CN109565014A - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例的可再充电电池包括：电极组件；壳体，具有开口，用于接纳电极组件；盖组件，通过开口被联接到壳体以将壳体密封；隔离物，被定位在电极组件与壳体之间且在其中具有多个孔；以及通气构件，被形成在壳体的底表面上，该底表面位于与开口相对的一侧上。

Description

可再充电电池
技术领域
本公开涉及一种可再充电电池。
背景技术
与不能充电的一次电池不同，可再充电电池可以被充电和放电。低容量可再充电电池被用于小型便携式电子设备，诸如移动电话、笔记本电脑以及摄像机，且高容量可再充电电池被广泛用作操作混合动力车等中的马达的电源。
可再充电电池具有其中正电极、隔板、负电极以及电解质被容纳在壳体中的结构。壳体可以具有各种形状，诸如多边形的形状、袋状的形状以及圆形的形状。电极组件被容纳在壳体中，该壳体在壳体之中由诸如铝的金属材料制成，然后电极组件的内部通过由盖板等阻挡电极组件的内部来密封。
同时，可再充电电池具有安全设备，当壳体中的内部压力由于异常反应或外部撞击而增加且达到预定压力状况或更高时该安全设备通过被破坏而防止可再充电电池的爆炸。
安全设备可以被安装在壳体下面，但是在其中安全设备被安装在壳体下面的情况下，气体由于电极组件而可能不容易被排放。
发明内容
已经作出本发明致力于提供一种可再充电电池，该可再充电电池能够即使安全设备被定位在壳体下面也容易排放气体而降低爆炸的风险。
本发明的示例性实施例提供一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件；壳体，容纳所述电极组件且具有开口；盖组件，通过所述开口被联接且将所述壳体密封；隔离物，被定位在所述电极组件与所述壳体之间且具有多个孔；以及通气构件，被形成在所述壳体的被定位为与所述开口相对的底表面上。
所述隔离物可以包括具有所述孔的板形构件，且多个突出部从所述板形构件朝向所述壳体突出。
所述突出部可以关于所述板形构件的假想中心线对称设置。
至少一个所述孔可以对应于所述通气构件。
可再充电电池可以进一步包括围绕所述隔离物和所述电极组件的第一固定构件。
所述第一固定构件可以基于所述通气构件被定位在两侧处。
可以形成多个所述电极组件。
可再充电电池可以进一步包括围绕被连续定位的所述电极组件的横向表面的第二固定构件。
所述第二固定构件可以在所述电极组件被插入到所述壳体中的方向上是细长的。
所述电极组件可以被卷绕。
所述第一固定构件可以是聚丙烯(PP)带，且所述第二固定构件可是聚酰亚胺(PI)带。
所述隔离物可以由绝缘材料制成。
根据本发明的示例性实施例，隔离物被安装在电极组件与壳体之间，使得即使通气构件被定位在壳体的底板上，也可以容易地形成气体流动路径。
因此，当壳体中的内部压力超过预定水平时通气构件容易破坏，且壳体中的气体被排放，从而可以防止额外的爆炸。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图。
图2是沿着图1中的线II-II所截取的剖视图。
图3是沿着图1中的线III-III所截取的剖视图。
图4是图1中可再充电电池的部分构造的分解透视图。
图5是示出根据本发明的另一示例性实施例的可再充电电池的电极组件和隔离物的分解透视图。
图6是示出根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的下侧的剖视图。
图7是用于解释根据本发明的示例性实施例的底板和隔离物的示意图。
图8和图9是用于解释根据本发明的示例性实施例的可再充电电池中气体的排放的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例，以使本发明所属技术领域中的技术人员可以容易地执行示例性实施例。本发明可以以各种不同方式来实施，且不限于本文所述的示例性实施例。
与本描述不相关的部分将被省略以便清楚地描述本发明，且相同或相似构成元件在整个说明书中由相同附图标记来指示。
此外，附图中所示的每个构造被任意地示出以用于理解本描述和使本描述容易化，但是本发明不限于此。
在附图中，为了清晰，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。在附图中，为了方便解释，一些层和区域的厚度被夸大。将理解，当诸如层、膜、区域、或基材的元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在其他元件上或介于中间的元件也可以存在。
此外，除非相反地明确描述，词语“包括”和变体(诸如“包含”或“含有”)将被理解为暗示包括所述元件但是不排除任何其他元件。此外，在整个说明书中，“一物体位于另一物体上”意味着一物体位于另一物体之上或之下，但是不一定意味着一物体基于重力方向位于另一物体之上。
在下文中，根据本发明的示例性实施例的可再充电电池将参照附图被明确描述。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图，图2是沿着图1中的线II-II所截取的剖视图，以及图3是沿着图1中的线III-III所截取的剖视图。
如图1-图3中所示，根据本发明的示例性实施例的可再充电电池101包括：电极组件120，该电极组件120在隔板123介于第一电极121与第二电极122之间的情况下被卷绕；被电连接到电极组件120的集流构件140和142；容纳集流构件140和142以及电极组件120的壳体27；以及被联接到壳体27的开口的盖组件30。
将描述其中可再充电电池101是多边形类型的锂离子可再充电电池的示例。然而，本发明不限于此，且本发明可以被应用到具有各种形状的电池、诸如锂聚合物电池或圆柱形电池。
电极组件120可以包括多个组件120a和120b，且组件120a和120b中的每个组件可以围绕卷绕轴线被卷绕且被压扁，其中隔板123介于第一电极121与第二电极122之间。第一电极121和第二电极122包括电极活性部分21a和22a与电极未涂覆部分21b和22b，该电极活性部分21a和22a是通过将活性材料涂敷到由金属箔形成的薄板上所制成的区域，该电极未涂覆部分21b和21b是在其上未涂敷活性材料的区域。
第一电极活性部分21a可以通过将诸如过渡金属氧化物的活性材料涂敷到由铝制成的金属箔上而形成，且第二电极活性部分22a可以通过将诸如石墨或碳的活性材料涂敷到由铜或镍制成的金属箔上而形成。
第一电极未涂覆部分21b和第二电极未涂覆部分22b从第一电极活性部分的一侧和第二电极活性部分的一侧朝向盖组件平行突出。第一电极未涂覆部分21b和第二电极未涂覆部分22b通过切割而形成以从金属箔突出，以使第一电极未涂覆部分21b和第二电极未涂覆部分22b可以与第一电极活性部分21a和第二电极活性部分22a的金属箔一体形成。
第一电极未涂覆部分21b和第二电极未涂覆部分22b具有不同极性且被设置为彼此以预定距离间隔开。
此外，因为第一电极121和第二电极122被卷绕或被叠加，第一电极未涂覆部分21b和第二电极未涂覆部分22b可以通过将多个薄膜叠加而形成。在其中第一电极未涂覆部分21b和第二电极未涂覆部分22b可以如上所述通过将多个薄膜叠加而形成的情况下，薄膜可以通过超声波焊接而连接以彼此接触以使其容易移动电流。
隔板123被定位在第一电极活性部分21a与第二电极活性部分22a之间，并用于阻止短路且能够使锂离子移动。例如，隔板123可以通过由聚乙烯、聚丙烯、或其组合所制成的膜而形成。
电极组件120可以包括多个电极组件，且将参照图4和上述图3来描述多个电极组件。
作为示例，图4中示出包括第一电极组件120a和第二电极组件120b的电极组件120。
图4是示出图1中可再充电电池的部分构造的分解透视图，且图5是示出根据本发明的另一示例性实施例的可再充电电池的电极组件和隔离物的分解透视图。
如图3和图4中所示，被包括在电极组件120中的第一电极组件120a和第二电极组件120b可以被电连接。
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部分由集流构件140和142电连接。也就是说，第一电极组件120a和第二电极组件120b的第一电极未涂覆部分21b由第一集流构件140电连接，且第一电极组件120a和第二电极组件120b的第二电极未涂覆部分22b由第二集流构件142电连接。
在此情况下，第一电极组件120a和第二电极组件120b的第一电极未涂覆部分21b在其中第一电极未涂覆部分21b面向彼此的方向上弯曲，并且第一电极组件120a和第二电极组件120b的第二电极未涂覆部分22b在其中第二电极未涂覆部分22b面向彼此的方向上弯曲。因此，电极未涂覆部分21b和22b可以包括第一未涂覆部分21b1、22b1和第二未涂覆部分21b2、22b2，该第一未涂覆部分21b1、22b1被连接到电极活性部分的金属箔且在朝向盖组件的方向上突出，该第二未涂覆部分21b2、22b2从第一未涂覆部分延伸且具有与集流构件140和142接触的一个表面。
第一集流构件140的一个表面(相对接近盖板的表面)和第二未涂覆部分21b2的一个表面(相对接近集流体的表面)可以彼此接触以被电连接，且第二集流构件142的一个表面(相对接近盖板的表面)和第二未涂覆部分22b2的一个表面(相对接近集流体的表面)可以彼此接触以被电连接。
第一集流构件140和第二集流构件142可以具有相同形状。
第一集流构件140和第二集流构件142中的每个可以具有第一端子孔4和熔断孔77。第一端子孔4是供连接端子250被插入到其中的孔，且第一端子孔4可以与连接端子250的截面具有相同形状。第一端子孔4可以具有例如圆形的形状。连接端子250被连接到在盖组件30外部的第一端子50和第二端子52(见图2)且移动电流。
熔断孔77通过将第一集流构件140和第二集流构件142中的每个的一部分移除而形成，并且由于熔断孔77的外围处的宽度窄于第一集流构件140和第二集流构件142的其他部分处的宽度而形成熔断部。当过电流由于可再充电电池中的异常反应而流动时，熔断部容易被切断以阻挡电流的流动。
电极组件120可以在平行于卷绕轴线的方向上被插入到壳体27中，且电极组件120基本上连同电解质被容纳在壳体27中。电解质可以由有机溶剂(诸如EC、PC、DEC、EMC、以及DMC)中的锂盐(诸如LiPF6或LiBF4)制成。电解质可以是液体、固体、或凝胶的形式。
隔离物700被安装在电极组件120与壳体27中的底表面之间。隔离物700可以被定位为对应于所有的多个电极组件120a和120b。此外，如图5中所示，隔离物700可以对应于电极组件120a和120b中的每个。
隔离物700包括板形构件71和多个突出部73，该板形构件71具有多个孔H，该突出部73从板形构件71朝向壳体27中的底表面突出。
如图4中所示，板形构件71可以具有但是不限于大约四边形的形状，且如图5中所示，板形构件71可以与电极组件120a和120b的底表面具有相同形状。多个孔H可以以恒定间隔被形成，但是本发明不限于此，且多个孔H可以以各种方式被布置，只要内部气体可以容易地移动到通气构件。
突出部73被定位在板形构件71的孔之间以支撑板形构件71，以使壳体27中的底表面与板形构件71可以彼此以预定间隔分隔开。突出部73可以关于板形构件的假想中心线对称设置，以使板形构件71不倾斜。
隔离物700可以由绝缘材料(例如聚丙烯(PP))制成。
电极组件120可以由一个或多个第一固定构件802和一个或多个第二固定构件804围绕。第一固定构件802用于固定隔离物700和电极组件120且可以经由电极组件120的底表面从一个表面被形成到另一表面，以使第一固定构件802可以围绕位于底表面上的隔离物700。
第一固定构件802可以与突出部73重叠且围绕该突出部73，但是第一固定构件802可以被形成为围绕突出部73之间的一部分，以增加相对于隔离物700的联接力。因此，突出部73可以以大于第一固定构件802的宽度的间隔被设置。
第二固定构件804用于固定电极组件且可以围绕连续设置的电极组件120a和120b的横向表面，且第二固定构件804可以在电极组件120被插入到壳体27中的方向上是细长的。
第一固定构件802和第二固定构件804中的每个可以是聚丙烯(PP)带或聚酰亚胺(PI)带。在这种情况下，生成相对较大热量的零件，例如围绕电极组件的第二固定构件804，可以是聚酰亚胺带，与第一固定构件802的材料相比，该聚酰亚胺带具有更好的耐热性。
返回参照图1至图3，壳体27具有长方形的平行六面体形状且具有在其一侧处开放的开口。壳体27可以由诸如铝或不锈钢的金属制成。
被定位为与壳体27的开口相对的底板27a包括通气孔34，通气构件39被安装在该通气孔34中。通气构件39可以具有凹痕2，以使通气构件39可以在预定压力下被打开。
通气构件39由可再充电电池中的内部压力被破坏，以用于阻止可再充电电池突出，且因此，通气构件39的凹痕2可具有小于其他部分(即，与壳体27的底板27a接触的部分)的厚度，以使通气构件39可以在预定压力或更高压力下容易被破坏。
图6是示出根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的下侧的剖视图，且图7是用于解释根据本发明的示例性实施例的底板和隔离物的示意图。
参照图6和图7，通气孔34可以被定位在底板27a的大约中心处，且隔离物700的至少一个孔H可以被形成为对应于通气孔34。通气孔34可以被定位在壳体27的底板27a的大约中心处且可以被定位为与第一固定构件802分隔开，以使通气孔34与第一固定构件802不重叠。
返回参照图1至图3，盖组件30包括覆盖壳体27的开口的盖板31、从盖板31向外突出且与第一电极121电连接的第一端子50、以及从盖板31向外突出且与第二电极122电连接的第二端子52。
盖板31具有在一个方向上连续形成的细长板形状，且盖板31被联接到壳体27的开口。盖板31可以由与壳体27相同材料制成且通过激光焊接被联接到壳体27。因此，盖板31可以与壳体27具有相同极性。
盖板31具有用于注入电解质的电解质注入口32和连接端子250被插入到其中的第二端子孔5。进一步，具有凹痕2以使通气构件39在预定压力下被打开的通气构件39被安装在通气孔34中。密封塞38被安装在电解质注入口32中，且连接端子250被插入到第二端子孔5中。
第一端子50和第二端子52分别被联接到连接端子且被定位在盖板31上。
第一端子50通过第一集流构件140被电连接到第一电极121，且第二端子52通过第二集流构件142被电连接到第二电极122。然而，本发明不限于此，且第一端子50可以被电连接到第二电极，且第二端子52可以被电连接到第一电极。
第一端子50具有矩形板形状。第一端子50通过连接端子250被电连接到第一电极121，该连接端子250被插入到第一端子孔4和第二端子孔5以及在第一端子50中形成的第三端子孔9中，且被连结到第一集流构件140。
在这种情况下，连接端子250具有圆柱形状，并且在连接端子250被适配到第三端子孔9中的状态下，连接端子250的上端通过焊接被固定到第一端子50。此外，在连接端子250被适配到第一端子孔4中的状态下，连接端子250的下端通过焊接被固定到第一集流构件140。因此，第一电极121可通过第一集流构件140和连接端子250被电连接到第一端子50。
在第二端子孔5中，密封衬垫59密封连接端子250与盖板31之间的部分。
类似于第一端子50，第二端子52通过第二集流构件142和插入到第一端子孔至第三端子孔4、5和9中的连接端子250也被电连接到第二电极122。
连接构件58被形成在第一端子50与盖板31之间，且第一绝缘构件60被形成在第二端子52与盖板31之间。
因此，因为壳体27和盖板31通过连接构件58被电连接到第一端子50，所以壳体27和盖板31被带电以具有与第一电极121相同的极性。进一步，第二端子52由第一绝缘构件60而与盖板31绝缘。
第二端子52在一个方向上是细长的以覆盖在盖板31中形成的短路孔37。因此，第一绝缘构件60可以沿着第二端子52是细长的且可以围绕第二端子52的侧表面。第一绝缘构件60包括对应于短路孔37的切除部分，且通过切除部分朝向短路孔37突出的短路突出部3被形成在第二端子52的下部分上。
同时，被连接到短路孔37的侧壁且将第一电极121与第二电极122短路的短路构件56被安装在盖板31的短路孔37中。
短路构件56包括弯曲部分和边缘部分，该弯曲部分朝向电极组件120弯曲呈凸弧形状，该边缘部分被形成在弯曲部分的外侧且被固定到短路孔37的侧壁。
当由于可再充电电池中的异常反应而生成气体时，可再充电电池的内部压力增加。当可再充电电池的内部压力变得高于预定压力时，弯曲部分在朝向第二端子52的方向上变成凸状且与第二端子52的短路突出部3接触，从而导致短路。当如以上所述发生短路时，不再发生电池反应，从而可以阻止由内部压力的增加所导致的爆炸等等。
第二绝缘构件62被形成在盖板31与第一集流构件140之间和在盖板31与第二集流构件142之间，且第三绝缘构件64被形成在第一集流构件140与电极组件120之间和在第二集流构件142与电极组件120之间。
第二绝缘构件62和第三绝缘构件64可以不仅执行绝缘功能，而且还支撑第一集流构件140和第二集流构件142。
图8和图9是用于解释根据本发明的示例性实施例的可再充电电池中气体的排放的视图。
参照图8和图9，在本发明的示例性实施例中，因为隔离物700被安装，所以即使通气构件39被定位在壳体27的底板27a上，壳体中的气体可以通过通气构件39被容易地排放。
也就是说，壳体27中所生成的气体可以在通过电极组件120与盖板之间的空间和电极组件120的横向表面与壳体之间的空间时移动到电极组件120的下侧(参见箭头)。
在这种情况下，如果电极组件120与壳体27的底表面接触，则气体不能移动到通气构件39。
然而，在本发明中，因为隔离物700被形成，所以朝向电极组件120的下侧移动的气体可以在通过隔离物700的孔H与突出部73之间的部分时被容易地移动到通气构件39。因此，当内部压力被增加到预定压力或更高压力时，通气构件39破裂，且气体通过通气构件被容易地排放，从而可以阻止额外的爆炸。
虽然已经连同目前被视为可行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，但是相反，其意于覆盖被包括在随附权利要求的范围内的各种变型和等同布置。
附图标记说明
2：凹痕 3：短路突出部
4、5、9：端子孔 21a、22a：电极活性部分
21b、22b：电极未涂覆部分 27：壳体
27a：底板 30：盖组件
31：盖板 32：电解质注入口
34：通气孔 37：短路孔
38：密封塞 39：通气构件
50：第一端子 52：第二端子
56：短路构件 58：连接构件
59：密封衬垫 60、62、64：绝缘构件
71：板形构件 73：突出部
77：熔断孔 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 140、142：集流构件
250：连接端子 700：隔离物
802：第一固定构件 804：第二固定构件

Claims (12)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件；
壳体，容纳所述电极组件且具有开口；
盖组件，通过所述开口被联接且将所述壳体密封；
隔离物，被定位在所述电极组件与所述壳体之间且具有多个孔；以及
通气构件，被形成在所述壳体的被定位为与所述开口相对的底表面上。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中：
所述隔离物包括具有所述孔的板形构件，并且
多个突出部从所述板形构件朝向所述壳体突出。
3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中：
所述突出部关于所述板形构件的假想中心线对称设置。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中：
至少一个所述孔对应于所述通气构件。
5.根据权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括：
围绕所述隔离物和所述电极组件的第一固定构件。
6.根据权利要求5所述的可再充电电池，其中：
所述第一固定构件基于所述通气构件被定位在两侧处。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中：
多个所述电极组件被形成。
8.根据权利要求7所述的可再充电电池，进一步包括：
围绕被连续定位的所述电极组件的横向表面的第二固定构件。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中：
所述第二固定构件在所述电极组件被插入到所述壳体中的方向上是细长的。
10.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中：
所述电极组件被卷绕。
11.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中：
所述第一固定构件是聚丙烯(PP)带，并且
所述第二固定构件是聚酰亚胺(PI)带。
12.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中：
所述隔离物由绝缘材料制成。
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