專(zhuān)利名稱(chēng)：矩形電池頂蓋組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種矩形電池的頂蓋組件，更具體的說(shuō)，涉及一種當(dāng)安全出口由于電池內(nèi)壓增加而破裂時(shí)可同時(shí)切斷電源的矩形電池的頂蓋組件。
矩形電池已經(jīng)廣泛地用作為二次電池，它包括一個(gè)矩形殼體內(nèi)的電極裝置。

圖1示出了一個(gè)矩形電池的例子。如圖1所示，一個(gè)稱(chēng)之為膠柱(jelly-roll)的圓柱形的或矩形電極裝置(未示出)裝于矩形殼體內(nèi)，矩形殼體有一個(gè)上開(kāi)口面。膠柱有彎陽(yáng)極和陰極板(未示出)組成，中間插入有一個(gè)隔離器(未示出)作為一個(gè)絕緣器。頂蓋組件10裝于殼體1的上部。
頂蓋組件10包括一個(gè)正電極部分11，一個(gè)負(fù)電極部分12和一個(gè)用來(lái)將它們相電氣隔離的絕緣板13。
當(dāng)矩形電池不正常反應(yīng)時(shí)，殼體1內(nèi)壓由于產(chǎn)生氣體而增加，因此殼體可能爆破。為了防止這類(lèi)爆破，和減少殼體的內(nèi)壓，在負(fù)電極部分12形成有一個(gè)用來(lái)排出在異常反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣體的易破部分14。也就是說(shuō)，當(dāng)電池內(nèi)壓增加時(shí)，易破部分14的脆弱的邊緣部分被破壞而形成一個(gè)排氣的安全出口。
在傳統(tǒng)的頂蓋組件中，電池內(nèi)壓可通過(guò)破裂易破部分14來(lái)減壓，但是電流并不停止流動(dòng)。因此，在易破部分破裂之后可能發(fā)生短路或電泄漏。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是為了提供一種改進(jìn)的矩形電池的頂蓋組件，它可在排氣減壓電池的內(nèi)壓的同時(shí)來(lái)切斷電流。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了這樣一種矩形電池的頂蓋組件，它包括一個(gè)形成有一個(gè)出口孔的蓋板；一個(gè)連接到電極組件的正電極的正電極片，一個(gè)具有中空鉚柱的導(dǎo)氣安全出口支撐部分，鉚柱穿過(guò)上述蓋板的出口孔；和一個(gè)導(dǎo)氣安全出口，其上部四圍部分與上述安全出口支撐相組合而將所述鉚柱的中空封密，而其頂點(diǎn)與所述正電極片的上表面相接觸，其中當(dāng)所述電池內(nèi)壓增加到一個(gè)預(yù)定值時(shí)所述安全出口的頂點(diǎn)與所述正電極片相分離而所述安全出口則被破裂。
讀者在參閱附圖閱讀了對(duì)最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述之后將會(huì)對(duì)本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)有更明白的理解。
圖1是一個(gè)顯示具有一個(gè)傳統(tǒng)頂蓋組件的矩形電池的示意截面圖；圖2是一個(gè)具有一個(gè)本發(fā)明的頂蓋組件的矩形電池的分解透視圖；圖3是一個(gè)本發(fā)明的頂蓋組件的截面圖；圖4是從圖3“A”的透視所見(jiàn)的圖3的頂蓋組件。
參閱圖2，一個(gè)具有按照本發(fā)明的頂蓋組件的矩形電池包括一個(gè)由彎陽(yáng)極和陰極板形成在矩形殼體21中的電極組件22，陽(yáng)極和陰極板覆蓋了活性材料，在兩板之間插入了一個(gè)由多孔聚合物薄膜制成的封密隔離器；和一個(gè)組合在殼體21上部的頂蓋組件30。一個(gè)絕緣板23插在電極組件22與頂蓋30之間。頂蓋組件30被與正電極片22a和負(fù)電極板22b電氣地相連，電極板22a穿過(guò)當(dāng)絕緣板23并與電極組件22的正電極相連。
參閱詳細(xì)顯示頂蓋組件30結(jié)構(gòu)的圖3和4，頂蓋組件30包括一個(gè)形成有一個(gè)出口孔31a的蓋板31；一個(gè)形成在蓋板31之上的正電極端32；和一個(gè)錐形導(dǎo)氣安全出口33，出口33的上部四圍部分與安全出口支撐35的底面相接合，以將排氣孔31a封密。安全出口33的頂點(diǎn)33a結(jié)合得與正電極片22a上表面相接觸。此時(shí)，頂點(diǎn)33a和正電極片22a之間的焊接部分(W1)最好是用激光焊接的。如將稍后要介紹的，當(dāng)電池的內(nèi)壓增加時(shí)，頂點(diǎn)33a會(huì)與正電極片22a分開(kāi)，從而阻止電流流動(dòng)。
頂蓋組件30還可包括一個(gè)用來(lái)支撐正電極片22a防止其當(dāng)頂點(diǎn)33a與其分離時(shí)被拉動(dòng)和損壞的片固定部分36；和一個(gè)用來(lái)支撐片固定部分36的支撐37。用激光焊接法將片固定部分36與在正電極片22a的上表面的焊接部分(W2)相結(jié)合。一個(gè)形成在片固定部分36上的鉤部分36a懸掛在形成在支撐37上的結(jié)合部分37a。
片固定部分36和支撐37分別有通向蓋板31的出口孔31a的通孔36b和37b。一個(gè)絕緣板34插入于蓋板31和正電極端之間。
另外，提供一個(gè)導(dǎo)氣安全出口支撐35來(lái)更安全地與安全出口33相結(jié)合。安全出口支撐35有一個(gè)鉚柱35a，在鉚柱35中形成有一個(gè)中空并與蓋板31的出口孔31a相連。鉚柱35a插入到支撐37的通孔37b，蓋板31的出口孔31a，絕緣板34的通孔34a和正電極端32的通孔32a之后，用打壓或其他工具將其打壓平整。在采用安全出口支撐37的情況下，安全出口33的上部四圍部分33b與安全出口支撐35的底面相結(jié)合以將鉚柱35a的中空封密。用激光將安全出口33和安全出口支撐35的焊接部分(W3)。
在矩形電池工作中，如圖3所示，電流通過(guò)正電極片22a，安全出口33和安全出口支撐35流向正電極端32。當(dāng)電池被充電或放電時(shí)，電池內(nèi)部的溫度由于諸如過(guò)流，過(guò)充電等狀況而升高。于是，從包括電解質(zhì)這樣的化學(xué)材料中產(chǎn)生出氣體，從而增加了電池的內(nèi)壓。此時(shí)，安全出口33受到電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體的壓力。
當(dāng)電池的內(nèi)壓增加到或高于預(yù)定值時(shí)，在安全出口33的頂點(diǎn)33a和正電極片22a之間的焊接部分被破壞，這樣，安全出口33與正電極片22a相分離。因此，電流停止流動(dòng)。此時(shí)，正電極片22a可被安全地保持不變，因?yàn)樗黄潭ú糠?6支撐住了。
當(dāng)電池的內(nèi)壓愈來(lái)愈大時(shí)，薄板制成的安全出口33破裂，使得電池中的氣體通過(guò)出口孔31a排出到電池之外。于是，電池的內(nèi)壓被減少了。根據(jù)本發(fā)明的矩形電池的頂蓋組件30，當(dāng)電池的內(nèi)壓過(guò)分增加時(shí)，錐形安全出口33被破裂，因此排出氣體并中斷電流。這樣一來(lái)，電池的安全得到保證，從而可防止出現(xiàn)過(guò)電流或泄漏。
權(quán)利要求
1．一種矩形電池的頂蓋組件，包括一個(gè)形成有一個(gè)出口孔的蓋板；一個(gè)連接到電極組件的正電極的正電極片；一個(gè)導(dǎo)氣安全出口支撐，它具有一個(gè)穿過(guò)所述蓋板的所述出口孔的中空鉚柱；一個(gè)導(dǎo)氣安全出口，其上部四圍部分與所述安全出口支撐的底面相結(jié)合以將所述鉚柱的中空封密；其中當(dāng)所述電池的內(nèi)壓增加到一個(gè)預(yù)定值時(shí)，所述安全出口的頂點(diǎn)與所述正電極片相分離而所述安全出口被破裂。
2．如權(quán)利要求1所述的矩形電池的頂蓋組件，其中所述的頂點(diǎn)通過(guò)激光焊接與所述正電極片的上部面相接觸。
3．如權(quán)利要求1所述的矩形電池的頂蓋組件，還包括一個(gè)與所述正電極片的上部面相結(jié)合的片固定部分，它有一個(gè)形成在那里的引向所述出口孔的通孔和一個(gè)形成在其上部邊緣的鉤形部分；和一個(gè)支撐，它具有一個(gè)與所述鉤形部分結(jié)合的結(jié)合部分和一個(gè)引向所述形成在其上的出口孔的通孔。
4．如權(quán)利要求1所述的矩形電池的頂蓋組件，其中所述安全出口呈錐形。
5．如權(quán)利要求1所述的矩形電池的頂蓋組件，還包括一個(gè)正電極端，正電極端有一個(gè)引向所述出口孔的通孔并與所述蓋板的上部相結(jié)合，和一個(gè)插入在其間的絕緣板。
全文摘要
矩形電池頂蓋組件包括有出口孔的蓋板,有引向排氣孔的通孔并與蓋板上部結(jié)合的正電極端,蓋板有一其間插入的絕緣板,一與電極組件的正電極相連的正電極片,一有中空鉚柱的導(dǎo)氣安全出口支承,鉚柱穿過(guò)蓋板的出口孔和正電極的通孔以與正電極相連,和一錐形導(dǎo)氣安全出口,其上部四圍與安全出口支承底面相結(jié)合以將鉚柱中空密封,頂角則與正電極上部面相接觸,當(dāng)電池內(nèi)壓增到預(yù)定值時(shí)頂角與正電極片分離而安全出口破裂。
文檔編號(hào)H01M2/12GK1213188SQ9810593
公開(kāi)日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1998年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月29日
發(fā)明者金昌燮 申請(qǐng)人:三星電管株式會(huì)社