[发明专利]互连接合

说明书

发明领域

本发明涉及电池以及使用能够增加紧凑性的心轴的制造方法。

发明背景

医疗装置使用的电池具有苛刻的要求。它们应该是小的、具有长寿命、高功率输出、低自放电率、紧凑尺寸以及高可靠性。在尽可能地保持或增加用于功率存储的电池覆盖区域的电池输出手段的同时小型化的需求致使死区(dead space)的伴随消除。然而，虽然死区的消除理应带来更明显的小型化，但它还是由于零部件不断增大的小尺寸而导致更多的装配困难。

通常，已经通过使用心轴围绕电极缠绕来制造凝胶卷型（jelly roll type）电池。一旦完成缠绕，移除心轴将提供使用在电池中的凝胶卷缠绕电极。但是，因为凝胶卷的芯部与芯体一起被拖出的可能性，从凝胶卷的芯部移除芯体固有地具有损坏凝胶卷的可能。因此，不应紧紧地缠绕凝胶卷以避免该问题。相反地，松散地缠绕凝胶卷浪费空间并由于尺寸的限制而降低电池容纳和功率。最近，已经使用杆状、不导电、不可变形的芯体来制造凝胶卷蓄电池，围绕该芯体缠绕电极。导电凸片加到每个电极以完成电路。

Kim等人的美国专利7,442,465公开了具有不变形芯体的可充电电池。一旦正电极和负电极缠绕在芯体上，导电凸片附连到电极并芯体用于防止凝胶卷变形但不传导电流。

Nakahara等人的美国临时专利申请60/348,665揭示了直接连接到电极的内端的馈通销。该销从凝胶卷延伸穿过电池外壳并用作电池端子。馈通销装配入槽形“C”形心轴。正电极导电地连接到安装在“C”形心轴内的销。当缠绕正电极时，隔离器插入到馈通销/心轴与正电极之间。负电极插入到隔离器与销/心轴之间。隔离器和负电极通过在馈通销/心轴与正电极之间形成的张力而保持在凝胶卷中。在缠绕之后，金属凸片被焊接到负电极且凸片接触电池外壳端帽以完成电路。

上述电池都需要在缠绕电极过程中或在缠绕电极之后将至少一个凸片放置在电极上以完成电路。在任何一种情形中，需要电极的其中之一负连接到外壳以完成电路。

因此，存在着改进的电极组件的需求。

发明概述

本发明提供一种在制造凝胶卷电极组件和蓄电池中使用的心轴。该心轴包括正部分、负部分以及相邻于正部分和/或负部分的一个或多个可移除部分。在正部分和负部分之间设有通路。心轴可以是具有两个面的平面，在正部分和负部分中的每个上具有沟槽。沟槽可以是在心轴的相同或相反面上。沟槽尺寸设成容纳正馈通销和负馈通销。

正电极和负电极以及正馈通销和负馈通销可以导电地连接到心轴以提供电极组件。一个或多个分离件可用于隔绝电极。当旋转心轴以围绕心轴缠绕电极和一个或多个分离件以制作凝胶卷电极组件时，可移除部分可用作把手。凝胶卷组件可以通过用热密封一个或多个分离件的一个或多个突出端来彼此固定或固定到分离件层下方。

一个方面，当使用心轴制作电极组件时，单个分离件可穿过心轴的正部分与负部分之间的通路。该实施例中，本发明包括电极组件，电极组件包括：（a）具有第一面和第二面的平面心轴，其中心轴包括正部分、负部分；（b）正电极；（c）负电极；（d）正馈通销；（d）负馈通销；以及（f）单个分离件。该心轴包括分开正部分和负部分的从第一面至第二面的通路；分离件穿过心轴中的通路以便于并列于心轴的第一面上的正部分在和在心轴的第二面的负部分上。可围绕心轴缠绕正电极、分离件和负电极以提供凝胶卷电极组件。心轴还包括相邻于心轴的正部分和/或负部分的一个或多个可移除部分。在组装之后可移除该可移除部分。

另一方面中，本发明提供使用心轴作为平台制造电极与馈通销之间的导电连接。该实施例中，正电极和负电极可电连接在心轴上。当心轴由导电材料制成时，正馈通销和负馈通销以及正电极和负电极不必彼此直接接触以电连接在心轴上。当心轴由非导电材料制成时，正电极和负电极可在心轴上直接彼此相对。通过在心轴上在电极与馈通销之间设置导电连接，馈通销的露出端为电池提供端子。该结构提供了中性的电池外壳。

另一方面中，本发明提供一种通过利用用于电极组件的一个或多个分离件的突出端来密封卷绕凝胶卷电极组件的方法。该实施例中，一个或多个分离件的边界延伸出缠绕的凝胶卷组件的一个或多个电极的长度，提供分离件的突出端。分离件的突出端延伸出电极足以彼此密封或密封到分离件的下层。通常，过量的分离件材料可围绕凝胶卷缠绕1至5次。一个方面，缠绕的凝胶卷组件可在凝胶卷的一个或多个侧上与加热块接触。分离件材料分离件可被加热密封到分离件的下层，由此将凝胶卷组件固定在卷绕位置。

本发明还包括制造蓄电池的方法，包括将电极组件放置在外壳中。