CN113678294A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种其中可以容易地焊接电极组件和集流板且可以改善安全性的二次电池。作为实施例，公开了一种二次电池，所述二次电池包括：电极组件，通过卷绕具有第一电极未涂覆部的第一电极板、隔膜和具有第二电极未涂覆部的第二电极板来形成，第一电极未涂覆部向上突出，并且第二电极未涂覆部向下突出；以及第一集流板，电连接到第一电极未涂覆部且具有向下突出的凹凸部，其中，凹凸部的宽度从第一集流板的中心朝向第一集流板的外周变宽。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池。
背景技术
与不能充电的一次电池不同，二次电池可以重复地充电和放电。以组的形式包括电池单元的低容量电池可以用在诸如蜂窝电话或摄像机的小型便携式电子装置中，同时包括彼此连接的数十个电池单元的高容量电池可以用作用于驱动马达(例如，混合动力车辆等)的电源。
这种二次电池以各种形状制造，形状的代表性示例可以包括圆柱形形状、棱柱形形状和袋形形状。二次电池通过将电解质和电极组件插入到壳体中且将盖板安装在壳体中来构造，电极组件通过将隔膜作为绝缘体置于正电极板与负电极板之间来形成。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此其可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种其中可以容易地焊接电极组件和集流板且可以改善安全性的二次电池。
技术方案
根据本发明，提供了一种二次电池，所述二次电池包括：电极组件，通过卷绕具有第一电极未涂覆部的第一电极板、隔膜和具有第二电极未涂覆部的第二电极板来形成，第一电极未涂覆部向上突出，并且第二电极未涂覆部向下突出；以及第一集流板，电连接到第一电极未涂覆部且具有向下突出的凹凸部，其中，凹凸部的宽度从第一集流板的中心朝向第一集流板的外周变宽。
第一集流板可以包括形成在中心中的第一通孔和形成在第一通孔外侧的多个第二通孔。
凹凸部可以具有在第一通孔外侧形成为分隔开的多个凹凸部。
第一电极未涂覆部可以包括被部分地加压以平坦地形成的加压区域，并且凹凸部可以焊接到加压区域。
加压区域可以形成为从电极组件的中心朝向电极组件的外周在宽度上增大，以与凹凸部对应。
第一集流板还可以包括形成在第一通孔外侧的位置识别部。
位置识别部可以形成有多个凹槽或孔，并且可以位于第二通孔内侧。
位置识别部可以形成为压花形状。
位置识别部可以由具有不同形状以彼此分隔开的刻记形成。
二次电池还可以包括电连接到第二电极未涂覆部且具有向上突出的凹凸部的圆形的第二集流板，并且凹凸部的宽度从第二集流板的中心朝向第二集流板的外周变宽。
公开的有益效果
根据本发明的实施例的二次电池包括其中形成有从其中心朝向外周变宽的凹凸部的集流板，因此可以使电极未涂覆部的凹凸部焊接到其的加压区域的压实水平恒定。因此，可以改善集流板与电极组件之间的可焊接性，并且可以防止电极组件的短路。
另外，在根据本发明的实施例的二次电池中，通过在集流板上形成位置识别部，可以缩短用于识别焊接位置的扫描时间，并且可以改善焊接位置精度。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的二次电池的剖视图。
图2是示出根据本发明的实施例的二次电池的一部分的分解透视图。
图3是示出图2中所示的第一集流板的平面图。
图4是示出根据本发明的另一实施例的第一集流板的平面图。
图5是示出根据本发明的另一实施例的第一集流板的平面图。
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明的示例实施例。
然而，本发明的主题可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于在此所阐述的示例(或示例性)实施例。相反，提供这些示例实施例使得本公开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方面和特征。
另外，在附图中，为了简洁和清楚，夸大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。
在此所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制公开。如在此所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括或包含”和/或其变型说明存在所陈述的特征、数字、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、数字、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
图1是示出根据本发明的实施例的二次电池的剖视图。图2是示出根据本发明的实施例的二次电池的一部分的分解透视图。图3是示出图2中所示的第一集流板的平面图。
参照图1和图2，根据本发明的实施例的二次电池包括电极组件110、第一集流板120、第二集流板130、壳体140和盖组件150。
电极组件110包括第一电极板111、第二电极板112和置于第一电极板111与第二电极板112之间的隔膜113。电极组件110可以通过将第一电极板111、隔膜113和第二电极板112的堆叠体卷绕为凝胶卷形式来形成。这里，第一电极板111可以用作正电极，第二电极板112可以用作负电极。
第一电极板111通过将诸如过渡金属氧化物的第一电极活性物质涂覆在由诸如铝的金属箔形成的第一电极集流体上来形成。未涂覆有第一电极活性物质的第一电极未涂覆部111a形成在第一电极板111上，第一集流板120电连接到第一电极未涂覆部111a。
第二电极板112通过将诸如石墨或碳的第二电极活性物质涂覆在由诸如铜或镍的金属箔形成的第二电极集流体上来形成。第二电极活性物质未施用到其的第二电极未涂覆部112a形成在第二电极板112上，第二集流板130电连接到第二电极未涂覆部112a。
第一集流板120结合到电极组件110的上部，并且电连接到第一电极未涂覆部111a。第一集流板120由圆形板形成，以与电极组件110的横向剖面对应。第一集流板120包括凹凸部121和通孔122。
凹凸部121以从第一集流板120向下突出的凹槽的形式形成，并且可以形成多个凹凸部121。例如，如图2中所示，凹凸部121由四个凹槽构成，并且可以以“+”形状布置。即，每个凹凸部121可以布置为相对于第一集流板120的中心以90度的间隔分隔开。同时，在本发明中，凹凸部121的数量没有限制，并且可以形成四个或更多个凹凸部121或者少于四个凹凸部121。凹凸部121可以焊接到电极组件110的第一电极未涂覆部111a。这里，凹凸部121可以通过激光焊接、超声波焊接、电阻焊接等连接到第一电极未涂覆部111a。另外，在将凹凸部121连接到第一电极未涂覆部111a之前，通过对第一电极未涂覆部111a的一部分进行压制而执行使第一电极未涂覆部111a平坦化的压实工艺，第一电极未涂覆部111a可以容易地焊接到凹凸部121。这里，通过压制第一电极未涂覆部111a而平坦地形成的区域被定义为加压区域111b。
另外，参照图3，凹凸部121形成为其中其宽度从第一集流板120的中心朝向第一集流板120的外周变宽的梯形形状。即，凹凸部121形成为使得第一集流板120的中心处的宽度D1比最外侧处的宽度D2窄(D1<D2)。这是为了在对第一电极未涂覆部111a预压制以使其平坦的压实工艺中将加压区域111b均等地压制到预定深度的目的。通常，由于以凝胶卷形式卷绕的电极组件110在卷绕的中心处比在卷绕的结束处具有大的曲率，因此如果电极组件110从卷绕的中心到卷绕的结束以相同的面积和相同的力被压制，则电极组件110在卷绕的结束处被更多地压制。因此，在本发明中，凹凸部121的宽度形成为使得宽度从中心到最外部逐渐地变宽(增大)，第一电极未涂覆部111a的凹凸部121焊接到其的加压区域111b也形成为从电极组件110的中心到最外部在宽度上变宽(增大)，从而使加压区域111b的压实水平恒定。即，即使当在压实工艺期间以相同的力压制第一电极未涂覆部111a时，加压区域111b也具有其中加压区域111b的面积朝向电极组件110的外周变宽(增大)的形状，因此第一电极未涂覆部111a中的加压区域111b的深度可以相同。因此，根据本发明，可以改善第一集流板120与电极组件110之间的可焊接性，并且可以防止电极组件110的短路。
通孔122是电解质注入到其中的孔，多个通孔可以形成在第一集流板120中。具体地，通孔122可以包括形成在第一集流板122的中心中的第一通孔123和形成在凹凸部121之间的第二通孔124。另外，第二通孔124的数量可以比凹凸部121的数量小。因此，至少在凹凸部121之间的区域中存在其中未形成第二通孔124的区域。引线接线片125可以结合到其中未形成第二通孔124的区域。引线接线片125可以连接到盖组件150，以将第一集流板120电连接到盖组件150。即，引线接线片125的一端电连接到第一集流板120，引线接线片125的另一端电连接到盖组件150。当然，引线接线片125可以与第一集流板120一体地形成。例如，第一集流板120的一部分可以形成为延伸以构成引线接线片125，引线接线片125可以弯曲以电连接到盖组件150。
第二集流板130结合到电极组件110的下部，并且电连接到第二电极未涂覆部112a。第二集流板130由圆形板形成，以与电极组件110的横向剖面对应。第二集流板130包括凹凸部131、通孔132和连接部135。
凹凸部131以从第二集流板130向上突出的凹槽的形式形成，并且可以形成多个凹凸部131。例如，如图2中所示，凹凸部131可以具有四个凹槽，并且可以以“+”形状布置。即，第二集流板130的凹凸部131和第一集流板120的凹凸部121以相同的方式形成，但是彼此的不同之处仅在于它们的突出方向彼此相反。因此，以下描述将集中于它们之间的不同之处。
凹凸部131可以焊接到电极组件110的第二电极未涂覆部112a。另外，与第一电极未涂覆部111a一样，可以通过对第二电极未涂覆部112a的一部分压制来执行用于使第二电极未涂覆部112a平坦化的压实工艺，凹凸部131可以容易地焊接到第二电极未涂覆部112a。另外，凹凸部131形成为其中凹凸部131的宽度从第二集流板130的中心到第二集流板130的外周变宽的梯形形状。凹凸部131可以焊接到电极组件110的第二电极未涂覆部112a。
通孔132是电解质通过其移动的孔，多个通孔可以形成在第二集流板130中。通孔132可以形成在凹凸部131之间。另外，连接部135形成在第二集流板130的中心中。即，连接部135形成在与其中第一通孔123形成在第一集流板120中的位置对应的部分中。连接部135形成为从第二集流板130向下突出。连接部135电连接到稍后将描述的壳体140的下表面板142。例如，连接部135可以通过激光焊接、超声波焊接、电阻焊接等电连接到壳体140。
壳体140包括作为具有预定直径以形成其中容纳有电极组件110的空间的圆柱形主体的侧板141和密封侧板141的下部的下表面板122。壳体140的上开口敞开以在插入电极组件110之后被密封。另外，用于防止电极组件110移动的卷边部143形成在壳体140的上部上。用于固定盖组件150的褶压部144形成在壳体140的最上端处。
盖组件150包括上盖151、结合到上盖151的下部的安全通气孔152、结合到安全通气孔152的下部的下盖153、定位在安全通气孔152与下盖153之间的绝缘体154、结合到下盖133的下部且电连接到安全通气孔152的子板155以及置于安全通气孔152的外周与壳体140之间的衬垫156。子板155电连接到第一集流板120的引线接线片125。
现在将简要地描述用于制造具有以上构造的二次电池的方法。
首先，通过卷绕第一电极板111、第二电极板112和置于第一电极板111与第二电极板112之间的隔膜113的堆叠体来形成电极组件110。另外，在电极组件110的向上突出的第一电极未涂覆部111a中形成加压区域111b。这里，加压区域111b具有“+”形状以与第一集流板120的凹凸部121对应，并且形成为使得其宽度从中心区域朝向最外部变宽。同样地，在从电极组件110向下突出的第二电极未涂覆部112a中也形成加压区域。
接下来，将第一集流板120结合到电极组件110的上部，并且将第二集流板130结合到电极组件110的下部。具体地，将形成在电极组件110的第一电极未涂覆部111a上的加压区域111b和第一集流板120的凹凸部121彼此焊接，并且将第二集流板130的凹凸部131焊接到形成在第二电极未涂覆部112a中的加压区域。
然后，将第一集流板120和第二集流板130结合到其的电极组件110插入到壳体140中，通过焊接将第二集流板130的连接部135和壳体140的下表面板142彼此电连接，并且通过焊接将第一集流板120的引线接线片125电连接到盖组件150的子板155。接下来，将电解质溶液注入到壳体140中，并且将盖组件150结合到壳体140的上端，从而完成根据本发明的二次电池100。
图4是示出根据本发明的另一实施例的第一集流板的平面图。
参照图4，根据本发明的另一实施例的第一集流板220包括凹凸部121、通孔122和位置识别部226。
位置识别部226是用于在焊接装置(未示出)通过使用自动位置对准(APA)技术将第一集流板220焊接到电极组件110时识别要焊接的位置的刻记。位置识别部226形成在第一通孔123周围且形成在第二通孔124内侧。另外，位置识别部226由可以布置为以90度的间隔分隔开的四个孔构成。而且，孔226的直径比第二通孔124的直径小。另外，虽然在附图中示出为具有圆形形状，但是孔226可以形成为诸如正方形形状、五边形形状等的各种形状。
例如，如果位置识别部226未形成在第一集流板220上，则焊接装置应扫描包括第二通孔124的区域S2，以识别焊接位置。然而，如在本发明中，当位置识别部226形成在第一集流板220上时，只需扫描包括位置识别部226的区域S1，因此能够快速和精确的焊接。另外，位置识别部226不仅可以形成在第一集流板220上，而且可以形成在第二集流板130上。在这种情况下，形成在第二集流板130上的位置识别部226可以布置在连接部135周围。
如上所述，根据本发明，提供了具有形成在第二通孔124内侧且形成有具有比第二通孔124的直径小的直径的多个孔的位置识别部226的第一集流板220，从而缩短用于识别焊接位置的扫描时间且改善焊接位置精度。
图5是示出根据本发明的另一实施例的第一集流板的平面图。
参照图5，根据本发明的另一实施例的第一集流板320包括凹凸部121、通孔122和位置识别部326。位置识别部326可以由具有不同形状的刻记形成。例如，位置识别部326可以在第一通孔123外侧布置有不同数量的孔或凹槽，所述孔或凹槽具有基本上矩形形状。具体地，如图5中所示，位置识别部326可以以这样的方式布置在第一通孔123外侧：矩形的孔或凹槽的数量逐渐地增大。另外，位置识别部326可以以压花形状形成以从第一集流板320突出。
虽然已经描述了前述实施例以实践本发明的二次电池，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种二次电池，所述二次电池包括：
电极组件，通过卷绕具有第一电极未涂覆部的第一电极板、隔膜和具有第二电极未涂覆部的第二电极板来形成，第一电极未涂覆部向上突出，并且第二电极未涂覆部向下突出；以及
第一集流板，电连接到第一电极未涂覆部且具有向下突出的凹凸部，
其中，凹凸部的宽度从第一集流板的中心朝向第一集流板的外周变宽。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，第一集流板包括形成在中心中的第一通孔和形成在第一通孔外侧的多个第二通孔。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，凹凸部具有在第一通孔外侧形成为分隔开的多个凹凸部。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，第一电极未涂覆部包括被部分地加压以平坦地形成的加压区域，并且凹凸部焊接到加压区域。
5.根据权利要求3所述的二次电池，其中，加压区域形成为从电极组件的中心朝向电极组件的外周在宽度上增大，以与凹凸部对应。
6.根据权利要求2所述的二次电池，其中，第一板还包括形成在第一通孔外侧的位置识别部。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，位置识别部形成有多个凹槽或孔，并且位于第二通孔内侧。
8.根据权利要求6所述的二次电池，其中，位置识别部形成为压花形状。
9.根据权利要求6所述的二次电池，其中，位置识别部由具有不同形状以彼此分隔开的刻记形成。
10.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括电连接到第二电极未涂覆部且具有向上突出的凹凸部的圆形的第二集流板，其中，凹凸部的宽度从第二集流板的中心朝向第二集流板的外周变宽。
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