專(zhuān)利名稱(chēng)：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，特別涉及一種改善電極組件非活性材料部分的結(jié)構(gòu)以提高集電性能的二次電池。
背景技術(shù)：
二次電池被分為將一個(gè)或多個(gè)單電池(battary cells)包裝成一組的形式的低容量二次電池(下文稱(chēng)作″低容量電池″)和將十幾個(gè)單電池封裝形成電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的大容量二次電池(下文稱(chēng)作″大容量電池″)。
低容量電池用作小型電子設(shè)備的電源，例如向蜂窩電話、筆記本式電腦和攝錄像機(jī)之類(lèi)供電的電源，而大容量電池用作驅(qū)動(dòng)燃油電力兩用車(chē)等中的電機(jī)的電源。
當(dāng)?shù)腿萘侩姵赜蓡误w電池(cell)構(gòu)成時(shí)，其主要形成為圓柱形或棱柱形。絕緣隔板被設(shè)置在卷繞成螺旋形而形成電極組件的帶狀正極和負(fù)極之間。電極組件被插入殼體中構(gòu)成電池。
連接正極和負(fù)極的導(dǎo)電接頭作為引線端子用于收集由正極和負(fù)極分別產(chǎn)生的電流。導(dǎo)電接頭被焊接在正極和負(fù)極上，并且將由正極和負(fù)極產(chǎn)生的電流傳輸?shù)秸龢O和負(fù)極端子上。
將上面描述的低容量電池結(jié)構(gòu)直接用于大容量電池中時(shí)，就容量或電力而言其不能滿(mǎn)足后者的工作性能。因此，有人建議引入多抽頭構(gòu)件(multi-tap structure)以提高電池容量或電力。
這種多抽頭構(gòu)件被構(gòu)成為使多個(gè)抽頭與電極組件的正極和負(fù)極相連，將這些抽頭合并成正極和負(fù)極抽頭，隨后將這些抽頭連接到正極和負(fù)極端子上。
而且，可用集電板構(gòu)件代替抽頭構(gòu)件以收集來(lái)自大容量電池中的電極組件的電流。
集電板構(gòu)件通過(guò)將集電板連接到電極組件的正極和負(fù)極上將來(lái)自電極組件的電流傳輸?shù)秸龢O和負(fù)極端子。與抽頭構(gòu)件相比，這種構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)是，加大了起導(dǎo)線元件作用的集電板與電極組件的正負(fù)電極之間的接觸面積。
由于這個(gè)原因，在形成驅(qū)動(dòng)電機(jī)二次電池模塊的二次電池中采用集電板來(lái)收集電流。
將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的二次電池形成為棱柱形而不是圓柱形時(shí)，正極和負(fù)極端子被設(shè)置在裝配于殼體上的蓋板上。電極端子被電連接到容納在殼體內(nèi)部的電極組件的正極和負(fù)極上，以收集由正極和負(fù)極產(chǎn)生的電流。
電極端子和電極組件之間的電連接結(jié)構(gòu)直接影響棱柱形電池的集電效率。因此，必須以合理的方式進(jìn)行電連接。
然而，當(dāng)導(dǎo)線元件緊緊地粘附(adhered)于與電極端子接觸的電極組件的接觸面上以電連接電極端子和電極組件時(shí)，在接觸面上將產(chǎn)生縫隙，因而難以獲得優(yōu)良的連接。
這種現(xiàn)象由于電極組件的正負(fù)電極的非活性材料部分的形狀而引起，從而導(dǎo)致電極組件與導(dǎo)線元件緊密粘附。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種二次電池，其具有與電極組件的電極接觸良好的導(dǎo)線元件，以使電極端子與電極連接。
所述目的及其它目的可以通過(guò)具有下列特征的二次電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明一方面，所提供的二次電池包括包括正極、負(fù)極和隔板的電極組件，正極和負(fù)極具有含有非活性物質(zhì)的非活性材料部分；內(nèi)部適于容納電極組件的殼體；與殼體相連的蓋組件，其包括正極端子和負(fù)極端子，所述正極和負(fù)極端子分別電連接到正極和負(fù)極的非活性材料部分；電極組件的寬度W1大于正極和負(fù)極非活性材料部分的寬度W2。
正極和負(fù)極非活性材料部分優(yōu)選包括至少一個(gè)切割部分。正極和負(fù)極非活性材料部分優(yōu)選包括六面體形狀。正極和負(fù)極非活性材料部分優(yōu)選分別包括層疊隔板和平的正、負(fù)集電體。
正極和負(fù)極端子優(yōu)選分別通過(guò)導(dǎo)線元件電連接到正極和負(fù)極非活性材料部分。
蓋組件優(yōu)選包括具有適于接收正負(fù)電極端子的耦合孔的蓋板，所述蓋板優(yōu)選與該殼體耦聯(lián)并適于覆蓋殼體的開(kāi)口。
該二次電池優(yōu)選具有棱柱形。該二次電池優(yōu)選是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電池。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，所提供的二次電池包括包括正極、負(fù)極和隔板的電極組件，正極和負(fù)極具有含有非活性物質(zhì)的非活性材料部分；內(nèi)部適于容納電極組件的殼體；與殼體相連的蓋組件，其包括正極端子和負(fù)極端子，正極和負(fù)極端子分別電連接到正極和負(fù)極的非活性材料部分；電極組件的厚度D1大于正極和負(fù)極非活性材料部分的厚度D2。
正極和負(fù)極非活性材料部分優(yōu)選包括至少一個(gè)切割部分。
正極和負(fù)極端子優(yōu)選通過(guò)導(dǎo)線元件分別電連接到正極和負(fù)極非活性材料部分上，所述切割部分優(yōu)選設(shè)置在與導(dǎo)線元件接觸的正極和負(fù)極非活性材料部分的接觸面上。
蓋組件優(yōu)選包括具有適于接收正負(fù)電極端子的耦合孔的蓋板，蓋板優(yōu)選與殼體耦聯(lián)并適于覆蓋殼體的開(kāi)口。
該二次電池優(yōu)選具有棱柱形。該二次電池優(yōu)選是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電池。


通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明將能更全面地理解本發(fā)明，本發(fā)明的許多附加優(yōu)點(diǎn)也將更清晰，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。
附圖中圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的二次電池局部剖切的透視圖；圖2A、2B和2C是本發(fā)明第一實(shí)施方式的二次電池電極組件的透視圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的二次電池的電極組件和導(dǎo)線元件的橫向剖視圖；圖4是本發(fā)明第二實(shí)施方式的二次電池局部透視圖；圖5是本發(fā)明第二實(shí)施方式的二次電池的電極組件和導(dǎo)線元件的橫向剖視圖；圖6是本發(fā)明導(dǎo)線元件的一種變型的局部透視圖；圖7是采用以本發(fā)明實(shí)施方式的二次電池為基礎(chǔ)的二次電池模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，附圖中示出了本發(fā)明的圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的棱柱形二次電池的局部剖切的透視圖.
參考圖1，本二次電池包括具有沿縱向延伸的棱柱形(以沿附圖中X軸線方向)和開(kāi)口11a的殼體11；被容納在殼體11內(nèi)部的電極組件25；及密封殼體11的開(kāi)口11a的蓋組件30。電極組件25通過(guò)卷繞正極和負(fù)極并將隔板插入其中而形成。
殼體11由導(dǎo)電的金屬材料制成，例如由鋁、鋁合金或鍍鎳鋼制成。殼體11具有六面體結(jié)構(gòu)，其上形成有容納棱柱形電極組件25的開(kāi)口11a，電極組件容納于其中。
蓋組件30具有蓋板32，該蓋板的形狀能很好地與殼體11的開(kāi)口11a配合。在蓋板32上設(shè)置有正負(fù)電極端子61和61′。
在此實(shí)施方式中，正極和負(fù)極端子61和61′的外周邊上具有螺旋螺紋S，正極和負(fù)極端子與導(dǎo)線元件65和65′一體地電連接到正極和負(fù)極的非活性材料部分上。
如圖中所示，正極和負(fù)極端子61和61′向外突出地被固定在蓋板32上。延伸兩個(gè)電極端子61和61′使得當(dāng)多個(gè)單體電池組合形成二次電池模塊時(shí)，連接件(未示出)能夠連接于其上以使相鄰單體電池相互連接。
在此實(shí)施方式中，正極和負(fù)極端子61和61′與導(dǎo)線元件65和65′彼此一體地結(jié)合在本體中。導(dǎo)線元件65和65′被形成為線性導(dǎo)體。
雖然在本發(fā)明此示例性實(shí)施方式中，正極和負(fù)極端子61和61′與導(dǎo)線元件65和65′一體地結(jié)合于一個(gè)本體中，但正極和負(fù)極端子61和61′與導(dǎo)線元件65和65′的組合或具體結(jié)構(gòu)并不限于此。
而且，蓋組件30包括用于排出殼體11內(nèi)部產(chǎn)生的氣體以防止電池爆炸的排氣口40。排氣口40位于蓋板32的預(yù)定部位。
現(xiàn)在參考圖2A到2C描述本發(fā)明此實(shí)施方式的電極組件25。
如這些附圖所示，電極組件25被構(gòu)成為使隔板21被置于正極和負(fù)極22和23之間，并沿軸線0被卷繞成凝膠物卷(jelly roll)，通過(guò)壓制機(jī)對(duì)其施壓以形成棱柱形。
正極和負(fù)極22和23以及隔板21呈帶狀，當(dāng)其被卷繞時(shí)，正極和負(fù)極22和23的非活性材料部分22b和23b突出于電極組件25的兩端并彼此面對(duì)。
正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b是這樣的區(qū)域，在該區(qū)域，基本形成正極和負(fù)極22和23的各自的集電體上沒(méi)有涂敷活性物質(zhì)。
正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b是被多層層疊成的與電極組件25的凝膠物卷形結(jié)構(gòu)一致的結(jié)構(gòu)，其彼此緊緊粘附以有效地收集電極組件25產(chǎn)生的電流。
因此，對(duì)除兩端之外的正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b的區(qū)域加壓并且整平，這些部分在下文中被稱(chēng)為平坦部分22bb和23bb。
利用所形成的平坦部分22bb和23bb，可彎曲正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b的兩端22ba和23ba，使得它們具有比平坦部分22bb和23bb的厚度更厚的厚度，如圖2A所示。
然而，當(dāng)正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b局部存在厚度差，與它們接觸的導(dǎo)線元件65和65′不能完全粘附于正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b上，在其兩端22ba和23ba與平坦部分22bb和23bb之間的邊界區(qū)域產(chǎn)生松弛，同時(shí)形成縫隙。
在這種情況下，導(dǎo)線元件65和65′與正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b的接觸電阻增加，因此，由于導(dǎo)線元件65和65′使得集電效果變差。
為了避免這種問(wèn)題，對(duì)于本實(shí)施方式的電極組件25而言，從正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b切去其彎曲的末端22ba和23ba，致使在正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b上形成切割部分22c和23c，如圖2B所示。
兩個(gè)切割部分22c和23c被形成在正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b上。當(dāng)然，不限于將切割部分形成在正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b處。
舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b而言，可以?xún)H切割處于導(dǎo)線元件65和65′側(cè)的末端22ba和23ba的那些部分而形成切割部分。
也就是說(shuō)，可將至少一個(gè)切割部分形成在正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b處。
對(duì)于切割部分22c和23c而言，使正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b的寬度W2小于電極組件25的寬度W1，如圖2C所示。
將正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b與隔板及平坦的彼此分別被多層層疊的正負(fù)電極電流集電體一起形成。
下面描述電極組件25和正極和負(fù)極端子61和61′之間的連接關(guān)系。
如圖3所示，將導(dǎo)線元件65和65′緊緊地粘附于正負(fù)電極非活性材料部分22b和23b的一側(cè)端部，并對(duì)其進(jìn)行焊接，使它們與后者電連接。
因?yàn)檎龢O和負(fù)極非活性材料部分22b和23b保持平坦、沒(méi)有任何彎曲部分，所以導(dǎo)線元件65和65′能夠與正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b良好地接觸而沒(méi)有任何縫隙。
據(jù)此，能夠增加導(dǎo)線元件65和65′與正極和負(fù)極非活性材料部分22b和23b的接觸面，并且能夠減小接觸電阻。
圖4和5示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的二次電池。
如這些附圖所示，與在前的實(shí)施方式一樣地形成電極組件71和蓋組件73，因此省略對(duì)它們的具體說(shuō)明。
對(duì)于第二實(shí)施方式而言，將導(dǎo)線元件77設(shè)置在蓋組件73的蓋板73a上的正極端子75電性連接到電極組件71的正極非活性材料部分71a上。為了使導(dǎo)線元件77沒(méi)有任何縫隙地緊緊粘附到正極非活性材料部分71a上，正極非活性材料部分71a的彎曲端部710a并沒(méi)有象前面實(shí)施方式那樣完全被切割，而是部分地被切斷。
被切割的正極非活性材料部分71a的彎曲末端710a的大小足以使得平坦部分712a和其表面基本齊平。
為了便于說(shuō)明，圖4和5僅示出了電極組件71的正極非活性材料部分71a、正極端子75和正極導(dǎo)線元件77。正極非活性材料部分和與其連接的導(dǎo)線元件的結(jié)構(gòu)也能用于電極組件71的負(fù)極非活性材料部分與負(fù)極導(dǎo)線元件的連接。
此外，對(duì)于第二實(shí)施方式而言，可以切割正極非活性材料部分71a的末端710a的一個(gè)或多個(gè)部分。同樣，這種結(jié)構(gòu)也能應(yīng)用于負(fù)極非活性材料部分。
對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，第二實(shí)施方式的電極組件71的厚度D1大于正極非活性材料部分71a或負(fù)極非活性材料部分的厚度D2。
圖6示出了本發(fā)明的二次電池的變型。在該變型中，用于電極組件中的導(dǎo)線元件80的結(jié)構(gòu)與第一和第二實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)不同，由此形成二次電池。
如圖中所示，將被分成兩部分的導(dǎo)線元件80與外部端子相連，所述兩部分被裝于電極組件的非活性材料部分，同時(shí)與其接觸。
將多個(gè)具有上述結(jié)構(gòu)的二次電池彼此串聯(lián)或并聯(lián)，以構(gòu)成二次電池模塊，并且用作驅(qū)動(dòng)燃油電力兩用車(chē)輛HEVS、電動(dòng)車(chē)輛EVS、無(wú)線吸塵器、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)等中的電機(jī)的電源。
圖7是用以本發(fā)明實(shí)施方式的二次電池為基礎(chǔ)的二次電池模塊90驅(qū)動(dòng)電機(jī)92的方框圖。
采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，由于設(shè)有用于將電極端子與電極組件電連接的導(dǎo)線元件，可使接觸電阻減到最小，因而可提高集電效率。
因此，可提高二次電池的能量密度，借此可改善其工作性能。
雖然上文已對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)清楚地認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)，可在本發(fā)明的構(gòu)思和由所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍內(nèi)作出各種變換和/或改型。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括包括正極、負(fù)極和隔板的電極組件，所述正極和負(fù)極具有包含非活性物質(zhì)的非活性材料部分；內(nèi)部適于容納所述電極組件的殼體；及與所述殼體相連、并包括正極端子和負(fù)極端子的蓋組件，所述正極和負(fù)極端子分別電連接到所述正極和負(fù)極的所述非活性材料部分；其中，所述電極組件的寬度W1大于所述正極和負(fù)極非活性材料部分的寬度W2。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述正極和負(fù)極非活性材料部分包括至少一個(gè)切割部分。
3.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中，所述正極和負(fù)極非活性材料部分包括六面體形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其中，所述正極和負(fù)極非活性材料部分分別包括疊層隔板和平的正負(fù)集電體。
5.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述正極和負(fù)極端子通過(guò)導(dǎo)線元件分別電連接到所述正極和負(fù)極非活性材料部分。
6.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述蓋組件包括具有適于接收所述正負(fù)電極端子的耦合孔的蓋板；該蓋板與所述殼體耦聯(lián)并且適于覆蓋所述殼體的開(kāi)口。
7.一種二次電池，包括包括正極、負(fù)極和隔板的電極組件，所述正極和負(fù)極具有包含非活性物質(zhì)的非活性材料部分；內(nèi)部適于容納所述電極組件的殼體；及與所述殼體相連、包括正極端子和負(fù)極端子的蓋組件，所述正極和負(fù)極端子分別電連接到所述正極和負(fù)極的非活性材料部分；其中，所述電極組件的厚度D1大于所述正極和負(fù)極非活性材料部分的厚度D2。
8.如權(quán)利要求7所述的二次電池，其中，所述正極和負(fù)極非活性材料部分包括至少一個(gè)切割部分。
9.如權(quán)利要求8所述的二次電池，其中，所述正極和負(fù)極端子通過(guò)導(dǎo)線元件分別電連接到所述正極和負(fù)極非活性材料部分上；所述切割部分被設(shè)置在與所述導(dǎo)線元件接觸的所述正極和負(fù)極非活性材料部分的接觸面上。
10.如權(quán)利要求7所述的二次電池，其中，所述蓋組件包括具有適于接收所述正負(fù)電極端子的耦合孔的蓋板；該蓋板與所述殼體耦聯(lián)，并且適于覆蓋所述殼體的開(kāi)口。
11.如權(quán)利要求1或7所述的二次電池，其中，所述二次電池為棱柱形狀。
12.如權(quán)利要求1或7所述的二次電池，其中，所述二次電池包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電池。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種二次電池，其包括具有正極、負(fù)極和隔板的電極組件；內(nèi)部容納有電極組件的殼體；與殼體相連、具有正極端子以及負(fù)極端子的蓋組件。正極和負(fù)極具有包含非活性物質(zhì)的非活性材料部分，正極和負(fù)極端子分別電連接到正極和負(fù)極的非活性材料部分。電極組件的寬度W
文檔編號(hào)H01M4/02GK1776952SQ200510131598
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者尹蕙嫄, 全相垠, 金載炅, 劉錫潤(rùn) 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社