CN109478694B - 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：电极组件，包括朝向涂覆部分的一侧突出的未涂覆区域接线片；具有在第一方向上设定的第一长度的壳体，用于接收所述电极组件；盖板，具有在与所述第一方向交叉的第二方向上设定的第二长度和短于所述第一长度并且在与所述第二方向交叉的第三方向上设定的第三长度，以便对应于所述壳体的开口联接；提供在所述盖板的端子孔中的电极端子；和集流构件，设置在所述盖板与所述电极组件之间以连接所述电极端子和所述未涂覆区域接线片，并且在面向所述第一方向的所述电极端子的对应区域中包括熔断器。

Description

可再充电电池
技术领域
本公开涉及可再充电电池。更具体地，本公开涉及一种可再充电电池，该可再充电电池的集流构件被提供有熔断器(fuse)。
背景技术
可再充电电池是与主电池不同的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，并且具有大容量的可再充电电池可用作混合动力车辆和电动车辆的电动机驱动电源。
例如，可再充电电池包括用于充电和放电的电极组件、接收电极组件和电解质溶液的壳体、联接到壳体的开口的盖板、以及电连接电极组件以将电极组件引出至盖板外侧的电极端子。
通常，盖板具有长于壳体的高度的长度。也就是说，壳体的开口变窄。电极端子提供在盖板中，并且连接到设置在电极组件与盖板之间的集流构件。集流构件包括熔断器，该熔断器中断电极端子与电极组件之间的电流。
然而，当盖板的长度减小并且因此壳体的开口变窄时，当电极端子被安装在盖板中并且电极端子被连接到电极组件时，由于缺少空间，熔断器不能安装在集流构件中。
发明内容
【技术问题】
本发明的一个方面是提供一种可再充电电池，其中即使当盖板的长度减小并因此使壳体的开口变窄时也可以在连接电极组件与电极端子的集流构件中有效提供熔断器。
【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：电极组件，包括朝向涂覆部分的一侧突出的未涂覆区域接线片；具有在第一方向上设定的第一长度的壳体，用于接收所述电极组件；盖板，具有在与所述第一方向交叉的第二方向上设定的第二长度和短于所述第一长度并且在与所述第二方向交叉的第三方向上设定的第三长度，以便对应于所述壳体的开口联接；提供在所述盖板的端子孔中的电极端子；和集流构件，设置在所述盖板与所述电极组件之间以连接所述电极端子和所述未涂覆区域接线片，并且在面向所述第一方向的所述电极端子的对应区域中包括熔断器。
所述电极端子可包括：铆钉部分，提供在所述盖板的所述端子孔中；外板，设置在所述盖板的外侧，并且连接到所述铆钉部分；和内板，设置在所述盖板的内侧，以连接所述铆钉部分和所述集流构件。
所述对应区域可设置在所述内板中，面向所述第一方向，并且所述熔断器可提供在所述对应区域中。
所述集流构件可包括：连接到所述铆钉部分的端子连接部分；和接线片连接部分，提供在所述端子连接部分的外侧，并且连接到所述未涂覆区域接线片，同时在接线片连接部分与端子连接部分之间设置所述熔断器。
所述电极组件可包括第一组件和第二组件，所述第一组件和第二组件在第二方向上彼此平行设置，并且所述未涂覆区域接线片可包括连接到所述第一组件的第一接线片组和连接到所述第二组件的第二接线片组。
所述端子连接部分可连接到所述铆钉部分，同时在通过从所述第二方向的中心沿所述第三方向延伸而设定的中心线上倾向所述第三方向的一侧，并且所述铆钉部分可穿透所述内板并通过焊接联接到在述端子连接部分中形成的通孔。
所述第一接线片组可在所述第二方向的一侧朝向相反侧弯曲，并可连接到所述接线片连接部分，同时在其间设置所述熔断器，并且所述第二接线片组可在所述第一接线片组在第二方向上的相反侧朝向所述第一接线片组弯曲，并且连接到所述接线片连接部分。
所述第一接线片组和所述第二接线片组可分别在所述第二方向的相反侧设置在所述端子连接部分的所述第三方向上的中心，并随后焊接到其上。
所述第一接线片组和所述第二接线片组均可包括沿所述第三方向设置的接线片宽度，并且所述接线片宽度可在所述第二方向上面向所述铆钉部分的中心。
所述集流构件可包括第一狭槽和第二狭槽，所述第一狭槽和第二狭槽将所述端子连接部分设置在所述第二方向的中心处，并且将所述接线片连接部分在所述端子连接部分的外边缘处在所述第二方向上分成两侧，并且所述熔断器可在所述第三方向的相反侧处设置在所述第一狭槽和所述第二狭槽之间。
所述第一狭槽和所述第二狭槽可在所述第二方向的相反侧形成为彼此面对同时朝向所述端子连接部分的中心凹进的弧形形状。
内部绝缘构件可在所述第三方向的相反侧处包括对应于所述集流构件朝向所述第一方向突出的第一突起和第二突起。
所述第一突起可对应于所述集流构件的侧表面，并且所述第二突起可联接到所述集流构件中形成的孔。
【有益效果】
根据本发明的示例性实施例，壳体具有第一长度(高度)，并且具有第二长度(宽度)和第三长度(长度)的盖板的第三长度(长度)被设定为短于第一长度，并且即使当盖板的第三长度缩短并且因此壳体的开口变窄时，也可以在集流构件中确保电极端子的对应区域，并且因此熔断器可被有效地提供在对应区域中。
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截取的剖视图。
图3是图2的沿线III-III截取的剖视图。
图4是应用于图3的电极组件的透视图。
图5是图3的电极组件的处于与电极端子连接和断开的状态的透视图。
图6是包括熔断器的集流构件与未涂覆区域接线片连接的状态的俯视平面图。
图7是图6的沿线VII-VII截取的剖视图。
图8是图7中熔断器断开的状态的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照示出了本发明的示例性实施例的附图更全面地描述本发明。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。
附图和描述被认为本质上是说明性的而非限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
贯穿此说明书和后附的权利要求书，当描述元件被“联接”到另一元件时，该元件可以被“直接联接”到另一元件或通过第三元件“电联接”到另一元件。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”的变体将被理解为暗示包括所述元件但不排除任何其它元件。
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截取的剖视图，并且图3是图2的沿线III-III截取的剖视图。
参见图1至图3，根据示例性实施例的可再充电电池包括：电极组件10，其充电和放电；壳体30，电极组件10和电解质溶液被置于该壳体30；盖板40，被联接到壳体30的开口31，以闭合并密封开口31；电极端子51和52，提供在盖板40的端子孔H1和H2中；以及集流构件70，电连接电极组件10和电极端子51和52。
壳体30设定用于容纳具有板形状的电极组件10和电解质溶液的空间，并且具有沿第一方向(即z-轴线方向)设定的第一长度(高度)L1。例如，壳体30大致形成为立方体形状，并且具有四边形开口31，使得电极组件10插入其中。
盖板40具有沿与第一方向(z-轴线方向)交叉的第二方向(即x-轴线方向)设定的第二长度(宽度)L2和短于第一长度(高度)L1并且沿与第二方向(x-轴线方向)交叉的第三方向(即y-轴线方向)设定的第三长度(长度)L3，以对应于开口31与壳体30联接，从而闭合并密封壳体30。例如，壳体30和盖板40由铝制成并且在开口31中彼此焊接。
另外，盖板40进一步包括通气孔41和电解质注入开口42。通气孔41由通气板411闭合和密封，使得因电极组件10的充电和放电在可再充电电池中产生的气体所引起的内部压力能够释放到外部。
当可再充电电池的内部压力达到预定压力时，通气板411破裂，使得通气孔41打开，并且由于过充电而产生的气体和内部压力被释放到外部。通气板411具有引起破裂的刻痕412。
在盖板40焊接到壳体30之后，电解液注入开口42允许盖板40和壳体30注入电解质。在注入电解质溶液之后，电解质注入开口42由密封盖421密封。
可再充电电池可进一步包括由电绝缘材料形成的顶部绝缘体20。顶部绝缘体20被设置在集流构件70与电极组件10之间以及盖板40与电极组件10之间。
因此，顶部绝缘体20使集流构件70和电极组件10电绝缘，同时使电极组件10和盖板40电绝缘。
由于顶部绝缘体20设置在盖板40和电极组件10之间，所以顶部绝缘体20包括内部通气孔27。内部通气孔27形成为对应于盖板40中设置的通气孔41。因此，由于从电极组件10产生的气体而增加的内部压力可被平稳地传送到顶部绝缘体20上方的通气孔41，并随后释放到外部。
顶部绝缘体20包括内部电解质注入开口28。内部电解质注入开口28形成为对应于盖板40中提供的电解质注入开口42，并因此，已经通过电解质注入开口42的电解质溶液可被平稳地传送到顶部绝缘体20下方的电极组件10，并随后注入其中。
图4是应用于图3的电极组件的透视图。参见图2至图4，电极组件10包括设置在作为电绝缘体的隔板13处的第一电极11(例如负电极)和第二电极12(例如正电极)，并且通过螺旋卷绕负电极11、隔板13和正电极12形成。
负电极11和正电极12分别包括涂覆区域111和121以及未涂覆区域接线片112和122，在涂覆区域111和121的每个中，活性材料涂覆在由金属薄膜(例如Cu、AI箔)制成的集流体上，在未涂覆区域接线片112和122的每个中，集流体未涂覆有活性材料并因此暴露。未涂覆区域接线片112和122设置在螺旋卷绕的电极组件10的一端，并且以距离D设置在电极组件10的一个螺旋卷绕范围T内。
也就是说，负电极11的未涂覆区域接线片112设置在螺旋卷绕电极组件10的一端(即图4中的上端)的一侧(即图4中的左侧)，并且正电极12的未涂覆区域接线片122设置在电极组件10的同一端(即图4中的上端)的另一侧(即图4中的右侧)，同时其间具有距离D。
如上所述，涂覆区域111和121中的每个的面积在负电极11和正电极12中最大化，并且未涂覆区域中的每个的面积由于未涂覆区域接线片112和122而最小化，使得电极组件10的蓄电量可以增加。
另外，为电极组件10的每个螺旋卷绕提供未涂覆区域接线片112和122，以使充电或放电电流流动，并因此减小了未涂覆区域接线片112和122的整体电阻。因此，电极组件10可以通过未涂覆区域接线片112和122充放高电流。
电极组件10可以提供为单体，但是在本示例性实施例中，提供了两个电极组件。也就是说，电极组件10包括在第二方向(x-轴线方向)上彼此平行设置的第一组件101和第二组件102。
另外，第一组件101和第二组件102中的每个可形成为板的形状，其在y轴线方向上的相反端是半圆形的，以便容纳在近似矩形的壳体30中。第一组件101和第二组件102被接收在由第一长度L1、第二长度L2和第三长度L3设定的壳体30和盖板40的内部空间中。
图5是图3的电极组件的处于与电极端子连接和断开的状态的透视图。参见图2至图5，电极组件10，即第一组件101和第二组件102平行设置。
集流构件70设置在盖板40和电极组件10之间，并且将电极端子51和52与未涂覆区域接线片112和122连接，并且包括提供在电极端子51和52的对应区域A1中的熔断器80。
电极端子51和52分别提供在盖板40的端子孔H1和H2中，并且通过集流构件70和未涂覆区域接线片112和122电连接到第一组件101和第二组件102，以从第一组件101和第二组件102放电或者向第一组件101和第二组件102充电。
电极端子51和52可以以相同的结构形成。电极端子51和52包括铆钉部分512和522、内板511和521以及外板513和523。
通过在电极端子51和52与盖板40的内表面之间设置内部绝缘构件611和612以及衬垫621和622，电极端子51和52与盖板40电绝缘。内部绝缘构件611和612通过其一端紧密地附接到盖板40，并且内部绝缘构件611和612的另一端部分地围绕铆钉部分512和522，同时支撑内板511和521，使得电极端子51和52与未涂覆区域接线片112和122的连接结构稳定。
衬垫621和622被提供在电极端子51和52的铆钉部分512和522与盖板40的端子孔H1和H2的内表面之间，以使铆钉部分512和522与盖板40的端子孔H1和H2之间密封并电绝缘。
另外，衬垫621和622进一步在内部绝缘构件611和612与盖板40的内表面之间延伸，以更可靠地在内部绝缘构件611和612与盖板40之间密封。
通过将铆钉部分512和522设置在衬垫621和622间而将铆钉部分512和522插入衬垫621和622中，并且外板513和523通过设置外部绝缘构件631和632而插入到联接孔514和524中，并且随后联接孔514和524的外围被填塞(caulk)或焊接，使铆钉部分512和524固定至外板513和523。因此，电极端子51和52可以绝缘和密封结构安装在盖板40中。
如上所述，铆钉部分512和522提供在端子孔H1和H2中并突出到盖板40的外部。铆钉部分512和522与盖板40中的内板511和521连接，并且在盖板40外侧与外板513和523连接。
也就是说，铆钉部分512和522机械连接并且电连接内板511和521与外板513和523。此外，铆钉部分512和522与内板511和521连接并接触盖板40中的集流构件70。
图6是包括熔断器的集流构件与未涂覆区域接线片连接的状态的俯视平面图，并且图7是图6的沿线VII-VII截取的剖视图。为了便于描述，关于一侧的电极端子51，参见图6和图7，集流构件70中的对应区域A1在z-轴线方向上面向内板511，并且熔断器80提供在对应区域A1中。
即使当盖板40和壳体30在第三方向(y-轴线方向)上的第三长度L3短时，也就是说，即使当可再充电电池的内部空间狭窄时，对应区域A1也能够通过在集流构件70中确保用于形成熔断器80的空间来安装熔断器80。也就是说，对应区域A1能够克服因缺少内部空间而造成的安装困难。
集流构件70包括：连接到铆钉部分512的端子连接部分71；和接线片连接部分72，提供在端子连接部分71的外侧并连接到未涂覆区域接线片112，在接线片连接部分72与端子连接部分71之间设置熔断器80。也就是说，由于端子连接部分71和接线片连接部分72不是在y轴线方向上设置，而是在x-轴线方向上设置在集流构件70中，即使Y-轴线方向上的第三长度L3短，也可以安装熔断器80。
端子连接部分71与铆钉部分512连接，同时在中心线CL上倾向第三方向(y-轴线方向)上的一侧，该中心线CL从第二方向(x-轴线方向)的中心沿第三方向(y-轴线方向)设置。铆钉部分512联接到形成在端子连接部分71中的通孔713，并且例如，端子连接部分71被激光焊接(LW)到内板511。
返回参照图2至图7，未涂覆区域接线片112和122可被提供为多个组。未涂覆区域接线片112和122在第二方向(x-轴线方向)上越过顶部绝缘体20的相反侧，并因此连接到集流构件70。
例如，未涂覆区域接线片112和122包括第一接线片组G11和G21以及第二接线片组G12和G22。第一接线片组G11和G21分别连接到第一组件101的负电极11和正电极12，并且第二接线片组G12和G22分别连接到第二组件102的负电极11和正电极12。
第一接线片组G11和G21从第二方向(x-轴线方向)的一侧朝向相反侧弯曲并连接到接线片连接部分72，同时将熔断器80设置在其间。第二接线片组G12和G22在第二方向(x-轴线方向)上在第一接线片组G11和G21的相反处朝向第一接线片组G11和G21弯曲，并随后连接到接线片连接部分72。
第一接线片组G11和G21以及第二接线片组G12和G22分别在端子连接部71的第三方向(y-轴线方向)的中心处设置在第二方向(x-轴线方向)的相反侧，并且焊接到端子连接部分71的底侧。在此情况下，第一接线片组G11和G21以及第二接线片组G12和G22各自具有沿第三方向(y-轴线方向)设定的接线片宽度TW，并且接线片宽度TW在第二方向(x-轴线方向)上面向铆钉部分512的中心。
也就是说，端子连接部分71和接线片连接部分72在第三方向(y-轴线方向)上彼此重叠。即使当盖板40和壳体30在第三方向(y-轴线方向)上具有短的第三长度L3并且因此可再充电电池具有狭窄的内部空间时，这种重叠结构也能够将熔断器80安装在集流构件70中。
例如，集流构件70包括第一狭槽711和第二狭槽712，第一狭槽711和第二狭槽712沿第二方向(x-轴线方向)将端子连接部分71和接线片连接部分72分隔成两侧。第一狭槽711和第二狭槽712使端子连接部分71和接线片连接部分72能够在y-轴线方向上彼此重叠。
熔断器80在第三方向(y-轴线方向)的相反侧设置在第一狭槽711和第二狭槽712之间，以沿y-轴线方向电连接端子连接部分71和接线片连接部分72。在本示例性实施例中，熔断器80提供在y-轴线方向的相反侧，但是可以在可以中断端子连接部分71和接线片连接部分72的电流的范围内提供单个或多个。
第一狭槽711和第二狭槽712分别在第二方向(x-轴线方向)的相反侧形成为彼此面对同时朝向端子连接部分71的中心凹进的弧形形状。因此，形成在第一狭槽711和第二狭槽712中的端子连接部分71可牢固地机械连接并且电连接到铆钉部分512。
虽然未例示，但是第一狭槽711和第二狭槽712可形成为多边形的形状，每个多边形在其一些侧部具有熔断器。多边形的第一狭槽和第二狭槽的内侧可形成端子连接部分，并且其外侧可形成接线片连接部分。
图8是图7中熔断器断开的状态的剖视图。参见图2以及图6至图8，内部绝缘构件611包括第一突起641和第二突起642，第一突起641和第二突起642从第三方向(y-轴线方向)对应于集流构件70朝向第一方向(z-轴线方向)突出。
第一突起641通过对应于集流构件70的侧表面来支撑集流构件70，并且第二突起642联接到形成在集流构件70的接线片连接部分72中的孔74。当熔断器80断开时，第一突起641和第二突起642在第一方向(z-轴线方向)上引起下落分离，并且因此接线片连接部分72与未涂覆区域接线片112一起从端子连接部分71分离。
当熔断器80由于过电流或一些其它原因而断开时，端子连接部分71与集流构件70中的铆钉部分512保持连接状态，并且接线片连接部分72在与未涂覆区域接线片112连接的同时从端子连接部分71分离。因此，可以断开电极端子51和电极组件10之间的电流路径。
另外，第一突起641和第二突起642在第一方向(z-轴线方向)上形成阻挡构件，并且因此可以防止接线片连接部分72在由于熔断器80的操作而断开之后与端子连接部分71再次连接。
虽然已经结合目前被认为实用的示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明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)
10：电极组件 11：第一电极(负电极)
12：第二电极(正电极) 13：隔板
20：顶部绝缘体 27：内部通气孔
28：内部电解质注入开口 30：壳体
31：开口 40：盖板
41：通气孔 42：电解质注入开口
51、52：电极端子 70：集流构件
71：端子连接部分 72：接线片连接部分
74：孔 80：熔断器
101、102：第一、第二组件 111、121：涂覆区域
112、122：未涂覆区域接线片 411：通气板
412：刻痕 421：密封盖
511、521：内板 512、522：铆钉部分
513、523：外板 514、524：联接孔
611、612：内部绝缘构件 621、622：衬垫
631、632：外部绝缘构件
641、642：第一、第二突起
711：第一狭槽 712：第二狭槽
713：通孔 A1：对应区域
CL：中心线 D：距离
G11、G21：第一接线片组 G12、G22：第二接线片组
H1、H2：端子孔 L1：第一长度(高度)
L2：第二长度(宽度) L3：第三长度(长度)
T：螺旋卷绕范围 TW：接线片宽度

Claims (8)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括朝向涂覆部分的一侧突出的未涂覆区域接线片；
具有在第一方向上设定的第一长度的壳体，用于接收所述电极组件；
盖板，具有在与所述第一方向交叉的第二方向上设定的第二长度和短于所述第一长度并且在与所述第二方向交叉的第三方向上设定的第三长度，以便对应于所述壳体的开口被联接；
提供在所述盖板的端子孔中的电极端子；和
集流构件，设置在所述盖板与所述电极组件之间以连接所述电极端子和所述未涂覆区域接线片，并且在面向所述第一方向的所述电极端子的对应区域中包括熔断器，
其中所述电极端子包括：
铆钉部分，提供在所述盖板的所述端子孔中；
外板，设置在所述盖板的外侧，并且连接到所述铆钉部分；和
内板，设置在所述盖板的内侧，以连接所述铆钉部分和所述集流构件，
其中所述对应区域被设置在所述内板中且面向所述第一方向，并且所述熔断器提供在所述对应区域中，
其中所述集流构件包括：
连接到所述铆钉部分的端子连接部分；和
接线片连接部分，提供在所述端子连接部分的外侧，并且连接到所述未涂覆区域接线片，同时在所述接线片连接部分与所述端子连接部分之间设置所述熔断器，
其中所述端子连接部分、所述接线片连接部分和所述熔断器位于同一平面，
其中所述集流构件包括第一狭槽和第二狭槽，所述第一狭槽和第二狭槽将所述端子连接部分设置在所述第二方向的中心处，并且将所述接线片连接部分在所述端子连接部分的外边缘处在所述第二方向上分成两侧，并且所述熔断器在所述第三方向的相反侧处设置在所述第一狭槽与所述第二狭槽之间，并且
其中所述第一狭槽和所述第二狭槽在所述第二方向的相反侧形成为彼此面对同时朝向所述端子连接部分的中心凹进的弧形形状。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述电极组件包括第一组件和第二组件，所述第一组件和第二组件在所述第二方向上彼此平行设置，并且
所述未涂覆区域接线片包括连接到所述第一组件的第一接线片组和连接到所述第二组件的第二接线片组。
3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中所述端子连接部分连接到所述铆钉部分，同时在通过从所述第二方向的中心沿所述第三方向延伸而设定的中心线上倾向所述第三方向的一侧，并且
所述铆钉部分穿透所述内板并通过焊接联接到所述端子连接部分中形成的通孔。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述第一接线片组在所述第二方向的一侧朝向相反侧弯曲，并连接到所述接线片连接部分，同时在其间设置所述熔断器，并且
所述第二接线片组在所述第一接线片组的所述第二方向上的相反侧朝向所述第一接线片组弯曲，并且连接到所述接线片连接部分。
5.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中所述第一接线片组和所述第二接线片组分别在所述第二方向的相反侧处设置在所述端子连接部分的所述第三方向上的中心，并随后焊接到所述端子连接部分。
6.根据权利要求5所述的可再充电电池，其中所述第一接线片组和所述第二接线片组均包括沿所述第三方向设置的接线片宽度，并且所述接线片宽度在所述第二方向上面向所述铆钉部分的中心。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中内部绝缘构件在所述第三方向的相反侧处包括对应于所述集流构件朝向所述第一方向突出的第一突起和第二突起。
8.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述第一突起对应于所述集流构件的侧表面，并且所述第二突起联接到所述集流构件中形成的孔。
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