專利名稱：方形蓄電池的蓋組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在因電池異常而出現(xiàn)過電流時(shí)能切斷導(dǎo)電電路、防止爆炸、確保安全的方形蓄電池的蓋組件。
蓄電池二次電池能再充電及小型化或大容量化，這種蓄電池過去主要有鎳氫(Ni-MH)電池和鋰離子(Li-ion)電池。
其中，鋰離子電池，其陽極活性物質(zhì)采用鋰——遷移金屬氧化物；陰極活性物質(zhì)采用碳或碳復(fù)合體，在上述陽極和陰極之間有鋰離子進(jìn)行移動(dòng)，產(chǎn)生電動(dòng)勢，進(jìn)行充放電。
圖3表示過去眾所周知的鋰離子電池的整體結(jié)構(gòu)。
鋰離子電池的結(jié)構(gòu)是把由陽極和隔板以及陰極一起卷繞成的電極卷芯2裝入到與陰極相連接的外殼(カン)4的內(nèi)部，在該外殼4的上部安裝蓋組件6并進(jìn)行熔焊使其密封。在電極卷芯2的上面和下面分別設(shè)置絕緣板8，以防止蓋組件6和外殼4相接觸。
蓋組件6在結(jié)構(gòu)上包括焊接在外殼4的上部的陰極板10以及位于其中心的陽極板12，在陰極板10和陽極板12之間設(shè)置絕緣板14，鉚釘16穿過陰極板10和陽極板12的中心，以導(dǎo)電狀態(tài)連接到與電極卷芯2的陽極相連結(jié)的抽頭18上。并且鉚釘16另外通過墊圈20而與陰極板10進(jìn)行絕緣。
這樣構(gòu)成的鋰離子電池通過設(shè)置在陰極板10上的電解液注入口22而注入非水溶性電解液之后，通過焊接插塞進(jìn)行密封。
這種現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池，如果被導(dǎo)電性物體在外部形成電氣短路，則出現(xiàn)過電流，因此產(chǎn)生熱失控(thermal runway)狀態(tài)，有爆炸的危險(xiǎn)。
為了消除這種危險(xiǎn)性，如圖4所示，過去的鋰離子電池通過在外殼(カン)26的底面上設(shè)置限流器28來防止爆炸，以便確保安全性。限流器28在電池發(fā)熱時(shí)由于該熱量的作用使通電性大大降低，防止電池爆炸。
上述限流器，對于蓋組件在外殼筒型上部進(jìn)行被卷邊(crimping)的圓筒型蓄電池來說，很容易用壓接方式安裝在電池內(nèi)部。但是，對于蓋組件和外殼用激光焊接的方形蓄電池來說，如圖4所示必須安裝在電池外部。
因此，出現(xiàn)的問題是在方形蓄電池中必須在電池單元外部增加其他零件，所以，在電池的總高度中有效高度相應(yīng)減小，該減小量正好相當(dāng)于限流器的高度。
因此，過去的方形蓄電池為確保對過電流的安全性而帶來了必須減小電池容量的缺點(diǎn)。并且，也還存在這樣的問題因?yàn)橄蘖髌髀冻鲈陔姵氐耐獠浚栽诮Y(jié)構(gòu)上不穩(wěn)定。
為了解決這種現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種方形蓄電池的蓋組件，其利用電池內(nèi)部的不用空間來安裝限流器，以此來確保對過電流的安全性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大有效體積，及大容量化。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種方形蓄電池的蓋組件，其包括陰極板，它焊接在外殼的上側(cè)端部，該外殼內(nèi)是將陽極和隔板以及陰極一起卷取收容的，并且陰極板與上述外殼連接成導(dǎo)電狀態(tài)；陽極板，它通過絕緣體設(shè)在上述陰極板的上面；限流器，它與上述陽極板的上面接觸；以及鉚釘，它穿過上述陰極板和陽極板以及限流器的中心，同時(shí)通過襯墊而將上述陰極板和上述陽極板之間絕緣，利用抽頭與上述陽極連接成導(dǎo)電狀態(tài)。
所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述陰極板被設(shè)成向外殼內(nèi)部凹陷。
所述的方形蓄電池蓋組件，其特征是上述陰極板在外殼內(nèi)部僅凹陷與限流器的厚度相同的尺寸量。
所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述陽極板的上面還安裝陽極端子。
所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述陽極端子與限流器保持一定間隙，以被絕緣，并且遮蓋住該限流器，使其與外部隔離。
所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述鉚釘利用襯墊與限流器絕緣。
一種方形蓄電池的蓋組件，其特征是陰極板被焊接在外殼的上端部，與裝入該外殼內(nèi)部的陰極導(dǎo)電，另外，與上述陰極板絕緣的陽極板依次經(jīng)過限流器、鉚釘及抽頭與陽極導(dǎo)電，當(dāng)過電流加到電池上時(shí)，由上述限流器來切斷通電狀態(tài)。
本發(fā)明采取以下技術(shù)方案本發(fā)明提供一種使限流器與其一體化裝配的方形蓄電池的蓋組件。更詳細(xì)地說，上述蓋組件在結(jié)構(gòu)上具有向外殼的內(nèi)部凹陷而形成的陰極板，以及通過絕緣體而安裝在該陰極板上部的陽極板，在穿過上述陰極板和陽極板的中心的鉚釘和上述陽極板之間設(shè)置限流器，在上述陽極板的上面設(shè)置包圍在限流器周圍的陽極端子。
所以，本發(fā)明的蓋組件，其陰極板與連接在電池陰極上的外殼連接成導(dǎo)電狀態(tài)；陽極板經(jīng)過已連接在位于外殼內(nèi)部的電池陽極上的鉚釘和限流器而與陽極端子進(jìn)行導(dǎo)電連接。
上述本發(fā)明的限流器動(dòng)作是，如果由于電池外部的電氣短路而出現(xiàn)過電流、發(fā)熱，那么就使鉚釘和陽極板之間的電流急劇降低，確保電池的安全性。
采用這種本發(fā)明的限流器的蓋組件，因?yàn)槔昧耸龟帢O板向外殼內(nèi)部凹陷的這一部分的外殼內(nèi)部的不用空間，所以，在電池總高度相同的情況下，不會(huì)減小實(shí)際設(shè)置陽極和陰極所用的有效空間，能獲得大容量電池。本發(fā)明的效果如上所述，采用本發(fā)明的方形蓄電池蓋組件，為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，把上述限流器和蓋組件制成一個(gè)整體放置在電池內(nèi)部的不用空間內(nèi)。
所以，若采用本發(fā)明，則既不增加電池的總高度和減小為放置陽極和陰極所需的有效體積，也還能確保電池的安全性，并且也還能實(shí)現(xiàn)電池的大容量化。再者，本發(fā)明因?yàn)橄蘖髌鞑宦冻鲈谕獠?，所以，也還能獲得在結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定的效果。
以下參照附圖，詳細(xì)說明
具體實(shí)施例方式

圖1是表示涉及本發(fā)明的方形蓄電池整體結(jié)構(gòu)的斷面圖。
圖2是表示采用本發(fā)明的方形蓄電池的蓋組件的分解斜視圖。
圖3是表示原有方形蓄電池的斷面圖。
圖4是表示原有方形蓄電池的另一例的正面圖。
以下根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。在本發(fā)明的說明中，對于和現(xiàn)有技術(shù)中引用的附圖相同的結(jié)構(gòu)部分，為便于說明起見，采用相同的符號。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的方形蓄電池，其結(jié)構(gòu)是把由陽極和隔板以及陰極一起卷繞成的電極卷芯2放入到作為與上述陰極相連接的保護(hù)盒即外殼4內(nèi)，在該外殼4的上部設(shè)置蓋組件60進(jìn)行密封。
電極卷芯2為了防止外殼4和蓋組件的導(dǎo)電接觸，其上面和下面分別配備絕緣板8，然后裝入外殼4的內(nèi)部。這里，本發(fā)明的蓋組件60的構(gòu)成部分包括用激光脈沖焊接在外殼4的上部的陰極板62，通過絕緣體64而設(shè)置在該陰極板62的中央的陽極板66、以及穿過上述陰極板62和陽極66的中心而固定的鉚釘68，尤其為了防止電池的外部電氣短路所造成的過電流流過，在鉚釘68和陽極板66之間設(shè)置限流器(PTC)70。
限流器70通過上述鉚釘68來與陰極板62和陽極板66一起組合成一個(gè)整體，與該鉚釘68之間通過墊圈72進(jìn)行絕緣。也就是說，墊圈72使經(jīng)過抽頭74而連接在電極卷芯2的陽極上的鉚釘68和陰極板62以及陽極板66之間進(jìn)行絕緣。
在陽極板66的上面焊接陽極端子76，并形成對其上部的包圍，其目的在于與限流器70之間保持一定間隙，與該限流器70進(jìn)行絕緣，同時(shí)使上述限流器70與外部隔離。
本發(fā)明的蓋組件60把陰極板62焊接在外殼4的上端部，置于該外殼4的內(nèi)部，同時(shí)與陰極連接成導(dǎo)電狀態(tài)。并且，被置于外殼4的內(nèi)部的陽極，通過已與抽頭74相連接的鉚釘68、以及與該鉚釘68相連接的限流器70，與陽極板66連接成導(dǎo)電狀態(tài)。
通過這樣的連接路徑，上述限流器70，在由于電池外部的電氣短路而產(chǎn)生過電流造成發(fā)熱時(shí)，使鉚釘68和陽極板66之間的電流通電性大大降低，切斷電流的流動(dòng)。
另一方面，本發(fā)明的蓋組件的陰極板62被焊接在外殼4的上側(cè)端部，其上面的中心部分向外殼4的內(nèi)部凹陷形成臺階。在此，陰極板62的凹陷結(jié)構(gòu)是為了防止由于設(shè)置限流器70而使電池總高度增加，凹陷的深度僅相當(dāng)于限流器70的厚度。通常，限流器70的厚度設(shè)定為0.8-1.0mm，并且，也可以不使上述陰極板62凹隔而形成偏平板狀結(jié)構(gòu)。這時(shí)的外殼4的高度必須按照限流器70的高度相應(yīng)地降低。
由于這一原因，本發(fā)明的限流器70與蓋組件60形成一個(gè)整體裝入電池內(nèi)部，也就是說，將其裝在上述電極卷芯2和蓋組件之間的不用空間內(nèi)，以免減小外殼(カン)內(nèi)為放置由陽極和隔板以及陰極一起卷繞成的電極卷芯2所需的有效空間。
所以，本發(fā)明一方面利用限流器70來確保對過電流的穩(wěn)定性，另一方面能充分保證實(shí)際放置陽極和陰極所需的有效空間，能制成大容量電池。
權(quán)利要求
1．一種方形蓄電池的蓋組件，其包括陰極板，它焊接在外殼的上側(cè)端部，該外殼內(nèi)是將陽極和隔板以及陰極一起卷取收容的，并且所述陰極板與上述外殼連接成導(dǎo)電狀態(tài)；陽極板，它通過絕緣體設(shè)在上述陰極板的上面；限流器，它與上述陽極板的上面接觸；以及鉚釘，它穿過上述陰極板和陽極板以及限流器的中心，同時(shí)通過襯墊而將上述陰極板和上述陽極板之間絕緣，利用抽頭與上述陽極連接成導(dǎo)電狀態(tài)。
2．如權(quán)利要求書1所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述陰極板被設(shè)成向外殼內(nèi)部凹陷。
3．如權(quán)利要求2所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述陰極板在外殼內(nèi)部僅凹陷與限流器的厚度相同的尺寸量。
4．如權(quán)利要求1所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述陽極板的上面還安裝陽極端子。
5．如權(quán)利要求4所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述陽極端子與限流器保持一定間隙，以被絕緣，并且遮蓋住該限流器，使其與外部隔離。
6．如權(quán)利要求1所述的方形蓄電池的蓋組件，其特征是上述鉚釘利用襯墊與限流器絕緣。
7．一種方形蓄電池的蓋組件，其特征是陰極板被焊接在外殼的上端部，與裝入該外殼內(nèi)部的陰極導(dǎo)電，另外，與上述陰極板絕緣的陽極板依次經(jīng)過限流器、鉚釘及抽頭與陽極導(dǎo)電，當(dāng)過電流加到電池上時(shí)，由上述限流器來切斷通電狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種方形蓄電池的蓋組件,在出現(xiàn)過電流時(shí)能切斷導(dǎo)電電路、防止爆炸、確保安全,其包括:焊接在外殼的上側(cè)端的陰極板,該外殼內(nèi)裝入了由陽極和隔板及陽極一起卷繞成的卷芯,且陰極板與外殼連接成導(dǎo)電狀態(tài);通過絕緣體安裝在陰極板上部的陽極板;與陽極板的上面接觸的限流器;以及穿過陰極板和陽極板及限流器的中心,同時(shí)通過墊圈的隔離而與陰極板和陽極板之間保持絕緣,利用抽頭與陽極來連接成導(dǎo)電狀態(tài)的鉚釘。
文檔編號H01M6/10GK1235382SQ9812651
公開日1999年11月17日 申請日期1998年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月8日
發(fā)明者金昌燮 申請人:三星電管株式會(huì)社