可再充电电池及其制造方法_3

文档序号:9566120阅读:来源:国知局
如上所述,由于盖板151具有与第一端子120相同的极性,因此盖板151和壳体140可具有相同的极性。
[0081]由绝缘材料制成的密封垫152形成在第一端子柱121和第二端子柱131中的每个与盖板151之间,以密封第一端子柱121和第二端子柱131中的每个与盖板151之间的部分。密封垫152可防止或基本上防止外部湿气渗透到可再充电电池100中,或者可防止或基本上防止容纳在可再充电电池100内的电解液从可再充电电池100流出。
[0082]塞子153密封盖板151的电解液注入孔151a,安全孔154安装在盖板151的通气孔151b中,并且具有被构造为在预设压力下打开的凹槽154a。
[0083]上绝缘构件155位于第一端子柱121和第二端子柱131中的每个与盖板151之间。另外,上绝缘构件155与盖板151紧密接触。此外,上绝缘构件155使第一端子柱121和第二端子柱131中的每个与盖板151绝缘。
[0084]下绝缘构件156形成在电极组件110与盖板151之间并防止或基本上防止发生短路。也就是说,下绝缘构件156防止或基本上防止第一集流体板111a与盖板151之间的短路和/或第二集流体板112a与盖板151之间的短路。
[0085]图4A是示出图1中示出的可再充电电池的电极板的一部分的平面图,图4B是沿图4A的线4b-4b截取的剖视图,图4C是沿图4A的线4c_4c截取的剖视图。在示例性实施例中,电极板可以是正极板,但在此描述的所有特征也可适用于负极板。
[0086]如图4A至图4C所示,电极板111包括:集流体板111a ;涂覆部111b,通过在集流体板111a上涂覆电活性物质而形成;未涂覆部111c,形成在集流体板111a的边缘处并且未涂覆有电活性物质;切割部llld,从第一未涂覆部111c朝内形成;接线片1 Ilf,形成在切割部llld的两个部分之间并电连接到端子;弯曲部llle,在未涂覆部111c的厚度方向上沿切割部llld和接线片lllf形成。
[0087]如上所述,集流体板111a具有箔形状或网形状,并可由从铝、铝合金、铜、铜合金、镍、镍合金以及它们的等同物组成的组中选择的一种制成。然而,本发明不限于在此列出的集流体板11 la的材料。集流体板11 la可具有范围为近似(大约)6 μ m至近似(大约)12 μ m的厚度。如果集流体板111a的厚度小于6 μπι,则会难以在电池制造过程中实现卷绕、解开或运输,并且集流体板111a很可能会由于外部冲击而破裂或损坏。如果集流体板111a的厚度大于12 μπι,则电池厚度会增大,而无法进一步提高电流聚集效率。
[0088]涂覆部111b的厚度比集流体板111a的厚度大的多,并且涂覆部111b可由从由过渡金属氧化物、石墨、碳以及它们的等同物组成的组中选择的一种电活性物质制成。然而,本发明不限于在此列出的涂覆部111b的材料。从集流体板111a的表面开始,涂覆部111b可具有近似(大约)40 μπι至近似(大约)60 μπι的厚度。如果涂覆部111b的厚度小于40 μπι,则难以实现期望的电池容量。另外,如果涂覆部111b的厚度大于60 μπι,则电池厚度会增大,而无法进一步增大电池容量。另外,由于涂覆部111b形成在集流体板111a的两个表面上,因此涂覆部111b的总厚度可在近似(大约)80 μπι至近似(大约)120 μπι的范围内。
[0089]未涂覆部111c是未涂覆电活性物质的区域,集流体板111a直接暴露于外部。未涂覆部111c形成在电极板111的边缘处。另外,未涂覆部111c可具有除了接线片lllf之外的区域,其中,该区域具有范围为近似(大约)0.1mm至近似(大约)10mm的宽度。如果未涂覆部111c的宽度小于0.1mm(比用于激光切割的棍对棍(roll-to-roll)设备的公差小),则在激光切割或切断过程中存在切割涂覆部111b的危险。如果涂覆部111b被激光束切割,则形成涂覆部111b的电活性物质(陶瓷)会以颗粒形式分散,从而会加剧辊对辊设备的污染,并且也会降低可再充电电池100的可靠性。另外,如果未涂覆部111c的宽度大于10mm,则会不必要地增加未涂覆部111c的面积,并会相对地减小电池容量。
[0090]当从平面观看时,切割部llld从未涂覆部111c向内凹入(例如,凹入预定深度)。如稍后将再次描述的,切割部llld是通过利用连续波激光束切割未涂覆部111c的区域(例如,预定区域)而产生的线。切割部llld可包括彼此分隔开的多个切割部。
[0091]接线片lllf是从多个切割部llld之中的一对分隔开的切割部llld之间的未涂覆部111c朝外延伸的区域,并且电连接到端子。接线片lllf可具有范围为近似(大约)5_至近似(大约)30_的长度。如果接线片lllf的长度小于5_,则难以使多个接线片lllf电连接到端子。如果接线片lllf的长度大于30_,则用于电流流动的通道变得相对增长,从而增大了电阻。
[0092]弯曲部llle在未涂覆部111c的厚度方向上和在与未涂覆部111c的厚度方向垂直的方向上沿切割部llld和接线片lllf的边缘形成。详细地讲,弯曲部llle可以是当通过对未涂覆部111c施加连续波激光束形成切割部llld时,通过使未涂覆部111c熔融而形成的一种结瘤(dross)。如上所述,由于通过利用连续波激光束使未涂覆部111c(即,集流体板111a本身)熔融然后冷却来形成弯曲部llle,因此弯曲部llle的横截面形状可以是由于表面张力而引起的近似圆形。也就是说,弯曲部llle可具有与切割部llld(即,集流体板111a)的长度方向垂直的近似圆形和/或椭圆形横截面。这里,如图4B和图4C所示,弯曲部11 le可以是完美的圆形。然而,由于制造工艺的特性,弯曲部11 le也可被成型为扭曲的圆形或扭曲的椭圆形。另外,弯曲部llle可以是诸如圆形表面或椭圆形表面的弯曲表面,但本发明不限于在此列出的弯曲部llle的形状。
[0093]由于弯曲部llle是通过使未涂覆部111c熔融并使其自然冷却而形成的,因此弯曲部llle可以呈具有曲率(例如,预定曲率)的圆形表面。换言之,如上所述,根据本实施例的弯曲部llle是在表面张力的作用下形成的,使得未涂覆部111c利用来自连续波激光束的热迅速熔融,然后冷却。弯曲部llle可以呈具有曲率(例如,预定曲率)的近似圆形和/或椭圆形表面。
[0094]同时,当从平面观看时,切割部llld和弯曲部llle被成型为使得它们的平面弯曲至少一次。换言之,切割部llld和弯曲部llle中的每个具有“u”形状的平面,但本发明不限于在此列出的切割部llld和弯曲部llle的形状。这里,弯曲部llle可形成在接线片lllf的相对端处,而不会形成在接线片lllf的顶端处。弯曲部llle可形成在接线片lllf的顶端处以及接线片lllf的相对端处。
[0095]另外,弯曲部llle的厚度可以是集流体板111a( S卩,未涂覆部111c)的厚度的1倍至4倍。弯曲部llle的厚度越小,电池可靠性越好。然而,由于制造工艺的特性,导致难以使弯曲部llle的厚度小于集流体板111a的厚度。然而,通过调整激光束的能量密度和移动速度,能够使弯曲部llle的厚度小于集流体板111a的厚度的近似(大约)4倍。如上所述,弯曲部llle的厚度不仅指在集流体板111a的厚度方向上的厚度,而且指在与集流体板111a的厚度方向垂直的方向上的厚度。
[0096]更详细地讲,弯曲部llle超出未涂覆部111c的厚度的厚度可在近似(大约)0μπι至近似(大约)100 μ m的范围内,优选地,在近似(大约)15 μ m至近似(大约)35 μ m的范围内,更优选地,在近似(大约)20 μπι至近似(大约)30 μπι的范围内。如上所述,弯曲部llle的厚度越小,电池可靠性越好。然而,由于制造工艺的特性,难以使弯曲部llle的超出非涂覆部111c的厚度的厚度为大约0 μπι。然而,通过调整激光束的能量密度和移动速度,能够使弯曲部llle的超出非涂覆部111c的厚度的厚度小于近似(约)100 μπι。
[0097]另外,弯曲部llle的厚度可以是涂覆部111b的厚度的0.1倍至0.8倍。这里,涂覆部111b的厚度可以指形成在集流体板111a的两个表面上的涂覆部111a的总厚度。
[0098]如上所述,由于制造工艺的特性,导致难以使弯曲部llle的厚度比涂覆部111b的厚度的0.1倍小。然而,通过调整激光束的能量密度和移动速度,能够使弯曲部llle的厚度比涂覆部111b的厚度的近似(大约)0.8倍小。
[0099]另外,弯曲部llle的厚度可以是未涂覆部111c的宽度的0.001倍至1.1倍。如果弯曲部llle的厚度比未涂覆部111c的宽度的0.001倍小,则由于辊对辊设备的限制导致难以实现激光切割。如果弯曲部llle的厚度比未涂覆部111c的宽度的1.1倍大,则由于用于激光切割的辊对辊设备的公差,导致在激光切割或切断过程中存在切割涂覆部111b的危险。如上所述,如果通过激光束切割涂覆部111b,则形成涂覆部11 lb的电活性物质(陶瓷)会以颗粒形式分散,从而会加剧辊对辊设备的污染,并且也会降低可再充电电池100的可靠性。
[0100]在本实施例中,由于电极板111的切割部llld(S卩,弯曲部llle)按照具有均匀厚度和/或直径的圆形、椭圆形或焊珠形成,因此电极板111的弯曲部llle不会刺破使电极板111彼此分离的分隔件,从而防止或基本上防止发生电气短路。另外,由于弯曲部llle具有近似圆形表面,因此即使弯曲部llle与分隔件直接接触,弯曲部llle也可防止或基本上防止分隔件破裂或损坏。
[0101]另外,在本实施例中,由于电极板111的切割部llld( S卩,弯曲部llle)通过使集流体板111a熔融然后在其冷却的同时经受表面张力而形成,因此集流体板111a本身与弯曲部llle的接合区域相对地大。因此,弯曲部llle不容易由于外部冲击而从集流体板111a脱落,并且在电极组件110中也不容易产生金属外来物质。
[0102]图5A是示出根据本发明的另一实施例的可再充电电池的电极板的一部分的平面图,图5B是沿图5A的线5b-5b截取的剖视图,图5C是沿图5A的线5c_5c截取的剖视图。
[0103]如图5A至图5C中示出的,电极板211包括:集流体板111a ;涂覆部111b,通过在集流体板111a上涂覆电活性物质而形成;未涂覆部111c,形成在集流体板111a的边缘处并且未涂覆有电活性物质;切割
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