CN100416907C - 袋式锂蓄电池 - Google Patents

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Abstract

一种袋式锂蓄电池，其包括：具有正极板、隔板和负极板的电池部分；多个分别从正极板和负极板中引出的电极接片；外壳，其形成有用于容纳电池部分的空间和彼此热熔合在一起的上、下密封面；其中所述电极接片从所述熔合的上、下密封面之间的外壳延伸，朝向所述熔合的上、下密封面中的一个密封面向后折叠，然后再远离所述一个密封面被折叠起来；以及从在所述熔合的密封面之间的位置到所述电极接片远离所述一个密封面被折叠起来的位置缠绕电极接片的绝缘带。因此，可以防止在电极接片和金属外壳的中间层之间发生短路。

Description

袋式锂蓄电池
技术领域
本申请要求享有于2002年12月17日向韩国知识产权部提交韩国专利申请No.2002-80873的优先权，该专利的公开内容通过引用整体地结合于本文中。
本发明涉及一种锂蓄电池，更具体地涉及一种电极接片相对于其外壳密封面为改进的设置的袋式锂蓄电池。
背景技术
近来，随着便携式电子装置如蜂窝电话、笔记本式计算机和摄像-放像机的发展，已经对可充电/可放电的蓄电池进行了大量的研究。这种蓄电池的例子包括镍-镉电池、镍-金属氢化物电池、镍-氢电池和锂蓄电池。在这些电池中，锂蓄电池具有3.6伏的工作电压，它是作为便携式电子装置的主要电源的镍-镉电池或镍-金属氢化物电池的工作电压的三倍。另外，锂蓄电池具有非常优良的每单位重量的功率密度。因此，锂蓄电池的使用得到了迅速的提高。
根据所使用的电解质的种类，锂蓄电池可分成采用液态电解质的锂离子电池和采用聚合物电解质的锂聚合物电池。
锂蓄电池可制成为各种形状。锂蓄电池的代表性形状是圆柱体和棱柱体，它们是锂离子电池的普遍形状。近来，柔性的袋式锂聚合物电池吸引了较多注意力，这是因为它具有相对较易变化的形状、非常安全且重量较轻。这种袋式锂聚合物电池还能进一步降低便携式电子装置的尺寸和重量。
图1显示了传统锂蓄电池的顶平面视图。
参见图1，锂蓄电池10包括电池部分11和外壳12，外壳12形成有空间12a以容纳电池部分11。
电池部分11包括正极板、负极板和插入在它们之间的隔板。通过将正极板、隔板和负极板顺序地缠绕成果冻卷的结构，或者将正极板、隔板和负极板层压成堆叠结构，就可形成电池部分11。
与电池部分11的各个电极板电连接的正接片13和负接片14安装成使得它们的预定长度暴露在外壳12的上、下密封面12b之外。电极接片13和14上的与上、下密封面12b相接触的部分用绝缘带15包起来。
如图3所示，与由金属材料制成的圆柱形或棱柱形壳体不同，外壳12具有袋式结构，其包括由金属箔制成的中间层12d以及由绝缘膜制成的内、外层12e和12f。外壳形成有用于容纳电池部分11的空间12a，并形成有彼此热熔合在一起的上、下密封面12b。
图2显示了图1所示的袋式锂蓄电池的剖视图。
参见图2，电极接片13和14的一部分处于外壳12的上、下密封面12b之间，电极接片13和14的端部暴露在外壳12的上、下密封面12b之外。电极接片13和14上的与上、下密封面12b相接触的部分用绝缘带15包起来。为了防止内层12e在将上、下密封面12b彼此热熔合在一起时被朝外推动，上、下密封面12b的端部12c相对于电极接片13和14向上和向下倾斜预定的角度。
为了制造具有上述结构的锂蓄电池10，首先通过缠绕或层压正极板和负极板并将隔板插入在它们之间来形成电池部分11。所形成的电池部分11插入到外壳12的空间12a中。然后将外壳12的上、下密封面12b彼此热熔合在一起，从而密封住电池部分11。在这种情况下，缠绕在电极接片13和14周围并插入到上、下密封面12b之间的绝缘带15也与上、下密封面12b热熔合在一起。
接着将暴露在外壳12之外的电极接片13和14的端部朝向外壳12至少折叠一次。折叠的电极接片13和14的端部处于上、下密封面之一的外部，并与分开制备的保护性电路板(未示出)的端子电连接。
然而，这种传统的锂蓄电池10具有下述问题。
当将电极接片13和14朝向外壳12折叠以使电极接片13和14的端部与保护性电路板电连接时，电极接片13和14的内表面与上或下密封面12b的端部12c相接触。在这种情况下，端部12c的中间层12d与电极接片13和14相接触，端部12c通过用于完成外壳12的形状的切割工艺而暴露在外。结果，在外壳和电极接片之间可能会产生短路。另外，处于上、下密封面12b之一的外部的保护性电路板很可能与上、下密封面12b的外表面直接接触。出于这些原因，无法保证锂蓄电池10的安全性和可靠性。
发明内容
本发明提供了一种具有增强稳定性的袋式锂蓄电池，这是通过改进电极接片和缠绕着电极接片的绝缘带相对于其外壳的设置来实现的。
根据本发明的一个方面，提供了一种袋式锂蓄电池，其包括：具有正极板、隔板和负极板的电池部分；多个分别从正极板和负极板中引出的电极接片；外壳，其形成有用于容纳电池部分的空间和彼此热熔合在一起的上、下密封面，其中所述电极接片从所述熔合的上、下密封面之间的外壳延伸，朝向所述熔合的上、下密封面中的一个密封面向后折叠，然后再远离所述一个密封面被折叠起来；以及从在所述熔合的密封面之间的位置到所述电极接片远离所述一个密封面被折叠起来的位置缠绕电极接片的绝缘带。
根据本发明的一个方面，提供了一种锂电池，包括：外壳，其包括彼此热熔合在一起的上、下密封面和可容纳电池部分的空间，所述电池部分包括正极板、隔板和负极板；多个分别从所述正极板和负极板中引出的电极接片，其中所述电极接片从所述熔合的密封面之间的外壳延伸，朝向所述熔合的上、下密封面中的一个密封面向后折叠，然后再远离所述一个密封面被折叠起来；以及从在所述熔合的密封面之间的位置到所述电极接片远离所述一个密封面被折叠起来的位置缠绕所述电极接片的绝缘带。
根据本发明的一个方面，电极接片从上或下密封面的端部处开始朝向外壳折叠。
根据另一方面，绝缘带具有在折叠时与上、下密封面之一的端部相接触的部分。
根据另一方面，绝缘带的折叠部分为外壳的上或下密封面的总宽度的至少5％。
本发明的其它方面和/或优点部分地在下述介绍中阐述，部分地可从下述介绍中理解，或者可在实施本发明中了解到。
附图说明
通过参考实施例的下述介绍并结合附图，可以更加清楚并更容易地理解本发明的这些/其它方面，在附图中：
图1显示了传统锂蓄电池的顶平面视图；
图2显示了图1所示的传统锂蓄电池的剖视图；
图3显示了相接触的图2所示的电极接片和密封面的局部放大视图；
图4显示了根据本发明一个实施例的锂蓄电池的分解透视图；
图5显示了图4所示电池部分的放大透视图；
图6显示了图4所示外壳的放大透视图；
图7显示了图4所示锂蓄电池的电极接片的未折叠状态的剖视图；
图8显示了图4所示锂蓄电池的电极接片的折叠状态的剖视图；和
图9显示了图8所示电极接片的折叠部分的放大剖视图。
具体实施方式
下面将详细地参考本发明的实施例，其例子显示于附图中，在附图中相似的标号表示相似的部件。该实施例将通过参考附图来在下文中进行介绍以说明本发明。
图4显示了根据本发明一个实施例的锂蓄电池的分解透视图。
图5显示了图4所示电池部分的放大透视图。
电池部分31包括正极板32、负极板33和处于它们之间的隔板34，如图5所示。
通过用正极活性材料来涂覆条形金属板、例如由铝膜制成的正极集电器，就可形成正极板32，该正极活性材料包括作为主组分的锂基氧化物、粘合剂和导电材料。正极板32与正极接片35电连接，正极接片35被正极绝缘带37包起来。
通过用负极活性材料来涂覆条形金属板、例如由铜膜制成的负极集电器，就可形成负极板33，该负极活性材料包括作为主组分的碳材料、粘合剂和导电材料。负极板33与负极接片36电连接，负极接片36被负极绝缘带38包起来。
对于隔板34来说，在正极板32和负极板33之间设有至少一个隔板，以便在它们之间保持电绝缘。隔板34由聚乙烯膜、聚丙烯膜或其组合物制成。最好，隔板34形成为比正极板32和负极板33更宽，以便防止在正极板32和负极板33之间形成短路。
参见图4，锂蓄电池30包括电池部分31和用于容纳电池部分31的外壳310。
外壳310包括连接在一起的上部320和下部330。上部320的至少一侧连接到下部330的至少一侧上。这种外壳310为长方体。
下部330形成有用于容纳电池部分31的空间331，并且沿着空间331的边缘形成了下密封面332。上部320也形成有与下密封面332相对应的上密封面321。在将电池部分31插入到空间331中之后，将上、下密封面321和332彼此熔合在一起。
图6显示了图4所示外壳的放大透视图。
上部320和下部330最好由大致相同的材料制成。外壳310的上部320和下部330均包括由绝缘聚合物膜制成的内层322、金属材料制成的中间层323，以及由绝缘聚合物膜制成的外层324，它们顺序地层压以形成一个堆叠结构，如图6所示。
通过沿一个方向重复性地折叠顺序层压在一起的正极板32、隔板34和负极板33，就可形成电池部分31。
将所缠绕的电池部分31插入到下部330的空间331中。在这种情况下，从各个电极板32和33中抽出来的正极接片35和负极接片36的端部均暴露在外壳310之外。
然后，当对外壳310施加预定量的热量和压力并且同时使上、下密封面321和332相互接触时，上、下密封面321，332就彼此熔合在一起。这样就完成了袋式锂蓄电池30。
将分别缠绕在电极接片35和36上的绝缘带37和38插入到上、下密封面321和332之间并与之熔合在一起。绝缘带37和38的端部暴露在外壳310之外，并且与电极接片35和36一起至少折叠一次。
下面将详细地介绍电极接片35和36以及绝缘带37和38的折叠。
图7显示了图4所示电极接片35和36的未折叠状态，而图8显示了图4所示电极接片35和36的折叠状态。
在图7和8中采用与图4中相同的标号来表示具有相同功能的构件。
参见图7，上部320形成有上密封面321。下部330形成有与上密封面321相面对的下密封面332。彼此热熔合在一起的上、下密封面321和332具有预定的宽度W。
上密封面321的端部325沿一个方向倾斜预定的角度。下密封面332的端部333沿着与上密封面321的端部325相反的方向相对于电极接片35和36倾斜预定的角度。因此，上、下密封面321和332的端部325，333分别相对于电极接片35和36向上和向下倾斜预定的角度。
缠绕有绝缘带37和38的电极接片35和36处于上、下密封面321和332之间。这里，绝缘带37和38的端部暴露在外壳310之外。当与电极接片35和36一起朝向外壳310折叠时，暴露出来的绝缘带37和38具有与上密封面321的端部325或与下密封面332的端部333相接触的端部。
绝缘带37和38的折叠长度L最好为密封面321，332的总宽度W至少的5％，以防止在外壳和电极接片之间形成短路。虽然不必对折叠长度设定一个具体的上限，然而考虑到电池制造工艺的效率，折叠长度为密封面321和332的总宽度W的约90％就足够了。因此，绝缘带37和38的折叠长度处于密封面321和332的总宽度W的5到90％。根据本申请人所进行的实验的结果，最佳折叠长度应为总宽度W的30到50％。
暴露出来的绝缘带37和38的端部从上密封面321的端部325或与下密封面332的端部333开始与电极接片35和36一起朝向外壳310折叠。然后，在沿相反方向再次折叠之后，将电极接片35和36的端部与单独制备的保护性电路板电连接。
图9显示了电极接片的折叠部分的放大剖视图。
这里，由于绝缘带37和38的端部处于密封面321和332之外，因此电极接片35和36并不与外壳310的中间层323直接接触。
从上述介绍中可以清楚，本发明的袋式锂蓄电池提供了下述效果。
首先，暴露在外壳密封面之外的一部分绝缘带延伸出来，绝缘带的延伸部分在折叠后与密封面的端部相接触。因此，可以防止在电极接片和金属外壳的中间层之间发生短路。
其次，暴露在密封面之外的绝缘带朝向外壳折叠，然后定位在密封面之外。因此，可以降低保护性电路板和外壳表面之间直接接触的可能性。
第三，由于暴露在外壳之外的一部分绝缘带相对较长，因此可以防止由于外壳外层的剥落而引起的短路。因此，可以提高锂蓄电池的安全性和可靠性。
虽然已经参考代表性实施例具体地显示和介绍了本发明，然而本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离由所附技术方案限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明的形式和细节进行各种变化。

Claims (18)

1. 一种袋式锂蓄电池，包括：
具有正极板、隔板和负极板的电池部分；
多个分别从所述正极板和负极板中引出的电极接片；
外壳，其形成有用于容纳所述电池部分的空间和彼此热熔合在一起的上、下密封面，其中所述电极接片从所述熔合的上、下密封面之间的外壳延伸，朝向所述熔合的上、下密封面中的一个密封面向后折叠，然后再远离所述一个密封面被折叠起来；以及
从在所述熔合的密封面之间的位置到所述电极接片远离所述一个密封面被折叠起来的位置缠绕所述电极接片的绝缘带。
2. 根据权利要求1所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，所述电极接片从所述上密封面或下密封面的端部处开始朝向所述外壳折叠。
3. 根据权利要求2所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，所述绝缘带具有在折叠时与所述上、下密封面中之一的端部相接触的部分。
4. 根据权利要求3所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，所述绝缘带的接触部分完全包绕着所述电极接片，从而在所述电极接片和外壳之间提供了电绝缘。
5. 根据权利要求2所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分处于所述上、下密封面中之一的外部。
6. 根据权利要求2所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分为所述上密封面或下密封面的总宽度的至少5％。
7. 根据权利要求6所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分为所述上密封面或下密封面的总宽度的5到90％。
8. 根据权利要求6所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分为所述上密封面或下密封面的总宽度的30到50％。
9. 根据权利要求1所述的袋式锂蓄电池，其特征在于，插入在所述上、下密封面之间的所述绝缘带的一部分与所述上、下密封面热熔合在一起。
10. 一种锂电池，包括：
外壳，其包括彼此热熔合在一起的上、下密封面和可容纳电池部分的空间，所述电池部分包括正极板、隔板和负极板；
多个分别从所述正极板和负极板中引出的电极接片，其中所述电极接片从所述熔合的密封面之间的外壳延伸，朝向所述熔合的上、下密封面中的一个密封面向后折叠，然后再远离所述一个密封面被折叠起来；以及
从在所述熔合的密封面之间的位置到所述电极接片远离所述一个密封面被折叠起来的位置缠绕所述电极接片的绝缘带。
11. 根据权利要求10所述的锂电池，其特征在于，所述多个电极接片从所述上密封面或下密封面的端部处开始朝向所述外壳折叠。
12. 根据权利要求11所述的锂电池，其特征在于，所述绝缘带具有在折叠时与所述上、下密封面中之一的端部相接触的部分。
13. 根据权利要求12所述的锂电池，其特征在于，所述绝缘带的接触部分完全包绕着所述电极接片，从而在所述电极接片和外壳之间提供了电绝缘。
14. 根据权利要求11所述的锂电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分处于所述上、下密封面中之一的外部。
15. 根据权利要求11所述的锂电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分为所述上密封面或下密封面的总宽度的至少5％。
16. 根据权利要求15所述的锂电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分为所述上密封面或下密封面的总宽度的5到90％。
17. 根据权利要求15所述的锂电池，其特征在于，所述绝缘带的折叠部分为所述上密封面或下密封面的总宽度的30到50％。
18. 根据权利要求10所述的锂电池，其特征在于，插入在所述上、下密封面之间的所述绝缘带的一部分与所述上、下密封面热熔合在一起。
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