用于防止衬垫下垂的盖组件以及具有该盖组件的圆柱形二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种用于防止衬垫下垂的盖组件和一种具有该盖组件的圆柱形二次电池。本发明专利技术的盖组件是这样的盖组件，其包括围绕安全气孔外周的主衬垫和围绕CID外周的辅助衬垫，其中主衬垫被辅助衬垫支撑以便不与安全气孔形成空隙。本发明专利技术的圆柱形二次电池包括本发明专利技术的盖组件。本发明专利技术的盖组件采用围绕CID外周的辅助衬垫来防止安置在卷边部分上的主衬垫下垂，从而改善抵抗电解质泄漏的性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种包括防止下垂的衬垫的盖组件以及ー种包括该盖组件的圆柱形二次电池。
技术介绍
根据所采用的电池盒形状，二次电池被分类为圆柱形、棱柱形和袋形。一般来说，圆柱形二次电池包括容纳在圆柱形金属罐中的电极组件，棱柱形电池包括容纳在棱柱形金属罐中的电极组件，袋形电池包括容纳在由铝层压片制成的袋形盒中的电极组件。容纳在电池盒中的电极组件是能够重复进行充放电循环的发电装置。每个电极组件具有正电极、隔板和负电极的堆叠结构。电极组件根据其结构分类成蛋卷(jelly-roll) 型和堆叠型。蛋卷型电极组件通过将隔板置于施加有相应活性材料的长的片状正电极和负电极之间并卷绕该层压物来构造。堆叠型电极组件通过将多个电极単元连续堆叠来构造，每个所述电极単元包括具有预定尺寸的正电极、具有预定尺寸的负电极和置于电极之间的隔板。由于蛋卷型电极组件的优点，包括构造的容易性和単位重量的高能量密度，蛋卷型电极组件最广泛使用在二次电池中。蛋卷型电极组件通常在圆柱形电池中使用。在充放电期间，蛋卷型电极组件经历重复的膨胀和收缩，作为其结果，它倾向于变形。在充放电过程中，应カ集中于电极组件的中央部分，导致电极穿透隔板并与中央金属针相接触，引起内部短路。由短路引起的热使电池中存在的有机溶剂分解以放出气体。所述气体增加了电池的内部压力，导致电池破裂。此外，当由施加于电池的外部冲击引起内部短路时，电池的内部压カ也可能増加。为了解决电池的安全性问题已进行了多种尝试。例如，圆柱形电池的盖组件是已知的，在所述盖组件中，用于排放高压气体的安全气孔、安全装置例如用于在高温时中断电流的正温系数(PTC)热敏电阻和用于在电池的内部压カ增加时中断电流的电流中断装置(CID)、形成突出端子以保护安全装置的顶盖等通过主衬垫固定在一起。在所述盖组件的结构中，主衬垫围绕安全气孔、PTC热敏电阻、顶盖等的外周，以防止电池中存在的电解质从盖组件泄漏。只要电解质不通过位于电池最靠内部分处的安全气孔与围绕安全气孔外周的主衬垫之间的界面泄漏，就不会发生电解质通过金属部件之间的界面，例如安全气孔与PTC热敏电阻之间的界面和PTC热敏电阻与顶盖之间的界面的泄漏。然而，在电池的充放电操作期间或当电池跌落或外部冲击作用于电池时，电解质的一部分实质上通过主衬垫与安全气孔之间的界面泄漏。一旦电解质通过主衬垫与安全气孔之间的界面泄漏，它容易地通过金属部件之间的界面从电池泄漏。也就是说，由于在金属部件之间的界面处相对弱的附着性，进入金属部件之间的界面的电解质可以通过金属部件之间的界面，比通过主衬垫与邻近装置之间的界面更容易地从盖组件漏出。因此，对于开发用于减少电解质从盖组件泄漏的技术，存在着強烈的需求。在该方面中，未审的日本专利公布No. 2006-286561、No. 2005-100927和No. 2002-373711公开了盖组件，其每个都包括布置在主衬垫上的顶盖。然而，围绕安全装置外周的主衬垫具有难以生产的复杂形状，并且电解质从金属部件(例如安全气孔、PTC热敏电阻和顶盖)之间的界面泄漏。也就是说，在所述专利公布中公开的所述盖组件不能为上面提到的问题提供令人满意的解决方案。图I是局部横截面示意图，图示了常规圆柱形二次电池的上部结构。參考图1，通过将作为发电装置的电极组件300插入到罐200中，将电解质注入罐中并将盖组件400安装在罐200的上部开口上，来制造电池100。主衬垫500安装在罐200的上部卷边部分210上，以气密地密封罐200。盖组件400包括顶盖410、用于中断过大电流的PTC热敏电阻420和用于降低电池内部压カ的安全气孔430。盖组件400的元件在盖组件400内部彼此紧密接触。顶盖410的中央部分向上突出。由于这种结构，顶盖410起到连接外部电路的正极端子的作用。顶盖410具有多个通孔(未显示)，通过其释放气体。安全气孔430具有下端，电极组件300的正电极通过电流中断装置440和正极引线310与其相连。·安全气孔430由薄的导电板制成，并在其中央部分具有向下凹进的部分432。凹进部分432具有上弯曲部分和下弯曲部分，其中分别形成了具有不同深度的两个切ロ 434和436。电流中断装置440由导电板制成并安装在安全气孔430下方，用于在电池的内部压カ增加到临界值以上时中断电流。电流中断装置440优选由与安全气孔430相同的材料制成。辅助衬垫510由聚丙烯(PP)树脂制成，用于防止电流中断装置440与安全气孔430电连通。例如，当电池由于各种不同因素内部短路或过量充电时，电池100的温度増加。高温引起PTC热敏电阻420的阻抗增加，其极大地降低了流过PTC热敏电阻420的电流量。电池100的温度持续增加使电解质分解，结果产生气体。气体增加电池的内部压カ而抬高了安全气孔430的凹进部分432，导致电流中断装置440部分地破裂。该破裂能够使电流中断装置440中断电流，从而确保电池100的安全性。当压カ持续增加时，安全气孔430的切ロ436破裂。结果，高压气体释放到外部，从而确保了电池100的安全性。
技术实现思路
技术问题电解质可通过电池的各个部分(例如，衬垫与安全气孔之间的界面)泄漏。具体来说，围绕顶盖、PTC热敏电阻和安全气孔的主衬垫可能在安全气孔的一端处不与其紧密接触。在电池使用期间，主衬垫的弾性可能降低。主衬垫的无弹性部分可能由于重力而下垂，结果主衬垫不与安全气孔紧密接触。如图I中所示，理想的是不发生主衬垫的下垂。然而，在实际情况下，主衬垫向下下垂并与安全气孔间隔开，如图2中所示。图2示意性地图示了常规圆柱形二次电池的内部，其中主衬垫下垂。图2还显示了主衬垫下垂状态的放大图像。从图像中可以目测观察到主衬垫的末端部分在重力方向上下垂，从而在主衬垫与安全气孔之间留下空隙。在主衬垫与安全气孔之间形成的空隙变成电池中存在的电解质逃逸所经过的主要路径。本专利技术人进行了深入研究和反复实验以解决上面提到的问题，结果发现，当电池被制造成使主衬垫被围绕电流中断装置外周的辅助衬垫的支撑时，在主衬垫与安全气孔之间不形成空隙，由此可以防止电解质从盖组件漏出，最终导致电池稳定性的显著提高。基于该发现完成了本专利技术。技术解决方案鉴于现有技术的前述及其他问题，本专利技术的目的是提供一种能够完全防止电解质泄漏的盖组件。本专利技术的另ー个目的是提供ー种包括所述盖组件的圆柱形电池。根据本专利技术的一方面，提供了盖组件，其包括围绕安全气孔外周的主衬垫和围绕 电流中断装置(CID)外周的辅助衬垫，其中主衬垫被辅助衬垫支撑，以在主衬垫与安全气孔之间不留空隙。在实施例中，主衬垫的一部分安置于CID上，并且被辅助衬垫向上地支撑。在实施例中，外周被辅助衬垫围绕的CID被压配合到主衬垫中，以允许辅助衬垫横向地支撑主衬垫。在实施例中，主衬垫下垂的距离至多为O. 12mm。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种包括所述盖组件的圆柱形二次电池。本专利技术的效果本专利技术的盖组件被构造成使得围绕CID外周的辅助衬垫防止安置于卷边部分上的主衬垫下垂。这种构造使得本专利技术的盖组件有效防止电解质泄漏。附图说明图I是图示了常规圆柱形二次电池的上部结构的横截面图；图2是图示了常规圆柱形二次电池的主衬垫下垂的状态的横截面示意图；图3是图示了根据本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.13 KR 10-2009-00970081.一种盖组件，其包括围绕安全气孔外周的主衬垫和围绕电流中断装置(CID)外周的辅助衬垫，其中，所述主衬垫被所述辅助衬垫支撑，以在所述主衬垫与所述安全气孔之间不留空隙。2.根据权利要求I所述的盖组件，其中，所述主衬垫...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成钟，李帝俊，具滋训，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：