DE602005004357T2

DE602005004357T2 - Dosenförmige Sekundärbatterie und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE602005004357T2
Application number: DE602005004357T
Authority: DE
Inventors: Sung Jae Cho
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2025-11-18
Also published as: EP1659651B1; US20060127755A1; DE602005004357D1; CN1783535A; CN100362675C; JP2006147574A; US7968227B2; JP4749130B2; KR100571272B1; EP1659651A1

Description

Diese Anmeldung beansprucht Priorität auf und den Vorteil der am 18. November 2004 bei dem Koreanischen Institut für Geistiges Eigentum eingereichten koreanischen Patent-Anmeldung Nr. 10-2004-0094612 .
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wiederaufladbare Batterie und ihre Verbindungsstruktur mit einer Schutzschaltung.
Beschreibung des Hintergrunds
In letzter Zeit wurden viele Typen von wiederaufladbaren Batterien mit einer hohen Energiespeicherkapazität entwickelt. Zu Beispielen häufig verwendeter wiederaufladbarer Batterien gehören Nickel-Metallhydrid-(Ni-MH-)Batterien, Lithium-(Li-)Polymer-Batterien und Lithium-Ionen-(Li-Ionen-)-Batterien. Ein Beispiel solcher Batterien ist in Dokument JP 2000-260419 beschrieben.
Eine Rohzelle einer wiederaufladbaren Batterie ist durch Präparieren einer Elektrodenanordnung mit einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und einem zwischen den Elektroden angeordneten Separator ausgebildet. Die Elektrodenanordnung ist in einem aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellten Becher untergebracht. Der Becher ist mit einer Kappenanordnung verschlossen. Ein Elektrolyt ist in den Becher injiziert, und die Kappenanordnung ist versiegelt. Da der Becher leichtes Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfasst, können die resultierenden Batterien leicht sein und können lange ohne Erosion bei einer hohen Spannung verwendet werden. Typischerweise ist ein Elektrodenanschluss von der Kappenanordnung durch eine einem oberen Teil der Rohzelle bereitgestellte Dichtung isoliert. Der Elektrodenanschluss ist mit der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode der Elektrodenanordnung verbunden, um einen positiven Anschluss oder einen negativen Anschluss der Rollzelle zu bilden. Der Becher hat die zu der des Elektrodenanschlusses entgegengesetzte Polarität.
Der Elektrodenanschluss der Rohzelle in der abgedichteten wiederaufladbaren Batterie ist mit Anschlüssen von Sicherheitsvorrichtungen, wie zum Beispiel einer Kaltleiter- (PTC-)Vorrichtung, einer Thermosicherung sowie eines Schutzschaltungsmoduls (PCM) verbunden. Diese Sicherheitsvorrichtungen verhindern Zerstörung der wiederaufladbaren Batterie, indem Stromfluss in dem Fall eines thermischen Durchgehens oder einer anormalen Erhöhung der Spannung unterbrochen wird. Typischerweise verbindet eine als Verbindungsleiter bezeichnete Leiterstruktur die Sicherheitsvorrichtung mit der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode der Rohzelle der wiederaufladbaren Batterie. Der Verbindungsleiter kann Nickel, eine Nickellegierung oder vernickelten rostfreien Stahl umfassen.
Die Rohzelle und die mit der Rohzelle verbundene Sicherheitsvorrichtung sind von einem harten Gehäuse umschlossen, um eine harte Batteriepackung zu bilden.
Da der Verbindungsleiter aus Nickel oder Ähnlichem hergestellt ist, kann der Verbindungsleiter Probleme verursachen, wenn er an eine untere Oberfläche des Bechers geschweißt wird, der aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Insbesondere ist es schwierig, Nickel mit Aluminium unter Verwendung eines Ultraschall- oder Widerstandsschweißprozesses zu verschweißen, da Nickel bei niedriger Temperatur unschmelzbar ist und stark leitend ist. Daher wird ein Laserschweißprozess verwendet, in dem ein Laserstrahl auf dem Kontaktpunkt zwischen dem Becher und dem Verbindungsleiter illuminiert wird, so dass der Kontaktpunkt teilweise geschmolzen werden kann. Jedoch können während Laserschweißens der illuminierte Laserstrahl und das assoziierte elektrische Ladungsphänomen eine elektrische Einwirkung auf die Schutzschaltung haben, die mit einem Endstück des Verbindungsleiters verbunden ist. Dies kann die Schutzvorrichtung zerstören und ihre Leistung herabsetzen, was wiederum der Verlässlichkeit der wiederaufladbaren Batterien schadet.
Um das mit dem Laserschweißprozess assoziierte Problem zu überwinden, offenbart US-Patent Nr. 5,976,729 einen Ansatz, in dem eine aus Nickel hergestellte Leitplatte durch Laserschweißen mit einer unteren Oberfläche eines aus Nickel hergestellten Bechers verschweißt wird. Gemäß dem Ansatz ist die mit der Schutzschaltung verbundene Leitplatte durch Wiederstandsschweißen mit der unteren Oberfläche des Bechers verschweißt.
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer herkömmlichen wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp, die ein hartes Gehäuse 20, einen Becher 11 sowie eine Schutzschaltung 40 umfasst. 2 ist eine Unteransicht einer mit einem Verbindungsteil eines unteren Teils 20 des Bechers 11 verschweißten Leitplatte 25 der herkömmlichen wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp.
Eine Nachfrage nach einer kompakten, leichten Batterie mit hoher Kapazität erfordert Becher (Behälter), die ein großes internes Volumen und eine geringe Größe und Dicke aufweisen. Daher ist es schwierig, die Leitplatte 25 durch Laserschweißen richtig mit dem unteren Teil 20 des Bechers 11 zu verbinden. Insbesondere muss, da der Becher sehr dünn ist, die Schweißintensität angepasst werden, so dass der Elektrolytverlust von einem lasergeschweißten Teil 27 verhindert werden kann.
Zusätzlich kann, wenn eine Lücke zwischen der Leitplatte 25 und dem unteren Teil 20 des daran angeschweißten Bechers 11 vorhanden ist, auf der Leitplatte 25 ein Loch erzeugt werden, wenn der Verbindungsleiter 46 geschweißt wird. Wenn die Leitplatte nicht mit einem vorbestimmten Teil verschweißt wird, kann der Verbindungsleiter 46 direkt mit dem unteren Teil 20 des Bechers verschweißt werden, so dass die vorgenannten herkömmlichen Probleme nicht überwunden werden können.
Zusätzlich kann, wenn eine Sicherheitsentlüftung 29 dem unteren Teil 20 des Bechers bereitgestellt wird, die Sicherheitsentlüftung 29 während des Laserschweißprozesses thermische Einwirkung erleiden, was Schaden an der Dichtung der Rohzelle verursacht. Diese Probleme führen schließlich zu einer geringeren Produktionsausbeute.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereit, das Schaden an einem Becher während eines Prozesses zum Verbinden eines Verbindungsleiters mit dem Becher verhindert und Zerstörung einer Sicherheitsvorrichtung verhindert, die in der Nähe eines Verbindungsteils angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereit, das eine Schutzschaltung mit einem Becher einer Rohzelle verbindet, ohne eine elektrische Einwirkung auf die Schutzschaltung zu verursachen.
Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung deutlich oder können durch Anwendung der Erfindung erlernt werden.
Die vorliegende Erfindung offenbart eine wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp, die eine Rohzelle, die eine Elektrodenanordnung umfasst, die zwei Elektroden und einen zwischen den beiden Elektroden eingefügten Separator umfasst, einen Becher zum Unterbringen der Elektrodenanordnung und eines Elektrolyten sowie eine Kappenanordnung zum Schließen einer oberen Öffnung des Bechers umfasst. Mindestens ein Vorsprung ist an einem Verbindungsteil außerhalb des Bechers angeordnet, und eine Leitplatte, die ein mit dem Vorsprung in Eingriff befindliches Loch aufweist, ist mit dem Verbindungsteil verbunden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp bereit, das Präparieren einer Elektrodenanordnung, die zwei Elektroden und einen Separator, der einen Kurzschluss zwischen den beiden Elektroden verhindert, aufweist, Unterbringen der Elektrodenanordnung in einem Becher durch eine Öffnung in dem Becher sowie Schließen der Öffnung mit einer Kappenanordnung umfasst. Zusätzlich umfasst das Verfahren Ausbilden eines Vorsprungs an einem Verbindungsteil außerhalb des Bechers und Anbringen einer Leitplatte, die ein mit dem Vorsprung in Eingriff befindliches Loch aufweist, an dem Becher.
Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarisch und erläuternd sind und dazu intendiert sind, weitere Erklärung der beanspruchten Erfindung bereitzustellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Zeichnungen, die beigefügt sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und in dieser Spezifikation inkorporiert sind und einen Teil derselben bilden, illustrieren Ausführungen der Erfindung, und zusammen mit der Beschreibung dienen sie dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Anordnung eines harten Gehäuses, eines Bechers sowie einer Schutzschaltung einer herkömmlichen wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp.
2 ist eine Unteransicht einer mit einem Verbindungsteil einer unteren Oberfläche des Bechers verschweißten Leitplatte der herkömmlichen wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Konstruktion einer Rohzelle einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp gemäß einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
4A ist eine Unteransicht des Bechers gemäß einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
4B ist eine Querschnittsansicht der Leitplatte und des unteren Teils des Bechers.
5A und 5B sind Unter- und Querschnittsansichten des unteren Teils des Bechers, an dem die Leitplatte festgemacht wird, nachdem der Schritt von 4A und 4B durchgeführt wird.
6 ist eine Querschnittsansicht des unteren Teils des Bechers, an dem die Leitplatte festgemacht wird, nachdem der Schritt von 5B durchgeführt wird.
7A und 7B sind Querschnittsansichten eines unteren Teils eines Bechers, um ein Verfahren der Herstellung einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung zu erklären.
8A und 8B sind Querschnittsansichten eines unteren Teils eines Bechers, um ein Verfahren der Herstellung einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung zu erklären.
9 und 10 sind Unteransichten eines unteren Teils eines Bechers gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ILLUSTRIERTEN AUSFÜHRUNGEN
Die vorliegende Erfindung verhindert Beschädigung eines Bechers und einer auf einem unteren Teil des Bechers ausgebildeten Sicherheitsentlüftung und verbindet eine Schutzschaltung ohne elektrische Einwirkung mit dem Becher. Sie erzielt dies durch Ausbilden von Kerben und Vorsprüngen auf dem unteren Teil des Bechers.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da die Leitplatte ohne Schweißen mit dem Becher verbunden ist, Schaden an der unteren Oberfläche des Bechers und Perforation der Leitplatte aufgrund des Schweißprozesses verhindert werden. Zusätzlich ist es möglich, da Vorsprünge und Kerben des Bechers leicht ausgebildet werden, eine Batterie mit hoher Kapazität herzustellen, die einen dicken Becher hat.
Die Erfindung wird nachstehend vollständiger mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungen beschränkt interpretiert werden. Diese Ausführungen werden vielmehr bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist, und werden dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermitteln. In den Zeichnungen können die Größe und relative Größen von Schichten und Bereichen der Klarheit halber übertrieben sein.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Rohzelle einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp gemäß einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezug auf 3 umfasst die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp einen Becher 100, der eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform aufweist, eine in dem Becher 100 untergebrachte Elektrodenanordnung 12 sowie eine Kappenanordnung zum Schließen einer oberen Öffnung des Bechers 100. Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp beinhaltet zum Beispiel eine wiederaufladbare Lithiumionen-Batterie vom rechteckigen Bechertyp.
Die Elektrodenanordnung 12 ist durch Wickeln eines Stapels einer positiven Elektrodenplatte 13, die die Form einer dünnen Platte oder eines Films aufweist, eines Separators 14 sowie einer negativen Elektrodenplatte 15 gebildet. Ein weiterer Separator kann auf der Außenseite der negativen Elektrodenplatte 15 vorgesehen sein, um einen Kurzschluss zwischen der positiven Elektrodenplatte 13 und der negativen Elektrodenplatte 15 zu verhindern.
Die positive Elektrodenplatte 13 umfasst einen positiven Stromabnehmer, der aus einem leitenden Metall-Dünnfilm, wie zum Beispiel einer Aluminiumfolie, hergestellt ist, und eine positive aktive Materialschicht, die hauptsächlich ein Lithiumoxid umfasst. Die positive aktive Materialschicht ist auf beide Oberflächen des positiven Stromabnehmers aufgetragen. Ein positiver Flachstecker 16 ist mit einem Teilstück des positiven Stromabnehmers verbunden, an dem die Schicht positiven aktiven Materials nicht vorhanden ist.
Die negative Elektrodenplatte 15 umfasst einen negativen Stromabnehmer, der aus einem leitenden Metall-Dünnfilm, wie zum Beispiel einer Kupferfolie, hergestellt ist, und eine negative aktive Materialschicht, die hauptsächlich Kohlenstoff umfasst. Die negative aktive Materialschicht ist auf beide Oberflächen des negativen Stromabnehmers aufgetragen. Ein negativer Flachstecker 17 ist mit einem Teilstück des negativen Stromabnehmers verbunden, an dem die negative aktive Materialschicht nicht vorhanden ist.
Der positive Flachstecker 16 und negative Flachstecker 17 sind durch Isolierbänder 18 gewickelt, um einen Kurzschluss zwischen dem positiven Flachstecker 16 und dem negativen Flachstecker 17 und der positiven Elektrodenplatte 13 beziehungsweise der negativen Elektrodenplatte 15 zu verhindern.
Der Separator 14 umfasst Polyethylen, Polypropylen oder ein Copolymer derselben. Der Separator 14 ist breiter als die positive Elektrodenplatte 13 und die negative Elektrodenplatte 15, um einen Kurzschluss zwischen den beiden Elektrodenplatten zu verhindern.
Der Becher 100 kann Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen. Die Elektrodenanordnung 12 wird in den Becher 100 durch die obere Öffnung desselben platziert. Der Becher 100 bringt die Elektrodenanordnung 12 und einen Elektrolyten unter und dient als ein Anschluss.
Die Kappenanordnung beinhaltet eine Kappenplatte 110, die im Wesentlichen dieselbe Größe und Form wie die der oberen Öffnung des Bechers 100 aufweist. Ein Anschlussloch 111 ist an einem mittleren Teil der Kappenplatte 110 vorgesehen. Ein Elektrodenanschluss 130 ist durch das Anschlussloch 111 hindurchgeführt. Eine Dichtung 120 mit einer Röhrenform ist zwischen dem Elektrodenanschluss 130 und der Kappenplatte 110 angeordnet, so dass der Elektrodenanschluss 130 elektrisch von der Kappenplatte 110 isoliert werden kann. Der Elektrodenanschluss 130 ist so angeordnet, dass er durch einen mittleren Teil der Kappenplatte 110 hindurchgeführt ist.
Eine Isolierplatte 140 ist auf einer unteren Oberfläche der Kappenplatte 110 angeordnet. Eine Anschlussplatte 150 ist auf einer unteren Oberfläche der Isolierplatte 140 angeordnet. Ein unterer Seitenteil des Elektrodenanschlusses 130 ist mit der Anschlussplatte 150 verbunden.
Ein positiver Flachstecker 16, der sich von der positiven Elektrodenplatte 13 erstreckt, ist mit einer unteren Oberfläche der Kappenplatte 110 verbunden. Ein unteres Endstück der Anschlussplatte 150 ist mit dem negativen Flachstecker 17 verschweißt, der sich von der negativen Elektrodenplatte 15, die gewickelt ist, erstreckt.
Ein Isoliergehäuse 190 bedeckt die Elektrodenanordnung 12, um die Elektrodenanordnung 12 von der Kappenanordnung elektrisch zu isolieren. Das Isoliergehäuse 190 kann ein isolierendes Polymerharz wie zum Beispiel Polypropylen umfassen. Ein Leiterloch 191, durch das der negative Flachstecker 17 hindurchgeführt ist, ist an einem mittleren Teil des Isoliergehäuses 190 vorgesehen. Ein Elektrolytdurchdringungsloch 192 kann an einem Seitenteil des Isoliergehäuses 190 vorgesehen sein. Jedoch ist es möglich, dass das Elektrolytdurchdringungsloch 192 nicht vorgesehen ist.
Ein Elektrolytdurchdringungsloch 112 ist an einem weiteren Seitenteil der Kappenplatte 110 vorgesehen. Nachdem der Elektrolyt injiziert wird, wird das Elektrolytdurchdringungsloch 112 mit einem Stopfen 160 geschlossen. Der Stopfen 160 wird gebildet, indem ein kugelförmiges Material aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in das Elektrolytdurchdringungsloch 112 gepresst wird. Als Nächstes werden der Stopfen 160 und das Elektrolytdurchdringungsloch 112 der Kappenplatte 110 unter Verwendung eines Schweißprozesses versiegelt. Als Nächstes werden der Umfang der Kappenplatte 110 und die obere Öffnung des Bechers 100 unter Verwendung des Schweißprozesses verbunden.
4A ist eine Unteransicht des Bechers 100 gemäß einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung, und 4B ist eine Querschnittsansicht der Leitplatte 25 und des unteren Teils 20 des Bechers 100.
Unter Bezug auf 4A und 4B sind rechteckige Kerben 33 an den Seiten der unteren Oberfläche des Bechers 100 vorgesehen. Jedoch sind die Formen der Kerben nicht darauf beschränkt. Die Vorsprünge 31 sind an den mittleren Teilen der jeweiligen Kerben 33 vorgesehen. Ein Stufenteil 35 ist zwischen den beiden Kerben 33 vorgesehen. Der Stufenteil 35 ist höher als der Boden der Kerbe 33 und niedriger als die untere Oberfläche des Bechers 100. Der Stufenteil 35 ist im Allgemeinen ein Teilstück der Kerbe.
Die Vorsprünge 31 können in einem Tiefziehprozess zum Ausbilden des Bechers 100 gebildet werden. Wahlweise können die Vorsprünge 31, nachdem der Becher 100 ausgebildet wird, durch einen zusätzlichen Prozess gebildet werden, der einen Pressprozess beinhaltet, in dem der Becher 100 zwischen innere und äußere Formrahmen eingefügt und anschließend gepresst wird.
In der vorliegenden Erfindung ist der Vorsprung 31 höher als der untere Teil 20 des Bechers 100. Der untere Teil 20 des Bechers 100 ist ungefähr 0,4 mm bis ungefähr 0,8 mm dick, welches größer ist als die Dicke eines Seitenteils des Bechers 100, welche ungefähr 0,2 mm beträgt. Der Boden der Kerbe 33 ist um ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,2 mm tiefer als der untere Teil 20 des Bechers 100. Der Vorsprung 31 ist um ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,2 mm höher als der untere Teil 20 des Bechers 100.
Durch Ausbilden der Kerbe 33 wird der Vorsprung 31 weiter verlängert, so dass die Leitplatte 25 effektiv an dem unteren Teil des Bechers 100 befestigt werden kann. Zusätzlich kann, da die Leitplatte 25 in die Kerbe 33 eingeführt ist, die Leitplatte 25 durch eine Reibungskraft zwischen der Leitplatte 25 und der Kerbe 33 effektiver an dem unteren Teil 20 des Bechers 100 befestigt werden. Außerdem wird, da ein Teil der Leitplatte 25 in die Kerbe 33 eingeführt ist, ein Teil der Leitplatte, der aus der Rohzelle herausragt, reduziert, um die Größe der gesamten Batterie zu vermindern.
Zusätzlich kann, da ein Teil des Vorsprungs, der sich von der Leitplatte 25 erstreckt, verlängert wird, das ausgedehnte Teilstück des Vorsprungs 31 gepresst werden, um einen Nietkopf zu bilden, so dass die Leitplatte 25 effektiver an dem unteren Teil 20 des Bechers 100 befestigt werden kann. Jede Seite der rechteckigen Kerbe 33 ist ungefähr 2,5 mm lang, und jeder der Vorsprünge 31 hat einen Durchmesser oder eine Breite von ungefähr 1 mm. Dem Vorsprung 31 entsprechende Löcher 251 sind der Leitplatte 25 bereitgestellt.
5A und 5B sind Unter- beziehungsweise Querschnittsansichten des unteren Teils 20 des Bechers 100, mit dem die den Vorsprüngen 31 entsprechende Löcher 251 aufweisende Leitplatte 25 verbunden ist.
Unter Bezug auf 5A und 5B wird die Leitplatte 25 mit dem unteren Teil 20 des Bechers 100 verbunden, indem die Vorsprünge 33 des unteren Teils 20 in die Löcher 251 der Leitplatte 25 eingeführt werden.
Die Leitplatte 25 wird in die Kerben 33 und den Stufenteil 35 eingeführt und durch Einführen der Vorsprünge 31 in die Löcher 251 befestigt. Zusätzlich wird die Leitplatte durch einen Walzprozess unter Verwendung einer Walze (nicht gezeigt) mit dem unteren Teil 20 befestigt. Obwohl das distale Ende des Vorsprungs 31 in der Zeichnung als nicht verformt gezeigt ist, kann es weitgehend verformt sein. Der Einfachheit der Produktion halber wird der Prozess des Verbindens der Leitplatte 25 mit dem unteren Teil 20 ausgeführt, bevor irgendwelche Komponenten in den Becher 100 eingelegt werden, das heißt, wenn der Becher 100 präpariert wird.
Der Druck auf den unteren Teil 20 des Bechers 100 und die Leitplatte 25 kann gesteuert werden, indem die Einstellung der Walze angepasst wird. Während sich der Druck erhöht, wird die Leitplatte 25 in die Kerben 33 eingeführt, und der Stufenteil 35 des unteren Teils 20 und die Vorsprünge 31 werden in die Löcher 251 der Leitplatte 25 eingeführt, so dass die distalen Enden der Vorsprünge 31, die sich von den Löchern 251 erstrecken, plastisch verformt werden können, um die Nietverbindung zu vollenden, wie in 6 gezeigt.
Wahlweise kann die Leitplatte 25 mit dem unteren Teil 20 des Bechers 100 wie in 5B gezeigt verbunden werden, und dann werden die distalen Enden der Vorsprünge 31, die sich von den Löchern 251 der Leitplatte 25 erstrecken, gepresst, um einen Nietkopf 331 zu bilden, so dass eine ausgeglichenere Nietverbindung vollendet werden kann.
7A und 7B sind Querschnittsansichten eines unteren Teils eines Bechers, um ein Verfahren zur Herstellung einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung zu erklären.
Unter Bezug auf 7A und 7B sind Vorsprünge 31a in dem unteren Teil 20 des Bechers 100 vorgesehen. Kerben 33a sind um den Vorsprung 31a herum ausgebildet. Die Tiefen der Kerbe 33a sind kleiner als die der Kerbe 33 von 5A und 5B. Ferner ist die Kerbe 33a möglicherweise nicht vorgesehen. In der Ausführung ist es schwierig, die Länge der Vorsprünge 31a zu erhöhen. Zusätzlich erhöht sich die Dicke des unteren Teils des Bechers 100 in Abhängigkeit von der Dicke der Leitplatte 25. Daher ist diese Ausführung für einen Fall geeignet, in dem der untere Teil des Bechers 100 nicht dick ist und die Leitplatte 25 eine relativ geringe Dicke von ungefähr 0,05 mm bis ungefähr 0,1 mm aufweist.
8A und 8B sind Querschnittsansichten eines unteren Teils eines Bechers, um ein Verfahren zur Herstellung einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung zu erklären.
Unter Bezug auf 8A und 8B ist eine Kerbe 33b vorgesehen, die eine der Dicke der Leitplatte 25 entsprechende Tiefe aufweist Die Ausführung ist für einen Fall geeignet, in dem der untere Teil des Bechers 20 ausreichend dick ist und die Leitplatte 25 ausreichend dünn ist. Zusätzlich ist der Durchmesser des Lochs 251 kleiner als der des Vorsprungs 31b. Der Durchmesser des Vorsprungs 31b ist innerhalb einer elastischen Grenze des Vorsprungs 31b um ungefähr 0,01 mm bis ungefähr 0,1 mm größer als der des Lochs 251. Wenn der untere Teil 20 des Bechers 100 dünn ist, kann ein Vorsprung 31b durch einen Pressprozess gebildet werden, und der Vorsprung 31b kann mit Kraft in das Loch 251 der Leitplatte 25 eingeführt werden.
In der Ausführung kann, da der Vorsprung 31b eine geringfügig größere Größe als das Loch 251 der Leitplatte 25 aufweist, die Leitplatte 25 an dem unteren Teil 20 des Bechers 100 befestigt sein, obwohl der Nietkopf nicht durch den Walzprozess ausgebildet wird. 9 und 10 sind Unteransichten eines unteren Teils 20 eines Bechers 100 gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezug auf 9 kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen 31c in der Nähe von Schweißpunkten zwischen der Leitplatte 25 und dem unteren Teil 20 des Bechers 100 vorgesehen sein. Die Kerben 33c und ein Stufenteil 35 sind ähnlich denen von 4A ausgebildet.
Unter Bezug auf 10 sind drei im Wesentlichen rechteckige Vorsprünge 31d vorgesehen, im Gegensatz zu vorgenannten Ausführungen, bei denen die Vorsprünge im Wesentlichen kreisförmig sind. Eine Kerbe 33d ist ausgebildet, um sich auf einem Gebiet zu erstrecken, das dem Stufenunterschiedsteil 35 von 4A entspricht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannte Ausführung beschränkt. Die Anzahl an Vorsprüngen kann in Abhängigkeit von der Größe der Leitplatte gewählt werden. Zusätzlich kann die Form der Vorsprünge variieren. Wenn sich der Kontaktbereich zwischen der Leitplatte und den Vorsprüngen vergrößert, kann die Leitplatte fester mit der unteren Oberfläche 20 des Bechers 100 verbunden werden.
Um die Leitplatte fester mit der unteren Oberfläche zu verbinden, kann ein zusätzlicher Schweißprozess an der Schnittstelle zwischen der Leitplatte 25 und dem unteren Teil 20 des Bechers 100 ausgeführt werden.

Claims

Eine wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp mit einer Rohzelle, umfassend: eine Elektrodenanordnung mit zwei Elektroden und einem zwischen den beiden Elektroden eingefügten Separator; einen Becher zur Unterbringung der Elektrodenanordnung und eines Elektrolyten; und eine Kappenanordnung zum Schließen des Bechers, wobei ein Vorsprung an einem Verbindungsteil außerhalb des Bechers angeordnet ist, und wobei eine Leitplatte ein Loch hat, das mit dem Vorsprung in Eingriff ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil der Leitplatte in eine an dem Verbindungsteil angeordnete Kerbe eingeführt ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 2, wobei die Leitplatte unter Verwendung eines Walzprozesses in die Kerbe eingeführt ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 2, wobei die Kerbe einen Stufenteil aufweist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 2, wobei der Vorsprung an einem zentralen Teil der Kerbe angeordnet ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsteil auf einer äußeren unteren Oberfläche des Bechers angeordnet ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 1, wobei die Leitplatte durch einen Verbindungsleiter, der außerhalb der Rohzelle angeordnet ist, mit einer Schutzschaltung verbunden ist, und wobei die Leitplatte und der Verbindungsleiter durch einen Widerstandsschweißprozess miteinander verbunden sind.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 7, wobei der Verbindungsleiter und die Leitplatte ein Nickel oder eine Nickellegierung umfassen, und wobei die Leitplatte ungefähr 0,05 mm bis ungefähr 0,2 mm dick ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung durch einen Spritzgussprozess ausgebildet ist, so dass er ein distales Ende aufweist, das größer als das Loch ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 1, wobei ein distales Ende des Vorsprungs ein Nietkopf ist.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 1, wobei ein distales Ende des Vorsprungs größer ist als das Loch der Leitplatte.
Die wiederaufladbare Batterie vom Bechertyp nach Anspruch 1, wobei ein zusätzlicher Schweißteil zwischen der Leitplatte und dem Becher vorgesehen ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer wiederaufladbaren Batterie vom Bechertyp, umfassend: Präparieren einer Elektrodenanordnung mit zwei Elektroden und einem Separator zum Verhindern eines Kurzschlusses zwischen den beiden Elektroden; Präparieren eines Bechers zur Unterbringung der Elektrodenanordnung; Platzieren der Elektrodenanordnung in den Becher durch eine Öffnung des Bechers; Schließen der Öffnung mit einer Kappenanordnung; Ausbilden mindestens eines Vorsprungs an einem Verbindungsteil außerhalb des Bechers; und Verbinden einer Leitplatte, bei der ein Loch mit dem Vorsprung in Eingriff ist, mit dem Becher.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ausbilden des Vorsprungs und das Verbinden der Leitplatte mit dem Becher während des Präparierens des Bechers durchgeführt werden.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ausbilden eines Vorsprungs ferner Ausbilden einer Kerbe um den Vorsprung herum umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verbinden der Leitplatte ausgeführt wird, indem ein Teil der Leitplatte in die Kerbe eingeführt wird und die Leitplatte mit einer Walze gepresst wird.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein Durchmesser oder eine Breite des Vorsprungs größer ist als der Durchmesser des Lochs, und wobei der Vorsprung mit Kraft in das Loch eingeführt wird, wenn die Leitplatte mit dem Becher verbunden wird.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Vorsprung durch einen elastischen Verformungsprozess mit Kraft in das Loch eingeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Pressen eines distalen Endes des sich von dem zu verformenden Loch erstreckenden Vorsprungs.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Pressen des distalen Endes des Vorsprungs und das Verbinden der Leitplatte gleichzeitig von der Walze durchgeführt werden.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Pressen des distalen Endes des Vorsprungs unabhängig durchgeführt wird, um nach dem Verbinden der Leitplatte mit dem Becher einen Nietkopf des Vorsprungs auszubilden.
Das Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Widerstandsschweißen einer Schutzschaltung an die Leitplatte, nachdem die Rohzelle ausgebildet wird.