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TW201721953A - 製造二次電池的方法 - Google Patents

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TW201721953A TW105126293A TW105126293A TW201721953A TW 201721953 A TW201721953 A TW 201721953A TW 105126293 A TW105126293 A TW 105126293A TW 105126293 A TW105126293 A TW 105126293A TW 201721953 A TW201721953 A TW 201721953A
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金顯泰
金東明
柳相百
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Ｌｇ化學股份有限公司
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Abstract

本發明是關於一種製造具有某一形狀的二次電池的方法。此外，本發明包含製備配備有電極總成的二次電池的製備步驟及活化二次電池的活化步驟，其中活化步驟包含使二次電池充電或放電的充電及放電步驟，及與充電及放電步驟同時執行且使用按壓夾具將二次電池形成為某一形狀的形成步驟。

Description

製造二次電池的方法
本發明是有關於一種製造二次電池的方法，且詳言之，是有關於一種製造具有某一形狀的二次電池的方法。
當未獲得供應至建築物的交流電電源或需要直流電電源時，取決於由各種電氣及電子裝置圍繞的生活環境，使用藉由經由材料的物理反應或化學反應產生電能量向外部供應電力的電池（電池組）。
在此些電池當中，一次電池及二次電池（其為使用化學反應的化學電池）廣泛地普遍使用，且一次電池為統稱為電池的消耗性電池。此外，二次電池為使用能夠許多次在電流與材料之間重複氧化及還原程序的材料所製造的再充電型電池，且當藉由電流進行材料的還原反應時充電，且當進行材料的氧化時放電，且產生電因而反覆地執行充電-放電。
製造鋰二次電池的方法具有以下優勢：保障了穩定性且能效高，這是因為電解質呈固體或凝膠形式且即使在電池由於意外事故而毀壞時亦不漏出，且因此幾乎不存在對於燃燒或爆炸的擔憂。
此外，並不需要鋰二次電池使用堅硬金屬外部、可取決於用途而製造成各種大小及形狀、可製造成具有3 mm或更小的厚度、可將重量減小30%或更大，且可大量生產且按較大大小生產。
出於此原因，製造鋰二次電池的方法目前正商業化且用於許多不同領域中。
韓國專利申請特許公開案第10-2015-0050319號揭露一種製造弧形二次電池的現有方法。
此現有技術是用於形成具有曲率半徑的二次電池。
然而，現有技術藉由按壓成品二次電池產品而形成曲率半徑，且具有電池由於在完成形狀之後彈性抵抗強度弱而易於變形的問題。
技術難題 已鑒於上文製造本揭露內容，且本揭露內容是針對提供一種製造能夠加強彈性抵抗強度的二次電池的方法，以使得當形成具有某一形狀的二次電池時防止所述二次電池的變形。 技術解決方案
根據本揭露內容的一個實施例的一種製造二次電池的方法包含製備配備有電極總成的二次電池的製備步驟及活化所述二次電池的活化步驟，其中所述活化步驟包含使所述二次電池充電或放電的充電及放電步驟，及與所述充電及放電步驟同時執行且使用按壓夾具將所述二次電池形成為某一形狀的形成步驟。
在所述活化步驟中，可固化所述電極總成的活性材料。
在所述形成步驟中，可將所述二次電池形成為弧形的。 有利效果
本揭露內容有效地藉由藉助於充電或放電程序以按壓夾具按壓二次電池來製造具有某一所需形狀的二次電池。
本揭露內容藉由充電或放電程序經由按壓形成二次電池，且因此在完成所述二次電池的所述形狀之後有效地增強彈性抵抗強度，這是因為固化了所述電極總成的活性材料。
本揭露內容藉由充電或放電程序經由按壓形成二次電池，且因此增強二次電池變形的抵抗強度，這是因為固化了所述電極總成的活性材料，且因此有效地防止二次電池變形。
在下文中，將參考附圖詳細描述本揭露內容。本揭露內容可以各種形式予以實施且可具有各種實施例，且在圖式中說明特定實施例且在本說明書中提供相關詳細描述。然而，此不意欲將本揭露內容限制於特定實施例，且應理解，本揭露內容包含包含於本揭露內容的構想及技術範疇中的所有等效物或替代物。關於圖式的描述，類似參考數字用於類似組分。
圖1為連續地說明根據本揭露內容的一個實施例的製造二次電池的方法的流程圖。
如圖1中所說明，根據本揭露內容的一個實施例的製造二次電池的方法包含製備步驟（S1）及活化步驟（S2）。
活化步驟（S2）包含充電及放電步驟（S2-1）及形成步驟（S2-2）。
製備步驟（S1）為將電極總成安裝於袋（5）內部來製備通用二次電池（1）及以液態電解質連同電極總成填充袋（5）的內部的步驟。
將參考圖2更詳細地描述根據本揭露內容的二次電池（1）。
圖2為自左側說明圖1的製備步驟中的二次電池的方塊圖。
如圖2中所說明，根據本揭露內容的二次電池（1）可為袋型鋰二次電池，但只要其滿足鋰二次電池，則在形狀及類型上不受限制。
可（例如）藉由層壓塗佈正電極活性材料的正電極、塗佈負電極活性材料的負電極與設置於正電極與負電極之間的分隔件多次來製備電極總成。
然而，本揭露內容不限於此，且可藉由捲繞以凝膠捲形式層壓正電極、分隔件與負電極的層壓物來製備電極總成。
正電極可包含正電極活性材料部分及正電極未塗佈部分，在所述正電極活性材料部分上塗佈有正電極活性材料，在所述正電極未塗佈部分上並不塗佈有正電極活性材料。
正電極活性材料可包含含鋰過渡金屬氧化物，諸如LiCoO2 、LiNiO2 、LiMnO2 及LiMnO4 ，或鋰硫屬化物化合物。
可藉由（例如）將正電極活性材料塗佈於鋁板的至少任一個表面的一部分上來形成正電極活性材料部分，且上面並不塗佈有正電極活性材料的鋁板的剩餘部分可為正電極未塗佈部分。
負電極可包含負電極活性材料部分及負電極未塗佈部分，在所述負電極活性材料部分上塗佈有負電極活性材料，在所述負電極未塗佈部分上並不塗佈有負電極活性材料。
負電極活性材料可包含碳材料，諸如結晶碳、非晶碳、碳複合材料及碳纖維、鋰金屬、鋰合金或類似者。
可藉由（例如）將負電極活性材料塗佈於銅板的至少任一個表面的一部分上來形成負電極活性材料部分，且上面並不塗佈有負電極活性材料的銅板的剩餘部分可為負電極未塗佈部分。
可藉由（例如）將聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP共聚物）塗佈於由下列各者構成的族群中選出的任一個基板上來製備分隔件：聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、以及聚乙烯（PE）與聚丙烯（PP）的共聚物。
在電極總成中，電極分接頭（3）各自附接至正電極未塗佈部分及負電極未塗佈部分，且電極分接頭（3）可穿過袋（5）以向外部突起。
袋（5）密封電極總成，且在其中容納電解質連同電極總成。
可（例如）以絕緣層、金屬層與絕緣層的三層結構形成袋（5）。
舉例而言，金屬層可用鋁、鋼、不鏽鋼以及類似者形成，且絕緣層可用改性聚丙烯（CPP）、聚對苯二甲酸伸乙酯（PET）、耐綸以及類似者形成，然而，材料不限於此。
袋（5）可包含形成第一表面的收納單元及形成第二表面的覆蓋單元。
在收納單元中，形成能夠收納電極總成的收納空間，且當收納空間收納電極總成時，一側由收納單元連續形成的覆蓋單元摺疊於收納單元上，且接著在收納空間的邊緣處熔融結合收納單元與覆蓋單元。
活化步驟（S2）為活化在製備步驟（S1）中所製備的二次電池（1）的步驟，且包含充電及放電步驟（S2-1）及形成步驟（S2-2）。
換言之，在充電及放電步驟中，完成總成，從而完成對在放電狀態中的二次電池的充電，且經由老化活化電池。
更詳細地，在放電狀態中經完全組裝的二次電池（1）首先定位於活化設備中，且藉由連接電極初次為其充電。
接著，在初次充電的負電極的表面上，形成固體電解質中間相（solid electrolyte inter-phase；SEI），即經由負電極與電解質之間的反應所獲得的薄膜。
歷時2週至3週的時間段而使如上完成充電及放電程序的電池組老化。
貫穿老化時間段，允許液態電解質均勻地分佈於電極上。
此外，經由老化，亦可贏得用以偵測諸如鎳（Ni）、鐵（Fe）以及銅（Cu）的金屬雜質的時間。
如上文所描述，活化步驟（S2）包含與充電及放電步驟（S2-1）同時執行且經由使用按壓夾具（10）按壓將二次電池（1）形成為某一形狀的形成步驟（S2-2）。
形成步驟（S2-2）為與充電及放電步驟（S2-1）同時執行的程序，且可為經由使用按壓夾具（10）按壓將二次電池（1）形成為某一形狀的步驟。
如上文所描述，在本揭露內容的活化步驟（S2）中，與二次電池（1）的充電及放電步驟（S2-1）同時執行按壓二次電池（1）的形成步驟（S2-2），且因此，已活化二次電池（1）的電極總成的活性材料藉由所述形成而得以固化，且結果，達成加強形成為固定形狀的二次電池（1）的變形抵抗強度的效果。
當參考一個實施例描述時，根據本揭露內容的具有加強的形狀變形抵抗強度的二次電池（1）可防止二次電池（1）形成為彎曲的固定形狀及變形成不同形狀的現象，且除此之外，亦有效地防止由二次電池（1）自所形成形狀變形的現象引起的各種問題。
用於形成步驟（S2-2）中的按壓夾具（10）用於藉由自彼此相對的兩側按壓二次電池（1）來將二次電池（1）形成為某一形狀，且較佳地形成為具有大於二次電池（1）的區域的區域的一對。
然而，形成對的按壓夾具（10）未必具有相同形狀及大小。
此外，形成對應於二次電池（1）的所需形狀的按壓夾具（10），且形狀不受限制。
在下文中，將參考圖3至圖15詳細描述形成步驟（S2-2）的各種實施例。
圖3為自左側說明在圖1的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。
如圖3中所說明，在執行對二次電池（1）的充電及放電的程序中，在一個方向中為弧形的一對按壓夾具（10）將二次電池（1）自彼此相對的兩側按壓，所述方向在圖3中表達為箭頭。
圖4為自左側說明形成於圖3中的二次電池的方塊圖。
如圖4中所說明，將藉由在一個方向中為弧形的一對按壓夾具（10）按壓的二次電池（1）形成為在一個方向中為弧形的。
圖5為自左側說明在根據本揭露內容的另一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。
如圖5中所說明，在執行對二次電池（1）的充電及放電的程序中，在一個方向中為彎曲的一對按壓夾具（10）將二次電池（1）自彼此相對的兩側按壓，所述方向在圖5中表達為箭頭。
圖6為自左側說明形成於圖5中的二次電池的方塊圖。
如圖6中所說明，將藉由在一個方向中為彎曲的一對按壓夾具（10）按壓的二次電池（1）形成為在一個方向中為彎曲的。
圖7為自左側說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。
如圖7中所說明，在執行對二次電池（1）的充電及放電的程序中，在兩個方向中為弧形的一對按壓夾具（10）將二次電池（1）自彼此相對的兩側按壓，所述方向在圖7中表達為箭頭。
圖8為自左側說明形成於圖7中的二次電池的方塊圖。
如圖8中所說明，將藉由在兩個方向中為弧形的一對按壓夾具（10）按壓的二次電池（1）形成為在兩個方向中為弧形的。
圖9為自左側說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。
如圖9中所說明，在執行對二次電池（1）的充電及放電的程序中，在兩個方向中為彎曲的一對按壓夾具（10）將二次電池（1）自彼此相對的兩側按壓，所述方向在圖9中表達為箭頭。
圖10為自左側說明形成於圖9中的二次電池的方塊圖。
如圖10中所說明，將藉由在兩個方向中為彎曲的一對按壓夾具（10）按壓的二次電池（1）形成為在兩個方向中為彎曲的。
圖11為自平面說明圖1的製備步驟中的二次電池的方塊圖，且圖12為自平面說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。
如圖12中所說明，在執行對二次電池（1）的充電及放電的程序中，具有在一個方向中為弧形的兩個末端的一對按壓夾具（10）將二次電池（1）自彼此相對的兩側按壓，所述方向在圖12中表達為箭頭。
圖13為自平面說明形成於圖12中的二次電池的方塊圖。
如圖13中所說明，將藉由具有在一個方向中為弧形的兩個末端的一對按壓夾具（10）按壓的二次電池（1）形成為具有在一個方向中為弧形的兩個末端。
圖14為自平面說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。
如圖14中所說明，在執行對二次電池（1）的充電及放電的程序中，具有在兩個方向中為弧形的兩個末端的一對按壓夾具（10）將二次電池（1）自彼此相對的兩側按壓，所述方向在圖14中表達為箭頭。
圖15為自平面說明形成於圖14中的二次電池的方塊圖。
如圖15中所說明，將藉由具有在兩個方向中為弧形的兩個末端的一對按壓夾具（10）按壓的二次電池（1）形成為具有在兩個方向中為弧形的兩個末端。
如上文所描述，具有弧形或彎曲的某一形狀的二次電池（1）經由形成程序具有具固定曲率半徑的弧形形狀或具有固定角度的彎曲形狀。
換言之，具有弧形或彎曲的某一形狀的二次電池（1）可取決於所安裝電子裝置（未繪示）的形狀而具有固定弧形表面或斜度，且結果，可有效率地利用電子裝置的內部空間，這是因為移除了電子裝置與二次電池（1）之間的間隙，且可防止由二次電池（1）在電子裝置內部浮動引起的對二次電池（1）的損害。
此外，藉由經由在根據本揭露內容的二次電池（1）的活化步驟中按壓二次電池（1）來形成二次電池（1），藉由固化安裝在二次電池（1）內部的電極總成的活性材料來獲得在完成二次電池（1）的形狀之後加強恢復抵抗強度的優點。
如上文所描述，本揭露內容有效地藉由藉助於充電或放電程序以按壓夾具按壓二次電池來製造具有某一所需形狀的二次電池。
此外，本揭露內容藉由充電或放電程序經由按壓形成二次電池，且因此在完成二次電池的形狀之後有效地增強彈性抵抗強度，這是因為固化了電極總成的活性材料。
此外，本揭露內容藉由充電或放電程序經由按壓形成二次電池，且因此增強二次電池變形的抵抗強度，這是因為固化了電極總成的活性材料，且因此有效地防止二次電池變形。
在上文中，已參考附圖描述根據本揭露內容的製造二次電池的方法，然而，本揭露內容不限於上文所描述的實施例及圖式，且熟習此項技術者可在申請專利範圍內進行各種實施。
1‧‧‧二次電池
3‧‧‧電極分接頭
5‧‧‧袋
10‧‧‧按壓夾具
S1‧‧‧製備步驟
S2‧‧‧活化步驟
S2-1‧‧‧充電及放電步驟
S2-2‧‧‧形成步驟
圖1為連續地說明根據本揭露內容的一個實施例的製造二次電池的方法的流程圖。 圖2為自左側說明圖1的製備步驟中的二次電池的方塊圖。 圖3為自左側說明在圖1的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。 圖4為自左側說明形成於圖3中的二次電池的方塊圖。 圖5為自左側說明在根據本揭露內容的另一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。 圖6為自左側說明形成於圖5中的二次電池的方塊圖。 圖7為自左側說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。 圖8為自左側說明形成於圖7中的二次電池的方塊圖。 圖9為自左側說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。 圖10為自左側說明形成於圖9中的二次電池的方塊圖。 圖11為自平面說明圖1的製備步驟中的二次電池的方塊圖。 圖12為自平面說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。 圖13為自平面說明形成於圖12中的二次電池的方塊圖。 圖14為自平面說明在根據本揭露內容的又一實施例的活化步驟中經由按壓形成二次電池的方塊圖。 圖15為自平面說明形成於圖14中的二次電池的方塊圖。
S1‧‧‧製備步驟
S2‧‧‧活化步驟
S2-1‧‧‧充電及放電步驟
S2-2‧‧‧形成步驟

Claims (3)

  1. 一種製造二次電池的方法，包括： 製備配備有電極總成的二次電池的製備步驟（S1）；以及 活化所述二次電池的活化步驟（S2）， 其中所述活化步驟（S2）包含使所述二次電池充電或放電的充電及放電步驟（S2-1），及與所述充電及放電步驟同時執行且使用按壓夾具將所述二次電池形成為某一形狀的形成步驟（S2-2）。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的製造二次電池的方法，其中在所述活化步驟（S2）中，固化所述電極總成的活性材料。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的製造二次電池的方法，其中在所述形成步驟（S2-2）中，將所述二次電池形成為弧形的。
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