本申請要求2015年8月19日提交到韓國知識產權局的韓國專利申請10-2015-0116844的優先權和權益,其公開通過引用被整體合并于此。
技術領域
本發明的一個或多個示例性實施例涉及二次電池。
背景技術:
與一次電池不同,二次電池被設計為可再充電。二次電池被用作諸如移動設備、電動汽車、混合動力電動汽車、電動自行車或不間斷電源的設備的能量源。根據使用二次電池的外部設備的種類,使用單一單元二次電池或其中電連接有多個電池單元的多單元二次電池(二次電池模塊)。
技術實現要素:
本發明的一個或多個示例性實施例包括可以通過簡單工藝以低成本制造的二次電池。
一個或多個示例性實施例包括具有抗旋轉和/或扭轉的端子結構的二次電池。
一個或多個示例性實施例包括具有提高的抗化學制品耐久性的二次電池。
另外方面將部分在隨后的描述中提出,部分地從描述而顯而易見,或者可以通過對提出的實施例的實踐來獲知。
根據一個或多個示例性實施例,一種二次電池包括:電極組件;蓋板;電連接到電極組件的第一端子板,該第一端子板在蓋板上;以及在第一端子板與蓋板之間的限流板,該限流板包括:容納在端子板的第一容納部分中的第一表面;容納在蓋板的第二容納部分中的第二表面;以及在第一表面與第二表面之間延伸的第三表面,其中第三表面的第一部分被容納在第一容納部分中,第三表面的第二部分被容納在第二容納部分中。
例如,第一表面和第二表面可以是限流板的主表面并可以彼此相反,第三表面可以是限流板的側向表面。
例如,限流板的第三表面的第三部分可以未被第一容納部分和第二容納部分覆蓋。
例如,限流板的第三表面的第三部分可以被暴露。
例如,第一容納部分可以限定第一端子板中的凹部,第二容納部分可以限定蓋板中的凹部。
例如,限流板可以被壓配合在第一容納部分和第二容納部分中。
例如,第一容納部分和第二容納部分可以完全包圍限流板的外周緣。
例如,第一容納部分和第二容納部分可以連續包圍限流板的外周緣。
例如,第一容納部分可以包圍限流板的第一表面和第三表面相交所沿的周緣,第二容納部分可以包圍限流板的第二表面和第三表面相交所沿的周緣。
例如,限流板的第一表面和第二表面可以包括絕緣表面。
例如,限流板的第一表面和第二表面可以包括涂層。
例如,限流板的第三表面可以包括導電表面。
例如,限流板可以包括金屬板,該金屬板包括在其第一表面和第二表面上的絕緣涂層。
例如,限流板的第一表面和第二表面可以是基本上平坦的。
例如,第一容納部分和第二容納部分可以直接接觸限流板的第三表面。
例如,第一端子板和蓋板可以通過限流板的第三表面被彼此電連接。
例如,貫穿開口可以被限定在蓋板、限流板和第一端子板中,用于接收從電極組件伸出的集流端子。
例如,二次電池可以進一步包括具有與第一端子板的極性不同的極性的第二端子板。
例如,二次電池可以進一步包括在第二端子板與蓋板之間的絕緣板。
附圖說明
從下面結合附圖對示例性實施例的描述,這些和/或其它方面將變得顯而易見并更易于理解,附圖中:
圖1是示出了根據本發明的一個或多個示例性實施例的二次電池的透視圖;
圖2是示出了圖1中所示的二次電池的分解透視圖;
圖3是沿圖1的線III-III截取的剖視圖;
圖4A是示出了圖1中所示的二次電池的第一電極端子的分解透視圖;
圖4B是示出了圖1中所示的二次電池的第一電極端子的放大剖視圖;和
圖5是示出了用于與示例性實施例比較的二次電池的電極端子的比較例的分解透視圖。
具體實施方式
下面將詳細參考附圖中示出了其示例的示例性實施例,其中在全文中相同的附圖標記指代相同的元件。在這方面,本示例性實施例可以具有不同的形式,不應被解釋為限于在本文中提出的描述。因此,下面僅通過參考圖描述示例性實施例來解釋本說明書的方面。除非另有說明,在整個附圖和書面描述中,相同的附圖標記表示相同的元件,因而其說明將不再重復。在圖中,為了清楚,元件、層和區域的相對尺寸可能被夸大了。
將理解的是,雖然術語“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用來描述各種元件、部件、區域、層和/或區段,但是這些元件、部件、區域、層和/或區段不應該受這些術語的限制。這些術語僅用來區分一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或區段。因此,下面描述的第一元件、部件、區域、層或區段可以被稱為第二元件、部件、區域、層或區段,而不脫離本發明的精神和范圍。
出于易于描述的目的,在本文中使用了諸如“之下”、“下方”、“下”、“下面”、“上方”、“上”等的空間相對術語來描述如圖中所示的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關系。將理解的是,除了圖中描述的方位之外,空間相對術語意在包含設備在使用或操作中的不同方位。例如,如果圖中設備被翻轉,被描述為在其它元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件將然后被定向為在其它元件或特征的“上方”。因此,示例術語“下方”和“下面”可以包括上方和下方兩種方位。設備可被另外定向(例如旋轉90度或者在其它方位),本文使用的空間相對描述符可以進行相應的解釋。
將理解的是,當元件或層被稱為在另一元件或層“上”、“被連接到”或“被聯接到”另一元件或層時,其可以直接在另一元件或層上,被直接連接到或直接聯接到另一元件或層,或者也可以存在一個或多個中間元件或中間層。另外,還將理解的是,當元件或層被稱為在兩個元件或兩個層“之間”時,其可以是這兩個元件或兩個層之間的唯一元件或唯一層,或者也可以存在一個或多個中間元件或中間層。
本文使用的術語僅用于描述特定的實施例,并不旨在限制本發明。如本文所用,單數形式的“一”旨在也包括復數形式,除非上下文另有明確說明。將進一步理解的是,當在說明書中使用時,術語“包括”和“包含”表明存在所陳述的特征、整數、步驟、操作、元件和/部件,但不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組。如本文所用,術語“和/或”包括相關聯的所列項目的一個或多個的任意和所有組合。當放在一列元件之前時,諸如“至少一個”的表述修飾的是整列元件,而不是修飾該列中的單獨元件。
如本文所用,術語“基本上”、“大約”和類似術語被用作近似的術語,而不是作為程度的術語,并且旨在包括本領域普通技術人員公認的在測量或計算的值中的固有偏差。此外,當描述本發明的實施例時,使用“可以”指的是“本發明的一個或多個實施例”。如本文所用,術語“使用”和“被用來”可以被認為分別和術語“利用”和“被利用來”同義。此外,術語“示例性”旨在表示示例或例示。
除非另有定義,本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有本發明所屬的技術領域的普通技術人員所通常理解的相同含義。將進一步理解,例如那些在常用字典中定義的術語應該被解釋為具有與它們在相關領域和/或本說明書的上下文的含義一致的含義,將不以理想化或過于正式的意義來解釋,除非在本文中明確地如此定義。
在下文中將參考其中示出了示例性實施例的附圖描述二次電池。
圖1是示出了根據本發明的一個或多個示例性實施例的二次電池的透視圖,圖2是示出了圖1中所示的二次電池的分解透視圖,圖3是沿圖1的線III-III截取的剖視圖。
參考圖1至圖3,在一些實施例中,二次電池可包括具有不同極性并向外突出的第一電極端子110和第二電極端子120。例如,第一電極端子110和第二電極端子120可以被電連接到設置在二次電池內部的電極組件150。例如,第一電極端子110和第二電極端子120可被分別電連接到電極組件150的第一電極板151和第二電極板152,從而起到用于將存儲在二次電池中的電力供給到外部設備或從外部充電器接收電力的正電極端子和負電極端子的作用。例如,第一電極端子110和第二電極端子120可被設置在二次電池的相反側。
在一些示例性實施例中,二次電池的蓋板100可被電連接到電極組件150,并且可以起到電極端子的作用。這樣,在一些實施例中,第一電極端子110和第二電極端子120中的一個可被省略。
參考圖2,二次電池包括電極組件150、第一電極端子110、第二電極端子120、以及分別將第一電極端子110和第二電極端子120電連接到電極組件150的第一集流構件117和第二集流構件127。另外,二次電池可包括容納電極組件150的罐180以及密封罐180的上方開口的蓋板100。蓋板100可被聯接到罐180(電極組件150被容納在其中)的上側,以密封罐180的上方開口。例如,蓋板100和罐180可以沿蓋板100的邊緣被焊接在一起。罐180和蓋板100一起形成電極組件150被容納在其中的殼體190。殼體190在本文中被稱為包括罐180和蓋板100的結構。例如,如下面進一步討論的那樣,在一些示例性實施例中,當二次電池處于異常狀態時,殼體190(例如通過諸如焊接的方法結合在一起的罐180和蓋板100)可以形成短路電流路徑。
蓋板100可包括通氣口108和電解質入口109,通氣口108被配置為當罐180的內部壓力超過(例如異常超過)預定值時破裂并因此可以降低罐180的內部壓力,電解質入口109用于通過該電解質入口109將電解質注入到罐180中。
參考圖3,電極組件150可被設置在二次電池的罐180中。電極組件150可包括具有不同極性的第一電極板151和第二電極板152、以及設置在第一電極板151和第二電極板152之間的隔板153。電極組件150可以是其中第一電極板151和第二電極板152以及隔板153被卷繞成膠卷的形式的卷繞型電極組件,或者可以是其中第一電極板151、隔板153和第二電極板152被交替層疊的堆疊型電極組件。
蓋板100可被聯接到罐180(電極組件150被設置在其中)的上方開口,以密封罐180。被電連接到電極組件150的第一電極端子110和第二電極端子120可從蓋板100向外伸出,以將電極組件150電連接到外部電路或相鄰二次電池。
第一電極端子110和第二電極端子120可具有不同極性,并且可以被分別電連接到電極組件150的第一電極板151和第二電極板152。
參考圖2,第一電極端子110可包括第一集流端子115和聯接到第一集流端子115的第一端子板111。類似地,第二電極端子120可包括第二集流端子125和聯接到第二集流端子125的第二端子板121。如本文所用,術語“集流端子”可以被用來統稱第一集流端子115和第二集流端子125,或選擇性地指代第一集流端子115和第二集流端子125中的一個。另外,術語“端子板”可以被用來統稱第一端子板111和第二端子板121,或選擇性地指代第一端子板111和第二端子板121中的一個。例如,聯接到第一集流端子115的端子板可以指第一端子板111,聯接到第二集流端子125的端子板可以指第二端子板121。
第一集流端子115和第二集流端子125被分別聯接到第一集流構件117和第二集流構件127。如本文所用,術語“集流構件”可以被用來統稱第一集流構件117和第二集流構件127,或選擇性地指第一集流構件117和第二集流構件127中的一個。例如,聯接到第一集流端子115的集流構件可以指第一集流構件117,聯接到第二集流端子125的集流構件可以指第二集流構件127。
第一集流端子115和第二集流端子125可以插入穿過蓋板100,并且可以從蓋板100向外伸出。
這樣,端子開口(例如端子孔)100'可以被形成在蓋板100中,并且可以接收第一集流端子115和第二集流端子125。例如,第一集流端子115和第二集流端子125可以沿從蓋板100的下側到蓋板100的上側的方向插入穿過蓋板100的端子孔100'。
第一集流端子115和第二集流端子125可貫穿蓋板100并從蓋板100伸出,從而將位于蓋板100下方的電極組件150連接(例如電連接)到位于蓋板100上方的第一端子板111和第二端子板121。第一集流端子115和第二集流端子125的下部可以分別通過第一集流構件117和第二集流構件127被電連接到電極組件150,而第一集流端子115和第二集流端子125的上部可以分別被電連接到第一端子板111和第二端子板121。
第一集流端子115和第二集流端子125可以被分別連接到電極組件150的相反極性。也就是說,第一集流端子115和第二集流端子125可以根據第一集流端子115和第二集流端子125的極性被分別連接到電極組件150的第一電極板151和第二電極板152(或聯接到電極組件150的第一集流構件117和第二集流構件127)。
例如,第一集流端子115可以是正電極端子,連接到第一集流端子115的第一集流構件117和第一端子板111可以被設置在電極組件150的正電極側。第二集流端子125可以是負電極端子,連接到第二集流端子125的第二集流構件127和第二端子板121可以被設置在電極組件150的負電極側。
第一集流端子115和第二集流端子125穿過蓋板100并從蓋板100伸出,以將位于蓋板100下方的第一集流構件117和第二集流構件127分別電連接到位于蓋板100上方的第一端子板111和第二端子板121。
第一集流端子115和第二集流端子125可以在其上部被固定。例如,第一集流端子115和第二集流端子125的上部可以通過鉚接被固定到第一端子板111和第二端子板121的上表面。例如,第一集流端子115和第二集流端子125的上部可分別插入穿過第一端子板111和第二端子板121,使得第一集流端子115和第二集流端子125的上部從蓋板100的上表面突出(例如突出預定長度),然后通過擠壓第一集流端子115和第二集流端子125的上部抵靠第一端子板111和第二端子板121的上表面,第一集流端子115和第二集流端子125的上部可以被分別聯接到第一端子板111和第二端子板121。使用旋轉(例如高速旋轉)的工具可以在第一集流端子115和第二集流端子125的上端中形成凹部,第一集流端子115和第二集流端子125的上端可以由工具側向推動并與第一端子板111和第二端子板121的上表面接觸(例如緊密接觸)。也就是說,可以在第一集流端子115和第二集流端子125的上端中形成凹部,法蘭可以從第一集流端子115和第二集流端子125的上端的邊緣橫向延伸。
第一集流端子115和第二集流端子125的下部可以包括具有比蓋板100的端子孔100'的直徑更大的外徑的法蘭形唇(或卡爪),因而第一集流端子115和第二集流端子125不會容易地從蓋板100的端子孔100'分離。在一些實施例中,第一集流端子115和第二集流端子125從蓋板100的下側被插入到蓋板100的端子孔100'中,當第一集流端子115和第二集流端子125的唇(或卡爪)被支撐在蓋板100的下側上時,暴露在蓋板100的上側的第一集流端子115和第二集流端子125的上端可通過鉚接被固定。
當第一集流端子115和第二集流端子125從蓋板100電絕緣時,第一集流端子115和第二集流端子125可插入穿過蓋板100的端子孔100'。例如,密封墊圈113和123可以圍繞端子孔100'放置,然后第一集流端子115和第二集流端子125可被插入到端子孔100'中,使得第一集流端子115和第二集流端子125可從蓋板100絕緣。密封墊圈113和123可以密封端子孔100',以防止或降低包含在罐180中的電解質滲漏和將雜質引入到罐180中的可能性。
絕緣構件114和124可以被分別設置在密封墊圈113和123下方。絕緣構件114和124被分別設置在蓋板100的下側與第一集流端子115和第二集流端子125之間,從而從蓋板100絕緣第一集流端子115和第二集流端子125。如上所述,第一集流端子115和第二集流端子125可由圍繞端子孔100'放置的密封墊圈113和123以及分別設置在密封墊圈113和123下方的絕緣構件114和124從蓋板100絕緣。
第一集流端子115和第二集流端子125可以分別通過第一集流構件117和第二集流構件127被電連接到電極組件150。第一集流構件117和第二集流構件127可以分別包括形成第一集流構件117和第二集流構件127的下部并被聯接到電極組件150的集流板117b和127b、以及形成第一集流構件117和第二集流構件127的上部并被聯接到第一集流端子115和第二集流端子125的引出部分117a和127a。
集流板117b和127b可以被聯接到電極組件150的側向側。例如,集流板117b和127b可以被焊接到位于電極組件150的側向側的未涂覆部分,例如,電極組件150的第一電極板151和第二電極板152的在其上沒有涂覆電極活性物質的部分。例如,集流板117b可以被聯接到第一電極板151的未涂覆部分,集流板127b可以被聯接到第二電極板152的未涂覆部分。
引出部分117a和127a可以從集流板117b和127b成角度(例如以預定角度)延伸,以分別面對第一集流端子115和第二集流端子125。另外,端子開口(例如端子孔)可以被形成在引出部分117a和127a中,并且可以接收第一集流端子115和第二集流端子125。例如,第一集流端子115和第二集流端子125的一部分可被插入到引出部分117a和127a的端子孔內,并且可以沿端子孔被焊接到引出部分117a和127a。
第一端子板111和第二端子板121可被設置在蓋板100上。第一端子板111和第二端子板121可被分別電連接到第一集流端子115和第二集流端子125,并且可以提供比第一集流端子115和第二集流端子125更寬的端子區域。第一端子板111和第二端子板121可以通過鉚接被分別連接到第一集流端子115和第二集流端子125。然而,本發明不限于此。例如,可以使用諸如焊接方法或螺釘聯接方法的任何其它適當方法來將第一端子板111和第二端子板121連接到第一集流端子115和第二集流端子125。
端子開口(例如端子孔)111'和121'可以被分別形成在第一端子板111和第二端子板121中,使得第一集流端子115和第二集流端子125可以分別插入穿過端子孔111'和121'。第一端子板111和第二端子板121可具有不同極性。
限流板112可被設置在蓋板100與第一端子板111之間。如上所述,限流板112將蓋板100和第一端子板111彼此電連接。
限流板112可將蓋板100和第一端子板111彼此電連接,絕緣板122可被設置在蓋板100與第二端子板121之間,以將蓋板100和第二端子板121彼此電絕緣。二次電池可以包括具有不同極性的第一端子板111和第二端子板121。具有第一極性的第一端子板111可以通過限流板112被電連接到蓋板100,具有與第一端子板111的第一極性不同的第二極性的第二端子板121可以由絕緣板122從蓋板100絕緣。如本文所用,與限流板112相關地描述的端子板可以是第一端子板111。與此類似,與絕緣板122相關地描述的端子板可是第二端子板121。第一端子板111和第二端子板121可以分別是正端子板和負端子板。然而,本發明不限于此。例如,第一端子板111和第二端子板121可以分別是負端子板和正端子板。
圖4A是示出了第一電極端子110的分解透視圖,圖4B是示出了第一電極端子110的剖視圖。下面將描述限流板112和限流板112的聯接結構。
在根據本發明的一個或多個示例性實施例的二次電池中,限流板112可以形成連接第一電極端子110和殼體190(例如蓋板100)的電流路徑。如上所述,限流板112允許電流流過殼體190。因此,當二次電池異常操作時,電極組件150可以通過殼體190被外部短路,因而蓄積在電極組件150中的電可以在短時間內被釋放。
例如,當二次電池異常操作時,具有不同極性的第一電極端子110和第二電極端子120可以通過限流板112、殼體190和外部短路單元130短路,因而在電極組件150中蓄積的電可被迅速釋放,以防止諸如爆炸或火災的事故。因此,限流板112可具有足夠程度的導電性,以當二次電池異常操作時形成短路。
另外,限流板112限制了在第一電極端子110與蓋板100之間流動的電流。例如,因為限流板112限制了在殼體190(例如蓋板100)中流動的電流,即使當外部導體貫穿殼體190時二次電池的安全性也可以得到提高(例如保證)。
例如,限流板112具有有限程度的導電性,使得當外部導體貫穿殼體190時可以限制通過殼體190流動的電流。例如,當(或如果)外部導體被插入到二次電池中,殼體190和電極組件150可能通過外部導體被彼此電連接,因而大短路電流可能在電極組件150中流動(例如瞬間流動),從而造成諸如爆炸或火災的事故。這樣,因為限流板112限制流向電極組件150的大短路電流,電極組件150不會爆炸或起火。
限流板112可包括面對第一端子板111的第一表面(例如上表面或上主表面)1121、面對蓋板100的第二表面(例如下表面或下主表面)1122、以及在第一表面1121與第二表面1122之間的第三表面(例如側向表面)1123。在本文中,限流板112的主表面(例如上表面和下表面)可以是限流板112的最大表面(或者可以具有最大表面面積)。
限流板112的第一表面1121可以是絕緣表面。如本文所用,術語“絕緣表面”是指具有低程度的導電性因而能夠中斷電流的表面。例如,絕緣涂層112a可以形成限流板112的第一表面1121。在一些示例性實施例中,聚四氟乙烯涂層(例如涂層)(是特拉華州威爾明頓的科慕公司的注冊商標)可以形成第一表面1121。
限流板112的第二表面1122也可以是絕緣表面。例如,絕緣涂層112a可以形成限流板112的第二表面1122。在一些示例性實施例中,涂層可形成第二表面1122。
限流板112的第三表面1123可以是導電表面。如本文所用,術語“導電表面”是指具有足夠程度的導電性以導通電流的表面。例如,金屬板可以形成限流板112的第三表面1123。
在一些示例性實施例中,限流板112可以包括金屬板112b和形成在金屬板112b的主表面中的至少一個上的絕緣涂層112a。例如,絕緣涂層112a可以被形成在金屬板112b的上主表面和下主表面上。設置在金屬板112b的上主表面和下主表面上的絕緣涂層112a可以形成絕緣表面,金屬板112b的暴露的側向表面可以形成導電表面。
限流板112被設置在第一端子板111與蓋板100之間。第一容納部分G1可以被形成在第一端子板111上,以容納限流板112的第一表面1121。在一些實施例中,第一端子板111的第一容納部分G1可一起容納限流板112的第三表面1123的一部分與限流板112的第一表面1121。例如,第一端子板111的第一容納部分G1可以容納限流板112的第一表面1121以及第三表面1123的上部。
如本文所用,短語“第一端子板111的第一容納部分G1容納限流板112的第一表面1121以及第三表面1123的一部分”意味著在在一些實施例中,第一容納部分G1包圍第一表面1121的周緣。
如本文所用,限流板112的第一表面1121的周緣可以指第一表面1121和第三表面1123相交所沿的周緣。另外,如本文所用,短語“第一端子板111覆蓋限流板112的第一表面1121的周緣”意味著在一些實施例中,第一端子板111覆蓋第一表面1121和第三表面1123相交所沿的第一表面1121的周緣,同時第一端子板111覆蓋限流板112的第一表面1121以及第三表面1123的一部分。
如下面進一步描述的那樣,第一端子板111和限流板112可以通過限流板112的第三表面1123被彼此電連接。例如,第一端子板111可以容納限流板112同時接觸限流板112的第一表面1121和第三表面1123。因為第三表面1123是導電表面(不同于是絕緣表面的第一表面1121),電流可以通過第三表面1123在第一端子板111與限流板112之間流動。這樣,第一端子板111的第一容納部分G1可以與限流板112的第三表面1123直接接觸。
第一端子板111的第一容納部分G1可具有比限流板112的面積(例如表面面積)更大的面積(例如表面面積),以容納限流板112的整個主表面。例如,第一端子板111的第一容納部分G1可以完全圍繞限流板112的外周緣,例如限流板112的第一表面1121的周緣。第一容納部分G1可以連續圍繞限流板112的外周緣。
第一端子板111的第一容納部分G1可以具有凹形形狀。例如,第一容納部分G1可具有與限流板112的形狀對應的形狀。第一容納部分G1可以包括容納限流板112的凹部和限定該凹部并覆蓋限流板112的周緣的邊界。
第一端子板111和限流板112可通過壓配合方法被彼此聯接。例如,限流板112可被壓配合到第一端子板111的第一容納部分G1中。例如,當限流板112被容納在第一端子板111的第一容納部分G1中時,限流板112可以與第一容納部分G1緊密接觸(或密切接觸)。如上所述,因為限流板112和第一端子板111由壓配合方法彼此緊密接觸,電流可在限流板112與第一端子板111之間流動。也就是說,盡管沒有使用壓緊固結構來結合限流板112和第一端子板111,電流也可以在限流板112與第一端子板111之間流動。
第二容納部分G2可以被形成在蓋板100上,以容納限流板112的第二表面1122。這樣,蓋板100的第二容納部分G2可一起容納限流板112的第三表面1123的另一部分與限流板112的第二表面1112。例如,第二容納部分G2可容納限流板112的第二表面1122以及第三表面1123的下部。
如本文所用,表述“蓋板100的第二容納部分G2容納限流板112的第二表面1122以及第三表面的另一部分”意味著在一些實施例中,第二容納部分G2圍繞第二表面1122的周緣。
限流板112的第二表面1122的周緣可以指第二表面1122和第三表面1122相交所沿的周緣。另外,如本文所用,表述“蓋板100覆蓋限流板112的第二表面1112的周緣”意味著在一些實施例中,蓋板100覆蓋第二表面1122和第三表面1123相交所沿的第二表面1122的周緣,同時蓋板100覆蓋限流板112的第二表面1122以及第三表面1123的另一部分。
如下面進一步描述的那樣,蓋板100和限流板112可以通過限流板112的第三表面1123被彼此電連接。例如,蓋板100可以容納限流板112,同時接觸限流板112的第二表面1122和第三表面1123,因為第三表面1123是導電表面(不同于是絕緣表面的第二表面1122),電流可以通過第三表面1123在蓋板100與限流板112之間流動。這樣,蓋板100的第二容納部分G2可以與限流板112的第三表面1123直接接觸。
蓋板100的第二容納部分G2可具有比限流板112的表面面積更大的表面面積,從而完全容納限流板112。例如,第二容納部分G2可以完全圍繞限流板112的外周緣(例如限流板112的第二表面1122的周緣)。第二容納部分G2可以連續圍繞限流板112的外周緣。
蓋板100的第二容納部分G2可以具有凹形形狀。例如,第二容納部分G2可具有與限流板112的形狀對應的形狀。第二容納部分G2可以包括容納限流板112的凹部和限定該凹部并覆蓋限流板112的周緣的邊界。
蓋板100和限流板112可通過壓配合方法被彼此聯接。例如,限流板112可被壓配合到蓋板100的第二容納部分G2中。例如,當限流板112被容納在蓋板100的第二容納部分G2中時,限流板112可以與第二容納部分G2緊密接觸(或密切接觸)。如上所述,因為限流板112和蓋板100由壓配合方法彼此緊密接觸,電流可在限流板112與蓋板100之間流動。也就是說,盡管沒有使用壓緊固結構來結合限流板112和蓋板100,電流也可以在限流板112與蓋板100之間流動。
第一端子板111和蓋板100可通過限流板112的第三表面1123被彼此電連接。例如,第一端子板111的第一容納部分G1和蓋板100的第二容納部分G2可以與限流板112的第三表面1123接觸,并且可以通過限流板112的第三表面1123被彼此電連接。這樣,第一端子板111和蓋板100通過限流板112的第三表面1123被彼此電連接,并且由作為絕緣表面的第一表面1121和第二表面1122絕緣。也就是說,因為第一端子板111與蓋板100之間的導電區域被限制在限流板112的第三表面1123,在第一端子板111與蓋板100之間流動的電流的量可以被限制。
限流板112被配置為限制在第一端子板111與蓋板100之間流動的電流的量。因此,當二次電池異常操作時,可以通過殼體190(例如蓋板100)形成外部短路。然而,當外部導體穿過殼體190時,經過殼體190流動的電流可以由限流板112限制,因而大電流不會通過外部導體和殼體190在電極組件150中流動。
如本文所用,表述“第一端子板111與蓋板100之間的導電區域被限制在限流板112的第三表面1123”意味著在一些實施例中,第一端子板111和蓋板100不會通過限流板112的第一表面1121和第二表面1122被彼此連接,第一端子板111和蓋板100不會被直接彼此連接。這樣,第一端子板111與蓋板100可被彼此隔開,限流板112的第三表面1123的中間部分被設置在其間。例如,第一端子板111的第一容納部分G1容納限流板112的第三表面1123的上部,蓋板100的第二容納部分G2容納限流板112的第三表面1123的下部。因而,與第三表面1123的上部和下部不同,第三表面1123的中間部分不會由第一容納部分G1和第二容納部分G2覆蓋。因此,第三表面1123的中間部分可被暴露于外部。因此,第一端子板111和蓋板100可被彼此隔開,限流板112的第三表面1123的暴露的中間區域被設置在其間。
在本示例性實施例中,具有不同極性的第一端子板111和第二端子板121可以被設置在蓋板100上。第一端子板111和第二端子板121可分別通過第一集流構件117和第二集流構件127被電連接到電極組件150的第一電極板151和第二電極板152。
如上所述,限流板112被設置在第一端子板111與蓋板100之間,以將第一端子板111與蓋板100彼此電絕緣。
參考圖2,絕緣板122被設置在第二端子板121與蓋板100之間,以將第二端子板121和蓋板100彼此電絕緣。
端子開口(例如端子孔)112'和122'被分別形成在限流板112和絕緣板122中,并分別接收第一集流端子115和第二集流端子125。例如,第一集流端子115可通過將限流板112放置在蓋板100和第一端子板111之間、將第一集流端子115沿從蓋板的下側到蓋板100的上側的方向上順序插入穿過蓋板100、限流板112和第一端子板111的端子孔100'、112'和111'、并將從第一端子板111突出的第一集流端子115的上端鉚接到第一端子板111來固定。
與此類似,第二集流端子125可通過將絕緣板122放置在蓋板100和第二端子板121之間、將第二集流端子125沿從蓋板100的下側到蓋板100的上側的方向上順序插入穿過蓋板100、絕緣板122和第二端子板121的端子孔100'、122'和121'、并將從第二端子板121突出的第二集流端子125的上端鉚接到第二端子板121來固定。
短路片132和絕緣板122被設置在第二端子板121與蓋板100之間。短路片132接觸第二端子板121,并被電連接到第二端子板121。例如,短路片132和第二端子板121彼此重疊,并被聯接到蓋板100,絕緣板122被設置在蓋板100上并且在短路片132和第二端子板121下方。這樣,第二端子板121和從第二端子板121沿蓋板100突出的短路片132可通過絕緣板122從蓋板100絕緣。
短路片132可以是外部短路單元130的一部分。參考圖2和圖3,下面將描述外部短路單元130的操作。外部短路單元130包括根據二次電池的內部壓力短路或彼此隔開的短路片132和短路構件131。
短路片132可以被電連接到第二端子板121,但可以與被連接到第一端子板111的蓋板100電絕緣。例如,短路片132可以從絕緣板122在蓋板100上方延伸,絕緣板122可被設置在短路片132和蓋板100之間。例如,第二端子板121和短路片132彼此重疊(例如彼此接觸),并被聯接到蓋板100,絕緣板122被設置在蓋板100上并且在第二端子板121和短路片132下方,以從蓋板100絕緣短路片132和第二端子板121。
短路構件131可以被設置在蓋板100的開口(例如孔)中。例如,短路構件131可被電連接到蓋板100,并且可以包括導電薄金屬板。因為短路構件131包括容易變形的薄金屬板,短路構件131可具有向下凹的形狀,并且可以當二次電池正常操作時從短路片132隔開(或間隔開)。然而,當殼體190的內部壓力異常升高到特定值或更高時,短路構件131可以變成向上凸的形狀,并與短路片132接觸,從而形成外部短路。
例如,當短路構件131被聯接到蓋板100時,短路構件131可以具有向下凹的形狀,當殼體190的內部壓力升高到預設臨界值或更高時,短路構件131可以響應于殼體190的升高的內部壓力變成向上凸的形狀。然后,短路構件131可接觸短路片132。當連接到蓋板100的短路構件131接觸連接到第二端子板121的短路片132時,在蓋板100與第二端子板121之間形成短路電流路徑。因為蓋板100通過限流板112被連接到第一端子板111,二次電池的相反極性通過外部電路單元130最終被彼此電連接。也就是說,電極組件150被外部短路,因而在電極組件150中蓄積的電被迅速釋放。因此,可以防止或降低諸如爆炸或火災的事故。絕緣蓋135可以使外部短路單元130與外部絕緣。
圖5是示出了根據用于與示例性實施例比較的比較例的二次電池的限流板212和限流板212的聯接結構的分解透視圖。
參考圖5,比較例的限流板212被設置在端子板211和蓋板200之間。限流板212包括朝端子板211突出的突起2121和朝蓋板200突出的突起2122。因為突起2122通過朝蓋板200按壓限流板212的相對表面被形成在限流板212的面對蓋板200的表面上,突起2122在圖5中被示出為具有凹形。
限流板212通過突起2121和2122被聯接到端子板211和蓋板200。例如,凹部2111和2001被分別形成在端子板211與蓋板200中,以接收限流板212的突起2121和2122。因為突起2121和2122以及凹部2111和2001,所以限流板212的上表面和下表面是不平坦的。
在比較例中,限流板212使用突起2121和2122以及凹部2111和2001被聯接到端子板211和蓋板200。然而,這種聯接結構可能增加制造工序的數目和制造成本。參考圖4A,根據本發明的一個或多個實施例,在限流板112的第一表面1121和第二表面1122上可以不形成突起或凹部。也就是說,由于第一端子板111與蓋板100包圍限流板112的外周緣,限流板112與第一端子板111和蓋板100對齊。因此,沒有必要使用額外的突起或凹部。
然而,在比較例中,通過將突起2121和2122分別嵌入到凹部2111和2001中,限流板212被聯接到端子板211和蓋板200。因而,聯接結構對旋轉和/或扭轉的阻力由突起2111和2001在凹部2121和2122中的旋轉阻力來確定。突起2121和2122與凹部2111和2001之間的聯接區域被限制為局部區域,突起2121和2122與凹部2111和2001之間的接觸表面形成關于端子板211的中心的相對短的力臂。因此,聯接結構對旋轉的阻力低。
然而,根據本發明的一個或多個示例性實施例,因為第一端子板111和蓋板100的第一容納部分G1和第二容納部分G2完全包圍限流板112的外周緣,限流板112、第一端子板111和蓋板100之間的聯接面積相對較大。因此,聯接結構對旋轉和/或扭轉的阻力可以相對較高。另外,圍繞限流板112的外周緣的第一容納部分G1和第二容納部分G2形成相對于第一端子板111的中心的相對長的力臂,因而聯接結構對旋轉的阻力可以高。特別地,在本示例性實施例中,因為第一容納部分G1和第二容納部分G2完全圍繞限流板112的外周緣,限流板112與第一容納部分G1和第二容納部分G2之間的聯接面積相對大。因而,聯接結構對旋轉的阻力可以增加。
在比較例中,限流板212具有有限的導電表面,這限制了在端子板211與蓋板200之間流動的電流的量。參考圖5,絕緣涂層212a被部分地形成在限流板212上。因而,限流板212的其中形成有絕緣涂層212a的區域起到絕緣表面的作用,而限流板212的其中沒有形成絕緣涂層212a的區域起到導電表面的作用。然而,對于在限流板212的區域中部分形成絕緣涂層212a,諸如掩蔽工藝的圖案化工藝是必須的,因而制造成本可因圖案化工藝而增加。
在本示例性實施例中,起到絕緣表面的作用的絕緣涂層112a被完全形成在第一表面1121和第二表面1122上,因而對于形成絕緣涂層112a,額外的圖案化工藝可以不是必須的。因此,制造成本可以降低。
在比較例中,限流板212可以通過簡單地堆疊端子板211、限流板212和蓋板200被設置在端子板211與蓋板200之間。因而,限流板212的絕緣涂層212a沒有完全被端子板211和蓋板200覆蓋,而是被暴露到外部。例如,限流板212的上表面的一部分未被端子板211覆蓋。例如,絕緣涂層212a可以是涂層,并且可能因化學制品而剝離或改變。這樣,由絕緣涂層212a提供的絕緣面積可能減小,或者絕緣涂層212a的電絕緣性能可能劣化。也就是說,限流板212的性能可能變化,并且可能無法滿足設計要求。
然而,根據本發明的一個或多個示例性實施例,因為第一端子板111和蓋板100的第一容納部分G1和第二容納部分G2完全包圍限流板112的外周緣并且第一表面1121和第二表面1122是絕緣表面(例如絕緣涂層112a),第一表面1121和第二表面1122可以分別由第一端子板111和蓋板100的第一容納部分G1和第二容納部分G2完全覆蓋。因此,絕緣涂層112a可不因化學制品而剝離或改變。
如上所述,根據本發明的一個或多個示例性實施例,限流板112允許有限量的電流在第一端子板111與蓋板100之間流動,限流板112通過完全包圍限流板112的第一容納部分G1和第二容納部分G2被聯接到蓋板100。因此,二次電池可以具有簡單的組裝結構,并且可以以低成本制造。
另外,限流板112的第一表面1121和第二表面1122是完全絕緣的,限流板112的第三表面1123允許電流在第一端子板111和蓋板100之間流動。因此,可以限制性地允許在第一端子板111和蓋板100之間的電流流動,第一表面1121和第二表面1122可以被涂覆有絕緣材料,而不使用掩蔽或圖案化工藝。
限流板112使用完全包圍限流板112的第一容納部分G1和第二容納部分G2被聯接,因而可以保護限流板112的絕緣表面不受環境影響。例如,限流板112的絕緣表面可以不因化學制品而剝離或改變。另外,在限流板112與第一容納部分G1和第二容納部分G2之間的聯接面積相對大,包圍限流板112的周緣的第一容納部分G1和第二容納部分G2形成長力臂。因此,對旋轉和/或扭轉的阻力可以增加。
應當理解,在本文中描述的示例性實施例應僅被認為是描述意義,而不是為了限制的目的。對每個示例性實施例內的特征或方面的描述通常應認為可用于其它示例性實施例中的其它類似特征或方面。
盡管已經參考圖描述了一個或多個示例性實施例,本領域普通技術人將理解,可以在不脫離由下述權利要求及其等同方案限定的精神和范圍的情況下對形式和細節進行各種改變。