電流中斷裝置和包括電流中斷裝置的二次電池的製作方法
2023-12-11 20:28:17 1
專利名稱：電流中斷裝置和包括電流中斷裝置的二次電池的製作方法
技術領域：
各實施例涉及一種用於感應溫度變化來中斷電流的電流中斷裝置和包括這種電 流中斷裝置的二次電池。
背景技術：
隨著諸如視頻攝像機、行動電話和筆記本電腦等輕量和功能強的可攜式無線設備 的趨勢，正在積極地研究作為上述可攜式無線設備的驅動電源的二次電池。例如，二次電池 可包括鎳-鎘電池、鎳-氫電池、鎳-鋅電池和鋰二次電池。其中，鋰二次電池可再充電並 適用於小型化和高容量。另外，由於鋰離子二次電池典型地具有高工作電壓和高單位重量 能量密度，鋰離子二次電池被廣泛應用在高端電子設備中。這種二次電池可通過在金屬罐中布置包括正電極板、負電極板和隔板的發電單 元，即電極組件，並且在罐中注入電解液並密封罐而形成。這樣，使用罐密封的二次電池可 包括與罐絕緣並且被布置在上側的電極端子，從而電極端子作為一個電極，而罐作為相反 電極。二次電池可包括電池安全裝置，例如控制電池的充電或放電的保護電路模塊 (PCM)或替代PCM的二次保護裝置，並且電池安全裝置可布置在電池組中。這種電池安全裝 置典型地連接到正電極和負電極，以便在由於電池過充電或過放電導致電池溫度過度升高 或電池電壓快速增大時中斷電流，從而防止諸如電池爆炸的意外事故。
發明內容
因此，各實施例致力於一種電流中斷裝置和包括這種電流中斷裝置的二次電池， 其基本解決了由於相關技術的限制和缺點帶來的一個或多個問題。一個實施例提供一種電流中斷裝置和包括這種電流中斷裝置的二次電池，其提高 抵抗由高溫引起的過充電和短路的穩定性。另一實施例提供一種電流中斷裝置和包括這種電流中斷裝置的二次電池，其降低 製造成本。另一實施例提供一種電流中斷裝置和包括這種電流中斷裝置的二次電池，其適於 大規模生產條件。以上及其它特徵和優點中的至少一個可通過提供一種電流中斷裝置來實現，該電 流中斷裝置包括第一端子；第二端子；聯接到所述第一端子和所述第二端子的保險絲；以 及圍繞所述保險絲的外表面以密封所述保險絲的保險絲體，其中所述第一端子和所述第二 端子每個均包括連接所述保險絲的薄部，並且所述薄部具有比所述第一端子和所述第二端 子的其它部分更薄的厚度。根據各實施例的所述第一端子和所述第二端子可以由鎳、銅、鐵或包括鎳、銅、鐵 中至少兩者的合金形成。根據一個實施例，所述第一端子和所述第二端子可由約64%的鐵和約36%的鎳形成。 根據一個實施例，所述保險絲可具有約98°C 士3°C或更高的熔點。根據一個實施例，所述保險絲體可包括附接到所述第一端子和所述第二端子的上 表面的蓋，和附接到所述第一端子和所述第二端子的下表面的基底，並且所述第一端子和 所述第二端子的端部可被密封在所述蓋和所述基底中並且被連接到所述保險絲。根據一個實施例，所述保險絲體可包括附接到所述第一端子和所述第二端子的上 表面的蓋，和附接到所述第一端子和所述第二端子的上表面的基底，並且所述第一端子和 所述第二端子的部分可穿過所述基底並被連接到所述保險絲。根據實施例，所述保險絲體可以由包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二 醇酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚亞乙基硫醚、聚碸及其混合物 中的一種樹脂形成。根據一個實施例，所述保險絲體可以具有薄膜形狀。根據實施例，其中所述薄部的厚度可以是所述第一端子和所述第二端子厚度的約 1/2 至約 3/4。根據實施例，所述第一端子和所述第二端子的厚度可以是約0. 4mm，並且所述薄部 的厚度可以是約0. 2mm至約0. 3mm。所述薄部的厚度可以是約0. 25mm。根據實施例，所述第一端子和所述第二端子的厚度可以是約0. 3mm，並且所述薄部 的厚度可以是約0. 15mm至0. 25mm。所述薄部的厚度可以是約0. 2mm。根據一個實施例，所述薄部可以具有允許所述保險絲體附接到所述第一端子和所 述第二端子的區域。以上及其它特徵和優點中的至少一個可以通過提供一種二次電池的來實現，該二 次電池包括罐；容納在所述罐中的電極組件；蓋組件，該蓋組件被聯接到所述罐的開放上 端以密封所述罐，並且作為與外部的電連接介質，其中所述蓋組件包括熱保險絲，所述熱保 險絲在電極組件過充電和過放電弓I起溫度升高時中斷電流。根據一個實施例，所述熱保險絲可以被布置在所述罐中並被電連接到所述電極組 件和所述蓋組件。根據一個實施例，所述蓋組件可包括聯接到所述罐的上部的蓋板、插入到所述蓋 板中並且與所述蓋板之間具有墊圈的負極端子、布置在所述蓋板的下表面的絕緣板以及布 置在絕緣板的下表面並且被電連接到所述負極端子的端子板，所述端子板可以是所述熱保 險絲。根據一個實施例，所述絕緣板的一側可以提供有止動件，並且所述端子板的一側 可以提供有與所述止動件對應的止動缺口。根據一個實施例，所述熱保險絲可包括第一端子、第二端子、連接所述第一端子 和所述第二端子的保險絲；以及圍繞所述保險絲的外表面以密封所述保險絲的保險絲體， 其中所述第一端子和所述第二端子每個均包括連接到所述保險絲的薄部，並且所述薄部具 有比所述第一端子和所述第二端子的其它部分更薄的厚度。根據實施例，所述第一端子和所述第二端子可以由鎳、銅、鐵或包括鎳、銅、鐵中至 少兩者的合金形成。根據實施例，所述第一端子和所述第二端子可以由約64%的鐵和約36%的鎳形成。根據實施例，所述保險絲可以具有約98°C 士3°C或更高的熔點。根據一個實施例，所述保險絲體可包括附接到所述第一端子和所述第二端子的上 表面的蓋，和附接到所述第一端子和所述第二端子的下表面的基底，並且所述第一端子和 所述第二端子的端部可以 被密封在所述蓋和所述基底中並且被連接到所述保險絲。根據一個實施例，所述保險絲體可包括附接到所述第一端子和所述第二端子的上 表面的蓋，和附接到所述第一端子和所述第二端子的上表面的基底，並且所述第一端子和 所述第二端子的部分可以穿過所述基底並且被連接到所述保險絲。根據實施例，所述保險絲體可以由包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二 醇酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚亞乙基硫醚、聚碸及其混合物 中的一種樹脂形成。根據實施例，其中所述薄部的厚度可以是所述第一端子和所述第二端子厚度的約 1/2 至約 3/4。根據實施例，所述第一端子和所述第二端子的厚度可以是約0. 4mm，並且所述薄部 的厚度範圍可以是約0. 2mm至0. 3mm。所述薄部的厚度可以是約0. 25mm。根據實施例，所述第一端子和所述第二端子的厚度可以是約0. 3mm，並且所述薄部 的厚度範圍可以是約0. 15mm至0. 25mm。所述薄部的厚度可以是約0. 2mm。根據一個實施例，所述薄部可以具有允許所述保險絲體附接到所述第一端子和所 述第二端子的區域。
通過參照所附附圖對示例性實施例進行的詳細描述，以上及其它特徵和優點對於 本領域技術人員來說將變得更加明顯，附圖中圖1是描繪根據一個實施例的熱保險絲的俯視圖；圖2是沿圖1的線II-II截取的截面圖；圖3是描繪根據一個實施例的熱保險絲的工作的示意圖；圖4是描繪根據一個實施例的熱保險絲的截面圖；圖5是描繪根據一個實施例的二次電池的截面圖；圖6是描繪根據一個實施例的二次電池的分解透視圖；以及圖7是描繪根據一個實施例的二次電池蓋組件的下部的透視圖。
具體實施例方式下文將參照附圖更完全地描述各實施例；然而，這些實施例可以以不同的形式體 現，並且不應當被理解為僅限於這裡所記載的實施例。相似的附圖標記始終指代相似的元 件。下文中，將結合附圖詳細描述各實施例。根據一個實施例的電流中斷裝置是被構造為根據溫度變化來中斷電流的二次保 護裝置。根據一個實施例，熱保險絲10被用作二次保護裝置。熱保險絲10可包括第一端子11、第二端子12、將第一和第二端子11和12彼此連接的保險絲13和圍繞保險絲13的 外表面以密封保險絲13的保險絲體14和15。第一和第二端子11和12可包括與保險絲 13連接的薄部lib和12b。薄部lib和12b能夠具有比其它部分更小的厚度。
第一和第二端子11和12可以由鎳、銅、鐵和包括其中至少兩者的合金中的一種形 成。例如，第一和第二端子11和12可由包括約64%的鐵和約36%的鎳並且具有很小的熱 膨脹係數的不脹鋼形成。
第一端子11可包括主體Ila和布置在主體Ila的一端並且具有比主體Ila的厚 度更小的厚度的薄部lib。保險絲13可連接到薄部lib。
保險絲體14和15的第一端可被附接到薄部lib。第二端子12可包括主體1 和 與主體12a的一端整體形成的薄部12b。保險絲13可被連接到薄部12b，並且保險絲體14 和15的第二端可被附接到薄部12b。
保險絲體14和15的第一端和第二端可以通過熱焊接被附接到提供在第一和第二 端子11和12上的薄部lib和12b的上、下表面，因此，有利於將保險絲體14和15附接到 薄部lib和12b。由於焊接材料在對象(第一端子或第二端子)的兩個面上通過熱焊接可 被加熱，厚的對象並不適合於熱焊接。由於薄部lib和12b能夠具有小的厚度，保險絲體14 和15可被有效地附接到薄部lib和12b上，以提高密封強度(密封力)。
根據各實施例，薄部lib和12b的厚度範圍可以是第一和第二端子11和12厚度 的約1/2到約3/4。
例如，當熱保險絲10的第一和第二端子11和12具有約0. 4mm厚度時，薄部lib和 12b可具有約0. 2mm至約0. 3mm的厚度範圍。根據實施例，當保險絲體14和15附接到具有 約0. 4mm厚度的第一和第二端子11和12時，保險絲體14和15的附接力可能減小。因此， 保險絲體14和15對保險絲13的密封性能可能降低。因此，保險絲體14和15附接的第一 和第二端子11和12的薄部lib和12b應當具有小的厚度。例如，根據一個實施例，當第一 和第二端子11和12具有約0. 4mm的厚度時，薄部lib和12b可具有約0. 25mm的厚度。
可替代地，根據另一實施例，當熱保險絲10的第一和第二端子11和12具有約 0.3mm的厚度時，薄部lib和12b可具有約0. 15mm至約0. 25mm的厚度範圍。例如，當第一 和第二端子11和12具有約0. 3mm的厚度時，薄部lib和12b可具有約0. 2mm的厚度。
根據實施例，具有厚度為0. 3mm的第一和第二端子11和12的熱保險絲的試驗結 果和具有厚度為0. 4mm的第一和第二端子11和12的熱保險絲的試驗結果如下。
通過密封測試和加壓測試實現熱保險絲性能測試。
在密封測試中，密封狀態是在高溫、高內壓下評估的。參見表1，兩個熱保險絲的端 子密封狀態在135°C時是穩定。當溫度超過140°C時，具有0. 3mm厚度的第一和第二端子11 和12的密封狀態得到維持，但是具有0. 4mm厚度的第一和第二端子11和12的密封狀態沒 有得到維持。
表1暴露在135°C和140°C下10分鐘時的密封狀態。
權利要求
1.一種電流中斷裝置，包括第一端子；Λ-Λ- ~·丄山弟一 而子；聯接到所述第一端子和所述第二端子的保險絲；以及圍繞所述保險絲的外部以密封所述保險絲的保險絲體，其中所述第一端子和所述第二端子每個均包括連接到所述保險絲的薄部，並且所述薄 部具有比所述第一端子和所述第二端子的其它部分更薄的厚度。
2.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述第一端子和所述第二端子每個均進一 步包括主體，並且所述薄部的厚度比所述主體的厚度更薄。
3.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述第一端子和所述第二端子每個均進一 步包括主體和彎曲部，所述彎曲部是所述薄部的突出部，並且所述薄部的厚度比所述主體 的厚度薄。
4.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述第一端子和所述第二端子由從鎳、銅、 鐵和包括鎳、銅、鐵中至少兩者的合金組成的組中選擇的材料形成。
5.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述第一端子和所述第二端子由64%的鐵 和36%的鎳形成。
6.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述保險絲具有98°C士3°C或更高的熔點。
7.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述保險絲體包括附接到所述第一端子和 所述第二端子的上表面的蓋和附接到所述第一端子和所述第二端子的下表面的基底，並且 所述第一端子和所述第二端子每個均具有被密封在所述蓋和所述基底之內並且被連接到 所述保險絲的端部。
8.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述保險絲體包括附接到所述第一端子和 所述第二端子的上表面的蓋和附接到所述第一端子和所述第二端子的上表面的基底，並且 所述第一端子和所述第二端子的部分穿過所述基底上的開口並且被連接到所述保險絲。
9.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述保險絲體由從聚萘二甲酸乙二醇酯、 聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚亞乙基硫 醚、聚碸及其混合物組成的組中選擇的樹脂形成。
10.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述保險絲體具有薄膜形狀。
11.如權利要求1至10任一項所述的電流中斷裝置，其中所述薄部的厚度是所述第一 端子和所述第二端子的厚度的1/2至3/4。
12.如權利要求11所述的電流中斷裝置，其中所述第一端子和所述第二端子的厚度是 0. 4mm,並且所述薄部的厚度是0. 25mm。
13.如權利要求11所述的電流中斷裝置，其中所述第一端子和所述第二端子的厚度是 0. 3mm,並且所述薄部的厚度是0. 25mm。
14.如權利要求1所述的電流中斷裝置，其中所述薄部具有允許所述保險絲體附接到 所述第一端子和所述第二端子的區域。
15.一種二次電池，包括罐；位於所述罐中的電極組件；以及蓋組件，該蓋組件被聯接到所述罐的開放上端以密封所述罐，並且作為與外部的電連 接部，其中所述蓋組件包括熱保險絲，所述熱保險絲被構造為當所述電極組件過充電和過放 電引起溫度升高時中斷電流。
16.如權利要求15所述的二次電池，其中所述熱保險絲被布置在所述罐中，並且被電 連接到所述電極組件和所述蓋組件。
17.如權利要求15所述的二次電池，其中所述蓋組件包括被聯接到所述罐的上部的蓋 板、插入到所述蓋板中並且與所述蓋板之間具有墊圈的負極端子、布置在所述蓋板的下表 面的絕緣板，以及布置在所述絕緣板的下表面並且被電連接到所述負極端子的端子板，其 中所述端子板是所述熱保險絲。
18.如權利要求17所述的二次電池，其中所述絕緣板的一側提供有止動件，並且所述 端子板的一側提供有與所述止動件對應的止動缺口。
19.如權利要求15所述的二次電池，其中所述熱保險絲包括第一端子； 弟一 而子；聯接到所述第一端子和所述第二端子的保險絲；以及圍繞所述保險絲的外部以密封所述保險絲的保險絲體，其中所述第一端子和所述第二端子每個均包括連接到所述保險絲的薄部，並且所述薄 部具有比所述第一端子和所述第二端子的其它部分更薄的厚度。
20.如權利要求19所述的二次電池，其中所述第一端子和所述第二端子由從鎳、銅、鐵 和包括鎳、銅、鐵中至少兩者的合金組成的組中選擇的材料形成。
21.如權利要求19所述的二次電池，其中所述第一端子和所述第二端子由64%的鐵和 36%的鎳形成。
22.如權利要求19所述的二次電池，其中所述保險絲具有98°C士3°C或更高的熔點。
23.如權利要求19所述的二次電池，其中所述保險絲體包括附接到所述第一端子和所 述第二端子的上表面的蓋，和附接到所述第一端子和所述第二端子的下表面的基底，並且 所述第一端子和所述第二端子每個均具有被密封在所述蓋和所述基底之內並且被連接到 所述保險絲的端部。
24.如權利要求19所述的二次電池，其中所述保險絲體由從聚萘二甲酸乙二醇酯、聚 對苯二甲酸乙二醇酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚亞乙基硫醚、 聚碸及其混合物組成的組中選擇的樹脂形成。
25.如權利要求19至24任一項所述的二次電池，其中所述薄部的厚度是所述第一端子 和所述第二端子的厚度的1/2至3/4。
26.如權利要求25所述的二次電池，其中所述第一端子和所述第二端子的厚度是 0. 4mm,並且所述薄部的厚度是0. 2mm至0. 3mm。
27.如權利要求26所述的二次電池，其中所述薄部的厚度是0.25mm。
28.如權利要求25所述的二次電池，其中所述第一端子和所述第二端子的厚度是 0. 3mm,並且所述薄部的厚度是0. 15mm至0. 25mm。
29.如權利要求28所述的二次電池，其中所述薄部的厚度是0.2mm。
30.如權利要求19所述的二次電池，其中所述薄部具有允許所述保險絲體附接到所述第一端子和所述第二端子的區域。
全文摘要
公開一種電流中斷裝置和包括該電流中斷裝置的二次電池。根據一個實施例，電流中斷裝置包括第一端子；第二端子；聯接到所述第一端子和所述第二端子的保險絲；和圍繞所述保險絲的外部以密封所述保險絲的保險絲體，其中所述第一端子和所述第二端子包括連接到所述保險絲的薄部，並且所述薄部具有比所述第一端子和所述第二端子的其它部分更薄的厚度。當由於電池過放電或過充電導致電池的溫度過度升高或電池的電壓快速增大時，電流中斷裝置中斷電流，因此防止諸如電池爆炸的意外事故。
文檔編號H02H7/18GK102035186SQ20101028727
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月16日 優先權日2009年10月1日
發明者樸正萬, 池性大, 沈哲宇, 金光天, 金勁翰, 韓文弘, 龍俊善 申請人:三星Sdi株式會社