CN102044692B - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了二次电池及其制造方法。制造二次电池的方法包括：制备包括第一壳和第二壳的袋状壳；将电极组件装在第一壳内；用第二壳覆盖包括容纳部的第一壳；以及用夹具密封第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分。夹具包括压第一壳的第一夹具和压第二壳的第二夹具。第一壳的被第一夹具压的第一被压宽度小于第二壳的被第二夹具压的第二被压宽度。

Description

二次电池及其制造方法
技术领域
实施例涉及二次电池及制造该二次电池的方法。
背景技术
通常，锂离子二次电池可以根据其电池包的结构划分为多边形型二次电池、圆柱型二次电池和袋型二次电池。
袋型二次电池包括电极组件和包围该电极组件的袋状壳(pouch case)。此外，袋型二次电池还包括保护电路模块(PCM)和外壳，于是被商品化为电池包。
电极组件可以容纳在袋状壳中，然后可以进行密封工艺来制造袋型二次电池，该密封工艺用于以夹具密封袋状壳的边缘部分(side portion)。
发明内容
实施例针对二次电池及制造该二次电池的方法，该二次电池充分克服了由于现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
因此，实施例的一个特征是提供了一种二次电池及其制造方法，在该二次电池中，当电极组件容纳在袋状壳中，然后袋状壳的边缘部分被压时，袋状壳的边缘部分的被向上压的宽度和被向下压的宽度可以彼此不同以减少密封工艺期间袋状壳上皱褶线(corrugation line)的数量，从而易于弯曲袋状壳的边缘部分。
本发明构思的目的不限于上述内容，而由以下说明本领域技术人员将清楚地理解这里没有描述的其它目的。
以上和其它特征以及优点中的至少一个可以通过提供一种制造二次电池的方法来实现，该方法包括：制备包括第一壳和第二壳的袋状壳；将电极组件装在第一壳内；用第二壳覆盖包括容纳部的第一壳；以及用夹具密封第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分，其中夹具包括压第一壳的第一夹具和压第二壳的第二夹具，第一壳的被第一夹具压的第一被压宽度小于第二壳的被第二夹具压的第二被压宽度。
第一被压宽度可以是从第一壳的边缘部分的外端到离第一壳的边缘部分的内端特定距离的点的距离，第二被压宽度可以基本等于第二壳的边缘部分的宽度。
第一夹具和第二夹具可以具有基本相同的宽度。
第一夹具可以具有比第二夹具的宽度小的宽度。
第一壳和第二壳的边缘部分的密封可以在如下状态下进行，其中第一夹具的内端对应于离第一壳的边缘部分的内端特定距离的点，第二夹具的内端可以对应于第二壳的边缘部分的内端。
第一壳和第二壳的边缘部分的密封在如下状态下进行，其中第一夹具的外端对应于第一壳的边缘部分的外端，第二夹具的外端可以对应于第二壳的边缘部分的外端。
第一夹具的宽度可以对应于第一被压宽度，第二夹具的宽度可以对应于第二被压宽度。
第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分可以被热压靠在彼此上。
第一壳和第二壳的边缘部分的密封可以包括在第一壳的容纳部和边缘部分之间形成突起。
突起可以沿第一壳的纵向形成在第一壳的外表面上。
第一壳和第二壳的边缘部分的密封可以包括将突起紧贴容纳部。
当第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分被压在一起时，袋状壳的一部分可以被推挤(thrust)而形成突起。
在第一壳和第二壳的边缘部分的密封之后，制造二次电池的方法还可以包括朝向容纳部弯曲被压靠在彼此上的第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分。
被压靠在彼此上的第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分可以被设置在以下区域内，该区域对应于第二夹具压的宽度，而不是第一夹具压的宽度，并绕对应于第一壳或第二壳的边缘部分的纵向的线弯曲。
第一壳和第二壳每个均可以包括：金属层；第一树脂层，设置在金属层的一个表面上；以及第二树脂层，设置在金属层的另一表面上。
第一树脂层可以设置在袋状壳的内表面上并由聚丙烯和聚乙烯之一形成。
第一树脂层可以由流延聚丙烯(CPP)形成。
第二树脂层可以设置在外表面上并由尼龙形成。
以上和其它特征以及优点中的至少一个可以通过提供一种二次电池来实现，该二次电池包括：袋状壳，包括第一壳和第二壳，其中第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分被压靠在彼此上；以及电极组件，装在第一壳的容纳部内，其中突起设置在第一壳的容纳部和边缘部分之间。
第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分可以被热压靠在彼此上。
被压靠在彼此上的第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分可以朝向容纳部弯曲。
被压靠在彼此上的第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分可以设置在袋状壳中设置有突起的区域内，并绕对应于第一壳或第二壳的边缘部分的纵向的线弯曲。
第一壳和第二壳每个均可以包括：金属层；第一树脂层，设置在金属层的一个表面上；以及第二树脂层，设置在金属层的另一表面上。
第一树脂层可以设置在袋状壳的内表面上并由聚丙烯和聚乙烯之一形成。
第一树脂层可以由流延聚丙烯(CPP)形成。
第二树脂层可以设置在外表面上并由尼龙形成。
以上和其它特征以及优点中的至少一个可以通过提供一种二次电池来实现，该二次电池包括：袋状壳，包括第一壳和第二壳，其中第一壳的边缘部分和第二壳的边缘部分被压靠在彼此上；以及电极组件，装在第一壳的容纳部内，其中包括粘合材料的突起设置在第一壳的容纳部和边缘部分之间。
粘合材料可以包括流延聚丙烯(CPP)。
附图说明
通过参照附图详细地描述示范性实施例，以上和其它的特征以及优点对于本领域技术人员将变得更加明显，附图中：
图1示出根据实施例的制造二次电池的工艺的流程图；
图2示出根据实施例的二次电池的分解透视图；
图3A示出根据一实施例的二次电池制造工艺中密封袋状壳的工艺的视图；
图3B示出根据另一实施例的二次电池制造工艺中密封袋状壳的工艺的视图；
图4示出根据实施例的二次电池中图3A的部分B的放大图；
图5示出根据实施例的二次电池制造工艺中袋状壳被密封之后的二次电池的正视图；以及
图6示出根据实施例的二次电池制造工艺中袋状壳的边缘部分被弯曲之后的二次电池的正视图。
具体实施方式
以下将参照附图更充分地描述示例性实施例；然而，它们可以以不同的形式实施，而不应被解释为限于这里阐述的实施例。更确切地，这些实施例被提供，使得本公开透彻且完整，并且这些实施例将会把本发明的范围充分传达给本领域技术人员。相似的附图标记始终指代具有相似功能和操作的元件。
以下，将参照附图详细地描述实施例。
图1示出根据实施例的制造二次电池的工艺的流程图，图2示出根据实施例的二次电池的分解透视图。
参照图1和图2，根据实施例的制造二次电池的工艺包括制备(S10)袋状壳100、安装(S20)电极组件200和密封(S30)第一壳110和第二壳150。制造二次电池的工艺可以在第一壳110和第二壳150的密封(S30)之后包括弯曲(S40)第一壳110和第二壳150。以下，将根据每个工艺详细描述制造二次电池的工艺，而且将详细描述每个工艺中形成的二次电池。这里，图2的X方向表示纵向方向，图2的Y方向表示宽度方向。
根据实施例的制造二次电池的工艺包括袋状壳100的制备(S10)和电极组件200的安装(S20)。具体地，制造二次电池的工艺包括：包括第一壳110和第二壳150的袋状壳100的制备(S10)；以及电极组件200在第一壳110的容纳部或凹槽115中的安装(S20)。
袋状壳100具有大致正方形形状。袋状壳100可以包括第一壳110和第二壳150，第一壳110和第二壳150绕某条边的纵向折叠。
执行压制工艺，从而在第一壳110的大致中心区域形成用于容纳电极组件200的容纳部115。第一壳110可以具有两个边缘部分110a，这两个边缘部分110a与第二壳150配合以密封容纳部115。第一壳110的两个边缘部分中的每一个具有与电极组件200的长度相应的长度。此外，第一壳110具有分别从两个边缘部分110a沿纵向X延伸的两端。在第一壳110的部分A的放大图中，第一壳110包括：金属层112；设置在金属层112的一个表面上的第一树脂层114；以及设置在金属层112的另一个表面上的第二树脂层116。特别地，金属层112可以由铝薄膜形成。第一树脂层114可以设置在袋状壳100的内表面上，并由诸如聚丙烯或聚乙烯的热粘合性合成树脂形成。此外，第一树脂层114可以由流延聚丙烯形成。第二树脂层116可以由尼龙材料形成。第二树脂层116可以设置在袋状壳100的外表面上，以防止袋状壳100的外表面或电极组件200受到外部压力或刮擦损伤。
第二壳150具有平板形状，并能形成盖。第二壳150可以具有两个边缘部分150a，这两个边缘部分150a与第一壳110的两个边缘部分110a配合以在对应于第一壳110的两个边缘部分110a的位置处密封容纳部115。类似于第一壳110，第二壳150包括：金属层112；设置在金属层112的一个表面上的第一树脂层114；以及设置在金属层112的另一个表面上的第二树脂层116。由于第二壳150由与第一壳110相同的材料形成，所以将省略其详细描述。
电极组件200包括第一电极板210、第二电极板220和第一电极板210与第二电极板220之间的隔板230，它们以果子冻卷型缠绕。电极组件200还可以包括第一电极接头240、第二电极接头250和绝缘带(未示出)。
主要包含锂基氧化物的第一电极活性材料涂覆在包括薄板铝箔的第一电极集电器的两个表面上，以形成第一电极板210。主要包含碳材料的第二电极活性材料涂覆在包括薄板铜箔的第二电极集电器的两个表面上，以形成第二电极板220。在此实施例中，第一电极板210可以包括正电极板，第二电极板220可以包括负电极板，反之亦然。
第一电极接头240可以设置在电极组件200的第一电极板210侧，第二电极接头250可以设置在电极组件200的第二电极板220侧。绕在该果子冻卷内的第一电极接头240和第二电极接头250彼此间隔开特定距离地平行设置。部分第一电极接头240和部分第二电极接头250可以暴露在袋状壳110的外部，以将电极组件200电连接到保护电路模块(未示出)。第一电极接头240和第二电极接头250可以由金属形成，例如铝、铜或镍。此外，第一电极接头240和第二电极接头250可以由具有高电导率的材料形成以最小化电压降。
绝缘带形成在第一电极接头240和第二电极接头250与袋状壳100之间。绝缘带附着到第一电极接头240和第二电极接头250接触袋状壳100的每个部分，以减少第一电极接头240和第二电极接头250与袋状壳100短路的风险。
具有上述结构的电极组件200可以安装(S20)在第一壳110的容纳部115内，部分电极接头240和部分电极接头250可以暴露在第一壳110的外部。然后，容纳电极组件200和电解液(未示出)的第一壳110被第二壳150覆盖。
将描述第一壳110和第二壳150的密封(S30)。
图3A示出根据一实施例的二次电池制造工艺中密封袋状壳的工艺的视图，图3B示出根据另一实施例的二次电池制造工艺中密封袋状壳的工艺的视图。图4示出根据实施例的二次电池中图3A的部分B的放大图，图5示出根据实施例的二次电池制造工艺中袋状壳被密封之后的二次电池的正视图。
参照图2和图3A至图5，制造二次电池的方法包括使用夹具300密封第一壳110的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a。
第二壳150设置来覆盖袋状壳100中的电极组件200和第一壳110。然后，第一壳110的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a可以被夹具300压在一起并彼此连接。特别地，设置在第一壳110和第二壳150的内表面上的第一树脂层114可以被夹具300压，从而密封袋状壳100。这里，由于热的夹具300压第一壳110的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a，所以第一壳110的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a可以彼此热熔合。以下，袋状壳100的边缘部分表示第一壳110的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a的通称。
如图3A所示，夹具300可以包括用于压第一壳110的第一夹具310和用于压第二壳150的第二夹具320。当袋状壳100的边缘部分被夹具300压时，第一壳110的被第一夹具310压的宽度W1小于第二壳150被第二夹具320压的宽度W2。特别地，第一壳110的边缘部分110a的第一被压宽度W1小于第二壳150的边缘部分150a的第二被压宽度W2。这里，第一壳110的第一被压宽度W1表示从第一壳100的边缘部分110a的外端到与边缘部分110a的内端隔开特定距离的点的距离。此外，第二壳150的第二被压宽度W2等于第二壳150的边缘部分150a的宽度。如果第一壳110的第一被压宽度W1小于第二壳150的宽度W2，则第一夹具310和第二夹具320不限于它们的宽度。作为示例，图3A中示出了第一夹具310具有与第二夹具320相同的宽度的情形。根据此实施例的密封工艺可以在如下状态下进行，其中第一夹具310的内端对应于与第一壳110的边缘部分110a的内端隔开特定距离的点，且第二夹具320的内端对应于第二壳150的边缘部分150a的内端。
如图3B所示，根据另一实施例，夹具400的宽度可以被设置为第一壳110的要被压的宽度和第二壳150的要被压的宽度以压袋状壳100。袋状壳100的边缘部分可以在如下状态下被压，其中压第一壳110的第一夹具410具有比压第二壳150的第二夹具420的宽度小的宽度。在此情形下，第二夹具420的宽度等于第二被压宽度，第一夹具410的宽度等于第一被压宽度。根据此实施例的密封工艺可以在如下状态下进行，其中第一夹具410的内端对应于与第一壳110的边缘部分110a的内端隔开特定距离的点，第二夹具420的内端对应于第二壳150的边缘部分150a的内端。而且，密封工艺可以在如下状态下进行，其中第一夹具410的外端对应于第一壳110的边缘部分110a的外端，第二夹具420的外端对应于第二壳150的边缘部分150a的外端。
当袋状壳的边缘部分被夹具压以密封袋状壳时，夹具在相同位置竖直设置以压袋状壳。此时，设置在袋状壳的被夹具压的区域中的内表面上的第一树脂层可以因夹具的挤压而扩展，于是第一树脂层的一部分可以被推挤到被夹具压的区域的外部，从而在袋状壳的外表面上产生皱褶线。
皱褶线在第一壳的区域(在该区域中第一壳的边缘部分接触容纳部)和第二壳的与第一壳的该区域(在该区域中第一壳的边缘部分接触容纳部)对应的区域，沿袋状壳的纵向X形成。袋状壳的外观可以因皱褶线而恶化。
当袋状壳被热压时，皱褶线被压，然后硬化。于是，当将袋状壳的边缘部分向容纳部弯曲时，硬化的皱褶线会阻碍袋状壳被顺利地弯曲。此外，第二壳上产生的皱褶线会进一步阻碍袋状壳被弯曲。
此外，由于皱褶线具有从袋状壳的外表面突出的形状，所以由于皱褶线增大了壳的体积而更加难以最小化二次电池。因此，二次电池的相对于电极组件的容量的密度减小。
此外，由于第一壳110的边缘部分110a的被第一夹具310压的宽度W1小于第二壳150的边缘部分150a的宽度W2，所以可以在第一壳110的边缘部分110a与第一壳110的容纳部115之间产生不被夹具压的区域W3。在此实施例中，在袋状壳100没有被压的区域中产生的皱褶线可以被定义为突起500。
第一壳110的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a被压，从而因夹具的挤压扩展袋状壳100的一部分，即第一树脂层114的一部分。结果，第一树脂层的该部分可以被推挤到被夹具压的区域的外部，从而形成突起500。于是，突起500沿第一壳110的纵向形成在第一壳110的外表面上。此外，突起500形成在第一壳100的边缘部分110a与容纳部115之间，并可以紧贴容纳部115。
即，当根据上述方法压袋状壳100的边缘部分时，皱褶线可以仅在第一壳110的边缘部分110a与容纳部115之间的区域W3中产生，而非第一壳110和第二壳150的所有区域。由于袋状壳100的被压的边缘部分朝向容纳部115弯曲，所以突起500被袋状壳100的被压的边缘部分覆盖。于是，由于皱褶线没有形成在袋状壳100的外表面上，所以袋状壳100的外观可以更美观。
另外，由于第一夹具310和第二夹具320彼此对应，所以当与通常的方法相比时，被压的面积可以减少，从而减少所产生的皱褶线的数量。于是，由皱褶线引起的体积可以被减少，从而提高二次电池的密度。
将描述第一壳110和第二壳150的弯曲(S40)。
图6示出根据实施例的二次电池制造工艺中袋状壳的边缘部分被弯曲之后的二次电池的正视图。
参照图4和图6，制造二次电池的工艺包括向容纳部115弯曲被压靠在彼此上的第一壳100的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a。
详细地，被压靠在彼此上的第一壳100的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a可以被设置在以下区域内，该区域对应于被第二夹具320压的宽度，而不是被第一夹具310压的宽度。此外，第一壳100的边缘部分110a和第二壳150的边缘部分150a可以绕与第一壳110的边缘部分110a或第二壳150的边缘部分150a的纵向对应的线弯曲。当将上述线定义为基线时，该基线设置在图4的宽度W3的区域内。
当袋状壳100的边缘部分朝向容纳部115弯曲时，硬化的皱褶线不在第二壳150中产生。因此，袋状壳100的边缘部分的弯曲可以顺利地进行。因此，袋状壳100的边缘部分可以轻易地被卷绕成果子冻卷形状，类似于电极组件200的边缘部分。
在根据实施例的二次电池和制造二次电池的工艺中，当袋状壳的边缘部分被压时，被向上压的宽度和被向下压的宽度可以彼此不同，以减少密封工艺期间在袋状壳上的皱褶线的数量。
于是，由于减少了坚固硬化的皱褶线的数量，所以袋状壳的将在与皱褶线交叉的方向上弯曲的边缘部分可以容易地被弯曲。此外，袋状壳100的外观可以是美观的。
此外，由于可以减少皱褶线占据的体积，所以二次电池的关于电极组件的容量的总体积可以减少。因此，可以提高二次电池的容量密度。
这里已经公开了示范性实施例，并且尽管使用了特定的措辞，但是这些措辞仅在一般性和描述性的意义上被使用和解释，而不是为了限制的目的。因此，本领域技术人员将理解，可以做出各种形式和细节上的变化而不背离如权利要求书所述的本发明的主旨和范围。
本申请要求2009年10月15日提交的韩国专利申请第10-2009-0098085号的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (15)

1.一种制造二次电池的方法，该方法包括：
制备包括第一壳和第二壳的袋状壳，该第一壳具有容纳部；
将电极组件装入所述第一壳内；
用所述第二壳覆盖所述第一壳；以及
通过将所述第一壳和所述第二壳压在一起使得所述第一壳的第一被压宽度小于所述第二壳的第二被压宽度来密封所述第一壳的边缘部分和所述第二壳的边缘部分，
其中所述第一被压宽度是从所述第一壳的边缘部分的外端到与所述第一壳的边缘部分的内端隔开特定距离的点的距离，所述第二被压宽度等于所述第二壳的边缘部分的宽度。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一壳的第一被压宽度和所述第二壳的第二被压宽度分别由第一夹具和第二夹具压。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一夹具和所述第二夹具具有相同的宽度。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述第一夹具具有比所述第二夹具的宽度小的宽度。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述第一壳和所述第二壳的边缘部分的密封在如下状态下进行，其中所述第一夹具的内端对应于与所述第一壳的边缘部分的内端隔开特定距离的点，所述第二夹具的内端对应于所述第二壳的边缘部分的内端。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述第一壳和所述第二壳的边缘部分的密封在如下状态下进行，其中所述第一夹具的外端对应于所述第一壳的边缘部分的外端，所述第二夹具的外端对应于所述第二壳的边缘部分的外端。
7.如权利要求4所述的方法，其中所述第一夹具的宽度对应于所述第一被压宽度，所述第二夹具的宽度对应于所述第二被压宽度。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一壳的边缘部分和所述第二壳的边缘部分被热压靠在彼此上。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述第一壳和所述第二壳的边缘部分的密封包括在所述容纳部和所述第一壳的边缘部分之间形成突起。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述突起沿所述第一壳的纵向形成在所述第一壳的外表面上。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述第一壳和所述第二壳的边缘部分的密封包括将所述突起紧贴所述容纳部。
12.如权利要求9所述的方法，其中，当压所述第一壳的边缘部分和所述第二壳的边缘部分时，所述袋状壳的一部分被推挤而形成所述突起。
13.如权利要求1所述的方法，还包括在所述第一壳和所述第二壳的边缘部分的密封之后，将被压靠在彼此上的所述第一壳的边缘部分和所述第二壳的边缘部分向所述容纳部弯曲。
14.如权利要求13所述的方法，其中被压靠在彼此上的所述第一壳的边缘部分和所述第二壳的边缘部分设置在与所述第二壳的被压部分的宽度对应的区域内，并绕与所述第一壳或所述第二壳的边缘部分的纵向对应的线弯曲。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述第一壳和所述第二壳每个均包括：
金属层；
第一树脂层，设置在所述金属层的一个表面上；以及
第二树脂层，设置在所述金属层的另一个表面上。
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