CN1848481A - 外壳及使用这种外壳的锂二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于锂二次电池的外壳和使用该外壳的锂二次电池，其中，在锂二次电池外壳的底壁和侧壁中形成导向槽，使得锂二次电池在受到沿垂直于纵向轴线方向的挤压时，外壳相对其纵向轴线对称弯曲，由此可防止外壳中电极组件的电极板之间发生短路并可提高锂二次电池的安全性。此外，在锂二次电池外壳的底壁上形成压纹部分并使其朝外壳的内部部分突起，使得锂二次电池在受到沿垂直于纵向轴线方向的挤压时，外壳的底壁向外弯曲，由此可提高锂二次电池的安全性。

Description

外壳及使用这种外壳的锂二次电池

技术领域

本发明涉及一种外壳及使用这种外壳的锂二次电池。更具体地说，本发明涉及的这种外壳以及使用该外壳的锂二次电池的特点在于，在该锂二次电池外壳的底壁和侧壁上形成有导向槽，使得锂二次电池在受到沿垂直于纵向轴线方向的挤压时，外壳围绕其纵向轴线对称弯曲，由此可防止在电极板之间发生短路，进而可提高锂二次电池的安全性。

此外，本发明涉及一种外壳以及使用该外壳的锂二次电池，其中，在锂二次电池外壳的底壁上形成压纹部分并使其朝外壳的内部突起，致使在锂二次电池受到沿垂直于纵向轴线方向的挤压时，外壳的底壁向外弯曲，进而提高锂二次电池的安全性。

根据35 U.S.C.§119本申请要求享有分别于2005年3月24日和2005年4月25日向韩国专利局提交的序列号为10-2005-0024670和10-2005-0034228的名称为“外壳及使用这种外壳的锂二次电池(CAN ANDLITHIUM SECONDARY BATTERY USING THE SAME)”的专利申请的优先权。

背景技术

近年来，已将如录像摄像机、移动电话和便携式计算机之类的便携式无线设备制造成重量轻并配备有各种功能的设备，因此对用作这些便携式无线设备的电源的二次电池也进行了积极研究。作为例子，二次电池包括Ni-Cd电池、Ni-MH电池、Ni-Zn电池和锂二次电池。其中，锂二次电池是可充电电池，可以将其制作成具有尺寸紧凑且容量大的电池。锂二次电池具有高的工作电压和每单位重量的高能量密度，所以锂二次电池广泛地用在先进的电子技术领域。

锂二次电池可以通过将包括正电极板、负电极板和隔板的电极组件连同电解质一起置入外壳中、然后用盖组件密封外壳的上部开口而得到。通常，外壳由铝或者铝合金通过深冲压(deep drawing)方法制得。此外，外壳的下表面基本上是平面。

电极组件可以通过将正电极板和负电极板一起卷绕并将隔板夹在它们之中而形成。正电极片与正电极板结合并且正电极片的端部从电极组件向上突出。负电极片与负电极板结合并且负电极片的端部从电极组件向上突出。正电极片与负电极片隔开预定距离，致使正电极片与负电极片电绝缘。通常，正和负电极片由镍制成。

盖组件包括盖板、绝缘板、端板和电极端子。盖组件被安装在绝缘壳体中并被组装在外壳的上部开口处，由此密封外壳。盖板由尺寸和形状与外壳的上部开口相对应的金属板制成。盖板位于上部开口的中央，其被容纳电极端子的第一端子孔贯穿。将电极端子插入第一端子孔时，在电极端子周围安装有管状垫圈(gasket tube)，以使电极端子与盖板绝缘。电极端子与负电极板的负电极片连接或与正电极板的正电极片连接，因此电极端子可以用作负极端子或正极端子。在盖板的一侧上形成具有预定尺寸的电解质注入孔。将盖组件装配在外壳的上部开口上之后，通过电解质注入孔可将电解质注入外壳中。然后，用塞子密封电解质注入孔。

绝缘板由与所述垫的材料相同的绝缘材料制成，它与盖板的下表面结合。与盖板的第一端子孔对中并插有电极端子的第二端子孔穿过绝缘板。绝缘板形成于盖板的下表面上，绝缘极具有尺寸和形状与端板的尺寸和形状相应的保持凹槽，因此可将端板固定于保持凹槽中。

端板由Ni合金制成并且与绝缘板的下表面结合。与盖板的第一端子孔对中并插有电极端子的第三端子孔穿过端板。因为插入盖板的第一端子孔中的电极端子借助管状垫圈与端板绝缘，所以端板可以与电极端子电连接，同时与盖板电绝缘。

同时，与负电极板结合的负电极片被焊接到端板的一侧上，与正电极板结合的正电极片被焊接到盖板的另一侧上。通过电阻焊接或激光焊接将负和正电极片焊接到端板和盖板上。通常，优选使用电阻焊接。

近年来，因为锂二次电池的能量密度已提高，锂二次电池的尺寸更小，导致锂二次电池更易因冲击和挤压而损坏。因此，当锂二次电池受到冲击和挤压时，外壳中的电极组件将变形，因而可能引起电极端子之间短路，导致锂二次电池意外着火或炸裂。

特别是在对锂二次电池进行安全试验之一的纵向挤压试验过程中，当锂二次电池因施加到其上的纵向挤压力而围绕纵向轴线变形时，外壳被完全挤压而不能形成预定的规则形状。于是，将不规则的压力局部地施加到外壳中的电极组件上，致使电极组件的电极板之间可能发生短路，引起锂二次电池意外着火或爆炸。因此，需要改进对外壳和锂电池的设计，使电极组件不易因冲击和挤压而受损。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于锂二次电池中的外壳的改进设计。

本发明的另一目的是提供一种采用所述新颖外壳的锂二次电池。

本发明的又一目的是提供一种外壳和采用这种外壳的紧凑型锂二次电池，这种外壳被设计成当受到挤压力时，可防止外壳中的电极组件受损。

据此，本发明旨在解决上面所提到的问题，本发明的目的是提供一种外壳以及使用该外壳的锂二次电池，在该锂二次电池外壳的底壁和侧壁上形成导向槽，使得锂二次电池在受到沿垂直于纵向轴线方向的挤压时，外壳围绕其纵向轴线对称地弯曲，由此可防止电极板之间发生短路，并可提高锂二次电池的安全性。

本发明另一目的是提供一种外壳以及使用该外壳的锂二次电池，其中在锂二次电池外壳的底壁上形成压纹部分并使之朝外壳的内部部分突起，在锂二次电池受到沿垂直于纵向轴线方向的压力时，外壳的底壁向外弯曲，由此提高锂二次电池的安全性。

根据本发明的一方面，提供一种外壳，该外壳包括：与上部开口相对设置的底壁，在外壳的底壁中底壁的两侧处设有第一导向槽，其沿垂直于底壁的纵向延伸，外壳适于容纳电极组件，电极组件包括正电极板、负电极板及设置于正和负电极板之间的隔板，外壳还便于经上部开口将电极组件插入该外壳中。。

外壳还可包括被设置于底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁，外壳呈盒形。或者，外壳可包括被设置于底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁，其中，外壳的短侧壁为曲面状，外壳具有椭圆形横截面。每一第一导向槽可具有条形。每一第一导向槽可以具有选自由弧形、矩形和三角形组成的组中的一种横截面。每一第一导向槽的长度为底壁宽度的至少25％。每一第一导向槽的宽度可小于3mm。每一第一导向槽的宽度可小于1mm。每一第一导向槽的深度可小于底壁厚度的25％。每一第一导向槽的深度可以小于底壁厚度的10％。每一第一导向槽可形成在外壳底壁的外表面上。每一第一导向槽可从外壳底壁的前端和后端延伸并凹陷于外壳底壁的外表面中。可将每一第一导向槽设置于外壳的内表面上。每一第一导向槽可沿底壁从外壳的长侧壁之一延伸。每一第一导向槽和底壁的最近的侧边之间的距离不大于底壁长度的25％。每一第一导向槽和底壁的最近的侧边之间的距离可在底壁长度的10％之内。

外壳还包括第二导向槽，其纵向地形成在长侧壁之一的中央部分。第二导向槽可为条形。第二导向槽具有如弓形、矩形或三角形之类的横截面形状。第二导向槽的长度可为设有第二导向槽的长侧壁的高度的至少50％。第二导向槽的宽度可小于3mm。第二导向槽的宽度可窄于1mm。第二导向槽的深度可小于设有第二导向槽的长侧壁的厚度的25％。第二导向槽的深度可小于设有第二导向槽的长侧壁的厚度的10％。

根据本发明另一方面，提供一种锂二次电池，其包括：具有正电极板、负电极板及设置在正和负电极板之间的隔板的电极组件；包括设于与上部开口相对的底壁的外壳，其中，在底壁中外壳底壁的两侧处设有第一导向槽，其沿垂直于底壁的纵向方向延伸。外壳用于容纳电极组件，外壳还便于经上部开口将电极组件插入外壳中，电极组件被设置在外壳中。

每一第一导向槽的宽度可小于3mm。电池外壳还包括设于底壁和上部开口之间的长侧壁和设于长侧壁中的第二导向槽，第二导向槽沿纵向设于外壳的长侧壁的中央部分。第二导向槽的宽度小于3mm。

根据本发明又一方面，提供一种外壳，该外壳包括：与上部开口相对设置的底壁，其中，在底壁中外壳底壁的两侧处设有压纹部分，每一压纹部分朝向外壳内部部分突起，外壳适于容纳包括正电极板、负电极板及设于正和负电极板之间的隔板的电极组件，外壳还便于经上部开口将电极组件插入外壳中。

外壳还可包括被设置于底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁，外壳呈盒形。外壳也可包括被设置于底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁，其中，外壳的短侧壁为曲面状，外壳具有椭圆形横截面。每一压纹部分具有选自由条形、圆锥形和半球形组成的组中的一种形状。每一压纹部分与底壁的最近的侧边间隔开并且与底壁的最近的侧边平行对齐。压纹部分之一和底壁的最近的侧边之间的距离不大于底壁长度的25％。压纹部分之一和底壁的最近的侧边之间的距离不大于底壁长度的10％。每一压纹部分被设置在相应于底壁侧边长度的至少50％的区域中。这些压纹部分一起作为单一的闭合环形被设于底壁中。这些压纹部分一起被设置为矩形环状和椭圆形环状。这些压纹部分所处的区域和底壁的最近的侧边之间的距离不大于底壁纵向侧边长度的25％，并且该区域和最近的纵向侧边之间的距离不大于底壁侧边长度的25％。这些压纹部分所处的区域和底壁的最近的侧边之间的距离不大于底壁纵向侧边长度的10％，并且该区域与最近的纵向侧边之间的距离不大于底壁侧边长度的10％。每一压纹部分突起的高度在0.1至0.5mm之间。每一压纹部分的高度大于底壁的厚度。

根据本发明的再一方面，提供一种锂二次电池，其包括：具有正电极板、负电极板及设置在正和负电极板之间的隔板的电极组件；包括与上部开口对置的底壁的外壳，其中，在底壁中外壳底壁的两侧处设有压纹部分。外壳适于容纳电极组件，外壳还便于经上部开口将电极组件插入外壳中。压纹部分可具有选自由条形、圆锥形和半球形组成的组中的一种形状。

附图说明

通过下面结合附图的详细说明，对本发明可作出更全面的评价，本发明的很多附属优点将更加显而易见，在附图中用相同的附图标记表示相同或相似部件。

图1为锂二次电池的分解透视图；

图2A为本发明第一实施方式的锂二次电池外壳的透视图；

图2B为图2A所示的外壳的前视图；

图3为本发明第二实施方式的锂二次电池外壳的前视图；

图4为本发明第三实施方式的锂二次电池外壳的前视图；

图5A为本发明第四实施方式的锂二次电池外壳的透视图；

图5B为图5A所示外壳沿图5A中A-A线剖切的截面图；

图6为本发明第五实施方式的锂二次电池外壳的透视图；

图7为图6所示的外壳的底视图，该图示出了挤压下图6所示外壳的工作状态；

图8A为本发明第六实施方式的锂二次电池外壳的透视图；

图8B为图8A所示的外壳沿图8A中B-B线剖切的截面图；

图9A为本发明第七实施方式的锂二次电池外壳的透视图；

图9B为图9A所示的外壳沿图9A中C-C线剖切的截面图；

图10A为本发明第八实施方式的锂二次电池外壳的透视图；

图10B为图10A所示的外壳沿图10A中D-D线剖切的截面图；

图11为本发明第九实施方式的锂二次电池外壳的透视图；

图12为图8A和8B所示的外壳挤压下的截面图。

具体实施方式

现在再参见图1，图1为锂二次电池的分解透视图。通过将电极组件112和电解质一起容纳于外壳110中然后用盖组件120密封外壳110的上部开口110a可获得如图1所示的锂二次电池，该电极组件包括正电极板113、负电极板115和隔板114。通常，外壳110由铝或铝合金通过深冲压方法制得。此外，外壳110的下表面110b基本呈平面。

电极组件112可以通过将正电极板113和负电极板115卷绕在一起同时将隔板114夹设在它们中间而形成。正电极片116与正电极板113结合，正电极片116的端部从电极组件112向上突出。负电极片117与负电极板115结合，负电极片117的端部从电极组件112向上突出。正电极片116与负电极片117隔开预定距离，使得正电极片116可以与负电极片117电绝缘。通常，正电极片116和负电极片117由镍制成。

盖组件120包括盖板140、绝缘板150、端板160和电极端子130。盖组件120装配在绝缘壳体170中并且与外壳110的上部开口110a装配在一起，由此密封外壳110。

盖板140由尺寸和形状与外壳110的上部开口110a相应的金属板制成。盖板140位于上部开口110a的中央，容纳电极端子130的第一端子孔141穿过盖板。将电极端子130插入第一端子孔141中时，在电极端子130周围安装管状垫圈146，以使电极端子130与盖板140绝缘。具有预定尺寸的电解质注入孔142位于盖板140的一侧。将盖组件120装配在外壳110的上部开口110a上之后，通过电解质注入孔142将电解质注入外壳110中。然后，用塞子143密封电解质注入孔142。

电极端子130与负电极板115的负电极片117连接或与正电极板113的正电极片116连接，因此电极端子130可以用作负极端子或正极端子。

绝缘板150由与用作垫圈的材料相同的绝缘材料制成。并与盖板140的下表面结合。绝缘板150被与盖板140的第一端子孔141对中并插入电极端子130的第二端子孔151穿过。绝缘板150被形成在盖板140的下表面，并具有尺寸和形状与端板160的尺寸和形状相应的保持凹槽152，使得端板160可被置于保持凹槽152中。

端板160由Ni合金制成，并与绝缘板150的下表面结合。端板160被与盖板140的第一端子孔141对中并插有电极端子130的第三端子孔161穿过。因为插入在盖板140的第一端子孔141中的电极端子130借助管状垫圈146与端板140绝缘，所以端板160可以与电极端子130电连接，同时与盖板140电绝缘。

同时，将与负电极板115结合的负电极片117焊接到端板160的一侧上，将与正电极板113结合的正电极片116焊接到盖板140的另一侧上。通过电阻焊接或激光焊接将负和正电极片117和116焊接到端板160和盖板140上。通常优选使用电阻焊接。

近年来，因为锂二次电池的能量密度已经增大，使锂二次电池的尺寸更小，所以锂二次电池对于施加到其上的冲击和挤压危险来说更易受损。因此，当锂二次电池受到这种冲击和挤压时，容纳在外壳中的电极组件可能变形，可能导致电极端子之间短路，引起锂二次电池意外着火或爆炸。

具体而言，如图1所示，在对锂二次电池的安全试验之一的纵向挤压试验过程中，当锂二次电池因施加到其上的纵向压力Fa而围绕纵向轴线b变形时，外壳被完全挤压而不能形成预定的规则形状。因而，使不规则的压力局部地施加到容纳在外壳中的电极组件上，致使在电极组件的电极板之间可能会发生短路，引起锂二次电池意外着火或爆炸。因此需要改进对外壳和锂电池的设计，使电极组件不易因冲击和挤压力而受损。

现在翻到图2A和2B。图2A为本发明第一实施方式的锂二次电池的外壳200的透视图，图2B为图2A所示的外壳200的前视图。如图2A和2B所示，本发明第一实施方式的锂二次电池的外壳200被制成为盒形，其包括长侧壁210、短侧壁220和底壁230。盒形外壳200可以具有如矩形或椭圆形之类的各种横截面形状。另外，外壳200由金属材料制成。外壳200优选由重量轻且柔韧的铝或铝合金制成。当然，本发明并不限于此。通常，长侧壁210和短侧壁220的厚度大约在0.2至0.4mm的范围内。此外，底壁230的厚度大约在0.2至0.7mm的范围内。优选通过深冲压方法制造外壳200，并且长侧壁210与短侧壁220和底壁230整体形成。

详细地说，外壳200包括形成于外壳的上部的上部开口200a，以便放入和取出电极组件。与上部开口200a相对的是底壁230。外壳200还包括由较宽的长侧壁210和较窄的短侧壁220构成的侧壁。长侧壁210彼此间隔预定距离并彼此面对，由此形成外壳200的前表面和后表面。此外，短侧壁220彼此间隔预定距离并彼此面对，由此形成外壳200的两个侧表面。若外壳200基本上为长方形的盒形(矩形横截面)，则长侧壁210和短侧壁220为平面形状。然而，若外壳200为椭圆柱形(椭圆形横截面)而不是长方形的盒形，则短侧壁220呈平滑的曲面状，使得在长侧壁210和短侧壁220之间没有界线。

底壁230构成外壳200的底部，其被设置于外壳的外表面处，并包括预定长度的条形导向槽240。详细地说，导向槽240为具有预定长度的条形，其垂直截面为弓形或矩形。然而，本发明对每一导向槽240的垂直截面的形状没有具体限制。优选使每一导向槽240的边缘部分呈弯曲状，以提高外壳200的强度。每一导向槽240从一个长侧壁230a(即，底壁230的前端或后端)的下端部分朝向另一长侧壁延伸。此外，每一导向槽240被凹陷于底壁230中。优选每一导向槽240的长度与底壁230的侧边230b的长度的至少25％相应，也就是说，相应于底壁230的宽度的至少25％。如果每一导向槽240的长度短于底壁230宽度的25％，在锂二次电池受到沿垂直于其纵向轴线方向的挤压时，则难以有效地导引外壳200的变形方向，因此外壳200不能围绕纵向轴线对称地弯曲。优选每一导向槽240上部的宽度窄于3mm。由于每一导向槽240具有矩形横截面，所以每一导向槽240的底部宽度也窄于3mm。每一导向槽240在外壳200的下部为薄弱处(weakpoint)，所以如果每一导向槽240的宽度太宽，各导向槽240可能削弱外壳200的强度。出于这个原因，每一导向槽240的宽度优选窄于3mm，更优选窄于1mm。此外，每一导向槽240的深度小于底壁230厚度的25％。如上所述，由于每一导向槽240在外壳200的下部为薄弱处，所以如果每一导向槽240太深，则每一导向槽240将削弱外壳200的强度。出于这个原因，每一导向槽240的深度优选小于底壁230厚度的25％，更优选小于底壁230的厚度的10％。

每一导向槽240与底壁230的相应侧边230b隔开预定距离并且与底壁230的相应侧边230b平行对齐。优选底壁230的侧边230b和相应导向槽240之间的距离在底壁230长度的25％以内。更优选的是，底壁230的侧边230b和相应导向槽240之间的距离在底壁230长度的10％以内。如果底壁230的侧边230b和相应导向槽240之间的距离超过底壁230长度的25％，则当沿纵向挤压锂二次电池时，外壳200不能围绕外壳200的纵向轴线对称地变形。

现在翻到图3，图3为本发明第二实施方式的锂二次电池外壳300的前视图。参考图3，本发明第二实施方式的外壳300包括形成于底壁330的外表面上的具有预定长度的切口型(notch-type)导向槽340。详细地说，每一导向槽340为具有三角形横截面的条形。在此第二实施方式中，除各导向槽340为三角形横截面而不是矩形横截面外，每一导向槽340基本上与图2A中示出的每一导向槽240相同。若每一导向槽340具有三角形横截面，则在外壳300受到纵向挤压时，每一导向槽340很容易变形，所以每一导向槽340能够有效地导引外壳300变形。此外，每一切口型导向槽340的边缘部分是弯曲的，以提高外壳300的强度。因此，以与图2A中示出的第一实施方式相同的方式，每一导向槽340从底壁330的前端或后端延伸出来，同时凹陷于底壁330中。此外，优选的是，每一导向槽340的长度相应于底壁330宽度的至少25％。优选每一导向槽340上部的宽度窄于3mm。更优选的是，每一导向槽340上部的宽度窄于1mm。由于每一导向槽340在外壳300的下部为薄弱处，所以如果每一导向槽340的宽度太宽，则每一导向槽340将削弱外壳300的强度。此外，每一导向槽340的深度优选小于底壁330厚度的25％，更优选的是，小于底壁330厚度的10％。

每一导向槽340与底壁330的相应(即最近的)侧边330b平行对齐。优选底壁330的侧边330b和相应导向槽340之间的距离在底壁330长度的25％以内。更优选的是，底壁330的侧边330b和相应导向槽340之间的距离在底壁330长度的10％以内。

现在翻到图4，图4为本发明第三实施方式的锂二次电池外壳400的前视图。参考图4，该第三实施方式的外壳400包括形成于底壁430的预定内部部分处的具有预定长度的条形导向槽440。详细地说，根据第三实施方式，每一导向槽440基本上与图2A所示的每一导向槽240相同，只是导向槽440形成在外壳400的内表面，而不是形成于外壳400的外表面。每一导向槽440从一个长侧壁410的下部内部部分朝向另一长侧壁410延伸，并且凹陷于底壁430的上表面中。此外，优选的是，每一导向槽440的长度与底壁430的宽度的至少25％相应。优选每一导向槽440上部的宽度窄于3mm。更优选的是，每一导向槽440上部的宽度窄于1mm。此外，每一导向槽440的深度优选小于底壁430的厚度的25％，更优选的是，小于底壁430的厚度的10％。每一导向槽440与底壁430的侧边430b平行对齐。优选底壁430的侧边430b和相应导向槽440之间的距离在底壁430的长度的25％之内。更优选的是，底壁430的侧边430b和相应导向槽440之间的距离在底壁430长度的10％以内。

现在翻到图5A和5B。图5A为本发明第四实施方式的锂二次电池外壳500的透视图，图5B为沿图5A中A-A线剖切的图5A所示外壳500的截面图。参考图5A和5B，本发明第四实施方式的锂二次电池的外壳500包括形成于底壁530的外表面上的第一导向槽540和形成于长侧壁510的预定部分处并沿外壳500的纵向轴线平行延伸的第二导向槽550。第一导向槽540的形状分别与图2A、3和4中示出的每一导向槽240、340或440的形状相同。在长侧壁510的中央部分形成有与外壳500的纵向轴线平行的第二导向槽550。第二导向槽550可以具有弓形、矩形或三角形横截面形状并被制作成具有预定长度的条形。第二导向槽550的形状与各导向槽240、340或440的形状相似。此外，第二导向槽550的长度与长侧壁510的高度的至少50％相应。如果每一导向槽550的长度小于长侧壁510的高度的50％，则在锂二次电池受到沿垂直于其纵向轴线方向的挤压时难以有效地引导外壳500的变形方向。优选第二导向槽550上部的宽度窄于3mm，更优选的是，窄于1mm。由于第二导向槽550作为外壳500的长侧壁510上的薄弱部位，所以如果第二导向槽550的宽度太宽，第二导向槽550将削弱外壳500的强度。此外，若第二导向槽550具有矩形或三角形横截面，其边缘部分是弯曲的，因此可提高外壳的强度。第二导向槽550的深度小于长侧壁510的厚度的25％。更优选的是，第二导向槽550的深度小于长侧壁510厚度的10％。如上所述，第二导向槽550作为外壳500的长侧壁510上的薄弱部位，所以如果第二导向槽550太深，第二导向槽550将削弱外壳500的强度。

现在翻到图6，图6为本发明第五实施方式的锂二次电池外壳600的透视图。参考图6，本发明第五实施方式的外壳600包括长侧壁610、短侧壁620和底壁630。短侧壁620是平滑的曲面，使得外壳600为具有椭圆形水平横截面的椭圆柱形结构。第五实施方式的外壳600基本上与图2A到图5所示的外壳相同，只是外壳600的短侧壁620是平滑的曲面。也就是说，外壳600形成有基本上与图2A到图5所示的那些外壳上相同的第一导向槽640和第二导向槽650。因而，下面将不再对第一和第二导向槽640和650的形状和位置进行说明。

本发明的外壳适于图1所示的锂二次电池。当然，本发明不具体限于应用于本发明的那些外壳的锂二次电池的结构。也就是说，本发明的外壳适用于除图1所示之外的具有其它结构的锂二次电池。

下面将对向图7所示的锂二次电池施加挤压力时第五实施方式的外壳600的工作情况进行说明。图7为在挤压力作用下图6所示的外壳600的工作状态的底视图。图7示出了对外壳600进行纵向挤压试验时外壳的变形方向。

参考图6和7，本发明第五实施方式的锂二次电池的外壳600包括形成在底壁630外表面上的第一导向槽640和形成在一个长侧壁610上并且其下端部分与第一导向槽640连接的的第二导向槽650。因此，如果外壳600的短侧壁620受到沿垂直于外壳600的纵向轴线的方向的挤压，第一导向槽640的形状发生变形，同时引导外壳600的变形方向朝向与第一导向槽640连接的长侧壁610。由于第一导向槽640对外壳600的底壁630而言是薄弱部位，所以第一导向槽640首先发生变形。此外，由于外壳600形成有第二导向槽650，所以外壳600可以因第二导向槽650的变形而沿纵向轴线方向有效地发生变形。因此，当外壳600或如图1所示的具有外壳600的锂二次电池受到纵向挤压时，外壳600或锂二次电池围绕外壳600的纵向轴线对称弯曲。因而，容纳在外壳600中的电极组件也围绕外壳600的纵向轴线对称弯曲，从而可避免在电极组件的电极板之间发生短路。

现在翻到图8A和8B，图8A为本发明第六实施方式的锂二次电池的外壳700的透视图，图8B为沿图8A中B-B线剖切的外壳700的横截面图。参考图8A和8b，本发明第六实施方式的外壳700呈盒形，其包括长侧壁710、短侧壁720和底壁730。盒形外壳700可以具有各种横截面形状，例如矩形或椭圆形。此外，外壳700由金属材料制成。优选外壳700由重量轻且柔韧的铝或铝合金制得。当然，本发明对外壳700的材料没有具体限制。

优选通过深冲压方法制造外壳700，并且长侧壁710与短侧壁720和底壁730整体形成。详细地说，外壳700设有由较宽的长侧壁710和较窄的短侧壁720构成的侧壁。长侧壁710彼此间隔预定距离，同时彼此面对，由此形成外壳700的前表面和后表面。此外，短侧壁720彼此间隔预定距离，同时彼此面对，由此形成外壳700的两个侧表面。如果外壳700基本上为长方盒形，长侧壁710和短侧壁720具有平面形状。当然，如果外壳700为椭圆柱形而不是长方形盒形，短侧壁720是平滑的曲面，所以在长侧壁710和短侧壁720之间没有界线。此外，在外壳700的与底壁730相对的上部形成上部开口700a。

底壁730形成外壳700的底部，优选在其上表面上设置朝向外壳700内部部分突起的压纹部分740。详细地说，压纹部分740为具有预定长度的条形或长方形柱形，每一压纹部分740的垂直横截面基本上为圆形、三角形或矩形。当然，本发明对每一压纹部分740的形状没有具体限制，只要每一压纹部分740从底壁730的预定部分朝向外壳700的内部部分突起即可。此外，优选每一压纹部分740的长度与每一侧边730的长度的至少50％相应。如果各压纹部分740的长度小于各侧边730b长度的50％，当锂二次电池受到纵向挤压时，外壳700的底壁730不朝外弯曲。每一压纹部分740与底壁730的侧边730b间隔预定距离，并与底壁730的侧边730b平行对齐。优选底壁730的侧边730b和相应压纹部分740之间的距离在底壁730的纵向侧730a长度的25％以内。更优选的是，底壁730的侧边730b和相应压纹部分740之间的距离在底壁730的纵向侧730a长度的10％之内。如果底壁730的侧边730b和压纹部分740之间的距离超过底壁730的纵向侧730a长度的25％，在对锂二次电池施加纵向挤压时外壳700的底壁730会部分地或全部地朝向外壳700的内部部分弯曲。

每一压纹部分740朝向外壳700的内部部分突起0.1mm至0.5mm的高度。优选每一压纹部分740的高度大于底壁730厚度的50％。也就是说，底壁730的上表面和压纹部分740的上端之间的距离(a)等于或大于底壁730厚度的50％。通常，外壳700的长侧壁710和短侧壁720的厚度在0.2mm至0.4mm的范围内，外壳700的底壁730的厚度在0.2mm至0.7mm的范围内。因此，当外壳700的底壁730的厚度约为0.5mm时，每一压纹部分740的高度约为0.25mm至0.5mm。如果每一压纹部分740的高度小于0.1mm时，每一压纹部分740的效果显著降低，结果在锂二次电池受到纵向挤压时，外壳700的底壁730仅略朝外弯曲。反之，如果每一压纹部分740的高度太高，每一压纹部分740可能对容纳在外壳700中的电极组件(未示出)造成损害。出于这个原因，每一压纹部分740的高度优选小于0.5mm。

现翻到图9A和9B，图9A为本发明第七实施方式的锂二次电池外壳800的透视图，图9B为沿图9A中C-C线剖切的外壳800的横截面图。参考图9A和9B，本发明第七实施方式的外壳800包括侧壁和设于与底壁830相对的外壳上部处的开口800a，侧壁由较宽的长侧壁810和较窄的短侧壁820组成。压纹部分840被形成在外壳的底壁830上同时朝向外壳800的内部部分突起。压纹部分840可为圆形、多边圆锥形或半球形。此外，多个压纹部分840彼此排成直线并且与底壁830的侧边830b平行。当然，本发明对压纹部分840的形状没有具体限制，只要压纹部分840从底壁830的预定部分朝外壳800的内部部分突起即可。

优选压纹部分840位于与侧边830b的长度的至少50％相应的区域内。因此，压纹部分840的数量可以根据每一压纹部分840的尺寸、压纹部分840所处区域的尺寸和侧边830b的长度而改变。如果压纹部分840所处区域的尺寸小于侧边830b长度的50％，在锂二次电池受到纵向挤压时，外壳800的底壁830不会朝外弯曲。压纹部分840与底壁830的相应侧边830b间隔预定距离。优选底壁830的侧边830b与相应压纹部分840之间的距离在底壁830纵向侧830a的长度的25％之内。更优选的是，底壁830的侧边830b与相应压纹部分840之间的距离在底壁830的纵向侧830a的长度的10％之内。如果底壁830的侧边830b与相应压纹部分840之间的距离超过底壁830的纵向侧830a的长度的25％，在锂二次电池受到纵向挤压时，外壳800的底壁830会朝向外壳800的内部部分弯曲。

与图8A中所示的外壳700的压纹部分740相似，图9A和9B所示的压纹部分840朝向外壳800的内部部分突起0.1mm至0.5mm的高度。优选压纹部分840的高度(0.1mm至0.5mm)大于底壁830厚度的50％。也就是说，底壁830的上表面和压纹部分840的上端之间的距离(a)等于或大于底壁830的厚度的50％。

现在翻到图10A和10B，图10A为本发明第八实施方式的锂二次电池外壳900的透视图，图10B为沿图10A中D-D线剖切的外壳900的横截面图。参考图10A和10B，本发明第八实施方式的外壳900包括较宽的长例壁910和较窄的短侧壁920及位于与底壁930相对的外壳900的上部处的开口900a。压纹部分940形成于外壳900的底壁930并朝外壳900的内部部分突起。详细地说，压纹部分940为具有预定宽度的闭合环形并形成于外壳900的底壁930上，同时与底壁930的侧边930b和纵向侧930a间隔预定距离。因而，当底壁930为矩形或椭圆形时，具有预定宽度的压纹部分930沿着底壁930形成为矩形闭合环形或椭圆形闭合环形。优选压纹部分940所处区域和最近的侧边930b之间的距离不大于纵向侧930a的长度的25％，并且所处区域与最近的纵向侧930a之间的距离不大于侧边930b的长度的25％。更优选的是，压纹部分940所处区域与最近的侧边930b之间的距离不大于纵向侧930a长度的10％，并且所处区域与最近的纵向侧930a之间的距离不大于侧边930b长度的10％。如果压纹部分940和最近的侧边930b之间的距离超过纵向侧930a长度的25％时，则压纹部分940形成在底壁930的中央区域，所以当对外壳900施加纵向挤压时，底壁930不能有效地朝外弯曲。

如参考前面的实施方式所述的那样，压纹部分940朝向外壳900的内部部分突起0.1mm至0.5mm的高度。优选压纹部分940的高度(0.1mm至0.5mm)大于底壁930厚度的50％。此外，由于压纹部分940在外壳900的底壁930上对齐，并平行于底壁930的纵向侧930a，所以压纹部分940可以加强底壁930的强度。

另外，对于图10A和10B所示的外壳900而言，由于压纹部分940在外壳900的底壁930上对齐，并平行于底壁930的纵向侧930a，压纹部分940可沿长侧910的方向加强底壁930的强度。于是，通过向外壳900施加规定的挤压力在外壳900上进行纵向挤压试验时，外壳900的变形可以最小，因此可提高锂二次电池的安全性。

现在翻到图11，图11为本发明第九实施方式的锂二次电池外壳1000的透视图。在图11中，本发明第九实施方式的外壳1000包括长侧壁1010、短侧壁1020和底壁1030。短侧壁1020是曲面，致使外壳1000具有椭圆形水平横截面的椭圆柱形结构。因此，与图8A或9A所示的外壳不同，由于短侧壁1020弯曲，在外壳1000中长侧壁1010和短侧壁1020之间没有形成界线。在外壳1000的上端部处形成上部开口1000a。此外，在外壳1000的底壁1030上形成压纹部分1040，并使其朝外壳1000内部部分突起。与图gA中示出的压纹部分相类似，每一压纹部分1040为具有预定长度的圆锥形结构。此外，各压纹部分1040基本上具有三角形横截面。再者，每一压纹部分1040与底壁1030的相应侧边1030b间隔预定距离。本实施方式的每一压纹部分1040的形状与图8A或9A中示出的压纹部分的形状相同，所以不再赘述。

本发明的外壳适于图1所示的锂二次电池。当然，对于本发明的外壳而言，本发明不具体限于图1所示的锂二次电池的结构。也就是说，本发明的外壳还适用于具有其它结构的其它锂二次电池。

下面结合图12对锂二次电池中图8A和8B所示的外壳700的工作情况进行说明。参照图12，图12为本发明第六实施方式的锂二次电池中的外壳700在纵向挤压下的变形方向的截面图。参考图8A和8B，外壳700包括形成在底壁730上的压纹部分740。因此，当外壳700或图1所示的具有图8A和8B所示的外壳700的锂二次电池因施加到锂二次电池的纵向挤压而围绕其纵向轴线弯曲或在沿垂直于纵向轴线方向被挤压时，外壳700的底壁730向外弯曲，而不是向内弯曲(参见图12中的箭头Xa)。因此，外壳700的底壁730没有对容纳在外壳700中的电极组件(未示出)的下部施力，由此可避免在电极组件的电极板之间发生短路，并可提高锂二次电池的安全性。

虽然参考锂二次电池对本发明进行了说明，但是本发明的外壳还适用于其它二次电池。

如上所述，根据本发明，在锂二次电池外壳的底壁和侧壁上形成有导向槽，使得在沿垂直于纵向轴线的方向挤压锂二次电池时，外壳围绕其纵向轴线对称地弯曲，于是可避免在电极板之间发生短路，并可提高锂二次电池的安全性。

此外，根据本发明，在锂二次电池外壳的底壁上形成朝向外壳内部部分突起的压纹部分，使得在沿垂直于纵向轴线方向挤压锂二次电池时，外壳的底壁朝外弯曲。因此挤压时，底壁没有对容纳在外壳中的电极组件的下部施力，由此可避免电极板之间发生短路。

虽然出于解释的目的已对本发明的优选实施方式进行了说明，但本领域技术人员应当理解在不超出所附权利要求表述的本发明的构思和范围的前提下，可进行各种改型、添加和替换。

Claims (44)

1.一种外壳，包括：

与上部开口相对设置的底壁，其中，在所述外壳的底壁中所述底壁的两侧处设有第一导向槽，该第一导向槽沿垂直于所述底壁的纵向方向延伸，所述外壳适于容纳电极组件，该电极组件包括正电极板、负电极板及设于正和负电极板之间的隔板，所述外壳还便于经所述上部开口将所述电极组件插入所述外壳中。

2.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述外壳还包括被设置在所述底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁，所述外壳呈盒形。

3.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述外壳还包括被设置在所述底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁；所述外壳的短侧壁呈曲面状，所述外壳具有椭圆形横截面。

4.根据权利要求1所述的外壳，其中，每一第一导向槽为条形。

5.根据权利要求4所述的外壳，其中，每一第一导向槽具有由弓形、长方形或三角形组成的组中选取的一种横截面。

6.根据权利要求4所述的外壳，其中，每一第一导向槽的长度为所述底壁宽度的至少25％。

7.根据权利要求4所述的外壳，其中，每一第一导向槽的宽度窄于3mm。

8.根据权利要求7所述的外壳，其中，每一第一导向槽的宽度窄于1mm。

9.根据权利要求4所述的外壳，其中，每一第一导向槽的深度小于所述底壁厚度的25％。

10.根据权利要求9所述的外壳，其中，每一第一导向槽的深度小于所述底壁厚度的10％。

11.根据权利要求1所述的外壳，其中，每一第一导向槽被设置在所述外壳底壁的外表面上。

12.根据权利要求11所述的外壳，其中，每一第一导向槽从所述外壳底壁的前端和后端之一中延伸出，并凹陷于所述外壳底壁的外表面中。

13.根据权利要求2所述的外壳，其中，每一第一导向槽被设置在所述外壳的内表面上。

14.根据权利要求13所述的外壳，其中，每一第一导向槽沿所述底壁从所述外壳的长侧壁之一延伸出。

15.根据权利要求1所述的外壳，其中，每一第一导向槽和所述底壁的最靠近的侧边之间的距离不大于所述底壁长度的25％。

16.根据权利要求15所述的外壳，其中，每一第一导向槽和所述底壁的最靠近的侧边之间的距离在所述底壁长度的10％之内。

17.根据权利要求2所述的外壳，其中，还包括纵向地被设置在所述长侧壁之一的中央部分处的第二导向槽。

18.根据权利要求17所述的外壳，其中，所述第二导向槽为条形。

19.根据权利要求17所述的外壳，其中，所述第二导向槽具有从由弓形、长方形或三角形组成的组中选取的一种横截面。

20.根据权利要求17所述的外壳，其中，所述第二导向槽的长度为设有所述第二导向槽的所述长侧壁的高度的至少50％。

21.根据权利要求17所述的外壳，其中，所述第二导向槽的宽度窄于3mm。

22.根据权利要求21所述的外壳，其中，所述第二导向槽的宽度窄于1mm。

23.根据权利要求17所述的外壳，其中，所述第二导向槽的深度小于设有所述第二导向槽的所述长侧壁的厚度的25％。

24.根据权利要求23所述的外壳，其中，所述第二导向槽的深度小于设有所述第二导向槽的所述长侧壁的厚度的10％。

25.一种锂二次电池，包括：

包括正电极板、负电极板及被设置在所述正和负电极板之间的隔板的电极组件；及

包括与上部开口相对设置的底壁的外壳，其中，在所述外壳的底壁中所述底壁的两侧处设有第一导向槽，该第一导向槽沿垂直于所述底壁的纵向延伸，所述外壳适于容纳电极组件，该外壳还便于经所述上部开口将所述电极组件插入所述外壳中，所述电极组件被设置在所述外壳中。

26.根据权利要求25所述的锂二次电池，其中，每一第一导向槽的宽度窄于3mm。

27.根据权利要求25所述的锂二次电池，其中，还包括：

设置于所述底壁和上部开口之间的长侧壁，及

设置于所述长侧壁中的第二导向槽，该导向槽被纵向地设置在所述外壳长侧壁的中央部分上。

28.根据权利要求27所述的锂二次电池，其中，所述第二导向槽的宽度窄于3mm。

29.一种外壳，包括：

与上部开口相对设置的底壁，其中，在所述外壳的底壁中所述底壁两侧处设有压纹部分，每一压纹部分朝所述外壳内部部分突起，所述外壳适于容纳电极组件，该电极组件包括正电极板、负电极板及设于正和负电极板之间的隔板，所述外壳还便于经所述上部开口将所述电极组件插入所述外壳中。

30.根据权利要求29所述的外壳，其中，所述外壳还包括设置在所述底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁，所述外壳呈盒形。

31.根据权利要求29所述的外壳，其中，所述外壳还包括设置在所述底壁和上部开口之间的一对长侧壁和一对短侧壁；所述外壳的短侧壁呈曲面状，所述外壳具有椭圆形横截面。

32.根据权利要求29所述的外壳，其中，每一压纹部分具有从由条形、圆锥形和半球形组成的组中选取的一种形状。

33.根据权利要求32所述的外壳，其中，每一压纹部分与所述底壁的最靠近的侧边间隔开并且与所述底壁的最靠近的侧边平行对齐。

34.根据权利要求33所述的外壳，其中，所述压纹部分之一和所述底壁的最靠近的侧边之间的距离不大于所述底壁长度的25％。

35.根据权利要求34所述的外壳，其中，所述压纹部分之一和所述底壁的最靠近的侧边之间的距离不大于所述底壁长度的10％。

36.根据权利要求33所述的外壳，其中，每一压纹部分被设置在相应于所述底壁侧边长度的至少50％的区域中。

37.根据权利要求29所述的外壳，其中，所述压纹部分一起被设置为处于所述底壁中的单一闭环形状。

38.根据权利要求37所述的外壳，其中，所述压纹部分一起被设置为矩形环状或椭圆形环状中的一种形状。

39.根据权利要求37所述的外壳，其中，所述压纹部分所处的区域和所述底壁的最靠近的侧边之间的距离不大于所述底壁纵向侧长度的25％，该区域和最靠近的纵向侧之间的距离不大于所述底壁侧边长度的25％。

40.根据权利要求39所述的外壳，其中，所述压纹部分所处的区域和所述底壁的最靠近的侧边之间的距离不大于所述底壁纵向侧长度的10％，该区域与最靠近的纵向侧之间的距离不大于所述底壁侧边长度的10％。

41.根据权利要求29所述的外壳，其中，每一压纹部分突起的高度为0.1至0.5mm之间。

42.根据权利要求41所述的外壳，其中，每一压纹部分的高度大于所述底壁的厚度。

43.一种锂二次电池，包括：

电极组件，其具有正电极板、负电极板及设置于正和负电极板之间的隔板；及

包括与上部开口相对设置的底壁的外壳，其中，在所述外壳的底壁中底壁的两侧处设有压纹部分，所述外壳适于容纳所述电极组件，所述外壳还便于经所述上部开口将所述电极组件插入所述外壳中。

44.根据权利要求43所述的锂二次电池，其中，所述压纹部分具有由条形、圆锥形和半球形组成的组中选取的一种形状。

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