CN101771141A

CN101771141A - 二次电池

Info

Publication number: CN101771141A
Application number: CN200910258924A
Authority: CN
Inventors: 金浩诚
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-30
Also published as: EP2209150A1; US9153813B2; EP2209150B1; KR20100080414A; JP2010157510A; US20100167123A1; CN101771141B; JP5279697B2

Abstract

一种二次电池，包括：袋；所述袋中的电极组件，所述电极组件包括第一电极板、第二电极板以及所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板；以及从所述电极组件延伸的第一电极接线片和第二电极接线片，其中所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中至少一个电极接线片的从所述袋中突出的部分沿其长度是非平面的。

Description

二次电池

技术领域

本发明涉及二次电池，更具体地说，涉及包括电极接线片的二次电池。

背景技术

锂离子二次电池根据它们的外部结构被分类为多边形二次电池、柱形二次电池和袋形二次电池。

具体来说，袋形二次电池包括电极组件和围绕电极组件的袋，并且通过进一步包括保护电路模块和壳体被组装成电池组。电极组件可包括第一电极板、第二电极板以及第一电极板和第二电极板之间的隔板，并且该二次电池可包括从电极组件延伸的第一电极接线片和第二电极接线片。结果，电极接线片可由于外部负荷而容易变形，或者电极接线片可在某些情况下偏离其正确位置。因此，缺陷二次电池的数目可增加。

发明内容

本发明提供一种包括电极接线片的二次电池，通过在二次电池的电极接线片中形成弯曲线或突起，从而增加电极接线片的硬度，使二次电池不容易由于外部负荷而变形。

所提供的一种二次电池包括：袋；所述袋中的电极组件，所述电极组件包括第一电极板、第二电极板以及所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板；以及从所述电极组件延伸的第一电极接线片和第二电极接线片，其中所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中至少一个电极接线片的从所述袋中突出的部分沿其长度是非平面的。

在一个实施例中，所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中的至少一个电极接线片具有沿其长度延伸的至少一个皱褶，并且进一步地所述皱褶可以沿着所述电极接线片的从所述袋中突出的部分的整个长度延伸。在一个实施例中，所述电极接线片的该部分基本上是V形的、W形的或C形的。另外，所述第一电极接线片的宽度和所述第二电极接线片的宽度可以在大约2mm至大约6mm之间。

在一个实施例中，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片两者的从所述袋中突出的部分均沿其长度是非平面的，并且所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中的至少一个电极接线片可以具有至少一个凹槽部分，所述至少一个凹槽部分可以包括多个凹痕。进一步地，所述多个凹痕可以遍及所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中至少一个电极接线片的、在所述袋外部的部分的整个区域上。

本发明不限于以上目的，本领域技术人员能清楚地理解其它未提及的本发明的目的。

根据本发明，可以通过将电极接线片弯曲为各种形状，从而增加电极接线片的硬度，来防止电极接线片由于外部负荷的变形和电极接线片从正确位置的偏离。

因此，在电极接线片在二次电池的预充电操作期间与预充电器相接触时，可以防止接触误差，并且在电极接线片被焊接至保护电路模块时，可以最小化保护电路模块的端子与电极接线片之间的焊接误差。

本发明的以下实施例的细节包含在这里和附图中。参考结合附图详细描述的本发明的实施例，本发明的特征和用于实现这些特征的方法将显而易见。相同的附图标记用于在整个说明书中指代相同的或相似的元件。

以下将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。尽管在本发明的实施例中描述了袋形二次电池，但是很明显本发明的精神不限于此。

附图说明

本发明的特征和优点将从以下结合附图的详细描述中变得更加明显，在附图中：

图1是根据本发明实施例的二次电池的分解透视图；

图2是图1的二次电池的正视图；

图3是图1的二次电池的电极接线片的透视图；

图4和图5是根据本发明实施例的二次电池和预充电器的透视图；

图6是根据本发明另一实施例的二次电池的正视图；

图7至图13是根据本发明另一实施例的二次电池的电极接线片的截面图；

图14至图16是根据本发明另一实施例的二次电池的电极接线片的正视图；

图17a至图17b是根据本发明的电极接线片的其它实施例的俯视图和截面图；

图18a至图18b是根据本发明的电极接线片的其它实施例的俯视图和截面图；以及

图19是示出根据本发明实施例的弯曲二次电池的电极接线片的方法的透视图。

具体实施方式

图1和图2是根据本发明实施例的二次电池100的分解透视图和正视图。图3是根据本发明实施例的电极接线片400的透视图。

参见图1至图3，二次电池100包括袋200和容纳于袋200中的电极组件300。

袋200具有整体形成的基本上是盒子样的形状，并且包括沿袋200的短边可折叠的第一袋部分210和第二袋部分220。容纳电极组件300的凹槽或空腔通过压制形成在第一袋部分210的中间部分。袋200具有三层结构，包括尼龙层、铝薄层和聚烯烃树脂层。

电极组件300包括第一电极板310、第二电极板320和布置在第一电极板310与第二电极板320之间的隔板330。第一电极板310、第二电极板320和隔板330被卷绕，从而形成胶卷配置。电极组件300与袋200内的电解液密封在一起。

第一电极板320通过在由诸如铝箔之类的薄膜形成的第一电极收集器的对端上涂覆诸如氧化锂之类的第一电极活性材料而形成。第二电极板320通过在由诸如铜箔之类的薄膜形成的第二电极收集器的对端上涂覆诸如碳之类的第二电极活性材料而形成。

第一电极接线片400形成在电极组件300中第一电极板310的一侧上，并且第二电极接线片500形成在第二电极板320的一侧上。第一电极接线片400和第二电极接线片500平行布置，并且在胶卷配置中彼此隔开。第一电极接线片400和第二电极接线片500的某些部分暴露在袋200外面，从而使第一电极接线片400和第二电极接线片500可以电连接至保护电路模块。第一电极接线片400和第二电极接线片500通常由诸如铝、铜或镍之类的金属制成，并且具有高的电导率，以最小化电压降。

第一绝缘带610和第二绝缘带620分别形成在第一电极接线片400与袋200之间和第二电极接线片500与袋200之间。第一绝缘带610和第二绝缘带620被附到第一电极接线片400和第二电极接线片500中与袋200相接触的部分上，以防止或减小电极接线片与袋200之间短路的可能性。以下假设第一电极板310和第一电极接线片400是正电极，而第二电极板320与第二电极接线片500是负电极。在这种情况下，第一电极接线片400通常由铝制成，而第二电极接线片500由镍制成。在图2中，X方向和Y方向分别是第一电极接线片400与第二电极接线片500的横(W)向和纵(L)向。以下将为了方便而描述第一电极接线片400。但是，第二电极接线片500具有与第一电极接线片400基本相同的特征。应当理解，电极接线片是指所有的第一电极接线片和第二电极接线片。

第一电极接线片400具有其横向的截面为V形的弯曲结构。弯曲线或皱褶400a通过夹具或压床沿第一电极接线片400的纵向形成在第一电极接线片400的中间部分。第一侧接线片400b和第二侧接线片400c被弯曲，并且是关于皱褶400a呈V形。第一侧接线片400b和第二侧接线片400c形成小于180°的特定角度。皱褶400a可以朝向第一袋210或者第二袋220定向。

传统的电极接线片具有窄的宽度和长的长度，并且具有大约0.1mm的厚度。因此，电极接线片甚至可以因极弱的负荷而变形。另外，电极接线片甚至可能在没有外力的情况下由于其结构特征而变形。由于电极接线片变形或者没有被布置在正确的位置之后对电池执行的处理，会增加缺陷二次电池的数目。

强度通常是指在保持组件或者结构的功能的同时可以施加到该组件或者结构直到该组件或者结构断裂的最大负荷或应力，并且是用于测量材料性质的固有值。同时，硬度是载荷的结构或组件抵抗变形的性质，并且即使在材料相同的情况下硬度值也会根据该结构的形状或者支持而有所不同。通常，强度增加时，硬度也会增加。强度可以通过合金来增强，而硬度可以通过结构的修改也可以通过合金来增强。

因此，在本发明的实施例中，第一电极接线片400的硬度可以通过沿第一电极接线片400的纵向在该电极接线片400的中间区域处形成皱褶400a并使第一电极接线片400呈V形而得到增强。如果第一电极接线片400具有V形弯曲结构，则在第一电极接线片400的上部分、前部分以及后部分施加外部负荷时，第一电极接线片400与平面电极接线片相比不容易变形。这是由于第一电极接线片400的硬度通过第一电极接线片400的V形结构得到了增强。

所以，可以通过最小化第一电极接线片400由于在第一电极接线片400被预充电并被焊接到保护电路模块的端子时、并且在二次电池100被移动时所施加的外部负荷而导致的变形，来减小缺陷二次电池的百分比。

图4和图5是根据本发明实施例的二次电池100以及预充电器810和820的透视图。图4的预充电器810在与电极接线片400和500相接触的部分具有块，而图5的预充电器820在与电极接线片400和500相接触的部分具有引脚。

参见图4和图5以及图3，尽管电极接线片400和500的尺寸根据二次电池100的容量而不同，但是在二次电池100的容量小的情况下，电极接线片400和500的宽度通常在4至6mm或者在2至3mm之间。因此，如果在预充电操作之前，电极接线片400和500被变形或者从正确的位置偏离，则预充电器810和810以及电极接线片400和500无法彼此接触，从而引起劣等品。具体而言，由于引脚型预充电器820具有与电极接线片400和500的接触引脚821的小接触区域，因此在电极接线片400和500没有被正确布置时，电极接线片400和500以及预充电器820无法彼此接触，从而引起劣等品。

然而，可以通过将电极接线片400和500弯曲成V形状，并且最小化在预充电器操作时的处理中电极接线片400和500的变形，来防止或减小预充电器810和820以及电极接线片400和500之间的接触不良。

在第一电极接线片400的示例中，第一侧接线片400b的边缘与第二侧接线片400c的相邻边缘之间的距离大于0.5mm。换句话说，弯曲的第一电极接线片400的宽度W大于0.5mm。在块型预充电器的与第一电极接线片400相接触的部分中形成四个探针引脚811，并且第一电极接线片400需要与四个探针引脚811中的至少一个相接触，以对二次电池进行充电。由于位于与第一电极接线片400的长度L垂直的方向上的两个探针引脚811之间的间距N为0.5mm，则第一侧接线片400b的末端与第二侧接线片400c的末端之间的距离需要大于0.5mm，以预先防止第一电极接线片400与探针引脚811的接触误差。

电极接线片400和500也可以在与预充电器810和820相接触时变形。具体而言，由于块型预充电器810与电极接线片400和500的接触区域宽于引脚型预充电器820，因此更大的负荷被传递到电极接线片400和500，使电极接线片400和500变形，并且使电极接线片400和500从其正确的位置偏离。

然而，根据本发明的实施例，由于电极接线片400和500具有V形弯曲结构，因此电极接线片400和500的变形可以通过允许电极接线片400和500在预充电操作期间支撑预充电器的压力而最小化，这样电极接线片400和500的变形以及电极接线片400和500从正确位置的偏离可以在二次电池100的移动期间以及在保护电路模块的焊接操作之前被最小化。

图6是根据本发明另一实施例的二次电池100的正视图。

参见图6，在根据本发明该实施例的二次电池100中，仅第一电极接线片400可以被弯曲为V形。图6的第一电极接线片400的形状与图1至图5中所示的电极接线片400的形状相同。

第一电极接线片400是正电极接线片，并且可以由诸如铝之类的与第一电极收集器相同的材料制成。铝与由镍制成的第二电极接线片400相比具有高的柔韧性和延展性，但是具有低的强度和硬度。

因此，电极接线片400的硬度可以通过仅沿第一电极接线片400的纵向在第一电极接线片400的中间部分形成皱褶400a而得到增强，并且第二电极接线片700没有弯曲线。

尽管未示出，但也可以仅第二电极接线片具有V形。然而，本发明不限于电极接线片具有弯曲的V形。

图7至图13是根据本发明另一实施例的电极接线片405、410、415、420、425、430和435的截面图。在图7至图13中，截面图是沿电极接线片的横向截取的。图7至图13的电极接线片仅在横向截面上不同于图1至图5的第一电极接线片400，但是防止电极接线片由于外部负荷而变形和电极接线片从正确位置偏离的基本目的和其它描述与图1至图6的电极接线片相同。应当理解，图7至图13的电极接线片的横向结构可以在整个纵向上相同，但是也可以仅在电极接线片长度的特定部分形成。以下将为了方便而描述第一电极接线片。

参见图7，根据本发明实施例的第一电极接线片405的横向截面具有沿第一电极接线片405的纵向恒定的特定曲率。

由于第一电极接线片405的曲率恒定，因此第一电极接线片405的变形可以通过均匀地分布外部负荷而得到最小化。

参见图8，根据本发明实施例的第一电极接线片410的横向截面具有沿第一电极接线片410的纵向的三个皱褶410a、410b和410c。因此，第一电极接线片410通过皱褶410a、410b和410c的存在而具有W形横向截面。

由于第一电极接线片410与图1至图5的第一电极接线片400相比多弯曲两次，因此可以显著地阻止第一电极接线片410由于外部负荷的变形。

参见图9至图11，在根据本发明实施例的第一电极接线片415、420和425的横向截面上，突起415a、420a和425a形成于第一电极接线片415、420和425的横向中间部分C处。突起415a、420a和425a通过夹具或压床沿第一电极接线片415、420和425的纵向在第一电极接线片415、420和425的中间部分由车床加工而成。突起415a、420a和425a的横向截面具有弧形、矩形和三角形。在一个实施例中，用于形成突起415a、420a和425a的夹具或压床的形状与突起415a、420a和425a的形状相同。

由于突起415a、420a和425a可增加第一电极接线片415、420和425的硬度，因此在第一电极接线片415、420和425接收外部负荷时，第一电极接线片415、420和425的变形可以被最小化。

参见图12和图13，根据本发明实施例的第一电极接线片430和435的横向截面具有波形或锯齿形。图12的第一电极接线片430有具有曲率的波形或锯齿形，而图13的第一电极接线片435具有其弯曲部分具有特定角度的波形或锯齿形。在图12和图13中，第一电极接线片430和435的波形或锯齿形规则地形成，但是也可以不规则形成。

由于波形或锯齿形可以增加第一电极接线片430和435的硬度，因此在第一电极接线片430和435接收外部负荷时，第一电极接线片430和435的变形可以被最小化。

图14至图16是根据本发明另一实施例的电极接线片450、455和460的正视图。图14至图16的电极接线片仅在皱褶的位置和皱褶的长度上不同于图1至图5的第一电极接线片400和第二电极接线片500，但是防止电极接线片由于外部负荷而变形和电极接线片从正确位置偏离的基本目的和其它描述与图1至图6的电极接线片相同。应当理解，图14至图16的电极接线片可以具有如图7至图13中所示的横向截面，而不是V形。以下将为了方便而描述第一电极接线片。

参见图14，根据本发明实施例的第一电极接线片450的长度被分为第一电极接线片450的上部区域L1、中部区域L2和下部区域L3。第一电极接线片450的上部区域L1从第一电极接线片450的顶端至从第一电极接线片450的顶端开始三分之一的位置。第一电极接线片450的中部区域L2从第一电极接线片450的顶端开始三分之一的位置至从第一电极接线片450的顶端开始三分之二的位置。第一电极接线片450的下部区域L3从第一电极接线片450的顶端开始三分之二的位置至绝缘带610的顶端。

第一电极接线片450的皱褶450a和V形形成在第一电极接线片450的上部区域L1和中部区域L2。第一电极接线片450的低于下部区域L3的部分由袋和绝缘带610支撑。所以，由于袋和绝缘带610支撑第一电极接线片450的不从绝缘带610暴露到外面的某些部分，因此第一电极接线片450的下部区域L3即使在没有皱褶和V形弯曲结构的情况下也可以维持其硬度。

参见图15，根据本发明实施例的第一电极接线片455的长度被分为上部区域L4和下部区域L5。第一电极接线片455的上部区域L4从第一电极接线片455的顶端至从第一电极接线片455的顶端开始一半的位置，而第一电极接线片455的下部区域L5从第一电极接线片455的顶端开始一半的位置至绝缘带610的顶端。

皱褶455a和V形结构形成在第一电极接线片455的上部区域L4中。第一电极接线片455的低于下部区域L5的部分由袋和绝缘带610支撑。所以，由于袋和绝缘带610支撑第一电极接线片455的不从绝缘带610暴露到外面的某些部分，因此第一电极接线片455的下部区域L5即使在没有弯曲线和V形弯曲结构的情况下也可以维持其硬度。

参见图16，在根据本发明另一实施例的第一电极接线片460中，皱褶460a和V形结构被随机布置。皱褶460a和V形结构的位置、尺寸、形状不做特别限制，只要电极接线片460能够维持其硬度即可。

图17a和图17b示出根据本发明的其它实施例的第一电极接线片470的俯视图和纵向截面图。

在该实施例中，电极接线片470不是如在先前的实施例中那样是平面的。然而，在这种情况下，不使用简单的弯曲线。而是，电极接线片470包括一系列基本的矩形凹槽475。这些凹槽475以类似于先前实施例中的弯曲的方式给接线片470提供硬度。

凹槽475的形状看起来通常是矩形，但是诸多其它形状也一样适合。此外，尽管在该实施例中凹槽被布置为3列和11行，但是重要的是应当理解，可以包括更多或更少的行或列。

图18a至18b是根据本发明的其它实施例的电极接线片480的俯视图和截面图。在这种情况下，电极接线片480包括单个矩形凹槽485。凹槽485以类似于先前实施例的方式部分增加了电极接线片480的硬度。可以注意到，电极接线片还不是平面的。尽管凹槽通常是矩形的，但是诸多其它形状也可以用于凹槽。

图19是示出根据本发明实施例的弯曲电极接线片400和500的方法的透视图。

参见图19，在由袋200密封电极组件300之后，电极组件300突出于袋200外部的部分由夹具或压床900压制。在本发明的实施例中，夹具或压床900具有锯齿状的形状，以使电极接线片400和500具有V形。然而，显而易见的是，图7至图13的电极接线片的形状可以通过制造与这些形状对应的夹具或压床而形成。

弯曲的电极接线片400和500可以在被连接至保护电路模块的端子期间由焊接夹具压制时被打平。

根据本发明上述实施例的电极接线片的弯曲结构增加了电极接线片的硬度，最小化了电极接线片的变形以及电极接线片从正确位置的偏离。因此，可以在电极接线片的预充电操作期间和电极接线片到保护电路模块的焊接期间，通过使电极接线片位于正确的位置而减少缺陷二次电池的数目。

尽管以上已详细描述了本发明的实施例，但是应当理解，对这里所描述的基本发明思想的诸多改变和修改仍然落在所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。

Claims

1.一种二次电池，包括：

袋；

所述袋中的电极组件，所述电极组件包括第一电极板、第二电极板以及所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板；以及

从所述电极组件延伸的第一电极接线片和第二电极接线片，其中所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中至少一个电极接线片的从所述袋中突出的部分沿其长度是非平面的。

2.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中的至少一个电极接线片具有沿其长度延伸的至少一个皱褶。

3.如权利要求2所述的二次电池，其中所述皱褶沿着所述电极接线片的从所述袋中突出的部分的整个长度延伸。

4.如权利要求1所述的二次电池，其中该部分是V形的、W形的或C形的。

5.如权利要求1所述的二次电池，其中该部分包括弧形。

6.如权利要求1所述的二次电池，其中该部分包括多个峰和谷。

7.如权利要求1所述的二次电池，其中该部分是正弦的。

8.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一电极接线片的宽度和所述第二电极接线片的宽度在2mm至6mm之间。

9.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一电极接线片和所述第二电极接线片两者的从所述袋中突出的部分均沿其长度是非平面的。

10.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中的至少一个电极接线片具有至少一个凹槽部分。

11.如权利要求10所述的二次电池，其中所述至少一个凹槽部分包括多个凹痕。

12.如权利要求11所述的二次电池，其中所述多个凹痕遍及所述第一电极接线片或所述第二电极接线片中至少一个电极接线片的、在所述袋外部的部分的整个区域上。