CN111587497A - 圆柱形二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种圆柱形二次电池，该圆柱形二次电池可以具有增大的安全性和容量以及在外部接触表面的增强的耐刮擦性和耐压性。为此，公开了一种圆柱形二次电池，该电池包括：圆柱形壳体；电极组件，被容置在壳体中；以及盖组件，用于密封壳体，其中，盖组件包括顶板、中间板和底板并且包括通过对顶板的表面进行表面处理以具有凹凸结构而形成的表面处理区域，顶板具有形成在其至少一个表面上的凹口，中间板结合到顶板并且包括穿过其中心形成的第一通孔，底板与电极组件电连接并且通过中间板的第一通孔结合到顶板。

Description

圆柱形二次电池
技术领域
本发明涉及一种可以具有增加的安全性和容量以及在外部接触表面的增强的耐刮擦性和耐压性的圆柱形二次电池。
背景技术
锂离子二次电池由于各种优点(包括高操作电压、每单位重量的高能量密度等)而正被广泛地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中。
锂离子二次电池可以大体上被分类为圆柱形二次电池、棱柱形二次电池、袋形二次电池。特别地，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
本发明提供了一种可以具有改善的安全性和容量以及在外部接触表面的增强的耐刮擦性和耐压性的圆柱形二次电池。
技术方案
根据本发明的实施例，提供了一种圆柱形二次电池，该圆柱形二次电池包括：圆柱形壳体；电极组件，被容置在壳体中；以及盖组件，用于密封壳体，其中，盖组件包括顶板、中间板和底板并且包括通过对顶板的表面进行表面处理以具有凹凸结构而形成的表面处理区域，顶板具有形成在其至少一个表面上的凹口，中间板结合到顶板并且包括穿过其中心形成的第一通孔，底板与电极组件电连接并且通过中间板的第一通孔结合到顶板。
这里，表面处理区域可以在顶板的所述表面上形成为偏离凹口所定位在的区域。
另外，表面处理区域可以在顶板的所述表面上形成为相对于凹口所定位在的区域向内定位。
另外，表面处理区域可以在顶板的所述表面上另外形成为相对于凹口所定位在的区域向外定位。
另外，表面处理区域可以形成为具有从滚花形状、压花形状、以网格形状或平行线形状布置的槽中选择的至少一种形状。
另外，包括居中定位的上部区域和通过台阶区域结合到上部区域的边缘区域的顶板可以密封壳体，表面处理区域可以相对于上部区域形成。
另外，边缘区域可以利用形成在壳体上的压接部来被压接，以然后被结合到壳体。
另外，圆柱形二次电池还可以包括位于底板与中间板之间的绝缘板，绝缘板包括与中间板的第一通孔对应的孔。
另外，中间板还可以包括布置在第一通孔外侧的一个或更多个第二通孔。
另外，底板还可以包括定位在通过中间板的第一通孔结合到顶板的区域处的槽。
此外，槽可以相对于顶板的凹口水平地向内定位。
有益效果
如上所述，本发明提供了一种圆柱形二次电池，该圆柱形二次电池通过在内部气体的压力比预设的第一参考压力(操作压力)大时通过盖组件阻断电流路径，并且在内部气体的压力比第二参考压力(破裂压力)大时通过使盖组件能够断裂以将内部气体释放到外部，可以具有改善的安全性。
另外，本发明提供了一种可以通过使电池的总高度减小盖组件的减小的高度来增大电池容量的同时减小电池尺寸的圆柱形二次电池。
另外，本发明提供了一种通过对盖组件的顶板的表面进行表面处理(诸如，滚花或压花)可以减少表面刮擦并且可以承受压力(诸如，负载)的圆柱形二次电池。
附图说明
图1a和图1b是根据本发明的实施例的圆柱形二次电池的透视图和剖视图，图1c是仅示出盖组件的放大剖视图。
图2一起示出了根据本发明的实施例的圆柱形二次电池中的顶板的顶表面和侧表面。
图3a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的状态的剖视图，图3b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破裂的状态的剖视图。
图4一起示出了根据本发明的另一实施例的圆柱形二次电池中的顶板的顶表面和侧表面。
图5一起示出了根据本发明的又一实施例的圆柱形二次电池中顶板的顶表面和侧表面。
[附图标记的简要说明]
140：盖组件 141：顶板
141a：顶表面 141b：底表面
141c：凹口 141d：顶部区域
141e：边缘区域 141f：台阶区域
141g：侧面区域 141h：底部区域
142：中间板 142a：第一通孔
142b：第二通孔 142c：弯曲区域
143：绝缘板 143a：通孔
144：底板 144a：第一区域
144b：第二区域 144c：第三区域
144d：槽 146A、146B：焊接区域
10、20、30：表面处理区域
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被修改，并且不应该被解释为限于在此所阐述的示例(或示例性)实施例。相反，这些示例性实施例被提供为使得本发明将是透彻的和完整的，并且将向本领域技术人员传达本发明的实施例和特征。
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。同样的附图标记始终指同样的元件。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，或者中间元件C可以存在于元件A与元件B之间，使得元件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，而不旨在成为发明的限制。如在此使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式旨在也包括复数形式。还将理解的是，术语“包含或包括”和/或它们的变型形式在本说明书中被使用时，说明存在所陈述的特征、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/或部分不应该被这些术语限制。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。
为了便于描述，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等的空间相对术语来描述如图中所示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，空间相对术语旨在涵盖除了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，如果图中的元件或特征被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件然后将被定位为“在”其它元件或特征“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。
现在将在下文中描述根据实施例的圆柱形二次电池的构造。
图1a和图1b是根据本发明的实施例的圆柱形二次电池的透视图和剖视图，图1c是仅示出盖组件的放大剖视图。
首先，如图1a、图1b和图1c中所示，根据各种实施例的圆柱形二次电池200可以包括壳体110、电极组件120和盖组件140。在一些情况下，圆柱形二次电池100还可以包括中心销130。
圆柱形壳体110包括圆形底部111和从底部111向上延伸预定长度的侧壁112。在制造二次电池的过程中，壳体110的顶部是敞开的。因此，在二次电池的制造期间，电极组件120和中心销130可以与电解质一起插入到壳体110中。壳体110可以由钢、不锈钢、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上述材料。另外，壳体110包括形成在盖组件140的下部处以防止盖组件140偏离到外部的向内凹陷的卷边部113以及形成在盖组件140的上部处的向内弯曲的压接部114。这里，电解质可以处于液相、固相或凝胶相，但本发明的实施例不限于上述相。
电极组件120被容纳在壳体110中。电极组件120包括涂覆有负极活性物质(例如，石墨、碳等)的负极板121、涂覆有正极活性物质(例如，诸如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等的过渡金属氧化物)的正极板122以及定位在负极板121与正极板122之间以防止电短路并且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。这里，负极板121可以由铜(Cu)箔制成，正极板122可以由铝(Al)箔制成，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上述材料。另外，向下突出且以预定长度延伸的负极接线片124可以焊接到负极板121，以预定长度向上突出的正极接线片125可以焊接到正极板122，反之亦然。另外，负极接线片124可以由镍(Ni)制成，正极接线片125可以由铝(Al)制成，但是本发明的实施例不限于上述材料。
另外，电极组件120的负极接线片124可以焊接到壳体110的底部111。因此，壳体110可以用作负极。相反，正极接线片125可以焊接到壳体110的底部111，在这种情况下，壳体110可以用作正极。
另外，结合到壳体110并且具有形成在其中心部处的第一孔126a和形成在其外侧处的第二孔126b的第一绝缘板126可以置于电极组件120与底部111之间。第一绝缘板126防止电极组件120电接触壳体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，当由于二次电池的异常而产生大量气体时，第一孔126a允许气体快速向上移动通过中心销130，第二孔126b允许负极接线片124穿过中心销130以被焊接到底部111。
另外，结合到壳体110并且具有形成在其中心部处的第一孔127a和形成在其外侧处的多个第二孔127b的第二绝缘板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，当由于二次电池的异常而产生大量气体时，第一孔127a允许气体快速地移动到盖组件140，第二孔127b允许正极接线片125穿过其以被焊接到盖组件140。另外，在电解质注入工艺中，第二孔127b允许电解质快速地流入到电极组件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的直径比中心销130的直径小，因此可以防止中心销130由于外部冲击而电接触壳体110的底部111或盖组件140。
中心销130成形为中空的圆柱形管，并且结合到电极组件120的基本上中心部。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上述材料。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。
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背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，当从下方观察时，凹口141c可以具有例如基本上圆形、椭圆形或“C”形形状，但是本发明的实施例不限于上述形状。凹口141c在二次电池的内部气体压力大于预定参考压力(断裂压力)时断裂或破裂，从而将电池的内部气体快速地释放到外部。
另外，顶板141可以包括上部区域141d、边缘区域141e、侧部区域141g和下部区域141h。上部区域141d可以定位在中间板142上并且可以是基本上平面的。上部区域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)。
另外，如稍后将描述的，表面处理区域10可以进一步形成在上部区域141d中。可以通过滚花或压花通过对上部区域141d的顶表面执行表面处理形成表面处理区域10，因此表面处理区域10可以变得高度耐刮擦并且可以能够承受外部负载。
边缘区域141e可以通过具有预定高度的台阶区域141f结合到上部区域141d，因此可以形成在比上部区域141d低的位置处。边缘区域141e可以基本上成形为沿着上部区域141d的边缘定位的环。另外，边缘区域141e的外部可以通过壳体110的压接部114将边缘区域141e与侧部区域141g和下部区域141h压接而结合到壳体110。
当从下方观察时，台阶区域141f可以被成形为基本上圆形环。作为示例，定位在台阶区域141f内侧的上部区域141d可以定位成比定位在台阶区域141f外侧的边缘区域141e高。另外，凹口141c可以形成在定位在台阶区域141f内侧的上部区域141d的底表面上。
侧部区域141g可以从边缘区域141e向下弯曲以基本上围绕中间板142的侧部。
下部区域141h从侧部区域141g水平地向内弯曲，然后结合到中间板142的底部。以这种方式，顶板141可以通过上部区域141d、边缘区域141e、侧部区域141g和下部区域141h结合到中间板142。
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上述材料。因此，铝汇流条、外部引线或外部装置可以容易地连接(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。
特别地，顶板141优选地由上述系列合金之中的软铝制成。例如，顶板141可以由具有高强度、优异的耐腐蚀性和良好的可焊接性的5XXX系列(例如，5052、5056、5083或5454)Al-Mg合金制成，但不限于此。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。
因此，如稍后将描述的，当壳体110的内部压力大于或等于预定的参考压力(操作压力)时，上部区域141d可以向上膨胀，从而使顶板141能够与中间板142物理分离，以然后与中间板142电断路。另外，当壳体110的内部压力大于或等于预定的参考压力(操作压力)时，凹口141c可以断裂并打开，因此内部气体可以释放到外部，从而增大安全性。
另外，由于顶板141具有比向上突出的上盖结构小的高度，所以根据本发明的实施例的圆柱形二次电池100的整体高度减小，从而使二次电池100的尺寸减小并在与传统二次电池的高度相同的高度下增大了二次电池100的容量。
中间板142可以定位在顶板141下并且可以是基本上平面的。另外，中间板142可以包括形成在大致中心部分处的第一通孔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以然后电连接到顶板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。
这里，形成在顶板141的底表面141b上的至少一个凹口141c可以定位成与例如中间板142的第一通孔142a与中间板142的每个第二通孔142b之间的区域对应。
另外，中间板142也可以包括形成在与顶板141的台阶区域141f对应的区域上的弯曲区域142c。因此，中间板142可以大体被构造成使得其与顶板141的底表面141b紧密接触。
当在用于形成壳体110的压接部114的压接期间施加压力时，为了保持顶板141的形状，中间板142可以由例如铝、铝合金或它们的等同物制成。然而，当在压接期间施加的压力不是相对大时，中间板142可以由例如以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或乙烯丙烯二烯单体(M类)橡胶(EPDM橡胶)为例的绝缘材料制成。在这种情况下，由于底板144通过中间板142的第一通孔142a结合到顶板141，所以可以仍然执行正常时的电连接或者稍后将描述的在操作压力和断裂压力下的电断路。
绝缘板143可以定位在中间板142下(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可以成形为具有预定宽度的基本上圆形环。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可以定位在中间板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上述材料。
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，以然后附着到绝缘板143。也就是说，底板144可以包括连接(焊接)到顶板141的上部区域141d的第一区域144a、从第一区域144a弯曲并穿过中间板142的第一通孔142a和绝缘板143的通孔143a的第二区域144b以及从第二区域144b弯曲并附着到绝缘板143的第三区域144c。在图1c中，未定义的附图标记144e指其中底板144的第一区域144a焊接到顶板141的上部区域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，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。如果当电池的内部气体压力大于预定压力(操作压力)时顶板141向上凸起变形，则槽144d可以用于使底板144的第一区域144a与第二区域144b分离。因此，可以阻断顶板141与底板144之间的电流路径。
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可以容易地焊接到底板144。
盖组件140还可以包括使壳体110的顶板141和侧壁112彼此绝缘的绝缘板145。这里，绝缘板145基本上被压缩在形成在壳体110的侧壁112上的卷边部113和压接部114之间。另外，绝缘板145可以基本上覆盖顶板141的边缘区域141e以及定位在边缘区域141e周围的侧部区域141g和下部区域141h。
另外，电解质(未示出)被注入到壳体110中，并且在充电和放电期间允许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上述电解质。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的实施例的圆柱形二次电池的构造。
图2一起示出了根据本发明的实施例的圆柱形二次电池中的顶板的顶表面和侧表面。
参照图2，顶板141可以包括形成在上部区域141d的至少部分的顶表面上的表面处理区域10。表面处理区域10可以包括通过滚花或压花处理预制在上部区域141d的顶表面上的多个凹凸结构。凹凸结构可以在上部区域141d上形成为彼此间隔开规则的距离。与未经表面处理的平面相比，当表面处理区域10与外部装置(诸如充电/放电销或负载)接触时，表面处理区域10可以具有增强的耐刮擦性。另外，表面处理区域10的形成可以改善耐压性，通过表面处理区域10的形成，上部区域141d能够承受诸如从外部装置施加的负载的压力。
同时，表面处理区域10可以在上部区域141d上形成为偏离形成在顶板141的底表面上的凹口141c，特别地，以相对于凹口141c水平地向内定位。利用这种布置，当凹口141c和表面处理区域10彼此交叉时，具体地当执行滚花处理时，顶板141的厚度在对应的位置处减小，从而防止顶板141在比合适的参考压力(断裂压力)低的压力下打开。另外，在当外部装置结合到顶板141的情况下，外部装置通常与上部区域141d的中心部分接触，因此利用表面处理区域10的这种布置可以保持耐刮擦性或耐压性。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的实施例的圆柱形二次电池的操作。
图3a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的状态的剖视图，图3b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破裂的状态的剖视图。
如图3a中所示，在根据实施例的圆柱形二次电池中，当壳体的内部气体压力大于预定的第一压力(操作压力)且小于预定的第二压力(断裂压力)时，顶板141可以通过内部气体压力向上凸起变形或倒置，使得顶板141与底板144电断路。也就是说，随着底板144的第一区域144a断裂，第一区域144a与第二区域144b分离。换句话说，随着第一区域144a的槽144d断裂，第一区域144a的一些区域可以在第一区域144a连接到顶板141的状态下向上分离，从而最终阻断在顶板141与底板144之间建立的电流路径。
然而，当圆柱形二次电池的内部气体压力小于第二压力(断裂压力)时，圆柱形二次电池的密封状态仍然由顶板141维持，从而防止内部气体释放到外部。
当圆柱形二次电池被过充电时、当圆柱形二次电池由于渗透和/或坍塌发生内部短路时或者当圆柱形二次电池发生外部短路时，可能由于电解质的分解或活性物质层的分解而产生内部气体，导致圆柱形二次电池的内部气体压力增大。
圆柱形二次电池的内部气体压力中的这种增大可以表明圆柱形二次电池处于异常状态，因此电流路径被上述机械机构阻断，从而改善二次电池的安全性。
如图3b中所示，在根据本发明的实施例的圆柱形二次电池中，当壳体的内部气体压力大于预定的第二压力(断裂压力)时，顶板141断裂，因此快速释放内部气体而没有任何阻碍。也就是说，随着形成在顶板141的底表面141b上的凹口141c断裂，存在于圆柱形二次电池内的气体快速地释放到外部，从而防止圆柱形二次电池爆炸并最终增大圆柱形二次电池的安全性。从安全性的观点来看，预先将内部气体释放到外部比以如上所述的这样的方式使圆柱形二次电池在高压下爆炸好。
另外，可以通过凹口141c的位置和深度来调节顶板141的断裂压力(或第二压力)。例如，可以通过将凹口141c布置成相对于上部区域141d向外定位并且减小凹口141c的深度来增大断裂压力，并且可以通过将凹口141c布置成相对于上部区域141d向内定位并且增大凹口141c的深度来减小断裂压力，但是本发明的实施例不限于此。
在下文中，将描述根据本发明的另一实施例的圆柱形二次电池的构造。
图4一起示出了根据本发明的另一实施例的圆柱形二次电池中的顶板的顶表面和侧表面。
参照图4，考虑到顶板241的构造，根据另一实施例的圆柱形二次电池可以与根据先前实施例的圆柱形二次电池不同。
顶板241不仅可以包括关于上部区域241d相对于凹口141c水平地向内定位的表面处理区域10，而且还可以包括相对于凹口141c向外定位的表面处理区域20。也就是说，表面处理区域10和20可以形成在上部区域241d的除了凹口141c所定位在的区域之外的部分上。
这使得当表面处理区域与外部装置接触时，通过保持由凹口141c的形成引起的预定的第一压力(操作压力)，同时使耐刮擦性和耐压性最大化来实现电池安全性。当然，形成在表面处理区域10和20上的凹凸结构之间的距离及其深度(或高度)可以根据由本领域技术人员做出的选项来选择。
在下文中，将描述根据本发明的又一实施例的圆柱形二次电池的构造。
图5一起示出了根据本发明的又一实施例的圆柱形二次电池中的顶板的顶表面和侧表面。
参照图5，考虑到顶板341的构造，根据又一实施例的圆柱形二次电池可以与根据先前实施例的圆柱形二次电池不同。
顶板341可以被构造成使得通过预先在上部区域341d的顶表面上形成多个槽来形成表面处理区域30。虽然图5中示出了网格槽，但是根据由本领域技术人员做出的选项，槽可以形成为多条平行线形状，而不是网格形状。另外，尽管所示实施例示出了表面处理区域30的槽仅形成为在上部区域341d上沿水平方向相对于凹口141c向内定位，但是槽可以另外形成为相对于凹口141c向外定位。与滚花或压花处理相比，槽形状可以有助于在形成表面处理区域30时简化表面处理工艺和减少表面处理工艺时间。可选地，本实施例的槽形状可以与上述滚花或压花形状组合。
尽管已经描述了前述实施例以实践本发明的圆柱形二次电池，但是这些实施例是为了说明的目的而阐述的，而不是用于限制发明。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书中限定的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。

Claims (11)

1.一种圆柱形二次电池，所述圆柱形二次电池包括：
圆柱形壳体；
电极组件，被容置在所述壳体中；以及
盖组件，用于密封所述壳体，
其中，所述盖组件包括顶板、中间板和底板并且包括通过对所述顶板的表面进行表面处理以具有凹凸结构而形成的表面处理区域，所述顶板具有形成在所述顶板的至少一个表面上的凹口，所述中间板结合到所述顶板并包括穿过所述中间板的中心形成的第一通孔，所述底板与所述电极组件电连接并通过所述中间板的所述第一通孔结合到所述顶板。
2.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池，其中，所述表面处理区域在所述顶板的所述表面上形成为偏离所述凹口所定位在的区域。
3.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池，其中，所述表面处理区域在所述顶板的所述表面上形成为相对于所述凹口所定位在的区域向内定位。
4.根据权利要求3所述的圆柱形二次电池，其中，所述表面处理区域在所述顶板的所述表面上另外形成为相对于所述凹口所定位在的所述区域向外定位。
5.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池，其中，所述表面处理区域形成为具有从滚花形状、压花形状和以网格形状或平行线形状布置的槽中选择的至少一种形状。
6.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池，其中，包括居中定位的上部区域和通过台阶区域结合到所述上部区域的边缘区域的所述顶板密封所述壳体，所述表面处理区域相对于所述上部区域形成。
7.根据权利要求6所述的圆柱形二次电池，其中，所述边缘区域利用形成在所述壳体上的压接部被压接，以然后被结合到所述壳体。
8.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池，所述圆柱形二次电池还包括位于所述底板与所述中间板之间的绝缘板，所述绝缘板包括与所述中间板的所述第一通孔对应的孔。
9.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池，其中，所述中间板还包括布置在所述第一通孔外侧的一个或更多个第二通孔。
10.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池，其中，所述底板还包括定位在通过所述中间板的所述第一通孔结合到所述顶板的区域处的槽。
11.根据权利要求10所述的圆柱形二次电池，其中，所述槽相对于所述顶板的所述凹口水平地向内定位。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114614101A (zh) * 2022-03-17 2022-06-10 远景动力技术(江苏)有限公司 圆柱电池的制造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018130171A1 (de) * 2018-11-28 2020-05-28 Carl Freudenberg Kg Elektrochemische Energiespeicherzelle
KR20210116079A (ko) * 2020-03-17 2021-09-27 삼성에스디아이 주식회사 원통형 이차전지
KR20220139619A (ko) * 2021-04-08 2022-10-17 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 이의 제조 방법
SE2150717A1 (en) * 2021-06-04 2022-12-05 Northvolt Ab A cylindrical secondary cell with a terminal surface with different roughness
DE202023103020U1 (de) * 2022-06-03 2023-07-17 Lg Energy Solution, Ltd. Zylindrische Batteriezelle sowie Batteriepack und Fahrzeug damit
CN114976199A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 上海兰钧新能源科技有限公司 锂电池壳体及其制备方法
CN115332690B (zh) * 2022-10-17 2023-02-24 宁德新能源科技有限公司 一种壳体、电池及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814621A (zh) * 2009-02-25 2010-08-25 三星Sdi株式会社 可再充电电池
CN103283055A (zh) * 2010-12-28 2013-09-04 株式会社Lg化学 用于圆柱形二次电池的顶帽和包括该顶帽的二次电池
US20170133645A1 (en) * 2014-03-28 2017-05-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Cylindrical sealed battery and battery pack
KR20170082316A (ko) * 2016-01-06 2017-07-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2017164000A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 三洋電機株式会社 円筒形電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59005109D1 (de) * 1990-01-17 1994-04-28 Hjl Projects & Dev Verfahren zur Bearbeitung von Oberflächen auf Gebilden und nach diesem Verfahren hergestellte Gebilde.
US6900616B2 (en) * 2003-05-21 2005-05-31 Motorola, Inc. Current interrupt device for rechargeable cells
KR100637434B1 (ko) * 2004-05-19 2006-10-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이차 전지의 캡 조립체 및 이에 사용되는안전밸브
KR101029389B1 (ko) * 2006-08-25 2011-05-03 주식회사 엘지화학 요철이 형성된 전지 캡 조립체, 전지 캔 및 이를 구비하는전지
US10490792B2 (en) * 2015-06-05 2019-11-26 Lg Chem, Ltd. Cap assembly for secondary battery
KR20170012138A (ko) * 2015-07-23 2017-02-02 신흥에스이씨주식회사 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지
KR20180113693A (ko) * 2017-04-07 2018-10-17 주식회사 엘지화학 용접성이 향상된 전극 탭을 포함하는 전지셀

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814621A (zh) * 2009-02-25 2010-08-25 三星Sdi株式会社 可再充电电池
CN103283055A (zh) * 2010-12-28 2013-09-04 株式会社Lg化学 用于圆柱形二次电池的顶帽和包括该顶帽的二次电池
US20170133645A1 (en) * 2014-03-28 2017-05-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Cylindrical sealed battery and battery pack
KR20170082316A (ko) * 2016-01-06 2017-07-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2017164000A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 三洋電機株式会社 円筒形電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114614101A (zh) * 2022-03-17 2022-06-10 远景动力技术(江苏)有限公司 圆柱电池的制造方法
CN114614101B (zh) * 2022-03-17 2023-06-06 远景动力技术(江苏)有限公司 圆柱电池的制造方法

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