可再充电电池

文档序号:409159 发布日期:2021-12-17 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 可再充电电池 (Rechargeable battery ) 是由 高希定 金基正 朴容辰 禹炳喆 李钟夏 于 2021-04-20 设计创作,主要内容包括:一种可再充电电池包括:壳体,接纳电极组件并包括开口;盖组件,包括联接到所述壳体并覆盖所述开口的盖板和联接到所述盖板的端子板;和外壳,覆盖所述盖板并联接到所述壳体,并且所述端子板的外表面比所述外壳的外表面更突出以具有高度差。(A rechargeable battery includes: a case receiving the electrode assembly and including an opening; a cap assembly including a cap plate coupled to the case and covering the opening and a terminal plate coupled to the cap plate; and a case covering the cap plate and coupled to the case, and an outer surface of the terminal plate protrudes more than an outer surface of the case to have a height difference.)

可再充电电池

技术领域

本发明的实施例的各方面涉及可再充电电池。

背景技术

与不能再充电的一次电池不同,可再充电电池能够反复充电和放电。低容量可再充电电池用于诸如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机之类的便携式小型电子设备。大容量电池被广泛用作驱动诸如用于混合动力车辆的马达的电源。

代表性的可再充电电池包括镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(Ni-MH)电池、锂(Li)电池和锂离子(Li-ion)可再充电电池。特别地,锂离子可再充电电池具有比主要用作便携式电子设备电源的镍镉电池或镍氢电池高约三倍的工作电压。另外,锂离子可再充电电池因其单位重量的能量密度高而被广泛应用。

特别地,随着对诸如使用蓝牙的头戴式耳机、入耳式耳机、智能手表和身体附着型医疗设备之类的可穿戴设备的需求增加,对能量密度高且超小的可再充电电池的需求正在增加。

超小型可再充电电池具有以下方面:在有限的尺寸内保证所需的电容量、在提高有效的低重量的同时实现有效的结构以及提高结构稳定性。

在该

背景技术

部分中公开的以上信息仅是为了增强对本发明的背景的理解,并且因此,其可能包含不构成在本国为本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

根据本发明的实施例的一方面,一种超小型可再充电电池被提供。根据本发明的实施例的一方面,提供可以在插入套件(set)中时防止反向插入并可以防止具有不同极性的部分(例如,端子板与盖板或壳体)的外部短路的可再充电电池。

根据本发明的实施例的另一方面,一种可再充电电池被提供,在该再充电电池中,具有不同极性的端子板和壳体在被插入套件中时可以与该套件顺畅接触。

根据本发明的一个或多个实施例,一种可再充电电池包括:壳体,接纳电极组件并包括开口;盖组件,包括联接至所述壳体并覆盖所述开口的盖板和联接到所述盖板的端子板;和外壳,覆盖所述盖板并联接到所述壳体,其中所述端子板的外表面比所述外壳的外表面更突出以具有高度差。

所述电极组件可以包括第一电极、第二电极和在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板,所述壳体可以通过第一电极接线片连接到所述第一电极,并且所述端子板可以通过第二电极接线片连接到所述第二电极。

所述盖板电可以电连接到所述壳体,并且所述盖板和所述端子板可以利用位于它们之间的热熔构件热熔合并且可以彼此电绝缘。

所述端子板可以包括:法兰部,设置在所述盖板和所述电极组件之间,并且与所述盖板的内表面电绝缘并附接到所述盖板的所述内表面;和突出端子,从所述法兰部的中心突出到外部,穿过所述盖板的端子孔和所述外壳的通孔,并通过所述端子板的内表面电连接到所述第二电极接线片,并且所述突出端子可以比所述外壳的所述外表面多突出第一高度差,以形成所述可再充电电池的外表面。

所述外壳可以包括:平面部,覆盖所述盖板的外表面;和侧部,在所述平面部的外侧沿所述壳体的侧面延伸,以覆盖所述壳体的所述侧面的一部分并联接到所述壳体的所述侧面。

所述外壳可以由电绝缘材料形成,以防止所述突出端子的外表面和所述盖板的所述外表面之间的电短路。

所述外壳的所述通孔可以与所述盖板的所述端子孔同心,并且所述通孔的内径可以大于所述突出端子的外径。

所述壳体的内径可以大于所述突出端子的外径与两倍的设置在所述突出端子的直径方向上的两侧的所述平面部的直径方向距离之和。

所述外壳可以包括PP、PE、PET、PEN树脂或橡胶。

所述端子板可以包括:法兰部,在所述盖板的外表面上,并且与所述盖板的所述外表面电绝缘并附接到所述盖板的所述外表面;和接线片连接部,从所述法兰部的中心向突出到内部并通过所述外壳的通孔和所述盖板的端子孔朝所述电极组件突出,并且通过所述接线片连接部的内表面电连接到所述第二电极接线片,并且所述法兰部可以比所述外壳的所述外表面多突出第二高度差,以形成所述可再充电电池的外表面。

所述外壳可以包括:平面部,包括具有比所述法兰部的外径大的内径的通孔,以覆盖所述盖板的暴露表面同时暴露所述法兰部;和侧部,在所述平面部的外侧沿所述壳体的侧面延伸以覆盖所述壳体的所述侧面的一部分并联接到所述壳体的所述侧面。

所述壳体的内径可以大于所述法兰部的外径与两倍的设置在所述法兰部的直径方向上的两侧的所述平面部的直径方向距离之和。

所述外壳可以在所述壳体的侧面上形成台阶。

所述壳体可以在所述外壳的下部在直径方向上限定第一直径,并且所述外壳可以联接到所述壳体的上部,并在直径方向上限定大于所述第一直径的第二直径。

如上所述,根据本发明的一个或多个实施例的可再充电电池由于外壳覆盖盖板并联接到壳体而在壳体的侧面上形成台阶。换句话说,由于外壳在盖板和其相邻侧面处比壳体的侧面更突出,因此可以形成高度或直径增加的台阶。因此,在视觉上或结构上,可以有效防止可再充电电池反向插入套件中。

在根据一个或多个实施例的可再充电电池中,盖组件中具有不同极性的两部分(例如,盖板和端子板)在相同的方向上被暴露,并且外壳可以覆盖具有不同极性的两部分中的至少一个。当外壳由电绝缘材料形成时,可以有效防止两部分通过导电颗粒的外部短路。

进一步,由于根据一个或多个实施例的可再充电电池将外壳组合到壳体,所以外壳用作物理冲击的缓冲器,从而可以提高在跌落试验和翻滚试验中的安全性。

在根据一个或多个实施例的可再充电电池中,尽管应用了外壳,端子板也比外壳更突出,从而当插入到套件中时,端子板和壳体可以与套件顺畅接触。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的可再充电电池的透视图。

图2为图1的可再充电电池的分解透视图。

图3为沿图1中的线III-III截取的剖视图。

图4为根据本发明一实施例的可再充电电池的透视图。

图5为图4的可再充电电池的分解透视图。

图6为沿图4中的线VI-VI截取的剖视图。

附图标记的描述

1、2:可再充电电池 10:电极组件

11:第一电极 12:第二电极

13:隔板 14:绝缘片

20:壳体 21:开口

30、60:盖组件 31:盖板

33、63:端子板 34:热熔构件

40、70:外壳 41、71:平面部

42、72:侧部 51:第一电极接线片

52:第二电极接线片 61、62:绝缘构件

611、621:通孔 101:第一端

102:第二端 301:暴露表面

311:端子孔 331、631:法兰部

332、632:突出端子 341:通孔

411、711:通孔 D:电池直径

D1、D2:内径 D11、D21:外径

D12、D22:直径方向距离 H:高度

H1、H2:高度方向的长度 G1、G2:第一间隙、第二间隙

P1、P3:扩张部 P2、P4:非扩张部

ΔH1、ΔH2:第一高度差、第二高度差

具体实施方式

在下文中将参考附图更充分地描述本发明,附图中示出本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的,所描述的实施例可以以各种不同的方式修改,而全部不脱离本发明的范围。附图和描述本质上将被视为是例示性的,并非限制性的。在整个说明书中相似的附图标记指代相似的元件。

此外,除非明确地相反描述,否则应当理解,本说明书中使用的诸如“包括”、“包含”或“具有”之类的术语说明所述特征、数字、步骤、操作、部件、零件和/或它们的组合的存在,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、部件、零件或它们的组合。

另外,在本说明书中,应当理解,当一个部件被称为“连接”或“联接”到另一个部件时,其可以直接连接或联接到该另一个部件,或者连接或联接到该另一个部件且一个或多个其它部件介于它们之间。

除非上下文另外明确指示,否则单数形式将包括复数形式。

应当理解,虽然术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各个元件,但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开。例如,第一元件可以被称为“第二”元件,类似地,第二元件可以被称为“第一”元件,而不脱离本发明构思的示例实施例的范围。除非上下文另外明确指示,否则单数形式的术语可以包括复数形式。

此外,诸如“下方”、“下”、“上方”、“上”等的术语用于描述图中所示的配置的关系。然而,这些术语用作相对概念,并且参考附图中指示的方向被描述。

除非另外定义,本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应当理解,在常用字典中定义的术语应该被解释为具有与在相关领域的上下文中的含义一致的含义,并且不应该以理想或过于正式的意义被解释,除非在本文中明确地如此定义。

根据本发明一实施例的可再充电电池为超紧凑电池,可以为硬币电池或纽扣电池。这里,硬币电池或纽扣电池为薄的硬币型电池或纽扣型电池,并且是指具有1或更小的高度(H)直径(D)比(H/D)的电池(见图1)。

在一实施例中,硬币电池或纽扣电池是大体圆柱形的,并且水平横截面是圆形的,但本发明不限于此,并且水平横截面可以是椭圆形的或多边形的。在这种情况下,直径被确定为基于电池的水平方向的外壳(或壳体)外周的最大距离,并且高度被确定为基于电池的竖直方向的最大距离(从平的底部到平的顶部横截面的距离)。

然而,本发明并不限于作为本发明示例的硬币电池或纽扣电池,并且本发明的电池可以为圆柱型电池或销型电池。在本文中,根据本发明一实施例的可再充电电池为硬币电池或纽扣电池的情况将作为示例被进一步详细描述。

图1为根据本发明一实施例的可再充电电池的透视图;图2为图1的可再充电电池的分解透视图;图3为沿图1中的线III-III截取的剖视图。

参见图1至图3,根据一实施例的可再充电电池1包括电极组件10、壳体20、盖组件30和外壳40。盖组件30包括组合在一起的盖板31和端子板33。作为示例,盖板31和端子板33通过设置在它们之间的热熔构件34热熔合。

热熔构件34用作将盖板31和端子板33彼此连接的媒介。例如,热熔构件34可以由诸如聚合物的电绝缘材料形成,并且可以使用激光等被熔化以熔合到盖板31和端子板33。

在一实施例中,通过使用热熔构件34将端子板33联接到盖板31,能够形成稳定的联接结构,同时在不添加单独的绝缘配置的情况下在端子板33和盖板31之间有效绝缘。

由于硬币电池被制造为超紧凑尺寸,因此其在空间方面可能具有设计限制,相应地,在简化其结构和制造工艺的同时确保功能。关于此,在该实施例中,通过热熔构件34实现端子板33和盖板31之间的绝缘和联接。

电极组件10包括提供在作为电绝缘材料的隔板13的相应侧的第一电极11(例如,负电极)和第二电极12(例如,正电极),并电极组件10通过将第一电极11、隔板13和第二电极12卷绕而被形成。因此,在一实施例中,电极组件10可以形成为果冻卷型。尽管未单独示出,但是在一实施例中,电极组件可以形成为堆叠型。

电极组件10被配置用以充电和放电,并且电极组件10的卷绕轴线可以平行于壳体20的高度方向(图1到图3中的竖直方向)布置。在一实施例中,电极组件10的第一端(电极组件的下表面)101和第二端(电极组件的上表面)102可以是平的并且彼此平行。在一实施例中,电极组件10未被提供中心销,但中心销(未示出)可以被提供在卷绕轴线的位置处。

壳体20容纳电极组件10,同时面对电极组件10的第一端101。在一实施例中,电极组件10被绝缘片14覆盖并内置在壳体20中。作为示例,壳体20形成为容纳果冻卷型的电极组件10的圆筒,并且盖组件30密封圆筒形的壳体20的开口21。

在一实施例中,电极组件10包括连接到第一电极11的第一电极接线片51和连接到第二电极12的第二电极接线片52,并且第一电极11和第二电极12分别被引出到第一端101和第二端102。

在电极组件10容纳在壳体20中的状态下,第一电极接线片51电连接到壳体20的底部,并且第二电极接线片52电连接到盖组件30的端子板33。

此外,盖组件30的盖板31在面对电极组件10的第二端102的同时联接到壳体20以覆盖开口21。以该方式,端子板33在用热熔构件34联接到的盖板31的同时联接到第二电极接线片52。

在此,第一电极11和第二电极12分别为负电极和正电极的情况将作为示例被描述,但是本发明不限于此,并且第一电极11和第二电极12可以分别为正电极和负电极。

在一实施例中,第一电极(负电极)11形成为长延伸带形,并且包括负极涂覆部分和负极未涂覆部分,负极涂覆部分为金属箔(例如,铜箔)的集流体被涂覆负极活性材料层的区域,负极未涂覆部分为未涂覆活性材料的区域。负极未涂覆部分可以被设置在负电极的长度方向上的端部处。

在一实施例中,第二电极(正电极)12形成为长延伸带形,并且包括正极涂覆部分和正极未涂覆部分,正极涂覆部分为金属箔(例如,铝箔)的集流体被涂覆正极活性材料层的区域,正极未涂覆部分是未涂覆活性材料的区域。正极未涂覆部分可以被设置在正电极的长度方向上的端部处。

壳体20允许电极组件10插入到形成在壳体20的一侧处的开口21中,并且具有用于在其中容纳电极组件10和电解质的空间。例如,壳体20可以形成为具有小于其直径D的高度H的圆筒形形状,并且可以具有圆形开口21,从而与壳体20的内部空间相对应的圆柱形的电极组件10可以被插入。

在盖组件30中,端子板33包括法兰部331和突出端子332。法兰部331设置在盖板31和电极组件10之间,以与盖板31的内表面电绝缘并附接到盖板31的内表面。

外壳40被提供以防止或基本防止在将可再充电电池1组装到套件中时的反向插入。作为示例,外壳40覆盖盖板31并结合到壳体20以在可再充电电池1中形成扩张部P1。也就是说,外壳40通过扩张部P1在壳体20的侧面上形成台阶。

因此,外壳40将可再充电电池1的高度方向(上下方向)的两侧限定为上侧的扩张部P1和下侧的非扩张部P2。也就是说,在可再充电电池1中,联接有外壳40的部分形成扩张部P1,并且没有外壳40的部分形成非扩张部P2。

在非扩张部P2中,壳体20具有第一电极11的负极特性,并且在扩张部P1中,端子板33具有第二电极12的正极特性。在一实施例中,联接到壳体20的盖板31与壳体20一起具有第一电极11的负极特性。也就是说,盖板31和壳体20彼此电连接。

在端子板33中,突出端子332从法兰部331的中心突出到外部,并穿过盖板31的端子孔311、热熔构件34的通孔341和外壳40的通孔411,并且突出端子332的内表面电连接到第二电极接线片52。第二电极接线片52可以连接到法兰部331的内表面或突出端子332的内表面,或者可以连接到两者。

突出端子332比外壳40的外表面多突出第一高度差ΔH1,以形成可再充电电池1的外表面。也就是说,相对于壳体20的底部,突出端子332的外表面比盖板31的外表面更突出。进一步,突出端子332的外表面和外壳40的外表面形成在直径方向上彼此间隔同时具有第一高度差ΔH1的平面。

在一实施例中,外壳40包括平面部41和侧部42。平面部41被配置为覆盖盖板31的外表面,同时通过通孔411暴露突出端子332。侧部42在平面部41的外侧沿壳体20的侧面延伸以覆盖壳体20的侧面的一部分并且联接到壳体20的侧面。在可再充电电池1中,组合有外壳40的部分形成扩张部P1,并且没有外壳40的部分形成非扩张部P2。

因此,外壳40在高度方向和与高度方向正交的交叉方向(直径方向)上在扩张部P1和非扩张部P2之间的边界处在壳体20的侧面上形成台阶。也就是说,与非扩张部P2相比,扩张部P1相对地增加高度或直径。

在壳体20中,外壳40不被组合在下部,从而在壳体20的直径方向上的外侧之间限定壳体20的外径(即,第一直径)。外壳40联接到壳体20的上部,以在外壳40的直径方向上的外侧之间限定外壳40的外径(即,第二直径)。外壳40的外径大于壳体20的外径。因此,可再充电电池1的上部和下部之间存在直径上的差异。

在一实施例中,外壳40可以由电绝缘材料形成,以防止或基本防止突出端子332的外表面和盖板31的外表面之间的电短路。例如,外壳40可以包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂或橡胶或者由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂或橡胶制成。尽管未示出,但任何合成树脂或电绝缘材料可被应用于外壳。

在一实施例中,外壳40的通孔411与盖板31的端子孔311同心,并且通孔411的内径形成为大于突出端子332的外径D11。因此,壳体20的内径D1大于突出端子332的外径D11和两倍的设置在突出端子332的直径方向的两侧的平面部41的直径方向距离D12之和(D1>D11+2×D12)。如图3所示,平面部41的直径方向距离D12是指沿外壳40的直径方向测量的从平面部41的内侧到平面部41的与壳体20的内侧壁对应的部分的距离。也就是说,在突出端子332的外表面和外壳40的通孔411的内壁之间存在第一间隙G1。

当外壳40的侧部42联接到壳体20并且平面部41与盖板31紧密接触时,第一间隙G1防止或基本防止突出端子332阻塞通孔411周围的区域。

在一实施例中,设置在热熔构件34的直径方向上的外周处的绝缘构件61被安装在盖板31的内表面上。绝缘构件61可以在盖板31和第二电极接线片52之间以及在盖板31和电极组件10之间形成电绝缘结构。作为示例,绝缘构件61具有对应于热熔构件34的外径的通孔611。

在一实施例中,在外壳40中,平面部41的直径方向距离D12可以大于或等于侧部42的高度方向的长度H1(D12≥H1)。因此,高度方向上的长度H1产生外壳40对壳体20的紧固力,并且直径方向距离D12允许端子板33的绝缘性能被充分地保证。

在一实施例中,参见图1,在可再充电电池1中,高度H被限定为在壳体20的开口21被盖组件30关闭和密封的状态下壳体20的外平面和突出端子332的外平面之间的距离,并且电池直径D由外壳40的外周限定。在一实施例中,高度H与电池直径D之比为1或更小(H/D≤1)。因此,本实施例的可再充电电池1可以为硬币型电池或纽扣型电池,并且可以形成薄的硬币或纽扣形状。

在此,描述本发明的另一实施例。通过比较第一实施例和第二实施例,可能省略对相同配置的描述,并且主要描述关于第二实施例不同的配置。

图4为根据本发明一实施例的可再充电电池的透视图;图5为图4的可再充电电池的分解透视图;图6为沿图4中的线VI-VI截取的剖视图。

参见图4至图6,在根据一实施例的可再充电电池2中,盖组件60的端子板63包括法兰部631和接线片连接部632。法兰部631设置在盖板31的外侧,并且与盖板31的外表面电绝缘并附接到盖板31的外表面。

外壳70被提供以防止或基本防止在将可再充电电池2组装到套件中时的反向插入。作为示例,外壳70覆盖盖板31并且联接到壳体20以在可再充电电池2中形成扩张部P3。在盖板31上,外表面的一部分被法兰部631覆盖,并且外表面的剩余部分的平坦表面(暴露表面301)被外壳70覆盖。

在端子板63中,接线片连接部632从法兰部631的中心突出到内部,并穿过外壳70的通孔711、热熔构件34的通孔341和盖板31的端子孔311以朝电极组件10突出,并且第二电极接线片52电连接到接线片连接部632的内表面。

法兰部631比外壳70的外表面多突出第二高度差ΔH2,以形成可再充电电池2的外表面。换句话说,相对于壳体20的底部,法兰部631的外表面比盖板31的外表面更突出。另外,法兰部631的外表面和外壳70的外表面形成在直径方向上彼此间隔开并同时具有第二高度差ΔH2的平面。

例如,外壳70包括平面部71和侧部72。平面部71具有通孔711,并且被配置为覆盖盖板31的外表面的暴露表面301同时暴露端子板63的法兰部631。侧部72在平面部71的外侧沿壳体20的侧面延伸,以覆盖壳体20的侧面的一部分并联接到壳体20的侧面。在可再充电电池2中,外壳70与壳体20组合的部分形成扩张部P3,并且没有外壳70的部分形成非扩张部P4。

外壳70覆盖盖板31的暴露表面301,并结合到壳体20以形成扩张部P3。也就是说,外壳70通过扩张部P3在壳体20的侧面上形成台阶。也就是说,与非扩张部P4相比,扩张部P3相对地增加高度或直径。

在一实施例中,外壳70的通孔711与盖板31的端子孔311同心,并且通孔711的内径形成为大于法兰部631的外径D21。因此,壳体20的内径D2大于法兰部631的外径D21和两倍的设置在法兰部631的直径方向的两侧的平面部71的直径方向距离D22之和(D2>D21+2×D22)。如图6所示,平面部71的直径方向距离D22是指沿外壳70的直径方向测量的从平面部71的内侧到平面部71的与壳体20的内侧壁对应的部分的距离。

也就是说,在法兰部631的外表面和外壳70的通孔711的内壁之间存在第二间隙G2。

设置在接线片连接部632的直径方向外周处的绝缘构件62被安装在盖板31的内表面上。绝缘构件62可以在盖板31和第二电极接线片52之间以及在盖板31和电极组件10之间形成电绝缘结构。作为示例,绝缘构件62具有对应于盖板31的端子孔311的通孔621。通孔621允许第二电极接线片52连接到接线片连接部632的内表面。通孔621形成为具有比端子孔311小的直径,从而防止或基本防止第二电极接线片52与盖板31接触。

在外壳70中,平面部71的直径方向距离D22可以小于或等于侧部72的高度方向的长度H2(D22≤H2)。因此,与第一实施例的直径方向距离D12相比,直径方向距离D22较短,但是高度方向的长度H2允许充分地保证外壳70对壳体20的紧固力。

虽然已经结合目前认为的一些实用的示例实施例描述本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的实施例。相反,其旨在覆盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。

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