專(zhuān)利名稱(chēng)：其上附有引線(xiàn)板的棱形二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次電池，更具體地，本發(fā)明涉及其上附有引線(xiàn)板的棱形二次電池。
背景技術(shù)：
近來(lái)，已經(jīng)廣泛地開(kāi)發(fā)和使用二次電池，因?yàn)樗鼈兪强稍俪潆姷模⑶揖哂兄瞥沙叽缇o湊和大容量的潛力。二次電池的典型實(shí)例包括鎳-氫(Ni-MH)電池，鋰(Li)電池，及鋰離子電池。
多數(shù)情況下，二次電池的裸電池是這樣制備的將由正負(fù)極和隔板構(gòu)成的電極組件放置在鐵、鋁或鋁合金制成的罐體中；用蓋組件封閉所述罐體；向罐體中注入電解液；及密封蓋組件。如果罐體是由鋁或鋁合金制成的，則有利于減輕電池的重量，因?yàn)殇X在本質(zhì)上是輕的。另外，即使電池長(zhǎng)時(shí)間在高壓下使用也不會(huì)被腐蝕。
一般地，二次電池的裸電池在其上部裝有電極端子。電極端子與外界絕緣，并與裸電池內(nèi)的電極組件的電極相連，形成電池的正極端子或負(fù)極端子。罐體本身具有與電極端子相反的極性。
密封的二次電池裸電池的電極端子與安全裝置的端子電連接，所述安全裝置的實(shí)例有PTC(正溫度系數(shù))裝置或PCM(保護(hù)電路組件)。安全裝置連接在正負(fù)極端子上，并在過(guò)充電或過(guò)放電所致的電池溫度劇烈升高或電池電壓突然增加時(shí)，通過(guò)中斷電流防止所有的危險(xiǎn)，如電池破裂。
一般地，由于裸電池的形狀和材料的原因，不容易通過(guò)直接焊接的方法，將裸電池的電極電連接在PCM的電接頭上。因此，采用被稱(chēng)之為“引線(xiàn)板”的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，將電池的正負(fù)極連接在安全裝置(如PCM)的電接頭上。引線(xiàn)板一般由鎳、鎳合金或鍍鎳的不銹鋼制成。安全裝置和裸電池放置在不同的包裝件(pack)中，同時(shí)它們彼此電連接，或者使用熔融樹(shù)脂填充和涂布它們之間的空間，以完成電池包裝。
然而，在試圖將鎳制的引線(xiàn)板焊接到鋁制的罐體上時(shí)，會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。由于鎳和鋁的非熔化特性以及鋁的優(yōu)異傳導(dǎo)性，所以采用超聲波焊接或電阻焊接十分困難。因此，一般使用激光將罐體焊接到引線(xiàn)板上。如果在引線(xiàn)板與保護(hù)電路連接時(shí)進(jìn)行這種激光焊接，當(dāng)用激光束照射時(shí)就會(huì)發(fā)生起電現(xiàn)象以及與之相伴隨的電擊，并且會(huì)使安全裝置的可靠性降低。根據(jù)目前所用的方法，首先將引線(xiàn)板焊接到罐形(can-type)電池上，然后通過(guò)電阻焊接將保護(hù)電路一側(cè)的接線(xiàn)板焊接到引線(xiàn)板上。
其間，特別是當(dāng)通過(guò)激光焊接將引線(xiàn)板直接焊接在罐體的底表面上時(shí)，存在這樣的問(wèn)題如果焊接強(qiáng)度沒(méi)有得到精確的控制，則電解液會(huì)從焊接部漏出。這是因?yàn)榘殡S制備重量輕的平面形狀的電池的趨勢(shì)，罐體已經(jīng)薄至0.2～0.3mm。因此，引線(xiàn)板多數(shù)情況下形成于罐形電池的部分蓋組件上，通常形成于蓋板上。
當(dāng)引線(xiàn)板與蓋板連接時(shí)，裸電池和PCM在多數(shù)情況下固定在用于樹(shù)脂成型的模中，同時(shí)通過(guò)引線(xiàn)板焊接而彼此連接，然后用成型樹(shù)脂填充縫隙，進(jìn)而完成樹(shù)脂成型類(lèi)型的二次電池。這種樹(shù)脂成型類(lèi)型的二次電池的優(yōu)點(diǎn)在于，與采用不同外殼的硬包裝的情形相比，它因?yàn)椴恍枰鈿ざ哂懈鼮槠交耐庥^和降低了的厚度，而且不需要將其放入外殼中的工序。
圖1是裸電池上部的橫向剖視圖，用于說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)焊接法將引線(xiàn)板連接到棱形二次電池的裸電池蓋板側(cè)面時(shí)存在的問(wèn)題。
參照?qǐng)D1，將通過(guò)層合和纏繞負(fù)極15和正極13以及隔板14而形成的電極組件12嵌入罐體11中，然后將蓋組件連接在罐體敞開(kāi)的上部。蓋組件具有作為主體的蓋板110，及通過(guò)絕緣墊圈120形成于蓋板110的中心孔中的負(fù)極端子130。蓋板110具有形成于其一邊的位于負(fù)極端子130附近的電解液注入孔112。蓋板110還可以具有位于其另一邊的安全排氣孔(未示出)。電解液注入孔使得可以在用蓋組件封閉罐體11之后，將電解液注入罐體中。注入電解液之后，通過(guò)栓塞160密封電解液注入孔112，該栓塞160是通過(guò)壓配(press-fitting)鋁球形成的。
然而，在這種常規(guī)的樹(shù)脂成型類(lèi)型的二次電池中，栓塞160是通過(guò)將鋁球壓配到形成于蓋板上的電解液注入孔中形成的，所以在電解液注入孔122與栓塞160之間可能存在微小的間隙。因此，激光焊接必須在栓塞與蓋板之間圍繞栓塞進(jìn)行，以防止電解液通過(guò)間隙漏出。也可以雙重方式防止電解液漏出，即在栓塞160上涂布液體樹(shù)脂(或滴入樹(shù)脂液滴)，然后通過(guò)光或熱使之固化，進(jìn)而形成樹(shù)脂封堵件250。
樹(shù)脂封堵件250或栓塞160不可避免地從蓋板表面或多或少地突起，這完全是因?yàn)樾纬伤鼈兊姆椒ㄋ?。引線(xiàn)板210包括底部211和側(cè)壁部分213，其中底部211具有預(yù)定量或更大的面積用于與裸電池之蓋板110面-面連接，側(cè)壁部分213自底部211向PCM垂直突起，以與PCM的電接頭相連接?？紤]到尺寸，部分引線(xiàn)板210疊合在電解液注入孔112上。當(dāng)實(shí)施焊接以將引線(xiàn)板的底部211連接在蓋板110上時(shí)，從電解液注入孔112突出的栓塞160或樹(shù)脂封堵件250，導(dǎo)致引線(xiàn)板的底部211浮在蓋板110的表面，如有些夸張的圖1所示。這妨礙焊接，即使可以進(jìn)行焊接時(shí)，也削弱焊接。
引線(xiàn)板充當(dāng)將蓋板(裸電池的正極端子)連接到PCM的接線(xiàn)端子上的導(dǎo)電途徑。將引線(xiàn)板插到成型樹(shù)脂部分中，以牢固地保持住裸電池，所述引線(xiàn)板使PCM與裸電池彼此連接于樹(shù)脂成型類(lèi)型的二次電池中。如果引線(xiàn)板與蓋板之間的焊接不能充分地進(jìn)行，則引線(xiàn)板不能實(shí)現(xiàn)上述功能。因此，成品二次電池的機(jī)械強(qiáng)度或電連接惡化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，作出本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種其上附有引線(xiàn)板的棱形二次電池，其中焊接可容易地在引線(xiàn)板底部與蓋板表面之間進(jìn)行，并使它們之間保持可靠的連接強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種其上附有引線(xiàn)板的棱形二次電池，其中蓋板表面的突起的影響被阻斷，以防止引線(xiàn)板與蓋板間的任何漂移。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，提供一種棱形二次電池，包括裸電池，該裸電池包括由正負(fù)極和隔板構(gòu)成的電極組件；棱形罐體，充當(dāng)容納電極組件和電解液的容器；及蓋組件，該蓋板組件具有封閉棱形罐體之敞開(kāi)上端的蓋板和與部分蓋板連接的引線(xiàn)板，其中蓋板的一邊具有電解液注入孔，引線(xiàn)板具有覆蓋電解液注入孔的底部，至少部分底部與蓋板的表面連接，且底部的局部形成有與電解液注入孔相對(duì)應(yīng)的凸面。
引線(xiàn)板可以只具有平板狀的底部，但一般都具有從底部向上伸出的側(cè)壁部分，以與PCM的電極分接頭相連接。


通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加顯而易見(jiàn)，在附圖中圖1是裸電池上部的橫向剖視圖，用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中將引線(xiàn)板焊接到棱形二次電池裸電池的蓋板一側(cè)時(shí)存在的問(wèn)題；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的棱形二次電池的分解透視圖，該電池處于PCM與裸電池通過(guò)成型樹(shù)脂連接在一起的步驟之前的彼此連接狀態(tài)；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的彼此連接在一起的裸電池和引線(xiàn)板的局部透視圖；及圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的棱形二次電池的正面剖視圖，其中與圖1中相對(duì)應(yīng)的裸電池和引線(xiàn)板彼此結(jié)合在一起。
具體實(shí)施例方式
下文中將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。在下面的說(shuō)明和附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或相似的組成部分，因此省略了對(duì)相同或相似組成部分的重復(fù)說(shuō)明。
參照?qǐng)D2，其中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的棱形二次電池的分解透視圖，該電池處于PCM與裸電池通過(guò)成型樹(shù)脂連接在一起的步驟之前的彼此連接狀態(tài)；參照?qǐng)D3，其中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的彼此連接在一起的裸電池和引線(xiàn)板的局部透視圖；參照?qǐng)D4，其中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的棱形二次電池的正面剖視圖，這里與圖1中相對(duì)應(yīng)的裸電池和引線(xiàn)板彼此結(jié)合在一起。
參照?qǐng)D2，鋰包裝電池(pack battery)具有裸電池，其包括罐體11，裝在罐體11中的電極組件12，及與罐體11的敞開(kāi)上端相連接以將其密封的蓋組件。
電極組件12是通過(guò)將薄板狀或薄膜狀的正極13、隔板14和負(fù)極15纏繞成旋渦狀而形成的。為了防止電極13與電極15之間發(fā)生短路，將絕緣膠帶18圍繞正極引線(xiàn)16和負(fù)極引線(xiàn)17從電極組件12中引出的各邊界部分進(jìn)行纏繞。棱形罐體11一般由長(zhǎng)方體形的鋁或鋁合金制成。罐體11通過(guò)其敞開(kāi)的上端裝入電極組件12，并且充當(dāng)盛裝電極組件12和電解液的容器。蓋組件具有起裸電池正極端子作用的蓋板110。
蓋組件具有尺寸和形狀與罐體11的敞開(kāi)上端相對(duì)應(yīng)的平板狀蓋板110，及形成于其中央部分的端子通過(guò)孔，使得電極端子130(負(fù)極端子)可以通過(guò)。管狀的墊圈120位于負(fù)極端子130的外部，以使負(fù)極端子130與蓋板110之間電絕緣。絕緣板140放置在蓋板110的下表面上。絕緣板140的下表面上具有與負(fù)極端子130相連接的端子板150。蓋板110具有焊接在其下表面上的正極引線(xiàn)16，負(fù)極端子130具有焊接在其下端的負(fù)極引線(xiàn)17。
其間，絕緣框架190可以按這樣的方式定位，使得它能夠覆蓋在電極組件12的上端。絕緣框架上形成有引線(xiàn)通過(guò)孔191和電解液通過(guò)孔192。蓋板110在負(fù)極端子附近可以具有形成于一邊的電解液注入孔112及形成于另一邊的安全排氣孔(未示出)。電解液注入孔112裝有栓塞160，以在注入電解液之后將其密封。樹(shù)脂封堵件(未示出)放置在栓塞160的上方。蓋板110的周?chē)糠趾附拥焦摅w11側(cè)壁的上端。
PCM 300具有位于其內(nèi)表面的電路部分及接線(xiàn)端子360和370，所述內(nèi)表面是其上形成有外部端子310和320的表面的反面。接線(xiàn)端子360和370可通過(guò)電阻點(diǎn)焊接法連接到與裸電池相連接的引線(xiàn)板410和420上。介于PCM與負(fù)極端子之間的引線(xiàn)板420上可以連接有斷路器。利用(如雙面膠制成的)絕緣板430，使與負(fù)極端子130相連接的引線(xiàn)板420和蓋板110之間絕緣。如果蓋板110裝有安全排氣孔，則絕緣板430可以在保護(hù)安全排氣孔的同時(shí)與引線(xiàn)板420相連接。位于栓塞160上方的引線(xiàn)板410以其底部表面與蓋板的表面相連接。通常與蓋板相連接的引線(xiàn)板410的底部具有近似的長(zhǎng)方形，并且在其至少部分周邊擁有側(cè)壁部分，該側(cè)壁部分相對(duì)于蓋板表面垂直地突起。在本發(fā)明中，對(duì)于栓塞160或樹(shù)脂封堵件的情形，引線(xiàn)板410的底部形成有與電解液注入孔112相對(duì)應(yīng)的凸面415。
參照?qǐng)D3和圖4，將引線(xiàn)板底部與凸面415相對(duì)應(yīng)的部分同蓋板110隔開(kāi)，并在凸面415與蓋板110之間形成間隔。從蓋板110表面突起的來(lái)自蓋板110之電解液注入孔112的栓塞160或樹(shù)脂封堵件250，容納在凸面415所形成的空間中。
因此，與現(xiàn)有技術(shù)相反，引線(xiàn)板的底部411可以緊固在蓋板表面上，只是形成了凸面415的部分。這可以提高引線(xiàn)板與蓋板間的焊接可靠性，穩(wěn)定引線(xiàn)板與裸電池間的機(jī)械連接和電連接。
凸面415可以具有各種形狀，包括正方形、半球形或適度的曲面，但是優(yōu)選具有與從蓋板110中突起的栓塞160或樹(shù)脂封堵件250的常規(guī)形狀相對(duì)應(yīng)的尺寸和形狀。如果凸面的尺寸太大，則引線(xiàn)板的底部411與蓋板的接觸面積降低。這會(huì)導(dǎo)致焊接困難，并降低焊接強(qiáng)度。
凸面可以通過(guò)各種方法包括壓制法形成。例如，可以將整個(gè)引線(xiàn)板切割成形并通過(guò)彎曲形成底部和側(cè)壁部分。然后利用具有半球形模具的壓機(jī)，將底部的一部分壓制成凸面。凸面還可以和側(cè)壁同時(shí)壓制成型。作為選擇，整個(gè)引線(xiàn)板可以通過(guò)將材料倒入具有與凸面相同形狀的鑄造引線(xiàn)板的模具中形成。
引線(xiàn)板一般由鎳或鎳合金材料制成。除形成凸面的部分之外，引線(xiàn)板的底部可以通過(guò)各種類(lèi)型的激光焊接法焊接到蓋板上。在引線(xiàn)板的激光焊接中，考慮到引線(xiàn)板和蓋板的厚度以及焊接強(qiáng)度，焊接深度一般為0.15～0.4mm。
引線(xiàn)板的厚度優(yōu)選為0.05～0.45mm，并且根據(jù)罐體的厚度以及焊接的方便性確定。對(duì)于通過(guò)填充用蓋組件密封的電池罐體與PCM之間的空間而形成的包裝電池而言，厚的引線(xiàn)板在電池扭曲或彎曲時(shí)可以有利地充當(dāng)支撐物。這增加了對(duì)外力的抵抗程度。
焊接可以各種方法進(jìn)行。例如，點(diǎn)焊接可以均勻地分布于底部，但是優(yōu)選線(xiàn)焊接，以增加焊接強(qiáng)度。線(xiàn)焊接可以根據(jù)引線(xiàn)板底部的尺寸和形狀以各種方法進(jìn)行，包括形成閉合的環(huán)(如圓)和形成曲線(xiàn)(如直線(xiàn)、L-形線(xiàn)和U-形線(xiàn))。
作為一種線(xiàn)焊接，可以沿引線(xiàn)板底部的外圍進(jìn)行焊接。這比在底部的上方進(jìn)行焊接，更有利于調(diào)節(jié)焊接強(qiáng)度和減少缺陷，因?yàn)楹附又苯釉谝€(xiàn)板與蓋板的接觸部分進(jìn)行。
其后，將裝有保護(hù)電路以防止電池過(guò)充電和過(guò)放電的PCM，以及其它附屬物連接到其上焊接有引線(xiàn)板的電池上。引線(xiàn)板充當(dāng)正極，電極端子充當(dāng)負(fù)極。電極的結(jié)構(gòu)和極性可以根據(jù)實(shí)施方案而改變。根據(jù)PCM和電池附屬物的類(lèi)型和形狀，可以將與其相連接的電池放置在單獨(dú)的套體中。作為選擇，可以通過(guò)用熱熔工藝中的低溫成型樹(shù)脂填充PCM與蓋板間的空隙，或者通過(guò)涂布整體樹(shù)脂涂層，將電池模制成包裝電池。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明可以保證引線(xiàn)板與蓋組件之間的焊接部分具有足夠的強(qiáng)度。因此，當(dāng)電池組經(jīng)受外力時(shí)或在焊接引線(xiàn)板之后的過(guò)程中，容易防止引線(xiàn)板同蓋組件分離。而且還可以穩(wěn)定的方式實(shí)現(xiàn)電連接。
另外，還可以適當(dāng)?shù)乜刂坪附铀璧募す廨敵?，因?yàn)榭梢赃M(jìn)行穩(wěn)定的焊接，同時(shí)又將引線(xiàn)板緊固在蓋板上。
盡管為了說(shuō)明已經(jīng)給出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)中所公開(kāi)的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明作出各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種棱形二次電池，包括裸電池，其包括由正負(fù)極和隔板構(gòu)成的電極組件；棱形罐體，其充當(dāng)容納電極組件和電解液的容器；及蓋組件，其具有封閉棱形罐體之敞開(kāi)上端的蓋板，及與部分蓋板連接的引線(xiàn)板，其中所述蓋板的一邊具有電解液注入孔，所述引線(xiàn)板具有覆蓋電解液注入孔的底部，至少部分底部與蓋板的表面連接，且所述底部的局部形成有與電解液注入孔相對(duì)應(yīng)的凸面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的棱形二次電池，其中所述引線(xiàn)板具有自底部向上伸出的壁部分，以與其它電子元件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的棱形二次電池，其中所述電解液注入孔是用栓塞和樹(shù)脂封堵件封閉的，且在所述凸面中，使朝向裸電池的底部表面形成與樹(shù)脂封堵件的形狀一致的曲面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的棱形二次電池，其中所述凸面形成正方形凸面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的棱形二次電池，其中所述底部在底部表面具有線(xiàn)狀焊接部分，其具有閉合環(huán)路或直線(xiàn)形狀，并且與蓋板連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的棱形二次電池，其中所述底部在外圍部分進(jìn)行線(xiàn)狀焊接，并且連接到蓋板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的棱形二次電池，其中所述凸面是通過(guò)壓制法形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的棱形二次電池，其中所述的栓塞是通過(guò)鋁壓入配合形成的。
全文摘要
一種棱形二次電池，其包括裸電池，該裸電池包括由正負(fù)極和隔板構(gòu)成的電極組件；棱形罐體，充當(dāng)容納電極組件和電解液的容器；及蓋組件，該蓋板組件具有封閉棱形罐體之敞開(kāi)上端的蓋板和與部分蓋板連接的引線(xiàn)板，其中蓋板的一邊具有電解液注入孔，引線(xiàn)板具有覆蓋電解液注入孔的底部，至少部分底部與蓋板的表面連接，且底部的局部形成有與電解液注入孔相對(duì)應(yīng)的凸面。
文檔編號(hào)H01M2/20GK1677709SQ200510063929
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者金仁漢 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社