圆形二次锂电池的电芯结构转让专利
申请号 : CN200610127028.7
文献号 : CN100590925C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 伍必翔
申请人 : 伍必翔
摘要 :
一种圆形二次锂电池的电芯结构，该电芯是组设于一电池罐内部，主要包括一中心棒、一极卷及二导电连结件，该电芯的导电连结件与该电池罐上的正极或负极导出端子之间，是通过一连接件作为导电连结，该连接件为一成型有弯曲结构的挠性构件，藉使该电芯与电池罐之间即使有尺寸长度的误差，也可通过该连接件的挠性缓冲而顺利完成电池的组设。
权利要求 :
1.一种圆形二次锂电池的电芯结构，该电芯是设于一电池罐内部，并通过二连 接件与该电池罐端部的正极及负极导出端子作电性连结，其特征在于，该二连接件 为导电且成型为弯曲结构的挠性构件，该结构主要包括：一中心棒，设置于该电池罐内部；
一极卷，以至少一正极层、至少一隔离层及至少一负极层依序相迭置卷绕于该 中心棒外部所构成，该正极层一端设有一未涂布正极涂料的一正极导接区，于该负 极层相对于正极导接区的另一端侧，设有一未涂布负极涂料的一负极导接区，该正 极及负极导接区分别自该极卷的二端侧凸伸露出；
二导电连结件，各具有至少一固定栓及至少一导电压片，该导电压片设置位于 该正极或负极导接区的外部，通过该固定栓穿过该导电压片的穿孔后固设于该中心 棒上，使该导电压片与正极或负极导接区相紧密接触而电性结合，该导电连结件是 与该连接件先行导电连接后，该连接件再与正极或负极导出端子作电性连结。
2.根据权利要求1所述的圆形二次锂电池的电芯结构，其特征在于，以二导电 压片分别设置于正极或负极导接区的对应外部，以该固定栓依序穿设过一导电压片、 中心棒和另一导电压片后，以该二导电压片与正极或负极导接区紧密夹设电性连结。
3.根据权利要求1所述的圆形二次锂电池的电芯结构，其特征在于，于该中心 棒二端侧，各套设一导电套，该导电套在该导电压片压合正极或负极导接区的各层 时，能够将被压合两面的正极或负极导接区更进一步的跨越连通。
说明书 :
技术领域
一种圆形二次锂电池的电芯结构，特别是指二次锂电池内部的极卷电能汇集导 出结构及电芯与电池导出端子之间的连结结构设计。
背景技术
请参阅图1、图2所示，此为本案发明人前所提出的美国专利申请案第11/456119 号之『二次锂电池的电芯结构』专利申请案，该申请案主要在于改良传统电芯结构， 必需先成型或焊接有多数个导电柄后，再逐一焊接或连接至电池的导出端子，所衍 生的制程问题，如：焊接作业费时费工、构件结构复杂、制程困难复杂等问题。
因此，如图1所示，在该申请案中，该极卷10的正、负极层一端侧，一体设有大 面积的正极及负极导接区11、12，并于该导出端子13的中段处成型有一大面积的导 电汇集区131，该导电汇集131区是组设后位于与正极或负极导接区11、12相对应处， 再通过一束集组件14以其压片141夹设配置于正极或负极导接区11、12的外部，并通 过该压片141进行正极或负极导接区11、12与汇集区131的压合迫紧作业，使该极卷 10的正极或负极导接区11、12的各层之间相紧密贴合，并使正极或负极导接区11 12 与该汇集区131作紧密的电性接触结合(如图2所示)。
值得注意的是，前述二次锂电池结构中的各个构件，其规格尺寸必需被要求为 相当精确，否则若该电池罐的整体高度尺寸有所误差时，或该中心棒与该导出端子 连结后的高度尺寸有所误差时，则电芯与电池罐的组装会发生无法正确组装的问题， 例如：当电池罐的整体高度过短或电芯整体高度过长时，则电池罐盖会被电芯干涉而 无法与罐体密合地盖合组设，亦或，当电芯整体组设后的高度过短时，会导致电芯 一端可顺利与电池罐一端组设，而另端则因过短而无法与电池罐盖正确锁设的问题；
经过以上的说明可知，该发明技术虽然解决并简化电芯的导电柄导电连接工序 复杂的问题，但实务上却仍有构件必需相当精密否则无法顺利组配的缺憾，因此， 本案发明人更进一步研发出本案电芯连结结构，将电芯结构稍作调整设计，使其可 突破构件尺寸稍有长、短误差的问题，而更符合实际需求。
因此，如图1所示，在该申请案中，该极卷10的正、负极层一端侧，一体设有大 面积的正极及负极导接区11、12，并于该导出端子13的中段处成型有一大面积的导 电汇集区131，该导电汇集131区是组设后位于与正极或负极导接区11、12相对应处， 再通过一束集组件14以其压片141夹设配置于正极或负极导接区11、12的外部，并通 过该压片141进行正极或负极导接区11、12与汇集区131的压合迫紧作业，使该极卷 10的正极或负极导接区11、12的各层之间相紧密贴合，并使正极或负极导接区11 12 与该汇集区131作紧密的电性接触结合(如图2所示)。
值得注意的是，前述二次锂电池结构中的各个构件，其规格尺寸必需被要求为 相当精确，否则若该电池罐的整体高度尺寸有所误差时，或该中心棒与该导出端子 连结后的高度尺寸有所误差时，则电芯与电池罐的组装会发生无法正确组装的问题， 例如：当电池罐的整体高度过短或电芯整体高度过长时，则电池罐盖会被电芯干涉而 无法与罐体密合地盖合组设，亦或，当电芯整体组设后的高度过短时，会导致电芯 一端可顺利与电池罐一端组设，而另端则因过短而无法与电池罐盖正确锁设的问题；
经过以上的说明可知，该发明技术虽然解决并简化电芯的导电柄导电连接工序 复杂的问题，但实务上却仍有构件必需相当精密否则无法顺利组配的缺憾，因此， 本案发明人更进一步研发出本案电芯连结结构，将电芯结构稍作调整设计，使其可 突破构件尺寸稍有长、短误差的问题，而更符合实际需求。
发明内容
本发明之主要目的，在于提供一种圆形二次锂电池的电芯结构，该电芯的导电 连结件与该电池罐上的正极或负极导出端子之间，是通过一连接件作为导电连结， 该连接件为一成型有弯曲结构的绕性构件，藉使该电芯与电池罐之间即使有尺寸长 度的误差，也可通过该连接件的绕性缓冲而顺利完成电池的组设。
一种圆形二次锂电池的电芯结构，该电芯是组设于一电池罐内部，并通过二连 接件与该电池罐端部的正极及负极导出端子作电性连结，其特征在于，该结构主要 包括：
一中心棒，设置于该电池罐内部；
一极卷，以至少一正极层、至少一隔离层及至少一负极层依序相迭置卷绕于该 中心棒外部所构成，该正极层一端设有一未涂布的一正极导接区，于该负极层相对 于正极导接区的另一端侧，设有一未涂布的一负极导接区，该正极及负极导接区分 别自该极卷的二端侧凸伸露出；
二导电连结件，各具有至少一固定栓及至少一导电压片，该导电压片设置位于 该正极或负极导接区的外部，通过该固定栓穿过该导电压片的穿孔后固设于该中心 棒上，使该导电压片与正极或负极导接区相紧密接触而电性结合，该连结件是与该 连接件先行导电连接后，再与正极或负极导出端子作电性连结。
所述的圆形二次锂电池的电芯结构，该导电的连接件为一具绕性的导线。
所述的圆形二次锂电池的电芯结构，以二导电压片分别设置于正极或负极导接 区的对应外部，以该固定栓依序穿设过一导电压片、中心棒、另一导电压片后，以 该二导电压片与正极或负极导接区紧密夹设电性连结。
所述的圆形二次锂电池的电芯结构，于该中心棒二端侧，各套设一导电套，该 导电套在该导电压片压合正极或负极导接区的各层时，可将被压合两面的正极或负 极导接区更进一步的跨越连通。
本发明的有益效果是：一种圆形二次锂电池的电芯结构，该电芯的导电连结件 与该电池罐上的正极或负极导出端子之间，是通过一连接件作为导电连结，该连接 件为一成型有弯曲结构的绕性构件，使该电芯与电池罐之间即使有尺寸长度的误差， 也可通过该连接件的绕性缓冲而顺利完成电池的组设。
一种圆形二次锂电池的电芯结构，该电芯是组设于一电池罐内部，并通过二连 接件与该电池罐端部的正极及负极导出端子作电性连结，其特征在于，该结构主要 包括：
一中心棒，设置于该电池罐内部；
一极卷，以至少一正极层、至少一隔离层及至少一负极层依序相迭置卷绕于该 中心棒外部所构成，该正极层一端设有一未涂布的一正极导接区，于该负极层相对 于正极导接区的另一端侧，设有一未涂布的一负极导接区，该正极及负极导接区分 别自该极卷的二端侧凸伸露出；
二导电连结件，各具有至少一固定栓及至少一导电压片，该导电压片设置位于 该正极或负极导接区的外部，通过该固定栓穿过该导电压片的穿孔后固设于该中心 棒上，使该导电压片与正极或负极导接区相紧密接触而电性结合，该连结件是与该 连接件先行导电连接后，再与正极或负极导出端子作电性连结。
所述的圆形二次锂电池的电芯结构，该导电的连接件为一具绕性的导线。
所述的圆形二次锂电池的电芯结构，以二导电压片分别设置于正极或负极导接 区的对应外部，以该固定栓依序穿设过一导电压片、中心棒、另一导电压片后，以 该二导电压片与正极或负极导接区紧密夹设电性连结。
所述的圆形二次锂电池的电芯结构，于该中心棒二端侧，各套设一导电套，该 导电套在该导电压片压合正极或负极导接区的各层时，可将被压合两面的正极或负 极导接区更进一步的跨越连通。
本发明的有益效果是：一种圆形二次锂电池的电芯结构，该电芯的导电连结件 与该电池罐上的正极或负极导出端子之间，是通过一连接件作为导电连结，该连接 件为一成型有弯曲结构的绕性构件，使该电芯与电池罐之间即使有尺寸长度的误差， 也可通过该连接件的绕性缓冲而顺利完成电池的组设。
附图说明
图1是美国专利申请案第11/456119号的电芯结构立体分解示意图。
图2是美国专利申请案第11/456119号的电芯结构结合后局部放大立体示意图。
图3是本发明极卷卷绕完成前的立体示意图。
图4是本发明电芯结构立体分解示意图。
图5是本发明电芯结构结合后的局部放大立体示意图。
图5是本发明电芯结构组设于电池罐内状态剖视示意图。
图7是图6的电芯增设一导电套构件示意图。
【主要组件符号说明】
10极卷 11正极导接区
12负极导接区 13导出端子
131汇集区 14束集组件
141压片
20电池罐 21正极导出端子
22负极导出端子 30中心棒
40极卷 41正极层
411正极导接区 42隔离层
43负极层 431负极导接区
50导电连结件 51固定栓
52 52a导电压片 521 521a穿孔
60连接件 70导电套
图2是美国专利申请案第11/456119号的电芯结构结合后局部放大立体示意图。
图3是本发明极卷卷绕完成前的立体示意图。
图4是本发明电芯结构立体分解示意图。
图5是本发明电芯结构结合后的局部放大立体示意图。
图5是本发明电芯结构组设于电池罐内状态剖视示意图。
图7是图6的电芯增设一导电套构件示意图。
【主要组件符号说明】
10极卷 11正极导接区
12负极导接区 13导出端子
131汇集区 14束集组件
141压片
20电池罐 21正极导出端子
22负极导出端子 30中心棒
40极卷 41正极层
411正极导接区 42隔离层
43负极层 431负极导接区
50导电连结件 51固定栓
52 52a导电压片 521 521a穿孔
60连接件 70导电套
具体实施方式
关于本发明为达成上述目的，所采用的技术、手段及功效，兹举一较佳可行实 施例并配合图式详细说明如后；首先，请配合参阅图3、图4、图5、图6所示，本发 明实施例所提供的圆形二次锂电池的电芯结构，主要包括一中心棒、一极卷及二导 电连结件，该电芯是组设于一电池罐20内部，并通过导电的二连接件分别与该电池 罐端盖的正极及负极导出端子作电性连结，其中：
该中心棒30，设置于该电池罐20内部；
该极卷40，以至少一正极层41、至少一隔离层42及至少一负极层43依序相迭置 后，卷绕于该中心棒30外部所构成，该正或负极层41、43表面分别涂布有正极材料 或负极材料，而该隔离层42是设置位于正、负极层41、43之间，该正极层41一端设 有一未涂布正极涂料的一正极导接区411，于该负极层43相对于正极导接区411的另 一端侧，设有一未涂布负极涂料的一负极导接区431，且令正极及负极导接区411、 431分别自二端侧凸伸露出，俾当各层一圈圈卷绕于中心棒30的外部构成该极卷40 后，而该正极及负极导接区411、431分别自该极卷40的二端侧凸伸露出；
该导电连结件50，具有一固定栓51及二导电压片52，该导电压片52一端面设有 一穿孔521，该二导电压片52设置位于该正极或负极导接区411、431的外部相对位置， 该固定栓51可为一螺栓，依序穿过其中一导电压片52的穿孔521、中心棒30及另一导 电压片52a的穿孔521a，并通过锁设使该导电压片52固设于该中心棒30上，使该导电 压片52与极卷40的正极或负极导接区411、431相紧密接触压合而电性结合；
该连接件60，为一导电的绕性构件，一端与该极卷40上的导电压片52电性连结， 另端则与该正极或负极导出端子21、22作电性连结。
以上所述，即为本发明二次锂电池的电芯结构及构件组配关系位置，本发明进 一步将该电芯结构作一改良设计，并使该导电压片与该正极或负极导出端子之间通 过一连接件作为导电连结，且该连接件为一成型有弯曲结构的绕性构件，藉使，该 电芯与电池罐之间即使有尺寸长度的误差，也可通过该连接件的绕性缓冲而顺利完 成电池的组设；兹将其实际使用状态详细说明如下：
请复参阅图3、图4、图5、图6所示，本发明主要是通过一连接件60作为该电芯 与该正极或负极导出端子21、22之间的导电连结，由于该连接件60为一绕性构件， 该连接件60本体可进行一定范围的弯曲压缩或拉伸，藉此，该电芯整体与电池罐20 之间即使有尺寸长度的误差，也可通过该连接件60的绕性缓冲，而顺利完成电池电 芯与电池罐20的组设。
值得一提者是，通过本发明结构设计，该电芯的结构组成相当精简，且该极卷 与正极或负极导出端子21、22之间的连结，是通过该导电压片52与连接件60而直接 连结，由于连结构件数量相当低且直接，本案结构有助于降低电池内阻。
值得注意的是，请参阅图7所示，其中可于该中心棒30二端侧，各套设有一导 电套70，该导电套70在该导电压片52压合正极或负极导接区411、431的各层时， 可将被压合两面的正极或负极导接区411、431更进一步的跨越连通，以增加电池进 行充、放电作业时的电流路径，并藉以进一步降低电池内部电阻。
该中心棒30，设置于该电池罐20内部；
该极卷40，以至少一正极层41、至少一隔离层42及至少一负极层43依序相迭置 后，卷绕于该中心棒30外部所构成，该正或负极层41、43表面分别涂布有正极材料 或负极材料，而该隔离层42是设置位于正、负极层41、43之间，该正极层41一端设 有一未涂布正极涂料的一正极导接区411，于该负极层43相对于正极导接区411的另 一端侧，设有一未涂布负极涂料的一负极导接区431，且令正极及负极导接区411、 431分别自二端侧凸伸露出，俾当各层一圈圈卷绕于中心棒30的外部构成该极卷40 后，而该正极及负极导接区411、431分别自该极卷40的二端侧凸伸露出；
该导电连结件50，具有一固定栓51及二导电压片52，该导电压片52一端面设有 一穿孔521，该二导电压片52设置位于该正极或负极导接区411、431的外部相对位置， 该固定栓51可为一螺栓，依序穿过其中一导电压片52的穿孔521、中心棒30及另一导 电压片52a的穿孔521a，并通过锁设使该导电压片52固设于该中心棒30上，使该导电 压片52与极卷40的正极或负极导接区411、431相紧密接触压合而电性结合；
该连接件60，为一导电的绕性构件，一端与该极卷40上的导电压片52电性连结， 另端则与该正极或负极导出端子21、22作电性连结。
以上所述，即为本发明二次锂电池的电芯结构及构件组配关系位置，本发明进 一步将该电芯结构作一改良设计，并使该导电压片与该正极或负极导出端子之间通 过一连接件作为导电连结，且该连接件为一成型有弯曲结构的绕性构件，藉使，该 电芯与电池罐之间即使有尺寸长度的误差，也可通过该连接件的绕性缓冲而顺利完 成电池的组设；兹将其实际使用状态详细说明如下：
请复参阅图3、图4、图5、图6所示，本发明主要是通过一连接件60作为该电芯 与该正极或负极导出端子21、22之间的导电连结，由于该连接件60为一绕性构件， 该连接件60本体可进行一定范围的弯曲压缩或拉伸，藉此，该电芯整体与电池罐20 之间即使有尺寸长度的误差，也可通过该连接件60的绕性缓冲，而顺利完成电池电 芯与电池罐20的组设。
值得一提者是，通过本发明结构设计，该电芯的结构组成相当精简，且该极卷 与正极或负极导出端子21、22之间的连结，是通过该导电压片52与连接件60而直接 连结，由于连结构件数量相当低且直接，本案结构有助于降低电池内阻。
值得注意的是，请参阅图7所示，其中可于该中心棒30二端侧，各套设有一导 电套70，该导电套70在该导电压片52压合正极或负极导接区411、431的各层时， 可将被压合两面的正极或负极导接区411、431更进一步的跨越连通，以增加电池进 行充、放电作业时的电流路径，并藉以进一步降低电池内部电阻。