专利名称：具有撞击缓冲作用的可再充电电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及可再充电电池，更具体地讲，涉及可再充电电池的集电板。
背景技术：
与不能再充电的不可再充电的电池不同，可再充电电池可以反复充电。近来，使用具有高能量密度的非水电解液的大功率可再充电电池得到了应用。由一个电池组单元电池包装成包的低容量的可再充电电池用在诸如手机、膝上型计算机和便携式摄像机等小型的便携式电子设备中。有多个串联或并联连接的电池单元的高容量的可再充电电池用作驱动诸如混合动力车中的电动机的电源。
可再充电电池可以有各种形状，例如圆柱形、矩形盒形和袋形。可再充电电池包括电极组件，该电极组件包括正极、负极和介于这两者之间的隔板。该电极组件被螺旋卷绕(像胶卷一样)，并被插入壳体内。该壳体带有具有外端子的盖组件。
可再充电电池的正极和负极带有导电接头，用于收集电池工作过程中电极组件产生的电流，并将电流传送到外端子。
当可再充电电池用在大功率设备中时，可以用集电板代替上述接头，从而降低电流收集部分的电阻。使用集电板的可再充电电池被公开在美国专利No.6,193,765中。
当典型的可再充电电池因外部撞击或间隔问题而受到震动时，集电板可能会从电极组件或壳体上脱落。此外，集电板可能会受到损坏或破裂。
在常规的可再充电电池中，由于电极组件和集电板被固定在其上的壳体之间有间隙，因此电极组件可能会受到震动。这种震动可能削弱集电板和电极组件之间的连接。此外，集电板可能会从电极组件或壳体上脱落，这会造成可再充电电池出现故障。
特别是，如果可再充电电池被用作吸尘器、小型电动摩托车、电动车或混合动力车的大容量可再充电电池，那么外部撞击或内部振动可能会连续作用在可再充电电池上，因而使问题恶化。
特别是，电极组件的焊接部位可能因连续撞击或振动而日益弱化，这会造成集电板从固定部位上脱落。
发明内容
本发明提供一种可再充电电池，可以防止集电板因振动或撞击而从电极组件上脱落。
本发明的其他特点将在下面的说明书中阐述，这些特点一部分可以从说明书中看出，或者可以通过实施本发明来了解。
本发明公开一种可再充电电池，该可再充电电池包括电极组件，该电极组件包括正极、负极和介于这两者之间的隔板。该电池还包括容纳该电极组件的壳体、与该壳体结合的盖组件，以及集电板。该集电板具有与正极或负极连接的第一固定部分和与该壳体连接的第二固定部分。在第一固定部分和第二固定部分之间有缓冲部分，用于减轻施加到该集电板上的力。
应该理解，上述的总体描述和下面的详细描述是示范性的和解释性的，是为了对所要求保护的发明作进一步的解释。
附图用于进一步理解发明，它被合并在说明书中并构成说明书的一部分，并且图示了此发明的各实施例，且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明示范性实施例的可再充电电池的横截面图。
图2是根据本发明该示范性实施例的可再充电电池的负极集电板的透视图。
图3是用于解释根据本发明该示范性实施例的可再充电电池的操作的部分拉长的横截面图。
图4是根据本发明的另一示范性实施例的可再充电电池的负极集电板的透视图。
具体实施例方式
本发明的各实施例可用作驱动大功率电动机的电源，例如混合动力车(HEV)、电动车(EV)、无线吸尘器、电动自行车和小型电动摩托车的电动机。
当诸如振动力和撞击之类的外力施加在本发明的可再充电电池上时，可以防止集电板从固定或焊接的位置上脱落。另外，可以增加可再充电电池的可靠性，从而延长可再充电电池的寿命。
尽管是参照固定在壳体上的负极集电板对本发明进行说明，但普通技术人员可以将本发明应用于其中壳体上固定的是正极集电板的可再充电电池。
图1是根据本发明示范性实施例的可再充电电池的横截面图。
参见图1，本发明的可再充电电池包括电极组件10，电极组件10包括正极11和负极12以及介于这两者之间的隔板13。该电池还包括带有开口的壳体20，用于容纳电极组件10和电解液。盖组件30通过垫圈31与壳体20的开口结合，用于密封壳体20。正极集电板40与电极组件10的正极11连接，负极集电板50与电极组件10的负极12连接。
壳体20由诸如铝、铝合金或镀镍钢之类的导电金属构成。壳体20的形状可以是内部中空的圆柱形、六边形或其他形状。电极组件10容纳在壳体20内部的中空空间内。
本发明举例说明了基本上呈圆柱形的可再充电电池。然而，本发明并不局限于此，本发明的可再充电电池可以是矩形等形状。
电极组件10可以具有叠层结构，其中隔板13介于正极11和负极12之间。通过在集电体11a和12a上分别涂上活性物质(未示出)可以构造正极11和负极12。可选的是，电极组件10可以具有胶卷(jelly roll)结构，即一叠正极11、负极12和隔板13被卷绕成像胶卷一样。在图1所示的本发明的示范性实施例中，壳体20基本上呈圆柱形状，并且电极组件10呈胶卷形状。
电极组件10以及集电板40和50与正极11和负极12连接。
正极11和负极12上未涂活性物质的部分分别被称为无涂层部分11a和12a。无涂层部分11a和12a可以分别接触集电板40和50。
正极11和负极12各自的无涂层部分11a和12a相互面对放置。另外，无涂层部分11a和12a被设置为高于隔板13地突出。
盖组件30包括具有外端子32a的盖板32以及使壳体20和盖板32绝缘的垫圈31。盖组件30可以还包括通过导线35与正极集电板40连接的通气板33。通气板33通过断裂来释放预定压力的气体，从而防止电池爆炸。
通气板33并不局限于图1所示的结构。能够断开电极组件10和盖组件30之间的电路的任何结构都可以采用。
图2是根据本发明示范性实施例的可再充电电池的负极集电板的透视图。
参见图2，负极集电板50被形成为基本上呈圆形的板51。在板51的中部有朝向壳体20突出的突起52，以便突起52可以与壳体20的内表面连接。例如，突起52可以焊接到壳体20的内表面上。
突起52的内表面上形成有凹槽52’。板51上有四个接触部件53，这四个接触部件53沿径向位于凹槽52’的周围，并且它们之间以约90°的角度间隔。另外，接触部件53可以朝向无涂层部分12a、即沿与凹槽52’的突出方向相反的方向突出。
接触部件53可以呈狭槽形。通过压纹光滑板51可以使接触部件53与凹槽52’一起成形。
例如，通过激光焊接使接触部件53与无涂层部分12a连接，可使负极集电板50与负极20连接。另一方面，通过焊接使突起52与壳体20的底部连接，可以使负极集电板50与壳体20连接。
在负极集电板50上，在突起52和各接触部件53之间有切割部54，以使突起52与接触部件53分隔开。切割部54可以通过切割接触部件53的在接触部件53的纵向上靠近凹槽52’的部分而形成。
负极集电板50的上述结构可以充当可再充电电池的撞击缓冲器。当外力施加到可再充电电池上时，该力被传递到固定突起52的第一固定部分和固定每个接触部件53的第二固定部分之间的部分上。在这种情况下，该缓冲器可减小施加到该第一固定部分和第二固定部分之间的部分上的力。
更具体地讲，根据负极集电板50的结构，接触部件53的外部整体位于板51上，且接触部件53的中心部(形成切割部54的地方)通过切割部与板51分隔开。
根据负极集电板50的结构，突起52和接触部件53之间的距离可以变化。
特别是，(固定到壳体20上的)突起52与(固定到无涂层部分12a上的)接触部件53之间的距离可以根据施加到可再充电电池上的外力而改变。当外力施加到包括负极集电板50的可再充电电池上时，尽管壳体20和电极组件10通过负极集电板50相互连接，但是电极组件10(或壳体20)可以相对壳体20(或电极组件10)灵活地上下移动。
这里，突起52和接触部件53的移动距离、即切割部54的伸展距离与切割部54的长度密切相关。在该实施例中，在负极集电板50的抗拉强度极限内，切割部54的长度根据突起52和接触部件53之间的距离确定。然而，切割部54的长度并不局限于特定的长度。
如图1所示，如果负极集电板50的厚度为d，突起52和切割部54之间的远端长度为L，那么长度L和厚度d之间的关系优选由下面的方程表示L＞5d根据本发明的包括负极集电板50的可再充电电池，当外力因振动或撞击施加到可再充电电池上时，由于电极组件10和壳体20之间有间隙，因此电极组件20可以上/下或左/右移动。
如果外力施加到可再充电电池上，那么对电极组件10正极侧的撞击可以因导线35的弹性缓冲作用而减弱。另外，对负极集电板50的撞击可以因位于负极集电板50上的切割部54的弹性缓冲作用而减弱。
当壳体20内的电极组件10因施加到可再充电电池上的外部撞击而受到震动时，突起52和接触部件53之间的切割部54受到弹性拉伸，从而依靠电极组件10的移动来补偿施加到板51上的外力。
更具体地讲，如果电极组件10通过负极集电板50与壳体20连接，那么当力施加到可再充电电池上时，壳体20和电极组件10之间的相对距离发生变化，使得负极集电板50的板51可能变形。
然而，根据本发明，负极集电板50可以具有如下结构接触部件53和突起52可以被切割部54有弹性地相互分隔开。因此，在板51发生变形的情况下，突起52和接触部件53之间的切割部54受到有弹性地拉伸，使得突起52可以像减震器一样上下移动，从而减小施加到板51上的外力。
结果，当电极组件10受到震动时，施加到接触部件53和突起52之间的固定部分上的力可以减小，从而防止突起52和接触部件53从固定部分上脱落。
图4是根据本发明另一示范性实施例的可再充电电池的负极集电板50的透视图。在该实施例中，在突起52和接触部件53之间可以提供褶皱部57。具有褶皱部的负极集电板50可以更有效地减小施加到固定部分上的力。
本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的思想和范围情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明意欲涵盖本发明的各种修改和改变，只要它们落在所附的权利要求书及其等效替换的范围内。
权利要求
1.一种电池，包括电极组件，包括正极、负极以及介于该正极和负极之间的隔板；容纳该电极组件的壳体；与该壳体结合的盖组件；以及集电板，具有与正极或负极连接的第一固定部分和与该壳体连接的第二固定部分；其中在该第一固定部分和第二固定部分之间有缓冲部分，用于减轻施加到该集电板上的力。
2.如权利要求1所述的电池，其中该第一固定部分和第二固定部分相互分隔开。
3.如权利要求1所述的电池，其中该集电板包括与壳体的内表面连接的突起；以及与电极组件的无涂层部分连接的接触部件；其中在突起和接触部件之间有切割部；并且所述切割部通过切割接触部件的一部分而形成。
4.如权利要求3所述的电池，其中在该突起的内表面上形成凹槽。
5.如权利要求4所述的电池，其中该凹槽位于集电板的中心位置；所述接触部件沿径向位于集电板的周围；并且所述切割部位于凹槽附近，沿接触部件的纵向延伸。
6.如权利要求3所述的电池，其中在该突起和切割部之间有褶皱部。
7.如权利要求3所述的电池，其中集电板的厚度d、突起和切割部之间的远端长度L之间的关系由下面的方程表示L＞5d。
8.如权利要求1所述的电池，其中可再充电的电池基本上呈圆柱形状。
9.一种装置，包括电动机；和如权利要求1所述的电池，其中该电池驱动该电动机。
全文摘要
本发明公开了一种包括电极组件的可再充电电池，该电极组件包括正极、负极和介于这两者之间的隔板。该电池还包括容纳该电极组件的壳体、与该壳体结合的盖组件，以及集电板。该集电板具有与正极或负极连接的第一固定部分和与壳体连接的第二固定部分。该第一固定部分和第二固定部分之间有缓冲部分，用于减轻施加到集电板上的力。
文档编号H01M10/40GK1753214SQ200510103218
公开日2006年3月29日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月21日
发明者金贤硕 申请人:三星Sdi株式会社