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CN1753218A - 可充电电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可充电电池,包括电极组,该电极组包括正电极和负电极以及置于它们之间的隔板;该电极组插入其中的壳体;连接到该壳体以密封该壳体的盖组件;连接到该电极组、以把电流传输到外部端子的集电板。另外,该集电板包括从各个该集电板的表面向外突出的突出部分。

Description

可充电电池
技术领域
本发明涉及一种包括具有改进结构的集电板的可充电电池。
背景技术
不同于不可充电电池,可充电电池可以重复地充电和放电。包括一个电池单元的低容量电池可以用作各种便携式电子设备的电源,比如蜂窝电话、笔记本电脑和可携式摄像机。其中多个电池单元在电池组单元中彼此连接的高能量电池可以用作驱动诸如混合电动车(HEV)的电动机的电源。
根据外部形状,可充电电池可以被分类为各种形状,比如圆柱形、矩形盒状和袋状。可充电电池包括在壳体中的电极组和盖住该壳体的盖组件。该电极组包括带状的正电极和负电极以及隔板,该隔板是置于正电极和负电极之间的电绝缘体。电极组件的这些部件可以以胶卷的形式被螺旋形地卷绕在一起,并且被放进该壳体中。
导电引线端子与正电极和负电极连接,以收集在各电极处的电气化学反应所产生的电流。导电引线端子把从正电极和负电极产生的电流分别传输到正端子和负端子。
如果可充电电池仅有一个把电极组和在盖组件中的外部端子连接起来的引线端子,就不能容易地收集从电极组件的各个部分产生的电压。这导致引线端子连接到电极组的区域和电极组的其它部分之间产生电位差。电位差在可充电电池重复地放电和充电时,恶化引线端子焊接到电极组的部分。这可以引起可充电电池的性能和使用期限的下降。这种现象对驱动电动机的在短时间内放电和充电的电池来说更加严重。
结果,为了实现高性能可充电电池,提出了将多个引线端子和电极组相连的多接线片结构。美国专利6,193,765公开了一种使用盘状板作为引线端子的可充电电池。
然而,在上述常规可充电电池中,由于上述集电板的结构限制,集电板容易在可充电电池的装配中变形或破裂。特别地,集电板包括在其被焊接到电极组时容易变形的薄板。此外,由于在焊接集电板时,夹具不能容易地抓住集电板,所以难以把该集电板焊接到精确位置。
发明内容
本发明提供在装配可充电电池中抗变形的集电板、包括该集电板的电极组件和可充电电池。
本发明的另外特征将在接下来的说明中提出,其一部分将从说明中变得明白,或可以通过实践本发明而得知。
本发明公开了一种包括电极组的可充电电池,该电极组包括正电极和负电极以及置于它们之间的隔板。该电池进一步包括该电极组插入其中的壳体,以及包含与该壳体连接的集电板的盖组件。该集电板具有从各个集电板的表面向外突出的突出部分。该集电板与该电极组连接,以把电流传输到外部端子。
本发明还公开了一种电极组,包括和置于其间的隔板螺旋形卷绕在一起的正电极和负电极。该电极组件进一步包括沿该正电极和该负电极纵向形成的、在其上没有活性材料的未涂覆区域。另外,该电极组件包括集电板,该集电板包括与该未涂覆区域连接并从各个集电板的表面向外突出的突出部分。
本发明还公开了一种可充电电池的集电板,该集电板包括盘状板和从该板的表面向外突出的突出部分。
可以理解前述总的说明和后述详细说明是示例性和说明性的,用于对要求保护的发明提供进一步的解释。
附图说明
用来提供对发明的进一步理解并包含在申请文件中作为申请文件一部分的附图示出了本发明的实施例,并和说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明一个示范性实施例的可充电电池的剖面图。
图2为根据本发明该示范性实施例的可充电电池的正集电板的透视图。
图3为根据本发明该示范性实施例的可充电电池的负集电板的透视图。
图4为示意性示出根据本发明该示范性实施例如何用夹具抓住可充电电池的正集电板的剖视图。
图5为示意性示出根据本发明该示范性实施例如何用夹具抓住可充电电池的负集电板的剖视图。
具体实施方式
本发明的可充电电池包括集电板,该集电板在以从该集电板向外突出的突出部分与电极组件连接时,可以很容易地被夹具抓住。结果,就可以避免集电极在与电极组件的连接过程中变形,并且可以改进可充电电池的性能。这些特性使本发明的可充电电池适于用作高功率电动机驱动装置,比如电动车、混合动力车、无绳真空清洁器、摩托车和小型摩托车的电源。
图1是根据本发明一个示范性实施例的可充电电池的剖视图。
如图1所示,可充电电池可以包括电极组10,电极组10包括正电极11、负电极12以及置于它们之间的隔板13。该电池进一步包括壳体20,壳体20在一端具有开口,以接收电极组10和电解液。另外,通过垫圈31把盖组件30装配到壳体20开口的上部,用以密封壳体20。
可充电电池进一步包括与正电极11连接的正集电板40和与负电极12连接的负集电板50。
特别地,壳体20可以包含导电金属,比如铝、铝合金或镀镍钢。该壳体例如可以是限定了容纳电极组10的内部空间的圆柱形。在本实施例中,壳体20充当负电极的外部端子。
在本实施例中,可充电电池是圆柱形的。然而,可充电电池的形状不局限于此,可以有例如矩形盒状等的其它形状。
电极组10可以具有分层结构,以使隔板13置于正电极11和负电极12之间。可替代地,电极组10可以具有胶卷结构,以使正电极、负电极和隔板被顺序堆叠,以螺旋形地卷绕在一起。图1显示了其中胶卷型电极组10被包括在圆柱形壳体20中的可充电电池。
上述电极组10与分别和正电极11以及负电极12连接的集电板40和50一起形成电极组件。另外,在分别被称为正集电极11a和负集电极12a的区域内,正电极11和负电极12上涂覆有活性材料。
为了形成该电极组件,沿负电极12的纵向,在负集电极12a的边缘形成没有涂覆负活性材料的负未涂覆区域12b,负未涂覆区域12b被连接到负集电板50。沿正电极11的纵向,在正集电极11a的边缘形成没有涂覆正活性材料的正未涂覆区域11b,正未涂覆区域11b被连接到正集电板40。
盖组件30被连接到壳体20,以密封壳体20,并在本实施例中充当正电极的外部端子。盖组件30可以包括盖板32和垫圈31,盖板32具有外部端子32a,垫圈31使盖板32和壳体20之间绝缘。盖组件30可以进一步包括通气板33,该通气板33在预定压强下破裂并释放气体,以避免电池爆炸。通气板33通过引线35连接到正集电板40。
图2是根据本发明该示范性实施例的可充电电池的正集电板40的透视图。
如图2所示,正集电板40包括盘状板41、在板41的中心形成的孔44和突出部分43。特别地,该突出部分相对于与正未涂覆区域11b连接的表面相反的方向,从孔44的边缘突出。
另外,一个或多个接触部分42可以设置成围绕突出部分43的放射状,并从板41向正未涂覆区域11b突出。
如图2所示,在本实施例中,4个接触部分42被间隔90°放置在突出部分43周围。通过模压集电板40,接触部分42可以形成相对于突出部分43的实质上的槽形。
只要突出部分43不接触盖组件30,对其高度就没有限制。另外,突出部分43除圆柱形外,还可以制成各种形状,比如多面体。
突出部分43充当加强正集电板40的板41的加强构件。
图3是根据本发明一个示范性实施例的可充电电池的负集电板的透视图。
如图3所示,负集电板50包括盘状板51,和相对于与负未涂覆区域12b连接的表面相反的方向突出的突出部分53。具有预定深度的凹进部分54形成在突出部分53中(参见图1)。
另外,一个或多个接触部分52可以设置成围绕突出部分53的放射状,并从板51向负未涂覆区域12b突出。
如上所述,通过模压集电板的板51,可以相对于接触部分52形成突出部分53。例如,如图3所示,4个接触部分52可以被放置到突出部分53周围,形成十字形。
这里,对突出部分53的高度没有限制。
负集电板50的突出部分53有凹进部分。通过把该凹进部分激光焊接到壳体20的底面,负集电板50被连接到壳体20。向突出部分53相反方向突出的接触部分52,通过激光焊接被连接到负未涂覆区域12b上。
在下文中,将参考图4和图5说明具有上述结构的可充电电池的操作。
电极组10通过把正集电板40和负集电板50分别连接到在电极组10的两端形成的未涂覆区域11b和12b上,形成电极组件。
可以通过把接触部分42激光焊接到电极组10的正未涂覆区域11b,从而把正集电板40连接到正未涂覆区域11b上。
如图4所示,正集电板40被夹具60抓住,以防止正集电板40在其与电极组10连接时移动。在这种情况下,正集电板40的突出部分43被插入夹具60的凹进部分61,以使夹具60很容易地抓住正集电板40。
与此相似,负集电板50可以通过突出部分53连接到负未涂覆区域12b上。如图5所示,这样就可以在精确位置焊接负集电板50。
本领域技术人员公知,在不偏离本发明精神或范围的条件下,可以对本发明进行各种修改和变化。因此,应当理解本发明覆盖了各种修改和变化,只要它们落入附加权利要求的范围及其等同范围。

Claims (10)

1、一种电池,包括:
电极组,该电极组包括正电极和负电极以及置于正负电极之间的隔板;
壳体,该电极组插入该壳体中;
与该壳体连接的盖组件;和集电板,
其中该集电板包括与该电极组连接的突出部分,
其中该集电板把电流传输到外部端子,和
其中该突出部分从该集电板的表面向外突出。
2、如权利要求1所述的电池,其中该集电板和该正电极连接。
3、如权利要求2所述的电池,其中该突出部分从形成在该集电板一部分上的孔的边缘突出。
4、如权利要求3所述的电池,其中该突出部分向该集电板上和该电极组连接的表面相反的方向突出。
5、如权利要求1所述的电池,其中该集电板和该负电极连接。
6、如权利要求5所述的电池,其中在该突出部分中形成有凹进部分。
7、如权利要求6所述的电池,其中该突出部分向该集电板上和该电极组连接的表面相反的方向突出。
8、如权利要求1所述的电池,其中该突出部分基本上是圆形的。
9、如权利要求1所述的电池,其中该电池基本上是圆柱形的。
10、一种电动机驱动的装置,包括:
权利要求1所述的电池。
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