专利名称：方形电池的端盖板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种方形电池的端盖板结构，特别是有关于一种方形锂离子电池的端盖板结构。
背景技术：
随着可携式电子产品朝轻、薄、短、小发展，以及对可携式电子产品一次充电可用时间增长的要求，小型、轻量化和具高能量密度的二次电池乃成为可携式电子产品不可或缺的零组件之一。
在二次电池中，由于锂离子电池具有高工作电压、能量密度大、重量轻、以及寿命长等优点，且能满足可携式电子产品轻小的需求。因此，锂离子电池目前已广泛地应用于可携式电子产品中，例如笔记型计算机(Notebook)、个人数字助理(PersonalDigital Assistant；PDA)、以及行动电话(Mobile Phone)等。
目前，锂离子电池的端盖板的安全设计主要为安全阀设计以及端盖板下设置导电片。安全阀设计是针对电池内压力不正常升高时，利用开阀方式进行泄压，以避免电池爆炸。然而，安全阀设计对于电池形变则无保护能力。另外，于端盖板下设置导电片的设计是针对电池于侧向竖立压扁，即Y方向压扁(Y Crush)时，让导电片先行与电池的罐体接触制造外部短路，以避免电池内部因过热而爆炸。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种方形电池的端盖板结构，其仅需改变端盖板的结构设计，即可在电池产生侧向形变时，产生外部短路，而可不需另外在端盖板下设置导电片，以简化制程。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种方形电池的端盖板结构，以铆钉头作为区隔，端盖板的一侧的平面结构的厚度较另一侧的厚度薄。如此一来，端盖板厚度较薄的平面的结构强度将比另一侧较厚的平面来的脆弱。当方形电池遭受Y方向压扁时，端盖板厚度较薄的平面会先产生形变而凸起弯曲，此凸起的端盖板平面与铆钉头接触，进而在方形电池形变时造成外部短路的路径。故，可提升电池在使用上的安全性。
本发明要解决的再一技术问题是提供一种方形电池的端盖板结构，端盖板的背面至少包括贯穿端盖板短轴的V型沟槽。由于端盖板具有V型沟槽处的结构强度较弱，因此当方形电池遭受Y方向压扁时，V型沟槽处会先产生形变而使端盖板面凸起而与铆钉头接触，进而造成外部短路的路径。如此一来，可降低电池形变的危险性。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种方形电池的端盖板结构，铆钉头的短侧壁与方形平板的平面区之间具有无隔绝物的间隙，因此在端盖板凸起形变时，可有效提升方形平板与铆钉头的接触机率。
为此，本发明提出一种方形电池的端盖板结构，至少包括一方形平板具有相对的一第一表面以及一第二表面，其中第二表面为一平面；以及一铆钉头位于上述的方形平板的第一表面上，而将方形平板的第一表面区隔成一第一平面区以及一第二平面区，其中第一平面区的高度低于第二平面区的高度，且第一平面区与第二平面区邻近于上述的铆钉头。
依照本发明一较佳实施例，上述的方形平板更至少包括V型沟槽位于方形平板的第二表面上并贯穿第二表面的短轴。
由于铆钉头两侧的第一平面区与第二平面区的厚度不同，而使得第一平面区的结构较为脆弱，再加上方形平板的第二表面具有贯穿第二表面短轴的V型沟槽。因此，方形平板可在方形电池受到Y方向外力压挤时，先使铆钉头接触而形成外部短路，进而可达到提升电池使用的安全性的目的。
图1绘示依照本发明一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构的上视图。
图2绘示依照本发明一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构的下视图。
图3绘示沿图1方形电池的端盖板结构的I-I剖面线所获得的剖面图。
图4绘示本发明一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构经Y方向压扁测试后的剖面图。
图5绘示依照本发明另一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构的上视图。
附图标号说明100端盖板结构 102方形平板104表面106表面108平面区 110平面区112铆钉头 114沟槽116绝缘层 118弯折120弯折122注液口200端盖板结构 202方形平板204表面206平面区208平面区 210平面区212铆钉头 216绝缘层222注液口具体实施方式
本发明揭露一种方形电池的端盖板结构，可提升电池使用的安全。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图1至图4所示。
请参照图1，图1绘示依照本发明一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构的上视图。此方形电池的端盖板结构100至少包括方形平板102与铆钉头112，其中铆钉头112位于方形平板102的表面104上，且铆钉头112与方形平板102分属具不同电性的电极，分别载送不同电性的电荷。在本发明的较佳实施例中，方形电池可例如为锂离子电池，方形平板102的材质可例如为铝，而铆钉头112为负极，方形平板102为正极。铆钉头112较佳是位于方形平板102的表面104的中央区域上，且此铆钉头112将方形平板102的表面104区分成两侧，其中一侧为平面区108，另一侧则为平面区110。平面区108与平面区110邻近铆钉头112，且平面区110较佳是围绕在铆钉头112的三侧，而平面区108则邻近在铆钉头112的另一侧，以使铆钉头112与平面区110位于方形平板102的同一侧。平面区108的高度低于平面区110。铆钉头112与方形平板102之间更具有绝缘层116，如图3所示，以隔离铆钉头112与方形平板102。绝缘层116亦可延申到铆钉头112的长侧壁与平面区110之间的空间，而铆钉头112的短侧壁与方形平板102的平面区108及平面区110之间的空间仅以间隙区隔，并无绝缘层，如图1所示。然而，值得注意的一点是，绝缘层116亦可延伸到铆钉头112的短侧壁与方形平板102的平面区108及平面区110之间，只要铆钉头112的短侧壁与方形平板102的平面区108及平面区110之间的空间具有间隙即可。方形平板102上更具有注液口122，以供电解液注入电池。
本发明的一特征就是铆钉头112的短侧壁与平面区108及平面区110之间的空间具有间隙，因此可在端盖板结构100受压变形时，确保平面区108的方形平板102能接触到铆钉头112。
请参照图2，图2绘示依照本发明一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构的下视图。方形平板102另外具有102相对于表面104的表面106，其中此表面106为一平面。在本发明的较佳实施例中，方形平板102的表面106更具有沟槽114贯穿表面106的短轴。其中，沟槽114较佳是呈V型，且沟槽114并未通过铆钉头112的下方。沟槽114较佳是位于相对于平面区100的表面106上。然而，值得注意的一点是，沟槽114亦可位于相对于平面区108的表面106上。
请参照图3，图3绘示沿图1方形电池的端盖板结构的I-I剖面线所获得的剖面图。由于平面区110高于平面区108，且表面106为平面，因此平面区110的方形平板102的厚度大于平面区108的方形平板102的厚度。如此一来，平面区108的结构强度会小于平面区110的结构强度，而在平面区108与平面区110的交界形成一处结构弱点。绝缘层116位于铆钉头112与方形平板102的表面104之间，藉以电性隔离方形平板102与铆钉头112。在本发明的较佳实施例中，沟槽114位于相对于平面区110的表面106上，且沟槽114处的方形平板102的厚度明显较周围的方形平板102的厚度薄。因此，沟槽114处的结构强度会降低，而形成另一处结构弱点。
请参照图4，图4绘示本发明一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构经Y方向压扁测试后的剖面图。由于平面区108的结构强度较低，因此当电池的侧向竖立面受到方向117(即Y方向)的压力时，位于平面区108这一侧的方形平板102会先形变并凸起，而在平面区108上产生弯折120。再加上铆钉头112的短侧壁与平面区108及平面区110之间的空间具有间隙，如此一来将使得平面区108的方形平板102接触到铆钉头112。另一方面，由于沟槽114处的方形平板102的结构强度也较周围的方形平板102低，因此电池的侧向竖立面受到方向117的压力时，沟槽114处的方形平板102会先形变而在平面区110上产生弯折118，进而使平面区110的方形平板102接触到铆钉头112。当平面区108以及平面区110的方形平板102接触到铆钉头112时，均会在电池外部形成正负极短路。如此一来，可在电池因外力而产生侧向变形时，先于端盖板结构100上发生外部短路，藉以避免因电池内部短路而导致温度升高进而产生爆炸。
此外，由于在电池受侧向压力而变形时，端盖板结构100的方形平板102与铆钉头112形成正负极短路，而使短路电阻下降，且短路电流平均分布于方形平板102上。因此，可有效避免局部高热产生。
请参照图5，图5绘示依照本发明另一较佳实施例的一种方形电池的端盖板结构的上视图。端盖板结构200至少包括方形平板202与铆钉头212，其中铆钉头212位于方形平板202的表面204上，且铆钉头212与方形平板202分属具不同电性的电极，分别载送不同电性的电荷。在本发明的较佳实施例中，方形电池可例如为锂离子电池，方形平板202的材质可例如为铝，而铆钉头212为负极，方形平板202为正极。铆钉头212较佳是位于方形平板202的上表面204的中央区域上。在铆钉头212外，方形平板202的表面204区分成二平面区206、平面区208、与平面区210。平面区208与平面区210分别位于方形平板202的两长轴，而二平面区206则位于方形平板202的两短轴上。二平面区206、平面区208与平面区210分别邻近铆钉头212的四侧。平面区208的高度与平面区210的高度相等，二平面区206的高度则较平面区208与平面区210高。铆钉头212与方形平板202之间更具有绝缘层216，以隔离铆钉头212与方形平板202。绝缘层216亦可延伸到铆钉头212的侧壁与平面区206之间的空间。方形平板202上更具有注液口222，以供电解液注入电池。在此较佳实施例中，方形平板202的下表面为一平面。
由于平面区206高于平面区210与平面区208，且方形平板202的下表面为平面，因此平面区206的方形平板202的厚度大于平面区210与平面区208的方形平板202的厚度。如此一来，平面区210与平面区208的结构强度会小于平面区206的结构强度，而在平面区208以及平面区210与平面区206的交界形成结构弱点。
由于平面区210与平面区208的结构强度较低，因此当电池的侧向竖立面受到Y方向的压力时，位于平面区210与平面区208的方形平板202会先形变并凸起，而使平面区210与平面区208的方形平板202接触到铆钉头212。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的一优点就是因为铆钉头两侧的方形平板的厚度不同，再加上方形平板的第二表面具有贯穿第二表面短轴的V型沟槽，而端盖板结构的一例的结构较为脆弱。如此一来，可在电池侧向竖立面受到外力压挤时，先使方形平板与铆钉头接触而形成外部短路。因此，可达到提高电池使用的安全性的目的。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的再一优点就是因为铆钉头的短侧壁与方形平板的平面区之间具有间隙，因此在端盖板凸起形变时，可大幅提升方形平板与铆钉头的接触机率。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的又一优点就是因为电池受侧向压力而变形时，端盖板结构的方形平板会与铆钉头形成正负极短路。如此一来，可使短路电流平均分布于方形平板上。因此，可有效避免局部高热产生，进而可避免因电池变形所引发的安全性问题。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种方形电池的端盖板结构，其特征是，至少包括一方形平板具有相对的一第一表面以及一第二表面，其中该第二表面为一平面；以及一铆钉头位于该方形平板的该第一表面上，而将该方形平板的该第一表面区隔成一第一平面区以及一第二平面区，其中该第一平面区的高度低于该第二平面区的高度，且该第一平面区与该第二平面区邻近于该铆钉头。
2.如权利要求1所述方形电池的端盖板结构，其特征是，该方形电池为一锂离子电池。
3.如权利要求1所述方形电池的端盖板结构，其特征是，该方形平板的材质为铝。
4.如权利要求1所述方形电池的端盖板结构，其特征是，该方形平板更至少包括一V型沟槽位于该第二表面上并贯穿该第二表面的短轴。
5.如权利要求4所述方形电池的端盖板结构，其特征是，该V型沟槽位于相对于该第二平面区的该第二表面上。
6.如权利要求4所述方形电池的端盖板结构，其特征是，该V型沟槽位于相对于该第一平面区的该第二表面上。
7.如权利要求1所述方形电池的端盖板结构，其特征是，更至少包括一绝缘层介于该铆钉头与该方形平板的该第一表面之间。
全文摘要
本发明公开了一种方形电池的端盖板结构，至少包括一方形平板以及一铆钉头。此方形平板具有相对的第一表面以及第二表面，其中第二表面为平面。而铆钉头位于方形平板的第一表面上，而将上述的方形平板的第一表面区隔成第一平面区以及第二平面区，其中第一平面区的高度低于第二平面区的高度，且第一平面区与第二平面区邻近于上述的铆钉头。
文档编号H01M2/04GK1770498SQ20041008858
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月5日 优先权日2004年11月5日
发明者王进龙, 蔡瑞民, 邱宏明 申请人:能元科技股份有限公司