CN103296231B - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二次电池，其包括：电极组件，包括通过隔板而彼此分离的一对电极；电池壳，包括接合至后部的前部，以在电池壳的相对边缘产生翼部，电极组件布置在电池壳的容纳部之内，容纳部布置在翼部之间；绝缘部件，布置在电池壳的每个翼部处；以及接合部，布置在每个翼部处以将该翼部附接至电池壳的容纳部。接合部可以是双面带，并且可以与绝缘部件一体地提供以简化其制造工艺。

Description

二次电池

技术领域

本发明的方面涉及二次电池，尤其涉及具有改善的安全性、改善的外观并且易于制造的袋式二次电池（pouch-type secondary battery）。

背景技术

近来，二次电池已经不同地用作便携式电子设备的电源。随着便携式电子设备在各个领域中被使用，对于二次电池的需求迅速增长。二次电池是可充电的，因此可被多次使用。因而，二次电池在经济上和在环境上是效率高的，因此二次电池的使用正被推广。

另一方面，在二次电池之内包括具有高反应性的材料诸如锂，因而在二次电池的处理中二次电池的安全性成为问题。因此，已经进行了各种研究以改善二次电池的安全性。

发明内容

实施例提供一种二次电池，其通过采用新的部件而具有改善的安全性。

实施例还提供一种二次电池，其通过简化制造工艺以及降低故障率而具有改善的产率。

根据本发明的方面，提供一种袋式二次电池，其包括：电极组件，包括通过隔板而彼此分离的一对电极；电池壳，包括接合至后部的前部，以在电池壳的相对边缘制造翼部，电极组件布置在电池壳的容纳部之内，容纳部布置在翼部之间；绝缘部件，布置在电池壳的每个翼部处；以及接合部，布置在每个翼部处以将所述翼部附接至电池壳的容纳部。接合部可以与绝缘部件一体地提供。

电池壳的每个翼部可以具有面对容纳部的第一侧以及背对容纳部的第二且相反侧，绝缘部件覆盖第一和第二侧二者。接合部可以布置在翼部的第一侧与电池壳的容纳部之间。绝缘部件可以是单个的一体单元。绝缘部件可以包括：第一部分，覆盖翼部的第一侧；第二部分，覆盖翼部的第二侧的整体；以及缓冲部分，布置在翼部的边缘部分之上，并且在折线处连接至第一和第二部分的每个。绝缘部件可以改为包括：第一部分，覆盖翼部的第一侧；第二部分，覆盖翼部的第二侧的仅一部分；以及缓冲部分，布置在翼部的边缘部分之上，并且在折线处连接至所述第一和第二部分的每个。接合部的尺寸可以相应于翼部的第一侧和绝缘部件的第一部分的每个的尺寸。

绝缘部件可以还包括从缓冲部分在与翼部相反的方向上延伸的第三部分并且可以布置在电池壳的容纳部上。该电池可以还包括：电极引线片，延伸至电池壳之外并且电连接电极组件的每个电极板；以及引线膜，围绕电极引线片的延伸穿过电池壳的部分布置以将电极引线片与电池壳电绝缘。前部和后部的每个可以是包括布置在两个树脂层之间的金属层的层叠体。接合部可以是在两个侧面上具有粘合剂的双面带。接合部可以是在两个侧面上具有粘合剂的双面带。绝缘部件可以是仅在一个侧面上具有粘合剂的带。

根据本发明的另一方面，提供一种制造袋式二次电池的方法，包括：通过在隔板的每个侧面上层叠电极而制备电极组件；制备电池壳的前部和后部，后部具有容纳部；将电极组件和电解液插入到容纳部中；通过将前部的边缘部分热接合至后部的边缘部分而在其中密封电极组件，以制造翼部；提供一对一体带部件；将一对一体带部件附接至电池壳的各翼部；以及通过将其上布置有一体带部件的翼部朝向容纳部折叠而将电池壳的翼部附接至电池壳的容纳部。

提供一对一体带部件可以包括：提供一对绝缘部件；通过沿着折线折叠每个绝缘部件而对于每个绝缘部件形成第一部分和第二部分；以及将接合部附接至每个绝缘部件的第一部分。接合部可以是在两个侧面上具有粘合剂的双面带，绝缘部件可以是仅在一个侧面上具有粘合剂的带。该方法可以还包括：将每个绝缘部件的第三部分附接至电池壳的容纳部。该方法可以还包括：在热接合之前，将引线膜附接至电极组件的电极引线片。每个接合层以及每个绝缘部件的第一部分的尺寸和形状与电池壳的每个翼部的尺寸和形状相同。

附图说明

通过参照以下结合附图考虑的详细说明，本发明的更全面评价及其许多伴随优点将随着其变得更好理解而将是显然的，在附图中相似的附图标记表示相同或类似的部件，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的袋式二次电池的透视图；

图2是图1的分解透视图；

图3是电池壳和电极组件的透视图；

图4A是根据本发明的第一实施例的绝缘部件的分解透视图；

图4B是根据本发明的第一实施例的绝缘部件的透视图；

图5是图1的部分X的近视图；

图6A是根据本发明的第二实施例的绝缘部件的分解透视图；

图6B是根据本发明的第二实施例的袋式二次电池的平面图；

图7A是根据本发明的第三实施例的绝缘部件的分解透视图；

图7B是根据本发明的第三实施例的袋式二次电池的平面图；

图8A是示出根据本发明原理的电池的整体制造方法的流程图；

图8B是图8A的电池壳的制备步骤中执行的工艺的流程图；以及

图8C是图8A的绝缘部件/接合部分结合的制备步骤中执行的工艺的流程图。

具体实施方式

在以下的详细说明中，简单通过举例说明的方式而仅显示和描述了本发明的某些示例性实施例。本领域的技术人员将认识到，所述实施例可以以各种不同的方式修改，其全部都没有脱离本发明的精神或范围。从而，附图和说明将被认为本质上是示例性的，而不是限制性的。此外，当称一个元件被称为位于另一元件“上”时，其可直接在另一元件上，或者不直接在另一元件上而在它们之间插设有一个或更多的中间元件。而且，当称一个元件被称为“连接至”另一元件时，其可以直接连接至另一元件，或者不直接连接至另一元件而在它们之间插设有一个或更多的中间元件。在下文中，相似的附图标记指代相似的元件。

在下文中，将参照附图来描述本发明的实施例。

现在转至图1至图3，图1是是根据本发明的第一实施例的袋式二次电池的透视图，图2是图1的分解透视图，图3是电池壳和电极组件的透视图。

根据本实施例的袋式二次电池100包括：电极组件30，具有第一和第二电极板以及插设在电极板之间的隔板（separator）；电池壳20，具有用于容纳电极组件30的容纳部（或主体部）21以及沿着容纳部21的相对边缘设置的翼部24；以及绝缘部件110，设置为围绕每个翼部24的至少一部分。绝缘部件110具有设置在其上的接合部120。翼部24朝向容纳部21折叠，接合部120插设在绝缘部件110与电池壳20的容纳部21之间。接合部120可以是在两个侧面上具有粘合剂的双面带，但是本发明不限于此。绝缘部件110可以是只在一个侧面上具有粘合剂的带，但是本发明不限于此。

在本发明中，绝缘部件110和接合部120可以一体地设置。绝缘部件和接合部件的结合可以称为绝缘部件/接合部结合或者简单称为一体带或一体带布置（integrated tapearrangement）。

袋式二次电池100可以包括电极组件30和电池壳20，电池壳20可以在其内部设置的容纳部21中容纳电极组件30和电解液。电极组件30包括分别连接至第一和第二电极板的第一和第二电极引线片31和32，第一和第二电极引线片31和32可以从电极组件30向外引出。例如，第一和第二电极板可以分别是正电极板和负电极板。第一电极引线片31可以电连接至正电极板以用作正电极引线片，第二电极引线片32可以电连接至负电极板以用作负电极引线片。

当离子或电子在第一和第二电极板之间移动时产生电化学能。电化学能可以经由第一和第二电极引线片31和32而被提供至电极组件30之外。引线膜33可以分别被提供至第一和第二电极引线片31和32。电极组件30可以采用各种方法制造，包括将第一和第二电极板以及隔板一起卷绕或层叠，等等。

电池壳20可以包括后部22和前部23，后部22具有被提供到其的容纳部21，前部23附接到后部22以覆盖容纳部21。袋式二次电池100可以通过在后部22的容纳部21之内放置电极组件30和电解液并且然后将后部22的边缘24a热接合至前部23的边缘24b从而将后部22和前部23彼此紧密地贴附而制成。容纳部21可具有相应于电极组件30的形状。容纳部21可经由深冲压而被提供到后部22，在该深冲压中采用平板制造无接缝的中空容器。

电池壳20可以包括多个层，该多个层包括内树脂层A’、金属层B以及外树脂层A。这里，内树脂层A’、金属层B以及外树脂层A可以提供为按顺序层叠。内树脂层A’直接面对电极组件30，外树脂层A可以是二次电池20的最外表面。内树脂层A’和外树脂层A被用于防止电短路等，并且可以由聚合树脂等（其为电绝缘体）制成。另一方面，金属层B设置在内树脂层A’和外树脂层A之间，并且用于为电池壳提供预定机械强度。例如，金属层B可以由铝等制成。

当第一和第二电极引线片31和32被引出至电池壳20之外时，第一和第二电极引线片31和32可能妨碍和阻止翼部24被热接合。因此，引线膜33进一步被包括在电池壳20的翼部24上，使得可以防止翼部24的密封性能由于电极引线片31和32而被降低。

例如，第一电极引线片31可以包括铝，第二电极引线片32可以包括镍。当第一电极引线片31可以具有与电池壳20的金属层B相同的极性时，第二电极引线片32可以具有与电池壳20的金属层B相反的极性。因而，当第二电极引线片32与在电池壳20的端部处（尤其是翼部24）暴露的金属层接触时，可能发生电短路。此外，翼部24可增加袋式二次电池100的体积，并且可以提供袋式二次电池100的更小吸引力的外观。为了解决这个问题，根据本实施例的袋式二次电池100可以具有提供到翼部24的绝缘部件110。

通常，袋式二次电池设置有翼部，翼部可导致安全性问题，诸如短路。为了解决这个问题，翼部被绝缘。在此情况下，采用多个绝缘部件将翼部绝缘，采用单独的粘合剂而使得翼部被固定至电池壳。这样，经由多步骤工艺而将翼部绝缘和附接。这导致袋式二次电池的复杂的制造工艺以及袋式二次电池的外观降低，因而袋式二次电池的产率退化。

本实施例可以提供绝缘部件110，绝缘部件110可允许袋式二次电池100的外观令人愉快并且通过简化制造工艺而改善袋式二次电池100的制造中的产率和产量。在本发明中，绝缘部件110可以一体地设置有接合部120，因此将翼部24绝缘的工艺以及将翼部24固定至电池壳20的工艺没有作为单独的工艺执行，而是能够通过单一工艺而共同地执行。在袋式二次电池100中，绝缘部件110可以引导翼部24，使得翼部被固定在电池壳20的准确位置，因此能够改善产率同时最小化故障率。

现在转至图4A、图4B和图5，图4A是根据本发明的第一实施例的绝缘部件的分解透视图，图4B是根据本发明的第一实施例的绝缘部件的透视图，图5是图1的部分X的近视图。

参照图4A至图5，绝缘部件110可以提供为围绕翼部24的两个表面。绝缘部件110包括设置到其内部的缓冲部分113，缓冲部分113可以设置为相应于翼部24的端部。例如，缓冲部分113的宽度可以设置为相应于翼部24的厚度。绝缘部件110可以分为第一部分111和第二部分112，缓冲部分113在中心处、布置在第一部分111和第二部分112之间。在第一实施例中，第一部分111和第二部分112可以提供为具有相同的尺寸。折线113a可以分别设置在缓冲部分113与第一部分111和第二部分112的每个之间，第一部分111和第二部分112可以基于折线113a而在相同的方向上弯曲。绝缘部件110的第一部分111和第二部分112提供为围绕翼部24，并且可以提供为具有与翼部24的主表面的尺寸相应的尺寸。

为了最小化袋式二次电池100的体积，每个翼部24可以朝向后部22折叠。也就是说，具有绝缘部分110的每个翼部24可以被折叠，使得其与电池壳20的容纳部21的外部接触。绝缘部件110一体地设置有接合部120，接合部120能够使翼部24牢固地固定至电池壳20。当绝缘部件110在一个侧面上具有粘合剂时，承载粘合剂的侧面附接至翼部24。当接合部120包括在两个侧面上具有粘合剂的双面带时，接合部120可以附接到绝缘部件110的第一部分111以形成一体带布置。在将翼部24朝向电池壳的容纳部21折叠时，接合部120的暴露侧面上的粘合剂在接触时将翼部24附接至容纳部21。通过在将一体带布置附接至电池壳的翼部24之前完成形成一体带布置，电池的制造工艺能够被简化，使得不容易出错。

在下文中，现在将参照图6A至图7B描述本发明的其它实施例。在这些实施例中，在以下描述中提及的部件之外的部件类似于图1至图5中描述的第一实施例中的部件，其详细描述将被省略。

现在转至图6A和图6B，图6A是根据本发明的第二实施例的绝缘部件的分解透视图，图6B是相应于图1的部分X的袋式二次电池的一部分的近视图，但是改为包括根据本发明的第二实施例的绝缘部件。

参照图6A和图6B，在根据第二实施例的袋式二次电池中，电池壳20的翼部24可以设置为使得翼部24的至少一部分被绝缘部件210围绕。绝缘部件210可以进一步包括与其一体地设置的接合部220。绝缘部件210可以布置在翼部24的两个主表面上，翼部24可以弯曲以固定至电池壳20。接合部220插设在绝缘部件210与电池壳20之间，使得翼部24可被牢固地固定至电池壳20。

绝缘部件210可以包括设置到其内部的缓冲部分213以及分别从缓冲部分213延伸至两侧的第一部分211和第二部分212。第一部分211和第二部分212可以从缓冲部分213的折线213a在相同的方向上弯曲。绝缘部件210的第一部分211具有提供到其的接合部220，接合部220设置在翼部24与电池壳20之间。绝缘部件210的第二部分212可以提供为覆盖翼部24的外表面。

在本发明的第二实施例中，绝缘部件210的第一部分211（具有设置在绝缘部件210中的接合部220）的宽度S可以大于绝缘部件210的第二部分212的宽度t。也就是说，绝缘部件210的第一部分211可以提供为具有与翼部24和接合部220的每个相应的尺寸。在此情况下，绝缘部件210的第一部分211和接合部220提供为具有与翼部24相应的尺寸，以保持翼部24与电池壳20之间的固定力。另一方面，绝缘部件210的第二部分212设置为具有小于翼部24的尺寸，使得能够降低袋式二次电池的材料成本。

现在转至图7A和图7B，图7A是根据本发明的第三实施例的绝缘部件的分解透视图，图7B是根据本发明的第三实施例的袋式二次电池的平面图。

现在参照图7A和图7B，袋式二次电池可以包括绝缘部件310和翼部24。绝缘部件310可以提供为围绕翼部24的两个主表面，翼部24可以朝向电池壳20弯曲以被固定到电池壳20。绝缘部件310可以进一步包括插设在翼部24与电池壳20之间的接合部320。

绝缘部件310可以包括提供到其内部的缓冲部分313，其中第一部分311和第二部分312分别从缓冲部分313的两侧延伸。折线313a可以设置在缓冲部分313与第一部分311和第二部分312的每个之间。在本发明的第三实施例中，绝缘部件310进一步包括也从缓冲部分313延伸的第三部分314。

绝缘部件310的第一部分311和第二部分312可以设置为覆盖翼部24，第三部分314可以在与翼部24相反的方向上延伸。缓冲部分313可以提供为相应于翼部24的端部。绝缘部件310的第一部分311和第二部分312覆盖翼部24的相反主表面，翼部24可通过设置在绝缘部件310的第一部分311上的接合部320而牢固地固定至电池壳20。随后，绝缘部件310的第三部分314提供为再次围绕电池壳20，使得翼部24可更牢固地固定至电池壳20。绝缘部件310的第三部分314可以附接至电池壳20的容纳部21，例如，可以附接至电池壳20的容纳部21的底面。

现在转至图8A至图8C，图8A是示出根据本发明原理的制造二次电池的制造方法800的流程图，图8B是示出图8A中的步骤S810中执行的工艺的流程图，图8C是示出图8A的步骤S820中执行的工艺的流程图。

现在参照图8A，方法800包括步骤S810中的电池壳的制备，步骤S820中的绝缘部件/接合部结合（即，一体带布置）的制备，步骤S830中的将绝缘部件/接合部结合附接至电池壳的翼部，以及然后步骤S840中的通过折叠翼部而将翼部附接至容纳部。如从图8A的流程图800可以看出，在绝缘部件或者接合部附接至电池壳20之前，接合部120/220/320与绝缘部件110/210/310结合。结果，制造工艺被简化，而且在制造工艺期间错误的产生被减至最小，使得制造产量可以最大化。

现在转至图8B，图8B示出在图8A的步骤S810中包括的单个工艺步骤，其为电池壳20的制备。首先，在步骤S811中，通过在隔板的两个侧面上层叠电极而制备电极组件30。如果需要卷绕的电极组件，步骤S811可以进一步包括将层叠体一起卷绕以制造卷绕的电极组件。步骤S811可以还包括在电极引线片31和32延伸穿过电池壳20的位置将引线膜33贴附到每个电极引线片31和32上。在步骤S812中，通过在金属层B的两个侧面上层叠树脂层A和A’而制备电池壳20的前部23和后部22，但是这个步骤不以任何方式受限。此外，层叠体可被成型以在电池壳20的后部23之内制备容纳部21。在步骤S813中，电极组件30被插入到电池壳20的后部22的容纳部21中。电解液也可以被包括在容纳部21之内。在步骤S814中，电池壳的前部和后部被热接合在一起以制造翼部24并且在其中密封电极组件。在完成电池壳的制备时，在容纳部21的任一侧上存在翼部24。

转至图8C，在制备绝缘部件/接合部结合的步骤S820中执行的工艺从沿着折线113a、213a、313a折叠绝缘部件110、210、310开始，如图4A、图4B、图6A和图7A所示。接下来，在步骤S822中将接合部120、220、320附接至绝缘部件的第一部分111、211、311。在一体带布置附接至电池壳之前，进行接合部至绝缘部件的附接。因为在一体带布置附接至电池壳之前将接合部附接至绝缘部件，所以在二次电池的制造工艺中错误的风险很小。

虽然结合某些示例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，旨在覆盖在随附权利要求及其等效物的精神和范围之内包括的不同修改和等效布置。

本申请要求在美国专利和商标局于2013年3月2日提交的临时申请No.61/606,084以及于2013年2月20日提交的非临时申请No.13/772,151的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (17)

1.一种袋式二次电池，包括：

电极组件，包括通过隔板而彼此分离的一对电极；

电池壳，包括接合至后部的前部，以在所述电池壳的相对边缘处制造翼部，所述电极组件布置在所述电池壳的容纳部之内，所述容纳部布置在所述翼部之间；

绝缘部件，布置在所述电池壳的每个所述翼部处；以及

接合部，布置在每个所述翼部处以将所述翼部附接至所述电池壳的所述容纳部，

其中所述电池壳的每个翼部具有面对所述容纳部的第一侧以及背对所述容纳部的与所述第一侧相反的第二侧，所述绝缘部件覆盖所述第一侧和所述第二侧二者，所述接合部布置在所述翼部的所述第一侧与所述电池壳的所述容纳部之间，

其中所述绝缘部件包括：

第一部分，覆盖所述翼部的所述第一侧；

第二部分，覆盖所述翼部的所述第二侧的至少一部分；

缓冲部分，布置在所述翼部的边缘部分之上，并且在折线处连接至所述第一部分和所述第二部分的每个；以及

第三部分，从所述缓冲部分在与所述翼部相反的方向上延伸并且布置在所述电池壳的所述容纳部上。

2.根据权利要求1所述的电池，还包括：所述接合部与所述绝缘部件一体地提供。

3.根据权利要求1所述的电池，还包括：所述绝缘部件是单个的一体单元。

4.根据权利要求1所述的电池，

所述第二部分覆盖所述翼部的所述第二侧的整体。

5.根据权利要求1所述的电池，所述第二部分覆盖所述翼部的所述第二侧的仅一部分。

6.根据权利要求4所述的电池，其中所述接合部的尺寸相应于所述翼部的所述第一侧和所述绝缘部件的所述第一部分的每个的尺寸。

7.根据权利要求5所述的电池，其中所述接合部的尺寸相应于所述翼部的所述第一侧和所述绝缘部件的所述第一部分的每个的尺寸。

8.根据权利要求1所述的电池，还包括：

电极引线片，延伸至所述电池壳之外并且电连接所述电极组件的每个电极板；以及

引线膜，围绕所述电极引线片的延伸穿过所述电池壳的部分布置以将所述电极引线片与所述电池壳电绝缘。

9.根据权利要求1所述的电池，所述前部和所述后部的每个是包括布置在两个树脂层之间的金属层的层叠体。

10.根据权利要求1所述的电池，所述接合部是在两个侧面上具有粘合剂的双面带。

11.根据权利要求2所述的电池，所述接合部是在两个侧面上具有粘合剂的双面带，所述绝缘部件是仅在一个侧面上具有粘合剂的带。

12.一种制造袋式二次电池的方法，包括：

通过在隔板的每个侧面上层叠电极而制备电极组件；

制备电池壳的前部和后部，所述后部具有容纳部；

将所述电极组件和电解液插入到所述容纳部中；

通过将所述前部的边缘部分热接合至所述后部的边缘部分而在其中密封所述电极组件，以制造翼部；

提供一对一体带部件，每个所述一体带部件包括与绝缘部件一体地提供的接合部；

将所述一对一体带部件附接至所述电池壳的各翼部；以及

通过将其上布置有所述一体带部件的所述翼部朝向所述容纳部折叠而将所述电池壳的所述翼部附接至所述电池壳的所述容纳部，其中所述电池壳的每个翼部具有面对所述容纳部的第一侧以及背对所述容纳部的与所述第一侧相反的第二侧，所述绝缘部件覆盖所述第一侧和所述第二侧二者，所述接合部布置在所述翼部的所述第一侧与所述电池壳的所述容纳部之间，

其中所述绝缘部件包括：

第一部分，覆盖所述翼部的所述第一侧；

第二部分，覆盖所述翼部的所述第二侧的至少一部分；

缓冲部分，布置在所述翼部的边缘部分之上，并且在折线处连接至所述第一部分和所述第二部分的每个；以及

第三部分，从所述缓冲部分在与所述翼部相反的方向上延伸并且布置在所述电池壳的所述容纳部上。

13.根据权利要求12所述的方法，提供所述一对一体带部件包括：

提供一对所述绝缘部件；

通过沿着所述折线折叠每个绝缘部件而对于每个绝缘部件形成所述第一部分和所述第二部分；以及

将所述接合部附接至每个绝缘部件的所述第一部分。

14.根据权利要求13所述的方法，所述接合部是在两个侧面上具有粘合剂的双面带，所述绝缘部件是仅在一个侧面上具有粘合剂的带。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：将每个绝缘部件的所述第三部分附接至所述电池壳的所述容纳部。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述热接合之前，将引线膜附接至所述电极组件的电极引线片。

17.根据权利要求13所述的方法，每个接合部以及每个绝缘部件的所述第一部分的尺寸和形状与所述电池壳的每个翼部的尺寸和形状相同。