CN104335388A - 密闭型电池 - Google Patents

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Abstract

一种密闭型电池包括电池外壳、外部端子、集电端子、突起部件和压力型电流中断机构。所述压力型电流中断机构通过倒置板根据所述电池外壳内部的压力上升而变形来使所述外部端子与所述集电端子电气地断开。所述突起部件具有与所述外部端子的中空部连通的通孔。当所述压力型电流中断机构作动时，所述突起部件刺穿所述倒置板，以使得所述外部端子的所述中空部经由所述突起部件的通孔与比所述电池外壳的所述集电端子位于所述电池外壳的更内侧的所述电池外壳的内部连通。

Description

密闭型电池
技术领域
本发明涉及密闭型电池的压力型电流中断机构的技术。
背景技术
密闭型电池是构造成使得包括正极和负极的电极体与电解质一起被密封在电池外壳内的电池。锂离子二次电池是密闭型电池的一个众所周知的示例。一些密闭型电池设置有检测过充电并中断电流的电流中断机构。一种这样的已知电流中断机构为当电池外壳的内部压力变成高于设定压力时物理地中断电流的压力型电流中断机构(例如，日本专利申请公报No.2010-212034(JP 2010-212034 A))。
这里，当处置/废弃其中压力型电流中断机构已作动的密闭型电池时，有必要使密闭型电池放电或失活。然而，本来，对于密闭型电池而言，正极和负极彼此绝缘，因此无法从外部端子对电池进行放电。此外，对于密闭型电池而言，电池是密闭的，因此无法注入诸如盐水溶液之类的电池失活处理液以使电池失活(即，无法使电池失活)。
因此，对于密闭型电池而言，需要能在压力型电流中断机构作动之后将电池失活处理液注入电池外壳内以消除过充电状态。
发明内容
本发明因而提供了一种密闭型电池，其中能在压力型电流中断作动之后将电池失活处理液注入电池外壳内以消除过充电状态。
亦即，本发明的第一方面涉及一种密闭型电池，所述密闭型电池包括：电池外壳；外部端子，所述外部端子包括使所述电池外壳的内部与所述电池外壳的外部连通的中空部；集电端子，所述集电端子配置在所述电池外壳的内部；突起部件；和设置在所述外部端子与所述集电端子之间的压力型电流中断机构。所述压力型电流中断机构包括倒置板。所述倒置板构造成密封比所述电池外壳的所述集电端子位于所述电池外壳更内侧的所述电池外壳的内部。所述压力型电流中断机构构造成通过所述倒置板根据所述电池外壳内部的压力上升而变形来使所述外部端子与所述集电端子电气地断开。所述突起部件配置在所述外部端子与所述倒置板之间。所述突起部件朝所述倒置板突出。所述突起部件具有与所述外部端子的中空部连通的通孔。所述外部端子的所述中空部构造成通过所述突起部件在所述压力型电流中断机构作动时刺穿所述倒置板来经由所述突起部件的所述通孔与比所述电池外壳的所述集电端子位于所述电池外壳更内侧的所述电池外壳的内部连通。
在上述密闭型电池中，所述倒置板可具有薄部，并且所述突起部件可在所述压力型电流中断机构作动时刺穿所述倒置板的所述薄部。
根据本发明的密闭型电池，能在压力型电流中断机构作动之后将电池失活处理液注入电池外壳内以消除过充电状态。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是示出锂离子二次电池的结构的框架模式的剖视图。
图2是示出正极端子和压力型电流中断机构的结构的框架模式的剖视图；
图3A是示出在压力型电流中断机构作动之前的状态的框架模式的视图；以及
图3B是示出在压力型电流中断机构作动之后的状态的框架模式的视图。
具体实施方式
现在将参考图1描述锂离子二次电池100的结构。图1是示出锂离子二次电池100的框架模式以有利于理解锂离子二次电池100的内部结构的局部剖视图。
锂离子二次电池100是本发明的密闭型电池的一个示例性实施例。锂离子二次电池100包括电池外壳15、密封板16、正极端子11和负极端子12。
电池外壳15被构造为长方体形的外壳，其上表面开口。扁平的卷回电极体20和电解质收纳于电池外壳15的内部。密封板16封闭电池外壳15的开口。正极端子11和负极端子12设置在密封板16上。正极端子11和负极端子12两者的一部分在密封板16的表面侧突出。
用作集电端子且分别与正极端子11和负极端子12连接的正极集电端子51和负极集电端子52在电池外壳15的开口已由密封板16封闭时伸入电池外壳15内。
卷回电极体20通过经由长形分隔板将长形正极板和长形负极板以宽度方向为轴向卷回在一起而形成。正极集电体21在卷回电极体20沿轴向的一侧的端部上露出，而负极集电体22在卷回电极体20沿轴向的另一侧的端部上露出。
腿部51B在正极集电端子51上向下延伸。正极集电体21接合到该腿部51B。类似地，腿部52B在负极集电端子52上向下延伸。负极集电体22接合到该腿部52B。
压力型电流中断机构30介设在正极端子11与正极集电端子51之间。亦即，正极端子11经由压力型电流中断机构30和正极集电端子51与卷回电极体20的正极集电体21电连接。此外，负极端子12经由负极集电端子52与卷回电极体20的负极集电体22电连接。稍后将详细描述压力型电流中断机构30。
将参考图2描述设置在正极端子11与正极集电端子51之间的压力型电流中断机构30的结构。图2是示出正极端子11、压力型电流中断机构30和正极集电端子51的框架模式以有利于理解本说明书的局部剖视图。
正极端子11包括作为外部端子的连接端子31、垫片32、绝缘板33、引线34和突起部件35。
连接端子31呈中空铆钉形状形成，并且包括筒部31A、中空部31B和末端部31C。连接端子31通过将筒部31A***形成在垫片32、密封部16、绝缘板33和引线34各者中且然后将末端部31C卷曲而将正极端子11、垫片32、密封板16、绝缘板33和引线34一体地固定在一起。连接端子31通过末端部31C与引线34电连接。
垫片32由树脂制成并呈向下凹进的形状形成。垫片32介设在连接端子31与密封板16之间，并且使连接端子31与密封板16电绝缘。
绝缘板33由树脂制成并呈向上凹进的形状形成。绝缘板33介设在密封板16与引线34之间，并且使密封板16与引线34电绝缘。
引线34由铝制成并呈向上凹进的形状形成。在引线34的周缘部的下端上形成有向径向外侧延伸的平坦边缘部34A。
突起部件35由铝制成并且包括主体35A、突起部35B、腿部35C和通孔35D。突起部件35配置在连接端子31的下方。
主体35A呈向下凹进的形状形成。突起部35B形成在主体35A的大致中央部上并向下突出。腿部35C形成在主体35A的周缘部的上端上并向径向外侧延伸。腿部35C的上表面通过焊接与引线34的凹进部分的下表面接合。通孔35D是形成在突起部35B中并从突起部35B的上端穿过突起部35B延伸到其下端的孔，并与连接端子31的中空部31B连通。
正极集电端子51由铝制成并且包括主体51A、腿部51B、孔部51C、薄部51D和压印部51E。主体51A在从上方看时呈大致矩形形成。具有大致圆形的孔部51C形成在主体51A的大致中央部中。形成为比主体51A薄的薄部51D在从上方看时呈大致圆形形成。
压印部51E形成在薄部51D上。压印部51E是形成在薄部51D的下表面上的大致圆形槽。
压力型电流中断机构30包括倒置板36、绝缘体37和正极集电端子51的薄部51D。压力型电流中断机构30通过倒置板36根据电池外壳15内部的压力上升而向上变形来使正极端子11与电池外壳15内部的正极集电体51电气地断开。
倒置板36由铝制成并呈大致圆盘形状形成。倒置板36包括主体36A、凹部36B和薄部36C。倒置板36是当电池外壳15的内部压力变成等于或大于设定压力时以沿压力方向(即，向上)弯曲的这种方式变形的部件。
主体36A的周缘部通过焊接与引线34的边缘部34A接合，以使得主体36A和引线34电连接。结果，连接端子31和倒置板36经由引线34电连接。此外，倒置板36介设在引线34与绝缘体37之间。
凹部36B形成在主体36A的大致中央部分上，凹部36B的上表面侧呈向下凹进的形状。薄部36C呈圆形形成在凹部36B的大致中央部分上。薄部36C的厚度比主体36A和凹部36B的厚度小得多。
凹部36B的位于薄部36C的外周侧的底面通过焊接而接合到薄部51D的比压印部51E位于更内侧的部分的上表面上。结果，正极集电端子51的孔部51C被倒置板36密封，并且比电池外壳15的正极集电端子51位于电池外壳15的更内侧的电池外壳15的内部与外部密封。
另一方面，当倒置板36由于电池外壳15内部的压力上升而向上变形时，正极集电端子51的薄部51D通过该变形被向上拉动，以使得薄部51D在压印部51E处断裂。
倒置板36的薄部36C形成为尺寸与正极集电端子51的孔部51C大致相同。倒置板36的薄部36C还形成在与正极集电端子51的孔部51C大致相同的位置(即，与孔部51C对应的位置)。倒置板36的薄部36C配置在突起部件35的突起部35B的下方。亦即，突起部35B朝倒置板36的薄部36C突出。
绝缘体37由树脂制成并呈大致圆盘形状形成。绝缘体37介设在倒置板36与正极集电端子51之间，并且将倒置板36与正极集电端子51绝缘。更具体地，绝缘体37使除倒置板36的凹部36B被焊接到正极集电端子51的薄部51D的焊接部之外的位置绝缘。
接下来，将参考图3A和3B描述压力型电流中断机构30的作用。图3A和3B是示出压力型电流中断机构30的框架模式以有利于理解本说明书的局部剖视图。此外，图3A是示出在压力型电流中断机构30作动之前的状态的视图，而图3B是在压力型电流中断机构作动之后的状态的视图。
如图3A所示，将假定锂离子二次电池100被过充电的情形。当锂离子二次电池100被过充电时，电解质中的成分因此分解并且电池外壳15的内部压力上升。电池外壳15的内部压力的这种上升导致向上的压力作用于压力型电流中断机构30。
作用于压力型电流中断机构30的向上压力又导致向上的压力也作用于倒置板36(即，沿图3A中的箭头方向)，使得倒置板36以向上弯曲这样的方式变形。作为倒置板36以向上弯曲这样的方式变形的结果，正极集电端子51的薄部51D被向上拉动。当正极集电端子51的薄部51D被向上拉动时，在正极集电端子51的压印部51E处因此发生断裂。
如图3B所示，向上的压力作用于压力型电流中断机构30，使得作用向上拉动薄部51D的力。结果，正极集电端子51以压印部51E为边界将内侧和外侧分离，使得倒置板36与正极集电端子51之间的电连接被中断。当倒置板36与正极集电端子51之间的电连接被中断时，压力型电流中断机构30的正极端子11侧因此变成与压力型电流中断机构30的正极集电端子51侧电绝缘。
这里，倒置板36的薄部36C位于突起部件35的突起部35B的下方。此外，当倒置板36以向上弯曲这样的方式变形时，薄部36C变成位置比突起部35B的下端高。因此，当倒置板36以向上弯曲这样的方式变形时，倒置板36的薄部36C因此被突起部件35的突起部35B刺穿。突起部件35的突起部35B通过倒置板36的薄部36C被突起部件35的突起部35B以此方式刺穿而穿透倒置板36。
此外，通孔35D与连接端子31的中空部31B连通。因此，当突起部件35的突起部35B穿透倒置板36时，比电池外壳15的正极集电端子51位于电池外壳15的更内侧的电池外壳15的内部(即，倒置板36的下方)因此变成经突起部件35的通孔35D和连接端子31的中空部31B与外部连通。亦即，在压力型电流中断机构30作动之后，电池外壳15的内部通过突起部件35而与电池外壳15的外部连通。
接下来将说明锂离子二次电池100的效果。锂离子二次电池100使得在压力型电流中断机构作动之后电池失活处理液能注入电池外壳内以消除过充电状态。
亦即，在压力型电流中断机构30作动之后，突起部件35的突起部35B穿透倒置板36，使得电池外壳15的内部(即，倒置板36的下方)经突起部件35的通孔35D和连接端子31的中空部31B与外部连通，由此使得电池失活处理液能注入电池外壳15内。将电池失活处理液注入电池外壳15内使锂离子二次电池100失活，由此能够消除过充电状态。
对于本示例性实施例中的锂离子二次电池100而言，压力型电流中断机构30设置在正极端子11上，但本发明并不局限于此。例如，压力型电流中断机构30也可设置在负极端子12上。

Claims (3)

1.一种密闭型电池，包括：
电池外壳；
外部端子，所述外部端子包括使所述电池外壳的内部与所述电池外壳的外部连通的中空部；
集电端子，所述集电端子配置在所述电池外壳的内部；
突起部件；和
设置在所述外部端子与所述集电端子之间的压力型电流中断机构，所述压力型电流中断机构包括倒置板，所述倒置板构造成密封比所述电池外壳的所述集电端子位于所述电池外壳更内侧的所述电池外壳的内部，并且所述压力型电流中断机构构造成通过所述倒置板根据所述电池外壳内部的压力上升而变形来使所述外部端子与所述集电端子电气地断开，其中
所述突起部件配置在所述外部端子与所述倒置板之间，所述突起部件朝所述倒置板突出，所述突起部件具有与所述外部端子的中空部连通的通孔，并且所述外部端子的所述中空部构造成通过所述突起部件在所述压力型电流中断机构作动时刺穿所述倒置板来经由所述突起部件的所述通孔与比所述电池外壳的所述集电端子位于所述电池外壳更内侧的所述电池外壳的内部连通。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，其中，所述倒置板具有薄部，并且所述突起部件在所述压力型电流中断机构作动时刺穿所述倒置板的所述薄部。
3.根据权利要求2所述的密闭型电池，其中，所述集电端子具有孔；所述倒置板的所述薄部配置在与所述集电端子的所述孔对应的位置；并且所述突起部件配置在与所述倒置部的所述薄部对应的位置。
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