专利名称：包括改进的盖组件的二次电池及盖组件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种二次电池，更具体地涉及一种包括具有联结电极端子和盖板的更紧密的联结结构的盖组件的二次电池及盖组件的生产方法。
背景技术：
二次电池，由于它们的重复的充放电能力而区别于一次电池，已经被广泛地用于手机、笔记本电脑、便携式摄像机和其他可携带电子设备。具有比镍—镉(Ni-Cd)电池高3倍的3.6伏或更高的工作电压的锂二次电池，已经做为各种电子设备的电源得到普及，因为它们的单位重量的高能量密度，如今锂二次电池和镍氢电池一起被广泛应用。
这种锂二次电池大多用氧化锂作为负极活性材料，用含碳的材料作为正极活性材料。根据所用的电解的类型，锂二次电池可以分类为电解液电池，也称作锂离子电池，聚合物电解电池，也称作锂聚合物电池。锂二次电池可以制造成各种形状，典型为柱状、矩形或袋状。具有盖组件的矩形二次电池的一个例子在美国专利号6,509,115中公开。
图1为用于矩形二次电池的常规盖组件的分解透视图。如图1所示，盖组件10包括覆盖容纳电池单元的密封外壳的顶部开口的盖板11，通过作为绝缘体的衬垫13耦合到盖板11的电极端子12，以及设置在盖板11下面的绝缘板14。耦合到盖板11的电极端子12电连接到从电池单元引出的负接顶端部或正接顶端部以作为负极端子或正极端子。
图2为图1的组装的盖组件的剖面图。如图2所示，电极12插入盖板11的端子孔11a(见图1)。盖板11和电极端子12通过衬垫13彼此绝缘。绝缘板14置于盖板11的下面以使伸出盖板11的端子孔11a的电极端子12的末端和该盖板11绝缘。电极端子12的伸出端向外扩展，通过旋压以向上支撑绝缘板14，如图2所示。因此，电极端子12固定到盖板11和绝缘板14上。
在具有上述结构的盖组件13中，因为电极端子12滑入衬垫13，经过外部碰撞，电极端子12相对于衬垫13是可移动的。相应地，支撑电极端子12末端的负极接顶端部和正极接顶端部也是可移动的，由于在电极接顶端部和密封外壳的内壁间的接触，增加了短路的可能性。
另外，注入密封外壳的电解液很可能通过电极端子12和衬垫13之间的间隙泄漏。而且，由于衬垫13和绝缘板14被设计成分开的零件，导致由更多的零件组装成盖组件，且组装工艺也变得复杂了。
发明内容
本发明提供一种包含一种具有更简单、更紧密的结构的盖组件的二次电池，该结构包括用于更紧密联结的在电极端子和盖板之间的绝缘部件，以及制造该组件的方法。
本发明的其他方面和/或优点的一部分在下面的说明书中提出，另一些部分从说明书中是显而易见的，或者通过实施本发明是可以得出的。
根据本发明的一个方面，提供一种盖组件，包括具有端子孔的盖板；插入到端子孔的电极端子；用以绝缘盖板和电极端子和使电极端子紧密结合到盖板的在盖板和电极端子之间形成的绝缘部件，其中绝缘部件、盖板和电极端子形成一个单一的整体。
根据盖组件的一个具体的实施例，绝缘部件可以通过插入—注入模塑形成。盖组件可以进一步包括在盖板表面上的一个辅助的联结单元，其中辅助联结单元提供绝缘部件到盖板的更紧密的联结。电极端子可以包括顶端部和从顶端部延伸的并插入到端子孔的插入部分，插入部分的直径沿和顶端部相对的方向增加。从端子孔突出的电极端子的端部可以通过旋压扩展出来以向上支撑绝缘体的表面，同时提供在电极端子和绝缘部件之间的更紧密的联结。盖组件可以进一步包括在绝缘部件表面上的电极板，该电极板电连接到电极端子上。
根据本发明的另一个方面，提供一种二次电池，包括包括彼此叠层并卷绕的负极板、分隔体和正极板的电池单元；把电池单元容纳在其中的密封外壳；覆盖密封外壳顶部开口的盖组件，盖组件包括具有端子孔的盖板、通过端子孔插入到密封外壳的电极端子以及用以把盖板和电极端子绝缘和使电极端子紧密结合到盖板的在盖板和电极端子之间形成的绝缘部件，其中绝缘部件、盖板和电极端子形成一个单一的整体；从电池单元的负极板和正极板引出的并有选择地电连接到密封外壳的电极接顶端部。
根据本发明的另一个方面，提供一种制造盖组件的方法，该方法包括把电极端子插入到盖板的端子孔中以使自电极端子和端子孔的内壁之间有一个预定的间隙；把模塑树脂注入到电极端子和盖板之间的间隙中以形成电极端子和盖板绝缘并紧密联结的绝缘部件。
通过结合附图的下面具体优选实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将是显而易见和更容易理解的。
图1为用于二次电池的常规盖组件的分解透视图；图2为图1的盖组件装配后的剖面图；图3为根据本发明一个实施例的二次电池的剖面图；图4为图3中的盖组件的部分剖开的透视图；图5为根据本发明另一实施例的盖组件的部分剖开的透视图。
具体实施例方式
现在具体参考本发明的实施例，并根据
这些例子，从始至终相同的参考数字代表相同的元件。下面通过参照附图来解释本发明。
根据本发明的实施例的二次电池在图3中示出。参照图3，二次电池30包括密封外壳31，容纳在密封外壳31中的电池单元32和覆盖密封外壳31的上部边缘的盖组件40。
矩形的密封外壳31由金属制成，所以它可以通过电连接到电极接顶端部36中的一个作为端子。容纳在密封外壳31中的电池单元32，包括负极板33、分隔体34和正极板35，它们彼此叠置并卷绕在一起。
例如，在锂二次电池中，电池单元32包括在由薄铝板制成的负集流器的至少一个表面上通过涂覆以氧化锂为基的浆料形成的负极板以及在由薄铜板制成的正集流器的至少一个表面上通过涂覆以含碳材料为基的浆料形成的正极板。
电极接顶端部36从电池单元32的上部引出。负极接顶端部36a和正极接顶端部36b分别和负极板33和正极板36连接。负极接顶端部36a和正极接顶端部36b通过例如焊接的方式可以分别固定到负极板33和正极板35。根据电池的设计，负极接顶端部36a和正极接顶端部36b可以连接到相反极性的电极上。
如图4所示的盖组件40和密封外壳31的顶部开口相配合。盖组件40包括盖板41。盖板41和密封外壳31的顶部开口配合，并在其中心具有端子孔41a。电极端子42通过端子孔41a插入密封外壳31。
电极端子42包括伸出到盖板41上部并作为端子的柱状顶端部42a和从顶端部42a延伸的插入到端子孔41a的插入部分42b。优选的是插入部分42b的直径在顶端部42a相对的方向上增加。然而，插入部分42b并没有上面的限制，可以是任何形状。
插入部分42b的末端部从盖板41的通孔41a伸出预定的长度，并通过如焊接的方式电连接到负极接顶端部36a或者正极接顶端部36b。在图3中，插入部分42b的末端部电连接到正极接顶端部36b。
作为本发明的一个方面，绝缘部件43置于电极端子42和盖板41之间。绝缘部件43由绝缘材料制成。绝缘部件43包括置于电极端子42的顶端部42a和盖板41的上表面之间的第一绝缘体43a，置于端子孔41a的内壁和电极端子42的插入部分42b的外表面之间的第二绝缘体43b，以及从第二绝缘体43b横向延伸以接触盖板41下表面的第三绝缘体43c。
绝缘部件43、盖板41和电极端子42可以通过插入—注入模塑作为单一整体形成。具体地，最初，设计具有相应于绝缘部件43的第一、第二和第三绝缘体43a、43b和43c形状的模具。盖板41和电极端子42插入到模具中从而使电极端子42的顶端部42a和盖板41的上表面被隔开预定的距离，以及电极端子42的插入部分42b与盖板41的端子孔41a的内壁隔开预定的距离。接着，绝缘模塑树脂注入到模具中以在盖板41和电极端子42之间形成绝缘部件43。
如上所述，因为绝缘部件43、盖板41和电极端子42可以作为单一整体形成，通过绝缘部件43，确保了在电极端子42和盖板41之间的更紧密的联结。
可选地，可以在盖板41的下表面设置辅助联结单元以获得和绝缘部件43的更紧密的联结。辅助联结单元包括在盖板41的下表面上形成的至少一个槽44。特别是，当盖板41在其下表面具有至少一个槽44时，为了在盖板41和电极端子42之间形成绝缘部件43而注入的模塑树脂允许流入槽44中。因此，绝缘部件43具有嵌入盖板41的凸起，并与其更紧密地结合。
电解液注入孔41b，通过此孔电解液可以注入到密封外壳31中，形成在盖板41的末端部附近。在电解液通过电解液注入孔41b注入到密封外壳31后，电解液注入孔41b用塞部件45堵上，如图3所示。
盖组件40可以进一步包括和电极端子42电连接的端子板46，如图5所示。端子板46位于绝缘部件43的第三绝缘体43c的下面。端子板46具有一个和端子孔41a对齐的孔以允许电极端子42的插入部分42b通过。端子板46可以通过插入—注入模塑联结到绝缘部件43的第三绝缘体43c上。端子板46可以通过焊接和负极接顶端部36a或正极接顶端部36b电连接。
为了端子板46与绝缘部件43和电极端子42更紧密的联结，电极端子42的突出的末端部通过旋压扩展可以向上紧密地支撑端子板46，如图5所示。可以理解，通过旋压扩展电极端子42的突出的末端部也可以应用到图4的盖组件。在这种情况下，电极端子42的扩展的末端部紧密地接触绝缘部件43的第三绝缘体43c。
现在描述具有根据本发明上述任何一种结构的盖部件的制造方法。
最初，制备具有端子孔41a的盖板41和具有作为端子的顶端部42a和从顶端部42a延伸的插入部分42b的电极端子42，电极端子42插入到端子孔41a中。
接下来，分别设计具有具有符合第一、第二和第三绝缘体43a、43b和43c的绝缘部件43的形状的模具，如图4所示。模具具有用于容纳盖板41和电极端子42的空间。盖板41和电极端子42插入到模具中从而使电极端子42的顶端部42a和盖板41的上表面隔开预定的距离，且电极端子42的插入部分42b和盖板41的端子孔41a的内壁隔开预定的距离。在此状态下，绝缘模塑树脂注入到模具中以填充盖板41和电极端子42之间的空间并由此形成绝缘部件43。结果，制造出具有图4结构的盖组件。
作为选择，可以进一步进行旋压工艺来扩张出电极端子42的插入部分的末端部42b来向上紧密的支撑绝缘部件43的第三绝缘体43c。
对于具有电极板46的图5的盖组件40，设计与盖板41有预定的间隙并具有用于容纳端子板46的空间的模具。下一步，用模具进行插入—注入模塑以形成在绝缘部件43的第三绝缘体43c的底部上具有端子板46的图5所示的盖组件40。可选地，可以在伸出电极板46的电极端子42的插入部分42b的边缘部分上进行上述旋压工艺。
如上所述，根据本发明，绝缘部件保证了电极端子到盖板的更加紧密的联结，由此阻止了当和相对于盖板是可移动的电极端子连接的电极接顶端部滑到并接触密封外壳内壁时短路的发生。
另外，绝缘部件形成在电极板和盖板之间从而使所说三个元件通过和常规组装工艺不同的注入模塑形成单一的整体。由此，阻止了电解液从密封外壳的泄漏，并且因为无需分开的衬垫和绝缘板，总体组装工艺得到简化。
此外，通过插入注入模塑，绝缘部件可以容易地制成各种形状。
虽然已经示出并描述了本发明的有限的一些实施例，但可以理解在不背离本发明的原则和精神的情况下本领域的技术人员可以对这些实施例进行改变，本发明的保护范围通过权利要求及其等同含义限定。
权利要求
1.一种盖组件，包括具有端子孔的盖板；插入到端子孔的电极端子；和在盖板和电极端子之间形成的绝缘部件，使盖板和电极端子绝缘并且使电极端子紧密结合到盖板；其中绝缘部件、盖板和电极端子形成一个单一的整体。
2.如权利要求1所述的盖组件，其中绝缘部件通过插入—注入模塑形成。
3.如权利要求1所述的盖组件，进一步包括在盖板表面上的辅助联结单元，其中辅助联结单元提供绝缘部件到盖板的更紧密的联结。
4.如权利要求3所述的盖组件，其中辅助联结单元包括形成在盖板表面上的至少一个槽，且绝缘部件的一部分伸入至少一个槽中。
5.如权利要求1所述的盖组件，其中电极端子包括顶端部；和从顶端部延伸的并插入到端子孔的插入部分其中插入部分的直径沿和顶端部相对的方向增加。
6.如权利要求5所述的盖组件，其中绝缘部件包括置于电极端子的顶端部和盖板的上表面之间的第一绝缘体；置于端子孔的内壁和电极端子的插入部分的外表面之间的第二绝缘体；以及从第二绝缘体横向延伸以接触盖板下表面的第三绝缘体。
7.如权利要求1所述的盖组件，其中从端子孔突出的电极端子的末端部通过旋压扩展出来以向上支撑绝缘体的表面，同时提供在电极端子和绝缘部件之间的更紧密的联结。
8.如权利要求1所述的盖组件，进一步包括在绝缘部件表面上的电极板，该电极板电连接到电极端子上。
9.如权利要求8所述的盖组件，其中从端子孔突出的电极端子的末端部通过旋压扩展出来以向上支撑端子板的表面，同时提供在电极端子和端子板之间的更紧密的联结。
10.一种二次电池，包括包括彼此叠层并卷绕的负极板、分隔体和正极板的电池单元；把电池单元容纳在其中的密封外壳；覆盖密封外壳顶部开口的盖组件，盖组件包括具有端子孔的盖板，插入到端子孔的电极端子，和在盖板和电极端子之间形成的绝缘部件，使盖板和电极端子绝缘并使电极端子紧密结合到盖板，其中绝缘部件、盖板和电极端子形成一个单一的整体；和从电池单元的负极板和正极板引出的并有选择地电连接到密封外壳的电极接顶端部。
11.如权利要求10所述的二次电池，其中绝缘部件通过插入—注入模塑形成。
12.如权利要求10所述的二次电池，进一步包括在盖板表面上的辅助联结单元，其中辅助联结单元提供绝缘部件到盖板的更紧密的联结。
13.如权利要求10所述的二次电池，其中电极端子包括顶端部；和从顶端部延伸的并插入到端子孔的插入部分其中插入部分的直径沿和顶端部相对的方向增加。
14.如权利要求13所述的二次电池，其中绝缘部件包括置于电极端子的顶端部和盖板的上表面之间的第一绝缘体；置于端子孔的内壁和电极端子的插入部分的外表面之间的第二绝缘体；以及从第二绝缘体横向延伸以接触盖板下表面的第三绝缘体。
15.一种制造盖组件的方法，该方法包括把电极端子插入到盖板的端子孔中以便在电极端子和端子孔的内壁之间有一个预定的间隙；把模塑树脂注入到电极端子和盖板之间的间隙中以形成电极端子和盖板绝缘并紧密联结的绝缘部件。
16.如权利要求15所述的方法，其中电极端子包括顶端部；和从顶端部延伸的并插入到端子孔的插入部分其中插入部分的直径沿和顶端部相对的方向增加。
17.如权利要求16所述的方法，其中绝缘部件包括置于电极端子的顶端部和盖板的上表面之间的第一绝缘体；置于端子孔的内壁和电极端子的插入部分的外表面之间的第二绝缘体；以及从第二绝缘体横向延伸以接触盖板下表面的第三绝缘体。
18.如权利要求15所述的方法，进一步包括在绝缘部件形成后的旋压工艺，扩展出电极端子的末端部以向上支撑绝缘部件的表面。
19.如权利要求15所述的方法，进一步包括在绝缘部件形成之前形成自盖板以预定距离分开的端子板，其中绝缘部件置于盖板和端子板之间。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括在绝缘部件形成后的旋压工艺，扩展出电极端子的端部以向上支撑端子板的表面。
全文摘要
一种盖组件，包括具有端子孔的盖板，插入到端子孔的电极端子，使盖板和电极端子绝缘并且使电极端子紧密结合到盖板的在盖板和电极端子之间形成的绝缘部件，其中绝缘部件、盖板和电极端子形成一个单一的整体。
文档编号H01M2/30GK1497753SQ200310119608
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月21日 优先权日2002年10月21日
发明者金奉基 申请人:三星Sdi株式会社