具有短路构件的可再充电电池的制作方法
【专利摘要】一种可再充电电池具有提高安全性的短路构件。可再充电电池包括：包括第一电极和第二电极的电极组件；具有开口并容纳电极组件的壳体；电连接到第一电极的第一端子；电连接到第二电极的第二端子；在开口处被联接到壳体的盖板，盖板具有短路开口并被电连接到第一电极；短路构件，被插入到短路开口中，并当短路构件由于压力变化被改变时将盖板电连接到第二端子；覆盖短路开口并具有空气开口的上盖；以及被插入到空气开口内并可由短路构件移动的塞。
【专利说明】
具有短路构件的可再充电电池
技术领域
[0001]本发明的方面涉及可再充电电池。更具体地说，本发明的方面涉及具有短路构件的可再充电电池。
【背景技术】
[0002]不同于一次电池，可再充电电池被设计为反复执行充电和放电功能。小容量可再充电电池可被用在例如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机的小型便携式电子设备中，大容量可再充电电池可被用在用于驱动混合动力车辆等的马达的电源中。
[0003]近年来，使用具有高能量密度的非水电解质的高功率可再充电电池已被开发出来。高功率可再充电电池是具有彼此串联连接的多个可再充电电池的大容量可再充电电池，以被用于驱动诸如电动车辆的需要高功率的设备的马达。
[0004]大容量可再充电电池通常包括彼此串联连接的多个可再充电电池，可再充电电池可以具有圆柱形状或角状。
[0005]这样的可再充电电池需要能够在过充电时减少或防止过多的热量并确保安全性的安全装置。
[0006]在此背景部分公开的上述信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此它可能包含不形成现有技术的信息。
【发明内容】
[0007]本发明的一个或多个实施例致力于提供一种具有提高了安全性的短路构件的可再充电电池。
[0008]本发明的示例性实施例提供了一种可再充电电池，包括:包括第一电极和第二电极的电极组件；具有开口并容纳电极组件的壳体；电连接到第一电极的第一端子；电连接到第二电极的第二端子；在开口处被联接到壳体的盖板，盖板具有短路开口并被电连接到第一电极；短路构件，被插入到短路开口中，并且当短路构件被改变时将盖板电连接到第二端子；覆盖短路开口并具有空气开口的上盖；以及被插入到空气开口中并可由短路构件移动的塞。
[0009]塞可以包括轴和从沿轴的长度方向的端部在横向方向上突出的法兰。塞可以进一步具有突出到轴的外侧的防分离突起。
[0010]上盖可以包括法兰可以被插入在其中的定位槽，并且定位槽可以被连接到空气开口的顶端。短路板可以在第二端子下方，并且短路板可以包括在短路构件的上部上方的连接开口。
[0011 ] 上绝缘体可以在短路板和盖板之间。短路板可以包括短路突起，并且短路突起可以围绕连接开口。
[0012]与短路突起的底端相比，塞的底端可以在短路构件的方向上突出，并可以与短路突起的顶端隔开。上盖可以包括限定围绕空气开口的周界的突起，并且突起的底表面可以包括具有弧形纵截面的弯曲槽。
[0013]在空气开口的高度方向上，空气开口的内侧可以包括排气槽。上盖可以包括上板和从上板的侧端朝盖板突出的侧板，侧板被插入在上绝缘体中。
[0014]上盖可以进一步包括在上绝缘体的侧壁的内侧处的阻挡壁，并且阻挡壁可以包括环状横截面。塞的底表面可以是弯曲的，以具有弧形。
[0015]短路构件可以包括边缘和从边缘向下凸起地弯曲的弯曲部分。第一端子可以突出到盖板的外侧并可以通过连接板被电连接到盖板。
[0016]根据本发明的示例性实施例，由于安装了塞，当可再充电电池的内部压力增加时，短路构件可以被容易地反转。
【附图说明】
[0017]图1是示出了根据本发明的第一示例性实施例的可再充电电池的透视图。
[0018]图2是沿图1的线I1-1I截取的可再充电电池的剖视图。
[0019]图3是示出了根据本发明的第一示例性实施例的可再充电电池的局部剖切透视图。
[0020]图4是示出了根据本发明的第一示例性实施例的盖和打开/关闭构件的分解透视图。
[0021]图5是示出了根据本发明的第一示例性实施例的从底部看的上盖的透视图。
[0022]图6A是被改变并与打开/关闭构件接触的短路构件的状态的剖视图，图6B是示出了被改变以推动并提升打开/关闭构件的短路构件的状态的剖视图，图6C是示出了被改变并与短路突起接触的短路构件的剖视图。
[0023]图7是示出了根据本发明的第二示例性实施例的上盖和打开/关闭构件的分解透视图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中将参考其中示出了发明的示例性实施例的附图更充分地描述本发明。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。另外，在说明书中，相同的构成元件将被分配相同的附图标记。
[0025]当放在一列元件之前时，诸如“至少一个”的表述修饰的是整列元件，而不是修饰该列中的单独元件。此外，当描述本发明的实施例时，使用“可以”指的是“本发明的一个或多个实施例”。将理解的是，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“被连接到”、“被联接至IJ”或“邻近”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上，被直接连接到、直接联接到或直接邻近另一元件或层，或者可以存在一个或多个中间元件或中间层。当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“被直接连接到”、“被直接联接到”或“紧邻”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。
[0026]出于易于描述的目的，在本文中使用了诸如“之下”、“下方”、“下”、“向下”、“上方”、“上”等的空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。将理解的是，除了图中描述的方位之外，空间相对术语意在包含设备在使用或操作时的不同方位。例如，如果图中设备被翻转，被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将然后被定向为在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两种方位。设备可被另外定向(例如旋转90度或者在其它方位)，本文使用的空间相对描述符进行相应的解释。另外，还将理解的是，当层被称为在两个层“之间”时，它可以是两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或多个中间层。
[0027]将理解的是，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离本发明构思的精神和范围。
[0028]本文使用的术语仅用于描述特定的示例性实施例，并不旨在限制发明构思。如本文所用，单数形式的“一个”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目的一个或多个的任意和所有组合。另外，术语“示例性”意指示例或例示。
[0029]图1是示出了根据本发明的第一示例性实施例的可再充电电池的透视图，图2是沿图1的线I1-1I截取的可再充电电池的剖视图。
[0030]参考图1和图2，根据示例性实施例的可再充电电池101包括:通过将隔板13插入在正电极(第一电极)11和负电极(第二电极)12之间卷绕而成的电极组件10、容纳电极组件10的壳体26以及与壳体26的开口联接的盖组件30。
[0031]作为示例，根据示例性实施例的可再充电电池101是锂离子二次电池，并具有正方形形状。然而，本发明不限于此。也就是说，本发明可应用于各种适当类型的电池，诸如锂聚合物电池或圆柱形电池。
[0032]正电极11和负电极12包括涂覆区域和未涂覆区域Ila和12a，涂覆区域包括由涂覆有活性物质的薄板金属箔形成的集流体，未涂覆区域Ila和12a包括没有涂覆活性物质的集流体。正电极未涂覆区域Ila沿正电极11的纵向方向形成在正电极11的一端，负电极未涂覆区域12a沿负电极12的纵向方向形成在负电极12的相对端。进一步，正电极11和负电极12被螺旋卷绕，同时将隔板13 (是绝缘体)插入在它们之间。
[0033]然而，本发明不限于此。也就是说，上面的电极组件10可以具有被层压以具有由多个片材制成的正电极和负电极并将隔板插入在它们之间的结构。
[0034]壳体26具有大致长方体的形状，开口形成在壳体的一个表面处。壳体26可以由诸如铝和不锈钢的金属制成。
[0035]盖组件30包括覆盖壳体26的开口的盖板31、突出到盖板31的外侧的第二端子22以及被电连接到正电极11和盖板31的外侧的第一端子21。
[0036]盖板31具有在一个方向上形成为长的板状，并在开口处被联接到壳体26。盖板31形成有位于其中的电解质注入开口 32，密封塞38被插入在电解质注入开口 32中。进一步，盖板31被形成有位于其中的通气开口(例如，通气孔)34和形成在通气孔34中的通气板39，通气板39具有位于通气孔34处在压力(例如，预设压力)下打开的凹痕39a。
[0037]第一端子21和第二端子22突出到盖板31的上部。第一端子21通过第一集流接线片41的媒介被电连接到正电极11，第二端子22通过第二集流接线片42的媒介被电连接到负电极12。然而，本发明不限于此。也就是说，第一端子21可被电连接到负电极12，第二端子22可被电连接到正电极11。
[0038]第一端子21具有矩形板状。第一端子21通过接合到第一集流接线片41的铆接端子25的媒介被电连接到正电极11。第二端子22通过接合到第二集流接线片42的铆接端子25的媒介被电连接到负电极12。与第一端子21联接的铆接端子25和与第二端子22联接的铆接端子25具有相同或基本相同的结构。
[0039]用于密封的密封衬垫59被插入并安装在开口(例如，孔)中并在第一端子21和盖板31之间，第一端子21被形成为穿过该开口，并且用于将第一端子21和第一集流接线片41与盖板31绝缘的下绝缘构件45被安装在盖板31下方。
[0040]用于将第一端子21电连接到盖板31的连接板58被安装在第一端子21下方。连接板58被设置在盖板31和第一端子21之间，铆接端子25被安装为穿过连接板58。盖板31可由上述结构电连接到第一端子21。
[0041]图3是示出了根据本发明的第一示例性实施例的可再充电电池的局部剖切透视图。
[0042]参考图2和图3，第二端子22具有矩形板状。第二端子22通过接合到第二集流接线片42的铆接端子25的媒介被电连接到负电极12。铆接端子25的穿过盖板31突出的顶端被固定到第二端子22。
[0043]用于密封的密封衬垫55被安装在开口(例如，孔)中并在第二端子22和盖板31之间，第二端子22被形成为穿过该开口，并且用于将第二端子22和第二集流接线片42与盖板31绝缘的下绝缘构件46被安装在盖板31下方。
[0044]盖组件30包括用于将正电极11与负电极12进行短路的短路构件56。短路构件56被电连接到盖板31。当可再充电电池101的内部压力增加时，短路构件56被改变以连接到第二端子22。
[0045]短路开口(例如，短路孔)37被形成在盖板31中。短路构件56被设置在短路孔37中，以使当可再充电电池101的内部压力增加时短路构件56被改变并被连接到第二端子22。短路构件56包括凸起地向下弯曲以具有弧形的弯曲部分56a以及沿着弯曲部分56a的外周形成并具有平面形状的边缘部分(例如，边缘)56b。
[0046]短路板27被安装在第二端子22下方。短路板27被设置在第二端子22与盖板31之间。用于绝缘的上绝缘构件(例如，上绝缘体)54被安装在短路板27与盖板31之间。上绝缘构件54包括具有矩形板形状的底部541和从底部541突出的侧壁542。
[0047]短路板27具有从第二端子22的下部延伸到短路孔37的上部的四边形板状。如图6A所示，连接开口(例如，连接孔)271在短路板27中被设置在短路构件56的上部上方。进一步，朝短路构件56突出的短路突起275被形成在短路板27中。短路突起275沿连接孔271的圆周方向连续形成并具有环形的横截面。
[0048]当压力增加时，短路构件56被反向改变。通过将作为正电极充电的盖板31与作为负电极充电的短路板27电连接，充电的电流被排出。
[0049]图4是示出了根据本发明的第一示例性实施例的盖和打开/关闭构件的分解透视图，图5是示出了根据本发明的第一示例性实施例的从底部看的上盖的透视图。
[0050]参考图3、图4和图5，覆盖短路孔37的上盖28被安装在短路板27的上部。上盖28被设置为靠近第二端子22，并且由具有绝缘特性的聚合物制成。上盖28与上绝缘构件54压联接，并防止或基本上防止异物与短路构件56接触。
[0051]上盖28包括由矩形板制成的上板281和从上板281的侧端朝盖板31突出并被插入到上绝缘构件54中的侧板282。进一步，具有环形的横截面的阻挡壁284在侧板282的内侧朝盖板31突出。阻挡壁284的横截面可具有矩形环状。
[0052]空气开口(例如，空气孔)288在上盖28中被形成在连接孔271的上部。限定了围绕空气孔288的周界的突起285朝盖板31突出。突起285突出以围绕空气孔288的下部。具有弧形纵截面(例如，弧状纵截面)的弯曲槽286被形成在突起285的下表面。突起285具有环状横截面。
[0053]定位槽289被形成在上盖28处。定位槽289被连接到空气孔288的顶端。定位槽289具有从空气孔288的顶端延伸到外侧的结构。
[0054]打开/关闭构件(例如，塞)60被插入到空气孔288中。打开/关闭构件60相对于空气孔288沿上下方向被可移动地安装。当短路构件56被反向改变时，打开/关闭构件60可以由短路构件推动并沿向上方向移动。
[0055]打开/关闭构件60包括具有圆柱形状的杆部分(例如，轴)61和从杆部分61的长度方向的端部向横向方向突出的法兰部分(例如，法兰)62。与短路突起275的底端相比，打开/关闭构件60的底端在朝短路构件56的方向上进一步突出。打开/关闭构件60的底端可与短路构件56接触。如果打开/关闭构件60的底端被设置在短路突起275的底端下方，则当短路构件56被改变时，与短路突起275相比，打开/关闭构件60首先与短路构件56接触。
[0056]法兰部分62被插入到定位槽289中，杆部分61的底表面63是弯曲的以具有弧形。杆部分61的底表面63可以被弯曲，以具有与反转的短路构件56的顶端的曲率相同或基本相同的曲率。因此，打开/关闭构件60和短路构件56之间的接触面积增加，使得短路构件56可以稳定地按压打开/关闭构件60并使其升高。
[0057]图6A是被改变并与打开/关闭构件接触的短路构件的状态的剖视图，图6B是示出了被改变的短路构件推动并提升打开/关闭构件的状态的剖视图，图6C是示出了被改变的短路构件与短路突起接触的剖视图。
[0058]如图6A所示，如果短路构件56被改变，打开/关闭构件60首先与短路构件56接触。此外，如图6B所示，如果短路构件56进一步上升，打开/关闭构件60沿向上方向移动，使得气体被排出到打开/关闭构件60和空气孔288之间的间隙。如图6C所示，如果短路构件56的上压力降低，短路构件56进一步上升以与短路突起275接触，从而产生短路产生并且充电电流被排放。
[0059]如果可再充电电池101的内部压力增加，短路构件56向上方凸起地改变。当短路构件56上升时，短路构件56的上部空间减小。因此，一旦上部空间完全减小，短路构件56的上压力可以增加，短路构件56将不再上升。然而，根据本示例性实施例，由于短路构件56上升以推动并提升打开/关闭构件60，气体可以被排出到打开/关闭构件60和空气孔288之间的间隙，以减小短路构件56的上压力。
[0060]图7是示出了根据本发明的第二示例性实施例的上盖和打开/关闭构件的分解透视图。
[0061]由于除了打开/关闭构件和上盖的结构之外根据第二实施例的可再充电电池与根据第一示例性实施例的可再充电电池相似，可能没有对相同的构成元件进行解释，以避免重复。
[0062]参考图7，覆盖短路孔37的上盖78被安装在短路板27的上部。上盖78被设置为靠近第二端子22，并且由具有绝缘特性的聚合物制成。上盖78被压联接到上绝缘构件54，并且防止或基本上防止异物接触短路构件56。
[0063]上盖78包括由矩形板制成的上板781和从上板781的侧端朝盖板31突出并被插入到上绝缘构件54中的侧板782。进一步，具有环形的横截面的阻挡壁784在侧板782的内侧朝盖板31突出。阻挡壁784可具有矩形环状。
[0064]空气开口(例如，空气孔)788在上盖78中被设置在连接孔271的上部。限定了围绕空气孔788的周界的突起785朝盖板31突出。突起785突出以围绕空气孔788的下部。具有弧形纵截面(例如，弧状纵截面)的弯曲槽786被形成在突起785的下表面。突起785具有环状横截面。
[0065]排气槽72在空气孔788的高度方向上形成在空气孔788中。排气槽72形成气体在打开/关闭构件75和空气孔788之间移动通过的路径。根据本示例性实施例，当打开/关闭构件75上升时，气体可以容易地经由排气槽72通过空气孔788排出。
[0066]定位槽789被形成在上盖78中。定位槽789被连接到空气孔788的顶端。定位槽789具有从空气孔788的顶端延伸到外侧的结构。
[0067]打开/关闭构件75被插入到空气孔788中。打开/关闭构件75相对于空气孔788沿上下方向被可移动地安装。当短路构件56被反向改变(例如，在反向方向上改变形状)时，打开/关闭构件75可以由短路构件56推动并向上移动。
[0068]打开/关闭构件75包括具有圆柱形状的杆部分(例如，轴)751和从杆部分751的顶端在横向方向上突出的法兰部分(例如，法兰)752。与短路突起275的底端相比，打开/关闭构件75的底端在朝短路构件56的方向上进一步突出。打开/关闭构件75的底端可与短路构件56接触。
[0069]法兰部分752被插入到定位槽789中，杆部分751的底表面753是弯曲的以具有弧形。杆部分751的底表面753可以被弯曲，以具有与反转的短路构件56的顶端的曲率相同或基本相同的曲率。因此，打开/关闭构件75和短路构件56之间的接触面积增加，使得短路构件56可以稳定地按压打开/关闭构件75并使其升高。
[0070]突出到外侧的支撑台(例如，防分离突起)756被形成在杆部分751中，以防止打开/关闭构件75与上盖78分离。支撑台756从杆部分751的外表面在横向方向上突出，并且多个支撑台756可被形成在杆部分751中。这样，当支撑台756被形成时，可以防止打开/关闭构件75从上盖78错误地分离。
[0071]尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施例描述了此公开，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖被包括在所附权利要求及其各自的等同方案的精神和范围内的各种修改和等同布置。
[0072]对一些附图标记的说明
[0073]101:可再充电电池10:电极组件
[0074]11:正电极Ila:正电极未涂覆区域
[0075]12:负电极12a:负电极未涂覆区域
[0076]13:隔板21:第一端子
[0077]22:第二端子25:铆接端子
[0078]26:壳体27:短路板
[0079]271:连接孔275:短路突起
[0080]28、78:上盖281、781:上板
[0081]282、782:侧板284、784:阻挡壁
[0082]285、785:突起286、786:弯曲槽
[0083]288、788:空气孔289、789:定位槽
[0084]30:盖组件31:盖板
[0085]41、42:集流接线片45、46:下绝缘构件
[0086]54:上绝缘构件541:底部
[0087]542:侧壁55:密封衬垫
[0088]56:短路构件56a:弯曲部分
[0089]56b:边缘部分58:连接板
[0090]59:密封衬垫60、75:打开/关闭构件
[0091]61、751:杆部分62、752:法兰部分
[0092]63、753:底表面72:排气槽
[0093]756:支撑台
【主权项】
1.一种可再充电电池，包括: 包括第一电极和第二电极的电极组件； 具有开口并容纳所述电极组件的壳体； 电连接到所述第一电极的第一端子； 电连接到所述第二电极的第二端子； 在所述开口处被联接到所述壳体的盖板，所述盖板具有短路开口并被电连接到所述第一电极; 短路构件，被插入到所述短路开口中，并且当所述短路构件被改变时将所述盖板电连接到所述第二端子； 覆盖所述短路开口并具有空气开口的上盖；和 被插入到所述空气开口中并可由所述短路构件移动的塞。2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述塞包括轴和从所述轴的长度方向的端部在横向方向上突出的法兰。3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中所述塞进一步包括突出到所述轴的外侧的防分离突起。4.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中所述上盖包括所述法兰被插入在其中的定位槽，并且所述定位槽被连接到所述空气开口的顶端。5.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中短路板在所述第二端子下方，并且所述短路板包括在所述短路构件的上部上方的连接开口。6.根据权利要求5所述的可再充电电池，其中上绝缘体在所述短路板与所述盖板之间。7.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中所述上盖包括上板和从所述上板的侧端朝所述盖板突出的侧板，所述侧板被插入在所述上绝缘体中。8.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述上盖进一步包括在所述上绝缘体的侧壁的内侧处的阻挡壁，并且所述阻挡壁包括环状横截面。9.根据权利要求5所述的可再充电电池，其中所述短路板包括短路突起，并且所述短路突起围绕所述连接开口。10.根据权利要求9所述的可再充电电池，其中与所述短路突起的底端相比，所述塞的底端在所述短路构件的方向上突出，并与所述短路突起的所述底端隔开。11.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述上盖包括限定围绕所述空气开口的周界的突起，并且所述突起的底表面包括具有弧形纵截面的弯曲槽。12.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中在所述空气开口的高度方向上，所述空气开口的内侧包括排气槽。13.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述塞的底表面是弯曲的，以具有弧形。14.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述短路构件包括边缘和从所述边缘向下凸起地弯曲的弯曲部分。15.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一端子突出到所述盖板的外侧并通过连接板被电连接到所述盖板。
【文档编号】H01M2/12GK106058118SQ201510754041
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年11月9日
【发明人】权玟亨
【申请人】三星Sdi株式会社