CN101350397A - 袋型二次电池 - Google Patents

Abstract

一种袋型二次电池，包括：电极组件，其包括第一电极板、第二电极板和布置在其间的隔板；和袋状壳体，包括具有用来容纳所述电极组件的袋的第一壳体部分，布置在所述袋的开口端的第二壳体部分和用来将所述第二壳体部分密封至所述第一壳体部分的密封部。所述密封部包括被弯曲以覆盖所述袋的相对的侧面的侧翼部和从所述侧翼部被弯曲以覆盖所述袋的底面的弯曲部。

Description

袋型二次电池

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年7月20日在韩国知识产权局提交的韩国申请No.2007-72844的权益，该申请的公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的各方面涉及包括袋状壳体的袋型二次电池，该袋状壳体具有弯曲密封部以覆盖单电池的边缘，从而对外部冲击进行缓冲。

背景技术

通常，锂聚合物电池是指包括电极组件的电池，该电极组件包括布置在正极板与负极板之间的隔板。隔板使这些极板电绝缘，并包含有离子导电介质，即电解液。为了提高离子电导性，这种隔板由浸泡过电解液的凝胶聚合物形成。除了提高离子电导性之外，凝胶聚合物电解液还提供了各种不同的优势，例如，对电极的优良粘附力、突出的机械特性和制造的简易性。

锂聚合物电池能够以板状结构的形式来制作，因此不需要采用在制造某些锂离子电池时所必需涉及的卷绕工艺。结果，电池组件能够采用堆叠板状结构的形式，并且还可能将电极组件制作成方形结构。进一步，由于电解液被内部注入到被制作成一体结构的单电池中，因此电解液基本上不暴露给外部。另外，电级组件能够被加工成板状结构，因此不需要为了使电极组件成形为矩形结构而施加压力。从而，有可能使用薄的和柔韧的袋状壳体而不是更厚、更硬的方形或圆柱形罐来容纳电池。

如上所述，当使用柔韧的袋状壳体时，与使用罐相比，可能大大减小电池的厚度。结果，可能在相同的容积中形成数量更多的电极组件。也就是说，可以大大提高电池的容量。进一步，由于袋状壳体的柔韧性，可能易于以所需的形状来制作电池。因此，这样制作的电池很容易安装在多种电子设备中。

然而，尽管电池的容量和成形能力提高，但是袋状壳体受到了与较差机械强度相关联的问题的困扰，并且因此易受外部冲击而损坏。具体来说，当大面积的袋型二次电池坠落时，相对较大的冲击力会施加到电池的边缘。对电池边缘的冲击会导致各种问题，例如，电极组件将袋状壳体撕破以及袋状壳体的密封部被打开。

发明内容

本发明的各方面提供具有耐冲击结构的袋型二次电池。

本发明的各方面提供了袋型二次电池，包括：电极组件，其包括第一电极板、第二电极板和布置在其间的隔板；和袋状壳体，其包括具有用来容纳所述电极组件的袋的第一壳体部分和用来将所述电极组件密封在所述第一壳体部中的第二壳体部分。

根据本发明的各方面，所述袋状壳体包括密封部。所述密封部包括用来覆盖所述袋的相对的侧面的侧翼部和用来覆盖所述袋的相对的边缘的弯曲部。

根据本发明的各方面，所述弯曲部可以被围绕所述袋的边缘折叠起来，使得所述弯曲部的末端彼此相对，并且部分地覆盖由所述第二壳体形成的所述袋的侧面。所述侧翼部和弯曲部通常可以是平坦的。所述弯曲部可以从侧翼部被弯曲成大致直角(90°)。

根据本发明的各方面，所述弯曲和侧翼部和所述袋的被覆盖边缘之间可以形成空隙。

根据本发明的各方面，所述侧翼部与弯曲部之间的交界面可以被制成圆形，并且所述侧翼部与弯曲部之间的交界面的曲率半径可以小于所述袋的边缘的曲率半径。

根据本发明的各方面，所述侧翼部与所述弯曲部之间的交界面可以是斜面，并且所述侧翼部可以被制成圆形。

根据本发明的各方面，所述弯曲部成波纹状，包括交替的凸面和凹面，并且只有凹面的中央部接触所述袋。所述袋状壳体可以包括用来覆盖所述袋的底侧面和所述侧翼部的部分的第三壳体部分。

发明的另外方面和/或优势中的一部分将在随后的描述中阐明，并且，一部分将从描述中显而易见，或者可以通过对本发明的实践而获知。

附图说明

从以下结合附图对实施例的描述中，发明的这些和/或其它方面和优势将变得明显且更加容易认知。在附图中：

图1A是根据本发明示例性实施例的袋型二次电池的示意性分解透视图；

图1B是示出从底部看图1A的二次电池的部分组装后形式的平面视图；

图1C是根据本发明示例性实施例的袋型二次电池的示意性透视图；

图1D是沿图1C中的线Ib-Ib的横截面视图；

图2是根据本发明另一个示例性实施例的袋型二次电池的横截面视图；

图3A是根据本发明示例性实施例的袋型二次电池的示意性横截面视图；

图3B是沿图3A中的线IIIb-IIIb的横截面视图；

图4是根据本发明示例性实施例的袋型二次电池的示意性透视图；

图5A是根据本发明示例性实施例的袋型二次电池的示意性透视图；并且

图5B是沿图5A中的线Vb-Vb的横截面视图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的示例性实施例，这些实施例的示例在附图中示出，在附图中，相似的附图标记始终指代相似的元件。以下参见附图来描述示例性实施例，以解释本发明的各方面。本领域技术人员将认知到，在不脱离所附权利要求所公开的本发明的精神和范围的情况下，可能做出修改、添加和替换。除非另外定义，这里所使用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属的技术领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。将进一步理解，除非本文明确定义，诸如在通用字典中定义的术语应当被解释为含义与在申请文件和相关技术的上下文中的含义相一致，而不是按理想化或过于正式的含义解释。为了简洁和/或清楚起见，没有详细描述公知的功能或构造。

图1A是根据本发明示例性实施例的袋型二次电池100的示意性分解透视图，图1B是示出二次电池100的部分组装后形式的平面视图。参见图1A和图1B，袋型二次电池100包括：电极组件10，其包括正极板11、负极板12和布置在它们之间的隔板13；袋状壳体20，包括第一壳体部分21和第二壳体部分22(第一盖)，用来容纳电极组件10。第一壳体部分21具有用来容纳电极组件10的袋21a。第一壳体部分21和第二壳体部分22折叠在一起，然后彼此附着，以保护袋状壳体20中的电极组件10。

正极板11和负极板12包括位于电极集流体(未示出)的表面上的电极活性材料层(未示出)。隔板13用有机电解液浸泡过。电极组件10通过将正极板11、负极板12和隔板13卷绕成胶卷型结构而形成。

正极板11通过将包含锂基氧化物作为主要成分的正电极活性材料层涂敷到由薄铝箔形成的正电极集流体的两侧来制作。正电极集流体的两端都具有未涂覆正电极活性材料层的正电极未涂覆区域。

负极板12通过将包含碳材料作为主要成分的负电极活性材料层涂敷到由薄铜箔形成的负电极集流体的两侧来制作。负电极集流体的两侧都具有未涂覆负电极活性材料层的负电极未涂覆区域。

正电极接线片15被形成在正极板11的一侧上。负电极接线片16被形成在负极板12的一侧上。正电极接线片15和负电极接线片16彼此平行排列。正电极接线片15和负电极接线片16的一部分暴露在袋状壳体20的外部，使得电极组件10可以电连接至外部装置。

正电极接线片15和负电极接线片16通常由诸如铝、铜或镍之类的金属来形成，并且应当具有足以使电压降最小的导电性。正电极接线片15和负电极接线片16大到足以在较低的电阻水平下也能供应很大的电流。通常，正电极接线片15由铝形成，负电极接线片16由镍形成。

当袋状壳体20被密封时，绝缘带17被布置在电极接线片15和电极接线片16伸出袋状壳体20的一部分上。绝缘带17用来防止电极接线片15、16和/或袋状壳体20之间短路。

绝缘带17可以由具有优良的绝缘性能、耐热性和耐用性的复合材料来形成。更具体地说，绝缘带17可以由复合材料来形成，而该复合材料由树脂形成的有机材料层(未示出)与熔点高于该树脂的熔点的无机材料(未示出)混合而成。因此，即使在由于为了密封袋状壳体20而施加高的熔融粘合温度引起有机材料层熔化和/或丧失时，绝缘带17仍能够维持绝缘功能。

袋状壳体20分为两部分，即位于折叠线F处的第一壳体部分21和第二壳体部分22。袋21a通过诸如加压处理等的常规方法形成于第一壳体部分21的中央。

袋状壳体20可以由金属薄膜，例如铝薄膜，来形成。袋状壳体20的外表面上可以形成树脂或尼龙的绝缘层，以保护金属薄膜免受损坏和/或外部电接触。

诸如聚丙烯、聚乙烯等的有机材料的热粘合树脂(未示出)，可以涂覆在袋20的内表面上。例如，流延聚丙烯(CPP)可以用作热粘合树脂。CPP层可以由有机材料和无机材料颗粒的复合材料来形成。

通过将第一壳体部分21折叠到第二壳体部分22上来密封袋状壳体20，然后，进行加热和加压以使形成在第一壳体部21和第二壳体部22的内表面上的CPP层熔化。更具体地说，该熔化形成围绕袋状壳体20的三个侧面延伸的密封部25、26、27。

图1C是根据本发明示例性实施例，在进行进一步处理之后袋型二次电池100的示意性透视图，图1D是沿图1C的Ib-Ib线的横截面视图。参见图1C和图1D，袋型二次电池100被配置成使得密封部25、26(在图1C中示出)围绕电极组件10的两个相对的侧面弯曲。更具体地说，袋21a的两个侧面都被密封部25、26包围。

密封部25包括侧翼部25w和弯曲部25e，密封部26包括侧翼部26w和弯曲部26e。侧翼部25w、26w被折叠以便覆盖袋21a的相对的侧面21a2、21a3。弯曲部26e、25e以远离侧翼部25w、26w的形式进行折叠以覆盖袋21a的相对的边缘27a、27b，并部分地覆盖袋21a的底面21a1。边缘27a、27b将袋21a的相对的侧面21a2、21a3与袋21a的底面21a1分离。这里所引用的“底”和“顶”面是为了方便而使用的，并非将本启示局限于任何特定方位。

根据本发明的各方面，可能实现对电极组件10的更大保护，因为密封部25、26覆盖袋21a的边缘27a、27b以及袋21a的侧面21a2、21a3。因此，可能吸收施加到袋型二次电池100的边缘的冲击。特别地，在通常具有容易受到相对较大冲击影响的边缘的大面积袋型二次电池的情况下，在电池坠落时，可能加强对冲击的缓冲作用。

参见图1D，弯曲部25e、26e从侧翼部25w、26w延伸。弯曲部26e、25e被弯曲成使得其末端跨在袋21a的底上彼此相对。换句话说，弯曲部25e、26e部分地覆盖袋21a的底面21a1，并加固袋21a的边缘27a、27b。因此，袋21a得到进一步坚固支撑，以防止在施加外部冲击时可能发生的袋21a内部的电极组件10的移动或摇晃。结果，可以防止袋状壳体20被撕破，也可以防止密封部25、26被打开。

弯曲部25e、26e相对于侧翼部25w、26w弯曲成大致直角(90°)。如果上述角度小于90°，则缓冲作用可能会减小。另一方面，如果这个角度大于90°，则袋21a不能得到完全支撑，在袋型二次电池100受到冲击情况下，这可能导致袋被撕破，或密封部25、26被打开。

图2是根据本发明另一个示例性实施例的袋型二次电池200的横截面视图。参见图2，袋型二次电池200包括侧翼部31w、32w和从侧翼部31w、32w弯曲的弯曲部31e、32e。弯曲部31e、32e不同于袋型二次电池100的弯曲部25e、26e。

折38a、38b形成在弯曲部31e、32e与侧翼部31w、32w之间，并与袋21a的边缘27a、27b相隔给定距离。换句话说，折38a、38b与袋21a的边缘27a、27b分离。也就是说，在折38a、38b与边缘27a、27b之间形成用来吸收冲击的空气缓冲30。

可以通过倒圆工艺将折38a、38b制成圆形。折38a、38b的曲率半径被设置为小于边缘27a、27b的曲率半径。如果折38a、38b的曲率半径大于边缘27a、27b的曲率半径，则折38a、38b将接触边缘27a、27b，使得无法形成空气缓冲30。

尽管图2中未示出，折38a、38b可以通过倒角工艺而非倒圆工艺来形成。也就是说，折38a、38b可以形成为具有圆形结构或斜面结构。如上所述，由于在边缘27a、27b与折38a、38b之间形成空气缓冲30，因此袋型二次电池200可以进一步减少由于施加到袋型二次电池200上的冲击而引起的损坏。

图3A是根据本发明又一示例性实施例的袋型二次电池300的示意性横截面视图，图3B是沿图3A中的IIIb-IIIb线的横截面视图。袋型二次电池300被配置为具有与先前的示例性实施例中的侧翼部不同的侧翼部41w、42w。

参见图3A和图3B，侧翼部41w、42w经过倒圆工艺。更具体地说，将侧翼部41w、42w制成圆形以围绕袋41a的两个侧面41a2。结果，侧翼部41w、42w可以吸收额外的冲击能量。侧翼部41w、42w的曲率允许袋21a的尺寸增大，允许该袋容纳更大的电极组件10，从而进一步增大了二次电池300的容量。

图4是根据本发明示例性实施例的袋型二次电池400的示意性透视图。袋型二次电池400被配置为具有与先前实施例的弯曲部不同的弯曲部51e、52e。

参见图4，弯曲部51e、52e以重复凸面51e′和凹面51e″的形式成波纹状。只有凹面51e″的中央部接触袋21a的底面。结果，可能进一步增大对冲击的吸收，从而进一步提高了袋型二次电池400的稳定性。

图5A是根据本发明再一示例性实施例的袋型二次电池500的示意性透视图，图5B是沿图5A的Vb-Vb线的横截面视图。

参见图5A和图5B，袋型二次电池500包括布置在二次电池500的上表面22s上的第三壳体60(第二盖)。第三壳体覆盖二次电池500的边缘29a、29b。因此，二次电池500的边缘27a、27b、29a、29b通过弯曲部25e、26e和第三壳体60得到支撑，从而进一步加强对边缘所受冲击的减轻作用。

从以上描述显而易见，本发明可以加强对冲击的缓冲作用，即使是在电池边缘容易受到相对较大的冲击影响的大面积袋型二次电池中也是如此。密封部支撑袋状壳体的袋，并防止袋状壳体被撕破和/或被打开。

虽然已经示出并描述本发明的几个示例性实施例，但是本领域技术人员可以认知到，在不脱离本发明原理和精神的情况下，可以在这些实施例中做出改变，本发明的范围由本发明的权利要求及其等价物来限定。

Claims (12)

1、一种袋型二次电池，包括：

电极组件，包括第一电极板、第二电极板和布置在所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；和

袋状壳体，包括用来容纳所述电极组件的具有底和相对的侧面的袋、布置在所述袋的相对的侧面上的第一盖和用来将所述第一盖密封至所述袋的密封部，

其中所述密封部包括被折叠向所述袋以便覆盖所述袋的相对的侧面的侧翼部，以及从所述侧翼部被折叠以便部分地覆盖所述袋的底的弯曲部。

2、根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述弯曲部的末端跨在所述袋的底上彼此相对。

3、根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述弯曲部从所述侧翼部被折叠成直角。

4、根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中在所述侧翼部和所述弯曲部之间形成有折，所述折与所述袋的边缘分离，所述袋的边缘将所述袋的相对的侧面与所述袋的底分离。

5、根据权利要求4所述的袋型二次电池，其中所述折被制成圆形。

6、根据权利要求5所述的袋型二次电池，其中所述折与所述袋的边缘相比具有更小的曲率半径。

7、根据权利要求4所述的袋型二次电池，其中所述折被制成斜面。

8、根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述侧翼部被制成圆形。

9、根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述弯曲部成波纹状。

10、根据权利要求1所述的袋型二次电池，进一步包括用于覆盖所述第一盖的第二盖。

11、根据权利要求10所述的袋型二次电池，其中所述第二盖被折叠以至少部分地覆盖所述侧翼部。

12、根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述侧翼部和所述袋的相对的侧面被制成圆形。

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