充电电池制造技术

本发明专利技术公开了一种充电电池，包括：裸电池，其由包括负电极、隔板和正电极的电极组件、用于容纳所述电极组件和电解液的容器以及用于封闭所述容器开口的盖组件组成；以及安全装置，其与所述裸电池的外表面电连接，其中，所述安全装置通过组合进电池部件部分与所述裸电池连接，以及彼此连接的所述裸电池和电池部件部分的各连接表面具有能够在所述裸电池和电池部件部分之间形成机械连接的连接部分。充电电池允许诸如保护电路板和双金属器件的安全装置以稳定而简单的方式连接。另外，安全装置和裸电池之间的机械连接部分可以分离从而使安全装置如保护电路板可以再利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种充电电池，特别是涉及一种包括具有电极组件、壳体和盖组件的裸电池以及与裸电池电连接并机械连接的保护电路板的一种充电电池。
技术介绍
众所周知，充电电池是可再充电的电池并且能够以紧凑的形式制造而具有大的能量存储容量，从而使得其在近来得到广泛地研发。这些充电电池的典型例子包括镍-氢(Ni-H)电池、锂(Li)电池和锂-离子(Li-ion)电池。在这些充电电池中，大多数裸电池由下述步骤形成将具有正电极、负电极和隔板的电极组件插入由诸如铝或铝合金的金属制成的容器内；用盖组件封闭容器；并向容器内注入电解液，然后密封容器。尽管可使用铁化合物制成容器，但由于铝本身重量轻，所以由铝或铝合金制成的容器具有重量轻的优点。即使在高电压下长期使用由铝容器形成的充电电池也不会被腐蚀。然而，作为能源，电池具有排放大量能量的极大潜能。对于充电电池来说，大量的能量以充电后的状态存储。同时，为了向充电电池中充电，需要外部能源以提供存储在电池中的能量。当充电电池在上述的过程或状态中出现内部短路或故障时，存储在电池中的能量迅速排放，从而引起诸如起火、爆炸等安全问题。广泛应用的锂充电电池包括具有高活性(high activity)的锂，同时在发生故障时具有起火或者爆炸的潜在可能。对于锂离子电池来说，锂不以金属状态存在而是以离子状态存在，从而使电池的安全性比使用锂金属的电池相对要高。然而，在电池中采用的诸如负电极材料和非水(non-aqueous)电解液是可燃的，从而当电池发生故障时存在起火或爆炸的可能。因此，通常，充电电池带有各种安全装置以防止在充电后的状态或电池的充电过程中由于电池自身故障所引起的起火或爆炸。这些安全装置通常通过称为导板(lead plate)的导电结构与裸电池的正极端和负极端连接。例如，当电池过热或由于过充电/过放电所引起的电池电压迅速变化等时，安全装置可以切断电流的流动，从而防止诸如电池爆炸或起火等危险。与裸电池相连接的安全装置的典型例子包括可以检测异常电流或电压以切断电流的保护电路板、根据由异常电流引起的过热而工作的正温度系统(PTC)器件以及双金属器件等。具有连接有安全装置的裸电池的充电电池放置在单独的外壳中，从而使充电电池具有完好的外观。此外，裸电池和连接到裸电池的安全装置，如保护电路板，彼此固定在一起并且用填充裸电池和保护电路板之间间隙的塑模制品(plastic molding)封装，从而产生具有完好外观的充电电池。通常，充电电池由不同的材料制成并且可以根据制造商和产品模型制成不同的形状、尺寸等。因此合适的安全装置也根据这些因素进行设计。另外，一般的充电电池的制造商都将裸电池和保护电路板等集成为一体。在大多数情况下，由于充电电池作为安装其的产品的一部分，因此其组成材料和设计都是预先确定的。因此，即使一充电电池与另一用于期望产品的特殊用途的电池具有相同的工作条件和功能，也不可能将该充电电池用于这一产品中。在这种情况下，不同产品中的充电电池不具有可交换性，从而对于客户来说，很难随意选择用于期望产品中的充电电池。为了解决这个问题，已经开发出了可以用于不同产品的充电电池。为了达到这个目的，充电电池通常制成包装型电池，在包装型电池中，裸电池的端子和安全装置如保护电路板的端子通过焊接连接在一起，并且裸电池和保护电路板之间的间隙填充有塑模制品从而以物理方式将裸电池与保护电路连接在一起。图1所示为传统包装型锂离子电池在用塑模制品连接以前的示意性分解透视图。图2所示为传统包装型锂离子充电电池在用塑模制品连接以后的截面图。参照图1和图2，在包装型电池中，保护电路板30与设置有电极端子130和111的裸电池的表面平行设置。另外，如图2所示，在裸电池100和保护电路板之间的间隙填充有塑模制品。当间隙中填充有塑模制品时，模制品可能覆盖保护电路板的外表面。然而，外部输入/输出端子31、32必须暴露在外部。裸电池100包括位于面对保护电路板30的表面上的正极端子111和负极端子130。正极端子111可以是由铝或铝合金构成的盖板本身或连接在盖板上的含镍金属板。负极端子130是从盖板上突出的端子，并且与盖板110通过外围绝缘垫片(peripheral insulator gasket)与盖板110电绝缘。保护电路板30包括由树脂形成并且其上设置有电路的面板以及位于外表面上的外部I/O端子31、32等。保护电路板30具有与裸电池相对的表面(盖板表面)基本上相同的尺寸和形状。与其上设置有外部端子31、32的外表面相背的保护电路板30的内表面上设置有电路部分35以及连接端子36和37。例如，电路部分35包括用于在电池充电/放电过程中保护电池免于过充电/过放电的保护电路。电路部分35和各外部I/O端子31、32通过贯穿保护电路板30的导电结构彼此电连接。连接导件(connection lead)41、42和绝缘板43等位于裸电池和保护电路板30之间。通常由镍形成的连接导件41、42用于在盖板110和保护电路板30的各连接端子36、37之间建立电连接。连接导件41、42可以为“L”状或平面结构。为了在各连接导件41、42和端子36、37之间建立电连接，可以采用电阻点焊法(resistance spot welding method)。在如图1所示的实施例中，在位于保护电路板和负极端子之间的连接导件42中设置有单独的断路器。在这种情况下，保护电路板的电路部分35不具有断路器。设置绝缘板43使连接到负极端子130的连接导件42与作为正极端子的盖板电绝缘。然而，当裸电池100与包括保护电路板30的其它电池部件通过塑模制品组合进包装型电池中时，会产生一定机械问题。用于安全连接包括保护电路板30的电池部件和裸电池100的塑模制品部分20由与包括金属部件如盖板110和壳体的裸电池100不同的材料构成，并且与裸电池100具有小的接触面积，从而表现出较弱的连接强度。为了增加连接强度，可以考虑增加连接结构如导板的尺寸，或形成单独的增强结构。例如，可以考虑下述的例子，以一定间隙将单独的增强结构焊接到盖板上，其中该间隙的一部分位于增强结构和裸电池之间，从而在塑模制品覆盖增强结构时用塑模制品填充间隙。然而，为了形成该增强结构，需要额外的材料和焊接工序。另外，为了在裸电池和保护电路板之间注入并固化用于塑模制品的树脂，所需的模具要在使用后去除，从而使制造工序变得复杂。此外，还存在当注入用于塑模制品的树脂时，树脂在保护电路板和裸电池之间的间隙中分布不均匀的问题。特别是，当使用形状复杂的增强结构时，很难使用于塑模制品的树脂均匀地填充在保护电路板和裸电池之间的间隙中。另外，当向裸电池和保护电路板之间的间隙中注入树脂以形成塑模制品时，端子的连接部分、保护电路板、PTC等一起嵌入到塑模制品中，从而不可能将其单独分开。因此，当丢弃裸电池时，其上连接的安全装置也被一起丢弃。
技术实现思路
本专利技术解决了在现有技术中出现的上述问题。因此，本专利技术的目的是提供一种裸电池可以与安全装置如保护电路板以稳定且简单的方式连接的充电电池。本专利技术的另一目的是提供一种可以避免传统包装型电池问题的充电电池。这些问题包括采用复杂的塑模制品工序；用于塑模制品的树脂不能均匀地填充保护电路板和裸电池之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可充电电池，包括：裸电池，其由包括负电极、隔板和正电极的电极组件、用于容纳所述电极组件和电解液的容器以及用于封闭所述容器开口的盖组件组成；以及安全装置，其与所述裸电池的外表面电连接，其中，所述安全装置通过组合进电 池部件部分与所述裸电池连接，以及彼此连接的所述裸电池和电池部件部分的各连接表面具有能够在所述裸电池和电池部件部分之间形成机械连接的连接部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩奎南，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]