”时，它可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在一个或多个中间元件。在整个文件中，相同的附图标记指代相同的元件。
图1是示出了根据本发明的实施例的二次电池的透视图。
图2是根据图1所示的根据本发明的该实施例的二次电池的盖组件的分解透视图。
图3是示出了根据本发明的实施例的详细的盖组件的透视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，只简单地通过举例说明的方式示出和描述了本发明的某些示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。因此，图和描述将被视为在本质上是说明性的，而不是限制性的。另外，当元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者间接在另一元件上，在它们之间插入有一个或多个中间元件。并且，当元件被称为“被连接到”另一元件时，它可以被直接连接到另一元件，或者被间接连接到另一元件，在它们之间插入有一个或多个中间元件。在下文中，相同的附图标记指代相同的元件。
图1是示出了根据本发明的实施例的二次电池100的透视图。图2是根据图1所示的根据本发明的该实施例的二次电池100的盖组件的分解透视图。
如图1和图2中示出的实施例所示，根据此实施例的二次电池100包括：包括第一和第二未涂覆部分111a和112a的电极组件110、被配置成容纳电极组件110并具有一个开口表面的壳体120、以及包括被配置成密封开口、第一和第二集电板151和152、壳体120内的电极组件110的盖板180的盖组件130。在实施例中，第一和第二未涂覆部分111a和112a与第一和第二集电板151和152分别通过第一和第二引线接线片141和142连接或联接，第一和/或第二引线接线片141和142中的任意一个可以包括保险丝部分143。根据实施例，保险丝部分143可以被限定为贯穿第一引线接线片141和/或第二引线接线片142的表面的开口。
电极组件110可以通过卷绕可以彼此层压的第一和第二电极板111和112以及隔板113制造成胶卷组件。可替代地，电极组件110可以通过堆叠多个第一和第二电极板111和112和多个隔板113制造成叠层组件。可替代地，电极组件110可使用卷绕和堆叠工艺二者来制造。
根据实施例，第一电极板111包括通过间歇地在诸如片状导电材料的第一基底材料上涂覆第一活性物质而形成的第一活性物质涂覆部分、以及是没有涂覆第一活性物质以允许暴露第一基底材料的部分的第一未涂覆部分111a。第一未涂覆部分111a可从第一电极板111的一侧伸出或延伸。在实施例中，第一电极板111可以是负电极板，第一活性物质可以是包括例如结晶碳、无定形碳、碳复合物或碳纤维的碳材料的负电极活性物质、锂金属或锂合金。
在实施例中，第二电极板112具有和第一电极板111不同的极性。在实施例中，第二电极板112包括通过间歇地在诸如片状导电材料的第二基底材料上涂覆第二活性物质而形成的第二活性物质涂覆部分、以及是没有涂覆第二活性物质以允许暴露第二基底材料的部分的第二未涂覆部分112a。第二未涂覆部分112a可从第二电极板112的一侧伸出或延伸。在实施例中，第二电极板112可以是正电极板，第二活性物质可以是包括例如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4或LiNi1-x-yCoxMyO2的锂的正电极活性物质。
在实施例中，在被卷绕之前，隔板113位于第一和第二电极板111和112之间，并将第一和第二电极板111和112彼此绝缘。在实施例中，隔板113使锂离子在第一和第二电极板111和112之间进行交换。根据实施例，隔板113具有足够的长度和表面积，以便即使电极组件110收缩和扩展也在第一和第二电极板111和112之间完全绝缘。
在实施例中，第一和/或第二基底材料用作电流或电子的收集器，可以包括薄膜形状的金属。在实施例中，第一基底材料可以包括铜，第二基底材料可以包括铝。在此实施例中，第一和第二电极板111和112将离子释放到电解质中，以产生电流或电子的流动，电流或电子通过第一和第二未涂覆部分111a和112a被传送到电极组件的外部。第一未涂覆部分111a可以是负电极，第二未涂覆部分112a可以是正电极。
壳体120可以被形成为具有一个开口端以在其中容纳电极组件110和电解质的长方体的形状。开口可以由盖组件130密封。虽然在图1中示出壳体120为长方体，但本发明不局限于此，壳体120可以被制造为圆柱形壳体、袋型壳体、硬币型壳体等。
在实施例中，盖组件130可包括盖板180，该盖板180被配置成密封开口、位于盖板180下方并且分别连接或联接到第一和第二未涂覆部分111a和112a的第一和第二引线接线片141和142以及分别连接或联接到第一和第二引线接线片141和142的第一和第二集电板151和152。
在实施例中，盖板180具有对应于壳体120的开口的尺寸和形状，并且可以由与壳体120相同的材料形成。在实施例中，盖板180被电连接或联接到壳体120，具有与壳体120相同的电极极性。盖板180可以进一步包括：通气孔181；通气板182，具有限定在通气板182中的凹痕182a使得通气板182能在预定压力下打开；以及电解质注入孔183，电解质可以通过该电解质注入孔183被注入到壳体120内。
根据实施例，第一集电板151由诸如铜、铜合金、镍或镍合金的材料形成，并且连接或联接到第一引线接线片141。根据实施例，第二集电板152由诸如铝或铝合金的材料形成，并且连接或联接到第二引线接线片142。因此，在这些实施例中，第一和第二集电板151和152可以被连接或联接到盖板180。在实施例中，用于支撑第一和第二集电板151和152的下绝缘板171和172可以分别在第一和第二集电板151和152与盖板180之间。另外，上绝缘板173和顶板184可以被提供在盖板180上方。上绝缘板173可以被提供为确保盖板180和第一端子部分185之间的绝缘。顶板184可以被提供为将盖板180和第二端子部分186彼此紧密紧固。
根据实施例，第一和第二引线接线片141和142可以被形成为板形，以分别电连接或联接到第一和第二未涂覆部分111a和112a，保险丝部分143可以被形成为限定在第一和/或第二引线接线片141和142的任意一个中的通孔的形状。因此，在实施例中，随着保险丝部分143的保险丝在过充电时被熔化，保险丝部分143被配置成切断第一未涂覆部分111a和第一集电板151之间或第二未涂覆部分112a和第二集电板152之间的电连接或联接。
在实施例中，第一、第二和第三端子孔191、192和193可以被分别限定在第一或第二集电板151或152、下绝缘板171或172和盖板180中。第一、第二和第三端子孔191、192和193可以沿垂直方向对准，可以由连接端子161或162连接或联接。
根据实施例，连接端子161和162可以分别位于集电板151和152与下绝缘板171和172之间。第一和第二突出部分161a和161b可以分别在连接端子161或162的上和下表面。在实施例中，第一突出部分161a可通过被入到第一端子孔191而连接或联接到集电板151或152，第二突出部分161b可通过分别插入到第二和第三端子孔192和193而连接到绝缘板171或172和盖板180。垫圈可以在第一、第二和第三端子孔191、192和193中的每一个处，使得第一和第二突出部分161a和161b能被紧密地紧固或密封到第一、第二和第三端子孔191、192和193。此外，在实施例中，第一和第二端子部分185和186可以分别由连接端子161和162分别电连接或联接到第一和第二未涂覆部分111a和112a。在实施例中，第一端子部分185被连接或联接到第一未涂覆部分111a，第二端子部分186被连接或联接到第二未涂覆部分112a。因此，在此实施例中，第一端子部分185可以是负电极，第二端子部分186可以是正电极。
图3是示出了根据本发明的实施例的详细的盖组件130的透视图。
如图3中示出的实施例所示，第一和第二引线接线片141和142中的每一个的表面上的一侧可以被分别连接或联接到第一和第二未涂覆部分111a和112a，第一和第二引线接线片141和142中的每一个的上述表面上的另一或相对侧可以被分别连接到第一和第二集电板151和152(如图2所示)。在此实施例中，被限定为通孔的保险丝部分143可以被限定在第二引线接线片142的一个区域或侧中(或者可替代地，在第一引线接线片141的一个区域或侧中)。
根据此实施例，二次电池100产生高电流，因此，第一和第二引线接线片141和142以及第一和第二集电板151和152可具有刚性结构，以提供设定或预定强度，使得所产生的高电流可稳定地流动。在此实施例中，第一和第二引线接线片141和142具有设定或预定的强度，但可以具有比第一和第二集电板151和152的厚度更小的厚度，以具有增大的灵活性。在实施例中，第一和第二引线接线片141和142可以具有小于或等于0.3毫米(mm)的厚度，以能够容易地弯曲，第一和第二集电板151和152可具有大于或等于0.5mm的厚度，以能够承受相对于电极组件110的重量更大的负载。因此，根据此实施例，具有更大灵活性的第一和第二引线接线片141和142使盖组件130的盖板180可以被更容易地联接到壳体120。
如上所述，根据实施例，第一和第二引线接线片141和142可具有设定或预定的强度，并具有小于或等于0.3mm的厚度，以更灵活或可弯曲。根据此实施例，第一和第二引线接线片141和142被配置为由外力弯曲，以被插入到壳体120中，盖板180被构造成密封壳体120的开口。另外，根据此实施例的保险丝部分143被限定在第二引线接线片142(或者可替代地，第一引线接线片141)的一个区域或侧中，以避免或减少周边构件的干扰。因此，在此实施例中，保险丝部分143可以增加二次电池100的耐久性，并且可以帮助减少或防止由短路引起的电弧。
在本文中已经公开了示例性实施例，尽管使用了特定的术语，但它们仅以一般和描述性的意思被使用和解释，而不是为了限制的目的。在某些情况下，如对本领域普通技术人员来说将是显而易见的那样，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，也可以和结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另有明确说明。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离如下权利要求书中提出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 (10)
1.一种二次电池，包括：
包括第一未涂覆部分和第二未涂覆部分的电极组件；
容纳所述电极组件的壳体；和
包括联接到所述壳体以及第一集电板和第二集电板的盖板的盖组件，
其中所述第一未涂覆部分和第二未涂覆部分与所述第一集电板和第二集电板分别通过第一引线接线片和第二引线接线片而联接，并且
其中所述第一引线接线片和/或第二引线接线片包括保险丝部分，
其中，所述第一引线接线片和所述第二引线接线片中的每一个的表面上的一侧分别连接到所述第一未涂覆部分和所述第二未涂覆部分，所述第一引线接线片和第二引线接线片中的每一个的所述表面上的相对侧分别连接到所述第一集电板和所述第二集电板，并且
所述第一集电板和/或所述第二集电板覆盖对应的引线接线片中限定所述保险丝部分的区域。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述保险丝部分被限定为贯穿所述第一引线接线片和/或第二引线接线片的表面的开口。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一引线接线片包括负电极，并且所述第二引线接线片包括正电极。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述保险丝部分被限定在所述第二引线接线片中。
5.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括在所述第一集电板和第二集电板中的每一个与所述盖板之间的绝缘板。
6.根据权利要求5所述的二次电池，进一步包括：
在所述第一集电板和第二集电板中的每一个与相应的绝缘板之间的连接端子，和
在每个连接端子的上表面处的第一突出部分和下表面处的第二突出部分。
7.根据权利要求6所述的二次电池，进一步包括限定在所述第一集电板和/或第二集电板中的第一端子孔、限定在对应于限定了所述第一端子孔的集电板的至少每个绝缘板中的第二端子孔以及限定在所述盖板中的至少一个第三端子孔，
其中所述第一端子孔、第二端子孔和至少一个第三端子孔被定位为垂直对准，以由相应的连接端子而联接，并且
其中所述第一突出部分被容纳在所述第一端子孔中，并且所述第二突出部分被容纳在所述第二端子孔和至少一个第三端子孔中。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一引线接线片和第二引线接线片具有的厚度小于相应的第一集电板和第二集电板的厚度。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述第一引线接线片和/或第二引线接线片各自具有小于或等于0.3毫米的厚度。
10.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述第一集电板和/或第二集电板各自具有至少为0.5毫米的厚度。
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