專利名稱：方型鋰離子二次電池的上蓋組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于方型鋰離子二次電池的封裝罐，特別是關(guān)于該封轉(zhuǎn)罐用的上蓋組的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋰離子二次電池具備可以多次充放電及高能量密度的特性，已經(jīng)成為可攜式電子產(chǎn)品的主要電源來源。以外觀來做區(qū)分，大致可分為圓筒型和方型(或稱之為角型)兩種形狀，前者的主要應(yīng)用在于筆記本型計(jì)算機(jī)上，而后者則集中在手機(jī)及信息家電相關(guān)產(chǎn)品的市場上。這些可攜式電子消費(fèi)產(chǎn)品會朝著輕薄短小的方向來發(fā)展，其所搭配的電池自然也要愈做愈薄，而電池組裝零件的簡單化與小樣化正是未來電池走向薄型化的主要關(guān)鍵之一，也是業(yè)界人士長久以來一直存在的需求。
方型電池外觀(見圖1)是由一方形電池罐殼10和一上蓋組20以激光焊接的方式封焊在一起，內(nèi)部則含鋰離子二次電池的儲電材料。上蓋組20如圖2所示包含由上而下依序是鉚釘21、上氣封墊22、上蓋板23、下氣封墊24及上蓋鎳片25。鉚釘21設(shè)于上蓋板23的中間，其鉚合端在電池罐殼10內(nèi)部借由上蓋鎳片25和電池的負(fù)極極板相連結(jié)，所以鉚釘21對外就是電池的負(fù)極端子。鉚釘21被絕緣的氣封墊22所包圍，借以和上蓋板23及罐殼10所代表的另一極(正極)隔離。
傳統(tǒng)的上蓋組20組合時(shí)，如圖3a及3b所示，是將該五個(gè)零件先依序疊合在一起再以鉚頭30沖壓，使鉚釘21根管部向外彎曲變形而將五個(gè)零件緊緊鉚合在一起而變成為一個(gè)上蓋組20。這樣的設(shè)計(jì)在未來產(chǎn)品走向薄型化的趨勢會有以下缺點(diǎn)1.因?yàn)樯仙w組的寬度會愈來愈窄，所以，要能夠?qū)⑸仙w組的五個(gè)零件設(shè)計(jì)夠小且將它們組裝在一起并不容易。
2.傳統(tǒng)的鉚釘根管部為空心管，設(shè)計(jì)太小時(shí)鉚釘?shù)母懿康膹?qiáng)度并不足以承受鉚合的力量，但施力不夠則會有氣密性不好的問題。換言之，傳統(tǒng)沖壓鉚合的方式在上蓋組的制備，在寬度上有其限制。更具體言之，要做到寬度3.0mm以下的電池有其困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種不具有上述傳統(tǒng)方型鋰離子二次電池的上蓋組的缺點(diǎn)的新型上蓋組結(jié)構(gòu)。
為了達(dá)到上述實(shí)用新型的目的，依照本實(shí)用新型內(nèi)容而完成的方型鋰離子二次電池的上蓋組，包含一適于和一電池罐殼的一開口密合的上蓋板，該上蓋板具有一穿孔；一負(fù)極端子，其具有一柱狀體及位于該柱狀體的一端的一擴(kuò)大頭，其中該柱狀體的截面大小小于該上蓋板的穿孔，而該擴(kuò)大頭的大小大于該上蓋板的穿孔；及一絕緣氣封墊，其將該負(fù)極端子固定于該上蓋板的穿孔，其中該負(fù)極端子柱狀體位于該穿孔內(nèi)的部份為該絕緣氣封墊所包住，該負(fù)極端子的柱狀體的擴(kuò)大頭位于該上蓋板的內(nèi)側(cè)，而該負(fù)極端子的柱狀體的另一端伸出于該上蓋板的外側(cè)。
較佳的，該絕緣氣封墊是借助由將負(fù)極端子的柱狀體定位于該上蓋板的穿孔內(nèi)，再注入融熔塑料絕緣組合物于該負(fù)極端子與該穿孔及該上蓋板間的間隙，及冷卻成型該組合物而制備。更佳的，該絕緣氣封墊是使用一模具，及將該上蓋板及負(fù)極端子嵌入該模具內(nèi)再借助由射出成型該塑料絕緣組合物而制備。
較佳的，該負(fù)極端子的柱狀體為圓柱、橢圓形柱、角柱或不規(guī)則形狀柱；擴(kuò)大頭為一截面積小于上蓋板的長形平板，該長形平板相對于柱狀體的位置為對稱或不對稱，其可供與一位于該電池罐殼內(nèi)的鋰離子二次電池的負(fù)極導(dǎo)電柄焊接之用。更佳的，該上蓋板的穿孔具有一定的截面形狀，并且與該負(fù)極端子的柱狀體的形狀相對應(yīng)，而為圓形、橢圓形、方形或多邊形。
較佳的，該絕緣氣封墊具有一對應(yīng)于該上蓋板的穿孔及該負(fù)極端子的柱狀體的形狀的中空柱，及由該中空柱的一端橫向延伸的凸緣(flange)，其中該中空柱被夾持于該負(fù)極端子的柱狀體與該上蓋板的穿孔之間，及該凸緣被夾持于該負(fù)極端子的擴(kuò)大頭與該上蓋板的內(nèi)側(cè)表面之間。更佳的，該絕緣氣封墊進(jìn)一步具有一從該凸緣的邊緣縱向延伸的墻，其中該墻環(huán)繞或部份圍繞該負(fù)極端子的擴(kuò)大頭。
在本實(shí)用新型的一較佳具體實(shí)施例中，該負(fù)極端子在相對于該擴(kuò)大頭的另一端具有一壓扁頭；該上蓋板的穿孔在位于該上蓋板的外側(cè)具有一方形或多邊形的擴(kuò)大開口；該絕緣氣封墊在相對于該凸緣的另一端具有一伸出唇部，其中該伸出唇部具有對應(yīng)于該上蓋板的穿孔的擴(kuò)大開口與該中空柱之間所定義的形狀。
本實(shí)用新型的方型鋰離子二次電池的上蓋組的結(jié)構(gòu)，提供了以下的優(yōu)點(diǎn)1.零件數(shù)目簡化；2.零件不需再二次加工組裝；及3.寬度可以做到3.0mm以下。


圖1為已有的方型鋰離子二次電池的外觀的立體示意圖。
圖2為已有的方型鋰離子二次電池的上蓋組的剖視示意圖。
圖3a及3b分別顯示已有的方型鋰離子二次電池的上蓋組被鉚合前及后的剖視示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的方型鋰離子二次電池的剖視示意圖。
圖5a及5b分別顯示本實(shí)用新型的一較佳具體實(shí)施例的方型鋰離子二次電池的上蓋組的剖視示意圖及底視示意圖。
圖6顯示本實(shí)用新型的另一較佳具體實(shí)施例的方型鋰離子二次電池的上蓋組的剖視示意圖。
附圖標(biāo)記10..電池罐殼 20，40..上蓋組21..鉚釘 22..上氣封墊23，43..上蓋板24..下氣封墊 25..上蓋鎳片 30..鉚頭41..負(fù)極端子 42，42’..絕緣氣封墊 45..擴(kuò)大頭46..圓柱形體47，47’..穿孔421..中空柱 422..凸緣(flange)423..墻 50..鋰離子二次電池之之儲電材料具體實(shí)施方式
較佳具體實(shí)施例的詳述本實(shí)用新型是針對方型(或稱之為角型)鋰離子二次電池用的上蓋組提供一種有別于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作方法。傳統(tǒng)的做法是將上蓋組的五個(gè)零件依序疊放在一起后，再以鉚頭沖壓的方式將五個(gè)零件鉚合成為一個(gè)上蓋組。在本實(shí)用新型中，我們將上蓋組零件簡化成三個(gè)(包含兩個(gè)金屬件電極端子和上蓋板；及一個(gè)塑料件絕緣氣封墊)，采用將金屬件先嵌入到模具中，再射出成型該塑料件而同步完成上蓋組的組合，如此可達(dá)到簡化零件數(shù)目、一體成形同步射出而不須再行組裝各零件即可加工、有效縮小上蓋組尺寸等多種好處。
依照本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例所制成的鋰離子二次電池用的上蓋組40，如圖4、圖5a及5b所示，是由一寬度為2.8mm厚度為1.0mm的上蓋板43、一負(fù)極端子41及一絕緣氣封墊42所組成。該上蓋組40適于和一方形電池罐殼10的一開口并以激光焊接的方式密合在一起。該電池罐殼10內(nèi)部含有鋰離子二次電池的儲電材料50。該上蓋組40的負(fù)極端子41的一擴(kuò)大頭45和該電池的儲電材料50的負(fù)極導(dǎo)電柄相連結(jié)，而負(fù)極端子41的另一端伸出于上蓋板43的外表面作為該電池的對外負(fù)極端子。負(fù)極端子41被絕緣氣封墊42所包圍，借以和該上蓋板43及罐殼10所代表的另一極(正極)隔離。該擴(kuò)大頭45為一截面積小于上蓋板43的長形平板，該長形平板相對于柱狀體的位置可以為如圖5a所示的不對稱，也可以為對稱的。
該絕緣氣封墊42是借助由將該上蓋板43及負(fù)極端子41嵌入到一模具中，且將該負(fù)極端子41的圓柱形體(直徑1.5mm)46定位于該上蓋板43的圓形穿孔47(直徑2.0mm)內(nèi)，再射出成型而制備出，同時(shí)同步的完成該上蓋組40的組合。由于該上蓋板43與電池罐殼10的激光封焊的過程會產(chǎn)生高熱，所以一般采用耐高溫的鐵氟龍材質(zhì)來成型該絕緣氣封墊42。為確保射出后的上蓋組達(dá)到特定精度的要求，金屬件(上蓋板及負(fù)極端子)在模具內(nèi)的嵌入位置必須非常準(zhǔn)確而必須有機(jī)械定位的設(shè)計(jì)；通常是在模具及金屬件上分別做可以互相搭配的凹凸點(diǎn)設(shè)計(jì)(未示于圖中)來定位。
射出成形的絕緣氣封墊42具有一對應(yīng)于該上蓋板的穿孔47及該負(fù)極端子的圓柱形體46的形狀的中空柱421，由該中空柱的一端橫向延伸的凸緣(flange)422，及由該凸緣的邊緣縱向延伸的墻423，其中該中空柱421被夾持于該負(fù)極端子的圓柱形體46與該上蓋板的穿孔47之間，該凸緣422被夾持于該負(fù)極端子的擴(kuò)大頭45與該上蓋板的內(nèi)側(cè)表面之間，且該負(fù)極端子的擴(kuò)大頭45為該墻423所環(huán)繞。選擇性，該墻423亦可被省略不設(shè)或僅有兩相對的部份立于該上蓋板的43的兩端。
在上述實(shí)施例，將已知的上蓋組的鉚釘和上蓋鎳片兩個(gè)零件結(jié)而為一，設(shè)計(jì)成倒「T」字型而有別于傳統(tǒng)鉚合方式的「工」字型，以利負(fù)極端子置入上蓋板的中心圓孔之中。
負(fù)極端子的加工成型方式可采用鍛造加工，材質(zhì)采用一般鐵板加工后再鍍上一層無光澤鎳，鍍鎳的目的在于防銹及利于和負(fù)極鎳導(dǎo)電柄做焊接加工。
在上述實(shí)施例中組件的結(jié)合是采用金屬件嵌入，同步與塑料件射出的方式來完成，塑料件會順著負(fù)極端子的外表來射出成型，于是將負(fù)極端子和上蓋板中心孔之間的間隙填滿，所以形狀也是倒「T」字型，因而已知的上蓋組的上、下氣封墊也可結(jié)合為一。因?yàn)榱慵暮喕柏?fù)極端子采用實(shí)心的設(shè)計(jì)，所以端子可以做得更小，以上的實(shí)施例即提供一個(gè)可以做到寬度3.0mm以下的上蓋組設(shè)計(jì)。
圖6顯示依本實(shí)用新型的另一較佳具體實(shí)施例所完成的方型鋰離子二次電池的上蓋組，其中與圖5a相同的組件或部份以相同的標(biāo)號進(jìn)行表示。圖6中所示的上蓋組與圖5a所示者具有類似的結(jié)構(gòu)，除了前者的上蓋板43的穿孔47’在位于該上蓋板的外側(cè)具有一方形的擴(kuò)大開口；該負(fù)極端子41的圓柱形體46較長并且在絕緣氣封墊41被射出成型后在相對于該擴(kuò)大頭45的另一端被壓扁而具有一壓扁頭，以增加上蓋組的氣密性；及該絕緣氣封墊42’在相對于該凸緣422的另一端具有一伸出唇部，其中該伸出唇部具有對應(yīng)于該上蓋板的穿孔的擴(kuò)大開口與該中空柱之間所定義的形狀，且該壓扁頭位于該伸出唇部上。選擇性的，圖6中的該負(fù)極端子41的圓柱形體46亦可如圖5a所示者相同而不具有該壓扁頭。
以上實(shí)施例的目的是用于更加清楚的說明本實(shí)用新型，而非用于限制本實(shí)用新型的申請專利范圍。
權(quán)利要求1.一種方型鋰離子二次電池的上蓋組，包含一適于和一電池罐殼的一開口密合的上蓋板，該上蓋板具有一穿孔；一負(fù)極端子，其具有一柱狀體及位于該柱狀體的一端的一擴(kuò)大頭，其中該柱狀體的截面大小小于該上蓋板的穿孔，而該擴(kuò)大頭的大小大于該上蓋板的穿孔；及一絕緣氣封墊，其將該負(fù)極端子固定于該上蓋板的穿孔，其中該負(fù)極端子柱狀體位于該穿孔內(nèi)的部份為該絕緣氣封墊所包住，該負(fù)極端子的柱狀體的擴(kuò)大頭位于該上蓋板的內(nèi)側(cè)，而該負(fù)極端子的柱狀體的另一端伸出于該上蓋板的外側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的上蓋組，其中該絕緣氣封墊是借助由將負(fù)極端子的柱狀體定位于該上蓋板的穿孔內(nèi)，再注入融熔塑料絕緣組合物于該負(fù)極端子與該穿孔及該上蓋板間的間隙，及冷卻成型該組合物而制備。
3.如權(quán)利要求2所述的上蓋組，其中該絕緣氣封墊是使用一模具，及將該上蓋板及負(fù)極端子嵌入該模具內(nèi)再借助由射出成型該塑料絕緣組合物而制備。
4.如權(quán)利要求1所述的上蓋組，其中該負(fù)極端子的柱狀體為圓柱、橢圓形柱、角柱或不規(guī)則形狀柱；擴(kuò)大頭為一截面積小于上蓋板的長形平板，該長形平板相對于柱狀體的位置為對稱或不對稱，其可供與一位于該電池罐殼內(nèi)的鋰離子二次電池的負(fù)極導(dǎo)電柄焊接之用。
5.如權(quán)利要求4所述的上蓋組，其中該上蓋板的穿孔具有一定的截面形狀，并且與該負(fù)極端子的柱狀體的形狀相對應(yīng)，而為圓形、橢圓形、方形或多邊形。
6.如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的上蓋組，其中該絕緣氣封墊具有一對應(yīng)于該上蓋板的穿孔及該負(fù)極端子的柱狀體的形狀的中空柱，及由該中空柱的一端橫向延伸的凸緣，其中該中空柱被夾持于該負(fù)極端子的柱狀體與該上蓋板的穿孔之間，及該凸緣被夾持于該負(fù)極端子的擴(kuò)大頭與該上蓋板的內(nèi)側(cè)表面之間。
7.如權(quán)利要求6所述的上蓋組，其中該絕緣氣封墊進(jìn)一步具有一從該凸緣的邊緣縱向延伸的墻，其中該墻環(huán)繞或部份圍繞該負(fù)極端子的擴(kuò)大頭。
8.如權(quán)利要求6所述的上蓋組，其中該上蓋板的穿孔在位于該上蓋板的外側(cè)具有一方形或多邊形的擴(kuò)大開口；該絕緣氣封墊在相對于該凸緣的另一端具有一伸出唇部，其中該伸出唇部具有對應(yīng)于該上蓋板的穿孔的擴(kuò)大開口與該中空柱之間所定義的形狀。
9.如權(quán)利要求8所述的上蓋組，其中該負(fù)極端子在相對于該擴(kuò)大頭的另一端具有一壓扁頭，且該壓扁頭位于該伸出唇部上。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于方型鋰離子二次電池的封裝罐,特別是關(guān)于該封裝罐用的上蓋組的結(jié)構(gòu)。方型鋰離子二次電池的上蓋組,包含:一適于和一電池罐殼的一開口密合的上蓋板,該上蓋板具有一穿孔;一負(fù)極端子,其具有一柱狀體及位于該柱狀體的一端的一擴(kuò)大頭,其中該柱狀體的截面大小小于該上蓋板的穿孔,而該擴(kuò)大頭的大小大于該上蓋板的穿孔;及一絕緣氣封墊,其沿著負(fù)極端子的外緣射出成型,借以阻隔上蓋板和負(fù)極端子相碰觸,并使得該負(fù)極端子柱狀體得以固定于該上蓋板的穿孔內(nèi),且柱狀體的擴(kuò)大頭位于該上蓋板的內(nèi)側(cè),而柱狀體另外一端則伸出于該上蓋板外側(cè)。
文檔編號H01M2/04GK2504764SQ0127018
公開日2002年8月7日 申請日期2001年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月7日
發(fā)明者馮銘祥, 施建志 申請人:精極科技股份有限公司