可再充电电池的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  4

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专利名称:可再充电电池的制作方法
技术领域
本发明涉及一种可再充电电池,其中的电连接到电极组件的集流板具有 改进结构。
背景技术
可再充电电池可以重复充电和放电,这不同于不能再充电的一次电池。 由单一电池构成的低容量可再充电电池通常用于便携式小型电子装置,例如 移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机。由多个以组合件形式连接的电池构 成的大容量可再充电电池广泛应用于驱动混合动力电动汽车的马达。这样的 可再充电电池串联连接以形成可再充电电池模块,用于驱动需要大量电能的 电动汽车马达。这样的可再充电电池采用不同形式制造。可再充电电池的代表形式为圓 柱形或四边形的形式。可再充电电池包括具有阳极和阴极以及置于它们之间 的分隔件的电极组件,用于提供空间以容纳电极组件的壳体,以及用于封闭 和密封壳体的盖组件。在可再充电电池形成为圆柱形的情况下,未涂覆有活性材料的未涂覆区 域形成于电极组件的阳极和阴极中,而正性未涂覆区域和负性未涂覆区域设 置为面向不同方向。阴极集流板粘接在负性未涂覆区域上,阳极集流板粘接在正性未涂覆区 域上。阴极集流板与壳体电连接,而阳极集流板与盖组件电连接以允许电流 通至外部。因此,壳体作为负端子,而安装在盖组件中的盖板作为正端子。由于阳极集流板与盖组件通过由导电金属所制成的引导构件而电连接, 所述引导构件、阳极集流板和盖组件被焊接在一起,然后插入壳体中。在插
入盖组件之后,盖组件通过夹紧盖组件而固定到壳体上。由于电流通过电连接到电极组件的集流板引出至外部,因此在集流板与 电极组件之间具有稳固的连接是重要的。在高能电池的情况下,高电流流过集流板。因此,集流板的电阻率越小, 则电流损耗减少得越多。因此,优选形成厚度大的集流板。然而,如果集流 板的厚度过大,则热不能充分传至电极组件,因而难以将集流板焊接到电极 组件上。按照惯例,集流板和电极组件仅在集流板与电极组件的接触表面焊接到 一起。由于集流板在侧向上没有支撑结构,因而当受到外力作用时,在电极 组件与集流板之间的接触变得不牢固。如果集流板与电极组件之间的接触变差,则在接触部附近的电阻率增加。因此,可再充电电池的输出变小,而且 可再充电电池产生大量的热。因此,需要一种可再充电电池的改进设计,其 中,在电极组件与集流板之间的接触牢固、可靠,足以承受不同形式的冲击。发明内容本发明致力于提供一种可再充电电池,其优点在于,具有牢固、稳固且 可靠地电连接到电极组件的集流板。本发明的技术目的在于,提供一种可再充电电池,其具有稳固、可靠地 连接到电极组件的集流板。本发明的另一技术目的在于,提供一种可再充电电池,用于通过降低集 流板的电阻率而提供增强的输出。本发明的示例性实施例提供一种可再充电电池。该可再充电电池包括 电极组件、壳体、盖组件和集流板。电极组件包括阳极、阴极和设置在所述 阳极与阴极之间的分隔件,所述阳极、阴极和分隔件设置为多个绕组,所述阳极和阴极中的每一个具有涂覆区域和未涂覆区域;壳体适于容納所述电极 组件;盖组件具有电极端子,所述盖组件适于封闭和密封所述壳体;多个集 流板适于将所述电极组件电连接到所述盖组件,所述多个集流板中的每一个
包括延伸到所述电极组件中的多个集流突出部,其中,所述多个集流板中的 一个的多个集流突出部设置在所述多个集流板中的另一个的多个集流突出 部中,所述阳极和阴极之 一 的未涂覆区域的多个绕组中的各绕组设置在所述 多个集流板中的所述一个和所述另 一个的多个集流突出部中。所述多个集流板中的每一个可进一步包括平坦部,所述多个集流突出部中的每一个可从所述平坦部伸出。所述多个集流突出部中的每一个可包朝向所述电极组件倾斜;延伸突出部分,该延伸突出部分适于从所述倾斜突 出部分伸出,所述延伸突出部分平行于所述平坦部;以及插入突出部分,该 插入突出部分适于从所述延伸突出部分伸出而朝向所述阳极和阴极之 一 的 未涂覆区域的所述多个绕组中的一个。所述插入突出部分可具有设置为楔形 的一端。所述多个集流突出部中的相邻集流突出部可设置为具有位于相同平 面内的延伸突出部分。所述多个集流板中的每一个可通过焊接固定到所述阳 极和阴极之一的未涂覆区域的多个绕组中的绕组,所述阳极和阴极之一的未 涂覆区域的多个绕组中的绕组可设置在所述多个集流板中的所述 一 个和所 述另 一个的多个集流突出部中的集流突出部中。所述阳极和阴极之一的未涂 覆区域的多个绕组中的绕组可通过焊接固定到所述多个集流板的所述一个 和所述另一个的多个集流突出部中的集流突出部的延伸突出部分。所述多个 集流板可仅包括两个集流板。


通过参照以下结合附图的详细说明,对本发明的更完全的认识及其诸多 附带优点将变得更易于理解和显而易见,其中,相同的附图标记指代相同或 相似的部件,其中图1是根据本发明示例性实施例的可再充电电池的剖视立体图;图2是根据本发明示例性实施例的集流板的立体图;图3是根据本发明示例性实施例的连接到集流板的电极组件的局部立
体图;图4是连接到图3所示集流板的电极组件的正视图;和 图5是连接到图3所示集流板的电极组件的侧视图。
具体实施方式
图1是根据本发明示例性实施例的可再充电电池的剖视立体图。参见图 1,根据本发明的可再充电电池100包括电极组件110,该电极组件具有阳 极112、阴极113以及插置在阳极112与阴极113之间的分隔件114;和壳 体120,该壳体120具有在顶端处形成的开口 ,用于容纳电极组件110和电 解质溶液。盖组件140通过使用衬垫144设置在壳体120的开口处。壳体120由诸如涂铝钢、铝合金或镍的导电金属制成。根据本发明示例 性实施例的壳体120形成为圆柱形,并具有内部空间以容纳电极组件110。 在将盖组件140插入壳体120中之后,盖组件140通过夹紧固定到壳体120 上。在夹紧过程中,形成圆凸部分123和夹紧部分125。根据本发明示例性实施例的电极组件110形成为圓柱形。也就是说,阳 极112、分隔件114和阴极113依次巻曲成多个绕组,以形成圓柱形的电极 组件110。然而,电极组件110的结构并不局限于此,而是可以形成为其他 不同结构。在电极组件IIO的中央形成空间,在该空间中设置中心销170以 使电极组件110能够保持圓柱形。参见图1,正性未涂覆区域112a在阳极112的上端形成。此未涂覆区 域112a未涂覆以正活性材料。阳极112在正性未涂覆区域112a处电连接到 阳极集流板160。参见图1,负性未涂覆区域113a在阴极113的下端形成。 此负性未涂覆区域113a未涂覆以负活性材料。阴极113在负性未涂覆区域 113a处电连接到阴极集流板132。盖组件140包括具有突出外端子和排放口 143a的盖板143;和设置 在盖板143之下,用于在满足预定压力条件时通过破裂而排放气体的通风板 142。通风板]42在达到预定压力条件时阻断电极组件110与盖板143之间
的电连接。由于正温度系数元件141设置在盖板143与通风板142之间,因此,在 温度上升超过预定温度时,正温度系数元件141的电阻无限地增加。当可再 充电电池100达到高于预定值的温度时,正温度系it元件141阻断进行充电 和》文电的电 流。通风板142向下突出并包括连接在突出部分底侧的附属板147。中间板 146设置在通风板142的边缘处,固定到附属板147上,并通过引导单元150 电连接到电极组件110。绝缘件145设置在中间板146与通风板142之间以 使中间板146与通风板142绝缘。阳极集流板160由两个相互接合的集流板161和165构成。在本示例性 实施例中,对阳极集流板的描述是示例性的。然而,本发明并不局限于此, 而根据本示例性实施例,阴极集流板可具有与阳极集流板相同的结构。参见图2,将详细描述集流板161。由于彼此面对的两个集流板161和 165具有相同的结构,因此,将仅描述集流板161,并省略对集流板165的 描述。集流板161包括平坦部162和从平坦部162伸出的多个集流突出部163 。 集流突出部163形成于平坦部162的一侧。集流突出部163从平坦部162的 侧部向前伸出并以预定距离相互分开。每个集流突出部163包括从平坦部 62伸出并向下倾斜的倾斜突出部分163a,从倾斜突出部分163a连续形成 并平行于平坦部162伸出的延伸突出部分163b,和从延伸突出部分163b竖 直延续的插入突出部分163c。插入突出部分163c具有尖端,从而使其易于插入正性未涂覆区域112a 的绕组之间。平坦部162形成为平的半圓板的形状,并包括通风孔164。如图3所示,两个集流板161和165包括平坦部162、 166和多个集流 突出部163、 167。平坦部162和166包括通风孔164和168。集流突出部 163和167/人平坦部162和166伸出,并i殳置为相互交叉,/人而4妄触正性未 涂覆区域112a的绕组。
图3示例性图示了设置在正性未涂覆区域112a处的阳极集流板160。 然而,本发明并不局限于阳极集流板160,阴极集流板可作为替代或也具有 相同的结构。如图4和5所示,集流板161和165设置在正性未涂覆区域112a上, 多个集流突出部163和167延伸到正性未涂覆区域112a的绕组中。集流突 出部163和167相互插入,而两个集流^反161和165相互面对。因此,集流 突出部163和167的延伸突出部分163b和167b设置为通过重叠而在相同的 平面内相互平4亍。参见图3,将集流板160安装在电极组件UO上的方法将在下文中描述。 首先, 一个集流板161设置在正性未涂覆区域112a的绕组上。当集流板161 设置在正性未涂覆区域112a的绕组上时,集流突出部163穿透到正性未涂 覆区域112a的绕组中。由于每个集流突出部163的插入突出部分163c均具 有形成为楔形的一端,因而集流突出部163可容易地穿透到正性未涂覆区域 112a的绕组中。在一个集流板161设置到正性未涂覆区域112a的绕组上之后,另一集 流板165设置到正性未涂覆区域112a的绕组上,从而与集流板161形成为 一对。另一集流板165的集流突出部167设置为与之前设置的集流板161的 集流突出部163交叉。集流板165的集流突出部167穿透到正性未涂覆区域 112a的绕组中,而正性未涂覆区域112a的绕组在集流突出部163和167之 间延伸并伸出。由于集流突出部163和167插入到正性未涂覆区域12a的绕组之间, 因而集流板160与正性未涂覆区域112a的绕组互相盘绕。因此,阳极集流 板160被可靠地防止与电极组件110分离。集流突出部163和167通过在集流突出部163和167之间延伸的正性未 涂覆区域112a的绕组而被焊接在一起,从而在集流板160上形成焊接线180。 集流板160和正性未涂覆区域112a的绕组设置在与焊接线180相同的平面 中。所述焊接在延伸部163b、 167b以及平行设置在相同平面中的正性未涂
覆区域112a的绕组之间进行。如果正性未涂覆区域112a的绕组与阳极集流板160设置在相同的平面 中,如在该示例性实施例中那样,即使集流板160的厚度较大,集流板160 也可牢固地焊接到正性未涂覆区域112a的绕组上。按照惯例,激光辐射集 流板,则传自集流板的热用于焊接未涂覆区域的绕组。因此,如果集流板太 厚,则热无法完全从集流板传至未涂覆区域的绕组。如果正性未涂覆区域 112a的绕组在集流突出部163和167之间伸出,如在该示例性实施例中那样, 则激光可直接辐射到正性未涂覆区域112a的绕组上,以熔化正性未涂覆区 域112a的绕组。因此,即使集流板160较厚,集流板160也可被牢固地焊 接。由于插入的集流突出部163和167与作为介质的正性未涂覆区域112a 的绕组焊接,因而集流突出部163和167整体固定到正性未涂覆区域112a 的绕组上。因此,集流板161和165通过外部作用而防止被移动。也就是说, 由于所述构件并未仅仅简单地相互插入,而是如同线圈一样相互盘绕,所述 构件被牢固地固定到一起。虽然本发明已经结合目前认为的实用示例性实施例进行了描述,然而应 理解的是,本发明并不局限于所公开的实施例,而是相反,本发明意在涵盖 包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同方案。如上所述,根据本发明的实施例,通过将集流板的集流突出部插入未涂 覆区域中,集流板被牢固地固定到未涂覆区域。因此,根据本发明的实施例, 接触电阻率可最小化。由于集流板与未涂覆区域的绕组被焊接在相同的平面中,因此,集流板 的厚度可较厚,而同时在集流板与电极组件之间提供牢固、稳固和可靠的电 连接。因此,可再充电电池的输出由于集流板的电阻率被减小而得到改善。
权利要求
1、一种可再充电电池,包括电极组件,其包括阳极、阴极和设置在所述阳极与阴极之间的分隔件,所述阳极、阴极和分隔件设置为多个绕组,所述阳极和阴极中的每一个具有涂覆区域和未涂覆区域;壳体,其适于容纳所述电极组件;盖组件,其具有电极端子,所述盖组件适于封闭和密封所述壳体;和至少一个集流板,其适于将所述电极组件电连接到所述盖组件,其中所述集流板包括延伸到所述电极组件中并夹紧所述阳极和阴极之一的未涂覆区域的多个集流突出部。
2、 根据权利要求1所述的可再充电电池,其中,所述集流板进一步包 括平坦部,所述多个集流突出部中的每一个从所述平坦部伸出。
3、 根据权利要求2所述的可再充电电池,其中,所述多个集流突出部 中的每一个包括组件倾在牛;延伸突出部分,其适于从所述倾斜突出部分伸出,所述延伸突出部分与 所述平坦部平4于;和插入突出部分,其适于从所述延伸突出部分伸出并朝向所述阳极和阴极 之一 的未涂覆区域的绕组。
4、 根据权利要求3所述的可再充电电池,其中,所述插入突出部分具 有设置为楔形的端部。
5、 根据权利要求3所述的可再充电电池,其中,所述至少一个集流板 包括两个带有相互交叉的突出部分的附加板,以使所述多个集流突出部中的 相邻集流突出部设置为具有位于相同平面内的延伸突出部分。
6、 根据权利要求1所述的可再充电电池,其中,所述集流板通过焊接 固定到所述阳极和阴极之一的未涂覆区域的绕组上。
7、 根据权利要求3所述的可再充电电池,其中,所述阳极和阴极之一 的未涂覆区域的绕组通过焊接固定到所述多个集流板的所述多个集流突出 部的延伸突出部分上。
8、 根据权利要求1所述的可再充电电池,其中,所述多个集流板由两个集流4反组成。
9、 一种可再充电电池,包"^:电极组件,其具有阳极、阴极和设置在所述阳极与阴极之间的分隔件, 所述阳极、阴极和分隔件设置为多个绕组,所述阳极和阴极中的每一个具有 涂覆区域和未涂覆区域;壳体,其适于容纳所述电极组件;盖组件,其具有电极端子,所述盖组件适于封闭和密封所述壳体;和 一对集流板,其适于将所述电极组件电连接到所述盖组件,每一个所述集流板包括延伸到所述电极组件中的多个集流突出部;其中,所述两个集流板的多个集流突出部相互交叉,所述阳极和阴极之一的未涂覆区域的绕组延伸到所述集流板的多个集流突出部中。
全文摘要
一种可再充电电池,其具有集流板,所述集流板稳固可靠地与电极组件的阳极和阴极之一的未涂覆部分相连。所述可再充电电池包括电极组件、壳体、盖组件和集流板。电极组件包括阳极、阴极和设置在所述阳极与阴极之间的分隔件。壳体容纳所述电极组件。盖组件封闭和密封所述壳体,并具有电极端子。集流板将所述电极组件与所述盖组件相连,每个集流板包括延伸到所述电极组件中的多个集流突出部。一个集流板的集流突出部设置在另一集流板的集流突出部中,所述阳极和阴极之一的未涂覆区域设置在这些集流突出部中。
文档编号H01M10/04GK101399362SQ20081008062
公开日2009年4月1日 申请日期2008年2月25日 优先权日2007年9月27日
发明者刘锡润, 尹志亨, 李致煐, 桥本达也, 金容三 申请人:三星Sdi株式会社

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