用于二次电池的安全装置以及具有该安全装置的二次电池制造方法及图纸

提供一种以可靠的方式中断电流并用于二次电池的安全装置以及具有安全装置的二次电池。安全装置包括由绝缘树脂材料制成的壳体，该壳体进行密封以便在其中具有空间，并且安装在二次电池内，壳体的至少一部分通过外部压力的增加来收缩，并且电连接构件安装成穿过壳体，使其一个端部电连接在电池的电极组件的电极板上，并且另一端部电连接在电极板的终端部分上，该电连接构件通过该壳体的收缩部分切断。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二次电池，并且本专利技术尤其涉及用于二次电池的安全装置和具有该安全装置的二次电池。
技术介绍
二次电池通常是可重新充电的，其可制成小尺寸并具有高容量。二次电池的典型实例包括镍-金属氢化物(Ni-MH)电池、锂(Li)电池和锂离子(锂-离子)电池。按照容纳电力产生元件(即电极组件)的壳体外观，二次电池分类成使用圆柱形铝罐的圆柱形电池、使用矩形铝罐的矩形电池和容纳在薄膜囊袋类型的壳体中的囊袋式电池。在二次电池中需要一种在电池不正常操作时自动中断电池操作的安全装置。例如，二次电池中的内部或外部短路可导致电池的过热并在电池内增加应力。没有安全装置，电池将继续过热并达到过大压力，直到电池爆炸为止。为了防止这种危险性的爆炸，安全装置用来在电池开始不正常操作时但在电池爆炸之前停止电池产生电力。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提供一种用于二次电池的改进的安全装置。同样本专利技术的目的在于提供一种用于二次电池的压力致动安全装置。本专利技术的另一目的在于提供一种用于二次电池的安全装置，在电池不正常操作时该装置产生完全的断路。同样本专利技术的目的在于提供一种用于二次电池的安全装置，该装置不增加二次电池的体积。本专利技术的再一目的在于提供一种用于二次电池的安全装置，当电池正常操作时该装置不造成导线长度加长，并不造成电阻损耗增加。这些和其他目的可通过以下二次电池来实现，该电池具有位于罐内的果冻卷形的电极组件、密封其中有电极组件的罐开口的盖板和布置在盖板和电极组件之间电池内的压力致动安全装置。安全装置是具有通过其中的导电金属丝的密封壳体。安全装置的金属丝的一端连接到电极组件内的电极板上，并且其另一端连接在电池外部的终端上。当盖板和电极组件之间空间的压力高于预定临界值时，安全装置的金属丝起作用，使得没有电力传递到终端上。该作用防止电池短路或电池过量充电，从而防止压力进一步增加以及可能的爆炸。安全装置的壳体保持在一个大气压的压力下。安全装置的一侧是柔性壁。当电池内盖板和电极组件之间空间的压力上升高于一个大气压时，柔性壁鼓入安全装置，逐渐接触并撕断金属丝，因此关断电池。采用此结构，电池内的安全装置不增加电池的体积。附图说明通过结合附图参考以下详细说明书将更完整地理解或更加清楚本专利技术以及本专利技术的附加优点，附图中相同的标号表示相同或类似的部件，附图中图I是矩形二次电池的示意透视图；图2是表示矩形二次电池和连接在电池外部上的安全装置的透视图；图3是按照本专利技术的实施例的矩形二次电池的示意透视图； 图4是用于按照本专利技术的实施例的矩形二次电池的安全装置的透视图；图5是图4沿线II-II截取的安全装置的截面图；图6表示图5安全装置的断开状态；图7是沿线I-I截取并具有图3所示安全装置的二次电池的截面图；以及图8表示按照本专利技术实施例的图7所示安全装置的中断状态。具体实施例方式现在参考附图，图I表示矩形电池10构造成使得电极组件18和电解质材料布置在矩形罐11的内部，罐11具有一面29开口的长方体形状。电极组件18形成使得正和负电极板涂覆活性材料并通过布置在其中的间隔件相互分开。负电极板、间隔件和正电极板卷绕成果冻卷形的卷筒。正电极接头1%和负电极接头19a在电极组件18的开口面29处分别连接到正电极板和负电极板上。参考图1，盖组件连接在罐11的开口面29上以便封装。盖组件包括封装罐11开口 29的盖板12、插入形成在盖板12内的插孔12a内的绝缘管17、插入形成在绝缘管17内的孔并电连接到电极组件18的负电极接头19a上的销16以及将负电极接头19a与盖板12电绝缘的绝缘板13。绝缘管17将销16与电池100的所有其他导电部件电绝缘。参考标号12b表示电解质溶液的入口。在盖板12组装到罐11之后，电解质溶液注射到入口 12b中。在填充之后，入口 12b通过插塞(未示出)密封。销16还电连接到布置在绝缘板13之下的终端板14上。用于防止电极组件18波动的绝缘保护构件15还设置在盖板12和电极组件18之间。同样，电极组件18的不与销16电连接的正电极接头12b直接连接在罐11的内表面上和/或焊接在盖板12的底部上。在因此组装的矩形二次电池10中，销16用作负电极和/或盖板12和罐11用作正电极。矩形二次电极可设置安全装置，该装置包括PTC (正温度系数)元件、连接在电池组上的热熔丝或保护电路模块(PCM)。图2所示的安全装置20连接在负电极和正电极上以便安装在电池的侧表面或底部上。安全装置20连接在导线21a和导线21b上，导线21a连接在销16上，并且导线21b连接在电池底部上。如图2所示，安全装置20安装在电池的外部，因此增加了电池组10的尺寸。另外，当采用PTC元件时，不形成完全的断路。相反，当电池内部温度增加时，PTC元件只将安全装置20的电阻增加到一定值。由于电阻对于PTC元件不形成断路，在采用PTC元件之后电池继续操作，不能确保安全。同样，在图2的配置中，连接到这种安全装置上的导线21a和21b太长，即使电池正常操作，也导致在导线21a和21b上形成电压降。现在参考图3，图3表示按照本专利技术的实施例的矩形二次电池100的示意透视图。电池100采用压力致动安全装置50。图4 6详细表示本专利技术实施例的安全装置50。图7和8是图3视图组装后并沿线I-I截取的截面图，以便表示电池100内的安全装置50的状态和操作。参考附图，本专利技术的二次电池100包括其一平面具有开口 90的罐31、布置在罐31内的电极组件40和连接在罐31开口 90上以便封装布置在罐31内的电极组件40的盖组件32。参考图7,电极组件40形成具有第一电极板41、第二电极板42和布置在第一电极板41和第二电极板42之间的间隔件43。电极组件40最好是果冻卷形的电极组件，其中第一和第二电极板41和42通过布置其中的间隔件43叠置在一起。所有的第一电极板41、第二电极板42和间隔件42卷制在罐31内。第一电极板41可用作负电极，并且第二电极板42可用作正电极，但不局限于此。另外，第一电极板和第二电极板41和42可相反地进行叠置并具有相反的极性。负电极板包括由例如铜箔片的带状金属箔片制成的负电极电流收集器。具有负电 极复合物的负电极的涂覆部分包括负电极活性材料涂层并至少形成在其一个平面上。对于负电极活性材料，可以使用碳材料。负电极复合物包括粘合剂、增塑剂和导电剂以及负电极活性材料。正电极板包括由例如铝箔片的带状金属箔片制成的正电极电流收集器。具有正电极复合物的正电极涂覆部分包括正电极活性材料涂层并至少形成在其一个平面上。对于正电极活性材料，可以使用氧化锂。正电极复合物包括粘合剂、增塑剂和导电剂以及正电极活性材料。如图3和7所示，第一电极接头44和第二电极接头45分别电连接到第一电极板41和第二电极板42上。接头44和45在罐31的开口 90处布置在电极组件40的上部分上。第一电极接头44和第二电极接头45分别焊接并固定在第一电极板41和第二电极板42上。镍箔片可用作第一电极接头44，并且铝箔片可用作第二电极接头45，但本专利技术不局限于此特定构形。 在本专利技术的优选实施例中，罐31是大致长方体并由金属材料制成。因此，罐31可用作两个电极板之一的终端。最好是，罐31可由作为重量轻的导电金属的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于二次电池的安全装置，该安全装置包括：由绝缘材料制成的壳体，所述壳体进行密封并在其中具有空间，所述壳体安装在该二次电池的内部，所述壳体包括一个柔性的侧部，其中当所述电池内的压力增加到一个大气压以上时，所述柔性侧部向内鼓出进入所述内部空间，以及电连接构件，该电连接构件布置成穿过该壳体，使得该电连接构件的一个端部电连接到该电池的电极组件的电极板上，并且其另一端部电连接到电池外部上的终端部分上，同时该电连接构件以朝向壳体空间的一侧偏置的方式穿过所述壳体，其中，该电连接构件由箔片制成，以便于容易通过所述壳体的柔性侧部的向内鼓出而被切断。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：申政淳，金铉中，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：