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CN109906520B - 施压掩模以及使用施压掩模将顶盖组件与电极接片结合的方法 - Google Patents

施压掩模以及使用施压掩模将顶盖组件与电极接片结合的方法 Download PDF

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CN109906520B CN201880004157.8A CN201880004157A CN109906520B CN 109906520 B CN109906520 B CN 109906520B CN 201880004157 A CN201880004157 A CN 201880004157A CN 109906520 B CN109906520 B CN 109906520B
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Abstract

一种用于辅助顶盖组件与电极组件的结合的施压掩模，该施压掩模具有焊接部和插入电极接片的凹陷部。

Description

施压掩模以及使用施压掩模将顶盖组件与电极接片结合的 方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0103196号的优先权和权益，通过引用将该韩国专利申请的全部内容结合在此。
本发明涉及一种施压掩模、以及使用施压掩模将顶盖组件与电极接片结合的方法。
背景技术
通常来说，可再充电电池是可再充电的并且具有小型化和大容量的优点，因此近来它们的开发和使用正在增加。
可再充电电池的基本构造包括：包括正极，负极和隔膜的电极组件、以及用于将电极组件与电解质溶液一起容纳并密封的外部材料。
关于可再充电电池的外形特征，例如，当电极组件以圆柱形式螺旋地卷绕并且被容纳在金属圆柱形罐中时，其可被称为圆柱形可再充电电池，当其形状是方形时，其可被称为方形可再充电电池。例外地，电极组件被容纳在层压片的袋型壳体中的矩形可再充电电池被称为袋型可再充电电池。
其中，圆柱形可再充电电池如上所述包括圆柱形罐和容纳在圆柱形罐内部的电极组件，并且其进一步包括与圆柱形罐的上部结合的顶盖组件。
顶盖组件是安装在圆柱形罐的开放上端上并密封至此的构件，顶盖组件也是与电极组件的电极接片连接并且充当电极端子的构件。
对于此，图1示出了顶盖组件的示意性结构，图2示出了用于将顶盖组件与电极接片结合的工艺的示意图。
参照附图，顶盖组件1包括：电流中断装置(Current Interrupt Device)30；与电流中断装置30的上部连接的安全排气部20，安全排气部20包括在电压等于或大于电流中断装置30的允许电压时断开的多个凹口并且排出设于电池内部的气体；顶盖10，顶盖10是与安全排气部20电连接并且向上突出的电极端；和用于包绕并密封电流中断装置30、安全排气部20和顶盖10的外周表面的衬垫40。
关于上述结构，当通过焊接将电流中断装置30与电极组件50的电极接片55结合时，顶盖组件1和电极组件50可物理地且电性地耦接。
此外，使用这样一种方法，即如图2中所示的通过使用施压掩模70施压并固定电极接片和电流中断装置30，以在电极接片55与电流中断装置30之间进行焊接。
然而，在紧急情况下电流中断装置30的中心和安全排气部20一起与装置30的主体分离，从而通常电极接片被焊接在从电流中断装置30的中心偏离的位置上。
因此，根据上述方法，掩模70必须压在从电流中断装置30的中心偏离的位置处，结果，给顶盖组件1施加了非对称的压力，顶盖组件1可非对称地变形。
此外，由于顶盖组件1是通过组装多个部件形成的，所以非对称压力的施加可导致这些部件错位或分离。
此外，掩模70对设置在电流中断装置30上的电极接片55施压并且压力经由电流中断装置30间接施加至顶盖组件1，所以难以牢固地固定实际执行结合的电流中断装置30，特别是，电流中断装置30可在压力被提供到与电极接片55紧密附接的部分时部分地变形。
因此，非常需要开发能够从根本上解决该问题的技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于解决现有技术的上述问题以及过去的技术问题。
详细地说，本发明致力于提供一种在对电流中断装置和电极接片施压时给整个顶盖组件施加均匀压力的结构新颖的施压掩模。
本发明还致力于提供一种使用施压掩模稳定地焊接电流中断装置和电极接片的方法。
技术方案
本发明的示例性实施方式提供了一种用于辅助顶盖组件与电极组件的结合的施压掩模，包括：主体，所述主体具有在平面图中形成圆形的外边缘，其中与所述主体的中心间隔开形成有用于暴露电极接片的焊接部，并且在所述焊接部的周边部分中形成有插入所述电极接片的凹陷部。
本发明的优点在于，在施压掩模中形成有凹陷部，详细地说，压力直接施加至插入凹陷部中的电极接片，凹陷部之外的部分附接至电流中断装置，并且压力可直接施加至电流中断装置。
与其中压力直接施加至常规掩模(即，直接施加至电极接片)并且压力经由电极接片间接施加至电流中断装置的结构相比，可允许牢固地固定电流中断装置并且防止电流中断装置变形，由此解决了根据现有技术的问题。
在一详细示例中，凹陷部的深度可以是电极接片的厚度的99％至101％，并且凹陷部的宽度可以是电极接片的宽度的99％至101％。
考虑到当电极接片被施压时接片稍微伸展或压缩的实际情况来确定凹陷部的深度和宽度的范围，其可根据电极接片的材料被设计成具有理想的尺寸。
然而，当凹陷部的深度小于上述范围的最小值时，电极接片更高地突出超过凹陷部，从而难以对电流中断装置直接施压，当深度超过该范围的最大值时，电极接片不会被施压。上面的描述也可适用于凹陷部的宽度。
在一详细示例中，所述凹陷部可形成在所述主体的第一侧面上，从而自所述外边缘起横跨所述焊接部，并且所述电极接片可通过作为所述主体的所述第一侧面的相对侧面的所述主体的第二侧面上的所述焊接部暴露到外部。
在上述结构中，关于施压掩模，当电极接片安装到凹陷部时，主体的第一侧面可配置成接触顶盖组件的电流中断装置，并且当在从第二侧面向第一侧面的方向上施加压力时，电流中断装置和电极接片可配置成被施压，以辅助电流中断装置与电极接片之间的焊接。
此外，可通过经由焊接部暴露到外部的电极接片的表面执行激光焊接。
焊接部可沿着在主体的中心与外边缘之间延伸的半径的至少一个中间部分延伸，并且可在平面上的质心与中间部分对应的位置处穿孔出焊接部。
因此，当在施压掩模的中心与电流中断装置的中心对应的位置处对电极接片和电流中断装置施压时，焊接部设置为是偏离的，从而电极接片可结合至相对于电流中断装置的中心偏离的位置处。
如上所述，这是因为在紧急情况下电流中断装置的中心连同安全排气部一起分离，对于要被焊接的电极接片来说，中心不是恰当部分，电极接片要被焊接在从电流中断装置的中心偏离的位置处。
焊接部可在平面图中具有包括圆形、椭圆形、多边形或至少一条曲线的形式，但不限于上述示例。
施压掩模的材料可以是电绝缘性的并且可具有预定弹性，例如，施压掩模的材料可以是天然橡胶或合成橡胶、或者诸如聚乙烯，聚丙烯或聚氨酯之类的聚合物材料，施压掩模的材料不限于此。
本发明的另一个实施方式提供了一种将电极组件的电极接片结合到顶盖组件的方法。
详细地说，所述方法包括：将所述电极接片附接至所述顶盖组件的电流中断装置；利用具有用于暴露所述电极接片的第一部分的焊接部的施压掩模对所述电流中断装置施压；和通过焊接由所述焊接部暴露的所述电极接片，将所述电极接片与所述电流中断装置结合，其中所述掩模配置成在附接至所述电流中断装置的表面面积的70％至90％时进行施压。
在根据本发明的方法中，在所述焊接部周围可形成有插入所述电极接片的凹陷部，在所述电极接片插入所述凹陷部中时，所述电极接片的所述第一部分可通过所述焊接部暴露出来，并且所述电极接片的其余部分可在所述电流中断装置的方向上被所述掩模的所述凹陷部施压。
就是说，按照根据本发明的方法，电极接片和电流中断装置可一起被施压掩模同时施压，特别是，掩模配置成在附接至电流中断装置的面积的70％至90％时进行施压，从而压力可分散并施加至电流中断装置的大部分。
因此，可防止由压力导致的电流中断装置的局部变形，并且压力可均匀施加至整个顶盖组件。
此外，所述掩模另外经由被凹陷部施压的所述电极接片对所述电流中断装置施压，从而包括凹陷部的整个施压掩模被大致施压并且上述压力的分散更加有效率。
在本发明中，所述电流中断装置和所述掩模可每个都在平面图中具有形成圆形形状的外边缘，所述掩模在所述电流中断装置的中心和所述掩模的中心彼此对准的位置处可对所述电流中断装置施压，并且所述焊接部可从所述掩模的中心偏离。
因此，当在平面图中将穿过电流中断装置和施压掩模的中心的任何虚拟轴线设为基准时，形成在各个划分部分上的压力可大致相同，并且压力可大致均匀地分散在自中心起朝向外圆周的方向上。
因此，按照根据本发明的方法，可解决由于施加非对称压力而导致的顶盖组件的非对称变形、以及顶盖组件的各部分的错位或分离。
另外，根据本发明，焊接可以是激光焊接。
有益效果
如上所述，关于根据本发明的施压掩模，形成有可插入电极接片的凹陷部，当施加压力时，压力可直接施加至电极接片，并且在施压掩模紧密附接至电流中断装置时压力可施加至凹陷部之外的部分。
关于根据本发明的方法，电极接片和电流中断装置可一起被施压掩模同时施压，特别是，掩模配置成在其紧密附接至电流中断装置的面积的70％至90％时进行施压，从而压力可分散并施加至电流中断装置的大部分。
此外，当在平面图中将穿过电流中断装置和施压掩模的中心的任何虚拟轴线设为基准时，形成在各个划分部分上的压力可形成为大致相同，压力可大致均匀地分散在自中心起朝向外圆周的所有方向上，因此，按照根据本发明的方法，可解决由于施加非对称压力而导致的顶盖组件的非对称变形、以及顶盖组件的各部分的错位或分离。
附图说明
图1示出了顶盖组件的示意图。
图2示出了使用根据现有技术的掩模将顶盖组件与电极接片结合的连接工艺的示意图。
图3示出了根据本发明示例性实施方式的施压掩模的各个侧面的示意图(a，b)。
图4示出了针对图3的垂直线4-4来说，施压掩模的垂直剖面图。
图5示出了根据本发明示例性实施方式的方法的流程图。
图6示出了使用根据本发明示例性实施方式的掩模将顶盖组件与电极接片结合的形式的示意图。
具体实施方式
将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。在描述本发明时，将省略已知功能或构造的描述，从而使本发明的主题更清楚。
为了清楚地描述本发明，与描述不相关的部分被省略，并且整个申请中相同的参考标记表示相同的元件。为了更好地理解并且易于描述，附图中所示的每个部件的尺寸和厚度是随意示出的，但本发明不限于此。
图3示出了根据本发明示例性实施方式的施压掩模的各个侧面的示意图(a，b)，图4示出了针对图3的垂直线A-A’来说，施压掩模的垂直剖面图。
参照图3和图4，施压掩模100包括在平面图中形成圆形的外圆周。
关于施压掩模100，还在相对于中心c的偏离位置处形成用于暴露电极接片140的焊接部120。
在此，偏离位置是指形成在中心c与外圆周之间的空间的半径t的中间部分，并且在平面上的质心与中间部分对应的位置处穿孔出焊接部120。
此外，关于施压掩模100，在焊接部120的周边部分上形成插入电极接片140的凹陷部110。
凹陷部110可形成在第一侧面101中，从而自外圆周起横跨焊接部120，并且电极接片140可通过作为第一侧面101的相对侧面的第二侧面102上的焊接部120暴露到外部。
因此，关于施压掩模100，在电极接片140安装在凹陷部110中时，第一侧面101可接触顶盖组件(图6的300)的电流中断装置(图6的310)，当在从第二侧面102向第一侧面101的方向上施加压力时，电流中断装置(图6的310)和电极接片140可被压在一起，以辅助电流中断装置(图6的310)与电极接片140之间的焊接。
此外，电极接片140通过焊接部120暴露到外部，并且可通过暴露的电极接片140的表面执行激光焊接。
上述施压掩模100包括可插入电极接片140的凹陷部110，从而其具有以下结构上的优点：当施加压力时，压力可直接施加至电极接片140，并且在施压掩模100紧密附接至电流中断装置310时压力可直接施加至凹陷部110之外的部分。
图5示出了根据本发明示例性实施方式的方法的流程图，图6示出了使用根据本发明示例性实施方式的施压掩模100对顶盖组件300的电流中断装置310和电极接片140施压的形式的示意图。
为帮助理解本发明，将与下文提供的描述组合地描述参照图3和图4描述的施压掩模100的构造。
参照图3到图6，在步骤210中，将电极接片140紧密附接至顶盖组件300的电流中断装置310。之后，在步骤220，在其中电流中断装置310的中心(未示出)与施压掩模100的中心c对应的位置处将施压掩模100紧密附接至电流中断装置310，在这种情况下，电极接片140插入到形成于施压掩模100的一个侧面中的凹陷部110中。
在本步骤中，在电极接片140完全插入到凹陷部110中时，用施压掩模100对电流中断装置310施压，在下一步骤230中，对通过施压掩模100的焊接部120暴露的电极接片140执行激光焊接。
如图6中所示，掩模100具有电流中断装置310的面积的大致80％的面积并且一对一紧密附接至电流中断装置310，从而电流中断装置310的大部分可被施压，并且相应的压力可分散到电流中断装置310。
此外，电流中断装置310和掩模100具有形成为平面图中的圆形的外圆周，从而根据本发明，在电流中断装置310的中心和掩模100的中心彼此对应的位置处掩模100对电流中断装置310施压，当将穿过施压掩模100和电流中断装置310的中心c的任何虚拟轴线，例如图3的线4-4或图6的线6-6设为基准时，形成在各个划分部分上的压力大致相同，并且压力可大致均匀地分散在自中心c起朝向外圆周的所有方向上。
因此，按照根据本发明的方法，可解决由于施加非对称压力而导致的顶盖组件300的非对称变形、以及顶盖组件300的各部分的错位或分离。
上面描述和举例说明了本发明的具体示例性实施方式，但本发明不限于上述示例性实施方式。因此，在不背离本发明的构思和范围的情况下，本发明所属领域的技术人员可根据描述对本发明进行各种变化和修改。因此，不应从本发明的技术精神或观点单独解释各修改例或变形例，因此修改的示例性实施方式应解释为包括在本发明的权利要求中。

Claims (13)

1.一种用于辅助顶盖组件与电极组件的结合的施压掩模，包括：
主体，所述主体具有在平面图中形成圆形的外边缘，
其中与所述主体的中心间隔开形成有用于暴露电极接片的焊接部，并且
其中在所述焊接部的周边部分中形成有插入所述电极接片的凹陷部。
2.根据权利要求1所述的施压掩模，其中所述凹陷部的深度是所述电极接片的厚度的99％至101％，并且
其中所述凹陷部的宽度是所述电极接片的宽度的99％至101％。
3.根据权利要求1所述的施压掩模，其中所述凹陷部形成在所述主体的第一侧面上，从而自所述外边缘起横跨所述焊接部，并且
其中所述电极接片通过作为所述主体的所述第一侧面的相对侧面的所述主体的第二侧面上的所述焊接部暴露到外部。
4.根据权利要求3所述的施压掩模，其中当电极接片安装到所述凹陷部时，所述主体的所述第一侧面配置成接触所述顶盖组件的电流中断装置，并且
其中当在从所述第二侧面向所述第一侧面的方向上施加压力时，所述电流中断装置和所述电极接片配置成被施压，以辅助所述电流中断装置与所述电极接片之间的焊接。
5.根据权利要求1所述的施压掩模，其中所述焊接部沿着在所述主体的中心与所述外边缘之间延伸的半径的至少一个中间部分延伸，并且
其中在平面上的所述焊接部的质心与所述中间部分对应的位置处穿孔出所述焊接部。
6.根据权利要求1所述的施压掩模，其中所述焊接部在平面图中具有包括圆形、椭圆形、多边形或至少一条曲线的形式。
7.一种将电极组件的电极接片结合到顶盖组件的方法，包括：
将所述电极接片附接至所述顶盖组件的电流中断装置；
利用具有用于暴露所述电极接片的第一部分的焊接部的施压掩模对所述电流中断装置施压；和
通过焊接由所述焊接部暴露的所述电极接片，将所述电极接片与所述电流中断装置结合，
其中所述掩模配置成在附接至所述电流中断装置的表面面积的70％至90％时进行施压。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述焊接部周围形成有插入所述电极接片的凹陷部。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述电极接片插入所述凹陷部中时，所述电极接片的所述第一部分通过所述焊接部暴露出来，并且所述电极接片的其余部分在所述电流中断装置的方向上被所述掩模的所述凹陷部施压。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述掩模另外经由被所述凹陷部施压的所述电极接片对所述电流中断装置施压。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述电流中断装置和所述掩模每个都在平面图中具有形成圆形形状的外边缘。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述掩模在所述电流中断装置的中心和所述掩模的中心彼此对准的位置处对所述电流中断装置施压。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述焊接部从所述掩模的中心偏离。
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