CN106876618A - 可再充电电池 - Google Patents

Abstract

一种可再充电电池包括：电极组件；容纳电极组件的壳体；覆盖壳体并包括由球密封的注入孔的盖板；以及覆盖注入孔和球的端子板。

Description

可再充电电池

相关申请的交叉引用

此申请要求2015年12月14日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请10-2015-0178135的优先权和权益，所有权益基于35U.S.C 119获得，其全部内容通过引用被合并于此。

技术领域

本发明涉及可再充电电池。

背景技术

总地来说，通过被反复充电可以被重复使用的可再充电电池用作用于移动设备或用于驱动混合动力车辆或电动车辆等的电动机的电源。每个可再充电电池通常包括电极组件和容纳电极组件的壳体。可再充电电池依据所使用的壳体的类型被可以分为棱柱型、袋型和圆柱型，位于壳体中的电极组件依据被容纳在其中的电极组件的结构可以被分为卷绕型和堆叠型。

发明内容

本发明的实施例提供了一种可再充电电池，其包括被联接到注入孔的端子板以实现三重密封而不需要单独的密封销，并且具有注入孔和端子板之间的提高的机械强度。

本发明的上述和其它方面将在下面对示例性实施例的描述中进行描述或从其而显而易见。

根据本发明的一个方面，提供了一种可再充电电池，包括：电极组件；容纳电极组件以及电解质溶液的壳体；覆盖壳体并包括由球密封的注入孔的盖板；以及覆盖注入孔和球的端子板。

端子板可以被焊接到盖板的在注入孔之外的区域。

盖板可以包括：第一表面，该第一表面是平坦的并面向电极组件；第二表面，该第二表面是平坦的、与第一表面相对并面向端子板；从第一表面朝电极组件突出的第一突出部分；以及从第二表面朝端子板突出的第二突出部分。

注入孔可以包括中心地形成在第一突出部分中的通孔以及形成在第二表面中并连接到通孔的凹部。

球可以被联接到通孔。

端子板可以包括：接触凹部的底表面的平坦的第一区域；从第一区域延伸并接触凹部的侧表面的倾斜的第二区域；从第二区域延伸并接触盖板的第二表面的平坦的第三区域；远离第三区域和盖板的第二表面延伸的倾斜的第四区域；从第四区域延伸并被焊接到汇流条的平坦的第五区域；从第五区域延伸并朝盖板的第二表面越来越近的平坦的第六区域；以及从第六区域延伸并且接触盖板的第二表面的平坦的第七区域。

槽可以形成在端子板的第七区域中，并且盖板的第二突出部分可以被联接到槽。

端子板的第七区域可以被焊接到第二突出部分。

端子板的第三区域可以被焊接到盖板的第二表面的一个区域。

端子板的第四区域、第五区域和第六区域可以限定一空间。

球可以包括金属芯和涂覆在金属芯的表面上的树脂。

如上所述，根据本发明的一个实施例的可再充电电池包括被联接到注入孔的端子板以实现三重密封而不需要单独的密封销，并具有注入孔与端子板之间的提高的机械强度。

例如，注入孔可以主要由球密封，其次由在端子板和盖板之间的焊接区域密封，并且第三由在端子板和盖板之间的接触区域密封，从而实现注入孔的三重密封并最终呈现了提高的密封性能。

另外，由于注入孔可以由端子板完全覆盖，注入孔的机械强度可被增加。

此外，由于注入孔和端子板可以被形成为在一个区域中空间上彼此重叠，可再充电电池的空间利用率可以提高。

附图说明

通过参考附图详细地描述其示例性实施例，本发明的上述和其它特征将变得更加显而易见，附图中：

图1A和图1B分别是根据本发明的一个实施例的可再充电电池的透视图和剖视图；

图2A和图2B分别是示出了图1A和图1B中所示的可再充电电池的端子板和注入孔的透视图和平面剖视图；和

图3A至图3D是示出了根据本发明的一个实施例的可再充电电池的组装方法的剖视图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细描述本发明的实施例的示例，使得它们可以由本领域技术人员容易地制造和使用。

然而，本发明可以以许多不同的形式体现，不应被解释为限于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得此公开将是充分和完整的，并将向本领域技术人员充分地传达发明的构思，本发明将仅由所附权利要求限定。

在图中，为了清楚，层和区域的厚度可能被夸大。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目的一个或多个的任意和所有组合。另外，将理解的是，当元件A被称为“被连接到”元件B时，元件A可以被直接连接到元件B，或者可以存在中间元件C，元件A和元件B彼此间接连接。

本文使用的术语仅用于描述特定的实施例，并不旨在限制发明。如本文所用，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解的是，当在此说明书中使用时，术语“包括/包含”表明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

将理解的是，虽然术语第一、第二等可在本文中用来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来将一个构件、元件、区域、层和/或部分与另一个区分开。因此，例如，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分，而不脱离本公开的教导。

出于易于描述的目的，在本文中使用了诸如“下”、“上”等的空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。将理解的是，除了图中描述的方位之外，空间相对术语意在包含设备在使用或操作中的不同方位。

图1A和图1B是根据本发明的一个实施例的可再充电电池的透视图和剖视图。

参考图1A和图1B，根据本发明的一个实施例的可再充电电池100包括电极组件110、壳体120、第一端子130、第二端子140、第一盖板150、第一保持器160、第二保持器170和第二盖板180。

电极组件110可以包括在第一方向上(例如，向上)延伸的第一未涂覆部分112以及在与第一方向相反的第二方向上(例如，向下)延伸的第二未涂覆部分116。电极组件110可包括彼此平行定位的一对电极组件，该对电极组件110可以分别包括在第一方向上延伸的第一未涂覆部分112和在第二方向上延伸的第二未涂覆部分116。

下面将更详细地描述该对电极组件110中的一个。

电极组件110可包括第一电极板111、在第一方向上从第一电极板111延伸的第一未涂覆部分112、第二电极板115、在第二方向上从第二电极板115延伸的第二未涂覆部分116、以及位于第一电极板111和第二电极板115之间的隔板119。

第一电极板111可以通过在由铜或镍制成的金属箔形成的第一集流体113上涂覆诸如石墨或碳的第一活性物质114而形成，并且可以包括第一集流体113的朝第一端子130延伸和突出的第一未涂覆部分112(也就是，没有涂覆第一活性物质114的区域)。延伸和突出的第一未涂覆部分112可被定义为第一接线片。第一未涂覆部分112可通过用于制造电极组件110的卷绕工艺排列在预定位置，从而构成多接线片结构。第一未涂覆部分112被电连接到第一端子130，以用作第一电极板111和第一端子130之间的电流流动的路径。

第二电极板115可以通过在由铝制成的金属箔形成的第二集流体117上涂覆诸如过渡金属氧化物的第二活性物质118而形成，并且可以包括第二集流体117的朝第二盖板180延伸和突出的第二未涂覆部分116(也就是，没有涂覆第二活性物质118的区域)。延伸和突出的第二未涂覆部分116可被定义为第二接线片。第二未涂覆部分116可通过用于制造电极组件110的卷绕工艺排列在预定位置，从而构成多接线片结构。第二未涂覆部分116被电连接到第二盖板180，从而其可变为第二电极板115和第二端子140之间的电流流动的路径。

隔板119可以位于第一电极板111和第二电极板115之间，以防止在它们之间出现电短路并允许锂离子移动。由于隔板119具有比第一电极板111和第二电极板115稍微大的宽度，它可以分别在第一方向和第二方向上(也就是，页面的向上和向下)相比第一电极板111和第二电极板115突出得更远。因此，隔板119可以防止第一电极板111和第二电极板115在电极组件110的第一方向和第二方向上与壳体120、第一盖板150和/或第二盖板180直接接触。

以这样的方式，第一电极板111可以用作负电极，第二电极板115可以用作正电极，或反之亦然。

另外，电极组件110可包括彼此平行定位并被堆叠在一起的至少一个至四个电极组件。

壳体120容纳电极组件110与电解质溶液。换句话说，壳体120可具有面向彼此的一对长边121以及连接到长边121并面向彼此的一对短边122，以在其中限定空间。因此，六面体的电极组件110可被容纳在壳体120内。壳体120可由诸如铝、铝合金或镀镍钢的导电金属形成，并且也可以被限定为罐。壳体120的顶端和底端可最终由第一盖板150和第二盖板180封闭。

第一端子130的下部区域可以被连接到第一未涂覆部分112，第一端子130的上部区域可被延伸到壳体120的外部。换句话说，第一端子130可以以绝缘状态被联接到第一盖板150，第一未涂覆部分112可被连接到第一端子130的下部区域，第一端子130的上部区域可以以基本上六面体形状位于第一盖板150上。在一个实施例中，第一端子130可以包括下端子板131、导电销132和上端子板133。下端子板131可以被电连接到第一未涂覆部分112，并且可以被联接到导电销132。另外，下端子板131可通过下绝缘构件134与第一盖板150电绝缘。导电销132可以向上延伸穿过第一盖板150，并可以在其被联接到上端子板133之后被铆接。在一个实施例中，导电销132可以由密封衬垫135覆盖，以便然后与第一盖板150绝缘。另外，上端子板133可通过上绝缘构件136与第一盖板150绝缘。在实施例中，下端子板131可以由铜或镍制成，上端子板133可以由铝或铝合金制成，导电销132可以由铜、镍、铝或铝合金制成。

第二端子140可以位于与第一端子130隔开的区域。具体地说，第二端子140可具有与第一端子130相似的形状，并且可以被电连接到第一盖板150。在实施例中，第二端子140可以通过超声焊接、激光焊接或点焊被连接到第一盖板150。第二端子140可以由铝或铝合金制成。

在本发明的一个实施例中，第一端子130可以与第一盖板150电绝缘，而第二端子140可被电连接到第一盖板150。

第一盖板150可以在第一方向上封闭壳体120，第一端子130可以以绝缘状态与其联接，第二端子140可以与其电联接。例如，第一盖板150可以被超声波焊接、激光焊接或点焊接到壳体120的顶端，从而封闭壳体120的顶部并允许第一端子130和第二端子140以更紧固的方式定位。第一盖板150可以包括与壳体120基本相同的材料，例如诸如铝、铝合金或镀镍钢的导电金属。另外，第一盖板150可进一步包括形成在基本***区域并具有相对小的厚度的安全孔150a，其中安全孔150a被配置为当壳体120的内部压力由于过度充电而上升时破裂以释放内部气体。

第一保持器160位于电极组件110和第一盖板150之间，以防止电极组件110在壳体120内过度上下移动。第一保持器160可以由不与电解质溶液反应的材料制成，材料选自由聚丙烯、聚乙烯、三元乙丙(EPDM)橡胶以及它们的等价物组成的组中，但本发明的方面不限于此。另外，第一保持器160可以被弹性定位在电极组件110和第一盖板150之间，例如通过被多次折叠。

第二保持器170可以被安装在电极组件110和第二盖板180之间。因为第二保持器170被安装在电极组件110和第二盖板180之间，其可以防止在电极组件110和第二盖板180之间出现电短路。在一个实施例中，通孔可以被形成在第二保持器170中，以允许第二未涂覆部分116穿过通孔。第二保持器170可以由从由聚丙烯、聚乙烯、EPDM橡胶和它们的等价物组成的组中选择的材料，但本发明的方面不限于此。

第二盖板180可在第二方向上封闭壳体120，并且可以覆盖第二保持器170。换句话说，第二盖板180被超声波焊接、激光焊接或点焊接到壳体120的底端，从而封闭壳体120的底部。第二盖板180可以基本上由与壳体120相同的材料制成，例如诸如铝、铝合金或镀镍钢的导电金属。

在一个实施例中，第一盖板150可以进一步包括用于注入电解质溶液的注入孔155。注入孔155可以由球156密封。此外，注入孔155和球156可以进一步由第二端子140密封。换句话说，注入孔155可以主要由球156密封，其次由第二端子140的焊接区域143a密封，然后第三由位于第一盖板150上的第二端子140密封。

因此，根据本发明的可再充电电池100被配置为使得第二端子140和第一盖板150的注入孔155彼此联接，由此提供与常规的可再充电电池不同的实现三重密封而不使用单独的密封销并具有提高的机械强度的可再充电电池100。

在下文中，将更详细地描述第二端子140(将被称为端子板)、第一盖板150(将被称为盖板150)和注入孔155的联接关系和组装方法。

图2A和图2B是示出了图1A和图1B中所示的可再充电电池100的端子板140和注入孔155的剖视图。

如图2A和图2B所示，根据本发明的一个实施例的可再充电电池100包括盖板150，其包括注入孔155和被联接到注入孔155的球156。另外，根据本发明的一个实施例的可再充电电池100被配置为使得注入孔155和球156由端子板140覆盖。

在一个实施例中，端子板140被焊接到盖板150的在注入孔155之外的区域，由此将端子板140固定到盖板150。

盖板150包括面向电极组件110的基本上为平坦的第一表面151以及与第一表面151相对并面向端子板140的基本上为平坦的第二表面152。另外，盖板150包括从第一表面151向电极组件110突出的第一突出部分153和从第二表面152向端子板140突出的第二突出部分154。在一个实施例中，第二突出部分154之间的距离大于第一突出部分153之间的距离。在一个实施例中，球156被联接到第一突出部分153之间的空间，端子板140被联接到第二突出部分154之间的空间，这将在下面进一步描述。

注入孔155包括中心地形成在第一突出部分153之间的通孔155a以及形成在第二表面152中并连接到通孔155a的凹部155b。在一个实施例中，通孔155a的直径小于凹部155b的直径，使得电解质溶液能够容易地经其注入。

球156被联接到通孔155a以然后被固定。球156可以包括例如金属芯和涂覆在金属芯的表面上的树脂。金属芯可以是例如铝，树脂可以是例如聚四氟乙烯。

因此，当球156被联接到通孔155a时，通孔155a由围绕金属芯的树脂密封。因此，电解质溶液不会通过通孔155a泄漏到外部。另外，由于树脂不与电解质溶液反应，即使随着时间流逝也可以防止电解质溶液的泄漏。以这种方式，注入孔155可以主要由球156密封。

在一个实施例中，端子板140可以包括多个弯曲区域，这将在下面详细描述。

端子板140包括与形成在盖板150中的凹部155b的底表面接触的圆形平坦的第一区域141。平坦的第一区域141接触凹部155b的底表面，从而防止球156偏离到外部。

另外，端子板140包括被成形为从第一区域141向上延伸的圆环并与凹部155b的侧表面接触的倾斜的第二区域142。

此外，端子板140包括被成形为从第二区域142延伸的圆环并与盖板150的第二表面152接触的平坦的第三区域143。

第三区域143可以进一步包括例如焊接区域143a。具体地说，第三区域143可进一步包括其中第三区域143被焊接和联接到盖板150的第二表面152的焊接区域143a。以这种方式，注入孔155可以其次由焊接区域143a密封。

另外，端子板140包括被成形为远离第三区域143和盖板150的第二表面152向上延伸的圆环的倾斜的第四区域144。如上所述，第一区域141、第二区域142、第三区域143、焊接区域143a和第四区域144限定端子板140的外部空间148。焊接工具可以经由外部空间148容易地定位为靠近第三区域143。

另外，端子板140包括从第四区域144向外延伸并被焊接到汇流条的基本上为矩形的第五区域145。第五区域145基本上与盖板150的第一表面151平行。另外，由于汇流条被焊接到平坦的第五区域145，多个可再充电电池100可以彼此串联或并联连接。

另外，端子板140包括被成形为从第五区域145延伸并越来越接近盖板150的第二表面152的基本上为矩形环的平坦的第六区域146。因此，第四区域144、第五区域145和第六区域146限定端子板140的内部空间149，因而降低了端子板140的总重量。

另外，端子板140包括从第六区域146延伸并与盖板150的第二表面152接触的平坦的第七区域147。此外，槽147a可以被形成在第七区域147中，第二突出部分154可被联接到槽147a。此外，由于第七区域147和第二突出部分154可以彼此焊接，端子板140可以被更牢固地固定到盖板150。

在一个实施例中，端子板140的第一区域141至第七区域147可具有类似的厚度或相同的厚度，并且可以被配置为多次弯曲。换句话说，端子板140可具有多个弯曲部分，而不是块部分，从而可以提供外部空间148和内部空间149。因此，端子板140的总重量被降低，第一区域141接触凹部155b的底表面，第二区域142接触凹部155b的侧表面，第三区域143和第七区域147接触盖板150的第二表面152，从而允许注入孔155被三重密封。

如上所述，根据本发明，端子板140被联接到盖板150的注入孔155，从而提供了可以进行三重密封不需要单独的密封销并且具有用提高的机械强度联接到注入孔155的端子板140的可再充电电池100。

例如，注入孔155主要由球156密封，其次由在端子板140和盖板150之间的焊接区域143a密封，第三由在端子板140和盖板150之间的接触区域密封，从而能够实现注入孔155的三重密封并最终呈现了提高的密封性能。

另外，由于注入孔155完全由端子板140覆盖，注入孔155的机械强度可被增加。此外，由于注入孔155和端子板140被形成为在一个区域中空间上彼此重叠，可再充电电池的空间利用效率可以得到提高。

图3A至图3D是示出了根据本发明的一个实施例的可再充电电池的组装方法的剖视图。

如图3A所示，在电解质溶液通过被提供在盖板150中的注入孔155充分地注入到壳体中之后，球156被联接到注入孔155，从而密封注入孔155。换句话说，随着球156通过强制注入法或干涉配合被联接到注入孔155的通孔155a，构成球156的金属芯和/或树脂可以被改变，从而允许球156完全封闭通孔155a。因此，注入孔155或通孔155a主要由球156密封。

此外，如图3B所示，端子板140被安装在被提供在盖板150中的注入孔155中。在一个实施例中，端子板140的第一区域141被安装在注入孔155的凹部155b的底表面155上以及球156上，第二区域142被安装在凹部155b的侧表面上，第三区域143和第七区域147被安装在盖板150的第二表面152上。此外，第七区域147的槽147a和盖板150的第二突出部分154彼此联接。

接着，如图3C所示，端子板140的第三区域143通过例如激光束被焊接到盖板150的第二表面152。在一个实施例中，由于第三区域143被成形为基本上圆形平面，经受激光束的焊接区域143a也可以具有被成形为基本上圆环的平面。因此，注入孔155其次由圆环状的焊接区域143a密封。

此外，由于端子板140的第三区域143和第七区域147接触盖板150的第二表面152，注入孔155可以第三由接触区域密封。

如图3D所示，在一些情况下，盖板150的第二突出部分154和端子板140的第七区域147通过激光束被彼此焊接，从而形成另一焊接区域147b。端子板140与盖板150之间的联接力能够由于焊接区域147b进一步得到增加，注入孔155的密封性能可进一步得到提高。

尽管已经参考其示例性实施例特别示出和描述了本发明的可再充电电池，但是本领域普通技术人员将理解，可以在不背离如下面的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下在本文中对形式和细节进行各种修改。

Claims (11)

1.一种可再充电电池，包括：

电极组件；

容纳所述电极组件的壳体；

覆盖所述壳体并包括由球密封的注入孔的盖板；和

覆盖所述注入孔和所述球的端子板。

2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述端子板被焊接到所述盖板的在所述注入孔之外的区域。

3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述盖板包括：第一表面，该第一表面是平坦的并面向所述电极组件；第二表面，该第二表面是平坦的、与所述第一表面相对定位并面向所述端子板；从所述第一表面朝所述电极组件突出的第一突出部分；以及从所述第二表面朝所述端子板突出的第二突出部分。

4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述注入孔包括中心地形成在所述第一突出部分中的通孔以及形成在所述第二表面中并连接到所述通孔的凹部。

5.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中所述球被联接到所述通孔。

6.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中所述端子板包括：接触所述凹部的底表面的平坦的第一区域；从所述第一区域延伸并接触所述凹部的侧表面的倾斜的第二区域；从所述第二区域延伸并接触所述盖板的所述第二表面的平坦的第三区域；远离所述第三区域和所述盖板的所述第二表面延伸的倾斜的第四区域；从所述第四区域延伸并被焊接到汇流条的平坦的第五区域；从所述第五区域并朝所述盖板的所述第二表面延伸的平坦的第六区域；以及从所述第六区域延伸并接触所述盖板的所述第二表面的平坦的第七区域。

7.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中槽形成在所述端子板的所述第七区域中，并且其中所述盖板的所述第二突出部分被联接到所述槽。

8.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中所述端子板的所述第七区域被焊接到所述第二突出部分。

9.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中所述端子板的所述第三区域被焊接到所述盖板的所述第二表面的一个区域。

10.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中所述端子板的所述第四区域、所述第五区域和所述第六区域限定一空间。

11.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述球包括金属芯和涂覆在所述金属芯的表面上的树脂。