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CN106941136B - 盖组件和包括该盖组件的二次电池 - Google Patents

盖组件和包括该盖组件的二次电池 Download PDF

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CN106941136B CN201611254716.XA CN201611254716A CN106941136B CN 106941136 B CN106941136 B CN 106941136B CN 201611254716 A CN201611254716 A CN 201611254716A CN 106941136 B CN106941136 B CN 106941136B
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Abstract

提供了一种盖组件和包括该盖组件的二次电池。盖组件包括：盖板；通气板，位于盖板下方，包括向下突出的通气孔，并且当二次电池的内部压力增大时变形；副板，位于通气板下方，附着到通气孔，并且与通气板一起构成电流中断器件(CID)；中间板，位于通气板与副板之间并且通过副板电连接到通气板；绝缘体，位于通气板与中间板之间，其中，中间板包括容纳副板的容纳槽。因此，根据本发明构思，可以提供一种具有可以减小电池的电阻并且增大输出功率的新型结构的盖组件。此外，根据本发明构思，可以使用多接线片结构而没有增大电池的电阻的风险。此外，根据本发明构思，可以减少盖组件与电极组件的电极接线片之间的焊接缺陷。

Description

盖组件和包括该盖组件的二次电池
本申请要求于2016年1月4日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0000515号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
一个或更多个实施例涉及一种具有可以通过减小电池的电阻来增大输出功率的新型结构的盖组件和一种包括该盖组件的二次电池。
背景技术
可以被充电和放电并且因此可以反复地使用的二次电池用作移动电子装置、电动工具、园林工具、电动车辆(EV)、电力存储系统等的能量来源，寻求在更多各种装置中的应用。
近来，要求使用二次电池的电动工具、园林工具、EV、电动自行车等具有更大的输出功率。
圆柱形二次电池通常用于以上应用中。然而，因为圆柱形二次电池具有固定的可用体积，所以难于增大容量和输出功率。
为了增大输出功率，必须减小电池的电阻，为了这个目的，必须增加有限体积中的电极板的接线片的数量。然而，当接线片的数量增加时，执行将接线片焊接到电流中断器件(CID)或罐的工艺存在很多限制。
发明内容
一个或更多个实施例包括一种具有可以减小电池的电阻并且增大输出功率的新型结构的盖组件和一种包括该盖组件的二次电池。
附加的方面将在下面的描述中部分地进行阐述，且部分地通过描述将是明显的，或者通过呈现的实施例的实践而了解。
根据一个或更多个实施例，盖组件包括：盖板；通气板，位于盖板下方，包括向下突出的通气孔，当二次电池的内部压力增大时变形；副板，位于通气板下方，附着到通气孔，并且与通气板一起构成电流中断器件(CID)；中间板，位于通气板和副板之间并且通过副板电连接到通气板；绝缘体，位于通气板和中间板之间，其中，中间板包括容纳副板的容纳槽。
容纳槽可以从中间板的底表面向上弯曲为凹面。
中间板可以包括将中间板的底表面连接到容纳槽的顶表面的阶梯部，其中，阶梯部的高度与副板的厚度相等或者比副板的厚度大。
副板可以紧密地附着到容纳槽的顶表面。
容纳槽的高度可以与副板的厚度相等或者比副板的厚度大。
绝缘体和中间板中的每个可以包括通孔，其中，通气孔穿过绝缘体的通孔和中间板的通孔并且附着到副板。
通气孔可以穿过绝缘体的通孔、中间板的通孔和中间板的容纳槽并且可以附着到副板。
副板可以包括与通气孔接触的接触部和与接触部相对的底部，接触部和底部中的至少一个可以位于容纳槽中。
从二次电池的电极组件引出的电极接线片可以位于副板和中间板下方并且可以附着到副板和中间板中的至少一个，从而电极组件电连接到通气板。
电极接线片可以附着到副板和中间板两者。
电极接线片可以是包括从二次电池的电极组件的多个部分引出并且彼此电连接的多个接线片的多接线片结构。
根据一个或更多个实施例，二次电池包括盖组件。
附图说明
这些和/或其他方面通过以下结合附图对实施例进行的描述将变得明显并且更容易理解，在附图中：
图1是示出根据实施例的二次电池的外观的透视图；
图2是图1的分解透视图；
图3是沿图1的线I-I'截取的剖视图；
图4是根据实施例的用于解释盖组件与多个第一电极接线片之间的连接关系的图3的局部放大图；
图5A是示出图4的A部分的放大图；
图5B是为了便于解释示出多个第一电极接线片与图5A的盖组件分离的状态的图；
图6是根据实施例的多个第一电极接线片连接到其的盖组件的底视图；
图7是根据本发明的对比实施例的盖组件的局部剖视图。
具体实施方式
因为本发明构思允许各种改变和许多实施例，所以将在附图中示出并在书面描述中详细地描述实施例。然而，这并不意图将本发明构思限制于实践的具体模式，将理解的是，不脱离本发明构思的精神和技术范围的所有改变、等同物和替代物包括在本发明构思中。附图中同样的附图标记表示同样的元件。
当诸如“……中的至少一个(种)(者)”的表述在一列元件之后时，修饰整列元件而不修饰该列的个别元件。
现在将参照示出实施例的附图更充分地描述本发明构思。
图1是示出根据实施例的二次电池10的外观的透视图。图2是图1的分解透视图。图3是沿图1的线I-I'截取的剖视图。
如图1至图3中所示，根据实施例的二次电池10包括电极组件100、容纳电极组件100的罐200、多个绝缘板230、240、中心销250、衬垫260以及与衬垫260一起密封罐200的盖组件270。
首先，电极组件100包括第一电极113和第二电极111以及隔板115，隔板115位于第一电极113与第二电极111之间。第一电极113和第二电极111具有相反的极性，当第一电极113和第二电极111中的一个是正电极时，另一个电极是负电极。第一电极113、隔板115和第二电极111顺序地堆叠并随后卷绕。
电极组件100包括电连接到第一电极113的多个第一电极接线片170和电连接到第二电极111的一个第二电极接线片190。
电极组件100中的产生的能量通过第一电极接线片170和第二电极接线片190传递到外部。第一电极接线片170和第二电极接线片190中的每个包括导电材料，例如，镍(Ni)或镍合金。虽然可以设置仅一个第一电极，但是因为根据实施例的盖组件270可以更有效地应用到包括多个第一电极接线片的多接线片结构，所以为了便于解释，将以二次电池10包括多个接线片的假设来解释下面的内容。
罐200具有其一端是敞开的并且具有容纳电极组件100的中心空间的圆柱形形状。第二电极接线片190可以焊接到罐200的底表面，因此罐200可以用作电极端子。罐200可以由例如不锈钢、铝或它们的等同物形成，但是不限于此。
多个绝缘板230、240包括设置在电极组件100的面对罐200的开口的部分上的第一绝缘板240和设置在电极组件100的面对罐200的与罐200的开口相对的表面(即，底表面)的部分上的第二绝缘板230。电极组件100与罐200之间的不必要的电短路由于第一绝缘板240和第二绝缘板230而防止。
第一绝缘板240可以具有电解液平稳地注入到电极组件100中所通过的多个孔241。第一绝缘板240可以具有从电极组件100引出的多个第一电极接线片170所穿过的孔243。
因为第二绝缘板230包括多个孔231，并且因此使由于第二绝缘板230而减小的空间最小化，所以可以使注入的电解液的减少最小化。
中心销250设置在电极组件100的中心处以防止电极组件100松动。中心销250可以具有形成中空部分的圆柱杆形状，中心销250的一端可以将第二电极接线片190向下压，从而第二电极接线片190紧密地附着到罐200。
因为中空部分形成在中心销250中，所以从电极组件100中产生的气体可以通过中空部分流动。孔242形成在第一绝缘板240的中心处以与中心销250对应，气体通过孔242排放。
多个孔251可以形成在中心销250的侧表面中，以促进电解液的浸渍和从电极组件100产生的气体的排放。
向内弯曲的夹紧部213沿罐200的开口的边缘形成。夹紧部213夹紧盖组件270以增大紧固力。
罐200包括在开口与电极组件100之间向内弯曲为凹面的压条(bead)210。压条210的内径比电极组件100的外径小，因此电极组件100被固定，以不在罐200中移动。
盖组件270包括用作电极端子的盖板217和设置在盖板217与电极组件100之间的电流中断器件(CID)。CID包括从盖板217向电极组件100顺序地堆叠的正温度系数元件272、通气板273、绝缘体276、中间板277和副板271。
正温度系数元件272切断过电流。
通气孔275设置在通气板273的中心处。通气孔275朝向形成在绝缘体276的中心处的通孔276A和形成在中间板277的中心处的通孔277A向下突出。通气孔275可以通过通孔276A和277A与副板271接触。
中间板277包括通孔277B，当二次电池10的内部压力增大时，压力通过通孔277B施加到通气板273。
此外，中间板277通过副板271电连接到通气板273。
副板271在电极组件100与中间板277之间紧密地附着到中间板277以关闭中间板277的通孔277A。副板271可以通过利用焊接等电连接到通气板273的通气孔275。
通气板273和中间板277由于设置在通气板273与中间板277之间的绝缘体276而彼此绝缘。
圆形且十字形的槽274形成在通气板273的通气孔275周围。当二次电池10中产生气体并且压力增大时，通气板273的通气孔275向盖板217移动。随着通气板273以这种方式变形，随着副板271与通气孔275之间的结合区域断开或者副板271的一部分断开，副板271和通气孔275彼此分开，从而中断电流的流动。当二次电池10的压力持续增大时，槽274破裂并且气体排放到外部。
衬垫260密封罐200的开口与盖组件270之间的空间。衬垫260围绕盖组件270的外圆周表面并且将盖板217等与罐200绝缘。衬垫260由绝缘弹性材料形成。
多个第一电极接线片170从二次电池10的电极组件100的多个部分引出并且彼此电连接。多个第一电极接线片170中的任何一个电连接到副板271或中间板277。即使在这种情况下，也可以使用诸如焊接的方法。因此，形成从电极组件100到作为最上端的盖板217的电流通路。
在这种情况下，因为根据实施例的中间板277包括容纳有副板271的容纳槽277C，所以消除了不可避免地出现在副板271位于中间板277下方的CID结构中的由于副板271的厚度导致的高度增加。因此，如下所述，具有圆柱形形状和有限可用的体积的二次电池10可以确保高容量和高输出功率并且可以减少盖组件270与电极组件100的第一电极接线片170之间的焊接缺陷。
现在将参照图4至图7与图1至图3一起更详细地解释本发明构思。
图4是根据实施例的用于解释盖组件270与多个第一电极接线片170之间的连接关系的图3的局部放大图。
图5A是示出图4的A部分的放大图。图5B是为了便于解释示出多个第一电极接线片170与图5A的盖组件270分离的状态的图。
此外，图6是根据实施例的多个第一电极接线片170连接到其的盖组件270的底视图。
首先，如图4中所示，盖组件270包括：通气板273，位于盖板217下方，包括通气孔275，并且当二次电池10的内部压力增大时变形；副板271，位于通气板273下方，附着到通气孔275，并且与通气板273一起构成CID；中间板277，位于通气板273与副板271之间，并且通过副板271电连接到通气板273；绝缘体276，位于通气板273与中间板277之间。
多个第一电极接线片170包括定位成相对接近于电极组件100的中心轴的内接线片171和定位成相对远离电极组件100的中心轴的外接线片176。在这种情况下，内接线片171和外接线片176在电极组件100的中心轴的同一侧处对齐，从而内接线片171和外接线片176的从电极组件100向外延伸的部分彼此叠置。
对齐的多个第一电极接线片170连接到盖组件270，并且附着到副板271和中间板277两者以使二次电池10的内阻最小化。即，从电极组件100引出的多个第一电极接线片170位于副板271和中间板277下方，并且附着到副板271，因此电极组件100电连接到通气板273。
在这种情况下，根据实施例的中间板277包括容纳有副板271的容纳槽277C。
更详细地，参照图5A和5B，中间板277的容纳槽277C可以具有从中间板277的底表面向上的凹形形状。
容纳槽277C可以具有与副板271的尺寸对应的尺寸以容纳副板271。然而，为了便于解释，容纳槽277C的尺寸略微扩大为比副板271的尺寸大。
更详细地，容纳槽277C的高度'h'与副板271的厚度't'相等或者比副板271的厚度't'大，从而位于中间板277下方的副板271完全容纳在中间板277的容纳槽277C中。
换言之，中间板277可以包括连接容纳槽277C的底表面P1和顶表面P2的阶梯部S，阶梯部S的高度'h'可以与副板271的厚度't'相等或者比副板271的厚度't'大，从而副板271完全容纳在中间板277的容纳槽277C中而没有副板271的延伸超出中间板277的部分。
副板271紧密地附着到容纳槽277C的顶表面P2以关闭中间板277的通孔277A。
这样，因为盖组件270的底部是完全平坦的，如图6中所示，位于副板271和中间板277下方并且附着到副板271和中间板277两者的多个第一电极接线片170可以更紧密地附着到副板271和中间板277。
随着粘附力增大，多个第一电极接线片170与副板271和中间板277之间的接触面积可以增大并且二次电池10的内阻可以减小，从而减少多个第一电极接线片170与副板271和中间板277之间的焊接缺陷。
因为容纳槽277C的高度'h'比副板271的厚度't'大，所以通气孔275可以通过绝缘体276的通孔276A和中间板277的通孔277A突出到容纳槽277C内与容纳槽277C的高度'h'比副板271的厚度't'大的长度对应的长度。在这种情况下，通气孔275附着到在容纳槽277C中的副板271。
即，绝缘体276的通孔276A、中间板277的通孔277A和中间板277的容纳槽277C彼此连通，通气孔275通过绝缘体276的通孔276A、中间板277的通孔277A和中间板277的容纳槽277C附着到副板271。
即使在这种情况下，因为副板271被完全容纳而未延伸超过中间板277，所以多个第一电极接线片170可以紧密地附着到副板271和构成盖组件270的底表面的中间板277。
如上所述，因为绝缘体276的通孔276A、中间板277的通孔277A和中间板277的容纳槽277C彼此连通，所以副板271包括与通气孔275接触的接触部CP和与接触部CP相对的底部LP，接触部CP和底部LP中的至少一个位于中间板277的容纳槽277C中。
图7是根据本发明的对比实施例的盖组件的局部剖视图。
如图7中实施例，当电极接线片70附着到副板71和中间板77两者时，由于副板71的厚度导致会在中间板77与电极接线片70之间形成间隙G。这是因为在焊接工艺期间在将电极接线片70紧密地附着到副板71和中间板77的工艺中由于副板71的厚度而导致形成弯曲部分。
虽然间隙G的厚度根据二次电池的类型变化，但是间隙G的厚度在普通的圆柱形二次电池中在大约0.13mm至大约0.15mm的范围。
由电极接线片70和副板71以及中间板77形成的间隙G减小了电极接线片70与副板71和中间板77的接触面积，从而使得难于减小二次电池的内阻。
然而，在根据本发明的实施例的具有新型结构的盖组件中，因为电极接线片可以紧密地附着到副板和中间板，所以可以减小二次电池的内阻并且可以满足具有有限的可用体积的圆柱形二次电池应该具有高容量和高输出功率的要求。此外，减小了电极接线片与副板和中间板之间的焊接缺陷。
具体地，在用来增大二次电池的输出功率的多接线片结构中，因为设置了多个电极接线片，所以减小了电极接线片的柔性。在图7中示出的结构中，将电极接线片紧密地附着到副板和中间板是困难的(即，形成在电极接线片与副板和中间板之间的间隙G会进一步增大)。然而，在根据实施例的盖组件中，因为由于副板的厚度导致的高度增加被中间板的容纳槽完全消除，所以电极接线片可以容易地紧密地附着到副板和中间板。因此，可以使用多接线片结构而没有增加二次电池的电阻的风险，可以减少盖组件与电极接线片之间的焊接缺陷。
根据本发明构思，可以提供一种具有可以减小电池的电阻并且增大输出功率的新型结构的盖组件。
此外，根据本发明构思，可以使用多接线片结构而没有增大电池的电阻的风险。
此外，根据本发明构思，可以减小盖组件与电极组件的电极接线片之间的焊接缺陷。
尽管已经参照本发明构思的实施例具体地示出并描述了本发明构思，但是提供他们是为了说明的目的并且本领域的普通技术人员将理解的是，各种修改和等同的其他实施例可以由本发明构思构成。因此，本发明构思的范围不由本发明构思的详细的描述限定而由权利要求限定，所述范围内的所有差异将被解释为包括在本发明构思中。

Claims (10)

1.一种盖组件，所述盖组件包括：
盖板；
通气板，位于盖板下方，包括向下突出的通气孔，并且当二次电池的内部压力增大时变形；
副板，位于通气板下方，附着到通气孔，并且与通气板一起构成电流中断器件；
中间板，位于通气板与副板之间并且通过副板电连接到通气板；以及
绝缘体，位于通气板与中间板之间，
其中，中间板包括容纳副板的容纳槽，使得在副板和中间板下方从二次电池的电极组件引出的电极接线片附着到副板和中间板两者并且电连接到通气板。
2.根据权利要求1所述的盖组件，其中，容纳槽具有从中间板的底表面向上的凹形形状。
3.根据权利要求2所述的盖组件，其中，中间板包括将中间板的底表面连接到容纳槽的顶表面的阶梯部，
其中，阶梯部的高度与副板的厚度相等或者比副板的厚度大。
4.根据权利要求3所述的盖组件，其中，副板紧密地附着到容纳槽的顶表面。
5.根据权利要求1所述的盖组件，其中，容纳槽的高度与副板的厚度相等或者比副板的厚度大。
6.根据权利要求1所述的盖组件，其中，绝缘体与中间板中的每个包括通孔，
其中，通气孔穿过绝缘体的通孔和中间板的通孔并且附着到副板。
7.根据权利要求6所述的盖组件，其中，通气孔穿过绝缘体的通孔、中间板的通孔和中间板的容纳槽并且附着到副板。
8.根据权利要求2所述的盖组件，其中，副板包括与通气孔接触的接触部和与接触部相对的底部，接触部和底部中的至少一个位于容纳槽中。
9.根据权利要求1所述的盖组件，其中，电极接线片是包括从二次电池的电极组件的多个部分引出并且彼此电连接的多个接线片的多接线片结构。
10.一种二次电池，所述二次电池包括根据权利要求1所述的盖组件。
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