CN117083762A - 二次电池 - Google Patents

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朴建奎
李沅锡
郑义广
丁贤基
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Abstract

根据本公开要解决的技术目的是提供一种二次电池，该二次电池通过将电极组件直接连接到罐和/或端子而没有引线接线片来具有减小的电阻并且还通过去除引线接线片来具有增加的电池容量。为此，本公开提供了一种二次电池，该二次电池包括：罐；电极组件，容纳在罐中并且包括在第一方向上延伸的第一未涂覆部和在与第一方向相反的第二方向上延伸的第二未涂覆部；第一集流板，电连接到电极组件的第一未涂覆部；第一端子部，结合到罐并且电连接到第一集流板；以及第二端子部，结合到罐并且电连接到电极组件的第二未涂覆部。

Description

二次电池
技术领域
本公开的实施例涉及一种二次电池。
背景技术
通常，二次电池可以包括电极组件、容纳电极组件和电解质的罐以及结合到罐的上开口以密封罐并且使电极组件充电或放电的端子部。
另外，根据形状，二次电池可以包括棱柱形电池、袋型电池和圆柱形电池。具体地，在圆柱形电池中，在为了减小电阻而暴露电极组件的上基底(例如，未涂覆部或内部接线片)之后，为了将集流板和端子部连接，将集流板焊接到暴露的上基底，并且将引线接线片焊接到集流板。
然而，这种二次电池由于引线接线片而在减小电阻方面具有限制，并且也因为罐的内部空间由于引线接线片减小而在增加电池容量方面具有限制。
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，因此它可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本公开提供了一种二次电池，该二次电池能够通过将电极组件直接连接到罐和/或端子部而没有引线接线片来减小电阻并且能够通过去除引线接线片来增加电池容量。
技术方案
根据本公开的示例性二次电池可以包括：罐；电极组件，容纳在罐中并且包括在第一方向上延伸的第一未涂覆部和在与第一方向相反的第二方向上延伸的第二未涂覆部；第一集流板，电连接到电极组件的第一未涂覆部；第一端子部，结合到罐并且电连接到第一集流板；以及第二端子部，结合到罐并且电连接到电极组件的第二未涂覆部。
以这种方式，在本公开中，通过提供其中电极组件直接电连接到集流板和/或端子部而没有单独的引线接线片的二次电池，可以减小二次电池的内阻，并且可以使用相对大的电极组件来增加电池容量。
在一些示例中，第一端子部可以包括上盖，罐还可以包括在向内方向上设置的罐卷曲部，并且第一集流板还可以包括在向内方向上设置在罐卷曲部与上盖之间的集流板卷曲部。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中第一端子部由罐卷曲部和集流板卷曲部完成而没有单独的卷边部的二次电池，从而简化了二次电池制造工艺。另外，本发明的实施例提供了其中第一集流板置于罐卷曲部与上盖之间并且电连接到第一端子部和罐的二次电池，从而减小电池的内阻。
在一些示例中，集流板卷曲部可以覆盖上盖的底表面、上盖的侧表面和上盖的上表面。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中集流板卷曲部电接触上盖的至少三个表面的二次电池，从而减小二次电池的内阻。
在一些示例中，集流板卷曲部可以暴露到罐和上盖的外部。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中第一集流板与上盖之间的间隙或第一集流板与罐之间的间隙相对长的二次电池，因此异物难以通过这些间隙渗透到罐的内部，并且罐内部的电解质也难以泄漏，从而改善了电池安全性和可靠性。
在一些示例中，上盖可以包括形成在底表面上的排气凹口。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中排气凹口形成在上盖的底表面上的二次电池，因此，当二次电池的内部压力大于基准压力时，排气凹口被破坏，使得二次电池的内部压力等于大气压力，从而改善了电池安全性和可靠性。
在一些示例中，第一端子部可以是负电极或正电极。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中第一端子部可以用作负电极或正电极的二次电池，从而根据电子装置的需要提供各种类型的电池。
在一些示例中，第一端子部可以包括上盖，上盖还可以包括在向外方向上设置的上盖接缝部，罐还可以包括在端部的向外方向上设置的罐接缝部，并且第一集流板还可以包括在向外方向上设置在上盖接缝部与罐接缝部之间的集流板接缝部。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中设置有上盖接缝部、罐接缝部和集流板接缝部中的全部的二次电池，从而即使在没有传统绝缘垫圈或密封件的情况下也改善了罐的内部的气密性。
在一些示例中，集流板接缝部可以覆盖罐接缝部的内表面、罐接缝部的侧表面和罐接缝部的外表面。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中集流板接缝部电接触罐接缝部的至少三个面的二次电池，从而减小了二次电池的内阻。
在一些示例中，上盖接缝部可以覆盖集流板接缝部的内表面、集流板接缝部的侧表面和集流板接缝部的外表面。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中上盖接缝部电接触集流板接缝部的至少三个面的二次电池，从而减小了二次电池的内阻。
在一些示例中，第二端子部可以包括具有与电极组件的第二未涂覆部的面积对应的面积的集流表面、从集流表面延伸并且穿透罐的柱部以及从柱部延伸并且位于罐外部的端子表面。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中电极组件的未涂覆部直接电连接到第二端子部的二次电池，从而进一步减小了二次电池的内阻。
在一些示例中，还可以包括置于第二端子部与罐之间的绝缘部。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中包括有置于第二端子部与罐之间的绝缘部的二次电池，从而防止第二端子部与罐之间的电短路。
在一些示例中，第二端子部可以是负电极或正电极。
以这种方式，本发明的实施例提供了其中第二端子部可以用作正电极或负电极的二次电池，从而根据电子装置的需要提供各种类型的电池。
技术效果
本公开提供了一种二次电池，该二次电池能够通过将电极组件直接连接到罐和/或端子部而没有引线接线片来减小电阻并且能够通过去除引线接线片来增加电池容量。
附图说明
图1a和图1b是示出了根据本公开的示例性二次电池的透视图和剖视图。
图2a和图2b是示出了根据本公开的示例性二次电池的第一端子部和第二端子部的放大剖视图。
图3是示出了可以应用于根据本公开的示例性二次电池的正电极端子或负电极端子的端子部的放大剖视图。
具体实施方式
提供本公开的示例以向本领域技术人员更完整地解释本公开，并且可以以各种其它形式修改以下示例。然而，本公开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公开的方面和特征。
另外，在附图中，为了简洁和清楚起见，夸大了各种组件的尺寸或厚度，并且同样的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，或者居间元件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，而不旨在限制发明。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指出，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术语“包括或包含”和/或其变型时，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，虽然在此可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。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，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被命名为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分。
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”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与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装置在使用或操作中的除了附图中所描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附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”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以涵盖上方和下方两个方位。
参照图1a和图1b，示出了示出根据本公开的示例性二次电池100的透视图和剖视图。
如图1a和图1b中所示，根据本公开的示例性二次电池100可以包括圆柱形罐110、圆柱形电极组件120、第一集流板130、第一端子部140和第二端子部150。在一些示例中，二次电池100还可以包括结合到电极组件120的中心的中心销(未示出)。
圆柱形罐110可以包括圆形底部111和从底部111向上弯曲并且延伸的圆柱形侧部112。在一些示例中，罐110可以包括或被称为壳体或外壳。在一些示例中，圆形底部111可以包括基本上圆形的通孔111a，并且侧部112可以包括设置在端部(即，顶端部分)处的罐卷曲部113。在一些示例中，罐卷曲部113可以包括或被称为弯曲部、凸出部或延伸部。在二次电池100的组装工艺期间，可以打开圆柱形罐110的顶部。因此，在二次电池100的组装工艺期间，可以将电极组件120插入到圆柱形罐110中，然后可以将电解质注入到圆柱形罐110中。在一些示例中，圆柱形罐110可以包括钢、钢合金、镍、镍合金、铝、铝合金或它们的组合。在一些示例中，圆柱形罐110的罐卷曲部113在第一端子部140周围向内弯曲，以便防止电极组件120和第一端子部140脱离到外部。
电极组件120可以容纳在圆柱形罐110内部。在一些示例中，电极组件120可以包括或被称为电极组、电池单体或单体。电极组件120可以包括在第一导电基底上涂覆有第一活性物质(例如，石墨、碳等)的第一电极板121、在第二导电基底上涂覆有第二活性物质(例如，过渡金属氧化物(LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等))的第二电极板122以及定位在第一电极板121与第二电极板122之间以防止其间短路并且仅允许锂离子的移动的隔膜123。在一些示例中，第一电极板121、隔膜123和第二电极板122可以堆叠并且卷绕为基本上圆柱形形状。在一些示例中，第一电极板121的第一基底可以包括铜(Cu)、镍(Ni)或者铜和镍的合金，第二电极板122的第二基底可以包括铝(Al)，并且隔膜123可以包括聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。在一些示例中，第一电极板121可以设置有在第一方向(例如，向上方向)上凸出并且延伸一定长度的第一未涂覆部121a，并且第二电极板122可以设置有在与第一方向相反的第二方向(例如，向下方向)上凸出并且延伸预定长度的第二未涂覆部122a。在一些示例中，第一未涂覆部121a是在第一方向上从电极组件120延伸的区域并且可以直接电连接到第一集流板130，并且第二未涂覆部122a是在第二方向上从电极组件120延伸的区域并且可以直接电连接到第二端子部150。在一些示例中，未涂覆部可以包括或被称为电极接线片、接线片、电极引线、引线或引线接线片。
在一些示例中，中心销成形为中空圆形管，并且可以结合到电极组件120的近似中心。在一些示例中，中心销可以包括钢、钢合金、铝、铝合金或聚对苯二甲酸丁二醇酯。中心销用于在电池的充电和放电期间抑制电极组件的变形，并且用作用于在二次电池内部产生的气体的通道。在一些情况下，可以省略中心销。
第一集流板130可以直接电连接到电极组件120的第一未涂覆部121a。在一些示例中，第一集流板130可以通过激光焊接或超声波焊接电连接到第一未涂覆部121a。在一些示例中，第一集流板130可以包括铜(Cu)、镍(Ni)或者铜和镍的合金。下面将再次描述第一集流板130。在一些示例中，集流板可以包括或被称为集流体、集流部、导电板或导体。
第一端子部140阻挡罐110的上部区域，并且可以电连接到第一集流板130。在一些示例中，第一端子部140可以通过第一集流板130结合到罐卷曲部113。在一些示例中，第一端子部140可以包括铜(Cu)、镍(Ni)或者铜和镍的合金。在一些示例中，第一端子部140可以是负电极或正电极。当第一端子部140是负电极时，罐110也可以是负电极，并且当第一端子部140是正电极时，罐110也可以是正电极。下面将再次描述第一端子部140。
第二端子部150可以结合到罐10并且电连接到电极组件120的第二未涂覆部122a。在一些示例中，第二端子部150可以通过激光焊接或超声波焊接直接电连接到第二未涂覆部122a。在一些示例中，第二端子部150可以包括铝(Al)或铝合金。下面将再次描述该第二端子部150。在一些示例中，第二端子部150可以是负电极或正电极。在一些示例中，端子部可以包括或被称为端子、凸起或导体。
以这种方式，在根据本公开的示例性二次电池100中，电极组件120的第一未涂覆部121a通过第一集流板130电连接到第一端子部140，而没有单独的引线接线片。另外，由于电极组件120的第二未涂覆部122a直接电连接到第二端子部150，因此可以减小电阻。另外，由于根据本公开的二次电池100在其中不具有单独的引线接线片，因此可以使用或容纳更大的电极组件120，因此可以增加电池容量。
图2a和图2b是示出了根据本公开的示例性二次电池的第一端子部和第二端子部的放大剖视图。
如图2a中所示，第一端子部140可以包括上盖141。在一些示例中，上盖141包括在第一方向上从罐110凸出的端子区域142、在向外方向上从端子区域142向下倾斜的倾斜区域143以及从倾斜区域143水平地向外延伸的延伸区域144。在一些示例中，倾斜区域143可以包括形成在底表面上的至少一个排气凹口142a。当罐110的内部压力高于基准压力时，排气凹口142a可以被破坏，并且因此可以减小罐110的内部压力。在一些示例中，延伸区域144可以直接电连接到第一集流板130。在一些示例中，与传统上盖不同，上盖141可以不具有气体排放孔。也就是说，上盖141可以密封罐110。
如上所述，罐110还可以包括在向内方向上设置的罐卷曲部113。在一些示例中，第一集流板130可以包括在向内方向上设置在罐卷曲部113与上盖141的延伸区域144之间的集流板卷曲部131。在一些示例中，集流板卷曲部131可以包括覆盖延伸区域144的底表面的底部区域132、覆盖延伸区域144的侧表面的侧部区域133和覆盖延伸区域144的上表面的上部区域134。
在一些示例中，集流板卷曲部131可以暴露到罐110和上盖141的外部。在一些示例中，集流板卷曲部131的上部区域可以暴露到外部。
在一些示例中，用于密封的树脂可以进一步涂覆在罐卷曲部113和集流板卷曲部131的上部区域上，以进一步改善电池密封性能。在一些示例中，由于用于密封的树脂覆盖罐卷曲部113和集流板卷曲部131的近似上部区域，因此异物难以渗透到罐110的内部，并且电解质也难以从罐110泄漏。用于密封的树脂可以包括或被称为疏水性陶瓷树脂。
如图2b中所示，第二端子部150可以包括集流表面151、柱部152和端子表面153。集流表面151可以具有基本上盘形状，以具有与电极组件120的第二未涂覆部122a的面积对应的面积。第二未涂覆部122a可以通过激光焊接或超声波焊接电连接到集流表面151。柱部152可以从集流表面151延伸并且穿过罐110的底部111的通孔111a。端子表面153可以从柱部152延伸并且定位在罐110的底部111外部。在一些示例中，集流表面151、柱部152和端子表面153可以是单个主体，或者可以单独地制造并且彼此结合。在一些示例中，绝缘部154可以置于第二端子部150与罐110之间。绝缘部154可以包括或被称为垫圈或密封件。在一些示例中，绝缘部154的一部分可以置于集流表面151与罐110的底部之间，绝缘部154的另一部分可以置于柱部与罐110的底部111中的通孔111a之间，绝缘部154的又一部分可以置于端子表面153与罐110的底部111之间。
以这种方式，在本公开中，电极组件120的第一未涂覆部121a通过第一集流板130电连接到第一端子部140，而没有单独的引线接线片，并且第二未涂覆部122a直接电连接到第二端子部150，从而提供具有减小的电阻的二次电池100。另外，在本公开中，由于不设置单独的引线接线片，因此可以使用相对大的电极组件120，从而提供具有增加的电池容量的二次电池100。
图3是示出了可以应用于根据本公开的示例性二次电池的正电极端子或负电极端子的端子部的放大剖视图。
如图3中所示，第一端子部240可以包括上盖241。在一些示例中，上盖241可以包括端子区域242、竖直区域243、水平区域244和上盖接缝部245。在一些示例中，端子区域242还可以包括设置在底表面上的至少一个排气凹口242a。竖直区域243可以通过从端子区域242基本上向下弯曲并且延伸来设置，并且水平区域244可以通过在水平方向上从竖直区域243基本上向外弯曲并且延伸来设置。
在一些示例中，罐210还可以包括罐接缝部215，并且第一集流板230还可以包括集流板接缝部235。在一些示例中，集流板接缝部235可以设置在上盖接缝部245与罐接缝部215之间。
在一些示例中，上盖接缝部245可以大体上向外弯曲。在一些示例中，上盖接缝部245可以包括从水平区域244在基本上向上的方向上弯曲并且延伸的第一竖直区域245a、从第一竖直区域245a在基本上向外的水平方向上弯曲并且延伸的第一水平区域245b、从第一水平区域245b基本上向下弯曲并且延伸的第二竖直区域245c以及从第二竖直区域245c基本上在向内的水平方向上延伸的第二水平区域245d。
在一些示例中，罐接缝部215可以包括从罐210的侧部在近似向内和向上的方向上倾斜或弯曲的倾斜部215a、从倾斜部215a基本向上弯曲并且延伸的第一竖直部215b、从第一竖直部215b在基本上向外的水平方向上弯曲并且延伸的水平部215c以及从水平部215c基本上向下弯曲并且延伸的第二竖直部215d。在一些示例中，第一竖直部215b和第二竖直部215d可以彼此间隔开预定距离(即，第一集流板230的厚度)。
在一些示例中，集流板接缝部235可以包括底部区域235a、从底部区域235a基本上向上弯曲并且延伸的第一竖直区域235b、从第一竖直区域235b在基本上向外的水平方向上延伸的第一水平区域235c、从第一水平区域235c在基本上向下的方向上弯曲并且延伸的第二竖直区域235d、从第二竖直区域235d在近似向内的水平方向上弯曲并且延伸的第二水平区域235e以及从第二水平区域235e基本上向上延伸的第三竖直区域235f。在一些示例中，集流板接缝部235的第三竖直区域235f可以置于罐接缝部215的第一竖直部215b和第二竖直部215d之间。
以这种方式，上盖接缝部245、集流板接缝部235和罐接缝部215可以通过接缝工艺一起设置。因此，上盖接缝部245、集流板接缝部235和罐接缝部215可以一起彼此紧密接触或可以彼此接触。
在一些示例中，上盖241的端子区域242和第一水平区域245b的上表面可以形成相同平面或不同平面，这可以根据二次电池结合到其的电子装置的需要来确定。
另外，在一些示例中，可以设置第一端子部240来代替第二端子部150。在一些示例中，图2a和图2b中所示的第一端子部140或第二端子部150可以用图3中所示的第一端子部240代替。换句话说，可以根据二次电池结合到其的电子装置的需要以各种方式选择和构造图2a、图2b和图3中所示的各种类型的端子部。
上面已经描述的内容仅是用于实现本发明的一个实施例，并且本发明不限于上述实施例。然而，本公开的技术精神在于，在不脱离本发明的主旨的情况下，本领域的任何技术人员可以进行如所附权利要求中所要求保护的各种改变。

Claims (13)

1.一种二次电池，所述二次电池包括：
罐；
电极组件，容纳在所述罐中并且包括在第一方向上延伸的第一未涂覆部和在与所述第一方向相反的第二方向上延伸的第二未涂覆部；
第一集流板，电连接到所述电极组件的所述第一未涂覆部；
第一端子部，结合到所述罐并且电连接到所述第一集流板；以及
第二端子部，结合到所述罐并且电连接到所述电极组件的所述第二未涂覆部。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一端子部包括上盖，所述罐还包括在向内方向上设置的罐卷曲部，并且所述第一集流板还包括在向内方向上设置在所述罐卷曲部与所述上盖之间的集流板卷曲部。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述集流板卷曲部覆盖所述上盖的底表面、所述上盖的侧表面和所述上盖的上表面。
4.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述集流板卷曲部暴露到所述罐和所述上盖的外部。
5.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述上盖包括形成在底表面上的排气凹口。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一端子部是负电极或正电极。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一端子部包括上盖，所述上盖还包括在向外方向上设置的上盖接缝部，所述罐还包括在端部的向外方向上设置的罐接缝部，并且所述第一集流板还包括在向外方向上设置在所述上盖接缝部与所述罐接缝部之间的集流板接缝部。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中，所述集流板接缝部覆盖所述罐接缝部的内表面、所述罐接缝部的侧表面和所述罐接缝部的外表面。
9.根据权利要求7所述的二次电池，其中，所述上盖接缝部覆盖所述集流板接缝部的内表面、所述集流板接缝部的侧表面和所述集流板接缝部的外表面。
10.根据权利要求7所述的二次电池，其中，所述上盖包括形成在底表面上的排气凹口。
11.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二端子部包括集流表面、柱部和端子表面，所述集流表面具有与所述电极组件的所述第二未涂覆部的面积对应的面积，所述柱部从所述集流表面延伸并且穿透所述罐，所述端子表面从所述柱部延伸并且位于所述罐外部。
12.根据权利要求11所述的二次电池，所述二次电池还包括置于所述第二端子部与所述罐之间的绝缘部。
13.根据权利要求11所述的二次电池，其中，所述第二端子部是负电极或正电极。
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