CN100461522C - 可再充电电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可再充电电池，该可再充电电池包括：电极组件，包括正电极、负电极和置于其间的隔板，电极组件具有未覆盖区；壳体，用于容纳所述电极组件；外部端子；盖组件，与壳体结合且密封壳体，并与外部端子结合；接线片。该接线片包括：端子元件，与外部端子连接；左连接元件和右连接元件，从端子元件的端部延伸，并被设置成平行地彼此对应；左向内连接元件和右向内连接元件，通过各弯曲区连接到左连接元件和右连接元件的各边，以相对于各左连接元件和右连接元件的一部分形成间隙，并通过间隙与电极组件的未覆盖区电连接。

Description

可再充电电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种可再充电电池。更具体地讲，本发明涉及一种可以易于制作并具有改进的集流(current collecting)效率的可再充电电池。
背景技术
可再充电电池通常包括电极组件，电极组件通过螺旋地缠绕片状的正负电极和用作绝缘体的隔层(seperator)来形成，或者通过以多层结构堆叠正负电极和绝缘隔板来形成。引线或接线片(tab)附于电极和外部端子。
由于用于所谓的混合动力汽车(HEV)的大容量电池具有与其尺寸成比例的较大的正负电极，并由此具有增大的阻抗，所以，这些电池需要单独的接线片来将集流区最大化。在棱形二次电池中，这种接线片可以将电极组件的未覆盖区与端子连接。
发明内容
一种可再充电电池，包括电极组件，该电极组件包括正电极、负电极和置于其间的隔板。电极组件具有未覆盖区。可再充电电池也包括：壳体，用于容纳电极组件；外部端子；盖组件，与所述壳体结合且密封壳体，并与外部端子结合；接线片。接线片包括：端子元件，与外部端子连接；左连接元件和右连接元件，从端子元件的端部延伸，并被设置成彼此平行地对应；左向内连接元件和右向内连接元件，通过各弯曲区连接在左连接元件和右连接元件的各边，从而相对于各左连接元件和右连接元件的一部分形成间隙，并通过间隙与电极组件的未覆盖区电连接。
在一个实施例中，间隙是预定的。端子元件、左连接元件和右连接元件、左向内连接元件和右向内连接元件可由整体结合的板形成，或可通过对金属板进行板材加工而被整体地结合。
在一个实施例中，接线片的端子元件相对于左连接元件和右连接元件的每个以直角弯曲，左连接元件和右连接元件通过各弯曲区相对于左向内连接元件和右向内连接元件以180度的角度弯曲。
接线片的左连接元件和右连接元件可具有各端部，从各端部的每个至端子元件的连接部分的面积可以是相同的。间隙可以夹持电极组件的未覆盖区，并可具有与未覆盖区的厚度相同的宽度。
端子元件可被焊接到外部端子。
在一个实施例中，接线片的左连接元件和右连接元件位于未覆盖区的第一侧，左向内连接元件和右向内连接元件位于未覆盖区的第二侧。电极组件可具有内部和外部，未覆盖区的第一侧面向外部，未覆盖区的第二侧面向内部。
在另一个实施例中，通过超声波焊接，左向内连接元件和右向内连接元件与未覆盖区连接。接线片的左连接元件和右连接元件可延伸至左向内连接元件和右向内连接元件的各端部，并可通过各弯曲区与左向内连接元件和右向内连接元件连接。还可在左向内连接元件和右向内连接元件的全长与分别与其对应的左连接元件和右连接元件之间形成间隙。
电机***的一个实施例，包括可再充电电池和电机。可再充电电池包括：电极组件；壳体，用于容纳电极组件；外部端子；盖组件，与壳体结合且密封壳体，并与外部端子结合；接线片，其中，电极组件包括正电极、负电极和置于其间的隔板，且电极组件具有未覆盖区。接线片包括：端子元件，与外部端子连接；左连接元件和右连接元件，从端子元件的端部延伸，并被设置成平行地彼此对应；左向内连接元件和右向内连接元件，通过各弯曲区连接到左连接元件和右连接元件的各边，从而相对于各左连接元件和右连接元件的一部分形成间隙，并通过间隙与电极组件的未覆盖区电连接。电机与可再充电电池的外部端子电连接。
在可再充电电池中，接线片的一个实施例将电极组件的未覆盖区连接到外部端子。接线片包括：端子元件，适于连接到外部端子；左连接元件和右连接元件，各相对于端子元件以基本相同的角度从端子元件的相对端部延伸；左向内连接元件和右向内连接元件，各通过弯曲区连接到左连接元件和右连接元件的各边，使得如果弯曲区弯曲，在左连接元件和右连接元件的各部分与左向内连接元件和右向内连接元件之间形成间隙。间隙适于容纳电极组件的未覆盖区。弯曲区可弯曲，使得左连接元件和右连接元件与当被间隙容纳时的未覆盖区电连接。此外，左连接元件和右连接元件可平行地从端子元件延伸。
一种制造可再充电电池的方法的一个实施例，包括：提供电极组件，电极组件包括正电极、负电极和置于其间的隔板，电极组件具有未覆盖区；将电极组件容纳在壳体中；将盖组件与壳体和外部端子结合；提供接线片，接线片具有端子元件、左连接元件和右连接元件、左向内连接元件和右向内连接元件，其中，左连接元件和所述右连接元件相对于端子元件以基本相同的角度从端子元件的相对端部延伸，左向内连接元件和右向内连接元件通过弯曲区连接在左连接元件和右连接元件的各边，接线片形成为一片；弯曲弯曲区，以在左连接元件和右连接元件的各部分与左向内连接元件和右向内连接元件之间形成间隙；将左连接元件和右连接元件弯曲成平行地从端子元件弯曲；将电极组件的未覆盖区设置在间隙内；将左连接元件和右连接元件电连接到未覆盖区；将端子元件电连接到外部端子。
附图说明
图1是示出了根据本发明一个实施例的可再充电电池的结构的局部分解透视图。
图2是示出了根据本发明实施例的可再充电电池的端子组件的局部构成元件的分解透视图。
图3是示出了根据本发明一个实施例的可再充电电池的端子组件的正透视图。
图4是示出了根据图3中示出的实施例的可再充电电池的端子组件的后透视图。
图5示出了根据本发明实施例的结合到电极组件的图3和图4中的端子组件。
图6是根据本发明另一实施例的可再充电电池的端子组件的局部构成元件的透视图。
图7是示出了根据本发明另一实施例的可再充电电池的端子组件的正透视图。
图8是示出了根据图7中示出的实施例的可再充电电池的端子组件的后透视图。
图9示出了根据本发明实施例的结合到电极组件的图7和图8中的端子组件。
图10是示出了根据本发明的电机***的一个实施例的示意性方框图。
具体实施方式
在下文中，参照附图来详细描述本发明的实施例的示例。这里所描述的实施例只是示例，本发明可以以各种方式实施，而不限于这里所描述的实施例。
参照图1，虽然仅示出了电极组件的一端，但另一端具有相同的结构。因此，这里仅示出了电极组件的正电极端。
如图中所示，本发明的可再充电电池包括：电极组件10，通过堆叠片状的正电极1和负电极3以及置于正负电极间的隔板5并将它们缠绕成jelly-roll形来形成；方形壳体9，在一端具有开口7，并具有容纳电极组件10的空间。
此外，可再充电电池包括：接线片20，一端焊接到外部端子21，并焊接到电极组件10的未覆盖区(uncoated area)11；盖组件30，与壳体9的开口7结合，密封壳体9，并包括附于接线片20的外部端子21，其中，外部端子21从盖组件30突出。
这里，当接线片20焊接到外部端子21时，它们形成端子组件18，端子组件18将电极组件10的未覆盖区11与端子组件的外部端子21电连接。
通过堆叠正电极1和负电极3及置于其间的隔板5，并将它们缠绕成jelly-roll形来形成电极组件10，其中，通过用活性材料涂覆集流器(currentcollector)来形成正电极1和负电极3。
根据本发明的这个实施例，当通过堆叠正电极1和负电极3及置于其间的隔板5，并将它们缠绕成jelly-roll形来形成电极组件10时，正电极1的未覆盖区11和负电极3的未覆盖区(未示出)可位于电极组件10的各端部。
此外，壳体9由导电金属比如铝、铝合金或镀镍钢形成，并被形成为具有容纳电极组件10的空间的四棱柱或其它形状。
盖组件30被形成为盖板31，盖板31可气密地与壳体9的开口7结合，以密封壳体9。盖板31具有正电极1的外部端子21可突出通过的端子孔33，和负电极3的外部端子(未示出)可突出通过的端子孔(未示出)。
根据本发明的这个实施例，当壳体9与顶部的盖组件垂直地设置时(在下文中，当没有描述具体方向时，描述是基于该方位的)，电极组件10被容纳在壳体9中，且正电极1的未覆盖区11和负电极3的未覆盖区(未示出)对应于壳体9的各边。
电极组件10的未覆盖区通过接线片分别与外部端子电连接，即，分别与正极端子和负极端子电连接。外部端子部分地突出通过盖组件的端子孔。
在下文中，参照图2至图5来示出根据本发明这个实施例的正电极1的接线片20。
通过板材加工(plate-processing)以整体结构折叠薄板来形成接线片20，如图2中所示。
由薄板形成的接线片20包括：端子元件P，在中间与外部端子21连接；两个连接元件C1和C2，从端子元件P的两边延伸；两个向内连接元件W1和W2，分别通过各弯曲区F1和F2设置，以部分地从连接元件C1和C2延伸，从而形成以端子元件P为中心的对称结构。
接线片20的连接元件C1和C2在各连接部分P1垂直地弯曲，使得连接元件C1和C2可以平行地彼此对应，向内连接元件W1和W2通过各弯曲区F1和F2以180度的角度弯曲，以面对连接元件C1和C2，其中，弯曲区F1和F2从连接元件C1和C2延伸。
换言之，端子元件P与左连接元件C1和右连接元件C2形成直角，向内连接元件W1和W2通过各弯曲区F1和F2以180度的角度弯曲，以与连接元件C1和C2对应并彼此平行。
在左连接元件C1和右连接元件C2与向内连接元件W1和W2之间形成各间隙，其中，向内连接元件W1和W2面对连接元件C1和C2，间隙可以是预定的。间隙与各弯曲区F1和F2对应，并可分别地夹持电极组件10的未覆盖区。
根据本发明的这个实施例，接线片20的各元件，比如端子元件P、左连接元件C1和右连接元件C2、左向内连接元件W1和右向内连接元件W2可通过加工金属板来形成。接线片20通过端子元件P焊接到外部端子21，以形成端子组件18。
接线片20的各连接元件C1和C2从其各端部至各连接部分P1具有相同的面积，其中，连接元件C1和C2与端子元件P连接于各连接部分P1。各连接元件C1和C2也通过弯曲区F1和F2与左向内连接元件W1和右向内连接元件W2形成间隙，使得未覆盖区11可被安装在间隙中，其中，间隙可以是预定的。
这里，间隙可以被形成为具有与未覆盖区11的厚度相同的宽度。
此外，当未覆盖区11安装到左连接元件C1和右连接元件C2与左向内连接元件W1和右向内连接元件W2之间的间隙中时，左连接元件C1和右连接元件C2位于未覆盖区11的外部，左向内连接元件W1和右向内连接元件W2位于未覆盖区11的内部。
当左向内连接元件W1和右向内连接元件W2向内地接触未覆盖区11时，可以通过超声波焊接将它们焊接到未覆盖区11，从而被固定到一起。
根据本发明的这个实施例，包括端子组件的接线片20由一个板形成，因此可被板加工成各元件，比如端子元件P、左连接元件C1和右连接元件C2、左向内连接元件W1和右向内连接元件W2。板材加工包括简单折叠和压制金属板。在这里，左向内连接元件W1和右向内连接元件W2相对于左连接元件C1和右连接元件C2弯曲180度的角度，左连接元件C1和右连接元件C2也在各连接部分P1相对于端子元件P弯曲直角，使得它们可以平行地彼此对应。
因此这个实施例具有接线片20易于制造的优点，因此通过利用板加工能够批量生产接线片20。
此外，由于本发明的接线片被以端子元件P为中心对称地形成为具有两个相同的向内连接元件W1和W2，其中，向内连接元件W1和W2与未覆盖区11焊接在一起，这导致改进的焊接和集流区的加倍，所以这个实施例还具有使导电性加倍的另一优点。增大集流区也增大接线片的导电性，这可以确保所需的电池特性。因为可以将这个实施例的接线片制备得薄，所以可以避免对于未覆盖区的劣质焊接，并且可以避免增大焊接功率输出的需要，其中，增大焊接功率输出可破坏薄的未覆盖区。
由于连接元件C1和C2也可被形成为从其各端部到端子元件P两边处的连接部分P1具有相同的截面积，这使得整个截面积加倍，所以，本发明还具有降低阻抗的优点。
图6至图9示出了根据本发明另一实施例的接线片20′。接线片20′包括：端子元件P′，在其中间与外部端子21连接；左连接元件C1′和右连接元件C2′，从端子元件P′的两边延伸；左向内连接元件W1′和右向内连接元件W2′，从形成在连接元件C1′和C2′的各局部边处的弯曲区F1′和F2′延伸。
接线片20′的左连接元件C1′和右连接元件C2′延伸至向内连接元件W1′和W2′的各端部，以通过弯曲区F1′和F2′与向内连接元件W1′和W2′形成整体的结构。
因此，通过相对于端子元件P′以直角弯曲从端子元件P′的两端延伸的左连接元件C1′和右连接元件C2′，使得连接元件C1′和C2′可以平行地彼此对应，还通过相对于连接元件C1′和C2′以180度的角度通过弯曲区F1′和F2′弯曲左向内连接元件W1′和右向内连接元件W2′来构造接线片20′，其中，弯曲区F1′和F2′从连接元件C1′和C2′延伸。
换言之，接线片20′的连接元件C1′和C2′与端子元件P′成直角，左向内连接元件W1′和右向内连接元件W2′通过弯曲区F1′和F2′相对于连接元件C1′和C2′以180度的角度弯曲，以彼此平行地对应。
在这里，左向内连接元件W1′和右向内连接元件W2′在其整个长度通过弯曲区F1′和F2′与连接元件C1′和C2′连接。在连接元件C1′和C2′与向内连接元件W1′和W2′之间分别形成间隙，使得间隙可以夹持电极组件10的未覆盖区11，其中，间隙可以是预定的。
可以通过以整体结构对一个金属板进行板加工来形成接线片20′，因此，接线片20′在一个板中可包括端子元件P′、左连接元件C1′和右连接元件C2′、左向内连接元件W1′和右向内连接元件W2′。随后，接线片20′可被焊接到通过端子元件P′安装的外部端子21，从而形成端子组件18′。
接线片20′的各左连接元件C1′和右连接元件C2′从其端部至各连接部分P1′具有相同的截面积。在向内连接元件W1′和W2′的整个长度，弯曲区F1′和F2′分别对应于在左连接元件C1′和右连接元件C2′与左向内连接元件W1′和右向内连接元件W2′之间的间隙形成，使得间隙可以夹持未覆盖区11，其中，间隙可以是预定的。
间隙可以被形成为具有与未覆盖区11的厚度相同的宽度。
此外，如图9中所示，当接线片20′通过连接元件C1′和C2′与向内连接元件W1′和W2′之间的间隙与未覆盖区11安装在一起时，左连接元件C1′和右连接元件C2′位于未覆盖区11的外部，向内连接元件W1′和W2′位于未覆盖区11的内部。
在这里，通过超声波焊接，向内连接元件W1′和W2′可与连接元件C1′和C2′一起被焊接到未覆盖区11，其中，向内连接元件W1′和W2′从连接元件C1′和C2′延伸。
根据本发明的这个实施例，由于端子组件18′的接线片20′包括延伸以与向内连接元件W1′和W2′的全长对应的连接元件C1′和C2′，所以其可具有增大集流区从而使导电性加倍的效果。此外，由于在焊接期间连接元件C1′和C2′可与向内连接元件W1′和W2′一起支撑电极组件10的未覆盖区11，所以它们可防止未覆盖区11的变形。
如图10中所示，如上所述的可再充电电池100可用于被需要高功率的电机70驱动的机器比如混合动力汽车(HEV)、电动车(EV)、无绳吸尘器、机器脚踏车或电动滑行车。
此外，由于根据本发明这些实施例的可再充电电池在未覆盖区和外部端子之间具有增大的面积，所以可具有减小的阻抗。
此外，由于接线片的这些实施例可以易于制造，所以这些实施例具有接线片易于批量生产的优点，因此降低了接线片的制造成本。
本发明的各种实施例也可以使接线片和未覆盖区之间的接触面积最大化，从而防止在焊接期间未覆盖区的变形，并提高集流效率，这导致可再充电电池的改进的功率输出性能。
此外，这些实施例可以均匀地引导从电极组件各部分产生的电流，并且因此可以满足用于驱动需要高功率和大电容的电机的电池特性。
虽然结合当前被认为是实用的示例性实施例的内容已经描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，本发明旨在覆盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种更改和等效布置。

Claims (20)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括正电极、负电极和置于其间的隔板，所述正、负电极具有未覆盖区；
壳体，用于容纳所述电极组件；
外部端子；
盖组件，与所述壳体结合且密封所述壳体，并与所述外部端子结合；
接线片，其中，所述接线片包括：
端子元件，与所述外部端子连接；
左连接元件和右连接元件，分别从所述端子元件的两端延伸，并被设置成平行地彼此面对；
左向内连接元件和右向内连接元件，分别通过弯曲区连接到所述左连接元件和所述右连接元件的边缘，从而左向内连接元件与左连接元件的一部分之间以及右向内连接元件与右连接元件的一部分之间形成间隙，并通过将所述未覆盖区夹持在所述间隙中而与所述正、负电极的所述未覆盖区电连接。
2.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述间隙的宽度是预定的。
3.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述端子元件、所述左连接元件、所述右连接元件、所述左向内连接元件和所述右向内连接元件由一块板形成。
4.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，通过对一块金属板进行板材加工而形成所述端子元件、所述左连接元件和所述右连接元件、所述左向内连接元件和所述右向内连接元件。
5.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述接线片的所述端子元件与所述左连接元件和所述右连接元件均成直角，所述左连接元件与所述左向内连接元件平行，所述右连接元件与所述右向内连接元件平行。
6.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述接线片的所述左连接元件和所述右连接元件的面积是相同的。
7.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述正、负电极的所述未覆盖区被夹持在所述间隙中。
8.如权利要求7所述的可再充电电池，其中，所述间隙具有与所述未覆盖区的厚度相同的宽度。
9.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述端子元件被焊接到所述外部端子。
10.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述接线片的所述左连接元件和所述右连接元件位于所述未覆盖区的第一侧，所述左向内连接元件和所述右向内连接元件位于所述未覆盖区的第二侧。
11.如权利要求10所述的可再充电电池，其中，所述电极组件具有内部和外部，其中，所述未覆盖区的所述第一侧面向所述外部，所述未覆盖区的所述第二侧面向所述内部。
12.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，通过超声波焊接使所述左向内连接元件和所述右向内连接元件与所述未覆盖区连接。
13.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述接线片的所述左连接元件与所述左向内连接元件在远离所述端子元件的端部平齐，所述接线片的所述右连接元件与所述右向内连接元件在远离所述端子元件的端部平齐，并且所述左连接元件和所述右连接元件分别通过弯曲区与所述左向内连接元件和所述右向内连接元件连接。
14.如权利要求13所述的可再充电电池，其中，所述左向内连接元件在其全长上与所述左连接元件之间形成所述间隙，所述右向内连接元件在其全长上与所述右连接元件之间形成所述间隙。
15.如权利要求14所述的可再充电电池，其中，所述间隙具有与所述未覆盖区的厚度相同的宽度。
16.一种电机***，包括：
可再充电电池，其中，所述可再充电电池包括：
电极组件，包括正电极、负电极和置于其间的隔板，所述正、负电极具有未覆盖区；
壳体，用于容纳所述电极组件；
外部端子；
盖组件，与所述壳体结合且密封所述壳体，并与所述外部端子结合；
接线片，其中，所述接线片包括：
端子元件，与所述外部端子连接；
左连接元件和右连接元件，分别从所述端子元件的两端延伸并被设置成平行地彼此面对；
左向内连接元件和右向内连接元件，分别通过弯曲区连接到所述左连接元件和所述右连接元件的边缘，从而左向内连接元件与左连接元件的一部分之间以及右向内连接元件与右连接元件的一部分之间形成间隙，并通过将所述未覆盖区夹持在所述间隙中而与所述正、负电极的所述未覆盖区电连接；
电机，与所述可再充电电池的所述外部端子电连接。
17.一种在可再充电电池中用于将电极的未覆盖区连接到外部端子的接线片，所述接线片包括：
端子元件，适于连接到所述外部端子；
左连接元件和右连接元件，分别相对于所述端子元件以相同的角度从所述端子元件的相对端部延伸；
左向内连接元件和右向内连接元件，分别通过弯曲区连接到所述左连接元件和所述右连接元件的边缘，使得所述弯曲区弯曲，从而在所述左连接元件的一部分与所述左向内连接元件之间以及在所述右连接元件的一部分与所述右向内连接元件之间形成间隙，
其中，所述间隙适于容纳所述电极的所述未覆盖区。
18.如权利要求17所述的接线片，其中，所述弯曲区弯曲，使得所述左连接元件和所述右连接元件与当被所述间隙容纳时的所述未覆盖区电连接。
19.如权利要求17所述的接线片，其中，所述左连接元件和所述右连接元件平行地从所述端子元件延伸。
20.一种制造可再充电电池的方法，所述方法包括：
提供电极组件，所述电极组件包括正电极、负电极和置于其间的隔板，所述正、负电极具有未覆盖区；
将所述电极组件容纳在壳体中；
将盖组件与所述壳体和外部端子结合；
提供接线片，所述接线片具有端子元件、左连接元件和右连接元件、左向内连接元件和右向内连接元件，其中，所述左连接元件和所述右连接元件相对于所述端子元件以相同的角度从所述端子元件的相对端部延伸，所述左向内连接元件和所述右向内连接元件分别通过弯曲区连接到所述左连接元件和所述右连接元件的边缘，所述接线片由一块板形成；
弯曲所述弯曲区，以在所述左连接元件的一部分与所述左向内连接元件之间以及所述右连接元件的一部分与所述右向内连接元件之间形成间隙；
将所述左连接元件和所述右连接元件分别沿着左连接元件与端子元件之间的分界线和右连接元件与端子元件之间的分界线弯曲成平行地从所述端子元件延伸；
将所述正、负电极的所述未覆盖区设置在所述间隙内；
将所述左连接元件和所述右连接元件电连接到所述未覆盖区；
将所述端子元件电连接到所述外部端子。
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