專利名稱：一種蓄電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池及其制造方法。此蓄電池具有改進(jìn)的安全端口和密封墊，可得到可靠密封的電池。
圖1顯示了一圓柱體電池10，它是一種傳統(tǒng)的鋰蓄電池。參考圖1，電池10包括安裝在外殼12內(nèi)的電池組11。電池組11具有正電極板11a和負(fù)電板11b，在它們中間設(shè)有隔板11c。
在電池組11的上部連接了封蓋組件15。封蓋組件15包括封蓋罩16，電流控制器17，安全端口18和封蓋板100。安全端口18和封蓋板100之間設(shè)有絕緣件19，它們相互間順序地疊放。封蓋組件15具有安裝在其外圓周上的密封墊110，從而和外殼12相隔離。
這里，正電極抽頭13從正電極板11a中抽出，穿過絕緣板14，其端部焊接到封蓋板100上。封蓋板100接觸具有下凹部分18b的安全端口18。由于下凹部分18b上設(shè)有槽口18a，因此破裂首先在此處發(fā)生。
這樣構(gòu)造的電池10使得上述部件順序地疊放，然后安全端口18和密封墊110之間的部分被迫折彎，形成了一密封的空間，從而防止了電解溶液的泄漏。
這種傳統(tǒng)的電池10具有以下問題。
首先，正電極抽頭13的端部13a通過激光焊接或超聲波焊接焊接在封蓋板100的中心部分的底面上，從而端部13a和封蓋板100電連接。如果發(fā)生異常焊接，熱傳給安全端口18，產(chǎn)生了空隙，這樣便無法形成完好密封的空間，降低了電池10的可靠性。
其次，如圖2所示，密封墊110沿端部向內(nèi)彎曲的安全端口18的外周安裝。安全端口18彎曲的外周以折彎的狀態(tài)固定在密封墊110的內(nèi)周110a上。
在進(jìn)行上述工藝的操作期間，在安全端口18的外周和密封墊110的內(nèi)周110a之間的折彎中，由于劣質(zhì)粘結(jié)會(huì)產(chǎn)生間隙。因此，由于電池10內(nèi)部壓力的增加，有機(jī)電解質(zhì)可以通過此間隙泄漏，如圖2的箭頭所示，使得電池10的密封存在缺陷。
因此，有必要通過安全端口18的下凹部分18b的及時(shí)破裂來保證電池10的安全性，這樣，由電池10的異常操作引起的內(nèi)部壓力增加所產(chǎn)生的氣體可以排出。然而，如果由于產(chǎn)生了空隙或間隙而無法提供完好密封的空間，下凹部分18b就不能在適當(dāng)?shù)膲毫ο缕屏?。結(jié)果，在電池10內(nèi)發(fā)生的瞬時(shí)放熱反應(yīng)引起內(nèi)部壓力快速增加，使得電池10可能發(fā)生爆炸。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有在正電極抽頭和蓋板的固定部分的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的蓄電池。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種蓄電池，包括具有正電極板、負(fù)電極板和設(shè)在它們中間的隔板的電池組；用于容納電池組的外殼；與外殼上部相連接的封蓋組件，其具有封蓋罩，安裝在封蓋罩下部可在電池的預(yù)定內(nèi)部壓力下破裂的安全端口，和沿安全端口的周邊設(shè)置的密封墊。其中，安全端口的端部向內(nèi)彎曲并充滿到沿安全端口外周設(shè)置的密封墊，因此安全端口牢固地插入密封墊中。
安全端口最好從具有槽口的基體的周邊向內(nèi)彎曲，端部的外圓周位于密封墊的內(nèi)圓周上。
而且，密封墊最好通過一連接部分包圍端部的上下表面。此連接部分從密封墊的下表面一體地延伸出，和端部形成了一個(gè)交替疊放的結(jié)構(gòu)。
另外，安全端口最好具有從其端部延伸出的延長(zhǎng)抽頭，此延長(zhǎng)抽頭和連接到正電極板上的正電極抽頭相連接。
延長(zhǎng)抽頭最好位于外殼的圓周處并焊接在正電極抽頭上。
而且，延長(zhǎng)抽頭最好和端部一體地形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造蓄電池的方法。蓄電池包括電池組，用于容納電池組的外殼，具有順序地設(shè)于外殼上的封蓋罩、安全端口和密封墊的封蓋組件。所述方法包括步驟將在電池的預(yù)定內(nèi)部壓力下破裂的安全端口的端部向著安全端口的中心彎曲；將密封墊的原料注入安全端口的周圍，充滿彎曲部分的上下表面，使得密封墊整體地固定到安全端口上；以及壓迫安全端口、密封墊和外殼。
或者，本發(fā)明提供了一種制造蓄電池的方法。蓄電池包括電池組，用于容納電池組的外殼，具有順序地設(shè)于外殼上的封蓋罩、安全端口和密封墊的封蓋組件。所述方法包括步驟將在電池的預(yù)定內(nèi)部壓力下破裂的安全端口的端部成形為可使安全端口處于豎直挺立的狀態(tài)；將密封墊的原料注入安全端口的周并包圍端部；彎曲充滿了密封墊的安全端口的端部，使得密封墊整體地固定到安全端口上；以及壓迫安全端口、密封墊和外殼。


通過結(jié)合附圖詳細(xì)地介紹優(yōu)選實(shí)施例，可以更清楚本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是傳統(tǒng)蓄電池的局部剖視圖；圖2是顯示了圖1中重要部件的放大剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的蓄電池的局部剖視圖；圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蓄電池的安全端口和密封墊的連接結(jié)構(gòu)的局部透視圖；圖5是顯示了圖4中重要部件的放大剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的蓄電池的局部剖視圖。
參考圖3，電池30包括外殼32和與外殼32的上部相連接的封蓋組件35。
電池組31安裝在外殼32中。繞成果凍卷形的電池組31具有正電極板31a，負(fù)電極板31b，以及設(shè)置在它們中間用于絕緣的隔板31c。從正電極板31a上延伸出正電極抽頭33，從負(fù)電極板31b上延伸出負(fù)電極抽頭(未示出)。負(fù)電極抽頭焊接在外殼32上。正電極抽頭33從絕緣件34的通孔34a中穿過，絕緣件34安裝在電池組31的上部。
封蓋組件35位于外殼32的上部，包括用作正電極端子的封蓋罩36。第一電流控制器37是一電阻器，其零功率電阻隨溫度的升高而增大，其最好由正溫度系數(shù)材料和碳材料制成，正溫度系數(shù)材料為糊狀聚合物的混合物。
第二電流控制器38即由導(dǎo)電環(huán)氧樹脂制成的電流閘，其安裝在第一電流控制器37的下部。這樣，如果電池30出現(xiàn)異常，第二電流控制器38可以可靠地防止電流的流動(dòng)。
在預(yù)定壓力下破裂的安全端口39安裝在第二電流控制器38的下部，通過排出由于電池30的異常如短路、沖擊變形或過度充電而產(chǎn)生的氣體，安全端口39可以防止爆炸的危險(xiǎn)。
在安全端口39上設(shè)有易于破裂的槽口39a，相對(duì)于槽口39a向內(nèi)形成了下凹部分39b，因此破裂首先在這里發(fā)生。在安全端口39的周邊設(shè)有具有預(yù)定長(zhǎng)度的延長(zhǎng)抽頭300。延長(zhǎng)抽頭300焊接在正電極抽頭33上。
在封蓋組件35的周邊設(shè)有密封墊310，可將封蓋組件35與外殼32電絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的特征，正電極抽頭33不通過和電池30中心的導(dǎo)電件相接觸來和封蓋罩36電連接，而是正電極抽頭33焊接在從外殼32周邊處的安全端口39上延伸出的延長(zhǎng)抽頭300上。而且，安全端口39具有重疊的結(jié)構(gòu)，使得密封墊310部分地插入在安全端口39的彎曲周邊的上下部分之間，從而得到完好密封的空間。這將通過下面的實(shí)施例在下文中進(jìn)行更詳細(xì)的介紹。
圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蓄電池的安全端口和密封墊的連接結(jié)構(gòu)的局部透視圖，圖5是顯示了圖4中重要部件的放大剖視圖。參考這兩幅圖，安全端口40由金屬箔制成，基本上為碟形。安全端口40包括基體41和形成在基體41內(nèi)的環(huán)形的槽口42。槽口42向內(nèi)下壓，使得在槽口42的中心形成了下凹部分43，下凹部分43是首先發(fā)生破裂的區(qū)域。沿基體41的周邊設(shè)有凹槽44，在凹槽44的外周上設(shè)有向內(nèi)彎曲的端部45，使得端部45具有基本上側(cè)向的“U”形截面。
由聚合物樹脂制成的密封墊400在安全端口40的外側(cè)。密封墊400設(shè)置成使安全端口40位于密封墊400的底面410上，密封墊400為杯形的絕緣體，在其中心具有凹腔。密封墊400具有從底面410上一體地向內(nèi)延伸出的連接部分420。連接部分420包圍了彎曲部分的上下表面，從而覆蓋了安全端口40的端部45。
安全端口40和密封墊400以下述方式連接。
首先，在成形過程中安全端口40的端部45彎曲成上述形狀。然后，將密封墊400注射到安全端口40的周圍，從而相互連接。
在這里，安全端口40的彎曲端部45的上下表面間的間隙被聚合物樹脂制成的連接部分420所充滿，因此，密封墊400牢固地與安全端口40相連接。換句話說，端部45和連接部分420垂直地重疊而不是通過表面接觸，從而得到了完好可靠的密封空間。
其次，在形成安全端口40的過程中，端部45并不彎曲而是豎直地挺立。然后，將密封墊400注射到安全端口40的周圍，從而使它們相互連接。之后，端部45在成形時(shí)向內(nèi)彎曲。因此，端部45和連接部分420以重疊的方式相互連接。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的蓄電池的安全端口50和密封墊500的連接結(jié)構(gòu)。
參考圖6，安全端口50包括基體51，在基體內(nèi)形成的槽口52，最深點(diǎn)位于槽口52中心的下凹部分53，在基體51的周邊處形成的凹腔54和從凹腔54處彎曲的端部55。端部55具有基本上側(cè)向的“U”形截面。
密封墊500安裝在安全端口50的外周表面上。密封墊500通過注塑模制完全地包圍了安全端口50的外周表面。在這里，安全端口50的端部55彎曲成上述形狀，端部55的上下表面間的間隙中充滿了從密封墊500的底面510上一體地延伸出的連接部分520，因此就保證了安全端口50和密封墊500之間的連接，從而得到了完好密封的空間。
在這里，在安全端口50的一側(cè)上設(shè)有延長(zhǎng)抽頭56。換句話說，從端部55向下延伸的延長(zhǎng)抽頭56與端部55一體地形成，或是通過單獨(dú)的工藝與端部55相連接。
延長(zhǎng)抽頭56位于電池(圖3中的電池30)內(nèi)的周邊上。而且，延長(zhǎng)抽頭56在電池制造過程中通過激光焊接或超聲波焊接焊接到正電極抽頭33上。除了焊接之外，還可以使用其它連接方法如鉚接。
如上所述，延長(zhǎng)抽頭56粘結(jié)在電池(圖3中的電池30)周邊處的正電極抽頭33上以防止密封空間的泄漏。這種泄漏在焊接時(shí)可能發(fā)生電池30的中心處，即，泄漏通過在安全端口50中形成的空隙。
現(xiàn)在將結(jié)合圖3概括地介紹根據(jù)本發(fā)明的電池30的上述連接結(jié)構(gòu)。
在安全端口39被彎曲的狀態(tài)中，密封墊310是注射模制的，以得到密封的空間。從安全端口39的端部延伸出的延長(zhǎng)抽頭300通過激光焊接焊接到正電極抽頭33上與密封空間隔開足夠距離的區(qū)域處。在通過連接安全端口39和密封墊310得到密封空間后，外殼32、安全端口39和密封墊310被折彎以進(jìn)行壓迫。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的蓄電池及其制造方法中，安全端口的端部彎曲成預(yù)定形狀，密封墊部分地注射到由彎曲部分上下表面形成的空間中以形成重疊結(jié)構(gòu)，從而得到牢固的連接，形成完好密封的空間。而且，從安全端口的端部延伸出的延長(zhǎng)抽頭連接到正電極抽頭上與形成密封空間的部分相隔開足夠距離的區(qū)域處。因此，根據(jù)本發(fā)明可以得到下述優(yōu)點(diǎn)。
首先，由于密封墊包圍了與其相互連接的端部處于彎曲狀態(tài)的安全端口的外部，因此可以在電池內(nèi)得到完好密封的空間。
其次，由于從安全端口延伸出的延長(zhǎng)抽頭和正電極抽頭的焊接部分與電池的密封部分間隔開，因此，即使在異常焊接下也能保證電池的安全性。
第三，從安全端口延伸出的延長(zhǎng)抽頭和正電極抽頭可以通過焊接以外的各種連接方法如鉚接進(jìn)行電連接。
第四，由于安全端口和密封墊整體地形成，可以減少制造工藝步驟的數(shù)量，從而提高生產(chǎn)效率。
第五，由于可以保證完好密封的電池結(jié)構(gòu)，由電池異常引起的電池內(nèi)部壓力的增加所產(chǎn)生的氣體可以排出，因此，安全端口的脆弱部分在適當(dāng)壓力下會(huì)破裂，從而防止爆炸。
第六，由于電池的氣密性提高，極大地減小了外殼的厚度，因此可以形成薄膜外殼。
雖然本發(fā)明是結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行特別介紹的，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池，包括電池組，其具有正電極板、負(fù)電極板和設(shè)在它們之間的隔板；用于容納所述電池組的外殼；和與所述外殼的上部相連接的封蓋組件，其具有封蓋罩，安裝在所述封蓋罩的下部可在所述電池的預(yù)定內(nèi)部壓力下破裂的安全端口，以及沿所述安全端口的周邊設(shè)置的密封墊，其特征在于，所述安全端口的端部向內(nèi)彎曲并被沿所述安全端口的外周設(shè)置的所述密封墊填滿，因此所述安全端口牢固地插入所述密封墊中。
2.如權(quán)利要求1所述蓄電池，其特征在于，所述安全端口從具有槽口的基體的周邊向內(nèi)彎曲，所述端部的外圓周位于所述密封墊的內(nèi)圓周邊上。
3.如權(quán)利要求2所述蓄電池，其特征在于，所述密封墊通過從所述密封墊底面一體延伸出的連接部分包圍了所述端部的上下表面，形成了交替重疊的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述蓄電池，其特征在于，所述安全端口具有從其端部延伸出的延長(zhǎng)抽頭，所述延長(zhǎng)抽頭與和所述正電極板相連的正電極抽頭相連接。
5.如權(quán)利要求4所述蓄電池，其特征在于，所述延長(zhǎng)抽頭位于所述外殼的周邊，并焊接到所述正電極抽頭上。
6.如權(quán)利要求4所述蓄電池，其特征在于，所述延長(zhǎng)抽頭和所述端部一體地形成。
7.一種制造蓄電池的方法，所述蓄電池包括電池組，用于容納所述電池組的外殼，具有順序地設(shè)于所述外殼上的封蓋罩、安全端口和密封墊的封蓋組件，所述方法包括步驟將在所述電池的預(yù)定內(nèi)部壓力下破裂的所述安全端口的端部向著所述安全端口的中心彎曲；將所述密封墊的原料注入所述安全端口的周圍，充滿所述彎曲部分的上下表面，使得所述密封墊整體地固定到所述安全端口上；和壓迫所述安全端口、密封墊和外殼。
8.一種制造蓄電池的方法，所述蓄電池包括電池組，容納所述電池組的外殼，具有順序地位于所述外殼上的封蓋罩、安全端口和密封墊的封蓋組件，所述方法包括步驟使可在所述電池的預(yù)定內(nèi)部壓力下破裂的所述安全端口的端部成形為能使所述安全端口處于豎直挺立的狀態(tài)；將所述密封墊的原料注入所述安全端口的周圍并包圍所述端部；彎曲充滿所述密封墊的所述安全端口的端部，使得所述密封墊整體地固定到所述安全端口上；和壓迫所述安全端口、密封墊和外殼。
全文摘要
提供了一種蓄電池及其制造方法。蓄電池包括:具有正電極板、負(fù)電極板和設(shè)在它們中間的隔板的電池組,用于容納電池組的外殼,具有封蓋罩、安全端口和密封墊的封蓋組件,其中,安全端口的端部向內(nèi)彎曲并被沿安全端口外周設(shè)置的密封墊充滿,因此安全端口牢固地插入密封墊中。
文檔編號(hào)H01M10/04GK1374711SQ02106960
公開日2002年10月16日 申請(qǐng)日期2002年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月5日
發(fā)明者金鉉中 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社