[发明专利]增强安全性的卷曲状锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全性增强的卷曲状(crimp-shaped)二次电池， 更具体而言，涉及一种被构造为如下结构的圆柱形二次电池，在该结 构中，其内安装有一电极组件的圆柱形容器的上端形成一卷曲区域， 在所述卷曲区域处一盖组件被安装至该圆柱形容器的开口上端，其中 所述卷曲区域被构造为其中圆柱形容器的卷曲区域的上端被以预定曲 率半径连续弯曲两次的结构，因此，限制了所述密封部分在诸如振动 或摔落的外部物理冲击施加至电池时，以及当电池的内部压力增加时， 彼此相互分离，从而防止电解质泄漏，进而极大地提高电池的安全性， 并且当以小曲率半径弯曲卷曲区域的前端时，诸如褶皱(wrinkle)等 的容器变形被最小化。

背景技术

随着移动设备的日益发展，对这种移动设备的需求增加，对作为 用于移动设备的能量源的二次电池的需求也已迅速增加。在这些二次 电池中，有一种具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池，对于这 种锂二次电池已进行了许多研究，并且所述锂二次电池现已投放市场 并被广泛使用。

当二次电池被用作移动电话或者膝上型计算机的能量源时，需要 二次电池稳定地提供一预定水平的功率。然而，当二次电池被用作诸 如电钻等的电动工具的能量源时，需要二次电池瞬时提供一高水平的 功率并且，同时，能够稳定地抵抗诸如振动或摔落的外部物理冲击。

图1是一个示出传统圆柱形二次电池的结构的竖直截面图。

参照图1，圆柱形二次电池10通常包括圆柱形容器20、安装在容 器20内的凝胶卷型电极组件30、结合至容器20的上端的盖组件40， 以及其上安装有盖组件40的卷曲区域50。

电极组件30被构造为这样的结构，在该结构中阴极31和阳极32 被卷绕为凝胶卷形状，同时隔板33被分别插入在阴极31和阳极32之 间。阴极31附接有一阴极接头34，所述阴极接头连接至盖组件40。 阳极32附接有一阳极接头(未示出)，所述阳极接头连接至容器20 的下端。

盖组件40包括一构成阴极端子的顶盖41；一正温度系数(PTC) 元件42，其用于当电池的内部温度增加时通过大大增加电池阻抗来截 断电流；一弯曲安全构件43，其用于当电池的内部压力增加时截断电 流和/或排放气体；一绝缘构件44，其用于使安全弯曲构件43与盖板 45电隔离(除了一特定部分之外)；以及连接至阴极接头34的盖板 45，所述阴极接头附接至阴极31。盖组件40被构造为其中顶盖41、 PTC元件42、弯曲安全构件43、绝缘构件44和盖板45被顺序堆叠的 结构。

卷曲区域50形成在容器20的上端，使得盖组件40可被安装至容 器20的开口上端。更具体而言，通过以下过程形成卷曲区域50：将 容器20的上端卷边，使得在容器20的内侧形成一凹陷21，安装衬垫 60，顺序地将盖板45、绝缘构件44、弯曲安全构件43以及顶盖41的 外缘部分插入，然后弯曲容器20的上端。结果，卷曲区域50被形成 为围绕位于卷曲区域50内侧的衬垫60的形状。通过卷曲和压制将盖 组件40安装至卷曲区域50。

然而，已证实的是，当外部冲击被施加至上述构造的圆柱形二次 电池时，圆柱形二次电池的密封性降低，圆柱形二次电池的电连接区 域处的阻抗是可变的，并且圆柱形二次电池的安全性较低，由此圆柱 形二次电池很难呈现出预期的电池性能。

为此，本发明的发明人提出了一种具有如图2中所示的改进结构 的二次电池，所述二次电池在韩国专利申请No.2006-22950中被公 开。

参照图2，通过以下过程制造圆柱形二次电池100：将一电极组件 110插入容器200，将电解质注入容器200中，然后将一盖组件300 安装至容器200的打开的上端。制造圆柱形二次电池100的过程大致 相同于制造常规圆柱形二次电池的过程。然而，圆柱形二次电池100 的结构不同于常规圆柱形二次电池的结构。将在下面进行详细描述其 差异。