CN112352342A - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的钮扣型二次电池包括：第一罐，其具有沿着第一基部表面的圆周竖直地形成的第一侧表面；第二罐，其具有直径大于第一罐的第一基部表面的直径的第二基部表面，并且具有沿第二基部表面的圆周竖直地形成的第二侧表面，其中，第二侧表面具有形成在其中的通风孔；以及衬垫，该衬垫在第一罐和第二罐联接时定位在第一侧表面与第二侧表面之间，其中，第一罐和第二罐联接成使得第一侧表面进入第二侧表面的内侧并且衬垫改形成以便被插入到通风孔中使得第一罐固定至第二罐。本发明的用于制造钮扣型二次电池的方法，其中，第一罐与第二罐联接，第一罐具有沿着第一基部表面的圆周竖直地形成的第一侧表面，第二罐具有第二基部表面，第二基部表面的直径大于第一基部表面的直径，并且第二罐具有沿第二基部表面的圆周竖直地形成的第二侧表面，该方法包括：准备第一罐的步骤；准备第二罐的步骤；形成穿过第二罐的侧表面的通风孔的穿孔步骤；联接步骤，该联接步骤将衬垫定位在第一罐的第一侧表面和第二罐的第二侧表面之间，并且使第一罐和第二罐联接成使得衬垫面对通风孔；以及固定步骤，该固定步骤通过将衬垫改形成使得衬垫插入通风孔中以固定第一罐和第二罐。

Description

二次电池及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月6日提交的韩国专利申请NO.10-2018-0078966的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种二次电池及其制造方法，并且更具体地涉及一种纽扣型二次电池，其中内部空间增加以安装更大的电极组件，从而增加了容量，并且还涉及一种制造该二次电池的方法。
背景技术
一般来说，通常用作硬币型电池或纽扣型电池的纽扣型电池具有较薄的纽扣形状，并且广泛用于诸如遥控器、时钟、玩具、计算机零件等各种装置。
这种纽扣型电池主要被制造为不可充电的一次电池，但是随着小型化装置的发展，纽扣型电池也被广泛地制造为可充电和可放电的二次电池。另外，与圆柱形二次电池或袋型二次电池相类似，纽扣型二次电池也具有其中电极组件和电解质被嵌入到壳体中以重复进行充电和放电的结构。
图1是示出根据相关技术的纽扣型二次电池的截面图。如图1所示，纽扣型二次电池的外观(第一罐和第二罐联接至彼此的形状)具有类似于盘(schale)的扁平圆柱形状。当以上侧敞开的状态将电极组件4放置在第一罐1中时，安装电极组件4的外围部件(未示出)，并注入电解质(包括液体电解质)，且然后将第二罐2覆盖第一罐1的上侧。
这里，在第一罐1的侧表面的上边缘部分和第二罐2的边缘部分中分别设置有配装至彼此的夹具1a和2a。即，第一罐1和第二罐2的边缘部分被弯曲以形成夹具1a和2a，使得当第二罐2被放置在电极组件4上时，各边缘部分彼此接合并联接。在此，在夹具1a和2a中的每一者因当第二罐2被插入时产生的压力而弹性地变形的状态下，当第二罐2完全插入时，夹具1a和2a可以弹性地恢复以如图所示联接至彼此。
此外，由橡胶材料制成的衬垫3可以插入夹具1a和2a之间以密封内部。
发明内容
技术问题
在如上所述使用夹具的联接方式中，由于第一罐1和第二罐2之间的内部空间的高度小于总高度(从电池的最低端到最高端的高度)，从而限制了电极组件4的尺寸，因此难以增加相对于电池总体积的电池容量。
因此，本发明的主要目的是提供一种纽扣型二次电池以及一种用于制造该二次电池的方法，与根据相关技术的结构相比，该纽扣型二次电池在更大程度上确保内部空间，以确保对于相同的体积而言能够具有增大更多的容量(其中能够安装更大的电极组件)。
技术解决方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种内部空间增大更多的纽扣型二次电池以及一种用于制造该二次电池的方法。
根据本发明的纽扣型二次电池包括：第一罐，该第一罐的第一侧表面沿第一基部表面的圆周竖直地设置；第二罐，该第二罐具有第二基部表面，该第二基部表面的直径大于第一罐的第一基部表面的直径，并且第二罐的第二侧表面沿第二基部表面的圆周竖直地设置，其中，在第二侧表面上打有通风孔；以及衬垫，衬垫在第一罐和第二罐联接至彼此时设置在第一侧表面与第二侧表面之间，其中，第一罐和第二罐联接至彼此使得第一侧表面插入第二侧表面的内侧并且衬垫变形使得衬垫被装配到通风孔中，从而固定第一罐和第二罐。
在本发明中，第一罐的第一侧表面可以被布置为从第一基部表面面向上侧，并且第二罐的第二侧表面可以被布置为从第二基部表面面向下侧，使得第二罐联接成覆盖第一罐的上侧。
此外，衬垫可以变形为其尺寸对应于由第一罐和第二罐限定的空间的内部压力与第一罐和第二罐的外部压力之间的差。
在本发明的实施方式中，可以沿着第二罐的侧表面的圆周限定至少两个或更多个通风孔。
例如，第二罐可以在平面上具有圆板形状，并且通风孔可以成对设置，以相对于圆板的中心彼此对称。
作为另一种构型，第二罐可以在平面上具有圆板形状，并且通风孔可以被布置为相对于圆板形状的圆周在特定区域中比其他区域更密集。
此外，根据本发明的用于制造纽扣型二次电池的方法，其中，第一罐与第二罐联接至彼此，第一罐的第一侧表面沿第一基部表面的圆周竖直地设置，第二罐具有第二基部表面，第二基部表面的直径大于第一罐的第一基部表面的直径，第二罐的第二侧表面沿第二基部表面的圆周竖直地设置，该方法包括：准备第一罐的步骤；准备第二罐的步骤；打孔步骤，其中在第二罐的侧表面上打出通风孔；联接步骤，其中，在第一罐的第一侧表面与第二罐的第二侧表面之间设置衬垫(在电极组件和电解质被安装之后)，并且使第一罐和第二罐联接，以允许衬垫覆盖通风孔；以及固定步骤，其中，使衬垫变形以允许将衬垫装配到通风孔中以固定第一罐和第二罐。
在固定步骤中，当从衬垫的外部向通风孔施加负压时，衬垫可以变形以装配到通风孔中。
在本发明中，该方法还可以包括在将负压施加到通风孔之前将第一罐和第二罐固定的临时固定步骤。
此外，可以在将衬垫附接到第一罐的侧表面的状态下施加负压。
此外，在衬垫的要变形的部分区域受到比其他区域中的每个区域的粘附力更小的粘附力而被附接或未被附接的状态下，施加负压(从而防止了第一罐的侧表面发生变形)。
另外，衬垫的要变形的部分区域的厚度不同于其他区域中的每个区域的厚度(从而使负压集中以更容易引起变形)。
在打孔步骤中，沿着第二罐的侧表面的圆周可以形成至少两个或更多个通风孔。
有益效果
根据具有上述构型的本发明，由于第一罐和第二罐的联接点从电池的上侧移动至其侧表面，因此内部空间的高度相对于总高度可以增加，并且因此，可以安装具有更大容量的电极组件。
根据本发明，由于衬垫变形成装配到通风孔中以固定第一罐和第二罐，所以第一罐和第二罐中的每一者都可具有光滑的表面。
由于衬垫变形为其尺寸对应于由第一罐和第二罐所限定的空间的内部压力与第一罐和第二罐的外部压力之间的差，因此不会向第一罐和第二罐施加引起应力和/或不必要变形的物理压力。
由于形成了至少两个或更多个通风孔，因此可以根据所需规格来调节联接力。
此外，由于通风孔在特定区域中被布置得更密集，所以可以提高在另外附接有电极引线的特定位置处的联接力。
另外，在衬垫的要变形的部分区域以比其他区域中的每个区域的粘附力更小的粘附力被附接或未附接的状态下，可以施加负压，从而防止第一罐的侧表面变形。
另外，衬垫的要变形的部分区域的厚度可以大于其他区域中的每个区域的厚度，因此更容易变形。
附图说明
图1是根据相关技术的纽扣型二次电池的简化纵向截面图。
图2是根据本发明实施方式的纽扣型二次电池的简化纵向截面图。
图3a是图示了在第一罐和第二罐安置好的状态下施加负压之前和之后的状态，即第一罐的侧表面与衬垫一起变形的状态的截面图。
图3b是图示了在第一罐和第二罐安置好的状态下施加负压之前和之后的状态，即仅衬垫变形的状态的截面图。
图4a是图示了当施加负压时内部空气所排出通过的路径的截面图。
图4b是图示了当施加负压时衬垫在要变形的区域处的厚度大于其他区域中的每个区域的厚度的状态的截面图。
图5是图示了第二罐的其中打有通风孔的区域的底部视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式，使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术思想。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。
为了清楚地说明本发明，省略了与说明书无关的部分，并且在整个说明书中，相同或相似的部件由相同的附图标记表示。
另外，在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于字典的含义，而应基于发明人可以适当地定义术语的概念，以最佳方式描述和解释他或她的发明的原则被解释为符合本发明范围的含义和概念。
本发明提供一种内部空间大于根据相关技术的结构的内部空间的纽扣型二次电池及制造该二次电池的方法。在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的实施方式。
实施方式1
本发明提供一种纽扣型二次电池作为实施方式1，该纽扣型二次电池的内部空间大于根据相关技术的结构的内部空间。本发明的二次电池具有下述特征：设置在第一罐10与第二罐20之间的衬垫30被装配到通风孔23中并且固定至该通风孔23，通风孔23限定在第二罐20中。
参照图2，第一罐10具有圆形的有预定尺寸的第一基部表面11，以及沿第一基部表面11的圆周竖直地设置的第一侧表面12。另外，第二罐20具有圆形的第二基部表面21，第二基部表面21的直径大于第一罐10的第一基部表面11的直径，并且第二侧表面22沿着第二基部表面21的圆周竖直地设置。另外，在第二侧表面22中打有通风孔23。也就是说，第一罐10和第二罐20中的每一者均具有类似于盘的扁平圆柱形状。在此，第二罐20的面积略大于第一罐10的面积，并且在第二罐20中另外打了通风孔23。
在该实施方式中，第一罐10的第一侧表面12从第一基部表面11面向上侧，并且第二罐20的第二侧表面22从第二基部表面21面向下侧，使得第二罐20覆盖第一罐10的上侧。在此，第一罐10在具有环形形状的衬垫30被装配到第一侧表面12的外周表面的状态下联接至第二罐20。因此，在第一罐10被联接到第二罐20时，衬垫30布置在第一侧表面12与第二侧表面22之间。作为参考，在此，衬垫30可以处于衬垫30的一部分或全部附接至第一侧表面12的状态。
另外，在第一侧表面12插入第二侧表面22的内侧的状态下，联接至第一侧表面12的外周表面的衬垫30面对第二侧表面22的内周表面。在此，由于衬垫30通过限定在第二侧表面中的通风孔23露出，因此当将负压施加到通风孔23时，衬垫30的一部分变形以装配到通风孔23中。
也就是说，衬垫30可以变形为其尺寸对应由第一罐10和第二罐20限定的空间的内部压力与第一罐10和第二罐20的外部压力之间的差，以固定第一罐10和第二罐20。
此外，在本发明的实施方式中，尽管在附图中图示出一个通风孔23，但可沿着第二罐20的侧表面22的圆周限定至少两个或更多个通风孔。例如第二罐20在平面上具有圆板形状。如图5所示，通风孔23可以设置为偶数，并且通风孔23可以成对地布置为相对于圆板的中心彼此对称(见图5i、5ii和5iii)。作为参考，图5示出了当向上或向下观察第二罐20时限定有通风孔23的位置，即，示出了第二罐的限定有通风孔的部分处的横截面图。
在另一种构型中，第二罐20在平面上具有圆板形状。在此，通风孔23可以布置成相对于圆板形状的圆周在特定区域中比其他区域更密集(见图5iv和图5v)。
实施方式2
此外，本发明提供一种用于制造具有上述构型的纽扣型二次电池的方法，作为实施方式2。
根据本发明的制造方法包括准备(提供)第一罐10的步骤和准备(提供)第二罐20的步骤，在第一罐10中，第一侧表面12沿着第一基部表面11的圆周竖直地形成，第二罐20具有第二基部表面21，第二基部表面21的直径大于第一基部表面11的直径，并且在第二罐20中，第二侧表面22沿着第二基部表面21的圆周竖直地形成。
由于第一罐10和第二罐20通过根据相关技术的已知的模制方法提供，因此将省略其详细描述。另外，在所提供的第二罐20中，在第二侧表面22上以预定数目打出具有预定尺寸的通风孔23。对通风孔23的打孔可以通过已知的方法进行，诸如根据第二罐20的材料进行冲孔或钻孔。
此外，在将电极组件安置在第一罐10中并且在第一侧表面被放置为面向上侧的状态下另外安装电解质等之后，第二罐20以第二侧表面放置成面向下侧的状态覆盖第一罐10的上侧。在此，在第二罐20覆盖第一罐10之前，将衬垫30联接至第一罐10，以固定至第一侧表面12的外周表面。可以在将电极组件安置好之前将衬垫30联接至第一罐10或者可以在将电极组件安置好之后将衬垫30联接至第一罐10。替代性地，可以通过使用粘合剂或通过诸如热熔合的方法将衬垫30附接到第一侧表面12。
因此，当第一罐10和第二罐20联接至彼此时，衬垫30布置在第一侧表面12与第二侧表面22之间，并且衬垫30面对通风孔23(在从通风孔的外部观察时，衬垫通过通风孔暴露在外)。
此外，衬垫30可以变形以固定第一罐10和第二罐20。在本发明的实施方式中，如图3a和图3b所图示，在将第一罐10和第二罐20放置在平面板50上的状态下，当真空软管40连接到第二罐20的通风孔23同时在竖向和水平方向施加压力以固定第一罐10和第二罐20(或者第一罐10和第二罐20被装配处于固定位置或联接到专用托架以使运动被限制)时，在第一罐10和第二罐20中产生负压以使第一罐10和第二罐20变形。
这里，由于第一罐10和第二罐20的内部空间填充有电极组件和电解质，因此即使施加负压，第一罐10和第二罐20也可以被支撑住。另一方面，由于第一侧表面12与第二侧表面22之间的空间是施加负压的点并且因此具有相对弱的支撑力，所以可能发生变形。当由于负压而发生变形时，如图3a所示，第一侧表面12的一部分可以与衬垫30一起变形。替代性地，如图3b所示，可以是仅衬垫30变形而第一侧表面12不变形。
上文中描述的差异可以通过施加的负压的大小、负压被施加至的区域、衬垫30与第一侧表面12之间的粘附力、第一罐10的材料等来确定，并且也可以根据所需的设计规格进行不同地设计。此外，在如图3a所示第一侧表面12的一部分变形的情况下，可以局部地形成凹槽，从而在第一侧表面12中增加(塑性或弹性)变形。特别地，凹槽可以局部地形成在第一侧表面12的发生弯曲的部分处。而且，衬垫30可以在衬垫30的受到压力集中而使衬垫30变形的部分处以更大的粘附力粘附到第一侧表面上。另一方面，在如图3b所示仅衬垫变形而第一侧表面12没有变形的情况下，优选的是，第一侧表面12与衬垫30之间在衬垫30发生变形的特定部分处的粘附力小于其他各点的粘附力。
如图4a所示，空气在第一侧表面12与第二侧表面22之间移动所通过的路径可以比第一罐10和第二罐20内的其他部分窄。但是，如果施加的负压低，或者第一侧表面12与第二侧表面22之间的空间足够大，可能不会发生足够的变形。因此，第一侧表面12与第二侧表面22之间的距离必须足够短，以使衬垫30充分变形以装配到通风孔23中并固定至通风孔10，并且施加的负压是足够高的。即，当由于伯努利定理(其中，当流经较宽截面的流体流动通过较窄截面时，流体的流速增加，但是内部压力降低)而施加负压使得空气流动时，第一侧表面12与第二侧表面22之间的压力相对低于其他各点的压力。如此，由于第一罐10和第二罐20处于固定状态，因而压力沿衬垫30插入通风孔23的方向(第一罐10和第二罐20彼此紧密接触的方向)施加至衬垫30，以引起变形。作为参考，当设置有多个通风孔23时，优选的是在除相应的通风孔23之外的其余通风孔被阻塞的状态下(通过单独机构等)向该相应的通风孔23施加负压，以防止在其余的通风孔中发生压力泄漏。
此外，如图4b所示，当第一侧表面12与第二侧表面22之间的距离由于制造过程中的问题或其他原因而增加时，衬垫30的一部分可以朝着通风孔23突出(使得第一侧表面与第二侧表面之间的距离减小以引起负压集中的效果)。即，根据第一侧表面12与第二侧表面22之间的距离、负压的大小、通风孔23的尺寸等，衬垫30的一部分可以制造得较厚。
总之，在根据本发明实施方式的制造方法中，在施加负压之前，第一罐10和第二罐20的运动可以(在被衬垫固定之前暂时地)被中断，因此第一罐10和第二罐20处于暂时固定状态。这里，可以根据第一罐10和第二罐20的尺寸、负压的大小等来不同地设计第一罐10的材料、第一罐10与衬垫30之间的粘附力、衬垫30的厚度等。
此外，弹性或塑性变形的衬垫30必须保持在装配状态，但是不需要从通风孔突出(以便保持光滑的外表面)。而且，即使衬垫30的一部分突出，也可以切割突出的部分以保持光滑的外表面，并且可以在突出的状态下附加地施加粘合剂等以增加固定力(使得衬垫的变形的部分牢固地固定到第二罐)。
如上所述，在打孔步骤中，沿着第二罐20的侧表面22的圆周打出多个通风孔23。即，如图5所示，通风孔可以在彼此面对的方向上成对地设置(见图5i，5ii和5iii)，或者可以集中到一侧以在特定方向上增加联接力(见图5iv和5v)。
根据具有上述构型的本发明，由于第一罐10和第二罐20的联接点从电池的上侧移动至其侧表面，因此内部空间的高度相对于总高度可以增加，并且因此，可以安装具有更大容量的电极组件。而且，由于衬垫30变形以装配到通风孔23中以固定第一罐10和第二罐20，所以第一罐10和第二罐20中的每一者都可具有光滑的外表面。
另外，由于衬垫30变形为其尺寸对应于由第一罐10和第二罐20限定的空间的内部压力与第一罐10和第二罐20的外部压力之间的差，因此，不会向第一罐10和第二罐20施加引起应力和/或不必要的变形的物理压力。而且，由于形成了至少两个或更多个通风孔23，因此可以根据所需规格调节联接力。
另外，在衬垫30的要变形的部分区域以比其他区域中的每个区域的粘附力更小的粘附力被附接或未被附接的状态下，可以施加负压以防止第一罐10的侧表面12变形。而且，衬垫30的要变形的部分区域的厚度可以大于其他区域中的每个区域的厚度，并且因此可以更容易变形。
尽管已经参考具体实施方式描述了本发明的实施方式，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离如在以下权利要求中所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。

Claims (13)

1.一种二次电池，包括：
第一罐，所述第一罐的第一侧表面沿第一基部表面的圆周竖直地设置；
第二罐，所述第二罐具有第二基部表面，所述第二基部表面的直径大于所述第一罐的第一基部表面的直径，并且所述第二罐的第二侧表面沿所述第二基部表面的圆周竖直地设置，其中，在所述第二侧表面上打有通风孔；以及
衬垫，所述衬垫在所述第一罐和所述第二罐联接至彼此时设置在所述第一侧表面与所述第二侧表面之间，
其中，所述第一罐和所述第二罐联接至彼此使得所述第一侧表面插入所述第二侧表面的内侧并且所述衬垫变形使得所述衬垫被装配到所述通风孔中，从而固定所述第一罐和所述第二罐。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一罐的第一侧表面被布置为从所述第一基部表面面向上侧，并且所述第二罐的第二侧表面被布置为从所述第二基部表面面向下侧，使得所述第二罐联接成覆盖所述第一罐的上侧。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述衬垫变形为尺寸对应于由所述第一罐和所述第二罐限定的空间的内部压力与在所述第一罐和所述第二罐的外部的压力之间的差。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中，沿着所述第二罐的侧表面的圆周限定至少两个或更多个通风孔。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第二罐在平面上具有圆板形状，并且
所述通风孔成对设置，以相对于所述圆板的中心彼此对称。
6.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第二罐在平面上具有圆板形状，并且
所述通风孔被布置为相对于所述圆板形状的圆周在特定区域中比其他区域更密集。
7.一种二次电池的制造方法，其中，第一罐与第二罐联接至彼此，所述第一罐的第一侧表面沿所述第一罐的第一基部表面的圆周竖直地设置，所述第二罐具有第二基部表面，所述第二基部表面的直径大于所述第一罐的第一基部表面的直径，所述第二罐的第二侧表面沿所述第二基部表面的圆周竖直地设置，所述方法包括：
准备所述第一罐的步骤；
准备所述第二罐的步骤；
打孔步骤，其中，在所述第二罐的侧表面上打出通风孔；
联接步骤，其中，在所述第一罐的第一侧表面与所述第二罐的第二侧表面之间设置衬垫，并且使所述第一罐和所述第二罐联接，以允许所述衬垫面对所述通风孔；以及
固定步骤，其中，使所述衬垫变形以允许将所述衬垫装配到所述通风孔中以固定所述第一罐和所述第二罐。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述固定步骤中，当从所述衬垫的外部向所述通风孔施加负压时，所述衬垫变形以装配到所述通风孔中。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括在将所述负压施加到所述通风孔之前将所述第一罐和所述第二罐固定的临时固定步骤。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，在将所述衬垫附接到所述第一罐的侧表面的状态下施加所述负压。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述衬垫的要变形的部分区域受到比其他区域中的每个区域的粘附力更小的粘附力而被附接或未被附接的状态下，施加所述负压。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述衬垫的要变形的部分区域的厚度不同于其他区域中的每个区域的厚度。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中，在所述打孔步骤中，沿着所述第二罐的所述侧表面的圆周形成至少两个或更多个通风孔。
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