CN101803070B - 用于锂离子电池的电流中断装置维持装置 - Google Patents

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Abstract

一种低压力电流中断装置(CID)，此者可在一例如约4kg/cm2到约9kg/cm2范围内的最低门槛值内部表计压力处启动。最好，该CID包含一第一导体板以及一与该第一导体板电连通的第二导体板，而该第一和该第二导体板之间的电连通在最低门槛值内部表计压力处中断。而尤其该第一导体板最好含有：一截头柱体，此者具有一第一末端及一第二末端；一基底，此者自该截头柱体的第一末端的周边按径向延伸；以及一基本上为平面而封住该截头柱体的第二末端的覆帽。该第一末端具有一比起该第二末端为较宽广的直径。最好该第二导体板是经由一焊接而电接触于该基本上为平面的覆帽。一种电池，最好是锂离子电池，含有一如前述的CID。一种制造此一CID的方法，其包含：构成如前述的第一及第二导体板，并且将该第二导体板焊接于该第一导体板上，同时该第一导体板的温度是经控制而不致超过该第一导体板上一相对于该焊接的表面的熔点。

Description

用于锂离子电池的电流中断装置维持装置
本案主张2007年6月22日申请的美国专利临时申请案第60/936,825号的利益。该案的整个教示并在此以为参考。
背景技术
在可携式电装置里的锂离子电池通常会根据其使用方式而进行不同的充电、放电及储存过程。运用锂离子电池化学的电池在当该等被不适当地充电、短路或受曝于高温时可能会产生气体。此气体可具燃烧性，并且可能损害到此等电池的可靠性及安全性。通常运用一电流中断装置(CID)以藉由当一电池内部的压力大于一预定值时中断来自该电池的电流路径，以提供对抗该电池里任何过度内部压力增加的保护。该CID通常含有彼此电连通的第一及第二导体板。该等第一及第二导体板又分别地电连通于该电池的一电极及一终端。该第二导体板会在当该电池内的压力大于一预定值时分离于(亦即变形离出或是自其而脱离)该CID的第一导体板，藉此中断在该电极与该终端之间的电流。
然而，一般说来，业界已知的CID是在一例如大于约15kg/cm2的内部表计压力的相对高压处启动。而通常当出现有任何触发此CID启动的过度内部压力增加时，该电池的内部温度也会相当地高而造成额外的安全问题。在相当大型的电池里，像是大于“18650”电池(此者具有约18mm的外径及65mm的长度)的电池，高温是一特别受到关注的课题。因而确需一种适用于电池，特别是运用于相当大型的电池，而能够减少前述安全问题或者予以最小化的CID。
发明内容
本发明概略地关于一种低压力CID；关于一种电池，像是锂离子电池，而其含有此一低压力CID；关于一种制造此一低压力CID的方法；以及关于一种制造此一电池的方法。该CID通常含有一第一导体板以及一电连通于该第一导体板的第二导体板。可在当该等板之间的表计压力位在一范围内时，例如约4kg/cm2到约10kg/cm2或是约4kg/cm2到约9kg/cm2，将该电连通中断。
在一具体实施例里，本发明是针对于一CID，其含有一第一导体板及一第二导体板。该第一导体板含有：一截头柱体(frustum)，此者具有一第一末端及一第二末端；一基底，此者是自该截头柱体的第一末端的周边按径向延伸；以及一基本上为平面的覆帽，此者封住该截头柱体的第二末端。该第一末端具有一比起该第二末端为较宽广的直径。该第二导体板最好是经由一焊接而电接触于该基本上为平面的覆帽。
在另一具体实施例里，本发明是针对于一种电池，最好是一锂离子电池，此者含有至少一如前述的CID。该电池进一步包含一电池罐，此者具有一电池外壳及一盖子而该等彼此电连通。该电池进一步含有一第一终端及一第二终端。该等第一及第二终端是分别地电连通于该电池的一第一电极及一第二电极。在该电池里，该CID的基底邻近于像是该电池外壳或该盖子的电池罐，并且该基本上为平面的覆盖远离该电池罐。该电池罐电绝缘于该第一终端，并且该电池罐的至少一部分是该第二终端的至少一元件，或是电连接至该第二终端。
又在另一具体实施例里，本发明是针对于一锂离子电池，其含有一CID，而此者包含一第一导体板及一第二导体板。该第二导体板电连通于该第一导体板。该锂离子电池进一步含有一电池罐，此者具有一电池外壳及一盖子而该等彼此电连通。该CID的第一导体板电连通于该电池罐。当该等板间的表计压力是在约4kg/cm2到约9kg/cm2的范围间时，即中断此电连通。
本发明亦包含一种制造一CID的方法。该方法包含如下步骤，即构成一第一导体板并构成一第二导体板。该第一导体板含有：一截头柱体，此者具有一第一末端及一第二末端；一基底，此者是自该截头柱体的第一末端的周边按径向延伸；以及一基本上为平面而封住该截头柱体的第二末端的覆帽。该截头柱体的第一末端具有一比起该截头柱体的第二末端为较宽广的直径。该制造一CID的方法进一步包含将该第二导体板焊接于该第一导体板的基本上为平面的覆帽上，同时该第一导体板的温度是经控制而不致超过该第一导体板上一相对于该焊接的表面的熔点。
本发明亦包含一种制造如前述的本发明电池的方法。该方法包含构成一CID，并且将该电池的一第一电极或一第二电极接附于该CID。该CID的构成处理包含构成一第一导体板，其含有：一截头柱体，而此者具有一第一末端及一具有一直径小于该第一末端者的第二末端；一基底，此者是自该截头柱体的第一末端的周边按径向延伸；以及一基本上为平面而封住该截头柱体的第二末端的覆帽。该CID的构成处理进一步包含构成一第二导体板，并且将该第二导体板焊接于该第一导体板的基本上为平面的覆帽上。该焊接执行的同时，该第一导体板的温度经控制，而不致超过该第一导体板上一相对于该焊接的表面的熔点。该方法进一步包含将该CID接附于一电池罐，此者含有一电池外壳及一盖子，亦即接附至该电池外壳或该盖子。该方法进一步包含构成：一第一终端，此者电连通于该第一电极；以及一第二终端，此者电连通于该第二电极。
本发明亦包含一种制造如前述的本发明锂离子电池的方法。该方法包含构成一电池罐，此者含有一电池外壳及一盖子而该等彼此电连通。构成一CID。该CID的构成处理包含：构成一第一导体板；构成一第二导体板；以及将该第二导体板焊接于该第一导体板上，且该第一导体板的温度是经控制而不致超过该第一导体板上一相对于该焊接的表面的熔点。连接该第一导体板及该第二导体板的焊接在当该等第一与第二导体板间的表计压力在一约4kg/cm2到约9kg/cm2范围内时即告破裂。连至该CID的电池的第一电极或一第二电极其一者接附于该CID的第二导体板。该CID的第一导体板接附于一电池罐(亦即连至该电池外壳或该盖子)。在该电池罐的电池外壳上构成有至少一通气装置，而该电池内的气体物质可在当该电池的内部表计压力于一约12kg/cm2到约20kg/cm2范围内时经此而离出。该制造一锂离子电池的方法进一步包含将该盖子焊接于该电池外壳上。连接该盖子与该电池外壳的焊接在当该等第一与第二导体板之间的表计压力等于或大于约20kg/cm2时即告破裂。在一特定具体实施例里，连接该盖子与该电池外壳的焊接在当该等第一与第二导体板之间的表计压力等于或大于约23kg/cm2或约25kg/cm2时即告破裂。该制造一锂离子电池的方法进一步包含构成：一第一终端，此者电连通于该第一电极；以及一第二终端，此者电连通于该第二电极。
本发明中亦包含一电池套组，此者含有多个如前述的电池。
在本发明的电池里，该电流中断装置可在一相对低表计压力处启动，例如在约4kg/cm2到约10kg/cm2的范围内，并且中断该电池的内部电流。本案申请人已发现，当本发明的低压力CID在一约4kg/cm2到约10kg/cm2间的表计压力范围内启动时，在具有一棱柱“183665”组态并运用Li1+xCoO2(0≤x≤0.2)及Li1+x9Mn(2-y9)O4(0.05≤x9，y9≤0.15)混合物的锂离子电池里的平均电池外皮温度可为低于约60℃。例如，在一该等锂离子电池按一大于约4.2V的电压的过度充电测试过程中，会在约4kg/cm2到约10kg/cm2之间启动本发明的CID，并在此刻该电池外皮温度是在约51℃及约60℃的范围内。该“183665”棱柱电池具有一约18mm×36mm的棱柱基底以及一约65mm的长度，此约为传统“18650”电池大小的两倍。因此，本发明可提供拥有远获改善的安全性的电池，尤其是相对大型的电池，以及含有此等电池的电池套组。
此外，本发明可提供能够按其最大电压，例如每个电池系列的区块为4.2V，亦即拥有其完全容量，以进行充电的电池或电池套组。安全性考量通常是有关于与Li1+xCoO2式***在较高充电电压处的放热性电池化学相关联的相对高温。传统的CID通常会在约15kg/cm2的内部表计压力处中断该电池的内部电流，而电池的电池温度则可能会在该CID启动并中断该内部电流之前即已过高。若并未存在有电流中断装置，则电池或电池最终可能漏出，而这会导致不安全情况，因为溢漏的电池或电池组会排出电解质，其可引燃并造成火灾。
相对地，本发明的CID可提供对于此等问题的解决方案，因为该等可令电池或是并入该等电池的电池套组能够按其完全容量运行，然拥有比起通常存在于商业可获用具体实施例为较低的风险，原因在于该等会在过度充电过程中于相对低温处将电流中断。因此，本发明的电池或电池套组可运用相当大型的电池，并且在当该等承受于像是过度充电的滥用情况时，可藉由降低电池内的热散逸可能性以提供改良的容量而具备更高的安全性。
在一些本发明具体实施例里，该低压力CID电连通于该电池罐。此设计可提供改良的电池安全性，特别是在一并未使用卷皱覆帽设计的电池里。使用卷皱覆帽设计的电池(例如可在今日市场上寻获的钢材罐圆柱体18650)经常会被环绕于罐组装及材料的制造及安全课题所影响，这些课题包含此等罐可利用含铁材料然此材料会随着时间而腐蚀，以及该卷皱制程已知为此等电池内的金属污染的可能来源。用于此等传统电池中的CID装置卷皱于该电池罐内，并与该电池罐电绝缘。使用非卷皱电池设计虽为已知，其包含运用棱柱形A1罐，然而除并入于一些卷皱装置中以外，并未开发出CID以供使用于此等电池内。此外，利用卷皱方法以并入CID则通常无法有效率地运用空间，而这对于电池而言是一关键设计考量。相对地，本发明可以部份肇因于该CID电连通于该电池罐的事实，藉由除卷皱以外的方式以将低压力CID并入在一非卷皱电池罐内。如此亦可以将类似材料运用在该CID及该罐(例如A1)的建构，并且消除与含铁罐相关联的疑虑。
在一些其他具体实施例里，本发明运用一含有一锥形区段的CID，像是截头柱体状的第一导体板。该截头柱体状导体板可令该CID在一比起现今所周然并未运用此一截头柱体状的类似大小装置中所发现者为较低的压力处启动。这些低压力与改善的电池安全性，尤其是就以在过度充电滥用情境过程中的电池安全性而言，密切相关。特别是在该截头柱体状第一导体板具有一封住该截头柱体末端的平面覆帽，并且该第一导体板在该平面覆帽处电连通于该第二导体板的具体实施例里，此平面覆帽可让该等两个板焊接而彼此相连。利用适当的焊接技术，即能例如藉由控制焊接位置或数量来至少部份地以按改善方式控制该等运用本发明CID的电池的启动压力。同时，运用该截头柱体状导体板的CID可提供电流中断功能，并可针对于整体高度及截面两者而言在该电池里占用显著减少的空间量，因此可将更多的空间运用在与该电池的电力产生特点直接相关的材料上。同时，本发明可按一就以时间、成本及品质考量而言皆具效率性的制程来制造一CID装置。尤其，即以品质来说，该截头柱体形状可让本发明的CID能够完成在一狭窄范围内的压力启动，并因而能够提供该电池的更佳电池设计。
附图说明
图1是一本发明的CID的示意图。
图2A-2C显示图1的CID的一第一导体板的具体实施例，其中图2A显示该第一导体板的侧视图，图2B显示该第一导体板的俯视图，并且图2C显示该第一导体板沿图2B的直线A-A的截面图。
图3A-3C显示图1的CID的一第二导体板的具体实施例，其中图3A显示该第二导体板的平面图，图3B显示该第二导体板的立体图，并且图3C显示该第二导体板沿图3A的直线A-A的截面图。
图4显示一可承载图1的CID的末端板的具体实施例。
图5A-5C显示图1的CID的一维持器的具体实施例，此者放置在一第一导体板的一部分与一第二导体板的一部分之间，其中图5A显示该维持器的一绝缘器元件，图5B显示该维持器的一环体元件的侧视图，并且图5C显示该维持器的环体的俯视图。
图6A及6B显示本发明CID的一具体实施例，其中图6A显示一第一导体板、一第二导体板及一位于该等之间而在一末端板上的维持器的组装，图6B显示组装后的CID。
图7A及7B显示本发明CID的另一具体实施例，其中图7A显示一第一导体板、一第二导体板及一位于该等之间而在一末端板上的维持器的组装，图7B显示组装后的CID。
图8A显示一按棱柱格式的本发明电池的具体实施例。
图8B显示图8A电池的一盖子部分而自该电池内部所绘的仰视图。
图8C显示图8B的盖子部分而沿直线A-A的截面图。
图8D显示一按圆柱形格式的本发明电池的具体实施例。
图8E显示图8D电池的底部罐部分而自该电池内部所绘的侧视图。
图8F显示图8E电池的顶部盖子部分而自该电池内部所绘的侧视图。
图9是一电路略图，此图显示本发明的个别电池在当于本发明的电池套组内排置一起时最好是按如何方式予以连接。
图10是一图式，其中显示本发明CID的CID行旅压力。
图11是一图式，其中显示本发明电池在当该等电池被按一每分钟2C速率所过度充电时对于过度充电电压的压力上升速率。
图12是一图式，其中显示本发明电池在当其CID启动时所测得的电池外皮温度。
图13是一图式，其中显示本发明电池在按一每分钟2C速率所过度充电之后的最大电池外皮温度。
图14是一图式，其中显示本发明电池在按一每分钟2C速率所过度充电之后的所算得压力相对于所测得电池外皮温度。
图15是一图式，其中显示具本发明CID的本发明电池的电池外皮温度(曲线A及B)，以及具传统CID的控制电池的电池外皮温度(曲线C及D)。
具体实施方式
可自下列的本发明范例性的具体实施例的特定说明，例如随附图式中所示者，而显知前揭说明，其中在全篇不同视图里类似参考编号或代号是指相同部份。该等图式未必依比例所绘制，而是强调说明本发明的具体实施例。
例如本文中所使用者，本发明电池的“终端”意思是外部电路与其相连接的电池部份或表面。
本发明电池通常含有：一第一终端，此者电连通于一第一电极；以及一第二终端，此者电连通于一第二电极。该等第一及第二电极例如按一“果冻卷”(jelly roll)形式而纳入在本发明电池的电池外壳内。该第一终端可为电连通于该电池正极的正终端，或电连通于该电池负极的负终端，并且对于该第二终端亦同。最好，该第一终端是一负终端而电连通于该电池的负极，并且该第二终端是一正终端而电连通于该电池的正极。
例如在此所使用者，该词汇“电连接”或“电连通”或“电接触”意思是某些部份藉由电子通过导体而行流所彼此连接，例如相对于电化学连接，后者则是牵涉到例如Li+的离子通过电解质的行流。
本发明电池的CID可在例如约4kg/cm2到约10kg/cm2间的范围里，像是约4kg/cm2到约9kg/cm2之间、约5kg/cm2到约9kg/cm2之间、或者约7kg/cm2到约9kg/cm2之间的内部表计压力处而启动。例如在此所使用者，该CID的“启动”是指一电装置通过该CID的电流被中断。在一特定具体实施例里，本发明的CID含有一第一导体板以及一第二导体板，而该等彼此为电连通(例如藉由焊接、卷皱、铆接方式等等)。在此CID里，该CID的“启动”意思则是该等第一与第二导体板之间的电连通被中断。最好，当该第二导体板自该第一导体板而分离时(例如变形离出或是自其而脱离)，在该第一导体板里不会发生破裂情况。
在一些具体实施例里，本发明电池的CID运用一第一导体板及一第二导体板，此第二导体板与该第一导体板和该电池的电池罐为电连通且压力连通(亦即像是气体的流体)，而此CID在一位于例如约4kg/cm2到约9kg/cm2之间的范围里，像是约5kg/cm2到约9kg/cm2之间和约7kg/cm2到约9kg/cm2之间的内部表计压力处启动。最好，在这些具体实施例里，该第一导体板含有一锥形或圆顶形部份。尤其，该锥形或圆顶形部份的顶部(或覆帽)的至少一部分基本上为平面为佳。最好，该等第一及第二导体板在该基本上为平面的覆帽的一部分处是直接地彼此接触。更好地，该第一导体板含有一截头柱体，而此者拥有一基本上为平面的覆帽。
图1显示本发明的CID的一特定具体实施例。图1所示的CID10含有第一导体板12及第二导体板24。例如图2A-2C所示，该第一导体板12含有截头柱体14，此者含有第一末端16及第二末端18。该第一末端16具有一比起该第二末端18为较宽广的直径。该第一导体板12亦含有基底20，此者是自该截头柱体14的第一末端16的周边按径向延伸。一基本上为平面的覆帽22封住该截头柱体14的第二末端18。例如在此所使用者，该词汇“截头柱体”(frustum)是指一实心正圆形锥体(亦即由一直角三角形绕于其一支脚而旋转所产生的实心体)藉由截除由两个平行平面之间所相交的顶部而成的基壁部份(除底部及顶部末端以外)。
例如在此所使用者，该词汇“基本上为平面的覆帽”是指一平面覆帽，此者含有一足够仿似于一平面的表面以供潜在随机地于一个以上点接触到一平面表面，并从而该平面覆帽及该平面表面可藉由一像是点焊处理的适当方式而熔合。在一些具体实施例里，会将该基本上为平面的覆帽因组装或者因制造而具该基本上为平面的覆帽的第一导体板以供构成该CID10(例如藉由将该第一导体板12焊接于该第二导体板24)所致生的变形视为是基本上为平面者。
最好，平坦覆帽22及/或基底20具有一在约0.05毫米至约0.5毫米间的范围内，像是在约0.05毫米至约0.3毫米间、约0.05毫米至约0.2毫米间、约0.05毫米至约0.15毫米间(例如约0.127毫米(或约5毫英时))的厚度(图2C中依参考字元“d”所表示)。
最好，该平坦覆帽22的直径(图2C中依参考字元“b”所表示)是在一约2毫米至约10毫米间的范围内，最好是在约5毫米至约10毫米间，甚至最好是在约5毫米至约8毫米间(例如在约0.20英时至约0.25英时间)，像是约5.5毫米(或约0.215英时)。
最好，该基本上为平面的覆帽22自该基底20起算的高度(图2C中依参考字元“c”所表示)是在一约0.5毫米至约1毫米间的范围内，最好是在约0.6毫米至约0.8毫米间的范围，像是约0.762毫米(或约0.315英时)。
最好，该截头柱体14具有一相对于一平行于该基底20的平面而在约15度至约25度间的范围内的角度，像是在约18度至约23度间或是在约19度至约21度间。特别是最好该截头柱体14具有一相对于一平行于该基底20的平面而为约21度的角度。最好该截头柱体14具有一在约1∶1.20至约1∶1.35间的范围内，像是在约1∶1.23至约1∶1.28间的第一末端16对第二末端18直径比(亦即图2C中“b”对“a”的比例)。
该第二导体板24是电且压力(亦即像是气体的流体)连通于该第一导体板12。最好，该第二导体板24界定至少一开口26，而该第一导体板12及该第二导体板24经此彼此压力连通。该第二导体板24的一具体实施例可如图3A-3C所示。例如图3A及3B所示，该第二导体板24界定至少一开口26，而该第一导体板12及该第二导体板24是经此彼此压力(例如气体)连通。最好，该第二导体板24含有一凸起(或凹入)28，并因而具有平坦侧边30及凹入侧边32(图3C)。现回返参照图1，该第二导体板24的平坦侧边30面朝向该第一导体板12。该第二导体板24电连通于该第一导体板12的基本上为平面的覆帽22，并且最好此为通过焊接方式。最好，连接该第一导体板12的基本上为平面覆帽22及该第二导体板24的焊接是位于凹入28的平坦侧边30处。最好，该焊接是至少一点焊接，像是单一、二、三或四个。更好则是该等点焊接的至少一者含有铝。甚至更佳者为该焊接为两个点焊接。最好，此等两个点焊接彼此相离。
任何业界已知的适当焊接技术皆可用以焊接该等第一及第二导体板12和24。最好，在本发明里是运用一激光焊接技术。更佳者是在焊接处理过程中(例如激光焊接处理)，该第一导体板12的温度是经控制而不致超过该第一导体板相对于该焊接的表面的熔点。可利用任何业界已知的适当冷却方法以达成此一控制。最好，该第二导体板24中邻近于与该第一导体板12的焊接处的厚度是等于或大于该第一导体板12中邻近于该焊接处的一半，然而小于该第一导体板邻近于该焊接处的厚度。
现参照返回图1，该CID10可视需要含有末端板34。该末端板34的一特定具体实施例可如图4所示。该末端板34含有第一凹入36及第二凹入38。该第一凹入36的直径(如图4参考字元“a”所表)最好是共终端于该第一导体板12的基底20的外径(如图1所示)。例如在此所使用者，该词汇“共终端”(co-terminu8)意思是该第一凹入36的直径基本上是与该第一导体板12的基底20的外径相同或者是较其些略大，例如约101％至约120％(例如约110％)。该第一凹入36的深度(如图4参考字元“b”所表)例如略微地小于该第一导体板12的基底20的厚度(如图2C参考字元“d”所表)，如约90％。该第二凹入38当其反置时可容纳该第一导体板12的截头柱体14。此第二凹入38最好是共终端于该第一导体板12的截头柱体14的第一末端16(如图1所示)。例如在此所使用者，该词汇“共终端”意思是该第二凹入38的直径(如图4参考字元“c”所表)基本上是与该截头柱体14的覆帽22相同或者是较其些略大，例如约101％至约120％(例如约103％)。该第二凹入38的深度(如图4参考字元“d”所表)，例如自该第一凹入36所测得者，略微地大于该第一导体板12的高度(如图2C参考字元“c”所表)，如约110％至约130％(例如约125％)。
例如图1所示，该第一导体板12及该末端板34彼此电接触。此电接触可为由任何业界已知的适当方法所达成，例如藉由焊接、卷皱、铆接方式等等。最好，该第一导体板12及该末端板34彼此焊接。可运用任何业界已知的适当焊接技术。最好，该第一导体板12及该末端板34为气密接合。最好，在本发明中是运用一激光焊接技术。更佳者是利用一圆周激光焊接技术，而例如藉由在这两部份之间的圆周介面处进行缝隙焊接或是藉由在该第一导体板12的基底20处进行穿透焊接，以气密接合该第一导体板12及该末端板34。最好，该焊接是绕于该基底20的中部或是该基底20的边缘(分别地如图1参考字元“a”及“b”所表)而按圆周方式所设置。最好，在焊接处理过程中(例如激光焊接制程)，该第一导体板12的温度是经控制而不致超过该第一导体板上一相对于该焊接的表面的熔点。可利用任何业界已知的适当冷却方法以达成此温度控制。
该第一导体板12、该第二导体板24及该末端板34可由任何业界已知而可用于一电池的适当导体所制成。该等适当材料的范例包含铝、镍及铜，而最好以铝为宜，像是Aluminum3003系列(例如该第二导体板24及该末端板34为Aluminum3003H-14系列，并且该第一导体板12为Aluminum3003H-0系列)。最好，该第一导体板12及该第二导体板24是由大致相同的金属所制成。更佳者该第一导体板12、该第二导体板24及该末端板34是由大致相同的金属所制成。例如在此所使用者，该词汇“大致相同的金属”是指在一给定电压处，例如一电池的操作电压，具有大致相同化学及电化学稳定性的金属。在一特定具体实施例里，该第一导体板12及该第二导体板24的至少一者含有像是Aluminum3003系列的铝。在一更特定的具体实施例里，该第一导体板12含有铝，而比起该第二导体板者较为柔软。最好，该第一导体板12及该第二导体板24两者皆含有铝。甚至更佳者，该第一导体板12、该第二导体板24及该末端板34皆含有像是Aluminum3003系列的铝。
该第一导体板12的该截头柱体14及平坦覆帽22、该第二导体板24的凸起28以及该末端板34的凹入36及38可由任何业界已知的适当方法所制成，例如藉由冲压、印压及/或研磨技术。
现参照返回图1，在一较佳具体实施例里，本发明CID在该第一导体板12的一部分与该第二导体板24的一部分之间进一步含有维持器40(例如电绝缘层、环体或垫片)。该维持器40，像是一电绝缘环体，在该截头柱体14的附近并在该第一导体板12的基底20与该第二导体板24之间延伸。
该维持器40的一特定具体实施例可如图5A-5C以及图6A和6B所示。图5A-5C以及图6A和6B所示的维持器40含有一绝缘器42，像是一电绝缘环体，此者在该绝缘器42的周边附近界定至少两个沟槽43、45。该维持器40进一步包含像是一金属环的环体44，此者具有签片46。例如图6A及6B所示，该环体44可停驻于该沟槽45内，并且该第二导体板24可停驻于该沟槽43内。签片46可为***地(maleably)调整且固接于该盖子106的金属表面(或属该盖子的一部份的末端板表面)，而该第一导体板12则停驻于其上，藉此将该环体44固接在该第一导体板12上。例如图5A及5B和图6A及6B所示，签片46的数量可为任意个数，例如一、二、三或四。
该维持器40的另一特定具体实施例可如图7A及7B所示。图7A及7B的维持器40是一绝缘体，像是一电绝缘环体，此者在该维持器40的周边附近界定至少一开口48及沟槽50。例如图7A所示，该第二导体板24可停驻于该沟槽50内。在此具体实施例里，该第一导体板12最好是含有至少一签片52。当该维持器40及该第一导体板12的基底20为同圆心时，该第一导体板12的签片52以及该维持器40的开口48能够对齐。该第一导体板12的签片52可***地调整以将该维持器40固接于该第一导体板12，例如图7B所示。
可将本发明的CID，像是CID10，纳入在像是一锂离子电池的电池内。图8A及8D显示两个不同的本发明电池的电池100具体实施例(该等共集地称为图8A的电池100A及图8D的电池100B)。图8B显示该电池100(其含有该CID10)的一盖子部分当自该电池内侧而观看时的仰视图。图8C及8F分别地显示图8A电池100A以及图8D电池100B的盖子部分的一截面图。
例如图8A-8F所示，该电池100含有：CID10；电池罐102，其含有电池外壳104及盖子106；第一电极108；以及第二电极110。该第一电极108电连通于该电池的一第一终端，并且该第二电极110电连通于该电池的一第二终端。该电池外壳104及该盖子106为彼此电接触。该第一电极108的签片(图8A及8D中未予显示)电连接(例如藉由焊接、卷皱、铆接方式等等)于一馈通装置114的导电性第一元件116。该第二电极110的签片(图8A及8D中未予显示)则为电连接(例如藉由焊接、卷皱、铆接方式等等)于该CID10的该第二导体板24。
该CID10的特性，包含较佳特性，如前文所述。详细而言，在图8A-8C及图8D-8F里，该CID10含有第一导体板12、第二导体板24、末端板34及维持器40。例如图8A及8D所示，在该电池100里，该末端板34是该电池罐102的盖子106的一部份。虽未图示，然确可在本发明中运用分离的末端板34。该等第一导体板12、第二导体板24、维持器40及末端板34的特性，包含较佳特性，可如前文所述。最好，当该第二导体板24分离于该第一导体板12时，在该第二导体板24里不会发生破裂情况，因此该电池100内的气体不会经由该第二导体板24而逸出。该气体可通过位于该电池外壳104处的一或更多通气装置112(参见图8A及8D)在当压力持续增高并触及一启动该等通气装置112的预定值时能够离出该电池100，此等通气装置将在后文中进一步详述。在一些具体实施例里，启动该等通气装置112的预定值为一例如在约10kg/cm2到约20kg/cm2间的范围内的内部表计压力，像是约12kg/cm2到约20kg/cm2间，而此预定值高于用以启动该CID10者，后者例如在约4kg/cm2到约10kg/cm2间或是约4kg/cm2到约9kg/cm2间。此特性有助于防止可能损及到正常运作的邻近电池的过早气体溢漏问题。因此，当本发明的电池套组内的多个电池其一者受损时并不会危害到其他的健康电池。注意到适合于启动该CID10的该等表计压力值或子范围以及用以启动该通气装置112者是自众多预定表计压力范围中所选定，而使得该等选定压力值或子范围之间并无重叠。最好，用于启动该CID10的该等表计压力值或范围，以及用以启动该通气装置112者，其间差异达至少约2kg/cm2，且最好是差异达至少约4kg/cm2，甚更佳者差异达至少约6kg/cm2，像是约7kg/cm2。
该CID10可为按如前述方式所制作。可藉由任何业界已知的适当方式以将该CID10接附于该电池100的电池罐102。最好，该CID10是通过焊接而接附于该电池罐102，并且尤其是藉由将该第一导体板12焊接于该盖子106的末端板34上者为佳，例如前文中对于本发明的CID所述者。
该电池100内虽为运用一单一CID10，然确可将一个以上的CID10运用于本发明中。同时，在图8A-8C及图8D-8F里描绘有与该第二电极110电接触的CID10，而在一些其他具体实施例里，该CID10可为电连通于该第一电极108以及罐馈通装置114(馈通装置114绝缘于该电池罐102)，并且该第二电极110直接地电接触于该电池罐102。在此等具体实施例里，该CID10并非电连通于该电池罐102。并且，在图8A-8C及图8E-8F里，该CID10虽描绘为位于该盖子106的内部105中(参见图8C及图8F)，然确可将本发明的CID10设置在该电池100的任何适当位置处，例如在该电池罐102的侧边上或是在该盖子106的顶侧107处。
例如图8C及8E所示，该馈通装置114含有：第一导体元件116，此者是导电的；绝缘器118；以及第二导体元件120，此者可为该电池100的第一终端。例如在此所使用者，该词汇“馈通”包含任何可将位在一由电池外壳及盖子所界定的空间内的电池的电极连接于位在该所界定内部空间外部的电池元件的材料或装置。最好，该馈通材料或装置经过一由该电池的盖子所界定的穿通孔洞而延伸。该馈通装置114可像是藉由电极签片的弯折、扭曲及/或折叠以穿过一电池的电池外壳的盖子而不致变形，并因此能够增加电池容量。而例如相较于传统锂电池，其中电流载荷签片是折叠或弯折进入一电池外壳内并焊接于内部电极，本发明的馈通装置可因容积运用性的增加而潜在地提高电池容量(例如5-15％)。第一及第二导体元件116、120可为由任何像是镍的适当电导通材料所制成。任何业界已知的适当绝缘材料皆可运用于该绝缘器118。
该电池外壳104可由任何适当导体材料所制成，此者可在一电池(例如本发明的锂离子电池)的给定电压处就电及化学方面而言基本上皆为稳定。该电池外壳104的适当材料的范例包含铝、镍、铜、钢、镀镍铁、不锈钢及彼等的组合。最好，该电池外壳104是属或含有铝。该盖子106的适当材料的范例为与该等为该电池外壳104所列者相同。最好，该盖子106是由与该电池外壳104相同的材料所制成。在一些更佳的具体实施例里，该电池外壳104及该盖子106两者是由铝所构成，或其皆包含铝。该盖子106可藉由任何业界已知的适当方法(例如焊接、卷皱等等)以气密地封住该电池外壳104。最好，该盖子106及该电池外壳104彼此焊接。最好，连接该盖子106及该电池外壳104的焊接在当该盖子106与该电池外壳104间的表计压力大于约20kg/cm2时即告破裂。
在本发明的电池的一较佳具体实施例里，该电池罐102的电池外壳104及盖子106的至少一者是通过该CID100而电连通于该电池100的第二电极110，例如图8A及8D所示。该电池罐102电绝缘于该第一终端120，并且该电池罐102的至少一部分为该电池100的一第二终端的至少一元件，或为电连接于该第二终端。在一更佳具体实施例里，该盖子106的至少一部分或该电池外壳104的底部作为该第二终端。
例如图8C及8F所示，该电池罐102的至少一部分，例如该盖子106或该电池外壳104的底部末端，可为该电池100的第二终端。或另者，该电池罐102的至少一部分可为该第二终端的至少一元件或是电连接于该第二终端。该电池罐102的盖子106藉由该绝缘器118，像是一绝缘垫片或环体，以电绝缘于该馈通装置114。该绝缘器是由适当绝缘材料所构成，像是聚丙烯、聚偏氟乙烯(PVF)、自然聚丙烯等等。最好，该第一终端是一负终端，并且该电池100中电连通于该电池罐102的第二终端为一正终端。
现参照返回图8A及8D，在一些较佳具体实施例里，该电池外壳104含有至少一通气装置112，藉以作为在必要时，像是当该锂离子电池100内的气体高于一数值时，例如一内部表计压力在约10kg/cm2到约20kg/cm2范围内，例如在约12kg/cm2到约20kg/cm2间或是在约10kg/cm2到约18kg/cm2间，可做为用于排通内部气体物质的装置。应了解确可运用任何适当类型的通气装置，只要该装置在正常电池操作条件下能够提供气密封住即可。各种适当的通气装置范例可如于2005年9月16日申请的美国临时专利申请案第60/717,898号案文所述者，兹将该案教示按其整体而依参考方式并入本案。
该通气装置112的特定范例包含通气刻缝。例如在此所使用者，该词汇“刻缝”(score)是指一电池外壳(像是电池外壳104)的(多个)区段的部份刻入，此者设计以让该电池压力及任何内部电池元件能够在一界定内部压力处被释放。最好，该通气装置112是一通气刻缝，更尤其是以有方向地定位而离于一使用者/或邻近电池的通气刻缝为宜。在本发明中可运用一个以上的通气刻缝。在一些具体实施例里可运用图案化的通气刻缝。该等通气刻缝可在产生该电池外壳形状的过程中相对于该电池外壳材料的主要伸展(或拉取)方向而为平行、垂直、对角方式。亦可将像是深度、形状及长度(大小)的通气刻缝性质纳入考量。
本发明的电池可进一步含有一正热系数层(PTC)，此者电连通于该第一终端或该第二终端，且最好是电连通于该第一终端。适当的PTC材料业界所众知者。一般说来，适当的PTC材料为该等在当受曝于超逾一设计门槛值的电流时，其导电性会随着温度而按多个数量级的方式(例如104或106以上)降低者。一旦该电流减至低于一适当门槛值时，该PTC材料通常可大致返回到初始的电阻性。在一适当具体实施例里，该PTC材料包含其中含有微量半导体材料的多晶陶瓷，或是一塑胶或聚合物切片而其内嵌入有碳颗粒。当该PTC材料的温度触及一关键点时，该半导体材料或是其内具有碳颗粒的塑胶或聚合物会构成一对于电流的阻障，并且导致电阻陡峭地提高。可藉由调整该PTC材料的组成以改变该电阻会陡峭地提高的温度点，例如业界所众知者。该PTC材料的“操作温度”是一在此该PTC可展现出一其最高及最低电阻之间约一半的电阻性的温度。最好，本发明中所运用的PTC层的操作温度是在约70°摄氏度至约150°摄氏度之间。
特定的PTC材料范例包含含有微量钛酸钡(BaTiO3)的多晶陶瓷，以及其内嵌入有碳颗粒的聚烯烃。商购可获用而含有一夹置于两个导体金属层间的PTC层的PTC叠层范例包含瑞(Raychem)公司所制造的LTP及LR4系列。一般说来，该PTC层具有一约50μm至约300μm间的范围的厚度。
最好该PTC层含有一导电表面，而其总面积为该电池100的盖子106或底部的总表面积的至少约25％或至少约50％(例如约48％或约56％)。该PTC层的导电表面的总表面积可为该电池100的盖子106或底部的总表面积的至少约56％。该PTC层的导电表面可占据达该电池100的盖子106的100％表面积。或另者，该电池100底部的全部或一部份可为由该PTC层的导电表面所占据。
可将该PTC层放置在该电池罐的外部处，例如在该电池罐的一盖子上。
在一较佳具体实施例里，该PTC层是位于一第一导体层与一第二导体层之间，并且该第二导体层的至少一部分为该第一终端的至少一元件，或为电连接于该第一终端。在一更佳具体实施例里，该第一导体层是连接于该馈通装置。此一夹置于该等第一及第二导体层间的PTC层的适当范例可如在2006年6月23日申请的美国专利申请案第11/474,081号案文所述者，兹将该案教示按其整体而依参考方式并入本案。
在一较佳具体实施例里，本发明的电池含有：电池罐102，此者含有该电池外壳104及该盖子106；至少一CID，此者最好是如前所述的CID10，且电连通于该电池的第一及第二电极的其一者；以及至少一位在该电池外壳104上的通气装置112。例如前述，该电池罐102电绝缘于与该电池的第一电极相电连通的第一终端。该电池罐102至少一部分是与该电池的第二电极相电连通的第二终端的至少一元件。该盖子106焊接于该电池外壳104上，使得该焊接盖子在一高于约20kg/cm2的内部表计压力处会脱离于该电池外壳104。该CID含有一第一导体板(例如该第一导体板12)及一第二导体板(例如该第二导体板24)，且最好是藉由焊接方式以彼此电连通。此电连通会在一约4kg/cm2到约9kg/cm2间、约5kg/cm2到约9kg/cm2间或是约7kg/cm2到约9kg/cm2之间的内部表计压力处被中断。例如，该等第一及第二导体板彼此焊接，例如激光焊接，使得该焊接在该预定表计压力处破裂。构成至少一通气装置112，藉以当一内部表计压力在约10kg/cm2到约20kg/cm2间或是在约12kg/cm2到约20kg/cm2间的范围内时可令以排通内部气体物质。例如前述，注意到适合于启动该CID10的表计压力值或子范围以及适合于启动该通气装置112者是自该等预定表计压力范围中所选定，使得该等选定压力值或子范围之间并无重叠。最好，用于启动该CID10的该等表计压力值或范围以及用以启动该通气装置112者，其间差异达至少约2kg/cm2的压力差，且最好达至少约4kg/cm2，甚至更佳者为达至少约6kg/cm2，像是约7kg/cm2。同时，注意到适合于该焊接盖子106破裂而离于该电池外壳104的表计压力值或子范围以及适合于启动该通气装置112者是自所该等预定表计压力范围中所选定，使得该等选定压力值或子范围之间并无重叠。最好，用于启动该CID10的该等表计压力值或范围，以及用以启动该通气装置112者，其间差异达至少约2kg/cm2的压力差，且最好是达至少约4kg/cm2甚至更佳者为至少约6kg/cm2。
最好，本发明的电池可再充电，像是一可充电式锂离子电池。
最好，本发明的电池，像是锂离子电池，在正常工作情况下具有一低于或等于约2kg/cm2的内部表计压力。对于此一本发明电池，在一具体实施例里，首先活化活性电极材料，然后再气密地封住该电池的电池罐。
本发明的电池可为圆柱形(例如26650、18650或14500组态)或棱柱(堆叠或缠绕的，例如183665或103450组态)。最好，该等为棱柱，且更佳地具有一长矩形的棱柱形状。本发明虽可运用所有类型的棱柱电池外壳，然一长矩形电池外壳部份地基于下列两项特性而为较佳。
当比较具有相同外部容积的堆叠时，一长矩形状的可获用内部容积，像是该183665形式因数，大于两个18650电池的容积。当组装成一电池套组时，该长矩形电池完全地运用由该电池套组所占据的较多空间。这可对内部电池元件提供新颖的设计变化来提高关键效能特性，而相对于今日业界中所能发现者，实无须牺牲电池容量。由于可获用容积较大之故，因此可选择使用具有相对较长循环寿命及较高速率容量的较薄电极。此外，一长矩形罐具有较大的弹性。例如，相较于提供较低弹性的圆柱形状罐，当进行充电而堆叠压力增加时，长矩形状的罐在腰部处具有较高弹性。所增加的弹性可减少电极上的机械疲劳，而这又可产生较长的循环寿命。并且，可藉由相对较低的堆叠压力来改善电池内的分隔器的孔洞阻塞。
相较于该棱柱电池，对于该长矩形状电池来说可获致一特别所欲而能提供相当高安全性的特性。该长矩形状提供适于该果冻卷的贴身配入，而这可将该电池所必须的电解质量降至最低。相对低量的电解质在一误用情境中可获致较少的可能反应材料，并因此具备较高安全性。同时，成本可因较低量的电解质而为较低。在一具堆叠化电极结构的棱柱罐的情况下，其截面是长方形状，基本上虽可完全地运用其容积而无非必要的电解质，然此类型的罐设计较为困难，并因此自制造观点来看成本较高。
现参照图9，在一些本发明具体实施例里，可在一电池套组中连接多个本发明的锂离子电池(例如2至5个电池)，其中该等电池各者彼此为串联、并联或是按串联且并联。在一些本发明电池套组里，该等电池之间无并联情况。
最好，至少一电池具有一棱柱形状电池外壳，并且更佳地为具有一长矩形状电池外壳，例如图8A所示。最好，该电池套组内的电池的容量通常是等于或大于约3.0Ah，且更佳地是以等于或大于约4.0Ah为宜。而该等电池的内部阻抗最好是低于约50毫欧姆，且较佳为低于30毫欧姆。
本发明的锂离子电池及电池套组可运用于许多可携式电力装置，像是可携式电脑、电力工具、玩具、可携式电话、视讯录影机、PDA等等。在利用锂离子电池的可携式电装置里，其充电一般说来设计为4.20V的充电电压。因此，本发明的锂离子电池及电池套组特别地适用于这些可携式电装置。
本发明亦包含一种生产像是如前述锂离子电池的电池的方法。该方法包含构成一如前述的电池外壳，并且将一第一电极及一第二电极放置于该电池外壳内。构成一如前述的电流中断装置(例如该电流中断装置10)，并予电连接于该电池外壳。
可藉由业界已知的适当方法以构成本发明的锂离子电池的正及负极和电解质。
对于该负极的适当负活性材料的范例包含任何可对或自该材料掺入或除掺锂的材料。此等材料的范例包括许多含碳材料，例如非石墨碳、人造碳、人造石墨、自然石墨、热解碳、焦炭(像是沥青焦炭、针状焦炭、石油焦炭)、石墨、玻璃状碳；或是藉由碳化酚树脂、呋喃树脂所获得的热处理有机聚合化合物；或者类似的碳纤维及活性碳。此外，可利用锂金属、锂合金及其合金或化合物以作为该负活性材料。尤其，能够与锂构成一合金或化合物的金属元素或半导体元素可为一IV族金属元素或半导体元素，像是硅或锡，然不限于此。特别是掺入以一像是钴或铁/镍的过渡金属的非晶态锡是一适合作为在这些类型电池里的阳极材料的金属。可利用能够在一相对基本电位处对或自氧化物掺入或除掺锂的氧化物，像是氧化铁、氧化钌、氧化钼、氧化钨、氧化钛及氧化锡，以及类似的氮化物，来作为该负活性材料。
对于该正极的适当正活性材料包含任何业界已知的材料，例如镍酸锂(例如Li1+xNiM，O2，其中x等于或大于零并且等于或小于0.2)、钴酸锂(例如Li1+xCoO2，其中x等于或大于零并且等于或小于0.2)、橄榄石型化合物(例如Li1+xFePO4，其中x等于或大于零并且等于或小于0.2)、锰酸盐尖晶石(例如Li1+x9Mn2-y9O4(x9及y9各者独立地等于或大于零并且等于或小于0.3，例如0≤x9，y9≤0.2或0.05≤x9，y9≤0.15)或是Li1+x1(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1(x1及x2各者独立地等于或大于0.01并且等于或小于0.3；y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3；z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2))，以及其等的混合物。可在2005年12月23日申请的国际专利申请案第PCT/US2005/047383号、2006年7月12日申请的美国专利申请案第11/485，068号以及2007年6月22日申请而代理人案号3853.1001-015且标题为“锂离子二次电池(Lithium-Ion Secondary Battery)”的国际专利申请案等案文中发现各种适合的正活性材料范例，兹将该等教示按其整体而依参考方式并入本案。
在一特定具体实施例里，用于本发明的正极的正活性材料包含钴酸锂，像是Li(1+x8)CoOz8。更特别地，在本发明里运用一约6090重量％(例如约80重量％)的钴酸锂(像是Li(1+x8)CoOz8)以及约4010重量％(例如约20重量％)的锰酸盐尖晶石(像是Li(1+x1)Mn2Oz1，并且以Li(1+x1)Mn2O4为佳)的混合物。该数值x1等于或大于零并且等于或小于0.3(例如0.05≤x1≤0.2或0.05≤x1≤0.15)。该数值z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2。该数值x8等于或大于零并且等于或小于0.2。该数值z8等于或大于1.9并且等于或小于2.1。
在另一特定具体实施例里，运用于本发明的正活性材料包含一含有钴酸锂(像是Li(1+x8)CoOz8)以及一锰酸盐尖晶石(如由一经验化学式Li(1+x1)(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1所表示)的混合物。该等数值x1及x2各者独立地等于或大于0.01并且等于或小于0.3。该等数值y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3。该数值z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2。A’是含有镁、铝、钴、镍及铬的群组的至少一成员。更特别是，该等钴酸锂及锰酸盐尖晶石是按一在约0.95∶0.05及约0.9∶0.1之间、或在约0.95∶0.05及约0.6∶0.4之间的钴酸锂：锰酸盐尖晶石重量比。
又在另一特定具体实施例里，本发明的正活性材料包含一含有100％钴酸锂的混合物，像是Li(1+x8)CoOz8。
又在另一特定具体实施例里，本发明的正活性材料包含至少一自含有如下项目的群组所选出的氧化锂：a)钴酸锂；b)镍酸锂；c)锰酸盐尖晶石，此者可由一经验化学式Li(1+x1)(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1所表示；d)锰酸盐尖晶石，此者可由一经验化学式Li(1+x1)Mn2Oz1或Li(1+x9)Mn2-y9O4所表示；e)橄榄石型化合物，此者可由一经验化学式Li(1-x10)A”x10MPO4所表示。该等数值x1、z1、x9及y9可如前述。该数值x2等于或大于0.01并且等于或小于0.3。该等数值y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3。A’是含有镁、铝、钴、镍及铬的群组的至少一成员。该数值x10等于或大于0.05并且等于或小于0.2，或者该数值x10等于或大于0.0并且等于或小于0.1。M是含有铁、锰、钴及镁的群组的至少一成员。A”是含有钠、镁、钙、钾、镍及铌的群组的至少一成员。
一可用于本发明中的镍酸锂包含至少一具Li原子或Ni原子或两者的改性剂。例如在此所使用者，一“改性剂”意思是一在一LiNiO2结晶结构里占据该Li原子或Ni原子或两者位置的替代原子。在一具体实施例里，该镍酸锂仅含有具Li原子的改性剂或其取代物(“Li改性剂”)。在另一具体实施例里，该镍酸锂仅具Ni原子的改性剂或其取代物(“Ni改性剂”)。又在一具体实施例里，该镍酸锂则是含有Li及Ni改性剂两者。Li改性剂的范例包含钡(Ba)、镁(Mg)、钙(Ca)及锶(Sr)。Ni改性剂的范例包含该等用于Li者，以及另有铝(A1)、锰(Mn)及硼(B)。Ni改性剂的其它范例包含钴(Co)及钛(Ti)。最好，该镍酸锂是镀覆以LiCoO2。该镀层可为例如一梯度镀层或一点状镀层。
一种可运用本发明中的特定镍酸锂类型为如一经验化学式Lix3Ni1-z3M’z3O2所表示者，其中0.05<x3<1.2且0<z3<0.5，而M’为自含有下列项目的群组中所选出的一或更多元素：Co、Mn、Al、B、Ti、Mg、Ca及Sr。最好，M’为自含有下列项目的群组中所选出的一或更多元素：Mn、Al、B、Ti、Mg、Ca及Sr。
另一种可运用本发明中的特定镍酸锂类型为如一经验化学式Lix4A* x5Ni(1-y4-z4)Coy4Qz4Oa所表示者，其中该数值x4等于或大于约0.1并且等于或小于约1.3；该数值x5等于或大于约0.0并且等于或小于约0.2；该数值y4等于或大于0.0并且等于或小于约0.2；该数值z4等于或大于0.0并且等于或小于约0.2；a为等于或大于约1.5并且小于约2.1；A*为含有如下项目的群组的至少一成员：钡(Ba)、镁(Mg)及钙(Ca)；以及Q为含有如下项目的群组的至少一成员：铝(Al)、锰(Mn)及硼(B)。最好，y4大于零。在一较佳具体实施例里，x5等于零，而z4大于0.0并且等于或小于约0.2。在另一具体实施例里，z4等于零，而x5大于0.0并且等于或小于约0.2。又在另一具体实施例里，x5及z4各者独立地大于0.0并且等于或小于约0.2。又在另一具体实施例里，x5、y4及z4各者独立地大于0.0并且等于或小于约0.2。各种其中x5、y4及z4各者独立地大于0.0并且等于或小于约0.2的镍酸锂范例可在美国专利第6,855,461号及第6,921,609号案文中寻获(兹将该等案文教示按其整体而依参考方式并入本案)。
该镍酸锂的一特定范例为LiNi0.8Co0.16Al0.05O2。一较佳特定范例为LiCoO2镀覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。在一点状镀覆的阴极里，LiCoO2不会完全地镀覆该镍酸盐核心粒子。该LiCoO2镀覆的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的组成在组成上会于Ni∶Co∶A1间自然地略微偏离于0.8∶0.15∶0.05重量比。此一偏离的范围对于Ni可为约10-15％，对于Co约5-10％并且对于Al约2-4％。该镍酸锂的另一特定范例为Li0.97Mg0.03Ni0.9Co0.1O2。一较佳特定范例为LiCoO2镀覆的Li0.97Mg0.03Ni0.9Co0.1O2。经LiCoO2镀覆的Li0.97Mg0.03Ni0.9Co0.1O2的组成在组成上会在Mg∶Ni∶Co间自然地略微偏离于0.03∶0.9∶0.1重量比。此一偏离的范围对于Mg可为约2-4％，对于Ni约1015％并且对于Co约510％。另一种可运用于本发明的较佳镍酸盐为Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2，又称为“333式镍酸盐”。此333式镍酸盐可视需要而如前述镀覆以LiCoO2。
可运用于本发明的适当钴酸锂范例包含Li1+x8CoO2，此者是以至少一Li或Co原予所改性。该等Li改性剂的范例可如前文对于镍酸锂所叙述者。Co改性剂的范例包含用于Li者及铝(Al)、锰(Mn)及硼(B)。其它范例包含镍(Ni)及钛(Ti)，并且尤其是由一经验化学式Lix6M’(1-y6)Co(1-z6)M”z6O2所表示的钴酸锂，其中x6大于0.05并且小于1.2；y6等于或大于0并且小于0.1；z6等于或大于0并且小于0.5；M’为含有如下项目的群组的至少一成员：镁(Mg)及钠(Na)，并且M”为含有如下项目的群组的至少一成员：锰(Mn)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、镁(Mg)、钙(Ca)及锶(Sr)，而可运用于本发明。另一可运用于本发明的钴酸锂范例为未改性的Li1+x8CoO2，像是LiCoO2。在一特定具体实施例里，该钴酸锂(例如LiCoO2)是掺质以Mg及/或镀覆以一耐火性氧化物或磷酸盐，像是zrO2或Al(PO4)。
特定较佳者是该等所运用的氧化锂化合物具有一球状形态，这是由于据信如此可改善堆叠以及其他生产相关的特征。
最好，该等钴酸锂及镍酸锂各者的晶体结构独立地为R-3m类型空间群组(菱面体，包含扭曲的菱面体)。或另者，该镍酸锂的晶体结构可为在一单调空间群组中(例如P2/m或C2/m)。在一R-3m类型空间群组里，锂离子占据「3a」位置(x=0、y=0且z=0)，并且过渡金属离子(亦即镍酸锂里的Ni以及钴酸锂里的Co)占据「3b」位置(x=0、y=0且z=0.5)。氧位于「6a」位置(x=0、y=0且z=z0，其中zO是根据该等金属离子(包含其(多个)改性剂)的性质而改变)。
适合运用于本发明中的橄榄石型化合物范例通常可表示如一般化学式Li1-x2A”x2MPO4，其中x2等于或大于0.05，或者x2等于或大于0.0且等于或小于0.1；M为自含有如下项目的群组中所选定的一或更多元素：Fe、Mn、Co或Mg；并且A”为自含有如下项目的群组中所选定者：Na、Mg、Ca、K、Ni、Nb。最好，M为Fe或Mn。且更佳者为在本发明中运用LiFePO4或LiMnPO4或二者。在一较佳具体实施例里，该橄榄石型化合物是镀覆以一具有相对较高的导电性的材料，像是碳。而在一较佳具体实施例里是将该等镀覆碳的LiFePO4或者镀覆碳的LiMnPO4运用于本发明中。可在美国专利第5，910，382号案文中寻获各种其中M为Fe或Mn的橄榄石型化合物范例(兹将该案教示按其整体而依参考方式并入本案)。
该等橄榄石型化合物在当充电/放电时通常会于晶体结构上出现一细微变化，这通常会使得该等橄榄石型化合物就以循环特征而言而为较佳者。同时安全性通常较高，即使是在当一电池受曝于一高温环境下时亦然。橄榄石型化合物(例如LiFePO4和LiMnPO4)的另一优点在于相对较低的成本。
锰酸盐尖晶石化合物具有一像是LiMn2O4的锰基。锰酸盐尖晶石化合物通常虽具有相对低的比容量(例如在一约110到115mAh/g的范围内)，然该等在当调配至电极内时可具有相当高的功率递送性，并且通常以在较高温度下的化学反应性而言具有安全性。锰酸盐尖晶石化合物的另一优点为其成本相对较低。
一种可运用于本发明的类型的锰酸盐尖晶石化合物是如一经验化学式Li(1+x1)(Mn1-y1A’y22-x2Oz1所表示，其中A’为Mg、Al、Co、Ni及Cr的其一者；x1及x2各者独立地等于或大于0.01并且等于或小于0.3；y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3；z1等于或大于3.9并且等于或小于4.1。最好，A’包含一M3+离子，像是Al3+、Co3+、Ni3+及Cr3+，而更佳为Al3+。Li(1+x1)(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1的锰酸盐尖晶石化合物比起LiMn2O4者可具有强化的循环性及功率。另一种可运用于本发明的锰酸盐尖晶石化合物可为如一经验化学式Li(1+x1)Mn2Oz1所表示，其中x1及z1各者独立地与前述者相同。或另者，本发明的锰酸盐尖晶石包含一由一经验化学式Li1+x9Mn2-y9Oz9所表示的化合物，其中x9及y9各者是独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3(例如0.05≤x9，y9≤0.15)；而z9等于或大于3.9并且等于或小于4.2。可运用于本发明的锰酸盐尖晶石特定范例包含LiMn1.9A10.1O4、Li1+x1Mn2O4、Li1+x7Mn2-y7O4及其具Al及Mg改性剂的变化物。该Li(1+x1)(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1类型的各种其他的锰酸盐尖晶石化合物范例可在美国专利第4,366,215、5,196,270及5,316,877号案文中寻获(兹将该等案文教示按其整体而依参考方式并入本案)。
注意到本揭所述的适当材料其特征是由在制造该等并入于锂离子电池时存在的经验化学式所描述。应了解其稍后的特定组成会受到其在使用过程中(例如充电及放电)所出现的电化学反应后而有所变化。
适当的非水性电解质范例包含一藉由将一电解质盐溶解于一非水性溶剂中所备制的非水性电解质溶液、一固态电解质(含有一电解质盐的无机电解质或聚合物电解质)以及藉由将一电解质混合或溶解于一聚合化合物等等中所备制的固态或胶状电解质。
该非水性电解质溶液通常是藉由将一盐溶解于一有机溶剂中所备制。该有机溶剂可包含运用于此类型的电池的任何适当类型者。此等有机溶剂的范例包含碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、γ-丁内酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二草酸酯、4-甲基-1，3-二草酸酯、二***、磺化烷、甲基磺化烷、乙腈、丙腈、茴香醚、醋酸酯、丁酸酯、丙酸酯等等。较佳者是利用环状碳酸酯，像是碳酸丙烯酯；或是链式碳酸酯，像是碳酸二甲酯及碳酸二乙酯。可单独地或者按两种以上类型的组合的方式来使用这些有机溶剂。
该电解质中亦可出现添加剂或稳定剂，像是VC(碳酸乙烯酯)、VEC(碳酸乙烯乙酯)、EA(乙酸乙酯)、TPP(磷酸三苯酯)、膦、联苯(BP)、苯基环己烷(CHB)、2，2-二苯丙烷(DP)、二草酸硼酸锂(LiBoB)、硫酸乙烯(ES)及硫酸丙烯。这些添加剂可用来作为阳极及阴极稳定剂、火焰延迟剂或气体释放剂，就以构成作业、循环效率、安全性及寿命而言能够令电池具有较高的效能。
固态电解质可包含无机电解质、聚合物电解质等等，只要该材料具有锂离子传导性即可。无机电解质可例如包含氮化锂、碘化锂等等。聚合物电解质是由一电解质盐以及一其中溶解有该电解质盐的聚合化合物所构成。用于聚合物电解质的聚合化合物的范例包含醚基聚合物(像是聚氧化乙烯、交联的聚氧化乙烯)、聚甲基丙烯酸酯酯基聚合物、丙烯酸酯基聚合物等等。这些聚合物可为单独地或者按两种以上的混合物或聚合物的形式而运用。
一系列的胶状电解质可为任何聚合物，只要该聚合物能够藉由吸收前述的非水性电解质溶液所胶化即可。可运用于该胶状电解质的聚合物的范例包含氟碳聚合物，像是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯六氟丙烯(PVDF-HFP)等等。
用于胶状电解质的聚合物的范例亦可包含聚丙烯腈及聚丙烯腈共聚合物。运用于共聚合作用的单体(乙烯基单体)的范例包含乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、伊康酸、氢化丙烯酸甲酯、氢化丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、氯乙烯、偏二氟乙烯以及偏二氯乙烯。运用于胶状电解质的聚合物的范例进一步包含丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-氯化聚乙烯-丙烯二烯-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-氯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-甲基丙烯酸酯树脂及丙烯腈-丙烯酸酯共聚物树脂。
运用于胶状电解质的聚合物的范例包含醚基聚合物，像是聚氧化乙烯、聚氧化乙烯共聚物以及交联的聚氧化乙烯。运用于共聚作用的单体的范例包含聚环氧丙烷、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯。
尤其，从氧化还原作用的稳定性的观点而言，将氟碳聚合物利用于该胶状电解质系列为较佳。
运用于电解质的电解质盐可为任何适用于此类型的电池的电解质盐。电解质盐的范例包含LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiB(C6H5)4、LiB(C2O4)2、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiCl、LiBr等等。一般说来，一分隔物可将电池的阳极隔离于其阴极。该分隔物可包含任何运用于构成此类型的非水性电解质的二次电池分隔物的膜状材料，例如由聚丙烯、聚乙烯或是由此二者的叠层组合所制作的微孔聚合物膜层。此外，若是利用一固态电解质或胶状电解质以作为电池的电解质，则并非必然须供置该分隔物。而在一些情况下亦可运用由玻璃纤维或纤维素材料所制作的微孔分隔物。分隔物的厚度通常为9到25μm之间。
在一些特定具体实施例里，可藉由按一特定比混合阴极粉末以制造一正极。然后再将此混合物的90重量％混合作为一导体介质的5重量％的乙炔黑，并以5重量％的PVDF作为结合剂。将该混合物散布于作为一溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中藉以备制浆体。然后再将此浆体施用于一通常具有约20μm厚度的铝电流收集器箔片的两个表面上，并按约100-150℃予以干燥。然后藉由一滚压机将该干燥化电极加以轮压而获致一压制的正极。当仅利用LiCoO2来作为该正极时，通常是运用一利用94重量％的LiCoO2、3％的乙炔黑及3％PVDF的混合物。负极则可藉由混合93重量％的石墨以作为负活性材料、3重量％的乙炔黑及4重量％的PVDF以作为结合剂的方式所备制。该负混合物亦可散布于作为一溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮中藉以备制浆体。然后将此负混合物浆体均匀地涂布于一通常具有约10μm厚度的条带状铜质电流收集器箔片的两个表面上。然后再藉由一滚压机将该干燥化电极加以轮压而获得一致密负极。
一般说来，可将该等负与正极以及一由一具有微孔而厚度为25μm的聚乙烯薄膜所构成的分隔物加以叠层并予螺旋缠绕，藉以产生一螺旋类型的电极构件。
在一些具体实施例里，可将一或更多由例如铝所制成的的正导线条带接附于该正电流电极，然后再电连接于本发明的电池的正终端。一由例如镍金属所制成的负导线连接该负极然后再接附于一馈通装置。将一例如具1M LiPF6的EC∶DMC∶DEC的电解质真空填入于本发明锂离子电池的电池外壳内，而其中该电池外壳具有一螺旋缠绕的“果冻卷”。
范例
范例1：备制本发明的CID
在此范例里说明一制造如图1所示的CID的制程，该者含有一第一导体板、一第二导体板、一位于该等两个导体板之间的维持器以及一末端板。
1A.备制第一导体板12
该第一导体板(底下称之为“压力碟片”)是藉由将一Aluminum3003(HO)平坦薄片压制成一近似帽子而具斜角边缘的形状的方式所构成，例如图2A-2C所示。可利用一具有约0.005英时(约0.127mm)厚度(图2C的“d”)的平坦铝薄片。首先利用一具平坦顶部的锥形压器以压凹该平坦铝薄片，藉此构成一锥形截头柱体，其具有一约0.315英时(约8mm)直径(图2C的“a”)的基底，以及一距该基底约0.03英时(约0.762mm)的高度(图2C的“c”)的平坦顶部。该平坦顶部的直径(图2C的「b」)约为0.215英时(约5.46mm)。该截头柱体相对于一平行于该基底的平面的角度约为21度。然后针对该基底来裁修该按压铝薄片，藉此具有一约0.500英时(约12.7mm)的直径。
1B.备制第二导体板24
该第二导体板(底下称之为“焊接碟片”)是由铝而在一顺序模器中所制造。将一约0.020英时(约0.508mm)厚度的铝块(3003H14)馈入该顺序模器内，在此进行多次冲压及挤压操作以产生一具有约0.401英时(约10.2mm)的外径的部份、一具有一约0.100英时(约2.54mm)的直径(图3C中的「a」)以及一约0.003英时(约0.0762mm)的厚度(图3C中的“c”)的同心凹入。在该板上制作出两个直径约为0.040英时(约1.02mm)的对称沟槽孔洞，藉以让该凹入的两侧上为压力连通。该等孔洞是位于一距该板的中心约0.140英时(约3.56mm)的距离处。
1C.备制维持器环体40
一如图1、8A及8D所示的维持器环体是以聚丙烯材料而藉由射出成型的方式所制造。该维持器环体的目的是在该压力碟片逆转之前、过程中及之后，将该焊接碟片固持于距该压力碟片一距离处。该压力碟片逆转是出现在当该CID被启动时。该维持器环体亦用以确保该焊接碟片在该压力碟片逆转之后可与其相电隔离。该维持器环体含有一夹物模压(over-mold)特性，这可在将该焊接碟片卡扣在该维持器环体内之后予以牢固定位。
1D.备制末端板34
如图4所示的末端板可提供容纳该压力碟片并提供逆转该压力碟片的截头柱体部分所必要的空间。在本范例里，是利用电池罐的盖子以作为该末端板。该末端板是由冲压的Aluminum3003系列(H14)所制成。
对于容纳该压力碟片所必要的空间，可藉由对该盖子进行研磨或另冲压操作以建立一第一圆柱形凸起(或图4的凹入36)。该凸起的直径(图4的“a”)约为0.505英时(约12.8mm)，此值略大于该压力碟片的外径(约0.500英时(约12.7mm))。该第一凸起的深度(图4的“b”)约为0.0045英时(约0.114mm)，此值略小于该压力碟片的厚度(约0.005英时(约0.127mm))。
对于在当该压力碟片逆转时容纳其截头柱体部分的空间，可类似地藉由研磨或另为冲压操作以制作一第二同心凸起(图4的凹入38)。此第二凸起具有一约0.325英时(约8.25mm)的直径，此值略大于该压力碟片截头柱体的基底直径(约0.315英时(约8.0mm))。该第二凸起亦具有一约0.029英时(约0.737mm)的深度(图4的「d」)，例如自该第一凸起所测得者，此值略大于该压力碟片的净高度(约0.025英时(约0.635mm)，图3C的“c”)，例如自该截头柱体的基准线处所测得者。
而为容纳一焊接脚针，可藉由钻凿或压击以制作一同心于此等两个凸起的穿透孔洞。该孔洞具有一约0.100英时(约2.54mm)的直径，此值为足够地大以供容纳此一在一如后文所述的点焊接操作过程中用于支撑并冷却该压力碟片的焊接脚针。
1E.焊接碟片、末端板及维持器环体的预净化处理
在组装之前，先在一超音波净化器中以异丙醇(例如90％的异丙醇)对该等焊接碟片(24)、末端板(34)及维持器环体(40)进行除油且净化。该净化处理通常是进行约10分钟，然后在一低湿度环境或在按70摄氏度的烤箱中予以干燥。
1F.组装
该CID的元件按如图1所示方式所组装。将该压力碟片(12)放置在该末端板(34)的第一凸起(凹入36)内，而该锥形截头柱体是面朝离于该末端板。利用一真空吸汲以将该压力碟片紧密地拉贴于该末端板上，藉此提供于这两个部份之间的良好接触。然后在该第一导体板12的基底20的中间圆周范围处(例如图1所示的位置“a”)藉由穿透焊接处理以将这两个部份气密地接合。
将组装的压力碟片/末端板放置在一具实心铜(Cu)焊接脚针的点焊接固架内，而此脚针可经由一孔洞以穿透该末端板。该焊接脚针是用以在稍后的点焊接操作过程中支撑并冷却该压力碟片。将该焊接碟片(24)放置在该维持器环体中。将组装的焊接碟片/维持器环体架置在该点焊接固架内，以按同心方式将该焊接碟片/维持器环体组装固接定位在该压力碟片上。该固架可提供适当力度以藉由该焊接脚针将该焊接碟片稳固地推送于该压力碟片上，而达一该压力碟片及该焊接碟片的可察知变形的点处。在由该焊接脚针所予变形且支撑的区域里，藉由两个点激光焊接以将该焊接碟片接附于该压力碟片。而在焊接操作过程中，该压力碟片通过该焊接脚针所冷却。
范例2.备制本发明电池
利用100％的Li1+xCoO2(x约为0-0.2)或者是一含有约80重量％的Li1+xCoO2(x约为0-0.2)以及约20重量％的Li1+x9Mn(2-y9)O4(x9及y9各者独立地约为0.05-0.15)以作为其活性阴极材料的混合物来备制锂离子电池。电池的电池厚度、电池宽度及电池高度分别地约为18mm、约37mm、约65-66mm。电池的阳极为碳。将约5.5重量％的联苯(BP)纳入在电池的电解质内。分别运用Al签片及Ni签片以作为电池的阴极及阳极签片。该阴极的Al签片是焊接在如前文范例1所述的CID的第二导体板上。而电池阳极的Ni签片则是焊接于该电池的馈通装置上(参见图8A及8D)。
范例3.CID启动测试
在此范例里对按如前述范例1所备制然并未安装于电池内的CID进行测试。对于这些测试，设计一压力测试固架，因此该等CID的末端板(34)的CID侧可藉由压缩空气或氮气而受压以对“CID释放压力(CRP)”进行测试。该测试压力开始于约5bar(表计)，并且按0.5bar的增量而递增。在各个压力设定处，在增压之前令该末端板保持在该测试压力下10秒钟。在各个设定点之间逐渐地进行增压，因此可按一0.1-0.2bar的解析度来观察该CRP。测试结果汇总于图10中。例如图10所示，该CID行旅的平均表计压力约为7.7bar。
范例4.在锂离子电池内的CID启动测试
4A.含有Li 1+x CoO 2 及Li (1+x9) Mn (2-y9) O 4 的混合物的锂离子电池
对于本范例的测试作业，对运用一含有约80重量％的Li1+xCoO2及约20重量％的Li(1+x9)Mn(2-y9)O4作为其活性阴极材料的混合物的锂离子电池，例如范例2所述者，而按2C充电速率以进行过度充电。一般说来，“1C”是代表一按照在一小时内自1％到100％充电状态的方式以将该电池完全充电的充电速率。因此，按“2C”速率，该电池可在30分钟内完全充电。所测试电池的CID在按约4.2V的完全充电后于平均约5与7.5分钟之间启动。
图11显示相对于过度充电压力的压力升高速率。在受测电池中，内部压力在约4.68V的过度充电处会按约每分钟1bar的速率增加。
图12显示当受测电池的CID启动时所测得的电池外皮温度。例如图12所示，在CID启动的时点的平均电池温度约为52.8℃。一般说来，在启动CID之后，电池温度会维持一小段时间增加另一10-15℃，接着即开始下降。图13显示该等受测电池的尖峰外皮温度的结果。例如图13所示，该等受测电池的平均尖峰外皮温度约为65.1℃。
电池压力(按bar)是根据在过度充电测试过程中的所测得电池厚度所计算出。对于该等受测电池，该CID行旅的平均算得表计压力约为7.9bar。图14显示该等受测电池的所算得压力相对于所测得电池外皮温度。例如图14所示，该电池的CID在过度充电后约5-6分钟之后即启动，并且在该时点所测得的电池外皮温度约为55℃。例如前述，电池的电池温度会在一小段时间里持续增加10-15℃，然后开始下降。
4B.含有100％Li 1+x CoO 2 的锂离子电池
对于本范例的测试作业，是利用运用100％Li1+xCoO2作为其活性阴极材料的锂离子电池，例如范例2所示者。该等电池是按2C充电速率所过度充电，例如前文范例4A所述。该等电池在当其CID启动时的平均电池外皮温度约为65℃，并且电池温度进一步上升到约72℃。图15显示范例4A及4B的受测电池在当其CID启动时的平均电池温度，其中曲线A代表范例4A的电池，而曲线B代表范例4B的电池。
4C.具商购可获用CID的锂离子电池的控制测试
作为比较的目的，在此对两个18650商购可获用圆柱电池(SonyUS1865OGR：具相同型号的电池A及B)，而该等各者运用标准100％Li1+xCoO2电池化学品及一CID，来进行测试。这些电池按2C充电速率所过度充电，例如范例4A中所述者。这些Sony电池的CID在约94-96℃和100-120℃之间的温度处启动，例如图15所示者(曲线C表示18650电池A，而曲线D表示18650电池B)。该等电池在其CID起动之后的温度继续增加并且触抵约110-126℃，而此值非常地接近典型的热逸出温度。
接着对另外两个18650商购可获用圆柱电池(Sony US18650GR：具相同型号的电池C及D)，该等各者运用标准100％Li1+xCoO2电池化学品及一CID，来进行测试。这些Sony电池的CID是受压测试，例如前文范例3所述者。该等CID在约13.8-14.3bar处(表计压力)启动(电池C是在约14.3bar处而电池D是在约13.8bar处)。
依据范例4A4B以及控制范例4C的结果，本发明的电池中所触抵的最大电池温度显著地低于藉传统CID的控制18650电池者。注意到范例4A及4B的电池拥有大于控制18650电池两倍的容量，然却展现出远为更低的CID启动温度及压力。而此较低CID启动温度及压力通常会又与降低电池内的热逸出的可能性相关联。所以，本发明的CID能够让电池，尤其是相对较大的电池(例如大于18650电池者)，展现出获高度改善的安全相关特征。
【并入的参考资料】
在2007年6月22日中请，代理人案号3853.1012-001且标题为“用于锂离子电池的整合式电流中断装置(Integrated Current-InterruptDevice for Lithium-Ion Cells)”的美国专利申请案；在2007年6月22日申请，代理人案号3853.1001-015且标题为“锂离子二次电池(Lithium-Ion Secondary Battery)”的国际专利申请案；在2006年6月27日中请的美国临时专利申请案第60/816,775号；在2005年9月16日申请的美国临时专利申请案第60/717,898号；在2005年12月23日申请的国际专利申请案PCT/US2005/047383号；在2006年6月23日申请的美国专利申请案第11/474,081号；在2006年6月23日申请的美国专利申请案第11/474,056号；在2006年6月28日申请的美国临时专利申请案第60/816,977号；在2006年7月12日申请的美国专利申请案第11/485,068号；在2006年7月14日申请的美国专利申请案第11/486,970号；在2006年10月19日申请的美国临时专利申请案第60/852,753号；在2008年4月24日申请的美国临时专利申请案第61/125,327号；在2008年4月24日申请的美国临时专利申请案第61/125,285号，兹将该等案文教示按其整体而依参考方式并入本案。
【等效物】
本发明虽已参照于其范例性具体实施例所特定显示及说明，然熟谙本项技艺的人士应了解确能在形式及细节方面进行各式变化，而不致悖离由后载申请专利范围中所涵盖的本发明范围。

Claims (69)

1.一种使用于电池中的电流中断装置，其特征在于其包含：
a)一第一导体铝板，此者含有：
i)一截头柱体，此者具有一第一末端及一第二末端，该第一末端具有一比起该第二末端为较宽的直径，
ii)一基底，此者是自该截头柱体的第一末端的周边按径向延伸，及
iii)一覆帽，此者基本上为平面，且封住该截头柱体的第二末端；
b)一第二导体铝板，此者电接触于该第一导体铝板的基本上为平面的覆帽，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接，其中该点焊接在焊接处理过程中是通过控制该第一导体铝板的温度而不致超过该第一导体铝板相对于该点焊接的表面的熔点而形成。
2.根据权利要求1所述的电流中断装置，其特征在于其中连接该第一导体铝板及该第二导体铝板的焊接在当该电池的该内部表计压力位在一4kg/cm2至9kg/cm2的范围内时即破裂。
3.根据权利要求1所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的焊接在当该电池的该内部表计压力位在一7kg/cm2至9kg/cm2的范围内时即破裂。
4.根据权利要求1所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的第二导体铝板界定一凹入，并且其中该焊接是位于该凹入处。
5.根据权利要求4所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的电接触包含至少两个点焊接。
6.根据权利要求5所述的电流中断装置，其特征在于其中所述点焊接的至少一者含有铝。
7.根据权利要求5所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的电接触包含两个点焊接。
8.根据权利要求1所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的覆帽的厚度是在0.05毫米至0.5毫米之间的范围内。
9.根据权利要求8所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的覆帽的厚度为0.127毫米。
10.根据权利要求8所述的电流中断装置，其特征在于其中该覆帽的直径是在2毫米至8毫米之间的范围内。
11.根据权利要求10所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的覆帽距该基底的高度是在0.5毫米至1毫米之间的范围内。
12.根据权利要求11所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的覆帽距该基底的高度为0.762毫米。
13.根据权利要求11所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的截头柱体具有一相对一平行于该第一导体铝板的基底的平面而在15度至25度范围内的角度。
14.根据权利要求1所述的电流中断装置，其特征在于其进一步包含一电绝缘环体，此者在该截头柱体的周边附近而在该第一导体铝板的基底与该第二导体铝板之间延伸。
15.根据权利要求14所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的第一导体铝板的基底含有至少一签片，并且其中该电绝缘环体界定至少一开口，该签片及该开口在当该绝缘环体及该基底为同心时能够对齐，而其中该签片可***地调整以将该绝缘环体固接于该第一导体铝板。
16.根据权利要求15所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的电绝缘环体界定一绕于该绝缘环体的周边附近的沟槽，并且进一步含有一具有签片的金属环体，藉以该金属环体罐可放置在该沟槽内，并且所述签片可***地调整且予固接于一该第一导体铝板放置于其上的金属表面，藉此将该绝缘环体固接于该第一导体铝板上。
17.根据权利要求1所述的电流中断装置，其特征在于其中所述的第二导体铝板中邻近于与该第一导体铝板的焊接处的厚度是等于或大于该第一导体铝板中邻近于该焊接处的厚度的一半，然而小于该第一导体铝板中邻近该焊接处的厚度。
18.一种电池，其特征在于其包含：
a)一第一终端，此者电连通于该电池的一第一电极，其中该第一终端是负终端；
b)一第二终端，此者电连通于该电池的一第二电极，其中该第二终端是正终端；
c)一电池铝罐，此者具有一电池外壳及一盖子而所述是彼此电连通，该电池铝罐是电绝缘于该第一终端，其中该电池铝罐的至少一部分是该第二终端的至少一元件或为电连通于该第二终端；以及
d)至少一电流中断装置，此者电连通于该第二电极，该电流中断装置含有：
i)一第一导体铝板，此者含有：一截头柱体，该截头柱体含有一第一末端以及一具有一小于该第一末端的直径的第二末端；一基底，该基底是自该截头柱体的该第一末端的周边按径向延伸；以及一基本上为平面的覆帽，此者封住该截头柱体的第二末端，其中该基底是邻近于该电池铝罐，并且该基本上为平面的覆帽远离该电池铝罐；以及
ii)一第二导体铝板，此者电接触于该第一导体铝板，并且连通于所述第一及第二电极其中一者，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接。
19.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中所述的电池外壳是一棱柱电池外壳。
20.根据权利要求19所述的电池，其特征在于其中所述的第二导体铝板界定一凹入，并且其中该焊接是位在该凹入处。
21.根据权利要求20所述的电池，其特征在于其中所述的电接触包含至少两个点焊接。
22.根据权利要求21所述的电池，其特征在于其中所述点焊接的至少一者含有铝。
23.根据权利要求21所述的电池，其特征在于其中所述的电接触包含两个点焊接。
24.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中所述的覆帽的厚度是在0.05毫米至0.5毫米之间的范围内。
25.根据权利要求24所述的电池，其特征在于其中所述的覆帽的直径是在2毫米至8毫米之间的范围内。
26.根据权利要求25所述的电池，其特征在于其中所述的覆帽距该基底的高度是在0.5毫米至1毫米之间的范围内。
27.根据权利要求26所述的电池，其特征在于其中所述的截头柱体具有一相对一平行于该第一导体铝板的基底的平面而在15度至25度范围内的角度。
28.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其进一步包含一电绝缘环体，此者在该截头柱体的周边附近而于该第一导体铝板的基底与该第二导体铝板之间延伸。
29.根据权利要求28所述的电池，其特征在于其中所述的第一导体铝板的基底含有至少一签片，并且其中该电绝缘环体界定至少一开口，该签片及该开口在当该绝缘环体及该基底为同心时能够对齐，而其中该签片可***地调整以将该绝缘环体固接于该第一导体铝板。
30.根据权利要求28所述的电池，其特征在于其中所述的电绝缘环体界定一绕于该绝缘环体的周边附近的沟槽，并且进一步含有一具有签片的金属环体，藉以该金属环体罐可放置在该沟槽内，并且所述签片可***地调整且固接于一该第一导体铝板放置于其上的金属表面，藉此将该绝缘环体固接于该第一导体铝板上。
31.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中连接所述第一及第二导体铝板的焊接在当该电池的该内部表计压力位在一4kg/cm2至9kg/cm2的范围内时即破裂。
32.根据权利要求31所述的电池，其特征在于其中所述的焊接在该电池的该内部表计压力位于一5kg/cm2至9kg/cm2的范围内时即破裂。
33.根据权利要求32所述的电池，其特征在于其中所述的焊接在该电池的该内部表计压力位于一7kg/cm2至9kg/cm2的范围内时即破裂。
34.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中所述的第二导体铝板中邻近于与该第一导体铝板的焊接处的厚度是等于或大于该第一导体铝板中邻近于该焊接处的厚度的一半，然而小于该第一导体铝板中邻近该焊接处的厚度。
35.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中所述的电流中断装置是电连通于该电池铝罐。
36.根据权利要求35所述的电池，其特征在于其中所述的电流中断装置是电连通于该电池铝罐的盖子，并且该盖子含有一面朝于该第一导体铝板的凹入。
37.根据权利要求36所述的电池，其特征在于其中所述的凹入是共终端于该截头柱体的第一末端的周边。
38.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中所述的第一电极含有一活性阴极材料，该活性阴极材料包含一混合物而其中含有：
a)钴酸锂；以及
b)锰酸盐尖晶石，此者由如下的经验化学式表示
Li(1+x1)(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1
其中：
x1及x2各者独立地等于或大于0.01并且等于或小于0.3；
y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3；
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2；以及
A’是一含有镁、铝、钴、镍及铬的群组的至少一成员，
其中所述钴酸锂及锰酸盐尖晶石是按一钴酸锂：锰酸盐尖晶石在0.95∶0.05及0.6∶0.4之间的重量比。
39.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中所述的第一电极包含一含有钴酸锂的活性阴极材料。
40.根据权利要求39所述的电池，其特征在于其中所述的钴酸锂是由一经验化学式Li1+x8CoOz8所表示，其中x8等于或大于零并且等于或小于0.2，而z8等于或大于1.9并且等于或大于2.1。
41.根据权利要求40所述的电池，其特征在于其中所述的活性阴极材料包含一混合物而其中含有：
a)Li1+x8CoOz8；以及
b)Li(1+x1)Mn2Oz1，其中：
x1等于或大于0.01并且等于或小于0.3；以及
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2，
其中所述Li1+x8CoOz8及Li(1+x1)Mn2Oz1是按一钴酸锂：锰酸盐尖晶石在0.95∶0.05及0.6∶0.4之间的重量比。
42.根据权利要求18所述的电池，其特征在于其中所述的第一电极包含一活性阴极材料，该活性阴极材料含有自如下群组中所选出的至少一种氧化锂：
a)一钴酸锂；
b)镍酸锂；
c)锰酸盐尖晶石，此者按如下经验化学式所表示：
Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1
其中：
x1及x2各者独立地等于或大于0.01并且等于或小于0.3；
y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3；
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2；以及
A’是一含有镁、铝、钴、镍及铬的群组的至少一成员；
d)锰酸盐尖晶石，此者按如下经验化学式所表示：
Li(1+x1)Mn2Oz1
其中：
x1等于或大于0.01并且等于或小于0.3；以及
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2；以及
e)橄榄石型化合物，此者按如下经验化学式所表示：
Li(1-x10)A”x10MPO4
其中：
x10等于或大于0.05并且等于或小于0.2，或者x10等于或大于0.0并且等于或小于0.1；以及
M是含有铁、锰、钴及镁的群组的至少一成员；以及
A”是含有钠、镁、钙、钾、镍及铌的群组的至少一成员。
43.一种电池，其特征在于其包含：
a)一第一终端，此者电连通于该电池的一第一电极，其中该第一终端是负终端；
b)一第二终端，此者电连通于该电池的一第二电极，其中该第二终端是正终端；
c)一电池铝罐，此者具有一电池外壳及一焊接于该电池外壳上的盖子，该电池铝罐是电绝缘于该第一终端，其中该电池铝罐的至少一部分是该第二终端的至少一元件或为电连通于该第二终端，其中该焊接的盖子在当一内部表计压力等于或大于20kg/cm2时即告脱离；
d)至少一电流中断装置，此者电接触于该第二电极，该电流中断装置含有：
i)一第一导体铝板，此者含有：一截头柱体，该截头柱体含有一第一末端以及一具有一小于该第一末端的直径的第二末端；一基底，该基底是自该截头柱体的该第一末端的周边按径向延伸；以及一基本上为平面的覆帽，此者封住该截头柱体的第二末端，其中该基底是邻近于该电池铝罐，并且该基本上为平面的覆帽远离该电池铝罐；以及
ii)一第二导体铝板，此者电接触于该第一导体铝板，并且连通于所述第一及第二电极其中一者，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接，
其中连接所述第一及第二导体铝板的焊接在当一于该电池的该内部表计压力在4kg/cm2至9kg/cm2间的范围内即告破裂；以及
e)至少一位在该电池外壳上的通气装置，而该电池内的气体物质在当该电池的该内部表计压力位于10kg/cm2至20kg/cm2范围内时经此离出。
44.根据权利要求43所述的电池，其特征在于其中所述的电池外壳是一棱柱电池外壳。
45.根据权利要求44所述的电池，其特征在于其中所述的电池外壳具有一183665组态。
46.一种锂离子电池，其特征在于其包含：
a)一电池铝罐，此者含有一电池外壳及一盖子而彼此为电连通；以及
b)一电流中断装置，此者含有一第一导体铝板及一第二导体铝板而彼此为电接触，该第一导体铝板与该电池铝罐电连通，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接，
其中于所述第一与第二导体铝板间的电连通在当该电池的该内部表计压力在4kg/cm2至9kg/cm2间的范围内即被中断。
47.根据权利要求46所述的锂离子电池，其特征在于其中在正常工作条件下，所述的电池的该内部表计压力低于2kg/cm2。
48.根据权利要求46所述的锂离子电池，其特征在于其中所述的第一导体铝板是电接触于该电池铝罐的盖子。
49.根据权利要求46所述的锂离子电池，其特征在于其进一步包含一阴极，此者含有一活性阴极材料，该者包含一混合物而其中含有：
a)钴酸锂；以及
b)锰酸盐尖晶石，此者由如下的经验化学式表示
Li(1+x1)(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1
其中：
x1及x2各者独立地等于或大于0.01并且等于或小于0.3；
y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3；
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2；以及
A’是一含有镁、铝、钴、镍及铬的群组的至少一成员，
其中所述钴酸锂及锰酸盐尖晶石是按一钴酸锂：锰酸盐尖晶石在0.95∶0.05及0.6∶0.4之间的重量比。
50.根据权利要求46所述的锂离子电池，其特征在于其进一步包含一阴极，此者含有钴酸锂的活性阴极材料。
51.根据权利要求50所述的锂离子电池，其特征在于其中所述的钴酸锂是由一经验化学式Li1+x8CoOz8所表示，其中x8等于或大于零并且等于或小于0.2，而z8等于或大于1.9并且等于或大于2.1。
52.根据权利要求51所述的锂离子电池，其特征在于其中所述的活性阴极材料包含一混合物而其中含有：
a)Li1+x8CoOz8；以及
b)Li(1+x1)Mn2Oz1，其中：
x1等于或大于0.01并且等于或小于0.3；以及
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2，
其中所述Li1+x8CoOz9及Li(1+x1)Mn2Oz1是按一钴酸锂：锰酸盐尖晶石在0.95∶0.05及0.6∶0.4之间的重量比。
53.根据权利要求50所述的锂离子电池，其特征在于该活性阴极材料含有自如下群组中所选出的至少一种氧化锂：
a)钴酸锂；
b)镍酸锂；
c)锰酸盐尖晶石，此者按如下经验化学式所表示：
Li(1+x1)(Mn1-y1A’y2)2-x2Oz1
其中：
x1及x2各者独立地等于或大于0.01并且等于或小于0.3；
y1及y2各者独立地等于或大于0.0并且等于或小于0.3；
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2；以及
A’是一含有镁、铝、钴、镍及铬的群组的至少一成员；
d)锰酸盐尖晶石，此者按如下经验化学式所表示：
Li(1+x1)Mn2Oz1
其中：
x1等于或大于0.01并且等于或小于0.3；以及
z1等于或大于3.9并且等于或小于4.2；以及
e)橄榄石型化合物，此者按如下经验化学式所表示：
Li(1-x10)A”x10MPO4
其中：
x10等于或大于0.05并且等于或小于0.2，或者x10等于或大于0.0并且等于或小于0.1；以及
M是含有铁、锰、钴及镁的群组的至少一成员；以及
A”是含有钠、镁、钙、钾、镍及铌的群组的至少一成员。
54.一种锂离子电池，其特征在于其包含：
a)一第一终端，此者电连通于该电池的一第一电极，其中该第一终端是负终端；
b)一第二终端，此者电连通于该电池的一第二电极，其中该第二终端是正终端；
c)一电池铝罐，此者具有一电池外壳及一焊接于该电池外壳上的盖子，该电池铝罐是电绝缘于该第一终端，其中该电池铝罐的至少一部分是该第二终端的至少一元件或为电连通于该第二终端，其中该焊接的盖子在当一内部表计压力等于或大于20kg/cm2时即告脱离；
d)至少一电流中断装置，此者电连通于该第二电极，该电流中断装置含有一第一导体铝板及一第二导体铝板而彼此电接触，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接，其中该电流中断装置的第一导体铝板是电连通于该电池铝罐，并且其中该第一导体铝板及第二导体之间的电连通在当该电池的该内部表计压力位于4kg/cm2至9kg/cm2间的范围内即被中断；以及
e)至少一位在该电池外壳上的通气装置，而该电池内的气体物质在当该电池的该内部表计压力位于10kg/cm2至20kg/cm2范围内时经此离出。
55.根据权利要求54所述的锂离子电池，其特征在于其中所述的电池外壳是一棱柱电池外壳。
56.根据权利要求54所述的锂离子电池，其特征在于其中所述的电池外壳具有一183665组态。
57.一种制造使用于电池中的电流中断装置的方法，其特征在于包含下列步骤：
a)构成一第一导体铝板，其含有：
i)一截头柱体，此者具有一第一末端及一第二末端；
ii)一基底，此者是自该截头柱体的第一末端的周边按径向延伸；以及
iii)一基本上为平面的覆帽，此者封住该截头柱体的第二末端；
b)构成一第二导体铝板；以及
c)将该第二导体铝板焊接于该第一导体铝板的基本上为平面的覆帽上，借以构成电接触，同时该第一导体铝板的温度是经控制而不致超过该第一导体铝板上一相对于该焊接的表面的熔点，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接，其中该点焊接在焊接处理过程中是通过控制该第一导体铝板的温度而不致超过该第一导体铝板相对于该点焊接的表面的熔点而形成。
58.根据权利要求57所述的方法，其特征在于其中所述的焊接是利用一激光。
59.根据权利要求58所述的方法，其特征在于其中所述的焊接是在至少一点处进行。
60.根据权利要求59所述的方法，其特征在于其中所述的焊接是在两个点处进行。
61.一种制造一电池的方法，其特征在于包含下列步骤：
a)构成一电流中断装置，包含下列步骤：
i)构成一第一导体铝板，此者含有：一截头柱体，而该者具有一第一末端及一具有一直径小于该第一末端者的第二末端，一基底，此者是自该截头柱体的第一末端的周边按径向延伸，以及一基本上为平面的覆帽，此者封住该截头柱体的第二末端；
ii)构成一第二导体铝板；
iii)将该第二导体铝板焊接于该第一导体铝板的基本上为平面的覆帽上，藉以构成电接触，且同时该第一导体铝板的温度是经控制而不致超过该第一导体铝板上一相对于该焊接的表面的熔点，藉此构成该电流中断装置，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接；
b)将该电池的一第二电极接附于该电流中断装置；
c)将该电流中断装置接附于该电池的电池铝罐上，该电池铝罐含有一电池外壳及一盖子而所述是彼此电连通；以及
d)构成一第一终端，此者是电连通于该电池的一第一电极，以及构成一第二终端，此者是电连通于该第二电极。
62.根据权利要求61所述的方法，其特征在于其中所述的电流中断装置是焊接于该电池铝罐的盖子上。
63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于其中将该电流中断装置焊接于该电池铝罐的盖子上，是藉由对该盖子与该电流中断装置的第一导体铝板间的一周边介面进行缝隙焊接所执行。
64.根据权利要求63所述的方法，其特征在于其中将该电流中断装置焊接于该电池铝罐的盖子上，是藉由在该第一导体铝板的基底处以穿透焊接所执行。
65.根据权利要求62所述的方法，其特征在于进一步包含将该电池铝罐的盖子焊接于该电池铝罐的电池外壳上的步骤。
66.根据权利要求65所述的方法，其特征在于其中连接该盖子及该电池外壳的焊接在当该盖子与该电池外壳之间的该内部表计压力大于或等于20kg/cm2时即告破裂。
67.根据权利要求61所述的方法，其特征在于其中连接该第二导体铝板及该第一导体铝板的基本上为平面的覆帽的焊接在当该第二导体铝板与该第一导体铝板的基本上为平面的覆帽间的该内部表计压力位于4kg/cm2到9kg/cm2间的范围内时即告破裂。
68.根据权利要求61所述的方法，其特征在于进一步包含在该电池外壳上构成至少一通气装置的步骤，其中该电池内的气体物质在当该内部表计压力位于10kg/cm2至20kg/cm2范围的内时即经此通气装置离出。
69.一种制造一锂离子电池的方法，其特征在于其包含：
a)构成一电池铝罐，此者含有一电池外壳及一盖子而所述彼此电连通；
b)构成一电流中断装置，包含下列步骤：
i)构成一第一导体铝板；
ii)构成一第二导体铝板；
iii)将该第二导体铝板焊接于该第一导体铝板上，而同时该第一导体铝板的温度是经控制而不致超过该第一导体铝板上一相对于该焊接的表面的熔点，藉此构成该电流中断装置的电接触，其中连接该第一导体铝板及该第二导体铝板的焊接在当该电池的内部表计压力在一4kg/cm2到9kg/cm2范围的内时即告破裂，该第二导体铝板界定一开口，该第一导体铝板及该第二导体铝板经此彼此压力连通，使得该第二导体铝板和该第一导体铝板会在当该电池的该内部表计压力大于一预定值时分离，从而中断该电接触处的电连通，且其中该电接触包含连接该第一导体铝板的基本上为平面覆帽及该第二导体铝板的一点焊接；
c)将该电池的第二电极接附于该电流中断装置的第二导体铝板；
d)将该电流中断装置的第一导体铝板接附于该电池铝罐；
e)在该电池外壳上构成至少一通气装置，而该电池内的气体物质可在当该电池的该内部表计压力于一10kg/cm2到20kg/cm2范围的内时经此而离出；
f)将该电池铝罐的盖子焊接于该电池外壳的上，其中连接该盖子与该电池铝罐的焊接在当该盖子与该电池外壳之间的表计压力等于或大于20kg/cm2时即告破裂；以及
g)构成一第一终端，此者是电连通于该电池的第一电极，以及构成一第二终端，此者是电连通于该第二电极。
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