專利名稱：用于電化學(xué)電池的具有低蒸汽滲透的封閉組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電化學(xué)電池的封閉組件，該封閉組件包括容器和密封該容 器的開口端的端組件，從而將由于電解質(zhì)蒸汽滲透引起的質(zhì)量或重量損失降至最低。所 述端組件設(shè)有能夠在所述電池內(nèi)的壓力超過預(yù)定極限時(shí)將流體排出的排放構(gòu)件(vent member)；與所述端組件的導(dǎo)電觸頭和所述電池的電極的集流體操作性地電接觸的接觸構(gòu) 件；以及至少布置在所述封閉組件的具有不同極性的導(dǎo)電部件之間的絕緣的聚合物密封構(gòu) 件。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述密封構(gòu)件具有選定的尺寸比，以便將通過所述密封構(gòu)件的電解 質(zhì)的蒸汽滲透降至最低。
背景技術(shù)：
電化學(xué)電池，例如那些包含金屬鋰或合金作為電化學(xué)活性物質(zhì)的電化學(xué)電池，用 于向多種電子器件供電。電子器件制造商經(jīng)常將其器件設(shè)計(jì)為接受具有多種標(biāo)準(zhǔn)化容器 外部尺寸的電化學(xué)電池，例如“AA”或“MA”尺寸的容器，或者根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ANSI)命名法分別為R6或R03尺寸的容器。監(jiān)管當(dāng)局例如聯(lián)合國(UN)和美國運(yùn)輸部(DOT) 頒布了關(guān)于含鋰的電化學(xué)電池的運(yùn)輸要求。除了規(guī)定對(duì)于特定電池類型的最大鋰含量以 外，UN/DOT規(guī)章還要求含鋰電池通過質(zhì)量損失測(cè)試，例如Tl高空模擬測(cè)試和T2熱循環(huán)測(cè) 試ο電化學(xué)電池中的質(zhì)量或重量損失可以歸因于多種源頭，例如電解質(zhì)蒸汽通過電池 的密封構(gòu)件的電解質(zhì)蒸汽的擴(kuò)散和在密封接口處的電解質(zhì)滲漏，尤其是在溫度循環(huán)過程 中。在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)散重量損失可以根據(jù)密封構(gòu)件的蒸汽滲透率、密封構(gòu)件的尺寸比和 時(shí)間的乘積來計(jì)算。尺寸比可以通過將電解質(zhì)蒸汽擴(kuò)散所通過的橫截面面積除以蒸汽傳播 的路徑長度來計(jì)算。當(dāng)電池尺寸減小時(shí)，橫截面面積與路徑長度的比不像電池的體積或質(zhì) 量減小得那么快。因此，相對(duì)小尺寸的電池比較大的電池往往具有較高百分比的質(zhì)量損失， 并且小尺寸的電池被認(rèn)為更難通過UN/DOT的質(zhì)量損失要求。此外，電化學(xué)電池，例如含電化學(xué)活性鋰的電池，經(jīng)常利用易揮發(fā)的和/或活性的 非水電解質(zhì)溶液和鹽。鑒于此，構(gòu)造使得由于蒸汽滲透引起的質(zhì)量損失降至最低的電化學(xué) 電池是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。進(jìn)一步的挑戰(zhàn)是提供帶有釋壓排放構(gòu)件的電池，所述釋壓排放構(gòu)件用于從電池內(nèi) 部釋放或排出流體，以在正常放電或存放條件下限制內(nèi)部壓力的形成且保持密封。沒有排 放構(gòu)件時(shí)，電池可能失效、膨脹、滲漏和/或不能組裝。多種釋壓排放構(gòu)件和封閉組件的構(gòu)造已被使用在電化學(xué)電池中。美國專利3，279，953據(jù)報(bào)涉及用于被密封的電池組電池的金屬殼體的絕緣密封。 具體而言，其涉及管狀金屬板殼體的開口端和金屬板罩封閉機(jī)構(gòu)之間的絕緣密封結(jié)合部， 金屬板罩封閉機(jī)構(gòu)還構(gòu)成被密封的電池的兩個(gè)相反極性的端子，其例如據(jù)報(bào)被使用在例如 手電筒中，但相似的被密封的殼體也已被用于其它應(yīng)用中。美國專利3，852，117涉及一種用于電化學(xué)電池或類似物的密封機(jī)構(gòu)，位于圓柱壁和在圓柱形容器一端的封閉盤之間。該密封機(jī)構(gòu)包括通過圓柱壁的變形形成的相對(duì)的圓形 密封構(gòu)件，在其邊緣周圍承受所述盤的相對(duì)端面。該密封機(jī)構(gòu)通過圓柱壁的軸向壓縮而封 閉，從而引起所述壁的變形，以形成密封構(gòu)件并使這種構(gòu)件壓靠封閉盤。美國專利5，876，868涉及一種據(jù)報(bào)具有防爆功能的電池密封結(jié)構(gòu)，其防止由于電 池內(nèi)部壓力的非正常增加而引起電池爆炸，并且據(jù)報(bào)其還能夠良好地將電池密封，這可歸 因于電池組件操作效率的提高。美國專利6，207，320涉及一種電池，其包括被電解質(zhì)和電極組件填充的罐。據(jù)報(bào) 蓋組件被緊密封閉地安裝在罐的上端上，且墊片介于該蓋組件與上端之間。蓋組件提供設(shè) 有安全溝槽的板、布置在該板上的電流控制構(gòu)件、布置在該電流控制構(gòu)件上的蓋罩和布置 在所述板下面并由一支撐板支撐的斷路器。此外，板、電流控制構(gòu)件和蓋罩的至少其中之一 的周界邊緣在支撐板周圍彎曲。美國專利6，620，544涉及一種被密封的電池，其包括用于容納發(fā)電機(jī)的罐；在罐 的開口上壓彎并連接至發(fā)電機(jī)的正電極和負(fù)電極之一的密封構(gòu)件；布置在罐和密封構(gòu)件之 間的墊片；布置在密封構(gòu)件上的罩蓋，在罩蓋和密封構(gòu)件之間布置有絕緣構(gòu)件；布置在罩 蓋和密封構(gòu)件之間的電流控制構(gòu)件，據(jù)報(bào)用于在電池的溫度增大到超過允許的水平時(shí)切斷 電流；以及布置在罩蓋和電流控制構(gòu)件之間的減震器，據(jù)報(bào)用于防止震動(dòng)直接傳遞至電流 控制構(gòu)件。美國專利6，777，1 涉及一種二次電池以及一種二次電池的制造方法，該二次電 池包括具有正電極板、負(fù)電極板和介于該正負(fù)電極板之間的隔板的電池單元、用于容納電 池單元的罐、具有蓋罩、安全排放部和墊片的蓋組件，其中安全排放部的端部向內(nèi)彎曲以被 沿安全排放部的外圍提供的墊片填充，據(jù)報(bào)使得安全排放部以緊固方式被插入墊片。美國公開2005/0M4706涉及一種帶有用于密封電池容器的開口端的集流體組件 的電化學(xué)電池。所述集流體組件包括止動(dòng)器和帶有外圍法蘭的接觸彈簧，止動(dòng)器和接觸彈 簧均在其中具有中心開口。布置在止動(dòng)器和接觸彈簧的外圍法蘭之間的釋壓排放構(gòu)件據(jù)報(bào) 在正常條件下將止動(dòng)器和接觸彈簧中的開口密封，并且當(dāng)內(nèi)部壓力超過預(yù)定極限時(shí)破裂以 從電池內(nèi)部釋放壓力。美國公開2006/0228620涉及適用于電化學(xué)電池組電池的封閉組件和可破裂的排 放部密封機(jī)構(gòu)。所述排放部密封機(jī)構(gòu)包括一系列外圍突出部，這些突出部可以折疊以確保 排放部在沒有皺褶或重疊的折疊部分的情況下的正確密封。美國公開2007/0015046涉及一種鋰二次電池，其具有形成在墊片的與安全排放 部接觸的表面上的凸出部或凹入部，使得電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體和電解質(zhì)據(jù)報(bào)不會(huì)滲漏，由 此據(jù)報(bào)提高電池的安全性。美國公開2008/0070109涉及一種平板狀的非水電解質(zhì)二次電池，其包括通過將 正電極和負(fù)電極相對(duì)并將隔板介于正負(fù)電極之間形成的電極主體；用于容納電極主體的外 殼；以及密封板，用于密封外殼的開口和該密封板的定位在外殼內(nèi)部的端部。此外，密封板 用作正電極端子，外殼用作負(fù)電極端子，并且密封板的與正電極接觸的表面層通過由鋁或 鋁合金制成的金屬層形成。日本公開09-274900涉及一種非水的二次電池，其結(jié)構(gòu)據(jù)報(bào)不會(huì)引起電解質(zhì)滲漏 并且據(jù)報(bào)提高電池抵抗施加的沖擊的能力。
日本公開10-340714防止防爆閥主體的滲漏，并且據(jù)報(bào)通過將防爆閥主體設(shè)置在 電池內(nèi)部而不只是端子蓋上并將電極引線通過焊接板連接至防爆閥主體而形成此功能。日本公開2007-141673提供線管型鋰一次電池，其成本可以通過使用鍍鎳鋼板作 為正電極罐的材料來減少，所述正電極罐據(jù)報(bào)可以長期使用和保存。鑒于以上公開內(nèi)容，希望提供一種具有封閉組件的電化學(xué)電池，所述封閉組件具 有端組件，其呈現(xiàn)希望的針對(duì)蒸汽滲透的屏障特性，但仍然允許在需要時(shí)經(jīng)由排放構(gòu)件緊 急減壓。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種具有封閉組件的電化學(xué)電池，所述封閉組 件包括帶有被端組件密封的開口端的容器，所述端組件針對(duì)電解質(zhì)蒸汽滲透并由此針對(duì)質(zhì) 量損失形成有效屏障。本發(fā)明另外的目的在于提供一種電化學(xué)電池，其具有容器，該容器具有被端組件 封閉的開口端，其中所述容器對(duì)所述端組件施加軸向和徑向力以抑制滲漏。在優(yōu)選的實(shí)施 例中，所述容器為圓柱形并在側(cè)壁中具有朝向該容器的開口向內(nèi)和向上突出的周向卷邊， 且所述卷邊的上壁和下壁保持為分隔開的關(guān)系，以允許所述容器在該容器的上部向內(nèi)壓彎 端和所述卷邊的上壁之間(所述端組件的一部分位于其間)被軸向壓縮。本發(fā)明另外的目的在于提供一種具有封閉組件的電化學(xué)電池，所述封閉組件為蒸 汽滲透提供增大的路徑長度，其中路徑長度在一個(gè)實(shí)施例中通過向容器提供具有相對(duì)深的 向內(nèi)突出深度的卷邊來增大。卷邊的構(gòu)造可以伴隨有密封構(gòu)件，所述密封構(gòu)件在所述卷邊 和所述端組件的部件之間具有相對(duì)小的厚度，以將潛在的電解質(zhì)蒸汽出口的橫截面面積降 至最低。本發(fā)明另外的目的在于提供一種具有端組件的電化學(xué)電池，所述端組件包括能夠 在預(yù)定內(nèi)部壓力下減壓的排放構(gòu)件，其中所述排放構(gòu)件抵抗電解質(zhì)蒸汽的滲透，并且可以 是例如箔片排放部(foil vent)或球排放部(ball vent)。本發(fā)明又一目的在于提供一種具有封閉組件的電化學(xué)電池，所述封閉組件包括容 器和端組件，所述端組件包括將側(cè)壁至少與該端組件的具有與容器不同的極性的導(dǎo)電部件 電隔離的密封構(gòu)件，其中所述端組件包括內(nèi)部接觸構(gòu)件，該接觸構(gòu)件優(yōu)選具有類似彈簧的 特性，連接至釋壓排放構(gòu)件，且該接觸構(gòu)件具有外圍法蘭，所述外圍法蘭與密封構(gòu)件和容器 側(cè)壁一同用于向電池提供軸向和徑向密封，以降低蒸汽滲透。本發(fā)明的再一目的在于提供一種具有封閉組件的電池，所述封閉組件包括具有外 圍法蘭的接觸構(gòu)件，所述外圍法蘭包括兩個(gè)分隔的軸向段，其幫助提供在接觸構(gòu)件和容器 側(cè)壁之間的徑向壓縮，且密封構(gòu)件布置在接觸構(gòu)件和容器側(cè)壁之間。本發(fā)明的還一目的在于提供一種具有封閉組件的電化學(xué)電池，所述封閉組件幫助 使該封閉組件的絕緣的聚合物密封構(gòu)件保護(hù)不受電解質(zhì)影響，其中所述封閉組件包括電連 接至內(nèi)罩的接觸構(gòu)件，并進(jìn)一步包括位于容器的卷邊的內(nèi)部和接觸構(gòu)件之間并與容器的卷 邊的內(nèi)部和接觸構(gòu)件接觸的絕緣構(gòu)件，該絕緣構(gòu)件進(jìn)一步用于防止電池的電極的集流體和 具有與集流體不同的極性的容器之間的接觸。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于形成電化學(xué)電池(尤其是包括用于電化學(xué)電池的容器的電化學(xué)電池)的方法，包括在容器的側(cè)壁中形成延長的且向上傾斜的卷邊上 壁，以提供加強(qiáng)的軸向和徑向密封力，這是尋求將由于電解質(zhì)蒸汽的滲漏引起的質(zhì)量損失 降至最低。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種電化學(xué)電池，包括具有封閉底端、側(cè)壁和開 口端的圓柱形金屬容器；布置在所述容器內(nèi)的螺旋形卷繞的電極組件，所述電極組件包括 正電極、本質(zhì)上由鋰或鋰合金組成的負(fù)電極、布置在所述正電極和所述負(fù)電極之間的隔板 和非水的易揮發(fā)的電解質(zhì)；在所述側(cè)壁中并具有通過過渡構(gòu)件連接的上壁和下壁的周向向 內(nèi)突出部，所述上壁朝向所述電池的徑向中心向上傾斜，并且所述上壁與所述下壁沿它們 各自的長度分隔開；以及封閉所述容器的所述開口端的端組件，所述端組件包括能夠在預(yù) 定內(nèi)部壓力下減壓的排放構(gòu)件、限流或斷流構(gòu)件以及位于所述容器和所述端組件的導(dǎo)電觸 頭之間的絕緣的聚合物密封構(gòu)件，并且其中所述導(dǎo)電觸頭被操作性地電連接至所述正電極 或負(fù)電極。按照本發(fā)明的另外的方面，公開了一種用于形成電化學(xué)電池的方法，包括步驟提 供具有封閉底端、側(cè)壁和開口端的圓柱形容器；在將電極組件插入所述容器之后，在所述容 器的所述側(cè)壁中形成初始卷邊，其中所述初始卷邊位于所述電極組件上方的一電池軸向高 度處；將端組件插入所述容器，使得所述端組件的外圍部分位于所述初始卷邊的上壁上； 為a)所述容器的所述底端、b)帶有卷邊支架的所述初始卷邊和c)所述容器的所述開口端 提供支撐，并且使所述上壁朝向所述電池的徑向中心向上傾斜；以及將所述容器的側(cè)壁的 所述開口端壓彎并將所述端組件緊固在所述壓彎端和所述向上傾斜的上壁的一部分之間 以形成被密封的電池，其中所述卷邊的向上傾斜的上壁在所述被密封的電池中與所述卷邊 的下壁分開。按照本發(fā)明的又一方面，公開了一種電化學(xué)電池，包括圓柱形導(dǎo)電容器，具有封 閉端、被端組件密封的開口端以及在所述封閉端和所述開口端之間延伸的側(cè)壁，所述導(dǎo)電 容器具有第一極性，所述端組件包括具有第二極性的接觸組件，所述側(cè)壁具有向內(nèi)延伸的 卷邊；包括正電極、負(fù)電極和布置在所述正電極和所述負(fù)電極之間的隔板以及電解質(zhì)的電 極組件，其中所述電極之一與所述容器操作性地電接觸，另一電極與所述端組件的所述接 觸構(gòu)件操作性地電接觸；以及所述端組件，包括將所述側(cè)壁與所述端組件的具有所述第二 極性的導(dǎo)電部件電隔離的密封構(gòu)件，其中所述接觸組件包括具有連接至釋壓排放構(gòu)件的外 圍法蘭的導(dǎo)電接觸構(gòu)件，所述釋壓排放構(gòu)件能夠響應(yīng)至少與預(yù)定釋放壓力一樣高的內(nèi)部電 池壓力而破裂，由此允許物質(zhì)通過所述排放構(gòu)件逸出，其中所述外圍法蘭包括軸向段，該軸 向段大致平行于所述側(cè)壁的與其相鄰的一段延伸一距離，其中所述外圍法蘭包括從所述軸 向段沿大致徑向方向延伸的徑向段，并包括軸向定位在所述卷邊上方的部分，并且其中所 述外圍法蘭從所述徑向段過渡到沿大致軸向方向延伸的第二下軸向段，其中所述密封構(gòu)件 至少在(a)所述側(cè)壁和所述外圍法蘭的軸向段、(b)所述卷邊和所述徑向段以及(c)所述 卷邊和所述第二下軸向段之間受到壓縮。


通過結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的詳細(xì)說明，本發(fā)明將會(huì)得到更好的理解，并且其它的 特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中
圖1是本發(fā)明的電化學(xué)電池的一個(gè)實(shí)施例的局部正面剖視圖；圖2是容器的具有向內(nèi)突出部的部分的一個(gè)實(shí)施例的正面剖視圖，所述向內(nèi)突出 部具有向上傾斜的上壁；圖3是本發(fā)明的電化學(xué)電池的封閉組件的另外的實(shí)施例的正面剖視圖；并且圖4是本發(fā)明的電化學(xué)電池的封閉組件的又一實(shí)施例的正面剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及電化學(xué)電池，其優(yōu)選包含非水的電解質(zhì)和作為電化學(xué)活性物質(zhì)的鋰或 鋰合金，具有包括圓柱形容器的電池封閉組件，圓柱形容器具有被端組件密封的開口端，端 組件包括能夠在電池的內(nèi)部壓力處于或高于預(yù)定壓力時(shí)排氣的釋壓排放構(gòu)件。參照附圖將 更好地理解本發(fā)明，其中圖1例示出本發(fā)明的圓柱形電化學(xué)電池10的一個(gè)實(shí)施例。電池10 是FR6型圓柱形Li/i^S —次電池。然而如本文所述，可以理解的是，本發(fā)明可適用于其它 電池類型、材料和結(jié)構(gòu)。電池10具有外殼12，外殼12包括采用具有封閉底部和開口頂端的罐的形式的容 器14。開口頂端由與該開口頂端協(xié)作的端組件30封閉。容器14在其頂端附近具有周向 向內(nèi)突出部或卷邊16，該突出部或卷邊16支撐端組件30的一部分。卷邊16通常被認(rèn)為 分隔容器14的頂部和底部。包括容器14和端組件30的封閉組件將電極組件60密封在容 器14的底部內(nèi)。電極組件60包括陽極或負(fù)電極62、陰極或正電極64以及布置在負(fù)電極 62和正電極64之間的隔板66。電解質(zhì)也布置在容器14的底部內(nèi)。在圖1所示的例示中， 負(fù)電極62、正電極64和隔板66均是相對(duì)薄的結(jié)構(gòu)，它們以螺旋形卷繞在一起，也稱為“膠 卷”構(gòu)造。如所示，電化學(xué)電池10為圓柱形，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明的 可替代實(shí)施例也可以包括其它形狀的電池和電極。容器14可以是具有多種幾何形狀之一 的帶有開口端的容器，例如棱柱形和矩形容器，條件是遵循關(guān)于封閉組件的教導(dǎo)。由于帶有 開口端的圓柱形電池的密封對(duì)于用于形成密封所需的徑向和軸向力提出挑戰(zhàn)，因此與容器 14協(xié)作以使蒸汽滲透降至最低的端組件30被期待對(duì)于圓柱形容器具有特別的適用性。容器14優(yōu)選為具有整體式形成的封閉底部的金屬罐。然而，在一些實(shí)施例中，可 以使用兩端初始均為開口的金屬管。在一個(gè)實(shí)施例中，容器14是鋼制的，其被選擇性地至 少在外側(cè)例如鍍鎳以保護(hù)容器的暴露表面不受腐蝕或者提供希望的外觀。在一個(gè)實(shí)施例 中，容器使用拉制工藝形成，并可由擴(kuò)散退火的低碳鋁鎮(zhèn)靜SAE 2006型號(hào)的鋼或等同的鋼 制成，具有美國材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)9至11的晶粒尺寸以及等軸至稍稍延長的晶粒形 狀。在可替代實(shí)施例中，例如當(dāng)電池的開路電壓被設(shè)計(jì)為大于或等于大約3伏特，或者電池 是可再充電的時(shí)，可以使用其它金屬，以提供相對(duì)較大的耐腐蝕性?？商娲萜鞑牧系膶?shí)例 包括但不限于不銹鋼、鍍鎳不銹鋼、包鎳不銹鋼、鋁和上述材料的合金。如圖1和圖2所示，卷邊16為向內(nèi)突出部，優(yōu)選周向圍繞圓柱形容器延伸。卷邊 16具有上壁18、下壁20以及將上壁18連接到下壁20的過渡構(gòu)件22。上壁18朝向電池 的徑向中心向上傾斜，并且?guī)椭诰磉?6的上壁18和容器14的壓彎端M之間提供希望 的軸向壓縮。如圖2詳細(xì)所示，上壁18包括最低點(diǎn)27以及與最低點(diǎn)27相比位于更加徑向 靠近電池10的中心的最高點(diǎn)觀。為了提供希望的軸向密封力并且旨在將由于滲漏引起的 重量損失降至最低，上壁18優(yōu)選設(shè)有坡面角。更具體地如圖2所示，角度α存在于延伸通過上壁最低點(diǎn)27的假想水平線(即垂直于電池的軸向)與在上壁最低點(diǎn)27和上壁最高點(diǎn) 觀之間牽拉的假想線之間，角度α至少為Γ，通常為從大約1°或大約2°至大約30°， 并且優(yōu)選為從大約3°或大約5°至大約20°。位于最低點(diǎn)27和最高點(diǎn)觀之間的上壁表 面的實(shí)際輪廓可以變化，并且例如可以是彎曲的或直線的。類似地，如圖1所示，電池的下 壁20也可以包括向上傾斜的坡面，沿朝向電池的徑向中心的方向延伸。過渡構(gòu)件22優(yōu)選 為圓滑的或彎曲的且在上壁18和下壁20之間保持希望的間隔。上壁18和下壁20之間的 間隔允許插入和移除在封閉過程中使用的支撐工具。卷邊16具有相對(duì)深的深度，從而為電解質(zhì)蒸汽遷移提供增加的路徑長度，由此減 慢蒸汽遷移。相對(duì)深的卷邊深度還為電池10提供希望的徑向密封力。本文限定的卷邊深 度在容器14的外部根據(jù)過渡構(gòu)件22的最大徑向向內(nèi)延伸的外表面部分與位于從上側(cè)壁沈 的最大半徑處豎直或軸向延伸的假想線上的一點(diǎn)之間的水平或徑向距離來測(cè)量。如圖1所 示，下側(cè)壁四位于卷邊16下面。在電極組件已被放置在容器的下部中之后，卷邊優(yōu)選形成 在容器的側(cè)壁中。在優(yōu)選的實(shí)施例中，對(duì)于R6尺寸的電池，卷邊深度優(yōu)選大于1. 5mm，對(duì)于R03型的 電池，卷邊深度優(yōu)選大于1. 1mm。換言之，對(duì)于R6或R03尺寸的電池或其它電池尺寸，卷邊 深度是電池容器14的最大半徑的至少22%，希望是至少并且優(yōu)選是30%。端組件30被布置在容器14的頂部中并且包括導(dǎo)電接觸端子32，選擇性地還包括 限流或斷流構(gòu)件34、釋壓排放構(gòu)件36、密封構(gòu)件40和限定開口的接觸彈簧或構(gòu)件50。端組 件30選擇性地包括限定開口的止動(dòng)器42。絕緣的聚合物密封構(gòu)件40至少布置在具有與容 器14的極性不同的極性的端組件30的部件之間，否則容器14可能與端組件30的這些部 件接觸。當(dāng)存在限流或斷流構(gòu)件34時(shí)，限流或斷流構(gòu)件34布置在導(dǎo)電接觸端子32和電極 組件60的正電極64之間的電通路中。導(dǎo)電接觸端子32優(yōu)選突出到容器14的上方，并且 被容器14的向內(nèi)壓彎端M保持在適當(dāng)位置，且密封構(gòu)件40被布置在導(dǎo)電接觸端子32和 壓彎端M之間并防止這兩個(gè)部件之間的電接觸。導(dǎo)電接觸端子32可以設(shè)有一個(gè)或多個(gè)排 放孔33，如果排放構(gòu)件36被撕裂，則排放孔33用于允許流體的釋放。止動(dòng)器42被例示為 包括孔的墊圈，如果排放構(gòu)件36被撕裂或者破裂，則流體也可以穿過該孔。接觸構(gòu)件50直 接或間接地例如如圖所示通過限流或斷流構(gòu)件34被操作性地電連接至導(dǎo)電接觸端子32。接觸構(gòu)件50具有與密封構(gòu)件40、容器卷邊16和上側(cè)壁沈協(xié)作的形狀，以提供將 蒸汽滲透降至最低的希望的密封。電極組件60的正電極64直接或間接地通過引線被電連 接至接觸構(gòu)件50。接觸構(gòu)件50優(yōu)選具有與正電極的集流體65的上端接觸的至少一個(gè)接 線片51，集流體65布置在電極組件60的頂部。正電極64的集流體65為其上布置有正電 極材料的導(dǎo)電基板，例如金屬基板，并且集流體65延伸超過正電極材料和隔板66。集流體 65可以由任意合適的材料制成，例如銅、鋁或其它金屬或者上述材料的合金，只要這些材料 在電池內(nèi)部大致穩(wěn)定并與電池中使用的材料相容即可。在優(yōu)選的實(shí)施例中，集流體65可以 采用薄板、箔片、網(wǎng)屏或多孔金屬板的形式。接觸構(gòu)件50可以由一種或多種導(dǎo)電材料制成，優(yōu)選地具有類似彈簧的特性，例如 形狀記憶合金或雙金屬材料，但與希望的部件形成并保持充分電接觸的任意部件也可被使用。當(dāng)端組件30在組裝過程中被放入容器14時(shí)，集流體65偏壓接觸構(gòu)件50的接線片51，接觸構(gòu)件50如上所述是彈性的和/或抗力的。接線片51的特性幫助保持接觸構(gòu)件 50和集流體65之間的接觸。選擇性地，接線片51可以焊接至集流體65，或者經(jīng)由導(dǎo)電引 線(例如可焊接至接線片51和集流體65的窄金屬帶或電線)連接至集流體65。焊接連接 有時(shí)會(huì)更可靠，尤其是在相對(duì)苛刻的處理、存放和使用條件下，但是壓力連接不要求額外的 組裝操作和設(shè)備。接觸構(gòu)件50具有連接至接線片51的外圍法蘭，該外圍法蘭被構(gòu)造為與相鄰的容 器側(cè)壁的形狀互補(bǔ)，以將蒸汽滲透降至最低。接觸構(gòu)件50具有連接至接線片51的軸向段 52、從軸向段52徑向向外延伸的徑向段53以及從徑向段53徑向向外定位的另外的軸向段 M，該另外的軸向段M過渡到向內(nèi)折疊端陽。下軸向段52延伸在卷邊16的壁18的最高 點(diǎn)觀下面，以提供軸向段52和卷邊16之間的希望的壓縮力。兩個(gè)軸向段52和M由徑向 段53分隔并被布置在彼此不同的徑向距離處，且軸向段52與軸向段M相比被定位得更加 靠近電池的徑向中心。將理解的是，軸向段52和M以及徑向段53可以不完全是直線的， 且沿其各自的長度可以具有形式上的變化。所述軸向段和徑向段，即52、討和53，可以沿其 長度從各自的軸向或徑向方向相對(duì)于軸向段豎直且相對(duì)于徑向段水平變化最多大約45° 的角度。接觸構(gòu)件的軸向段和徑向段的構(gòu)造允許密封構(gòu)件40在a)容器的上側(cè)壁沈和外 圍法蘭的軸向段M之間、b)卷邊上壁18的一部分和徑向段53之間以及c)卷邊16和軸 向段52之間被壓縮。在容器和接觸構(gòu)件之間(密封構(gòu)件布置于其間)的多個(gè)徑向和軸向 壓縮區(qū)域被設(shè)計(jì)為降低電解質(zhì)蒸汽從電池逸出的能力。接觸構(gòu)件的設(shè)計(jì)是允許減小密封構(gòu) 件的厚度由此將通過密封構(gòu)件的蒸汽滲透的平均橫截面面積降至最低的一個(gè)因素。該構(gòu)造 還提供相對(duì)長的路徑，電解質(zhì)必須行進(jìn)通過該路徑以從電池中逸出。接觸構(gòu)件提供徑向和 軸向結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以禁受徑向和軸向密封力。在一些實(shí)施例中，接觸構(gòu)件參與將排放構(gòu)件密封。密封構(gòu)件40提供端組件30的其它部件和側(cè)壁容器14之間的密封。在一個(gè)實(shí)施 例中，該密封構(gòu)件從卷邊16的上壁18的下面延伸，優(yōu)選至少從相鄰的過渡構(gòu)件22或從過 渡構(gòu)件22的下面且通常與絕緣構(gòu)件68相鄰延伸，并一直到達(dá)或經(jīng)過容器14的頂部的壓 彎端M，絕緣構(gòu)件68將集流體65的一部分與容器的在卷邊16下面的側(cè)壁物理分隔。卷 邊16為端組件30提供支持表面。如上所述，密封構(gòu)件40至少將端組件的導(dǎo)電部件與容器 14物理分隔，并且還密封端組件30的部件的外圍邊緣，以防止電解質(zhì)在這些部件之間腐蝕 和滲漏。密封構(gòu)件40的尺寸被設(shè)計(jì)為使得在將封閉組件插入容器14并關(guān)閉或壓彎容器的 頂端時(shí)，密封構(gòu)件被壓縮，以在密封構(gòu)件和容器14之間以及密封構(gòu)件40和端組件30的其 它相鄰部件的界面表面之間形成密封。密封構(gòu)件的初始壁厚可以在沿其路徑長度上的一個(gè) 或多個(gè)位置處有所不同。在一個(gè)實(shí)施例中，密封構(gòu)件的平均厚度在通過封閉過程減小之后， 對(duì)于R6尺寸的電池小于0. 55mm，對(duì)于R03和R8尺寸的電池小于0. 37mm。在優(yōu)選的實(shí)施例 中，在對(duì)電池進(jìn)行封閉時(shí)密封構(gòu)件40在至少一個(gè)橫截面面積中經(jīng)歷至少10%的減小量，這 通常足以吸收局部尺寸上的任意變化并且在電池所經(jīng)受的各種條件下保持壓縮。本發(fā)明的目的在于將密封構(gòu)件的暴露于電解質(zhì)的表面積降至最小，這是因?yàn)樵谝?些實(shí)施例中，重量損失可歸因于在相對(duì)高的溫度下通過密封構(gòu)件的擴(kuò)散。密封構(gòu)件40還 由可與其它電池部件形成壓縮密封的材料成分制成，并且密封構(gòu)件40還具有低蒸汽滲透 率，以將例如進(jìn)入電池的水和電解質(zhì)從電化學(xué)電池的損失降至最低。密封構(gòu)件40可以包括聚合物成分，例如熱塑性或熱固性聚合物，密封構(gòu)件40的成分部分地基于例如如下因素 與電極組件的部件(即負(fù)電極62、正電極64以及電解質(zhì)，例如使用在電化學(xué)電池10中的 非水電解質(zhì))的化學(xué)相容性。密封構(gòu)件由提供希望的密封和絕緣特性的任意合適的材料 制成。合適的材料的實(shí)例包括但不限于聚丙烯、聚苯硫醚、四氟化全氟代烷基乙烯基醚共 聚物(tetrafluorideperfluoroalkyl vinyl ether copolymer)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酉享酉旨 (polybutylene terephthalate)、乙烯四氟乙烯(ethylene tetrafluoroethylene)、聚鄰 苯二甲酰胺(polyphthalamide)或者上述材料的任意組合。優(yōu)選的墊片材料包括聚丙烯 (例如，美國特拉華州威爾明頓的Basell Polyolefins的PRO-FAX 6524)、聚對(duì)苯二甲 酸丁二醇酯(例如，美國新澤西州薩米特的Ticona-U. S.的1600A等級(jí)的CELANEX PBT) 和聚苯硫醚(例如，美國德克薩斯州夏納的Boedeker Plastic有限公司的TECHTRON PPS)以及聚鄰苯二甲酰胺(例如，美國喬治亞州阿法樂特的Solvay Advanced Polymers的 Amodel ET 1001L)。密封構(gòu)件的成分可以選擇性地包含增強(qiáng)填料，例如無機(jī)填料和/或 有機(jī)化合物。密封構(gòu)件40可以被密封劑涂覆以進(jìn)一步加強(qiáng)密封特性。乙烯丙烯二烯三元共聚 物(EPDM)是合適的密封劑材料，但也可以使用其它合適的材料。由圖1明顯可見，接觸構(gòu)件50被設(shè)計(jì)為其將密封構(gòu)件40的相對(duì)大百分比的表面 積密封，否則密封構(gòu)件40將會(huì)暴露于電池內(nèi)的電解質(zhì)。密封構(gòu)件的厚度很小，以為蒸汽滲 透提供相對(duì)小的橫截面面積，由此使得蒸汽滲透降至最低。本發(fā)明的密封構(gòu)件可具有多個(gè)不同的構(gòu)造，以幫助滿足將蒸汽容納在電池內(nèi)的目 標(biāo)。圖1示出的密封構(gòu)件形成為沿其軸向長度具有不同徑向尺寸的中空?qǐng)A柱或環(huán)形套筒。 在封閉之后，密封構(gòu)件具有大致沿徑向方向延伸的上徑向段，位于容器14的壓彎端M下 面。上徑向段的至少一部分受到軸向壓縮，這是因?yàn)槠湮挥诰磉?6和壓彎端M之間，卷邊 16和壓彎端M在電池封閉或密封過程中受到軸向壓縮。上徑向段過渡到大致沿軸向方向 延伸與容器的上側(cè)壁26相鄰的上軸向段。上軸向段大體上延伸在壓彎端M和卷邊16的 上壁18之間。接觸端子32的外圍部分、限流或斷流構(gòu)件34和接觸構(gòu)件50鄰近該上軸向 段，上軸向段受到接觸端子32的外圍部分、限流或斷流構(gòu)件34和接觸構(gòu)件50與上側(cè)壁沈 之間的徑向壓縮。密封構(gòu)件沿卷邊16的上壁18過渡到沿大致徑向方向延伸的下徑向段。 下徑向段具有同樣受到軸向壓縮的部分，位于上壁26和壓彎端M之間。密封構(gòu)件40還具 有從下徑向段的內(nèi)端沿大致軸向方向延伸的下軸向段。下軸向段具有在卷邊16的過渡構(gòu) 件22和接觸構(gòu)件50的軸向段52之間受到徑向壓縮的部分。如圖所示，密封構(gòu)件的下軸向 段被定位得比上軸向段更加靠近電池的徑向中心。如本文所述，在一些實(shí)施例中，在溫度循環(huán)測(cè)試(例如T2測(cè)試)過程中重量損失 的主要源頭可以是通過密封構(gòu)件的電解質(zhì)蒸汽滲透。根據(jù)T2測(cè)試過程，在確定測(cè)試的電池 和電池組的初始重量后，測(cè)試的電池和電池組在75士2°C的測(cè)試溫度下被存放至少6個(gè)小 時(shí)，接著在-40士2°C的測(cè)試溫度下被存放至少6個(gè)小時(shí)。測(cè)試溫度極值之間的最大時(shí)間間 隔是30分鐘。該過程重復(fù)10次，之后所有測(cè)試的電池和電池組在環(huán)境溫度(20士5°C )下 被存放M小時(shí)并且隨后再次稱重。重量損失是初始重量和測(cè)試后的重量之差。由通過密封 構(gòu)件的擴(kuò)散引起的重量損失可以通過將蒸汽滲透率乘以密封構(gòu)件的尺寸比和時(shí)間來計(jì)算。 擴(kuò)散重量損失可以通過減小尺寸比和蒸汽滲透率中的一個(gè)或多個(gè)而減小。為了減小重量損失，尺寸比可以通過減小橫截面面積或增加路徑長度或者二者的組合而減小。對(duì)于定位在被電解質(zhì)填充的容器的開口端上的均勻材料，尺寸比可以被簡單地計(jì) 算。此處，橫截面面積是暴露于電解質(zhì)蒸汽的隔膜的表面積，路徑長度是隔膜厚度。由于密 封構(gòu)件的不規(guī)則形狀，尺寸比的計(jì)算更加困難。當(dāng)使用在本發(fā)明中時(shí)，有限元擴(kuò)散分析被用 于計(jì)算尺寸比。在有限元擴(kuò)散分析中，如果密封構(gòu)件中的擴(kuò)散系數(shù)和暴露于電解質(zhì)的密封 構(gòu)件內(nèi)表面處的蒸汽濃度假設(shè)為單元，而暴露于外界環(huán)境的密封構(gòu)件外表面處的蒸汽濃度 假設(shè)為零，則由被密封表面結(jié)合而成的橫截面上的積分通量是尺寸比。另外假設(shè)限流或斷 流構(gòu)件與接觸構(gòu)件或內(nèi)罩之間的界面沒有被密封，則與所述界面相鄰的密封構(gòu)件處的蒸汽 濃度假設(shè)為零?？梢杂糜趫?zhí)行擴(kuò)散分析模型的商用軟件的實(shí)例包括可從加利福尼亞州洛杉 磯的MSC Software獲得的MSC. MARC 2005r3和可從羅德島州普羅維登斯的SIMULIA獲得的 ABAQUS。MSC. MARC被用于計(jì)算本文提出的尺寸比。對(duì)于如圖1所示的R6尺寸的電池，計(jì)算 的尺寸比是0. 279cm (0. 110英寸(in.))。對(duì)于如圖1公開那樣構(gòu)造的R6尺寸的鋰離子二氧 化硫電池，密封構(gòu)件的尺寸比通常小于1. 14cm(0. 45in.)，希望小于0. 86cm(0. 34in.)并且 優(yōu)選小于0. 51cm(0. 20in.)。類似地，對(duì)于R03和R8 (AAAA)尺寸的電池，密封構(gòu)件的尺寸比 通常小于 0. 86cm(0. 34in.)，希望小于 0. 48cm(0. 19in.)并且優(yōu)選小于 0. 30cm(0. 12in.)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，用于形成成品電池的封閉過程在各種區(qū)域中減小密封 構(gòu)件的壁厚。在優(yōu)選的實(shí)施例中，墊片的最小橫截面被定位為接近墊片的與蒸汽路徑的入 口相鄰的基部，例如密封構(gòu)件的位于接觸構(gòu)件50的軸向段52和卷邊16的過渡構(gòu)件22之 間的部分。在優(yōu)選的實(shí)施例中，接觸構(gòu)件和卷邊之間的橫截面面積，對(duì)于R6尺寸的電池小 于12. 5mm2，對(duì)于R03尺寸的電池小于6. 3mm2。這說明對(duì)于R6尺寸的電池，接觸構(gòu)件50的 軸向段52在一個(gè)實(shí)施例中在卷邊16的上壁最高點(diǎn)28的下面并且優(yōu)選在卷邊的過渡構(gòu)件 22段的下面軸向延伸至少0. 25mm。在圖1所示的實(shí)施例中，排放構(gòu)件36布置在由接觸構(gòu)件50的外圍法蘭限定的開 口中。更具體地，排放構(gòu)件36的外圍被緊固在接觸構(gòu)件50的外圍法蘭的軸向端53和折疊 端55之間。在示出的實(shí)施例中，止動(dòng)器42也被緊固在接觸構(gòu)件50的軸向端53和折疊端 55之間。排放構(gòu)件36和接觸構(gòu)件50之間的密封可以是界面表面處的緊密壓力接觸的結(jié) 果，這在一些實(shí)施例中可以通過壓縮排放構(gòu)件36的外圍部分而加強(qiáng)。選擇性地，粘合劑或 密封劑可被涂敷到希望的界面表面，以將排放構(gòu)件36連接至接觸構(gòu)件50并由此形成希望 的密封。如圖1所示，在組裝過程中的對(duì)容器14進(jìn)行壓彎或封閉的過程中產(chǎn)生的軸向力也 被施加在包括排放構(gòu)件36的端組件30的部件的外圍部分上。在電池內(nèi)氣體由于環(huán)境條件(例如溫度)而產(chǎn)生，并且在特定情況下在正常操作 過程中通過化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生。在低于預(yù)定壓力時(shí)，電池的內(nèi)容物通過釋壓排放構(gòu)件基本上 被容納在電化學(xué)電池之內(nèi)。釋壓排放構(gòu)件36的外圍被充分壓縮，以防止當(dāng)電池內(nèi)部壓力小 于預(yù)定釋放壓力時(shí)釋壓排放構(gòu)件向內(nèi)蠕變，從而在由接觸構(gòu)件50限定的開口中形成孔。當(dāng) 電化學(xué)電池內(nèi)的壓力至少與預(yù)定釋放壓力一樣高時(shí)，排放構(gòu)件36破裂并且允許電池內(nèi)的 液體或氣體或其組合的形式的流體通過排放構(gòu)件36中的開口逸出。電池內(nèi)的流體可以通 過導(dǎo)電接觸端子32中的一個(gè)或多個(gè)排放孔33逸出。預(yù)定釋放壓力可以根據(jù)電池的化學(xué)成 分而變化。預(yù)定壓力優(yōu)選高于將避免由于正常處理和使用或者暴露于環(huán)境大氣而引起的錯(cuò) 誤的壓力。例如，在FR6型含鋰電化學(xué)電池中，預(yù)定釋放壓力，例如排放構(gòu)件36例如經(jīng)由破裂形成開口時(shí)的壓力，可以為從大約10. ^g/cm2(150磅/平方英寸(lbs/in2))至大約 112. 6kg/cm2(16001bs/in2)的范圍，并且在一些實(shí)施例中，在大約21°C的室溫下，為從大約 14. lkg/in2(2001bs/in2)至大約 56. 3kg/cm2 (8001bs/in2)的范圍。釋壓排放構(gòu)件 36 破裂 時(shí)的壓力可以例如通過在容器中刺穿的孔向電池增壓來確定。如上文所述，本發(fā)明的電化學(xué)電池10可以選擇性地包括布置在正電極64的集流 體65和導(dǎo)電接觸端子32之間的電通路中的限流或斷流構(gòu)件34。限流或斷流構(gòu)件34可以 減慢或防止連續(xù)的電池內(nèi)部的加熱和壓力累積和/或防止電流，這些情況可以由電的誤用 (例如內(nèi)部短路、非正常充電和強(qiáng)制深度放電)而引起。然而如果內(nèi)部壓力累積至預(yù)定釋 放壓力，則釋壓排放構(gòu)件36破裂以釋放內(nèi)部壓力。限流或斷流構(gòu)件可為例如正溫度系數(shù) (PTC)器件或者例如熱斷流開關(guān)，例如美國序列號(hào)11/787,436中所描述的熱斷流開關(guān)，其 通過引用完全合并于此。如上文所述，排放構(gòu)件36可以是例如箔片排放部或球排放部。圖3示出本發(fā)明的電化學(xué)電池100的另外的實(shí)施例。電池100包括端組件和接 觸構(gòu)件組件，端組件包括卸壓排放構(gòu)件136，接觸構(gòu)件組件包括具有排放井137的導(dǎo)電內(nèi)罩 151，排放井137遠(yuǎn)離正極接觸端子132向下突出，在電化學(xué)電池100的內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施 例中，內(nèi)罩由如關(guān)于接觸構(gòu)件所述的材料形成。排放井137具有形成于其中的排放孔138， 當(dāng)排放球139和排放襯套141被安置在排放井137中時(shí)，排放孔138被排放球139和排放 襯套141密封，使得襯套141被壓縮在排放球139和排放井137的豎直壁之間。在一個(gè)實(shí) 施例中，排放襯套141是熱塑性的。當(dāng)電化學(xué)電池組電池100的內(nèi)部壓力超過預(yù)定水平時(shí)， 排放球139，并且在一些情況下排放襯套141和排放球139 二者，被驅(qū)使遠(yuǎn)離排放孔138并 至少部分地離開排放井137，以通過電池100的排放孔138釋放增壓流體。圖3示出的電 池進(jìn)一步包括電連接至內(nèi)罩151的導(dǎo)電接線片接觸構(gòu)件150。內(nèi)罩具有U形外圍壁，該外 圍壁具有高度大致相同(即具有通常小于20%的差異，并優(yōu)選小于10%的差異)的內(nèi)軸向 段152和外軸向段154，內(nèi)軸向段152和外軸向段IM均沿電池100的大致軸向方向延伸。 在該實(shí)施例中，軸向段152和IM通過徑向延伸段153連接。內(nèi)罩151的構(gòu)造與密封構(gòu)件 140和容器上側(cè)壁126結(jié)合一同幫助形成電解質(zhì)遷移的屏障。因?yàn)閮?nèi)罩151的徑向延伸段 153位于卷邊116上面(密封構(gòu)件140具有位于徑向延伸段153和卷邊116之間的部分)， 所以在電池的封閉過程中，密封構(gòu)件140在卷邊116和內(nèi)罩151之間被軸向壓縮。此外，因 為密封構(gòu)件140還包括位于軸向段巧4和側(cè)壁1 之間的部分，所以軸向延伸段152和巧4 與容器的相鄰側(cè)壁126結(jié)合一同幫助提供密封構(gòu)件140的徑向壓縮。電池100進(jìn)一步包括 布置在內(nèi)回卷罩151和接觸端子132之間的限流或斷流構(gòu)件134。此外，圖3所示的電池包 括向內(nèi)突出的卷邊116，如上文關(guān)于圖1所述，卷邊116具有朝向電池的徑向中心向上傾斜 的上壁118，并進(jìn)一步包括過渡段122和下壁120。圖3所示的密封構(gòu)件140形成為具有C形豎直橫截面的環(huán)形套筒。在封閉之后，密 封構(gòu)件具有大致沿徑向方向延伸的上徑向段，位于容器114的上側(cè)壁1 的壓彎端下面。因 為上徑向段位于在電池封閉或密封過程中被軸向壓縮的卷邊116和壓彎端之間，所以上徑 向段的至少一部分受到軸向壓縮。上徑向段過渡到大致沿軸向方向延伸與容器上側(cè)壁126 相鄰的外軸向段。外軸向段通常延伸在壓彎端和卷邊116的上壁118之間。接觸端子132 的外圍部分、限流或斷流構(gòu)件134和內(nèi)罩151鄰近外軸向段，外軸向段受到接觸端子132的外圍部分、限流或斷流構(gòu)件134和內(nèi)罩151與上側(cè)壁1 之間的徑向壓縮。密封構(gòu)件的外 軸向段沿卷邊116的上壁118過渡到沿大致徑向方向延伸的下徑向段。下徑向段具有同樣 受到軸向壓縮的部分，位于上壁118和側(cè)壁126的壓彎端之間。密封構(gòu)件從下徑向段向上 過渡到內(nèi)軸向段，內(nèi)軸向段在內(nèi)罩151的內(nèi)軸向段152和接觸構(gòu)件150之間向上延伸一段距離。為了向通過密封構(gòu)件140的電解質(zhì)遷移提供額外的阻礙，密封構(gòu)件140通過內(nèi)罩 151、接觸構(gòu)件150和絕緣構(gòu)件168與電池的包含電極組件和電解質(zhì)的內(nèi)部隔離。絕緣構(gòu)件 168具有雙重目的向如上所述的電解質(zhì)遷移提供一部分屏障以及防止電連接至接觸端子 132的電極的集流體接觸容器114的側(cè)壁。在如所示的優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣構(gòu)件168的一部 分布置在卷邊116和接觸構(gòu)件150之間并與卷邊116和接觸構(gòu)件150接觸，由此形成額外 的密封，以阻止或減慢電解質(zhì)遷移。圖4示出具有球排放部的電化學(xué)電池的另外的實(shí)施例。盡管圖4示出電池200的 上部，然而電池的下部可以類似于圖1所示。電池200包括卸壓排放構(gòu)件236，球排放部。 電池200包括導(dǎo)電接觸構(gòu)件組件，導(dǎo)電接觸構(gòu)件組件包括具有排放井237的內(nèi)罩251，排放 井237遠(yuǎn)離正接觸端子232向下突出。排放井237具有形成于其中的排放孔238，當(dāng)排放球 239和排放襯套241被安置在排放井237中時(shí)，排放孔238被排放球239和排放襯套241密 封，使得排放襯套241在排放球239和排放井237的豎直壁之間被壓縮。如上文所述，當(dāng)電 池200的內(nèi)部壓力超過預(yù)定水平時(shí)，卸壓排放構(gòu)件236允許通過排放孔238并進(jìn)一步通過 接觸端子232的排放孔233減壓。電池進(jìn)一步包括限流或斷流構(gòu)件234。電池200進(jìn)一步包括電連接至內(nèi)罩251的接線片型的接觸構(gòu)件250，用于與正電極 的集流體接觸。內(nèi)罩251具有從內(nèi)罩251的形成排放井237的部分徑向向外定位的外圍法 蘭。外圍法蘭與密封構(gòu)件240和容器214協(xié)作，以提供電解質(zhì)遷移屏障和充分的電池密封。 密封構(gòu)件240具有與圖1示出的且在上文描述的密封構(gòu)件40相似的構(gòu)造。外圍的法蘭包 括徑向延伸段253和軸向延伸段252。密封構(gòu)件240在軸向段252的一部分與卷邊216 (具 體而言與卷邊216的過渡段22 之間以及在徑向段253的端部與容器214的上側(cè)壁2 之間被徑向壓縮。密封構(gòu)件240的軸向壓縮區(qū)域形成在卷邊216的上壁218與內(nèi)罩251的 徑向段253之間。如圖所示，電池200的卷邊216是向內(nèi)突出的卷邊，具有朝向電池的徑向 中心向上傾斜的上壁218，如本文關(guān)于圖1所述。上壁218與下壁220分開，以對(duì)電池200 的封閉組件施加希望的軸向壓縮。排放襯套由在高溫(例如75°C)下抗冷流的熱塑性材料制成。所述熱塑 性材料包括基礎(chǔ)樹脂，例如乙烯-四氟乙烯(ethylene-tetraf luoroethylene)、聚 對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、聚鄰苯二甲酰胺、乙烯-三氟氯乙烯(ethylene-ch lorotr if luoroethylene)、三氟氯乙烯(chlorotr if luoroethylene)、全氟燒氧基樹 月旨(perfluoroalkoxy-alkane)、氣化全氣乙丙 j；希(fluorinated perfluoroethylene polypropylene)和聚二醚酮(polyetherether ketone)。乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、 聚苯硫醚(PPS)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚鄰苯二甲酰胺是優(yōu)選的。樹脂可以通過 加入熱穩(wěn)定性填充物而更改，以便在高溫下為排放襯套提供希望的密封和減壓特性。襯套 可以由熱塑性材料注模成型。TEFZEL HT2004(帶有重量百分?jǐn)?shù)為25的碎玻璃填充物的 ETFE樹脂)是優(yōu)選的熱塑性材料。
排放球可以由與電池容納物穩(wěn)定接觸并提供希望的電池密封和減壓特性的任意 合適的材料制成。可以使用玻璃或例如不銹鋼的金屬。在圖1所示的實(shí)施例中布置在止動(dòng)器42和接觸構(gòu)件50之間的作為箔片型排放部 的釋壓排放構(gòu)件36，包括至少一層金屬、聚合物或其混合物的成分。還可能的是，釋壓排放 構(gòu)件36可以包括兩層或更多層不同的材料成分。例如具有與第一層不同的成分的第二層 可以用于實(shí)現(xiàn)將釋壓排放構(gòu)件36結(jié)合至止動(dòng)器42或接觸構(gòu)件50的目的。在另一實(shí)例中， 具有與第一層不同的成分的第二層和第三層可以用于將釋壓排放構(gòu)件36結(jié)合至止動(dòng)器42 和接觸構(gòu)件50。此外，具有兩種或更多種成分的多個(gè)層可用于調(diào)整性能特性，例如釋壓排放 構(gòu)件36的強(qiáng)度和柔度。理想地，分立的層可基于與電解質(zhì)的相容性、防止蒸汽滲透的能力 和/或提高端組件內(nèi)的排放構(gòu)件36的密封特性的能力而提供。例如由壓力、超聲和/或熱 激活的粘合劑，例如聚合物或在粘合領(lǐng)域與本文公開的元件相容的任意其它已知的材料可 被提供作為排放構(gòu)件36的層，以結(jié)合端組件內(nèi)的排放構(gòu)件。適用于箔片型釋壓排放構(gòu)件36的成分可以包括但不限于金屬，例如鋁、銅、 鎳、不銹鋼和它們的合金；以及聚合物材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯丙烯酸(ethylene acrylic acid)、乙烯甲基 丙烯酸(ethylene methacrylic acid)、聚乙烯甲基丙烯酸(polyethylene methacrylic acid)和它們的混合物。釋壓排放構(gòu)件36的成分還可以包括被金屬加強(qiáng)的聚合物，以及單 層或多層金屬或聚合物或二者的層壓板。例如，單層可以是金屬箔片，優(yōu)選地是鋁箔，其基 本上不透水、二氧化碳和電解質(zhì)，或者單層可以是被防止蒸汽滲透的氧化材料(例如SiOx 或Al2Ox)層涂覆的聚合物的非金屬薄膜。釋壓排放構(gòu)件36可以進(jìn)一步包含粘合劑層，粘 合劑層包含接觸結(jié)合的粘合劑材料，例如聚氨基甲酸酯，或者熱、壓力和/或超聲激活的材 料，例如低密度聚烯烴。可替代地，這些或其它粘合劑或密封劑材料可被單獨(dú)涂敷到釋壓排 放構(gòu)件的一部分(例如，與止動(dòng)器42和/或彈簧50接觸的外圍)、止動(dòng)器42、彈簧50或它 們的任意組合，以加強(qiáng)集流體組件內(nèi)的密封。優(yōu)選的層壓狀排放結(jié)構(gòu)可具有由定向聚丙烯、 聚乙烯、鋁箔和低密度聚乙烯組成的四層。無論何種成分，釋壓排放構(gòu)件36應(yīng)該對(duì)包含在電池10中的電解質(zhì)有化學(xué)抵抗性， 并且應(yīng)該具有低蒸汽滲透率(VTR)，以在大范圍的環(huán)境溫度下為電池10提供低重量損失 率。例如，如果釋壓排放構(gòu)件36是蒸汽滲透不能穿過的金屬，則通過釋壓排放構(gòu)件36的厚 度的VTR基本為零。然而釋壓排放構(gòu)件36可以包括至少一層蒸汽可透過的材料，例如如上 所述的聚合物材料，其可以起到例如粘合劑或者彈性體層的功能，以在釋壓排放構(gòu)件36與 止動(dòng)器42和接觸構(gòu)件50中的至少一個(gè)之間獲得密封。預(yù)定釋放壓力或者釋壓排放構(gòu)件36破裂時(shí)所處的壓力是其物理特性(例如強(qiáng) 度)、其物理尺寸(例如厚度)以及由止動(dòng)器42限定的開口和由PTC器件限定的開口中的 較小的一個(gè)的面積的函數(shù)。釋壓排放構(gòu)件36的暴露面積越大，則預(yù)定釋放壓力將由于電化 學(xué)電池組電池10的內(nèi)部氣體施加的較大集合力而越小。因此，可以對(duì)這些變量中的任意變 量作出調(diào)整，以便在不背離本發(fā)明原理的情況下設(shè)計(jì)帶有排放構(gòu)件的端組件。根據(jù)排放構(gòu)件36相對(duì)于由止動(dòng)器42限定的開口的暴露面積，釋壓排放構(gòu)件 的厚度可以小于大約0.254mm(0.010英寸(inch))，并且在一些實(shí)施例中可以從大約 0. 0254mm(0. OOlinch)到大約0. 127mm(0. 005inch)的范圍，并且在其它的實(shí)施例中，該厚度可以從大約0.0254mm(0. OOlinch)到大約0. 05mm(0. 002inch)的范圍。鑒于蒸汽滲透率 (VTR)和預(yù)定釋放壓力的要求，釋壓排放構(gòu)件36的成分和厚度可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員確定。釋壓排放構(gòu)件可以包括至少一層包含金屬、聚合物及其混合物的成分?？捎糜卺?壓排放構(gòu)件的合適的三層層壓結(jié)構(gòu)是PET/鋁/EAA共聚物，這可使用美國威斯康星州奧什 科什的Curwood的0539635C-50IC等級(jí)的LIQUIFLEX 。合適的定向PP/PE/鋁/LDPE的四層 材料是美國喬治亞州哥倫布的Ludlow Coated Products的FR-2175，這是美國新澤西州普 林斯頓的Tyco International有限公司的全資附屬公司。合適的五層層壓結(jié)構(gòu)是PET/PE/ 鋁/PE/LL-DPE，這同樣可使用美國喬治亞州哥倫布的Ludlow Coated Products的BF-48。 然而如上所述，也可特別考慮到使用被涂覆一層防止蒸汽滲透的氧化材料(例如SiOx或 Al2Ox)的聚丙烯、聚乙烯、非金屬聚合物薄膜的任意組合的層壓板和/或鋁基箔片。負(fù)電極包括鋰金屬條，有時(shí)稱為鋰箔。鋰的成分可以變化，但對(duì)于電池等級(jí)的鋰， 純度總是很高。鋰可以與其它金屬(例如鋁)合成合金，以提供希望的電池的電性能。包 含重量百分?jǐn)?shù)為0. 5的鋁的電池等級(jí)的鋰-鋁箔片可從美國北卡羅菜納州金斯芒廷的 Chemetall Foote 公司獲得。在一些實(shí)施例中，負(fù)電極可以具有在金屬鋰的表面之內(nèi)或之上的非消耗的集流 體。如圖1中的電池，因?yàn)殇嚲哂懈邔?dǎo)電性，因此可以不需要單獨(dú)的集流體，但可以包括集 流體，以例如在放電過程中隨著鋰的消耗保持負(fù)電極內(nèi)的電連續(xù)性。當(dāng)負(fù)電極包括非消耗 的集流體時(shí)，其可以由銅(由于其導(dǎo)電性)制成，但也可以使用其它導(dǎo)電金屬，只要這些金 屬在電池內(nèi)穩(wěn)定即可。在優(yōu)選的實(shí)施例中，陽極或負(fù)電極沒有單獨(dú)的集流體，并且由于鋰或含鋰合金的 相對(duì)高導(dǎo)電性，僅僅鋰金屬或含鋰合金的一個(gè)或多個(gè)條或箔片用作集流體。通過不使用集 流體，容器內(nèi)更多的空間可用于其它部件，例如活性物質(zhì)。提供沒有負(fù)電極集流體的電池可 以降低電池的成本。優(yōu)選地，使用單層或單條鋰或含鋰合金作為負(fù)電極。電引線優(yōu)選地將陽極或負(fù)電極連接至電池容器。這可以通過將引線的一端嵌入負(fù) 電極的一部分內(nèi)或者通過簡單地將引線的一部分(例如一端)壓到鋰箔的表面上而實(shí)現(xiàn)。 鋰或鋰合金具有粘合特性，并且通常至少引線和電極之間的輕微、充分的壓力或接觸將部 件焊接在一起。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在卷繞為膠卷構(gòu)造之前，負(fù)電極被提供有引線。例 如在生產(chǎn)過程中，包括由鋰或鋰合金組成的至少一個(gè)負(fù)電極的帶被提供在引線連接站處， 引線在此被焊接至電極表面上的希望的位置。如果希望，帶有接線片的電極隨后被加工，以 將引線的沒有連接到電極的自由端成形。隨后，負(fù)電極與電極組件的其余希望部件(例如 正電極和隔板)組合，并被卷繞為膠卷構(gòu)造。優(yōu)選地，在卷繞操作已被執(zhí)行后，通過在插入 電池容器之前彎曲為希望的構(gòu)造，自由的負(fù)電極引線端被進(jìn)一步加工。導(dǎo)電負(fù)電極引線具有足夠低的電阻，以允許電流通過引線充分傳送，并對(duì)電池壽 命具有最小或沒有影響。希望的電阻可以通過增加接線片的寬度和厚度獲得。正電極通常采用條的形式，其包括集流體以及包含一種或多種通常為微粒形式的 電化學(xué)活性物質(zhì)的混合物。二硫化鐵(FeS2)是優(yōu)選的活性物質(zhì)。在Li/FeS2電池中，活性物 質(zhì)包括重量百分?jǐn)?shù)大于50的狗&。根據(jù)希望的電池的電和放電特性，正電極還可以包含一 種或多種額外的活性物質(zhì)。額外的活性正電極物質(zhì)可以是任意合適的活性正電極物質(zhì)。實(shí)例包括 Bi03、C2F、CFx、(CF)n、CoS2、CuO、CusjesjeCusyMnOyPb2Bi2O5 禾口 S。更優(yōu)選地，對(duì) 于Li/FeS2電池正電極的活性物質(zhì)包括重量百分?jǐn)?shù)至少是95的Li/FeS2，然而更優(yōu)選地是重 量百分?jǐn)?shù)至少是99的Li/FeS2，并且最優(yōu)選地是Li/Fe&是唯一的活性正電極物質(zhì)。具有重 量百分?jǐn)?shù)至少是95的純度水平的Li/!^S2可從美國馬薩諸塞州北格拉夫頓的Washington Mills、奧地利維也納的Chemetall GmbH和美國弗吉尼亞州迪爾溫的Kyanite Mining Corp 獲得。 除了活性物質(zhì)以外，正電極混合物還包含其它材料。膠合劑通常被用于將微粒材 料保持在一起并將混合物粘到集流體上。一種或多種導(dǎo)電材料(例如金屬、石墨和炭黑粉 末)可被添加，以為混合物提供增強(qiáng)的導(dǎo)電性。使用的導(dǎo)線材料的量可以取決于以下因素 例如活性物質(zhì)和膠合劑的導(dǎo)電性、集流體上的混合物的厚度以及集流體設(shè)計(jì)。少量的不同 添加劑還可用于增強(qiáng)正電極的制造和電池性能。以下為用于電池正電極的活性物 質(zhì)混合物材料的實(shí)例。石墨美國俄亥俄州西湖的Timcal America的KS-6和TIMREX MX15等級(jí)的合成石墨。炭黑美國德克薩斯州休斯頓的Chervon Philips Company LP的 C55等級(jí)的乙炔黑。膠合劑由Polymont Plastics公司(前身是Polysar有限公司)制造且 可從美國俄亥俄州亞克朗市的Harwick Standard Distribution公司獲得的乙烯/丙烯共 聚物(PEPP)；非離子水聚環(huán)氧乙烷(PEO)美國密歇根州米德蘭的Dow Chemistry Company 的POLYOX ；以及德克薩斯州休斯頓的Kraton Polymers的G1651等級(jí)的苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物。添加劑由美國紐約州塔里敦的Micro Powders有限 公司制造的FLUO HT’ .微粉化的聚四氟乙烯(PTFE)(商業(yè)上可從美國俄亥俄州克利夫蘭的 Dar-Tech有限公司獲得)和新澤西州瑞吉菲爾德的Degussa Corporation Pigment Group 的AEROSIL 200等級(jí)的煅制二氧化硅。
集流體可以布置在正電極表面之內(nèi)或者嵌入正電極表面，或者正電極混合物可以 涂覆到薄金屬條的一側(cè)或兩側(cè)。鋁是常用的材料。集流體可以延伸超過正電極的包含正電 極混合物的部分。集流體的該延伸部分可以提供一方便的區(qū)域，用于與連接至正極端子的 電引線形成接觸。希望的是將集流體的延伸部分的體積保持最小，以盡可能多地形成可用 于活性物質(zhì)和電極的電池的體積。制造1 正電極的優(yōu)選方法是將高度易揮發(fā)的有機(jī)溶劑(例如三氯乙烯 (trichloroethylene))中的活性物質(zhì)混合物材料的漿料滾動(dòng)涂覆到鋁箔薄板的兩側(cè)上，干 燥該涂層以去除溶劑，壓延該涂覆的薄板以使涂層緊實(shí)，將涂覆的箔切成希望的寬度并將 細(xì)長的正電極材料的條截成希望的長度。希望的是使用具有小顆粒尺寸的正電極材料，以 將刺穿隔板的危險(xiǎn)降至最小。例如，優(yōu)選在使用之前通過230網(wǎng)孔(62 μ m)進(jìn)行篩選。隔板是薄的多微孔隔膜，其可以透過離子并且不導(dǎo)電。其能夠?qū)⒅辽僖恍╇娊赓|(zhì) 保持在隔板的孔隙內(nèi)。隔板布置在負(fù)電極和正電極的相鄰表面之間以使電極彼此電絕緣。 隔板的一些部分還可將與電池端子電接觸的其它部件絕緣，以防止內(nèi)部短路。隔板的邊緣 經(jīng)常延伸超過至少一個(gè)電極的邊緣，以確保負(fù)電極和正電極不會(huì)形成電接觸，即使在負(fù)電 極和正電極沒有良好彼此對(duì)準(zhǔn)的情況下亦是如此。然而，希望的是使隔板延伸超過電極的 量最小。為了提供良好的大功率放電性能，希望的是隔板具有在1994年3月1日發(fā)布的美 國專利5，290, 414中公開的特性(孔隙具有至少0. 005 μ m的最小尺寸和不超過5 μ m的最大尺寸，孔隙率的范圍為30%至70%，面電阻率為2至15歐姆-平方厘米(ohm-cm2)并且 彎曲度小于2. 5)，該美國專利5，290, 414通過引用合并于此。合適的隔板材料還應(yīng)該足夠堅(jiān)固，以承受電池制造過程以及在電池放電過程中施 加到隔板上的壓力，而不會(huì)形成可引起內(nèi)部短路的裂紋、裂縫、裂口或其它裂孔。為了使電 池中的總隔板體積最小，隔板應(yīng)該盡可能薄，優(yōu)選小于25 μ m厚，并且更優(yōu)選不超過22 μ m 厚，例如20 μ m或16 μ m。高拉伸應(yīng)力是希望的，優(yōu)選至少是800，更優(yōu)選至少是1000千 克力每平方厘米(kgf/cm2)。對(duì)于FR6型電池，優(yōu)選的拉伸應(yīng)力在縱向至少是1500kgf/ cm2，在橫向至少是1200kgf/cm2，對(duì)于FR03型電池，縱向和橫向的優(yōu)選的拉伸應(yīng)力分別是 1300和lOOOkgf/cm2。優(yōu)選地，平均介電擊穿電壓將至少是2000伏特(volts)，更優(yōu)選至 少是2200voltS，并且最優(yōu)選地是MOOvolts。優(yōu)選的最大有效孔隙尺寸是從0. 08 μ m至 0. 40 μ m，更優(yōu)選地是不超過0. 20 μ m。優(yōu)選地，BET比表面積將不超過40m2/g，更優(yōu)選地至 少是15m2/g，并且最優(yōu)選地至少是25m2/g。優(yōu)選地，面電阻率不超過4. 3ohm-cm2,更優(yōu)選地 不超過4. Oohm-cm2,并且最優(yōu)選地不超過3. 5ohm-cm2。這些性質(zhì)被更為詳細(xì)地描述在2003 年11月21日提交的美國專利申請(qǐng)10/719，425中，該專利申請(qǐng)通過引用合并于此。用于鋰電池的隔板隔膜經(jīng)常是由聚丙烯、聚乙烯或超高分子量的聚乙烯(優(yōu)選是 聚乙烯)制成的聚合物隔板。隔板可以是單層的雙軸定向的多微孔隔膜，或者兩層或更多 層可被層壓在一起以在正交方向上提供希望拉伸強(qiáng)度。單層是優(yōu)選的，以使成本最低。合 適的當(dāng)層雙軸定向聚乙烯多微孔隔板可從Tonen Chemical公司獲得，來自美國紐約州馬其 頓的EXXON Mobile Chemical公司獲得。Setala F20DHI等級(jí)的隔板具有20 μ m的標(biāo)稱厚 度，Setala 16匪S等級(jí)的隔板具有16 μ m的標(biāo)稱厚度。負(fù)電極、正電極和隔板條在電極組件中被組合在一起。電極組件可以是螺旋形卷 繞的設(shè)計(jì)，例如圖1中所示的設(shè)計(jì)，其通過將正電極、隔板、負(fù)電極和隔板的交替的條卷繞 在芯軸周圍制成，芯軸在卷繞完成后從電極組件中取出。至少一層隔板和/或至少一層電 絕緣薄膜(例如聚丙烯)通常卷繞在電極組件周圍。這出于多個(gè)目的其幫助將組件保持 在一起并且可用于將組件的寬度或直徑調(diào)整為希望的尺寸。隔板或其它外薄膜層的最外端 可由膠帶片或通過熱密封壓制。負(fù)電極可以是最外面的電極，如圖1所示，或者正電極可以 是最外面的電極。任一電極可以與電池容器電接觸，但是當(dāng)最外面的電極是將與罐電接觸 的相同電極時(shí)，可以避免最外面的電極與容器的側(cè)壁之間的內(nèi)部短路。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，電極組件形成有正電極，正電極具有選擇性沉 積在其上的電化學(xué)活性物質(zhì)，用于改進(jìn)使用和更有效地利用負(fù)電極的電化學(xué)活性物質(zhì)。在 正電極上的電化學(xué)活性物質(zhì)的選擇性沉積構(gòu)造的非限定性實(shí)例以及包括正極容器的電化 學(xué)電池在2008年1月31日公布的美國公布2008/0026288以及2008年1月31日公布的 美國公布2008/0026293中提出，所述兩個(gè)公布通過引用合并于此。除了螺旋形卷繞，電極組件可以通過將電極和隔板條折疊在一起形成。條可以沿 其長度對(duì)準(zhǔn)，然后折疊成手風(fēng)琴樣式，或者負(fù)電極和一個(gè)電極條可以垂直于正電極和另一 電極條放置，并且電極可替代地彼此交叉地折疊(正交定向)，在這兩種情況下均形成交替 的負(fù)電極和正電極層的堆疊。電極組件被插入外殼容器。在螺旋形卷繞的電極組件的情況下，無論是圓柱形還 是棱柱形容器，電極的主要表面垂直于容器的側(cè)壁(換句話說，電極組件的中心核平行于電池的縱向軸線)。折疊的電極組件典型地用于棱柱形電池。在手風(fēng)琴折疊的電極組件的 情況下，組件被定向?yàn)槭沟秒姌O層堆疊的相對(duì)端處的平坦電極表面鄰近容器的相對(duì)側(cè)。在 這些構(gòu)造中，負(fù)電極的主要表面的總面積中的絕大部分通過隔板與正電極的主要表面的總 面積中的絕大部分相鄰，并且電極主要表面的最外面的部分與容器的側(cè)壁相鄰。這樣，由于 增加負(fù)電極和正電極的組合厚度而引起的電極組件的膨脹被容器側(cè)壁限制。只包含很少量的水作為雜質(zhì)(例如，根據(jù)使用的電解質(zhì)鹽，重量不超過百萬分之 五百，)的非水電解質(zhì)，用于本發(fā)明的優(yōu)選的電化學(xué)電池中?？梢允褂萌我膺m于與鋰和活性 正電極物質(zhì)一起使用的非水電解質(zhì)。電解質(zhì)包含溶解在有機(jī)溶劑中的一種或多種電解質(zhì) 鹽。對(duì)于Li/Fe&電池，合適的鹽的實(shí)例包括溴化鋰、高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、六氟磷酸鉀、六 氟砷酸鋰、三氟甲烷磺酸鋰和碘化鋰；并且合適的有機(jī)溶劑包括以下的一種或多種碳酸二 甲酯(dimethyl carbonate)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate)、碳酸甲乙酯(methylethyl carbonate)Zi^Ig (ethylene carbonate) ,W^MWM (propylene carbonate) >1, 2-丁烯碳酸酉旨(l，2_butylene carbonate)、2，3_ 丁烯碳酸酉旨 Q，3_butylene carbonate)、 甲酸甲酉旨(methyl formate) > Y _ 丁 內(nèi)酉旨(Y—butyrolactone)、環(huán)丁諷(sulfolane)、乙 腈(acetonitrile)、3，5-二甲基異惡唑(3，5-dimethylisoxazole)、η，η-二甲基甲酰胺 (η, η-dimethyl formamide)和醚。鹽/溶劑的組合將提供足夠的電解性和導(dǎo)電性，以便 在希望的溫度范圍內(nèi)滿足電池的放電要求。醚經(jīng)常是希望的，這是因?yàn)槠浯篌w上的低黏 性、良好濕潤能力、良好低溫放電性能以及良好高速放電性能。在Liz^K2電池中尤其是 這樣，這是因?yàn)槊驯萂nA正電極材料更穩(wěn)定，所以可以使用較高水平的醚。合適的醚包括 但不限于無環(huán)醚(acyclic ethers)，例如 1,2-乙二醇二甲醚(1，2-dimethoxyethane)、 1,2-乙二醇 二乙醚(l，2-diethoxyethane)、二 乙二醇 二甲醚(di (methoxyethyl) ether)、三乙二醇二甲醚(triglyme)、四乙二醇二甲醚(tetraglyme)和二乙醚(diethyl ether)；以及環(huán)醚(cyclic ethers)，例如 1，3_ 二氧戊環(huán)(1，3-dioxolane)、氧雜環(huán)戊烷 (tetrahydrofuran)、2_ 甲基氧雜環(huán)戊烷(2-methyl tetrahydrofuran)禾口 3-甲基-2-惡唑 燒酮(3-methyl-2-oxazolidinone)?？梢哉{(diào)整具體的負(fù)電極、正電極和電解質(zhì)的成分和量，以便提供希望的電池制造、 性能和存放特性，如在上文提到的美國專利申請(qǐng)10/719,425中所公開的那樣。用于本發(fā)明的電化學(xué)電池的組裝的方法包括將電極組件并且優(yōu)選地將絕緣構(gòu)件 插入電池容器。初始卷邊形成在容器的側(cè)壁中。在一個(gè)實(shí)施例中，卷邊通過在罐圍繞其軸 向軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將成形輪(forming wheel)壓靠容器的在希望形成卷邊的區(qū)域中的側(cè)壁 而形成。在將端組件插入容器之前，當(dāng)使用箔片排放部時(shí)，電解質(zhì)被分配至容器中。可替代 地，如果球排放部用于端組件，可在用球排放部的球?qū)﹄姵剡M(jìn)行內(nèi)部密封之前添加電解質(zhì)。 端組件的外圍部分位于形成的初始卷邊的上壁上。在另外的步驟中，容器在初始卷邊處被 支撐。卷邊支架具有被插入卷邊的突出的凸耳。在一個(gè)實(shí)施例中，卷邊支架由兩個(gè)半部組 成，并且每個(gè)半部優(yōu)選地圍繞卷邊延伸180°，使得卷邊在電池的周界周圍被完全支撐，并 且所述支架可在該過程中打開和關(guān)閉。容器還在該容器底部被支撐。多個(gè)密封構(gòu)件的(徑 向或軸向的(即垂直于徑向方向))表面在封閉過程中優(yōu)選被封閉組件的其它鄰近部件密 封。將電池封閉以及形成向上傾斜的卷邊的另外的步驟包括通過再拉延(redraw)或套爪 (collet)過程減小上側(cè)壁的直徑。在該過程中，容器在頂端和底部均被限制或支撐。在一些實(shí)施例中，在容器底部的支架可以在直徑減小的過程中向上提升。直徑減小和底部提升 弓I起額外的材料流入卷邊，卷邊被進(jìn)一步徑向向內(nèi)變形或運(yùn)轉(zhuǎn)，并且卷邊形成希望的向上 傾斜的向內(nèi)突出的上壁。在直徑減小之后，容器的上端也被向內(nèi)折疊以形成壓彎端，并且軸 向力被施加在卷邊和壓彎端之間。在壓彎過程中，容器也在底部被支撐。在容器的上端的 壓彎過程中，徑向壓縮優(yōu)選地至少保持在上側(cè)壁上。電池形成和封閉過程的結(jié)果在附圖中示出。部件的幾何形狀和封閉過程確保密封 構(gòu)件和容器之間、密封構(gòu)件和限流或斷流構(gòu)件之間以及密封構(gòu)件和接觸構(gòu)件或內(nèi)罩的外直 徑之間的希望的界面均被密封。接觸構(gòu)件和/或內(nèi)罩被設(shè)計(jì)為使其密封密封構(gòu)件表面積的 大部分，否則所述表面積將暴露于電解質(zhì)。墊片厚度被降至最低。相對(duì)深的卷邊深度和相 對(duì)小的密封構(gòu)件厚度幫助使得蒸汽滲透降至最低并且增加蒸汽滲透的路徑長度。周向向上 傾斜的向內(nèi)卷邊突出部提供增加的密封力，并進(jìn)一步減小了電化學(xué)電池滲漏的機(jī)會(huì)。當(dāng)電 池暴露于引起電池部件的膨脹和收縮的溫度波動(dòng)時(shí)，特別是在聚合物密封構(gòu)件情況下，尤 其是這樣。向上傾斜的向內(nèi)卷邊的上壁具有在膨脹后彈回其原始位置的更大的趨勢(shì)。上面的描述尤其與圓柱形電池相關(guān)，例如瑞士日內(nèi)瓦的國際電工委員會(huì) 出版的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60086-1和IEC 60086-2中所定義的FR6和FR03型的電池。然而本發(fā) 明還可以適用于其它電池的尺寸和形狀，并且適用于具有其它電極組件、外殼、密封和卸壓 排放構(gòu)件設(shè)計(jì)的電池?？墒褂帽景l(fā)明的其它電池類型包括一次和可再充電的非水的電池， 例如鋰/ 二氧化錳和鋰離子電池。電極組件的構(gòu)造還可以改變。例如，其可以具有如上所述 的螺旋形卷繞的電極、折疊電極或者條(例如，平板)的堆疊。電池的形狀還可以改變，以 包括例如圓柱形和棱柱形形狀?？梢允褂闷渌碾姵鼗瘜W(xué)成分，例如但不限于Li/S02、Li/ AgCI, Li/V205, Li/Mn02、Li/Bi03。這些電池可以具有高于1. 50V(例如2. OV和3. 0V)的標(biāo) 稱電壓。實(shí)踐本發(fā)明的人員和本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不背離所公開的概念的精神的前 提下，可以對(duì)本發(fā)明作出各種修改和改進(jìn)。所賦予的保護(hù)范圍由權(quán)利要求和法律允許的解 釋外延確定。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)電池，包括具有封閉底端、側(cè)壁和開口端的圓柱形金屬容器；布置在所述容器內(nèi)的螺旋形卷繞的電極組件，所述電極組件包括正電極、本質(zhì)上由鋰 或鋰合金組成的負(fù)電極、布置在所述正電極和所述負(fù)電極之間的隔板和非水的易揮發(fā)的電 解質(zhì)；在所述側(cè)壁中并具有通過過渡構(gòu)件連接的上壁和下壁的周向向內(nèi)突出部，所述上壁朝 向所述電池的徑向中心向上傾斜，并且所述上壁與所述下壁沿它們各自的長度分隔開；以 及封閉所述容器的所述開口端的端組件，所述端組件包括能夠在預(yù)定內(nèi)部壓力下減壓的 排放構(gòu)件、限流或斷流構(gòu)件以及位于所述容器和所述端組件的導(dǎo)電觸頭之間的絕緣的聚合 物密封構(gòu)件，并且其中所述導(dǎo)電觸頭被操作性地電連接至所述正電極或負(fù)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述卷邊上壁具有從上壁最高點(diǎn) 徑向向外定位的最低點(diǎn)，并且其中延伸通過上壁最低點(diǎn)的假想水平線與在上壁最低點(diǎn)和上 壁最高點(diǎn)之間的假想線之間的角度是從1°到30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述角度是從3°到20°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述卷邊具有至少為所述容器的 最大半徑的22%的深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述卷邊深度至少為所述容器的 半徑的30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述接觸組件進(jìn)一步包括具有連 接至釋壓排放構(gòu)件的外圍法蘭的導(dǎo)電接觸構(gòu)件，所述釋壓排放構(gòu)件能夠響應(yīng)至少與預(yù)定釋 放壓力一樣高的內(nèi)部電池壓力而破裂，由此允許物質(zhì)通過所述排放構(gòu)件逸出，其中所述外 圍法蘭包括軸向段，該軸向段大致平行于側(cè)壁的與該軸向段相鄰的一段延伸一軸向距離， 其中所述外圍法蘭包括從所述軸向段沿大致徑向方向延伸的徑向段并包括在所述卷邊上 面軸向定位的部分，并且其中所述外圍法蘭從所述徑向段過渡到沿大致軸向方向延伸的第 二下軸向段，其中所述密封構(gòu)件至少在(a)所述側(cè)壁和外圍法蘭軸向段之間、(b)所述卷邊 和所述徑向段之間以及(c)所述卷邊和所述第二下軸向段之間受到壓縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述端組件進(jìn)一步包括與所述導(dǎo) 電觸頭操作性地電接觸的導(dǎo)電內(nèi)罩，其中所述內(nèi)罩具有徑向段和軸向段，其中所述密封構(gòu) 件在所述徑向段和所述卷邊的所述上壁之間被壓縮，并且其中所述密封構(gòu)件在所述內(nèi)罩的 軸向段和所述容器的上側(cè)壁之間被壓縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池，其特征在于導(dǎo)電接觸構(gòu)件被連接至所述內(nèi)罩 并被操作性地電連接至所述正電極的集流體，其中所述電池進(jìn)一步包括防止正電極集流體 的一部分和所述容器的所述側(cè)壁之間接觸的絕緣構(gòu)件，并且其中所述絕緣構(gòu)件的一部分與 所述卷邊和所述接觸構(gòu)件接觸并且布置在所述卷邊和所述接觸構(gòu)件之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述排放構(gòu)件是球型排放構(gòu)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述端組件進(jìn)一步包括導(dǎo)電內(nèi) 罩，其中所述內(nèi)罩包括形成球排放組件的一部分的段，其中所述內(nèi)罩包括具有徑向段和軸 向段的外圍法蘭，其中所述徑向段從所述軸向延伸段徑向向外定位，其中所述密封構(gòu)件在所述內(nèi)罩的所述軸向段和所述卷邊的所述過渡構(gòu)件之間被壓縮，并且其中所述密封構(gòu)件在 所述內(nèi)罩的所述徑向段和所述卷邊的所述上壁之間被壓縮。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述正電極包括二硫化鐵，并且 其中所述電池是R6尺寸的電池并且所述密封構(gòu)件具有小于1. 14cm的尺寸比。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述尺寸比小于0.86cm。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述尺寸比小于0.51cm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述正電極包括二硫化鐵，并且 其中所述電池是R03或R8尺寸的電池并且所述密封構(gòu)件具有小于0. 86cm的尺寸比。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)電池，其特征在于尺寸比小于0.48cm。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電化學(xué)電池，其特征在于尺寸比小于0.30cm。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件的在所述接觸構(gòu)件 和所述卷邊的上壁之間的橫截面面積，對(duì)于R6尺寸的電池小于12. 5mm2，對(duì)于R03尺寸的電 池小于6. 3mm2。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述接觸構(gòu)件的所述下軸向段在 所述卷邊的上壁最高點(diǎn)下面軸向延伸至少0. 25mm。
19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述內(nèi)罩進(jìn)一步包括從第一軸向 段徑向向內(nèi)定位的第二軸向段，其中所述徑向段連接所述軸向段，并且其中軸向段具有小 于20%的長度差異。
20.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述電池進(jìn)一步包括與所述容器 的在所述卷邊下面的側(cè)壁接觸以及與所述接觸構(gòu)件接觸的絕緣構(gòu)件，使得所述密封構(gòu)件的 一部分由所述接觸構(gòu)件、所述絕緣構(gòu)件和所述卷邊限界。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述接觸構(gòu)件具有從所述軸向段 延伸的向內(nèi)折疊端，其中限定開口的止動(dòng)器存在于所述電池中，并且其中所述止動(dòng)器的一 部分和所述排放構(gòu)件的一部分在所述接觸構(gòu)件的向內(nèi)折疊端和所述徑向段之間被壓縮。
22.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述釋壓排放構(gòu)件是箔片型的排 放構(gòu)件并至少包括第一層成分，所述第一層成分包括金屬和聚合物中的一種或多種。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述釋壓排放構(gòu)件包括第二層， 所述第二層包括從由以下材料組成的組中選擇的成分聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、對(duì)苯二酸 酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙烯丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸、聚乙烯甲基丙烯酸和它們的混 合物，并且其中所述釋壓排放構(gòu)件包括第三層，所述第一層布置在所述第二層和所述第三 層之間，并且所述第三層包括從由以下材料組成的組中選擇的成分聚乙烯、聚丙烯、聚丁 烯、對(duì)苯二酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙烯丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸、聚乙烯甲基丙烯酸 和它們的混合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述第一層包括鋁。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述正電極包括FeS2。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件具有沿大致徑向方 向延伸位于所述容器的壓彎端下面的上徑向段，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段連接至沿大 致軸向方向延伸并與所述容器側(cè)壁接觸的密封構(gòu)件的上軸向段，其中所述密封構(gòu)件的上軸 向段延伸在所述壓彎端和所述向內(nèi)突出部的所述上壁之間，其中所述密封構(gòu)件包括連接至所述上軸向段并從所述上軸向段大致徑向向內(nèi)延伸的下徑向段，其中所述密封構(gòu)件的下軸 向段連接至所述下徑向段并從所述下徑向段大致軸向向下延伸，其中所述密封構(gòu)件的上徑 向段和下徑向段在所述向內(nèi)突出部的上壁和所述容器的壓彎端之間被壓縮，并且其中所述 密封構(gòu)件的下軸向段在所述過渡構(gòu)件和內(nèi)罩或接觸構(gòu)件之間被壓縮。
27.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件具有沿大致徑向方 向延伸位于所述容器的壓彎端下面的上徑向段，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段連接至沿大 致軸向方向延伸并與所述容器側(cè)壁和所述外圍法蘭的軸向段接觸的密封構(gòu)件的上軸向段， 其中所述密封構(gòu)件的上軸向段延伸在所述壓彎端和所述向內(nèi)突出部的所述上壁之間，其中 所述密封構(gòu)件包括連接至所述密封構(gòu)件的上軸向段并從所述密封構(gòu)件的上軸向段大致向 內(nèi)延伸的下徑向段，其中所述密封構(gòu)件的下徑向段與所述外圍法蘭的徑向段接觸并沿所述 外圍法蘭的徑向段延伸一距離，其中所述密封構(gòu)件的下軸向段連接至所述密封構(gòu)件的下徑 向段并從所述密封構(gòu)件的下徑向段軸向向下延伸，其中所述上徑向段和所述下徑向段在所 述向內(nèi)突出部的上壁和所述容器的壓彎端之間被壓縮，并且其中所述密封構(gòu)件的下軸向段 在所述向內(nèi)突出部的過渡構(gòu)件和所述接觸構(gòu)件的所述下軸向段之間被壓縮。
28.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件具有沿大致徑向方 向延伸位于所述容器的壓彎端下面的上徑向段，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段連接至沿大 致軸向方向延伸并與所述容器側(cè)壁接觸的所述密封構(gòu)件的上軸向段，其中所述上軸向段延 伸在所述壓彎端和所述向內(nèi)突出部的所述上壁之間，并與所述內(nèi)罩的軸向段接觸，其中所 述密封構(gòu)件包括連接至所述密封構(gòu)件的上軸向段并從所述密封構(gòu)件的上軸向段大致徑向 向內(nèi)延伸的下徑向段，其中所述密封構(gòu)件的下徑向段與所述內(nèi)罩的所述徑向段接觸并且在 所述內(nèi)罩和所述向內(nèi)突出部的上壁之間被壓縮，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段在所述向內(nèi) 突出部的所述上壁和所述容器的壓彎端之間被壓縮，并且其中所述密封構(gòu)件進(jìn)一步包括連 接至所述密封構(gòu)件的下徑向段的內(nèi)軸向段，所述內(nèi)軸向段大致徑向向上延伸在所述內(nèi)罩的 所述軸向段和所述電池的接觸構(gòu)件之間。
29.一種電化學(xué)電池，包括圓柱形導(dǎo)電容器，具有封閉端、被端組件密封的開口端以及在所述封閉端和所述開口 端之間延伸的側(cè)壁，所述導(dǎo)電容器具有第一極性，所述端組件包括具有第二極性的接觸組 件，所述側(cè)壁具有向內(nèi)延伸的卷邊；包括正電極、負(fù)電極和布置在所述正電極和所述負(fù)電極之間的隔板以及電解質(zhì)的電極 組件，其中所述電極之一與所述容器操作性地電接觸，另一電極與所述端組件的所述接觸 構(gòu)件操作性地電接觸；以及所述端組件，包括將所述側(cè)壁與所述端組件的具有所述第二極性的導(dǎo)電部件電隔離的 密封構(gòu)件，其中所述接觸組件包括具有連接至釋壓排放構(gòu)件的外圍法蘭的導(dǎo)電接觸構(gòu)件， 所述釋壓排放構(gòu)件能夠響應(yīng)至少與預(yù)定釋放壓力一樣高的內(nèi)部電池壓力而破裂，由此允許 物質(zhì)通過所述排放構(gòu)件逸出，其中所述外圍法蘭包括軸向段，該軸向段大致平行于所述側(cè) 壁的與其相鄰的一段延伸一距離，其中所述外圍法蘭包括從所述軸向段沿大致徑向方向延 伸的徑向段，并包括軸向定位在所述卷邊上方的部分，并且其中所述外圍法蘭從所述徑向 段過渡到沿大致軸向方向延伸的第二下軸向段，其中所述密封構(gòu)件至少在(a)所述側(cè)壁和 所述外圍法蘭的軸向段、(b)所述卷邊和所述徑向段以及(c)所述卷邊和所述第二下軸向段之間受到壓縮。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述電池進(jìn)一步包括與所述卷 邊下面的所述容器的所述側(cè)壁接觸并與所述接觸構(gòu)件接觸的絕緣構(gòu)件，使得所述密封構(gòu)件 的一部分由所述接觸構(gòu)件、所述絕緣構(gòu)件和所述卷邊所限界。
31.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述接觸構(gòu)件具有從所述軸向 段延伸的向內(nèi)折疊端，其中限定開口的止動(dòng)器存在于所述電池中，并且其中所述止動(dòng)器的 一部分和所述排放構(gòu)件的一部分在所述接觸構(gòu)件的向內(nèi)折疊端和所述徑向段之間被壓縮。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件的在所述接觸構(gòu) 件和所述卷邊的所述上壁之間的橫截面面積，對(duì)于R6尺寸的電池小于12. 5mm2，對(duì)于R03尺 寸的電池小于6. 3mm2。
33.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述釋壓排放構(gòu)件是箔片型的 排放構(gòu)件，并包括第一層成分，所述第一層成分包括金屬和聚合物中的一種或多種。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述釋壓排放構(gòu)件包括第二層， 所述第二層包括從由以下材料組成的組中選擇的成分聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、對(duì)苯二酸 酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸、聚乙烯甲基丙烯酸和它們的 混合物，并且其中所述釋壓排放構(gòu)件包括第三層，所述第一層布置在所述第二層和所述第 三層之間，并且所述第三層包括從由以下材料組成的組中選擇的成分聚乙烯、聚丙烯、聚 丁烯、對(duì)苯二酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸、聚乙烯甲基丙 烯酸和它們的混合物，并且其中所述第一層包括鋁。
35.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述正電極包括二硫化鐵，并且 其中所述電池是R6尺寸的電池，所述密封構(gòu)件具有小于1. 14cm的尺寸比。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述尺寸比小于0.86cm。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述尺寸比小于0.51cm。
38.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述正電極包括二硫化鐵，并且 其中所述電池是R03或R8尺寸的電池，所述密封構(gòu)件具有小于0. 86cm的尺寸比。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的電化學(xué)電池，其特征在于尺寸比小于0.48cm。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述尺寸比小于0.30cm。
41.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述向內(nèi)延伸的卷邊具有通過 過渡構(gòu)件連接的上壁和下壁，其中所述上壁朝向所述電池的徑向中心向上傾斜，并且其中 所述上壁與所述下壁沿它們各自的長度分隔開。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的電化學(xué)電池，其特征在于卷邊上壁具有從上壁最高點(diǎn)徑 向向外定位的最低點(diǎn)，并且其中延伸通過上壁最低點(diǎn)的假想水平線與在上壁最低點(diǎn)和上壁 最高點(diǎn)之間的假想線之間的角度是從1°到30°。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述角度是從3°到20°。
44.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述卷邊具有至少為所述容器 的最大半徑的22%的深度。
45.根據(jù)權(quán)利要求四所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件具有沿大致徑向 方向延伸位于所述容器的壓彎端下面的上徑向段，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段連接至沿 大致軸向方向延伸并與所述容器側(cè)壁接觸的密封構(gòu)件的上軸向段，其中所述密封構(gòu)件的上軸向段延伸在所述壓彎端和所述卷邊的上壁之間，其中所述密封構(gòu)件包括連接至所述密封 構(gòu)件的上軸向段并從所述密封構(gòu)件的上軸向段大致徑向向內(nèi)延伸的下徑向段，其中所述密 封構(gòu)件的下軸向段連接至所述密封構(gòu)件的下徑向段并從所述密封構(gòu)件的下徑向段大致軸 向向下延伸，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段和下徑向段在所述卷邊和所述容器的壓彎端之 間被壓縮，并且其中所述下軸向段在所述卷邊和接觸構(gòu)件之間被壓縮。
46.根據(jù)權(quán)利要求34所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件具有沿大致徑向 方向延伸位于所述容器的壓彎端下面的上徑向段，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段連接至沿 大致軸向方向延伸并與所述容器側(cè)壁接觸的密封構(gòu)件的上軸向段，其中所述密封構(gòu)件的上 軸向段延伸在所述壓彎端和所述卷邊的上壁之間，其中所述密封構(gòu)件包括連接至所述密封 構(gòu)件的上軸向段并從所述密封構(gòu)件的上軸向段大致徑向向內(nèi)延伸的下徑向段，其中所述密 封構(gòu)件的下軸向段連接至所述密封構(gòu)件的下徑向段并從所述密封構(gòu)件的下徑向段大致軸 向向下延伸，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段和下徑向段在所述卷邊和所述容器的壓彎端之 間被壓縮，并且其中所述下軸向段在所述卷邊和接觸構(gòu)件之間被壓縮。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的電化學(xué)電池，其特征在于所述密封構(gòu)件具有沿大致徑向 方向延伸位于所述容器的壓彎端下面的上徑向段，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段連接至沿 大致軸向方向延伸并與所述容器側(cè)壁接觸的密封構(gòu)件的上軸向段，其中所述密封構(gòu)件的上 軸向段延伸在所述壓彎端和所述卷邊的上壁之間，其中所述密封構(gòu)件包括連接至所述密封 構(gòu)件的上軸向段并從所述密封構(gòu)件的上軸向段大致徑向向內(nèi)延伸的下徑向段，其中所述密 封構(gòu)件的下軸向段連接至所述密封構(gòu)件的下徑向段并從所述密封構(gòu)件的下徑向段大致軸 向向下延伸，其中所述密封構(gòu)件的上徑向段和下徑向段在所述卷邊和所述容器的壓彎端之 間被壓縮，并且其中所述下軸向段在所述卷邊和接觸構(gòu)件之間被壓縮。
48.一種用于形成電化學(xué)電池的方法，包括步驟提供具有封閉底端、側(cè)壁和開口端的圓柱形容器；在將電極組件插入所述容器之后，在所述容器的所述側(cè)壁中形成初始卷邊，其中所述 初始卷邊位于所述電極組件上方的一電池軸向高度處；將端組件插入所述容器，使得所述端組件的外圍部分位于所述初始卷邊的上壁上；為a)所述容器的所述底端、b)帶有卷邊支架的所述初始卷邊和c)所述容器的所述開 口端提供支撐，并且使所述上壁朝向所述電池的徑向中心向上傾斜；以及將所述容器的側(cè)壁的所述開口端壓彎并將所述端組件緊固在所述壓彎端和所述向上 傾斜的上壁的一部分之間以形成被密封的電池，其中所述卷邊的向上傾斜的上壁在所述被 密封的電池中與所述卷邊的下壁分開。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于在形成所述向上傾斜的上壁的過程中， 所述卷邊支架圍繞所述電池的周界延伸。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于形成所述初始卷邊包括在罐圍繞其軸 向軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使成形輪壓靠所述容器的所述側(cè)壁。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于在所述壓彎過程中，所述容器在該容器 的底部也被支撐。
52.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于位于所述卷邊上方的上側(cè)壁的直徑被 減小。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于在所述容器的上端的壓彎過程中，徑向 壓縮被至少保持在所述上側(cè)壁上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電化學(xué)電池的封閉組件，該封閉組件包括容器和密封該容器的開口端的端組件，從而將由于電解質(zhì)蒸汽滲透引起的質(zhì)量或重量損失降至最低。所述端組件設(shè)有能夠在所述電池內(nèi)的壓力超過預(yù)定極限時(shí)將流體排出的排放構(gòu)件；與所述端組件的導(dǎo)電觸頭和所述電池的電極的集流體操作性地電接觸的接觸構(gòu)件；以及至少布置在所述封閉組件的具有不同極性的導(dǎo)電部件之間的絕緣的聚合物密封構(gòu)件。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述密封構(gòu)件具有選定的尺寸比，以便將通過所述密封構(gòu)件的電解質(zhì)的蒸汽滲透降至最低。
文檔編號(hào)H01M2/04GK102057516SQ200980122049
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
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