二次电池的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  8

专利名称:二次电池的制作方法
技术领域
本发明总地涉及一种二次电池。
背景技术
通常,二次电池用于向便携式电子设备供应能量。随着电子设备的发展,二次电池要求高容量和高效率。在本背景技术部分公开的以上信息仅用于增强对本发明背景的理解,因此它可以包含不构成已经为本领域普通技术人员知晓的现有技术的信息。

发明内容
实施例提供了通过制造为具有新结构而具有改善的能量效率的二次电池。实施例还提供了通过简化其制造工艺而具有改善的工艺效率的二次电池。根据本发明的一个方面,提供一种二次电池,具有:至少两个电极组件,排成直线并具有电极组件之间的空间;至少两个电极接片,容纳在至少两个电极组件内;以及电池壳,具有容纳至少两个电极组件的至少一个容纳部分。二次电池可以包括离开至少两个电极组件中的第一个并进入该至少两个电极组件中的第二个的电极接片,该电极接片可以延伸穿过至少两个电极组件中的第二个并从电池壳出来。二次电池还可以包括容纳在电极组件之间的空间内的间隔物。二次电池还可以具有间`隔物,间隔物在其至少一个表面上包含容置电极接片的至少两个安装部分。二次电池还可以具有间隔物,间隔物在其内部包含容置所述电极接片的至少两个安装部分。二次电池还可以具有在间隔物中包括至少一个孔的至少两个安装部分。二次电池还可以具有电池壳体的至少一个容纳部分,包括:第一容纳部分,容纳至少两个电极组件中的第一个;以及第二容纳部分,容纳至少两个电极组件中的第二个。第一和第二容纳部分可以在电池壳内通过密封部分彼此分离。二次电池还可以具有第一容纳部分和第二容纳部分,该第一容纳部分具有大致第一电极组件的尺寸和形状,该第二容纳部分具有大致第二电极组件的尺寸和形状。二次电池还可以具有延伸穿过电池壳的纵向相对侧以及设置在纵向相对侧之间的两个电极组件的电极接片。二次电池还可以包括位于第一和第二容纳部分之间的电解质存储部分。二次电池还可以具有电池壳,该电池壳进一步包括:盖;主体;以及密封部分,通过密封盖的至少一部分和主体的至少一部分而形成。盖和主体可以附加有用于将电解质注入到电池壳中的电解质注入部分。二次电池还可以具有连接到电极组件的第一个和第二个之间的空间的电解质注入部分。二次电池还可以包括提供在电池壳中且对应于所述空间设置的安全构件。二次电池还可以具有连接到密封部分的电解质注入部分。二次电池还可以具有间隔物,该间隔物在其至少一个表面上包含容置电极接片的至少两个安装部分。二次电池还可以具有在间隔物中包括至少一个孔的至少两个安装部分。 二次电池还可以具有至少两个安装部分,该至少两个安装部分具有与电极接头的每个相同的形状。二次电池还可以具有容纳电解质的电解质存储部分。如上所述,根据本发明,可以提供通过制造为具有新结构而具有改善的能量效率的二次电池。此外,可以通过简化其制造工艺而提供一种具有改善的工艺效率的二次电池。


结合附图考虑时,随着本发明通过参照以下的详细描述而被更好地理解,对本发明更全面的理解及其许多伴随而来的优点将变得显然,附图中相同的附图标记指代相同或相似的部件,附图中:图1是根据本发明实施例的一个方面的二次电池的透视图。图2是图1的二 次电池的分解透视图。图3是图1的二次电池沿线1-1截取的截面图。图4是根据本发明图1所示的实施例的另一方面的二次电池的分解透视图。图5A是图4的间隔物的实施例的透视图。 图5B是图5A的间隔物的正视图。图6A是间隔物的另一实施例的透视图。图6B是图6A的间隔物的正式图。图7是根据本发明另一实施例的二次电池的分解透视图。图8是图7的二次电池的截面图。图9A是根据本发明另一实施例的二次电池的透视图。图9B是图9A的二次电池的分解透视图。图9C是包括间隔物的图9A的二次电池的分解透视图。图9D是包括间隔物的图9A的二次电池的分解透视图。图10是图9A的二次电池沿线I1-1I截取的截面图。图11是根据本发明另一实施例的二次电池的透视图。图12是图11的二次电池沿线II1-1II截取的截面图。
具体实施例方式在以下的详细描述中,只是通过举例说明方式示出和描述了本发明的仅某些示范性实施例。如本领域技术人员将理解的,所描述的实施例可以以各种不同的方式修改,而都不背离本发明的精神或范围。因而,附图和描述应被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。此外,当一元件被称为在另一元件“上”时,它可以直接在另一元件上,或间接地在另一元件上且在其间插设一个或多个中间元件。此外,当一元件被称为“连接到”另一元件时,它可以直接连接到另一元件,或者间接地连接到另一元件且有一个或多个中间元件插设在其间。或者,当一元件被称为直接在另一元件上时,没有插入的元件存在。在下文,相似的附图标记指代相似的元件。应认识到,附图所示的构成构件的尺寸和厚度是为了更好的理解和描述的方便而任意地给出,本发明不限于所示的尺寸和厚度。在附图中,为了清晰,层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。为了使本发明清晰,与描述无关的元件从本说明书的细节中省略。在几个示范性实施例中,通过使用相同的附图标记,具有相同构造的构成元件在第一不范性实施例中被代表性地描述,仅与第一不范性实施例中描述的构成兀件不同的构成元件将在其他的实施例中描述。在下文,将参照附图描述本发明的实施例。通常,二次电池的外形可以根据采用该二次电池的电子设备而被不同地修改。随着诸如智能电话的电子设备近来被发展,二次电池被经常地使用,其具有加倍的宽度和长的长度而不是薄的厚度。然而,制造具有加倍宽度和长的长度的二次电池是困难的。此外,二次电池中电流流动的路径被延长,因此能量消耗的效率降低。图1是根据本发明第一实施例的二次电池的透视图。图2是图1的二次电池的分解透视图。图3是图1的二次电池沿线1-1截取的截面图。根据本实施例的二次电池100包括:电解质;两个或更多电极组件10,每个具有第一电极板、与第一电极板相对的第二电极板以及插设在第一和第二电极板之间的隔板;以及电池壳110,其中容 纳电解质和电极组件。在电池壳110中,相邻的电极组件10可以提供为彼此排成直线。电极组件10可以具有极性彼此不同的第一和第二电极板以及隔板。例如,第一电极板可以是通过在基底板上涂覆包括锂的正电极活性材料而形成的正电极板,第二电极板可以是通过在基底板上涂覆包括碳的负电极活性材料而形成的负电极板。隔板可以插设在第一和第二电极板之间从而防止第一和第二电极板彼此直接接触。隔板可以包括构成离子或电解质的路径的多个孔。电解质可以与电极组件10 —起容纳在电池壳110中。在此情形下,电解质促进第一和第二电极板之间电流的流动。例如,电解质可以包括用作锂离子供应源的锂盐和用作媒介的非水有机溶剂,参加电化学反应的离子能够通过该媒介移动。电池壳110可以包括由主体111和盖112构成的袋。这里,主体具有容纳部分
11Ia,容纳部分11 Ia是用于容纳电极组件10和电解质的空间。主体111中的容纳部分11 Ia容纳电极组件10和电解质,主体111可以用盖112密封从而防止电极组件10和电解质从其分离。在此情形下,密封部分113可以提供在主体111和盖112的彼此对应的边缘处。密封部分113在主体111与盖112紧密地附着到彼此的状态下热结合。通常,用作电子设备的电源的外形可以根据电子设备的外形来确定。近来,已经增加了对每个具有加倍的宽度和长的长度的二次电池的需求。具有加倍的宽度和长的长度的二次电池重量轻且尺寸小。另一方面,二次电池快速地劣化,因此,二次电池的寿命缩短。特别地,不容易进行电极组件与电解质之间的可逆电化学反应,该反应使二次电池能够可逆地使用。因此,这导致二次电池的劣化。制造为具有加倍宽度和长的长度的电极组件具有低的电解质渗透性能,电解质渗透到其中的部分在电极组件的部分区域中出现。因此,电子或离子的运动不平衡,这导致副反应。因而,二次电池劣化。本发明的实施例提供了电解质渗透电极组件的性能得到改善的二次电池,从而可以防止二次电池的劣化并且增加二次电池的寿命。在具有加倍的宽度和长的长度的二次电池中,不存在电解质没有渗透到电极组件中的区域。因此,不发生副反应,二次电池能够被有效地使用。电极组件10可以包括第一和第二电极组件IOa和10b,第一和第二电极组件IOa和IOb可以彼此排成直线地提供在电池壳110中。第一和第二电极组件IOa和IOb彼此相邻地提供并彼此间隔开,空间部分11可以提供在第一和第二电极组件IOa和IOb之间。空间部分11可以连接到电解质注入部分140,安全构件150可以进一步提供到电池壳110。安装构件150可以提供到电池壳110的主体111和盖112中的至少一个。例如,安全构件150可以包括当二次电池100的内部压力可以为预定值或更大时用于排出气体的排气孔。安全构件150防止二次电池100由于内部压力的突然增大等而爆炸,从而可以改善二次电池100的安全性。安全构件150可以对应于空间部分11设置。电解质注入部分140可以连接到电池壳100的边缘,从而用作电解质可沿其注入到电池壳Iio中的路径。由于电解质注入部分140是用于将电解质注入到电池壳110中的部件,所以电解质注入部分140可以提供在电池壳110的中央部分处。电解质注入部分140可以在电解质可通过其注入到电池壳110中之后被去除。由于电解质注入部分140被提供来通过其将电解质注入到电池壳110中,所以电解质注入部分140可以提供为各种形状。电解质注入部分140可以连接到第一和第二电极组件IOa和IOb之间的空间部分
11。电解质可以通过电解质注入部分140注入到电池壳110中,然后在空间部分11中分开到两侧。因此,电解质可以渗透到第一和第二电极组件IOa和IOb中。由于电解质有效地渗透到第一和第二电极组件IOa和IOb中,所以不存在电解质没有渗透到第一和第二电极组件IOa和IOb中的区域。在渗透到第一和第二电极组件IOa和IOb之后剩余的电解质残余可以提供在第一和第二电极组件IOa和IOb之间的空间部分11中。当电解质被二次电池100的多次充电/放电操作耗尽时,提供在空间部分11中的电解质可以供应到第一和第二电极组件IOa和10b,因此可以改善二次电池的寿命。电极组件10可以包括提供到第一电极板的第一电极接片(tab) 120和提供到第二电极板的第二电极接片130。第一和第二电极接片120和130可以突出到电池壳110外面。例如,第一和第二电极组件IOa和IOb提供有第一和第二电极接片120和130,电极接片120和130可以从第二电极组件IOb延伸从而经由第一电极组件IOa突出到电池壳110外面。第一和第二电极接片120和130用作第一和第二电极组件IOa和IOb中产生的电流(或电子)的路径。在此情形下,第一和第二电极接片120和130可以分别依次被分为第一至第四部分 120a、120b、120c、120d、130a、130b、130c 和 130d。第一和第二电极接片 120 和130的第一部分120a和130a连接到第二电极组件I Ob的第一和第二电极板。第一和第二电极接片120和130的第二部分120b和130b引出到第二电极组件IOb外面从而对应于第一和第二电极组件IOa和IOb之间的空间部分11。第一和第二电极接片120和130的第三部分120c和130c连接到第一电极组件IOa的第一和第二电极板,第一和第二电极接片120和130的第四部分120d和130d从第一电极组件IOa引出从而暴露到电池壳110外面。例如,第一和第二电极接片120和130可以分别为正电极接片和负电极接片。第一和第二电极接片120和130能够电连接彼此间隔开的第一和第二电极组件IOa和10b。图4是根据本发明第一实施例的另一方面的二次电池的分解透视图。图5A是图4的间隔物的实施例的透视图。图5B是图5A的间隔物的正视图。图6A是间隔物的另一实施例的透视图。图6B是图6A的间隔物的正视图。或者,参照图4至图6B,二次电池200还可以包括至少一个间隔物250a。间隔物250a可以提供在第一和第二电极组件IOa和IOb之间,其上分别安装第一和第二电极接片220和230的第一和第二电极接片安装部分251可以提供到间隔物250a。第一和第二电极组件IOa和IOb排成直线地容纳在电池壳210的主体211的容纳部分211a中,然后用电池壳210的盖212密封。第一和第二电极接片220和230的第二部分220b和230b可以位于第一和第二电极组件IOa和IOb之间的空间部分11中。在此情形下,电解质注入部分240可以提供在电池壳210的边缘处从而对应于空间部分11,第一和第二电极接片220和230的第四部分220d和230d突出到电池壳210外面。尽管图5A和5B所示的间隔物250a用于图4的二次电池中,但是图6A和6B所示的间隔物250b可以用于图4的二次电池中。在下文,图5A和5B所示的间隔物250a被称为第一间隔物250a,图6A和6B所示的间隔物250b被称为第二间隔物250b。第一间隔物250a或第二间隔物250b可以提供在第一和第二电极组件IOa和IOb之间。在此情形下,第一间隔物250a或第二间隔物250b可以是与第一和第二电极接片220和230的第二部分220b和230b接触的部分,第一和第二电极接片220和230的第二部分220b和230b分别从其穿过的第一或第二电极接片安装部分251或252可以提供到第一或第二间隔物250a或250b。例如,第一或第二电极接片安装部分251或252可以被提供为具有台阶差或者可以提供为通 孔的形状。间隔物250a或250b可以由绝缘材料制成从而提供在第一和第二电极组件IOa和IOb之间的空间部分11中。因此,间隔物250a或250b在第一和第二电极组件IOa和IOb之间绝缘,从而可以防止短路等风险。此外,由于间隔物250a或250b能够通过支撑第一和第二电极接片220和230使第一和第二电极接片220和230被牢固地固定,电流能够平稳地流经第一和第二电极接片220和230。在下文,将参照图7至图12描述本发明的其他实施例。在参照图7至图12描述的这些实施例中的部件与参照图1至图6B描述的实施例中的那些部件类似,因此将省略它们的详细描述。图7是根据本发明第二实施例的二次电池的分解透视图。图8是图7的二次电池的截面图。参照图7和图8,在根据本实施例的二次电池300中,电池壳310可以包括提供为对应于电极组件10的形状的一个或多个容纳部分311a和311b。容纳部分31 Ia和311b提供到主体311从而分别容纳第一和第二电极组件IOa和10b。容纳部分311a和311b包括第一和第二容纳部分311a和311b。第一和第二容纳部分311a和311b彼此间隔开,并可以被提供为分别对应于第一和第二电极组件IOa和IOb的尺寸。
外部密封部分313a分别提供在电池壳310中的主体311和盖312的边缘处从而密封电池壳310。在此情形下,内部密封部分313b可以提供在第一和第二容纳部分311a和311b之间,因此第一和第二容纳部分311a和311b能够通过内部密封部分313b彼此间隔开。电解质注入部分340可以与内部密封部分313b排成直线地提供在电池壳310外面。二次电池300可以通过热结合外部密封部分313a(除了连接到电解质注入部分340的部分之外)而密封,电解质然后可以通过电解质注入部分340注入到电池壳310中。随后,内部密封部分313b被密封,从而制造二次电池300。根据本实施例的电池壳310可以由提供为对应于电极组件10的尺寸的多个容纳部分311a和311b构成,使得电极组件10能够被稳定地固定在电池壳310中。因此,电极组件10可以被稳定地固定而不会由于外部冲击诸如振动或摔落而移动,从而防止电短路等。此外,内部密封部分313b可以进一步提供在第一和第二容纳部分311a和311b之间,从而改善二次电池300的密封性能。图9A是根据本发明第三实施例的二次电池的透视图。图9B是图9A的二次电池的分解透视图。图9C是包 括间隔物420c的图9A的二次电池的分解透视图。图9D是包括间隔物420c的图9A的二次电池的分解透视图。图10是图9A的二次电池沿线I1-1I截取的截面图。参照图9A至图10,根据本实施例的二次电池400可以包括从电池壳410的一端410a突出的一对第一和第二电极接片420a和430a、以及从与电池壳410的一端410a相反的另一端410b突出的一对第一和第二电极接片420b和430b。第一和第二电极组件20a和20b可以在电池壳410中排成直线地布置并且彼此间隔开,空间部分21介于其间。第一和第二电极接片420和430可以提供到第一和第二电极组件20a和20b。第一和第二电极接片420和430可以提供为将第一和第二电极组件20a和20b连接到彼此。第一和第二电极接片420和430可以分别包括从第一电极组件20a的一端引出的第一部分420a和430a、从第二电极组件20b的另一端引出从而面对与第一部分420a和430a相反的方向的第二部分420b和430b、以及提供为校正第一和第二电极组件20a和20b的第三部分420c和430c。第一和第二电极接片420和430的第三部分420c和430c可以提供为穿过电池壳410的空间部分21。电池壳410可以包括与空间部分21排成直线地提供的电解质注入部分440。电解质可以通过电解质注入部分440注入到电池壳410中从而在电池壳410中均匀地散开。电解质均匀地渗透到第一和第二电极组件20a和20b中。根据本实施例的二次电池400提供有多个第一和第二电极接片420a、420b、430a和430b,从而可以高速地进行充电/放电操作并有效使用二次电池400。或者,参照图9C和9D,二次电池400还可以包括至少一个间隔物250a或250b。间隔物250a或250b可以提供在第一和第二电极组件20a和20b之间。图9C所示的间隔物250a与参照图5A和5B示出和之前讨论的间隔物相同,这里将不更详细地讨论。图9D所示的间隔物250b与参照图6A和6B所示和之前讨论的间隔物相同,这里将不更详细地讨论。图11是根据本发明第四实施例的二次电池的透视图。图12是图11的二次电池沿线II1-1II截取的截面图。
参照图11和图12,在根据本实施例的二次电池500中,电池壳510还可以包括电解质存储部分560,其中电解质30可以储存在第一和第二电极组件20a和20b之间。电解质注入部分540可以提供到电池壳510从而连接到电解质存储部分560。成对的第一和第二电极接片520a、520b、530a和530b可以分别从电池壳510的一端510a和另一端510b引出。随着二次电池充电和放电若干次,电解质通过副反应耗尽,因此,二次电池的寿命减少。另一方面,在根据本实施例的二次电池500中,多余的电解质30可以存储在电解质存储部分560中。因此,二次电池500 (其中电解质由于使用一定时长而耗尽)能够使用存储在电解质存储部分560中用于补充目的的电解质,从而增加二次电池500的寿命。电解质存储部分560可以利用诸如深拉伸(deep drawing)的工艺提供。在电池壳510中,一个或多个内部密封部分513b可以提供在电解质存储部分560与用于分别将第一和第二电极组件20a和20b容纳在其中的第一和第二容纳部分511a和511b之间。内部密封部分513b通过例如热结合密封。在此情形下,用于将第一和第二电极组件20a和20b连接到彼此的第一和第二电极接片520c和530c提供为穿过内部密封部分513b,然后被热结合 内部密封部分513b允许电解质存储部分560与第一和第二容纳部分51 Ia和511b之间的空间被充分地结合,但是内部密封部分513b中的结合程度可以根据位置而改变。结构上的台阶差可以通过内部密封部分513b中第一和第二电极接片520c和530c的厚度而形成,该台阶差异用作内部密封部分513b的结合中的干扰。因此,与第一和第二电极接片520c和530c不穿过的部分相比,内部密封部分513b中第一和第二电极接片520c和530c分别穿过的部分的密封程度可以相对较低。当随着二次电池500的使用,需要由于电解质的耗尽而补充电解质时,内部密封部分513b的部分泄露可以由施加轻微的物理力到二次电池500的电解质存储部分560而引起。也就是,泄露相对容易地在内部密封部分513中第一和第二电极接片520c和530c分别穿过的部分处产生。该泄露用作电解质30的路径,因此电解质30流入第一和第二容纳部分511a和511b中,从而补充电解质。尽管已经结合某些示范性实施例描述了本发明,但是将理解,本发明不限于所公开的实施例,而是相反,本发明旨在涵盖包括在权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。本申请要求于2012年I月31日在美国专利和商标局提交的临时申请N0.61/592873以及于2012年8月15日提交的非临时申请N0.13/586332的优先权和权益,其全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种二次电池,包括: 至少两个电极组件,排成直线并具有在所述电极组件之间的空间; 至少两个电极接片,包含在所述至少两个电极组件内;以及 电池壳,具有容置所述至少两个电极组件的至少一个容纳部分。
2.如权利要求1所述的二次电池,其中所述电极接片离开所述至少两个电极组件中的第一个并进入所述至少两个电极组件中的第二个,所述电极接片延伸穿过所述至少两个电极组件中的第二个并从所述电池壳出来。
3.如权利要求1所述的二次电池,还包括: 间隔物,容置在所述电极组件之间的所述空间内。
4.如权利要求3所述的二次电池,其中所述间隔物在该间隔物的至少一个表面上包含容置所述电极接片的至少两个安装部分。
5.如权利要求3所述的二次电池,其中所述间隔物在所述间隔物内部包含容置所述电极接片的至少两个安装部分。
6.如权利要求5所述的二次电池,其中所述至少两个安装部分包括所述间隔物中的至少一个孔。
7.如权利要求1所述的二次电池 ,其中所述电池壳的所述至少一个容纳部分进一步包括: 第一容纳部分,容纳所述至少两个电极组件中的第一个;以及 第二容纳部分,容纳所述至少两个电极组件中的第二个, 其中所述第一和第二容纳部分在所述电池壳内通过密封部分彼此分离。
8.如权利要求7所述的二次电池,其中所述第一容纳部分具有大致所述第一电极组件的尺寸和形状,所述第二容纳部分具有大致所述第二电极组件的尺寸和形状。
9.如权利要求1所述的二次电池,其中所述电极接片延伸穿过所述电池壳的纵向相对侧以及设置在所述纵向相对侧之间的两个电极组件。
10.如权利要求7所述的二次电池,其中间隔物容纳在所述电极组件之间的所述空间内。
11.如权利要求7所述的二次电池,还包括: 电解质存储部分,位于所述第一容纳部分和所述第二容纳部分之间。
12.如权利要求1所述的二次电池,其中所述电池壳还包括: 盖; 主体;以及 密封部分,通过密封所述盖的至少一部分和所述主体的至少一部分而形成, 其中所述盖和所述主体附加有用于将电解质注入到所述电池壳中的电解质注入部分。
13.如权利要求12所述的二次电池,其中所述电解质注入部分连接到所述电极组件之间的所述空间。
14.如权利要求1所述的二次电池,还包括: 安全构件,提供在所述电池壳中且对应于所述空间设置。
15.如权利要求12所述的二次电池,其中所述电解质注入部分连接到所述密封部分。
16.如权利要求10所述的二次电池,其中所述间隔物在该间隔物的至少一个表面上包含容置所述电极接片的至少两个安装部分。
17.如权利要求10所述的二次电池,其中所述至少两个安装部分包括在所述间隔物中的至少一个孔。
18.如权利要求16所述的二次电池,其中所述至少两个安装部分具有与所述电极接片的每个相同的形状。
19.如权利要求4所述的二次电池,其中所述至少两个安装部分具有与所述电极接片的每个相同的形状。
20.如权利要求11所 述的二次电池,其中所述电解质存储部分容纳电解质。
全文摘要
本发明提供了一种二次电池,该二次电池包括排成直线的至少两个电极组件,并且在电极组件之间具有空间。此外,该二次电池包括容纳在至少两个电极组件内的至少两个电极接片。电池壳提供有容纳至少两个电极组件的至少一个容纳部分。
文档编号H01M2/02GK103227340SQ20121045933
公开日2013年7月31日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年1月31日
发明者朴溶均 申请人:三星Sdi株式会社

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