CN218005146U - 电池、包括它的电池组及汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的一个实施例提供圆筒形二次电池、包括它的电池组及汽车。圆筒形二次电池包括：电极组件，其通过第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取来定义芯部和外周面，上述第一电极和第二电极沿着卷取方向分别包括未涂布活性物质层的第一无涂层部和第二无涂层部；电池壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组件；盖，其具备排气部，覆盖上述开放部，并与上述电池壳及第一无涂层部电连接，其中，该排气部具有比周边区域薄的厚度；及电池端子，其贯通上述电池壳的一个面，与上述第二无涂层部电连接。

Description

电池、包括它的电池组及汽车
技术领域
本实用新型涉及电池、包括它的电池组及汽车。更具体地，本实用新型涉及具备覆盖电池壳的一侧开放部的盖能够同时实现作为排气设备的功能及作为CID(currentinterruption device：电流切断装置)的功能的结构的电池、包括其的电池组及汽车。
背景技术
通常，在利用电池而制作电池组的情况下，通常将多个圆筒形电池竖立而配置在壳体内，并将圆筒形电池的上端和下端分别用作阳极端子及阴极端子而将多个圆筒形电池彼此之间电连接。
这是因为，在圆筒形电池中，收纳于电池壳的内部的电极组件的阴极无涂层部向下方延长而与电池壳的底面电连接，阳极无涂层部向上方延长而与盖电连接。即，在圆筒形二次电池中，通常电池壳的底面被用作阴极端子，覆盖电池壳的上端开放部的盖被用作阳极端子。
但是，这样在圆筒形电池的阳极端子和阴极端子位于彼此相反的一侧的情况下，用于将多个圆筒形电池电连接的母线等电连接部件均需要应用于圆筒形电池的上部和下部。由此，电池组导致电连接结构复杂。
不仅如此，在这样的结构中，用于绝缘的部件及用于确保防水性的部件等需要单独应用于电池组的上部和下部，因此导致所应用的部件数的增加及结构的复杂化。
因此，需要研发将阳极端子和阴极端子应用于相同的方向的结构的圆筒形电池，以实现圆筒形电池的电连接结构的简单化。同时，在具备这样的结构的圆筒形电池中，在形成有阳极端子和阴极端子的一个方向上，为了形成阳极端子和阴极端子而导致多个部件集中。因此，随着内压的增加而用于排气的结构及在发生过电流时用于切断电流的结构需要形成在与设置有阳极端子和阴极端子的方向相反的一侧。
实用新型内容
实用新型要解决的课题
本实用新型是为了解决如上述的问题而研发的，本实用新型的目的在于使覆盖电池壳的开放部的盖同时执行作为排气设备的功能及作为CID(current interruptiondevice：电流切断装置)的功能。
此外，本实用新型的目的在于将多个电池的电连接结构简单化。
并且，本实用新型的目的在于在将多个电池电连接时，充分确保用于电连接的部件和电池之间的接合面积。
本实用新型要解决的技术问题并不限于上述的技术问题，本领域技术人员通过下面记载的实用新型内容能够明确理解未提及的其它技术问题。
解决技术课题的手段
为了解决上述的课题，本实用新型的一个实施例的电池，其包括：电极组件，其通过第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取来定义芯部和外周面，上述第一电极和第二电极沿着卷取方向分别包括未涂布活性物质层的第一无涂层部和第二无涂层部；电池壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组件；盖，其具备排气部，覆盖上述开放部，并与上述电池壳及第一无涂层部电连接，其中，该排气部具有比周边区域薄的厚度；及电池端子，其贯通上述电池壳的一个面，与上述第二无涂层部电连接。
上述电池壳通过上述盖与上述第一无涂层部电连接。
上述盖具备用于与上述第一无涂层部电连接的连接部。
上述排气部以闭环连续形成，上述连接部位于上述闭环内。
上述排气部具备形成于上述盖的外侧面及内侧面中的至少任一个面上的槽形态。
上述电池端子通过位于上述开放部的相反侧的上述电池壳的闭塞部向上述电池壳的外侧露出。
上述电池端子贯通上述闭塞部的中心部。
上述电池端子与上述电池壳电绝缘。
上述电池还包括与上述第一无涂层部结合的第一集电体。
上述第一集电体与上述盖电连接。
上述第一集电体和上述盖通过引线接头电连接。
上述引线接头具有比上述第一集电体与上述盖之间的距离更长的长度。
上述电池还包括与上述第二无涂层部结合的第二集电体。
上述第二集电体与上述电池端子结合。
上述电池还包括介于上述盖与上述电池壳之间的密封垫片。
上述电池壳具有：上述电池壳的外周面周围压入而形成的卷边部；及压接部，其在上述卷边部的下方，由定义上述开放部的末端以包围上述盖的边缘的方式延长及弯折而成。
上述密封垫片介于形成有上述卷边部的区域中除了上述盖和上述电池壳接触的区域之外的剩余区域。
上述电池壳具有：上述电池壳的外周面周围压入而形成的卷边部；及压接部，其在上述卷边部的下方，由定义上述开放部的末端以包围上述盖的边缘的方式延长及弯折而成。
上述第一集电体的边缘通过上述卷边部支承。
彼此相对的上述第一集电体的边缘与上述电池壳的卷边部之间夹有绝缘层。
上述绝缘层是形成于上述第一集电体或上述卷边部中的任意一个的表面的绝缘涂层。
上述电池还包括对上述电极组件的与上述盖相对的下表面进行覆盖的绝缘子。
上述绝缘子在与形成于上述电极组件的卷取中心的孔对应的位置具有孔。
上述第一集电体和上述盖通过引线接头电连接，上述绝缘子具有用于上述引线接头通过的孔。
上述无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组件的卷取方向分割而成的多个分切片,上述分切片沿着上述电极组件的半径方向捆箍。
捆箍后的多个分切片沿着上述半径方向重叠为多层。
上述电极组件具有焊接目标区域，该焊接目标区域是上述第一无涂层部的上述分切片的重叠数沿着上述电极组件的半径方向维持恒定的区域，上述第一集电体在上述焊接目标区域与上述第一无涂层部结合。
上述第二无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组件的卷取方向分割而成的多个分切片,上述分切片沿着上述电极组件的半径方向捆箍。
捆箍后的多个分切片沿着上述半径方向重叠为多层。
上述电极组件具有焊接目标区域，该焊接目标区域是上述第二无涂层部的上述分切片的重叠数沿着上述电极组件的半径方向维持恒定的区域，上述第二集电体在上述焊接目标区域与上述第二无涂层部结合。
在阳极与阴极之间测量的电阻为4豪欧(miliohm)以下。
对上述电池的直径除以高度的形状系数之比大于0.4。
另外，本实用新型的一个实施例的电池组包括本实用新型的一个实施例的多个电池。
多个上述电池以规定数的列进行排列，各个上述电池的上述电池端子和电池壳的闭塞部的外部面以朝向上部的方式配置。
上述电池组包括将多个上述电池串联及并联连接的多个母线，上述多个母线配置于上述电池的上部。此时，各个上述母线包括：在相邻的电池的电池端子之间延长的主体部；向上述主体部的一侧方向延长而与位于上述一侧方向的电池的电池端子电连接的多个第一母线端子；及向上述主体部的另一侧方向延长而与位于上述另一侧方向的电池的电池壳的闭塞部的外部面电连接的多个第二母线端子。
用于解决上述课题的本实用新型的一个实施例的汽车包括如上所述的本实用新型的一个实施例的电池组。
实用新型效果
根据本实用新型，覆盖电池壳的开放部的盖能够同时执行作为排气设备的功能及作为CID(current interruption device：电流切断装置)的功能。
此外，根据本实用新型，可在电池的长度方向的一侧实现多个电池的电连接，因此能够将电连接结构简单化。
并且，根据本实用新型，能够充分确保用于进行电连接的部件和电池之间的接合面积，由此能够减少电阻，充分确保结合强度。
除此之外，本实用新型的效果不限于上述效果，本领域技术人员通过下面的说明可清楚地理解在此未提及的其他效果。
附图说明
在本说明书中所附的下面的附图中举例示出本实用新型的优选实施例，起到与后述的实用新型的详细说明一起进一步解释本实用新型的技术思想的作用，因此不应该将本实用新型解释为仅限于这些附图中示出的范围。
图1是示出本实用新型的一个实施例的圆筒形二次电池的外观的图。
图2是示出本实用新型的一个实施例的圆筒形二次电池的内部结构的截面图。
图3是示出电池的下部结构的截面图，用于说明在本实用新型的电池中，第一集电体和电池壳接触的情况下可能发生的问题的图。
图3a和图3b是示出本实用新型的一个实施例的电池的下部结构的部分截面图。
图4是示出本实用新型的一个实施例的电池的底面的图。
图5是用于对设于本实用新型的盖上的连接部和排气部的位置关系及排气部的形态进行说明的概念图。
图6是示出本实用新型的一个实施例的圆筒形电池的上部结构的部分截面图。
图7是示出形成有分切片的电极组件的图。
图8及图9是示出应用于本实用新型的集电体和电极组件的无涂层之间的结合结构的图。
图10是示出本实用新型的一个实施例的多个圆筒形电池利用母线来串联及并联连接的状态的上部俯视图。
图11是示出本实用新型的一个实施例的电池组的概略图。
图12是示出本实用新型的一个实施例的汽车的概念图。
(符号说明)
5：汽车
3：电池组
2：组壳体
1：电池
10：电极组件
C：卷取中心
11：第一无涂层部
12：第二无涂层部
F：分切片
20：电池壳
T1：第一电极端子
21：卷边部
22：压接部
30：盖
31：排气部
40：电池端子
T2：第二电极端子
50：第一集电体
L：引线接头
60：密封垫片
70：绝缘垫片
80：第二集电体
90：绝缘子(第一绝缘子)
IS：绝缘子(第二绝缘子)
CL：绝缘层
具体实施方式
下面，参照附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。在进行说明之前，对于本说明书及权利要求书中使用的术语和单词不应该限定在通常的含义或者词典中的含义中解释，鉴于为了以最佳的方法说明自身的实用新型，实用新型人可以适当地定义术语概念的原则，应该解释为符合本实用新型技术思想的含义以及概念。
因此，本说明书中记载的实施例和附图中所示的结构仅为本实用新型的最优选的一部分实施例，并非代表本实用新型的所有技术思想，因此在申请本实用新型的时点应该存在能够代替这些的各种均等物和变形例。
另外，为了有助于实用新型的理解，附图并非是实际比例尺示出的，而可能会将部分结构要素的比例尺寸夸张示出。另外，互不相同的实施例中同一结构要素可能会附加同样的参考编号。
两个比较对象相同是指“实质地相同”。由此，“实质上相同”可包含具有本领域认为低偏差，例如5％以内的偏差的情况。另外，在规定领域某个参数均匀是指平均观点上均匀。
虽然，第一、第二等多个结构要素是为叙述而使用的，但是这些结构要素显然不受这些用语限制。这些用语只是为了将一个结构要素与其他结构要素区别开而使用的，在无特别相反记载的前提下，第一结构要素当然可以是第二结构要素。
在说明书整体，在无特别相反记载的前提下，各结构要素当然可以是单个，也可以是多个。
在结构要素的“上述(或下部)”或结构要素的“上(或下)”配置任意结构不仅表示任意结构与上述结构要素的上表面(或下表面)相接而配置，还表示在上述结构要素与配置于上述结构要素上(或下)的任意结构之间夹有其他结构。
另外，记载为某个结构要素与其他结构要素“连接”、“结合”或“接入”时，上述结构要素可以彼此直接连接或接入,但应理解为在各结构要素之间“夹有”其他结构要素，或各结构要素通过其他结构要素“连接”、“结合”或“接入”。
在说明书整体，“A及/或B”在无特别相反记载的前提下，指A、B或A及B，“C至D”在无特别相反记载的前提下，指C以上且D以下。
参照图1至图3b及图6，本实用新型的一个实施例的电池1例如是圆筒形电池。上述圆筒形电池1包括电极组件10、电池壳20、盖30及电池端子40。上述圆筒形电池1除了上述的构成要件之外，还包括第一集电体50及/或密封垫片60及/或绝缘垫片70及/或第二集电体80及/或绝缘子(第一绝缘子)90。本实用新型不受电池形状的限制，也可以应用于其他形状的电池、例如各形电池。
上述电极组件10具备第一无涂层部11及第二无涂层部12。上述电极组件10包括具备第一极性的第一电极板、具备第二极性的第二电极板及介于第一电极板与第二电极板之间的分离膜。上述第一电极板为阳极板或阴极板，第二电极板相当于具备与第一电极板相反的极性的电极板。
上述电极组件10例如具备凝胶卷(jelly-roll)形状。即，上述电极组件10是卷取将第一电极板、分离膜、第二电极板依次层叠至少一次而形成的层叠体而制得的。这样的凝胶卷型电极组件10具有形成于卷取中心部C而沿着高度方向(与Z轴并排的方向)延长的卷取中心孔。另外，在上述电极组件10的外周面上为了与电池壳20之间绝缘而具备追加的分离膜。
上述第一电极包括第一导电性材质及涂布在第一导电性材质的一个面或两面上而形成的第一电极活性物质。在上述第一导电性材质的宽度方向(与Z轴并排的方向)的一侧端部存在未涂布第一电极活性物质的第一无涂层部。上述第一无涂层部以第一电极展开的状态为基准时，具有沿着第一电极的长度方向从一侧端部延长至另一侧端部的形状。上述第一无涂层部11被用作第一电极极耳。上述第一无涂层部11设置于电极组件10的一个面上。更具体为，上述第一无涂层部11在收纳于电池壳20内的电极组件10的高度方向(与Z轴并排的方向)上设置于下部。
上述第二电极包括第二导电性材质及涂布在第二导电性材质的一个面或两面上而形成的第二电极活性物质。在上述第二导电性材质的宽度方向(与Z轴并排的方向)上的另一侧端部存在未涂布第二电极活性物质的无涂层部。上述第二无涂层部以第二电极展开的状态为基准时，具有沿着第二电极的长度方向从一侧端部延长至另一侧端部的形状。上述第二无涂层部12被用作第二电极极耳。上述第二无涂层部12配置于电极组件10的另一个面上。更具体为，上述第二无涂层部12在收纳于电池壳20内的电极组件10的高度方向(与Z轴并排的方向)上设置于上部。
即，上述第一无涂层部11和第二无涂层部12沿着电极组件10的高度方向(与Z轴并排的方向)，即圆筒形电池1的高度方向以彼此相反的方向延长突出并向分离膜的外部露出。
另外，参照图7，上述第一无涂层部11和/或第二无涂层部12的至少一部分包括沿着电极组件10的卷取方向分割的多个分切片F。此时，上述分切片沿着上述电极组件的半径方向捆箍。捆箍后的上述多个分切片重叠为多层。此时，后述的第一集电体50和/或第二集电体80结合到多个分切片F重叠为多层的区域。
另外，上述电极组件10具有焊接目标区域，该焊接目标区域是第一无涂层部11和/或第二无涂层部12的分切片F的重叠层数沿着电极组件10的半径方向维持恒定的区域。在这样的焊接目标区域，分切片F的重叠层数大致维持最大，因此有利于后述的第一集电体50与第一无涂层部11的焊接和/或第二集电体80与第二无涂层部12的焊接在焊接目标区域内实现。这是为了防止：在应用激光焊接时，为了焊接质量的提高而提高激光的输出的情况下，激光束贯通第一无涂层部11和/第二无涂层部12损伤电极组件10。上述第一集电体在上述焊接目标区域与上述第一无涂层部结合。另外，这是为了防止焊接飞溅物等杂质引入电极组件10的内部。
参照图1至图3b，上述电池壳20作为在下方形成有开放部的大致圆筒形的收纳体，由具备导电性的金属材质构成。上述电池壳20的侧面和上表面形成为一体。上述电池壳20的上表面即电池壳20的闭塞部的外部面具备大致扁平的形态。上述电池壳20通过形成于其高度方向(与Z轴并排的方向)上的一侧的开放部来收纳电极组件10，还收纳电解质。
上述电池壳20具备将其高度方向(与Z轴并排的方向)上的下端开放，将上端闭塞的形态。上述电池壳20具备形成于其下端部的卷边部21及压接部22。上述卷边部21形成于电极组件10的下部。上述卷边部21可以将电池壳20的外周面周围压入而形成。上述卷边部21例如防止具备与电池壳20的宽度(直径)对应的尺寸的电极组件10通过形成于电池壳20的下端的开放部而脱离，用作供盖30安装的支承部。另一侧面，上述卷边部21还被用作用于安装第一集电体50的支承部。即，上述第一集电体50的边缘通过卷边部21而得到支承。
上述压接部22形成于卷边部21的下部。上述压接部22具备在卷边部21的下方的定义电池壳20的开放部的末端以包围盖30的边缘的方式延长及弯折的形态。
但是，本实用新型的电池壳20可以不具备这样的卷边部21及/或压接部22。在这样的情况下，电极组件10的固定及/或盖30的固定及/或电池壳20的密封例如通过用作对电极组件10的止挡部的部件的追加应用及/或供盖30安装的结构物的追加应用及/或电池壳20与盖30之间的焊接等而实现。
另外，上述电池壳20具备与向下方延伸的第一无涂层部11相同的极性。上述电池壳20通过盖30而与第一无涂层部11电连接。关于上述电池壳20的极性，在对盖30进行说明时更详细地后述。
参照图2至图5，上述盖30覆盖形成于电池壳20的下端的开放部，与电池壳20及第一无涂层部11电连接。上述盖30是由具备导电性的金属材质构成的部件。上述盖30具备随着内压的增加而破裂来排出内部气体的排气部31及用于与第一无涂层部11电连接的连接部P。上述盖30在本实用新型的圆筒形电池1中因二次电池发生异常而导致内压增加时用作排气部件，并且在发生过电流时用作电流切断部件。
上述盖30通过焊接而结合到形成于电池壳20的下端的开放部。与此不同地，上述盖30通过后述的密封垫片60而固定到电池壳20的压接部22内。当然，在应用上述密封垫片60的情况下，为了进一步提高固定力并减少电阻，还可以并行通过焊接的固定。
上述盖30与电极组件10的第一无涂层部11电连接。上述电极组件10的第一无涂层部11直接结合到盖30的连接部P。与此不同地，上述电极组件10的第一无涂层部11通过后述的第一集电体50及/或引线接头L而结合到盖30的连接部P。
上述排气部31相当于在盖30中与周边区域相比刚性脆弱的区域。通过上述盖30的厚度调节而形成排气部31的情况下，排气部31相当于在盖30中与周边区域相比具备更薄的厚度的区域。例如，上述排气部31具备形成于盖30的外侧面及/或内侧面上的槽形态。在上述盖30在整体上由相同的材质构成的情况下，如果特定区域的厚度更薄，则在电池壳20的内压异常增大的情况下，厚度更薄的区域被破裂，并通过其部分而排出形成于内部的气体。当然，与此不同地，也可以通过与周边区域相比应用强度及/或熔点等更弱的材质的方式来形成排气部31。
如后述，本实用新型的一个实施例的圆筒形电池1具备在高度方向(与Z轴并排的方向)上的上部具备电池端子40的结构，由此上部的结构比下部的结构更复杂。因此，为了通过排气而排出内部气体，在构成圆筒形电池1的底面的盖30形成排气部31。
另外，上述排气部31以闭环而连续形成，连接部P位于这样的闭环内。即，从电极组件10的第一无涂层部11通过盖30而向电池壳20移动的电流必须经过排气部31。这是为了使上述盖30执行如上述的作为排气部件的功能之外，在发生过电流时还执行作为电流切断部件的功能。上述连接部P位于排气部31的闭环外侧的情况下，电流的路径不会通过排气部31，因此排气部31不能执行作为电流切断部件的功能。并且，即便上述连接部P位于排气部31所形成的环内，如图5所示，其环不能形成闭环，如果哪怕是一部分具备开放的形态，则从电极组件10向盖30传递的电流会通过开放的区域而流动，因此在这样的情况下，排气部31也不能执行作为电流切断部件的功能。
参照图1、图2及图6，上述电池端子40可以贯通位于形成于电池壳20的一侧的开放部的相反侧的闭塞部。上述电池端子40在电池壳20内与电极组件10的第二无涂层部12电连接。上述电池端子40既可以与第二无涂层部12直接结合，也可以通过后述的第二集电体80而与电极组件10电连接。上述电池端子40是由具备导电性的金属材质构成的部件。上述电池端子40与电池壳20电绝缘。
上述电池端子40和电池壳20之间的绝缘通过多种方式而实现。例如，可通过应用绝缘垫片70而实现绝缘。作为另一例，也可以通过在电池端子40及/或电池壳20的至少一部分上进行用于绝缘的涂布而实现绝缘。作为另一例，也可以在不进行用于绝缘的涂布等这样的处理或不应用另外的部件的情况下，以使电池端子40与电池壳20维持分开状态的方式将电池端子40牢牢地固定而实现绝缘。
上述电池端子40贯通电池壳20的上表面(与X-Y平面并排的面)的大致中心部。在上述电池端子40中，向电池壳20的内部嵌入的部分中的至少一部分通过焊接等而结合到电极组件10的第二无涂层部12或第二电极集电体80。并且，上述电池端子40的嵌入电池壳20的内部的部分中的至少一部分向电池壳20的上表面侧扭曲而实现铆接。即，本实用新型的电池端子40是贯通电池壳20而通过铆接来结合到电池壳20的内侧面上的铆钉类型的端子。
这样，本实用新型的圆筒形电池1中，具备与第一无涂层部11相同的极性的电池壳20的上表面即闭塞部的外部面被用作第一电极端子T1，具备与第二无涂层部12相同的极性的电池端子40被用作第二电极端子T2。因此，本实用新型的圆筒形电池1具备在高度方向的一侧具备一对电极端子T1、T2的结构，由此实现在将多个圆筒形电池1电连接时将全部电连接部件集中在一个方向上而配置的结构。这样的结构能够在电池组的制造中实现结构上的简单化，由此提高生产性及能量密度。
并且，本实用新型的圆筒形电池1在电池壳20的大致扁平的上表面中将除了电池端子40所占据的区域之外的剩余全部区域用作第一电极端子T1。因此，在将母线等的用于实现电连接的部件结合到第一电极端子T1时能够确保充分的结合面积，由此在应用大面积的母线时也能够容易实现结合，能够减少结合部位上的电阻。
参照图2及图3b，上述第一集电体50可以结合到电极组件10的高度方向(与Z轴并排的方向)上的下端。上述第一集电体50结合到第一无涂层部11。上述第一集电体50与盖30电连接。即，上述圆筒形电池1具备第一集电体50的情况下，电极组件10的第一无涂层部11通过第一集电体50而与盖30电连接。上述第一集电体50例如通过引线接头L而与盖30电连接。上述引线接头L可以是与第一集电体50一体地形成的部件，也可以是单独地形成而其一侧结合到第一集电体50且另一侧结合到盖30。参照图2及图3，图5，上述第一集电体50或引线接头L结合到盖30的连接部P，连接部P位于排气部31所形成的闭环内。这是为了使得通过第一集电体50与电池壳20之间的电流必须经由排气部31而过电流发生时通过排气部31进行迅速的过电流切断。
优选，上述引线接头L具有比第一集电体50与盖30之间的距离更长的长度。这是为了防止上述引线接头L的延长长度不足时因引线接头L导致排气部31的破断压力大于设计值。
另外，上述第一集电体50具有在与形成于电极组件10的卷取中心部C的孔对应的位置形成的集电体孔50a。上述集电体孔50a与形成于电极组件10的卷取中心C的孔连通，由此可以通过电极组件10的卷取中心孔***工具或使激光束通过而焊接位于第一集电体50的相反侧的第二集电体80和电池端子40。集电体孔50a除此之外还被用作用于电解液注入的通道。
参照图2至图3b，上述密封垫片60是为了提高由覆盖电池壳20的高度方向(与Z轴并排的方向)上的下端开放部的盖30实现的密封性而应用的部件。考虑到这样的功能，作为上述密封垫片60的材质，应用具备弹性的材质。上述密封垫片60的一部分介于电池壳20与盖30之间。如上述，上述电池壳20需要与盖30接触而实现电连接。因此，上述密封垫片60应该不能完全地切断电池壳20与盖30之间的接触。为此，上述密封垫片60在上述电池壳20的压接部22形成的区域介于盖30与电池壳20之间，且介于除了盖30与电池壳20接触的区域之外的剩余区域。
参照图1、图2及图6，上述绝缘垫片70介于电池壳20与电池端子40之间而防止具备彼此相反的极性的电池壳20和电池端子40彼此接触。并且，上述绝缘垫片70防止因电池端子40的应用而导致电池壳20的密封性下降。考虑到这样的功能，作为上述绝缘垫片70的材质，可应用具备绝缘性及弹性的材质。上述绝缘垫片70的一部分在电池端子40的铆接时向电池壳20的闭塞部的内侧面与电池端子40的凸缘部一起弯曲。由此，绝缘垫片70的一部分介于电池端子40的凸缘部与电池壳20的闭塞部的内侧面之间。
参照图6，上述第二集电体80结合到电极组件10的高度方向(与Z轴并排的方向)上的上端。由此，上述第二集电体80结合到第二无涂层部12。上述第二集电体80与电池端子40电连接。即，在上述圆筒形电池1具备第二集电体80的情况下，电极组件10的第二无涂层部12通过第二集电体80而与电池端子40电连接。上述第二集电体80与电池端子40直接结合。与此不同地，上述第二集电体80与上述的第一集电体50(参照图3)类似地，也可以通过引线接头(未图示)这样的另外的部件而与电池端子40电连接。在该情况下，上述引线接头既可以是与第二集电体80一体地形成的部件，也可以是与第二集电体80单独地形成而其一侧结合到第二集电体80，其另一侧结合到电池端子40。
另外，图8及图9示出了应用于本实用新型的集电体和电极组件的结合结构。
首先，参照图8，上述第二集电体80结合到第二无涂层部12的端部向与第二集电体80并排的反向弯折而形成的结合面上。上述第二无涂层部12与第二电极集电体80之间的结合例如通过激光焊接而实现。上述激光焊接既可以通过将第二集电体80的母材部分融化的方式而实现，也可以在第二集电体80与第二无涂层部12之间夹着用于进行焊接的焊料的状态下实现。在该情况下，上述焊料优选具备比第二集电体80及第二无涂层部12更低的熔点。
参照图9，上述第二集电体80结合到第二无涂层部12的端部向与第二集电体80并排的方向弯折而形成的结合面上。上述第二无涂层部12的弯折方向例如为朝向电极组件10的卷取中心C的方向。
在上述第二无涂层部11和/或第二无涂层部12具备这样弯折的形态的情况下，第二无涂层部11和/或沿着上述电极组件10的高度方向(与Z轴并排的方向)所占据的空间缩小，即电极组件10的高度(Z轴方向上的长度)减小，能够提高能量密度。
参照图6，上述绝缘子90介于电极组件10的上端与电池壳20的内侧面之间或结合到电极组件10的上部的第二集电体80与电池壳20的内侧面之间。上述绝缘子90具备以追加覆盖电极组件10的侧部的方式延长的形态。上述绝缘子90防止第二无涂层部12与电池壳20之间的接触或第二集电体80与电池壳20之间的接触。
本实用新型的圆筒形电池1具备配置于电极组件10的上部的绝缘子90的情况下，电池端子40在电池壳20的内部贯通绝缘子90而结合到第二集电体80或第二无涂层部12。
另外，如本实用新型的图3所示，在直接形成第一集电体50与电池壳20之间的接触的情况下，可执行本实用新型的盖30的过电流切断部件的功能。为了使得上述盖30执行过电流切断部件的功能，第一集电体50与电池壳20之间的电连接应该通过盖30实现。这是因为，从第一集电体50传递的电流通过形成于盖30的卷边部31才可切断在厚度比周边薄的排气部31产生因过电流的破断而切断过电流。
参照图3a及图3b，为了防止上述第一集电体50和电池壳20直接接触的现象，在第一集电体50和电池壳20之间夹有绝缘层CL和/或绝缘子(第二绝缘子)IS。
上述绝缘层CL介于彼此相对的第一集电体50与电池壳20的卷边部21之间。上述绝缘层CL例如是形成于第一集电体50和/或卷边部21中的任意一个表面的绝缘涂层。
上述绝缘子(第二绝缘子)覆盖与盖30相对的电极组件10的下表面。上述绝缘子IS还可以为了绝缘的可靠性而具有以介于彼此相对的第一无涂层部11和电池壳20的侧壁部的内侧面之间的方式延长的形态。上述绝缘子IS具有形成于与电极组件10的卷取中心C的孔对应的位置的孔。该孔被用作用于电解液的注入的通道和/或为了第二集电体80与电池端子40的焊接而***工具或使得激光束通过的通道。另外，上述绝缘子IS具有使得将第一集电体50和盖30电连接的引线接头L通过的孔。
上述的本实用新型的圆筒形电池1通过沿着无涂层部11、12的弯折形成的结合面的形成所致的焊接面积扩大、随着利用电池壳20的闭塞部的外部面结合母线所致的焊接面积扩大等具有电阻最小化的结构。阳极与阴极之间、电池端子40、T2与其周边的大致扁平的面T1之间的通过电阻测量仪测量的圆筒形电池1的AC电阻为适合急速充电的大约0.5豪欧至4豪欧，优选为大约1豪欧至4豪欧。
优选为，圆筒形电池例如是形状系数(定义为对圆筒形电池的直径除以高度的值，即直径Φ相对于高度H之比)大约大于0.4的圆筒形电池。
在此，形状系数是指表示圆筒形电池的直径及高度的值。优选为，圆筒形电池的直径大约为40mm至50mm，高度大约为60mm至130mm。本实用新型的一个实施例的圆筒形电池可以是例如46110电池,4875电池,48110电池,4880电池,4680电池。在表示形状系数的数值中，前两个数字表示电池的直径，剩余数字表示电池的高度。
形状系数的比超过0.4的圆筒形电池应用无盖结构的电极组件的情况下，弯折无涂层部时施加到半径方向的应力大而容易导致无涂层部撕碎。另外，在无涂层部的弯折表面区域焊接集电体时充分确保焊接强度并降低电阻，应在弯折表面区域充分增加无涂层部的层叠数。这样的要求条件可通过本实用新型的实施例(变形例)的电极和电极组件而实现。
本实用新型的一个实施例的电池是大约圆柱形的电池，其直径大约为46mm,其高度大约为110mm,形状系数的比大约为0.418。
另一实施例的电池是大约圆柱形的电池，其直径大约为48mm,其高度大约为75mm,形状系数的比大约为0.640。
另一实施例的电池是大约圆柱形的电池，其直径大约为48mm,其高度大约为110mm,形状系数的比大约为0.418。
另一实施例的电池是大约圆柱形的电池，其直径大约为48mm,其高度大约为80mm,形状系数的比大约为0.600。
另一实施例的电池是大约圆柱形的电池，其直径大约为46mm,其高度大约为80mm,形状系数的比大约为0.575。
以往，利用了形状系数的比大约为O.4以下的电池。即，以往，例如利用了1865电池,2170电池。在1865电池的情况下，其直径大约为18mm,其高度大约为65mm,形状系数的比大约为0.277。在2170电池的情况下，其直径大约为21mm,其高度大约为70mm,形状系数的比大约为0.300。
参照图10，多个圆筒形电池1利用母线150在圆筒形电池1的上部串联及并联连接。圆筒形电池1的数量可考虑到电池组的容量而增减。
在各圆筒形电池1中，电池端子50，T2具有阳极性，电池壳20的闭塞部的外部面T1具有阴极性。当然，也可以相反。
优选为，多个圆筒形电池1以多个列和行的形式配置。列是以地面为基准的上下方向，行是以地面为基准的左右方向。另外，为了使空间有效性最大化，可以配置为最密封装结构(closest packing structure)。最密封装结构在将露出到电池壳20的外部的电池端子60的中心彼此连接时，形成正三角形时形成。优选为，母线150配置于多个圆筒形电池1的上部，更优选为相邻的列之间。作为代替方案，母线150可以配置于相邻的行之间。
优选为，母线150将配置于同一列的电池1彼此并联连接，将配置于相邻的两列之间的圆筒形电池1彼此串联连接。
优选为，母线150为了串联及并联连接而包括主体部151、多个第一母线端子152及多个第二母线端子153。
上述主体部151在相邻的圆筒形电池1之间的电池端子之间，优选为圆筒形电池1的列之间延长。作为代替方案，上述主体部151沿着圆筒形电池1的列延长，且如Z形那样规则地弯折。
多个第一母线152从主体部151的一侧向各圆筒形电池1的电池端子50突出延长，与电池端子50电结合。第一母线端子152与电池端子50之间的电结合可通过激光焊接、超声波焊接等实现。另外，多个第二母线153从主体部151的另一侧与各圆筒形电池1的电池壳20的闭塞部的外部面T1电结合。上述第二母线端子153与外部面T1之间的电结合可通过激光焊接、超声波焊接等实现。
优选为，上述主体部151、多个第一母线端子152及多个第二母线端子153由一个导电性金属板构成。金属板例如为铝板或铜板，但本实用新型不限于此。在变形例中，上述主体部151、多个第一母线端子152及多个第二母线端子153以单独的条(piece)单位制作后通过彼此焊接等来结合。
本实用新型的圆筒形电池1中，具有阳极性的电池端子50和具有阴极性的壳20的闭塞部的外部面T1位于同一方向，因此利用母线150容易实现连接圆筒形电池1的电连接。
另外，圆筒形电池1的电池端子50和电池壳20的闭塞部的外部面T1的面积大，因此可充分确保母线150的结合面积来充分降低包括圆筒形电池1的电池组的电阻。
另外，参照图11，本实用新型的一个实施例的电池组3包括与如上述的本实用新型的一个实施例的多个圆筒形电池1电连接的二次电池集合体及收纳它的组壳体2。关于通过母线实现的多个电池1的电连接结构，已经在之前参照图10来例示说明过，此外，冷却单元、电力端子等部件为便利而省略了图示。
参照图12，本实用新型的一个实施例的汽车5例如为电动汽车，包括本实用新型的一个实施例的电池组3。上述汽车5从本实用新型的一个实施例的电池组3接收功率而进行动作。
以上，虽然以有限的实施例和附图说明了本实用新型，但本实用新型不限于此，本领域技术人员应该可以在本实用新型的技术思想和与下面记载的权利要求书等同的范围内进行各种修改及变形。

Claims (35)

1.一种电池，其特征在于，其包括：
电极组件，其通过第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为中心卷取来定义芯部和外周面，上述第一电极和第二电极分别沿着卷取方向包括未涂布活性物质层的第一无涂层部和第二无涂层部；
电池壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组件；
盖，其具备排气部，覆盖上述开放部，并与上述电池壳及第一无涂层部电连接，其中，该排气部具有比周边区域薄的厚度；及
电池端子，其与上述第二无涂层部电连接。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池壳通过上述盖而与上述第一无涂层部电连接。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述盖具备用于与上述第一无涂层部电连接的连接部。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
上述排气部以闭环连续形成，
上述连接部位于上述闭环内。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述排气部具备形成于上述盖的外侧面及内侧面中的至少任一个面上的槽形态。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池端子通过位于上述开放部的相反侧的上述电池壳的闭塞部向上述电池壳的外侧露出。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，
上述电池端子贯通上述闭塞部的中心部。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池端子与上述电池壳电绝缘。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池还包括与上述第一无涂层部结合的第一集电体。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体与上述盖电连接。
11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体和上述盖通过引线接头电连接。
12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，
上述引线接头具有比上述第一集电体与上述盖之间的距离更长的长度。
13.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池还包括与上述第二无涂层部结合的第二集电体。
14.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，
上述第二集电体与上述电池端子结合。
15.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池还包括介于上述盖与上述电池壳之间的密封垫片。
16.根据权利要求15所述的电池，其特征在于，
上述电池壳具有：
上述电池壳的外周面周围压入而形成的卷边部；及
压接部，其在上述卷边部的下方，由定义上述开放部的末端以包围上述盖的边缘的方式延长及弯折而成。
17.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，
上述密封垫片介于形成有上述卷边部的区域中除了上述盖和上述电池壳接触的区域之外的剩余区域。
18.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，
上述电池壳具有：
上述电池壳的外周面周围压入而形成的卷边部；及
压接部，其在上述卷边部的下方，由定义上述开放部的末端以包围上述盖的边缘的方式延长及弯折而成，
上述第一集电体的边缘通过上述卷边部支承。
19.根据权利要求18所述的电池，其特征在于，
彼此相对的上述第一集电体的边缘与上述电池壳的卷边部之间夹有绝缘层。
20.根据权利要求19所述的电池，其特征在于，
上述绝缘层是形成于上述第一集电体或上述卷边部中的任意一个的表面的绝缘涂层。
21.根据权利要求18所述的电池，其特征在于，
上述电池还包括对上述电极组件的与上述盖相对的下表面进行覆盖的绝缘子。
22.根据权利要求21所述的电池，其特征在于，
上述绝缘子在与形成于上述电极组件的卷取中心的孔对应的位置具有孔。
23.根据权利要求21所述的电池，其特征在于，
上述第一集电体和上述盖通过引线接头电连接，
上述绝缘子具有用于上述引线接头通过的孔。
24.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，
上述无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组件的卷取方向分割而成的多个分切片,
上述分切片沿着上述电极组件的半径方向捆箍。
25.根据权利要求24所述的电池，其特征在于，
捆箍后的多个分切片沿着上述半径方向重叠为多层。
26.根据权利要求25所述的电池，其特征在于，
上述电极组件具有焊接目标区域，该焊接目标区域是上述第一无涂层部的上述分切片的重叠数沿着上述电极组件的半径方向维持恒定的区域，
上述第一集电体在上述焊接目标区域与上述第一无涂层部结合。
27.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，
上述第二无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组件的卷取方向分割而成的多个分切片,
上述分切片沿着上述电极组件的半径方向捆箍。
28.根据权利要求27所述的电池，其特征在于，
捆箍后的上述多个分切片沿着上述半径方向重叠为多层。
29.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
上述电极组件具有焊接目标区域，该焊接目标区域是上述第二无涂层部的上述分切片的重叠数沿着上述电极组件的半径方向维持恒定的区域，
上述第二集电体在上述焊接目标区域与上述第二无涂层部结合。
30.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
在阳极与阴极之间测量的电阻为4豪欧以下。
31.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
对上述电池的直径除以高度的形状系数之比大于0.4。
32.一种电池组，其特征在于，其包括多个根据权利要求1至31中的任一项所述的电池。
33.根据权利要求32所述的电池组，其特征在于，
多个上述电池以规定数的列进行排列，
各个上述电池的上述电池端子和电池壳的闭塞部的外部面以朝向上部的方式配置。
34.根据权利要求32所述的电池组，其特征在于，
上述电池组包括将多个上述电池串联及并联连接的多个母线，
上述多个母线配置于上述电池的上部，
各个上述母线包括：
在相邻的电池的电池端子之间延长的主体部；
向上述主体部的一侧方向延长而与位于上述一侧方向的电池的电池端子电连接的多个第一母线端子；及
向上述主体部的另一侧方向延长而与位于上述另一侧方向的电池的电池壳的闭塞部的外部面电连接的多个第二母线端子。
35.一种汽车，其特征在于，其包括根据权利要求32所述的电池组。
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