可再充电电池的制作方法

1.本发明的实施例的方面涉及可再充电电池。


背景技术：

2.与不能充电的一次电池不同，可再充电电池可以重复充电和放电。低容量可再充电电池可用于诸如移动电话、膝上型计算机和便携式摄像机的小型电子设备，并且大容量电池已例如广泛用作驱动混合动力车辆的电动机的电源。
3.代表性的可再充电电池包括镍镉(ni
‑
cd)电池、镍氢(ni
‑
mh)电池、锂(li)电池和锂离子(li
‑
ion)可再充电电池。特别地，锂离子二次电池具有可用作便携式电子设备电源的镍镉电池或镍氢电池约三倍高的工作电压。而且，锂离子二次电池还可因为每单位重量的高能量密度被广泛使用。
4.特别地，随着对使用蓝牙的可穿戴设备(例如头戴耳机、耳塞、智能手表和身体安装医疗设备)的需求增加，对能量密度高且超小型的可再充电电池的需求也在增加。
5.超小型可再充电电池具有重要任务，即在有限的尺寸内提供所需的电容量，实现有效结构同时改进有效的轻量化，并提高结构稳定性。
6.在背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，并因此，其可能包含并不构成在本国中对于本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

7.根据本发明的实施例的一方面，提供了一种超小型可再充电电池。根据本发明的实施例的另一方面，提供一种构造用以防止或基本上防止反向插入的可再充电电池。
8.根据本发明的实施例的另一方面，提供一种构造用以防止或基本防止盖组件中具有不同极性的部分的外部短路的可再充电电池。
9.根据本发明的一个或多个实施例的可再充电电池包括：壳体，容纳电极组件并具有开口；盖组件，包括联接到壳体以覆盖开口的盖板以及联接到盖板的端子板；和方向确定构件，覆盖盖板并联接到壳体以限定伸出部分。
10.电极组件可以包括第一电极、第二电极以及在第一电极与第二电极之间的隔板，壳体可以由第一电极接线片连接到第一电极，并且端子板可以由第二电极接线片连接到第二电极。
11.盖板可以电连接到壳体，并且盖板和端子板可以通过盖板与端子板间的热熔合构件热熔合并且彼此电绝缘。
12.端子板可以包括：凸缘部分，在盖板与电极组件之间，并且与盖板的内表面电绝缘并附接到盖板的内表面；和突出端子，从凸缘部分向外侧突出以插入到盖板的端子孔中，并经由端子板的内表面电连接到第二电极接线片。
13.突出端子的外表面和盖板的外表面可以基于壳体的底部在相同高度处分别限定平面表面并且彼此分开。
14.方向确定构件可以包括：平面部，包括对应于突出端子的通孔，以覆盖盖板的外表面同时暴露突出端子；和侧部，从平面部的外表面沿着壳体的侧面延伸，以覆盖并联接到壳体的侧面的一部分。
15.方向确定构件可以包括电绝缘材料，以使突出端子的外表面与盖板的外表面之间电绝缘。
16.方向确定构件的通孔可以与盖板的端子孔同心，并且通孔的直径可以小于端子孔的直径，从而在突出端子的一侧覆盖盖板的整个外表面板。
17.方向确定构件可以包括聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)树脂、或橡胶。
18.平面部的直径方向长度d1可以等于或大于侧部的高度方向上的长度h1(d1≥h1)。
19.端子板可以包括：凸缘部分，在盖板外侧，并且与盖板的外表面电绝缘并附接到盖板的外表面；和接线片连接部，从凸缘部分向内侧突出，以插入到盖板的端子孔中，并经由端子板的内表面电连接到第二电极接线片。
20.基于壳体的底部，盖板的外表面可以被凸缘部分覆盖，并且剩余的暴露表面被限定为平面表明。
21.方向确定构件可以包括：平面部，包括对应于凸缘部分的通孔，以覆盖盖板的暴露表面同时暴露凸缘部分；和侧部，从平面部的外表面沿着壳体的侧面延伸，以覆盖并联接到壳体的侧面的一部分。
22.基于壳体的底部，平面部的高度可以等于或小于凸缘部分的高度。
23.平面部的直径方向长度d2可以等于或小于侧部的高度方向上的长度h2(d2≤h2)。
24.根据本发明的一个或多个实施例的可再充电电池可进一步包括在接线片连接部的外周上并安装到盖板的内表面的绝缘构件。
25.方向确定构件可以通过伸出部分在壳体的侧面上限定台阶。
26.壳体可以在下部在直径方向上在外表面中限定第一直径，并且方向确定构件可以联接到壳体的上部以在直径方向上限定大于第一直径的第二直径。
27.在根据本发明的一个或多个实施例的可再充电电池中，由于方向确定构件覆盖盖板并且联接至壳体，因此可以形成伸出部分。伸出部分在壳体的侧面形成台阶。即，由于方向确定构件比壳体的侧面在盖板及其相邻侧处更加突出，因此台阶可以形成有具有增大的高度或直径的伸出部分。因此，在视觉上或结构上，可以有效地防止可再充电电池的反向插入。
28.在根据一个或多个实施例的可再充电电池中，盖组件的具有不同极性的两个部分(例如，盖板和端子板)沿相同方向暴露，并且方向确定构件可以覆盖具有不同极性的两个部分中的至少一个。当方向确定构件由电绝缘材料形成时，可以有效地防止两部分因导电异物而短路。
29.在一个或多个实施例的可再充电电池中，伸出部分由联接到壳体的方向确定构件形成，并且伸出部分可以对物理冲击进行缓冲，从而提高了安全性，例如在跌落试验和翻滚试验中。
附图说明
30.图1是示出根据本发明实施例的可再充电电池的透视图。
31.图2是图1的可再充电电池的分解透视图。
32.图3是沿图1的线iii
‑
iii截取的截面图。
33.图4是示出根据本发明另一实施例的可再充电电池的透视图。
34.图5是图4的可再充电电池的分解透视图。
35.图6是沿图4的线vi
‑
vi截取的截面图。
36.附图标记说明
37.1、2：可再充电电池
ꢀꢀꢀꢀꢀ
10：电极组件
38.11：第一电极
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12：第二电极
39.13：隔板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14：绝缘片
40.20：壳体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21：开口
41.30、60：盖组件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
31：盖板
42.33、63：端子板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
34：热熔合构件
43.40、70：方向确定构件
ꢀꢀꢀ
41、71：平面部
44.42、72：侧部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
51：第一电极接线片
45.52：第二电极接线片
ꢀꢀꢀꢀꢀ
61、62：绝缘构件
46.101：第一端
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
102：第二端
47.301：暴露表面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
311：端子孔
48.331、631：凸缘部分
ꢀꢀꢀꢀꢀ
332：突出端子
49.341：通孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
411、711：通孔
50.611、621：通孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
632：接线片连接部
51.d：电池直径
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
d1，d2：直径方向长度
52.d3：第一直径
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
h：高度
53.h1、h2：高度方向的长度 p1、p3：伸出部分
54.p2、p4：非伸出部分
ꢀꢀꢀꢀꢀ
δh：高度差
具体实施方式
55.在此将参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的一些示例实施例。如本领域技术人员将认识到的，在全部不脱离本发明的范围的情况下，可以以各种不同方式修改所描述的实施例。附图和描述本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。在说明书中，相同附图标记自始至终表示相同元件。
56.而且，在本说明书中，应理解，当一个部件被称为“连接”或“联接”到另一部件时，其可以直接连接或联接到另一部件，或者是在两者间介入一个或多个其它部件的情况下连接或联接到另一部件。另一方面，在本说明书中，应理解，当一个部件被称为“直接连接或联接”到另一部件时，其可以被连接或联接到另一部件，而在两者间没有介入另一部件。
57.还应理解，本文所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。
58.除非上下文另外明确指出，否则单数形式将包含复数形式。
59.将进一步理解，在本说明书中使用的诸如“包含”、“包括”或“具有”的术语指定所陈述特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合。
60.应当理解，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本发明构思的示例实施例的范围的情况下，第一元件可以被称为“第二”元件，并且类似地，第二元件可以被称为“第一”元件。除非上下文另外明确指出，否则单数形式的术语可以包含复数形式。
61.另外，诸如“以下”、“下”，“以上”、“上”等术语用于描述附图中示出的构造的关系。然而，这些术语用作相对概念，并且参考附图中指示的方向来描述。
62.除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与发明构思所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。还应理解，在常用词典中定义的术语应被解释为具有与相关技术的背景中的含义一致的含义，并且在本文中明确定义，除非其以理想或过度正式的含义来解释。
63.作为超紧凑型电池的根据本发明的实施例的可再充电电池可以是硬币电池或纽扣电池。在此，硬币电池或纽扣电池是薄硬币型电池或纽扣型电池，并指所具有的高度(h)与直径(d)之比(h/d)为1或更小的电池(见图1)。
64.在一实施例中，硬币电池或纽扣电池是圆柱形的，并且水平截面为圆形，但本发明不限于此，并且水平截面可以为椭圆形或多边形。在此情况下，直径被设为基于电池的水平方向的壳体(或方向确定构件)外周的最大距离，并且高度被设为电池的壳体与盖板(或方向确定构件)的外平面之间的最小距离。
65.然而，本发明不限于作为本发明的示例提供的硬币电池或纽扣电池，并且本发明的电池可以是圆柱型或针型电池。在此，将更详细地描述根据本发明实施例的可再充电电池是硬币电池或纽扣电池的情况。
66.图1是示出根据本发明实施例的可再充电电池的透视图；图2是图1的可再充电电池的分解透视图；并且图3是沿图1的线iii
‑
iii截取的截面图。
67.参照图1至图3，根据实施例的可再充电电池1包括电极组件10、壳体20、盖组件30和方向确定构件40。盖组件30包括彼此联接的盖板31和端子板33。作为示例，盖板31和端子板33通过设置在盖板31与端子板33之间的热熔合构件34被热熔合。
68.在一实施例中，热熔合构件34用作使盖板31和端子板33互连的介质。例如，热熔合构件34可以由诸如聚合物的电绝缘材料形成，并且可以使用激光等熔化以熔合到盖板31和端子板33。
69.在一实施例中，通过利用热熔合构件34将端子板33联接至盖板31，可以形成稳定的联接结构，同时使端子板33与盖板31之间有效地绝缘，而不添加单独绝缘构造。
70.由于硬币电池以超紧凑尺寸制造，因此其在空间方面可能具有设计限制，并由此，期望在简化结构及其制造工艺的同时确保功能性。关于此，在一实施例中，端子板33和盖板31之间的绝缘和联接可以通过热熔合构件34实现。
71.在一实施例中，电极组件10包括提供在作为电绝缘材料的隔板13的相应侧上的第一电极11(例如，负极)和第二电极12(例如，正极)，并且可以通过卷绕第一电极11、隔板13
和第二电极12而形成。因此，电极组件10可以形成为果冻卷型。在另一实施例中，尽管未单独示出，但是电极组件可以形成为堆叠型。
72.电极组件10被构造用于充电和放电电流，并且电极组件10中的卷绕轴线可以平行于壳体20的高度方向(图1
‑
图3中的竖直方向)布置。在一实施例中，电极组件10的第一端(电极组件的下表面或截面)101和第二端(电极组件的上表面或截面)可以是平坦的并且彼此平行。在一实施例中，电极组件10不提供有中心销，但是可在卷绕轴线的位置处提供中心销(未示出)。
73.壳体20容纳电极组件10同时面对电极组件10的第一端101。在一实施例中，电极组件10被绝缘片14覆盖并容纳在壳体20中。作为一示例，壳体20形成为容纳果冻卷型的电极组件10的圆柱体，并且盖组件30密封圆柱形壳体20的开口21。
74.在一实施例中，电极组件10包括连接到第一电极11的第一电极接线片51和连接到第二电极12的第二电极接线片52，并且第一电极11和第二电极12分别引出至第一端101和第二端102。
75.在其中将电极组件10容纳在壳体20中的状态下，第一电极接线片51电连接到壳体20的底部，并且第二电极接线片52电连接到盖组件30的端子板33。
76.另外，盖组件30的盖板31在面对电极组件10的第二端102的同时被联接到壳体20，以覆盖开口21。端子板33联接到第二电极接线片52，同时通过热熔合构件34联接到盖板31。
77.在此，作为示例将说明其中第一电极11和第二电极12分别为负电极和正电极的情况，但本发明不限于此，并且第一电极11和第二电极12可以分别是正电极和负电极。
78.第一电极11形成为长条状，并且包括：负电极涂覆部，该负电极涂覆部是其中负电极活性物质层被涂覆到金属箔(例如，cu箔)的集流体的区域；和负电极未涂覆部，该负电极未涂覆部是其中未涂覆活性物质的区域。负电极未涂覆部可以设置在负电极的长度方向上的端部处。
79.第二电极12形成为长条状，并且包括：正电极涂覆部，该正电极涂覆部是其中正电极活性物质层被涂覆到金属箔(例如，al箔)的集流体的区域；和正电极未涂覆部，该正电极未涂覆部是其中未涂覆活性物质的区域。正电极未涂覆部可设置在正电极的长度方向上的端部处。
80.壳体20允许将电极组件10插入形成在其侧面的开口21中，并具有用于将电极组件10和电解质容纳在其中的空间。在一实施例中，例如，壳体20形成为具有比其直径低的高度的圆柱形形状，并且具有圆形开口21，使得对应于其内部空间的圆柱形电极组件10可以插入其中。
81.在盖组件30中，端子板33包括凸缘部分331和突出端子332。凸缘部分331设置在盖板31与电极组件10之间，以与盖板31的内表面电绝缘并附接到盖板31的内表面。
82.突出端子332从凸缘部分331向外侧突出，并插入热熔合构件34的通孔341和盖板31的端子孔311中，并且突出端子332的内表面电连接到第二电极接线片52。第二电极接线片52可以连接到凸缘部分331的内表面或突出端子332的内表面，或者可以连接到凸缘部分331的内表面和突出端子332的内表面两者。
83.在一实施例中，突出端子332的外表面和盖板31的外表面基于壳体20的底部在相同高度处形成平面并且在直径方向上彼此间隔开。当将包括此结构的可再充电电池1组装
成套件时，为了防止或基本防止反向插入，根据一实施例的可再充电电池1进一步包括方向确定构件40。
84.方向确定构件40覆盖盖板31并且联接到壳体20以形成伸出部分pl。即，方向确定构件40通过伸出部分p1在壳体20的侧面上形成台阶。
85.因此，方向确定构件40可以将可再充电电池1的高度方向的两侧限定为在上侧的伸出部分p1和在下侧的非伸出部分p2。即，在可再充电电池1中，与方向确定构件40联接的部分形成伸出部分p1，而没有方向确定构件40的部分形成非伸出部分p2。
86.在非伸出部分p2中，壳体20和可再充电电池1的底部具有第一电极11的负极性，并且在伸出部分p1中，端子板33具有第二电极12的正极性。在一实施例中，联接到壳体20的盖板31与壳体20一起具有第一电极11的负极性。即，盖板31和壳体20彼此电连接。
87.在一实施例中，例如，方向确定构件40包括平面部41和侧部42。平面部41包括对应于突出端子332的通孔411，以覆盖盖板31的外表面，同时暴露突出端子332。侧部42从平面部41的外表面沿着壳体20的侧面延伸，从而通过接纳壳体20的侧面的一部分而联接到壳体20的侧面。在可再充电电池1中，与方向确定构件40联接的部分形成伸出部分p1，而没有方向确定构件40的部分形成非伸出部分p2。
88.因此，方向确定构件40在高度方向和与高度方向正交的交叉方向(直径方向)上在伸出部分p1与非伸出部分p2之间的边界处在壳体20的侧面上形成台阶。即，与未伸出部分p2相比，伸出部分p1相对地增加了高度或直径。
89.在一实施例中，对于壳体20，方向确定构件40未在底部联接，使得第一直径d3被限定在壳体20的直径方向的外侧之间。方向确定构件40联接到壳体20的上部并且在方向确定构件40的直径方向的外侧之间限定第二直径(与电池的直径d相同)。第二直径d大于第一直径d3。因此，可再充电电池1的上部和下部之间存在直径差异。
90.在一实施例中，方向确定构件40可以由电绝缘材料形成，以防止或基本防止在突出端子332的外表面与盖板31的外表面之间的电短路。例如，方向确定构件40可以由聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)树脂、或橡胶形成。尽管未示出，但是可以将合成树脂或电绝缘材料应用于方向确定构件40。
91.在一实施例中，方向确定构件40的通孔411与盖板31的端子孔311同心，并且通孔411的直径小于端子孔311的直径，使得方向确定构件40从突出端子332的一侧完全覆盖盖板31的外表面，从而有效地防止由于导电材料引起的外部短路。
92.在一实施例中，设置在热熔合构件34的直径方向上的外周上的绝缘构件61被安装在盖板31的内表面上。绝缘构件61可以在盖板31与第二电极接线片52之间并且在盖板31与电极组件10之间形成电绝缘结构。在一实施例中，绝缘构件61包括与热熔合构件34的外径相对应的通孔611。
93.在方向确定构件40中，平面部41的直径方向长度d1可以等于或大于侧部42的高度方向上的长度h1(d1≥h1)。因此，高度方向的长度h1形成方向确定构件40到壳体20的夹紧力，并且直径方向长度d1使得能够充分确保端子板31的绝缘性能。
94.在一实施例中，参考图1，在可再充电电池1中，在壳体20的开口21被盖组件30关闭和密封的状态下，高度h定义为壳体20与方向确定构件40的外平面之间的距离，并且电池20的直径d被定义为方向确定构件40的外周。在一实施例中，高度h与电池直径d的比率为1或
更小(h/d≤1)。因此，一实施例的可再充电电池1是硬币型电池或纽扣型电池，并且可以形成薄硬币或纽扣形状。
95.这里，将描述本发明的另一个实施例。可以省略与上述相同的构造的进一步描述，并且关于图4至图6所示的实施例描述不同构造。
96.图4是示出根据本发明另一实施例的可再充电电池的透视图；图5是图4的可再充电电池的分解透视图；并且图6是沿着图4的线vi
‑
vi截取的截面图。
97.参照图4至图6，在根据另一实施例的可再充电电池2中，在盖组件60中，端子板63包括凸缘部分631和接线片连接部632。凸缘部分631设置盖板31的外侧上，并且与盖板31的外表面电绝缘并附接至盖板31的外表面。
98.接线片连接部632从凸缘部分631向内突出并插入到热熔合构件34的通孔341和盖板31的端子孔311中，并且第二电极接线片52电连接到接线片连接部632的内表面。
99.基于壳体20的底部，盖板31的外表面的一部分被凸缘部分631覆盖，并且外表面上剩余的外表面的剩余部分(暴露表面301)可以形成为平坦表面(平面表面)。为了防止或基本防止包括此结构的可再充电电池2的反向插入，根据一实施例的可再充电电池2包括方向确定构件70。
100.例如，方向确定构件70包括平面部71和侧部72。平面部71包括对应于凸缘部分631的通孔711，以覆盖盖板31的外表面的暴露表面301，同时暴露端子板63的凸缘部分63。侧部72从平面部71的外表面沿着壳体20的侧面延伸，以覆盖壳体20的侧面的一部分并且联接到壳体20的侧面。在可再充电电池2中，与方向确定构件70联接的部分限定伸出部分p3，并且没有方向确定构件70的部分限定非伸出部分p4。
101.因此，方向确定构件70覆盖盖板31的暴露表面301，并联接到壳体20以形成伸出部分p3。即，方向确定构件70通过伸出部分p3在壳体20的侧面上形成台阶。即，伸出部分p3与非伸出部分p4相比相对地增加了高度或直径。
102.基于壳体20的底部，平面部71的高度为凸缘部分631的高度或更小。因此，平面部71和凸缘部分631可以具有高度差δh。高度差δh使得可以更有效地防止可再充电电池2的反向插入，并且可以更有效地防止在端子板63的凸缘部分631与壳体20之间的外部短路。
103.在方向确定构件70中，平面部71的直径方向长度d2可以等于或小于侧部72的高度方向上的长度h2(d2≤h2)。因此，尽管直径方向长度d2可以短，但是高度方向上的长度h2可以确保方向确定构件70到壳体20的足够的紧固力。
104.在一实施例中，设置在接线片连接部632的外周上的绝缘构件62被安装在盖板31的内表面上。绝缘构件62可以在盖板31与第二电极接线片52之间并且在盖板31与电极组件10之间形成电绝缘结构。
105.绝缘构件62包括对应于盖板31的端子孔311的通孔621。通孔621允许第二电极接线片52连接到接线片连接部632的内表面。在一实施例中，通孔621具有的直径小于端子孔311的直径，以防止或基本防止第二电极接线片52与盖板31接触。
106.尽管已经结合当前被认为是一些可行示例实施例的方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，其旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等同布置。