二次电池的制作方法

1.本技术要求提交于2020年4月6日的韩国专利申请第10-2020-0041760号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
2.本发明涉及二次电池，更具体地，涉及如下二次电池：在该二次电池中，去除了将正极接片和负极接片分别焊接至上罐和下罐的过程，以降低生产成本并且还降低由于困难的焊接过程而导致的缺陷率。


背景技术：

3.通常用作硬币型电池或钮扣型电池的钮扣型电池具有薄的钮扣形状，并且广泛用于诸如遥控器、时钟、玩具、计算机零件等各种装置。
4.这样的纽扣型电池主要被制造为不可再充电的一次电池，但是随着小型化装置的发展，纽扣型电池也被广泛地制造为可充电和可放电的二次电池。另外，与纽扣型二次电池或圆柱形或袋型二次电池相类似，纽扣型二次电池也具有其中电极组件和电解液被嵌入到壳体中以重复进行充电和放电的结构。
5.图1是示出如下状态的截面视图：其中，在根据相关技术的对钮扣型二次电池进行组装的过程中，将负极接片与下罐彼此焊接，并且将正极接片与上罐彼此焊接，然后，将下罐与上罐彼此接合。
6.如附图中所示，钮扣型二次电池具有其中上罐30与下罐20彼此接合的结构。此处，上罐30和下罐20中的每一个都具有扁平圆柱形状，并且上罐30的直径略大于下罐20的直径。
7.其中堆叠有正极、分隔件和负极的电极组件10以及电解液被安装在下罐20中。此处，电极组件10被构造成使得：从负极突出的负极接片12从负极的侧表面延伸成向下突出，并且从正极突出的正极接片11从正极的侧表面延伸成向上突出。
8.另外，在负极接片12的延伸部分被弯曲成与电极组件10的底表面接触的状态下，当电极组件10被安置在下罐20上时，上焊枪a进入形成于电极组件10的中心的孔13，并且电流被施加于下焊枪b，使得负极接片12以电阻焊接方式接合至下罐20。
9.另一方面，正极接片11在完全弯曲之前被焊接至上罐30的平面部分的底表面。此外，当上罐30与下罐20彼此接合时，与负极接片12相比，正极接片11被多弯曲一次(参见图1的下图中正极接片被弯曲两次的结构)。
10.此外，根据相关技术的用于将正极接片11接合至负极接片12的方法存在如下问题：正极接片11和负极接片12中的每一个均被焊接，从而降低了生产率。另外，由于正极接片11必须具有足够长的长度以用于焊接，所以生产成本可能增加，并且可能执行另外的弯曲，从而增加了二次电池的厚度。


技术实现要素：

11.技术问题
12.因此，本发明的目的是提供其中能够解决根据相关技术的上述结构的问题(由于正极接片和负极接片的单独接合导致的生产率的降低，由于正极接片的长度的增加导致的产品成本的增加，以及由于正极接片的另外的弯曲导致的厚度的增加)的二次电池。
13.技术解决方案
14.用于实现上述目的的本发明提供了二次电池，该二次电池包括：电极组件，正极、分隔件和负极堆叠在该电极组件中，正极接片朝一侧突出，负极接片朝另一侧突出，并且在该电极组件中形成通孔；上罐，该上罐设置有平坦的平面部分和沿着该平面部分的边缘在垂直方向上突出的周围部分；下罐，该下罐设置有平坦的平面部分和沿着该平面部分的边缘在垂直方向上突出的周围部分，其中，该周围部分与上罐的周围部分平行装配；以及中心销，该中心销被配置成当被插入到通孔中时在纵向方向上施加弹力，其中，在负极接片被设置成平行于下罐的平面部分并且正极接片被设置成平行于上罐的平面部分的状态下，当上罐与下罐彼此接合时，中心销施加弹力以允许负极接片与下罐紧密接触并允许正极接片与上罐紧密接触。
15.中心销可以包括抵抗压缩力的一个或更多个弹簧，并且当上罐与下罐彼此接合时，压缩力可以被施加至弹簧。
16.弹簧可以包括第一弹簧和第二弹簧，该第一弹簧和第二弹簧被设置成在纵向方向上彼此连接，并且中断电力的绝缘体可以设置在第一弹簧与第二弹簧之间，以使第一弹簧与第二弹簧彼此电绝缘。
17.第一弹簧的按压正极接片的端部和第二弹簧的按压负极接片的端部可以设置有楔形件，该楔形件具有直径朝向所述楔形件的端部逐渐减小的尖锐形状。此外，两个楔形件可以彼此平行地设置在第一弹簧和第二弹簧中的每一个的端部处。
18.可以在其中在上罐与下罐彼此完全分离之前正极接片和负极接片中的一个或更多个与上罐或下罐分离的范围内确定第一弹簧和第二弹簧中的每一个的长度和弹性。当上罐从其接合至下罐的初始位置上升预定距离时，正极接片可以从与上罐的底表面接触的状态切换至不与上罐的底表面接触的状态。
19.当上罐与下罐彼此接合时，中断电力的衬垫可以被设置在上罐的周围部分与下罐的周围部分之间。衬垫可以被配置成不仅使电绝缘而且防止内置的电解液泄漏，并且包含粘合成分以使得上罐与下罐彼此粘合。
20.在本发明中，上罐的直径可以大于下罐的直径，下罐的周围部分可以进入上罐的周围部分，并且上罐和下罐中的每一个可以以壳片(schale)的形式形成，在上罐和下罐中的每一个中，上罐和下罐中的每一个的平面部分的直径大于上罐和下罐中的每一个的周围部分的高度。
21.电极组件可以具有圆柱形状，并且通孔可以形成在穿过电极组件的中心的位置处。当在电极组件被插入到下罐中的状态下将上罐接合至下罐时，负极接片可以从电极组件的侧表面扩展并被弯曲成引向电极组件的下侧，正极接片可以从电极组件的侧表面扩展并被弯曲成引向电极组件的上侧，并且负极接片连接至电极组件的侧表面的点和正极接片连接至电极组件的侧表面的点可以设置在彼此相对的侧处。
22.有利效果
23.在具有上述技术特征的本发明中，当上罐与下罐彼此接合时，中心销可以被弹性
压缩，使得中心销允许负极接片与下罐紧密接触并允许正极接片与上罐紧密接触。因此，可以去除负极接片和正极接片的焊接过程，以简化制造过程并降低缺陷率。
24.第一弹簧的端部和第二弹簧的端部中的每一个可以设置有楔形件，该楔形件具有直径朝向其端部逐渐减小的尖锐形状，因此，可以使中心销与负极接片和正极接片之间的接触面积最小化。因此，可以防止漏电流的发生和电阻的增加。
25.可以在第一弹簧和第二弹簧中的每一个的端部上设置两个楔形件，以防止发生晃动和弯曲。
26.此外，可以在其中在上罐与下罐彼此完全分离之前正极接片和负极接片中的一个或更多个与上罐或下罐分离的范围内确定第一弹簧和第二弹簧中的每一个的长度和弹性。因此，当膨胀发生时，正极接片与上罐或者负极接片与下罐可以彼此间隔开以中断电流，从而防止发生由于高温引起的爆炸或火灾。
27.衬垫可以被配置成不仅使电绝缘而且防止内置的电解液泄漏，并且包含粘合成分以使得上罐与下罐彼此粘合。即，上罐与下罐可以通过焊接、接合、压接等彼此接合，并且可以提供除了在主接合中作用的接合力之外的另外的接合力。
附图说明
28.图1是示出如下状态的截面视图，其中，在根据相关技术的对钮扣型二次电池进行组装的过程中，将负极接片与下罐彼此焊接，并且将正极接片与上罐彼此焊接，然后将下罐与上罐彼此耦接。
29.图2是根据本发明的二次电池的截面视图。
30.图3是示出其中图2中所示的二次电池被分解的状态的截面视图。
31.图4是示出上罐下降以接合至下罐之前的状态的截面视图。
32.图5是示出如下状态的截面视图，其中，当在上罐与下罐彼此接合的状态下内部压力增加以允许上罐移动与下罐间隔开的特定距离时，正极接片与上罐彼此间隔开。
具体实施方式
33.在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式，使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术思想。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。
34.为了清楚地描述本发明，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中，相同的附图标记被分配给相同或相似的部件。
35.另外，在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于字典的含义，而应基于发明人可以适当地定义术语的概念从而以最佳方式描述和解释他或她的发明的原则被解释为符合本发明的范围的含义和概念。
36.本发明涉及钮扣型二次电池，该钮扣型二次电池被设置成用于解决诸如生产率降低、由于正极接片的长度的增加而导致的产品成本的增加以及由于另外的弯曲而导致的厚度的增加的问题。在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。
37.图2是根据本发明的二次电池的截面视图，以及图3是示出图2中所示的二次电池分解后的状态的截面视图。如附图中所示，根据本发明的二次电池包括电极组件10、上罐
30、下罐20和中心销50。
38.电极组件10具有如下结构：其中，正极、分隔件和负极被堆叠，正极接片11朝一侧突出，负极接片12朝另一侧突出，以及通孔13形成在该电极组件的中心。更详细地，电极组件10具有直径大于高度的圆柱形状，并且通孔13形成在穿过电极组件10的中心的位置处。
39.另外，正极接片11从电极组件10的侧表面的一侧向上突出，以及负极接片12从侧表面的另一侧向下突出。当在电极组件10被插入到下罐20中的状态下将上罐30接合至下罐20时，将负极接片12弯曲成引向电极组件10的下侧，并且将正极接片11弯曲成引向电极组件10的上侧。
40.此外，负极接片12和正极接片11可以被设置在电极组件10中彼此相对的侧。在一些情况下，负极接片12和正极接片11可以被设置成彼此更靠近(例如，负极接片12和正极接片11可以被设置在负极接片12和正极接片11相对于通孔形成直角的点处)。
41.另外，上罐30和下罐20分别具有平坦的平面部分30b和20b以及沿着平面部分30b和20b的边缘在垂直方向上突出的周围部分30a和20a。
42.上罐30和下罐20中的每一个以壳片(schale)的形式形成，在上罐30和下罐20中的每一个中，平面部分30b和20b中的每一个的直径大于周围部分30a和20a中的每一个的高度，并且上罐30的直径近似地与下罐20的厚度一样大以使得下罐20被装配在上罐30中。因此，下罐20的周围部分20a可以进入并固定至上罐30的周围部分30a的内部。
43.此外，中心销50被插入在电极组件10的通孔13中，以将弯曲的正极接片11向上按压，并将弯曲的负极接片12向下按压。如示出了上罐30下降以接合至下罐20之前的状态的图4所示，在中心销50被设置在正极接片11与负极接片12之间的状态下，中心销50被当上罐30与下罐20彼此接合时所施加的压力弹性地压缩。因此，中心销50按压正极接片11和负极接片12，使得正极接片11和负极接片12分别与上罐30和下罐20的平面部分30b和20b紧密接触。
44.即，在负极接片12的弯曲部分被设置成平行于下罐20的平面部分20b并且正极接片11的弯曲部分被设置成平行于上罐30的平面部分30b的状态下，由于被构造成在纵向方向上施加弹性恢复力的中心销50将负极接片12和正极接片11按压成与下罐20和上罐30紧密接触，因此在本发明的构造中，焊接负极接片12和正极接片11中的每一个的过程是不必要的。
45.在根据本发明的中心销50中，抵抗压缩力的两个弹簧51和52彼此连接，并且弹簧通过设置在其间的绝缘体53彼此绝缘。
46.即，弹簧包括第一弹簧51和第二弹簧52，第一弹簧51和第二弹簧52在纵向方向上彼此连接，并且中断电力的绝缘体53被设置在该第一弹簧51与第二弹簧52之间以使第一弹簧51与第二弹簧52彼此绝缘。此处，优选的是，第一弹簧51和第二弹簧52由相同的材料制成并且具有相同的尺寸，以便具有相同的弹性恢复力。绝缘体53被制造成具有能够充分支承第一弹簧51与第二弹簧52之间的连接点的刚度。
47.此外，在本发明中，第一弹簧51的对正极接片11进行按压的端部和第二弹簧52的对负极接片12进行按压的端部中的每一个设置有楔形件54，该楔形件54具有直径朝向其端部逐渐减小的尖锐形状，以使第一弹簧51与正极接片11之间以及第二弹簧52与负极接片12之间的接触最小化，从而抑制电流泄漏并防止电阻增加。
48.楔形件54具有当与正极接片11和负极接片12中的每一个接触时不损坏表面的机械特性。此外，两个楔形件54彼此平行地设置在第一弹簧51和第二弹簧52中的每一个的端部处以使压力分散(可替选地，楔形件54可以被设置成多于两个，并且不仅可以设置成楔形，还可以设置成诸如边缘型的其他形状)。
49.此外，本发明具有如下结构：在该结构中，第一弹簧51和第二弹簧52中的每一个的长度以及正极接片11和负极接片12中的每一个的长度被限制，以在当由于过度充电等导致内部温度升高从而使电解液蒸发时发生热量生成或爆炸之前抑制电流的中断。
50.即，当上罐30和下罐20中的每一个内的压力在上罐30与下罐20彼此接合的状态下增加以允许上罐30从下罐20移动特定距离时，参照示出了正极接片11与上罐30彼此间隔开的状态的图5，当由于二次电池的异常操作而发生热量生成并因此内部电解液被热量蒸发从而使内部压力增加时，上罐30和下罐20彼此分离以在垂直方向上移动。
51.如图5中所示，在根据本发明的二次电池中，当上罐30和下罐20中的每一个在上罐30与下罐20彼此完全分离之前移动预定距离时，正极接片11与上罐30彼此间隔开距离“t”以中断电流。由于电流在上罐30与下罐20彼此完全分离之前被中断，所以可以抑制热量生成，并且可以使内部压力的增加停止，从而可以抑制二次电池的爆炸。此处，可以在设计步骤中确定距离“t”。此外，可以设置第一弹簧51和第二弹簧52中的每一个的长度和弹性，并且可以根据距离“t”来确定正极接片11和负极接片12中的每一个的长度。
52.即，可以在其中在上罐30与下罐20彼此完全分离之前正极接片11和负极接片12中的一个或更多个与上罐30或下罐20分离的范围内确定第一弹簧51和第二弹簧52中的每一个的长度和弹性。
53.另外，在本发明中，当上罐30与下罐20彼此接合时，将使上罐30与下罐20彼此电绝缘的衬垫40设置在上罐30的周围部分30a与下罐20的周围部分20a之间。衬垫40可以被配置成不仅使电绝缘而且防止内置的电解液泄漏，并且包含粘合成分以使得上罐30与下罐20彼此粘合。
54.例如，上罐30和下罐20可以主要通过焊接或压接彼此接合，所述焊接或压接是典型的接合方法。可替选地，可以将粘合成分添加到衬垫40，以提供除主接合之外的另外的接合力。
55.在具有上述技术特征的本发明中，当上罐30与下罐20彼此接合时，中心销可以被弹性压缩，使得中心销50允许负极接片12与下罐20紧密接触，并允许正极接片11与上罐30紧密接触。因此，可以去除负极接片12和正极接片11的焊接过程，以简化制造过程并降低缺陷率。
56.第一弹簧51的端部和第二弹簧52的端部中的每一个可以设置有楔形件54，该楔形件54具有直径朝向其端部逐渐减小的尖锐形状，并且因此，可以使中心销50与负极接片12和正极接片11之间的接触面积最小化。因此，可以防止漏电流的发生和电阻的增加。
57.可以在第一弹簧51和第二弹簧52中的每一个的端部上设置两个楔形件54，以防止发生晃动和弯曲。
58.另外，可以在其中在上罐30与下罐20彼此完全分离之前正极接片11和负极接片12中的一个或更多个与上罐30或下罐20分离的范围内确定第一弹簧51和第二弹簧52中的每一个的长度和弹性。因此，当膨胀发生时，正极接片11与上罐30或者负极接片12与下罐20可
以彼此间隔开以中断电流，从而防止发生由于高温引起的爆炸或火灾。
59.衬垫40可以被配置成不仅使电绝缘而且防止内置的电解液泄漏，并且包含粘合成分以使得上罐与下罐彼此粘合。即，上罐30和下罐20可以通过焊接、接合、压接等彼此接合，并且可以提供除了在主接合中作用的接合力之外的另外的接合力。
60.尽管已经参照具体实施方式描述了本发明的实施方式，但对于本领域技术人员将明显的是，可以在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下进行各种变更和修改。
61.[附图标记的描述]
[0062]
10：电极组件
[0063]
11：正极接片
[0064]
12：负极接片
[0065]
20：下罐
[0066]
30：上罐
[0067]
50：中心销