可再充电电池包的制作方法

本公开涉及可再充电电池包。更具体地，本公开涉及当单位电池中发生缺陷时可以整体地提高可再充电电池包的安全性的可再充电电池包。

背景技术：

可再充电电池与一次电池不同在于，它能被重复地充电和放电，而后者不能被再充电。低容量可再充电电池用在诸如移动电话、笔记本计算机和便携式摄像机的小型便携式电子设备中，而高容量可再充电电池能用作用于驱动混合动力车辆、电动车辆等的电动机的电源。

可再充电电池可以像在小型电子设备中那样用作单位电池，或者像用于驱动电动机的电池那样以将多个单位电池彼此电连接的包状态被使用。可再充电电池模块或可再充电电池包可以通过经由母线将单位电池的电极端子彼此连接而形成。

由于过充电、或误用和由特性所致的劣化，单位电池中可能发生缺陷。因此，气体在单位电池中产生或积累，因而单位电池可能爆炸。

作为用于防止这样的问题的安全装置，有提供在单位电池中以中断高电压的电流中断装置(cid)、以及在过充电期间引起短路到其外部的过充电安全装置(osd)。

因为诸如cid和osd的安全装置被提供在单位电池中，所以可能出现诸如操作分布和高电压的电阻增加的问题，并且当缺陷发生时安全装置可能与电解质溶液反应从而引起火灾。

本背景技术部分中公开的以上信息仅为了对本发明背景的理解的增强，因此它可能包含不形成在本国已被本领域普通技术人员知晓的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明已经被作出为的是提供当发生单位电池的缺陷时可以通过中断模块的高电压而提高可再充电电池包的安全性的可再充电电池包。此外，本发明已经被作出为的是提供即使当单位电池的缺陷未被检测到时也可以通过中断模块的高电压而确保可再充电电池包的安全性的可再充电电池包。

本发明的一示例性实施方式提供一种可再充电电池包，其包括：单位电池，其被构造为重复地充电或放电；母线，其被构造为电连接单位电池的电极端子；壳体，其被构造为容纳单位电池；构造为将提供在单位电池中的最外单位电池处的电极端子引出壳体的第一最终端子和第二最终端子；以及高电压中断装置，其被构造为提供在第一最终端子处并根据单位电池的缺陷发生时产生的内部压力而电连接或断开高电压线。

配置有高电压中断装置的第一最终端子可以包括：压力通路构件，其被构造为电连接到最外单位电池的电极端子并经由第一穿通孔使单位电池的缺陷发生时产生的内部压力通过；反转构件，其被构造为通过根据内部压力封闭且密封或者打开压力通路构件的第一穿通孔而供给或中断高电压；以及支撑构件，其被构造为支撑反转构件并电连接到反转构件。

壳体可以包括构造为容纳单位电池的主体、以及构造为气密地组合到主体以覆盖单位电池的盖。

在压力通路构件中，连接到电极端子的部分可以设置在壳体内部，在第一穿通孔的一侧处连接到反转构件的部分可以通过主体和盖在其中被组合的部分被引出。

当内部压力正常时，反转构件可以维持附接到第一穿通孔的状态，当内部压力为过度压力时，反转构件可以被反转从而与第一穿通孔分离。

压力通路构件的第一穿通孔可以形成为具有圆形形状，压力通路构件可以包括圆筒形引导构件，该圆筒形引导构件被构造为气密地连接到且电连接到第一穿通孔，以将内部压力引导至反转构件，反转构件可以被圆形地附接并连接到引导构件。

反转构件可以包括构造为朝引导构件的圆形内部凸出及反转的反转部、以及构造为连接到支撑构件并配置有对应于反转部的开口的连接部。

反转构件可以包括引导槽，其被构造为凹形地形成在反转部与连接部之间的边界处以引导反转构件的反转。

可再充电电池包还可以包括：电池模块，其被构造为包括单位电池、母线、壳体、第一最终端子和第二最终端子；以及模块母线，其被构造为当多个电池模块被提供时电连接彼此相邻的电池模块的第一最终端子和第二最终端子。

模块母线可以配置有对应于反转构件的第三穿通孔，使得反转构件在第一最终端子处通过内部压力被反转。

第二最终端子可以在电极端子处被薄地形成为具有第一厚度，第二最终端子可以在模块母线处形成为具有与第一最终端子的高度对应的比第一厚度更厚的第二厚度。

单位电池的每个可以配置有形成在盖板中以排出内部压力的排气孔。

多个排气孔可以包括连接到第一最终端子的管道。

管道可以连接到压力通路构件的第一穿通孔。

管道可以包括构造为气密地连接到各排气孔的分支线路、以及构造为连接分支线路从而连接到压力通路构件的第一穿通孔的集成线路。

根据本发明的实施方式，高电压中断装置(压力通路构件或引导构件与反转构件的连接或分离)被提供在模块的第一最终端子中，并且高电压中断装置通过单位电池的缺陷期间产生的内部压力(即过度压力)操作(反转构件与压力通路构件分离)以中断第一最终端子的高电压，从而可以提高可再充电电池包的安全性。

此外，因为第一最终端子的高电压中断装置中的高电压通过过度压力而被机械地中断，所以即使当单位电池的缺陷未被检测到时，也可以确保可再充电电池包的安全性。

附图说明

图1示出根据本发明的第一示例性实施方式的可再充电电池包的透视图。

图2示出图1的俯视图。

图3示出应用于图1的可再充电电池包的单位电池的透视图。

图4示出沿图3的线iv-iv截取的剖视图。

图5示出沿图2的线v-v截取的剖视图。

图6示出应用于图1的可再充电电池包的第一最终端子(高电压中断装置)的分解透视图。

图7示出沿图6的线vii-vii截取的当正常压力施加到第一最终端子(高电压中断装置)时高电压的电流流动的状态的剖视图。

图8示出当过度压力施加到图7的第一最终端子(高电压中断装置)时高电压的电流中断的状态的剖视图。

图9示出根据本发明的第二示例性实施方式的可再充电电池包的俯视图。

图10示出沿图9的线x-x截取的剖视图。

图11示出当过度压力施加到图10的可再充电电池包的第一最终端子(高电压中断装置)时高电压的电流中断的状态的剖视图。

具体实施方式

在下文中将参照其中示出本发明的示例性实施方式的附图更全面地描述本发明。如本领域技术人员将认识到地，所描述的实施方式可以以各种不同方式被修改而全不背离本发明的范围。附图和描述被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。在说明书通篇，相同的附图标记表示相同的元件。

图1示出根据本发明的第一示例性实施方式的可再充电电池包的透视图，图2示出图1的俯视图。参照图1和图2，第一示例性实施方式的可再充电电池包1包括多个电池模块101、102和103。虽然未示出，但是可再充电电池包可以用一个电池模块形成。为了方便，包括一个电池模块的可再充电电池包可以被描述，如有必要，包括多个电池模块的可再充电电池包可以被描述。

可再充电电池包1包括能够被重复地充电和放电的单位电池100、用于电连接单位电池100的电极端子21和22的母线200、用于容纳单位电池100的壳体300、用于将提供在单位电池100的最外侧处的电极端子22和21引出壳体300的第一最终端子400和第二最终端子500、以及提供在第一最终端子400处的高电压中断装置。

在本示例性实施方式中，单位电池100被示例性地示为棱柱形状。虽然未示出，但是单位电池可以形成为具有袋型。袋型单位电池的电极端子在袋的相反方向上被引出，母线可以分别连接并电连接在单位电池的相反侧处的电极端子。

图3示出应用于图1的可再充电电池包的单位电池的透视图，图4示出沿图3的线iv-iv截取的剖视图。参照图3和图4，单位电池100包括用于充或放电流的电极组件10、用于容纳电极组件10的壳15、组合到壳15的开口的盖板20、提供在盖板20处的电极端子(负极端子和正极端子)21和22、以及过充电安全装置(osd)40。

例如，负极11和正极12设置在其为绝缘体的分隔物13的相反侧，并且正极12、负极11和分隔物13被螺旋地卷绕成果冻卷(jelly-roll)状态从而形成电极组件10。虽然未示出，但是电极组件可以形成为具有负极、分隔物和正极在其中堆叠的堆叠型。

正极11和负极12分别包括活性材料在此涂覆于由金属板制成的集流器上的涂覆区域11a和12a、以及活性材料在此不涂覆于其上的并且其形成为暴露的集流器的未涂覆区域11b和12b。

负极11的未涂覆区域11b沿卷绕的负极11形成在负极11的一个端部处。正极12的未涂覆区域12b沿卷绕的正极12形成在正极12的一个端部处。因此，未涂覆区域11b和12b分别设置在电极组件10的相反端部处。

例如，壳15大体上形成为其中设置用于容纳电极组件10和电解质溶液的空间的长方体，并在长方体的一侧形成有用于连接内部空间和外部空间的开口。开口允许电极组件10被插入到壳15中。

盖板20安装在壳15的开口处以密封壳15。例如，壳15和盖板20可以由铝形成从而能够彼此焊接。

此外，盖板20配置有电解液注入口29、排气孔24以及端子孔h1和h2。在将盖板20组合到壳15之后，电解液注入口29允许电解质溶液被注入到壳15中。在被注入以电解质溶液之后，电解液注入口29用密封盖27密封。

当在其中发生缺陷时，排气孔24用排气板25密封以便排出单位电池100的内部压力。当单位电池100的内部压力达到预定压力(过度压力)时，排气板25破裂从而打开排气孔24。排气板25配置有引起破裂的凹口25a。

电极端子21和22被提供在盖板20的端子孔h1和h2中，并电联接到电极组件10。就是说，负极端子21电联接到电极组件10的负极11，而正极端子22电联接到电极组件10的正极12。因此，电极组件10通过负极端子21和正极端子22被引出壳15。

电极端子21和22在盖板20的内部具有相同的结构。因此，该相同的结构将被一起描述，并且因为电极端子21和22在盖板20的外部具有彼此不同的结构，所以不同的结构将被单独描述。

电极端子21和22包括分别安装在盖板20的端子孔h1和h2处的铆钉端子21a和22a、在与铆钉端子21a和22a一体形成的同时宽地形成在盖板20内部的凸缘21b和22b、以及在设置于盖板20外部的同时通过铆接或焊接而连接到铆钉端子21a和22a的板端子21c和22c。

负极衬垫36和正极衬垫37分别被提供在负极端子21和正极端子22的铆钉端子21a和22a与端子孔h1和h2的内侧之间，以使电极端子21和22的铆钉端子21a和22a与盖板20之间密封且电绝缘。

负极衬垫36和正极衬垫37被提供为使得它们在凸缘21b和22b与盖板20的内侧之间进一步延伸，使凸缘21b和22b与盖板20之间进一步密封且电绝缘。就是说，通过在盖板20处安装电极端子21和22，负极衬垫36和正极衬垫37防止电解质溶液通过端子孔h1和h2的泄漏。

负极引线接片51和正极引线接片52允许电极端子21和22分别电连接到正极11和负极12。就是说，通过将负极引线接片51和正极引线接片52与铆钉端子21a和22a的下端部组合、然后填塞(caulk)下端部，负极引线接片51和正极引线接片52由凸缘21b和22b支撑并连接到铆钉端子21a和22a的下端部。

负极绝缘构件61和正极绝缘构件62分别安装在负极引线接片51和正极引线接片52与盖板20之间以使其间电绝缘。此外，负极绝缘构件61和正极绝缘构件62在其一侧处被组合到盖板20，并在其另一侧处包围负极引线接片51和正极引线接片52、铆钉端子21a和22a、以及凸缘21b和22b，从而稳定它们之间的连接结构。

将结合负极端子21的板端子21c描述过充电安全装置40，将结合正极端子22的板端子22c描述顶板46。

与负极端子21相邻的过充电安全装置40包括取决于单位电池100的内部压力而分离或短路的短路接片41和短路构件43。短路接片41设置在盖板20的外部，同时电联接到负极端子21的铆钉端子21a并插入绝缘构件31。

绝缘构件31设置在短路接片41与盖板20之间以使短路接片41与盖板20绝缘。例如，盖板20与负极端子21维持电绝缘状态。

通过将短路接片41和板端子21c与铆钉端子21a的上端部组合、然后填塞铆钉端子21a的上端部，短路接片41和板端子21c被紧固到铆钉端子21a的上端部。因此，短路接片41和板端子21c在其间插置绝缘构件31的同时被紧固到盖板20。

短路构件43安装在形成于盖板20处的短路孔42处。在连接到电极端子21的同时，短路接片41设置为沿着短路构件43延伸。因此，短路接片41和短路构件43对应于短路孔42，彼此面对以在其间维持分离状态(实线状态)，并且可以形成短路状态(虚线状态)，在短路状态中当单位电池100的内部压力由于过充电而增大时，短路构件43相反地变形。

与正极端子22相邻的顶板46将电极端子22的板端子22c和盖板20电联接。例如，顶板46被插置在板端子22c与盖板20之间，并被铆钉端子22a穿透。

因此，通过将顶板46和板端子22c与铆钉端子22a的上端部组合、然后填塞铆钉端子22a的上端部，顶板46和板端子22c被紧固到铆钉端子22a的上端部。板端子22c安装在盖板20的外部，同时在其间插置顶板46。

正极衬垫37安装为使得其在铆钉端子22a与顶板46之间进一步延伸。就是说，正极衬垫37防止铆钉端子22a和顶板46彼此直接电连接。例如，铆钉端子22a通过板端子22c电连接到顶板46。

再参照图1和图2，母线200电连接各电池模块101、102和103中的单位电池100。在本示例性实施方式中，母线200串联连接单位电池100。虽然未示出，但是母线可以并联连接单位电池。

图5示出沿图2的线v-v截取的剖视图。参照图1、图2和图5，壳体300包括用于容纳单位电池100的主体310、气密地组合到主体310并覆盖单位电池100的盖320。

在该示例性实施方式的可再充电电池包1中，提供在相邻的电池模块101、102和103的每个的最外单位电池100处的电极端子22和21通过第一最终端子400和第二最终端子500被引出壳体300。

可再充电电池包1包括用于将相邻的电池模块101、102和103的第一最终端子400和第二最终端子500彼此电连接的模块母线600。当可再充电电池包用一个电池模块形成时，不使用模块母线。

图6示出应用于图1的可再充电电池包的第一最终端子(高电压中断装置)的分解透视图，图7示出沿图6的线vii-vii截取的当正常压力施加到第一最终端子(高电压中断装置)时高电压的电流流动的状态的剖视图。

参照图1、图6和图7，高电压中断装置被提供在第一最终端子400处，使得当单位电池100中发生缺陷时，由模块母线600连接的高电压线根据单位电池100的内部压力而连接或断开。

包括高电压中断装置的第一最终端子400包括压力通路构件410、反转构件420和支撑构件430。压力通路构件410电连接到最外单位电池100的电极端子22，并经由第一穿通孔411使单位电池100的缺陷发生时产生的内部压力通过。

因为壳体300的主体310和盖320被气密地组合，所以由于单位电池100的缺陷而产生的过度压力被供给到高电压中断装置的压力通路构件410从而通过第一穿通孔411。

例如，压力通路构件410的连接到电极端子22的部分设置在壳体300内部，连接到反转构件420的第一穿通孔411通过主体310和盖320在其中被组合的部分被引出壳体300。就说是，过度压力通过第一穿通孔411被供给到壳体300外部。

反转构件420维持以下状态：压力通路构件410的第一穿通孔411根据壳体300的内部压力而被封闭且密封使得高电压被施加、或者它在封闭且密封的状态下被打开使得高电压被中断。例如，当内部压力正常时，反转构件420维持附接到第一穿通孔411的状态(图7的状态)，当内部压力过度时，反转构件420被反转从而与第一穿通孔411分离(图8的状态)。

压力通路构件410包括第一穿通孔411和圆筒形引导构件412，内部压力通过第一穿通孔411被供给并且第一穿通孔411形成为具有圆形形状，圆筒形引导构件412电连接且气密连接到第一穿通孔411并将内部压力引导至反转构件420。在这种情况下，引导构件412被组合到第一穿通孔411的下部以被附接且连接到压力通路构件410，反转构件420被圆形地附接且连接到引导构件412的上部。

反转构件420包括反转部421和连接部423，反转部421在朝向引导构件412的圆形内部凸出的同时被反转，连接部423连接到支撑构件430并配置有对应于反转部421的开口422。反转构件420包括引导槽424，其被凹形地形成在反转部421与连接部423之间的内边界中以有效地引导反转部421的反转操作。

因此，当壳体300的内部压力增大时，反转部421通过经由第一穿通孔411施加到反转部421的过度压力而被反转(参照图8)。就是说，在第一最终端子400的反转构件420中，反转部421与引导构件412分离从而中断压力通路构件410与支撑构件430之间的高电压。

支撑构件430电连接到反转构件420以支撑反转构件420。支撑构件430配置有对应于反转构件420的第二穿通孔431。当反转部421被反转时，反转构件420的开口422以及支撑构件430的第二穿通孔431消除了可能在反转部421的上部处产生的阻力，使得反转操作可以被容易地执行。

模块母线600配置有对应于反转构件420的第三穿通孔610，使得反转构件420在第一最终端子400处通过内部压力被反转。就是说，第三穿通孔610与支撑构件430的第二穿通孔431连通，因而消除了当反转部421通过内部压力被反转时在反转部421的上部处可能产生的阻力。

此外，第二最终端子500在电极端子21处形成为具有薄的第一厚度t1，并且其在模块母线600处形成为具有与第一最终端子400的高度对应的比第一厚度t1更厚的第二厚度t2。因此，模块母线600将第一最终端子400和第二最终端子500电连接成平行的。就是说，可以防止由于电池模块101、102和103的高度偏差所致的模块母线600的变化。

图8示出当过度压力被施加到图7的第一最终端子(高电压中断装置)时高电压的电流被中断的状态的剖视图。参照图8，当缺陷在可再充电电池包1于图7的状态下操作的同时发生在一个电池模块102的单位电池100中时，壳体300的内部压力变成过度压力。

在这种情况下，增大的过度压力在壳体300中通过提供在第一最终端子400中的压力通路构件410的第一穿通孔411和引导构件412从而被施加到反转构件420，然后它沿着引导槽424使反转部421反转。在这种情况下，引导槽424允许反转部421在连接部423处被容易地反转。提供在反转部421的上部处的开口422、第二穿通孔431和第三穿通孔610消除了在反转部421的上部处可能产生的阻力。

照此，由于反转部421与引导构件412分离，因此模块的高电压在第一最终端子400与模块母线600之间被中断。因此，其中发生单位电池100的缺陷的电池模块102停止其操作，并且与邻近于其的电池模块103的电连接被断开。

照此，当单位电池100的缺陷发生时，因为反转部421与引导构件412分离使得电池模块102的高电压被中断，所以即使单位电池100的缺陷由于可再充电电池包1中的控制单元(未示出)而未被检测到，也可以确保可再充电电池包1和其中安装可再充电电池包1的车辆的安全性。

因为第一最终端子400配置有压力通路构件410和反转构件420，使得电池模块101、102和103的高电压根据其电连接或电断开而被施加或中断，所以单位电池100的操作缺陷减少，并且高电压电弧和点火的可能性可以根据高电压导线的电阻降低而减小。

因此，可再充电电池包1的功率增大，并且随着高电压连接系统的电阻分布降低，确保了自由充电的可靠性。就是说，在可再充电电池包1中，可以提高高电压部分的耐久性。

在下文中，将描述本发明的第二示例性实施方式，并且在这种情况下，与第一示例性实施方式相同的构造将被省略，并且将描述不同的构造。

图9示出根据本发明的第二示例性实施方式的可再充电电池包的俯视图，图10示出沿图9的线x-x截取的剖视图。参照图9和图10，第二示例性实施方式的可再充电电池包2包括管道700。

管道700被构造为使得提供在容纳于电池模块102中的多个单位电池100中的多个排气孔24连接到第一最终端子400。单位电池100的缺陷发生时产生的过度压力通过管道700从而被供给到第一最终端子400。为此，管道700连接到压力通路构件410的第一穿通孔411。

例如，管道700包括气密地连接到排气孔24的每个的分支线路710、以及将分支线路710连接到压力通路构件410的第一穿通孔411的集成线路720。因此，壳体300的主体310和盖320可以不被气密地维持。

图11示出当过度压力被施加到图10的可再充电电池包的第一最终端子(高电压中断装置)时高电压的电流被中断的状态的剖视图。参照图11，在可再充电电池包2操作的同时，当一个电池模块102的单位电池100中发生缺陷时，单位电池100中增大了的过度压力通过排气孔24、分支线路710和集成线路720。

在这种情况下，增大的过度压力在管道700内部通过第一最终端子400中包括的压力通路构件410的第一穿通孔411和引导构件412，从而使反转构件420的反转部421被反转成反转状态。

由于反转部421与引导构件412分离，因此电池模块102的高电压在第一最终端子400与模块母线600之间被中断。因此，其中发生单位电池100的缺陷的电池模块102停止其操作，并且与邻近于其的电池模块103的电连接被断开。因此，可以确保可再充电电池包2的安全性。

虽然已经结合目前被认为是可行的示例性实施方式的示例性实施方式描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种各样的修改和等同布置。

标记说明

1、2：可再充电电池包11、12：负极、正极

11a、12a：涂覆区域10：电极组件

11b、12b：未涂覆区域13：分隔物

15：壳20：盖板

21、22：电极端子(负极端子、正极端子)

21a、22a：铆钉端子21b、22b：凸缘

21c、22c：板端子24：排气孔

25：排气板25a：凹口

27：密封盖29：电解液注入口

31：绝缘构件36、37：负极衬垫、正极衬垫

40：过充电安全装置(osd)41：短路接片

42：短路孔43：短路构件

46：顶板

51、52：负极引线接片、正极引线接片

61、62：负极绝缘构件、正极绝缘构件

100：单位电池101、102、103：电池模块

200：母线300：壳体

310：主体320：盖

400、500：第一最终端子、第二最终端子

410：压力通路构件411：第一穿通孔

412：引导构件420：反转构件

421：反转部422：开口

423：连接部424：引导槽

430：支撑构件431：第二穿通孔

600：模块母线610：第三穿通孔

700：管道710：分支线路

720：集成线路h1、h2：端子孔

t1、t2：第一厚度、第二厚度