CN102136558A

CN102136558A - 可再充电电池

Info

Publication number: CN102136558A
Application number: CN2011100098218A
Authority: CN
Inventors: 卞相辕; 金容三; 崔水石
Original assignee: SB LiMotive Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2031-01-11
Also published as: KR101042808B1; US20110183193A1; EP2348558A1; US20140079966A1; US8617737B2; US8846242B2; JP5204158B2; EP2348558B1; CN102136558B; JP2011154991A

Abstract

一种可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板和位于所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；电连接至所述第一电极板的第一集电板，所述第一集电板包括保险丝增强部件，该保险丝增强部件具有保险丝开口和从所述保险丝开口的周边突出的增强突起；容纳所述电极组件和所述第一集电板的壳体；以及连接至所述壳体并且包括盖板的盖组件。

Description

可再充电电池

技术领域

实施例涉及可再充电电池。

背景技术

与不是可再充电的一次电池不同的是，可再充电电池是可放电的并且是可再充电的。具有以组的形式包装的单电池的低容量电池通常用于诸如移动电话或可携式摄像机之类的小型可携式电子设备。具有数十个互连的电池组的大容量电池被广泛用作驱动混合车辆等的电动机的电源。

可再充电电池以诸如棱柱形状、圆柱形状等等之类的各种形状形成。可再充电电池通常包括：具有正极板、负极板以及位于正极板与负极板之间的隔板的电极组件；容纳电极组件以及电解液的壳体；以及具有电极端子并被安装在壳体上的盖组件。

过充电可能使可再充电电池过热，或者电解液的分解可能增加可再充电电池的内部压力以引起火花或爆炸。因此，想要具有用于提高稳定性的结构的可再充电电池。

发明内容

本发明的一方面提供一种包括集电板的可再充电电池，该集电板具有用作保险丝和保险丝增强的保险丝增强部件，从而提高稳定性。

根据至少一个实施例，一种可再充电电池包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板和位于所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；电连接至所述第一电极板的第一集电板，所述第一集电板包括保险丝增强部件，该保险丝增强部件具有保险丝开口和从所述保险丝开口的周边突出的增强突起；容纳所述电极组件和所述第一集电板的壳体；以及连接至所述壳体并且包括盖板的盖组件。

在实施例中，所述增强突起朝向所述盖组件或者朝向所述壳体突出。进一步，所述第一集电板可以包括：位于所述电极组件与所述盖组件之间的第一连接部件；以及从所述第一连接部件以一角度延伸并且接触所述第一电极板的未涂覆部的第一延伸部件，其中所述保险丝增强部件位于所述第一连接部件上或者位于所述第一延伸部件上。

在一个实施例中，所述保险丝增强部件位于所述第一连接部件上，接近所述第一连接部件和所述第一延伸部件的交叉处，或者位于所述第一延伸部件上，接近所述第一连接部件和所述第一延伸部件的交叉处。

进一步，在一个实施例中，第二集电板电连接至所述第二电极板，其中所述第二集电板包括保险丝增强部件，所述保险丝增强部件具有保险丝开口和从该保险丝开口的周边突出的增强突起。

在一个实施例中，所述盖组件包括：穿过所述盖板并且接触所述第一集电板的第一电极端子；以及穿过所述盖板并且接触所述第二集电板的第二电极端子，并且所述第一集电板的增强突起和所述第二集电板的增强突起朝向所述盖组件或所述壳体突出。另外，所述第一集电板可以接触所述盖板，并且所述盖组件可以包括穿过所述盖板并且接触所述第二集电板的电极端子。

在一个实施例中，所述盖组件包括：容纳于所述盖板上的短路孔中的凸起的可翻转的第一短路板；以及在所述壳体外部上电连接至所述第二集电板的第二短路板，所述第二短路板与所述盖板隔开并且覆盖所述短路孔。

附图说明

附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并且附图被合并并且构成本说明书的一部分。附图示出本公开的示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是示出根据实施例的可再充电电池的透视图；

图2是沿图1的线I-I’截取的剖面图；

图3是示出图2的第一集电板的透视图；

图4是示出图3的第一集电板的部分的局部剖面图；

图5是示出图3的第一集电板的部分的局部平面图；

图6是示出根据另一实施例的可再充电电池的剖面图；

图7是示出图6的第一集电板的透视图；

图8是示出图7的第一集电板的部分的局部剖面图；以及

图9是示出根据另一实施例的可再充电电池的剖面图。

具体实施方式

现在将参照附图对示例性实施例进行更充分的描述，不过这些实施例可以以不同形式来具体体现，并且不应该被解释成局限于此处所提出的实施例。而是，这些实施例被提供以使本公开全面和完整，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。

下文中将参照附图对实施例进行详细描述。

图1是示出根据实施例的可再充电电池的透视图。图2是沿图1的线I-I’截取的剖面图。图3是示出图2的第一集电板的透视图。图4是示出图3的第一集电板的部分的局部剖面图。图5是示出图3的第一集电板的部分的局部平面图。

参照图1和图2，根据当前实施例的可再充电电池100包电极组件10、第一集电板20、第二集电板30、壳体40和盖组件50。

电极组件10通过卷绕或堆叠具有薄板形状或薄膜形状的第一电极板11、隔板13和第二电极板12形成。第一电极板11可以用作正电极，第二电极板12可以用作负电极。

第一电极板11通过在由诸如铝箔之类的金属箔形成的第一电极集电体上涂诸如过渡金属氧化物之类的第一电极活性物质来形成，并且包括未被涂第一电极活性物质的第一电极未涂覆部11a。第一电极未涂覆部11a用作第一电极板11与第一电极板11外部之间电流流动的通路。第一电极板11的材料不局限于本公开内容所公开的材料。

第二电极板12通过在由诸如镍箔或铜箔之类的金属箔形成的第二电极集电体上涂诸如石墨或碳之类的第二电极活性物质来形成，并且包括未被涂第二电极活性物质的第二电极未涂覆部12a。第二电极未涂覆部12a用作在第二电极板12与第二电极板12外部之间流动的电流的通路。第二电极板12的材料不局限于本公开内容所公开的材料。

第一电极板11的极性和第二电极板12的极性可以彼此互换。

隔板13位于第一电极板11与第二电极板12之间，以防止短路并允许锂离子移动，并且隔板13可以形成为由聚乙烯、聚丙烯、它们的组合中之一形成的薄膜。不过，隔板13的材料不局限于本公开内容所公开的材料。

电极组件10的两端与分别连接至第一电极板11和第二电极板12的第一集电板20和第二集电板30连接。

第一集电板20由诸如铝之类的导电材料来形成，并且与从电极组件10的一端突出的第一电极未涂覆部11a接触，以使第一集电板20被电连接至第一电极板11。参照图2和图3，第一集电板20可以包括第一连接部件21、第一延伸部件23、第一端子开口24和第一保险丝增强部件25。

第一连接部件21被安装在电极组件10的上部与盖组件50的下部之间，并且具有板状。

第一延伸部件23从第一连接部件21的一端以一角度弯曲和延伸，并且以与第一电极未涂覆部11a实质上接触的板状来形成。第一连接部件21与第一延伸部件23的连接之外的拐角由‘C’来表示，并且第一连接部件21可以在拐角C处实质上垂直于第一延伸部件23。

第一端子开口24位于第一连接部件21的一侧处，并且给第一连接部件21提供了盖组件50的第一电极端子52被装配并连接至的空间。第一端子开口24位于第一连接部件21的与拐角C隔开的部分。

第一保险丝增强部件25位于电极组件10的上侧上的第一连接部件21上，以使第一保险丝增强部件25不接触电解液，从而防止电解液受到第一保险丝增强部件25所产生的热而着火。另外，第一保险丝增强部件25位于第一连接部件21的邻近拐角C的区域中，以使第一保险丝增强部件25不叠盖连接至第一端子开口24的第一电极端子52。在一个实施例中，第一保险丝增强部件25包括第一保险丝开口25a和第一增强突起25b。

第一保险丝开口25a位于第一连接部件21内。由于第一保险丝开口25a，省略第一保险丝开口25a所位于的第一连接部件21的材料的区域。在可再充电电池100中发生短路时，大量电流在可再充电电池100中流动，从而产生热并且熔化第一连接部件21的在第一保险丝开口25a周围的区域，以使第一保险丝开口25a用作被配置成切断电流流动的保险丝。在可再充电电池100被过充电以产生热并且使电解液分解并且可再充电电池100的内部压力大于设定压力时，可能通过将第一短路板60与第二短路板61相接触而引起短路。因此，由过充电引起的短路熔化第一连接部件21的接近第一保险丝开口25a的区域以防止电流流动，使得第一保险丝开口25a能够在诸如燃烧和爆炸之类的危险情况发生之前阻止可再充电电池100的充电或放电。

第一增强突起25b从第一保险丝开口25a的周边沿着大致朝向盖组件50的方向突出。第一增强突起25b加强第一保险丝开口25a所位于的区域。由于第一连接部件21的接近第一保险丝开口25a的区域对外部震动具有低的抗力，因此如果第一增强突起25b被移除，则第一连接部件21的接近第一保险丝开口25a的区域即使在短路未发生时也可能会由于外部震动而弯曲或断裂。第一增强突起25b的实质上垂直于拐角C的边与第一连接部件21的实质上垂直于拐角C的边缘之间的距离D可以从大约1mm变化到大约5mm。如果距离D小于大约1mm，则增强功能可以得到改进，不过保险丝功能可能相对降低，并且如果距离D大于5mm，则保险丝功能可以得到改进，不过增强功能可能相对降低。

第二集电板30由例如镍的导电材料形成，并且与从电极组件10的另一端突出的第二电极未涂覆部12a接触，以使第二集电板30电连接至第二电极板12。第二集电板30可以包括第二连接部件31、第二延伸部件33、第二端子开口34以及具有第二保险丝开口35a和第二增强突起35b的第二保险丝增强部件35。

由于第二集电板30与图3中所示的第一集电板20具有实质上相同的形状并且起实质上相同的作用，因此省略对它的描述。如同当前实施例中那样，如果第一集电板20包括用作保险丝的第一保险丝增强部件25，则第二保险丝增强部件35可以从第二集电板中30省略。另外，因为由例如铝形成的第一集电板20具有比由镍形成的第二集电板30的熔点低的熔点，因此第一集电板20可以更容易地用作保险丝。不过，如果第一集电板20的第一保险丝增强部件25没有起作用或操作，则第二集电板30的第二保险丝增强部件35能够维持保险丝功能并且在可再充电电池100中用作保险丝。可替换地，只有第二保险丝增强部件35可以被提供至第二集电板30，而第一保险丝增强部件25可以被省略。

壳体40由诸如被电镀以铝、铝合金或镍之类的钢的导电金属形成，并且具有被提供开口部分的近似六面体形状，其中可通过该开口部分插入并放置电极组件10、第一集电板20和第二集电板30。由于图2示出连接至盖组件50的壳体40，因此开口部分未被示出，不过壳体40的对应于盖组件50的边是实质上敞开的。壳体40的内部表面与电极组件10、第一集电板20、第二集电板30和盖组件50电绝缘。在一个实施例中，壳体40可以用作电极，例如正极。

盖组件50连接至壳体40。详细地说，盖组件50可以包括盖板51、第一电极端子52、第二电极端子53、垫圈54和螺母55。盖组件50可以进一步包括盖子56、通风板57、连接板58、上绝缘构件59、第一短路板60、第二短路板61和和下绝缘构件62。

盖板51密封壳体40的开口，并且可以由与壳体40相同的材料形成。盖板51可以具有与壳体40相同的极性。

第一电极端子52穿过盖板51，并且电连接至第一集电板20。第一电极端子52可以具有柱式形状。该柱式形状暴露于盖板51上侧的上部的外周边缘被提供有螺纹。该柱式形状位于盖板51下侧处的下部被提供有凸缘52a，以防止电极端子52与盖板51分开。第一电极端子52的柱式形状在凸缘52a的下侧处的部分被装配至第一集电板20的第一端子开口24中。第一电极端子52可以电连接至盖板51。

第二电极端子53穿过盖板51，并且电连接至第二集电板30。由于被提供有凸缘53a的第二电极端子53具有与第一电极端子52实质上相同的形状，因此省略对它的描述。第二电极端子53与盖板51是电绝缘的。

垫圈54由绝缘材料形成，并且位于盖板51与第一电极端子52和第二电极端子53中的每一个之间，以密封盖板51与第一电极端子52和第二电极端子53中的每一个之间的空间。垫圈54防止湿气进入可再充电电池100，并且防止存储在可再充电电池100中的电解液泄漏到外部。

沿着分别提供给第一电极端子52和第二电极端子53的螺纹连接螺母55，以将第一电极端子52和第二电极端子53分别固定至盖板51。

盖子56密封盖板51的电解液注入孔51a。通风板57接近盖板51的通风孔51b，并且包括槽口57a以允许通风板在设定压力下打开。

连接板58被配置成使得，连接板58被装配在第一电极端子52与盖板51之间，并且通过螺母55与盖板51和垫圈54紧密接触。连接板58将第一电极端子52电连接至盖板51。

上绝缘构件59被配置成使得，上绝缘构件59被装配在第二电极端子53与盖板51之间，并且与盖板51和垫圈54紧密接触。上绝缘构件59将第二电极端子53和盖板51绝缘。

第一短路板60在上绝缘构件59与盖板51之间被安装在盖板51的短路孔51c上。第一短路板60可以形成为可翻转板，该可翻转板包括朝向电极组件向下突出的凸起部件以及被固定至盖板51的边缘部件。在可再充电电池100被过充电并且内部压力大于设定压力时，第一短路板60被反转成远离电极组件向上突出。第一短路板60具有与盖板51相同的极性。

第二短路板61在上绝缘构件59上位于盖板51的外部上并且与盖板隔开，并且第二电极端子53被装配至第二短路板61中。第二短路板61延伸至覆盖短路孔51c，并且电连接至第二电极端子53。在可再充电电池100被过充电并且内部压力大于设定压力时，第二短路板61接触被反转成向上突出的第一短路板60以引起短路。在短路发生时，大量电流流动并且产生热，这导致第一保险丝增强部件25或第二保险丝增强部件35用作保险丝，从而提高可再充电电池100的稳定性。

下绝缘构件62位于盖板51与第一集电板20和第二集电板30中的每一个之间，以防止不必要的短路。

如上所述，可再充电电池100包括具有第一保险丝开口25a的第一保险丝增强部件25或者具有第二保险丝开口35a的第二保险丝增强部件35，以在由诸如过充电之类的状态引起短路时切断电流，从而提高电池的稳定性。

另外，可再充电电池100包括具有第一增强突起25b的第一保险丝增强部件25或者具有第二增强突起35b的第二保险丝增强部件35，以加强第一保险丝开口25a所位于的区域或者第二保险丝开口35a所位于的区域。因此，可再充电电池100防止第一保险丝开口25a所位于的区域或者第二保险丝开口35a位于的区域在短路发生之前受到外部震动而弯曲或断裂，从而防止丧失保险丝功能。

下文中，将根据另一实施例对可再充电电池进行描述。

图6是示出根据当前实施例的可再充电电池的剖面图。图7是示出图6的第一集电板的透视图。图8是示出图7的第一集电板的部分的局部剖面图。

除了第一集电板120的第一保险丝增强部件125的位置和第二集电板130的第二保险丝增强部件135的位置之外，根据当前实施例的可再充电电池200在配置和功能上与图2中所示的可再充电电池100实质上相同。因此，省略对可再充电电池200的与先前实施例相同配置的描述，并且现在主要描述第一集电板120的第一保险丝增强部件125和第二集电板130的第二保险丝增强部件135。

参照图6至图8，可再充电电池100包括电极组件10、第一集电板120、第二集电板130、壳体40和盖组件50。

参照图6和图7，第一集电板120可以包括第一连接部件21、第一延伸部件23、第一端子开口24和第一保险丝增强部件125。

第一保险丝增强部件125与图2和图3中所示的第一保险丝增强部件25类似，并且在功能上实质上相同。不过，第一保险丝增强部件125位于第一延伸部件23的与电解液处于最小接触的上部区域，也就是，邻近拐角C的区域。在一个实施例中，第一保险丝增强部件125包括穿过第一延伸部件23的第一保险丝开口125a以及从第一保险丝开口125a的周边向壳体40突出的第一增强突起125b。

第二集电板130可以包括第二连接部件31、第二延伸部件33、第二端子开口34和第二保险丝增强部件135。第二保险丝增强部件135包括第二保险丝开口135a和第二增强突起135b，并且在形状与功能上与第一保险丝增强部件125相同。

如上所述，可再充电电池200包括分别位于第一集电板120的第一延伸部件23和第二集电板130的第二延伸部件33处的、具有保险丝功能和增强功能的第一保险丝增强部件125和第二保险丝增强部件135，从而有效防止第一保险丝增强部件125和第二保险丝增强部件135分别与第一电极端子52和第二电极端子53的冲突。

下文中，将根据另一实施例对可再充电电池进行描述。

图9是示出根据当前实施例的可再充电电池的剖面图。

除了第一集电板220和盖组件250之外，根据当前实施例的可再充电电池300在配置和功能上与图2中所示的可再充电电池100相同。因此，省略对可再充电电池300的与先前实施例相同配置的描述，并且现在主要描述第一集电板220和盖组件250。

参照图9，可再充电电池300包括电极组件10、第一集电板220、第二集电板30、壳体40和盖组件250。

与图7中所示第一集电板120类似的是，第一集电板220包括第一连接部件21、第二延伸部件23和第一保险丝增强部件125。不过，第一集电板220与第一集电板120的不同在于，第一连接部件21直接接触盖组件250的盖板251。另外，图7中示出的第一端子开口24从第一集电板220中省略。第一集电板220的第一连接部件21与盖板251接触，并且它们具有相同极性。第一保险丝增强部件125位于第一延伸部件23上以方便第一连接部件21与盖板251之间的接触。

盖组件250与图2中所示的盖组件50类似之处在于，盖组件250包括第二电极端子53、位于第二电极端子53处的垫圈54和螺母55、盖子56、通风板57、上绝缘构件59、第一短路板60、第二短路板61和下绝缘构件62。不过，图2中所示的第一电极端子52、垫圈54、螺母55和连接板58从盖组件250中省略。因此，盖板251不同于图2的盖板51。

如上所述，根据当前实施例，图2的第一电极端子52从可再充电电池300中省略，并且包括第一保险丝增强部件125的第一集电板220与盖板251接触。因此，第一电极端子52所需要的配置被移除，以简化制造工艺并且减小制造成本，并且同时减小电极组件10与外部电子设备之间的电阻。

根据当前实施例的可再充电电池包括具有第一保险丝开口的第一保险丝增强部件或具有第二保险丝开口的第二保险丝增强部件，以在由诸如过充电之类的状态引起短路时切断电流，从而提高稳定性。

另外，根据当前实施例的可再充电电池包括具有第一增强突起的第一保险丝增强部件或者具有第二增强突起的第二保险丝增强部件，以加强第一保险丝开口所位于的区域或者第二保险丝开口所位于的区域。因此，可再充电电池防止第一保险丝开口所位于的区域或者第二保险丝开口所位于的区域在短路发生之前受到外部震动而弯曲或断裂，从而防止丧失保险丝功能。

此处已经公开了示例性实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅在广泛且描述性意义上被使用并解释，并不用于限制的目的。因此，本领域普通技术人员将理解的是，可以形式和细节上进行各种变化，而不偏离如同所附权利要求书提出的本公开的精神和范围。

Claims

1.一种可再充电电池，包括：

电极组件，包括第一电极板、第二电极板和位于所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；

电连接至所述第一电极板的第一集电板，所述第一集电板包括保险丝增强部件，该保险丝增强部件具有保险丝开口和从所述保险丝开口的周边突出的增强突起；

容纳所述电极组件和所述第一集电板的壳体；以及

连接至所述壳体并且包括盖板的盖组件。

2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述增强突起朝向所述盖组件或者朝向所述壳体突出。

3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一集电板包括：

位于所述电极组件与所述盖组件之间的第一连接部件；以及

从所述第一连接部件以一角度延伸并且接触所述第一电极板的未涂覆部的第一延伸部件，其中所述保险丝增强部件位于所述第一连接部件上或者位于所述第一延伸部件上。

4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述保险丝增强部件位于所述第一连接部件上，接近所述第一连接部件和所述第一延伸部件的交叉处。

5.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述保险丝增强部件位于所述第一延伸部件上，接近所述第一连接部件和所述第一延伸部件的交叉处。

6.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中所述增强突起的边缘与所述第一连接部件和所述第一延伸部件中之一的边缘之间的距离在1mm和5mm之间。

7.根据权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括电连接至所述第二电极板的第二集电板，其中所述第二集电板包括保险丝增强部件，所述的第二集电板的保险丝增强部件具有保险丝开口和从该保险丝开口的周边突出的增强突起。

8.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述第二集电板的增强突起朝向所述盖组件或者朝向所述壳体突出。

9.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述盖组件包括：

穿过所述盖板并且接触所述第一集电板的第一电极端子；以及

穿过所述盖板并且接触所述第二集电板的第二电极端子。

10.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中所述第一集电板的增强突起和所述第二集电板的增强突起朝向所述盖组件突出。

11.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中所述第一集电板的增强突起和所述第二集电板的增强突起朝向所述壳体突出。

12.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述第一集电板接触所述盖板，并且所述盖组件包括穿过所述盖板并且接触所述第二集电板的电极端子。

13.根据权利要求12所述的可再充电电池，其中所述第一集电板的增强突起朝向所述壳体突出，并且所述第二集电板的增强突起朝向所述盖组件突出。

14.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述盖组件包括：

容纳于所述盖板上的短路孔中的凸起的可翻转的第一短路板；以及

在所述壳体外部上电连接至所述第二集电板的第二短路板，所述第二短路板与所述盖板隔开并且覆盖所述短路孔。

15.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述第二集电板包括：

位于所述电极组件与所述盖组件之间的第二连接部件；以及

从所述第二连接部件弯曲和延伸并且接触所述第二电极板的第二电极未涂覆部的第二延伸部件，

其中所述第二集电板的保险丝增强部件位于所述第二连接部件上或者位于所述第二延伸部件上。

16.根据权利要求15所述的可再充电电池，其中所述第二集电板的保险丝增强部件位于所述第二连接部件上，接近所述第二连接部件和所述第二延伸部件的交叉处。

17.根据权利要求15所述的可再充电电池，其中所述第二集电板的保险丝增强部件位于所述第二延伸部件上，接近所述第二连接部件和所述第二延伸部件的交叉处。

18.根据权利要求15所述的可再充电电池，其中所述第二集电板的增强突起的边缘与所述第二连接部件和所述第二延伸部件中之一的边缘之间的距离在1mm至5mm之间。