CN118054165A - 二次电池 - Google Patents

Abstract

提供了一种二次电池，所述二次电池包括：电极组件；罐，具有敞口的上端并且容纳电极组件；以及盖板，结合到罐的上端，并且具有与电极组件的上端接触焊接的焊接部分。

Description

二次电池

技术领域

本公开的实施例的方面涉及一种二次电池。

背景技术

不同于设计为不充电的一次电池，二次电池是设计为充电和放电的电池。低容量二次电池用在诸如智能电话、功能电话、平板计算机、笔记本计算机、数码照相机或便携式摄像机的便携式电子产品中，而以数十个到数百个电池组连接在一起的模组的形式的大容量二次电池广泛用作用于驱动混合动力车辆和电动车辆中的电机的电源和用于电力存储装置(例如，家庭级和公共事业级电力存储)的电源。

二次电池可以根据它们的外观分类为圆柱形、棱柱形、袋形等。在这些二次电池中，圆柱形二次电池通常包括电极组件、罐、盖组件等，并且具有这样的结构：电极组件插入到罐中，然后卷边(例如，卷边部)形成到盖组件放置的位置上，然后压接(例如，压接部)形成为固定盖组件。

在本背景技术部分中公开的以上信息是为了增强对本公开的背景的理解，因此，其可能包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本公开的实施例提供了一种具有增大的电池容量的二次电池。

另外，本公开的实施例提供了一种成本降低的二次电池。

根据本公开的实施例的二次电池包括：电极组件；罐，具有敞口的上端并且容纳电极组件；以及盖板，结合到罐的上端并且具有与电极组件的上端接触焊接的焊接部分。

焊接部分可以从盖板朝向罐的内部凹入式地凹进。

当盖板结合到罐时，焊接部分的底表面可以比电极组件的上端低。

焊接部分可以从盖板的中心放射状延伸。

焊接部分的一部分可以具有比焊接部分从盖板的中心延伸的长度小的直径，并且焊接部分的所述一部分可以朝向罐的内部凹入式地凹进。

盖板可以具有作为安全排气口的凹口。

凹口可以在焊接部分外部沿着盖板的圆周延伸。

凹口可以在盖板的内表面中。

电极组件可以是卷绕的并且可以具有中空中心。盖板可以具有处于其中心的注入开口并使插塞安装在注入开口中且延伸到电极组件的中空中心内部。

罐的上端可以具有台阶，盖板可以安置在台阶上。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的二次电池的剖视图。

图2是图1中的部分II的放大图。

图3是图1示出的二次电池的透视剖视图。

图4是根据本公开的实施例的二次电池的盖板的平面图。

图5是根据本公开的实施例的二次电池的盖板的底视图。

图6示出了组装根据本公开的实施例的二次电池的工艺的步骤。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。提供本公开的实施例以向本领域的技术人员更完整地描述本公开，并且以下的实施例可以以各种其它形式进行修改。此外，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应解释为限于在此描述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域的技术人员充分传达本公开的方面和特征。

将理解的是，当元件或层称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接或结合到所述另一元件或层，或者也可以存在一个或更多个中间元件或层。当元件或层称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。例如，当第一元件描述为“结合”或“连接”到第二元件时，第一元件可以直接结合或直接连接到第二元件，或者第一元件可以经由一个或更多个中间元件间接结合或间接连接到第二元件。

在图中，为了示出的清楚，可以夸大各种元件、层等的尺寸。相同的附图标记表示相同的元件。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。此外，在描述本公开的实施例时使用“可以(可)”涉及“本公开的一个或更多个实施例”。当诸如“……中的至少一个(者/种)”和“……中的任何一个(者/种)”的表述在一列要素之后时，修饰整列的要素而不是修饰该列中的个别要素。例如，表述“a、b和c的至少一个(者/种)”指的是仅a、仅b、仅c、a和b两个(者/种)、a和c两个(者/种)、b和c两个(者/种)、a、b和c中的全部、或者它们的变型。如在此所使用的，术语“使用”和其变型可以被认为与术语“利用”和其变型同义。如在此所使用的，术语“基本上”、“大约”和类似的术语用作近似的术语而非程度的术语，并且旨在解释将由本领域普通技术人员认识到的测量值或计算值中的固有偏差。

将理解的是，虽然可以在此使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可以命名为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

为了易于描述，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等的空间相对术语，以描述如在图中所示出的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。将理解的是，除了在图中描绘的方位之外，空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定向为在其它元件或特征“上方”或“之上”。因此，术语“在……下方”可以涵盖上方和下方两种方位。装置可以被另外定向(旋转90°或处于其它方位)，并且应相应地解释在此使用的空间相对描述语。

在此使用的术语是为了描述本公开的实施例的目的，而不旨在限制本公开。如在此所使用的，单数形式“一”、“一个(者/种)”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。还将理解的是，术语“包括”、“包含”和/或其变型用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、整数、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、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

图1是根据本公开的实施例的二次电池100的剖视图，图2是图1中的部分II的放大图，图3是在图1中示出的二次电池100的透视剖视图。

参照图1至图3，根据本公开的实施例，二次电池100包括电极组件110、罐120、盖板130、插塞140和端子150。

电极组件110包括第一电极板、第二电极板和隔膜。

第一电极板可以是负电极板和正电极板中的任何一者。当第一电极板是负电极板时，第一电极板可以包括由诸如铜箔、镍箔、铜网、镍网的薄导电金属板制成的集流体板(例如，负电极集流体板)，并且可以具有涂覆部分(例如，负电极涂覆部分)和未涂覆部分(例如，负电极未涂覆部分)111，在涂覆部分处涂覆有活性物质(例如，负电极活性物质)，在未涂覆部分111处未涂覆负电极活性物质。负电极活性物质可以包括例如碳类物质、硅(Si)、锡(Sn)、氧化锡、锡合金复合材料、过渡金属氧化物、锂金属亚硝酸盐或金属氧化物。

第二电极板可以是负电极板和正电极板的另一者。当第二电极板是正电极板时，第二电极板可以包括由诸如铝箔或铝网的薄导电金属板制成的集流体板(例如，正电极集流体板)，并且可以具有涂覆部分(例如，正电极涂覆部分)和未涂覆部分(例如，正电极未涂覆部分)112，在涂覆部分处涂覆有活性物质(例如，正电极活性物质)，在未涂覆部分112处未涂覆正电极活性物质。正电极活性物质可以包括硫族化物化合物，例如，诸如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂或LiNiMnO₂的复合金属氧化物。

隔膜置于第一电极板和第二电极板之间，以防止第一电极板和第二电极板之间的短路。隔膜可以由例如聚乙烯、聚丙烯、或者聚乙烯和聚丙烯的多孔共聚物制成。

电极组件110是通过将第一电极板、隔膜和第二电极板按该顺序堆叠使得第一电极板的未涂覆部分111在一侧(例如，图中的上侧)上对齐(或从所述一侧凸出)并且第二电极板的未涂覆部分112在相对侧(例如，图中的下侧)上对齐(或从所述相对侧凸出)而形成的，并且被卷绕成具有中空的中心。

罐120可以以圆柱形形状形成。例如，罐120具有以盘形状形成的底部121以及从底部121的边缘向上延伸的侧表面122。因为罐120的上端是敞口的，所以电极组件110通过罐120的上端插入到罐120的内部中，然后可以用盖板130封闭罐120的上端。

罐120具有处于底部121的中心的孔121a，通过孔121a安装端子150。另外，罐120的底部121和侧表面122可以一体地形成并且可以由例如钢、钢合金、铝或铝合金制成。

图4是根据本公开的实施例的二次电池100的盖板130的平面图，图5是图4中示出的盖板130的底视图。

参照图4和图5，盖板130以与罐120的上端对应的盘形状形成以结合到罐120的上端。台阶可以形成在罐120的上端的内径侧上，使得盖板130可以更稳定地结合到罐120的上端，并且盖板130可以安置在台阶上(参见例如图2)。在将盖板130结合到罐120之后，沿着盖板130与罐120之间的边界执行焊接以固定盖板130和罐120。

另外，盖板130包括焊接部分131、凹口132和注入开口133。

焊接部分131与电极组件110的第一电极板的未涂覆部分111直接接触焊接。盖板130的除了焊接部分131之外的区域可以与电极组件110分隔开。

返回参照图3，焊接部分131可以通过从盖板130朝向罐120的内部凹入式地凹进形成。例如，焊接部分131可以形成为使得焊接部分131的底表面在盖板130结合到罐120时定位在例如比未涂覆部分111的上端在电极组件110被容纳在罐120中时所定位的点(即，水平或高度)低例如大约0.1mm至大约0.2mm的范围内。也就是说，当在电极组件110插入到罐120中之后结合盖板130时，焊接部分131通过轻微地按压第一电极板的未涂覆部分111来接触第一电极板的未涂覆部分111。因此，焊接部分131与第一电极板的未涂覆部分111紧密地接触并且电连接到第一电极板的未涂覆部分111。

另外，焊接部分131可以从盖板130的中心放射状地延伸。因此，盖板130和电极组件110可以通过从盖板130的外侧沿着焊接部分131延伸所沿的方向(例如，沿放射状方向)执行焊接而固定。在图中，焊接部分131被示出为以十字形形状形成，从而可以在四个位置(见图4和图5中通过粗实线表示的部分)线性地执行焊接，但是焊接部分131的数量和形状可以适当地变化。例如，焊接部分131可以以盖板130的中心为基准以三个分支放射状地延伸，从而可以在在三个位置处执行焊接。

参照图4和图5，可以看到焊接部分131的具有比从盖板130的中心延伸的长度小的直径并且朝向罐120的内部凹入式地凹进的区域。通过这个区域，可以确保盖板130与电极组件110之间的更宽的接触面积(例如，导电面积)。在图中，上部区域被示出为以圆形形状形成，但是形状可以适当地改变。例如，所述区域可以以矩形形状形成。

凹口132用作安全排气口。例如，当在罐120内部产生气体时，凹口132会由于最终压力而自发爆裂以释放气体和压力，从而防止爆炸。

凹口132可以在焊接部分131外部沿着盖板130的圆周形成。因而，因为凹口132不干扰焊接部分131，所以凹口132的功能可以按预期执行。另外，当凹口132爆裂时，形成相关宽的破裂区域，因此，气体和压力可以快速地从罐120释放。

另外，凹口132可以形成在盖板130的内表面中。因此，凹口132不会因外部因素而无意地损坏或腐蚀。

注入开口133用于在盖板130结合到罐120之后使电解质注入到罐120中，并且可以形成在盖板130的中心处。

返回参照图1，插塞140用于在电解质溶液注入到罐120中之后密封注入开口133，并且可以通过铆接来安装。插塞140包括通过注入开口133延伸的柄部(shank)141、设置在柄部141的一端上且形成为比注入开口133大并且支撑在盖板130的外表面上的头部142以及通过使柄部141的另一端变形为比注入开口133大而支撑在盖板130的内表面上的鹿尾状部(bucktail)143。

当插塞140安装到注入开口133中时，鹿尾状部143位于电极组件110的中空内部。因此，不需要在罐120内部提供用于鹿尾状部143的分离空间，并且二次电池100可以整体上设计地更紧凑。

端子150安装在罐120的底部121中的孔121a中并且电连接到电极组件110的第二电极板的未涂覆部分112。

端子150也可以通过铆接来安装。因而，与插塞140相似，端子150可以包括通过孔121a延伸的柄部151、设置在柄部151的一端处且形成为比孔121a大并且支撑在罐120的底部121的外表面上的头部152以及通过使柄部151的另一端变形为比孔121a大以支撑在罐120的底部121的内表面上并且与电极组件110的第二电极板的未涂覆部分112接触的鹿尾状部153。

此外，绝缘构件可以安装在罐120和端子150之间以使它们彼此电绝缘。

图6示出了组装根据本公开的实施例的二次电池的工艺的步骤。

参照图6，示出了在端子150安装在罐120中的状态下，将电极组件110插入到罐120中，随后将盖板130结合到罐120。这里，盖板130可以通过安置在处于罐120的上端处的台阶上而稳定地结合。

接着，沿着罐120和盖板130之间的边界焊接罐120和盖板130，以将盖板130固定到罐120。此外，从盖板130的外部沿着焊接部分131延伸所沿的方向执行焊接，以将盖板130固定到电极组件110。可以以任何顺序执行将盖板130固定到罐120和将盖板130固定到电极组件110。例如，盖板130可以首先被焊接到罐120然后被焊接到电极组件110，可以首先被焊接到电极组件110然后被焊接到罐120，或者可以几乎同步地(或同时地)被焊接到罐120和电极组件110。

然后，可以将电解质通过盖板130的注入开口133注入到罐120中，然后可以将插塞140安装在注入开口133中，从而完成二次电池100。

如上所述，在根据本公开的实施例的二次电池中，通过将盖板与电极组件直接接触来焊接，可以省略在传统的二次电池中存在的卷边部和压接部。因此，在罐内部传统地用于形成卷边部和压接部的空间可以进一步分配给电极组件，因此，可以改善电池容量。此外，因为不形成卷边部和压接部，所以不仅可以缩短工艺时间而且还可以实现成本降低。

前述实施例仅是用于实施根据本公开的二次电池的一些实施例，本公开不限于这些实施例。本领域技术人员将理解的是，在不脱离由所附权利要求及其等同物所限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中做出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；

罐，具有敞口的上端并且容纳所述电极组件；以及

盖板，结合到所述罐的所述上端并且具有与所述电极组件的上端接触焊接的焊接部分。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述焊接部分从所述盖板朝向所述罐的内部凹入式地凹进。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述焊接部分的底表面在所述盖板结合到所述罐时比所述电极组件的所述上端低。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述焊接部分从所述盖板的中心放射状延伸。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述焊接部分的一部分具有比所述焊接部分从所述盖板的所述中心延伸的长度小的直径，并且

其中，所述焊接部分的所述一部分朝向所述罐的内部凹入式地凹进。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述盖板具有作为安全排气口的凹口。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述凹口在所述焊接部分外部沿着所述盖板的圆周延伸。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述凹口在所述盖板的内表面中。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电极组件是卷绕的并且具有中空中心，并且

其中，所述盖板具有处于其中心的注入开口并且使插塞安装在所述注入开口中且延伸到所述电极组件的所述中空中心内部。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述罐的所述上端具有台阶，并且

其中，所述盖板安置在所述台阶上。