CN105609862A - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了可再充电电池。在一个方面中，可再充电电池包括电极组件，电极组件包括第一电极、第二电极以及夹置在第一电极与第二电极之间的隔板。电池还包括容纳电极组件的壳。壳在壳的底部限定孔并在壳的顶部限定开口。电池还包括连接到壳中的开口的盖板以及接合到第一电极并穿过孔从而伸出到壳的外部之外的第一端子。

Description

可再充电电池
技术领域
所描述的技术总体涉及具有端子的可再充电电池。
背景技术
与不能被再充电的一次电池相比，可再充电电池可以被重复地充电和放电。低容量可再充电电池可以用于便携式电子器件诸如移动式电话、膝上型计算机和摄像放像机。类似地，高容量可再充电电池被广泛地用作驱动混合动力型汽车的电机的电源。
代表性的可再充电电池包括镍-镉(Ni-Cd)电池、镍-氢(Ni-MH)电池、锂(Li)电池和锂离子(Li离子)电池。标准的Li离子可再充电电池的操作电压是普遍用于便携式电子器件中的Ni-Cd电池和Ni-MH电池的大约3倍大。此外，由于它们的每单位重量的高能量密度，Li离子可再充电电池已经被普遍使用。
发明内容
一个发明方面是具有与体积相比高的能量密度的可再充电电池。
另一方面是可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极、第二电极以及夹置在第一电极和第二电极之间的隔板；壳，容纳电极组件并具有在底部的孔；盖板，连接到形成在壳中的开口；以及第一端子，接合到第一电极并且穿过孔以伸出到外部。
可再充电电池可以还包括穿过盖板并且电连接到第二电极的第二端子，绝缘构件可以安装在第二端子与盖板之间，形成在第二电极中的未涂覆区可以直接焊接到第二端子。
第一端子可以焊接到壳并且第一端子可以直接接合到形成在第一电极中的第一电极未涂覆区。
第一端子可以焊接到第一电极未涂覆区的侧表面，并且第一端子可以焊接到第一电极未涂覆区的下端部。
第一电极可以包括其中不涂覆活性材料的未涂覆区，第一端子可以形成有未涂覆区，未涂覆区可以包括焊接到壳的底部的上表面的接合部分、穿过孔以伸出到外部的伸出部分、以及连接到接合部分并且相对于电极组件倾斜的连接部分。
孔的内周表面可以形成为相对于底部倾斜，第一端子的外侧表面可以形成为相对于底部倾斜。
壳可以包括形成为具有基本上长方体形状的中间壳以及经由过盈配合连接到中间壳的下部分的底壳，孔可以形成在底壳的底部，底壳的内侧表面可以弯曲为弧形状以围绕电极组件的侧表面。
另一方面是可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极、第二电极以及夹置在第一电极和第二电极之间的隔板；壳，容纳电极组件并且形成为具有基本上长方体形状；盖板，连接到形成在壳中的开口；具有支撑壁的第一端子，支撑壁电连接到第一电极、插入连接到壳并且接触壳的内侧壁表面；以及安装为穿过盖板的第二端子。
突出到下部分的端子突起可以形成在第一端子的底部。
另一方面是一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极、第二电极以及夹置在第一电极和第二电极之间的隔板；容纳电极组件的壳，其中壳在壳的底部限定孔并在壳的顶部限定开口；盖板，连接到壳中的开口；以及第一端子，接合到第一电极并穿过孔从而伸出到壳的外部之外。
在示范实施方式中，可再充电电池还包括穿过盖板并电连接到第二电极的第二端子。可再充电电池可以还包括夹置在第二端子与盖板之间的绝缘构件，其中第二电极包括直接焊接到第二端子的未涂覆区。第一端子可以焊接到壳。第一电极可以包括第一电极未涂覆区，第一端子可以直接接合到第一电极未涂覆区。第一端子可以焊接到第一电极未涂覆区的侧表面。第一端子可以焊接到第一电极未涂覆区的下端部。
在示范实施方式中，第一电极包括其中不涂覆活性材料的第一电极未涂覆区，其中该第一电极未涂覆区形成第一端子。该第一电极未涂覆区可以包括：焊接到壳的底部的上表面的接合部分；伸出部分，穿过孔到壳的外部；以及连接部分，连接到接合部分，其中连接部分相对于电极组件倾斜。孔的内周表面可以相对于壳的底部倾斜，第一端子的外侧表面可以相对于壳的底部倾斜。
在示范实施方式中，壳包括具有基本上长方体形状的主体以及连接主体的下部分的底壳，其中底壳经由过盈配合连接到主体，其中孔形成在底壳的底部中。底壳的内侧表面可以弯曲以具有围绕电极组件的侧表面的弧形状。
另一方面是一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极、第二电极以及夹置在第一电极和第二电极之间的隔板；容纳电极组件并具有基本上长方体形状的壳，其中壳在其一端限定开口；盖板，连接到壳的开口；具有支撑壁的第一端子，其中支撑壁：i)电连接到第一电极，ii)经由过盈配合连接到壳，以及iii)接触壳的内侧壁表面；以及穿过盖板的第二端子。
在示范实施方式中，第一端子的底部包括从第一端子的底部突起的端子突起。
根据至少一个示范实施方式，由于穿过壳的端子被接合到电极组件，所以端子和电极组件的连接结构以及端子和壳的连接结构被简化。因此，可再充电电池的体积可以被最小化，大量的电解质溶液可以被注入到壳中。
附图说明
图1是示出根据第一示范实施方式的可再充电电池的透视图。
图2是示出根据第一示范实施方式的可再充电电池的分解透视图。
图3是沿图1的线III-III截取的纵向截面图。
图4是示出根据第二示范实施方式的可再充电电池的纵向截面图。
图5是示出根据第三示范实施方式的可再充电电池的纵向截面图。
图6是示出根据第四示范实施方式的可再充电电池的纵向截面图。
图7是示出根据第五示范实施方式的可再充电电池的一部分的纵向截面图。
图8是示出根据第五示范实施方式的可再充电电池的底壳的透视图。
图9是示出根据第六示范实施方式的可再充电电池的一部分的纵向截面图。
具体实施方式
可再充电电池通常使用锂基氧化物作为正电极活性材料以及使用碳材料作为负电极活性材料。这些可再充电电池可以根据其中采用的电解质类型而分为液体电解质电池和聚合物电解质电池。例如，使用液体电解质的电池被称为Li离子电池，使用聚合物电解质的电池被称为锂聚合物电池。
在这样的可再充电电池中，具有与电池的体积相比高的能量密度是重要的。提高能量密度的一种方法包括简化连接到电池的盖板的元件。此外，盖板应该与电池壳绝缘，具有简单结构并稳定地连接到电池壳以防止在存在外部冲击时对电池的破坏。
在下文，将参照附图详细描述示范实施方式，使得所描述的技术可以被本领域技术人员容易地实施。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而不背离所描述的技术的精神或范围。相同的附图标记在整个说明书和附图中表示相同的元件。
图1是示出根据第一示范实施方式的可再充电电池的透视图。图2是示出根据第一示范实施方式的可再充电电池的分解透视图。
参照图1和图2，可再充电电池101包括电极组件10、壳20、盖板50、第一端子34和第二端子31。在下文，将描述如图中示出的长方形电池，然而所描述的技术不限于此。所描述的技术可以应用于各种可再充电电池，诸如袋型电池和锂聚合物电池。
电极组件10包括正电极(第一电极)11、负电极(第二电极)12和夹置在正电极11与负电极12之间的隔板13。正电极11包括形成为具有长的连接带形状且在该处涂覆活性材料的正电极涂覆部分以及未涂覆活性材料的正电极未涂覆区11a。正电极未涂覆区11a位于正电极的在其长度方向上的一侧的端部。
负电极12包括形成为具有长的连接带形状并且涂覆活性材料的负电极涂覆部分以及未涂覆活性材料的负电极未涂覆区12a。负电极未涂覆区12a位于负电极的在其长度方向上的一侧的端部。
正电极11和负电极12与夹置在其间的隔板13一起螺旋地卷绕而形成果冻卷，其中隔板13是电绝缘体。然而，所描述的技术不限于此，电极组件可以形成为具有顺序地层叠的结构，其中隔板夹置在正电极与负电极之间。
图3是沿图1的线III-III截取的纵向截面图。
参照图1至图3，正电极未涂覆区11a和负电极未涂覆区12a位于电极组件10的不同端部。在图1至图3的实施方式中，正电极未涂覆区11a位于电极组件10的下端部，负电极未涂覆区12a位于电极组件10的上端部。
第一端子34通过焊接而接合到正电极11，第二端子31通过焊接而接合到负电极12。第一端子34通过焊接接合到正电极未涂覆区11a并穿过壳20以伸出到外部。第二端子31通过焊接接合到负电极未涂覆区12a并穿过盖板50以伸出到外部。
第一端子34焊接到正电极未涂覆区11a的外表面，正电极未涂覆区11a弯曲为使得第一端子34平行于壳20的底部23。因此，正电极未涂覆区11a包括形成为相对于电极组件10的外周表面倾斜的倾斜连接部分11aa以及在倾斜连接部分11aa处弯曲并被焊接到第一端子34的接合部分11ab。
第二端子31被焊接到负电极未涂覆区12a的外表面，负电极未涂覆区12a弯曲为使得第二端子31形成为基本上平行于盖板50。因此，负电极未涂覆区12a包括形成为相对于电极组件10的外周表面倾斜的倾斜连接部分12aa以及在倾斜连接部分12aa处弯曲并被焊接到第二端子31的接合部分12ab。
壳20形成为基本上四边形柱形状并通过在壳20的上端部处的开口25接收电极组件10。壳20具有外周表面21和形成在壳20的下端部处并连接到外周表面21的底部23。孔26形成在壳20的底部23的中心处，第一端子34被插入到孔26中。第一端子34在被插入到孔26中之后通过焊接接合到壳20。因此，壳20被充正电。
第二端子31通过绝缘构件32被固定地安装在盖板50中，绝缘构件32安装在盖板50与第二端子31之间以将第二端子31与盖板50电绝缘。负电极未涂覆区12a被直接焊接到第二端子31的下表面。第二端子31被安装为穿过盖板50并被挤压以形成其上下端伸展的铆钉形式。
如上所述，根据至少一个实施方式，由于第一端子34直接连接电极组件10和壳20，与标准的可再充电电池相比，其结构被简化，因此其生产成本可以降低。另外，根据至少一个实施方式的可再充电电池的制造工艺被简化，因此可以提高生产率。此外，由于第二端子31被直接焊接到负电极未涂覆区12a，所以其结构可以被进一步简化。
图4是示出根据第二示范实施方式的可再充电电池的纵向截面图。
参照图4，可再充电电池102具有与根据第一示范实施方式的可再充电电池基本上相同的结构，除了第一端子35和壳40的结构之外，因此将省略与第一实施方式基本上相同的结构的说明。
根据第二示范实施方式的可再充电电池102包括电极组件10、壳40、盖板50、第一端子35和第二端子31。
第一端子35通过焊接接合到正电极11，第二端子31通过焊接接合到负电极12。第一端子35通过焊接接合到正电极未涂覆区11a并穿过壳40以伸出到外部。第二端子31通过焊接接合到负电极未涂覆区12a并穿过盖板50以伸出到外部。
开口形成在壳40的上端部以容纳电极组件10，壳40形成为具有基本上四边形柱形状。壳40具有外周表面41和形成在壳40的下端部并连接到外周表面41的底部43。孔46形成在底部43的中心处，第一端子35被插入到孔46中。
孔46形成为具有四边形横截面，孔46的内周表面相对于壳40的底部43倾斜。孔46的内周表面形成为倾斜的，使得孔46的与壳的外部相邻的表面更靠近孔46的中心，也就是，孔46的内周表面从壳40的内部朝向外部成锥形。第一端子35的外侧表面35a形成为相对于壳40的底部43倾斜，第一端子35的外侧表面35a形成为基本上平行于孔46的内周表面。
因此，第一端子35可以被容易地插入到孔46中，并且第一端子35与壳40之间的接触面积可以增加。
图5是示出根据第三示范实施方式的可再充电电池的纵向截面图。
参照图5，根据第三示范实施方式的可再充电电池103具有与根据第一示范实施方式的可再充电电池基本上相同的结构，除了第一端子36和电极组件60的接合结构之外，因此将省略与第一实施方式基本上相同的结构的说明。
根据第三示范实施方式的可再充电电池103包括电极组件60、壳20、盖板50、第一端子36和第二端子31。电极组件60包括正电极61、负电极62以及夹置在正电极61与负电极62之间的隔板63。正电极61包括涂覆活性材料的正电极涂覆部分以及未涂覆活性材料的正电极未涂覆区61a。此外，负电极62包括涂覆活性材料的负电极涂覆部分以及未涂覆活性材料的负电极未涂覆区62a。
第一端子36通过焊接接合到正电极61，第二端子31通过焊接接合到负电极62。第一端子36通过焊接接合到正电极未涂覆区61a并穿过壳20以伸出到外部。第二端子31通过焊接接合到负电极未涂覆区62a并穿过盖板50以伸出到外部。
第一端子36被焊接到正电极未涂覆区61a的下端部，第一端子36可以通过超声波焊接被接合到正电极未涂覆区61a。第一端子36穿过壳20的底部23以伸出到外部。第二端子31被焊接到负电极未涂覆区62a的外表面，负电极未涂覆区62a弯曲为使得第二端子31基本上平行于盖板50。
图6是示出根据第四示范实施方式的可再充电电池的纵向截面图。
参照图6，根据第四示范实施方式的可再充电电池104被形成为具有与根据第一示范实施方式的可再充电电池基本上相同的结构，除了第一端子和电极组件的结构之外，因此将省略与第一实施方式基本上相同的结构的说明。
根据第四示范实施方式的可再充电电池104包括电极组件70、壳20、盖板50以及第二端子31。电极组件70包括正电极71、负电极72以及隔板73。正电极71包括涂覆活性材料的正电极涂覆部分以及不涂覆活性材料的正电极未涂覆区71a。此外，负电极72包括在其中涂覆活性材料的负电极涂覆部分以及在其中不涂覆活性材料的负电极未涂覆区72a。
第二端子31通过焊接接合到负电极未涂覆区72a并穿过盖板50以伸出到外部。用于将盖板50与第二端子31电绝缘的绝缘构件32安装在其间。此外，绝缘板37安装在盖板50的下部分，绝缘板37形成为基本上四边形板，第二端子31的下部分被插入到绝缘板37中。这样，在安装了绝缘板37时，可以防止负电极未涂覆区72a接触盖板50。
开口形成在壳20的上端部以容纳电极组件70，壳20形成为具有基本上四边形柱形状。壳20具有外周表面21和形成在壳20的下端部并连接到外周表面21的底部23。孔26形成在壳20的底部23的中心处，正电极未涂覆区71a被插入到孔26中。
正电极未涂覆区71a形成为比负电极未涂覆区72a长。正电极未涂覆区71a包括焊接到壳20的底部23的固定部分71ab、在固定部分71ab处弯曲以伸出到外部的端子部分71ac、以及连接到固定部分71ab和正电极涂覆部分并相对于电极组件70的外周表面倾斜的倾斜连接部分71aa。在第四示范实施方式中，端子部分71ac起到第一端子的作用。层叠的未涂覆区被焊接以形成端子部分71ac，端子部分71ac穿过孔26以伸出到外部。
如上所述，根据至少一个示范实施方式，由于正电极未涂覆区71a形成第一端子，所以其制造工艺可以被简化并且生产率可以提高。
图7是示出根据第五示范实施方式的可再充电电池的一部分的纵向截面图。图8是示出根据第五示范实施方式的可再充电电池的底壳的透视图。
参照图7和图8，根据第五示范实施方式的可再充电电池105形成为具有与根据第一示范实施方式的可再充电电池基本上相同的结构，除了壳80和第一端子38之外，因此将省略与第一实施方式基本上相同的结构的说明。
电极组件10被插入到可再充电电池105的壳80中，第一端子被接合到电极组件10的正电极未涂覆区11a。壳80包括形成为具有基本上长方体形状的中间壳或者主体81以及插入到中间壳81的下部分中从而与其连接的底壳82。在一些实施方式中，底壳82经由过盈配合(interferencefit)连接到中间壳81。中间壳81形成为具有其中上部分和下部分被敞开的四边形柱形状，盖板连接到中间壳81的上端部，底壳82连接到中间壳81的下端部。底壳82的上部分被敞开并且上部分被插入到中间壳81的下部分中。底壳82和中间壳81通过焊接接合。
底壳82具有底部83和连接到底部83的支撑壁85。支撑壁85的与电极组件10的侧部相对的内侧表面85a和85b被弯曲以具有围绕电极组件10的侧表面的弧形状。因此，电极组件10在壳80的内部是稳定的，从而防止第一端子38与电极组件10之间的接触变差。
孔87形成在底壳82的底部83处，第一端子38被插入到孔87中。孔87形成为具有基本上四边形的截面，孔87的内周表面相对于底壳82的底部83倾斜。
图9是示出根据第六示范实施方式的可再充电电池的一部分的纵向截面图。
参照图9，根据第六示范实施方式的可再充电电池106包括壳91和插入到壳91中的电极组件10。壳91形成为具有基本上长方体形状，其具有基本上四边形的截面。盖板被焊接到壳91的上端部，第一端子92被焊接到壳91的下端部。
第一端子92包括底部93和连接到底部93的支撑壁95。第一端子92被插入到壳91的下部分中从而与其连接。在一些实施方式中，第一端子92经由过盈配合连接到壳91。第一端子92被插入到壳91中并被焊接为使得支撑壁95接触壳91的内表面。正电极未涂覆区11a在第一端子92的底部93处被焊接，因此第一端子92和壳91被充有正电荷。端子突起93a形成在底部93的中心并从其突出。
虽然已经结合目前被认为是可行的示范实施方式描述了本发明的技术，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 (14)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括第一电极、第二电极以及夹置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔板；
容纳所述电极组件的壳，其中所述壳在所述壳的底部限定孔并在所述壳的顶部限定开口；
盖板，连接到所述壳中的所述开口；和
第一端子，接合到所述第一电极并穿过所述孔从而伸出到所述壳的外部之外。
2.如权利要求1所述的可再充电电池，还包括第二端子，该第二端子穿过所述盖板并电连接到所述第二电极。
3.如权利要求2所述的可再充电电池，还包括夹置在所述第二端子与所述盖板之间的绝缘构件，其中所述第二电极包括直接焊接到所述第二端子的未涂覆区。
4.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一端子被焊接到所述壳。
5.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一电极包括第一电极未涂覆区，其中所述第一端子直接接合到所述第一电极未涂覆区。
6.如权利要求5所述的可再充电电池，其中所述第一端子被焊接到所述第一电极未涂覆区的侧表面。
7.如权利要求5所述的可再充电电池，其中所述第一端子被焊接到所述第一电极未涂覆区的下端部。
8.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一电极包括其中不涂覆活性材料的第一电极未涂覆区，其中所述第一电极未涂覆区形成所述第一端子。
9.如权利要求8所述的可再充电电池，其中所述第一电极未涂覆区包括：
接合部分，焊接到所述壳的底部的上表面；
伸出部分，穿过所述孔到所述壳的外部；以及
连接部分，连接到所述接合部分，其中所述连接部分相对于所述电极组件倾斜。
10.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述孔的内周表面相对于所述壳的底部倾斜，其中所述第一端子的外侧表面相对于所述壳的底部倾斜。
11.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述壳包括具有基本上长方体形状的主体和连接所述主体的下部分的底壳，其中所述底壳经由过盈配合连接到所述主体，其中所述孔形成在所述底壳的底部中。
12.如权利要求11所述的可再充电电池，其中所述底壳的内侧表面被弯曲以具有围绕所述电极组件的侧表面的弧形状。
13.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括第一电极、第二电极以及夹置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔板；
容纳所述电极组件并具有基本上长方体形状的壳，其中所述壳在其一端限定开口；
盖板，连接到所述壳的所述开口；
具有支撑壁的第一端子，其中所述支撑壁电连接到所述第一电极，经由过盈配合连接到所述壳，并且接触所述壳的内侧壁表面；以及
第二端子，穿过所述盖板。
14.如权利要求13所述的可再充电电池，其中所述第一端子的底部包括从所述第一端子的底部突起的端子突起。
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