可再充电电池的制作方法

可再充电电池的制作方法
【专利摘要】一种可再充电电池包括：电极组件；外壳，包围电极组件，其中外壳包括开口；盖板，密封外壳的开口；安装在外壳内具有预定高度的绝缘壳，绝缘壳安装在盖板与电极组件之间；以及电极端子，安装在盖板上并电连接到电极组件，其中外壳包括形成在其开口的内表面上的邻近绝缘壳的绝缘部分，绝缘部分是电绝缘的，绝缘部分位于外壳的上部处并成形为防止杂质从所述外部环境流入外壳。
【专利说明】可再充电电池

【技术领域】
[0001]本公开涉及一种可再充电电池，其具有夹置在插入到外壳中的电极组件和盖板之间的绝缘壳。

【背景技术】
[0002]与一次电池不同，可再充电电池执行重复的充电和放电。小容量可再充电电池用于小型的便携式电子设备中，如移动式电话、膝上计算机和可携式摄像机，大容量电池用作用于电机驱动的电源，如电动自行车、速可达(scooter)、电动车辆、叉形起重机等等。
[0003]可再充电电池包括:电极组件，其中正电极和负电极被层叠然后被卷绕成果冻卷型，隔板位于正电极和负电极之间；外壳，其中容纳电极组件以及电解质；盖板，密封形成在外壳的上端中的开口 ；电极端子，安装在盖板上并电连接到电极组件；以及绝缘壳，安装在电极组件和盖板之间。
[0004]在可再充电电池的组装期间，在将电极组件插入外壳、将绝缘壳插入外壳以及将盖板插入外壳的开口的过程中，金属杂质(例如,部件的剩余杂质以及外部物质)会流入外壳的开口。
[0005]在电极组件被插入到外壳中之后，流入外壳的开口的金属杂质会引起外壳和外壳的开口中的电极组件之间的短路。因此，可再充电电池的安全性会变差。
[0006]在此【背景技术】部分公开的以上信息仅用于增强对所描述的技术的【背景技术】的理解，因此它可能包含不形成已被本国普通技术人员所知的现有技术的信息。


【发明内容】

[0007]已经进行了所述技术以提供具有这样的优点的可再充电电池，其中通过防止由于电极组件插入到外壳之后在外壳的开口中的金属杂质导致的外壳和电极组件短路而改善其安全性。
[0008]—个实施方式提供一种可再充电电池,包括:电极组件；外壳，配置为包围电极组件，其中外壳包括开口 ；盖板，配置为密封外壳的开口 ；安装在外壳内的具有预定高度的绝缘壳，绝缘壳安装在盖板和电极组件之间；以及电极端子，安装在盖板上并电连接到电极组件，其中外壳包括形成在其开口的内表面上的邻近所述绝缘壳的绝缘部分，所述绝缘部分是电绝缘的，所述绝缘部分位于外壳的上部处并成形为防止杂质从所述外部环境流入外壳。
[0009]可再充电电池可以还包括电解质，其中外壳配置为包围电解质；绝缘部分在电解质中是不可溶解的。
[0010]绝缘壳可以与外壳的开口形成有台阶差。
[0011]绝缘部分在开口和电极组件之间可以具有第一高度，其中第一高度可以大于绝缘壳的预定高度。
[0012]绝缘部分的下表面可以比绝缘壳的下表面更靠近电极组件。
[0013]绝缘部分可以包括聚酰亚胺、环氧树脂和聚丙烯中的至少一种。
[0014]绝缘部分沿其高度可以具有均匀厚度。
[0015]绝缘部分沿其高度可以具有倾斜结构，其中绝缘部分在从开口到电极组件的方向上逐渐变厚。
[0016]绝缘部分沿其高度可以具有凹凸结构。
[0017]外壳可以包括两个平面部分和围绕平面部分的两个弯曲部分，其中绝缘部分在外壳的弯曲部分与绝缘壳之间的方向上具有最大厚度。
[0018]绝缘部分可以包括在绝缘壳和外壳之间交替地布置的多个凹槽和突起。
[0019]绝缘部分可以围绕绝缘壳。
[0020]绝缘部分的厚度可以从大约8微米到大约20微米。
[0021]根据一个实施方式，制造可再充电电池的方法包括:提供电极组件；在外壳的内表面的上部分上形成绝缘部分，其中外壳包括在上部分之上的开口 ；将电极组件包围在外壳中；在外壳内安装预定高度的绝缘壳，由此绝缘壳邻近绝缘部分；用盖板密封该壳的开口，由此绝缘壳在盖板和电极组件之间；在盖板上安装电极端子，电极端子电连接到电极组件。
[0022]形成绝缘部分可以包括利用墨喷嘴喷涂。
[0023]形成绝缘部分可以包括电镀涂覆。
[0024]制造可再充电电池的方法可以还包括通过盖板中的电解质注入口注入电解质。
[0025]形成的绝缘部分的厚度可以从大约8微米到大约20微米。
[0026]根据一些实施方式,绝缘部分形成在壳的内表面上，对应于盖板和电极组件之间的空间，从而可以防止由于电极组件插入壳中之后在壳的开口中的金属杂质导致的壳和电极组件之间的短路。因此可以改善可再充电电池的安全性。

【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1是根据一个实施方式的可再充电电池的放大透视图；
[0028]图2是沿图1中的线I1-1I截取的截面图；
[0029]图3是沿图1中的线I1-1I截取的壳的截面图；
[0030]图4是沿图1中的线IV-1V截取的壳的截面图；
[0031]图5是用于根据一个实施方式的可再充电电池中的壳的局部截面图；
[0032]图6是用于根据一个实施方式的可再充电电池中的壳的局部截面图；
[0033]图7是用于根据一个实施方式的可再充电电池中的壳的平面图；
[0034]图8是用于根据一个实施方式的可再充电电池中的壳的局部截面图；以及
[0035]图9是图8的平面图。

【具体实施方式】
[0036]在下文，将参考附图更充分地描述本发明，在附图中示出本发明的某些实施方式。如本领域技术人员将认识到的，描述的实施方式可以以多种方式修改，而不背离本发明的精神或范围。附图和说明将被认为本质上是说明性的而非限制性的。相同的附图标记通常在整个说明书中指示相同的元件。
[0037]图1是根据一个实施方式的可再充电电池的放大透视图，图2是沿图1的线I1-1I截取的截面图。
[0038]参考图1和2，可再充电电池包括:电极组件10，执行充电和放电；外壳20，容纳电极组件10以及电解质；盖板30，密封形成在外壳20的上端中的开口 ；绝缘壳60，安装在盖板30和电极组件10之间；以及电极端子40，安装在盖板30的端子孔31中并电连接到电极组件10。此外，可再充电电池还包括用于将电极端子40电连接到电极组件10的端子板50。
[0039]电极组件10具有相应于具有矩形形状的外壳20的内部空间的形状，使得电极组件10被插入到外壳20中。例如，外壳20包括相应于电极组件10的平面的平面部分201以及形成在平面部分201的两侧以相应于电极组件10的曲面的曲面部分202。
[0040]壳通过开口在其中容纳电极组件10，并且壳由导体形成以起到电极端子的作用。例如，外壳20可以由铝或铝合金形成。
[0041]电极组件10通过在由绝缘体形成的隔板13的两个表面上层叠正电极11和负电极12而形成，隔板13夹置在正电极11和负电极12之间，然后将它们卷绕成果冻卷型。电极组件10具有连接到正电极11的正电极引线接头14和连接到负电极12的负电极引线接头15。
[0042]正电极引线接头14通过焊接连接到盖板的下表面，外壳20通过盖板30电连接到电极组件10的正电极11由此起到正电极端子的作用。
[0043]负电极引线接头15通过焊接连接到端子板50的下表面，其中端子板50连接到电极端子40的一端，设置在盖板30的端子孔31中的电极端子40电连接到电极组件10的负电极12由此起到负电极端子的作用。
[0044]虽然未示出，但负电极引线接头可以连接到盖板以允许壳起到负电极端子的作用，正电极引线接头可以连接到电极端子以允许电极端子起到正电极端子的作用。
[0045]电极端子40被插入到盖板30的端子孔31中，绝缘垫41夹置在其间。S卩，绝缘垫41将端子孔31和电极端子彼此电绝缘，并在端子孔31和电极端子40之间形成密封结构。
[0046]端子板50电连接到电极端子40，绝缘板55夹置在其间。即，绝缘板55将盖板30和端子板50彼此电绝缘，并且进一步在盖板30和端子板50之间形成密封结构。
[0047]盖板30还具有电解质注入口 32。电解质注入口 32使得电解质能够在盖板30与外壳20联接之后被注入到外壳20中。在注入电解质之后，电解质注入口 32通过密封阻塞物33被密封。
[0048]绝缘壳60安装在电极组件10和端子板50之间以将电极组件10和端子板50彼此电绝缘。S卩，绝缘壳60将电极组件10的正电极11与具有负极性的端子板50电绝缘。
[0049]此外，绝缘壳60具有分别贯穿正电极引线接头14和负电极引线接头15的接头孔141和151。因此，正电极接头14可以穿过接头孔141连接到盖板30，负电极引线接头15可以穿过接头孔151连接到端子板50。
[0050]图3是沿图1的线I1-1I截取的壳的截面图，图4是沿图1的线IV-1V截取的壳的截面图。
[0051]参考图3和4，由电绝缘体形成的绝缘部分70提供在外壳20的内表面上，其对应于盖板30和电极组件10之间的空间。例如，绝缘部分70由聚酰亚胺、环氧树脂或聚丙烯形成，因此具有电绝缘性质和在电解质中不可溶解的性质。
[0052]此外，如图4所示，在墨喷嘴N插入到外壳20中时，绝缘部分70可以通过喷射法涂覆在外壳20的开口的一部分上。虽然未不出，但绝缘部分70可以通过电镀涂覆(未不出)而涂覆在壳的开口的该部分上。
[0053]外壳20具有在开口中的台阶差部分21，由此支撑盖板30。台阶差部分21暂时固定盖板30以防止盖板30过度插入到外壳20中，并有助于盖板30在外壳20的开口中的焊接。
[0054]绝缘部分70具有从台阶差部分21朝向电极组件10 ( S卩，高度方向(z轴方向))设置的第一宽度(Wl)。第一宽度(Wl)被设置为大于壳60的第二宽度(W2)。
[0055]S卩，虽然绝缘壳60与盖板30的内表面接触，但绝缘部分70的下端低于绝缘壳60的下端。这里，电极组件10位于绝缘壳60的下表面上，电极组件10的上端与绝缘部分70相应地定位。
[0056]此外，绝缘部分70在第一宽度(Wl)的方向(z轴方向)可以具有均匀厚度。例如，绝缘部分70可以具有在大约8至大约20 μ m的厚度，例如10 μ m。因此，绝缘部分70可以具有均匀的电绝缘性质以对抗在电极组件10的上端上以及在外壳20的开口中的金属杂质。如果绝缘部分70的厚度小于8 μ m，则其绝缘结构可以被容易地破坏。如果其厚度大于20 μ m，则电极组件10会难以插入。
[0057]同时，绝缘部分70可以有效地防止电极组件10和外壳20之间的短路，即使在可再充电电池暴露于热的时候，而且有效地处理由于可再充电电池的内部压力导致的电池单元膨胀。
[0058]在下文，将阐述各种示范实施方式。在下面的示范实施方式中，与第一示范实施方式和上述示范实施方式相比，相同的元件的说明将被省略，并将进行不同元件的说明。
[0059]图5是用于根据第二示范实施方式的可再充电电池中的壳的局部截面图。参考图5，在第二示范实施方式中，形成在外壳20的开口中的绝缘部分270具有倾斜结构，其中上部薄而下部在第一宽度(Wl)的方向(z轴)上逐渐地变厚。
[0060]这里，倾斜绝缘部分270导致电极组件10通过外壳20的开口插入，并且在电极组件10的插入之后，倾斜绝缘部分270与绝缘壳60紧密地接触。这里，电极组件10的上端的侧部与绝缘部分270相应地定位。
[0061]因此，在电极组件10的插入之后，绝缘部分270在其倾斜上部中可以容纳从外部环境流入的杂质，并且可以防止电极组件10和外壳20之间的短路。
[0062]图6是用于根据第三示范实施方式的可再充电电池中的壳的局部截面图。参考图6，在第三示范实施方式中，形成在外壳20的开口中的绝缘部分370在第一宽度(Wl)的方向(z轴方向)上具有凹凸结构。
[0063]具有凹凸结构的绝缘部分370不妨碍电极组件10通过外壳20的开口的插入，并在凹凸结构中容纳在插入电极组件10时流入的金属杂质。在插入电极组件10之后，具有凹凸结构的绝缘部分370紧密地接触绝缘壳60。这里，电极组件10的上端的侧部与绝缘部分370相应地定位。
[0064]因此，在插入电极组件10期间及之后，绝缘部分370在其凹凸结构中可以容纳从外部环境流入的杂质，并且可以防止电极组件10和外壳20之间的短路。
[0065]图7是用于根据第四示范实施方式的可再充电电池中的壳的平面图。参考图7，在第四示范实施方式中，在交叉第一宽度的方向(Z方向)的方向(X轴方向或y轴方向)上，形成在外壳20的开口中的绝缘部分470在弯曲部分202处具有最大厚度(tl)、朝向平坦部分逐渐变薄、并在平坦部分处具有最小厚度(t2)。
[0066]具有厚度变化结构的绝缘部分470不妨碍电极组件10通过外壳20的开口插入，并扫集和容纳在电极组件10插入时流入的金属杂质。在插入电极组件10之后，具有大面积的绝缘部分470紧密地接触绝缘壳60。这里，电极组件10的上端的侧部与绝缘部分470紧密地接触。
[0067]因此，在插入电极组件10期间及之后，绝缘部分470可以在具有大面积的紧密接触结构中容纳从外部环境流入的杂质，并且可以防止电极组件10和外壳20之间的短路。
[0068]图8是用于根据第五不范实施方式的可再充电电池中的壳的局部截面图；图9是图8的平面图。参考图8和9，在第五示范实施方式中，形成在外壳20的开口中的绝缘部分570形成在第一宽度的方向(z轴方向)上，并包括沿交叉第一宽度的方向的方向(X轴或y轴方向)交替地布置的凹槽571和突起572。
[0069]具有凹槽571和突起572的绝缘部分570不妨碍电极组件10通过外壳20的开口的插入，并容纳在插入电极组件10时流入的金属杂质。在插入电极组件10之后，具有凹槽571和突起572的绝缘部分570与绝缘壳60紧密地接触。这里，电极组件10的上端的侧部与绝缘部分570的突起572紧密地接触。
[0070]因此，在插入电极组件10期间及之后，绝缘部分570可以在突起572之间的凹槽571中容纳从外部环境流入的杂质，并且可以防止电极组件10和外壳20之间的短路。
[0071]虽然已经结合当前被认为是实用的示范实施方式描述了本公开，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
【权利要求】
1.一种可再充电电池，包括: 电极组件； 外壳，配置为包围所述电极组件，其中所述外壳包括开口 ； 盖板，配置为密封所述外壳的所述开口； 安装在所述外壳内的具有预定高度的绝缘壳，所述绝缘壳安装在所述盖板和所述电极组件之间；和 电极端子，安装在所述盖板上并电连接到所述电极组件， 其中所述外壳包括形成在其开口的内表面上的邻近所述绝缘壳的绝缘部分，所述绝缘部分是电绝缘的，所述绝缘部分位于所述外壳的上部处并成形为防止杂质从所述外部环境流入所述外壳。
2.如权利要求1所述的可再充电电池，还包括电解质，其中所述外壳配置为包围所述电解质；所述绝缘部分在所述电解质中是不可溶解的。
3.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘壳与所述外壳的所述开口形成有台阶差。
4.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分在所述开口与所述电极组件之间具有第一高度，其中所述第一高度大于所述绝缘壳的所述预定高度。
5.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分的下表面比所述绝缘壳的下表面更靠近所述电极组件。
6.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分包括聚酰亚胺、环氧树脂和聚丙烯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分沿其高度具有均匀厚度。
8.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分沿其高度具有倾斜结构，其中所述绝缘部分在从所述开口到所述电极组件的方向上逐渐变厚。
9.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分沿其高度具有凹凸结构。
10.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述外壳包括两个平面部分和围绕所述平面部分的两个弯曲部分，其中所述绝缘部分在所述外壳的所述弯曲部分与所述绝缘壳之间的方向上具有最大厚度。
11.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分包括交替地布置在所述绝缘壳和所述外壳之间的多个凹槽和突起。
12.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分围绕所述绝缘壳。
13.如权利要求1所述的可再充电电池，其中所述绝缘部分的所述厚度从8微米到20微米。
14.一种制造可再充电电池的方法，该方法包括: 提供电极组件； 在外壳的内表面的上部分上形成绝缘部分，其中所述外壳包括在所述上部分之上的开Π ； 将所述电极组件包围在所述外壳中； 在所述外壳中安装预定高度的绝缘壳，由此所述绝缘壳邻近所述绝缘部分； 用所述盖板密封所述壳的所述开口，由此所述绝缘壳在所述盖板与所述电极组件之 间；在所述盖板上安装电极端子，所述电极端子电连接到所述电极组件。
15.如权利要求14所述的方法，其中形成所述绝缘部分包括利用墨喷嘴喷涂。
16.如权利要求14所述的方法，其中形成所述绝缘部分包括电镀涂覆。
17.如权利要求14所述的方法，还包括通过所述盖板中的电解质注入口注入电解质。
18.如权利要求14所述的方法，其中形成的所述绝缘部分的厚度从8微米到20微米。
【文档编号】H01M2/02GK104466038SQ201410201242
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】成宰一, 吉尾英明, 尹智园 申请人:三星Sdi株式会社