CN105374958A - 二次电池 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例的方面，一种二次电池包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在第一电极板与第二电极板之间的隔板；罐，包括被形成在罐的一端以容纳电极组件的开口；被配置为密封罐的开口的盖板，盖板包括：第一表面、平行于第一表面的第二表面、联接第一表面和第二表面并具有恒定高度的第三表面以及在第一表面的接触第三表面的部分处的斜面，其中斜面具有变化的斜度。

Description

二次电池

相关申请的交叉引用

此申请要求2014年8月13日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请10-2014-0104861的优先权和权益，其公开通过引用整体合并于此。

技术领域

本发明的一个或多个示例性实施例涉及二次电池。

背景技术

不同于不能被再充电的一次电池，二次电池可以被重复充电和放电，并已被广泛用于诸如移动电话、个人数字助理(PDA)和笔记本电脑的小型高级电子设备中。

随着二次电池在各个领域使用更普遍，根据二次电池使用的环境保证二次电池的可靠性变得重要。例如，为了保证二次电池的可靠性，二次电池可以从外部环境密封。如果二次电池没有被完全密封，当二次电池跌落或由于强烈的外部冲击损坏时，可能会出现诸如电解质渗漏的问题。因此，二次电池可能无法正常操作。

发明内容

本发明的一个或多个示例性实施例包括可以相对容易地从外部或外部环境密封的二次电池。

另外方面将部分地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示例性实施例的实践来获知。

根据本发明的实施例的方面，一种二次电池包括：电极组件，包括：第一电极板、第二电极板和在第一电极板与第二电极板之间的隔板；罐，包括被形成在罐的一端以容纳电极组件的开口；和被配置为密封罐的开口的盖板，盖板包括第一表面、平行于第一表面的第二表面、联接第一表面和第二表面并具有恒定高度的第三表面、以及在第一表面的接触第三表面的部分处的斜面(chamfer)，其中斜面具有变化的斜度。

盖板的第一表面可以面对罐的内部，盖板的第二表面可以面对罐的外部。

盖板可以在长度方向上延伸，斜面可以包括：形成在盖板的长度方向上的第一边缘上的第一斜面；以及形成在盖板的宽度方向上的第二边缘上的第二斜面，其中第一斜面的斜度大于第二斜面的斜度。

第一斜面的斜度可以是可变的，第二斜面的斜度可以是恒定的。

盖板的第一边缘可以是弯曲的，并且在第一斜面的边缘中，第一边缘的最接近盖板的外部的部分可以具有最大斜度。

第一斜面的斜度可以从被联接到第二斜面的部分到第一边缘的最接近盖板的外部的部分逐渐增加。

第一斜面的高度可以小于或等于盖板的第三表面的高度的70％。

第一斜面的长度可以大于第二斜面的长度。

盖板的第一边缘可以是弯曲的，并且在第一斜面的边缘中，第一边缘的最接近盖板的外部的部分具有最大长度。

第一斜面的长度可以从被联接到第二斜面的部分到第一边缘的最接近盖板的外部的部分逐渐增加。

根据本发明的实施例的方面，一种二次电池包括：罐，包括形成在罐的一端上的开口；在罐中的电极组件，其中罐的开口被配置以容纳电极组件；以及盖板，具有恒定的厚度并且被配置为密封罐的开口，其中盖板包括形成在盖板的边缘上并位于罐的内部的斜面，其中斜面具有一斜度，该斜度朝盖板的圆形端部的最接近盖板的外部的部分增加。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例的描述，这些和/或其它方面将变得明显并更易于理解，附图中：

图1是根据本发明的示例性实施例的二次电池的示意性透视图；

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截取的剖视图；

图4是图3的区域A的仰视图；

图5是图4的示意性侧视图；和

图6是沿图4的线VI-VI截取的剖视图。

具体实施方式

由于发明允许各种改变和许多示例性实施例，将在图中示出并且在书面描述中更详细地描述特定的示例性实施例。然而，这并不意在将本发明限制到实践的特定模式，将理解的是，没有脱离本发明的精神和技术范围的所有改变、等同和替代都被包含在本发明中。在本发明的描述中，当认为相关技术的某些详细解释可能不必要地使发明的特性费解时，它们被省略。

在下文中将通过参考附图解释发明的示例性实施例来详细地描述本发明。图中相同的附图标记指代相同的元件，其重复描述将被省略。

将理解的是，虽然术语“第一”、“第二”等可在本文中用来描述各种部件，这些部件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个部件与另一部件。

如本文所用，单数形式的“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。

在下文中将通过参考附图解释发明的示例性实施例来详细描述本发明的各实施例的各方面。

将进一步理解的是，本文中使用的术语“包括”和/或“包含”表明存在所陈述的特征或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征或部件。

将理解的是，当层、区域或部件被称为被“形成在”另一层、区域或部件“上”时，它可以被直接或间接地形成在另一层、区域或部件上。也就是说，例如，可以存在中间层、区域或部件。

在以下示例中，x轴、y轴和z轴不限于矩形坐标系的三个轴，可以以更宽的含义来解释。例如，x轴、y轴和z轴可以彼此垂直，或者可以代表彼此不垂直的不同方向。

为了便于解释，图中部件的尺寸可能被夸大。换句话说，由于图中部件的尺寸和厚度为了便于解释在图中被任意地示出，下面的示例性实施例不限于此。

图1是根据本发明的示例性实施例的二次电池100的示意性透视图，图2是图1的二次电池100的分解透视图。图3是沿图1的线III-III截取的剖视图。

参考图1至图3，二次电池100可包括电极组件110、容纳电极组件110的罐(或外壳)120以及密封罐120的内部的盖板130。

电极组件110可包括电极活性物质在其上被分别分散或沉积的第一电极板111和第二电极板112、以及位于第一电极板111和第二电极板112之间的隔板113。电极组件110具有其中第一电极板111、第二电极板112和隔板113被顺序堆叠的堆叠结构，然后可以被卷绕，以形成果子冻卷结构。第一电极板111和第二电极板112被分别电联接到第一电极接线片114和第二电极接线片115，用于排出由于化学反应生成的电荷。第一电极接线片114和第二电极接线片115可在相同的方向上延伸。例如，第一电极接线片114和第二电极接线片115可朝罐120的开口OP延伸。

第一电极板111可包括第一金属集电体、以及在第一活性物质分散或沉积在第一金属集电体上后形成的第一活性物质部分。与此类似，第二电极板112可包括第二金属集电体、以及在第二活性物质分散或沉积在第二金属集电体上后形成的第二活性物质部分。

第一电极板111由正电极膜形成，第一金属集电体是正电极集电体。第一活性物质部分可以是正极活性物质部分。此外，第二电极板112由负电极膜形成，第二金属集电体是负电极集电体。第二活性物质部分可以是负极活性物质部分。正电极集电体、正极活性物质部分、负电极集电体和负极活性物质部分的材料和结构可包括在普通一次电池中使用的众所周知的材料，因此关于材料和结构的详细描述可以被省略。

隔板113可以是诸如聚乙烯膜或聚丙烯膜的多孔聚合物膜，并可以由非织造织物或包括聚合物纤维的织造织物形成。此外，隔板113可以包括陶瓷颗粒，并可以由高分子固体电解质形成。隔板113可以被形成为单独的膜，或可以在非导电性多孔质层被形成在第一电极板111和第二电极板112上之后被使用。

隔板113可以被用来电分离第一电极板111和第二电极板112，隔板113的形状可以与第一电极板111和第二电极板112不同。

在本示例性实施例中，电极组件110具有果子冻卷形状，但本发明不限于此。作为另一示例性实施例，电极组件110可具有其中第一电极板111、第二电极板112和位于它们之间的隔板113被堆叠的堆叠结构。

罐120可以是六面体形状，并在一端，也就是对应于罐120的上表面的一端，具有开口。罐120可以由金属材料形成以获得刚性。例如，罐120可以由铝(Al)或Al合金形成。被浸入在电解质中的电极组件110可以被容纳在罐120内。在这种情况下，由绝缘座170包围，电极组件110可以被容纳在罐120内，以防止电极组件110和由金属材料形成的罐120之间的不期望的短路(或减少短路情况)。在电极组件110被容纳在罐120内之后，开口OP可以由盖板130密封。罐120的接触盖板130的一部分可以通过激光焊接联接到盖板130，因此罐120的内部可以是气密的。

盖板130可以包括电解质注入孔131。在盖板130被联接到罐120之后，电解质可以通过电解质注入孔131注入，电解质注入孔131可以由盖132密封。作为另一示例，盖板130可以不包括电解质注入孔131。在这点上，电解质可在罐120和盖板130通过激光焊接彼此联接之前被注入。

电极销140可位于盖板130上。电极销140的上部通过盖板130的上表面被暴露到外部，电极销140的下部可以穿透盖板130并可以面对罐120的内部。

盖板130可以位于罐120的上表面上，以密封罐120的开口OP。盖板130可以由被用来形成罐120的金属材料相同的诸如Al或Al合金的金属材料形成。如图3所示，电极销140被电联接到电极组件110的第一电极接线片114，并且可以具有第一极性。盖板130被电联接到电极组件110的第二电极接线片115，并且可以具有第二极性。通过焊接被联接到盖板130的罐120也可以具有第二极性。

例如，盖板130可以用作二次电池100的正电极，电极销140可以用作其负电极。在这种情况下，包括合适的绝缘性(或绝缘)材料以防止盖板130和电极销140之间的短路(或减少短路情况)的第一衬垫145和第二衬垫146可以被布置在盖板130和电极销140之间。第一衬垫145被定位成接触盖板130的上表面，第二衬垫146可被定位成接触盖板130的下表面。在图2中，第一和第二衬垫145和146是分开的，但第一衬垫145和第二衬垫146可以形成为单个部件。覆盖罐120的侧面的绝缘膜160可以被附着，以从外部产品或另一个二次电池电绝缘具有第二极性并通过焊接被联接到盖板130的罐120。

位于电极组件110的上表面上的第一绝缘构件150可以位于罐120内。第一绝缘构件150可以将电极组件110与盖板130绝缘。作为另一示例，第一绝缘构件150将电极组件110与盖板130绝缘，并可以控制电极组件110在罐120中的移动。第一绝缘构件150包括第一和第二电极接线片114和115可经其穿过的通孔，并可以包括被形成在对应于电解质注入孔131的位置的孔，使得电解质可以被注入到电解质注入孔131中。第二绝缘构件180位于电极组件110的下表面上，可以防止由金属材料形成的罐120和电极组件110之间的不期望的短路(或降低短路情况)。

参考图3，盖板130可以位于罐120的上表面上以密封罐120的开口OP，并可以由被用来形成罐120的金属材料相同的诸如Al或Al合金的金属材料形成。罐120的开口OP可以由盖板130使用各种方法来密封。在本说明书中，描述了过盈配合设计，但本发明不限于此。

当罐120的内径的尺寸为A时，盖板130的尺寸可以是A+α。罐120的开口OP可以通过将盖板130插入到罐120的内部来密封。在这种情况下，应力施加到盖板130的在长度方向(X轴方向)上延伸的一端A，因此由金属材料形成的盖板130可被弯曲或折曲，从而使二次电池100发生故障。因此，关于二次电池100的过盈配合设计，建议盖板130的下述结构：其减弱盖板130的一端处的应力集中并增加盖板130的密封力。

如图3所示，盖板130在长度方向(X轴方向)上延伸，并且可以包括第一表面133、平行于第一表面133的第二表面135以及联接第一表面133和第二表面135并具有恒定高度T的第三表面。也就是说，盖板130具有对应于第三表面137的高度T的厚度。在这种情况下，第一表面133被布置成面对罐120的内部，第二表面135可以被布置为面对罐120的外部。斜面130c可被形成在第一表面133的接触第三表面137的部分。斜面130c的斜度可以是可变的。在一个实施例中，斜面130c的斜度可以朝盖板130的圆形端部的最接近盖板130的外部的部分增加。

在下文中，将更详细地描述被形成在盖板130的边缘的斜面130c。

图4是图3的区域A的仰视图，图5是图4的示意性侧视图。图6是沿图4的线VI-VI截取的剖视图。

图4至图6示出了盖板130的一端A，提供了对一端A的详细描述。关于未在图4至图6中示出的盖板130的另一端B的描述将与关于一端A的描述相同。

参考图4至图6，盖板130可以包括第一表面133、平行于第一表面133的第二表面135以及联接第一和第二表面133和135并具有恒定高度T的第三表面。图4示出了盖板130的第一表面133，第一表面133面对罐120的内部。如上所述，斜面130c被形成在第一表面133的接触第三表面137的部分，斜面130c的斜度可以是可变的。

盖板130具有在长度方向(X轴方向)上的第一边缘130e1和在盖板130的宽度方向上的第二边缘130e2。第一斜面130c1位于第一边缘130e1上，第二斜面130c2位于第二边缘130e2上。在这种情况下，第一斜面130c1的斜度不同于第二斜面130c2的斜度。也就是说，第一斜面130c1的斜度大于第二斜面130c2的斜度。在一个实施例中，第一边缘130e1可以是弯曲的。

第一斜面130c1的斜度是可变的，在第一斜面130c1的边缘中，第一边缘130e1的朝盖板130的外部最远的部分具有最大斜度。也就是说，斜度从第一斜面130c1的被联接到第二斜面130c2的部分向第一边缘130e1的朝盖板130的外部最远的部分逐渐增加。最大量的应力发生在盖板130的朝盖板130的外部最远的部分。因此，斜度被设计为逐渐增加，较陡的锥度被形成在盖板130的一部分上，从而最小化被施加到盖板130的应力的量。

另一方面，第二斜面130c2的斜度沿盖板130的第二边缘130e2是恒定的。因此，第二斜面130c2的高度t2和宽度w2总是相同。

图5示出了第一斜面130c1在盖板130的第一边缘130e1的朝盖板130的外部最远的部分处的斜度。第一斜面130c1在盖板130的第一边缘130e1的朝盖板130的外部最远的部分处的斜度等于第一斜面130c1的高度t1除以第一斜面130c1的宽度w1。第一斜面130c1的高度t1大于第一斜面130c1的宽度w1。在第一斜面130c1的斜度最大的位置处，第一斜面130c1的宽度w1和第一斜面130c1的高度t1的比例可为1：2。如果第一斜面130c1的宽度w1为约0.2毫米，第一斜面130c1的高度t1可以为0.4毫米。

参考图6，第二斜面130c2的斜度等于第二斜面130c2的高度t2除以第二斜面130c2的宽度w2。第二斜面130c2的高度t2与第二斜面130c2的宽度w2大致相同。也就是说，第二斜面130c2的高度t2和第二斜面130c2的宽度w2的比例为约1：1。如果第二斜面130c2的宽度w2为约0.2毫米，第二斜面130c2的高度t2为约0.2毫米。因此，在第一斜面130c1的部分的斜度中，第一斜面130c1的具有最大斜度的部分的斜度可以比第二斜面130c2的斜度大两倍。

盖板130具有在盖板130的长度方向(X轴方向)上的第一边缘130e1和在盖板130的宽度方向(Y轴方向)上的第二边缘130e2。第一斜面130c1位于第一边缘130e1上，第二斜面130c2位于第二边缘130e2上。在这种情况下，如图4所示，第一斜面130c1在X轴方向上的宽度w1与第二斜面130c2在Y轴方向上的宽度w2相同。第一斜面130c1的宽度w1和第二斜面130c2的宽度w2可以是约0.2毫米。

盖板130具有对应于第三表面137的高度T的厚度，如图5所示，基于第一斜面130c1的具有最大斜度的部分，第一斜面130c1的高度t1可以小于或等于盖板130的高度T的70％。如果第一斜面130c1的高度t1等于或大于盖板130的高度T的70％，支撑罐120的内壁的盖板130的强度被削弱，当罐120通过焊接被联接到盖板130时可能出现缺陷。

参考图5和图6，因为第一斜面130c1的斜度不同于第二斜面130c2的斜度，第一斜面130c1的长度d1可以不同于第二斜面130c2的长度d2。第一斜面130c1的长度d1可以大于第二斜面130c2的长度d2。第一斜面130c1的长度可以在第一边缘130e1的朝盖板130的外部最远的部分处最大。第一斜面130c1从第一斜面130c1被联接到第二斜面130c2的部分到第一边缘130e1的朝盖板130的外部最远的部分在长度上逐渐增加，第一斜面130c1的长度可以在第一边缘130e1的朝盖板130的外部最远的部分处最大。

因为较陡的锥形被形成在盖板130的朝盖板130的外部最远的部分处并且因为罐120内的最大量的应力出现在盖板130的该部分处，第一斜面130c1在长度上的逐渐增加可以最小化被施加到盖板130的应力的量。

通过盖板130的上述设计，罐120和盖板130之间的形状叠加可通过最小化盖板130的弯曲变形以及在盖板130的一部分形成可变斜面而不改变盖板130的材料来得到改进。其结果是，可以实现具有极大改进的特性或深度的二次电池。

如上所述，根据本发明的一个或多个上述示例性实施例，可以实现可承受外部冲击和内部膨胀的二次电池。然而，本发明的范围不限于此。本发明的特征可以从上面参考附图提供的描述得出。

应当理解，本文中描述的示例实施例应当仅被认为是描述意义，而不是为了限制的目的。对每个示例性实施例中的特征或方面的描述通常应该被认为可用于在其它示例性实施中例中的其它相似特征或方面。

尽管已经参考图描述了本发明的一个或多个示例性实施例，本领域普通技术人员将理解，可以在不脱离下面的权利要求及其等同方案中限定的本发明的精神和范围的情况下在本文中对形式和细节进行各种改变。

Claims (11)

1.一种二次电池，包括：

电极组件，包括：

第一电极板；

第二电极板；和

在所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；

罐，包括被形成在所述罐的一端以容纳所述电极组件的开口；和

被配置为密封所述罐的所述开口的盖板，所述盖板包括：

第一表面；

平行于所述第一表面的第二表面；

联接所述第一表面和所述第二表面并具有恒定高度的第三表面；和

在所述第一表面的接触所述第三表面的部分处的斜面，其中所述斜面具有变化的斜度。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述盖板的所述第一表面面对所述罐的内部，并且所述盖板的所述第二表面面对所述罐的外部。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述盖板在长度方向上延伸，并且

所述斜面包括：

形成在所述盖板的所述长度方向上的第一边缘上的第一斜面；和

形成在所述盖板的宽度方向上的第二边缘上的第二斜面，

其中所述第一斜面的斜度大于所述第二斜面的斜度。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述第一斜面的所述斜度是可变的，所述第二斜面的所述斜度是恒定的。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述盖板的所述第一边缘是弯曲的，并且在所述第一斜面的边缘中，所述第一边缘的最接近所述盖板的外部的部分具有最大斜度。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述第一斜面的所述斜度从被联接到所述第二斜面的部分到所述第一边缘的最接近所述盖板的外部的所述部分逐渐增加。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述第一斜面的高度小于或等于所述盖板的所述第三表面的高度的70％。

8.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述第一斜面的长度大于所述第二斜面的长度。

9.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述盖板的所述第一边缘是弯曲的，并且在所述第一斜面的边缘中，所述第一边缘的最接近所述盖板的外部的部分具有最大长度。

10.根据权利要求9所述的二次电池，其中所述第一斜面的所述长度从被联接到所述第二斜面的部分到所述第一边缘的最接近所述盖板的外部的所述部分逐渐增加。

11.一种二次电池，包括：

罐，包括形成在所述罐的一端上的开口；

在所述罐中的电极组件，其中所述罐的所述开口被配置以容纳所述电极组件；和

盖板，具有恒定的厚度并且被配置为密封所述罐的所述开口，其中所述盖板包括形成在所述盖板的边缘上并位于所述罐的内部的斜面，

其中所述斜面具有一斜度，该斜度朝所述盖板的圆形端部的最接近所述盖板的外部的部分增加。