CN105374955B - 具有短路突起的可再充电电池 - Google Patents

Abstract

提供一种具有短路突起的可再充电电池，所述可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极和第二电极；壳体，用于容纳电极组件；第一端子和第二端子，第一端子电结合到第一电极，第二端子电结合到第二电极；盖板，结合到盖体，并且形成有短路孔；隔膜，固定到盖板，并且使第一电极和第二电极电分离或短路；短路突起，电结合到第二电极，并且设置在隔膜的上方以朝着隔膜突出。短路突起设置成从短路孔的中心朝向一侧偏移。

Description

具有短路突起的可再充电电池

技术领域

本发明的实施例的多个方面涉及一种可再充电电池。

背景技术

可再充电电池与一次电池的不同之处在于：可再充电电池可以被重复地充电和放电，而后者不能够被再充电。

低容量可再充电电池用于诸如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机的小型便携电子装置中，而高容量可再充电电池可广泛地用作用来驱动混合动力车辆等的马达的电源。

近来，已经开发出使用非水电解质且具有高能量密度的高功率可再充电电池，高功率可再充电电池由将多个可再充电电池串联连接而成的一个大容量可再充电电池构成，使得其可以用作用来驱动需要大量电功率的诸如电动车辆等装置的马达的电源。

另外，高容量可再充电电池通常包括多个串联连接的可再充电电池，可再充电电池可以呈圆柱形、棱柱形等。

当壳体由金属等制成的可再充电电池的内部压力由于异常反应而增加时，应该将壳体打开，并且需要禁用充电和放电操作。

为了禁用充电和放电操作，应诱发短路以释放荷电电流。

在本背景部分中公开的以上信息仅仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此，它可能包含不构成在该国对于本领域普通技术人员而言已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

根据本发明的实施例的一个方面，可再充电电池能够在危险发生时诱发并维持短路状态，从而稳定地释放荷电电流。根据本发明的实施例的一个方面，可再充电电池具有短路突起。

根据本发明的一个或更多个示例性实施例，可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极和第二电极；壳体，用于容纳电极组件；第一端子和第二端子，第一端子电结合到第一电极，第二端子电结合到第二电极；盖板，结合到壳体，并且形成有短路孔；隔膜，固定到盖板，并且使第一电极和第二电极电分离或短路；短路突起，电结合到第二电极，并且设置在隔膜的上方以朝着隔膜突出。短路突起设置成从短路孔的中心朝向一侧偏移。

隔膜可以设置为插入到短路孔中，短路突起可以设置在短路孔的上方，短路突起可设置成从短路孔的中心偏移，并且邻近于插入到第二端子中的连接端子。

短路突起可以设置在短路孔的中心与插入到第二端子中的连接端子之间，短路突起可以形成为以弧形延伸。

短路突起的横截面可以形成为半圆形，具有弧形横截面的槽可以形成在短路突起的底表面。

短路突起可形成为从第二端子的底表面突出，连接板可设置在第二端子的下方，短路突起可形成为从连接板突出。

倾斜部分可以相对于连接板倾斜地形成在短路突起的下端，朝向隔膜突出且呈管状的圆柱部可形成在连接板中，并且短路突起形成为从圆柱部的下端突出。

盖可安装成插入到圆柱部中，上绝缘构件可以设置在连接板和盖板之间，上绝缘构件可安装成包围连接板。

根据本发明的实施方式的一个方面，使隔膜和短路突起之间的电阻降低以保持短路状态，从而稳定地释放荷电电流。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图。

图2是沿着II-II线截取的图1的可再充电电池的剖视图。

图3是从底部观察到的根据本发明第一示例性实施例的第二端子的透视图。

图4是根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的局部剖视图。

图5是根据本发明第二示例性实施例的可再充电电池的竖直剖视图。

图6是从底部观察到的根据本发明第二示例性实施例的连接板的透视图。

图7是根据本发明第二示例性实施例的连接板的竖直剖视图。

图8是从底部观察到的根据本发明第三示例性实施例的连接板的透视图。

图9是根据本发明第三示例性实施例的连接板的竖直剖视图。

图10是根据本发明第四示例性实施例的可再充电电池的竖直剖视图。

图11是从底部观察到的根据本发明第四示例性实施例的连接板的透视图。

指示附图中一些元件的标号的描述

101：可再充电电池 10：电极组件

11：第一电极 11a：第一电极非涂覆区域

12：第二电极 12a：第二电极非涂覆区域

13：分隔件 21、71：第一端子

22、62、72：第二端子 22a、64a、67a、86：端子孔

22b、64b、67b、84:短路突起 25、26、73、75：连接端子

27：壳体 30：盖组件

31：盖板 37：短路孔

41：第一集流构件 42：第二集流构件

43、45：下绝缘构件 54、65、74：上绝缘构件

55、59：密封衬垫 56：隔膜

58：连接构件 63：覆盖板

64、67、80：连接板 64c：倾斜部

78：盖 81：板部

82：圆柱部 83：底部

85：通孔

具体实施方式

在下文中将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的一些示例性实施例。

如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修改，而全都不脱离本发明的精神或范围。因此，附图和描述将被认为本质上是说明性的而非限制性的。

在整个本说明书和附图中，同样的附图标记指示同样的元件。

图1是根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图；图2是沿着II-II线截取的图1的可再充电电池的剖视图。

参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的可再充电电池101包括：电极组件10，通过卷绕其间插入有分隔件13的第一电极(例如，正电极)11和第二电极(例如，负电极)12而形成；壳体27，用于容纳电极组件10；盖组件30，结合到壳体27的开口。

根据一个实施例的可再充电电池101被示出为棱柱形锂离子可再充电电池。然而，本发明不限于此，本发明可以应用于诸如锂聚合物电池、圆柱形电池等各种类型的电池。

正电极11和负电极12包括，在由薄金属箔形成的集流体上涂覆活性物质的涂覆区域以及其上未涂覆活性物质的非涂覆区域11a和12a。

正电极非涂覆区域11a沿着正电极11的长度方向形成在正电极11的一个侧端，负电极非涂覆区域12a沿着负电极12的长度方向形成在负电极12的另一个侧端。

正电极11和负电极12是被卷绕的，同时在正电极11和负电极12之间插入有分隔件13作为绝缘体。

然而，本发明不限于此，电极组件10可以以层状结构形成，在所述层状结构中，分别由多个片形成的负电极12和正电极11层叠同时在它们之间插入有分隔件13。

壳体27大致形成为长方体，并且其一侧形成有开口。

壳体27可以由诸如铝的金属、不锈钢等形成。

盖组件30包括覆盖壳体27的开口的盖板31、从盖板31突出而电结合到正电极11的第一端子21、从盖板31突出而电结合到负电极12的第二端子22。

盖板31形成为沿一个方向的延长板，以使其结合到壳体27的开口。

盖板31设置有密封盖38和排气板39，其中，密封盖38插入到电解质注入口32中，排气板39设置在排气孔34中以在预定的压力下打开并且形成有凹口39a。

第一端子21和第二端子22被安装成在盖板31的上方突出。

第一端子21通过第一集流构件41电结合到正电极11，第二端子22通过第二集流构件42电结合到负电极12。

然而，本发明不限于此，第一端子21可以电结合到负电极，而第二端子22可以电结合到正电极。

第一端子21为矩形板状。第一端子21通过接合到第一集流构件41的连接端子25电结合到正电极11。

结合到第一端子21的连接端子25和结合到第二端子22的连接端子26具有相同的结构。

用于密封的密封衬垫59安装在第一端子21和盖板31之间，以插入到供端子穿过的孔中，下绝缘构件43设置在盖板31下方，以支撑第一集流构件41。

连接构件58安装在第一端子21的下方，以使第一端子21和盖板31电连接。

因此，盖板31和壳体26带正电。

第二端子22为长方体形状。

第二端子22通过接合到第二集流构件42的连接端子26电结合到负电极12。

连接端子26穿过盖板31和第二端子22，使得其上部被固定到第二端子22。

用于密封的密封衬垫55设置在第二端子22和盖板31之间，以插入到供端子穿过的孔中，下绝缘构件45设置在盖板31的下方，使第二端子22与第二集流构件42绝缘。

第二端子22形成为沿一个方向延伸，以覆盖短路孔37。

上绝缘构件54安装在第二端子22和盖板31之间，以使第二端子22与盖板31电绝缘。

由于盖组件30包括用于使正电极11和负电极12短路的隔膜56，所以隔膜56电结合到盖板31，并且在可再充电电池101的内部压力升高时发生变形以结合到第二端子22。

短路孔37形成在盖板31中，隔膜56在短路孔37处设置在上绝缘构件54和盖板31之间。

隔膜56包括呈弧形向下凸出的弯曲部和形成在弯曲部的端部以固定到盖板31上的边缘部。

当在可再充电电池101中由于异常反应产生气体时，可再充电电池101的内部压力增加。

当可再充电电池101的内部压力超过预定压力时，所述弯曲部变形为向上凸起，在该情况下，短路突起和隔膜56彼此接触而引起短路。

如图3和图4所示，第二端子22形成有供连接端子26插入的端子孔22a和朝向短路孔37突出的短路突起22b。

连接端子26通过铆接固定到端子孔22a的上端。

此外，供形成在上绝缘构件54中的卡止突起插入的槽22c形成在第二端子22的相对的侧面。

短路突起22b从第二端子22的底表面朝向隔膜56突出，并且形成为以弧形延伸。

短路突起22b的横截面可以为大致半圆形。

短路突起22b设置成从短路孔37的中心X1朝向一侧偏移，以使其邻近于连接端子26。

短路突起22b设置在短路孔37的中心与连接端子26之间。

当短路突起22b设置成上述那样的偏移时，在当隔膜56反向变形时短路突起22b和隔膜56邻近于连接端子26的位置，短路突起22b与隔膜56彼此接触。

短路电流途经短路突起22b和第二端子22从隔膜56流到连接端子26，电流路径的长度增加，因此当短路突起设置成距离连接端子26较远时产生相对大量的热。

由于在发生短路时短时间内有大量的电流流动，所以即使电阻中一个小的差别都可能导致产生的热发生巨大的差异。

当产生许多热时，短路突起22b或隔膜56熔化而停止短路状态，从而保持不稳定状态。

因此，通过减少产生的热来保持短路状态是非常重要的。

如在第一示例性实施例中，当短路突起22b设置成朝向连接端子26偏移，短路电流的路径的长度减小，因此产生的热减少，从而保持短路状态。

图5是根据本发明第二示例性实施例的可再充电电池的竖直剖视图。

参照图5，由于除了第二端子62和连接板64之外，根据当前第二示例性实施例的可再充电电池102具有与根据前述第一示例性实施例的可再充电电池相同的结构，所以将省略相同结构的重复描述。

第二端子62为长方体形状。

第二端子62通过接合到第二集流构件42的连接端子26电结合到负电极12。

连接端子26穿过盖板31和第二端子62，以使其上端固定到第二端子62。

连接板64设置在第二端子62的下方，连接板64设置成从第二端子62的下方延伸到短路孔37的上方。

覆盖板63安装在连接板64的上方，使得其侧端接触第二端子62，上绝缘构件65安装在连接板64与盖板31之间，以使连接板64与盖板31绝缘。上绝缘构件65被安装成包围连接板64。

图6是从底部观察到的根据本发明第二示例性实施例的连接板的透视图，图7是根据本发明第二示例性实施例的连接板的竖直剖视图。

参照图6和图7，连接板64电结合到第二端子62而带负电。

供连接端子26插入的端子孔64a形成在连接板64中，朝向隔膜56突出的短路突起64b形成在连接板64的底表面。

短路突起64b设置成从短路孔37的中心朝向一侧偏移，以使其邻近于连接端子26。

短路突起64b设置在短路孔37的中心与连接端子26之间。

短路突起64b从连接板64的底表面朝向隔膜56突出，并且形成为以弧形延伸。

短路突起64b的横截面可以为大致半圆形。

同时，倾斜部64c相对于连接板倾斜地形成在短路突起64b的底表面。

图8是从底部观察到的根据本发明第三示例性实施例的连接板的透视图，图9是根据本发明第三示例性实施例的连接板的竖直剖视图。

参照图8和图9，由于除了连接板67之外，根据当前第三示例性实施例的可再充电电池具有与根据前述第二示例性实施例的可再充电电池相同的结构，所以将省略相同结构的重复描述。

连接板67设置在第二端子62的下方，并且电结合到第二端子62而带负电。

供连接端子26插入的端子孔67a形成在连接板67中，朝向隔膜56突出的短路突起67b形成在连接板67的底表面。

短路突起67b设置成从短路孔37的中心朝向一侧偏移，以使其邻近于连接端子26。

短路突起67b设置在短路孔37的中心与连接端子26之间。

短路突起67b从连接板67的底表面朝向隔膜56突出，并且短路突起67b的横截面可为大致半圆形。

另外，槽67c倾斜地形成在短路突起67b的底表面。

这样，当具有弧形横截面的槽67c形成在短路突起67b的底表面时，隔膜56和短路突起67b之间的接触区域增大，因此可以使它们之间的电阻减小。

图10是根据本发明第四示例性实施例的可再充电电池的竖直剖视图，图11是从底部观察到的根据本发明第四示例性实施例的连接板的透视图。

根据图10和图11，由于除了连接板80和盖78之外，根据当前第四示例性实施例的可再充电电池103具有与根据前述第三示例性实施例的可再充电电池的结构相同或相似的结构，所以将省略相同结构的重复描述。

第一端子71为长方体形状，并且通过柱状的连接端子73电结合到第一集流构件41。

连接构件58安装在第一端子71的下方而将第一端子71和盖板31电连接。

第二端子72为长方体形状，并且通过接合到第二集流构件42的连接端子75电结合到负电极12。

连接端子75穿过盖板31和第二端子72，使得其上端被固定到第二端子72。

连接板80设置在第二端子72的下方，连接板80设置成从第二端子72的下方延伸到短路孔37的上方。

连接板设置在隔膜56的上方而与隔膜56分离，上绝缘构件74安装在连接板80与盖板31之间，以使连接板80与盖板31绝缘。

连接板80包括接触第二端子72的底表面以与该底表面结合的板部81和从板部81朝向隔膜56突出的圆柱部82。

另外，供连接端子75插入的端子孔86形成在连接板80中。

横穿圆柱部82的底部83形成在圆柱部82的底部，通孔85形成在底部83。

盖78插入在圆柱部82的顶部上，盖78不仅防止水被引入到圆柱部82中，而且允许空气从圆柱部82的内部排到外部。

朝向隔膜56向下突出的短路突起84形成在圆柱部82的下端，短路突起84从圆柱部82的外周表面向下突出。

短路突起84设置成从短路孔37的中心朝向一侧偏移，以使其邻近于连接端子75。

短路突起84设置在短路孔37的中心与连接端子75之间。

短路突起84从连接板80的底表面朝向隔膜56突出，并且形成为以弧形延伸。

短路突起84的横截面可以为大致半圆形。

虽然已经结合一些示例性实施例描述了本发明，但是将理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图覆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 (8)

1.一种可再充电电池，所述可再充电电池包括：

电极组件，包括第一电极和第二电极；

壳体，用于容纳电极组件；

第一端子和第二端子，第一端子电结合到第一电极，第二端子通过插入到其中的连接端子电结合到第二电极；

盖板，结合到壳体，并电结合到第一端子，并且形成有短路孔；

隔膜，固定到并电结合到盖板，并且使第一电极和第二电极电分离或短路；以及

短路突起，电结合到第二电极，并且设置在隔膜的上方以朝着隔膜突出，其中，短路突起设置成从短路孔的中心偏移并且邻近于连接端子，

其中，短路突起设置在短路孔的中心和插入到第二端子中的连接端子之间，

其中，短路突起的横截面以半圆形形成，

其中，隔膜设置成插入到短路孔中，并且短路突起设置在短路孔的上方，当可再充电电池的内部压力超过预定压力时，隔膜变形而与短路突起接触引起短路。

2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，具有弧形横截面的槽形成在短路突起的底表面。

3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，短路突起形成为从第二端子的底表面突出。

4.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，连接板设置在第二端子的下方，并且短路突起形成为从连接板突出。

5.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中，倾斜部相对于连接板倾斜地形成在短路突起的下端。

6.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中，朝向隔膜突出且具有管形形状的圆柱部形成在连接板中，并且短路突起形成为从圆柱部的下端突出。

7.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中，盖安装成插入到圆柱部中。

8.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中，上绝缘构件设置在连接板和盖板之间，上绝缘构件安装成包围连接板。