CN111566840A - 圆柱形锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的各种实施例涉及一种圆柱形锂离子二次电池。要解决的问题在于提供一种在过充电期间内部气体压力大于预定的第一参考压力(操作压力)且小于预定的第二参考压力(断裂压力)时可以保持内部密封同时通过盖组件阻断电流路径的圆柱形锂离子二次电池。为此，本发明提供了一种圆柱形锂离子二次电池，该圆柱形锂离子二次电池包括：圆柱形罐；电极组件，被容纳在圆柱形罐中；以及盖组件，用于密封圆柱形罐，其中，盖组件包括顶板、中间板和底板，顶板具有形成有凹口的平坦表面，中间板结合到顶板并且包括穿过中间板的中心形成的第一通孔，底板与电极组件电连接，利用置于中间板与底板之间的绝缘板附着到中间板并且通过中间板的第一通孔连接到顶板。

Description

圆柱形锂离子二次电池
技术领域
本发明的各种实施例涉及一种圆柱形锂离子二次电池。
背景技术
锂离子二次电池由于各种优点(包括高工作电压、每单位重量的高能量密度等)而正在被广泛用于便携式电子装置以及混合动力汽车或电动车辆的电源。
锂离子二次电池可以大体上分类为圆柱形二次电池、棱柱形二次电池、袋形二次电池。具体地，圆柱形锂离子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、注入到罐中以允许锂离子的移动的电解质以及结合到罐的一侧以防止电解质的泄漏和电极组件的分离的盖组件。
发明内容
技术问题
本发明的各种实施例提供了一种圆柱形锂离子二次电池，该圆柱形锂离子二次电池可以在过充电期间内部气体压力大于预定的第一参考压力(操作压力)且小于预定的第二参考压力(断裂压力)时在保持内部密封的同时通过盖组件阻断电流路径。
本发明的各种实施例提供了一种圆柱形锂离子二次电池，该圆柱形锂离子二次电池在内部气体压力大于预定的第二参考压力(断裂压力)时可以通过允许盖组件断裂或破裂(打开)而没有任何阻碍地迅速释放内部气体。
本发明的各种实施例提供了一种圆柱形锂离子二次电池，该圆柱形锂离子二次电池可以根据所形成的焊接区域的位置来任意地确定盖组件的断裂压力。
技术方案
根据本发明的各种实施例，提供了一种圆柱形锂离子二次电池，该圆柱形锂离子二次电池包括：圆柱形罐；电极组件，被容纳在圆柱形罐中；以及盖组件，用于密封圆柱形罐，其中，盖组件包括顶板、中间板和底板，顶板具有在其上形成有凹口的平坦表面，中间板结合到顶板并且包括穿过中间板的中心形成的第一通孔，底板与电极组件电连接，利用置于中间板与底板之间的绝缘板附着到中间板并且通过中间板的第一通孔连接到顶板。
顶板可以包括平坦的顶表面以及与顶表面相对的平坦的底表面，并且凹口形成在底表面上。
顶板可以包括位于中间板上的平坦的上区域、从上区域向下弯曲并且位于中间板的侧部处的侧区域以及从侧区域弯曲并且位于中间板的底部处的下区域。
凹口可以形成在与中间板的第一通孔对应的区域的外侧处。
中间板还可以包括形成在第一通孔周围的多个第二通孔。
当圆柱形罐的内部气体压力大于预定的第一压力且小于预定的第二压力时，顶板可以因内部气体压力而向上凸起变形，并且顶板可以与底板电断开。
当圆柱形罐的内部气体压力大于预定的第二压力时，凹口可以断裂，并且圆柱形罐的内部气体随后可以释放到外部。
一个或更多个焊接区域还可以形成在顶板和中间板之间，以确定顶板的断裂压力。
随着所形成的焊接区域定位得远离顶板的边缘，顶板的断裂压力可以相对小。
有益效果
如上所述，在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池中，当内部气体压力大于预定的第一参考压力(操作压力)且小于预定的第二参考压力(断裂压力)时，可以保持内部密封同时通过盖组件阻断电流路径。
在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池中，当电流路径被盖组件阻断之后的内部气体压力大于预定的第二参考压力(断裂压力)时，可以通过允许盖组件断裂或破裂(打开)而使内部气体在没有任何阻碍的情况下释放到外部。
在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池中，盖组件的断裂压力可以根据所形成的焊接区域的位置而任意地确定。
在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池中，可以通过使盖组件的上端高度等于或小于圆柱形罐的上端高度来实现相对大的电池容量。
根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池包括包含相对软的纯铝或铝合金的盖组件，使得盖组件在内部气体压力达到预定的参考压力时容易断裂(打开)，从而改善电池的安全性。
附图说明
图1a和图1b是根据本发明的各种实施例的二次电池的透视图和剖视图，图1c是仅示出盖组件的分解透视图。
图2a和2b是示出根据本发明的实施例的圆柱形二次电池中的盖组件操作和破裂的状态的剖视图。
图3a和图3b是示出根据本发明的各种实施例的二次电池的盖组件的剖视图。
图4a和图4b是示出根据本发明的各种实施例的圆柱形二次电池中的盖组件的断裂压力/操作压力与焊接区域之间的关系的剖视图和曲线图。
具体实施方式
在下文中，将详细地描述本发明的实施例。
然而，本发明的实施例可以以许多不同的形式修改，并且不应被解释为限于在此阐述的示例(或示例性)实施例。相反，提供这些示例实施例使得本发明将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员传达本发明的方面和特征。
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。同样的标记始终指代同样的元件。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，或者中间元件C可以存在于其间，使得元件A和元件B彼此间接连接。
在此所使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不意图成为发明的限制。如在此所使用的，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。还将理解的是，在本说明书中使用术语“包含或包括”和/或其变型时，说明存在所述特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
将理解的是，尽管术语第一、第二等可以在此用于描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、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，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/或第二部分而不脱离本发明的教导。
为了易于描述，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语旨在涵盖除了附图中所描绘的方位之外的在使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其他元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以涵盖上方和下方两种方位。
图1a和图1b是根据本发明的各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100的透视图和剖视图，图1c是仅示出盖组件140的分解透视图。
如图1a、图1b和图1c中所示，根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100可以包括圆柱形罐110、电极组件120和盖组件140。在一些情况下，圆柱形锂离子二次电池100还可以包括中心销130。另外，在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100中，盖组件140执行电流阻断操作，因此在一些情况下可以被称为电流阻断装置。
圆柱形罐110包括圆形的底部111和从底部111的外围向上延伸预定长度的侧壁112。在制造二次电池的工艺中，圆柱形罐110的顶部或顶端保持敞开。因此，在组装二次电池100的工艺中，电极组件120和中心销130可以与电解质一起插入到圆柱形罐110中。圆柱形罐110可以由例如钢、钢合金、铝、铝合金或它们的等同物制成，但是本发明的实施例不限于此。
另外，圆柱形罐110可以包括形成在盖组件140下方以防止电极组件120与盖组件140分离的向内凹陷的卷边部113以及形成在卷边部113上或上方的向内弯曲的压接部114。
电极组件120被容纳在圆柱形罐110中。电极组件120包括涂覆有负极活性物质(例如，石墨或碳)的负极板121、涂覆有正极活性物质(例如，诸如LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4的过渡金属氧化物)的正极板122以及置于负极板121与正极板122之间以防止负极板121与正极板122之间的短路同时仅允许锂离子的移动的隔膜123。负极板121、正极板122和隔膜123被卷绕成基本上圆柱形形状或构造。这里，负极板121可以由铜(Cu)箔或镍(Ni)箔形成，正极板122可以由铝(Al)箔形成，隔膜123可以由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成，但是本发明的实施例不限于此。
另外，负极接线片124可以焊接到负极板121以从负极板121向下突出并延伸预定长度，并且正极接线片125可以焊接到正极板122以从正极板122向上突出并延伸预定长度，或者反之亦然。另外，负极接线片124可以由铜或镍制成，并且正极接线片125可以由铝制成，但是本发明的实施例不限于此。
另外，电极组件120的负极接线片124可以焊接到圆柱形罐110的底部111。因此，圆柱形罐110可以用作负极。在其他实施例中，正极接线片125可以焊接到圆柱形罐110的底部111。在这些实施例中，圆柱形罐110可以用作正极。
另外，第一绝缘板126可以置于电极组件120与圆柱形罐110的底部111之间，第一绝缘板126结合到圆柱形罐110并且具有形成在第一绝缘板126的中心处的第一孔126a和形成在第一孔126a周围的第二孔126b。第一绝缘板126可以防止电极组件120电接触圆柱形罐110的底部111。具体地，第一绝缘板126防止电极组件120的正极板122电接触底部111。这里，当由于二次电池中的异常而产生相对大量的气体时，第一孔126a允许气体通过中心销130迅速向上移动，并且第二孔126b允许负极接线片124穿过第二孔126b以被焊接到底部111。
另外，第二绝缘板127可以置于电极组件120与盖组件140之间，第二绝缘板127结合到圆柱形罐110并且具有形成在第二绝缘板127的中心处的第一孔127a和形成在第一孔127a周围的多个第二孔127b。第二绝缘板127可以防止电极组件120电接触盖组件140。具体地，第二绝缘板127防止电极组件120的负极板121电接触盖组件140。这里，当由于二次电池中的异常而产生相对大量的气体时，第一孔127a允许气体迅速移动到盖组件140，并且第二孔127b允许正极接线片125穿过第二孔127b以被焊接到盖组件140。另外，在电解质的注入期间，其他第二孔127b允许电解质迅速流入电极组件120中。
另外，由于第一绝缘板126的第一孔126a和第二绝缘板127的第一孔127a的直径小于中心销130的直径，因此能够防止中心销130由于外部冲击而电接触圆柱形罐110的底部111或盖组件140。
中心销130呈中空圆柱形管形状并且结合到电极组件120的大致中心部分。中心销130可以由钢、不锈钢、铝、铝合金或聚对苯二甲酸丁二醇酯制成，但是本发明的实施例不限于以上材料。中心销130防止电极组件120在二次电池的充电或放电期间变形，并且可以用作气体移动路径。当然，在一些实施例中，可以不设置中心销130。
盖组件140可以包括顶板141、中间板142、绝缘板143和底板144。
顶板141包括基本上平坦的顶表面141a和与顶表面141a相对的基本上平坦的底表面141b。具体地，顶板141还可以包括形成在底表面141b上的至少一个凹口141c。这里，凹口141c可以具有基本上倒V(“Λ”)形的剖面。另外，当从下方观察时，凹口141c可以具有例如基本上的圆形、椭圆形或“C”形形状，但是本发明的实施例不限于以上形状。凹口141c在二次电池的内部气体压力大于预定的参考压力时断裂或破裂，从而迅速将电池的内部气体释放到外部并最终确保电池的安全。
另外，顶板141可以包括上区域141d、侧区域141e和下区域141f。上区域141d可以位于中间板142上并且可以是基本上平坦的。上区域141d可以用作二次电池的端子，因此可以电连接到外部装置(例如，负载或充电器)。侧区域141e可以从上区域141d向下弯曲，以基本上包围中间板142的侧部。下区域141f从侧区域141e水平地向内弯曲，于是位于中间板142的底部。以这样的方式，顶板141可以通过上区域141d、侧区域141e和下区域141f与中间板142组合。
另外，可以使顶板141的上区域141d的高度等于或小于圆柱形罐110的压接部114的高度，这使圆柱形罐110的内部容积增大，从而使二次电池的容量增大。这里，高度是指从圆柱形罐110的底部111开始的高度范围。
顶板141可以由例如铝、铝合金或它们的等同物制成，但是本发明的实施例不限于以上材料。因此，可以使由铝制成的汇流条、外部引线或外部装置容易地连接(或焊接)到顶板141。
这里，顶板141可以由从由1XXX系列合金(即99.0％或更高纯度的纯铝)、2XXX系列合金(即Al-Cu合金)、3XXX系列合金(即Al-Mn合金)、4XXX系列合金(即Al-Si合金)、5XXX系列合金(即Al-Mg合金)、6XXX系列合金(即Al-Mg-Si合金)和7XXX系列合金(即Al-Zn-(Mg,Cu)合金)组成的组中选择的一种制成。
具体地，顶板141优选由上述系列合金之中的软铝制成。例如，顶板141可以但不限于由具有高强度、优异的耐腐蚀性和良好的焊接性的5XXX系列(例如，5052、5056、5083或5454)Al-Mg合金制成。另外，作为不可热处理合金的1XXX、3XXX或4XXX系列合金可以用作顶板141的材料。
在一些情况下，顶板141还可以包括形成在上区域141d上的弯曲区域141g。当从下方观察时，弯曲区域141g可以呈大致圆环形状。作为示例，定位在弯曲区域141g内侧的上区域141d可以位于比定位在弯曲区域141g外侧的上区域141d高的位置。另外，凹口141c可以形成于定位在弯曲区域141g内侧的上区域141d上。
中间板142可以位于顶板141下面并且可以是基本上平坦的。另外，中间板142可以包括形成在大致中心部分的第一通孔142a。此外，中间板142可以包括形成在第一通孔142a周围的多个第二通孔142b。
这里，稍后将描述的底板144可以穿过第一通孔142a于是电连接到顶板141，并且可以允许内部气体压力直接施加到顶板141。另外，第二通孔142b也可以允许内部气体压力直接施加到顶板141。
形成在顶板141的底表面141b上的凹口141c可以定位成同例如中间板142的第一通孔142a与每个第二通孔142b之间的区域对应。
另外，中间板142还可以包括形成在与顶板141的弯曲区域141g对应的区域上的弯曲区域142c。另外，第二通孔142b可以形成在弯曲区域142c中。因此，中间板142可以大体构造成使得中间板142与顶板141的底表面141b紧密接触。
中间板142可以由例如铝、铝合金或它们的等同物制成，但是本发明的实施例不限于此。
绝缘板143可以位于中间板142下面(附着到中间板142的底部)，并且可以包括定位成与第一通孔142a对应的通孔143a。当从下方观察时，绝缘板143可以呈具有预定宽度的大致圆环形状。作为示例，绝缘板143可以定位成同中间板142的第一通孔142a与每个第二通孔142b之间的区域对应。另外，绝缘板143用于使中间板142和底板144彼此绝缘。例如，绝缘板143可以位于中间板142与底板144之间并且可以经受超声波焊接，但是本发明的实施例不限于此。
绝缘板143可以由例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯丙烯二烯单体(M类)橡胶(EPDM橡胶)或它们的等同物制成，但是本发明的实施例不限于以上材料。这些绝缘材料不与电解质反应，因此即使在长时间使用二次电池100之后，绝缘板143也不会变形。
底板144通过绝缘板143的通孔143a和中间板142的第一通孔142a电连接到顶板141，于是附着到绝缘板143。即，底板144可以包括连接(焊接)到顶板141的上区域141d的第一区域144a、从第一区域144a弯曲并且穿过中间板142的通孔142a和绝缘板143的通孔143a的第二区域144b以及从第二区域144b基本上向外弯曲并且附着到绝缘板143的第三区域144c。在图1c中，未定义的附图标记144e指底板144的第一区域144a焊接到顶板141的上区域141d的底表面141b的焊接区域。
这里，正极接线片125可以电连接到底板144的第三区域144c。另外，第三区域144c与中间板142间隔开，并且还与顶板141的下区域141f间隔开。此外，底板144的第一区域144a还可以包括一个或更多个凹入的凹槽144d。当电池的内部气体压力大于预定的压力时，顶板141向上凸起变形。在这种情况下，凹槽144d可以用于使底板144的第一区域144a容易地与第二区域144b分离。因此，顶板141与底板144之间的电流路径会被阻断。
底板144可以由例如铝、铝合金或它们的等同物制成，因此由铝制成的正极接线片125可以容易地焊接到底板144。
盖组件140还可以包括使顶板141和圆柱形罐110的侧壁112彼此绝缘的绝缘垫圈145。这里，绝缘垫圈145被构造成被基本压缩在形成于圆柱形罐110的侧壁112上的卷边部113和压接部114之间。另外，绝缘垫圈145可以基本上包围顶板141的侧区域141e以及定位在侧区域141e周围的上区域141d和下区域141f，从而密封电池的内部。
另外，电解质(未示出)被注入到圆柱形罐110中，允许在充电和放电期间由二次电池中的负极板121和正极板122中的电化学反应产生的锂离子移动。电解质可以是包括锂盐和高纯有机溶剂的混合物的非水有机电解质。另外，电解质可以是使用聚合物的聚合物电解质或固体电解质。然而，本发明的实施例不限于以上电解质。
利用盖组件140的这些特征，根据实施例的圆柱形锂离子二次电池100可以通过使盖组件140的上端高度等于或小于圆柱形罐110的上端高度而具有相对大的容量。另外，圆柱形锂离子二次电池100包括包含相对软的纯铝或铝合金的盖组件140，使得当内部气体压力达到预定的参考压力时，盖组件140容易断裂或破裂(打开)，从而改善电池的安全性。
图2a和图2b是示出根据本发明的实施例的圆柱形锂离子二次电池100中的盖组件140操作和破裂的状态的剖视图。
如图2a中所示，在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100中，当圆柱形罐110的内部气体压力大于预定的第一参考压力(操作压力)且小于预定的第二参考压力(断裂压力)时，顶板141向上凸起变形(反转)，并且顶板141可以与底板144电断开。即，底板144的第一区域144a断裂，于是与第二区域144b分离。换言之，第一区域144a的凹槽144d破裂，并且第一区域144a的一些区域在它们仍然连接到顶板141的状态下向上移动。因此，可以阻断顶板141与底板144之间的电流路径。
然而，当二次电池的内部气体压力小于预定的第二参考压力(断裂压力)时，可以保持二次电池的密封，从而防止内部气体释放到外部。
当电池过充电时、当圆柱形二次电池由于渗透和/或坍塌而发生内部短路时或者当电池发生外部短路时，由于电解质的分解和/或活性物质的分解会产生内部气体，导致二次电池的内部气体压力增大。这里，二次电池被设计成使得第二参考压力(断裂压力)大于第一参考压力(操作压力)。二次电池的内部气体压力的这种增大可以表明二次电池处于异常状态，因此电流(充电电流、放电电流、短路电流或过电流)路径首先被上述机械机制阻断，从而改善二次电池的安全性。
如图2b中所示，在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100中，当圆柱形罐110的内部气体压力大于预定的第二压力(断裂压力)时，顶板141破裂从而没有任何阻碍地迅速释放内部气体。即，随着形成在顶板141的底表面141b上的凹口141c破裂，存在于二次电池100内的气体被迅速释放到外部，从而防止二次电池100的爆炸并最终增加二次电池100的安全性。从安全性的观点来看，预先将内部气体释放到外部比如上所述使二次电池100在高压下爆炸更有利。
另外，可以通过形成的凹口141c的深度来调节顶板141的断裂压力(或第二压力)。例如，可以通过将凹口141c形成为具有相对小的深度来增大断裂压力，可以通过将凹口141c形成为具有相对大的深度来减小断裂压力。
如上所述，当内部气体压力大于预定的第一参考压力(操作压力)并且小于预定的第二参考压力(断裂压力)时，根据实施例的圆柱形锂离子二次电池100首先可以通过盖组件140阻断电流路径。这时，电池的内部密封仍然得以保持。另外，当电流路径被盖组件140阻断之后的内部气体压力大于预定的第二参考压力(断裂压力)时，盖组件140断裂或破裂(打开)，因此根据实施例的圆柱形锂离子二次电池100其次可以没有任何阻碍地将内部气体释放到外部。
即，根据实施例的圆柱形锂离子二次电池100可以通过在内部气体压力大于预定的第一参考压力时首先阻断电流路径并且在内部气体压力大于预定的第二参考压力时其次将内部气体释放到外部来以两个步骤执行安全相关操作。
同时，顶板141的断裂压力可以通过在顶板141的操作(反转)期间形成的铰接点以及凹口141c的深度来确定。即，当顶板141反转时，可以存在开始反转的铰接点。例如，铰接点可以是绝缘垫圈145与顶板141之间的边界区域。即，铰接点可以是顶板141的上区域141d的与绝缘垫圈145的端部对应的区域。因此，顶板141的断裂压力可以根据铰接点的位置而变化，这将在下面描述。
图3a和图3b是示出根据本发明的各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100的盖组件140A和140B的剖视图。
如图3a和图3b中所示，在根据各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100中，为了确定(调节)顶板141的断裂压力，盖组件140A和140B还可以分别包括形成在顶板141与中间板142之间的一个或更多个焊接区域146A和146B。焊接区域146A和146B可以通过例如激光焊接、电阻焊接或超声焊接形成，但是本发明的实施例不限于此。例如，当从上方观察时，焊接区域146A和146B可以成形为使得基本上连续的圆形环或点排列，但是本发明的实施例不限于此。另外，例如，焊接区域146A和146B可以形成在顶板141和中间板142的边缘附近的区域处，但是本发明的实施例不限于此。即，焊接区域146A和146B可以形成在顶板141和中间板142的同中间板142的每个第二通孔142b与中间板142的外围之间的位置对应的区域处，但是本发明的实施例不限于此。
这里，随着所形成的焊接区域146A和146B越来越远离顶板141的边缘，顶板141的断裂压力会逐渐减小。换言之，随着所形成的焊接区域146A和146B越来越靠近顶板141的边缘，顶板141的断裂压力会逐渐增大。这里，断裂压力意味着形成在顶板141中的凹口141c断裂或破裂的压力。
作为示例，如图3a中所示，当焊接区域146A定位为距顶板141的边缘相对远时(即，当焊接区域146A定位为距顶板141的中心相对近时)，顶板141的断裂压力会相对小。即，顶板141的凹口141c会由于电池的相对小的内部压力而断裂或破裂。
作为另一示例，如图3b中所示，当焊接区域146B定位为距顶板141的边缘相对近时(即，当焊接区域146B定位为距顶板141的中心相对远时)，顶板141的断裂压力会相对大。即，顶板141的凹口141c会由于电池的相对大的内部压力而断裂或破裂。
断裂压力的这种变化归因于用于断裂的体积变化。
换言之，焊接区域146A和146B可以被认为是铰接点，并且顶板141的上区域141d可以被认为是反转区域。
随着焊接区域146A和146B越来越靠近顶板141的外围(即，越来越远离中心)，用于使顶板141反转的体积会增大，因此可能需要相对大的内部压力用于使顶板141操作或断裂。因此，断裂压力/操作压力会增大。
然而，随着焊接区域146A和146B越来越远离顶板141的外围(即，越来越靠近中心)，用于使顶板141反转的体积会减小，因此可能需要相对小的内部压力用于使顶板141操作或断裂。因此，断裂压力/操作压力会减小。
即，根据本发明，焊接区域146A和146B替代绝缘垫圈145与顶板141的接触边界区域被任意地确定为顶板141的铰接点，从而允许二次电池100任意地调节顶板141的操作压力和/或断裂压力。
另外，可以通过使用焊接区域146A和146B调节顶板141的操作压力和/或断裂压力来均匀地控制任何类型的二次电池中的顶板141的操作压力和/或断裂压力。
实际上，断裂压力和操作压力可以一起增大或减小。
图4a和图4b是示出根据本发明的各种实施例的圆柱形锂离子二次电池100中的盖组件140的断裂压力/操作压力与焊接区域之间的关系的剖视图和曲线图。在图4b中，X轴(横轴)指示焊接区域距中心的距离，Y轴(纵轴)指示断裂压力/操作压力。
如图4a和图4b中所示，顶板的断裂压力从顶板的焊接区域的中心朝向顶板的外围逐渐增大。换言之，随着焊接区域形成得越靠近顶板的外围，使顶板操作或断裂所需的压力增大。再换言之，随着焊接区域形成得越靠近顶板的中心时，使顶板操作或断裂所需的压力减小。
另外，如图4a和图4b中所示，顶板的断裂压力从顶板的焊接区域的中心朝向顶板的中心逐渐减小。换言之，随着焊接区域形成得越靠近顶板的中心，使顶板操作或断裂所需的压力减小。再换言之，随着焊接区域形成得越靠近顶板的外围，使顶板操作或断裂所需的压力增大。
虽然已经描述了前述实施例来实践本发明的圆柱形锂离子二次电池，但是阐述这些实施例是为了说明的目的，而不用于限制发明。本领域技术人员将容易理解的是，在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出许多修改和变化，并且这些修改和变化涵盖在本发明的范围和精神内。

Claims (9)

1.一种圆柱形锂离子二次电池，所述圆柱形锂离子二次电池包括：
圆柱形罐；
电极组件，被容纳在圆柱形罐中；以及
盖组件，用于密封圆柱形罐，
其中，盖组件包括顶板、中间板和底板，顶板具有形成有凹口的平坦表面，中间板结合到顶板并且包括穿过中间板的中心形成的第一通孔，底板与电极组件电连接，利用置于中间板与底板之间的绝缘板附着到中间板并且通过中间板的第一通孔连接到顶板。
2.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，顶板包括平坦的顶表面以及与顶表面相对的平坦的底表面，并且凹口形成在底表面上。
3.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，顶板包括位于中间板上的平坦的上区域、从上区域向下弯曲并且位于中间板的侧部处的侧区域以及从侧区域弯曲并且位于中间板的底部处的下区域。
4.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，凹口形成在与中间板的第一通孔对应的区域的外侧处。
5.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，中间板还包括形成在第一通孔周围的多个第二通孔。
6.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，当圆柱形罐的内部气体压力大于预定的第一压力且小于预定的第二压力时，顶板因内部气体压力而向上凸起变形，并且顶板与底板电断开。
7.根据权利要求6所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，当圆柱形罐的内部气体压力大于预定的第二压力时，凹口断裂，并且圆柱形罐的内部气体随后被释放到外部。
8.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，一个或更多个焊接区域进一步形成在顶板与中间板之间，以确定顶板的断裂压力。
9.根据权利要求8所述的圆柱形锂离子二次电池，其中，随着所形成的焊接区域被定位为远离顶板的边缘，顶板的断裂压力相对小。
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