(57)【要約】      （修正有）【課題】充電式セルにおける部材の数を低減し、充電式セルの組立作業を単純化し、金属製補強カバーとハット形状のＰＴＣ素子との間の接触抵抗を低減する端部カバー組立体及びそれを含む充電式セルの提供。【解決手段】充電式セルのアノード端部上に設けられる端部組立体であり、中央凸状部１１０、及び中央凸状部１１０の周りの周縁平坦部１２０を有する正温度係数（ＰＴＣ）素子１００を備え、ＰＴＣ素子１００の中央凸状部１１０上にはんだ付けされた金属製補強カバー２００を備える端部カバー組立体。ガス排出弁３００がハウジング４００の端部上に設けられ、ＰＴＣ素子１００を有する端部カバー組立体はカバー排出弁３００上に設けられている充電式セル１０。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電式セルのアノード端部上に設けられるように適合された端部カバー組立体であって、
中央凸状部と、前記中央凸状部の周りの周縁平坦部と、を有する正温度係数（ＰＴＣ）素子と、
前記ＰＴＣ素子の前記中央凸状部上にはんだ付けされた金属製補強カバーと、
を備える、端部カバー組立体。
【請求項２】
前記金属製補強カバーが、前記ＰＴＣ素子の前記中央凸状部と整合するように構成されている、請求項１に記載の端部カバー組立体。
【請求項３】
前記金属製補強カバーの底縁部が、前記ＰＴＣ素子の前記中央凸状部の底縁部にはんだ付けされ封止されている、請求項２に記載の端部カバー組立体。
【請求項４】
前記金属製補強カバーが、前記充電式セルのアノードコンタクトとして供される実質的に平坦な外側頂部表面を有する、請求項１に記載の端部カバー組立体。
【請求項５】
前記ＰＴＣ素子には、前記中央凸状部と前記周縁平坦部との間の接合位置において複数の孔が形成されている、請求項１に記載の端部カバー組立体。
【請求項６】
前記金属製補強カバーが鋼製プレートからなる、請求項１に記載の端部カバー組立体。
【請求項７】
ハウジングと、
前記ハウジングの端部上に設けられたガス排出弁と、
前記ガス排出弁上に設けられた請求項１に記載の端部カバー組立体と、
を備える、充電式セル。
【請求項８】
前記充電式セルが円筒形のリチウム電池である、請求項７に記載の充電式セル。
【請求項９】
封止部材をさらに備え、
前記封止部材は、前記ハウジングと前記ガス排出弁との間に設けられ、かつ、前記ハウジングの前記端部を封止するように構成されている、請求項７に記載の充電式セル。
【請求項１０】
充電式セルのアノード端部上に設けられかつ前記充電式セルに対して過電流保護、過電圧保護、および過熱保護を提供するように適合されたＰＴＣ素子であって、
中央凸状部と、前記中央凸状部の周りの周縁平坦部と、を有するハット形状を実質的に呈する、ＰＴＣ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、中国国家知識産権局に２０１５年１月３０日に出願された中国特許出願第ＣＮ２０１５１００４７８０５．６号の利益を主張する。当該出願の開示の全体を、参照によって本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、充電式セルに関し、より具体的には、この充電式セルのアノード端部上に装着されるように適合された端部カバー組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
リチウムイオン充電式セルなどの充電式セルは、携帯電話機、携帯型パネルコンピュータなどの電子デバイスにおいて広く使用されている。
【０００４】
充電式セルは、繰り返し充電し、繰り返し使用することができる。したがって、充電式セルは、経済的および環境的な保護において、大きな利点を有する。しかしながら充電式セルは、これが適正に使用されない場合、容易に損傷し、破裂しさえする。充電式セルを保護するためには、一般に、充電式セルのアノード端部上に、環状プレートの形状を呈するＰＴＣ（正温度係数）素子が設けられる。ＰＴＣ素子は、充電式セルに対して、過電流、過電圧、および過熱保護を提供する。充電式セルが過電流、過電圧、または過熱を受ける場合、ＰＴＣ素子の抵抗は無限大まで急激に増加し、この結果、外部の回路から充電式セルを即座に遮断することができる。結果として、このことにより、過電流、過電圧、または過熱に起因して充電式セルが損傷するのを、防止することができる。
【０００５】
先行技術では、ＰＴＣ素子は、ガス排出弁上に設けられる。また、充電式セルのアノードコンタクトとして供される金属製端部カバーが、ＰＴＣ素子上に設けられる。複数の突出するコンタクトが、金属製端部カバーの底部表面上に形成される。突出するコンタクトは、ＰＴＣ素子の外側表面上に押圧されて、このことにより、金属製端部カバーをＰＴＣ素子に電気的に接続する。
【０００６】
先行技術では、金属製端部カバーおよびＰＴＣ素子は、互いに独立した２つの個別の部材である。このことにより、充電式セルの組立が複雑になる。
【０００７】
さらに、先行技術では、金属製端部カバーとＰＴＣ素子との間の圧接に起因して、金属製端部カバーとＰＴＣ素子との間の接触抵抗がより大きく、このため充電式セルの性能が低下する。
【０００８】
さらに、実際の使用においては、充電式セル中の腐食性の電解液が、充電式セルのハウジングの外側に多かれ少なかれ浸み出す可能性がある。金属製端部カバーは押圧されてＰＴＣ素子に接触するので、これらの間には間隙が存在する。結果として、浸み出した腐食性の電解液が、金属製端部カバーとＰＴＣ素子との間の間隙の中に入る可能性がある。このことは、金属製端部カバーおよびＰＴＣ素子の接触表面の腐食を加速し、充電式セルの性能を低減する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の欠点の少なくとも１つの側面を克服または緩和するためになされた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
充電式セルのアノード端部上に設けられるように適合された端部カバー組立体を設けることが、有利であろう。この端部カバー組立体においては、金属製補強カバーおよびＰＴＣ素子が、一緒に直接はんだ付けされて一体の部材を形成し、充電式セルの組立作業を単純化するとともに、金属製補強カバーとＰＴＣ素子との間の接触抵抗を低減する。
【００１１】
本発明の態様によれば、充電式セルのアノード端部上に設けられるように適合された端部カバー組立体が提供される。この場合、この端部カバー組立体は、中央凸状部およびこの中央凸状部の周りの周縁平坦部を有する正温度係数（ＰＴＣ）素子と、このＰＴＣ素子の中央凸状部上にはんだ付けされた金属製補強カバーと、を備える。
【００１２】
本発明の例示の実施形態によれば、金属製補強カバーは、ＰＴＣ素子の中央凸状部と整合するように構成される。
【００１３】
本発明の別の例示の実施形態によれば、金属製補強カバーの底縁部は、ＰＴＣ素子の中央凸状部の底縁部にはんだ付けされ封止される。
【００１４】
本発明の別の例示の実施形態によれば、金属製補強カバーは、充電式セルのアノードコンタクトとして供される、実質的に平坦な外側頂部表面を有する。
【００１５】
本発明の別の例示の実施形態によれば、ＰＴＣ素子には、中央凸状部と周縁平坦部との間の接合位置において、複数の孔が形成される。
【００１６】
本発明の別の例示の実施形態によれば、金属製補強カバーは、鋼製プレートで製作される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、ハウジングと、このハウジングの端部上に設けられたガス排出弁と、このガス排出弁上に設けられた上記端部カバー組立体と、を備える、充電式セルが提供される。
【００１８】
本発明の例示の実施形態によれば、充電式セルは、円筒形のリチウム電池である。
【００１９】
本発明の別の例示の実施形態によれば、充電式セルは、ハウジングとガス排出弁との間に設けられかつハウジングの端部を封止するように構成された、封止部材をさらに備える。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、充電式セルのアノード端部上に設けられかつこの充電式セルに対して過電流、過電圧、および過熱保護を提供するように適合された、ＰＴＣ素子が提供される。この場合、このＰＴＣ素子は、中央凸状部およびこの中央凸状部の周りの周縁平坦部を有するハット形状を、実質的に呈する。
【００２１】
本発明の上記の様々な例示の実施形態では、ＰＴＣ素子はハット形状に形成され、金属製補強カバーおよびこのハット形状のＰＴＣ素子は、一緒に直接はんだ付けされて一体の部材を形成する。このことにより、充電式セルにおける部材の数を低減するとともに、充電式セルの組立作業を単純化する。
【００２２】
さらに、金属製補強カバーおよびハット形状のＰＴＣ素子が、一緒に直接はんだ付けされて一体の部材を形成するので、このことは、金属製補強カバーとハット形状のＰＴＣ素子との間の接触抵抗を低減する。
【００２３】
さらに、金属製補強カバーおよびハット形状のＰＴＣ素子が、一緒に直接はんだ付けされて一体の部材を形成するので、金属製補強カバーとハット形状のＰＴＣ素子との間に何ら間隙が存在しない。このことにより、ＰＴＣ素子と金属製補強カバーとの間の接触面が、充電式セルのハウジングの外に浸み出した腐食電解液によって腐食するのを防止し、充電式セルの性能を改善する。
【００２４】
本発明の上記のおよび他の特徴は、その例示の実施形態について添付の図面を参照して詳細に記載することによって、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の例示の実施形態による、ＰＴＣ素子の例示的な斜視図である。
【図２】本発明の例示の実施形態による、端部カバー組立体の例示的な分解斜視図である。
【図３】本発明の例示の実施形態による、端部カバー組立体の例示的な断面図であり、金属製補強カバーがＰＴＣ素子の中央凸状部上にはんだ付けされている状態を示している。
【図４】本発明の例示の実施形態による、充電式セルの例示的な局所断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示の例示の実施形態について、以下で付属の図面を参照して詳細に記載する。これらの図面では、類似の参照符号は類似の要素を指す。ただし本開示は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に提示された実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全なものとなるように、および当業者に本開示の概念を十分に伝えるように提供される。
【００２７】
以下の詳細な説明では、説明の目的で、多くの具体的な詳細が、開示される実施形態の徹底的な理解をもたらすために提示される。ただし、１つまたは複数の実施形態を、これらの具体的な詳細無しに実行できることが明らかであろう。他の場合には、よく知られている構造およびデバイスは、図面を簡潔にするために概略的に示される。
【００２８】
本発明の一般的概念によれば、充電式セルのアノード端部上に設けられるように適合された端部カバー組立体が提供される。この場合、この端部カバー組立体は、中央凸状部およびこの中央凸状部の周りの周縁平坦部を有する正温度係数（ＰＴＣ）素子と、このＰＴＣ素子の中央凸状部上にはんだ付けされた金属製補強カバーと、を備える。
【００２９】
図１は、本発明の例示の実施形態による、ＰＴＣ素子１００の例示的な斜視図である。図２は、本発明の例示の実施形態による、端部カバー組立体の例示的な分解斜視図である。図３は、本発明の例示の実施形態による、端部カバー組立体の例示的な断面図であり、金属製補強カバー２００がＰＴＣ素子１００の中央凸状部１１０上にはんだ付けされている状態を示している。図４は、本発明の例示の実施形態による、充電式セル１０の例示的な局所断面図である。
【００３０】
本発明の例示の実施形態では、充電式セル１０のアノード端部上に設けられるように適合された、端部カバー組立体が開示される。図１〜図４に示すように、端部カバー組立体は、正温度係数（ＰＣＴ）素子１００と、このＰＴＣ素子１００上にはんだ付けされた金属製補強カバー２００と、を主として備える。
【００３１】
図１〜図４に示すように、ＰＴＣ素子１００は、充電式セル１０に対して過電流、過電圧、および過熱保護を提供するように適合される。金属製補強カバー２００は、外部回路（図示せず）の正極に電気的に接続される、充電式セル１０のアノードコンタクトとして供される。
【００３２】
図１〜図４に明らかに示すように、ＰＴＣ素子１００は、中央凸状部１１０およびこの中央凸状部１１０の周りの周縁平坦部１２０を有するハット形状を、実質的に呈する。金属製補強カバー２００は、ＰＴＣ素子１００の中央凸状部１１０上に直接はんだ付けされる。このようにして、金属製補強カバー２００およびＰＴＣ素子１００は、一体の部材として形成される。このことにより、充電式セルにおける部材の数を低減するとともに、充電式セルの組立作業を単純化する。さらに、金属製補強カバー２００およびＰＴＣ素子１００が、一緒に直接はんだ付けされるので、このことは、金属製補強カバー２００とＰＴＣ素子１００との間の接触抵抗を低減する。
【００３３】
図２〜図３に示すように、実施形態では、金属製補強カバー２００は、ＰＴＣ素子１００の中央凸状部１１０と整合するように構成される。このようにして、金属製補強カバー２００を、ＰＴＣ素子１００の中央凸状部１１０上に容易に位置付け、はんだ付けすることができる。
【００３４】
図３に示すように、実施形態では、金属製補強カバー２００の底縁部が、ＰＴＣ素子１００の中央凸状部１１０の底縁部にはんだ付けされ封止される。このようにすることで、金属製補強カバー２００とＰＴＣ素子１００との間には何ら間隙が存在しない。このことにより、ＰＴＣ素子１００と金属製補強カバー２００との間の接触面が、充電式セル１０のハウジング４００から浸み出した腐食電解液によって腐食するのを防止し、充電式セル１０の性能を改善する。
【００３５】
図２〜図４に示すように、実施形態では、金属製補強カバー２００は、実質的に平坦な外側頂部表面２１０ａを有する。金属製補強カバー２００の頂部表面２１０ａは、充電式セル１０のアノードコンタクトとして供される。実施形態では、金属製補強カバー２００は、鋼製プレートで製造することができる。このことにより、鋼製プレートで製造された金属製補強カバー２００は、良好な電導性、良好な機械的特性、および良好な耐食性を有する。
【００３６】
図１に明らかに示すように、実施形態では、ＰＴＣ素子１００には、中央凸状部１１０と周縁平坦部１２０との間の接合位置において、複数の孔１３０が形成される。これらの孔１３０は、充電式セル１０から放出されたガスが外側に排出される際に通る、ガス排出孔として供される。
【００３７】
本発明の別の例示の実施形態では、充電式セル１０も開示される。図４に示すように、充電式セル１０は、ハウジング４００と、ガス排出弁３００と、上記端部カバー組立体と、を主として備える。示されていないが、ハウジング４００内には、電解液（図示せず）、アノード材料（図示せず）、カソード材料（図示せず）、および絶縁隔壁が収容される。
【００３８】
図４に示すように、実施形態では、ガス排出弁（または安全弁と呼ばれる）３００は、ハウジング４００の端部上に設けられる。端部カバー組立体は、ガス排出弁３００上に設けられる。ガス排出弁３００は、充電式セル１０の内圧が過剰に高くなるのを防止するために使用される。内圧が過剰に高くなれば、ガス排出弁３００が開くことになり、充電式セル１０中の余分なガスが、ガス排出弁３００を通して外側に排出されることになり、充電式セル１０の破裂を回避する。
【００３９】
示されていないが、充電式セル１０は、ハウジング４００とガス排出弁３００との間に設けられた封止部材をさらに備えることができる。この封止部材は、ハウジング４００の端部を封止するように構成される。
【００４０】
実施形態では、充電式セルを、円筒形のリチウム電池とすることができる。ただし本発明はこれに限定されず、充電式セルは、任意の種類の適切な充電式電池であってよい。
【００４１】
上記の実施形態は例示となることを意図しており、制限的であることを意図していないことが、当業者には理解されるであろう。たとえば、当業者は上記の実施形態に対して多くの修正を行うことができ、また、異なる実施形態において記載された様々な特徴を、構成または原理において矛盾することなく、互いに自由に組み合わせることができる。
【００４２】
いくつかの例示の実施形態を示しかつ記載してきたが、これらの実施形態において、本開示の原理および精神から逸脱することなく様々な変更または修正を行うことができることが、当業者には理解されるであろう。本開示の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの均等物において規定される。
【００４３】
本明細書で使用される場合、単数形で記載され「ａ」または「ａｎ」の単語が前に付く要素は、前記の要素またはステップの複数形の除外について明示的に述べられていない限りは、これらを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「１つの実施形態」への参照は、記載された特徴を同じく組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図していない。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限りは、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「備える」または「有する」実施形態は、その特性を有さないような追加の要素を含んでよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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