專利名稱：鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓柱形鋰二次電池，更具體地，涉及包括功能中心銷(center pin)的 圓柱形鋰二次電池。
背景技術(shù)：
通常，圓柱形鋰二次電池包括與中心銷結(jié)合的圓柱形電極組件；容納電極組件 的圓柱形罐；電解液，注入到罐中以允許鋰離子移動；以及蓋組件，連接到罐的一側(cè)以防止 電解液泄露和電極組件位移。這種圓柱形鋰二次電池具有從2000至4000mA范圍的容量， 并由此應(yīng)用于具有高功耗的移動裝置(諸如，筆記本計算機、數(shù)碼相機和攝像放像機)。例 如，多個圓柱形鋰二次電池被彼此串聯(lián)或并聯(lián)地連接并裝配有保護(hù)電路，從而形成具有預(yù) 定形狀的硬包裝(hard pack)以用作移動裝置的電源。此外，圓柱形鋰二次電池可以根據(jù)以下工藝制造。涂覆有負(fù)電極活性材料的負(fù)電 極板、隔板和涂覆有正電極活性材料的正電極板被堆疊。疊層的一端被結(jié)合到棒形的卷繞 軸，疊層被卷繞成具有圓柱形。然后，中心銷與電極組件裝配在一起，電極組件插入到圓柱 形罐中。電解液隨后注入到圓柱形罐中，蓋組件耦接到圓柱形罐的上部以制造圓柱形鋰二 次電池。同時，這種圓柱形鋰二次電池包括安全閥，當(dāng)內(nèi)部壓力由于過充電而增大時該安 全閥變形；以及電路板，該電路板隨著安全閥的變形而破裂以中斷電流，從而防止由過充電 引起的爆炸和火災(zāi)的發(fā)生。通常，安全閥和電路板構(gòu)成電流中斷器件(CID)，其是蓋組件的 元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方案提供了一種圓柱形鋰二次電池，當(dāng)該圓柱形鋰二次電池由于內(nèi)部壓 力的增大而爆炸時通過防止中心銷突出而具有良好安全性。根據(jù)本發(fā)明的方案，提供了一種圓柱形鋰二次電池，該圓柱形鋰二次電池包括電 極組件，在該電極組件內(nèi)部具有中心銷；罐，容納電極組件；以及蓋組件，耦接到罐的一側(cè)， 其中中心銷的至少一端包括由于沖擊力而變形的變形端，防止中心銷突出到罐和/或蓋組 件的外部，該沖擊力由變形端與罐的內(nèi)表面和/或蓋組件碰撞引起。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷可以沿中心銷的縱向方向具有中空的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以沿中心銷的縱向方向具有凹口端 (notched end)，該凹口端具有凹口。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以具有漸縮的形狀。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端的直徑可以沿中心銷的縱向方向增大。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以沿中心銷的縱向方向具有彎曲的形 狀。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端的厚度可以沿中心銷的縱向方向減小。
根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以沿中心銷的縱向方向具有狹縫端 (slit end)，該狹縫端通過間隙分開。根據(jù)本發(fā)明的方案，狹縫端的至少一個裂片(split)可以向外輻射狀地彎曲。根據(jù)本發(fā)明的方案，狹縫端的尖端的至少一個裂片可以沿螺旋的方向向外輻射狀 地彎曲。根據(jù)本發(fā)明的方案，狹縫端的至少一個裂片可以向內(nèi)輻射狀地彎曲。根據(jù)本發(fā)明的方案，狹縫端的至少一個裂片可以沿螺旋的方向向內(nèi)輻射狀地彎曲ο根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以沿中心銷的縱向方向具有多個彎曲。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的狹縫端的至少一個裂片的厚度可以沿中心銷的縱向 方向減小。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以具有開孔端，該開孔端具有孔。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以包括漸縮的形狀。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端的直徑可以增大。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端可以沿中心銷的縱向方向具有多個彎曲。根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷的至少一端的厚度可以沿中心銷的縱向方向減小。根據(jù)本發(fā)明的方案，蓋組件可以包括安全閥和電路板，該安全閥設(shè)置為對應(yīng)于中 心銷的一端，該電路板設(shè)置在安全閥的一側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的方案，蓋組件可以包括子盤，設(shè)置為對應(yīng)于中心銷的一端；閥，焊 接到子盤；下蓋，保持子盤和閥的結(jié)構(gòu)；以及絕緣體，設(shè)置在下蓋與閥之間以用作絕緣體。在根據(jù)本發(fā)明的方案的鋰二次電池中，在鋰二次電池爆炸期間，中心銷在與蓋組 件和/或罐的內(nèi)表面碰撞時破裂和變形，從而防止中心銷突出并改善鋰二次電池的安全 性。此外，由于中心銷利用凹口端或狹縫端而具有改善的安全性而不用額外的結(jié)構(gòu)，所以可 以減少圓柱形鋰二次電池的制造成本。本發(fā)明的額外的方案和/或優(yōu)點將在下面的描述中部分地闡述，從該描述部分地 變得明顯，或者可以通過實踐本發(fā)明而習(xí)知。


從下面結(jié)合附圖對實施例的描述，本發(fā)明的這些和/或其它的方面和優(yōu)點將變得 明顯并更易于理解，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的圓柱形鋰二次電池的示意性透視圖；圖2是沿圖1的線11-11’剖取的示意性截面圖；圖3是圖1中示出的鋰二次電池的示意性分解透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的蓋組件的截面圖；圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明實施例的圓柱形鋰二次電池的局部截面圖，示出由于 鋰二次電池的爆炸引起中心銷與正電極蓋碰撞而變形；圖6A至圖6E是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有凹口端的中心銷的示意性正視圖；圖7A至圖7E是圖6A至6E的中心銷的端部的截面圖，該中心銷沿中心銷的縱向 方向具有由于端部的厚度減小而引起的斜面；
圖8是沿圖6A的線VIII-VIII’剖取的示意性截面圖；圖9A至圖9E是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有狹縫端的中心銷的示意性正視圖；圖10是沿圖9的線X-X’剖取的示意性截面圖；圖IlA至圖IlE分別是圖9A至圖9E的示意性透視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的狹縫端的示意性透視圖，該狹縫端的至少一個裂片 向外輻射狀地彎曲；圖13A至圖13C是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有開孔端的中心銷的正視圖；圖14A至圖14C是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有凹口端和狹縫端的組合的中心銷的正 視圖；圖15A至圖15C是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有狹縫端和開口端的組合的中心銷的正 視圖；以及圖16是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有凹口端、狹縫端和開孔端的組合的中心銷的正 視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在詳細(xì)參照本發(fā)明的實施例，其示例在附圖中示出，其中相同的附圖標(biāo)記始終 指代相同的元件。下面參照附圖描述實施例以解釋本發(fā)明。參照圖1至圖3，現(xiàn)在將描述圓柱形鋰二次電池100。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的 圓柱形鋰二次電池100的示意性透視圖。圖2是沿圖1的線11-11’剖取的示意性截面圖。 圖3是圖1所示的鋰二次電池100的示意性分解透視圖。盡管這里關(guān)于圓柱形鋰二次電池 100描述了本發(fā)明的方案，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方案不限于圓柱形電池，可以應(yīng)用于任 何形狀的電池。例如，鋰電池可以具有矩形、方形、橢圓形或其它截面形狀，本發(fā)明不限于如 所示出的具有恒定截面的圓柱形狀。參照圖1至圖3，圓柱形鋰二次電池100包括電極組件110、中心銷120、圓柱形罐 140和蓋組件150。電極組件110包括負(fù)電極板111、正電極板112和隔板113。在這點上， 負(fù)電極板111涂覆有負(fù)電極活性材料，諸如石墨。正電極板112涂覆有正電極活性材料，諸 如鋰鈷氧化物(LiCoO2)。隔板113設(shè)置在負(fù)電極板111和正電極板之間以防止短路并只允 許鋰離子在其中移動。負(fù)電極板111、正電極板112和隔板113大致卷繞成圓柱形并容納在 圓柱形罐140中。負(fù)電極板111可以由銅(Cu)箔形成。正電極板112可以由鋁(Al)箔形成。隔板 113可以由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成。此外，負(fù)電極板111可以焊接到向下突出預(yù) 定距離的負(fù)電極接頭114，正電極板112可以焊接到向上突出預(yù)定距離的正電極接頭115。 然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方案不限于此。例如，根據(jù)其它的方案，負(fù)電極板111可以焊接到 向上突出預(yù)定距離的負(fù)電極接頭114，正電極板112可以焊接到向下突出預(yù)定距離的正電 極接頭115。負(fù)電極接頭114還可以由鎳(Ni)形成，正電極接頭115可以由鋁(Al)形成。 用于形成負(fù)電極板111、正電極板112、隔板113、負(fù)電極接頭114和正電極接頭115的材料 不限于上述那些，本領(lǐng)域中常用的任何材料都可以在這里使用。并且，圓柱形罐140可以由 鋼、不銹鋼、鋁或其等同物形成，但應(yīng)當(dāng)理解，其材料不限于此。中心銷120大致耦接在電極組件110的中心處以防止在圓柱形鋰二次電池100的充電/放電期間電極組件110的變形。中心銷120可以由鎳形成，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方 案不限于此。例如，備選地，中心銷120可以由另一金屬(例如鋁)或金屬復(fù)合物形成。參照圖3，蓋組件150包括襯墊151、安全閥152、電路板153、正溫度系數(shù)器件 (PTC) 154和正電極蓋155。蓋組件150可以設(shè)置在圓柱形罐140的一側(cè)。具有環(huán)形的襯墊 151設(shè)置在圓柱形罐140的一側(cè)。在這點上，絕緣襯墊151可以耦接到導(dǎo)電的安全閥152 并連接到正電極接頭115。這里，安全閥152在罐140的內(nèi)部壓力增大時變形或破裂，從而 使電路板153斷裂或使氣體排出圓柱形鋰二次電池100。電路板153位于安全閥152的一 側(cè)以在安全閥152變形時受損或破裂，從而中斷電流。PTC巧4位于電路板153上以在過 電流的情況下中斷電流。正電極蓋155位于PTC IM的一側(cè)以施加正電極電壓(或負(fù)電極 電壓)到外部裝置。此外，正電極蓋155可以包括易于氣體排出的多個通孔15fe。安全閥 152、電路板153、PTC巧4和正電極蓋155位于絕緣襯墊151里面以防止安全閥152、電路 板153、PTC 154和正電極蓋155直接短路到圓柱形罐140。此外，電路板153在其表面上 具有配線圖案153a，該配線圖案153a在電路板153受到損壞或斷裂時被切斷。應(yīng)當(dāng)理解，蓋組件150的結(jié)構(gòu)不限于以上所述。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例 的蓋組件150，的截面圖。參照圖4，蓋組件150，包括子盤(sub-disc) 161、閥162、下蓋 (cap-down) 163和絕緣體164。這里，子盤161設(shè)置為對應(yīng)于中心銷120的端部120a，閥162 焊接到子盤161。在這點上，如果閥162被氣體壓力變形，子盤161從閥162分離從而使電 流中斷。下蓋163保持子盤161和閥162的結(jié)構(gòu)。絕緣體164設(shè)置在下蓋163和閥162之 間以用作絕緣體。在下文，為了描述的方便，將參照圖1至圖3中示出的蓋組件150來描述圓柱形鋰 二次電池100。然而，應(yīng)當(dāng)理解，圖1至圖3中的中心銷120的功能和操作可以以相同的方 式應(yīng)用到圖4的蓋組件150’。參照圖2，圓柱形罐140具有突緣部(beading part) 143和卷邊部144。突緣部 143位于蓋組件150的下部上并朝向圓柱形罐140的內(nèi)部凹陷。卷邊部144形成在蓋組件 150的上部上并朝向圓柱形罐140的內(nèi)部彎曲。突緣部143和卷邊部144將蓋組件150牢 固地固定并支撐到圓柱形罐140，防止蓋組件150的位移，并防止電解液的泄露。此外，圓柱形罐140具有注入在其中的電解液(未示出)以使鋰離子通過電解液 移動，該鋰離子是在充電/放電期間通過負(fù)電極板111和正電極板112的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn) 生。電解液可以是不含水的有機電解質(zhì)(其是鋰鹽和高純度有機溶劑的混合物)或使用高 分子電解質(zhì)的聚合物，但是應(yīng)當(dāng)理解，電解質(zhì)的類型不限于此。盡管在所有的方案中都沒有要求，但是示出的中心銷120位于電極組件110的中 心處。如所示出地，中心銷120可以沿縱向方向具有中空的內(nèi)部。然而，中心銷120的結(jié)構(gòu) 不限于此。例如，中心銷120可以具有填充的內(nèi)部。并且，二次電池100會由于各種原因爆炸。例如，如果圓柱形鋰二次電池100被過 充電，電解質(zhì)從電極組件110的上部蒸發(fā)使得電極組件110的電阻逐漸增大。然后，電極組 件110開始從其中央?yún)^(qū)域變形使得鋰沉淀。此外，隨著電極組件110的上部的電阻增大，熱 量產(chǎn)生從而增大圓柱形鋰二次電池100的溫度。在此情形下，內(nèi)部壓力由于環(huán)己基苯(CHB) 和聯(lián)苯(BP)(電解液添加劑)而快速增大，環(huán)己基苯(CHB)和聯(lián)苯(BP)通常在電池100被 過充電時分解而產(chǎn)生氣體。因此，圓柱形鋰二次電池100可能爆炸。因而，如果圓柱形鋰二次電池100爆炸，中心銷120會穿透蓋組件150并從蓋組件150突出。如果中心銷120由 于圓柱形鋰二次電池100的爆炸而從蓋組件150突出，則圓柱形鋰二次電池100會存在嚴(yán) 重的安全問題。因此，中心銷120的端部120a和120b中至少之一可以設(shè)置為由于與罐140 的內(nèi)表面或蓋組件150碰撞而變形以緩沖中心銷120的沖擊力，從而防止中心銷120從蓋 組件150突出和電池100的破裂。參照圖5A和圖5B，現(xiàn)在將描述中心銷120和蓋組件150之間的碰撞。圖5B是根 據(jù)本發(fā)明實施例的鋰二次電池的局部截面圖，示出通過由鋰二次電池100的爆炸引起的與 正電極蓋155碰撞而變形的中心銷120。當(dāng)中心銷120被爆炸位移時，如圖5A所示，中心 銷120與安全閥152碰撞，穿透安全閥152而使安全閥152變形。如果安全閥152由于因 例如氣體引起的內(nèi)部壓力而變形，則設(shè)置在安全閥152的一側(cè)的電路板153被損壞以中斷 電流。因而，設(shè)置在電路板153上的配線圖案被切斷以中斷電流，從而用作安全器件。當(dāng)安 全閥152通過中心銷120的端部120a與安全閥152的碰撞而變形時，除增大的內(nèi)部壓力之 外，中心銷120的機械力直接施加到安全閥152。因而，安全閥152和電路板153會嚴(yán)重變 形，從而改善了安全性。然后，如圖5B所示，中心銷120與蓋組件150的正電極蓋155碰撞。 在這點上，中心銷120的一端易于如圖5B所示地變形以吸收當(dāng)中心銷120與正電極蓋155 碰撞時的沖擊力，從而防止中心銷120突出。為了便于解釋，在下文，中心銷120與正電極蓋155之間的碰撞將描述為中心銷 120與其它元件之間的碰撞。然而，由于鋰二次電池100的爆炸引起的中心銷120與其它元 件之間的碰撞不限于此。例如，中心銷120可以不僅與正電極蓋155碰撞還與罐140的底 表面142碰撞，或者不與正電極蓋155碰撞而與罐140的底表面142碰撞。中心銷120的端部120a和/或120b可以具有通過碰撞而變形的各種結(jié)構(gòu)，從而 緩沖沖擊力。例如，中心銷120的端部120a和/或120b可以具有凹口端η、狹縫端g、開孔 端h或其任意組合。具有凹口端η的中心銷120將參照圖6Α至圖6Ε、圖7Α至圖7Ε和圖8 來描述，具有狹縫端g的中心銷120將參照圖9A至圖9E、圖10、圖IlA至圖IlE和圖12來 描述，具有開孔端h的中心銷120將參照圖13A至圖13C來描述。具有凹口端η和狹縫端 g的組合的中心銷120將參照圖14A至圖14C來描述，具有狹縫端g和開孔端h的組合的 中心銷120將參照圖15A至圖15C來描述，具有凹口端η、狹縫端g和開孔端h的組合的中 心銷120將參照圖16來描述。在這點上，上述中心銷120沿縱向方向具有中空的內(nèi)部。然 而，中心銷120的結(jié)構(gòu)不限于此，中心銷120可以具有填充的內(nèi)部。此外，中心銷120的端 部不限于凹口端η、狹縫端g、開孔端h及其任意組合。也就是，中心銷120的端部可以具有 各種結(jié)構(gòu)以緩沖沖擊力，從而防止中心銷120從蓋組件150突出?，F(xiàn)在將參照圖6A至圖6E、圖7A至圖7E以及圖8來描述具有凹口端η的中心銷 120。圖6Α至6Ε是具有凹口端η的中心銷120的示意性正視圖。圖7Α至圖7Ε是圖6Α至 圖6Ε的中心銷120的端部的截面圖，中心銷120的端部沿中心銷120的縱向方向具有由于 端部的厚度減小引起的斜面。圖8是沿圖6Α的線VIII-VIII’剖取的示意性截面圖。如圖6Α所示，中心銷120具有沿中心銷120的縱向方向的至少一個凹口端η。盡管 凹口端η沿中心銷120的縱向方向形成，但是凹口端η的形狀不限于此。例如，中心銷120 的凹口端η可以具有傾斜的凹槽或Z字形的凹槽。在這點上，中心銷120的直徑是恒定的。 這里，中心銷120的端部可以變尖，使得中心銷120沿中心銷120的縱向方向具有由于中心銷120的端部的厚度減小引起的斜面。因此，中心銷120的端部具有尖端和斜面，該尖端和 斜面在端部與正電極蓋巧5碰撞時易于向外輻射狀地滑動。因此，中心銷120的端部在與 正電極蓋155碰撞時易于破裂并向外輻射狀地變形。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于中心銷 120的端部的這種形狀。例如，如圖7A所示，中心銷120的端部還可以具有斜面，該斜面在 端部與正電極蓋155碰撞時易于向內(nèi)輻射狀地滑動。因此，中心銷120的端部在與正電極 蓋155碰撞時易于破裂并向內(nèi)輻射狀地變形。此外，中心銷120的端部還可以具有不帶斜 面的截面。參照圖8，凹口端η具有在中心銷120的外表面中的凹口。然而，凹口端η不限于 此。凹口端η還可以具有在中心銷120的內(nèi)表面中的凹口以在與正電極蓋155碰撞時易于 破裂和變形，從而緩沖施加到中心銷120的沖擊力。中心銷120在與正電極蓋155碰撞時 的變形度可以通過調(diào)節(jié)凹口端η的凹口的深度來控制。此外，凹口端η的凹口的底部可以 是尖銳的或平坦的。作為圖6Α的修改示例，圖6Β示出了中心銷120的端部，其形成為使得中心銷120 的直徑在中心銷120的縱向方向沿遠(yuǎn)離中心銷120的中部的方向增大。因而，當(dāng)中心銷120 的直徑沿中心銷120的縱向方向增大時，在中心銷120與正電極蓋155碰撞時中心銷120 的端部會破裂并向外輻射狀地變形。圖7Β是圖6Β所示的中心銷120的截面圖。如果中心 銷120的凹口端η具有當(dāng)凹口端η與正電極蓋155碰撞時易于輻射狀地向外滑動的斜面， 如圖7Β所示，中心銷120的凹口端η可以在與正電極蓋155碰撞時更易于向外輻射狀地變 形。作為圖6Α的修改示例，圖6C示出了中心銷120的凹口端η，其具有沿中心銷120 的縱向方向的彎曲形狀。應(yīng)當(dāng)理解，凹口端η的彎曲形狀不限于圖6C中所示的形狀，在圖 6C中凹口端η的中心是膨脹的。也就是，凹口端η可以具有各種彎曲的形狀。圖7C是圖 6C所示的中心銷120的截面圖。由于如上所述的中心銷120的凹口端η的彎曲形狀，當(dāng)中 心銷120與正電極蓋155碰撞時，沖擊力在中心銷120的圓周方向以及中心銷120的縱向 方向上分散，從而被緩沖。作為圖6Α的修改示例，圖6D示出了中心銷120的凹口端η，其具有在中心銷120 的縱向方向沿遠(yuǎn)離中心銷120的中部的方向的漸縮形狀，使得中心銷120在與正電極蓋155 碰撞時易于破裂和變形以緩沖沖擊力。如上所述，當(dāng)中心銷120的凹口端η具有中心銷120 的直徑沿中心銷120的縱向方向減小的漸縮形狀，中心銷120的凹口端η可以在中心銷120 與正電極蓋155碰撞時破裂并向內(nèi)輻射狀地變形。圖7D是圖6D所示的中心銷120的截面 圖。如果中心銷120的凹口端η具有在凹口端η與正電極蓋155碰撞時易于向內(nèi)輻射狀地 滑動的斜面，則凹口端η可以在中心銷120與正電極蓋155碰撞時更易于向內(nèi)輻射狀地變 形。備選地，中心銷120的凹口端η可以在中心銷120與正電極蓋155的碰撞期間通過使 凹口端η向內(nèi)彎曲而更彈性地接觸正電極蓋155。作為圖6Α的修改示例，圖6Ε示出了中心銷120的凹口端η，其具有沿中心銷120 的縱向方向的多個彎曲。圖7Ε是圖6Ε所示的中心銷120的截面圖。沿其縱向方向具有多 個彎曲的中心銷120可以在與正電極蓋155碰撞時由于多個彎曲而彈性地破裂和變形。在下文，將參照圖9Α至圖9Ε、圖10、圖IlA至圖IlE和圖12描述具有狹縫端g的 中心銷120。圖9A至圖9E是具有狹縫端g的中心銷的示意性正視圖。圖10是沿圖9的線X-X’剖取的示意性截面圖。圖IlA至圖IlE分別是圖9A至圖9E的示意性透視圖。圖12 是狹縫端g的示意性透視圖，其至少一個裂片向外輻射狀地彎曲。參照圖9A，中心銷120具有沿中心銷120的縱向方向的狹縫端g(也就是，裂片)， 其通過間隙分裂開。在這點上，中心銷120可以具有傾斜的狹縫端g，其通過帶間隙的狹縫 分裂開。此外，圖9A的狹縫端g可以在其尖端具有斜面。圖10示出了具有狹縫端g的中 心銷120的截面圖，狹縫端g通過帶有間隙的狹縫分開。圖IlA是圖9A所示的中心銷120 的示意性透視圖。作為圖9A的修改示例，圖9B示出了中心銷120的狹縫端g，其具有沿中心銷120 的縱向方向的多個狹縫，狹縫端g的至少一部分的尖端向外輻射狀地形成。圖IlB是圖9B 所示的中心銷120的示意性透視圖。在這點上，圖9B的狹縫端g可以在其尖端處具有面向 中心的斜面，如圖7B所示。由于狹縫端g的至少一部分的尖端向外輻射狀地形成，所以狹 縫端g在中心銷120與正電極蓋155碰撞時易于變形以緩沖沖擊力。這里，狹縫端g在中 心銷120與正電極蓋155碰撞時向外輻射狀地變形。作為圖9A的修改示例，圖9C示出了中心銷120的具有彎曲形狀的狹縫端g，其具 有沿中心銷120的縱向方向形成的多個狹縫。在這點上，圖9C所示的中心銷120的狹縫端 g可以具有彎曲的形狀，如圖7C所示。由于如上所述的中心銷120的狹縫端g的彎曲形狀， 所以當(dāng)中心銷120與正電極蓋155碰撞時沖擊力在中心銷120的圓周方向以及中心銷120 的縱向方向上分散，從而被緩沖。作為圖9A的修改示例，圖9D示出了中心銷120，其具有通過狹縫沿中心銷120的 縱向方向分裂的狹縫端g，狹縫端g的至少一個裂片向內(nèi)輻射狀地形成。圖IlD是圖9D所 示的中心銷120的示意性透視圖。這里，圖9D的中心銷120的狹縫端g具有當(dāng)狹縫端g與 正電極蓋155碰撞時易于向內(nèi)輻射狀地滑動的斜面，如圖7D所示。備選地，狹縫端g可以 向內(nèi)彎曲，使得狹縫端g可以在狹縫端g與正電極蓋155碰撞期間更彈性地接觸正電極蓋 155。由于狹縫端g的至少一個裂片向內(nèi)輻射狀地形成，所以狹縫端g在中心銷120與正電 極蓋155碰撞時易于變形以緩沖沖擊力。這里，狹縫端g可以在中心銷120與正電極蓋155 碰撞時向內(nèi)輻射狀地變形。作為圖9A的修改示例，圖9E示出了中心銷120的狹縫端g，其具有沿中心銷120 的縱向方向的多個裂片，中心銷120的狹縫端g具有沿中心銷120的縱向方向的多個彎曲， 如圖7E所示。圖IlE是圖9E所示的中心銷120的示意性透視圖。在此情況下，中心銷120 可以在與正電極蓋155碰撞時由于多個彎曲而彈性地破裂和變形。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方案不限于以上參照圖9A至圖9E所述的中心銷120的狹縫 端g的各種形狀。例如，狹縫端g的尖端可以向外或向內(nèi)輻射狀地彎曲。作為圖9A的修改 示例，圖12示出了中心銷120的狹縫端g，其具有沿中心銷120的縱向方向的多個狹縫，使 得狹縫端g的一些裂片向內(nèi)輻射狀地彎曲，而狹縫端g的另一些裂片向外輻射狀地彎曲。當(dāng) 由于圓柱形鋰二次電池的爆炸而使中心銷120與正電極蓋155碰撞時，中心銷120可以通 過更改狹縫端g的方向和形狀而易于破裂或變形。中心銷120可以設(shè)計得不穿透和突出正 電極蓋155。現(xiàn)在將參照圖13A至圖13C描述具有開孔端h的中心銷120。圖13A至圖13C是 具有開孔端h的中心銷120的正視圖。參照圖13A至圖13C，中心銷120的至少一端可以具有帶孔的開孔端h，使得中心銷120在中心銷120與正電極蓋155碰撞時易于破裂和變形以 緩沖沖擊力。圖13A示出具有帶有多個孔的預(yù)定圖案的開孔端h的中心銷120。圖13B示 出具有帶有單個孔的開孔端h的中心銷120，使得中心銷120易于破裂。圖13C示出具有帶 有交替形成的孔的開孔端h的中心銷120。盡管這里沒有示出，但是中心銷120的開孔端h可以具有漸縮的形狀，使得中心銷 120在與正電極蓋155碰撞時易于破裂和變形以緩沖沖擊力。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方 案不限于此。例如，備選地，中心銷120的開孔端h可以形成為使得中心銷120的直徑沿中 心銷120的縱向方向增大。此外，中心銷120的開孔端h可以具有沿中心銷120的縱向方向 的彎曲形狀，使得中心銷120在與正電極蓋155碰撞時易于破裂和變形以緩沖沖擊力。此 外，中心銷120的開孔端h可以沿縱向方向具有由于中心銷120的端部的厚度減小而形成 的斜面。參照圖14A至圖14C，將描述具有凹口端η和狹縫端g的組合的中心銷120。圖 14A至圖14C是具有凹口端η和狹縫端g(也就是，裂片)的組合的中心銷的正視圖。中心 銷120可以具有凹口端η和狹縫端g的組合使得當(dāng)與正電極蓋155碰撞時易于破裂和變形 以緩沖施加到中心銷120的沖擊力并防止中心銷120突出。例如，圖14A示出了凹口端η和 筆直形成的狹縫端g的組合，使得中心銷120的直徑恒定。作為圖14A的修改示例，圖14B 示出具有狹縫端g(其尖端向內(nèi)輻射狀地彎曲)和設(shè)置在狹縫端g的該尖端的另一端處的 凹口端η。此外，作為圖14Α的修改示例，圖14C示出了具有狹縫端g (其尖端向外輻射狀地 彎曲)和設(shè)置在狹縫端g的該尖端的另一端處的凹口端η。參照圖15Α至圖15C，現(xiàn)在將描述具有狹縫端g和開孔端h的組合的中心銷120。 圖15A至圖15C是具有狹縫端g和開孔端h的組合的中心銷的正視圖。中心銷120可以具 有狹縫端g和開孔端h的組合從而易于破裂和變形，以在與正電極蓋155碰撞時緩沖施加 到中心銷120的沖擊力并防止中心銷120突出。例如，圖15A示出了開孔端h和筆直形成 的狹縫端g的組合，使得中心銷120的直徑恒定。作為圖15A的修改示例，圖15B示出了具 有尖端向內(nèi)輻射狀地彎曲的狹縫端g和設(shè)置在狹縫端g的該尖端的另一端處的開孔端h的 中心銷120。此外，作為圖15A的修改示例，圖15C示出了具有尖端向外輻射狀地彎曲的狹 縫端g和設(shè)置在狹縫端g的該尖端的另一端處的開孔端h的中心銷120。參照圖16，現(xiàn)在將描述具有凹口端η、狹縫端g和開孔端h的組合的中心銷120。 圖16是具有凹口端η、狹縫端g和開孔端h的組合的中心銷120的正視圖。由于中心銷120 的凹口端η、狹縫端g和開孔端h，所以中心銷120可以在由于圓柱形鋰二次電池的爆炸使 中心銷120與正電極蓋155碰撞時易于破裂和變形。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方案，中心銷 120可以以各種方式設(shè)計而不穿透正電極蓋155和從其突出。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的幾個實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，對此 實施例可以做出變化而不背離本發(fā)明的原理和精神，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書及其等同 物限定。本申請要求于2009年10月14日提交到美國專利和商標(biāo)局的美國臨時申請 No. 61/251417的權(quán)益，其全部內(nèi)容在此引入以做參考。
權(quán)利要求
1.一種鋰二次電池，包括電極組件，在所述電極組件內(nèi)部包括中心銷； 罐，容納所述電極組件；以及 蓋組件，耦接到所述罐的一側(cè)，其中所述中心銷的至少一端包括由于沖擊力而變形的變形端，防止所述中心銷突出到 所述罐和/或所述蓋組件的外部，該沖擊力由所述變形端與所述罐的內(nèi)表面和/或所述蓋 組件碰撞引起。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述中心銷具有沿該中心銷的縱向方向的中 空內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有沿所述中心銷的縱向方向的凹口。
4.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有在所述中心銷的縱向方向上 沿遠(yuǎn)離所述中心銷的中部的方向的漸縮形狀。
5.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有在所述中心銷的縱向方向上 沿遠(yuǎn)離所述中心銷的中部的方向而增大的直徑。
6.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有沿所述中心銷的縱向方向的 彎曲形狀。
7.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述凹口設(shè)置在所述變形端的外縱向表面上。
8.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述凹口是傾斜的或Z字形的。
9.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有穿過其外縱向表面的至少一 個孔。
10.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有沿所述中心銷的縱向方向 的多個裂片，在裂片間具有狹縫。
11.如權(quán)利要求10所述的鋰二次電池，其中所述多個裂片中的至少一個裂片向外輻射 狀地彎曲。
12.如權(quán)利要求10所述的鋰二次電池，其中所述多個裂片中的至少一個裂片向內(nèi)輻射 狀地彎曲。
13.如權(quán)利要求10所述的鋰二次電池，其中所述多個裂片中的至少一個裂片向內(nèi)輻射 狀地彎曲，并且所述多個裂片中的至少另一裂片向外輻射狀地彎曲。
14.如權(quán)利要求10所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有沿所述中心銷的縱向方向 的彎曲形狀。
15.如權(quán)利要求10所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有沿所述中心銷的縱向方向 的凹口。
16.如權(quán)利要求15所述的鋰二次電池，其中所述凹口沿所述中心銷的縱向方向設(shè)置得 比所述狹縫更靠近所述中心銷的中部。
17.如權(quán)利要求15所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有穿過其外縱向表面的至少 一個孔。
18.如權(quán)利要求10所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有穿過其外縱向表面的至少一個孔。
19.如權(quán)利要求18所述的鋰二次電池，其中所述至少一個孔沿所述中心銷的縱向方向 設(shè)置得比所述狹縫更靠近所述中心銷的中部。
20.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有穿過其外縱向表面的至少 一個孔。
21.如權(quán)利要求20所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有在所述中心銷的縱向方向 上沿遠(yuǎn)離所述中心銷的中部的方向的漸縮形狀。
22.如權(quán)利要求20所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有在所述中心銷的縱向方向 上沿遠(yuǎn)離所述中心銷的中部的方向增大的直徑。
23.如權(quán)利要求20所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有沿所述中心銷的縱向方向 的彎曲形狀。
24.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述變形端具有斜面形狀。
25.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述罐是圓柱形的。
26.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述變形端設(shè)置在所述中心銷的縱向方向。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋰二次電池。該鋰二次電池包括電極組件，在該電極組件內(nèi)部具有中心銷；罐，容納電極組件；以及蓋組件，耦接到罐的一側(cè)。中心銷的至少一端包括由于沖擊力而變形的變形端，該沖擊力由變形端與罐的內(nèi)表面和/或蓋組件碰撞引起，防止中心銷突出到罐和/或蓋組件的外部。因此，通過在圓柱形鋰二次電池由于內(nèi)部壓力增大而爆炸時防止中心銷突出，鋰二次電池更安全。
文檔編號H01M2/12GK102044696SQ20101024329
公開日2011年5月4日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者全官植 申請人:三星Sdi株式會社