专利名称：二次电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及二次电池，具体涉及一种通过改进二次保护元件的形状来减 少工艺和制造成本的二次电池。
背景技术：
一般而言，随着诸如摄像机、移动电话、便携式个人计算机以及电动自 行车、电动车辆、电动工具之类的便携式无线产品变得越来越轻，以及对高 级功能的需求，正在对用作驱动源的电池进行研究和开发。特别地，就具有充放电功能的锂离子电池而言，由于其每单位重量的能 量密度比常规铅电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等大三倍，而且还可 以实现快速充电，所以对锂离子电池的研究和开发正在蓬勃且积极地进行 着。根据电解质的种类，锂离子电池分为使用液体电解质的锂金属电池和锂 离子电池，以及使用高聚物固体电解质的锂离子聚合物电池；锂离子聚合物 电池根据高聚物固体电解质的种类进一步分成根本不包括有机电解质的固 体型锂离子聚合物电池和使用胶型高聚物电解质的锂离子聚合物电池。在用于这种二次电池的大多数装置中，提供有PCM (保护电路模块)，来保护电池不会过充电和过》文电，并通过阻止过电流(over-current)来避免电池爆炸，这样可以延长使用寿命并保持良好的功能。一般而言，二次电池的支撑单元包括罐、电极组件和盖组件；并且根据二次电池的结构，二次保护元件被包括在盖组件的上侧。罐是一个上侧开放的立方体形状的容器，并通过诸如深冲压方法的工艺 形成。罐的材料是铝或铝合金，它们是质量轻的导电金属并具有防腐蚀的属 性。在罐中，容纳有包括正极板、负极板和隔板的电极组件，还容纳有电解 质，而且开放的上侧由盖组件密封。盖组件包括尺寸和形状与罐的上开口相对应的平坦型盖板。电极组件通过巻绕形成，其中隔板设置在正极板和负极一反之间。正极板 通过正极接线片电连接到盖板，而负极板通过负极接线片电连接到盖板。因 此，罐与负端子电绝缘，于是用作正端子。在盖组件焊接到罐的上侧之后，电解质通过盖板的电解质注入阀注入， 并且通过压入球的盖子来密封电解质注入阀。在盖板的中央，形成一负端子能穿过的端子通孔，而且管状垫圏设置在 负端子的外侧，用于电绝缘负端子和盖板。而且，电连接到负端子的端子板 设置在盖板的下侧，以便通过绝缘板与盖板绝缘。由于二次保护元件安装在盖板的上侧，所以负端子连接到保护电路基板。PTC (正温度系数)或热熔丝可以用作二次保护元件。不过，在如上述所形成的常规二次保护元件中，用作二次保护元件的 PTC元件需要一连接接头来将电极端子和保护电路基板的端子连接起来。为 此，应该执行用于将连接接头焊接到PTC两端的工艺。也就是说，需要三 种部件，例如PTC元件和两端的连接接头，来形成二次保护元件PTC，而 且必须额外执行两次电阻焊接工艺。因此，过去存在由于部件增加带来的制造成本增加的问题，而且由于焊 接质量不高也造成产品的可靠性恶化。发明内容为了解决上述问题，本发明的方案提供一种二次电池，其中为用于将盖 板和保护电路端子连接起来的二次保护元件整体地形成连接端子，从而通过 省略掉焊接工艺来减少部件的数量、降低制造成本和提高产品质量。为了实现上述目的，根据本发明的一个方案，二次电池包括具有正极 板、负极板、设置在正负极板之间的隔板的电极组件；容纳所述电极组件的 罐；盖组件，其具有用于密封所述罐的上开口的盖板和穿过所述盖板的电极 端子；以及保护电路基板，其设置在所述盖组件的上侧，进一步包括二次 保护元件，用于连接所述盖组件的电极端子和保护电路基板，其特征在于， 所述保护电路和二次保护元件与电连接到所述保护电路基板和电极端子的 连接接头整体形成。优选的是，二次保护元件为PTC元件，同时，PTC元件包括PTC元件 主体以及整体地形成在所述PTC元件主体两端的连接接线片单元。所述连 接接线片单元形成在所述PTC元件主体的一端上，并包括连接到所述保护 电路基板以便连接所述保护电路基板的接线片单元；和形成在所述PTC元 件主体的另一端并连接到所述电极端子的、用于连接电极端子的接线片单 元。同时，所述用于连接所述保护电路基板的接线片单元包括与PTC元件 主体整体形成的主体连接单元和与该主体连接单元整体形成并连接到所述保护电路基板的基板连接单元；所述基板连接单元的长度延伸到使得所述基 板连接单元能焊接到所述保护电路基板；并且优选地，所述用于连接所述保 护电路基板的、包括所述主体连接单元和所述基板连接单元的接线片单元的 截面呈L形。而且，优选地，所述用于连接所述电极端子的接线片皁元包括与所述 PTC元件主体整体形成的主体连接单元和与该主体连接单元整体形成并连 接到所述电极端子的端子连接单元；所述端子连接单元的长度延伸到使得该端子连接单元能焊接到所述电极端子，并且提供所述端子连接单元的空间，以便能覆盖所述电极端子；所述用于连接所述电极端子的、包括所述主体连 接单元和所述端子连接单元的接线片单元的截面呈阶梯式形状，其中该阶梯 与所述PTC元件主体相对于所述电极端子的高度一致。根据本发明的另一方案，二次电池包括具有正极板、负极板、设置在 正极板和负极板之间的隔板的电极组件；容纳所述电极组件的罐；盖组件， 其具有用于密封所述罐的上开口的盖板和穿过所述盖板的电极端子；以及保 护电路基板，其设置在所述盖组件的上侧，进一步包括二次保护元件，其 用于连接所述盖组件和保护电路基板，其特征在于，所述二次保护元件的一 端形成矩形板，并从所述矩形板的一侧边沿竖直方向向上延伸，以便其截面 被焊接到所述保护电路基板的下侧，所述二次保护元件的另 一 端形成矩形 板，并沿水平方向延伸，以便其下侧焊接到所述电极端子的上侧。二次保护元件的 一 端可以形成为L形，而二次保护元件的另 一 端可以形 成阶梯式形状，其截面与电极端子的高度一致。
从以下结合附图的详细描述中，本发明的以上和其它方案、特征和优点 将变得更加清楚，在附图中图1是示出根据本发明实施例的二次电池上侧的部分截面图。 图2是示出根据本发明实施例的PTC元件的透视图。 图3是示出不包括图1的保护电路基板的状态的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图更详细地说明本发明的示范性实施例。图1是示出根据本发明实施例的二次电池上侧的部分截面图，图2是示出根据本发明实施例的PTC元件的透视图，而图3是示出不包括图1的保护电路基板的状态的平面图。根据本发明实施例的支撑单元10包括罐20、电极组件22和盖组件30。 二次保护元件40包括在盖组件30的上侧上。罐20是一个上侧开放的立方体形状的容器，并通过诸如深冲压方法的 工艺形成。罐20的材料是铝或铝合金，它们是质量轻的导电金属并具有防 腐蚀的属性。在罐20中，容纳有包括正极板23、负极板25和隔板24的电 极组件22，还容纳有电解质，而且开放的上侧由盖组件30密封。盖组件30包括尺寸和形状与罐20的上开口相对应的平坦型盖板31。在电极组件22中，隔板24设置在正极板23和负极板25之间，并通过 巻绕形成胶巻形。正极板23通过正极接线片26电连接到盖板31，而负极 板25通过负极接线片27电连接到盖板31。因此，罐20与负端子32电绝 缘，于是用作正端子。在盖组件30焊接到罐20的上侧之后，电解质通过盖板31的电解质注 入阀36注入，并且通过压入球的盖子37来密封电解质注入阀36。在盖板31的中央，形成一负端子32能穿过的端子通孔，管状垫圈33 设置在负端子32的外侧，用于电绝缘负端子32和盖板。而且，电连接到负 端子32的端子板35设置在盖板31的下侧上，以便通过绝缘板34与盖板 31绝缘。由于二次保护元件40安装在盖板31的上侧，所以负端子32连接到保 护电路基板50,并且PTC (正温度系数)或热熔丝可以用作二次保护元件 40,而在本发明的实施例中使用PTC元件40。PTC元件40是电阻随着环境温度的升高而升高的元件，从而可以调节 电流流动。通常，诸如SBR ( 丁苯橡胶)的树脂、使用由碳粉形成的混合材 料的复杂系统或由钛酸钡形成的氧化系统用作PTC元件的材料，但是PCT 元件的材料种类不局限于此。优选的是，在与PTC元件有关时，使用复杂 系统，以最小化PTC元件的厚度，复杂系统通过将碳粉和树脂形成为上下 板之间的薄膜来制造。在复杂系统中，随着温度升高，树脂膨胀，碳粉之间 的某些触点断开，于是内部电阻增加。参见图2,根据本发明实施例形成PTC元件40的形状以便连接接线片 单元44、 46整体地形成在PTC元件的主体42的两端。在连接片单元中，用于连接保护电路基板50的接线片单元44,连接到 保护电路基板50,并形成在PTC元件的主体42的一端侧上。而且，在PTC 元件的主体42的另一端侧上，形成用于连接电极端子的接线片单元46，该 电极端子连接到负端子32。用于连接保护电路基板50的接线片单元44在PTC元件的主体42的下 侧所在的平面上呈矩形，并且接线片单元44由主体连接单元44a和基板连 接单元44b形成，其中主体连接单元44a与PTC元件的主体42整体地形成， 而基板连接单元44b在主体连接单元44a侧边沿着竖直向上的方向形成矩 形。扩展基板连接单元44b的长度，从而使得基板连接单元44b能焊接到保 护电路基板50。包括主体连接单元44a和基板连接单元44b的、用于连接保 护电路基板50的接线片单元44的横截面形成L-形。用于连接电极端子的接线片单元46包括与PTC元件的主体42整体形 成的主体连接单元46a和形成阶梯式的端子连接单元46b，于是在主体连接 单元46a中延伸成矩形形状。扩展端子连接单元46b的长度，从而使得端子 连接单元46b能焊接到负端子32，而且端子连接单元46b形成能覆盖负端 子32的空间。而且，包括主体连接单元46a和端子连接单元46b的、用于 连接电极端子的接线片单元46相对于PTC元件具有阶梯状的截面。用于连接保护电路基板的接线片单元44和用于连接电极端子的接线片 单元46分别形成阶梯式和L形，并且优选的是，组成这些单元的元件形成 矩形，但是本发明不局限于此。将说明根据如上所述构成的本发明的二次电池的操作。在根据本发明的二次电池中，在将电极组件22和电解质容纳进罐20之 后，用盖组件30密封罐20的上开口。在盖组件30中，负端子32连接到端 子通孔，同时垫圈33夹在其中，并且端子板35提供在盖板31的下侧，同 时绝缘板34夹在其中。电极组件22的正极板23通过正电极接线片26电连接到盖板31，而负极板25通过负电极接线片27电连接到负端子32。设置在盖组件30上侧的保护电路基板50通过设置在盖板31上侧的二 次保护元件即PCT元件40连接。同时，由于PTC元件40通过用于连接保 护电路基板的接线片单元44连接到保护电路基板50的下侧，并通过用于连 接电极端子的接线片单元46连接到负端子32的上侧，因此PTC元件40连 接到保护电路基板50和负端子32。更确切地说，用于连接保护电路基板的 接线片单元44的基板连接单元44b的上侧通过焊接固定到保护电路基板50 的下侧，而用于连接电极端子的接线片单元46的端子连接单元46b的下侧 通过焊接固定到负端子32的上侧。对于根据本发明的PTC元件40来说，由于当将PTC元件40安装在盖 板31的上侧时，连接接线片单元44、 46与PTC元件的主体42整体形成， 所以没有必要像常规方法那样执行额外的工艺。本发明不局限于如上所述的特定示范性实施例，而且需要注意的是，本 发明所属领域的技术人员可以在不偏离本发明范围的情况下实现各种修改， 而本发明的范围是在本发明的精神范围内如下所示的权利要求书中所要求 的。如上所述，在根据本发明的二次电池中，由于连接端子与用于连接盖板 和保护电路端子的二次保护元件整体形成，所以存在部件数量得到降低的效 果，因此也可以降低材料成本。而且，由于省略了用于将连接端子固定到二次保护元件的焊接工艺，所 以存在提高组装效率并通过减少质量差的产品来确保优良产品的优点。
权利要求
1、一种二次电池，包括电极组件，其具有正极板；负极板；设置在正极板和负极板之间的隔板；容纳所述电极组件的罐；盖组件，其具有用于密封所述罐的上开口的盖板和穿过所述盖板的电极端子；以及保护电路基板，其设置在所述盖组件的上侧，进一步包括二次保护元件，用于连接所述盖组件的电极端子和所述保护电路基板，并且其中，所述保护电路和所述二次保护元件是用电连接到所述保护电路基板和电极端子的连接接头连接到一起的。
2、 如权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次保护元件是PTC元件。
3、 如权利要求2所述的二次电池，其中所述PTC元件包括PTC元件主体 以及整体地形成在所述PTC元件主体两端的连接接线片单元。
4、 如权利要求3所述的二次电池，其中，所述连接接线片单元形成在所述 PTC元件主体的一端上，并包括连接到所述保护电路基板以便连接所述保护电 路基板的接线片单元；和形成在所述PTC元件主体的另 一端并连接到所述电极 端子的、用于连接电极端子的接线片单元。
5、 如权利要求4所述的二次电池，其中，所述用于连接所述保护电路基板 的接线片单元包括与PTC元件主体整体形成的主体连接单元和与该主体连接单 元整体形成并连接到所述保护电路基板的基板连接单元。
6、 如权利要求5所述的二次电池，其中，所述基板连接单元的长度延伸到 使得所述基板连接单元能焊接到所述保护电路基板。
7、 如权利要求5所述的二次电池，其中，所述用于连接所述保护电路基板 的、包括所述主体连接单元和所述基板连接单元的接线片单元的截面呈L形。
8、 如权利要求4所述的二次电池，其中，所述用于连接所述电极端子的接 线片单元包括与所述PTC元件主体整体形成的主体连接单元和与该主体连接单 元整体形成并连接到所述电极端子的端子连接单元。
9、 如权利要求8所述的二次电池，其中，所述端子连接单元的长度延伸到 使得该端子连接单元能焊接到所述电极端子，并且提供所述端子连接单元的空 间，以便能覆盖所述电极端子。
10、 如权利要求8所述的二次电池，其中，所述用于连接所述电极端子的、 包括所述主体连接单元和所述端子连接单元的接线片单元的截面呈阶梯式形
11、 一种二次电池，包括 电极组件，其具有正极板； 负极板；设置在正极板和负极板之间的隔板； 容纳所述电极组件的罐；盖组件，其具有用于密封所述罐的上开口的盖板和穿过所述盖板的电极端 子；以及保护电路基板，其设置在所述盖组件的上侧，进一步包括二次保护元件，其用于连接所述盖组件和所述保护电路基板，并且其中，所述二次保护元件的一端形成矩形板，并从所述矩形板的一侧边沿 竖直方向向上延伸，以便其截面被焊接到所述保护电路基板的下侧，所述二次 保护元件的另一端形成矩形板，并沿水平方向延伸，以便其下侧焊接到所述电 极端子的上侧。
12、 如权利要求11所述的二次电池，其中，所述二次保护元件的一端呈L
13、如权利要求11所述的二次电池，其中，所述二次保护元件的另一端形 成阶梯式形状，其截面与所述电极端子的高度一致。
全文摘要
本发明涉及二次电池，具体而言，涉及通过改进用于连接电极端子和保护电路的二次保护元件来减少工艺也降低制造成本的二次电池。本发明涉及的二次电池包括具有正极板、负极板、设置在正负极板之间的隔板的电极组件；容纳电极组件的罐；盖组件，其具有用于密封罐的上开口的盖板和穿过盖板的电极端子；以及保护电路基板，其设置在所述盖组件的上侧，进一步包括二次保护元件，用于连接盖组件的电极端子和保护电路基板，并且其中，所述保护电路和二次保护元件与电连接到所述保护电路基板和电极端子的连接接头整体形成，结果，存在所需元件数量减少、制造成本也减少、不需要焊接工艺的效果，并且因此能提高产品质量。
文档编号H01M10/04GK101267030SQ200810006168
公开日2008年9月17日 申请日期2008年2月21日 优先权日2007年3月12日
发明者金俊虎 申请人:三星Sdi株式会社