專利名稱：二次電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個或多個實施例涉及一種二次電池及其制造方法，更具體地，涉及附 接有諸如正溫度系數(shù)(PTC)元件的電路保護元件的二次電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
二次電池是可再充電和放電的電池。代表性的二次電池包括鎳氫電池、鋰電池 和鋰離子電池。二次電池用于各種產(chǎn)品中，這些產(chǎn)品包括便攜式電子信息器件，諸如移 動電話、筆記本電腦、電子詞典；以及電動器件，諸如電動自行車、電動滑板車(electric scooter)禾口 電鉆。根據(jù)它們的形狀，二次電池分為圓柱型、橢圓型、矩形型、方形型和袋型。為了防止由于過充電和過電流而引起二次電池的損壞和性能退化，二次電池可以 包括安全器件，諸如電路保護模塊、安全閥、正溫度系數(shù)(PTC)元件、熱熔絲、隔板、添加物 (additive)或其一些組合。如果電池被加熱到特定溫度以上，則PTC元件增大其電阻由此減小電流，從而保 護電池。因而，在惡劣環(huán)境下需要高輸出的電池中不使用PTC元件。高容量電池一般包括用于安全的PTC元件。因此，包括PTC元件的二次電池可以 適當(dāng)?shù)赜糜谕ǔＴ跍睾铜h(huán)境中使用且需要安全性而不需要高輸出的產(chǎn)品中，例如筆記本電 腦。另一方面，不包括PTC元件的二次電池可以適當(dāng)?shù)赜糜谕ǔＴ趷毫迎h(huán)境中使用且需要 高輸出而不需要安全性的產(chǎn)品中，例如電動自行車、電動滑板車和電鉆。PTC元件的電阻根據(jù)電池的溫度來確定，因此可以設(shè)置在精確地檢測溫度的位置。 因此，更有利的是在電池中包括PTC元件，只要存在用于PCT元件的空間。高輸出/高容量 二次電池具有用于PTC元件的空間，因而在內(nèi)部包括PTC元件。通常，用于筆記本電腦的高容量二次電池在內(nèi)部包括PTC元件，而用于動力工具、 電動自行車、電動滑板車、割草機或真空吸塵器的中等輸出或高輸出的二次電池不包括PTC 元件。這樣，根據(jù)使用二次電池的產(chǎn)品是什么，高容量電池或高輸出電池必須被不同地制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種二次電池及其制造方法，從而在不同環(huán)境中 使用的產(chǎn)品中共同地使用標(biāo)準的二次電池。額外的方面將在以下的文字描述中部分地闡述，并將部分地通過該文字描述變得 明顯，或者可以通過實踐給出的實施例而習(xí)知。 根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，二次電池包括罐，用于容納電極組件和電解 質(zhì)；蓋組件，安裝在罐上；第一金屬薄片，附接在蓋組件的上表面或罐的底表面上；電路保 護元件，附接在第一金屬薄片上；以及第二金屬薄片，附接在電路保護元件上，其中第二金 屬薄片的尺寸和形狀被確定為使得第二金屬薄片的一部分不與電路保護元件重疊。
二次電池可以具有圓柱形形狀?？蛇x地，二次電池可以具有橢圓形形狀或方形形 狀。罐可以是圓柱形罐，第二金屬薄片可以從電路保護元件的端部朝向圓柱形罐的中 心延伸。可選地，第二金屬薄片可以從電路保護元件的端部朝向圓柱形罐的圓周延伸。然 而，在該情形下，第二金屬薄片可以不突出到圓柱形罐的外圓周外部。電路保護元件可以是正溫度系數(shù)(PTC)元件或熱熔絲。二次電池還可以包括設(shè)置在電路保護元件的一側(cè)的支撐構(gòu)件，支撐構(gòu)件與第二金 屬薄片的至少一部分表面接觸(surface-contact)。支撐構(gòu)件可以是電絕緣體。電路保護元件、支撐構(gòu)件和第二金屬薄片的尺寸和形狀可以被確定為使得第一金 屬薄片的一個表面的至少一部分被暴露。例如，第一金屬薄片可以具有圓形形狀，電路保護元件可以是PTC元件并可以具 有至少部分的環(huán)形，支撐構(gòu)件可以具有與孔的至少一部分相應(yīng)的形狀，該孔形成在至少部 分環(huán)形的電路保護元件中，第二金屬薄片可以具有覆蓋電路保護元件和支撐構(gòu)件的形狀。可選地，第一金屬薄片可以具有環(huán)形，保護電路元件可以具有部分被切除的環(huán)形， 該部分被切除的環(huán)形對應(yīng)于第一金屬薄片的環(huán)形，支撐構(gòu)件可以具有與孔的至少一部分相 應(yīng)的形狀，該孔形成在部分被切除的環(huán)形的電路保護元件中，第二金屬薄片可以具有與保 護電路元件和支撐構(gòu)件相應(yīng)的部分被切除的圓形?？蛇x地，第一金屬薄片可以具有圓形，電路保護元件可以具有部分被切除的圓形， 該部分被切除的圓形與第一金屬薄片的圓形相應(yīng)，支撐構(gòu)件可以具有兩側(cè)被切除的圓形， 第二金屬薄片可以具有與第一金屬薄片和支撐構(gòu)件的組合相應(yīng)的形狀。第二金屬薄片可以焊接到用于電連接的外部接頭，第二金屬薄片的對應(yīng)于支撐構(gòu) 件的部分被焊接到外部接頭。二次電池可以具有等于或大于2000mAh的容量以及等于或大于14000mA的輸出。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種制造二次電池的方法包括制備罐以及安 裝在罐上的蓋組件，其中該罐用于容納電極組件和電解質(zhì)；將電路保護組件附接到罐的底 表面或者蓋組件的頂表面上，其中電路保護組件通過堆疊第一金屬薄片、電路保護元件和 第二金屬薄片形成；以及將外部接頭附接到第二金屬薄片的延伸部分用于電連接，該延伸 部分不與電路保護元件相應(yīng)。二次電池可以具有圓柱形?？蛇x地，二次電池可以具有橢圓形或方形。電路保護組件還可以包括設(shè)置在電路保護元件的一側(cè)的支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件與 第二金屬薄片表面接觸，第二金屬薄片的延伸部分可以與支撐構(gòu)件重疊。換言之，支撐構(gòu)件 可以是電路保護組件的一部分并可以永久地附接到二次電池?？蛇x地，該方法還可以包括在電路保護元件的一側(cè)設(shè)置焊接夾具，從而與第一金 屬薄片表面接觸，附接外部接頭可以包括將外部接頭焊接到第二金屬薄片的與支撐構(gòu)件相 應(yīng)的部分。在該情形下，電路保護組件可以不包括額外的支撐構(gòu)件，焊接夾具可以用作支撐 構(gòu)件。支撐構(gòu)件和焊接夾具可以是電絕緣體。附接電路保護組件可以包括在罐的底表面或蓋組件的頂表面上焊接第一金屬薄 片的不與電路保護元件相應(yīng)的部分。
電路保護元件可以是正溫度系數(shù)(PTC)元件或熱熔絲。


從以下結(jié)合附圖的對實施例的描述，這些和/或其它的方面將變得明顯并更易于 理解，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的附接有電路保護組件的二次電池的透視圖；圖2是圖1所示的電路保護組件的分解透視圖；圖3是其上附接有圖2所示的電路保護組件的二次電池的俯視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電路保護組件的分解透視圖；圖5是其上附接有圖4所示的電路保護組件的二次電池的俯視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電路保護組件的分解透視圖；圖7是其上附接有圖6所示的電路保護組件的二次電池的仰視圖；圖8是圖7所示的二次電池的側(cè)截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電路保護組件的分解透視圖；圖10是其下附接有圖9所示的電路保護組件的二次電池的仰視圖；圖11是圖10所示的二次電池的側(cè)截面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電路保護組件的分解透視圖；圖13是其下附接有圖12所示的電路保護組件的二次電池的側(cè)截面圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電路保護組件的分解透視圖；圖15是其下附接有圖14所示的電路保護組件的二次電池的側(cè)截面圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的其下附接有電路保護組件的二次電池的側(cè)截面 圖；圖17A至圖17D是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于描述制造圖11所示的二次電池的方 法的側(cè)截面圖；以及圖17E是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于描述制造圖15所示的二次電池的方法的側(cè)截 面圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細地參照實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中相似的附圖標(biāo)記始 終指代相似的元件。在這點上，本發(fā)明的實施例可以具有不同的形式而不應(yīng)被解釋為限于 在此闡述的描述。因此，以下僅通過參考附圖描述實施例，以解釋本發(fā)明的方面。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的其上附接有電路保護組件10的二次電池的透視圖。圖 2是圖1所示的電路保護組件10的分解透視圖。參照圖1和圖2，根據(jù)當(dāng)前實施例的二次電池包括電極組件(未示出)、圓柱形罐 2、蓋組件1和電路保護組件10。圓柱形罐2通常容納電極組件、電解質(zhì)(未示出)、上絕緣 板(未示出)和下絕緣板(未示出)。電極組件通過繞中心銷(Pin)纏繞正電極、隔板和負 電極而形成。電解質(zhì)填充在電極組件中。上絕緣板和下絕緣板分離地設(shè)置在電極組件之上 和之下，并防止電極組件與圓柱形罐2之間的短路?？卓梢孕纬稍谏辖^緣板中，電解質(zhì)通過 該孔注入，并且氣體通過該孔放出。
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蓋組件1在圓柱形罐2上與圓柱形罐2結(jié)合，從而密封圓柱形罐2。蓋組件1可以 包括安全閥、電流中斷器件和上蓋(cap-up)。電路保護組件10包括正溫度系數(shù)(PTC)元件或熱熔絲作為電路保護元件13。電 路保護組件10可以附接在二次電池上，更具體地，可以附接在蓋組件1的上表面上，如圖3 和圖5所示。可選地，電路保護組件10可以附接在二次電池下，更具體地，可以附接在圓柱 形罐2的底表面上，如圖7、圖8、圖10、圖11、圖13、圖15和圖16所示。根據(jù)當(dāng)前實施例的電路保護組件10包括第一金屬薄片11、電路保護元件13、支撐 構(gòu)件14和第二金屬薄片12。第一金屬薄片11附接在圓柱形罐2的底表面上或者附接在 蓋組件1的上表面上。電路保護元件13設(shè)置在第一金屬薄片11與第二金屬薄片12之間。 電路保護元件13由具有PTC特性的材料形成并由此用作PTC元件。支撐構(gòu)件14設(shè)置在第 一金屬薄片11與第二金屬薄片12之間且在電路保護元件13的一側(cè)。電路保護元件13可以是PTC元件。PTC元件是指通過將聚合物與導(dǎo)電材料混合而 獲得的材料?；诰酆衔锏膶?dǎo)電復(fù)合物可以是聚合物、導(dǎo)電填料(filler)、抗氧化劑和過氧 化物交聯(lián)劑的混合物。聚合物可以是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚偏二 氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)或具有1至10的熔融指數(shù)(melt index)的乙烯/PP聚合物。 導(dǎo)電填料可以是炭黑、碳纖維、諸如鎳的金屬或金屬氧化物。盡管聚合物通常為絕緣材料， 但是導(dǎo)電填料允許導(dǎo)電顆粒在室溫或低溫彼此連接從而提供導(dǎo)電路徑，因而PTC元件具有 優(yōu)良的導(dǎo)電性。如果溫度增加到特定級別之上或者過電流流動，則由于PTC元件中的聚合 物膨脹，所以導(dǎo)電顆粒之間的距離增大，因而阻礙了導(dǎo)電路徑，PTC元件的導(dǎo)電性大大降低， 從而表現(xiàn)出PTC特性。第一金屬薄片11和第二金屬薄片12形成在電路保護元件13的兩個表面上。第 一金屬薄片11和第二金屬薄片12保持PTC元件的形狀并用作即將被電連接到另一元件的 端子。第一金屬薄片11和第二金屬薄片12可以是鎳薄片、鎳-銅薄片或鎳和銅的合金薄 片。外部引線板Ll或L2 (見，例如圖8)可以由導(dǎo)電金屬諸如鎳或鍍鎳的合金形成。 電路保護組件的第一金屬薄片11或第二金屬薄片12可以通過使用焊接(welding)或軟焊 (soldering)方法或?qū)щ娬辰觿┒浇拥酵獠恳€板。特別地，當(dāng)使用焊接或軟焊方法時， 如果外部引線板的厚度小，則電路保護元件13在進行焊接或軟焊時會被損壞。然而，如果 外部引線板的厚度保持在特定級別以上，則二次電池的體積增大。因此，需要即使在進行焊 接或軟焊時也能防止電路保護元件13被損壞的連接方法。現(xiàn)在將參照圖2詳細地描述形成在二次電池上的電路保護組件10。第一金屬薄 片11具有圓形。第二金屬薄片12具有部分被切除的圓形，該部分被切除的圓形與第一金 屬薄片11的形狀相應(yīng)。電路保護元件13具有部分被切除的環(huán)形，該部分被切除的環(huán)形與 第二金屬薄片12的形狀相應(yīng)。在下文，“相應(yīng)”不是指在形狀上相同的相應(yīng)。例如，當(dāng)?shù)谝?金屬薄片11和第二金屬薄片12具有相同的形狀除了第二金屬薄片12被部分地切除之外 時，第一金屬薄片11和第二金屬薄片12的形狀被認為是彼此相應(yīng)。另外，當(dāng)?shù)诙饘俦∑?12和保護電路元件13具有相同的圓周盡管具有不同的形狀時，第二金屬薄片12和電路保 護元件13的形狀被認為是彼此相應(yīng)。支撐構(gòu)件14具有部分被切除的圓形，該部分被切除 的圓形與保護電路元件13的內(nèi)圓周相應(yīng)。
圖3是其上附接有圖2所示的電路保護組件10的二次電池的俯視圖。參照圖3， 第一金屬薄片11被部分地暴露，第二金屬薄片12被更多地暴露，因為保護電路元件13和 支撐構(gòu)件14小于第一金屬薄片11。如果形成在二次電池上的外部引線板Ll或L2接觸第 二金屬薄片12，則電流流經(jīng)保護電路元件13。另一方面，如果外部引線板接觸第一金屬薄 片11的暴露部分，則電流流動而不經(jīng)過電路保護元件13。因而，根據(jù)需要，可以在需要電路 保護組件10的產(chǎn)品以及不需要電路保護組件10的產(chǎn)品中使用一個二次電池。更具體地， 由于一個標(biāo)準的二次電池可以根據(jù)需要具有高輸出和高容量特性二者，所以高輸出電池和 高容量電池不必單獨地制造?？蛇x地，電路保護元件13可以根據(jù)使用二次電池的產(chǎn)品的類 型而被添加到裸電池上或下。這樣，不包括電路保護元件13的二次電池使用在需要高輸出 的產(chǎn)品中，諸如電動自行車、電動滑板車或電鉆；包括電路保護元件13的二次電池可以使 用在需要安全性和中等操作環(huán)境的產(chǎn)品中，例如筆記本電腦。這樣，對于不同的產(chǎn)品，可以 不必制造不同的二次電池。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的要被附接在二次電池上的電路保護組件20的分 解透視圖。參照圖4，第一金屬薄片21具有圓形，第二金屬薄片22具有部分被切除的圓形，該 部分被切除的圓形與第一金屬薄片21的形狀相應(yīng)。電路保護元件23具有部分被切除的圓 形，該部分被切除的圓形與第一金屬薄片21或第二金屬薄片22的形狀相應(yīng)，并且電路保護 元件23小于第二金屬薄片22。支撐構(gòu)件M具有兩側(cè)被切除的圓形，該兩側(cè)被切除的圓形 與第二金屬薄片22的形狀相應(yīng)。圖5是其上附接有圖4所示的電路保護組件20的二次電池的俯視圖。參照圖5，第一金屬薄片21的暴露部分可以具有足夠焊接到外部引線板Ll或L2 的面積。電路保護元件23和支撐構(gòu)件M的組合的形狀與第二金屬薄片22的形狀相應(yīng)，但 是不限于此。例如，第二金屬薄片22可以具有用于完全覆蓋電路保護元件23并部分覆蓋 支撐構(gòu)件M的形狀，因為當(dāng)?shù)诙饘俦∑?2被焊接到外部引線板時支撐構(gòu)件M用于支撐 第二金屬薄片22，并因而可以具有足夠焊接的面積。圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的即將被附接在二次電池下的電路保護組件30 的分解透視圖。參照圖6，第一金屬薄片31具有圓形。第二金屬薄片32具有部分被切除的圓形， 該部分被切除的圓形與第一金屬薄片31的形狀相應(yīng)。電路保護元件33具有部分被切除的 環(huán)形，該部分被切除的環(huán)形與第一金屬薄片31或第二金屬薄片32的形狀相應(yīng)。支撐構(gòu)件 34具有部分被切除的圓形，該部分被切除的圓形與電路保護元件33的內(nèi)圓周相應(yīng)。圖7是其下附接有圖6所示的電路保護組件30的二次電池的仰視圖。圖8是圖 7所示的二次電池的側(cè)截面圖。參照圖7和圖8，第一金屬薄片31被部分地暴露，第二金屬薄片32被完全暴露。 如果形成在二次電池之下的外部引線板Ll或L2接觸第二金屬薄片32，則電流流經(jīng)電路保 護元件33 (見L2)。另一方面，如果外部引線板接觸第一金屬薄片31的暴露部分，則電流流 動而不經(jīng)過電路保護元件33 (見Li)。因而，根據(jù)需要，一個二次電池既可以使用在需要保 護電路組件30的產(chǎn)品又可以使用在不需要保護電路組件30的產(chǎn)品中。圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的即將被附接在二次電池下的電路保護組件40的分解透視圖。參照圖9，第一金屬薄片41具有圓形。第二金屬薄片42具有部分被切除的圓形， 該部分被切除的圓形與第一金屬薄片41的形狀相應(yīng)。電路保護元件43具有部分被切除的 圓形并小于第二金屬薄片42，該部分被切除的圓形與第一金屬薄片41或第二金屬薄片42 的形狀相應(yīng)。支撐構(gòu)件44具有兩側(cè)被切除的圓形，該兩側(cè)被切除的圓形與第二金屬薄片42 的形狀相應(yīng)。圖10是其下附接有圖9所示的電路保護組件40的二次電池的仰視圖。圖11是 圖10所示的二次電池的側(cè)截面圖。參照圖10和圖11，第一金屬薄片41的暴露部分可以具有足夠焊接到外部引線板 Ll或L2的面積。電路保護元件43和支撐構(gòu)件44的組合的形狀與第二金屬薄片42的形狀 相應(yīng)，但是不限于此。例如，第二金屬薄片42可以具有完全覆蓋電路保護元件43并部分覆 蓋支撐構(gòu)件44的形狀，因為當(dāng)?shù)诙饘俦∑?2被焊接到外部引線板時支撐構(gòu)件44用于支 撐第二金屬薄片42，并因而可以具有足以焊接的面積。圖12是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的即將被附接在二次電池下的電路保護組件50的 分解透視圖。參照圖12，電路保護組件50與圖6中示出的電路保護組件30不同，其區(qū)別在于 第一金屬薄片51具有環(huán)形而不是圓形并且支撐構(gòu)件M的厚度(dl+d2)等于第一金屬薄片 51的厚度(d2)與電路保護元件53的厚度(dl)的總和。因此，如圖13所示，支撐構(gòu)件M 的一個表面直接接觸圓柱形罐2的底表面加。圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電路保護組件60的分解透視圖。參照圖14，第一金屬薄片61具有圓形。第二金屬薄片62具有部分被切除的圓形， 該部分被切除的圓形與第一金屬薄片61的形狀相應(yīng)。電路保護元件63具有部分被切除的 圓形形狀并小于第二金屬薄片62，該部分被切除的圓形形狀與第一金屬薄片61或第二金 屬薄片62的形狀相應(yīng)。電路保護組件60與之前實施例的區(qū)別在于，電路保護組件60不包 括支撐構(gòu)件。因此，如圖15所示，在第一金屬薄片61與第二金屬薄片62之間存在空的空 間。第二金屬薄片62的與該空的空間相應(yīng)的部分通過使用例如焊接方法與外部引線板Ll 或L2組合。在該情形下，圖17E中示出的焊接夾具90可以用于支撐第二金屬薄片62。盡管在圖12至圖15中電路保護組件50和60安裝在二次電池下，但是電路保護 組件50和60的位置不限于此，電路保護組件50和60可以附接在二次電池上，更具體地， 可以附接在圖1中示出的蓋組件1的上表面上。圖16是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的其下附接有電路保護組件70的二次電池的側(cè)截 面圖。參照圖16，電路保護組件70與之前實施例的區(qū)別在于，電路保護元件73是熱熔 絲。當(dāng)PTC元件的電阻在預(yù)定條件下(例如，在高于特定水平的溫度下)大大增加時，PTC 元件中斷電路。然而，如果溫度降低到特定級別以下，則電阻降低，因而PTC元件返回到初 始狀態(tài)，從而可以再度使用。相反地，當(dāng)熱熔絲的導(dǎo)線在高于特定級別的溫度斷開時熱熔絲 中斷電路，因而不能被再度使用。也就是，與PTC元件類似，當(dāng)二次電池的溫度在異常環(huán)境 中或在異常條件下大大增加時，熱熔絲73中斷電路。然而，當(dāng)這發(fā)生時，需要更換電路保護 組件70以保護其不被損壞和性能退化。
圖17A至圖17D是根據(jù)本發(fā)明實施例用于描述制造圖11中示出的二次電池的方 法的側(cè)截面圖。最初，制備圓柱形罐2(圖17A)。在該情形下，圓柱形罐2可以容納電極組件和電 解質(zhì)，并可以通過使用蓋組件密封。可選地，圓柱形罐2可以不容納任何物質(zhì)。電路保護組件40附接在圓柱形罐2的底表面上(圖17B)。附接方法可以是焊接 方法(更具體地為電阻焊接方法)或者可以是軟焊方法或使用導(dǎo)電粘接劑的方法。如果使 用電阻焊接方法，則圓柱形罐2被焊接到第一金屬薄片41的與第二金屬薄片42相應(yīng)但其 上沒有附接電路保護元件43的部分，還焊接到第一金屬薄片41的不與第二金屬薄片42相 應(yīng)的部分，因為圓柱形罐2通常在形成電路保護組件40之后附接到第一金屬薄片41。焊接 點Wl的數(shù)量可以是一個，也可以等于或大于兩個。支撐構(gòu)件44設(shè)置在第一金屬薄片41與第二金屬薄片42之間(圖17C)。支撐構(gòu) 件44可以設(shè)置然后被固定。為此，支撐構(gòu)件44可以被插入然后通過使用例如非導(dǎo)電粘接 劑被固定。支撐構(gòu)件44可以接觸電路保護元件43的側(cè)表面或可以與電路保護元件43分 離。當(dāng)?shù)诙饘俦∑?2被焊接到在圖17D中示出的外部引線板100時，支撐構(gòu)件44用于 支撐第二金屬薄片42，因而并不是總是要求接觸電路保護元件43的側(cè)表面。支撐構(gòu)件44 是絕緣體。如果支撐構(gòu)件44是導(dǎo)體，則當(dāng)電流流經(jīng)第一金屬薄片41與第二金屬薄片42之 間時，支撐構(gòu)件44會允許電流僅流經(jīng)支撐構(gòu)件44而不經(jīng)過電路保護元件43從而電路保護 元件43不能用作PTC元件。然后，外部引線板100被焊接到第二金屬薄片42 (圖17D)。焊接點W2的數(shù)量可以 等于或大于兩個，但是不限于此。當(dāng)進行電阻焊接時，擠壓第二金屬薄片42，這確保了牢固 地進行焊接而不使第二金屬薄片42變形，因為支撐構(gòu)件44支撐第二金屬薄片42。這樣，通 過將外部引線板100焊接到第二金屬薄片42的與支撐構(gòu)件14相應(yīng)的部分，而不是將外部 引線板100焊接到第二金屬薄片42的與電路保護元件43相應(yīng)的部分，可以防止對電路保 護元件43的損壞。由于外部引線板100接觸第二金屬薄片42，所以二次電池的放電電路包 括電路保護元件43，從而二次電池適于需要安全性和高容量特性的電子器件。盡管在圖17D中電路保護組件40直接連接到外部引線板100，但是電路保護組件 40還可以在第二金屬薄片42上包括額外的導(dǎo)電板諸如鎳帶(nickel strip)。如以上關(guān)于圖3所述，如果外部引線板100接觸第一金屬薄片41，則二次電池的放 電電路不包括電路保護元件43，從而二次電池適于需要高輸出特性的電子器件。圖17E是根據(jù)本發(fā)明實施例用于描述制造圖15中示出的二次電池的方法的側(cè)截 面圖。圖17A和圖17B中進行的操作也可以被進行，然后焊接夾具90的臂90b插入第一 金屬薄片61與第二金屬薄片62之間。然后，焊接桿(未示出)插入到形成于焊接夾具90 中的孔90a中，外部引線板被焊接到第二金屬薄片62。焊接夾具90的臂90b的長度和厚度 以及焊接夾具90的孔90a的尺寸被設(shè)計為適于快速焊接操作。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個以上實施例的二次電池還可以應(yīng)用于橢圓形二次電池 或矩形二次電池以及圓柱形二次電池。也就是，二次電池的形狀無關(guān)緊要。二次電池可以 應(yīng)用到容量等于或大于約2000mAh的所有電池或者輸出等于或大于約7C的電池。這里，輸 出為7C的電池是指能夠輸出14000mA的電流的電池，其是例如2000mAh的容量的七倍。雖然具有等于或大于7C的高輸出的矩形電池目前不存在，但是如果研發(fā)了該矩形電池，則矩 形電池也被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，在圖2、圖4、圖6、圖9、圖12、圖14或圖16中 示出的第一金屬薄片11、21、31、41、51、61或71和第二金屬薄片12、22、32、42、52、62或72 可以根據(jù)二次電池的形狀適當(dāng)?shù)馗淖?。另外，用作描述高輸出和高容量的參考值?000mAh 和7C也可以被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易地改變。應(yīng)該理解，這里描述的示范性實施例應(yīng)當(dāng)僅以描述性的含義理解而不是為了限制 的目的。在每個實施例內(nèi)的特征或方面的描述應(yīng)當(dāng)通常被理解為可用于其它實施例中的其 它類似的特征或方面。本申請要求于2009年11月16日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的韓國專利申請 No. 10-2009-0110363以及于2009年11月16日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的韓國專利申請 No. 10-2009-0110364的權(quán)益，其公開通過引用整體結(jié)合于此。本發(fā)明還涉及并引入同時提 交的申請“安全元件組件(SAFETY ELEMENTASSEMBLY)”的整個內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括罐，用于容納電極組件和電解質(zhì)； 蓋組件，安裝在所述罐上；第一金屬薄片，附接在所述蓋組件的上表面上或者所述罐的底表面上； 電路保護元件，附接在所述第一金屬薄片上；以及 第二金屬薄片，附接在所述電路保護元件上，其中所述第二金屬薄片配置為使得所述第二金屬薄片的一部分不與所述電路保護元件重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述二次電池具有圓柱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次電池，其中所述罐是圓柱形罐，且其中所述第二金屬薄片從所述電路保護元件的端部朝向所述圓柱形罐的中心延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述電路保護元件是正溫度系數(shù)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述電路保護元件是熱熔絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，還包括設(shè)置在所述電路保護元件的一側(cè)的支撐構(gòu) 件，所述支撐構(gòu)件與所述第二金屬薄片的至少一部分表面接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中所述支撐構(gòu)件是電絕緣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中所述電路保護元件、所述支撐構(gòu)件和所述第 二金屬薄片配置為使得所述第一金屬薄片的一個表面的至少一部分暴露。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中所述第一金屬薄片具有圓形， 其中所述電路保護元件是正溫度系數(shù)元件且具有至少部分的環(huán)形，其中所述支撐構(gòu)件具有與孔的至少一部分相應(yīng)的形狀，該孔形成在至少部分環(huán)形的所 述電路保護元件中，以及其中所述第二金屬薄片具有覆蓋所述電路保護元件和所述支撐構(gòu)件的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中所述第一金屬薄片具有環(huán)形，其中所述保護電路元件具有部分被切除的環(huán)形，該部分被切除的環(huán)形與所述第一金屬 薄片的環(huán)形相應(yīng)，其中所述支撐構(gòu)件具有與孔的至少一部分相應(yīng)的形狀，該孔形成在部分被切除的環(huán)形 的所述電路保護元件中，以及其中所述第二金屬薄片具有部分被切除的圓形，該部分被切除的圓形與所述保護電路 元件和所述支撐構(gòu)件相應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中所述第一金屬薄片具有圓形，其中所述電路保護元件具有部分被切除的圓形，該部分被切除的圓形與所述第一金屬 薄片的圓形相應(yīng)，其中所述支撐構(gòu)件具有兩側(cè)被切除的圓形，以及其中所述第二金屬薄片具有與所述第一金屬薄片和所述支撐構(gòu)件的組合相應(yīng)的形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中所述第二金屬薄片焊接到外部接頭用于電 連接，以及其中所述第二金屬薄片的與所述支撐構(gòu)件相應(yīng)的部分被焊接到所述外部接頭。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述二次電池具有等于或大于2000mAh的容量或者等于或大于14000mA的輸出。
14.一種制造二次電池的方法，該方法包括制備罐和安裝在所述罐上的蓋組件，其中所述罐用于容納電極組件和電解質(zhì)；將電路保護組件附接在所述罐的底表面上或者所述蓋組件的上表面上，所述電路保護 組件通過堆疊第一金屬薄片、電路保護元件和第二金屬薄片形成；以及將外部接頭附接到所述第二金屬薄片的延伸部分用于電連接，該延伸部分不與所述電 路保護元件相應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述電路保護組件還包括設(shè)置在所述電路保護 元件的一側(cè)的支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件與所述第二金屬薄片表面接觸，以及其中所述第二金屬薄片的所述延伸部分與所述支撐構(gòu)件重疊。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在所述電路保護元件的一側(cè)設(shè)置焊接夾具從 而與所述第一金屬薄片表面接觸，其中附接所述外部接頭包括通過使用所述焊接夾具將所述外部接頭焊接到所述第二 金屬薄片的不與所述電路保護元件相應(yīng)的部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述支撐構(gòu)件是電絕緣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述焊接夾具是電絕緣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中附接所述電路保護組件包括在所述罐的底表面 上或在所述蓋組件的上表面上焊接所述第一金屬薄片的不與所述電路保護元件相應(yīng)的部 分。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述電路保護元件是正溫度系數(shù)元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述電路保護元件是熱熔絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二次電池及其制造方法。為了使標(biāo)準的高容量電池選擇性地具有高輸出或高容量特性，二次電池包括罐，用于容納電極組件和電解質(zhì)；蓋組件，安裝在罐上；第一金屬薄片，附接在蓋組件的上表面上或者罐的底表面上；電路保護元件，附接在第一金屬薄片上；以及第二金屬薄片，附接在電路保護元件上，其中第二金屬薄片的尺寸和形狀被確定為使得第二金屬薄片的一部分不與電路保護元件重疊。
文檔編號H01M10/42GK102064355SQ20101055167
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者全官植 申請人:三星Sdi株式會社