二次电池的制作方法
【专利摘要】一种二次电池，包含电池罐及盖体组件。电池罐可容纳电极组件，且具有第一外径。盖体组件耦合至电池罐的开口端，且包含上盖、碟型PTC元件及安全阀。上盖包含顶盖、外凸缘和连接顶盖与外凸缘的侧壁，所述顶盖的位置高于外凸缘。碟型PTC元件堆叠设置于所述外凸缘和安全阀之间，且具有第二外径。所述第二外径小于第一外径的80%。安全阀电气连接至所述电池罐中电极组件的阴极，可泄除电池罐的不正常过大压力及/或截断电流。本实用新型通过使用低电阻的碟型PTC元件，而有效实施碟型PTC元件小型化，进而节省材料成本。
【专利说明】二次电池【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种二次电池，也就是可重复充放电的电池。
【背景技术】
[0002]传统的圆柱型二次电池结构如图1所示。一般而言，二次电池10包括电池罐19、安装于电池罐19中的卷心型电极组件50、以及与电池罐19的上部连接的盖体组件11。于电极组件50的结构中，阴极501与阳极502以卷心方式缠绕，且隔离膜夹设于阴极501与阳极502之间进行隔离。阴极501连接阴极(正电极)接头17，阴极接头17与盖体组件11相连接。阳极连接阳极(负电极)接头(图未示)，阳极接头连接容器19的下部。盖体组件11包括构成阴极(正电极)末端的上盖12、于电极组件50内部温度上升时截断电流的正温度数(PTC)元件13、当电池的内部压力上升时截断电流及/或排放气体的安全阀14、衬垫15及焊接板16。焊接板16连接阴极接头17，阴极接头17连接阴极501。盖体组件11的结构为上盖12、PTC元件13、安全阀14、衬垫15以及焊接板16依序堆叠。
[0003]电极组件50包含上绝缘板51及下绝缘板(图未示出)循序通过电池罐19的开口而插入电池罐19。上绝缘板51及下绝缘板分别安装在电池罐19的上及下方部分。电池罐19上方部分中的外壁朝着其中心压按以形成凹陷部分191。亦即，凹陷部分191凹入在电池罐19的外壁。凹陷部分191避免电极组件50在电池罐19中移动。盖体组件11侧边设置衬垫18而与电池罐19顶部扣接。
[0004]上述PTC元件13是中空的碟型(DSIC)设计，且传统上包含高分子聚合物和散布于高分子聚合物中的导 电填料碳黑，其中碳黑电阻率较高，所以碟型PTC元件13的面积必须作的够大，以降低电阻值。如此一来，PTC元件13会作的较大颗，因而需要较高的材料成本。
实用新型内容
[0005]本实用新型关于一种二次电池，设计出小型化的盖体组件，并选用具有较低电阻的PTC元件，而得以节省材料成本。
[0006]根据本申请的一实施例，一种二次电池包含电池罐及盖体组件。所述电池罐可容纳电极组件，且具有第一外径。所述盖体组件耦合至所述电池罐的开口端，且包含上盖、碟型PTC元件及安全阀。所述上盖包含顶盖、外凸缘和连接所述顶盖与所述外凸缘的侧壁，所述顶盖的位置高于所述外凸缘。所述碟型PTC元件堆叠设置于所述外凸缘和所述安全阀之间，且具有第二外径。所述第二外径小于所述第一外径的80%。所述安全阀电气连接至所述电池罐中所述电极组件的阴极，可泄除所述电池罐的不正常过大压力及/或截断电流。
[0007]一实施例中，所述碟型PTC元件为电阻小于同样形状尺寸的碳黑PTC元件电阻的碟型PTC元件。
[0008]一实施例中，所述碟型PTC元件为电阻小于同样形状尺寸的碳黑PTC元件电阻的60%的碟型PTC元件。[0009]一实施例中，所述碟型PTC元件为电阻在同样形状尺寸的碳黑PTC元件电阻的30%~60%的碟型PTC元件。
[0010]一实施例中，所述电池罐为圆柱状，碟型PTC元件为圆环状。
[0011]一实施例中，所述第二外径为第一外径的50~75%。
[0012]一实施例中，所述碟型PTC元件的厚度为0.1~0.3mm。
[0013]本申请通过使用低电阻的碟型PTC元件，而有效实施碟型PTC元件小型化，进而节省材料成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1现有二次电池剖面示意图。
[0015]图2绘示本申请一实施例的二次电池剖面示意图。
[0016]图3绘示图2所示的二次电池的电池罐和PTC元件的横剖面示意图。
[0017]【主要元件符号说明】
[0018]10、20 二次电池
[0019]11盖体组件 [0020]12 上盖
[0021]13碟型PTC元件
[0022]14安全阀
[0023]15 衬垫
[0024]16焊接板
[0025]17阴极接头
[0026]18 衬垫
[0027]19 电池罐
[0028]21 PTC 元件
[0029]22 上盖
[0030]23碟型PTC元件
[0031]24安全阀
[0032]25 衬垫
[0033]26焊接板
[0034]27阴极接头
[0035]28 衬垫
[0036]29电池罐
[0037]50,60电极组件
[0038]51,61上绝缘板
[0039]191凹陷部分
[0040]221 顶盖
[0041]222外凸缘
[0042]223 侧壁
[0043]501、601 阴极[0044]502、602 阳极【具体实施方式】
[0045]为让本申请的上述和其他技术内容、特征和优点能更明显易懂，下文特举出相关实施例，并配合所附附图，作详细说明如下:
[0046]本申请一实施例的二次电池如图2所示。二次电池20包括电池罐29、安装于电池罐29中的卷心型电极组件60、以及与电池罐29的上部连接的盖体组件21。于电极组件60的结构中，阴极601与阳极602以卷心方式缠绕，且隔离膜夹设于阴极601与阳极602之间进行隔离。阴极601连接阴极(正电极)接头27，阴极接头27与盖体组件21相连接。阳极连接阳极(负电极)接头(图未示)，阳极接头连接电池罐29的下部。盖体组件21包括构成阴极(正电极)末端的上盖22、于电极组件60内部温度上升时截断电流的碟型PTC元件23、当电池的内部压力上升时截断电流及/或排放气体的安全阀24、衬垫25及焊接板26。焊接板26连接阴极接头27，阴极接头27连接阴极601。盖体组件21耦合至电池罐29的开口端，且在盖体组件21的结构中，上盖22、PTC元件23、安全阀24、衬垫25以及焊接板26依序堆叠。一实施例中，碟型PTC元件23可为上导电箔、PTC材料层及下导电箔依序堆叠的层叠结构。
[0047]电极组件60包含上绝缘板61及下绝缘板(图未示出)循序通过电池罐29的开口而插入电池罐29。上绝缘板61及下绝缘板分别安装在电池罐29的上及下方部分。电池罐29容纳电极组件60处具有较大外径，而上方部分的外径较小，如此可避免电极组件60在电池罐29中移动。盖体组件21侧边设置衬垫28而与电池罐29顶部扣接。
[0048]上盖22包含顶盖221、外凸缘222和连接顶盖221与外凸缘222的侧壁223，所述顶盖221的位置高于外凸缘222。碟型PTC元件23堆叠设置于所述外凸缘和222安全阀24之间。安全阀24电气连接至所述电池罐29中的阴极601，可泄除电池罐29的不正常过大压力及/或截断电流。
[0049]参照图3，其绘示一实施例中图2所示的二次电池的电池罐29和碟型PTC元件23的横剖面相对位置示意图。本实施例中，电池罐29为圆柱形，碟型PTC元件23为(中空)圆环状。电池罐29容纳电极组件60处具有第一外径A，碟型PTC元件23具有第二外径B。其中第二外径B小于第一外径A，也就是碟型PTC元件23的外径小于电池罐29的外径，特别是第二外径小于第一外径的80%(也就是B/A的百分比值)，或第二外径为第一外径的50?75%，或B/A的比值特别是60%、65%或70%。一实施例中，碟型PTC元件23的厚度为0.1?
0.3mmο
[0050]碟型PTC元件并不限于上述实施例所示的圆环状，非中空的圆盘状PTC元件亦可依需求搭配不同的盖体组件设计使用。
[0051 ] 当PTC元件面积缩小时，将导致PTC元件的电阻变大，因此必须选用电阻较低的新型PTC元件。例如，选用电阻小于同样形状尺寸的碳黑PTC元件电阻的碟型PTC元件，特别是选用电阻小于同样形状尺寸的碳黑PTC元件电阻的60%的碟型PTC元件，或选用在同样形状尺寸的碳黑PTC元件电阻的30%?60%的碟型PTC元件，或所述电阻比值特别为40%或50%。实务上可使用电阻率较碳黑低的材料作为碟型PTC元件23中的导电填料，例如金属、陶瓷导电粉末或其混合物。导电填料中的金属粉末可选自镍、钴、铜、铁、锡、铅、银、金、钼及其合金。导电填料中的导电陶瓷粉末可选自碳化钛(TiC)、碳化钨(WC)、碳化钒(VC)、碳化锆(ZrC)、碳化铌(NbC)、碳化钽(TaC)、碳化钥(MoC)、碳化铪(HfC)、硼化钛(TiB2)、硼化钒(VB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铌(NbB2)、硼化钥(MoB2)、硼化铪(HfB2)、氮化锆(ZrN)或其混合物等。
[0052]本申请选用电阻较低的新型PTC元件，所以即使PTC元件缩小后，仍不致于增加PTC元件的电阻。如此一来，小型化的PTC元件即可降低材料所需的量，进而降低材料成本支出。
[0053]本申请的技术内容及技术特点已公开如上，然而本领域技术人员仍可能基于本申请的教示及公开而作种种不背离本申请精神的替换及修饰。因此，本申请的保护范围应不限于实施例所公开的内容，而应包括各种不背离本申请的替换及修饰，并为权利要求请求保护的范围所涵盖。
【权利要求】
1.一种二次电池，其特征在于，包含: 电池罐，容纳电极组件，且具有第一外径；以及 盖体组件，耦合至所述电池罐的开口端，包含上盖、碟型PTC元件及安全阀；所述上盖包含顶盖、外凸缘和连接所述顶盖与所述外凸缘的侧壁，所述顶盖的位置高于所述外凸缘；所述碟型PTC元件堆叠设置于所述外凸缘和所述安全阀之间，且具有第二外径，所述第二外径小于所述第一外径的80% ;所述安全阀电气连接至所述电池罐中所述电极组件的阴极，可泄除所述电池罐的不正常过大压力及/或截断电流。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电池罐为圆柱状，所述碟型PTC元件为圆环状。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第二外径为所述第一外径的50 ?75%。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述碟型PTC元件的厚度为0.1?.0.3mmο
【文档编号】H01M10/04GK203774406SQ201420124773
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】王绍裘 申请人:昆山聚达电子有限公司