防止电池壳体被腐蚀的用于圆柱形电池的衬垫及包括该衬垫的圆柱形电池的制作方法

1.本技术要求于2019年5月8日提交的韩国专利申请第2019
‑
0053969号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的整个公开内容结合在此。
2.本发明涉及一种配置为防止电池壳体被腐蚀的用于圆柱形电池的衬垫及包括该衬垫的圆柱形电池，更具体地，涉及一种具有配置为包裹圆柱形电池壳体的被去除了防腐蚀层的上部以防止电池壳体被腐蚀的结构的用于圆柱形电池的衬垫及包括该衬垫的圆柱形电池。


背景技术：

3.随着包括移动电话、耳机和吸尘器在内的移动装置的增长趋势，多数是有线产品的这些移动装置也已被制造为无线产品。具有高能量密度、高工作电压和优异寿命特性的锂二次电池已被广泛用作应用于无线产品的能源。
4.根据电池壳体的形状，锂二次电池分为：配置成使得电极组件安装在圆柱形金属罐中的圆柱形二次电池、配置成使得电极组件安装在棱柱形金属罐中的棱柱形二次电池、或配置成使得电极组件安装在由铝层压片制成的袋壳体中的袋形二次电池中。其中，圆柱形二次电池的优点在于，圆柱形二次电池具有相对较大的容量并且结构上稳定。
5.在圆柱形二次电池中，为了防止电池壳体被腐蚀，使用由铁(fe)材料制成的、涂覆有镍等的钢板作为电池壳体，并且在诸如深拉之类的成形工序之后，执行从作为基材的钢板切割圆柱形电池壳体部分的工序。
6.此时，电池壳体的切割表面是没有形成镍涂层的部分，并因此暴露出铁材料的截面。甚至在压接(crimping)工序之后该切割表面仍然暴露，由此该切割表面可能会生锈或腐蚀。
7.专利文献1涉及一种二次电池，包括：配置为容纳电极组件而未设置卷边部的电池壳体、以及结合至电池壳体的敞开端的盖组件。
8.在专利文献1中，使用了盖罩，该盖罩具有配置为包裹盖组件的边缘的上部以及电池壳体的上部的结构，其中可使用该盖罩来防止电池壳体的暴露，然而为了固定该盖罩，使用了电池壳体的上部变形了的结构。在如上所述电池壳体的上部变形了的情况下，需要额外的工序，因此电池制造工序变得复杂。
9.专利文献2涉及这样一种圆柱形电池，该圆柱形电池应用包括聚合物树脂和硝酸钠基材料的可蒸发防腐蚀剂以及包括基材树脂的防腐蚀衬垫。
10.专利文献2公开了这样一种方法，即，防腐蚀衬垫中的材料与水分反应而生成氮氧化物，并且氮氧化物使圆柱形罐的表面氧化，从而即使在高温高湿条件下也可防止压接部被腐蚀。
11.专利文献3涉及一种包括衬垫的圆柱形电池，该衬垫具有：第一部分，第一部分包括供圆柱形壳体的端部插入固定的插入凹部；以及第二部分，第二部分从第一部分延伸至
壳体的内部，以便支撑盖组件。
12.在专利文献3中，使用了具有供电池壳体的端部插入的插入凹部的衬垫；然而，该衬垫是应用于未形成有卷边部和压接部的圆柱形电池，并且具有其中在形成电池壳体的压接部之前，电池壳体的末端被插入到第一部分中的结构。
13.因此，非常需要一种具有压接结构的用于圆柱形二次电池的衬垫，其中该衬垫配置为具有这样的结构：即使在从电池壳体的上部的末端去除镍涂层并因而形成暴露部分的情况下，该结构也能够防止电池壳体被腐蚀。
14.(现有技术文献)
15.(专利文献)
16.韩国专利申请公开第2012
‑
0047114号(2012.05.11)
17.韩国专利申请公开第2018
‑
0127938号(2018.11.30)
18.韩国专利申请公开第1998
‑
030967号(1998.07.25)


技术实现要素：

19.技术问题
20.鉴于上述问题而做出了本发明，本发明的目的是提供一种用于圆柱形电池的衬垫及包括该衬垫的圆柱形电池，该衬垫具有配置为包裹电池壳体的被容易去除防腐蚀涂层的末端以防止电池壳体被腐蚀的结构。
21.技术方案
22.为了实现上述目的，本发明可提供一种配置为具有环形形状的用于圆柱形电池的衬垫，所述用于圆柱形电池的衬垫包括：构成所述衬垫的下部的支撑部，所述支撑部配置为支撑盖组件；和构成所述衬垫的侧部的压接部，所述压接部从所述支撑部的外侧向上延伸，其中在所述压接部的末端的外侧形成有向下延伸的延伸部。
23.在所述支撑部的上表面可形成有突起结构。
24.在所述压接部变形以便组装圆柱形电池的状态下，所述延伸部的最外侧半径可小于所述压接部的内侧半径。
25.所述用于圆柱形电池的衬垫可进一步包括形成在所述支撑部的内侧从而向下延伸的下端部。
26.此外，本发明可提供一种包括所述用于圆柱形电池的衬垫的圆柱形电池，其中所述圆柱形电池包括：其中容纳有电极组件的圆柱形电池壳体；安装在所述圆柱形电池壳体的敞开部分中的盖组件；和所述用于圆柱形电池的衬垫，所述用于圆柱形电池的衬垫插置在所述圆柱形电池壳体与所述盖组件之间，并且其中所述圆柱形电池壳体的上部包裹所述盖组件的外周并且朝向所述圆柱形电池壳体的中央部分弯曲，并且所述圆柱形电池壳体的所述上部的末端被容纳在由所述用于圆柱形电池的衬垫的所述延伸部限定出的容纳部中。
27.所述压接部与所述延伸部的末端之间的距离可等于或小于所述电池壳体的所述上部的厚度。
28.在所述圆柱形电池被结合的状态下，所述容纳部可具有在朝向所述电池壳体的中央的方向上向下倾斜的结构。
29.所述延伸部可形成为其中所述延伸部的厚度从所述延伸部的开始端到所述延伸
部的末端逐渐减小的形状。
30.可在所述电池壳体的所述上部的至少一部分上形成有被去除了防腐蚀层的未涂覆部分，并且所述延伸部可具有配置为包裹所述未涂覆部分的结构。
31.所述盖组件可包括顶盖和安全通气部，在所述安全通气部的下表面中可形成有凹部，并且所述凹部可设置成与形成在所述用于圆柱形电池的衬垫的所述支撑部的上表面的突起结构啮合，从而所述安全通气部和所述用于圆柱形电池的衬垫彼此结合。
32.所述电池壳体可包括卷边部，所述卷边部配置为支撑所述盖组件和所述用于圆柱形电池的衬垫，并且形成在所述用于圆柱形电池的衬垫的所述支撑部的内侧从而向下延伸的下端部可位于所述卷边部与所述盖组件之间。
33.所述盖组件可进一步包括电流中断装置，所述电流中断装置结合至所述安全通气部的下表面，并且所述衬垫的所述下端部可包括沿朝向所述衬垫的中央的方向延伸从而支撑所述电流中断装置的结构。
34.本发明提供了一种包括所述圆柱形电池的电池组。
附图说明
35.图1是包括根据本发明的衬垫的圆柱形二次电池在组装之前的上部剖面图。
36.图2是根据本发明的衬垫的部分切除的透视图。
37.图3是包括根据本发明的衬垫的圆柱形二次电池在组装之后的上部剖面图。
38.图4是根据本发明的衬垫的延伸部的放大剖面图。
具体实施方式
39.现在，将参照附图详细描述本发明的实施方式，使得本发明所属领域的普通技术人员能够容易地实现本发明。然而，在详细描述本发明的优选实施方式的工作原理时，当在此结合的已知功能和配置的详细描述可能模糊本发明的主题时，将省略对它们的详细描述。
40.此外，在整个附图中将使用相同的参考标记表示执行相似功能或操作的部分。在本技术中称一个部分连接至另一个部分的情况下，不仅可以是该一个部分直接连接至该另一个部分，而且还可以是该一个部分经由另外的部分间接连接至该另一个部分。此外，包括某个要素不是指排除其他要素，而是指可进一步包括其他要素，除非另有说明。
41.在本发明中，为了防止圆柱形电池的电池壳体被腐蚀，作为圆柱形电池的密封构件的衬垫的结构被变形。
42.通常，为了防止圆柱形电池被腐蚀，使用在表面上形成有镍涂层的钢板。将钢板深拉以便形成为电池壳体的形状，并且将成形的部分从钢板切割，从而用作电池壳体。
43.此时，电池壳体的切割表面是未形成有镍涂层的部分，并且切割表面在暴露于空气时会生锈或腐蚀。
44.因此，本发明通过对用作圆柱形电池的密封构件的衬垫应用新的结构来解决上述问题。就是说，改变衬垫的结构，以使得衬垫包裹电池壳体的未形成有镍涂层的上部的末端。
45.与此相关，图1是包括根据本发明的衬垫的圆柱形二次电池在组装之前的上部剖
面图，图2是根据本发明的衬垫的部分切除的透视图。
46.参照图1和图2，盖组件110包括：顶盖101，顶盖101具有用作正极端子的突起结构；安全通气部102，安全通气部102位于顶盖101的下部且包裹顶盖101的外周；设置为接触安全通气部102的下表面的电流中断装置104；以及cid衬垫103，cid衬垫103配置为阻断电流中断装置104与安全通气部102的外周之间的接触。
47.用于确保盖组件110与电池壳体之间的绝缘并且密封电池壳体的衬垫包括：配置为支撑盖组件的支撑部121、从支撑部121的外侧向上延伸的压接部122、以及形成在压接部122的末端的外侧从而向下延伸的延伸部123。
48.该衬垫进一步包括形成在支撑部121的内侧从而向下延伸的下端部124，下端部124包括沿朝向衬垫的中央的方向进一步延伸从而支撑电流中断装置104和cid衬垫103的结构，cid衬垫103配置为确保电流中断装置104与安全通气部102之间的绝缘。
49.安全通气部102具有形成在其下表面中的凹部105，并且在支撑部121的上表面形成有突起结构125。突起结构125可插入到凹部105中，从而包括安全通气部的盖组件可稳定地结合至衬垫，并且盖组件可通过它们之间的结合而被固定就位。
50.尽管突起结构125被示出为两排环形结构，但是可连续地或不连续地形成彼此间隔开的一个或更多个突起。
51.延伸部123限定出配置为容纳电池壳体的末端的容纳部126，并且延伸部123形成为其中延伸部123的厚度从延伸部的开始端123a到延伸部的末端123b逐渐减小的形状，由此在电池壳体被容纳在容纳部126中的状态下，延伸部的末端123b可更紧密地接触电池壳体。
52.图3是包括根据本发明的衬垫的圆柱形二次电池在组装之后的上部剖面图，图4是根据本发明的衬垫的延伸部的放大剖面图。参照图3和图4，示出了图1和图2的衬垫和盖组件110被容纳在图3的圆柱形电池的电池壳体200中从而被密封的状态。
53.电池壳体200的上部201通过压接工序而朝向电池壳体的中央部分的方向弯曲，因而变形成配置为包裹衬垫的上部和盖组件的外周的上表面的结构，变形的电池壳体200的上部201的末端202被容纳在由延伸部123限定出的衬垫的容纳部126中。
54.延伸部123的长度没有特别限制，但是是足以包裹形成在电池壳体的上部的被去除了防腐蚀层的未涂覆部分201a的长度。被去除了防腐蚀层的未涂覆部分201a不是形成在末端，而是由于在制造电池壳体期间金属的变形而从电池壳体的上部被推向外侧下端部分或内侧下端部分。以往完全没有认识到这一点，认为是未涂覆部分形成在末端部分而通过末端部分与衬垫之间的接触来防止腐蚀的预期进行设计的，从而不能在从壳体的上部被推向外侧下端部分或内侧下端部分的未涂覆部分处防止连续的腐蚀。
55.特别是，在电池暴露于外部的情况下，考虑到由于大气温度变化引起的蒸汽冷凝、由于雨或雪引起的污染等，防止电池被腐蚀是非常重要的。然而，由于没有认识到这种微小差异而导致腐蚀持续发生，并且这种问题仍未得到解决。相比之下，本发明能够通过认识到未涂覆部分被推挤的事实来解决该问题。
56.然而，考虑到延伸部123位于电池壳体的上部的外表面的事实，为了防止圆柱形电池的总长度增加，延伸部可形成为具有不延伸到电池壳体的压接部的最大上部突起的长度。
57.具体地，参照图4，延伸部的最外侧半径a1可形成为小于压接部的内侧半径a2。
58.此外，为了防止由于延伸部的添加而引起圆柱形电池的总长度增加，应用其中延伸部的厚度沿朝向其末端的方向减小的结构。
59.当在将盖组件110和衬垫容纳在电池壳体200中之后形成压接部122和卷边部203的状态下，衬垫和盖组件110彼此紧密接触时，衬垫的突起结构125插入到安全通气部的凹部105中，由此可提供能够在它们之间实现稳定固定的结构。
60.电池壳体200形成为具有卷边部203的结构，其中衬垫的下端部124位于卷边部203与盖组件110之间，从而阻断它们之间的接触。
61.优选地，延伸部123位于电池壳体200的外表面，从而与电池壳体200紧密接触。衬垫的压接部122与延伸部123的末端之间的距离b1可等于电池壳体的上部的厚度b2。
62.或者，衬垫可由弹性构件制成，其中压接部122与延伸部123的末端之间的距离b1可小于电池壳体的上部的厚度b2。当电池壳体200的上部被插入到容纳部126中时，容纳部126可变形而伸展，使得电池壳体的上部安放于其中。
63.另外，容纳部126可具有在朝向电池壳体的中央的方向上向下倾斜的结构。因此，即使在由于回卷现象而导致使电池壳体的上部返回到电池壳体的上部被压接之前的状态的力施加到电池壳体的被压接的上部的情况下，也可使未涂覆部分的暴露最小化，并且作为额外的效果，可稳定地保持电池壳体的密封。
64.此外，本发明可提供一种配置为使得每个都具有上述结构的圆柱形电池彼此串联和/或并联连接的电池组，并且可提供具有高输出、高容量和提高的安全性的电池组。
65.本发明所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可基于以上描述作出不同应用和修改。
66.(参考标号说明)
67.101：顶盖
68.102：安全通气部
69.103：cid衬垫
70.104：电流中断装置
71.105：凹部
72.110：盖组件
73.121：支撑部
74.122：压接部
75.123：延伸部
76.123a：延伸部的开始端
77.123b：延伸部的末端
78.124：下端部
79.125：突起结构
80.126：容纳部
81.200：电池壳体
82.201：电池壳体的上部
83.201a：未涂覆部分
84.202：电池壳体的上部的末端
85.203：卷边部
86.a1：延伸部的最外侧半径
87.a2：压接部的内侧半径
88.b1：压接部与延伸部的末端之间的距离
89.b2：电池壳体的上部的厚度。
90.工业实用性
91.从上述描述显见的是，本发明具有这样的结构，即，在衬垫的延伸部中形成配置为容纳电池壳体的上部的末端的容纳部，由此可防止在电池壳体的制造过程期间在电池壳体的上部的末端不可避免发生的作为镍(ni)镀层断裂部分的铁(fe)暴露部分的腐蚀。
92.此外，衬垫的延伸部形成为具有在朝向电池壳体的中央的方向上向下倾斜的结构，由此可防止由于压接部的回卷而导致电池壳体的上部的末端与衬垫的容纳部分离。
93.此外，衬垫的延伸部的长度限制在预定范围，由此即使在形成延伸部的情况下，也可防止圆柱形二次电池的总尺寸增加。