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。更具体地说，本发明涉及一种改进了电解质注入口的密封结构的可再充电电池。
背景技术：
与原电池不同，二次电池(可再充电电池)可以反复充电和放电。近来，研究人员正在研制利用非水电解质的大功率可再充电电池，这种可再充电电池具有高能量密度。
具有单一的一个电池组(single battery pack)的低容量电池用作如移动电话和膝上型计算机之类的各种便携式电子设备的电源。由几十个彼此连接的单电池(battery cell)形成的大容量可再充电电池可用作驱动需要大功率的设备中的电机的电源，例如用作驱动电动机车中的电机的电源。
可再充电电池包括如凝胶物卷(jelly-roll)结构形状的电极组件，该电极组件具有正电极、负电极和设置在它们之间的隔膜；具有用于容纳电极组件的空间的外壳；与外壳组合以密封外壳的盖板；以及朝盖板突出并分别与正电极和负电极电连接的正极端子和负极端子。
可根据设备对可再充电电池的要求将可再充电电池制造成不同形状，例如可选择和采用圆柱状及棱柱状。
将盖板焊接到外壳上以密封外壳，并在盖板上形成将电解质溶液注入外壳中的电解质注入口。为了防止电解质溶液从外壳中泄漏，在电解质注入口上安装电解质密封件。
在传统的可再充电电池中，将直径比电解质注入口直径大的球形电解质密封件安装并紧压在圆形电解质注入口上，并通过激光焊接将该密封件固定在盖板上。
然而，在传统的可再充电电池中，用球形电解质密封件密封电解质注入口时，由于电解质密封件的上表面不能精确地形成圆周，很难可靠地将电解质密封件焊接到盖板上。这样，用激光焊接时，激光不能很好地射在结合面上。此外，将电解质密封件插入电解质注入口并进行焊接时，处于电解质注入口和电解质密封件之间的部分可能被电解质溶液浸渍，因而影响焊接性能。不良焊接可能使电解质溶液沿电解质注入口泄漏而导致短路。
发明内容
本发明的目的是提供一种可再充电电池，其具有通过改进电解质注入口和用于封闭电解质注入口的电解质密封件的结构而改进的电解质注入口密封结构。
根据本发明一实施方式，提供一种可再充电电池，其包括沿电解质注入口周界(circumference)形成的凹槽，以及与凹槽嵌合而覆盖并密封电解质注入口的电解质密封件。
更明确地说，可再充电电池设有覆盖并密封电解质注入口的电解质密封件。电极组件包括被卷绕成凝胶物卷结构的正电极、负电极和隔膜。外壳容纳电极组件。盖组件与外壳组合以密封外壳，盖组件包括与正电极相连的正极端子和与负电极相连的负极端子。电解质注入口形成于外壳或盖组件上。沿电解质注入口的周边(periphery)形成有凹槽。电解质密封件与凹槽嵌合。
可将电解质密封件焊接到盖板上远离电解质注入口的凹槽边棱(edge)处。可将电解质注入口形成为具有圆形横截面。
可将凹槽形成为与电解质注入口分开预定距离，可将凹槽形成为与电解质注入口接触。
电解质密封件的边缘(brim)可以与盖组件的上表面处于同一平面上。
连续形成凹槽，使其具有环形结构。
电解质密封件可以包括用于封闭电解质注入口的盖和从盖的整个表面突出并与凹槽嵌合的肋。
可沿盖的周界连续形成肋。
形成具有与凹槽外径相应的外径的肋。
可将电解质密封件压配于凹槽中。
电解质密封件可与凹槽嵌合，并且可以通过焊接将电解质密封件固定于外壳或盖组件上。
可使电解质密封的一侧从电解质密封件的上表面朝相应于外壳或盖板的高度倾斜，以形成倾斜面。
可形成具有与凹槽深度相应高度的焊接部分，以便从电解质密封件的所述侧面向外延伸。
沿电解质密封件的所述侧面从电解质密封件的上表面到焊接部分形成倾斜面。
在电解质密封件中可以形成在预定压力下破裂的排气口。
可将排气口形成为减压结构的形式。
可再充电电池可用于驱动电机。
图1是根据本发明一示例性实施方式的可再充电电池的横截面图；图2的透视图示出了本发明一示例性实施方式的可再充电电池的电解质注入口密封结构的部分横截面；图3是本发明一示例性的电解质密封件结构的透视图；图4的横截面图示出了本发明一示例性实施方式的可再充电电池的已被密封的电解质注入口；图5的透视图示出了本发明另一示例性实施方式的可再充电电池的电解质注入口密封结构的部分横截面；图6的横截面图示出了本发明另一示例性实施方式的可再充电电池的已被密封的电解质注入口；图7的透视图示出了本发明又一示例性实施方式的可再充电电池的电解质注入口密封结构的部分横截面；图8的框图示意地示出了可再充电电池作为用于驱动电机的电源的情况。
具体实施例方式
参见图1，可再充电电池100包括具有正电极11、负电极12和设置在它们之间的隔膜13的电极组件10；用于容纳电极组件10的棱柱形外壳14；安装在外壳14的开口上并密封外壳14的盖组件30；以及通过接片(tabs)15分别与正电极11和负电极12电连接的正极端子31和负极端子32。正和负电极抽头(taps)突出于盖组件30的外侧。
盖组件30包括用于排放由可再充电电池100产生的气体的安全排气口20；电解质注入口34，电解质溶液通过该电解质注入口被注入外壳14中；和用于密封电解质注入口34以密封外壳14的电解质密封件40。可将电解质注入口34形成于盖组件30的一侧。
外壳14可由如铝、铝合金和镀镍钢之类的导电金属形成，其具有容纳电池组件10的内部空间的六面体形状或其它形状。
下面以具有棱柱形的可再充电电池为例对本发明进行说明。当然，本发明不限于棱柱形，也可适用于如圆柱形之类的其它形状的可再充电电池。
通过将正电极11和负电极12与隔膜13叠置并将它们卷绕在一起而呈凝胶物卷的形状来形成电极组件10。正电极11和负电极12两者都包括覆敷有活性材料的集流体。
正电极的未敷覆区11a和负电极的未敷覆区12a位于电极组件10的各端，致使当盖组件30如图1所示以垂直方向设置时未敷覆区11a和12a位于外壳14的两侧端。
正极端子31和负极端子32通过接片15或集流板分别电连接到正电极的未敷覆区11a(正极未敷覆区)和负电极的未敷覆区12a(负极未敷覆区)。
盖组件30包括安装在外壳14上部的盖板33。正极端子31和负极端子32被安装于盖板33的各侧上。
可将安全排气口20安装在盖板33上，而电解质注入口34与安全排气口20分开预定距离。
电解质注入口34借助于本实施方式的下面的结构可对电解质注入口34进行密封。
如图2所示，电解质注入口34形成于盖板33上，电解质注入口34的横截面通常为圆形。
在盖板33的外表面中，围绕电解质注入口34的周边形成凹槽35，该凹槽与电解质注入口34相隔预定距离。可连续地形成凹槽35，以使其具有环形横截面。凹槽35的尺寸和深度可以改变。
参见图3，用于密封电解质注入口34的电解质密封件40包括用于覆盖电解质开口34的盖盘41和从盖盘41的周边伸出的垂直于盖盘41的肋42。肋42与盖盘41成一体并沿盖盘41的周界连续形成，以具有环形横截面。肋42的直径与凹槽35的直径相应并适于插入凹槽35中。可将被形成为比凹槽35的宽度宽的肋42压配于凹槽35中。
即使凹槽35的宽度与肋42的宽度不同，可使肋42的外径与凹槽35的外径相应。因此，当肋42与凹槽35嵌合时，凹槽35的周界表面可与肋52的外周界表面紧密接触。
如上所述，由于肋42适配于沿电解质注入口34的周界形成的凹槽35中，可将电解质密封件40方便地设置于电解质注入口34中。于是，当电解质密封件40的肋42封闭电解质注入口34和它的周界时，电解质注入口34被密封。
对形成电解质密封件40的材料没有具体限制，它可以是与盖板33相同的材料。
参见图4，在肋42与盖板33的凹槽35嵌合的状态下，可沿肋42和盖板33之间的边界P进行激光焊接，以将电解质密封件牢固地固定于盖板33上。
边界P可与电解质注入口34分开预定距离，以防止由于电解质溶液被抹于电解质注入口34上而导致焊接性能下降。因此，电解质密封件能牢固地固定于盖板33上并密封电解质注入口34。
图5和图6示出了本发明另一示例性实施方式的可再充电电池。参见图5和6，本实施方式的可再充电电池借助于使电解质密封件50和盖板33之间的焊接表面处于同一平面上可以改进焊接性能。
更具体地说，在盖板33上沿电解质注入口34的周界可以形成环形凹槽35’，并且可将凹槽35’形成为与电解质注入口34分开预定距离。
可与凹槽35’嵌合的电解质密封件50包括用来覆盖电解质注入口34的盖盘51以及沿盖盘51整个外周界表面突出并与凹槽35’嵌合的肋52。
本实施方式示出的电解质密封件50具有用来密封电解质注入口34的盖盘51，该盖盘具有圆形横截面。当然，本发明不限于圆形，而可根据电解质注入口横截面的形状将盖盘形成为不同形状。
肋52包括焊接部分54，该焊接部分具有通常与凹槽35’的深度相应的高度并从肋52一侧延伸，以与凹槽35’的一侧接触。焊接部分54具有与凹槽35’外径相应的外径。因此，当肋52与凹槽35’嵌合时，焊接部分54的外周界表面与凹槽35’的表面接触。
焊接部分54的高度与凹槽35’的深度相应。因此，当肋52与凹槽35’嵌合时，就可方便地沿肋52和凹槽35’之间的处于同一平面的边界P进行激光焊接。而且，可将电解质密封件50形成为从盖盘51上部到焊接部分54以预定角度倾斜，以提供倾斜面53。由于倾斜面53更明显地暴露出焊接部分54和盖板33之间的边界P，可使激光焊接的精度更高。
参见图7，电解质注入口34被形成于盖板33上。凹槽37被形成为沿电解质注入口34的周界与电解质注入口34接触。
将电解质密封件60安装在凹槽37上，以密封电解质注入口34。电解质密封件60为盘状，使电解质密封件60的外径与凹槽37的直径相等或略大。因此，当电解质密封件60与凹槽37嵌合时，凹槽37与电解质密封件60的表面接触。
电解质密封件60的高度约等于凹槽37的深度。当电解质密封件60与凹槽37嵌合时，电解质密封件60与盖板33处于同一平面上。于是，可方便地将电解质密封件60与该凹槽焊接。
在电解质密封件60的表面上形成有排气口61。将排气口61形成为具有比电解质密封件60的剪切强度低的剪切强度。因此，当可再充电电池的内侧压力增加时，排气口可在预定压力下破裂。由于排气口61呈凹状，它比电解质密封件60的其余部分薄。可将排气口61形成为具有楔形或槽口的横截面。由于压力集中在楔形边棱，在预定压力下排气口61容易破裂。
图8的框图示出了将图1所示的可再充电电池100与电机70连接的情况。
根据本发明上面所述的实施方式，可将电解质密封件方便地安装在电解质注入口上。本发明的技术可简化可再充电电池的制造工艺并可提高产量。
此外，通过更加牢固地将电解质注入口和电解质密封件组合在一起，本发明的技术可以改进可再充电电池的密封性能。
当电解质密封件和凹槽之间的边界与盖板为同一平面时，可方便地对电解质密封件和凹槽进行焊接。而且，将排气口安装于电解质密封件上时，不需要形成另外的排气口元件，于是可简化可再充电电池的制造工艺。
上面所述的可再充电电池可有效地用作要求大功率和高容量的燃油电力两用车的电池。当然，这种可再充电电池的应用并不限于作为燃油电力两用车的电池。
尽管上面已结合一些示例性实施方式对本发明进行了描述，可以理解，本发明并不限于所披露的这些实施方式，反之，本发明涵盖了在所附权利要求表述的构思和保护范围内的各种变型和等同技术方案。
权利要求
1.一种可再充电电池，包括包括正电极、负电极和设置在它们之间的隔膜的电极组件；用于容纳所述电极组件的外壳；与所述外壳组合以密封该外壳的盖组件，该盖组件包括具有与正电极连接的正极端子和与负电极连接的负极端子的盖板；形成在所述盖组件上的电解质注入口；沿所述电解质注入口周边形成的凹槽；及与所述凹槽嵌合的电解质密封件，该电解质密封件覆盖并密封所述电解质注入口。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述电解质密封件被焊接在所述盖板上远离所述电解质注入孔的所述凹槽的边棱处。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述电解质注入口具有圆形横截面。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述凹槽与所述电解质注入口分开预定距离。
5.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述凹槽与所述电解质注入口接触。
6.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述电解质密封件的边缘与所述盖组件的朝外表面处于同一平面上。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述凹槽为环形。
8.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述电解质密封件包括用于密封所述电解质注入口的盖和从所述盖的表面突出、用于与所述凹槽嵌合的肋。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中，所述肋沿所述盖的周界连续形成。
10.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中，所述肋具有与所述凹槽外径相应的外径。
11.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述电解质密封件被压配于所述凹槽中。
12.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述电解质密封件与所述凹槽嵌合，所述电解质密封件通过焊接被固定于所述盖组件上。
13.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述电解质密封件的一侧从所述盖板的朝外表面向内倾斜，以形成倾斜表面。
14.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，与所述凹槽嵌合的电解质密封件的一部分具有与所述凹槽的深度相应的高度。
15.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中，所述电解质密封件的一侧从所述电解质密封件的焊接部分向所述电解质注入孔朝内倾斜。
16.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，在所述电解质密封件中形成有在预定压力下可破裂的排气口。
17.根据权利要求16所述的可再充电电池，其中，所述排气口被形成在所述电解质密封元件中。
18.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述可再充电电池驱动电机。
全文摘要
本发明公开了一种具有覆盖和密封电解质注入口的电解质密封件的可再充电电池。电极组件包括被卷绕成凝胶物卷结构的正电极、负电极和隔膜。电极组件容纳于外壳中。盖组件与外壳组合以密封外壳，该盖组件包括与正电极相连的正极端子和与负电极相连的负极端子。电解质注入口形成在外壳或盖组件上。沿电解质注入口周边形成凹槽。电解质密封件与凹槽嵌合。根据本发明，可将电解质密封件方便地安装在电解质注入口上，因而可简化可再充电电池的制造工艺并可提高产量。此外，通过更加牢固地将电解质注入口和电解质密封件组合在一起，还可改进可再充电电池的密封性能。
文档编号H01M2/08GK1897346SQ20061012125
公开日2007年1月17日 申请日期2006年5月16日 优先权日2005年5月16日
发明者金容三, 金基昊, 林鸿燮, 李相沅 申请人:三星Sdi株式会社