CN2504764Y - 方型锂离子二次电池的上盖组 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于方型锂离子二次电池的封装罐,特别是关于该封装罐用的上盖组的结构。方型锂离子二次电池的上盖组,包含:一适于和一电池罐壳的一开口密合的上盖板,该上盖板具有一穿孔;一负极端子,其具有一柱状体及位于该柱状体的一端的一扩大头,其中该柱状体的截面大小小于该上盖板的穿孔,而该扩大头的大小大于该上盖板的穿孔;及一绝缘气封垫,其沿着负极端子的外缘射出成型,借以阻隔上盖板和负极端子相碰触,并使得该负极端子柱状体得以固定于该上盖板的穿孔内,且柱状体的扩大头位于该上盖板的内侧,而柱状体另外一端则伸出于该上盖板外侧。

Description

方型锂离子二次电池的上盖组

                         技术领域

本实用新型是关于方型锂离子二次电池的封装罐，特别是关于该封转罐用的上盖组的结构。

                         背景技术

锂离子二次电池具备可以多次充放电及高能量密度的特性，已经成为可携式电子产品的主要电源来源。以外观来做区分，大致可分为圆筒型和方型(或称之为角型)两种形状，前者的主要应用在于笔记本型计算机上，而后者则集中在手机及信息家电相关产品的市场上。这些可携式电子消费产品会朝着轻薄短小的方向来发展，其所搭配的电池自然也要愈做愈薄，而电池组装零件的简单化与小样化正是未来电池走向薄型化的主要关键之一，也是业界人士长久以来一直存在的需求。

方型电池外观(见图1)是由一方形电池罐壳10和一上盖组20以激光焊接的方式封焊在一起，内部则含锂离子二次电池的储电材料。上盖组20如图2所示包含由上而下依序是铆钉21、上气封垫22、上盖板23、下气封垫24及上盖镍片25。铆钉21设于上盖板23的中间，其铆合端在电池罐壳10内部借由上盖镍片25和电池的负极极板相连结，所以铆钉21对外就是电池的负极端子。铆钉21被绝缘的气封垫22所包围，借以和上盖板23及罐壳10所代表的另一极(正极)隔离。

传统的上盖组20组合时，如图3a及3b所示，是将该五个零件先依序叠合在一起再以铆头30冲压，使铆钉21根管部向外弯曲变形而将五个零件紧紧铆合在一起而变成为一个上盖组20。这样的设计在未来产品走向薄型化的趋势会有以下缺点：

1.因为上盖组的宽度会愈来愈窄，所以，要能够将上盖组的五个零件设计够小且将它们组装在一起并不容易。

2.传统的铆钉根管部为空心管，设计太小时铆钉的根管部的强度并不足以承受铆合的力量，但施力不够则会有气密性不好的问题。换言之，传统冲压铆合的方式在上盖组的制备，在宽度上有其限制。更具体言之，要做到宽度3.0mm以下的电池有其困难。

                         发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种不具有上述传统方型锂离子二次电池的上盖组的缺点的新型上盖组结构。

为了达到上述实用新型的目的，依照本实用新型内容而完成的方型锂离子二次电池的上盖组，包含：

一适于和一电池罐壳的一开口密合的上盖板，该上盖板具有一穿孔；

一负极端子，其具有一柱状体及位于该柱状体的一端的一扩大头，其中该柱状体的截面大小小于该上盖板的穿孔，而该扩大头的大小大于该上盖板的穿孔；及

一绝缘气封垫，其将该负极端子固定于该上盖板的穿孔，其中该负极端子柱状体位于该穿孔内的部份为该绝缘气封垫所包住，该负极端子的柱状体的扩大头位于该上盖板的内侧，而该负极端子的柱状体的另一端伸出于该上盖板的外侧。

较佳的，该绝缘气封垫是借助由将负极端子的柱状体定位于该上盖板的穿孔内，再注入融熔塑料绝缘组合物于该负极端子与该穿孔及该上盖板间的间隙，及冷却成型该组合物而制备。更佳的，该绝缘气封垫是使用一模具，及将该上盖板及负极端子嵌入该模具内再借助由射出成型该塑料绝缘组合物而制备。

较佳的，该负极端子的柱状体为圆柱、椭圆形柱、角柱或不规则形状柱；扩大头为一截面积小于上盖板的长形平板，该长形平板相对于柱状体的位置为对称或不对称，其可供与一位于该电池罐壳内的锂离子二次电池的负极导电柄焊接之用。更佳的，该上盖板的穿孔具有一定的截面形状，并且与该负极端子的柱状体的形状相对应，而为圆形、椭圆形、方形或多边形。

较佳的，该绝缘气封垫具有一对应于该上盖板的穿孔及该负极端子的柱状体的形状的中空柱，及由该中空柱的一端横向延伸的凸缘(flange)，其中该中空柱被夹持于该负极端子的柱状体与该上盖板的穿孔之间，及该凸缘被夹持于该负极端子的扩大头与该上盖板的内侧表面之间。更佳的，该绝缘气封垫进一步具有一从该凸缘的边缘纵向延伸的墙，其中该墙环绕或部份围绕该负极端子的扩大头。

在本实用新型的一较佳具体实施例中，该负极端子在相对于该扩大头的另一端具有一压扁头；该上盖板的穿孔在位于该上盖板的外侧具有一方形或多边形的扩大开口；该绝缘气封垫在相对于该凸缘的另一端具有一伸出唇部，其中该伸出唇部具有对应于该上盖板的穿孔的扩大开口与该中空柱之间所定义的形状。

本实用新型的方型锂离子二次电池的上盖组的结构，提供了以下的优点：

1.零件数目简化；

2.零件不需再二次加工组装；及

3.宽度可以做到3.0mm以下。

                         附图说明

图1为已有的方型锂离子二次电池的外观的立体示意图。

图2为已有的方型锂离子二次电池的上盖组的剖视示意图。

图3a及3b分别显示已有的方型锂离子二次电池的上盖组被铆合前及后的剖视示意图。

图4为本实用新型的方型锂离子二次电池的剖视示意图。

图5a及5b分别显示本实用新型的一较佳具体实施例的方型锂离子二次电池的上盖组的剖视示意图及底视示意图。

图6显示本实用新型的另一较佳具体实施例的方型锂离子二次电池的上盖组的剖视示意图。

附图标记10..电池罐壳      20，40..上盖组        21..铆钉      22..上气封垫23，43..上盖板    24..下气封垫          25..上盖镍片  30..铆头41..负极端子      42，42’..绝缘气封垫  45..扩大头    46..圆柱形体47，47’..穿孔    421..中空柱           422..凸缘(flange)423..墙           50..锂离子二次电池之之储电材料

                       具体实施方式较佳具体实施例的详述

本实用新型是针对方型(或称之为角型)锂离子二次电池用的上盖组提供一种有别于传统的设计与制作方法。传统的做法是将上盖组的五个零件依序叠放在一起后，再以铆头冲压的方式将五个零件铆合成为一个上盖组。在本实用新型中，我们将上盖组零件简化成三个(包含两个金属件：电极端子和上盖板；及一个塑料件：绝缘气封垫)，采用将金属件先嵌入到模具中，再射出成型该塑料件而同步完成上盖组的组合，如此可达到简化零件数目、一体成形同步射出而不须再行组装各零件即可加工、有效缩小上盖组尺寸等多种好处。

依照本实用新型的一具体实施例所制成的锂离子二次电池用的上盖组40，如图4、图5a及5b所示，是由一宽度为2.8mm厚度为1.0mm的上盖板43、一负极端子41及一绝缘气封垫42所组成。该上盖组40适于和一方形电池罐壳10的一开口并以激光焊接的方式密合在一起。该电池罐壳10内部含有锂离子二次电池的储电材料50。该上盖组40的负极端子41的一扩大头45和该电池的储电材料50的负极导电柄相连结，而负极端子41的另一端伸出于上盖板43的外表面作为该电池的对外负极端子。负极端子41被绝缘气封垫42所包围，借以和该上盖板43及罐壳10所代表的另一极(正极)隔离。该扩大头45为一截面积小于上盖板43的长形平板，该长形平板相对于柱状体的位置可以为如图5a所示的不对称，也可以为对称的。

该绝缘气封垫42是借助由将该上盖板43及负极端子41嵌入到一模具中，且将该负极端子41的圆柱形体(直径1.5mm)46定位于该上盖板43的圆形穿孔47(直径2.0mm)内，再射出成型而制备出，同时同步的完成该上盖组40的组合。由于该上盖板43与电池罐壳10的激光封焊的过程会产生高热，所以一般采用耐高温的铁氟龙材质来成型该绝缘气封垫42。为确保射出后的上盖组达到特定精度的要求，金属件(上盖板及负极端子)在模具内的嵌入位置必须非常准确而必须有机械定位的设计；通常是在模具及金属件上分别做可以互相搭配的凹凸点设计(未示于图中)来定位。

射出成形的绝缘气封垫42具有一对应于该上盖板的穿孔47及该负极端子的圆柱形体46的形状的中空柱421，由该中空柱的一端横向延伸的凸缘(flange)422，及由该凸缘的边缘纵向延伸的墙423，其中该中空柱421被夹持于该负极端子的圆柱形体46与该上盖板的穿孔47之间，该凸缘422被夹持于该负极端子的扩大头45与该上盖板的内侧表面之间，且该负极端子的扩大头45为该墙423所环绕。选择性，该墙423亦可被省略不设或仅有两相对的部份立于该上盖板的43的两端。

在上述实施例，将已知的上盖组的铆钉和上盖镍片两个零件结而为一，设计成倒「T」字型而有别于传统铆合方式的「工」字型，以利负极端子置入上盖板的中心圆孔之中。

负极端子的加工成型方式可采用锻造加工，材质采用一般铁板加工后再镀上一层无光泽镍，镀镍的目的在于防锈及利于和负极镍导电柄做焊接加工。

在上述实施例中组件的结合是采用金属件嵌入，同步与塑料件射出的方式来完成，塑料件会顺着负极端子的外表来射出成型，于是将负极端子和上盖板中心孔之间的间隙填满，所以形状也是倒「T」字型，因而已知的上盖组的上、下气封垫也可结合为一。因为零件的简化及负极端子采用实心的设计，所以端子可以做得更小，以上的实施例即提供一个可以做到宽度3.0mm以下的上盖组设计。

图6显示依本实用新型的另一较佳具体实施例所完成的方型锂离子二次电池的上盖组，其中与图5a相同的组件或部份以相同的标号进行表示。图6中所示的上盖组与图5a所示者具有类似的结构，除了前者的上盖板43的穿孔47’在位于该上盖板的外侧具有一方形的扩大开口；该负极端子41的圆柱形体46较长并且在绝缘气封垫41被射出成型后在相对于该扩大头45的另一端被压扁而具有一压扁头，以增加上盖组的气密性；及该绝缘气封垫42’在相对于该凸缘422的另一端具有一伸出唇部，其中该伸出唇部具有对应于该上盖板的穿孔的扩大开口与该中空柱之间所定义的形状，且该压扁头位于该伸出唇部上。选择性的，图6中的该负极端子41的圆柱形体46亦可如图5a所示者相同而不具有该压扁头。

以上实施例的目的是用于更加清楚的说明本实用新型，而非用于限制本实用新型的申请专利范围。

Claims (9)

1.一种方型锂离子二次电池的上盖组，包含：

一适于和一电池罐壳的一开口密合的上盖板，该上盖板具有一穿孔；

一负极端子，其具有一柱状体及位于该柱状体的一端的一扩大头，其中该柱状体的截面大小小于该上盖板的穿孔，而该扩大头的大小大于该上盖板的穿孔；及

一绝缘气封垫，其将该负极端子固定于该上盖板的穿孔，其中该负极端子柱状体位于该穿孔内的部份为该绝缘气封垫所包住，该负极端子的柱状体的扩大头位于该上盖板的内侧，而该负极端子的柱状体的另一端伸出于该上盖板的外侧。

2.如权利要求1所述的上盖组，其中该绝缘气封垫是借助由将负极端子的柱状体定位于该上盖板的穿孔内，再注入融熔塑料绝缘组合物于该负极端子与该穿孔及该上盖板间的间隙，及冷却成型该组合物而制备。

3.如权利要求2所述的上盖组，其中该绝缘气封垫是使用一模具，及将该上盖板及负极端子嵌入该模具内再借助由射出成型该塑料绝缘组合物而制备。

4.如权利要求1所述的上盖组，其中该负极端子的柱状体为圆柱、椭圆形柱、角柱或不规则形状柱；扩大头为一截面积小于上盖板的长形平板，该长形平板相对于柱状体的位置为对称或不对称，其可供与一位于该电池罐壳内的锂离子二次电池的负极导电柄焊接之用。

5.如权利要求4所述的上盖组，其中该上盖板的穿孔具有一定的截面形状，并且与该负极端子的柱状体的形状相对应，而为圆形、椭圆形、方形或多边形。

6.如权利要求1至5任意一项所述的上盖组，其中该绝缘气封垫具有一对应于该上盖板的穿孔及该负极端子的柱状体的形状的中空柱，及由该中空柱的一端横向延伸的凸缘，其中该中空柱被夹持于该负极端子的柱状体与该上盖板的穿孔之间，及该凸缘被夹持于该负极端子的扩大头与该上盖板的内侧表面之间。

7.如权利要求6所述的上盖组，其中该绝缘气封垫进一步具有一从该凸缘的边缘纵向延伸的墙，其中该墙环绕或部份围绕该负极端子的扩大头。

8.如权利要求6所述的上盖组，其中该上盖板的穿孔在位于该上盖板的外侧具有一方形或多边形的扩大开口；该绝缘气封垫在相对于该凸缘的另一端具有一伸出唇部，其中该伸出唇部具有对应于该上盖板的穿孔的扩大开口与该中空柱之间所定义的形状。

9.如权利要求8所述的上盖组，其中该负极端子在相对于该扩大头的另一端具有一压扁头，且该压扁头位于该伸出唇部上。

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