CN109643772A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明包括：电极组件，其中隔板置于第一电极和第二电极之间；用于容纳所述电极组件的壳体；用于密封所述壳体上端处的开口的盖板，其中与所述电极组件的所述第一电极电连接的第一端子与所述盖板一体地形成；从所述盖板向上突出的至少一个台阶状部分；和布置在所述盖板的外面的板端子，其中所述板端子在其底部部分上设有凹进的凹槽，该凹槽的尺寸和深度对应于所述台阶状部分的尺寸和高度。根据本发明一个实施例的二次电池在盖板上设有突出的台阶状部分，使得端子能够被固定从而防止向左或向右偏移。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池，更特别地涉及一种其中盖板的板端子部分能够形成为具有期望高度的二次电池。
背景技术
一般来说，不同于不能充电的一次电池，二次电池能够再充电。由一个单电池组成的低容量二次电池用作各种便携式小型电子设备(例如移动电话或便携式摄像机)的电源。其中数十个单电池在电池组中相连的高容量二次电池用作马达驱动器的电源，所述马达驱动器诸如是电动自行车、电动踏板车、混合动力汽车或电动汽车中的那些马达驱动器。
二次电池以各种形状制成，并且典型形状包括棱柱形、圆柱形和袋形。二次电池被配置为使得电极组件通过隔板容纳在壳体中，并且盖板联接到壳体。另外，电极接线片以及正电极端子、负电极端子连接到电极组件，并且穿过盖板暴露和突出到外侧。
发明内容
【要解决的技术问题】
本发明提供了一种二次电池，其被配置为使得连接到盖板的板端子的高度可增加到期望的高度水平。
【技术方案】
根据本发明一个实施例，提供了一种二次电池，包括：电极组件，其中隔板置于第一电极和第二电极之间；用于容纳所述电极组件的壳体；用于密封所述壳体上端处的开口的盖板，其中与所述电极组件的第一电极电连接的第一端子与所述盖板一体地形成；和从盖板向上突出的至少一个台阶状部分。
在本发明的一个方面中，所述二次电池可以进一步包括布置在所述盖板的外面的板端子，其中所述板端子在其底部部分上设有凹进的凹槽，该凹槽的尺寸和深度对应于所述台阶状部分的尺寸和高度。
优选地，所述盖板可以包括突起部分，用于固定所述板端子且向上突出到所述台阶状部分的两侧。
在本发明的另一方面中，所述台阶状部分可以包括一个或多个台阶并且可以与所述盖板一体形成所述板端子。这里，所述台阶状部分可具有其宽度远离盖板表面向上逐渐地减小的台阶形状。所述台阶状部分的侧面通过连接多个竖直部分和多个水平部分而具有台阶形状。
优选地，所述竖直部分沿着垂直于盖板的平面的方向朝向所述台阶状部分的中心倾斜。
【有利效果】
如上所述，在根据本发明一个实施例的二次电池中，在盖板上突出的台阶状部分能够固定板端子，从而防止板端子向左或向右偏移。
另外，在根据本发明一个实施例的二次电池中，由于所述盖板的台阶状部分固定所述板端子，因此能够将所述板端子形成为具有比常规板端子更大的高度。
另外，在根据本发明另一实施例的二次电池中，盖板的一些区域通过多个轧制(rolling)台阶形成为突出的台阶状部分，由此与盖板一体形成板端子。
另外，在根据本发明另一实施例的二次电池中，与所述盖板一体地形成的所述板端子通过形成在盖板的表面上的具有台阶形状的多个台阶状部分而能够形成为具有比常规板端子更大的高度。
另外，在根据本发明另一实施例的二次电池中，可以实现能在单个单元端子成形过程中使用具有受限体积的模具进行成形过程的最大高度。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的二次电池的透视图。
图2是沿图1的线II-II截取的截面图。
图3a和图3b是例示根据本发明一个实施例的盖板的台阶状部分和板端子的透视图，以及例示其中盖板与板端子组装的状态的组装透视图。
图4是例示根据本发明一个实施例的盖板的台阶状部分和板端子的截面图。
图5是根据本发明另一实施例的盖板的透视图。
图6a至6c是例示图5中所示的盖板的台阶状部分的各种型式的截面图。
图7是独立于板端子提供的一般盖板的透视图。
图8以对比方式例示了取决于图6a至6c中所示的台阶状部分的形状的体积率。
具体实施方式
下文中，将详细描述本发明的示例性实施例。本发明各种实施例可以以许多不同形式实施，并且不应解释为局限于本文提出的示例实施例。相反，本公开的这些示例实施例提供为使得本公开将是透彻和完整的，并且会将本公开的发明构思传达给本领域技术人员。
在附图中，为简便和清楚起见，各种部件的大小或厚度被夸大。在所有附图中，同样的数字指示同样的元件。如本文使用的，术语“和/或”包括相关列举项中一项或多项的任何和全部组合。另外，将理解，当元件A称为“连接到”元件B时，元件A可以直接连接到元件B，或者可以存在中间元件C，并且元件A和元件B彼此间接连接。
本文使用的用语仅是为描述特定实施例的目的，而不旨在限制本公开。如本文使用的，单数形式旨在同样包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。另外将理解，术语“包含或包括”及其变形当用在本发明书中时指定存在所述的特征、数字、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。
将理解，虽然术语“第一”、“第二”等等在本文中可用以描述各种构件、元件、区域、层和/或部段，但这些构件、元件、区域、层和/或部段不应受这些术语的限制。这些术语仅用以将一个构件、元件、区域、层和/或部段与另一构件、元件、区域、层和/或部段区分开。由此，例如，在不偏离本公开教导的情况下，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部段可以称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部段。
为易于描述，空间相对术语，诸如“在…下面”、“在…下方”、“下部”、“在…上方”、“上部”等等，在本文中可用以描述如图中例示的一个元件或特征部相对于另一元件或特征部的关系。将理解，空间相对术语旨在涵盖除图中描绘的取向之外的设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果在图中的设备被翻转，则描述为“在其它元件或特征部下方”或“在其它元件或特征部下面”的元件则将定向为“在其它元件或特征部上面”或“在其它元件或特征部上方”。由此，示例性术语“在…下方”可涵盖“在…上方”和“在…下方”的取向。
下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。图1是根据本发明一个实施例的二次电池的透视图，图2是沿图1的线II-II截取的截面图。
参考图1和图2，根据本发明一个实施例的二次电池100包括执行充电和放电操作的电极组件10、用于容纳电极组件10的壳体15、用于密封壳体15的开口的盖板20、安装在盖板20的端子孔H1和H2中以连接到电极组件10的负电极端子21和正电极端子22，以及用以将盖板20和负电极端子21彼此电断开/电连接的外部短路部分40。盖板20电连接到正电极端子22。
通过将负电极11和正电极12安装在作为绝缘体的隔板13的两个表面上，并以包卷构造缠绕负电极11、隔板13和正电极12，形成电极组件10。
负电极11和正电极12分别包括涂覆部分11a和12a和未涂覆部分11b和12b，所述涂覆部分各自具有涂覆在以金属板制成的集电器上的活性物质，所述未涂覆部分各自由在集电器上未涂覆有活性物质的暴露的集电器形成。
负电极11的未涂覆部分11b沿着缠绕的负电极11形成在负电极11的一端处。因此，负电极11和正电极12的未涂覆部分11b和12b分别设置于电极组件10的相反端部处。
壳体15成形为大体长方体，以建立用于容纳电极组件10和电解质溶液的内部空间，并且在长方体的一个表面上形成有将内部空间连接到外部的开口。所述开口允许将电极组件10插入到壳体15中。
盖板20由薄板形成以焊接到壳体15的开口，从而密封壳体15。盖板20另外包括电解质注入孔201、通风孔202和短路孔42。
电解质注入孔201允许在盖板20联接到壳体15然后焊接后将电解质溶液注入到壳体15中。在电解质溶液注入之后，以插塞203密封电解质注入孔201。
以焊接的通风板204密封通风孔202以释放二次电池100的内部压力。当二次电池100的内部压力达到预置压力时，通风板204断裂以打开通风孔202。形成有凹口205以使得通风板204断裂。
同时，负电极端子21和正电极端子22安装成延伸穿过盖板20，然后电连接到电极组件10。也就是说，负电极端子21电连接到电极组件10的负电极11，并且正电极端子22电连接到电极组件10的正电极12。因此，电极组件10通过负电极端子21和正电极端子22被引出到壳体15的外部。
负电极端子21和正电极端子22分别包括安装在盖板20的端子孔H1和H2中的铆钉端子21a和22a、在铆钉端子21a和22a内延伸以与铆钉端子21a和22a一体形成的凸缘21b和22b，以及布置在盖板20的外面以通过铆接或焊接连接到铆钉端子21a和22a的板端子21c和22c。
负电极衬垫36和正电极衬垫37分别插入到在负电极端子21和正电极端子22的铆钉端子21a和22a与盖板20的端子孔H1和H2的内表面之间的部分中，以密封负电极端子21和正电极端子22的铆钉端子21a和22a与盖板20之间的间隙。
负电极引线接线片61和正电极引线接线片62分别电连接到电极组件10的负电极11和正电极12的未涂覆部分11b和12b。例如，负电极引线接线片61和正电极引线接线片62分别包括弯曲的集流器部分611和621和连接器部分612和622。集流器部分611和621分别焊接到电极组件10的未涂覆部分11b和12b，并且连接器部分612和622分别连接到铆钉端子21a和22a。
例如，负电极引线接线片61和正电极引线接线片62的连接器部分612和622分别联接到铆钉端子21a和22a的底端，之后进行敛缝，从而将负电极引线接线片61和正电极引线接线片62的连接器部分612和622连接到导电结构中的铆钉端子21a和22a的底端，同时负电极引线接线片61和正电极引线接线片62的连接器部分612和622分别支撑在凸缘21b和22b上。
内部绝缘体71和72分别安装在负电极引线接线片61和正电极引线接线片62的各连接器部分612和622与盖板20之间，以将负电极引线接线片61和正电极引线接线片62的连接器部分612和622与盖板20电绝缘。另外，各内部绝缘体71和72在一侧与盖板20形成紧密接触，同时在另一侧包围负电极引线接线片61和正电极引线接线片62的各连接器部分612和622、各铆钉端子21a和22a及各凸缘21b和22b，从而稳定其连接结构。
同时，盖板20包括在正电极端子22附近形成的台阶状部分32。台阶状部分32与盖板20一体形成，并且成形为从盖板20向上突出。另外，板端子22c具有在其底部部分形成的凹进的凹槽，以装配到盖板20的台阶状部分32中，然后固定，所述凹进的凹槽的尺寸和深度对应于台阶状部分32的尺寸和高度。
另外，盖板20包括向上突出到台阶状部分32的两侧的板固定突起部分33。板端子22c包括在其相反端部的底部部分处水平地突出的延伸部分34，延伸部分34包括与固定突起部分33对应的凹槽(未示出)。因此，当板端子22c固定联接到台阶状部分32的上部部分时，板端子22c的延伸部分34的凹槽与固定突起部分33接合，由此牢固地固定板端子22c。
外部短路部分40包括：膜片43，密封形成于盖板20中的短路孔42，并且根据内部压力反转；和短路接线片44，电连接到负电极端子21且设置在膜片43的一侧处以彼此间隔开。膜片43焊接到短路孔42，由此密封短路孔42。短路接线片44置于负电极绝缘体31和板端子21c之间。当二次电池100正常工作时，短路接线片44保持在其与膜片43间隔开的状态。
短路接线片44可以由例如镍或不锈钢制成。这里，膜片43可以由与盖板20相同的材料制成，例如铝。
由于盖板20具有正极性，所以外部短路部分40的短路接线片44和负电极端子21的铆钉端子21a在负电极绝缘体31置于它们之间的情况下安装在盖板20上。负电极绝缘体31包括与端子孔H1和短路孔42对应的孔，从而不防碍铆钉端子21a的安装和膜片43的反转。
图3a和图3b是例示根据本发明一个实施例的盖板的台阶状部分和板端子的透视图，以及例示盖板与板端子组装的状态的组装透视图。图4是例示根据本发明一个实施例的盖板的台阶状部分和板端子的截面图。
参考图3a、3b和4，根据本发明的盖板20包括至少一个台阶状部分32，该至少一个台阶状部分32在电极端子中与盖板20一体地形成并且从盖板20向上突出。可以通过在电极端子附近附接具有预定高度且以与盖板20相同的材料制成的金属而形成台阶状部分32。作为替代，通过轧制盖板20的电极端子附近的区域，台阶状部分32优选形成为向上突出以具有预定高度的台阶。台阶状部分32可用以在板端子22c固定联接到盖板20后板端子22c在水平方向上被施加载荷时，支撑板端子22c。另外，由于台阶状部分32具有任意设置的高度，因此根据本发明的二次电池可设计为使得与常规二次电池相比，板端子22c具有增加的高度。另外，可以满足体积率。
在根据本发明实施例的二次电池100中，板端子22c具有在其下部部分中形成的凹进的凹槽，并且所述凹进的凹槽的尺寸和深度优选地对应于台阶状部分32的尺寸和高度，如图4中所示。
另外，盖板20包括在电极端子附近向上突出到台阶状部分32的两侧的板端子固定突起部分33。突起部分33在台阶状部分32的纵长方向上、即在垂直于盖板20的长边的方向上伸长，如图3a中所示。
板端子22c进一步包括在其相反端部的底部部分处水平地突出的延伸部分34。延伸部分34的底表面优选平行于盖板20的顶表面。另外，在延伸部分34中形成有凹槽，以分别对应于固定突起部分33。延伸部分34的凹槽装配到盖板20的固定突起部分33中，以用于与台阶状部分32一起支撑板端子22c。另外，延伸部分34的凹槽可用作在板端子22c通过激光焊接焊接到盖板20时通过焊接联接的部分。
虽然图4中例示了具有比延伸部分34更大高度的固定突起部分33，但是突起部分33和延伸部分34优选形成为具有相同高度，如图3b的组装透视图所示。
另外，板端子22c的延伸部分34的相反的端部与固定突起部分33的相反的端部处于相同位置。
图5是根据本发明另一实施例的盖板的透视图。图6a至6c是例示图5所示的盖板的台阶状部分的各种型式的截面图。图7是独立于板端子提供的一般盖板的透视图。
参考图5，根据本发明另一实施例的盖板20包括至少一个台阶状部分32'，该台阶状部分32'在电极组件的电极端子附近的区域处与盖板20一体形成并且从盖板20向上突出。同时，台阶状部分32'包括多个台阶并且形成与盖板20一体形成的板端子22c。也就是说，不同于如图7中所示的独立于板端子提供的一般盖板，在根据本发明另一实施例的盖板20中，如图5中所示，盖板20的台阶状部分32'可以用作板端子22c。
因此，根据本发明另一实施例的二次电池可减少电极端子的部件(例如，单独的板端子)的数量，并且不需要用于该部件的装配过程。
参考图6a至6c，根据本发明的其它实施例，台阶状部分32'可以包括一个单台阶，或者可以包括具有台阶形状的多个台阶。
图6a和图6b例示台阶状部分32'包括一个单台阶，图6c例示台阶状部分32'包括两个台阶。另外，图6a和图6c中所示的台阶状部分32'具有3.7mm的高度，图6b中所示的台阶状部分32'具有3.0mm的高度。
同时，图6c中所示的台阶状部分32'包括的台阶具有其宽度远离盖板20的表面逐渐减小的台阶形状。在这种情况下，台阶状部分32'通过将多个竖直部分和多个水平部分连接而具有台阶形状。
竖直部分可以沿着垂直于盖板20的平面的方向形成，但也可以形成为在垂直方向上朝向台阶状部分32'的中心倾斜。另外，台阶状部分32'可具有形成为具有与盖板20相同的厚度或根据制造过程具有减小的厚度的侧面。
通过以成形过程(例如，轧制)向上挤压盖板20的电极端子部分，形成台阶状部分32'，所述成形过程可以执行多次以增加台阶状部分32'的高度。可以通过依据轧制的顺序相继地减小轧制的区域而最大化台阶状部分32'的高度。通过以这种方式多次进行轧制，台阶状部分32'可以形成为具有台阶形状的多个台阶，并由此可用作板端子。
图8以对比方式例示了依赖于图6a至6c中所示的台阶状部分的形状的体积率。
为了能以锥进技术进行成形过程，成形过程前后的体积率应是至少3％或更大。参考图8，当如图6a中所示台阶状部分形成为具有一个高度达到3.7mm的单台阶时，成形过程前的体积是693mm3，而成形过程后的体积也是693mm3，从而成形过程前后的体积率是0％。但是，在这种情况下，即使台阶状部分形成为具有期望高度，也不可能进行所述成形过程。另外，如图6b中所示，当台阶状部分形成为具有一个高度达到3.0mm的单台阶时，成形过程之前的体积是677mm3，而成形过程之后的体积是641mm3，从而成形过程前后的体积率是5％。在这种情况下，存在的缺陷是即使体积率足够高以能进行所述成形过程，台阶状部分32'的高度也不能增加至期望的高度水平。如图6c中所示，当台阶状部分形成为具有两个高度达到3.7mm的台阶时，成形过程之前的体积是764mm3，而成形过程之后的体积是736mm3，从而成形过程前后的体积率是4％。在这种情况下，能够通过形成达到3.7mm高度的台阶状部分而形成具有期望高度的板端子，并且所获得的4％的体积率使得能够进行所述成形过程。
也就是说，为将台阶状部分的高度增加到期望的高度水平，同时将成形过程前后的体积率保持为至少3％那样足够高以能通过锥进技术进行成形过程，优选通过多次进行轧制形成台阶状部分，以允许台阶状部分具有两个或更多台阶，如图6c所示。
当常规的板端子通过例如激光焊接被联接到盖板时，需要形成附加的部件(包括例如单独的板端子)，并且需要这些部件的装配过程。
但是，在根据本发明另一实施例的二次电池中，具有多个台阶的台阶状部分的高度可增加至期望的高度水平，从而使得台阶状部分用作板端子。因此，可以不需要单独的板端子部件或其装配过程。
另外，还可以实现最大高度，其能在单个单元端子成形过程中使用体积受限的模具进行成形过程。
虽然已经描述了前文实施例以实践本发明的二次电池，但是这些实施例出于说明性目的而提出，而不用以限制本发明。本领域技术人员将易于理解，在不偏离如在所附权利要求书中限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化，并且这些修改和变化涵盖在本发明的范围和精神内。
【工业实用性】
根据本发明的二次电池可应用于便携式小型电子设备，例如移动电话或便携式摄像机，并且可应用于用于马达驱动器的电源，诸如电动自行车、电动踏板车、混合动力汽车或电动汽车中的马达驱动器。

Claims (9)

1.一种二次电池，包括：
电极组件，其中隔板置于第一电极和第二电极之间；
用于容纳所述电极组件的壳体；
用于密封所述壳体上端处的开口的盖板，其中与所述电极组件的所述第一电极电连接的第一端子与所述盖板一体地形成；和
从所述盖板向上突出的至少一个台阶状部分。
2.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括布置在所述盖板的外面的板端子，其中所述板端子在其底部部分上设有凹进的凹槽，该凹槽的尺寸和深度对应于所述台阶状部分的尺寸和高度。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述盖板包括突起部分，用于固定所述板端子且向上突出到所述台阶状部分的两侧。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述板端子包括在其相反端部的底部部分处水平地突出的延伸部分，所述延伸部分包括与所述固定突起部分对应的凹槽。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述台阶状部分包括一个或多个台阶，并且与所述盖板一体形成所述板端子。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述台阶状部分具有宽度远离所述盖板的表面向上逐渐减小的台阶形状。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述台阶状部分的侧面通过连接多个竖直部分和多个水平部分而具有台阶形状。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中所述竖直部分沿着垂直于所述盖板的平面的方向朝向所述台阶状部分的中心倾斜。
9.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述台阶状部分的侧面具有均匀的厚度。
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