專利名稱：二次電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各方面涉及一種二次電池以及制造該二次電池的方法，其中， 一體地形成的帽組件結(jié)合到罐。
背景技術(shù)：
近來，已經(jīng)開發(fā)并制造了緊湊和輕巧的便攜式電子裝置(例如，蜂窩電 話、筆記本電腦、攝像機等)。這樣的便攜式裝置使用電池包來為移動操作提 供電力。為了經(jīng)濟效益，電池包采用可充電電池。通常的可充電電池包括鎳 鎘(Ni-Cd)電池、鎳氬(Ni-MH)電池、鋰電池、鋰離子電池等。
鋰離子電池的工作電壓大約是鎳鎘電池或鎳氫電池的工作電壓的三倍。 此外，鋰離子電池由于它們的每單位重量的能量密度高而被廣泛使用。
制造二次電池的傳統(tǒng)方法包括將電極組件設(shè)置在具有開口的罐中、使罐 的側(cè)面起突緣(beading )、用絕緣墊圈或帽子覆蓋罐的開口 、夾鉗罐的開口以 將電極組件氣密地密封在罐中。
但是，即使在起突緣工藝中出現(xiàn)小誤差，起突緣部分可能破裂或者金屬 雜質(zhì)可留在電極組件中，并且可使電池的性能變差。此外，在二次電池在制 造過程中經(jīng)受過度的起突緣工藝的情況下，起突緣部分和電極組件可通過外 部撞擊被短路，這將導(dǎo)致爆炸或著火。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一方面是提供一種二次電池及其制造方法，該二次電池 包括結(jié)合到罐的開口的一體形成的帽組件。
本發(fā)明的另 一方面是提供一種具有被防止相對于罐移動的電極組件的二 次電池。本發(fā)明的又一方面是提供一種具有減小的死空間的二次電池。 本發(fā)明的另 一 方面是提供一種具有降低的制造成本的二次電池。
本發(fā)明的一方面提供一種二次電池，其包括電極組件；罐，用于容納 電極組件；帽組件，用于封閉所述罐的開口。所述帽組件包括帽子；安全 元件，設(shè)置在帽子上；安全口，設(shè)置在安全元件上；絕緣墊圈，圍繞所述帽 子、所述安全元件和所述安全口設(shè)置；帽體，用于夾鉗所述絕緣墊圏的周圍。 帽體在開口處結(jié)合到罐。
本發(fā)明的一方面提供一種設(shè)置在安全口上的子組件，所述子組件包括 絕緣板，設(shè)置在安全口上；主板，附著到絕緣板；子板，連接到主板。所述 絕緣板可使安全口與主板絕緣。所述子板可連接到安全口，并且可電連接到 電極組件。
本發(fā)明的一方面提供一種二次電池，所述二次電池包括電極組件；罐， 用于容納電極組件；帽組件，用于封閉所述罐的開口。所述帽組件包括帽 子；安全元件，設(shè)置在帽子上；安全口，設(shè)置在安全元件上；電流中斷裝置， 設(shè)置在安全口和安全元件之間；絕緣墊圈，圍繞所述帽子、所述安全元件和 所述安全口和所述電流中斷裝置設(shè)置；帽體，圍繞所述絕緣墊圏被夾鉗。帽 體和罐彼此結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述電流中斷裝置可包括邊緣板；交叉板，橫 過邊緣板；上電路圖案，形成在交叉板和邊緣板的頂部上，并電連接到安全 元件；下電路圖案，形成在邊緣板和交叉板的底部上，并電連接到安全口。 上電路圖案和下電路圖案可在交叉板的中央電連接，并且安全口可使交叉板 的中央破裂。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述罐可以是圓柱體，并且所述帽組件可以是圓柱體。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，絕緣墊圈可包括第一絕緣部分，圍繞帽子上表 面的周圍；第二絕緣部分，圍繞帽子和安全口的側(cè)表面；第三絕緣部分，圍 繞安全口的下表面的周圍。所述絕緣墊圏還可包括從第二絕緣部分和第三絕 緣部分的交叉處突出的止動件。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，帽體可包括第一彎曲部分，圍繞第一絕緣部分； 第二彎曲部分，圍繞第三絕緣部分；外周部分，將第一彎曲部分連接到第二 彎曲部分，圍繞第二絕緣部分。所述帽體可包括形成在外周部分上的臺階部分。所述帽體的臺階部分可與罐的開口接觸，并且可在帽體的臺階部分接觸 到罐的位置形成焊接部分。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述二次電池還可包括絕緣板，所述絕緣板具
有形成在其中央的孔，并與帽體的第二彎曲部分和電極組件的上表面接觸。
所述絕緣板可包括上突起，被設(shè)置為與帽體的第二彎曲部分接觸；下突起， 形成在孔的周圍。所述絕緣板可包括形成在其中央的容納槽，所述容納槽的 直徑大于所述孔的直徑。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述二次電池還可包括上絕緣板，被布置于電 極組件上；防火彈性構(gòu)件，被設(shè)置在上絕緣板和帽體之間。
在另一方面中，本發(fā)明提供一種制造二次電池的方法，所述方法包括以 下步驟在圍繞帽子、安全元件、安全口的絕緣墊圏的周圍夾鉗帽體的夾鉗 操作；將電極組件電連接到帽組件的結(jié)合操作；以及將所述罐焊接到所述帽 體的焊接操作。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，在安全元件和安全口之間可插入電流中斷裝置。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，可將子組件附著到安全口。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，在帽體在絕緣墊圈周圍被夾鉗之前，可利用形成 在絕緣墊圈內(nèi)的止動件來將帽子和安全口固定。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，在旋轉(zhuǎn)的同時，所述罐和所述帽組件可被激光焊接。
本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點將一部分在以下描述中被闡述， 一部分通過 所述描述將變得清楚，或者可通過實施本發(fā)明學(xué)習(xí)到。


通過下面結(jié)合附圖對示例性實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和/或其它 方面和優(yōu)點將會變得清楚和更加容易理解，其中
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的二次電池的分解透視圖1B是顯示圖1A的二次電池的帽組件的分解透視圖1C是沿著圖1B的線I - I截取的帽組件的部分透視圖1D是顯示裝配后的圖1B的二次電池的透視圖1E是沿著圖1D的線II-II截取的二次電池的截面圖1F是當(dāng)變形時圖1E的安全口 (safetyvent)的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另 一示例性實施例的二次電池的部分截面圖3A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的二次電池的分解透視圖3B是裝配后的圖3A的二次電池的透視圖3C是沿著圖3B的線III-m截取的二次電池的部分截面圖3D是顯示圖3C中顯示的二次電池的電流中斷裝置的操作的部分截面
圖4A是顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的制造二次電池的方法的流程
圖4B至圖4F顯示了圖4A中所示的方法。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例，其例子被顯示在附圖中，圖 中相同的標(biāo)號始終指代相同的元件。以下，通過參照附圖描述示例性實施例 以解釋本發(fā)明的各方面。
如在這里所提到的相關(guān)的術(shù)語，例如"下面的"或"底部"和"上面的" 或"頂部"在這里可用于描述如附圖中所示的一個元件與其它元件的關(guān)系。 應(yīng)該理解，除了在附圖中標(biāo)示出的方位之外，相罐的術(shù)語意圖包含裝置的不 同方位。例如，如果在一個附圖中的裝置顛倒，則被描述為在其它元件"下" 側(cè)的元件會被定位于在所述其它元件的"上"側(cè)。因此，示例性術(shù)語"下面 的"根據(jù)附圖的特定方位可包括"下面的"和"上面的"兩個方位。相似地， 如果在一個附圖中的裝置被顛倒，則被描述為在其它元件"下面"或"之下" 的元件應(yīng)該被定位為在其它元件"上方"。因此，示例性術(shù)語"下面的"或"之 下"可包含之上和下面兩個方位。
如在這里所提到的，當(dāng)?shù)谝辉环Q作設(shè)置在第二元件"上"或與第二 元件相鄰時，第一元件可直接接觸第二元件，或者可通過將一個或多個其它 元件設(shè)置在它們之間來將第一元件與第二元件分離開。相反，當(dāng)元件被稱作 "直接在"另一元件"上"時，不存在中間元件。在這里使用的術(shù)語"和/或" 包括所列出的相關(guān)項的一個或多個的任意和全部組合。
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的二次電池100的分解透視圖。圖 1B是顯示二次電池100的帽組件130的分解透^L圖。圖1C是沿著圖1B的 線I - I截取的帽組件130的部分透視圖。圖1D是顯示裝配后的二次電池100的透視圖。圖1E是沿著圖ID的線II-II截取的二次電池100的截面圖。圖 1F是當(dāng)變形時圖1E的安全口 (safetyvent) 133的截面圖。
如圖1A至圖IE所示，二次電池100包括電極組件110、罐120和帽組 件丄ju。 一次屯池iuu還口r包4s"絕;!4反丄4U和子組件丄50。電斗反組件丄i.O包括 正.tUi Ul、負(fù).tl長112和設(shè)置在它們之間的分隔件113。電極組件110被巻 成果凍巻式(jellyroll-type)結(jié)構(gòu)。電極組件110還可包括附著到正極板111 的正極片114和附著到負(fù)極板112的負(fù)極片115。中心孑L 110a形成在電極組 件110的中心部分。中心銷116插入到中心孔110a中，因而防止了電極組件 110的變形。
正極板111包括正極集流器和正極有源材料層。正極有源材料層可包括 層疊的包含鋰的復(fù)合物、增加有源材料顆粒之間的結(jié)合力的粘結(jié)劑和增大導(dǎo) 電性的導(dǎo)電材料。正極集流器通常由鋁形成，用作正極有源材料層產(chǎn)生的電 子電荷的移動通道并支撐正極有源材料層。
負(fù)極板112包括負(fù)極集流器和負(fù)極有源材料層。負(fù)極有源材料層可包括 通常使用的含有碳或石墨的硬碳(hard-carbon)和用于增加有源材料顆粒之 間的結(jié)合力的粘結(jié)劑。負(fù)極集流器通常由銅形成，用作負(fù)極有源材料層產(chǎn)生 的電子電荷的移動通道并支撐負(fù)極有源材料層。
分隔件113被設(shè)置在正極板111和負(fù)極板112之間，以使正極板111與 負(fù)極板112絕緣，并且傳輸正極板111和負(fù)極板112的電子電荷。雖然分隔 件113通常由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成，但是在本發(fā)明中，材料不 限于此。
罐120包括形成在一端的開口 121,以容納電極組件110。罐120可由例 如不銹鋼的金屬形成。下絕緣板160插入到罐120的下表面中，以使電極組 件110的下表面與罐120絕緣。下絕緣板160可包括孔，負(fù)極片115穿過所 述孔延伸。負(fù)極片115可電連接到罐120。
帽組件130包括帽子(cap-up) 131、安全元件132、安全口 133、絕緣 墊圈134和帽體135。在圖1B和圖1C所示的帽組件130中，帽子131、安 全元件132、安全口 133、絕緣墊圈134和帽體135是一體形成的。
帽子131包括圓形板131a和從圓形板131a的中央突出的突起131b。帽 子131還可包括孔131c,氣體通過所述孔131c排^:。帽子131可由例如不銹 鋼的金屬形成。子131和安全口 133之間。安全元件132是將帽 子131電連接到安全口 133的圓環(huán)。安全元件132可以是正溫度系數(shù)(PTC) 元件，以當(dāng)過電流在帽子131和安全口 133之間流動或當(dāng)帽子131和安全口 133之間的溫度升高得超過闊值時，將帽子131和安全口 133之間的電流切 斷，從而防止二次電池100過熱或爆炸。
安全口 133被設(shè)置在安全元件132的下方。安全口 133包括形成在其底 部的突起133a、形成在突起133a中央的中心槽133b和與中心槽133b交叉的 十字槽133c。當(dāng)罐120的內(nèi)部壓力增大時，安全口133朝上膨脹，因此，中 心槽133b和十字槽133c的邊緣破裂。因此，安全口 133被打開，以將氣體 從罐120排放，因而防止二次電池100爆炸。
圖1F顯示了在中心槽133b破裂之前，通過罐120的內(nèi)部壓力而變形的 安全口 133。安全口 133由金屬形成，以將安全元件132電連接到電極組件 110。
絕緣墊圈134的外周圍的一部分彎曲以包圍帽子131和安全口 133。圖 1A顯示的絕緣墊圈134具有彎曲的上端。如圖1C所示，絕緣墊圈134包括 第一絕緣部分134a、第二絕緣部分134b和第三絕鄉(xiāng)彖部分134c。帽子131和 安全口 133被絕緣墊圏134包圍。第一絕緣部分134a包圍帽子131的上邊緣 表面，并且第三絕緣部分134c包圍安全口 133的下邊緣表面。第二絕緣部分 134b包圍帽子131和安全口 133的側(cè)部。絕緣墊圏134可由例如聚對笨二曱 酸乙二醇酯(PET)或聚乙烯(PE)的樹脂材料形成。
絕緣墊圈134還可包括在第二絕緣部分134b和第三絕緣部分134c之間 的接觸安全口 133的止動件134d。止動件134d壓迫安全口 133,以牢固地將 安全口 133、安全元件132和帽子131固定到絕緣墊圈134。在帽體135通過 夾鉗工藝變形之后，如圖IC和圖IE所示的止動件134d的形狀對應(yīng)于帽體 135的形狀。
帽體135包圍絕緣墊圈134、帽子131和安全口 133。帽體135包括第一 彎曲部分135a、第二彎曲部分135c和外周部分135b。第一彎曲部分135a圍 繞絕緣墊圏134的第一絕緣部分134a。第二彎曲部分135c圍繞絕緣墊圈134 的第三絕緣部分134c。外周部分135b將第一彎曲部分135a連接到第二彎曲 部分135c,并且圍繞絕緣墊圈134的第二絕緣部分134b。臺階部分135d形 成在外周部分135b的外表面上。臺階部分135d包括第一臺階部分135dl;第二臺階部分135d2,連接到第一臺階部分135dl,并且其高度大于第一臺階 部分135dl的高度；第三臺階部分135d3，連接到第二臺階部分135d2,并且 其高度大于第二臺階部分135d2的高度。第一臺階部分135dl與罐120的開
口 121的上表面沖妻觸。
圖1D顯示了在帽體135和罐120彼此接觸處形成在帽體135的外周上 的焊接部分136。焊接部分136可形成在帽體135與罐120焊接在一起的位 置。因此，焊接部分136氣密地密封帽組件130和罐120,以防止電解液流 到罐120的外面，并且防止罐120的內(nèi)部暴露到外部空氣中。
絕緣板140包括形成在其上表面上的上突起141。上突起141與帽體135 的第二彎曲部分135c接觸。相反，絕緣板140的下表面與電極組件110的上 表面接觸。因此，絕緣板140固定在帽體135和電極組件110之間，因而將 電極組件110固定于在律120內(nèi)。
孑L 140a形成在絕緣板140的中央，以將氣體從電極組件110中排放，并 且用于注入電解液。下突起142可形成在孔140a的周圍。下突起142插入到 電極組件110的中心孔110a中，以將絕緣板140連接到電極組件110。下突 起142將電極組件110固定于罐120中。
絕緣板140還可包括直徑大于孔140a的直徑的容納槽140b。正極片114 插入在容納槽140b中，然后被折彎。容納槽140b防止正極片114在插入過 程中彎曲和/或破裂。
絕緣板140還可包括形成在孔140a的周圍的片插入孔140c。正極片114 穿過所述片插入孔140c。片插入孔140c防止通過片插入孔140c插入并折彎 的正極片114與電極組件110的頂部短路。由于片插入孔140c防止正極片114 的一部分移動，所以可防止由于外部撞擊或振動引起的疲勞。如果沒有設(shè)置 片插入孔140c,則正極片114可穿過中心孔110a。
子組件150被設(shè)置在安全口 133的下表面上。子組件150可包括絕緣板 151、附著到絕緣板151的主板152和連接到主板152的子板153。
絕緣板151使安全口 133與主板152絕緣。絕緣板151可僅形成在主板 152的外周上，以使安全口 133與主板152絕緣。
主板152包括直徑小于主板152的直徑的下突起和形成在下突起的中央 的中心孔152a。用于將氣體從罐120中排放的孔152b形成在中心孔152a的 周圍。子板153連接到主板152的底部，以覆蓋主板152的中心孔152a。子板 153連接到安全口 133的中心槽133b,并電連接到安全口 133。子板153可 通過超聲波焊接被焊接到安全口 133的中心槽133b。參照圖IF,安全口 133 可通過罐120的內(nèi)部壓力變形，并不與子板153電連接。子板153的下表面 被焊接到正極片114,以電連接到正極片114。
如上所述，子組件150通過絕緣板151與安全口 133部分絕緣。子板153 將正極片114電連接到安全口 133。返回參照圖1F，當(dāng)罐120的內(nèi)部壓力增 加得超過閾值時，安全口 133的中心槽133b的周圍向上變形。在這種情況下， 隨著中心槽133b的周圍破裂，安全口 133將氣體從罐120中排放。由于中心 槽133b的變形，安全口 133不與子板153電連接。因此，二次電池的安全性 通過子組件150增強，并且通過一體形成的帽組件130和罐120的結(jié)合，裝 配可用性提高。
罐120按照圓柱形形成。帽組件130形成在圓柱體中。具體地說，帽組 件130具有能夠通過單個工藝被夾鉗的結(jié)構(gòu)。由于圓柱形二次電池100具有 在罐120和帽組件130彼此接觸之處形成的焊接部分，所以增大了密封力， 并且筒化了焊接工藝。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的二次電池200的部分截面圖。 如圖2所示，二次電池200包括電極組件110、罐120和帽組件130。 二次電 池200還可包括上絕緣板241以及設(shè)置在上絕緣板241和帽組件130之間的 防火彈性構(gòu)件242。由于電極組件110、罐120和帽組件130已經(jīng)在上面描述 了，所以將省略對它們的描述。
上絕緣板241被設(shè)置在電極組件110的上表面上，以使電極組件110的 上表面與帽組件130絕緣。上絕緣板241按照圓形平面形狀形成，并且包括 形成在其中央的孔241 a。上絕緣板241還包括從孔241 a的周圍向下突出的突 起241b。突起241b插入到電極組件110的中心孔110a中，并且連接到電極 組件IIO，因而提高了與電極組件IIO的結(jié)合能力。
防火彈性構(gòu)件242位于上絕緣板241的頂部。防火彈性構(gòu)件242包括形 成在其中央的孔242a?？?42a提供一個空間，正極片114插入到所述空間中 并折彎。防火彈性構(gòu)件242還包括形成在其上周的上突起242b。上突起242b 與帽體135接觸，并且可被帽體135的第二彎曲部分135c壓迫。因此，上絕 緣板241可壓迫電^l組件110的上表面。因此，防止電45i且件110移動。由于防火彈性構(gòu)件242吸收施加到電極組件110的碰撞，所以進一步防止電極 組件110移動。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的二次電池300的分解透視圖。圖3B 是裝配后的二次電池300的透視圖。圖3C是沿著圖3B的線III-III截取的二次 電池300的部分截面圖。圖3D是顯示二次電池300的電流中斷裝置336的 部分截面圖。
如圖3A至圖3D所示，二次電池300包括電極組件110、罐120和帽組 件330。帽組件330包括帽子131、安全元件132、安全口 333、絕緣墊圈134、 帽體135和電流中斷裝置336。在該示例性實施例中，安全元件132將被參 照PTC元件進行描述。
電流中斷裝置336包括環(huán)形邊緣板336a和橫跨邊緣板336a的交叉板 336b。電流中斷裝置336包括形成在交叉板336b和邊緣板336a的頂部上的 上電路圖案336c和形成在交叉板336b和邊緣板336a的底部上的下電路圖案 336d。上電路圖案336c和下電路圖案336d可通過形成在交叉板336b的中央 的孔336al或通過其側(cè)部電連4妻。
安全口 333包括附著到電流中斷裝置336的下表面的突出凹槽333a。參 照圖3D,當(dāng)罐120的內(nèi)部壓力升高得超過閾值時，突出凹槽333a的周圍向 上突出，因此安全口 333使交叉板336b的中央破裂。因此，安全口 333不與 安全元件132電連接，并且電流被切斷。在這種情況下，安全口 333的中央 破裂，以從罐120排放氣體。圖3D顯示了安全口 333的中央還沒有破裂的 狀態(tài)。
在上述二次電池300中，在罐120內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過安全口 333的開口 被排放到外部，以防止二次電池300爆炸。由于電流中斷裝置336通過安全 口 333的變形而破裂，所以帽子131不與正極板111電連接。
圖4A是顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的制造二次電池300的方法的 流程圖，圖4B至圖4F顯示了圖4A中所示的方法的示圖。如圖4A所示，制 造二次電池的方法包括夾鉗操作Sl、連接操作S2和焊接操作S3。
如圖4B所示，在夾4甘操作Sl中，帽子131、安全元件132和安全口 133 依次插入到絕緣墊圏134的第一絕緣部分134a中。帽體135的第一彎曲部分 135a包圍第一絕緣部分134a。子組件150的子板153可通過(例如)超聲波 焊接電連接到安全口 133的中心槽133b。因此，如圖4C所示，形成帽體135的第二彎曲部分135c。第一彎曲部分135a緊密地附著到帽子131的頂部，并 且第二彎曲部分135c附著到安全口 133的底部。
如圖4D所示，形成帽體135的外周部分135b，執(zhí)行擠壓工藝以形成外 周部分135b的臺階部分135d。臺階部分135d包括第一臺階部分135dl、第 二臺階部分135d2和第三臺階部分135d3。第一臺階部分135dl提供一個表 面，罐120的開口與該表面接觸，并且第二臺階部分135d2和第三臺階部分 135d3通過擠壓工藝防止第一臺階部分135dl過度的塑性變形。
如圖4E所示，在連接操作S2中，帽組件130的子板153和電極組件110 的正極片114通過(例如)焊接結(jié)合在一起。電極組件110的負(fù)極片(未示 出)電連接到罐120的內(nèi)部。電解液可被填充到罐120的內(nèi)部，然后覆蓋電 極組件110。接著，帽組件130連接到罐120的開口。罐120的開口的上表 面121a緊密地附著到第一臺階部分135dl。結(jié)果，如圖1E所示，帽組件130 連接到罐120的開口 。
如圖4F所示，在焊接操作S3中，通過利用激光焊接裝置450將激光束 照射到罐120的開口接觸帽組件130的位置來執(zhí)行焊接。在焊接工藝中，帽 組件130和罐120可通過夾持裝置(jig device) 460旋轉(zhuǎn)，因此，焊接效率 提高，焊接時間減少。
根據(jù)上述操作S1、 S2和S3，由于與傳統(tǒng)方法相比制造工藝的數(shù)量減少， 因此，產(chǎn)量可增加，并且其安全性得到保障。制造成本也可減少，因而獲得 竟?fàn)巸?yōu)勢。
在夾鉗操作S1中，在帽子131、安全元件132和安全口 133順序地結(jié)合 到絕緣墊圈134的第一絕緣部分134a的情況下，形成在絕緣墊圈134內(nèi)的止 動件134d可壓迫安全口 133的下部外周。在帽子131、安全元件132和安全 口 133緊密附著到絕緣墊圏134的第一絕緣部分134a的情況下，如圖4B所 示的止動件134d將安全口 133固定。因此，帽子131、安全元件132和安全 口 133通過止動件134d固定。
如圖4C所示，帽體135經(jīng)過夾鉗工藝，在夾鉗工藝中，形成第二彎曲部 分135c,同時，帽體131、安全元件132和安全口 133通過止動件134d固定。 因此，當(dāng)帽體135被夾鉗時，止動件134d可減小裝配誤差，因而增大二次電 池300的產(chǎn)量和可靠性。
如上所述，二次電池和制造該二次電池的方法提供以下效果。1 )通過將一體地形成的帽組件連接到罐可簡化裝配工藝。
2) 由于去除了罐的傳統(tǒng)的起突緣工藝(beading process),因而可防止由 于起突緣而將金屬雜質(zhì)引入到罐中。
3) 由于罐的內(nèi)部壓力，不用對設(shè)計加以任何限制，就可將罐的密封壓力 從20-30kgf/cm2改變至超過30kgf/cm2。
4) 由于與傳統(tǒng)的電池相比，減小了罐中的死空間，因此，內(nèi)部氣體可容 易地排放到外部，因而具有防止過充電的有益效果。
5) 由于去除了罐的傳統(tǒng)的起突緣工藝，因此可增大內(nèi)部空間，因而增大 電池的容量。
6) 不需要施加用于防止罐的開口的切除部分被腐蝕的快速電鍍工藝 (flash plating process )。
7) 由于帽組件被作為單個部件一體操作，因此簡化了部件編碼和部件檢 查，并且可顯著減少工藝管理元件。
8) 由于在上絕緣板被抽出到外部的狀態(tài)下，可將電解液注入到二次電池 中，所以，可增大電極組件的注射和濕潤屬性。因此，可增強電池的均勻性， 以減小在開路充電電壓(open charge voltage, OCV )中的電壓偏離，并且電池 的壽命由于循環(huán)特性的改進而增長。
9) 由于絕緣板可被固定在帽組件和電極組件之間，因此可防止電極組件 移動。
雖然已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的一些示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人 員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些示例性實施 例進行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種二次電池，包括電極組件；罐，用于容納電極組件，所述罐具有開口；帽組件，用于封閉所述開口，所述帽組件包括帽子；安全元件，設(shè)置在帽子之下；安全口，設(shè)置在安全元件之下；絕緣墊圈，圍繞所述帽子、所述安全元件和所述安全口；帽體，附著到所述罐，以圍繞所述帽子、安全元件和安全口夾鉗所述絕緣墊圈。
2、 如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，絕緣墊圈包括 第一絕緣部分，設(shè)置在帽子的上邊緣表面周圍； 第二絕緣部分，設(shè)置在帽子和安全口的邊緣周圍； 第三絕緣部分，設(shè)置在安全口的下邊緣表面周圍。
3、 如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中，所述絕緣墊圈包括從第二絕緣 部分和第三絕緣部分的交叉處突出的止動件，以將帽子、安全元件和安全口 固定在絕緣墊圈中。
4、 如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中，帽體包括 第一彎曲部分，設(shè)置在第一絕緣部分周圍； 第二彎曲部分，設(shè)置在第三絕緣部分周圍；外周部分，將第一彎曲部分連接到第二彎曲部分，設(shè)置在第二絕緣部分周圍。
5、 如權(quán)利要求4所述的二次電池，其中，所述帽體包括 臺階部分，設(shè)置在外周部分上，與罐的開口相鄰； 焊接部分，在帽體的臺階部分焊接到罐的開口的位置形成。
6、 如權(quán)利要求4所述的二次電池，還包括絕緣板，所述絕緣板具有形 成在其中央的孔，所述絕緣板被設(shè)置為與帽體的第二彎曲部分和電極組件的 上表面才妄觸。
7、 如權(quán)利要求6所述的二次電池，其中，所述絕緣板包括上突起，被設(shè)置在帽體的第二彎曲部分上； 下突起，從孔的邊緣朝著電極組件延伸。
8、 如權(quán)利要求6所述的二次電池，其中，所述絕緣板具有形成在其中心 的容納槽，所述容納槽的直徑大于所述孔的直徑。
9、 如權(quán)利要求6所述的二次電池，其中，絕緣板還包括與所述孔相鄰地 形成的片插入孔。
10、 如權(quán)利要求1所述的二次電池，還包括 上絕緣板，被布置于電極組件的上表面上； 防火彈性構(gòu)件，被設(shè)置在上絕緣板和帽體之間，并附著到帽體。
11、 如權(quán)利要求1所述的二次電池，還包括子組件，所述子組件包括 絕緣板，設(shè)置在安全口之下；主板，設(shè)置在絕緣板之下； 子板，設(shè)置在主板之下，其中，所述絕緣板使安全口與主板絕緣，并且所述子板連接到安全口， 并且電連接到電極組件。
12、 一種二次電池，包4舌 電極組件；罐，用于容納電極組件，所述罐具有開口； 帽組件，用于封閉所述開口，所述帽組件包括 帽子；安全元件，設(shè)置在帽子之下；安全口，設(shè)置在所述安全元件之下；電流中斷裝置，設(shè)置在安全口和安全元件之間；絕緣墊圈，設(shè)置在帽子、安全元件、安全口和電流中斷裝置的周圍；帽體，設(shè)置在絕緣墊圈周圍，并且結(jié)合到罐的開口。
13、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，其中，電流中斷裝置包括 邊緣板；交叉板，被設(shè)置為與邊緣板交叉；上電路圖案，形成在邊緣板的上表面上，并電連接到安全元件； 下電路圖案，形成在邊緣板的下表面上，并電連接到安全口，其中， 上電路圖案和下電路圖案在交叉板的中央電連接；安全口，被設(shè)置為如果罐的內(nèi)部壓力達到特定壓力時，使交叉板的中央破裂。
14、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，其中，所述絕緣墊圏包括 第一絕緣部分，設(shè)置在帽子的上邊緣表面的周圍； 第二絕緣部分，設(shè)置在帽子和安全口的邊緣周圍； 第三絕緣部分，設(shè)置在安全口的下邊緣表面周圍，其中，第二絕緣部分被設(shè)置在第 一和第三絕緣部分之間。
15、 如權(quán)利要求14所述的二次電池，其中，絕緣墊圈包括從第二絕緣部 分和第三絕緣部分的交叉處朝著帽子突出的止動件，以將所述帽子、安全元 件和安全口固定于絕緣墊圈中。
16、 如權(quán)利要求14所述的二次電池，其中，帽體包括 第一彎曲部分，被設(shè)置在第一絕緣部分周圍； 第二彎曲部分，被設(shè)置在第三絕緣部分周圍；外周部分，將第一彎曲部分連接到第二彎曲部分，并且被設(shè)置在第二絕 緣部分周圍。
17、 如權(quán)利要求16所述的二次電池，其中，帽體包括形成在接觸罐的開 口的外周部分上的臺階部分，其中，所述焊接部分形成在臺階部分被焊接到罐的位置處。
18、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，還包括具有中心孔的絕緣板，所述 絕緣板被設(shè)置為與帽體的第二彎曲部分和電極組件的外表面接觸。
19、 如權(quán)利要求18所述的二次電池，其中，絕緣板包括 上突起，被設(shè)置為與帽體的第二彎曲部分接觸；下突起，朝著電極組件延伸，并且被設(shè)置為與所述孔相鄰。
20、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，還包括 上絕緣板，被設(shè)置在電極組件上；防火彈性構(gòu)件，,皮設(shè)置在上絕緣板和帽體之間，并且附著到帽體。
21、 一種制造二次電池的方法，所述方法包括以下步驟 在圍繞帽子、安全元件、安全口的絕緣墊圏的周圍夾鉗帽體，以形成帽組件；將容納在罐內(nèi)的電極組件電連接到帽組件，并且用帽組件封閉罐的開口 ； 將所述罐焊接到所述帽體。
22、 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在夾4片之前，在安全元件和安 全口之間插入電流中斷裝置的步驟。
23、 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在夾鉗之前，將子組件附著到 安全口的步驟。
24、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，夾鉗操作包括在夾鉗之前，利 用形成在絕緣墊圈內(nèi)的止動件來將帽子、安全元件和安全口固定到絕緣墊圏。
25、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，焊接包括在相對于執(zhí)行激光焊 接的激光旋轉(zhuǎn)二次電池的同時，將所述罐激光焊接到所述帽組件。
全文摘要
一種二次電池及其制造方法，所述二次電池包括電極組件；罐，用于容納電極組件；帽組件，用于封閉所述罐的開口。所述帽組件包括帽子；安全元件，設(shè)置在帽子上；安全口，設(shè)置在安全元件上；絕緣墊圈，圍繞所述帽子、所述安全元件和所述安全口設(shè)置；帽體，用于夾鉗所述絕緣墊圈。帽體的一部分結(jié)合到所述罐的開口。
文檔編號H01M10/04GK101431164SQ20081017286
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者樸俊炯, 秋成玟, 邢有業(yè), 金容太, 金鐘九 申請人:三星Sdi株式會社