CN105580162A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池(1)包括设置在所述二次电池(1)中的导电部件(130)和设置在所述二次电池(1)中并具有焊接在所述导电部件(130)上的反转板(120)的电流切断装置(105)。所述导电部件(130)和所述反转板(120)在所述导电部件(130)与所述反转板(120)彼此对向并接触的部分中分别具有厚度T1和T2，并且厚度T1和T2满足关系T1/T2<1.5。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种配备有电流切断装置的二次电池。
背景技术
例如，迄今为止已在日本专利申请公报No.2010-212034(JP2010-212034A)、日本专利申请公报No.2007-194167(JP2007-194167A)、日本专利申请公报No.2011-150966(JP2011-150966A)和日本专利申请公报No.2011-258561(JP2011-258561A)中公开了二次电池。
发明内容
用在相关技术的二次电池中的电流切断装置的一个问题在于，当反转板和导电部件之间的焊缝在焊接之后发生凝固收缩时，具有比导电部件低的刚性的反转板发生歪曲变形。这导致电流切断装置的作动压力的变化。
因此，本发明提供了一种能防止电流切断装置的反转板歪曲的二次电池。
根据本发明的一方面的二次电池包括：导电部件，所述导电部件设置在所述二次电池中，和电流切断装置，所述电流切断装置设置在所述二次电池中并具有焊接在所述导电部件上的反转板。所述导电部件和所述反转板在所述导电部件与所述反转板彼此对向并接触的部分中分别具有厚度T1和T2，并且所述厚度T1和T2满足关系T1/T2<1.5。
在具有上述构型的二次电池中，导电部件的厚度T1相比于反转板的厚度T2而言足够小。因此，即使在焊接期间发生凝固收缩时，导电部件也能变形以吸收歪曲。结果，能防止反转板歪曲并且因此能使电流切断装置的作动压力稳定在恒定值。
在根据本发明的该方面的二次电池中，T2可在0.1mm以上和1.0mm以下。这种情况下，能最有效地防止反转板歪曲。
在根据本发明的该方面的二次电池中，所述导电部件可在其与和所述反转板接触的表面位于同一侧的表面中具有凹部(可在其和所述反转板接触的表面侧具有凹部)。这种情况下，由于在焊接期间产生的气体经凹部向外部扩散，所以焊缝中不会残留气体并且能防止其中产生空隙。
在根据本发明的该方面的二次电池中，所述导电部件可在其与和所述反转板接触的表面位于相反侧的表面中具有凹部。这种情况下，导电部件与反转板相比于导电部件在其与和所述反转板接触的表面位于同一侧的表面中具有凹部的情形而言能在更大的面积上互相接触。结果，反转板能更可靠地固定在导电部件上。
在根据本发明的该方面的二次电池中，即使在焊接期间发生凝固收缩时，导电部件也能变形以吸收歪曲。结果，能防止反转板歪曲并且因此能使电流切断装置的作动压力稳定在恒定值。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是根据第一实施方式的二次电池的俯视图；
图2是在箭头II所示的方向上看去时图1所示的二次电池的图示；
图3是沿图1中的线III-III截取的剖视图；
图4是以放大方式示出图3所示的二次电池的导电部件和反转板之间的焊接点的剖视图；
图5是在图4中的箭头V所示的方向看时反转板和导电部件的图示；
图6是示出T1/T2和反转板的高度变化量之间的关系的曲线图；
图7是以放大方式示出根据比较例的二次电池的导电部件和反转板之间的焊接点的剖视图；
图8是根据第二实施方式的二次电池的正极的剖视图；以及
图9是根据第三实施方式的二次电池的正极的剖视图。
具体实施方式
下文将参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下实施方式中，相同或对应的构件用相同的附图标记表示并且不重复它们的说明。各实施方式可以组合。
(第一实施方式)
图1是根据第一实施方式的二次电池的俯视图。图2是在箭头II所示的方向上看去时图1所示的二次电池的图示。参照图1和图2，二次电池1采用在电池外壳30中正极和负极经由浸渍有电解液的隔板层叠并卷绕的结构。
正极100和负极200从电池外壳30突出，且正极100和负极200与外壳内的卷绕体连接。电池外壳30能采用各种形状，例如方形和圆柱形。正极100和负极200贯穿密封板140设置，密封板140设置在电池外壳30的端面处。
图3是沿图1中的线III-III截取的剖视图。参照图3，二次电池1的正极100贯穿密封板140设置。密封板140具有通孔141，并且作为铆压部的导电部件130嵌合在通孔141中。
保持器160位于密封板140的内侧(电池外壳30的内侧)。保持器160用于密封通孔141以防止电池外壳30中的电解液向外部泄漏。
导电部件130具有这样的形状，即其直径在电池外壳30中扩大，并且反转板120焊接在其大直径部分上。反转板120具有圆盘形状，并具有在轴向上突出的中央部。
在电池外壳30内配置有集电端子101。集电端子101通过保持器160定位。
电解液被封闭在电池外壳30内。作为电解液的类型，当采用锂离子电池作为二次电池1时使用非水电解液。非水电解液除非水溶剂和作为支持电解质的锂盐以外还可包含任何添加剂。二次电池1可以不必是锂二次电池，只要它是使用电解液的二次电池即可。
电流切断装置(CID)105包括反转板120。反转板120具有焊接在集电端子101的薄壁部111上的压力感测面121。
导电部件130的外周部的至少一部分由保持器160覆盖。这可以防止电流从电解液流过导电部件130的外周部。
在电流切断装置105作动之前，电流流过集电端子101、薄壁部111、压力感测面121、反转板120和导电部件130。结果，电力从二次电池1供给到外部设备。在充电期间电流沿反方向流动。
在密封板140的外侧设置有绝缘体180和外部端子190。外部端子190与诸如逆变器或电机的外部设备电连接。
导电部件130和反转板120彼此共轴地设置。此外，导电部件130和反转板120的形状左右对称。
导电部件130和反转板120沿焊缝122彼此焊接并因此彼此固定。焊缝122沿反转板120的周缘设置。焊缝122是通过将导电部件130和反转板120熔融在一起以形成固溶体而形成的。
当电池外壳30的内部压力升高时，压力感测面121被电池外壳30内的气体挤压。此时，气体的压力均匀地施加至整个压力感测面121。由于薄壁部111具有比其它部分低的刚性，所以薄壁部111被破坏并且反转板120沿离开集电端子101的方向移动。然后，集电端子101与反转板120分离并且它们之间的电气连接被切断。
图4是以放大方式示出图3所示的二次电池的导电部件和反转板之间的焊接点的剖视图。参照图4，焊缝122被高温焊接且然后凝固。此时，焊缝122收缩，并且在箭头125和135所示的方向上产生应力。T1/T2被设定为小于1.5，而T1被设定为小值。结果，导电部件130的端部133变形。端部133从虚线所示的位置变形至实线所示的位置。由于端部133侧变形，所以反转板120的位置保持不变。换言之，导电部件130的端部133能吸收歪曲。
图5是在图4中的箭头V所示的方向看时反转板和导电部件的图示。参照图5，呈环状的焊缝122沿圆盘状的反转板120的周缘形成。焊缝122设置在这样的位置：它与沟槽形的凹部131重叠以使得在焊接期间产生的气体能经凹部131逸出。在此实施方式中，凹部131和焊缝122两者都呈环形设置。
图6是示出T1/T2和反转板的高度变化量之间的关系的曲线图。参照图6，调查反转板120的高度在T1/T2以不同方式改变时如何变化。T2被设定为处于0.1mm以上和1.0mm以下的范围内。
显然，反转板的高度变化量随着T1/T2越小而越小。这是因为，由于T1如此小以致于导电部件130的端部133具有低刚性且因此容易变形，故反转板120的位置保持不变。相比而言，当T1/T2等于或大于1.5时，由于导电部件130的端部133具有高刚性且因此不容易变形，所以反转板120的高度改变。
此外，确认了当反转板120的厚度T2处于普通二次电池的反转板的厚度范围内时会出现类似倾向。
图7是以放大方式示出根据比较例的二次电池的导电部件和反转板之间的焊接点的剖视图。参照图7，在根据比较例的构型中，T1/T2被设定为1.5以上。这种情况下，导电部件130的端部133具有高刚性且因此不容易变形。结果，如箭头125所示的由凝固收缩所引起的应力传递到反转板120并且反转板120的高度改变。结果，在反转板120和薄壁部111之间形成间隙W。间隙W的形成在反转板20和薄壁部111彼此焊接时造成焊接品质的变动，从而引起焊接缺陷。
根据此实施方式的二次电池1包括设置在二次电池1中并用作连接部件的导电部件130，和设置在二次电池1中并具有焊接在导电部件130上的反转板120的电流切断装置105。导电部件130和反转板120在导电部件130与反转板120彼此对向并接触的部分中分别具有厚度T1和T2，并且厚度T1和T2满足关系T1/T2<1.5。
在如上所述构成的二次电池中，由于导电部件130的厚度T1小，所以即使在焊接之后发生凝固收缩时，导电部件130也能变形以吸收歪曲。结果，能防止反转板120移动至不当位置并且因此能使电流切断装置105的作动压力稳定在恒定值。结果，能实现产量和品质的提高。
此外，减小导电部件130的端部133的厚度能有效地减少热从焊缝122的逸出并因此使得能够在执行焊接时减小热输入量。因此，能降低歪曲的发生量并因此能进一步减小反转板120的变形量。
当设置了凹部131时，变形力矩半径增大。具体地，如图4所示，当端部133以它在箭头135所示的应力下沿圆弧移动的方式变形时，从旋转中心131a到箭头135的距离(力矩半径)在设置了凹部131时比未设置凹部131时长。结果，端部133变得更易于变形。
此外，由于导电部件130和反转板120在导电部件130的凹部131内侧的位置处彼此接触，所以反转板120的形状在内部压力上升时通过绕它们之间的接触边缘的枢转运动而反转。当导电部件130和反转板120在该位置处不彼此接触时，反转板120的形状通过绕焊缝122的枢转运动而反转。然而，枢转点的位置可根据焊接状态而不同并且作动压力可显著变化。因此，为了防止作动压力的变化，导电部件130和反转板120优选地在焊缝122内侧的位置处彼此接触。
可以使用具有薄的末端部130a以使得端部133能容易地变形的导电部件130。然而，这使得导电部件130和反转板120之间的焊接品质下降。此外，当末端部130a在箭头135的方向上的宽度小时，可能发生其它问题。例如，当用于焊接的激光束偏离导电部件130并照射到保持器160上时，树脂可能被烧焦。
(第二实施方式)
图8是根据第二实施方式的二次电池的正极的剖视图。参照图8，根据第二实施方式的二次电池的正极100的结构与根据第一实施方式的正极100的不同之处在于导电部件130不具有凹部。凹部131不是一定必须设置。与第一实施方式相比，在第二实施方式中导电部件130和反转板120在更大的面积上彼此接触。在导电部件130与反转板120彼此接触的区域中，导电部件130的厚度与反转板120的厚度的比率T1/T2被设定为低于1.5。
(第三实施方式)
图9是根据第三实施方式的二次电池的正极的剖视图。参照图9，根据第三实施方式的二次电池的正极100的结构与根据第一实施方式的正极100的不同之处在于导电部件130在其与和反转板120接触的表面位于相反侧的表面中具有凹部132。与第一实施方式相比，在第三实施方式中导电部件130和反转板120在更大的面积上彼此接触。在导电部件130与反转板120彼此接触的区域中，导电部件130的厚度与反转板120的厚度的比率T1/T2被设定为低于1.5。
虽然前面已描述了本发明的实施方式，但文中已展示的实施方式可以采用各种方式进行修改。首先，二次电池1不必一定是锂二次电池，而是可以是具有电解液的任意各种类型的二次电池。此外，该二次电池能用于诸如车内装置、静止装置和便携装置的各种应用中。此外，虽然已说明了正极100的结构，但可在负极200侧采用相似结构。
应当理解的是，本文公开的实施方式在所有方面都不是限制性的而是例述性的。本发明的范围并非由以上说明而是由所附权利要求来限定，并且意图涵盖与权利要求等同的含义和范围内的所有变型。
本发明可以用于具有电流切断装置的二次电池的领域中。

Claims (4)

1.一种二次电池，包括：
导电部件，所述导电部件设置在所述二次电池中，和
电流切断装置，所述电流切断装置设置在所述二次电池中并具有焊接在所述导电部件上的反转板，其中
所述导电部件和所述反转板在所述导电部件与所述反转板彼此对向并接触的部分中分别具有厚度T1和T2，并且所述厚度T1和T2满足关系T1/T2<1.5。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中
T2在0.1mm以上和1.0mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中
所述导电部件在其与和所述反转板接触的表面位于同一侧的表面中具有凹部。
4.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中
所述导电部件在其与和所述反转板接触的表面位于相反侧的表面中具有凹部。
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