CN105932192A - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

一种可再充电电池，包括：具有第一电极和第二电极的电极组件；电联接到所述电极组件的电极端子；接纳所述电极组件的壳体；在所述壳体的开口处并闭合和密封所述壳体的盖板，所述盖板具有用于释放所述壳体的内部压力的通气孔并具有闭合和密封所述通气孔的通气板；以及短路构件，具有电联接到所述电极组件的一端和沿朝向所述通气孔的方向在所述壳体的内部延伸的另一端。当所述内部压力被释放时，所述短路构件的至少一部分被改变以被引出到所述通气孔的外部。

Description

可再充电电池
技术领域
所述技术的实施例总地来说涉及一种可再充电电池，该可再充电电池在通气孔打开时被短路。
背景技术
与没有被设计成被再充电的一次电池不同，可再充电电池可以被反复充电和放电。小容量的可再充电电池被用于诸如移动电话或膝上型计算机和可携式摄像机之类的小型便携式电子设备。大容量的可再充电电池被广泛用作用于驱动混合动力车辆的电动机的电源。
在代表性的可再充电电池中，存在镍-镉(Ni-Cd)电池、镍-氢(Ni-MH)电池、锂(Li)电池和锂离子(Li-ion)可再充电电池。锂离子可再充电电池的操作电压是被广泛地用作便携式电子设备的电源的Ni-Cd电池和Ni-MH电池的操作电压的约3倍。此外，由于每单位重量的能量密度高，所以锂离子可再充电电池已被广泛使用。
可再充电电池通常使用锂基氧化物作为正电极活性物质并使用碳材料作为负电极活性物质。一般来说，根据电解质的种类将可再充电电池分为液态电解质电池和聚合物电解质电池。使用液态电解质的电池被称为锂离子电池，使用聚合物电解质的电池被称为锂聚合物电池。
在此背景部分公开的上述信息仅用于增强对所述技术的背景的理解，因此它可能包含不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
所述技术的实施例的方面旨在提供一种可再充电电池，在该可充电电池中安装当通气孔由于内部压力的异常被打开时通过与盖板接触而被短路的短路构件。
示例实施例提供一种可再充电电池，包括：具有第一电极和第二电极的电极组件；电联接到所述电极组件的电极端子；接纳所述电极组件的壳体；在所述壳体的开口处并闭合和密封所述壳体的盖板，该盖板具有用于释放所述壳体的内部压力的通气孔并具有闭合和密封所述通气孔的通气板；以及短路构件，具有电联接到所述电极组件的一端和沿朝向所述通气孔的方向在所述壳体的内部延伸的另一端。
当所述内部压力被释放时，所述短路构件被改变以被引出到所述通气孔的外部。
所述短路构件可以包括柔性材料，该柔性材料在所述内部压力被释放时通过穿过所述通气孔而接触所述盖板的表面。
所述短路构件可以包括导电材料，该导电材料在所述通气孔被打开时电接触所述盖板的外表面。
所述短路构件可以在所述壳体的内部，并具有板形。
所述短路构件可以具有比所述通气孔的开口宽度小的宽度。
在所述短路构件中，短路构件的当所述内部压力被释放时被引出到所述通气孔外部的部分的厚度可以小于所述短路构件的联接到所述电极组件的部分的厚度。
所述短路构件可以在当所述内部压力被释放时接触所述通气孔的部分具有凹部。
所述可再充电电池可以进一步包括绝缘片，该绝缘片被附接到所述盖板的面对所述短路构件的内表面。
根据一个示例实施例，当可再充电电池的内部压力异常升高时，短路构件借助内部压力通过穿过通气孔被引出到盖板的外部。这里，短路构件的一部分电接触盖板的表面以被短路，从而可以防止出现可再充电电池的诸如爆炸的损坏(或者可降低损坏的可能性或大小)。
附图说明
附图与说明书一起例示本公开的实施例，并与描述一起用于解释本公开的原理。
图1是示出根据第一示例实施例的可再充电电池的透视图。
图2是示出沿图1的线II-II截取的可再充电电池的剖视图。
图3是示出短路构件被安装在图2的可再充电电池内的状态的局部剖视图。
图4是示出短路构件被安装在图1的可再充电电池的通气孔的下部的状态的局部透视图。
图5是示出安装在可再充电电池内的短路构件在通气孔方向上被部分改变的状态的剖视图。
图6是示出图5的短路构件被改变以通过穿过通气孔被引出到盖板外部的状态的局部剖视图。
图7是示出短路构件在该短路构件穿过通气孔的状态下电接触盖板的表面的状态的局部剖视图。
图8是示出图7的短路构件接触盖板的状态的局部透视图。
图9是示出根据第二示例实施例的可再充电电池的局部剖视图。
图10是示出根据第三示例实施例的可再充电电池的局部剖视图。
图11是示出根据第四示例实施例的可再充电电池的局部剖视图。
具体实施方式
在下文中将参考示出示例实施例的附图更完整地描述本公开的主题。如本领域技术人员将认识到的那样，所述实施例可以以各种不同的方式更改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。附图和描述应被视为本质上是例示性的，而不是限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。如本文所用的，术语“基本上”、“大约”和类似的术语被用作近似术语，而不是用作程度术语，并且意在对本领域普通技术人员将认识到的在测量或计算值中的固有偏差做出解释。另外，在本申请的上下文中，当第一元件被提及为在第二元件“上”时，它可以直接在第二元件上，或者间接在第二元件上，而一个或多个中间元件置于它们之间。此外，在本申请的上下文中，当第一元件被提及为“被联接”或“被连接”到第二元件时，它可以被直接联接或连接到第二元件，或者可以被间接联接或连接到第二元件，而一个或多个中间元件置于它们之间。
图1是示出根据第一示例实施例的可再充电电池的透视图，图2是示出沿图1的线II-II截取的可再充电电池的剖视图，图3是示出短路构件被安装在图2的可再充电电池内的状态的局部剖视图。
如图1至图3所示，根据第一示例实施例的可再充电电池100包括：电极组件10；电联接或连接到电极组件10的电极端子21和22；接纳电极组件10的壳体15；具有通气孔24的盖板20，通气孔24被安装在壳体15的开口处或开口内，并且壳体15的内部压力通过通气孔24被释放；以及短路构件30，具有电联接或连接到电极组件10的一端和沿通气孔24的方向在壳体15的内部或壳体15内延伸的另一端(例如，另一端沿朝向通气孔的方向在壳体的内部延伸)。
例如，通过在是绝缘体的隔板13的相应表面处设置第一电极(在下文中称为“负电极”)11和第二电极(在下文中称为“正电极”)12并将负电极11、隔板13和正电极12螺旋卷绕成果子冻卷状态来形成电极组件10。
负电极11和正电极12分别包括涂覆区域11a和12a并分别包括未涂覆区域11b和12b，在涂覆区域11a和12a，相应的活性物质被涂敷到金属板的集流体，未涂覆区域11b和12b被形成为具有暴露的集流体，由于活性物质没有被涂敷到未涂覆区域11b和12b。
负电极11的未涂覆区域11b被形成为沿螺旋卷绕的负电极11在负电极11的一侧的端部。正电极12的未涂覆区域12b被形成为沿螺旋卷绕的正电极12在正电极12的一侧的端部。因此，未涂覆区域11b和12b被设置在电极组件10的相对端。
例如，壳体15被形成为具有近似立方体形状以设置在其中容纳电极组件10和电解质溶液的空间，并且在立方体的一个表面形成联接或连接外部和内部空间的开口。该开口允许或能使电极组件10被插入到壳体15中。
盖板20被安装在壳体15的开口处或开口中，以闭合和密封壳体15。在一些实施例中，壳体15和盖板20由铝形成，以被焊接到彼此。
此外，盖板20具有电解质注入开口29、通气孔24以及端子孔H1和H2。电解质注入开口29允许或能使电解质溶液注入到壳体15内。在电解质溶液被注入后，电解质注入开口29由密封塞27密封。
用于释放可再充电电池100的内部压力的通气孔24被通气板25闭合和密封。当可再充电电池100的内部压力达到设定或预定压力时，通气板25破裂或被切开，以打开通气孔24。通气板25可以具有诱导破裂或切开的凹槽25a。
电极端子21和22分别被形成为负电极端子21和正电极端子22，分别被安装在盖板20的端子孔H1和H2中，并被电联接或连接到电极组件10。
在一些实施例中，负电极端子21被电联接或连接到电极组件10的负电极11，正电极端子22被电联接或连接到电极组件10的正电极12。因此，电极组件10可通过负电极端子21和正电极端子22被联接或引出到壳体15的外部。
短路构件30被安装在壳体15的内部。当壳体15的内部压力是异常压力(例如，高于设定压力的压力)时，短路构件30被短路，以防止对可再充电电池100的损坏(或者降低这种损坏的可能性或大小)，这将在下文更详细地描述。
图4是示出短路构件被安装在图1的可再充电电池的通气孔的下部处或下部中的状态的局部透视图。
如图2和图3所示，短路构件30的一端在壳体15的内部被电联接或连接到电极组件10。短路构件30的另一端可以在壳体15的内部延伸，以在通气孔24的方向上具有长的长度。
在一些实施例中，短路构件30可以被形成为具有在与盖板20的在壳体15内部的内壁表面隔开的位置处横跨或跨过通气孔24的长的长度。
在短路构件30中，面对盖板20的在壳体15内部的内壁表面的部分可被形成为具有平面的板形。在一些实施例中，短路构件30被形成为具有板形的原因在于，在可再充电电池100的内部压力异常升高(例如，内部压力被升高到高于设定压力)的状态下，随着短路构件30通过穿过通气孔24而与盖板20的表面接触短路，防止在可再充电电池100中出现诸如爆炸的损坏(或者可以降低这种损坏的可能性或大小)。例如，当短路构件30具有板形并且可再充电电池100的内部压力升高到高于设定压力时，短路构件30朝向通气孔24偏转以物理接触盖板20的表面(例如，短路构件30的至少一部分穿过通气孔24)，从而产生短路，由此降低可再充电电池100损坏的可能性或大小。
如图4所示，短路构件30的宽度A可被形成为具有比通气孔24的宽度B(例如，开口宽度)小的尺寸(例如，短路构件30的一部分可具有比通气孔24的开口宽度更窄的宽度)。这是为了在通过通气孔24将短路构件30引出到盖板20外部的过程中适当地或稳定地引出短路构件30，而不或基本上不干扰通气孔24。
在可再充电电池100中，当内部压力超过设定或预定压力时，通气板25被内部压力破裂或切开，从而通气孔24被打开。在可再充电电池100内的异常压力(例如，高于设定压力的压力)通过通气孔24被释放的过程中，短路构件30在通气孔24的方向上被改变或偏转。
图5是示出安装在可再充电电池内的短路构件在通气孔方向上被部分改变或偏转的状态的剖视图。
如图5所示，在通过通气孔24释放可再充电电池100的内部压力的过程中(如箭头所示)，短路构件30的一部分可以在通气孔24的方向上被改变同时被弯曲。出于这个原因，短路构件30可以由能够容易地通过可再充电电池100的内部压力的操作而改变形状的柔性材料制成。在本示例实施例中，短路构件30可以被形成为包括包含铜或铝材料或由铜或铝材料制成的金属片形状。在一实施例中，短路构件30可以包括导电材料，该导电材料在通气孔24被打开时电接触盖板20的外表面。
图6是示出图5的短路构件被改变以被引出到通气孔外部的状态的剖视图。
如图6所示，随着可再充电电池100的内部压力增加，当通气孔24被打开时，短路构件30的形状通过内部压力的释放操作而在通气孔24的方向上改变(例如，短路构件30的至少一部分被偏转以通过通气孔24突出)。
图7是示出图6的短路构件被进一步改变以接触盖板的表面的状态的剖视图，图8是示出图7的短路构件接触盖板的状态的局部透视图。
如图7和图8所示，当内部压力在短路构件30通过通气孔24被引出到外部的状态下通过通气孔24被进一步释放时，短路构件30的一部分可以电接触盖板20的表面。
如上所述，在本示例实施例的可再充电电池100中，当内部压力异常升高(例如，升高到高于设定压力)时，增加的内部压力通过穿过通气孔24被释放。在这种情况下，短路构件30借助内部压力通过穿过通气孔24被引出到盖板20的外部，并且因此短路构件30的一部分电接触盖板20的表面以被短路(以形成短路)。因此，当在可再充电电池100中出现过大的压力增加时，在短路构件30中出现短路操作，从而可以防止出现诸如爆炸的损坏(或者可以降低损坏的可能性或大小)。
电极端子21和22可以包括分别被安装在盖板20的端子孔H1和H2中并被电联接或连接到电极组件10的各自的铆接端子21a和22a。
铆接端子21a和22a中的每个的一端在壳体15内部通过焊接被电联接或连接到电极组件10。铆接端子21a和22a中的每个的另一端可以分别突出到端子孔H1和H2的外部。
负电极衬垫36和正电极衬垫37中相应的一个被安装在负电极端子21和正电极端子22的铆接端子21a和22a中相应的一个与盖板20的端子孔H1的内表面和端子孔H2的内表面中相应的一个之间，以分别在负电极端子21和正电极端子22的铆接端子21a和22a与盖板20之间进行密封和电绝缘。
负电极集流片51和正电极集流片52中相应的一个将负电极端子21和正电极端子22中相应的一个电联接或连接到电极组件10的负电极11和正电极12中相应的一个。在一些实施例中，通过将负电极集流片51的上端部和正电极集流片52的上端部中相应的一个通过嵌缝联接到铆钉端子21a和22a的下端部中相应的一个同时分别通过法兰21b和22b支撑负电极集流片51和正电极集流片52，负电极集流片51和正电极集流片52被分别联接或连接到铆接端子21a和22a的下端部。
下绝缘构件53和54被各自安装在负电极集流片51和正电极集流片52与盖板20之间，以使负电极集流片51和正电极集流片52与盖板20电绝缘。此外，下绝缘构件53和54在一侧被联接到盖板20并在另一侧围起负电极集流片51、正电极集流片52、铆接端子21a和22a、法兰21b和22b，由此稳定其联接结构或连接结构。
负电极端子21和正电极端子22的上绝缘构件31和32使负电极端子21和正电极端子22与盖板20之间电绝缘。
这样的上绝缘构件31和32被置于负电极端子21和正电极端子22与盖板20之间，以穿过铆接端子21a和22a。因此，通过分别将上绝缘构件31和32联接到铆接端子21a和22a的上端部来对上端部嵌缝，上绝缘构件31和32可被联接到铆接端子21a和22a的上端部。
图9是示出根据第二示例实施例的可再充电电池的局部剖视图。图1至图8的相同附图标记指示具有相同功能的相同构件。在下文中，对相同附图标记的详细描述将不再重复。
如图9所示，在根据第二示例实施例的可再充电电池200中，绝缘片110在壳体15内部被附接到盖板20的表面。
在壳体15的内部，当短路构件30异常接触时，为了防止出现短路(或降低这种短路的可能性或频率)，可以将绝缘片110附接到盖板20的表面。因此，即使当外力被施加到可再充电电池200或即使当可再充电电池200被过分摇动时，通过阻止短路构件30异常接触盖板20，可再充电电池200的稳定性也可以得到提高。
图10是示出根据第三示例实施例的可再充电电池的局部剖视图。图1至图9的相同附图标记指示具有相同功能的相同构件。在下文中，对相同附图标记的详细描述将不再重复。
如图10所示，在根据第三示例实施例的可再充电电池300中，在短路构件230中，靠近或接触通气孔24的开口边缘的第一部分233的厚度“b”被形成为比联接或连接到电极组件10的第二部分231的厚度“a”小的厚度。
短路构件230的第二部分231是从端部联接或连接到电极组件10的部分，并且可以被形成为是整个长度的一半或更多的长度部分。这里，短路构件230的第一部分233的厚度可被形成为是第二部分231的厚度的一半或更多。
因此，在短路构件230被引出到通气孔24的外部的过程中，第一部分233的形状变化可以更容易地进行，因而短路构件230可以被稳定地引出到通气孔24的外部。
图11是示出根据第四示例实施例的可再充电电池的局部剖视图。图1至图10的相同附图标记指示具有相同功能的相同构件。在下文中，对相同的附图标记的详细描述将不再重复。
如图11所示，在根据第四示例实施例的可再充电电池400中，在短路构件330的面对盖板20的表面处，凹部331被形成。在一实施例中，凹部331可以位于当内部压力被释放时接触通气孔24的部分。
凹部331被形成在短路构件330的表面处，以更容易地进行将短路构件330引出到通气孔24外部的形状变化。因此，在可再充电电池400的内部压力的异常状态(例如，内部压力高于设定压力)下，短路构件330被稳定地引出到通气孔24的外部，以通过与盖板20的表面的接触被短路。
尽管已经结合目前被认为实用的示例实施例描述了本公开，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖被包括在所附权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种更改和等同布置。
对一些符号的说明
10 电极组件
11 负电极 11b 未涂覆区域
12 正电极 12b 未涂覆区域
15 壳体 20 盖板
21 负电极端子 21a、22a 铆接端子
22 正电极端子 24 通气孔
25 通气板 27 密封塞
29 电解质注入开口 30 短路构件
51 负电极集流片
52 正电极集流片
53、54 下绝缘构件 110 绝缘片
331 凹部

Claims (8)

1.一种可再充电电池，包括：
具有第一电极和第二电极的电极组件；
电联接到所述电极组件的电极端子；
接纳所述电极组件的壳体；
在所述壳体的开口处并闭合和密封所述壳体的盖板，所述盖板具有用于释放所述壳体的内部压力的通气孔并具有闭合和密封所述通气孔的通气板；和
短路构件，具有电联接到所述电极组件的一端和沿朝向所述通气孔的方向在所述壳体的内部延伸的另一端，
其中当所述内部压力被释放时，所述短路构件的至少一部分被改变以被引出到所述通气孔的外部。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述短路构件包括柔性材料，该柔性材料在所述内部压力被释放时通过穿过所述通气孔接触所述盖板的表面。
3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中所述短路构件包括导电材料，该导电材料在所述通气孔被打开时电接触所述盖板的外表面。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述短路构件在所述壳体的内部，并具有板形。
5.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中所述短路构件具有比所述通气孔的开口宽度小的宽度。
6.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中所述短路构件的当所述内部压力被释放时被引出到所述通气孔外部的部分的厚度小于所述短路构件的联接到所述电极组件的部分的厚度。
7.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中所述短路构件在当所述内部压力被释放时接触所述通气孔的部分具有凹部。
8.根据权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括绝缘片，该绝缘片被附接到所述盖板的面对所述短路构件的内表面。
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