CN106784576B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

公开一种二次电池，该二次电池可包括：电极组件；用于容纳所述电极组件的壳体；用于密封所述壳体的盖板；以及连接到所述电极组件并穿过所述盖板的至少一个电极端子，其中所述电极端子包括位于所述盖板上的端子板以及穿过所述盖板和所述端子板的端子销，所述端子板包括距所述端子板的顶表面具有预定深度的至少两个铆接槽，并且所述端子销包括从所述端子销的侧表面突出以对应于所述至少两个铆接槽的至少两个台阶部分。

Description

二次电池
相关申请的交叉引用
于2015年11月24日在韩国知识产权局递交的名称为“二次电池”的韩国专利申请第10-2015-0164899号的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
示例性实施例涉及一种二次电池。
背景技术
一般而言，与不能再充电的一次电池不同，二次电池可放电和再充电。二次电池可为低容量型或高容量型，低容量型可包括通常用于诸如蜂窝电话和便携式摄像机的小型可携式电子设备的组形式的电池单元，高容量型可包括电池单元，该电池单元用作电机驱动电源并且数个电池单元相互连接用作混合动力车辆的电源等。
二次电池可被制造成各种形状，诸如圆柱形形状、棱柱形形状或袋形形状。典型的二次电池可通过将具有正电极板和负电极板与在正电极板与负电极板之间用作绝缘体的隔板的电极组件与电解质容纳在壳体中并将盖板安装在壳体上而制造。这里，正电极端子和负电极端子联接到电极组件并通过盖板暴露并突出到外部。
发明内容
根据示例性实施例，提供一种二次电池，该二次电池可包括：电极组件；用于容纳所述电极组件的壳体；用于密封所述壳体的盖板；以及连接到所述电极组件并穿过所述盖板的至少一个电极端子，其中所述电极端子包括位于所述盖板上的端子板以及穿过所述盖板和所述端子板的端子销，所述端子板包括距所述端子板的顶表面具有预定深度的至少两个铆接槽，并且所述端子销包括从所述端子销的侧表面突出以对应于所述至少两个铆接槽的至少两个台阶部分。
所述端子板可包括：通孔，所述端子销被插入该通孔中以从中穿过；所述至少两个铆接槽中沿所述通孔的周界并具有预定深度的第一铆接槽；以及所述至少两个铆接槽中沿所述通孔的周界并距所述第一铆接槽的底表面具有预定深度的第二铆接槽。
所述第二铆接槽可具有比所述通孔大并且比所述第一铆接槽小的直径。
所述端子板可进一步包括在所述通孔与所述端子板的底表面彼此连接的区域处的倒圆部分。
所述端子销可包括插入到所述端子板的所述通孔中的第一区域和穿过所述盖板的第二区域。
所述第二区域可具有比所述第一区域大的直径。
所述第一区域的顶部分可包括所述至少两个台阶部分中从所述第一区域的侧表面延伸并插入到所述第一铆接槽中的第一台阶部分，以及所述至少两个台阶部分中在所述第一台阶部分下方从所述第一区域的侧表面延伸并插入到所述第二铆接槽中的第二台阶部分。
所述第一台阶部分的顶表面可被定位为与所述第一区域的顶表面以及所述端子板的顶表面共面。
所述第一区域可包括在所述第一区域和所述第二区域彼此连接的区域处的倒圆部分。
所述端子销和所述端子板可由不同金属制成。
根据示例性实施例，可提供用于二次电池的电极端子，其中所述电极端子可用于与壳体容纳的电极组件连接并用于穿过密封所述壳体的盖板，所述电极端子可包括：位于所述盖板上的端子板并包括距所述端子板的顶表面具有预定深度的至少两个铆接槽的端子板；以及穿过所述端子板并穿过所述盖板的端子销，所述端子销包括从所述端子销的侧表面突出以对应于所述至少两个铆接槽的至少两个台阶部分。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域普通技术人员将变得明显，在附图中：
图1例示根据示例性实施例的二次电池的透视图；
图2例示沿图1的线I-I’截取的二次电池的横截面视图；
图3例示示出图2的部分“A”的放大横截面视图；
图4例示示出图1中所示的二次电池中的第二端子板的横截面视图；以及
图5和图6例示示出图1中所示的二次电池中的第二端子销和第二端子板之间的联接原理的视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述示例实施例，然而，它们可以以不同的形式具体化并且不应理解为受限于本文提出的实施例。而是，提供这些实施例以使本公开将是彻底和完整的，并将示例性实施方式充分传达给本领域技术人员。
在图片中，层和区域的尺寸为了例示清楚可被夸大。还将理解，当层或元件被提及为在另一层或元件“上”时，其可直接位于另一层或元件上，或也可存在中间层或中间元件。进一步，将理解，当层被提及为在另一层“下方”时，其可直接位于下方，也可存在一个或多个中间层。此外，还将理解，当层被提及为在两层“之间”时，其可为两层之间的唯一层，或也可存在一个或多个中间层。相似的附图标记始终指示相似的元件。
如本文所使用的，用语“和/或”可包括关联所列项目中一个或多个的任意和全部组合。还将理解，当元件被提及为“弯曲”时，该表述并不将构造限制至通过弯曲工艺形成或成形的元件，而是包括通过任意合适工艺产生的任意这种成角度的、曲状的或类似形状的构造。
本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的且并非旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。进一步将理解，用语“包括”和/或“包含”，当在该说明书中使用时，特指所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或增加。
将理解，尽管用语第一、第二等在本文可用于描述各个构件、元件、区域、层和/或分段，但是这些构件、元件、区域、层和/或分段不应受限于这些用语。这些用语仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或分段与另一个彼此区分。因此，例如，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一分段可命名为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二分段。
图1为根据示例性实施例的二次电池的透视图；图2为沿图1的线I-I’截取的二次电池的横截面视图；图3为例示图2的部分“A”的放大横截面视图；图4为例示图1中所示的二次电池中的第二端子板的横截面视图。
参见图1至图4，根据示例性实施例的二次电池100可包括电极组件110、壳体120、盖板130、第一电极端子140和第二电极端子150。另外，二次电池100可进一步包括第一连接组件160、第二连接组件170、第一下绝缘构件181、第一衬垫182、第二下绝缘构件183、第二衬垫184和上绝缘构件185。
电极组件110可通过卷绕或层叠均为薄板或薄层的第一电极板111、隔板113和第二电极板112的堆叠结构而形成。在此，第一电极板111可用作正电极，第二电极板112可用作负电极，反之亦然。
第一电极板111可通过将诸如过渡金属氧化物的第一电极活性物质例如涂覆在由诸如铝(Al)或铝(Al)合金箔的金属箔制成的第一电极集电体上而形成。第一电极板111可包括第一电极活性物质被涂覆在其上的第一电极活性物质层和第一电极活性物质未涂覆在其上的第一电极未涂覆部分111a。第一电极未涂覆部分111a可用作在第一电极板111与第一电极板111的外部之间流动的电流的通道。示例性实施例不将第一电极板111的材料限制于本文提出的那些材料。
第二电极板112可通过将诸如石墨或碳的第二电极活性物质例如涂覆在由诸如铜(Cu)、铜(Cu)合金、镍(Ni)或镍(Ni)箔的金属箔制成的第二电极集电体上而形成。第二电极板112可包括第二电极活性物质被涂覆在其上的第二电极活性物质层和第二电极活性物质未涂覆在其上的第二电极未涂覆部分112a。第二电极未涂覆部分112a可用作在第二电极板112与第二电极板112的外部之间流动的电流的通道。示例性实施例不将第二电极板112的材料限制于本文提出的那些材料。
在其它实施例中，第一电极板111和第二电极板112的极性可不同于上面所描述的。例如，第一电极板111可用作负电极，第二电极板112可用作正电极。
隔板113可位于第一电极板111与第二电极板112之间，以防止电短路并允许锂离子的移动。隔板113可例如由聚乙烯、聚丙烯或者聚丙烯和聚乙烯的复合膜制成。示例性实施例不将隔板113的材料限制于本文所列的那些材料。
电极组件110可与电解质一起被容纳在壳体120中。电解质可例如包括包含溶解在有机溶剂中的锂盐的混合物。另外，电解质可以以液相、固相或凝胶相存在。
壳体120可由诸如铝、铝合金或镀镍钢的导电金属制成。壳体120可具有大致六面体形状，具有电极组件110、第一连接组件160和第二连接组件170可插入并放置通过其中的开口。虽然在图2中例示彼此组装的壳体120和盖板130，但是开口可对应于壳体120的上边缘的大致敞开的部分。壳体120的内表面和盖板130可与电极组件110、第一连接组件160和第二连接组件170绝缘。这里，壳体120和盖板130可具有极性，例如，壳体120和盖板130可用作正电极。
盖板130可密封壳体120的开口并可由与壳体120相同的材料制成。因此，盖板130和壳体120可具有相同的极性。
第一端子孔、第二端子孔、通气孔131和电解质注入孔132可形成在盖板130中。第一电极端子140穿过第一端子孔。更详细而言，第一电极端子140的第一端子销141可穿过第一端子孔。另外，第二电极端子150可穿过第二端子孔。更详细而言，第二电极端子150的第二端子销151可穿过第二端子孔。通气板133可安装在通气孔131中。槽口可形成在通气板133中以在壳体120的预定电压下打开。电解质注入孔132可形成用于将电解质注入到壳体120中并可由塞134密封。
第一电极端子140可电连接到第一电极板111并可包括第一端子销141和第一端子板142。
第一端子销141可具有大致圆柱形形状。第一端子销141的中心部分可穿过盖板130。另外，凸缘141a可形成在第一端子销141的底部分处，以防止第一端子销141从盖板130离开。进一步，第一端子销141的对应于凸缘141a的下部分的底端可联接到第一连接组件160，这将在随后更详细地描述。第一端子销141的顶部分可插入并穿过第一端子板142的通孔，第一端子销141的顶端可铆接以防止第一端子板142从盖板130离开。另外，第一端子销141和第一端子板142可通过铆接第一端子销141的顶端彼此联接。
第一端子销141穿过的通孔可形成在第一端子板142中。另外，第一端子板142可设置在盖板130上。第一端子板142可通过铆接第一端子销141的顶端联接到第一端子销141。相应地，第一端子板142可牢固地固定到第一端子销141，而不会从盖板130离开。
示例性实施例不将第一端子销141和第一端子板142的材料限制于本文所列的那些材料，并且可采用适合在正电极端子中使用的任意已知金属材料。
第二电极端子150可电连接到第二电极板112并可包括第二端子销151和第二端子板152。
第二端子销151可包括至少两个台阶部分和倒圆部分并可具有大致圆柱形形状。更详细而言，第二端子销151可包括第一区域152和第二区域153。
第一区域152可插入到并穿过第二端子板154的通孔154a。另外，第一区域152的顶端可铆接以防止第二端子板154从盖板130离开。这里，第一区域152的顶端可包括第一台阶部分152b和第二台阶部分152c，第一区域152的底端可包括倒圆部分152d。
第一台阶部分152b、第二台阶部分152c和倒圆部分152d可通过铆接第一区域152而形成。另外，第一铆接槽154b、第二铆接槽154c和倒圆部分154d可形成在第二端子板154中，这将随后描述。例如，对应于第一铆接槽154b和第二铆接槽154c的第一台阶部分152b和第二台阶部分152c通过铆接可形成在第一区域152的顶端。另外，对应于倒圆部分154d的另一倒圆部分152d通过铆接可形成在第一区域152的底端。相应地，第一区域152的顶端和底端可插入到第二端子板154的铆接槽154b和154c以及倒圆部分154d中并与第二端子板154的铆接槽154b和154c以及倒圆部分154d紧密接触，由此实现第二端子销151和第二端子板154的联接。
第一台阶部分152b可从第一区域152的侧表面152a朝第一铆接槽154b突出预定长度。这里，第一台阶部分152b的顶表面可与第一区域152的顶表面共面。例如，第一台阶部分152b可从第一区域152的侧表面152a突出并可为环形。这里，第一台阶部分152b的顶表面可被定位为与第一区域152的顶表面以及第二端子板154的顶表面共面。
第二台阶部分152c可从第一区域152的侧表面152a朝第二铆接槽154c突出预定长度。这里，第二台阶部分152c位于第一台阶部分152b下方在第一台阶部分152b与倒圆部分152d之间。另外，第二台阶部分152c可具有比第一台阶部分152b小的直径。例如，第二台阶部分152c可从第一区域152的侧表面152a突出并可为环形。
倒圆部分152d可通过倒圆第一区域152和第二区域153彼此连接的区域而形成。第二端子销151和第二端子板154可通过倒圆部分152d彼此平滑结合，而在第二端子销151和第二端子板154之间没有产生裂缝。
第二区域153可从第一区域152向下延伸并可具有比第一区域152大的直径。因此，第二端子销151在第一区域152与第二区域153之间的边界部分处因倒圆部分152d具有的直径朝第二区域153逐渐增加。第二区域153可穿过盖板130并具有形成在其底部分处以防止第二端子销151从盖板130离开的凸缘153a。另外，第二端子销151的对应于凸缘153a的下部分的底端153b可联接到第二连接组件170，这将随后更详细地描述。
第二端子板154可设置在盖板130上以联接到第二端子销151。详细而言，第二端子销151的第一区域152可铆接到第二端子板154，由此将第二端子销151牢固地固定到第二端子板154，而不从盖板130离开。参见图4，第二端子板154可包括通孔154a、第一铆接槽154b、第二铆接槽154c和倒圆部分154d。
通孔154a可形成在第二端子板154的一侧并可从其顶表面154’向其底表面154”穿过第二端子板154。如上所述，第二端子销151的第一区域152可插入并穿过通孔154a。
第一铆接槽154b距第二端子板154的顶表面154’可具有预定深度D1。第一铆接槽154b可被形成为沿通孔154a的周界具有预定深度D2。这里，第一铆接槽154b可具有比通孔154a大的直径。另外，第一铆接槽154b和通孔154a可形成为彼此连接。
第二铆接槽154c沿通孔154a的周界可具有预定深度D3。第二铆接槽154c距第二端子板154的顶表面154’可具有预定深度D4，并从第一铆接槽154b的底表面在邻近通孔154a的区域中延伸。这里，第二铆接槽154c可具有比通孔154a大并且比第一铆接槽154b小的直径。
倒圆部分154d可形成在第二端子板154的底表面154”上。更详细而言，倒圆部分154d可通过对通孔154a与第二端子板154的底表面154”相交的区域进行倒圆或向外扩展而形成。倒圆部分154d可防止第二端子板154和第二端子销151由于在第二端子销151可铆接到第二端子板154时施加的冲击而破裂。
第二端子板151的第一区域152可插入到第二端子板154的通孔154a中。如图3中的部分B所指示的，第一区域152的第一台阶部分152b和第二台阶部分152c可插入到第二端子板154的第一铆接槽154b和第二铆接槽154c中。相应地，第二端子销151和第二端子板154二者的上区域可彼此牢固地联接。另外，如图3中所示的部分C所指示的，第一区域152的对应于第二端子板154的倒圆部分154d的倒圆部分152d可牢固地联接到第二端子板154的倒圆部分154d。因此，第二端子销151和第二端子板154可在它们彼此联接的区域上或下方彼此紧密接触，由此防止第二端子销151和第二端子板154彼此分离或变形。
第二端子销151可由诸如铜的金属制成，第二端子板154可由诸如铝的金属制成。例如，第二端子销151和第二端子板154可为彼此不同的材料，例如，不同金属。然而，根据示例性实施例，第二端子板154的第一铆接槽154b和第二铆接槽154c可与第一区域152的第一台阶部分152b和第二台阶部分152c在第二端子销151和第二端子板154二者的上部分处牢固地结合，并且第一区域152的倒圆部分152d可与第二端子板154的倒圆部分154d在第二端子销151和第二端子板154二者的下部分处牢固地结合，由此提高第二端子销151和第二端子板154之间的联接力。另外，由于第二端子销151和第二端子板154之间的联接力提高，第二电极端子150的应变(变形)可最小化。例如，即使第二端子销151和第二端子板154由具有不同热膨胀系数的不同金属制成以使它们具有不同应变，但是它们彼此紧固地接合来彼此固定，由此通过抑制膨胀来使整体应变达到最小。
第一连接组件160可将第一电极端子140电连接到电极组件110的第一电极板111。第一连接组件160可包括第一连接部161和第二连接部162。
第一联接孔161a可形成在第一连接部161中。第一端子销141的底端可铆接到第一联接孔161a。相应地，第一连接部161和第一端子销141可彼此电连接。
第二连接部162可从第一连接部161的一端沿大致垂直的方向弯折以延伸。第二连接部162可焊接到第一电极未涂覆部分111a以电连接到第一电极板111。
第二连接组件170可将第二电极端子150电连接到电极组件110的第二电极板112。第二连接组件170可包括第一连接部171和第二连接部172。
第二联接孔171a可形成在第一连接部171中。第二端子销151的底端可铆接到第二联接孔171a。相应地，第一连接部171和第二端子销151可彼此电连接。
第二连接部172可从第一连接部171的一端沿大致垂直的方向弯折以延伸。第二连接部172可焊接到第二电极未涂覆部分112a以电连接到第二电极板112。
第一下绝缘构件181可形成在第一连接组件160与盖板130和壳体120的每个之间并可防止其间不必要的电短路。
第一衬垫182可介于第一端子销141与盖板130之间。第一衬垫182可密封第一端子销141穿过的盖板130的第一端子孔。
第二下绝缘构件183可形成在第二连接组件170与盖板130和壳体120的每个之间并可防止其间不必要的电短路。
第二衬垫184可介于第二端子销151与盖板130之间。第二衬垫184可密封第二端子销151穿过的盖板130的第二端子孔。
上绝缘构件185可介于盖板130与第二端子板154之间。盖板130和第二端子板154可通过上绝缘构件185彼此电绝缘。
上绝缘构件还可形成在盖板130与第一端子板142之间。
图5和图6为示出图1中所示的二次电池中的第二端子销和第二端子板之间的联接原理的视图。
参见图5，第二端子销151的第一区域152可插入到具有第一铆接槽154b、第二铆接槽154c和倒圆部分154d的第二端子板154的通孔154a中。这里，对应于第一铆接槽154b、第二铆接槽154c和倒圆部分154d的区域可为空区并可与第一区域152隔开。
第一区域152的顶部分可铆接，由此结合第二端子销151和第二端子板154，如图6中所示。由于铆接，第一区域152的上部区域可插入到第一铆接槽154b和第二铆接槽154c中。例如，第一区域152可插入到第一铆接槽154b和第二铆接槽154c中，从而可形成第一台阶部分152b和第二台阶部分152c。另外，对应于第二端子板154的倒圆部分154d的倒圆部分152d可形成在第一区域152与第二区域153之间的边界部分处。倒圆部分154d和152d可彼此紧密接触。这里，第二端子板154与第一区域152可紧密接触的下部区域可被分别形成为倒圆部分154d和152d，由此在铆接期间将第二端子板154和第一区域152彼此平滑地结合而没有裂缝。
如上所述，在根据示例性实施例的二次电池中，第二端子销151的第一台阶部分152b和第二台阶部分152c可通过铆接弯折并突出以插入到第二端子板154的第一铆接槽154b和第二铆接槽154c中，由此牢固地结合第二端子销151和第二端子板154。另外，第二端子销151的倒圆部分152d可通过铆接与第二端子板154的倒圆部分154d牢固地结合。因此，可利用不同金属形成的第二端子销151和第二端子板154之间的焊接可省略，同时提高第二端子销151和第二端子板154之间的联接力。另外，第二电极端子150的整体应变可通过第二端子销151和第二端子板154之间的提高的联接力而得到抑制。
通过总结和回顾，示例性实施例提供一种二次电池，其可提高包括结合的不同金属的电极端子的可靠性，同时简化制造过程并降低制造费用。
本文已经公开示例实施例，尽管采用特定术语，但是它们仅以一般和描述性的含义被使用并将被解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，如对本领域普通技术人员明显的那样，自递交本申请之日起，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可单独使用或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外明确指出。因此，本领域普通技术人员将理解，在不偏离如所附权利要求书中提出的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括：
电极组件；
用于容纳所述电极组件的壳体；
用于密封所述壳体的盖板；以及
连接到所述电极组件并穿过所述盖板的至少一个电极端子，
其中所述电极端子包括位于所述盖板上的端子板以及穿过所述盖板和所述端子板的端子销，其中：
所述端子板包括距所述端子板的顶表面具有预定深度的至少两个铆接槽，以及从所述端子板的底表面凹陷的倒圆部分，并且
所述端子销包括从所述端子销的侧表面突出以对应于所述至少两个铆接槽的至少两个台阶部分。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述端子板包括：
通孔，所述端子销被插入该通孔中以从中穿过；
所述至少两个铆接槽中沿所述通孔的周界并具有预定深度的第一铆接槽；以及
所述至少两个铆接槽中沿所述通孔的周界并距所述第一铆接槽的底表面具有预定深度的第二铆接槽。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述第二铆接槽具有比所述通孔大并且比所述第一铆接槽小的直径。
4.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述端子板的倒圆部分被形成在所述通孔与所述端子板的底表面彼此连接的区域处。
5.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述端子销包括插入到所述端子板的所述通孔中的第一区域和穿过所述盖板的第二区域。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述第二区域具有比所述第一区域大的直径。
7.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述第一区域的顶部分包括所述至少两个台阶部分中从所述第一区域的侧表面延伸并插入到所述第一铆接槽中的第一台阶部分，以及所述至少两个台阶部分中在所述第一台阶部分下方从所述第一区域的侧表面延伸并插入到所述第二铆接槽中的第二台阶部分。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中所述第一台阶部分的顶表面被定位为与所述第一区域的顶表面以及所述端子板的顶表面共面。
9.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述第一区域包括在所述第一区域和所述第二区域彼此连接的区域处的倒圆部分。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述端子销和所述端子板由不同金属制成。
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