CN110071232A - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可再充电电池，其包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；罐，具有在其一侧的开口，通过该开口插入电极组件，电极组件被容纳在罐的内部；以及盖板，密封罐的开口。罐包括：第一排气口，在罐的第一侧表面上；以及第二排气口，在罐的第二侧表面上。

Description

可再充电电池
本申请是申请日为2014年1月9日题为“可再充电电池”的第201410009492.0号发明专利申请的分案申请。
技术领域
实施方式涉及可再充电电池。
背景技术
与不能被充电的一次电池不同，二次电池能够被充电或放电。因此，二次电池，即可再充电电池，被广泛用于小型的最新电子设备诸如移动电话、个人数字助理(PDA)和膝上型计算机的领域中。
发明内容
实施方式涉及一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；罐，具有在其一侧的开口，通过该开口插入电极组件，电极组件被容纳在罐的内部中；以及盖板，密封罐的开口。罐包括：第一排气口，在罐的第一侧表面上；以及第二排气口，在罐的第二侧表面上。
罐的第一侧表面和罐的第二侧表面可以位于可再充电电池的彼此相反的侧面上。
第一排气口可以在罐的第一侧表面的下部上。第二排气口可以在罐的第二侧表面的上部上。
第一排气口和第二排气口可以彼此远离地设置。
第一排气口和第二排气口可以均具有槽的形式。第一排气口的深度可以比第二排气口的深度深。
第一排气口可以满足下面的条件不等式1：
<条件不等式1>
其中d1表示第一排气口的深度，t表示罐的厚度。
第二排气口的最大深度可以是第一排气口的深度的大约0.5倍。
第一排气口的深度可以满足下面的条件不等式2：
<条件不等式2>
0.03mm<t-d1<0.07mm，
其中d1表示第一排气口的深度，t表示罐的厚度。
第一排气口和第二排气口中的任一个可以沿着相对于盖板的厚度方向倾斜的方向延伸，第一排气口和第二排气口中的另一个可以平行于盖板的厚度方向延伸或沿着相对于盖板的厚度方向垂直的方向延伸。
实施方式还涉及一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；罐，由金属性材料形成并且具有在其一侧的开口，通过该开口插入电极组件，电极组件被容纳在罐的内部中；以及盖板，焊接至罐以密封罐的开口。罐包括：第一排气口，在罐的第一侧表面的下部上；以及第二排气口，在罐的第二侧表面的上部上，第二侧表面在罐的与第一侧表面相反的一侧。
实施方式还涉及一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；罐，具有在其一侧的开口，通过该开口插入电极组件，电极组件被容纳在罐的内部中；以及盖板，密封罐的开口。罐包括：第一侧表面和第二侧表面，从盖板的长边部分在盖板的厚度方向上延伸，第一侧表面和第二侧表面面对彼此相反的方向；第三侧表面和第四侧表面，从盖板的短边部分沿着盖板的厚度方向延伸，第三侧表面和第四侧表面面对彼此相反的方向；第一排气口，在第一侧表面的下部上；以及第二排气口，在第二侧表面的上部上。
第一排气口可以在第一侧表面的下部的一侧。第二排气口可以在第二侧表面的上部的一侧。
第一排气口和第二排气口中的任一个可以沿着相对于盖板的厚度方向倾斜的方向延伸，第一排气口和第二排气口中的另一个可以平行于盖板的厚度方向延伸或沿着相对于盖板的厚度方向垂直的方向延伸。
第一排气口和第二排气口可以均具有槽的形式。第一排气口的深度可以比第二排气口的深度深。
第一排气口可以满足下面的条件不等式1：
<条件不等式1>
其中d1表示第一排气口的深度，t表示罐的厚度。
第二排气口的最大深度可以是第一排气口的深度的大约0.5倍。
第一排气口的深度满足下面的条件不等式2：
<条件不等式2>
0.03mm<t-d1<0.07mm，
其中d1表示第一排气口的深度，t表示罐的厚度。
第一排气口可以在第一侧表面的下部处，并且可以在第一侧表面的邻近于第三侧表面的一侧。第二排气口可以在第二侧表面的上部处，并且可以在第二侧表面的邻近于第四侧表面的一侧。
第一排气口和第二排气口可以均具有槽的形式。第一排气口的深度可以比第二排气口的深度深。
罐可以由金属性材料形成。
附图说明
对于本领域的普通技术人员来说，通过参考附图详细描述示例性实施方式，特征将变得明显。
从以下结合附图对实施方式的描述，这些和/或其它方面将变得明显并且更易于理解，在附图中：
图1示出透视图，显示根据一实施方式的可再充电电池；
图2示出透视图，显示在以不同的角度看时图1的可再充电电池；
图3示出图1的可再充电电池的分解透视图；
图4示出沿图1的线IV-IV截取的截面图；
图5示出沿图2的线V-V截取的截面图；以及
图6至图9描绘根据不同的实施方式的包括第一排气口和第二排气口的第一侧表面和第二侧表面。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中更全面地描述示例实施方式；然而，它们可以以不同的形式实施并且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式而使得本公开将全面和完整，并且将向本领域的技术人员全面传达示例性实施例。
在附图中，为了图示清晰，可以夸大层和区域的尺寸。相同的附图标记始终指代相同的元件。
在此使用时，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项目的任意和所有组合。诸如“至少之一”的表述在一列元件之前时，其修饰整列元件而不修饰该列中的个别元件。术语第一、第二等可以被用来描述不同的组件，但是组件不应受所述术语限制。术语仅被用于区分一个组件与另一组件。单数表述包括复数表述，除非上下文清楚地另外表示。在本申请中，术语“包括”或“具有”必须被理解为不排除在说明书中描述的一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、元件或组件，或者这些事物的组合或额外可能性的存在，但是表明这样的特征、数目、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在。另一方面，“/”的使用可以根据不同的情况而被理解为“和”，并且可以被理解为“或”。
图1示出透视图，显示根据一实施方式的可再充电电池；图2示出透视图，显示在以不同的角度看时图1的可再充电电池；图3是图1的可再充电电池的分解透视图。
参考图1至图3，根据一实施方式，可再充电电池100可以包括电极组件110、其中容纳电极组件110的罐120以及密封罐120的内部的盖板130。
电极组件110可以包括涂有电极活性材料的第一电极板111和第二电极板112以及插置在第一电极板111和第二电极板112之间的隔板113。电极组件110可以通过以下操作制造：形成其中第一电极板111、隔板113和第二电极板112顺序地层叠的层叠体；以及以果冻卷的形式卷绕该层叠体。第一电极板111和第二电极板112分别电连接到第一电极接头114和第二电极接头115，从而在外部提取通过化学反应形成的电荷。第一电极接头114和第二电极接头115可以在相同的方向上延伸。例如，第一和第二电极接头114和115可以朝向罐120的开口(OP)延伸。
关于电极组件110具有果冻卷的形式的情形描述了本实施方式。在其它实施例中，电极组件110可以是包括第一电极板111、第二电极板112以及插置在第一电极板111和第二电极板112之间的隔板113的层叠结构。
罐120可以形成为实质上长方体形状，并且罐120的一个表面，例如相应于上表面的表面，可以被开口。罐120的被开口的上表面可以被实质上矩形的盖板130封闭，该盖板130具有第一和第二长边部分130e1和130e2以及第一和第二短边部分130e3和130e4。例如，罐120可以包括：第一侧表面120s1，平行于盖板130的厚度方向(“z”方向)并且从盖板130的第一长边部分130e1沿着“z”方向延伸；第二侧表面120s2，面对第一侧表面120s1并且从盖板130的第二长边部分130e2沿着“z”方向延伸；第三侧表面120s3，从盖板130的第一短边部分130e3沿着“z”方向延伸；以及第四侧表面120s4，从盖板130的第二短边部分130e4沿着“z”方向延伸。
罐120可以由金属性材料制造，从而确保强度。例如，罐120可以由铝或铝合金制造。注入有电解质的电极组件110可以被容纳在罐120的内部中。为了不引起与由金属性材料形成的罐120的不期望短路，电极组件110的外表面可以在电极组件110被绝缘片(未示出)围绕的状态下被容纳在罐120的内部中。在电极组件110已经被容纳在罐120的内部中之后，开口(OP)可以被盖板130密封。
盖板130可以密封罐120的开口(OP)，因而罐120的内部可以被紧密地密封。例如，盖板130可以通过激光焊接而耦接到罐120的上部。
电解质入口131可以被提供在盖板130中。在盖板130和罐120耦接之后，电解质可以通过电解质入口131被注入，并且电解质入口131可以被塞子132密封。根据另一实施方式，电解质入口131可以不被提供在盖板130中。在此情形下，在盖板130和罐120通过激光焊接而被整体地耦接之前，可以注入电解质。
电极端子140可以设置在盖板130的顶部上。电极端子140的上表面可以通过盖板130的上部而暴露于外部，其下部可以穿透盖板130，因而被引向罐120的内部。
盖板130以及罐120也可以由金属性材料制造。电极端子140可以电连接到电极组件110的第一电极接头114，因而电极端子140可具有第一极性。盖板130可以电连接到电极组件110的第二电极接头115，因而盖板130可具有第二极性。例如，盖板130可以用作可再充电电池100的正电极，而电极端子140可以用作可再充电电池100的负电极。为了防止可能在盖板130和电极端子140之间发生的短路，可以提供包括绝缘材料的第一垫圈145和第二垫圈(未示出)。
第一垫圈145可以设置为接触盖板130的上表面，第二垫圈可以设置为接触盖板130的下表面。关于第一和第二垫圈分开形成的情形描述了本实施方式，但是在其它实施例中，第一和第二垫圈可以一体形成。为了使由于将罐120焊接到盖板130而具有第二极性的罐120与外部物体或其它可再充电电池100电绝缘，覆盖罐120的第一和第二侧表面120s1和120s2的绝缘膜(未示出)可以附接在罐120的两侧。
第一绝缘构件150可以在罐120的内部设置在电极组件110的上部处。第一绝缘构件150可以使电极组件110与盖板130绝缘。根据另一实施例，第一绝缘构件150可以使电极组件110与盖板130绝缘并且同时可以调整电极组件110在罐120内部的移动。第一绝缘构件150可以包括通孔而使得第一和第二电极接头114和115可以朝向开口(OP)延伸。第一绝缘构件150可以包括形成在与电解质入口131相应的位置处的孔，使得流过电解质入口131的电解质穿过该孔。第二绝缘构件(未示出)可以设置在电极组件110的下部处。因此，可以防止由金属性材料制成的罐120与电极组件110之间的不期望短路。
第一排气口121和第二排气口122形成在罐120的外侧表面上。因此，可以防止或减小可再充电电池100爆炸的风险。如果可再充电电池100异常操作，则在可再充电电池100的内部可能出现气体积累。在内部气体在罐120的内壁上施加压力时，可能发生隆起现象(swelling phenomenon)，其中可再充电电池100，也就是罐120膨胀。在此情形下，第一排气口121和/或第二排气口122可能由于在异常操作期间发生的气体积累而破裂。因此，气体可以散发到外部，因而防止或减小可再充电电池100爆炸的风险。
其中可再充电电池100膨胀的隆起现象可最显著地出现在第一和第二侧表面120s1和120s2的中心区域中，第一和第二侧表面120s1和120s2的中心区域的机械强度相对较弱。一般而言，可再充电电池100的罐120沿着轴(A)的方向膨胀最多，该轴(A)穿过第一和第二侧表面的中心。膨胀的程度可以形成围绕轴(A)的大体同心形状。然而，如果可再充电电池100按照可再充电电池100的内部结构而不均匀地膨胀，则气体的出现位置可能是不均匀的。如果排气口位于不经历由于气体积累而同样多地隆起的表面上，则排气口可能不破裂。在这样的情形下，尽管存在排气口，但是可再充电电池100也可能爆炸。为了防止或减小这样爆炸的风险，第一和第二排气口121和122可以设置在不同表面上的不同位置处。例如，第一排气口121可以形成在第一侧表面120s1的下部处，第二排气口122可以形成在第二侧表面120s2的上部处。当形成在不同表面上的不同位置处的第一和第二排气口121和122的至少一个破裂时，可再充电电池100的内部气体散发，并且可以防止可再充电电池100的爆炸。
图4和图5分别示出第一和第二排气口121和122的横截面，其中图4示出沿图1的线IV-IV截取的截面图，图5示出沿图2的线V-V截取的截面图。
参考图4和图5，第一排气口121和第二排气口122可以以槽的形式分别形成在罐120的外表面上。第一排气口121和第二排气口122的各自深度d1和d2小于罐120的厚度t。
罐120的上部形成开口(OP)并且焊接至盖板130。因此，与罐120的下部的强度相比，罐120的上部的强度可以相对较弱。因而，第二排气口122的深度d2可以形成为比第一排气口121的深度d1浅。例如，第一和第二排气口121和122的深度可以形成为足够深，从而不妨碍第一和第二排气口121和122的防止或减小可再充电电池100爆炸的风险的初始功能。例如，第二排气口122的深度d2的最大值可以是第一排气口121的深度d1的大约0.5倍。在第二排气口122的深度d2大于第一排气口121的深度d1的0.5倍的情形下，即使在可再充电电池100的内部压力低时，第二排气口122也会容易地破裂，并且第二排气口122会由于在盖板130和罐120的焊接期间可能发生的冲击而破裂。因此，可再充电电池100的操作稳定性可能退化。
第一排气口121的深度d1可以满足下面关于罐120的厚度“t”的条件不等式1。
<条件不等式1>
在(t-d1)/t的值小于以上<条件不等式1>的最下限的情形下，即使在可再充电电池100的内部压力低时，第一排气口121也会容易地破裂。因此，可再充电电池100的操作稳定性可能退化。另一方面，在(t-d1)/t的值大于以上<条件不等式1>的最上限时，即使在可再充电电池100的内部压力高时，第一排气口121也不会破裂，这可能最终导致可再充电电池100的爆炸。
根据一实施方式，第一排气口121的深度d1和罐120的厚度“t”可以满足下面的条件不等式2。
<条件不等式2>
0.03mm<t-d1<0.07mm
图6表示分别在图1和图2中显示的可再充电电池的第一侧表面和第二侧表面。图7至图9表示根据其它实施方式的第一和第二侧表面。排气口在形成在相反侧表面上时，在图6至图9中显示为虚线。
参考图6至图9，第一和第二排气口121和122可以彼此远离地设置，从而即使可再充电电池100不均匀地膨胀，在可再充电电池100的内部压力大于预定压力的情形下，第一和第二排气口121和122也可以容易地破裂。
例如，第一排气口121可以形成在第一侧表面120s1的左下部(或右下部)，第二排气口122可以形成在第二侧表面120s2的右上部(或左上部)。第一排气口121可以形成在第一侧表面120s1的下部处，并且可以设置在第一侧表面120s1上的与第三侧表面120s3邻近的区域中。第二排气口122可以形成在第二侧表面120s2的上部处，并且可以设置在第二侧表面120s2上的与第四侧表面120s4邻近的区域中。
第一和第二排气口121和122可以分别沿着不同的方向延伸。例如，如图6所示，第一排气口121可以沿着相对于盖板130的厚度方向(“z”方向)倾斜的方向延伸，而第二排气口122可以沿着与“z”方向平行的方向延伸。
根据另一实施方式，如图7所示，第一排气口121可以沿着相对于盖板130的厚度方向(“z”方向)倾斜的方向延伸，而第二排气口122可以沿着与“z”方向垂直的方向(“x”方向)延伸。
根据另一实施方式，如图8所示，第一排气口121可以沿着与盖板130的厚度方向(“z”方向)平行的方向延伸，而第二排气口122可以沿着相对于“z”方向倾斜的方向延伸。
根据另一实施方式，如图9所示，第一排气口121可以沿着与盖板130的厚度方向(“z”方向)垂直的方向延伸，而第二排气口122可以沿着相对于“z”方向倾斜的方向延伸。
如上所述，第一和第二排气口121和122可以在不同的方向上延伸。因此，即使可再充电电池100不均匀地膨胀，在可再充电电池100的内部压力大于预定压力的情形下，第一和第二排气口121和122也可以配置为使得其至少一个可以破裂。
通过总结和回顾，可再充电电池正被用于各种领域中。因此，根据可再充电电池的使用环境的可靠性测试正成为重要问题。用于可靠性测试的典型项目包括温度耐用性、掉落强度、静电放电(ESD)、充电和放电测试等。可再充电电池可以通过充电和放电而被使用延长的时间期限。因此，可再充电电池的操作稳定性可以是一个重要因素。
实施方式提供了具有排气口的可再充电电池的结构，从而防止由于异常操作引起的爆炸。实施方式提供了在可再充电电池的罐的不同表面上、和/或不同位置处、和/或不同深度处形成的第一和第二排气口。因此，即使可再充电电池在异常条件下不均匀地膨胀，如果可再充电电池的内部压力高于参考压力，第一和第二排气口的任一个也可以容易地破裂。因此，可以防止可再充电电池爆炸。
在此已经公开了实例实施方式，虽然采用了专用术语，但是它们可以仅以一般性和描述性的意义被使用和解释而不用于限制的目的。在一些情况下，由于对于提交本申请的领域内的普通技术人员来说将是显然的，关于特定实施方式描述的特征、特性、和/或元件可以单独地使用或者可以与关于其它实施方式描述的特征、特性、和/或元件结合地使用，除非另外特别指出。因此，本领域技术人员将理解，可以进行形式和细节的各种改变，而不脱离由权利要求书所阐述的精神和范围。
2013年1月30日在韩国知识产权局提交且发明名称为“可再充电电池”的韩国专利申请No.10-2013-0010719通过引用被整体结合于此。

Claims (15)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板；
罐，形成为长方体形状且具有在其一侧的开口，通过所述开口插入所述电极组件，所述电极组件被容纳在所述罐的内部中；以及
盖板，密封所述罐的所述开口，
所述罐包括：
具有第一槽的第一排气口，在所述罐的第一侧表面上；以及
具有第二槽的第二排气口，在所述罐的第二侧表面上，
其中：
所述第一排气口和所述第二排气口中的任一个沿着相对于所述盖板的厚度方向倾斜的方向延伸从而所述第一排气口和所述第二排气口中的所述任一个的两端之间的直线连线相对于所述盖板的所述厚度方向倾斜，
所述第一排气口和所述第二排气口中的另一个平行于所述盖板的所述厚度方向延伸或沿着相对于所述盖板的所述厚度方向垂直的方向延伸，以及
所述第二排气口比所述第一排气口更靠近所述盖板，并且所述第一排气口的所述第一槽的深度比所述第二排气口的所述第二槽的深度深。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述罐的所述第一侧表面和所述罐的所述第二侧表面位于所述可再充电电池的彼此相反的侧面上。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中
所述第一排气口在所述罐的所述第一侧表面的下部上，以及
所述第二排气口在所述罐的所述第二侧表面的上部上。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中
所述第一排气口在所述第一侧表面的所述下部的一侧，以及
所述第二排气口在所述第二侧表面的所述上部的与所述第一排气口所在的所述一侧相反的一侧。
5.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一排气口满足下面的条件不等式1：
<条件不等式1>
其中d1表示所述第一排气口的所述深度，t表示所述罐的厚度。
6.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第二排气口的最大深度是所述第一排气口的所述深度的0.5倍。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一排气口的所述深度满足下面的条件不等式2：
<条件不等式2>
0.03mm<t-d1<0.07mm，
其中d1表示所述第一排气口的所述深度，t表示所述罐的厚度。
8.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板；
罐，形成为长方体形状，由金属性材料形成，并且具有在其一侧的开口，通过所述开口插入所述电极组件，所述电极组件被容纳在所述罐的内部中；以及
盖板，焊接至所述罐以密封所述罐的所述开口，
所述罐包括：
具有第一槽的第一排气口，在所述罐的第一侧表面的下部上；以及
具有第二槽的第二排气口，在所述罐的第二侧表面的上部上，所述第二侧表面在所述罐的与所述第一侧表面相反的一侧，
其中：
所述第一排气口和所述第二排气口中的任一个沿着相对于所述盖板的厚度方向倾斜的方向延伸从而所述第一排气口和所述第二排气口中的所述任一个的两端之间的直线连线相对于所述盖板的所述厚度方向倾斜，
所述第一排气口和所述第二排气口中的另一个平行于所述盖板的所述厚度方向延伸或沿着相对于所述盖板的所述厚度方向垂直的方向延伸，以及
所述第二排气口比所述第一排气口更靠近所述盖板，并且所述第一排气口的所述第一槽的深度比所述第二排气口的所述第二槽的深度深。
9.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括第一电极板、第二电极板以及在所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板；
罐，形成为长方体形状且具有在其一侧的开口，通过所述开口插入所述电极组件，所述电极组件被容纳在所述罐的内部中；以及
盖板，密封所述罐的所述开口，
其中所述罐包括：
第一侧表面和第二侧表面，从所述盖板的长边部分在所述盖板的厚度方向上延伸，所述第一侧表面和所述第二侧表面面对彼此相反的方向；
第三侧表面和第四侧表面，从所述盖板的短边部分沿着所述盖板的所述厚度方向延伸，所述第三侧表面和所述第四侧表面面对彼此相反的方向；
具有第一槽的第一排气口，在所述第一侧表面的下部上；以及
具有第二槽的第二排气口，在所述第二侧表面的上部上，
其中：
所述第一排气口和所述第二排气口中的任一个沿着相对于所述盖板的所述厚度方向倾斜的方向延伸从而所述第一排气口和所述第二排气口中的所述任一个的两端之间的直线连线相对于所述盖板的所述厚度方向倾斜，
所述第一排气口和所述第二排气口中的另一个平行于所述盖板的所述厚度方向延伸或沿着相对于所述盖板的所述厚度方向垂直的方向延伸，以及
所述第二排气口比所述第一排气口更靠近所述盖板，并且所述第一排气口的所述第一槽的深度比所述第二排气口的所述第二槽的深度深。
10.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中：
所述第一排气口在所述第一侧表面的所述下部的一侧，以及
所述第二排气口在所述第二侧表面的所述上部的与所述第一排气口所在的所述一侧相反的一侧。
11.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中所述第一排气口满足下面的条件不等式1：
<条件不等式1>
其中d1表示所述第一排气口的所述深度，t表示所述罐的厚度。
12.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中所述第二排气口的最大深度是所述第一排气口的所述深度的0.5倍。
13.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中所述第一排气口的所述深度满足下面的条件不等式2：
<条件不等式2>
0.03mm<t-d1<0.07mm，
其中d1表示所述第一排气口的所述深度，t表示所述罐的厚度。
14.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中：
所述第一排气口在所述第一侧表面的所述下部，并且在所述第一侧表面的邻近于所述第三侧表面的一侧，以及
所述第二排气口在所述第二侧表面的所述上部，并且在所述第二侧表面的邻近于所述第四侧表面的一侧。
15.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中所述罐由金属性材料形成。
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