包括多个壳体的可再充电电池的制作方法

本公开涉及包括多个壳体的可再充电电池。

背景技术：

可再充电电池与一次电池的区别在于，其能够被反复充电和放电，而后者不能被再充电。低容量可再充电电池被用在例如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机之类的小型便携式电子设备中，而高容量可再充电电池可以被用作用于例如驱动混合动力车辆、电动车辆等的马达的动力源。例如，当大容量可再充电电池被用作用于驱动马达的动力源时，可以使用多个单元电池被电联接的模块类型。

在此背景技术部分公开的以上信息只是为了增强对本公开的背景的理解，因此它可能包含不构成在该国家本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的示例性实施例提供一种可再充电电池，包括：电池单元，包括容纳电极组件的内壳体和与所述内壳体组合的盖板；和容纳所述电池单元的外壳体。所述外壳体包括：上壳体，在所述上壳体的一侧具有开口；和下壳体，在面对所述上壳体的所述开口的一侧具有开口。

所述上壳体可以包括第一连接部分，所述第一连接部分包括形成为连续、在形成有开口的一侧的端部的内周表面且具有预定高度的螺旋槽。

所述下壳体可以包括待与所述第一连接部分紧固在一起的第二连接部分，并且所述第二连接部分包括螺旋槽，该螺旋槽具有与所述第一连接部分的螺旋槽的形状对应的形状并且被形成为连续、在形成有开口的一侧的端部的外周表面且具有预定高度。

所述上壳体可以包括第三连接部分，所述第三连接部分的螺旋槽被形成为连续的且在整个内周表面。

所述下壳体可以包括待与所述第三连接部分紧固在一起的第四连接部分，并且所述第四连接部分具有与所述第三连接部分的螺旋槽的形状对应的形状并被形成为连续的且在整个外周表面的螺旋槽。

所述下壳体的所述开口可以被插入到所述上壳体的所述开口中，并且所述外壳体可以包括一区域，在该区域，所述上壳体的横向侧与所述下壳体的横向侧重叠。

重叠的所述区域的最大高度可以为所述外壳体的最大高度的30％至100％。

所述外壳体的总厚度可以为所述内壳体的总厚度的1至10倍。

所述外壳体的横向侧的总厚度可以为所述内壳体的横向侧的总厚度的1至10倍，所述外壳体的底侧或顶侧的厚度可以是所述外壳体的横向侧的总厚度的至少2倍。

所述外壳体的强度可以为所述内壳体的强度的1.1至10倍。

在本公开中，所述外壳体和所述内壳体可以由不同的材料形成。

所述外壳体的弹力可以是所述内壳体的弹力的1.1至2倍。

当所述可再充电电池由于内部压力的增加而扩张时所述外壳体的垂直于长度方向的横截面的最大宽度，可以为当所述可再充电电池没有扩张时的宽度的1.0至1.5倍。

附图说明

通过参考附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员来说将变得显而易见，附图中：

图1例示根据本公开的示例性实施例的可再充电电池的分解透视图。

图2例示根据本公开的示例性实施例的电池单元的剖切透视图。

图3例示根据本公开的另一示例性实施例的电池单元的剖切透视图。

图4、图6、图8和图10例示根据本公开的各示例性实施例的外壳体的分解透视图。

图5、图7、图9和图11分别例示图4、图6、图8和图10的剖视图。

图12和图13例示根据本公开的各示例性实施例的外壳体的剖视图。

具体实施方式

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式体现，并且不应当被认为限于本文所提出的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是全面和完整的，并且将把示例性实施方式充分传达给本领域技术人员。

在绘制的图中，为了例示清楚，层和区域的尺寸可能被夸大。还将理解，当层或元件被称为在另一层或元件“上”时，它可以直接在另一层或元件上，或者也可以存在中间层或中间元件。另外，还将理解，当层或元件被称为在两个层或 元件“之间”时，它可以是这两个层或元件之间的唯一层或唯一元件，或者也可以存在一个或多个中间层或中间元件。相同的附图标记始终指代相同的元件。

图1是根据本公开的示例性实施例的可再充电电池的分解透视图。

参见图1，根据本公开的示例性实施例的可再充电电池200可包括电池单元100和容纳电池单元100的外壳体230。在这种情况下，外壳体230可包括具有开口213的上壳体210以及在面对上壳体210的开口213的一侧上具有开口223的下壳体220。

图2是电池单元100的剖切透视图。

参见图2，根据本公开的示例性实施例的电池单元100可包括产生电流的电极组件10、容纳电极组件10的内壳体20、以及与内壳体20组合以密封内壳体20的盖板31。

如图2所示，电极组件10可以包括顺序布置的第一电极11(在下文中被称为“正电极”)、隔板12和第二电极13(在下文中被称为“负电极”)。另外，电极组件10可通过卷绕正电极11、负电极13和介于它们之间的作为绝缘体的隔板12而被形成。

作为示例，电极组件10可以被形成为圆柱形。芯销14可被设置在圆柱形电极组件10的中心。芯销14可以具有圆柱形形状，并且可以支撑电极组件10，以使电极组件10保持其圆柱形形状。

尽管未例示，作为另一示例，电极组件可具有棱柱形形状。在这种情况下，可通过将压力施加到圆柱形卷绕的电极组件来制造扁平形的电极组件。

同时，正电极11和负电极13包括涂覆区域11a和13a以及没有涂覆活性物质的未涂覆区域11b和13b，在涂覆区域11a和13a，活性物质被涂覆在由薄的金属箔形成的集流体上。正电极集流板11d被连接到正电极11的未涂覆区域11b，并且正电极集流板11d被设置在电极组件10的上端。负电极集流板13d被连接到负电极13的未涂覆区域13b，并且负电极集流板13d被设置在电极组件10的下端以通过焊接被附接到内壳体20的底部。

本示例性实施例例示正电极集流板11d被提供在上端而负电极集流板13d被提供在下端的结构，但是本公开不限于此。例如，正电极集流板11d可被提供在下端，而负电极集流板13d可被提供在上端。

内壳体20可具有一侧开口的圆柱形或棱柱形形状。内壳体20被联接到负电极集流板13d以充当电池单元100中的负极端子，并且内壳体20由例如铝、铝合金或镀镍钢之类的导电金属形成。

在本公开的当前示例性实施例中，盖板31被包括在盖组件30中，并且被联接到内壳体20的开口侧，同时衬垫40介于它们之间，从而封闭并密封容纳电极组件10和电解质溶液的内壳体20。除了盖板31之外，盖组件30可以包括通气板32、绝缘板33、副板34、正温度系数(PTC)元件35和中间板38。在这种情况下，盖组件30可以包括电流切断装置(CID)，并且经由CID被电联接到电极组件10。

在根据本公开的当前示例性实施例的电池单元100中，盖板31被形成为板，在该板上形成有向内壳体20的上部突出的外端子31a和在外端子31a的横向侧开口的排放孔31b。另外，盖板31最后被电联接到正电极集流板11d，并充当电池单元100中的正电极端子。

基本上，CID由通气板32和副板34形成，并且CID的连接部分通过焊接通气板32和副板34形成。形成CID的一侧的通气板32被提供在盖板31的内侧，并且被电联接到形成CID的另一侧的副板34。另外，通气板32包括在预定压力条件下破裂以排出电池单元100内部的气体并切断与副板34的电连接的通气部32a。

当CID被操作时，也就是当通气部32a破裂以使通气板32和副板34的连接部分分离时，电极组件10和盖板31被电分离。例如，通气部32a被形成在通气板32中，以向内壳体20的内部突出。通气板32包括围绕通气部32a并引导通气部32a的破裂的凹口32b。当压力由于内壳体20内部产生的气体而增加时，凹口32b破裂，以排出气体，从而防止电池单元100爆炸。

PTC元件35被提供在盖板31和通气板32之间，并控制盖板31和通气板32之间的电流流动。在温度超过预定水平的情况下，PTC元件35具有增加到无穷大的电阻，结果，其用于切断充电或放电电流的流动。

副板34面对通气板32，同时绝缘板33介于它们之间，并且副板34被电联接到通气部32a。中间板38被设置在绝缘板33和副板34之间。经由绝缘板33的通孔和中间板38的通孔突出的通气部32a被连接到副板34。因此，中间板38的第一侧经由副板34和通气部32a被电联接到通气板32，其第二侧经由引线构件37被联接到正电极集流板11d。结果，正电极集流板11d经由引线构件37、中间板38、副板34、通气部32a、通气板32和PTC元件35被电联接到盖板31。

如上所述形成的盖组件30被插入到内壳体20中，然后经由夹紧工艺被固定到内壳体20，由此完成电池单元100。此时，形成卷边部分21和夹持部分22。

图3是根据本公开的另一示例性实施例的电池单元的剖切透视图。

参见图3，根据本公开的另一示例性实施例的电池单元100与以上参考图2描述的电池单元100具有相同的结构，不同之处在于其包括具有不同形状的盖板31，而不是盖组件，相同结构的重复描述将被省略。

更具体地，根据图3的电池单元100不包括通气部。相应地，盖板31被形成为圆形板，被组合到内壳体20的开口侧，同时衬垫40介于它们之间，由此封闭和密封容纳电极组件10和电解质溶液的内壳体20。另外，引线构件37被联接到盖板31的下部，并最终被电联接到正电极集流板11d，这样它可充当电池单元100的正电极端子。

返回参见图1，如上所述构造的电池单元100被容纳在外壳体230中，并且根据本公开的可再充电电池200包括至少两个壳体。也就是说，如在下面参考图4-13更详细地描述的那样，外壳体230由上壳体210和下壳体220的组合构造，使得可再充电电池200的电池单元100被容纳在外壳体230的上壳体210和下壳体220中。

当可再充电电池200的电池单元100被容纳在外壳体230中时，理想的是内壳体20和外壳体230之间完全密封，例如，如果必要，在它们之间可以包括预定空间。当内壳体20和外壳体230之间完全密封时，即使在电池单元100的内部产生电弧，甚至在不包括另外的构件的情况下也可以容易地防止另外的爆炸，因为外部空气被引入电池单元100内的路径被阻挡。

可替代地，当预定空间被包括在内壳体20和外壳体230之间时，通过用例如沙子、碳酸氢钠和灭火粉末等的防止氧气被引入到电池单元100内的材料填充和密封该空间，可以实现如上所述的相同效果。

外壳体230的总厚度可为内壳体20的总厚度的约1至约10倍。由于外壳体230的总厚度更厚，所以在电池单元100内产生的电弧，也就是首次爆炸，可以在外壳体230内结束。应当指出，如下面将详细讨论的那样，在外壳体230包括上壳体210和下壳体220的重叠部分的区域，总厚度是指重叠部分的组合厚度，例如图9中的t1和t3的组合厚度。

然而，例如，当电池单元100包括如上所述的通气部32a时，外壳体230的横向侧的总厚度可大约为内壳体20的横向侧的总厚度的约1至约10倍，并且外壳体230的底侧222的厚度(图9中的t4)或顶侧212的厚度(图9中的t2)可大约为外壳体230的横向侧的总厚度的至少2倍，优选地为约2至约10倍。当包括通气部32a时，由于电池单元100的内部压力和温度增加使通气部32a破裂，最少量的空气可以被引入电池单元100内。因此，作为一种安全措施，外壳体230 的底侧222和顶侧212的厚度为横向侧的总厚度的至少2倍是理想的。

在本公开的当前示例性实施例中，外壳体230的强度(即材料强度)可为内壳体20的强度的约1.1至约10倍。在这种情况下，外壳体230和内壳体20的强度可以通过本领域技术人员通常使用的强度测量方法测量，但它们不特别局限于此。然而，当外壳体230的强度满足于内壳体20的强度的约1.1至约10倍的范围时，即使如本公开所预期的那样在电池单元100中发生由于电弧导致的首次爆炸，该爆炸也在具有优异强度的外壳体230内结束，并且可防止外部氧气的流入。因此，由于防止如上所述的首次小爆炸造成大爆炸，例如另外的第二次和第三次爆炸，所以可以显著提高可再充电电池的稳定性。

另一方面，在本公开的另一示例性实施例中，外壳体230的弹力(即弹性)可为内壳体20的弹力的约1.1至约2倍。在这种情况下，外壳体和内壳体的弹力可以通过本领域技术人员通常使用的弹力测量方法测量，但它们不特别局限于此。然而，当外壳体230的弹力满足于内壳体20的弹力的约1.1至约2倍的范围时，即使如本公开所预期的那样在电池单元100中发生由于电弧导致的首次爆炸，外部氧气的流入也被防止，并且由于外壳体230具有优异的弹力，电池的外观仅膨胀，而没有结构上的损坏。因此，由于防止如上所述述的首次小爆炸造成大爆炸，例如另外的第二次和第三次爆炸，所以可以显著提高可再充电电池的稳定性。

在这种情况下，用于形成外壳体230和/或内壳体20的材料可以是例如铝、不锈钢、铁、钨和这些金属的合金之类的金属材料以及例如阻燃硅、聚丙烯、特氟纶、玻璃纤维、阻燃树脂等的非金属材料，但不限于此。在非金属材料的情况下，上述材料可以以绝缘带、膜等形式应用。

另外，外壳体230和内壳体20可由不同的材料形成。例如，内壳体20可由例如铝等的金属材料形成，而外壳体230可以由阻燃树脂等形成。

例如，当内壳体20由金属材料形成时，内壳体20可以使用例如铝由诸如深冲压、成形等方法形成，以容纳电极组件10。在另一示例中，当外壳体由例如阻燃树脂的非金属材料形成时，该非金属材料被制造成膜然后被形成为具有预定形状的外壳体230以容纳内壳体20，或者被形成为用于缠绕内壳体20的外表面的绝缘带，从而获得包括多个壳体的可再充电电池。在又一示例中，外壳体和内壳体也可以由相同的材料形成。

另外，如在本公开中上面描述的那样，用于形成上述壳体的材料的成分可以被适当调节以制造合金，或者材料可以被混合，从而得到具有优异强度和/或弹力的外壳体。

图4至图13例示根据本公开的外壳体230的各种示例。

如上所述，外壳体230包括上壳体210和下壳体220，上壳体210在一侧具有开口213，下壳体220在面对上壳体210的开口213的一侧具有开口223。例如，下壳体220可被插入上壳体210中，从而电池单元100由上壳体210和下壳体220包围。

图4例示外壳体230的一个示例，图5是图4的剖视图。

参见图4和图5，上壳体210可以包括第一连接部分214a，该第一连接部分214a被形成为具有预定高度且在形成有开口213的端部的内周表面。第一连接部分214a具有沿着上壳体210的内周表面螺旋加工的螺旋槽，并且第一连接部分214a与后面描述的第二连接部分组合，由此通过将上壳体210与下壳体220组合在一起来构造外壳体230。在一示例中，第一连接部分214a的螺旋槽可为连续的。

相应地，下壳体220可包括第二连接部分224a，该第二连接部分224a被形成为具有预定高度且在形成有开口223的端部的外周表面。第二连接部分224a具有沿着下壳体220的外周表面螺旋加工且具有与第一连接部分214a的螺旋槽的形状对应的形状的螺旋槽，从而第二连接部分224a与上壳体210的第一连接部分214a紧固在一起。在一示例中，第二连接部分224a的螺旋槽可为连续的。

图6例示外壳体230的另一示例，图7是图6的剖视图。

参见图6和图7，上壳体210可以包括形成在其整个内周表面上的第三连接部分214b。第三连接部分214b具有沿着上壳体210的整个内周表面螺旋加工的螺旋槽，并且第三连接部分214b与后面描述的第四连接部分组合，由此通过将上壳体210与下壳体220组合在一起来构造外壳体230。在一示例中，第三连接部分214b的螺旋槽可为连续的。

相应地，下壳体220可以包括形成在整个外周表面上的第四连接部分224b。第四连接部分224b具有沿着下壳体220的整个外周表面螺旋加工且具有与第三连接部分214b的螺旋槽的形状对应的形状的螺旋槽，从而第四连接部分224b与第三连接部分214b紧固在一起。在一示例中，第四连接部分224b的螺旋槽可为连续的。

图8和图10例示外壳体230的更进一步的示例，图9和图11分别例示图8和图10的剖视图。

参见图8至图11，上壳体和下壳体可以被组合，从而下壳体220的开口223被插入到上壳体210的开口213中，由此构成外壳体230。因此，外壳体230包括一区域，在该区域，上壳体210的横向侧211与下壳体220的横向侧221的至少 一部分重叠。在这种情况下，上壳体210的横向侧211与下壳体220的横向侧221重叠的区域的最大高度H1可以是外壳体230的最大高度的约30％至约100％。也就是说，上壳体210和下壳体220可以如图9所示的那样被形成为使得它们的横向侧彼此部分重叠，或如图11所示那样它们的整个横向侧彼此重叠。

图12和图13是外壳体230的更进一步的示例的剖视图。

参见图12和图13，外壳体230具有优异的弹力，并且因此即使电池单元100的内部压力由于过充电和过放电而增加也膨胀，所以当容纳在其中的电池单元100爆炸时，外壳体230可以防止这种爆炸传播到外部。在这种情况下，即当可再充电电池由于内部压力的增加而扩张时，由于外壳体230的垂直于长度方向的横截面的最大宽度W1与当可再充电电池没有扩张时相比增加到多达约1.0至约1.5倍，从而有效地防止由于在电池单元中产生的电弧导致的首次爆炸引起大的第二次或第三次爆炸。

如上所述，在根据本公开的可再充电电池中，由于包括内壳体的电池单元被容纳在由例如上壳体和下壳体的多个壳体构成的外壳体内部，所以即使当可再充电电池的内部压力增加时，由于外壳体的优异强度和/或扩张力，火灾只发生在电池单元内部。此外，由于电池单元被容纳在多个壳体中，阻止外部空气被引入电池内部，由此提前防止第二次和第三次爆炸。

作为总结和回顾，当大容量可再充电电池被用作用于驱动马达的动力源时，可以使用多个单位电池被电联接的模块类型。在这种大容量电池中，如果当电池起火(例如，由于过充电和过放电)时存在大量电流，热应当被排出到外部以避免热失控。如果热未被排出到外部，电池可能会被置于爆炸的危险，在这种情况下，当空气被引入到电池中可能发生大的爆炸，从而造成重大事故。

相比之下，本公开已致力于提供一种可再充电电池，其通过包括多个电池壳体而能够具有显著提高的稳定性。也就是说，在根据本公开的可再充电电池中，即使当在电池内部发生由于与过充电和过放电相关联的电弧导致的首次爆炸时，也可通过阻止外部空气流入使得首次爆炸不会引起导致重大爆炸的第二次和第三次爆炸来显著提高可再充电电池的稳定性。

在本文中已经公开了示例实施例，尽管使用了特定的术语，但它们仅以一般和描述性的含义被使用和解释，而不是为了限制的目的。在某些情况下，如自本申请递交时起对本领域普通技术人员来说将是显而易见的那样，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或者可以与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外明确指出。因此，本领域技术人员将理解， 可以在不脱离如所附权利要求书提出的本发明的精神和范围的情况下进行形式和细节上的各种改变。