锂可再充电电池的制作方法

专利名称：：锂可再充电电池的制作方法
技术领域：
：本发明涉及具有功能中心轴的锂可再充电电池。更具体地，本发明涉及具有中心轴的锂可再充电电池，所述中心轴的顶端和底端用热隔绝组合物进行封闭，以在初次过度充电时>裸电池内的空隙容积。戶腿热隔绝组合物在约80-约25(TC的温度范围内发生融化以防止电池爆炸和起火，并提高了戶皿电池的热稳定性。
背景技术：
：如现有技术通常已知的，圆柱形锂可再充电电池包括具有中心轴的圆柱形电极组件、连接所述电极组件的圆柱形外壳，和连接到所述外壳的顶部开口用于密封所述外壳的电池盖组件。这种锂可再充电电tilii常具有2000-2400mA的容量，并已经广泛用于需要高容量电源的笔记本电脑、数码相机、便携式摄像机等。而且，可将该可再充电电池串接或并联连接以提供所需的电压或容量，并可以为具有预定形状并包括安M置的电池组。在常规圆柱形锂可再充电电池中，将涂有阳极活性材料的阳极板、隔板和涂有阴极活性材料的阴极板进行堆叠，并且所述堆叠结构的一端连接至條形线圈轴上。然后将所述结构缠绕成圆柱形以形成电极组件。然后，将中心轴连接到所述电极组件上并将所得结构插入到圆柱形外壳中。然后，将电解质注入到所述圆柱形外壳中，并将电池盖组件连接到所述圆柱形外壳的顶部上，从而形成基本上圆柱形的裸电池。如上所述的圆柱形锂二次电^i包括用于防止所述电池在过度充电时发生爆炸的安全装置。所述安全装置包括安全L所述安全L能够在过度充电所致的电池内部压力增加时发生变形。所述电池还包括电流中断装置(CID)，其通过由于所述安全孔的变形而变形的基质来中断电流。此外，所述电池中包括当鹏上升时中断电流的二级f尉户装置。这种安^置如下运作。当锂可再充电电池处于过度充电状态时，所述电池中的电解液从所述电极组件的顶部进行蒸发，从而增加了电阻。另外，所述电极组件的中部区域发生变形而导致了锂的沉淀。另外，由于所述电极组件顶部区域的所述电阻的增加而产生局部放热，导致戶皿电池的温度快i^l升。在这些条件下，由于所述电解液中的添加剂例如环己基苯(CHB)和联苯(BP)，所述电池的内部压力急速增大。这些添加齐降过度充电时发生分解并产生气体。戶脱增大的内部压力将戶舰安全L(其为戶服电池盖组件的一部分)推离其原始位置，使安置在戶皿安^^置上的所述电流中断装置(CID)破裂，这导致了电流的中断。换句话说，形成于所述CID上的印刷电路板破裂，从而中断了电流。电流中断导致了所述过度充电状态的结束，由此可防止所述电池发生爆炸或起火。而且，如果由于过度充电，导致所述电池的内部压力大于临界压力，安全孔也可打开，iliii部盖板的开口将气体排出到裸电池的外部。mii缠绕金属板可将所述中心轴制成圆柱形。或者，所述中心轴可最初被成形为完整的圆柱。当所述中心轴包括被缠绕的金属板时，所述金属板包括缝隙，在缝隙处戶腿金属板的两端彼此连接。因此，电解液或气体可通过戶舰缝隙进行转移。当所述中心轴为完整的圆柱时，在所述中心轴的内部存在着空隙容积。戶腿空隙容积导致戶腿安全孔的^^或断裂的延迟。在最初过度充电时，所述空隙容积必须M^以使得戶腿安全孔可快速运作，并且当戶舰电池的内部鹏达到80-25(TC时，允许戶腿中心轴作为气体的排放鹏。
发明内容本发明解决了上述问题。在本发明一个实施方案中，Mil包括中心轴而使锂可再充电电池具有改善的安全性，所述中心轴的顶端和底端填充有用于在初次过度充电时减少空隙容积的热隔绝组合物。所述热隔绝组合物允许安全孔快速运作，并且当戶腿电池的内咅,达至顿定值时戶舰热隔绝组合物发生融化，由此使得所述中心轴可作为排气口。在一个实施方案中，这种锂可再充电电池包括具有^A在其中部的中心轴的电极组件、用于所述容纳电极组件的外壳和用于密封戶脱外壳的电池盖组件。在所述中心轴的顶端和底端填充有热隔绝组合物。所述热隔绝组合物的表面可涂覆有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)中的ftf可一种。根据本发明的一个实施方案，戶，热隔绝组合物在约50-约25(TC的，范围时发生熔化^炸。在另一实施方案中，所述热隔绝组合物在约80-约15(TC的温度范围内时发生熔化或爆炸。因此，在一个实施方案中，所述热隔绝组合物可包括熔点在约80-约15(TC的温度范围内的有机化合物。该有机化合物的非限定性实例包括4~羟基-3-甲氧基苯甲醛、U-二苯基苯、1,4-二溴苯、三苯基甲垸、4,4'-亚甲基二(苯膨、二苯基乙二酮、戊二酸、4-羟基苯甲酸正丙基酯、P占吨、3,5-二甲基吡唑、1，3-苯二酚、N-苯基-2-萘胺、N-苯基乙酰胺、9H-銜、二苯甲酸间亚苯基酯和二氢-2，5-呋喃二酮。此外，所述热隔绝组合物中可包J舌至少两种有机化合物的组合。用于此实施方案中的有机化合物的非限定性实例包括2H-l-苯并吡喃-2-酮、；羟基苯甲酸正丁基酯、苯甲酸苯基酯、邻苯二甲酸二苯基酯、冬羟基-3-甲氧基苯甲醛、1,3-二苯基苯、l+二溴苯、三苯基甲垸、4,4'-亚甲基二(苯膨、二苯基乙二酮、戊二酸、4-羟基苯甲酸正丙基酯、咕吨、3，5-二甲基吡唑、1，3-苯二酚、^苯基-2-萘胺、N-苯基乙醐安、9H-芴、二苯甲酸间亚苯基酯、二氢-2，5-呋喃二酮、2,5-吡咯烷二酮、3-吡啶甲翻安、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺翻安，对苯二甲酸二甲酯、N，甲基苯萄乙醐安、己二酸、N-苯基苯甲醐安、4,4'-二溴联苯、甘露醇、4~(1,1-二甲基乙萄苯甲酸、N-(2,6-二甲基苯基)乙醐安、2,冬二硝基苯胺、7-羟基4甲基香豆素、5,5-二乙基-2，4,6(lH,3H,5H)-嘧啶三酮、1,4-二苯基苯、肌醇、6-苯基-1,3，5-卩比舉2,4-二月安、3，7-二氢-l,3，7-三甲基-m-嘌呤-2，6-二酮、1,1'-二-2-萘酚、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸、2,3-二甲基蒽醌、2-苯基吲哚、2-甲基苯乙酸、2-苯基苯并咪唑、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基4-羟基节蜀苯、乙内酰脲、7-羟基香豆素、N-碳酰苯胺、1,5-二氯蒽醌、1，1,1-三(4~羟基苯基)乙烷、l-錢蒽醌、2，3,5,6-四溴对二甲苯、1,5-二羟基萘、2-喹喔啉醇、2，4-二氨基6-甲基-1,3,5-三嗪、7-氯4-羟基^#、茜素、蒽醌、2+二氨基6-羟基嘧啶、2-苯基苯并咪唑、2-氨基4-羟基-6-甲基嘧啶、4-氨基2，6-二羟基嘧啶、2-M^4,6-二羟基嘧啶和尿嘧啶。在一个实施方案中，所述热隔绝组合物是非导电性的。根据本发明的一个实施方案。戶腿中心轴包括具有预定长度的主化雜顶端和底端是开口的。所述中心轴还包括含有热隔绝组合物的封闭剂，所^J寸闭剂填充在主体的顶端和底端。所述热隔绝组合物在预定温度时发生熔化或爆炸。戶腿主体可由任意合适的材料，例如钢、不镞H或铝形成。而且，在戶舰主体的顶端或底端还具有锥形部分。所^^f闭剂可为环绕所述主体的封装成形膜，其包括所述主体的顶端和底端。或者，所述封闭剂可为封闭所述主体的顶端和底端的盖子。所述主体还可另外包J舌设置在所述主体内部的气体发生剂，其在预定压力范围内分解以产生气体。用于所述气体发生剂的合适材料的非限定性实例包括环己基苯(CHB)和联苯(BP)。此外，所述主体中还可包括阻燃剂，其包括至少一种选自下组的材料氢氧化镁基材料、氢氧化铝基材料和磷酸盐謝料。在本发明的另一实施方案中，所述锂可再充电电池包括具有^A在其中部的中心轴的电极组件、用于容纳所述电极组件的外壳禾,于密封戶，外壳的电池盖组件。所^^寸闭轴包括插入到热隔绝组合物中的压缩弹簧、环绕所述压缩弹簧的主体、禾P用于封闭所述主体顶端和底端的盖子。所述热隔绝组合物的表面可涂覆有任意M的材料，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚酰3EI安(PI)。戶;M热隔绝组合物在约50-约25(TC的温度范围时发生熔化或爆炸。在另一实施方案中，戶;M热隔绝组合物在约80-约15(TC的温度范围时发生熔化或爆炸。所述热隔绝组合物包括有机化合物。合适的有机化合物的非限定性实例包括l羟基-3-甲氧基苯甲醛、1，3-二苯基苯、1,4-二溴苯、三苯基甲烷、4,4'-亚甲基二(苯月穷、二苯基乙二酮、戊二酸、丰羟基苯甲酸正丙基酯、帖吨、3,5-二甲基卩比唑、1，3-苯二酚、N-苯基-2-萘胺、N-苯基乙翻安、9H-苑、二苯甲酸间亚苯基酯和二氢-2,5-呋喃二酮。或者，";述热隔绝组合物可包括至少两种有机化合物的组合。用于此实施方案的统的有机物的非限定性实例包括2H-l-苯并吡喃-2-酮、；羟基苯甲酸正丁基酯、苯甲酸苯基酯、邻苯二甲酸二苯基酯、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛、1，3-二苯基苯、l,冬二溴苯、三苯基甲烷、4,4'-亚甲基二(苯勒、二苯基乙二酮、戊二酸、4-羟基苯甲酸正丙基酯、咕吨、3,5-二甲基吡唑、1，3-苯二酚、N-苯基-2-萘胺、N-苯基乙醐安、9H-芴、二苯甲酸间亚苯基酯、二氢-2,5-呋喃二酮、2，5-吡咯烷二酮、3-吡啶甲翻安、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺醐安、对苯二甲酸二甲酯、N-(4-甲基苯萄乙醐安、己二酸、N-苯基苯甲,安、4,4'-二溴联苯、甘露醇、4~(1,1-二甲基乙蜀苯甲酸、N-(2，6-二甲基苯蜀乙醐安、2，4"二硝基苯胺、7-羟基4-甲基香豆素、5,5-二乙基-2,4,6(lH，3H,5H)-P密啶三酮、1,4-二苯基苯、肌醇、6-苯基-l,3,5-吡凑2,丰二胺、3,7-二氢-l，3,7-三甲基-lH-嘌呤-2，6-二酮、1，1'-二-2-萘酚、4~羟基-3-甲氧基苯甲酸、2，3-二甲基蒽醌、2-苯基口引哚、2-甲基苯乙酸、2-苯基苯并咪唑、1,3，5-三甲基-2,4，6-三(3，5-二叔丁基4-羟基节基)苯、乙内酰脲、7-羟基香豆素、N-碳酰苯胺、1,5-二氯蒽醌、1,1，1-三(4~羟基苯萄乙烷、l-錢蒽醌、2，3，5，6-四溴对二甲苯、1,5-二羟基萘、2-喹喔啉醇、2，4~二氨基-6-甲基-1，3,5-三嗪，7-氯4羟基喹啉、茜素、蒽醌、2,4~二氨基-6-羟基嘧啶、2-苯基苯并咪唑、2-M斗羟基-6-甲基嘧啶、4-氨基-2，6-二羟基嘧啶、2-氨基4，6-二羟基嘧啶和尿嘧啶。盖子应具有一定的强度以使得盖子肖g够通ii^M压缩弹簧的回复力而打开或破裂。所述盖子可由聚合物树脂形成。所述主体中可另外包括设置在所述主体中的气体发生剂，其在预定压力范围内分解以产生气体。用于所述气体发生剂的^iS材料的非限定性实例包括环己基苯(CHB)禾峨苯(BP)。此外，所述主体可进一步包括阻燃剂，其包括至少一种选自下组的材料氢氧化镁基材料、氢氧化铝基材料和磷酸盐基材料。戶脱压縮弹簧向戶脱热隔绝组合物中的插入可3Iil插入注入模塑进行。此外，所述热隔绝组合物的表面可涂覆有〗壬何合适的材料，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚itt胺(PI)。戶斤述中心轴可具有压痕，^M1痕以预定的间距沿着主体的顶端和底端排列。这些压痕能够固定所述封闭剂。在另一实施方案中，所述中心轴可包括具有预定长度的主体、顶端和底端；用于圭寸闭所述主体顶端和底端的盖子；以及在所述盖子与顶端和底端中的一个之间的用来密封戶皿主体的密封元件。所述密封元件包括可在预定鹏时发生熔化纖炸的热隔绝组合物。戶;f^盖子可由聚合物树脂形成。戶;M热隔绝组合物在约50-约25(TC的温度范围时发生熔化。在另一实施方案中，戶服热隔绝组合物在约80-约15(TC的温度范围时发生燃七。当结合以下附图进行考虑时，ffiil参考以下详细说明，本发明的上述和其它目标、特征和优点将更加显而易见，其中图1为根据本发明一个实施方案的锂可再充电电池的透视图。图2为图1所述电池g线2-2的截面图。图3a为根据本发明一个实施方案的中心轴的透视图。图3b为图3a所述中心轴沿着线3b-3b的截面图。图4a为根据本发明另一实施方案的中心轴的透视图。图4b为图4a所述中心轴沿着线4b4b的截面图。图5为根据本发明再一实施方案的中心轴的截面图。图6为其中插有压縮弹簧的热隔绝组合物的透视图。图7为显示图5戶斤悉中心轴运行的截面图。图8a为根据本发明再一实施方案的中心轴的透视图。图8b为图8a所述中心轴沿着线8b-8b的截面图。图9a为根据本发明又一实施方案的中心轴的透视图。图9b为图9a所述中心轴沿着线9b-9b的截面图具体实施例方式现在将参考以下实施例对本发明的示范性实施方案謝于详细说明。如图1和2中所示，根据本发明一个实施方案的锂可再充电电池100包括具有中心轴120的电极组件200、用于容纳所述电极组件200和电解液的圆柱形外壳300，以及连接到所述圆柱形外壳300的上部以密封戶;M圆柱形外壳300并使得电极组件200产生的电流流向外咅卩装置的电池盖组件400。戶皿锂可再充电电池100可为如图1中所示的圆柱形糊犬。或者，所述锂可再充电电池100可为棱形，或者在尺寸上足够大以用作HEV(混合式电动车)电池。此外，根据本发明一个实施方案的所述热隔绝组合物可在高温^j牛下发挥作用，肖的多用作高容量电池、特殊用途电池(高温应用)，或用作船舶集装箱电源。因此，对于所述锂充电电池100的形状或种类并没有特殊限制。所述电极组件200包括涂有阴极活性材料层的具有阴极电流收集器的阴极板210、涂有阳极话性材料层的具有阳极电流收集器的阳极板220，以及设置在戶斤述阴极板210和所述阳极板220之间的隔板230。所述隔板230用于电学绝缘戶腿阴极板210和戶腿阳极板220。戶腿电极组件缠绕成冻胶-辊形。戶腿阴极板210包括阴极电流收集器，所述阴极电流收集器包括具有优良电导率的金属板，例如铝(Al)箔。虽然附图中没有显示，但是可将阴极活性材料层涂覆到戶皿阴极电流收集器的两面上。所述阴极板210在其两端具有未涂覆的部分。戶;^*涂覆部分没有涂覆阴极活性材料。通常由铝(Al)制成的阴极接头片215以预定长度从电极组件200的顶部突出并连接到所述阴极板210—端的未涂覆部分。另外，戶腿阳极板220包括阳极电流收織，戶腿阳极电流收集器包括例如铜(Cu)或镍(Ni)箔的薄金属板。将阳极活性材料层涂覆在所述阳极电流收集器的两面上。所述阳极板220在两端具有未涂覆的部分。未涂覆部分没有涂覆阳极活性材料。通常由镍(Ni)制成的阳极接头片225以预定长度从戶服电极组件200的顶部突出并连接到戶腿阳极板一端的未涂覆部分。戶，电极组件200还包括位于戶，组件200顶部和底部的绝缘板241和245。B^^色缘板防jJ^M电极组件200与所述电池盖组件400^;，圆柱形外壳300进行接触。所述圆柱形外壳300包括圆柱形，黄向侧板310，其具有预定直径以提供用于容纳所述圆柱形电极组件200的空间。所述外壳300还包括用于所述密封圆柱形横向侧板310的底部的底板320。所述圆柱形横向侧板310在其顶部开口以使得戶，电极组件200可插入到所述圆柱形外壳300的内部中。戶皿电极组件200上的阳极接头片225连接到所述圆柱形外壳300的底板320的中部，以使得戶皿圆柱形外壳300可作为阳极j好目。另外，戶皿圆柱形外壳300可由铝(Al)、铁(Fe)或其合金形成。此外，所述圆柱形外壳300的顶部具有折边部分330，其向内弯曲压在戶皿电池盖组件400的顶部，其与顶部开口相连接。所述圆柱形外壳300另外具有沟槽340，其中所述外壳300的一部分向内凹进以压在所述电池盖组件400的底部。所述沟槽340位于折边部分330之下，两者间距离与电池盖组件的厚度相对应。所述电池盖组件400包括安全L410、电流中断装置420、二级保护装置480和上部电池盖板490。所述安全L410为板状并具有向下伸出的突起410a。所述安全孔410设置在所述电池盖组件400的底部。由于在可再充电电池内部产生的压力，戶皿突起410a可以向上变形。由所述阴极板210或戶阳极板220伸出的电极接头片固定在戶安全孔410底部表面的预定位置上。例如，将由戶，阴极板210伸出的所述电极接头片215焊接到戶皿安全L410的底部表面上，以将安全孔410电学连接到戶腿阴极板210上。剩余的电极接头片，例如将由戶腿阳极板伸出的电极接头片电学连接到外壳300上，例如焊接到外壳的底部表面320上。当戶腿外壳300的内部压力增加时，戶腿安全孔410发生变形或，，由此中断戶皿电流中断装置420并中断电流。并且，所述二级^J户装置480设置在所述电流中,置420上并且在过电流状态时中断电流。此外，将导电的所M部电池盖板490设置在所述二级保护装置480上，以向外部设供阴极电压和阳极电压。戶湖中心轴120插入到戶腿电极组件200的中部。戶腿中心轴120具有多个功能。首先，在戶皿锂离子电池的反复^/放电周期期间所述电极组件200发生膨胀，然而外壳的边缘防止这种膨胀在外壳侧边附近发生。因此，戶腿电极组件200在其中部附超彭胀，导a;腿电极板发生变形并短路。戶腿中心轴120防止了所述电极板的这种变形。而且，当所述电池由于过度充电等原因达到高内部M时，在电池内部产生了大量气体。戶脱中心轴120作为排放气体的通道。通常地，所述中心轴120通aH绕薄金属板而形成。考虑到材料的制造成本和气体排放效率，所述金属板可为任何合适的材料。在所述金属板的末端具有裂缝。或者，所述中心轴120以没有裂缝的圆筒的形式原始形成。根据本发明的一个实施方案，所述热隔绝组合物用作所述中心轴120的隔绝材料。所述中心轴120连接到所述电极组件200的中心附近，并且在所述电池的前放电循环期间抑制了所述电极组件的变形。此外，由于所述中心轴120在其顶端和底端被封闭，所述外壳300内部的空隙容积变小。相反，根据现有技术的中心轴的顶端和底端是开口的，并由此中心轴的内部构成了空隙容积。所述热隔绝组合物包括在预定或其它特定割牛下发生溶解或变形的材料。因此，所述热隔绝组合物可以改变热绝缘结构的操作条件。特别地，与单个有机化合物相比，只要化合物互相混合或相互组合，则含有至少两种具有已知熔点的有机化合物的混合物可改善热性能和品质。由至少两种有机化合物的组合得到的产品具有比其中招可一种有机化合物更低的熔点。混合前的化合物和混合后的产品的熔点差为约5"C或更高。换句话说，所得的所述热隔绝组合物具有比樹可单个有机化合物至少低5'C的熔点。这种在熔点上的陶氐与化合物组合的方式无关，化合物组合的方式包括混合、共沉淀、共结晶等。除了降低熔点外，所述热隔绝组合物还显示出良好的化学和热稳定性。并且，所述热隔绝组合物在熔化前后都不导电。为了防止由外部撞击等导致的内部短路，包括所述热隔绝组合物的封闭剂是不导电的。戶;f3^寸闭剂还可包括环绕戶，中心轴120的薄膜，或封闭所述中心轴120顶端和底端的盖子。除了至少两种有机化合物的组合外，熔点在约80-约15(TC的有机化合物也可用作所述中心轴120的封闭剂。在该方案中，所述熔点范围大于至少两种有机化合物的组合的熔点范围。例如，如下表l中所示，1,3-二苯基苯具有约844勺88。C的熔点范围。因此，其难于得到精确的培点。然而，戶;fi^寸闭剂并不需要精确的熔点，并且当所述熔点范围在约80-约15(TC范围内就不会发生严重问题。实际上，这种温度范围对于引起所述安全孔的变形是重要的。因此，满U述劍牛的有机化合物可单独用作所^i寸闭剂。如下表1中所示，这种有机化合物的非限定性实例包括4-羟基3-甲氧基苯甲醛、1,3-二苯基苯、1,4-二溴苯、三苯基甲垸、4,4'-亚甲基二(苯胺)、二苯基乙二酮、戊二酸、^羟基苯甲酸正丙基酯、P占吨、3,5-二甲基吡唑、1,3-苯二酚、N-苯基-2-萘胺、N-苯基乙醐安、9H-药、二苯甲酸间亚苯基酯、二氢-2，5-呋喃二酮等。可用于本发明的有机化合物的非限定性实例示于下表1中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在一个实施方案中，将14>16重量％的7-羟基4甲基香豆素与N-苯基乙酰胺在高速研磨和辗轮式混合机中混合5併中以得到至少两种有机化合物的混合物。通过用差示扫描量热计(DSC)分析所得组合物后，组合物显示出约102"C的熔点。在另一实施例中，将14-16重量％的N-(4-甲基苯萄乙醐安与4>羟基-3-甲氧基苯甲醛在高速研磨和辗轮式混合机中混合5併中以得到至少两种有机化合物的混合物。ilil差示扫描量热计分析戶;得组合物后，组合物显示出约72'C的熔点。如在图3b和4b中所示，所述中心轴110或120包括具有预定长度的主体111或121，其在顶端和底端具有开口。含有热隔绝组合物的封闭剂113或123封闭了所述主体的顶端或底端，并且所述热隔绝组合物在特定温度下发生熔化或爆炸。由于所述热隔绝组合物可包括肖嫩溶于电解液中的材料，所述热隔绝组合物的表面可涂覆有不溶于电解液的禾才料。用于涂覆所述热隔绝组合物的合适材料的非限定性实例包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)。所述涂层可为具有足以防止戶腿热隔绝组合物与电解液直t幾触的厚度的非常薄涂层。所述主体111或121具有足以防止戶皿电极组件200发生变形的强度。用于所述主体的合适材料的非限定性实例包括钢、不f辩冈和铝。另外，所述中心轴110或120可在其顶端和底端具有锥4本112或122。当所述中心轴110或120由于外部撞击发生变形时，所述中心轴的顶端和底端比中部更容易变形。具有直径比中部直径小的所述锥体112或122使这种变形最小化。参考图3a和3b，戶;f^^寸闭剂113可包括基本上环绕戶腿主体111(包括顶端和底端)的膜。戶;i^寸闭剂113包括在特定驢下发姚化或爆炸的材料。根据本发明的一个实施方案，戶服热隔绝组合物用于控制熔点。更具体地，当戶腿电池达到约80-约15(TC的内m^范围时，戶;M^寸闭剂113发生熔化或爆炸，由此形成戶腿中心轴110的主体111的顶端和底端被打开。结果，由于顶端和底端在过度充电的初始阶段的封闭，根据本发明这个实施方案的所述中心轴110具有显著减小的空隙溶容积。这保证了戶腿安全孔410盼决艇作。然而，当戶腿电池的内^S^达至喲80"约15(TC时，这里存在戶脱电池发生爆炸，火的危险。在这种情况下，所述被封闭的中心轴IIO提供了最小的减压。在该情况下，所述中心轴将作为烟囱的功能，使得在电解液内含有的环己基苯(CHB)、联苯(BP)等分解产生的气体在沿着所述中心轴110的主体111的安全L410集中。戶脱主体111可进一步包括设置于戶腿主体内的气体发生剂114。戶腿气体发生剂114在预定电压范围内发生么、解以产生气体。当所述电池处于过度充电状态时，即当)M电池的电压为约44.5V或更大时，ifM气体发生剂114通常发生分解并产生气体。用于戶腿气体发生剂的合适材料的非限定性实例包括环己基苯(CHB)、联苯(BP)等，这些材料也在电解液中使用。包含在所述电解液中的环己基苯(CHB)、联苯(BP)等可以不利地影响所述电池的使用寿命。然而，由于在正常状态时在戶腿中心轴110内部形成的戶腿气体发生剂114并不与所述电解液发生反应，0f^气体发生剂中可含有这些材料。换句话说，如果所述安全孔410发生变形，则所述电池就不再可用。因此，对于形成戶腿气体发生剂114的材料没有特另哋限定，只要材料能够产生大量的气体便可。除了戶JM气体发生剂114夕卜，戶脱主体lll中还可进一步包括阻燃剂115。戶皿卩M剂115与所述气体发生剂114进行混合，然后与戶皿气体发生剂一起被插入到主体中。或者，戶皿P1^剂115可在高压下被與^填到所述主体中。戶皿阻燃剂115显著地降低了电池起火的危险。用作戶皿卩忠然剂115的合适材料的非限定性实例包f趨氧化镁^W料、氢氧化铝基材料和磷基材料等。参考图4a和4b，戶;f^M闭剂123可包括封闭戶^Mi体121的顶端和底端的盖子。换句话i兑，将盖子糊犬的封闭齐U连接到所述主体121的顶端和底端上。同样地，所述主体121可包括如上所述的气体发生剂124和阻燃剂。当所述电池达到约80-约15CTC的内部温度时，所述封闭剂123发生熔融或爆炸，并且将戶皿气体发生器124和阻燃剂125转移到所述电鹏夜和所述电极组件200中，由此使得戶腿安全L離多快跪行，中断了过度充电状态并防止电池起火。通过参考图5、6和7，现在将描述根据本发明一个实施方案的中心轴。参考图5，所述锂可再充电电池包括具有嵌入在其中部的中心轴的电极组件200、用于容纳戶皿电极组件200的外壳300和用于密封戶，卜壳300的电池盖组件。所述中心轴130可包括插入到戶;M热隔绝组合物133中的压縮弹簧137、环绕戶;fi^压缩弹簧137的主体131和用于封闭所述主体131的顶端和底端的盖子。所述热隔绝组合物133的表面可涂覆有不溶于戶;M电解液的材料。该M材料的非限定性实例包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚M安(PI)。特别地，盖子138可以包括聚合4勿树脂，所述树脂的强度应当足以使得盖子能够il31戶，压縮弹簧137的回复力而被打开或破裂。如果戶皿盖子138太弱，贝咜们不肖挂寸闭戶脱中心轴130的顶端鹏端。如果戶;M^子138太强，则即便是在电池的内5达至喲80-约15(TC并且戶臓热隔绝组合物发生腐七后，戶腿压縮弹簧发生膨胀时，盖子138也不能被打开或破裂。因此当戶/M^子太强駄弱时，戶腿安全L410都不能在预定时间发生变形。戶皿热隔绝组合物133应具有约80-约15(TC的熔点。所述热隔绝组合物可包括例如单独的表1中所述的有机化合华勿或以其组合。象戶腿中心轴120那样，戶舰中心轴130也可包括气体发生剂134和ffiJt剂135。将具有压縮弹簧137的所述热隔乡色组合物插入到所述中心轴137的中部。图6为具有戶，压縮弹簧137的所述热隔绝组合物133的透视图。将所述压縮弹簧137Mt入注入模塑插入到所述热隔绝组合物133中，其中将fM压縮弹簧137引入到模具中，并使用注射器纟各戶;M热隔绝组合物在熔融状态下注入到戶皿模具中。戶皿压缩弹黃137以其压縮状态被插入到所述热隔绝组合物133中。戶脱压縮弹簧137的弹性模量应当具有上限值，在该上限值时环绕戶脱处于压縮状态的压縮弹簧137的热隔绝组合物133不会破裂。另外，当戶腿压縮弹簧137在戶皿热隔绝组合物由于电池内部纟显度上升熔化而回复时，所述压縮弹簧137的弹性模MS应当具有足以打幵或破裂戶;M盖子138的下限值。图7为所述压縮弹簧137回复时卵述中心轴130的截面图。当戶皿电池的内部温度由于过度充电而增加到约80-约15(TC时，在呢述中心轴130内的所述热隔绝组合物133发生熔化，并且j5皿压縮弹簧137不能再保持在其压縮状态。因此，戶腿压縮弹簧137恢复，并^J寸闭戶腿中心轴130顶部和底部的盖子138由于所述压縮弹簧的弹性模量而打开或破裂。将所述中心轴130中的所述气体发生剂134和阻燃剂135转移到所述电t及组件400上，导致了所述安全孔410的变形或破裂。在图7中，粗箭头表示戶皿气体发生剂134和阻燃剂135向所述中心轴130外部的排放。^t气体发生剂组分的非限定性实例包括环己基苯(CHB)、联苯(BP)等。戶腿P鹏剂135的非限定性实例包，稳氧化镁St才料、氢氧化铝謝料和磷酸盐基材料。在另一实施方案中，所述中心轴具有一定的结构，其中所述压縮弹簧的两端都连接到固定杆上，并且所述主体的顶端和底端用盖子进行了封闭。在这种实施方案中，当环绕所述压縮弹簧的所述热隔绝组合物发生熔化时，所述压缩弹對灰复并且连接到所述压縮弹簧两端的固定杆撞击盖子，由此打开中心轴。参考图8a和8b，现在将描述根据本发明又一实施方案的中心轴。如图8a和8b中所示，根据本发明又一实施方案的所述中心轴140包括主体141和封闭剂143。所述封闭剂143包括热隔绝组合物。所述中心轴140可进一步包括气体发生剂144和ffiM剂145。戶，主体141在,其顶端和底端处具有凹槽142。所述凹槽将戶;f^封闭剂143固定就位。所述凹槽142可包括戶;M主体141外圆周表面的凹进部分和主体内圆周表面的凸起部分。此外，如图8a中所示，所述凹槽142可基本上为环形的。虽然图中没有显示，但所述凹槽142可为任意其他的誠糊犬，例如为多个点。在戶腿主体141的顶端和底端用封闭剂143封闭后，可通压形成所述凹槽142。由于所述封闭剂143被通il/^述凹槽142固定在戶皿主体141的顶端和底端，可在较低温度下紧紧密封戶，中心轴140。当戶腿电池的内音,达到约80-约150。C时，戶j^i寸闭剂143发生熔化并且所述中心轴140打开。所述中心轴140可进一步包括气体发生剂144和阻燃剂145。再通过参考图9a和9b，现在将描述根据本发明的另一实施方案的中心轴。如在图9a和9b中所示，根据本发明的再一个实施方案的戶，中心轴150包括具有预定长度和开口的顶端及底端的主体151、盖子158和用于封闭所述主体151的顶端和底端的密封元件153。此外，所述中心轴150可进一步包括气体发生剂154和阻燃剂155。戶舰主体151的顶端和底端被戶腿盖子158和F脱密封元件153所封闭。戶;M^子158可包括聚合物树脂并通常具有T臓面。每个盖子158的一部分具有小于戶舰主体151内径的外径，以留出分离密封元件153的空间，设置所述密封元件153使其位于所述盖子158与所述主体151连接的地方。换句话i兑，戶M密封元件153位于戶，盖子158的外径和戶;M主体151的内径之间所形成的空间中。如图9b中所示，所述密封元件153可位于所述主体151的顶端和底端，并可部分地位于戶脱主体151的上部和下部的内圆周表面中。换句话说，戶，密封元件153可位于戶;im盖子158与所述主体151相接触的位置。虽然图中没有显示，但是B)f^l寸闭剂153可部分地形成在戶，主体151上部和下部的内圆周表面上。用于所述盖子158的合适材料的非限定性实例包括聚合物树脂，例如聚乙烯(PT)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)。所述密封元件153包括在特定温度范围内的温度下发生熔化的热隔绝组合物。因此，当所述电池的内部温度达到约80-约15(TC时，所述密封元件153发生熔化并且戶腿盖子158松开，产生所述中心轴150顶端和底端的开口。现在将描述根据本发明一个实施方案的锂可再充电电池。参考图3b，当所述电池由于过度充电而达到约80-约15(TC或更高(约250°C)的内M度时，所述封闭剂113(其包括戶皿热隔绝组合物)发生熔化或爆炸。因此，戶服气体发生剂114被转移到戶腿中心轴110的外部，即气体发生剂转移到电解液或电极组件中。一旦发生转移，由于戶皿气体发生剂在约44勺4.5V或更高的电压下发生快速分解，气体发生剂产生大量气体。所产生的气体导致所述安全孔410更加快速地变形或破裂，并使得戶/M电流中断装置420断开以中断电流，并防止戶M电池的内咅欧显度上升。并且，当戶腿电池的内部鹏达到约80-约15(TC时，含有戶腿热隔绝组合物的所^^寸闭剂113发生熔lfc^爆炸，并且所述阻燃剂115被转移到所述中心轴110的外部。戶腿陋然剂115的这种^多显著附氐了电池起火的危险。战描述也适用于图4b中所示的实施方案。参考图5和7，当所述电池的内部温度达到约80-约15(TC时，环绕戶;Mii縮弹簧137的所述热隔绝组合物133发生熔化，并且戶mE縮弹簧由于回复力而伸长。所述回复力导致戶;M弹簧137撞击盖子138，由此打开或破坏所述盖子138。由于增大的内部压力，ilil所述中心轴130中含有的所述气体发生剂的分解而产生的气体和由所述电角鞭产生的气体使得所述安全孔410变形或断裂，由此中断了所述电流中断装置420，其随后中断电流并阻止了戶/M电池的内咅臨度上升。如上戶皿，根据本发明的所述锂可再充电电池具有其顶端和底端被热隔绝组合物封闭的中心轴。因此，裸电池内的空隙容积在初始过度充电时降低，从而所述安全L能够快速地运行。并且，所述热隔绝组合物在特定温度范围内的鹏时发生熔化，从而戶腿组合物在电池内部温度增加时发生熔化。这使得所述中心轴可作为气j祸坊文通道。在气体排放时所述安全L变形，导致戶腿电流中断装置断开。因此，本发明的锂可再充电电池具有改善的安全性。本发明的示范性实施例仅仅用于说明性的目的。本领域技术人员可意识到在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内，可对所描述的举例说明性的实施方，行多种改变、添加和代替。权利要求1.一种锂可再充电电池，其包括具有中心轴的电极组件，其中所述中心轴包括位于热隔绝组合物中的压缩弹簧，环绕所述压缩弹簧的主体，封闭所述主体顶端的顶盖，和封闭所述主体底端的底盖。2.如权利要求1中所述的锂可再充电电池，其中所述热隔绝组合物在约50-约25(TC的温度时发生熔化^1炸。3.如权利要求2中所述的锂可再充电电池，其中所述热隔绝组合物在约80-约15(TC的^Jt时发生熔化，炸。4.如权利要求1中所述的锂可再充电电池，其中所述热隔绝组合物包括选自下组的化合物4-羟基-3-甲氧基苯甲醛、1,3-二苯基苯、1,4-二溴苯、三苯基甲烷、4,4'-亚甲基二(苯銜、二苯基乙二酮、戊二酸、4-羟基苯甲酸正丙基酯、咕吨、3,5-二甲基吡唑、1,3-苯二酚、N-苯基-2-萘胺、N-苯基乙,安、9H-苑、二苯甲酸间亚苯基酯和二氢-2,5-呋喃二酮。5.如权利要求1中所述的锂可再充电电池，其中所述热隔绝组合物包括至少两种有机化合物的组合。6.如权利要求5中所述的锂可再充电电池，其中所述有机化合物选自2H-l-苯并吡喃-2-酮、4-羟基苯甲酸正丁基酯、苯甲酸苯基酯、邻苯二甲酸二苯基酯、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛、1,3-二苯基苯、1，4-二溴苯、三苯基甲烷、4,4'-亚甲基二(苯胺)、二苯基乙二酮、戊二酸、4-羟基苯甲酸正丙基酯、Si占吨、3,5-二甲基吡唑、1,3-苯二酚、N-苯基-2-萘胺、N-苯基乙醐安、9H-芴、二苯甲酸间亚苯基酯、二氢-2,5-呋喃二酮、2,5-吡咯烷二酮、3-吡啶甲翻安、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺醐安、对苯二甲酸二甲酯、N-(4-甲基苯萄乙醐安、己二酸、N-苯基苯甲醐安、4,4'-二溴联苯、甘露醇、4-(l,l-二甲基乙基)苯甲酸、N-(^-二甲基苯萄乙,安、2,4-二硝基苯胺、7-羟基4-甲基香豆素、5,5-二乙基-2,4,6(lH,3H，5H)-卩密啶三酮、1,4-二苯基苯、肌醇、6-苯基-l,3,5-吡眷2,4-二胺、3,7-二氢-1,3,7-三甲基-lH-嘌呤-2,6-二酮、1,1'-二-2-萘酚、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸、2,3-二甲基蒽醌、2-苯基吲哚、2-甲基苯乙酸、2-苯基苯并咪唑、1,3,5-三甲基-2，4，6~三(3,5-二叔丁基4-羟基节基)苯、乙内酰脲、7-羟基香豆素、N-碳酰苯胺、1，5-二氯蒽醌、l，l,l-三(4-羟基苯萄乙烷、l-氨基蒽醌、2,3,5,6-四溴对二甲苯、1，5-二羟基萘、2-喹喔啉醇、2，4~二氨基-6-甲基-1，3，5-三嗪、7-氯4羟基PM木、茜素、蒽醌、2，4-二氨基-6-羟基嘧啶、2-苯基苯并咪唑、2-氨基4-羟基-6-甲基嘧啶、4-氨基-2,6-二羟基嘧啶、2-氨基4,6-二羟基嘧啶和尿嘧啶。7.如权利要求1中所述的锂充电电池，其中所述顶盖和底盖可M所述压縮弹簧的回复力而打开或破裂。8.如权利要求1中所述的锂可再充电电池，其中所述顶盖和底盖各自都含有聚合物树脂。9.如权禾腰求1中戶腿的锂可再充电电池，其中戶腿主体包括气体发生剂，其中所述气体发生剂在预定的电压范围内分解而产生气体。10.如权利要求9中所述的锂可再充电电池，其中所述气体发生齐抱括环己基苯(CHB)。11.如权利要求1中所述的锂可再充电电池，其中所述主体包括阻燃剂。12.如权利要求ll中所述的锂可再充电电池，其中所述阻燃剂包括选自下组的材料氢氧化镁基材料、氢氧化f吕基材料和磷酸盐基材料。13.如权禾腰求1中戶舰的锂可再充电电池，其中戶腿压缩弹簧是舰插入注入模塑而被插入到所述热隔绝组合物中的。14.如权利要求1中所述的锂可再充电电池，其中所述热隔绝组合物的表面涂覆有选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)的材料。全文摘要本发明提供了具有功能中心轴的锂可再充电电池。锂可再充电电池具有中心轴，所述中心轴的顶端和底端通过热隔绝组合物进行封闭，以在初次过度充电时减少裸电池内的空隙容积。所述热隔绝组合物在例如约80-约250℃的特定温度范围内的温度下发生融化。这防止了所述电池发生爆炸和起火。因此，本发明的锂可再充电电池具有改善的热稳定性。文档编号H01M10/42GK101442137SQ200810186808公开日2009年5月27日申请日期2006年4月30日优先权日2005年5月3日发明者尹暎恩,张锡均,邢有业,金重锡申请人:三星Sdi株式会社