CN1255885C - 一种蓄电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种蓄电池及其制造方法。蓄电池包括：具有正电极板、负电极板和设在它们中间的隔板的电池组，用于容纳电池组的外壳，具有封盖罩、安全端口和密封垫的封盖组件，其中，安全端口的端部向内弯曲并被沿安全端口外周设置的密封垫充满，因此安全端口牢固地插入密封垫中。

Description

一种蓄电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种蓄电池及其制造方法。此蓄电池具有改进的安全端口和密封垫，可得到可靠密封的电池。

背景技术

锂电池可以充电和放电，分为镍-镉(Ni-Cd)电池、镍-氢(Ni-MH)电池和锂蓄电池。特别地，由于锂蓄电池的单位重量的能量密度比镍-镉(Ni-Cd)电池或镍-氢(Ni-MH)电池更高，因此锂蓄电池发展得很快。根据所使用的电解质，锂蓄电池可分为液体电解质电池和固体电解质电池。一般来说，采用液体电解质的电池称为锂离子电池，而采用聚合物电解质的电池称为锂聚合物电池。

图1显示了一圆柱体电池10，它是一种传统的锂蓄电池。参考图1，电池10包括安装在外壳12内的电池组11。电池组11具有正电极板11a和负电板11b，在它们中间设有隔板11c。

在电池组11的上部连接了封盖组件15。封盖组件15包括封盖罩16，电流控制器17，安全端口18和封盖板100。安全端口18和封盖板100之间设有绝缘件19，它们相互间顺序地叠放。封盖组件15具有安装在其外圆周上的密封垫110，从而和外壳12相隔离。

这里，正电极抽头13从正电极板11a中抽出，穿过绝缘板14，其端部焊接到封盖板100上。封盖板100接触具有下凹部分18b的安全端口18。由于下凹部分18b上设有槽口18a，因此破裂首先在此处发生。

这样构造的电池10使得上述部件顺序地叠放，然后安全端口18和密封垫110之间的部分被迫折弯，形成了一密封的空间，从而防止了电解溶液的泄漏。

这种传统的电池10具有以下问题。

首先，正电极抽头13的端部13a通过激光焊接或超声波焊接焊接在封盖板100的中心部分的底面上，从而端部13a和封盖板100电连接。如果发生异常焊接，热传给安全端口18，产生了空隙，这样便无法形成完好密封的空间，降低了电池10的可靠性。

其次，如图2所示，密封垫110沿端部向内弯曲的安全端口18的外周安装。安全端口18弯曲的外周以折弯的状态固定在密封垫110的内周110a上。

在进行上述工艺的操作期间，在安全端口18的外周和密封垫110的内周110a之间的折弯中，由于劣质粘结会产生间隙。因此，由于电池10内部压力的增加，有机电解质可以通过此间隙泄漏，如图2的箭头所示，使得电池10的密封存在缺陷。

因此，有必要通过安全端口18的下凹部分18b的及时破裂来保证电池10的安全性，这样，由电池10的异常操作引起的内部压力增加所产生的气体可以排出。然而，如果由于产生了空隙或间隙而无法提供完好密封的空间，下凹部分18b就不能在适当的压力下破裂。结果，在电池10内发生的瞬时放热反应引起内部压力快速增加，使得电池10可能发生爆炸。

发明内容

为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种蓄电池及其制造方法，蓄电池具有改进连接结构的安全端口和密封垫，从而在电池内得到完好密封的空间。

本发明的另一个目的是提供一种具有在正电极抽头和盖板的固定部分的改进结构的蓄电池。

为实现上述目的，本发明的一方面提供了一种蓄电池，包括：

电池组，其具有正电极板、负电极板和设在它们之间的隔板；

用于容纳所述电池组的外壳；和

与所述外壳的上部相连接的封盖组件，其具有封盖罩，安装在所述封盖罩的下部可在所述电池的预定内部压力下破裂的安全端口，以及沿所述安全端口的周边设置的密封垫，其特征在于，

所述安全端口的端部向内弯曲并被沿所述安全端口的外周设置的所述密封垫填满，因此所述安全端口牢固地插入所述密封垫中；和

所述安全端口具有从其端部延伸出的延长抽头，所述延长抽头与和所述正电极板相连的正电极抽头相连接。

安全端口最好从具有槽口的基体的周边向内弯曲，端部的外圆周位于密封垫的内圆周上。

而且，密封垫最好通过一连接部分包围端部的上下表面。此连接部分从密封垫的下表面一体地延伸出，和端部形成了一个交替叠放的结构。

另外，安全端口最好具有从其端部延伸出的延长抽头，此延长抽头和连接到正电极板上的正电极抽头相连接。

延长抽头最好位于外壳的圆周处并焊接在正电极抽头上。

而且，延长抽头最好和端部一体地形成。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造蓄电池的方法。蓄电池包括电池组，用于容纳电池组的外壳，具有顺序地设于外壳上的封盖罩、安全端口和密封垫的封盖组件。所述方法包括步骤：将在电池的预定内部压力下破裂的安全端口的端部向着安全端口的中心弯曲；将密封垫的原料注入安全端口的周围，充满弯曲部分的上下表面，使得密封垫整体地固定到安全端口上；将从所述安全端口的一端被引出的延长抽头粘附到从在所述封盖的周边附近的第一电极板引出的第一电极抽头上；以及压迫安全端口、密封垫和外壳。

或者，本发明提供了一种制造蓄电池的方法。蓄电池包括电池组，用于容纳电池组的外壳，具有顺序地设于外壳上的封盖罩、安全端口和密封垫的封盖组件。所述方法包括步骤：将在电池的预定内部压力下破裂的安全端口的端部成形为可使安全端口处于竖直挺立的状态；将密封垫的原料注入安全端口的周并包围端部；弯曲充满了密封垫的安全端口的端部，使得密封垫整体地固定到安全端口上；将从所述安全端口的一端被引出的延长抽头粘附到从在所述封盖的周边附近的第一电极板引出的第一电极抽头上；以及压迫安全端口、密封垫和外壳。

附图说明

通过结合附图详细地介绍优选实施例，可以更清楚本发明的上述目的和优点，在附图中：

图1是传统蓄电池的局部剖视图；

图2是显示了图1中重要部件的放大剖视图；

图3是根据本发明的蓄电池的局部剖视图；

图4是显示了根据本发明第一实施例的蓄电池的安全端口和密封垫的连接结构的局部透视图；

图5是显示了图4中重要部件的放大剖视图；

图6是根据本发明第二实施例的蓄电池的局部剖视图。

具体实施方式

图3是根据本发明第一实施例的蓄电池，即圆柱形电池30的局部剖视图。

参考图3，电池30包括外壳32和与外壳32的上部相连接的封盖组件35。

电池组31安装在外壳32中。绕成果冻卷形的电池组31具有正电极板31a，负电极板31b，以及设置在它们中间用于绝缘的隔板31c。从正电极板31a上延伸出正电极抽头33，从负电极板31b上延伸出负电极抽头(未示出)。负电极抽头焊接在外壳32上。正电极抽头33从绝缘件34的通孔34a中穿过，绝缘件34安装在电池组31的上部。

封盖组件35位于外壳32的上部，包括用作正电极端子的封盖罩36。第一电流控制器37是一电阻器，其零功率电阻随温度的升高而增大，其最好由正温度系数材料和碳材料制成，正温度系数材料为糊状聚合物的混合物。

第二电流控制器38即由导电环氧树脂制成的电流闸，其安装在第一电流控制器37的下部。这样，如果电池30出现异常，第二电流控制器38可以可靠地防止电流的流动。

在预定压力下破裂的安全端口39安装在第二电流控制器38的下部，通过排出由于电池30的异常如短路、冲击变形或过度充电而产生的气体，安全端口39可以防止爆炸的危险。

在安全端口39上设有易于破裂的槽口39a，相对于槽口39a向内形成了下凹部分39b，因此破裂首先在这里发生。在安全端口39的周边设有具有预定长度的延长抽头300。延长抽头300焊接在正电极抽头33上。

在封盖组件35的周边设有密封垫310，可将封盖组件35与外壳32电绝缘。

根据本发明的特征，正电极抽头33不通过和电池30中心的导电件相接触来和封盖罩36电连接，而是正电极抽头33焊接在从外壳32周边处的安全端口39上延伸出的延长抽头300上。而且，安全端口39具有重叠的结构，使得密封垫310部分地插入在安全端口39的弯曲周边的上下部分之间，从而得到完好密封的空间。这将通过下面的实施例在下文中进行更详细的介绍。

图4是显示了根据本发明第一实施例的蓄电池的安全端口和密封垫的连接结构的局部透视图，图5是显示了图4中重要部件的放大剖视图。参考这两幅图，安全端口40由金属箔制成，基本上为碟形。安全端口40包括基体41和形成在基体41内的环形的槽口42。槽口42向内下压，使得在槽口42的中心形成了下凹部分43，下凹部分43是首先发生破裂的区域。沿基体41的周边设有凹槽44，在凹槽44的外周上设有向内弯曲的端部45，使得端部45具有基本上侧向的“U”形截面。

由聚合物树脂制成的密封垫400在安全端口40的外侧。密封垫400设置成使安全端口40位于密封垫400的底面410上，密封垫400为杯形的绝缘体，在其中心具有凹腔。密封垫400具有从底面410上一体地向内延伸出的连接部分420。连接部分420包围了弯曲部分的上下表面，从而覆盖了安全端口40的端部45。

安全端口40和密封垫400以下述方式连接。

首先，在成形过程中安全端口40的端部45弯曲成上述形状。然后，将密封垫400注射到安全端口40的周围，从而相互连接。

在这里，安全端口40的弯曲端部45的上下表面间的间隙被聚合物树脂制成的连接部分420所充满，因此，密封垫400牢固地与安全端口40相连接。换句话说，端部45和连接部分420垂直地重叠而不是通过表面接触，从而得到了完好可靠的密封空间。

其次，在形成安全端口40的过程中，端部45并不弯曲而是竖直地挺立。然后，将密封垫400注射到安全端口40的周围，从而使它们相互连接。之后，端部45在成形时向内弯曲。因此，端部45和连接部分420以重叠的方式相互连接。

图6显示了根据本发明第二实施例的蓄电池的安全端口50和密封垫500的连接结构。

参考图6，安全端口50包括基体51，在基体内形成的槽口52，最深点位于槽口52中心的下凹部分53，在基体51的周边处形成的凹腔54和从凹腔54处弯曲的端部55。端部55具有基本上侧向的“U”形截面。

密封垫500安装在安全端口50的外周表面上。密封垫500通过注塑模制完全地包围了安全端口50的外周表面。在这里，安全端口50的端部55弯曲成上述形状，端部55的上下表面间的间隙中充满了从密封垫500的底面510上一体地延伸出的连接部分520，因此就保证了安全端口50和密封垫500之间的连接，从而得到了完好密封的空间。

在这里，在安全端口50的一侧上设有延长抽头56。换句话说，从端部55向下延伸的延长抽头56与端部55一体地形成，或是通过单独的工艺与端部55相连接。

延长抽头56位于电池(图3中的电池30)内的周边上。而且，延长抽头56在电池制造过程中通过激光焊接或超声波焊接焊接到正电极抽头33上。除了焊接之外，还可以使用其它连接方法如铆接。

如上所述，延长抽头56粘结在电池(图3中的电池30)周边处的正电极抽头33上以防止密封空间的泄漏。这种泄漏在焊接时可能发生电池30的中心处，即，泄漏通过在安全端口50中形成的空隙。

现在将结合图3概括地介绍根据本发明的电池30的上述连接结构。

在安全端口39被弯曲的状态中，密封垫310是注射模制的，以得到密封的空间。从安全端口39的端部延伸出的延长抽头300通过激光焊接焊接到正电极抽头33上与密封空间隔开足够距离的区域处。在通过连接安全端口39和密封垫310得到密封空间后，外壳32、安全端口39和密封垫310被折弯以进行压迫。

如上所述，在根据本发明的蓄电池及其制造方法中，安全端口的端部弯曲成预定形状，密封垫部分地注射到由弯曲部分上下表面形成的空间中以形成重叠结构，从而得到牢固的连接，形成完好密封的空间。而且，从安全端口的端部延伸出的延长抽头连接到正电极抽头上与形成密封空间的部分相隔开足够距离的区域处。因此，根据本发明可以得到下述优点。

首先，由于密封垫包围了与其相互连接的端部处于弯曲状态的安全端口的外部，因此可以在电池内得到完好密封的空间。

其次，由于从安全端口延伸出的延长抽头和正电极抽头的焊接部分与电池的密封部分间隔开，因此，即使在异常焊接下也能保证电池的安全性。

第三，从安全端口延伸出的延长抽头和正电极抽头可以通过焊接以外的各种连接方法如铆接进行电连接。

第四，由于安全端口和密封垫整体地形成，可以减少制造工艺步骤的数量，从而提高生产效率。

第五，由于可以保证完好密封的电池结构，由电池异常引起的电池内部压力的增加所产生的气体可以排出，因此，安全端口的脆弱部分在适当压力下会破裂，从而防止爆炸。

第六，由于电池的气密性提高，极大地减小了外壳的厚度，因此可以形成薄膜外壳。

虽然本发明是结合优选实施例进行特别介绍的，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明的形式和细节进行各种修改。

Claims (7)

1.一种蓄电池，包括：

电池组，其具有正电极板、负电极板和设在它们之间的隔板；

用于容纳所述电池组的外壳；和

与所述外壳的上部相连接的封盖组件，其具有封盖罩，安装在所述封盖罩的下部可在所述电池的预定内部压力下破裂的安全端口，以及沿所述安全端口的周边设置的密封垫，其特征在于，

所述安全端口的端部向内弯曲并被沿所述安全端口的外周设置的所述密封垫填满，因此所述安全端口牢固地插入所述密封垫中；和

所述安全端口具有从其端部延伸出的延长抽头，所述延长抽头与和所述正电极板相连的正电极抽头相连接。

2.如权利要求1所述蓄电池，其特征在于，所述安全端口具有一基体，一形成在所述基体内侧的槽口和一形成在所述基体中心的凹面部分，所述安全端口从具有一槽口的基体的周边向内弯曲，并且所述基体的弯曲的外圆周位于所述密封垫的内圆周边上。

3.如权利要求2所述蓄电池，其特征在于，所述密封垫通过从所述密封垫底面一体延伸出的连接部分包围了所述端部的上下表面，形成了交替重叠的结构。

4.如权利要求1所述蓄电池，其特征在于，所述延长抽头位于所述外壳的周边，并焊接到所述正电极抽头上。

5.如权利要求1所述蓄电池，其特征在于，所述延长抽头和所述端部一体地形成。

6.一种制造蓄电池的方法，所述蓄电池包括电池组，用于容纳所述电池组的外壳，具有顺序地设于所述外壳上的封盖罩、安全端口和密封垫的封盖组件，所述方法包括步骤：

将在所述电池的预定内部压力下破裂的所述安全端口的端部向着所述安全端口的中心弯曲；

将所述密封垫的原料注入所述安全端口的周围，充满所述弯曲部分的上下表面，使得所述密封垫整体地固定到所述安全端口上；

将从所述安全端口的一端被引出的延长抽头粘附到从在所述封盖的周边附近的第一电极板引出的第一电极抽头上；和

压迫所述安全端口、密封垫和外壳。

7.一种制造蓄电池的方法，所述蓄电池包括电池组，容纳所述电池组的外壳，具有顺序地位于所述外壳上的封盖罩、安全端口和密封垫的封盖组件，所述方法包括步骤：

使可在所述电池的预定内部压力下破裂的所述安全端口的端部成形为能使所述安全端口处于竖直挺立的状态；

将所述密封垫的原料注入所述安全端口的周围并包围所述端部；

弯曲充满所述密封垫的所述安全端口的端部，使得所述密封垫整体地固定到所述安全端口上；

将从所述安全端口的一端被引出的延长抽头粘附到从在所述封盖的周边附近的第一电极板引出的第一电极抽头上；和

压迫所述安全端口、密封垫和外壳。

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