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CN100342564C - 袋型可再充电电池 - Google Patents

袋型可再充电电池 Download PDF

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CN100342564C CNB2005101074056A CN200510107405A CN100342564C CN 100342564 C CN100342564 C CN 100342564C CN B2005101074056 A CNB2005101074056 A CN B2005101074056A CN 200510107405 A CN200510107405 A CN 200510107405A CN 100342564 C CN100342564 C CN 100342564C
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Abstract

本发明公开了一种包括电极组件的袋型可再充电电池，电极组件包括第一电极、第二电极和置于该第一与第二电极之间的隔板。该电池进一步包括袋型壳体，袋型壳体包括壳体盖和壳体主体，壳体主体形成有用于在其中容纳电极组件的空间和在该空间周围形成的密封部件。密封部件包括侧密封部分，且每一侧密封部分的宽度皆小于该空间的深度。

Description

袋型可再充电电池
技术领域
本发明涉及袋型可再充电电池，尤其涉及一种能在过充电或暴露于高温环境时排出其中产生的气体并能提高将该袋型可再充电电池放置于电池盒中时的可操作性的袋型可再充电电池。
背景技术
最近，随着便携式电子装置朝着小型化和轻型化趋势发展，用作这些装置电源的电池也被制造成小尺寸且具有大电能存储量。例如，锂离子可再充电电池具有大于3.6V的操作电压，该操作电压比用作便携式电子装置电源的镍镉电池或镍氢电池的操作电压大3倍。另外，锂离子可再充电电池还具有高的每单位重量能量密度，因此它们在高级电子技术领域得到广泛应用。
锂离子可再充电电池基于在正电极和负电极发生的氧化还原反应产生电能。锂离子电池包括能使锂离子嵌入正电极和负电极或者从正电极和负电极解嵌的正电极活性物质和负电极活性物质。电池进一步包括填充于正电极和负电极之间的有机电解液或聚合物电解液。
可再充电电池可被制造成各种形状，并且可以根据容纳电极组件的壳体的外观进行分类。例如，采用圆柱铝罐的圆柱型可再充电电池、采用正方形铝罐的正方形可再充电电池，以及置于层压袋形壳体中的袋型可再充电电池。
图1为示出了常规袋型可再充电电池的透视图。
参见图1，该常规袋型可再充电电池包括电极组件10和容纳并密封电极组件10的袋形壳体20。电极组件10具有第一电极12、第二电极14和置于该第一电极12和第二电极14之间的隔板13。电极组件的部件被堆叠成堆栈型电极组件或被卷绕成胶卷型电极组件。第一电极接线片15和第二电极接线片16分别从该电极组件10的电极板的一侧伸出，从而使得第一电极接线片15和第二电极接线片16的一些部分露在袋形壳体20之外。保护带17分别附着在第一电极接线片15和第二电极接线片16上。
袋形壳体20包括壳体盖22和壳体主体24，壳体主体24具有用于在其中容纳电极组件10的空间25。壳体主体24的至少一侧部分与壳体盖22的至少一侧部分整体连接。壳体主体24的剩余侧部分可形成围绕用于容纳电极组件10的空间25的侧密封部分24a和上密封部分24b。
当电极组件10被置于壳体主体24的空间25中之后，壳体主体24与壳体盖22接触，且侧密封部分24a和上密封部分24b被热粘贴至壳体盖22上，从而可靠密封壳体主体24。
当袋型可再充电电池被放置于电池盒中时，为减小其体积，侧密封部分24a向壳体主体24的两侧折叠。由于消费者需要圆型便携式电子装置，因此该袋型可再充电电池被置于圆型电池盒中。此时，侧密封部分24a的边缘就可能刮破或弄凹电池盒，导致电池盒生产过程效率的降低。
另外，如果该袋型可再充电电池被过充电或暴露于高温环境中，电解液就可能与电极板的活性物质层反应，或者电解液与活性物质层可能分解，结果在袋形壳体20中产生气体。因此，该袋型可再充电电池的温度和内压就会升高，导致该袋型可再充电电池起火或爆炸。
发明内容
本发明提供一种袋型可再充电电池，该袋型可再充电电池能够在过充电或暴露于高温环境时容易地排出产生于其中的气体。通过调整袋形壳体侧密封部分的宽度，该袋型可再充电电池的结构可以提高模制该袋型可再充电电池或将该电池放置于电池盒中时的可操作性。
本发明的另外特征将在接下来的说明中提出，其一部分将从说明中变得明白，或可以通过实践本发明而得知。
本发明公开了一种袋型可再充电电池，包括电极组件，该电极组件包括第一电极、第二电极以及置于该第一电极和第二电极之间的隔板。该电池进一步包括袋形壳体，袋形壳体包括壳体盖和壳体主体，壳体主体形成有用于在其中容纳电极组件的空间和围绕该空间形成的密封部件，密封部件包括侧密封部分，每一侧密封部分的宽度都小于该空间的深度。
可以理解前述总的说明和后述详细说明是示例性和说明性的，用于对要求保护的发明提供进一步的解释。
附图说明
用来提供对发明的进一步理解并包含在申请文件中作为申请文件一部分的附图示出了本发明的实施例，并和说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为常规袋型可再充电电池的透视图。
图2a为根据本发明一个示例性实施例的袋型可再充电电池的平面图。
图2b为图2a所示袋型可再充电电池的透视图。
图3a、图4a、图5和图6为根据本发明其它示例性实施例的袋型可再充电电池的平面图。
图3b为图3a所示袋型可再充电电池的透视图。
图4b为图4a所示袋型可再充电电池的透视图。
具体实施方式
本发明的袋型可再充电电池包括袋型壳体，袋型壳体具有密封部分，密封部分的宽度被调整为使得袋型可再充电电池过充电或暴露于高温环境时电池中产生的气体可以容易地排除。本发明提高了袋型可再充电电池的模制工艺，并改善了袋型可再充电电池在电池盒中的安装。
图2a为根据本发明一个示例性实施例的袋型可再充电电池的平面图。图2b为图2a所示袋型可再充电电池的透视图。
参见图2a和2b，该袋型可再充电电池包括电极组件110和用于容纳电极组件110的袋形壳体120。尽管未在图2a和图2b中示出，电极组件110可包括第一电极、第二电极和置于该第一电极和第二电极之间的隔板。电极组件的这些部件可被堆叠成堆栈型电极组件或被卷绕成胶卷型电极组件。
第一电极和第二电极具有相反的极性，且可被分别用作正电极和负电极。第一电极和第二电极中的每一个都包括电极集流体和电极活性物质，该电极活性物质包括涂覆在电极集流体的至少一个表面上的正电极活性物质和负电极活性物质。
如果第一电极或第二电极被用作正电极，正电极集流体可包括不锈钢、镍、铝、钛或其合金，但是并不局限于此。另外，正电极集流体也可用例如碳、镍、钛或银对铝或不锈钢进行表面处理获得。优选使用铝或铝合金作为正电极集流体。
如果第一电极或第二电极被用作负电极，负电极集流体可包括不锈钢、镍、铜、钛或其合金制成，但是并不局限于此。另外，负电极集流体也可用碳、镍、钛或银对铜或不锈钢进行表面处理获得。优选使用铜或铜合金作为负电极集流体。
正电极活性物质可以包括含锂过渡金属氧化物或锂硫化合物，但不局限于此。例如，正电极活性物质包括金属氧化物，如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4或LiNi1-x-yCoxMyO2(其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，M为包括Al、Sr、Mg或La的金属)。负电极活性物质包括碳材料，诸如晶体碳、不定形碳、碳组合物和碳纤维，锂金属或锂合金，但不局限于此。
隔板防止第一电极和第二电极间短路，并提供锂离子的移动路径。隔板可包括包含聚丙烯或聚乙烯的聚烯烃类高聚合物层、聚烯烃类高聚合物多层、微孔膜、编织纤维或非编织纤维制成。
第一电极接线片115和第二电极接线片116可以分别使用导电粘合剂、激光焊接、超声焊接或电阻焊接连接至电极组件110的第一电极和第二电极。第一电极接线片115和第二电极接线片116在垂直于电极组件110卷绕方向的方向从电极组件110伸出。
电极组件110放置在包含空间125的袋形壳体120中。袋形壳体120包括壳体主体124，壳体主体124是通过施压外部完成件而形成的，从而在该壳体主体124中形成容纳电极组件110的空间125。覆盖壳体主体124的壳体盖122密封空间125。壳体盖122的一侧端部分从壳体主体124伸出，同时密封部分124a和124b围绕壳体主体124的空间125形成，以便将壳体主体124粘贴在壳体盖122上。壳体盖122粘贴在密封部分124a和124b上，从而密封空间125。壳体盖122的下端部分与壳体主体124整体连接，因此沿空间125的三个边缘部分形成包括两个侧密封部分124a和一个上密封部分124b的三个密封部分。
电极组件110的第一电极接线片115和第二电极接线片116通过上密封部分124b引出，该上密封部分124b与整体连接至壳体主体124的壳体盖122的下端部分相对。由绝缘材料制成的保护带117分别附着在第一电极接线片115和第二电极接线片116上，以防止第一电极和第二电极间短路。从上密封部分124b两侧伸出的侧密封部分124a向壳体主体124两侧折叠，从而减小当该袋型可再充电电池被放置于电池盒中时该袋型可再充电电池的体积。
在具有以上结构的袋型可再充电电池中，壳体主体124的侧密封部分124a的宽度d小于壳体主体124的空间125的深度h。例如，侧密封部分124a的宽度d可以为空间125深度h的2/3以内。优选地，侧密封部分124a的宽度d为空间125深度h的1/2以内，更优选地，侧密封部分124a的宽度d为空间125深度h的1/4以内。
侧密封部分124a宽度d的最小尺寸可考虑侧密封部分124a的粘合强度进行调节。当侧密封部分124a的宽度d减小时，产生于袋型可再充电电池中的气体能迅速排出到环境中。另外，这一结构使得更容易将袋型可再充电电池安装于电池盒中。另外，模制树脂材料也可轻松注入壳体主体的空间的外部，从而提高可再充电电池的模制工艺。
如图2b所示，当根据本发明的侧密封部分124a向壳体主体124两侧折叠时，它们不会伸至壳体主体124的空间之上。因此，减小了袋型可再充电电池的体积。另外，当袋型可再充电电池被放置于电池盒中时，侧密封部分124a的下缘不会刮破或弄凹电池盒，从而改善了袋型可再充电电池放置于电池盒中的安装。而且，如果折叠的侧密封部分124a不伸至壳体主体124的空间之上，模制树脂材料就能迅速流入壳体主体124的空间的外部，尤其流入壳体主体124的空间与侧密封部分124a之间的间隙，从而提高袋型可再充电电池的模制。
另外，由于侧密封部分124a的宽度变小，因此当袋型可再充电电池被过充电或因电解液分解而被暴露于高温环境中时，产生于该袋型可再充电电池中的气体可通过侧密封部分124a容易地排出，从而防止袋型可再充电电池起火或爆炸。
图3a、图4a、图5和图6为根据本发明其它示例性实施例的袋型可再充电电池的平面图。图3b和图4b为图3a和图4a所示袋型可再充电电池的透视图。
参见图3a和图3b，侧密封部分124a的下缘部分124a’可形成为曲线。这样，当侧密封部分124a向壳体主体124两侧折叠时，侧密封部分124a的下缘部分124a’就可形成光滑曲线形状，这样电池盒不会被侧密封部分124a的下缘部分124a’刮破或弄凹。
参见图4a和图4b，侧密封部分124a的下缘部分124a’可为多边形，例如以45°倒角。这样，当侧密封部分124a向壳体主体124的两侧折叠时，侧密封部分124a的下缘部分124a’就可形成光滑的角形。这一结构防止了电池盒被侧密封部分124a的下缘部分124a’刮破或弄凹。
参见图5和图6，不仅侧密封部分124a的下缘部分124a’，而且侧密封部分124a的上缘部分124b’也可形成曲线或多边形，例如45°倒角。
本发明的袋型可再充电电池的袋形壳体120可采用包含热粘合剂层、薄金属层和聚合物层的层压薄片形状制造。热粘合剂层为壳体主体124的最内层，可包括改性聚丙烯，如流延聚丙烯(CPP)，或聚丙烯-丁烯-乙烯三聚物，但并不局限于此。当加热密封部分124a和124b使得壳体主体124与壳体盖122接触时，密封部分124a和124b的热粘合剂层就相互热结合，从而密封袋形壳体120。
袋形壳体120的薄金属层可以包括例如铝，并用来防止水渗入袋形壳体和防止电极液从袋形壳体泄露。聚合物层形成袋形壳体120的侧边部分，同时保护薄金属层。聚合物层可以包括树脂材料，如尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
袋形壳体120的层压薄片结构可以包括在薄金属层与聚合物层之间形成的附加热粘合剂层。
本领域技术人员公知，可以对本发明进行各种修改和变化，而不背离本发明精神或范围。因此，应当理解本发明涵盖了这些修改和变化，只要它们落入附加权利要求及其等同替换的范围内。

Claims (18)

1、一种袋型壳体，包括：
壳体盖；
壳体主体；
用于在其中容纳电极组件的空间；和
围绕该空间形成的密封部件，
其中该密封部件包括向该空间折叠的侧密封部分，和
其中每个侧密封部分的宽度小于该空间的深度。
2、如权利要求1所述的袋型壳体，其中该侧密封部分的宽度至多为所述空间的深度的2/3。
3、如权利要求1所述的袋型壳体，其中该侧密封部分的宽度至多为所述空间的深度的1/2。
4、如权利要求1所述的袋型壳体，其中该侧密封部分的宽度至多为所述空间的深度的1/4。
5、如权利要求1所述的袋型壳体，其中该侧密封部分的下缘部分形成为曲线。
6、如权利要求1所述的袋型壳体，其中该侧密封部分的下缘部分形成为多边形。
7、如权利要求5所述的袋型壳体，其中该侧密封部分的上缘部分形成为曲线。
8、如权利要求6所述的袋型壳体，其中该侧密封部分的上缘部分形成为多边形。
9、如权利要求1所述的袋型壳体，其中所述壳体盖的一侧整体连接至所述壳体主体的一侧。
10、如权利要求1所述的袋型壳体，进一步包括薄片，该薄片包括第一热粘合剂层、薄金属层和聚合物层。
11、如权利要求10所述的袋型壳体，其中所述热粘合剂层包括流延聚丙烯。
12、如权利要求10所述的袋型壳体，其中所述热粘合剂层包括聚丙烯-丁烯-乙烯三聚物。
13、如权利要求10所述的袋型壳体，其中所述薄金属层包括铝。
14、如权利要求10所述的袋型壳体，其中所述聚合物层包括尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
15、如权利要求10所述的袋型壳体，进一步包括：
形成于所述薄金属层与聚合物层之间的第二热粘合剂层。
16、一种袋型可再充电电池，包括：
电极组件，该电极组件包括第一电极、第二电极和置于该第一电极与第二电极之间的隔板；和
如权利要求1所述的袋型壳体。
17、如权利要求16所述的袋型可再充电电池，其中侧密封部分的下缘部分形成为曲线。
18、如权利要求16所述的袋型可再充电电池，其中侧密封部分的下缘部分形成为多边形。
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