CN111418082B - 二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例涉及一种二次电池,其中,要解决的技术问题是提供一种具有低电阻且可以在不损失容量的情况下输出高功率并且可以防止电极组件的变形或破裂的二次电池。为此,本发明提供了一种二次电池,该二次电池包括:圆柱形罐;电极组件,被容纳在圆柱形罐中,并且包括在作为圆柱形罐的长度方向的第一方向上延伸的多个第一接线片以及在与第一方向相反的第二方向上延伸的多个第二接线片;盖组件,用于密封圆柱形罐;第一集流结构,在与圆柱形罐绝缘的同时将所述多个第一接线片电连接到盖组件;第二集流结构,用于将所述多个第二接线片电连接到圆柱形罐。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及一种二次电池。
背景技术
锂离子二次电池由于包括高工作电压、每单位重量的高能量密度等的各种优点而正在被广泛用于便携式电子装置和混合动力汽车或电动车辆的电源中。
二次电池可以被分类为圆柱形类型、棱柱形类型或袋形类型。特别地,圆柱形二次电池通常包括圆柱形电极组件、结合到电极组件的圆柱形罐、被注入到罐中以使锂离子能够移动的电解质以及结合到罐的一侧以防止电解质的泄漏并防止电极组件的分离的盖组件。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对所描述技术的背景的理解,因此,其可能包含不构成对于本领域普通技术人员而言在该国已经知道的现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供了一种二次电池,该二次电池具有低电阻且可以在不损失容量的情况下输出高功率,并且可以防止电极组件的变形或破裂。
技术方案
根据本发明的一个方面,提供了一种二次电池,所述二次电池包括:圆柱形罐;电极组件,被容纳在圆柱形罐中,并且包括在作为圆柱形罐的长度方向的第一方向上延伸的多个第一接线片以及在与第一方向相反的第二方向上延伸的多个第二接线片;盖组件,用于密封圆柱形罐;第一集流结构,在与圆柱形罐绝缘的同时将所述多个第一接线片电连接到盖组件;第二集流结构,用于将所述多个第二接线片电连接到圆柱形罐。
第一集流结构可以包括:导电基体构件,具有定位在其中心部处以使所述多个第一接线片能够穿过的通孔;导电覆盖构件,结合到导电基体构件,并且压缩所述多个第一接线片。
导电覆盖构件可以通过导电引线接线片电连接到盖组件。
导电基体构件还可以包括定位在面对电极组件和罐的表面中的每个表面上的绝缘层。
导电覆盖构件可以包括连接到导电基体构件的通孔的覆盖构件通孔。
导电覆盖构件、所述多个第一接线片和导电基体构件可以焊接到彼此。
第二集流结构可以包括:导电基体构件,具有定位在其中心部处以使所述多个第二接线片能够穿过的通孔;导电覆盖构件,结合到导电基体构件,并且压缩所述多个第二接线片。
导电覆盖构件可以被直接焊接到罐的底表面。
导电基体构件还可以包括定位在面对电极组件的表面上的绝缘层。
导电基体构件、所述多个第二接线片和导电覆盖构件可以焊接到彼此。
有益效果
如以上描述,本发明的实施例提供了一种二次电池,该二次电池具有低电阻并可以在不损失容量的情况下输出高功率,并且可以防止电极组件的变形或破裂。
也就是说,在实施例中,通过从电极组件引出多个接线片(或多接线片)并且通过大面积集流结构将所述多个接线片电连接到盖组件和/或圆柱形罐,二次电池可以具有低电阻并且可以输出高功率。
另外,在传统的二次电池中,准备有分离的接线片,活性物质层被从电极板的区域去除,并且分离后的接线片被焊接到前述区域,这使活性物质层的量减少,从而不可避免地降低了电池容量,与在前述传统的二次电池中不同,在根据实施例的二次电池中,由于电极组件包括通过基体材料冲压方法获得的接线片,因此在总的电池容量中将不存在损失。
另外,在实施例中,由于电极组件包括通过基体材料冲压方法形成的接线片,所以尽管在二次电池的充电和放电期间电极组件的体积膨胀或收缩,也能够防止电极组件的变形或破裂。也就是说,由于通过基体材料冲压方法形成的接线片不使电极组件的圆形度(即,表明电极组件的形状与真圆形有多接近的圆度)劣化,因此电极组件不会变形或破裂而与二次电池的重复充电和放电无关。
附图说明
图1a、图1b和图1c是根据本发明的实施例的二次电池的透视图、剖视图和分解透视图。
图2a至图2e是示出根据本发明的实施例的二次电池的第一集流结构的各种形状的剖视图。
图3a至图3e是示出根据本发明的实施例的二次电池的第二集流结构的各种示例形状的剖视图。
图4a至图4d是示出根据本发明的实施例的将第一集流结构和第二集流结构连接到二次电池的电极组件的方法的示意图。
图5a至图5c是示出根据本发明的实施例的将第一集流结构连接到二次电池的电极组件的方法的示意图。
具体实施方式
在下文中,将详细地描述本发明的优选实施例。
本发明的各种实施例可以以许多不同的形式来实施,并且不应该被解释为限于在此阐述的示例实施例。而是,发明的这些示例实施例被提供为使得发明将是彻底和完整的,并且将向本领域技术人员传达发明的发明构思。
另外,在附图中,为了简洁和清楚,夸大了各种组件的尺寸或厚度。同样的标号始终是指同样的元件。如在此所使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。另外,将理解的是,当元件A被称为“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间接地彼此连接。
在此使用的术语仅出于描述具体实施例的目的,而不旨在限制发明。如在此所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是,术语“包含”或“包括”和/或其变型用在本说明书中时,说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作,元件和/或组件,但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
将理解的是,尽管在此可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分,但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来将一个构件、元件、区域、层和/或部分与另一构件、元件、区域、层和/或部分区分开。因此,在不脱离本发明的教导的情况下,例如,下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分。
为了易于描述,在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等的空间相对术语来描述如在附图中示出的一个元件或特征与另一(其它)元件或特征的关系。将理解的是,空间相对术语旨在包含装置在使用或操作中的除了在附图中描绘的方位之外的不同方位。例如,如果附图中的装置被翻转,则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上”或“上方”。因此,术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。
图1a、图1b和图1c是根据本发明的实施例的二次电池的透视图、剖视图和分解透视图。
如图1a、图1b和图1c中所示,根据实施例的二次电池100包括圆柱形罐110、圆柱形电极组件120、第一集流结构130、第二集流结构140和盖组件150。
另外,根据本发明的二次电池100还可以包括使圆柱形罐110和盖组件150彼此绝缘的绝缘垫圈160以及结合到电极组件120的中心销170。
圆柱形罐110包括基本上圆形的底部111和从底部111向上延伸给定长度的侧部112。在二次电池的制造期间,圆柱形罐110的顶部处于打开状态。因此,在二次电池的组装期间,电极组件120、第一集流结构130和第二集流结构140可以被集成为单个结构以然后被插入到圆柱形罐110中。此后,电解质可以被另外注入到圆柱形罐110中。
圆柱形罐110可以由钢、钢合金、镀镍钢、镀镍钢合金、铝、铝合金或其等同物制成,但是本发明的方面不限于此。另外,为了防止盖组件150的分离,圆柱形罐110可以包括在下部处向内凹陷的卷边部(beading part)113和在上部处向内折边的压接部(crimpingpart)114。
圆柱形电极组件120被容纳在圆柱形罐110中。电极组件120包括涂覆有第一电极活性物质(例如,诸如过渡金属氧化物(LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4)的正极活性物质)的第一电极板121、涂覆有第二电极活性物质(例如,诸如石墨、碳或硅的负极活性物质)的第二电极板122以及隔膜123,所述隔膜123定位在第一电极板121与第二电极板122之间,并且在防止第一电极板121与第二电极板122之间的电短路的同时仅使锂离子在第一电极板121与第二电极板122之间移动。第一电极板121、第二电极板122和隔膜123被堆叠,然后被卷绕成基本上圆柱形构造。例如,第一电极板121可以包括铝(Al)箔,第二电极板122可以包括铜(Cu)或镍(Ni)箔,但是本发明的方面不限于此。另外,隔膜123的示例可以包括但是不限于聚乙烯隔膜(PES)、聚丙烯隔膜(PPS)、陶瓷涂覆隔膜(CCS)、聚合物涂覆隔膜(PCS)、多层涂覆隔膜(MCS)或多功能隔膜(MFS)。
同时,第一电极板121包括向上突出并延伸预定长度的多个第一接线片124(即,正极基体材料冲压接线片或正极多接线片),第二电极板122包括向下突出并延伸预定长度的多个第二接线片125(即,负极基体材料冲压接线片或负极多接线片)。这里,第一接线片124和第二接线片125的突出延伸方向可以与圆柱形罐110和/或圆柱形电极组件120的突出延伸方向相同。当第一接线片124的突出延伸方向被定义为第一方向时,第二接线片125的突出延伸方向可以被定义为第二方向。
以这样的方式,多个第一接线片124和多个第二接线片125设置在电极组件120中,从而提供在不损失电池容量的情况下能够有低电阻和高输出功率的二次电池。另外,由于多个第一接线片124和多个第二接线片125以基体材料冲压的方式设置,因此可以防止电极组件120的变形(即,圆度的劣化)或破裂。
另外,第一接线片124可以由铝制成,第二接线片125可以由铜或镍制成,但是本发明的方面不限于此。
另外,电极组件120的第一接线片124电连接到下面将描述的第一集流结构130,电极组件120的第二接线片125电连接到下面将描述的第二集流结构140。此外,第一集流结构130电连接到盖组件150,第二集流结构140电连接到圆柱形罐110。因此,盖组件150可以作为正极操作,圆柱形罐110可以作为负极操作。当然,它们的连接关系可以颠倒,盖组件150可以作为负极操作,圆柱形罐110可以作为正极操作。
第一集流结构130与圆柱形罐110绝缘,并且使设置在电极组件120中的多个第一接线片124电连接到盖组件150。
第一集流结构130包括导电基体构件131和导电覆盖构件136。
导电基体构件131包括:通孔132,形成在导电基体构件131的中心部处以使多个第一接线片124能够穿过通孔132;安装表面133,形成为基本上平坦的,以使弯曲到通孔132的外侧的多个第一接线片124能够被安装在安装表面133上;以及侧壁134,沿着安装表面133的外围向上突出/延伸。另外,导电基体构件131可以包括形成在面对电极组件120和圆柱形罐110的表面(底表面和侧表面)中的每个表面上的绝缘层135(即,聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、金属氧化物层等)(见图2a)。
实际上,绝缘层135防止电极组件120的第二电极板122与导电基体构件131电短路,并且防止导电基体构件131与圆柱形罐110电短路。
导电覆盖构件136被结合到导电基体构件131,并且使多个第一接线片124压靠导电基体构件131。也就是说,导电覆盖构件136成形为基本上圆形盘或圆形板,并且被结合到设置在导电基体构件131上的由安装表面133和侧壁134所限定的空间,以使从通孔132弯曲的多个第一接线片124能够压靠平坦的安装表面133。
另外,导电覆盖构件136、多个第一接线片124和导电基体构件131可以通过例如激光焊接、超声焊接或电阻焊接而彼此焊接。此外,导电覆盖构件136还可以包括连接到导电基体构件131的通孔132的通孔137。
当在二次电池中产生大量内部气体时,导电基体构件131的通孔132和导电覆盖构件136的通孔137使内部气体能够迅速地转移到盖组件150。
除了被定位在中心的通孔132和137之外,穿过导电覆盖构件136和导电基体构件131的多个子通孔138(见图1c)还可以设置在通孔132和137的外侧处。多个子通孔138使电解质在电解质注入工艺期间能够迅速地流入到电极组件120中。这里,子通孔138也使在电极组件120中产生的烟迅速地朝向盖组件150移动。
导电基体构件131和导电覆盖构件136可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、铜或铜合金。
当导电基体构件131由铝基材料制成时,绝缘层135可以是阳极氧化层,例如,氧化涂层或氧化铝层(Al2O3)。另外,绝缘层135(例如,阳极氧化层)可以根据需要形成在导电覆盖构件136的表面上。绝缘层135可以具有例如但不限于约25μm至约100μm的厚度,从而使电极组件120的容量最大化。作为参考,传统的绝缘层具有在1mm至30mm的范围内的厚度。因此,使用传统的绝缘层的电极组件120会根据增大的厚度而具有减小的容量。
另外,导电覆盖构件136可以通过盖接线片139电连接到盖组件150。也就是说,盖接线片139的底端可以被焊接到导电覆盖构件136,盖接线片139的顶端可以被焊接到盖组件150。
第二集流结构140使设置在电极组件120中的多个第二接线片125电连接到圆柱形罐110的底部111。
第二集流结构140也包括导电基体构件141和导电覆盖构件146。
导电基体构件141包括:通孔142,形成在导电基体构件141的中心部处以使多个第二接线片125能够穿过通孔142;安装表面143,形成为基本上平坦的,以使弯曲到通孔142的外侧的多个第二接线片125能够被安装在安装表面143上;侧壁144,沿着安装表面143的圆周向上突出/延伸。另外,导电基体构件141可以包括形成在面对电极组件120和圆柱形罐110的表面中的每个表面上的绝缘层145(即,聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、金属氧化物层等)。实际上,绝缘层145防止电极组件120的第一电极板121与导电基体构件141电短路,并且防止导电基体构件141与圆柱形罐110电短路。绝缘层145可以具有例如但不限于约25μm至约100μm的厚度,从而使电极组件120的容量最大化。
在一些情况下,绝缘层145可以在导电基体构件141中不形成在圆柱形罐110上,即,不形成在面对圆柱形罐110的侧部112的区域上。
导电覆盖构件146被结合到导电基体构件141,并且使多个第二接线片125压靠导电基体构件141。也就是说,导电覆盖构件146成形为基本上圆形盘或圆形板,并且被结合到设置在导电基体构件141上的由安装表面143和侧壁144所限定的空间,以使从通孔142弯曲的多个第二接线片125能够压靠平坦的安装表面143。另外,导电覆盖构件146、多个第二接线片125和导电基体构件141可以通过例如激光焊接、超声焊接或电阻焊接而彼此焊接。
此外,导电覆盖构件146可以通过例如激光焊接、超声焊接或电阻焊接直接被焊接到圆柱形罐110的底部111。
导电基体构件141和导电覆盖构件146可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、铜或铜合金。当导电基体构件141由铝基材料制成时,绝缘层145可以是阳极氧化层。
盖组件150可以包括具有多个通孔151a的上盖151、安装在上盖151下方的安全板153、安装在安全板153下方的连接环155、结合到连接环155并具有第一通孔156a和第二通孔156b的下盖156以及被固定到下盖156的底表面并电连接到盖接线片139的子板157。
形成在上盖151中的通孔151a和形成在下盖156中的通孔156b可以在圆柱形罐110的内部压力由于异常(诸如过充电)而增大时将内部气体排放到外部。内部压力使安全板153向上翻转并与子板157电断路。然后,安全板153破裂并且内部气体被排放到外部。
绝缘垫圈160以基本上圆环形状覆盖上盖151、安全板153、连接环155和下盖156,因此使依次按照前述顺序的这些元件与圆柱形罐110的侧部112电绝缘。绝缘垫圈160被构造为基本上被压缩在形成在圆柱形罐110的侧部112上的卷边部113和压接部114之间。绝缘垫圈160可以包括例如耐热树脂,但是本发明的方面不限于此。耐热树脂可以包括例如从由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)和聚苯乙烯(PS)组成的组中选择的两种或更多种,但是本发明的方面不限于此。
中心销170成形为空心圆柱管,并且结合到电极组件120的基本中心部。中心销170可以由钢、钢合金、镀镍钢、镀镍钢合金、铝、铝合金或聚对苯二甲酸丁二醇酯制成,但是本发明的方面不限于此。
中心销170的顶端可以电接触第一集流结构130的导电基体构件131,中心销170的底端可以电接触第二集流结构140的导电基体构件141。为了防止中心销170使第一集流结构130和第二集流结构140彼此电接触,绝缘层还可以形成在中心销170的顶端和底端中的每者上。中心销170可以抑制电极组件120在充电和放电期间的变形,并且可以用作在二次电池100内部产生的气体的移动路径。在一些情况下,可以不安装中心销170。
另外,电解质(未示出)被注入到圆柱形罐110中,并且允许在电池的充电期间和放电期间通过第一电极板121和第二电极板122中的电化学反应产生的锂离子的移动。电解质可以是包括锂盐和高纯度有机溶剂的混合物的非水有机电解质。另外,电解质可以是使用固体电解质的聚合物,但是本发明的方面不限于此。
以这种方式,根据本发明的实施例,电极组件120的第一接线片124和第二接线片125(诸如多个基体材料冲压接线片)分别电连接到包括导电基体构件131与导电覆盖构件136的第一集流结构130和包括导电基体构件141与导电覆盖构件146的第二集流结构140,从而提供在不损失电池容量的情况下能够有低电阻和高输出功率的二次电池100。
另外,由于接线片是通过冲压电极板的基体材料来提供的,而不是通过单独提供接线片并将单独提供的接线片焊接到电极板来提供的,所以可以提供包括没有变形或破裂的电极组件120的二次电池100。
为了增大二次电池的容量,最近已经存在将高浓度硅添加到负极板的活性物质的尝试。然而,在这种情况下,负极板在二次电池的充电期间和放电期间可以经历约25%的体积膨胀率。就这一点而言,根据实施例,多个第一接线片124和多个第二接线片125与第一集流结构130和第二集流结构140被应用于具有如此高的膨胀率的电极组件120,从而大大改善了二次电池100的安全性。
图2a至图2e是示出根据本发明的实施例的二次电池100的第一集流结构130的各种形状的剖视图。
如图2a中所示,第一集流结构130包括:导电基体构件131,具有通孔132,所述通孔132形成在导电基体构件131的中心部处以使多个第一接线片124能够穿过通孔132;以及导电覆盖构件136,结合到导电基体构件131的顶部以使多个第一接线片124能够压靠导电基体构件131,并且具有形成在其中心部处的通孔137。
这里,导电覆盖构件136的通孔137具有比导电基体构件131的通孔132的直径小的直径,因此,中心销170可以在中心销170的顶端穿过导电覆盖构件136的通孔137之后接触导电覆盖构件136。
导电基体构件131还包括形成在其底表面和侧表面上的绝缘层135。另外,导电基体构件131还包括被形成为使导电覆盖构件136能够安装在其上的安装表面133以及沿着安装表面133的圆周向上延伸的侧壁134。侧壁134的内表面被构造为使得其在其中心部处具有相对大的直径并且在其顶部和底部处具有相对小的直径。利用这种构造,一旦导电覆盖构件136与侧壁134的内表面接合,则导电覆盖构件136很难从侧壁134脱离。这种构造在二次电池的制造期间是有利的。也就是说,即使当外部冲击在第一接线片124被插入在导电基体构件131与导电覆盖构件136之间然后被按压的状态下被施加到第一集流结构130时,导电基体构件131与导电覆盖构件136也不彼此分离。因此,例如,电极组件120和第一集流结构130保持稳定的单一结构直到第一集流结构130经历焊接工艺,从而能够进行各种转移模式和容易的管理。
导电覆盖构件136可以成形为具有基本上平坦的顶表面和底表面的圆形盘或圆形板。具体地,导电覆盖构件136的圆周表面在其中心部处具有相对大的直径并且在其顶部和底部处具有相对小的直径。因此,一旦导电覆盖构件136与定位在其下方的导电基体构件131的侧壁134接合,则导电覆盖构件136和导电基体构件131很难彼此脱离。
如图2b中所示,在第一集流结构230中,导电基体构件131还可以包括在安装表面133上向上突出的突起233a(即,三角形突起),导电覆盖构件136还可以包括凹陷236a(即,三角形凹陷)以使突起233a能够结合到导电覆盖构件136的底表面。
因此,导电基体构件131的突起233a和导电覆盖构件136的凹陷236a可以额外地压缩/固定第一接线片124,因此第一集流结构230与第一接线片124之间的结合力可以被进一步增大。
如图2c中所示,在第一集流结构330中,导电基体构件131还可以包括从安装表面133向下凹陷的凹陷333a(即,三角形凹陷),并且导电覆盖构件136还可以在导电覆盖构件136的底表面上包括形成为与凹陷333a接合的突起336a(即,三角形突起)。
因此,导电基体构件131的凹陷333a和导电覆盖构件136的突起336a可以额外地压缩/固定第一接线片124,因此第一集流结构330与第一接线片124之间的结合力可以被进一步被增大。
如图2d中所示,在第一集流结构430中,导电覆盖构件136还可以包括形成在其顶表面上用于激光焊接的凹陷436a(即,矩形凹陷)。也就是说,使导电覆盖构件136相对较薄的凹陷436a进一步形成在导电覆盖构件136的与突起336a的外侧对应的顶表面上,使得导电覆盖构件136在激光焊接工艺期间迅速地熔化,从而将导电覆盖构件136焊接到第一接线片124和导电基体构件131。
如图2e中所示,在第一集流结构530中,导电覆盖构件136还可以包括形成在其顶表面上用于激光焊接的凹陷536a(即,矩形凹陷)。也就是说,使导电覆盖构件136相对较薄的凹陷536a进一步形成在导电覆盖构件136的与突起336a的内侧对应的顶表面上,使得导电覆盖构件136在激光焊接期间迅速地熔化,从而使导电覆盖构件136焊接到第一接线片124和导电基体构件131。
图3a至图3e是示出根据本发明的实施例的二次电池100的第二集流结构140的各种示例形状的剖视图。
图3a至图3e是示出根据本发明的实施例的二次电池100的第二集流结构140的各种形状的剖视图。
如图3a中所示,第二集流结构140包括:导电基体构件141,具有通孔142,所述通孔142形成在导电基体构件141的中心部处以使多个第二接线片125能够穿过通孔142;以及导电覆盖构件146,结合到导电基体构件141的底部以使多个第二接线片125能够压靠导电基体构件141。
这里,由于没有在导电覆盖构件146中形成通孔,所以中心销170的底端可以稳定地定位在导电覆盖构件146上,并且导电覆盖构件146可以在后续的工艺中通过焊接工具被容易地焊接到圆柱形罐110的底部111。
导电基体构件141还包括形成在其顶表面和侧表面中的每者上的绝缘层145。另外,导电基体构件141还可以包括形成在底表面上以使导电覆盖构件146能够被安装在其上的安装表面143以及沿着安装表面143的圆周向下延伸的侧壁144。另外,侧壁144的内表面被构造为使得其在其中心部处具有相对大的直径并且在其顶部和底部处具有相对小的直径。利用这种构造,一旦导电覆盖构件146与侧壁144的内表面接合,则导电覆盖构件146很难从侧壁144脱离。这种构造在二次电池的制造期间是有利的。也就是说,即使当外部冲击在第二接线片125被插入在导电基体构件141与导电覆盖构件146之间然后被压缩的状态下被施加到第二集流结构140时,导电基体构件141和导电覆盖构件146也不彼此分离。因此,例如,电极组件120和第二集流结构140保持稳定的单一结构直到第二集流结构140经历焊接工艺,从而能够进行各种转移模式和容易的管理。
导电覆盖构件146可以成形为具有基本上平坦的顶表面和底表面的圆形盘或圆形板。具体地,导电覆盖构件146的圆周表面在其中心部处具有相对大的直径,并且在其顶部和底部处具有相对小的直径。因此,一旦导电覆盖构件146与定位在其下方的导电基体构件141的侧壁144接合,则导电覆盖构件146和导电基体构件141很难彼此脱离。
如图3b中所示,第二集流结构240中的导电基体构件141还可以包括在安装表面143上向下突出的突起243a(即,三角形突起),导电覆盖构件146可以包括形成在其顶表面上以与突起243a接合的凹陷246a(即,三角形凹陷)。
因此,导电基体构件141的突起243a和导电覆盖构件146的凹陷246a可以额外地压缩/固定第二接线片125,因此第二集流结构240与第二接线片125之间的结合力可以被进一步增大。
如图3c中所示,第二集流结构340中的导电基体构件141还可以包括在安装表面143上向上形成的凹陷343a(即,三角形凹陷),导电覆盖构件146可以包括形成在其顶表面上以结合到凹陷343a的突起346a(即,三角形突起)。
因此,导电基体构件141的凹陷343a和导电覆盖构件146的突起346a可以额外地压缩/固定第二接线片125,因此第二集流结构340与第二接线片125之间的结合力可以被进一步增大。
如图3d中所示,第二集流结构440中的导电覆盖构件146还可以包括形成在其底表面上的用于激光焊接的凹陷446a(即,矩形凹陷)。也就是说,使导电覆盖构件146相对较薄的凹陷446a进一步形成在导电覆盖构件146的与突起346a的外侧对应的底表面上,使得导电覆盖构件146在激光焊接工艺中迅速地熔化,从而将导电覆盖构件146焊接到第二接线片125和导电基体构件141。
如图3e中所示,第二集流结构540中的导电覆盖构件146还可以包括形成在其底表面上用于激光焊接的凹陷546a(即,矩形凹陷)。也就是说,使导电覆盖构件146相对较薄的凹陷546a进一步形成在导电覆盖构件146的与突起346a的内侧对应的底表面上,使得导电覆盖构件146在激光焊接工艺期间迅速地熔化,从而将导电覆盖构件146焊接到第二接线片125和导电基体构件141。
图4a至图4d是示出根据本发明的实施例的用于将第一集流结构130和第二集流结构140连接到二次电池100的电极组件120的方法的示意图。另外,图5a至图5c是示出根据本发明的实施例的用于将第一集流结构130连接到二次电池100的电极组件120的方法的示意图。
如图4a和图5a中所示,电极组件120包括在第一方向上(即,在向上方向上)延伸的多个第一接线片124。另外,如图4a中所示,电极组件120包括在与第一方向相反的第二方向上(即,在向下方向上)延伸的多个第二接线片125。
这里,第一接线片124和/或第二接线片125可以形成为两个阵列,或者可以如图5a中所示形成为三个阵列或四个阵列。随着接线片的数量增加,可以使电阻减小,因此使高功率输出成为可能。因此,接线片的数量可以根据预定设计标准来确定。
如图4b和图5b中所示,将第一接线片124与第一集流结构130中的导电基体构件131的通孔132接合,然后将第一接线片124弯曲以安装在导电基体构件131的安装表面133上。另外,如图4b中所示,将第二接线片125与第二集流结构140中的导电基体构件141的通孔142接合,然后将第二接线片125弯曲以安装在导电基体构件141的安装表面143上。
如图4c中所示,第一集流结构130中的导电覆盖构件136被结合到导电基体构件131于是覆盖第一接线片124。另外,如图4c中所示,在第二集流结构140中,导电覆盖构件146被结合到导电基体构件141于是覆盖第二接线片125。
如图4d和图5c中所示,将激光束照射到第一集流结构130中的导电覆盖构件136,然后导电覆盖构件136的一些区域熔化并在焊接点124A处焊接到第一接线片124和导电基体构件131。另外,如图4d中所示,在第二集流结构140中,使导电覆盖构件146经历激光束照射,使得导电覆盖构件146的一些区域熔化以被焊接到第二接线片125和导电基体构件141。
如以上描述,根据实施例,第一集流结构130被构造为容易地容纳多个第一接线片124,并且第二集流结构140被构造为容易地容纳多个第二接线片125。也就是说,在多个第一接线片124形成在电极组件120中的情况下,将这些元件无故障地电连接到盖组件150是相当困难的。同样地,在多个第二接线片125形成在电极组件120中的情况下,将这些元件无故障地电连接到盖组件150的底部111也是相当困难的。
然而,在本公开的一些实施例中,提供了均包括压缩结构的第一集流结构130和第二集流结构140。因此,多个第一接线片124可以被装配到第一集流结构130的压缩结构中并被压缩在第一集流结构130的压缩结构内,并且多个第二接线片125可以被装配到第二集流结构140的压缩结构中并被压缩在第二集流结构140的压缩结构内,从而容易地将多个第一接线片124和第二接线片125电连接到盖组件150和圆柱形罐110。
另外,与传统的二次电池不同,在根据实施例的二次电池中,绝缘层135形成在第一集流结构130的底表面和侧表面上并且绝缘层145形成在第二集流结构140的顶表面和侧面上,因此不需要单独的绝缘板。也就是说,在一些实施例中,第一集流结构130和第二集流结构140不仅起到绝缘体的作用,而且还起到集流体的作用,从而减少了二次电池100所需的组件的数量。
尽管已经描述了前面的实施例以实践本发明的二次电池,但是这些实施例是出于说明性目的而被阐述,而不用于限制发明。本领域技术人员将容易理解的是,在不脱离如权利要求书中所限定的发明的精神和范围的情况下,可以做出许多修改和变型,并且这样的修改和变型被包含在本发明的范围和精神内。
Claims (7)
1.一种二次电池,所述二次电池包括:
圆柱形罐;
电极组件,被容纳在圆柱形罐中,并且包括在第一方向上延伸的多个第一接线片和在与第一方向相反的第二方向上延伸的多个第二接线片,第一方向是圆柱形罐的长度方向;
盖组件,用于密封圆柱形罐;
第一集流结构,在与圆柱形罐绝缘的同时将所述多个第一接线片电连接到盖组件;以及
第二集流结构,用于将所述多个第二接线片电连接到圆柱形罐,
其中,第一集流结构包括:
导电基体构件,包括:通孔,定位在导电基体构件的中心部处以使所述多个第一接线片穿过通孔;安装表面,形成为平坦的,以使弯曲到通孔的外侧的多个第一接线片被安装在安装表面上;以及侧壁,沿着安装表面的外围向上突出;以及
导电覆盖构件,结合到设置在导电基体构件上的由安装表面和侧壁所限定的空间,以使从通孔弯曲的多个第一接线片压靠安装表面,
其中,导电覆盖构件、所述多个第一接线片和导电基体构件焊接到彼此,并且导电覆盖构件在上表面上还包括用于激光焊接的凹陷,并且
其中,导电覆盖构件通过导电引线接线片电连接到盖组件,并且
突起设置在导电基体构件上并且凹陷设置在导电覆盖构件上,使得突起和凹陷额外地压缩并固定所述多个第一接线片,或者
凹陷设置在导电基体构件上并且突起设置在导电覆盖构件上,使得凹陷和突起额外地压缩并固定所述多个第一接线片。
2.根据权利要求1所述的二次电池,其中,导电基体构件还包括:绝缘层,定位在面对电极组件和罐的表面中的每个表面上。
3.根据权利要求1所述的二次电池,其中,导电覆盖构件包括:覆盖构件通孔,连接到导电基体构件的通孔。
4.根据权利要求1所述的二次电池,其中,第二集流结构包括:
导电基体构件,具有定位在导电基体构件的中心部处以使所述多个第二接线片穿过的通孔;以及
导电覆盖构件,结合到导电基体构件,并且压缩所述多个第二接线片。
5.根据权利要求4所述的二次电池,其中,导电覆盖构件直接焊接到罐的底表面。
6.根据权利要求4所述的二次电池,其中,导电基体构件还包括:绝缘层,定位在面对电极组件的表面上。
7.根据权利要求4所述的二次电池,其中,导电基体构件、所述多个第二接线片和导电覆盖构件焊接到彼此。
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