CN113823876A - 可再充电电池 - Google Patents
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Abstract
一种可再充电电池包括:电极组件,包括第一电极、第二电极和在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板;壳体,被配置为连接到所述第一电极并容纳所述电极组件,并且包括开口以暴露所述电极组件;盖板,被配置为联接到所述壳体以覆盖所述开口的外围区域,并且包括通孔以暴露所述开口的中心区域;端子板,被配置为覆盖所述通孔并连接到所述第二电极;以及热熔层,被配置为布置在所述盖板和所述端子板之间,并将所述盖板和所述端子板绝缘结合,并且所述热熔层包括多层,所述多层包括热塑性树脂层。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年6月18日在韩国知识产权局递交的第10-2020-0074398号韩国专利申请的优先权和权益,该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例的各方面涉及可再充电电池。
背景技术
一般来说,可再充电电池是一种可以反复充电和放电的电池。
最近,随着对使用诸如蓝牙之类的无线通信的诸如头戴式耳机、入耳式耳机、智能手表和身体附着型医疗设备之类的可穿戴设备的需求增加,对安装至可穿戴设备上的超小型可再充电电池的需求正在增加。
当在其中发生意外事件时,这种超小型可再充电电池由于内部温度和压力的增加而有爆炸的风险。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅是为了增强对本发明的背景的理解,并且因此,其可能包含不构成在本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
根据一个或多个实施例的方面,提供一种可再充电电池,其中即使在可再充电电池内部温度和压力意外地增加,也可以抑制爆炸的风险。
根据一个或多个实施例,一种可再充电电池包括:电极组件,包括第一电极、第二电极和在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板;壳体,被配置为连接到所述第一电极并容纳所述电极组件,并且包括开口以暴露所述电极组件;盖板,被配置为联接到所述壳体以覆盖所述开口的外围区域,并且包括通孔以暴露所述开口的中心区域;端子板,被配置为覆盖所述通孔并连接到所述第二电极;以及热熔层,被配置为布置在所述盖板和所述端子板之间,并将所述盖板和所述端子板绝缘结合,并且所述热熔层包括多层,所述多层包括热塑性树脂层。
所述热熔层的所述多层可以进一步包括:结合到所述盖板的第一热固性树脂层;和结合到所述端子板的第二热固性树脂层,并且所述热塑性树脂层可以被设置所述第一热固性树脂层和所述第二热固性树脂层之间。
所述热塑性树脂层可以在预定温度熔化。
所述热塑性树脂层可以包括聚丙烯。
所述盖板可以包括第一化学转化涂层,并且所述热熔层可以接触所述第一化学转化涂层。
所述盖板可以包括不锈钢。
所述端子板可以包括第二化学转化涂层,并且所述热熔层可以接触第二化学转化涂层。
所述端子板可以包括铝。
所述第二种化学转化涂层可以包括铬酸盐。
所述端子板可以包括在所述盖板上的端子部分和从所述端子部分突起以穿过所述通孔并连接到所述第二电极的突起部。
所述热熔层可以位于所述端子部分和所述盖板之间。
第一通风通道可以位于所述热熔层和所述突起部之间。
与所述第一通风通道连通的第二通风通道可以位于所述盖板和所述突起部之间,并且所述第一通风通道和所述第二通风通道可以与所述壳体的内部空间连通。
所述壳体和所述盖板可以具有与所述第一电极相同的极性,并且所述端子板可以具有与所述第二电极相同的极性。
所述电极组件可以进一步包括从所述第一电极延伸以联接到所述壳体的第一电极接线片和从所述第二电极延伸以联接到所述端子板的第二电极接线片。
根据一个或多个实施例的方面,一种可再充电电池可以被提供,其中即使在可再充电电池内部温度和压力意外地增加,也可以抑制爆炸的风险。
附图说明
图1例示根据一实施例的可再充电电池的透视图。
图2例示沿着图1中的线II-II截取的剖视图。
图3例示图2中的区域“A”的剖视图。
图4例示根据另一实施例的可再充电电池的剖视图。
图5例示图4中的区域“B”的剖视图。
附图标记的描述
100:电极组件 200:壳体
300:盖板 400:端子板
500:热熔层 510:第一热固性树脂层
520:第二热固性树脂层 530:热塑性树脂层
具体实施方式
将在本文中参考附图更充分地描述本发明,附图中示出本发明的一些示例实施例。如本领域技术人员将认识到的,所描述的实施例可以以各种不同的方式修改,而全部不脱离本发明的精神或范围。附图和说明书本质上将被视为是例示性的,并非限制性的。在整个说明书中相似的附图标记指代相似的元件。
此外,除非明确地相反描述,否则应当理解,本说明书中使用的诸如“包括”、“包含”或“具有”之类的术语说明所述特征、数字、步骤、操作、部件、零件和/或它们的组合的存在,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、部件、零件或它们的组合。
另外,在本说明书中,应当理解,当一个部件被称为“连接”或“联接”到另一部件时,其可以直接连接或联接到该另一部件,或者连接或联接到该另一部件且一个或多个其它部件介于它们之间。
除非上下文另外明确指示,否则单数形式将包括复数形式。
应当理解,虽然术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各个元件,但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开。例如,第一元件可以被称为“第二”元件,类似地,第二元件可以被称为“第一”元件而不脱离本发明构思的示例实施例的范围。除非上下文另外明确指示,否则单数形式的术语可以包括复数形式。
此外,诸如“下方”、“下”、“上方”、“上”等的术语用于描述图中所示的配置的关系。然而,这些术语用作相对概念,并且参考附图中指示的方向被描述。
除非另外定义,本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应当理解,在常用字典中定义的术语应该被解释为具有与在相关领域的内容中的含义一致的含义,并且不应该以理想或过于正式的意义被解释,除非在本文中明确地如此定义。
在此,将参考图1至图3描述根据一实施例的可再充电电池。
根据一实施例的可再充电电池为超小型可再充电电池,并可包括硬币电池或纽扣电池,但本发明不限于此,并且其可包括圆柱形电池或销型电池。
这里,硬币电池或钮扣电池为薄的硬币型电池或纽扣型电池,并可以指具有1或更小的高度直径比(高度/直径)的电池,但不限于此。由于硬币电池或纽扣电池可以是圆柱形的,所以水平横截面可以是圆形的,但本发明不限于此,并且水平横截面可以是椭圆形的或多边形的。在这种情况下,直径可以指基于电池的水平方向的电池的最大距离,并且高度可以指基于电池的竖直方向的电池的最大距离(从电池的平的底表面到平的最上表面的距离)。
图1例示根据一实施例的可再充电电池的透视图;并且图2例示沿图1中的线II-II截取的剖视图。
参见图1和图2,根据一实施例的可再充电电池1000包括电极组件100、壳体200、盖板300、端子板400和热融层500。
电极组件100被容纳在壳体200中。电极组件100的下部面对壳体200的底部,并且电极组件100的上部面对覆盖壳体200的开口210的盖板300和端子板400。电极组件100的上部和下部可以具有彼此平行的平面形状,但并不限于此。
电极组件100包括第一电极110、第二电极120、隔板130、第一电极接线片140和第二电极接线片150。
第一电极110和第二电极120彼此间隔开,并且包括绝缘材料的隔板130被设置在第一电极110和第二电极120之间。在一实施例中,第一电极110可以为阴极,并且第二电极120可以为阳极,但本发明不限于此,并且,在另一实施例中,第一电极110可以为阳极,并且第二电极120可以为阴极。
在一实施例中,第一电极110具有沿一方向延伸的带的形状,并且包括阴极涂覆区域和阴极未涂覆区域,阴极涂覆区域为金属箔(例如,铜箔)的集流体被涂覆阴极活性材料层的区域,阴极未涂覆区域为未涂覆活性材料的区域。阴极未涂覆区域可以被设置在第一电极110的延伸方向上的端部。
在一实施例中,第二电极120具有与第一电极110间隔开以沿一方向延伸的带的形状,且隔板130介于第一电极110和第二电极120之间,并且第二电极120包括阳极涂覆区域和阳极未涂覆区域,阳极涂覆区域为金属箔(例如,铝箔)的集流体被涂覆阳极活性材料层的区域,阳极未涂覆区域为未涂覆活性材料的区域。阳极未涂覆区域可以被设置在第二电极120的延伸方向上的端部。
隔板130沿一方向在第一电极110和第二电极120之间延伸,以防止或基本上防止第一电极110和第二电极120之间的短路。
在一实施例中,第一电极110、隔板130和第二电极120顺序堆叠并卷绕成果冻卷形状,但不限于此,并且可以形成为各种已知形状中的任何形状。第一电极110、第二电极120和隔板130中的每个可以包括各种已知材料中的任何材料。
第一电极接线片140从电极组件100的第一电极110延伸到壳体200。在一实施例中,第一电极接线片140联接到壳体200的底部以连接第一电极110和壳体200。第一电极接线片140接触第一电极110和壳体200。由于第一电极接线片140,壳体200具有与第一电极110(例如,阴极)的极性相同的极性。
第二电极接线片150从电极组件100的第二电极120延伸到端子板400。在一实施例中,第二电极接线片150联接到端子板400的突起部420以连接第二电极120和端子板400。第二电极接线片150接触第二电极120和端子板400。由于第二个电极接线片150,端子板400具有与第二电极120(例如,阳极)的极性相同的极性。
在一实施例中,沿竖直方向穿过电极组件100的中心的中心销位于电极组件100的中心部分,并且中心销可支撑第一电极接线片140和第二电极接线片150,但并不局限于此。
在一实施例中,壳体200联接到电极组件100的第一电极110,以容纳电极组件100。壳体200包括暴露电极组件100的上部的开口210。壳体200的底部通过第一电极接线片140连接到电极组件100的第一电极110,以具有与第一电极110(例如,阴极)的极性相同的极性。在一实施例中,壳体200具有用于容纳果冻卷形状的电极组件100的圆筒形形状,但不限于此,并且可以具有各种已知形状中的任何形状。壳体200可以容纳各种已知电解质溶液中的任何电解质溶液连同电极组件100。在一实施例中,壳体200的外表面可以为可再充电电池1000的阴极端子。在这种情况下,端子板400的外表面可以为可再充电电池1000的阳极端子。壳体200的开口210被盖板300和端子板400覆盖。
盖板300与壳体200组合以覆盖开口210的外围区域。盖板300包括暴露开口210的中心区域的通孔310。在一实施例中,盖板300通过焊接工艺直接联接到壳体200的侧壁以覆盖开口210的外围区域,壳体200的开口210形成在壳体200的侧壁内。在一实施例中,盖板300由于形成在其中心部分的通孔310而具有环形形状,但并不限于此。在一实施例中,盖板300与壳体200组合以具有与第一电极110(例如,阴极)的极性相同的极性。在一实施例中,盖板300包含不锈钢,但不限于此,并且可以包含金属,诸如铝、镍和铜中的任一种。
端子板400与盖板300绝缘结合以覆盖盖板300的通孔310。在一实施例中,端子板400被设置在盖板300上,但并不限于此,并且可以被设置在盖板300和电极组件100之间。端子板400覆盖由盖板300的通孔310暴露的壳体200的开口210的中心区域。在一实施例中,端子板400覆盖开口210的中心区域,盖板300覆盖开口210的外围区域,并且因此,壳体200的开口210被端子板400和盖板300完全覆盖。端子板400联接到电极组件100的第二电极接线片150,以连接到电极组件100的第二电极120。端子板400具有与第二电极120(例如,阳极)的极性相同的极性。
在一实施例中,端子板400包括端子部分(或法兰部分)410和突起部420。
端子部分410被设置在盖板300上并与盖板300重叠。在一实施例中,端子部分410具有比突起部420大的面积。例如,端子部分410可以具有比突起部420大的直径。端子部分410的下表面与热熔层500接触,并且端子部分410上通过热熔层500绝缘结合到盖板300。
突起部420对应于盖板300的通孔310从端子部分410突起以穿过该通孔310。突起部420的下表面与第二电极接线片150接触。由于突起部420与第二电极接线片150联接,所以端子板400具有与第二电极120的极性相同的极性。
在一实施例中,端子板400包含铝,但并不限于此,并且可包含金属,诸如不锈钢、镍和铜中的任一种。
热熔层500被设置在盖板300和端子板400的端子部分410之间,并且将盖板300和端子板400绝缘结合。热熔层500包含绝缘材料,并且在盖板300和端子板400之间绝缘。在一实施例中,热熔层500通过热量或激光束被热熔合在盖板300和端子板400的端子部分410之间。热熔层500可以包括可以将盖板300和端子板400绝缘结合的各种已知材料中的任何材料。由于盖板300和端子板400通过热熔层500结合,所以容纳电极组件100的壳体200的开口210由盖板300、端子板400和热熔层500完全密封。
图3例示图2中的区域“A”的剖视图。
参见图2和图3,在一实施例中,热熔层500包括多层。在一实施例中,形成为多层的热熔层500包括第一热固性树脂层510、第二热固性树脂层520和热塑性树脂层530。
第一热固性树脂层510结合到盖板300。第一热固性树脂层510通过热量固化,并且包括各种已知的热固性树脂中的任何树脂,诸如苯酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂和聚酯树脂。第一热固性树脂层510在制造可再充电电池1000时被设置在盖板300和热塑性树脂层530之间,然后通过热量固化以将热塑性树脂层530和盖板300结合。
第二热固性树脂层520结合到端子板400。第二热固性树脂层520通过热量固化,并且包括各种已知的热固性树脂中的任何树脂,诸如苯酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂和聚酯树脂。在一实施例中,第二热固性树脂层520可以包括与第一热固性树脂层510的材料相同的材料,但不限于此,并且可以包括与第一热固性树脂层510的材料不同的材料。第二热固性树脂层520在制造可再充电电池1000时被设置在端子板400和热塑性树脂层530之间,然后通过热量固化以将热塑性树脂层530和端子板400结合。
热塑性树脂层530被设置在第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520之间。热塑性树脂层530将第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520结合。热塑性树脂层530包括各种已知的热塑性树脂中的任何树脂。例如,热塑性树脂层530可以包括聚丙烯树脂,但并不限于此,并且可以包括聚苯乙烯、聚乙烯和聚氯乙烯树脂中的任何树脂。在制造可再充电电池1000时第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520结合的状态下,热塑性树脂层530不会由于用于固化第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520的热量而被熔化,并且热塑性树脂层530结合到第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520。在一实施例中,热塑性树脂层530在预定温度熔化。这里,热塑性树脂层530熔化的预定温度可以是超过用于固化第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520的热量的温度的温度,但并不限于此。
作为分隔空间的第一通风通道VC1被设置在热熔层500和端子板400的突起部420之间,并且第一通风通道VC1在突起部420的垂直方向上围绕突起部420的上部的外周边缘。作为分隔空间的第二通风通道VC2被设置在盖板300和端子板400的突起部420之间,并且第二通风通道VC2在突起部420的垂直方向上围绕突起部420的下部的外周边缘。第一通风通道VC1和第二通风通道VC2彼此连通,并且第一通风通道VC1和第二通风通道VC2与壳体200的内部空间IS连通。
热熔层500密封彼此连通的壳体200的内部空间IS、第二通风通道VC2和第一通风通道VC1。
参见图3,当发生诸如可再充电电池1000的壳体200的内部空间IS中的电极组件100的第一电极110和第二电极120之间的意外短路之类的事件时,用于容纳电极组件100和电解质的壳体200的内部空间IS的温度增加,并且因此,在壳体200的内部空间IS中产生气体GA而增加壳体200的内部空间IS的压力。
此时,壳体200的内部空间IS的温度由于所产生的热量而升高,并且热熔层500的热塑性树脂层530可以被所产生的热量熔化。当用于将热熔层500的第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520结合的热塑性树脂层530被热量熔化成流体形式时,在壳体200的内部空间IS中产生的高压的气体GA从壳体200的内部空间IS穿过第二通风通道VC2和第一通风通道VC1以将流体形式的热塑性树脂层530从第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520推出,并且在壳体200的内部空间IS中产生的具有高的温度和压力的气体GA从壳体200的内部空间IS穿过第二通风通道VC2和第一通风通道VC1以通过形成在第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520之间的第三通风通道VC3排出到外部。
如上所述,即使由于可再充电电池1000的内部空间IS中的意外事件而导致温度和压力升高,由于包括在热熔层500中的热塑性树脂层530被热量熔化以在第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520之间形成第三通风通道VC3,所以在内部空间IS中产生的具有的温度和压力的气体GA从内部空间IS穿过第二通风通道VC2和第一通风通道VC1以通过第三通风通道VC3排出到外部,从而抑制可再充电电池1000的爆炸的风险。
也就是说,即使可再充电电池1000内部的温度和压力意外地增加,可再充电电池1000也可以抑制爆炸的风险。
在此,将参考图4和图5描述根据另一实施例的可再充电电池。
在此,将主要描述与根据上述实施例的可再充电电池的元件不同的元件。
图4例示根据另一实施例的可再充电电池的剖视图;并且图5例示图4中的区域“B”的剖视图。
参见图4和图5,根据另一实施例的可再充电电池1002包括电极组件100、壳体200、盖板300、端子板400和热熔层500。
在一实施例中,盖板300包含不锈钢,并且包括涂覆在其表面上的第一化学转化涂层320。第一化学转化涂层320包括通过诸如铬酸盐处理或磷酸处理之类的各种已知的化学转化处理形成的任何化学转化涂层。
在一实施例中,端子板400包含铝,并且包括涂覆在其表面上的第二化学转化涂层430。在一实施例中,第二化学转化涂层430包括通过铬酸盐处理形成的铬酸盐。然而,第二化学转化涂层430可以包括通过诸如磷酸处理之类的各种已知的化学转化处理形成的任何化学转化层。
热熔层500在盖板300和端子板400的端子部分410之间接触第一化学转化层320和第二化学转化层430。
热熔层500的第一热固性树脂层510结合到盖板300的第一化学转化层320,并且第二热固性树脂层520结合到端子板400的第二化学转化层430。
由于盖板300和端子板400的耐腐蚀性通过第一化学转化层320和第二化学转化层430被改善,所以可以防止或基本防止用于将盖板300和端子板400结合的热熔层500的第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520由于盖板300和端子板400的表面腐蚀而从盖板300和端子板400中的各个分离。
参见图5,当发生诸如可再充电电池1002的壳体200的内部空间IS中的电极组件100的第一电极110和第二电极120之间的意外短路之类的事件时,用于容纳电极组件100和电解质的壳体200的内部空间IS的温度增加,并且在壳体200的内部空间IS中产生气体GA而增加壳体200的内部空间IS的压力。
此时,壳体200的内部空间IS的温度由于所产生的热量而升高,并且热熔层500的热塑性树脂层530可以被所产生的热量熔化。当用于将热熔层500的第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520结合的热塑性树脂层530被热量熔化成流体形式时,在壳体200的内部空间IS中产生的高压气体GA从壳体200的内部空间IS穿过第二通风通道VC2和第一通风通道VC1以将流体形式的热塑性树脂层530从第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520推出,并且在壳体200的内部空间IS中产生的具有高的温度和压力的气体GA从壳体200的内部空间IS穿过第二通风通道VC2和第一通风通道VC1以通过形成在第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520之间的第三通风通道VC3被排出到外部。
此外,由于盖板300和端子板400的耐腐蚀性通过第一化学转化涂层320和第二化学转化涂层430被改善,因此可以防止或基本上防止用于结合盖板300和端子板400的热熔层500的第一热固性树脂层510和第二热固性树脂层520由于盖板300和端子板400的表面腐蚀而从盖板300和端子板400中的各个分离,并且因此,提高可再充电电池1002的寿命。
也就是说,即使可再充电电池1002内部的温度和压力意外增加,也提供爆炸风险降低并且寿命提高的可再充电电池1002。
虽然结合目前认为的一些示例性实施例来描述本发明,但应当理解,本发明不限于所公开的实施例,而是相反,本发明旨在覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效布置。
Claims (15)
1.一种可再充电电池,包括:
电极组件,包括第一电极、第二电极和在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板;
壳体,被配置为连接到所述第一电极并容纳所述电极组件,并且包括开口以暴露所述电极组件;
盖板,被配置为联接到所述壳体以覆盖所述开口的外围区域,并且包括通孔以暴露所述开口的中心区域;
端子板,被配置为覆盖所述通孔并连接到所述第二电极;以及
热熔层,被配置为布置在所述盖板和所述端子板之间,并将所述盖板和所述端子板绝缘结合,
其中所述热熔层包括多层,所述多层包括热塑性树脂层。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述热熔层的所述多层进一步包括:
结合到所述盖板的第一热固性树脂层;和
结合到所述端子板的第二热固性树脂层,并且
所述热塑性树脂层位于所述第一热固性树脂层和所述第二热固性树脂层之间。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述热塑性树脂层在预定温度熔化。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述热塑性树脂层包括聚丙烯。
5.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中
所述盖板包括第一化学转化涂层,并且
所述热熔层接触所述第一化学转化涂层。
6.根据权利要求5所述的可再充电电池,其中所述盖板包括不锈钢。
7.根据权利要求5所述的可再充电电池,其中
所述端子板包括第二化学转化涂层,并且
所述热熔层接触所述第二化学转化涂层。
8.根据权利要求7所述的可再充电电池,其中所述端子板包括铝。
9.根据权利要求7所述的可再充电电池,其中所述第二化学转化涂层包括铬酸盐。
10.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述端子板包括:
在所述盖板上的端子部分;和
从所述端子部分突起以穿过所述通孔并连接到所述第二电极的突起部。
11.根据权利要求10所述的可再充电电池,其中所述热熔层位于所述端子部分和所述盖板之间。
12.根据权利要求11所述的可再充电电池,其中第一通风通道位于所述热熔层和所述突起部之间。
13.根据权利要求12所述的可再充电电池,其中
与所述第一通风通道连通的第二通风通道位于所述盖板和所述突起部之间,并且
所述第一通风通道和所述第二通风通道与所述壳体的内部空间连通。
14.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中
所述壳体和所述盖板具有与所述第一电极相同的极性,并且
所述端子板具有与所述第二电极相同的极性。
15.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述电极组件进一步包括:
从所述第一电极延伸以联接到所述壳体的第一电极接线片;和
从所述第二电极延伸以联接到所述端子板的第二电极接线片。
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