专利名称：帽组件和使用该帽组件的蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明的各方面涉及一种帽组件以及一种使用该帽组件的蓄电池，该帽
组件防止通气孔破裂、防止气体泄露并使通气孔的裂开变化(break variation ) 均匀并改进了安全性。
背景技术：
通过重复充电和;故电，蓄电池可以^皮重复使用。因此，与一次性电池 (disposable battery)相比，蓄电池是经济的。目前，由于蓄电池尺寸小并具 有高容量，所以蓄电池被广泛地用作便携式电子产品(例如，移动电话、笔 记本计算机、可携式摄像机、数字计算机等)的驱动电源。
蓄电池的示例包括镍镉蓄电池、金属氢化物/镍蓄电池、锌/镍蓄电池、锂 离子蓄电池以及聚合物4里蓄电池(lithium polymer secondary battery )等。
在这些电池中，锂蓄电池已经被广泛地使用，这是因为它尺寸小并且每 单位体积具有高能量密度、高操作电压以及高容量。
锂蓄电池一般包括电极组件，包括正电极板、负电极板和隔离件；传 递锂离子的电解液。
锂离子蓄电池通常使用保护电路，这是因为当电解液泄露并且锂过渡金 属(lithium transition metal)被暴露于空气中时，或者当电池被过量充电并且 其内部压力由于化学反应而增加时，锂离子蓄电池具有爆炸的危险。
根据容纳电极组件的单元电池外壳(cell case)的类型，锂离子蓄电池可 以被分为罐型电池和袋型电池。罐型电池还可以:故分为圆柱型电池和棱柱型 电池，或者具有弯曲边缘的柱型电池。
当锂离子蓄电池是罐型电池时，单元电池外壳通常包含金属，例如铝。
开口形成在罐的 一侧。在电极组件和电解液通过开口被容纳在所述罐的 内部之后，开口4皮帽组件密封，从而制造成蓄电池。
当锂离子蓄电池是棱柱型电池时，帽组件包括具有与形成在罐的一侧上 的开口对应尺寸和形状的帽板。帽板包括形成以防止蓄电池爆炸的通气孔。即，当蓄电池的内部压力增 加超过预定水平时，通气孔破裂以排放气体，从而防止蓄电池爆炸。
通常，通过对由铝等制成的帽板的一部分施压来形成通气孔。因此，通 气孔被形成为比帽板的其它部分薄。此外，通气孔包括凹口使得通气孔容易 破裂。
但是，这种通气孔容易被外部冲击以及蓄电池的内部压力损坏。
而且，当蓄电池的内部压力增加时，罐膨胀并变形。然后，结合到罐上
的帽板的形状也变形。
随着罐膨胀，帽板朝着罐的内部弯曲，因此压力作用于形成在帽板上的
通气孔。
而且，通气孔由于增压在其角落附近容易破裂，电池内部的气体会通过 破裂的通气孔泄露。
结果，当存在气体泄露时，通气孔不能正常地操作，并且根据产生的气 体的量，通气孔裂开的时间不均匀，从而降低了电池的安全性。
发明内容
因此，本发明的各方面在于提供一种帽组件和使用该帽组件的蓄电池， 该帽组件防止通气孔破裂，防止气体泄露，使得通气孔的裂开变化均匀并改 进了安全性。
根据实施例，帽组件包括帽板，该帽板包括形成在帽板的一个表面上 的通气孔以及在与帽板的通气孔相邻的区域上形成的加强部分。
根据本发明的一方面，所述加强部分可形成在与形成通气孔的表面相对 的表面上。
根据本发明的一方面，可通过将与通气孔相邻的区域形成得比帽板的其 它区域厚来形成所述加强部分。
根据本发明的一方面，所述加强部分可形成在与形成通气孔的表面相同 的表面上。
根据本发明的一方面，可通过在与通气孔相邻的区域凹入而形成所述加 强部分。
根据另一实施例，蓄电池包括帽组件，帽组件包括帽板，帽板包括形成分，所述加强部分在帽板上的与形成通气孔的表面相反的表面上。
根据另一实施例，蓄电池包括帽组件，所述帽组件包括帽板，所述帽板
包括通气孔，形成在帽板的一个表面上；加强部分，形成在与通气孔相邻 的区域上，与通气孔形成在相同的表面上。
根据本发明的一方面，加强部分可沿着帽板的短边方向或者长边方向形 成在与通气孔的 一侧相邻的区域。
根据本发明的一方面， 一对加强部分可沿着帽板的短边方向或者长边方 向在通气孔的任一侧彼此平行地形成。
根据本发明的一方面， 一对加强部分可沿着帽板的短边方向和长边方向 在通气孔的任一侧彼此平行地形成。
才艮据本发明的一方面，加强部分可沿着与通气孔相邻的区域形成，以围 绕着通气孔。
本发明的其它方面和/或优点部分将在以下描述中进行阐述， 一部分将从 描述中变得清楚，或者可以通过本发明的实践而了解。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其它方面和 优点将会变得清楚和更加易于理解，其中
图1是根据本发明实施例的蓄电池的分解透视图； 图2A是根据本发明实施例的帽板的平面图； 图2B是沿着图2A的线A-A'剖开的截面图3A至图3E是具有按照各种形状形成的加强部分的帽板的平面图； 图4A是根据本发明另一实施例的帽板的平面图； 图4B是沿着图4A的线B-B'剖开的截面图。
具体实施例方式
现在，将详细描述本发明的实施例，其示例在附图中被示出，其中，相 同的标号始终表示相同的元件。以下，参照附图描述实施例，以解释本发明。 在附图中，为了清楚起见，层和区域的厚度和长度被夸大了。
图1是根据本发明实施例的蓄电池100的构造的分解透视图。蓄电池100 包括电极组件10、容纳电极组件10的罐20以及位于罐20的开口上的帽组
6件30。
蓄电池100还包括位于被容纳在罐20中的电极组件10上的绝缘壳体40。 电极组件10包括第一电极板11、第二电极板13和隔离件15。第一电极板11、 隔离件15和第二电极板13可以被层叠并按照果冻巻(jellyroll)的形状被巻 起。
以下，第一电极板11被称为阳极板，第二电极板13被称为阴极板。但 是，应该理解，根据形成极性的工艺，第一电极板II和第二电极板13的极 性可以被颠倒。
通过将阳极活性材料施加到由铝等构成的阳极收集器来形成阳极板11。 阳极板11包括未施加阳极活性材料的部分(称为'阳极非涂覆部分')。
通过将阴极活性材料施加到由铜等构成的阴极收集器来形成阴极板13 。 阴极板13包括未施加阴极活性材料的部分(称为'阴极非涂覆部分，)。
隔离件15介于阳极板11和阴极板13之间，并防止两个电极板11和13 之间短路。隔离件15的表面呈多孔膜的结构，提供锂离子运动通过的路径。
电连接到帽组件30的帽板31的第一电极接线片17附着到阳极非涂覆部 分，以通电。电连接到帽组件30的电极端子33的第二电极接线片19附着到 阴极非涂覆部分，以通电。
因此，第一电极接线片17与第一电极板11具有相同的极性，第二电极 接线片19与第二电极板13具有相同的极性。
以下，第一电极接线片17被称为阳极接线片，第二电极接线片19被称 为阴极接线片。
阳极接线片17和阴极接线片19可以由材料(例如镍)构成，并且可以 通过超声焊接、激光焊接等分别附着到阳极非涂覆部分和阴极非涂覆部分上。
绝缘带18在阳极接线片17和阴极接线片19分别从巻起的电极组件10 向外抽出的边缘缠绕着阳极接线片17和阴极接线片19。绝缘带18防止所述 电极板11和13之间短3各。
阳极收集器可包含不锈钢、镍、铝、钛、这些材料的合金、或者使用碳、 镍、钛和银进行了表面处理的不锈钢或者铝。作为特殊的、非限制性的示例， 阳极收集器可包含铝或者铝合金。
阴极收集器可包含不锈钢、镍、铜、钛、这些材料的合金、或者使用碳镍、钛和银进行了表面处理的不锈钢或者铜。作为特殊的、非限制性的示 例，阴极收集器可包含铜或者铜合金。
隔离件15使用典型的隔离件材料，并且包含热塑树脂，例如聚乙烯(PE )、 聚丙烯(PP)等。隔离件15的表面具有多孔膜结构。
当电池内部的温度增加到热塑树脂的熔点附近时，隔离件15被熔化，使 得多孔膜结构被堵塞，从而变成绝缘膜。
当多孔膜结构变成绝缘膜时，在阳极板11和阴极板13之间的锂离子的 运动被中断，并且不再有电流流动，从而电池内部温度的增加停止。
罐20可包含金属材料，并且具有包括开口的顶部。罐20容纳电极组件 IO和电解液。罐20还可容纳可位于电极组件10上的绝缘壳体40。
作为金属材料，可使用轻且柔韧的铝、铝合金、不锈钢等。当罐20由金 属材料构成时，罐20会导电，所以可以被用作电极端子。
罐20可具有棱柱形状或者带弯曲的角的椭圆形状。罐20敞开的顶部通 过焊接或者热结合被密封到帽板31上。
帽组件30包括帽板31、绝缘垫圈32、电极端子33、绝缘板34、端子 板35和电解液注入孔堵塞件36。
帽板31与罐20的开口结合以密封罐20。帽板31具有与开口相同的尺 '寸和形状，并且包括端子通孔311,电极端子33插入到该端子通孔311中。
此外，帽板31包括电解液注入孔312,该电解液注入孔312形成为提供 将电解液注入到罐20内部的路径。电解液注入孔堵塞件36关闭电解液注入 孔312。
此外，帽板31包括通气孔313,该通气孔313形成为当电池内部的压力 增加时通过裂开排放气体。通气孔313包括形成为容易使通气孔313裂开的 凹口 。
此外，帽板31包括形成在与通气孔313相邻的区域上的加强部分314。 加强部分314防止通气孔由于外部压力而容易产生破裂。
虽然显示了蓄电池100的特定构造，但是应该理解，本发明不限于此。 将参照图2A至图3E详细描述通气孔313和加强部分314。 绝缘垫圏32安装到形成在帽板31上的端子通孔311中，并且绝缘垫圏 32包括使电极端子33与帽板31绝缘的绝缘材料和形成在绝缘垫圈32的中 间部分的孔。电极端子33插入到绝缘垫圏32的孔中，并穿透帽板31。电极端子33的下端连接到端子板35。
绝缘板34位于帽板31之下，并使端子板35的外表面绝缘。绝缘板34 包括电极端子33穿过以与端子板35接触的孔。
端子板35位于绝缘板34之下，并包含导电材料，以形成与电极端子33 连接的电路。
此外，端子板35的下表面与阴极接线片19电连接，从而电极端子33 用作阴极端子。
绝缘壳体40位于插入到罐20中的电极组件10上，以防止电极组件10 运动。绝缘壳体40包括形成为使端子板35和遮盖端子板35的绝缘板34稳 定地保持的边缘壁。
此外，绝缘壳体40包括接线片凹槽41和接线片孔42。接线片凹槽41 和接线片孔42分别保持阳极接线片17和阴极接线片19彼此分开预定距离， 以防止阳极接线片17和阴极接线片19之间短路，并当接线片从电极组件IO 突出时引导阳极接线片17和阴极接线片19。
此外，绝缘壳体40包括注入孔43,该注入孔43形成为提供经电解液注 入孔312注入的电解液能够流入电极组件10中的^^径。
图2A是根据本发明实施例的帽板31的平面图，图2B是沿着图2A的 线A-A'剖开的截面图。
参照图2A和图2B，帽板31包括端子通孔311、电解液注入孔312和通 气孔313。
通气孔313通过挤压等形成在帽板31的一个表面上，以比帽板31的其 它部分薄。当电池内部的压力增加时，通气孔313破裂，从而排放积聚在电 池内部的气体，并防止电池爆炸。通气孔313包括凹口，使得通气孔313容 易裂开。
此外，加强部分314形成在帽板31的另一表面上，即，形成在与形成通 气孔313的表面相对的表面上，并且处于帽板31上与通气孔313相邻的区域， 从而防止通气孔313由于外部压力等轻易地破裂。
以下，形成通气孔313的表面称为帽板31的'顶表面，，形成加强部分 314并且与形成通气孔313的表面相对的另一表面称为帽板31的'底表面'。
加强部分314按照与通气孔313相邻的区域厚于帽板31的其它部分的方 式形成。当帽板31弯曲时，加强部分314降低了施加到通气孔313上的压力。可通过形成帽板31的一部分来形成加强部分314,以使加强部分314比 帽板31的剩余部分厚，或者通过将其它构件附着到帽板31上形成加强部分 314。
此外，当在通气孔313的区域中的帽板31弯曲时，加强部分314用作支 撑件，以使通气孔313的弯曲最小化。因此，加强部分314防止通气孔313 在通气孔313的角落处由于弯曲在通气孔313的区域中的帽板31产生的压力
而破裂。
加强部分314可形成在与通气孔313相邻的区域上。如果加强部分314 形成为与通气孔313相隔太远，则加强部分314会不足以吸收外部压力。
此外，当加强部分314形成在与形成通气孔313的位置对应的帽板31 的底表面的相同位置上时，由于电池内部的压力的增加而导致的通气孔313 的裂开特性会受到阻碍。因此，不希望在与形成通气孔313的位置对应的帽 板31的底表面的相同位置上形成加强部分314。
加强部分314可根据通气孔313的形状按照各种形状形成。例如，在图 2A和图2B的实施例中，通气孔313按照矩形形状形成。
如图2A所示，加强部分314可沿着帽板31的短边方向形成在与通气孔 313的 一侧相邻的区i或上。
图3A至图3E示出了加强部分314的各种形状和位置。如图3A所示， 加强部分314a可以沿着帽板31的长度方向形成在与通气孔313的一侧相邻 的区域。
此外，如图3B和图3C所示，在通气孔313的任一侧，彼此平行的一对 加强部分314b和314c可以沿着帽板31的短边方向或者长边方向形成在与通 气孔313相邻的区域。
此外，如图3D和图3E所示，加强部分314d和314e可以分别沿着帽4反 31的短边方向和长边方向形成在与通气孔313相邻的区域。
然后，如图3D所示，加强部分314d可以由一对加强部分314dl和一对 加强部分314d2按照不连续的方式形成。加强部分314dl沿着帽板31的短边 方向在通气孔313的任一侧4皮此平行，加强部分314d2沿着帽板31的长边方 向在通气孔313的任一侧彼此平行。
此外，如图3E所示，加强部分314e可以沿着与通气孔313相邻的区域 形成，以沿着帽板31的短边方向和长边方向连接起来并围绕着通气孔313。加强部分314的形状不限于图2A、图2B以及图3A至图3D的实施例。 加强部分314可以按照其它形状或者各种形状的组合形成。
图4A是根据本发明另一实施例的帽板31'的平面图，图4B是沿着图4A 的线B-B'剖开的截面图。
参照图4A和图4B,帽板31'包括端子通孔311、电解液注入孔312和通 气孔313。
通气孔313通过挤压等形成在帽板31'的一个表面上，以薄于帽板31'的 其它部分。当电池内部的压力增加时，通气孔313裂开，从而排出积聚在电 池内部的气体，并防止电池爆炸。通气孔313包括凹口，使得通气孔313容
易裂开。
此外，加强部分314'和通气孔313形成在帽板31'的相同的表面上。加强 部分314'形成在与通气孔313相邻的区域，A/v而防止通气孔313由于外部压 力等而轻易地破裂。加强部分314'可形成在与通气孔313相邻的区域，并且 沿着与通气孔313相同的方向形成。即，加强部分314'可在帽板31'中形成为 凹入，并且可沿着与挤压帽板31'形成通气孔313相同的方向通过挤压帽板 31'的顶表面形成。
当帽板31'弯曲时，加强部分314'用于局部降低可施加到通气孔313上的 集中压力或者局部变形。因此，加强部分314'防止通气孔313由于帽板31'
加强部分314'可形成在与通气孔313相邻的区域。如果加强部分314'形 成得与通气孔313相隔太远，则加强部分314'会不足以吸收外部压力。
加强部分314'可根据通气孔313的形状按照各种形状形成。加强部分314' 可按照所述形状的组合或者任意一种形成，并位于与图2A、图2B、图3A、 图3B、图3C、图3D和图3E所示的加强部分314类似的位置。因此，不需 要重复上面所提供的描述。
根据本发明的各方面，防止通气孔由于外部压力破裂，并且防止气体从 蓄电池内部泄露。因此，通风得到改善并且电池的安全性得到提高。
虽然已经显示并描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员应该 理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对实施例进行改变，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。
ii
权利要求
1、一种帽组件，包括帽板，包括形成在帽板的一个表面上的通气孔以及在与帽板的通气孔相邻的区域上形成的加强部分。
2、 如权利要求1所述的帽组件，其中，所述加强部分形成在与形成通气 孔的表面相对的表面上。
3、 如权利要求2所述的帽组件，其中，通过将与通气孔相邻的区域形成 得比帽板的其它区域厚来形成所述加强部分。
4、 如权利要求1所述的帽组件，其中，所述加强部分形成在与形成通气 孔的表面相同的表面上。
5、 如权利要求4所述的帽组件，其中，所述加强部分通过挤压与通气孔 相邻的区i或形成。
6、 如权利要求1所述的帽组件，其中，加强部分沿着帽板的短边方向或 者长边方向形成在与通气孔的一侧相邻的区域。
7、 如权利要求1所述的帽组件，其中， 一对加强部分沿着帽板的短边方 向或者长边方向在通气孔的任一侧彼此平行地形成。
8、 如权利要求1所述的帽组件，其中，成对的加强部分沿着帽板的短边 方向和长边方向在通气孔的4壬一侧纟皮此平行地形成。
9、 如权利要求1所述的帽组件，其中，加强部分沿着与通气孔相邻的区 域形成，以围绕着通气孔。
10、 一种蓄电池，包括 帽组件，包括帽板，包括形成在帽板的一个表面上的通气孔以及在与通气孔相邻 的区域上形成的加强部分，所述加强部分在帽板上的与形成通气孔的表面相 反的表面上。
11、 如权利要求10所述的蓄电池，还包括 电极组件；罐，容纳电极组件，并限定开口， 其中，所述帽组件位于所述罐的开口上。
12、 如权利要求IO所述的蓄电池，其中，加强部分被形成得比帽板的其它区域厚。 '
13、 如权利要求IO所述的蓄电池，其中，加强部分沿着帽板的短边方向 或者长边方向形成在与通气孔的一侧相邻的区域。
14、 如权利要求IO所述的蓄电池，其中， 一对加强部分沿着帽板的短边 方向或者长边方向在通气孔的任一侧彼此平行地形成。
15、 如权利要求IO所述的蓄电池，其中， 一对加强部分沿着帽板的短边方向和长边方向在通气孔的任一侧彼此平行地形成。
16、 如权利要求10所述的蓄电池，其中，加强部分沿着与通气孔相邻的 区域形成，以围绕着通气孔。
17、 一种包括帽组件的蓄电池，所述帽组件包括帽板，所述帽板包括 通气孔，形成在帽板的一个表面上；加强部分，形成在与通气孔相邻的区域上，与通气孔形成在相同的表面上。
18、 如权利要求17所述的蓄电池，还包括 电极组件；罐，容纳电极组件，并限定开口， 其中，所述帽组件位于所述开口上。
19、 如权利要求17所述的蓄电池，其中，通过在与通气孔相邻的区域创 建凹处形成加强部分。
20、 如权利要求17所述的蓄电池，其中，加强部分沿着帽板的短边方向 或者长边方向形成在与通气孔的一侧相邻的区域。
21、 如权利要求17所述的蓄电池，其中， 一对加强部分沿着帽板的短边 方向或者长边方向在通气孔的任一侧彼此平行地形成。
22、 如权利要求17所述的蓄电池，其中， 一对加强部分沿着帽板的短边 方向和长边方向在通气孔的任一侧彼此平行地形成。
23、 如权利要求17所述的蓄电池，其中，加强部分沿着与通气孔相邻的 区域形成，以围绕着通气孔。
全文摘要
本发明公开了一种帽组件和使用该帽组件的蓄电池。该蓄电池包括帽组件，该帽组件包括帽板，该帽板包括形成在帽板的一个表面上的通气孔以及在与通气孔相邻的区域上形成的加强部分，所述加强部分在帽板上的与形成通气孔的表面相反的表面上。或者，帽板可包括形成在与通气孔相邻的区域上的加强部分，该加强部分与通气孔形成在相同的表面上。防止通气孔由于外部压力破裂，并且防止气体从蓄电池的内部泄露。
文档编号H01M2/04GK101540381SQ20091012815
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月12日 优先权日2008年3月17日
发明者金光天 申请人:三星Sdi株式会社