专利名称：二次电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可再充电电池(或二次电池)。
背景技术：
不同于不可再充电的一次电池，可再充电电池能被放电和再充电。小容量的可再充电电池被用于小型可携的电子设备，如移动电话、笔记本电脑、可携式摄像机等，而大容量的可再充电电池被用作用于混合动力车辆等的马达驱动电源。近来，采用高能量密度的非水电解液的高输出可再充电电池已经被开发，并且多个高输出可再充电电池可以被串联连接以组成大容量的电池模块，用来驱动需大量电能的例如电动汽车等设备的马达。并且，单个大容量高输出可再充电电池一般包括多个串联连接的可再充电电池， 并且这些可再充电电池可以具有圆柱形形状、角形(如矩形或四边形)形状、袋状形状等。在典型的可再充电电池中，正电极和负电极一般通过在基底上涂覆活性物质来充电。隔板位于正电极和负电极之间，并然后被卷绕和压缩以装入角形壳体并被容纳于角形壳体中。然而，有时，当可再充电电池被充电和放电时，在壳体内部的电极组件膨胀和收缩，导致涂覆在基底上的活性物质变得分离或释放或降级。另外，当来自可再充电电池的外部的冲击被施加于电极组件上时，电极组件的形状可能变形，使得可再充电电池损坏。在此背景技术部分中公开的以上信息仅为了增加对本发明的背景的理解，因此以上信息可能包含不构成对本国的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明已致力于提供一种可再充电电池，该可再充电电池将电极组件稳定地容纳于壳体内并且有效地保护电极组件免受施加到该可再充电电池的外部冲击。在一实施例中，提供一种二次电池，包括电极组件；至少部分地围绕所述电极组件的加压保持器，所述加压保持器包括具有面向外部的表面和面向内部的表面的至少一个侧壁，其中所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的至少一个具有缓冲凹部；及容纳所述电极组件和所述加压保持器的壳体。在一实施例中，所述至少一个侧壁的一部分成圆形以朝向所述电极组件突出，并且所述部分可以为沿着所述至少一个侧壁的纵向方向和横向方向中的至少一个的弧形。另外，所述加压保持器在所述缓冲凹部处可以与所述壳体和所述电极组件中的至少一个分隔。在一实施例中，所述缓冲凹部具有与所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的一个基本平行的基本平坦表面。所述面向外部的表面可以包括大致对应于所述缓冲凹部的至少一部分的加固构件，并且所述加固构件可以从所述缓冲凹部或从所述面向外部的表面突出。在一实施例中，所述加固构件的高度小于所述缓冲凹部的深度。
所述加固构件可以包括多个突出部或可以包括多个肋。所述肋可以被排列成彼此交叉。所述至少一个侧壁可包括一对相对的侧壁，并且所述一对相对的侧壁可以通过连接器连接。所述连接器可以基本垂直于所述相对的侧壁中的每一个。所述连接器可以为弧形。所述二次电池可以进一步包括在所述壳体上的盖板，并且其中所述连接器可以被定位邻近所述壳体的与所述盖板基本相对的底部。所述加压保持器可以包括大致弹性的和能变形的材料。所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的一个可以为基本光滑的。所述缓冲凹部可以大致对应于所述电极组件的中心或者所述缓冲凹部可以延伸至所述至少一个侧壁的边缘。根据本发明的示例性实施例，因为所述电极组件通过使用所述加压保持器而稳定地固定在所述壳体内，因此虽然所述可再充电电池被重复地充电和放电，但所述电极组件可以被防止过度膨胀，从而提高所述可再充电电池的使用寿命。根据本发明的示例性实施例，虽然外部冲击被施加于所述可再充电电池，但是因为所述加压保持器稳定地固定所述电极组件，所以所述可再充电电池的耐用性可以被提
尚ο
图1为根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的分解透视图。图2为根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的透视图。图3为沿图2中线III-III截取的剖视图。图4为显示电极组件在加压保持器中的状态的透视图。图5A为显示根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的加压保持器的局部透视图。图5B为显示根据本发明另一示例性实施例的可再充电电池的替换的加压保持器的局部透视图。图6为可再充电电池沿图2中线V-V截取的剖视图，显示电极组件处于未膨胀状态。图7为显示图6中电极组件处于膨胀状态时的剖视图。图8为根据本发明第二示例性实施例的可再充电电池的加压保持器的示意性透视图。图9为根据本发明第三示例性实施例的可再充电电池的加压保持器的示意性透视图。图10为根据本发明第四示例性实施例的可再充电电池的加压保持器的示意性透视图。
具体实施例方式现在将结合附图详细描述根据本发明示例性实施例的可再充电电池。然而，本发明不限于下文中公开的示例性实施例，而是能以各种不同形式来实施。此处的示例性实施例仅完成本发明的公开，并向本领域普通技术人员充分地提供本发明的说明。图1为根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的分解透视图，图2为根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池的透视图，以及图3为沿图2中线III-III截取的剖视图。如图1至图3中所示，根据本发明第一示例性实施例的可再充电电池100包括被构造为经历充电和放电操作的电极组件10、固定地覆盖电极组件10的加压保持器20、电连接到电极组件的端子32和34，以及壳体40，壳体40以端子32和34从壳体突出的状态接收并容纳电极组件10。在一实施例中，盖板31被安装在开口 41中，并且正极端子32和负极端子34被安装通过盖板31中的开口。正电极11和负电极12各自包括被形成为薄金属箔的集电体的其上涂覆有活性物质的涂覆部分并分别包括其上未涂覆活性物质的未涂覆部分Ila和12a。正电极未涂覆部分Ila可以被形成在正电极11沿长度方向的一个侧端上，负电极未涂覆部分1 可以被形成在负电极12沿长度方向的另一个侧端上。正电极11和负电极12与位于两者之间为绝缘体的隔板13被堆叠，并用卷绕辊等卷绕以被形成为胶卷形式的电极组件10。电极组件10通过压机等加压以具有扁平形式，从而电极组件10能够被安装到壳体40中。壳体40具有基本长方体的形状，并且在其一侧具有开口 41。盖板31被形成为联接到壳体40的开口 41的薄板。盖板31包括安装于电解液注入孔33中的密封塞35以及安装于排气孔37中并具有在预设压力下能被打开的凹槽39a 的排气板39。正极端子32和负极端子34被安装为穿过盖板31，而且分别包括形成于各自下部并被支撑于盖板31下面的凸缘3 和34a。从盖板31突出的上部圆柱的外部圆周表面设有螺纹。螺母36被紧固到正极端子32和负极端子34，并且支撑正极端子32和负极端子 34的上部。在本示例性实施例中，端子32和34被示例为突出成圆柱形状，但并不限于此，端子32和34能够具有各自其它形状。例如，端子32和34可以从盖板31的上部突出为平板。另外，端子32和34中的任何一个可以被完全安置在壳体40内，而不是从壳体40向外突出。衬垫38a被安装在正极端子32和盖板31之间。另外，衬垫38b被安装负极端子 34和盖板31之间。衬垫38a和38b封闭地密封端子32和34与盖板31之间的部分。正极端子32通过正极引线接线片32b电连接到正电极11，负极端子34通过负极引线接线片34b电连接到负电极12。绝缘构件38c可以被插在正极端子32和正极引线接线片32b之间以及负极端子34和负极引线接线片34b之间。电极组件10以电极组件10被加压保持器20加压的状态插入到壳体40中。图4为显示电极组件被插入到加压保持器中的状态的透视图。如图4中所示，加压保持器20对电极组件10的两侧均加压，以当可再充电电池 100被充电和放电时抑制电极组件10的体积膨胀。通过使用加压保持器20对电极组件10 加压，是为了在可再充电电池100被充电和放电时抑制电极组件10体积膨胀并防止电极活性物质的分离或降级以及在外部冲击被施加到电极组件时防止电极组件变形。
更详细地，加压保持器20包括对电极组件10的一侧(即前侧)加压的第一侧壁 21，对电极组件10的另一侧(即后侧)加压的第二侧壁23，以及将第一侧壁21和第二侧壁23连接的连接器25。在一实施方式中，所述加压保持器至少部分地围绕所述电极组件， 并且所述加压保持器包括具有面向外部的表面和面向内部的表面的至少一个侧壁，其中所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的至少一个具有缓冲凹部。在一实施方式中， 所述加压保持器在所述缓冲凹部处与所述壳体和所述电极组件中的至少一个分隔。在一实施方式中，所述缓冲凹部具有与所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的一个基本平行的基本平坦表面。在一实施方式中，所述面向外部的表面包括大致对应于所述缓冲凹部的至少一部分的加固构件。在一实施方式中，所述加固构件从所述缓冲凹部或从所述面向外部的表面突出。在一实施方式中，所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的一个为光滑的。第一侧壁21和第二侧壁23可以具有与电极组件10两侧的面积基本相同的面积， 并且可以对电极组件10的两侧一起加压。也就是说，第一侧壁21和第二侧壁23对电极组件10的两侧施加大体上均勻的压力，从而平稳地抑制电极组件10的膨胀。然而，本示例性实施例不限于此，而且第一侧壁21和第二侧壁23可以比电极组件10两侧的面积小一定的尺寸。也就是，第一侧壁21和第二侧壁23的尺寸可以被构造为使得电极组件10的中心部分能够被稳定地加压。连接器25的一边缘与第一侧壁21连接，连接器25的另一边缘与第二侧壁23连接。当加压保持器20被容纳于壳体40中时，连接器25被安放在壳体40的底部。第一侧壁 21的一部分和第二侧壁23的一部分可以被弯曲以与连接器25连接。也就是，在加压保持器20中，第一侧壁21和第二侧壁23与连接器25被连接成基本槽形形状，并且连接部分可以具有角形角的形状。在一实施方式中，所述连接器基本垂直于相对的侧壁中的每一个。借助于连接器25而包括角部分的加压保持器20的槽形形状用于允许加压保持器 20的连接器25的角被安置在壳体40的底表面的角处，由此，即使外部冲击施加到壳体40 上，加压保持器20不会在壳体40内显著地摇晃。第一侧壁21和第二侧壁23各自包括形成在与电极组件10接触的面上的圆形部分27。圆形部分27从第一侧壁21和第二侧壁23朝向电极组件10突出并平稳地将加压力传递到电极组件10。参见图5A，第一侧壁21和第二侧壁23的圆形部分27可以具有沿着其纵向方向的弧形形状。在如图5B中所示的另一实施例中，第一侧壁和第二侧壁23’的圆形部分27’可以为沿着其横向方向的弧形。另外，缓冲凹部29’可以被形成在与圆形部分27’相反的表面上，或者，可选择地，形成在与圆形部分相同的一侧上。在一实施方式中，所述圆形部分为沿着所述至少一个侧壁的纵向方向和横向方向中的至少一个的弧形。第一侧壁21和第二侧壁23包括在与圆形部分27相反的面上的缓冲凹部四。在一实施方式中，所述缓冲凹部大致对应于所述电极组件的中心。在一实施方式中，所述缓冲凹部延伸至所述至少一个侧壁的边缘。如果电极组件10在可再充电电池100被充电和放电时膨胀，缓冲凹部四用于防止第一侧壁21和第二侧壁23与壳体40的内表面过度接触。 以下将结合图6和图7更加详细地描述此点。图6为可再充电电池沿图2的线V-V截取的剖视图，显示电极组件处于未膨胀状态，图7为显示图6的电极组件处于膨胀状态时的剖视图。首先，如图6所示，当电极组件10没有膨胀时，第一侧壁21和第二侧壁23与壳体的内壁表面之间由于缓冲凹部四可以有间隔。而且，如图7所示，当电极组件10由于可再充电电池100被充电和放电而朝向壳体40膨胀时，由于电极组件10的膨胀压力，第一侧壁21和第二侧壁23朝向壳体40变形。 换言之，圆形部分27变形而具有接近直线的形状，而缓冲凹部可以部分地变形而具有圆形形状。这样，缓冲凹部四补偿了圆形部分27的变形，防止部分或全部的压力被直接地施加到壳体40上，从而防止显著的变形。更详细地，当电极组件10由于可再充电电池100充电或放电而膨胀时，第一侧壁21和第二侧壁23可以变形而且该变形可以被缓冲凹部四补偿。因此，当可再充电电池100被充电和放电时，因为可以导致电极组件10变形的压力没有被直接施加到壳体40，因此可再充电电池100不太可能变形并且它的稳定性能够被提尚ο在一实施例中，缓冲凹部四可以包括用于加强加压保持器20强度的加固构件22。 如图4所示，加固构件22可以形成为在缓冲凹部四上的多个凸出部(或突出部)。加固构件22加强形成有缓冲凹部四的侧壁21、23的强度，从而防止圆形部分27在电极组件10 膨胀时过度变形。加固构件22可以突出至小于缓冲凹部四的深度，从而可以防止加压保持器20在电极组件10膨胀时与壳体40接触。加压保持器20可以由诸如聚丙烯或聚苯硫醚的材料制成。因此，加压保持器20 可以具有弹性的压缩力，从而有效地对电极组件10加压。在一实施方式中，所述加压保持器包括大致弹性的和能变形的材料。图8为根据本发明第二示例性实施例的可再充电电池的加压保持器的示意性透视图。与图1至7中相同的附图标记代表相同的构件。因此，在下文中将省略相同附图标记的详细描述。如图8中所示，加压保持器120包括第一侧壁121、第二侧壁123和连接器125。 这里，连接器125连接第一侧壁121和第二侧壁123使得第一侧壁121和第二侧壁123之间的连接部分具有圆形的形状。此外，加压保持器可由单一材料制成为单个的整体件。因此，可基本防止在加压保持器120的角部分形成毛口，因此，可基本防止在外部冲击发生时由应力集中引起的角部分破裂的现象。在一实施方式中，所述连接器为弧形。图9为根据本发明第三示例性实施例的可再充电电池的加压保持器的示意性透视图。与图1至图8中相同的附图标记代表相同的构件。因此，在下文中将省略相同的附图标记的详细描述。如图9中所示，根据本发明第三示例性实施例的加压保持器220包括缓冲凹部四， 在该缓冲凹部四上形成有具有肋形形状的加固构件222。根据本示例性实施例的肋形形状的加固构件222的高度小于缓冲凹部四的深度。与上面描述的凸出部22即第一示例性实施例的加固构件22相似，加固构件222没有与壳体40显著接触。根据本发明第三示例性实施例的加固构件222的肋形形状可以为形成在缓冲凹部四上的格子形状，也就是，肋可以彼此交叉。图10为根据本发明第四示例性实施例的可再充电电池的加压保持器的示意性透视图。与图1至图9中相同的附图标记代表相同的构件。因此，在下文中将省略相同的附
7图标记的详细描述。如图10中所示，根据本发明第四示例性实施例的可再充电电池的加压保持器320 不具有在缓冲凹部四上的加固构件(图4中22)。因此，尽管第一侧壁21和第二侧壁23 可能由于可再充电电池100被充电和放电所引起的电极组件10的膨胀而移动，但是加压力不太可能被传到壳体40。也就是，第一侧壁21和第二侧壁23在缓冲凹部四的高度范围内变形，从而不会显著地将加压力传到壳体40而导致变形。已经结合附图描述了本发明的示例性实施例。然而，本发明并不限于此，本领域技术人员能够做出在本发明的范围内的各种修改和其它实施例。因此，本发明的实际覆盖范围应由所附权利要求确定。符号说明
10.电极组件11.正电极
Ila.正电极未涂覆部分12.负电极
12a.负电极未涂覆部分13.隔板
20.加压保持器21.第一侧壁
23.第二侧壁25.连接器
30.端子31.盖板
32.正极端子32a,34a.凸缘
32b.正极引线接线片33.电解液注入孔
34.负极端子36.螺母
40.壳体41.开口。
权利要求
1.一种二次电池，包括 电极组件；至少部分地围绕所述电极组件的加压保持器，所述加压保持器包括具有面向外部的表面和面向内部的表面的至少一个侧壁，其中所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的至少一个具有缓冲凹部；及容纳所述电极组件和所述加压保持器的壳体。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述至少一个侧壁的一部分成圆形以朝向所述电极组件突出。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述部分为沿着所述至少一个侧壁的纵向方向和横向方向中的至少一个的弧形。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述加压保持器在所述缓冲凹部处与所述壳体和所述电极组件中的至少一个分隔。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述缓冲凹部具有与所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的一个平行的平坦表面。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述面向外部的表面包括对应于所述缓冲凹部的至少一部分的加固构件。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述加固构件从所述缓冲凹部或从所述面向外部的表面突出。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中所述加固构件的高度小于所述缓冲凹部的深度。
9.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述加固构件包括多个突出部。
10.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述加固构件包括多个肋。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其中所述肋被排列成彼此交叉。
12.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述至少一个侧壁包括一对相对的侧壁。
13.根据权利要求12所述的二次电池，其中所述一对相对的侧壁通过连接器连接。
14.根据权利要求13所述的二次电池，其中所述连接器垂直于所述一对相对的侧壁中的每一个。
15.根据权利要求13所述的二次电池，其中所述连接器为弧形。
16.根据权利要求13所述的二次电池，其中所述二次电池进一步包括在所述壳体上的盖板，并且其中所述连接器被定位邻近所述壳体的与所述盖板相对的底部。
17.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述加压保持器包括弹性的和能变形的材料。
18.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述面向外部的表面和所述面向内部的表面中的一个为光滑的。
19.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述缓冲凹部对应于所述电极组件的中心。
20.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述缓冲凹部延伸至所述至少一个侧壁的边缘。
全文摘要
一种二次电池包括经历充电和放电的电极组件、覆盖所述电极组件并固定所述电极组件的加压保持器、与所述电极组件电连接的正极端子和负极端子以及壳体，所述壳体以所述正极端子和所述负极端子从所述壳体突出的状态容纳所述电极组件和所述加压保持器。
文档编号H01M10/04GK102447128SQ20111028332
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月22日 优先权日2010年10月8日
发明者卞相辕 申请人:Sb锂摩托有限公司