CN109314197A - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的示例性实施例的可再充电电池包括：包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板的电极组件；接纳所述电极组件并包括开口的壳体；联接到所述开口并包括切口的盖板；和第一集流构件，与所述盖板形成为一体并因此从所述盖板朝向所述壳体内部弯曲，并且与所述第一电极电连接。

Description

可再充电电池
技术领域
本发明涉及一种可再充电电池。
背景技术
与一次电池不同，可再充电电池是重复执行充电和放电的电池。具有小容量的可再充电电池用于便携式小型电子设备，例如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机，具有大容量的可再充电电池可用作用于混合动力车辆和电动车辆的电动机驱动电源。
最近已开发了使用非水电解质的具有高能量密度的高输出可再充电电池，并且通过将多个可再充电电池串联连接而将上述高输出可再充电电池配置为大容量可再充电电池，以便用于驱动例如电动汽车等需要大功率的设备的电动机。
因此，有必要增加其便携性和容量。然而，为了增加便携性，由于尺寸减小，容量减小，并且当尺寸增加以增加容量时，便携性劣化。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是提供一种在不减少容量的情况下可具有改善的便携性的可再充电电池。
技术方案
根据本发明的示例性实施例的可再充电电池包括：包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板的电极组件；接纳所述电极组件并包括开口的壳体；联接到所述开口并包括切口的盖板；和第一集流构件，与所述盖板形成为一体并因此从所述盖板朝向所述壳体内部弯曲，并且与所述第一电极电连接。
所述第一集流构件可包括邻近所述切口的固定端和设置在所述壳体内部的自由端，并且所述第一电极可与所述自由端连接。
所述第一端子可联接到所述切口以密封所述壳体。
所述第一端子可在板状构件远离所述第一集流构件所沿的方向上突出。
所述第一集流构件的外边缘可与所述切口的内边缘匹配。
所述第一集流构件可通过切割所述盖板的一部分并将所述盖板的切割部分弯曲而形成。
所述可再充电电池可进一步包括在所述壳体外侧设置在所述盖板上的第一绝缘构件，其中所述第二端子可设置在所述绝缘构件上。
所述可再充电电池可进一步包括电连接第二集流构件和所述第二端子的连接端子，其中柱形的所述连接端子可通过其一端与所述第二集流构件连接，并且被设置为同时穿透所述盖板、所述第一绝缘构件和所述第二端子。
所述可再充电电池可进一步包括设置在所述第二集流构件和所述盖板之间的第二绝缘构件。
所述可再充电电池可进一步包括形成在所述第一集流构件中的熔断部。
有益效果
根据本发明的示例性实施例，可通过切割盖板的一部分来形成集流构件，以简化用于在电极端子和集流构件之间连接的构造。另外，由于简化了电极端子和集流构件之间的连接，因此简化了壳体的内部结构，并且通过增加的空间增加了凝胶卷的高度，从而实现了高容量电池。另外，集流构件和电极端子之间的连接被简化，从而使因电阻引起的电流损失最小化。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的可再充电电池的透视图。
图2是图1的沿线II-II截取的横截面图。
图3是图1的沿线III-III截取的横截面图。
图4和图5是图1的可再充电电池的一部分的透视图。
具体实施方式
下面将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同方式修改所描述的实施例，所有这些都不脱离本发明的范围。
附图和描述本质上被认为是说明性的而非限制性的。在全部说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
此外，在附图中，为了更好地理解和便于描述，每个元件的尺寸和厚度是任意表示的，但是本发明不局限于此。
在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中，为了便于说明，夸大了一些层和区域的厚度。将理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。
另外，除非明确地相反描述，否则词语“包括”和诸如“包含”或“含有”的变体将被理解为隐含包括所述元件，但不排除任何其它元件。此外，在全部说明书中，词语“在......上”或“在......上方”意味着位于物体部分上或下方，并不一定意味着基于重力方向位于物体部分的上侧。
下面将参照附图详细描述根据示例性实施例的可再充电电池。
图1是根据本发明示例性实施例的可再充电电池的透视图，图2是图1的沿线II-II截取的横截面图，并且图3是图1的沿线III-III截取的横截面图。
如图1至图3所示，根据本发明示例性实施例的可再充电电池101包括电极组件120、与电极组件120电连接的集流构件140和142、安装有集流构件140和142和电极组件120的壳体27，和结合到壳体27的开口的盖组件30。电极组件120通过螺旋缠绕第一电极121和第二电极122同时在其间设置隔板123而形成。
可再充电电池101示例性地描述为棱柱形锂离子二次电池。然而，本发明不限于此，并且可以应用于各种形状的电池。
电极组件120可包括多个组件120a和120b，并且在围绕卷绕轴线螺旋卷绕第一电极121和第二电极122同时在其间设置隔板123之后，组件120a和120b中的每个可被压成扁平的。第一电极121和第二电极122包括电极活性部分21a和22a和电极未涂覆区域21b和22b，电极活性部分21a和22a是活性材料涂覆在由金属箔形成的薄板上的区域，电极未涂覆区域21b和22b是未涂覆活性材料的区域。
第一电极活性部分21a可以通过在诸如铝的金属箔上涂覆诸如过渡金属氧化物等的活性材料而形成，并且第二电极活性部分22a可通过在诸如铜或镍的金属箔上涂覆诸如石墨或碳的活性材料而形成。
第一电极未涂覆区域21b和第二电极未涂覆区域22b分别从第一活性部分21a和第二活性部分22a中的每个的一端朝向盖组件120突出。由于第一电极未涂覆区域21b和第二电极未涂覆区域22b能够通过切割金属箔而使金属箔突出，所以第一电极未涂覆区域21b和第二电极未涂覆区域22b可以与第一电极活性部分21a的金属箔和第二电极活性部分22a的金属箔一体地形成。第一电极未涂覆区域21b和第二电极未涂覆区域22b具有不同的极性，因此它们被设置为彼此分开，以防止在螺旋卷绕它们之后的短路。
另外，由于第一电极121和第二电极122被迭代地缠绕并因此重叠，所以第一电极未涂覆区域21b和第二电极未涂覆区域22b可以通过重叠多个薄板形成。如上所述，当多个薄板重叠时，薄板可以通过超声波焊接彼此连接，以便于电流移动。
隔板123设置在第一电极活性部分21a和第二电极活性部分22a之间，防止发生短路并能够实现锂离子的移动，并且例如可以由聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯和聚丙烯的复合膜形成。
电极组件120可以在与卷绕轴线平行的方向上插入壳体27中，并且电极组件120可以与电解质溶液一起基本被接收在壳体27中。电解质溶液可以由诸如EC、PC、DEC、EMC和DMC的有机溶剂中的诸如LiPF6、LiBF4等的锂盐形成。电解质溶液可以是液体、固体或凝胶状。
电极组件120可包括第一电极组件120a和第二电极组件120b，并且这将参照图4进行描述。
图4是图1的可再充电电池的一部分的透视图，并且示出了壳体、电极组件和集流构件。
如图4所示，包括在电极组件120中的第一电极组件120a和第二电极组件120b可彼此电连接。
在第一电极组件120a和第二电极组件120b中具有相同极性的电极未涂覆区域通过集流构件彼此电连接。也就是说，第一电极组件120a的第一未涂覆区域21b和第二电极组件120b的第一电极未涂覆区域21b通过第一集流构件140电连接，并且第一电极组件120a的第二电极未涂覆区域22b和第二电极组件120b的第二电极未涂覆区域22b通过第二集流构件142电连接。
在此情况下，第一电极组件120a和第二电极组件120b的第一电极未涂覆区域21b在一方向上弯曲，使得它们面向彼此，并且第一电极组件120a和第二电极组件120b的第二电极未涂覆区域22b在一方向上弯曲，使得它们面向彼此。因此，各电极未涂覆区域21b和22b可具有：与电极活性部分的金属箔连接并且在盖组件的方向上突出的第一未涂覆区域21b1和22b1；以及第二未涂覆区域21b2和22b2，其中的每个的一侧从第一未涂覆区域21b1延伸并因此接触集流构件140和142。
第一集流构件140的一侧(即，相对靠近盖板的表面)和第二未涂覆区域21b2的一侧(即，相对靠近集流构件的表面)可彼此接触并因此电连接，并且第二集流构件142的一侧(即，相对靠近盖板的表面)和第二未涂覆区域22b2的一侧(即，相对靠近集流构件的表面)可彼此接触并因此电连接。
第一集流构件140和第二集流构件142大致形成为四边形板的形状，并且可由低电阻金属形成，并且例如，第一集流构件140可以由铝形成并且第二集流构件142可以由铜形成。
第一集流构件140与盖板31形成为一体，并且从盖板31弯曲到壳体27(参见图2)中。第一集流构件140可以在各种方向上弯曲以便于与第一电极未涂覆区域接触。
第一集流构件140包括熔断孔7，并且熔断孔7可以是在宽度方向上水平地与第一集流构件140交叉的狭缝，并且因熔断孔7去除并因此保留在熔断孔7的横向侧部的部分成为熔断部70。由形成在第一集流构件140中的狭缝形熔断孔7形成的熔断部70具有窄的宽度，并因此当温度增加超过预定温度时通过熔化而断开。因此，当由于可再充电电池的故障而产生热量时，熔断部70断开以防止可再充电电池被额外加热，从而防止由于发热引起的电池爆炸。
第一集流构件140可进一步包括阻挡构件(未示出)，该阻挡构件围绕包括熔断部70的第一集流构件140。阻挡构件形成为绝缘体并防止电弧。阻挡构件可以由聚酰亚胺形成，并且替代地，可以由诸如特氟隆(Teflon)等的耐热树脂形成。
第二集流构件142包括端子孔4，端子孔4是在盖组件30外部与第二端子52(参见图2)连接并且因此移动电流的连接端子250插入其中的孔，并且端子孔4可具有与连接端子250(参见图2)的水平横截面相同的形状，例如圆形。
返回参见图1至图3，壳体27大致形成为长方体形状，并且在其一侧形成开口。壳体27可以由诸如铝、不锈钢等的金属形成。
盖组件30包括覆盖壳体27的开口的盖板31、突出到盖板31外部并且与第一电极121电连接的第一端子50，和突出到盖板31外部并且与第二电极122电连接的第二端子52。
盖板31形成为沿一个方向延伸的长板形状，并且联接到壳体27的开口。板31可以由与壳体27相同的材料形成，并且可通过激光焊接联接到壳体27。因此，盖板31可具有与壳体27相同的极性。
形成凹口2的通气板39提供在通气孔34中，使得盖板31可在预定压力下破裂。另外，盖板31包括对应于第一集流构件140的切口5，并且第一端子50联接到切口5并因此密封壳体27的内部。
现在将参照图5以及上述图2详细描述第一端子和第一集流构件。
图5是图1的可再充电电池的一部分的分解透视图，并且例示了第一端子、盖板和第一集流构件。
参见图2和图5，第一端子50在板状构件远离第一集流构件140所沿的方向上突出，并且具有朝向壳体27内部的电极组件打开的凹形形状。
第一集流构件140可以通过切割盖板31的一部分并随后将其向壳体27内弯曲而形成。因此，与盖板31分离的部分被折叠并且位于壳体27内部，并且位于壳体27内部的部分用作第一集流构件140。
由于第一集流构件140是通过切割盖板31的一部分并将其折叠到壳体27中而形成的，因此盖板31的该部分成为切口5。因此，第一集流构件140可具有与盖板31连接的固定端和与第一电极未涂覆区域21b连接的自由端，并且第一集流构件140的外边缘可在进行切割和弯曲之前与切口5的内边缘匹配。
如在本发明的示例性实施例中那样，当通过使用盖板31形成第一集流构件140时，可以简化用于将第一集流构件与盖板、端子和电极组件连接的结构。也就是说，第一端子与盖板和第一集流构件直接连接，从而可以缩短电流路径。因此，可以最小化由于根据电流路径的增加导致的电阻增加而引起的电流损失。
同时，切口5可以用作用于注入电解质溶液的开口，并且可以在通过焊接将第一端子50通过切口5联接到盖板31之前注入电解质溶液。因此，可以不需要形成单独的电解质注入孔，但这不是限制性的。如果需要，可以在盖板中形成附加的电解质注入孔(未示出)。
返回参见图1至图3，第二端子52可以通过连接端子250与电极组件120的第二电极电连接。
第二端子52设置在形成在盖板31上的第一绝缘构件60上，以防止其与盖板31短路。
连接端子250可插入到将以柱形形状连接的构件的短路孔中，并且可在其间建立电连接。也就是说，连接端子250装配到端子孔4、6和9中，端子孔4、6和9分别形成在第二端子52、盖板31和第一绝缘构件60。
另外，连接端子250的上端通过焊接固定到第二端子52，同时装配到第二端子52的端子孔9中。此外，连接端子250的下端通过焊接固定到第二集流构件142，同时装配到第二集流构件142的端子孔4中。
因此，电极组件通过第二集流构件142与第二电极未涂覆区域22b连接的第二集流构件142以及连接端子250与第二端子52电连接。
密封衬垫59提供在形成于盖板31中的端子孔6中，以在连接端子250和盖板31之间密封。
在第二端子52下方形成有朝向形成在盖板31中的短路孔37突出的短路突起3。第二端子52沿一个方向延伸以覆盖短路孔37。因此，第一绝缘构件60可沿第二端子52延伸，同时围绕第二端子52的横向侧。
在盖板31的短路孔37中提供有短路构件56，短路构件56与短路孔37的侧壁连接并使第一电极121和第二电极122短路。
短路构件56包括弯曲部分和边缘部分，弯曲部分以朝向电极组件120凸起的弓形形状弯曲，边缘部分形成在弯曲部分的外侧上并固定到短路孔37的横向壁。
当由于可再充电电池内部的异常反应而产生气体时，可再充电电池的内部压力上升。当可再充电电池的内部压力高于预定压力时，弯曲部分在第二端子52方向上变成凸状，通过接触第二端子52的短路突起3而引起短路。因此，当短路发生时，不会发生进一步的电池反应，并且可以防止由于内部压力增加而引起的爆炸。
同时，由于在壳体27和盖板31中，与第一电极连接的第一集流构件140与盖板31形成为一体，壳体27和盖板31以与第一电极相同的极性充电。另外，第一绝缘构件60设置在第二端子52和盖板31之间用于其间的电绝缘。在此情况下，第一绝缘构件60被形成为围绕第二端子52的横向侧，不包括第二端子52的顶表面，并且因此可以更有效地防止与盖板31的短路。
绝缘构件62和64可分别提供在第二集流构件142和盖板31之间以及第二集流构件142和电极组件120之间。绝缘构件62和64支撑集流构件，同时使彼此不同极性的构件绝缘以防止它们短路。另外，电极组件120可由绝缘壳体130包围。
虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等同配置。
(符号说明)
2：凹口 3：短路突起
4、6、9：端子孔 5：切口
7：熔断孔 21a、22a：电极活性部分
21b、22b：电极未涂覆区域 27：壳体
30：盖组件 34：通气孔
37：短路孔 50：第一端子
52：第二端子 56：短路构件
59：密封衬垫 60、62、64：绝缘构件
70：熔断部 101：可再充电电池
120、120a、120b：电极组件
121：第一电极 122：第二电极
123：隔板 130：绝缘壳体
140、142：集流构件 250：连接端子

Claims (10)

1.一种可再充电电池，包括：
包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板的电极组件；
接纳所述电极组件并包括开口的壳体；
联接到所述开口并包括切口的盖板；和
第一集流构件，与所述盖板形成为一体并因此从所述盖板朝向所述壳体内部弯曲，并且与所述第一电极电连接。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一集流构件包括邻近所述切口的固定端和设置在所述壳体内部的自由端，并且所述第一电极与所述自由端连接。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一端子联接到所述切口以密封所述壳体。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述第一端子在板状构件远离所述第一集流构件所沿的方向上突出。
5.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一集流构件的外边缘与所述切口的内边缘匹配。
6.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一集流构件通过切割所述盖板的一部分并将所述盖板的切割部分弯曲而形成。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括在所述壳体外侧设置在所述盖板上的第一绝缘构件，
其中第二端子设置在所述绝缘构件上。
8.根据权利要求7所述的可再充电电池，进一步包括电连接第二集流构件和所述第二端子的连接端子，
其中柱状的所述连接端子通过其一端与所述第二集流构件连接，并且被设置为同时穿透所述盖板、所述第一绝缘构件和所述第二端子。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池，进一步包括设置在所述第二集流构件和所述盖板之间的第二绝缘构件。
10.根据权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括形成在所述第一集流构件中的熔断部。
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