二次电池及其制造方法与流程

二次电池及其制造方法
1.本技术要求于2021年7月14日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0092163号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
2.本公开涉及一种二次电池及其制造方法，该制造方法可以改善电极端子的焊接质量，可以减少由于焊接引起的异物，可以降低成本，并且可以改善组装工艺。


背景技术：

3.通常，通过将电极组件与电解质容纳在壳体中来制造二次电池，电极组件包括阴极板、阳极板和置于两个板之间的隔膜。与不可再充电的一次电池不同，二次电池可以充电和放电。随着针对诸如移动电话、笔记本计算机等的移动装置的技术的发展，并且随着移动装置的生产的增大，对作为能源的二次电池的需求急剧地增大。最近，二次电池已经被积极地开发为用于在电动车辆、混合动力车辆等中使用的化石燃料的替代能源。
4.目前市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。例如，与镍基二次电池相比，锂二次电池产生很小的记忆效应，使锂二次电池能够自由地充电和放电。锂二次电池具有包括低自放电率和高能量密度的若干优点。因此，锂二次电池引起越来越多的关注。


技术实现要素：

5.本公开提供了一种二次电池及其制造方法，该制造方法可以改善电极端子的焊接质量，可以减少由于焊接引起的异物，可以降低成本，并且可以改善组装工艺。
6.根据本公开的一个或更多个实施例的二次电池可以包括：壳体，用于将电极组件容纳在内部容纳空间中；盖板；第一端子，在第一方向上插入到盖板中，并且在盖板的内表面处弯曲以结合到盖板；以及集电板，在壳体中，电连接到电极组件的第一电极，并且在第一方向上结合到第一端子。
7.二次电池还可以包括在第一端子与盖板之间的绝缘板。
8.绝缘板的端部可以与第一端子一起弯曲。
9.第一端子和/或集电板可以在其中限定与用于焊接的区域对应的中空部。
10.盖板可以与壳体一体地形成，并且可以构成壳体的一个表面。
11.另外，根据本公开的一个或更多个实施例的制造二次电池的方法可以包括以下步骤：在第一方向上将第一端子插入到盖板的孔中；通过从盖板的内表面压接第一端子的端部，将第一端子的端部固定到盖板；使集电板与第一端子的内表面接触；以及通过从第一端子的外部照射焊接束，将集电板焊接到第一端子。
12.该方法还可以包括在第一端子与盖板之间设置绝缘板。
13.该方法还可以包括将绝缘板的端部和第一端子的端部进行压接。
14.该方法还可以包括将焊接束照射到与限定在第一端子和/或集电板中的中空部对
应的区域。
15.盖板可以与二次电池的壳体一体地形成，并且构成壳体的一个表面。
附图说明
16.图1是根据本公开的一个或更多个实施例的二次电池的透视图。
17.图2是沿着图1的线a-a'截取的部分剖视图，示出了根据本公开的一个或更多个实施例的其中第一端子插入二次电池中的状态。
18.图3是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的其中对二次电池中的第一端子进行压接的工艺的部分剖视图。
19.图4a是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用在二次电池中的集电板的透视图。
20.图4b是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的其中将集电板结合到二次电池中的第一端子的工艺的部分剖视图。
21.图5是示出了根据本公开的一个或更多个其它实施例的其中第一端子插入二次电池中的状态的部分剖视图。
22.图6是示出了根据本公开的一个或更多个其它实施例的其中对二次电池中的第一端子进行压接的工艺的部分剖视图。
23.图7是示出了根据本公开的一个或更多个其它实施例的其中将集电板结合到二次电池中的第一端子的工艺的部分剖视图。
具体实施方式
24.在下文中，将参照附图详细描述本公开的一个或更多个实施例。
25.提供本公开的实施例以向本领域技术人员更完整地解释本公开，并且可以以各种其它形式修改以下示例。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此所阐述的示例(或示例性)实施例。相反，提供这些示例实施例使得本公开将是透彻的和完整的，并且将向本领域技术人员传达本公开的方面和特征。
26.另外，在附图中，为了简洁和清楚起见，夸大了各种组件的尺寸或厚度。同样的标记始终指同样的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。另外，将理解的是，当元件a被称为“连接到”元件b时，元件a可以直接连接到元件b，或者可以在它们之间存在居间元件c，使得元件a和元件b彼此间接连接。
27.在此所使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制公开。如在此所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是，术语“包括”、“包含”和/或其变型当在本说明书中使用时说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
28.将理解的是，虽然在此可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制，这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层或部分与另一构件、元件、区域、层或部分区分开。因此，例如，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被命名为第二构
件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分，而不脱离本公开的教导。
29.为了易于描述，诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“下”、“在
……
上方”、“上”等的空间相对术语在此可以用于描述如附图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语除了涵盖附图中描绘的方位以外还旨在涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的元件或特征被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定向为“在”所述其它元件或特征“上”或“上方”。因此，术语“在
……
下方”可以涵盖上方和下方两个方位。
30.图1是根据本公开的一个或更多个实施例的二次电池的透视图。
31.首先，参照图1，根据本公开的一个或更多个实施例的二次电池10包括壳体110、盖板120、绝缘板130和第一端子140，盖板120形成在壳体110的一个表面上或形成(例如，构成)壳体110的一个表面，绝缘板130形成在盖板120的一定区域上，第一端子140形成在绝缘板130内部且具有第一极性。
32.这里，根据本公开的一个或更多个实施例，壳体110可以(例如，在内部容纳空间中)容纳包括在二次电池10中的电极组件和电解质。为此，例如，壳体110可以通过诸如深拉的工艺制造，并且可以设置为具有中空空间(例如，内部容纳空间)的圆柱形形状。壳体110可以由诸如铝或铁的金属形成，并且可以电连接到电极组件的具有第二极性的电极，如稍后将描述的，结合到壳体110的盖板120可以用作第二端子。
33.在盖板120的情况下，虽然被示出为与壳体110分开的组件，但是盖板120可以指作为壳体110的一部分的第一表面。当盖板120被构造为与壳体110分开时，盖板120可以通过沿着与壳体110接触的边界被焊接而结合。同时，当盖板120与壳体110的第一表面对应时，盖板120可以在壳体110的制造工艺期间与壳体110一起形成为一体结构。
34.另外，盖板120可以具有与壳体110相同的极性，并且可以形成与壳体110类似的具有第二极性的电极(例如，可以用作负电极)。另外，因为盖板120可以与第一端子形成在同一表面上，所以盖板120可以用作第二端子。然而，第一极性和第二极性可以根据本领域技术人员的选择而改变。
35.同时，盖板120可以具有基于圆柱形电池的圆形形状，并且可以具有大致形成在其中心中的孔，因此绝缘板130和第一端子140可以结合到盖板120。另外，虽然第一端子140具有第一极性，但是绝缘板130形成在第一端子140与盖板120之间，并且因此可以与盖板120电隔离。
36.绝缘板130可以包括具有大致“l”形状的衬垫，与衬垫一体形成或与衬垫分开形成的绝缘构件还可以从衬垫沿着盖板120的表面延伸，从而减少或防止盖板120和第一端子140彼此接触的可能性。另外，由于绝缘板130的l形衬垫，不需要在绝缘板130上单独地形成绝缘构件，从而减少了部件的总数量且节省了成本。绝缘板130可以由可以是常见材料的诸如聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)的材料制成，但是本公开的内容不限于此。
37.第一端子140可以形成在绝缘板130的中心中同时具有比绝缘板130小的面积。第一端子140可以电连接到稍后将描述的电极组件的第一电极，为此，电极组件的第一电极和集电板可以结合到第一端子140的下部。稍后将描述第一端子140的结合结构和制造方法。
38.在下文中，将顺序地描述根据本公开的一个或更多个实施例的二次电池的制造工艺。
39.图2是沿着图1的线a-a'截取的部分剖视图，示出了根据本公开的一个或更多个实施例的其中第一端子插入二次电池中的状态。图3是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的其中对二次电池中的第一端子进行压接(例如，弯曲或压褶)的工艺的部分剖视图。图4a是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用在二次电池中的集电板的透视图。图4b是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的其中将集电板结合到二次电池中的第一端子的工艺的部分剖视图。
40.首先，参照图2，为了制造根据本公开的一个或更多个实施例的二次电池10，可以首先将绝缘板130和第一端子140插入到盖板120中。
41.这里，绝缘板130可以在包围关于第一端子140的下表面的边缘的同时结合到第一端子140。另外，绝缘板130可以在水平方向上具有比第一端子140大的面积。
42.第一端子140可以包括端子部141、结合部142和变形部143，端子部141平坦地形成在第一端子140的上表面上，结合部142形成在端子部141下面且在其中限定第一中空部(例如，第一空腔)142a，变形部143限定具有比第一中空部142a的直径大的直径的第二中空部(例如，第二空腔)143a且延伸到结合部142的下部。另外，端子部141的下表面(例如，内表面)141a可以在第一中空部142a内部被暴露。
43.同时，第一端子140的结合部142和变形部143可以初始地形成为与端子部141的表面大致垂直，并且可以保持其中绝缘板130沿着结合部142的外边缘结合的状态。另外，如上所述，在其中结合部142结合到绝缘板130的状态下，结合部142可以在竖直方向上结合到盖板120的孔的内部。这里，绝缘板130可以以过盈配合的方式插入到盖板120的孔中，从而密封盖板120。
44.接下来，参照图3，可以从第一端子140的变形部143的下部进行压接工艺或压褶工艺，因此可以使变形部143变形(例如，弯曲)。压接工艺可以在没有附加的结构或加热的情况下允许组件之间的稳定结合。压接工艺可以通过借助于冲头按压变形部143的下部来改变变形部143的形状，并且可以对在没有铆钉的情况下实现铆接是有利的。另外，通过压接工艺，可以通过将应用于现有铆接工艺的铆接板和铆钉统一来形成第一端子140，从而减少部件的数量且降低生产成本。另外，与铆接相比，压接工艺在组件构造和工艺方面是简单的，从而改善了组装工艺。
45.例如，通过压接工艺从变形部143的下部施加压力，可以使变形部143变形以在其下部处被打开(例如，弯曲以展开)，该下部紧密地结合到绝缘板130的下表面。另外，即使在这种情况下，结合部142也可以保持不变形，使得可以保持第一中空部142a，并且也仍然可以暴露其中的端子部141的下表面141a。
46.接下来，参照图4a和图4b，集电板150可以从第一端子140的下部结合到第一端子140。
47.集电板150可以包括在其大致中心处面向上的突起151，并且可以包括可以对称地形成在突起151周围的多个可变结合部152。这里，突起151可以具有限定第三中空部151a的中空圆柱形形状，并且可以结合到设置在第一端子140的结合部142中的第一中空部142a的内部。例如，突起151的上表面可以接触端子部141的通过第一中空部142a暴露的下表面141a。另外，在这种状态下，通过焊接束w从端子部141的上部进行焊接，从而使第一端子140的端子部141和集电板150的突起151稳定地结合。
48.另外，如图4b中所示，只要焊接束w穿过相对薄的端子部141和突起151，然后就可以成功地进行端子部141与突起151之间的焊接。即，通过形成在第一端子140的结合部142中的第一中空部142a和形成在集电板150的突起151中的第三中空部151a，与第一端子140或集电板150的总厚度相比，端子部141和突起151中的每个可以具有相对小的厚度。因此，因为在端子部141和突起151彼此接触的同时照射焊接束w，所以减小了焊接束w的透射厚度，从而即使用低功率的焊接束也进行了焊接且改善了焊接质量。另外，因为在集电板150的突起151插入到结合部142中的同时从第一端子140的外部施加焊接束w，所以可以减少产生内部金属异物的可能性，从而改善了焊接质量并且也改善了电池稳定性。
49.同时，集电板150的可变结合部152可以由通过切口孔153切割的多个片组成。可变结合部152可以通过焊接结合到电极组件的第一电极，但是可以通过切口孔153相对于电解质的流动而灵活地变形。因此，即使在焊接电极组件之后发生(例如，电解质的)流动，该流动也可以通过可变结合部152被吸收，从而稳定地保持电极组件的结合。
50.然后，在一个或更多个实施例中，电极组件的第二电极可以结合到第二集电板等。另外，根据本领域技术人员的选择，第二集电板可以电连接到壳体110，或者可以通过与壳体110绝缘的单独的第二端子被暴露到外部。因此，根据本公开的一个或更多个实施例的二次电池10具有被构造为通过绝缘板130电绝缘的第一端子140和壳体110，如上所述，可以通过改善第一端子140的焊接质量来增大二次电池10的可靠性。
51.在下文中，将描述根据本公开的一个或更多个其它实施例的制造二次电池的方法。
52.图5是示出了根据本公开的一个或更多个其它实施例的其中第一端子插入二次电池中的状态的部分剖视图。图6是示出了根据本公开的一个或更多个其它实施例的其中对二次电池中的第一端子进行压接的工艺的部分剖视图。图7是示出了根据本公开的一个或更多个其它实施例的其中将集电板结合到二次电池中的第一端子的工艺的部分剖视图。
53.具有与上述实施例的构造和操作相同的构造和操作的组件被赋予相同的附图标记，以下描述将集中于与一个或更多个先前描述的实施例的不同之处。
54.首先，参照图5，根据本公开的一个或更多个其它实施例的二次电池20包括壳体110、形成在壳体110的一个表面上的盖板120、形成在盖板120的部分区域上的绝缘板230以及形成在绝缘板230内部且具有第一极性的第一端子240。
55.绝缘板230被构造为与一个或更多个先前描述的实施例的绝缘板130类似，但是具有其中内端231进一步向下延伸的构造。根据该构造，当在后续工艺中进行针对第一端子240的压接工艺时，绝缘板230的内端231也可以与第一端子240一起变形(例如，弯曲)。另外，因为内端231从第一端子240的下侧在水平方向上延伸，所以可以更稳定地进行关于第一端子240的密封。
56.在第一端子240的情况下，与一个或更多个先前描述的实施例的第一端子140不同，可以形成相对于端子部241的大致中心向下凹入地形成的结合凹槽241b。因为结合凹槽241b形成为比端子部241的表面低的位置，所以端子部241的通过结合凹槽241b的下表面被构造的下表面241a可以设定为比一个或更多个先前描述的实施例低。
57.同时，第一端子240还可以包括结合部242和变形部243。这里，结合部242和变形部243被示出为以相同直径延伸的圆柱体。在这种情况下，形成在结合部242内部的第一中空
部242a可以与形成在变形部243内部的中空部一体地形成。然而，与一个或更多个先前描述的实施例类似，可以根据本领域技术人员的选择不同地设定结合部242和变形部243的直径。
58.接下来，参照图6，可以对第一端子240的变形部243进行压接工艺。这里，由于施加到变形部243的压力，可以使变形部243变形为在其下部处被打开，同时，也可以使绝缘板230的位于变形部243外部的内端231变形。因此，如上所述，绝缘板230沿着盖板120在水平方向上进一步延伸，从而增大密封力。
59.接下来，参照图7，在其中集电板250与第一端子240的下部接触的状态下，可以通过(例如，穿过第一中空部和/或第二中空部的)焊接束w进行焊接。这里，与一个或更多个先前描述的实施例不同，集电板250可以不包括单独的突起，如所示，可以在平坦的中心区域251与第一端子240的暴露的下表面241a接触的同时进行焊接。然而，即使在这种情况下，因为第一端子240的下表面241a由于形成在第一端子240的中心中的结合凹槽241b而相对深地形成在第一端子240内部，所以只要焊接束w可以仅适当地传输通过对应的厚度以到达第一端子240的下表面241a和集电板250的中心区域251，就可以进行焊接。因此，可以改善焊接质量，并且可以减少或防止在焊接工艺中产生金属异物的可能性。
60.如上所述，在根据本公开的二次电池及其制造方法中，在其中通过从盖板的内表面压接来结合第一端子的状态下，从第一端子的外部照射焊接束以将第一端子焊接到集电板，其中，可以通过在第一端子和/或集电板中形成中空部来减小焊接束的传输厚度，从而改善焊接质量且减少异物的产生。
61.虽然前述实施例仅是用于实施不限于所公开的实施例的根据本公开的二次电池和用于制造该二次电池的方法的一些示例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如由权利要求(其功能等同物被包括在其中)限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。