CN102054958A - 可再充电电池 - Google Patents

可再充电电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102054958A
CN102054958A CN201010527721XA CN201010527721A CN102054958A CN 102054958 A CN102054958 A CN 102054958A CN 201010527721X A CN201010527721X A CN 201010527721XA CN 201010527721 A CN201010527721 A CN 201010527721A CN 102054958 A CN102054958 A CN 102054958A
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative
dividing plate
zone
electrode
rechargeable battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201010527721XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102054958B (zh
Inventor
金玟希
齐藤贵也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
SB LiMotive Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SB LiMotive Co Ltd filed Critical SB LiMotive Co Ltd
Publication of CN102054958A publication Critical patent/CN102054958A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102054958B publication Critical patent/CN102054958B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明提供一种可再充电电池，该可再充电电池包括电极组件，该电极组件包括：正电极，包括正电流集电体、位于正电流集电体上正涂覆区域中的正活性物质以及位于该电极组件的第一侧的正未涂覆区域，在该正未涂覆区域中，该正电流集电体上没有所述正活性物质；负电极，包括负电流集电体、位于负电流集电体上负涂覆区域中的负活性物质、位于该电极组件的第一侧的第一负未涂覆区域以及位于该电极组件的与第一侧相对立的第二侧的第二负未涂覆区域，在该第一负未涂覆区域中，该负电流集电体上没有所述负活性物质，在该第二负未涂覆区域中，该负电流集电体上没有所述负活性物质；以及位于所述正电极与所述负电极之间的隔板。

Description

可再充电电池
技术领域
本发明实施例的各个方面涉及可再充电电池。
背景技术
与无法再充电的一次电池不同，可再充电电池能够反复充放电。低容量可再充电电池用于诸如移动电话、笔记本电脑以及可携式摄像机之类的便携式紧凑型电子设备，而高容量可再充电电池广泛用作驱动混合车辆的发动机等的电源。
具有高能量密度的使用非水电解质的高功率可再充电电池最近已被开发出来。例如，高功率可再充电电池可被构造成具有多个彼此串联连接的可再充电单电池的高容量可再充电电池，从而使得该高容量可再充电电池能够用作驱动需要高功率的电动车辆中的发动机的电源。
另外，一个高容量可再充电电池通常被形成为具有多个彼此串联连接的可再充电单电池。可再充电电池可具有圆柱形、棱柱形、袋形或其它形状。
电极组件包括正电极、负电极和布置在正电极与负电极之间的隔板。这里，隔板将正电极与负电极隔开以防止它们之间发生短路，并吸收电池反应所需的电解质以维持高的离子导电性。
当可再充电电池的内部温度由于过充电而上升时，隔板可能会缩短或融化，使得正电极与负电极之间可能会发生短路。当发生短路时，可再充电电池的内部温度迅速上升，使得可再充电电池可能会燃烧或爆炸。
短路可能是正活性物质层与负活性物质层之间的短路、正活性物质层与负电流集电体之间的短路、负活性物质层与正电流集电体之间的短路或者正电流集电体与负电流集电体之间的短路。考虑到在短路期间温度上升，已确定的是，负活性物质层与正电流集电体之间的短路是最危险的，而正电流集电体与负电流集电体之间的短路是最不危险的。
然而，当正未涂覆区域与负未涂覆区域分别形成在电极组件的对侧时，正未涂覆区域与负活性物质层短路的可能性胜于正电流集电体与负电流集电体短路的可能性。如所述的，当正未涂覆区域与负活性物质层短路时，会生成过量的热，使得可再充电电池可能会燃烧或爆炸。
该背景技术部分公开的以上信息仅仅是为了增强对本发明背景的理解，因此其可能会包含并不形成已在本国为本领域普通技术人员所公知的现有技术的信息。
发明内容
根据本发明实施例的一方面，一种电极组件及使用该电极组件的可再充电电池具有提高的安全性。
根据本发明的一个实施例，一种可再充电电池，包括：电极组件，包括：正电极，包括正电流集电体、位于正电流集电体上正涂覆区域中的正活性物质以及位于该电极组件的第一侧的正未涂覆区域，在该正未涂覆区域中，该正电流集电体上没有所述正活性物质；负电极，包括负电流集电体、位于负电流集电体上负涂覆区域中的负活性物质、位于该电极组件的第一侧的第一负未涂覆区域以及位于该电极组件的与第一侧相对立的第二侧的第二负未涂覆区域，在该第一负未涂覆区域中，该负电流集电体上没有所述负活性物质，在该第二负未涂覆区域中，该负电流集电体上没有所述负活性物质；以及位于所述正电极与所述负电极之间的隔板；壳体，容纳该电极组件，且在该壳体的一端具有用于容纳该电极组件的开口；盖组件，包括密封所述开口的盖板；以及端子，被电连接至所述正电极或所述负电极，并伸出到该壳体的外部。
在一个实施例中，所述第一负未涂覆区域具有小于所述第二负未涂覆区域的宽度的宽度。
所述隔板在第一侧可伸出得比所述第一负未涂覆区域远，且所述正未涂覆区域在第一侧可伸出得比所述隔板远。所述负涂覆区域在第一侧可伸出得比所述正涂覆区域远。
在一个实施例中，下列条件被满足：D1≤SQ≤D2，其中D1是从所述第一负未涂覆区域到所述隔板在第一侧的末端的横向距离，D2是从所述负涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SQ是所述隔板的该末端在基准温度下被热缩短的横向距离。
从所述第一负未涂覆区域到所述隔板在第一侧的末端的横向距离可在约0.5mm到约10mm之间。所述正未涂覆区域与所述第一负未涂覆区域之间的距离可在约0.05mm到约0.5mm之间。
在一个实施例中，下列条件被满足：D3≤D2≤30mm，其中D2是从所述负涂覆区域到所述隔板在第一侧的末端的横向距离，D3是所述正未涂覆区域与所述第一负未涂覆区域之间的距离。
在一个实施例中，下列条件被满足：(2*D1/SW1)*100(％)≤SR1(％)≤(2*D2/SW1)*100(％)，其中D1是从所述第一负未涂覆区域到所述隔板在第一侧的末端的横向距离，D2是从所述负涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SW1是在该隔板被热缩短之前该隔板的宽度，SR1是当该隔板在基准温度下被热缩短时缩短的百分比。
在一个实施例中，所述隔板包括聚合物隔膜和嵌在该聚合物隔膜中的陶瓷。在一个实施例中，所述隔板包括多孔件和位于该多孔件上的陶瓷层。在一个实施例中，所述负电极包括位于该负活性物质上的陶瓷层。
所述电极组件的第一侧和第二侧可在所述电极组件的沿该电极组件的卷绕轴方向的对立端。
根据本发明的另一实施例，一种可再充电电池包括：电极组件，包括：第一电极，包括第一电流集电体、位于第一电流集电体上第一涂覆区域中的第一活性物质以及位于该电极组件的一侧的第一未涂覆区域，在该第一未涂覆区域中，该第一电流集电体上没有所述第一活性物质；第二电极，包括第二电流集电体、位于第二电流集电体上第二涂覆区域中的第二活性物质、位于该电极组件的该侧的第二未涂覆区域，在该第二未涂覆区域中，该第二电流集电体上没有所述第二活性物质，所述第二未涂覆区域在该侧伸出得比所述第一未涂覆区域远；以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的隔板；以及壳体，容纳该电极组件；以及端子，被电连接至所述第一电极或所述第二电极，并伸出到该壳体的外部。
所述隔板在该侧可伸出得比所述第一未涂覆区域远。所述第二未涂覆区域在该侧可伸出得比所述隔板远。所述第一涂覆区域在该侧可伸出得比所述第二涂覆区域远。
在一个实施例中，下列条件被满足：D1≤SQ≤D2，其中D1是从所述第一未涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离，D2是从所述第一涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SQ是所述隔板的该末端在基准温度下被热缩短的横向距离。
从所述第一未涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离可在约0.5mm到约10mm之间。所述第一未涂覆区域与所述第二未涂覆区域之间的距离可在约0.05mm到约0.5mm之间。
在一个实施例中，下列条件被满足：D3≤D2≤30mm，其中D2是从所述第一涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离，D3是所述第二未涂覆区域与所述第一未涂覆区域之间的距离。
在一个实施例中，下列条件被满足：(2*D1/SW1)*100(％)≤SR1(％)≤(2*D2/SW1)*100(％)，其中D1是从所述第一未涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离，D2是从所述第一涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SW1是在该隔板被热缩短之前该隔板的宽度，SR1是当该隔板在基准温度下被热缩短时缩短的百分比。
在一个实施例中，所述隔板包括聚合物隔膜和嵌在该聚合物隔膜中的陶瓷。在一个实施例中，所述隔板包括多孔件和位于该多孔件上的陶瓷层。在一个实施例中，所述第一电极包括位于该第一活性物质上的陶瓷层。
根据本发明另一实施例的电极组件包括正电极、负电极和隔板。未形成有正活性物质层的正未涂覆区域形成在正电极的一侧。未形成有负活性物质层的第一负未涂覆区域形成在负电极的另一侧，并且第二负未涂覆区域形成在负电极的一侧。隔板布置在正电极与负电极之间，并且向正未涂覆区域伸出得比第二负未涂覆区域多。
根据本发明又一实施例的可再充电电池包括执行充放电的电极组件、电极组件安装在其中的壳体以及电连接到电极组件并伸出到壳体外部的端子。该电极组件包括正电极、负电极和隔板。未形成有正活性物质层的正未涂覆区域形成在正电极的一侧。未形成有负活性物质层的第一负未涂覆区域形成在负电极的另一侧，并且第二负未涂覆区域形成在负电极的一侧。隔板布置在正电极与负电极之间，并且向正未涂覆区域伸出得比第二负未涂覆区域多。
根据本发明实施例的另一方面，陶瓷层形成在隔板或负电极上，因此可防止或减少正活性物质层与负活性物质层之间的短路和正或负活性物质层与电流集电体之间的短路。此外，在高温下会引起正电流集电体与负电流集电体之间的短路，从而防止或基本防止可再充电电池的内部温度过度上升。
通过参照附图详细描述本发明的某些示例性实施例，以上以及其它特征和优势对于本领域普通技术人员将变得更加明显。此外，本发明实施例的附加方面和/或优势将在以下描述和附图中阐明，或者可在此基础上对于本领域技术人员来说变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的可再充电电池的透视图。
图2是图1的可再充电电池沿线II-II截取的剖面图。
图3是根据本发明另一示例性实施例的电极组件的透视图。
图4A和图4B是图3的电极组件的局部剖面图。
图5是根据本发明又一示例性实施例的电极组件的局部剖面图。
图6是根据本发明再一示例性实施例的电极组件的局部剖面图。
对指示图中某些元件的附图标记的描述
110：可再充电电池    10、50、60：电极组件
11、51、61：正电极
111、511、611：正电流集电体
112、512、612：正活性物质层
11a、51a、61a：正涂覆区域
11b、51b、61b：正未涂覆区域
12、52、62：负电极
121、521、621：负电流集电体
122、522、622：负活性物质层
12a、52a、62a：负涂覆区域
12b：第二负未涂覆区域
12c、52b、62b：第一负未涂覆区域
13、53、63：隔板
15：壳体20：盖组件
21：正端子    22：负端子
531、623：陶瓷层    532：多孔件
具体实施方式
下面将参照附图更充分地描述某些示例性实施例；然而，本发明的实施例可以以不同的形式实施，并且不应当被解释为局限于这里所例示和列举的示例性实施例。相反，这些示例性实施例作为示例被提供，是为了理解本发明并向本领域技术人员传达本发明的范围。本领域技术人员将认识到，所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修改，所有这些均不脱离本发明的精神或范围。在说明书和附图中，相同的附图标记始终指代相同的元件。
图1是根据本发明一个示例性实施例的可再充电电池的透视图，而图2是图1的可再充电电池沿线II-II截取的剖面图。
参照图1和图2，根据一个实施例的可再充电电池110包括用于执行充放电的电极组件10、电极组件10安装在其中的壳体15以及与壳体15的开口相连接或相结合的盖组件20。
在一个实施例中，可再充电电池110为锂离子电池。然而，本发明的实施例不限于此。也就是说，本发明的其它实施例可包括各种类型的电池，例如锂聚合物电池。
在一个实施例中，壳体15形成可再充电电池110的整个外部，并在其中提供用于安装电极组件10的空间。例如，在一个实施例中，壳体15以立方体形状形成，并具有用于容纳也具有立方体形状的电极组件10的开口。在其它实施例中，壳体15可被形成为具有其它任意合适形状，例如袋形。
此外，壳体15可由诸如铝、铝合金或镀镍钢之类的金属、或袋形层压膜或其它任意合适的材料形成。
在一个实施例中，盖组件20包括与壳体15的开口相结合的板形盖板28。密封盖27可提供在盖板28的电解质注入孔29处。此外，通风板26可提供在盖板28处，并具有槽口26a，该槽口26a形成在通风孔24处，并被配置为在预定压力下打开。
在一个实施例中，正端子21和负端子22电连接到电极组件10，并且伸出到壳体15的外部。
正端子21和负端子22穿过盖板28，并且在一个实施例中，凸缘形成在正端子21和负端子22的下方，同时在盖板28的底部被支撑，而凸缘伸出到盖板28外部的上支柱的外周通过螺钉紧固。此外，螺母35可连接到端子21和22，并从顶侧支撑端子21和22。
在一个实施例中，上垫圈38和下垫圈39安装在正端子21和负端子22与盖板28之间，以使端子21、22和盖板28彼此密封和绝缘。
在一个实施例中，正端子21经由第一引线接线片31电连接到正电极11，负端子22经由第二引线接线片32电连接到负电极12。
在一个实施例中，下绝缘件34布置在盖板28下方，端子21、22的底端和引线接线片31、32的顶端被插入下绝缘件34中。
根据上述结构，第一引线接线片31使正端子21和正电极11电互连，第二引线接线片32使负端子22和负电极12电互连。
如图3所示，电极组件10被构造成使得正电极11与负电极12卷绕且隔板13插置于其间。在一个实施例中，正电极11、负电极12和隔板13成带形，且沿一个方向拉长。然而，本发明不限于此，而电极组件10可以被构造成使得多个正电极11和负电极12交替放置，且隔板13插置于其间。
参照图4A，在一个实施例中，正电极11被构造成使得正活性物质层112形成在正电流集电体111的两侧。在一个实施例中，正电流集电体111成带形，且由诸如铝或不锈钢之类的材料制成。在一个实施例中，正活性物质层112由LiCoO2、LiMnO2、LiFePO4、LiNiO2、LiMn2O4、或碳基活性物质、或三价活性物质、导电剂和粘合剂制成。
在一个实施例中，负电极12被构造成使得负活性物质层122形成在负电流集电体121的两侧。在一个实施例中，负电流集电体121成带形，并且由诸如铜、不锈钢或铝之类的材料制成。在一个实施例中，负活性物质层122由Li4Ti5O12、碳基材料、导电剂或粘合剂制成。
如图3所示，形成有正活性物质层112的正涂覆区域11a和正电流集电体111被暴露在其中的正未涂覆区域11b形成在正电极11中。在正未涂覆区域11b中，未形成正活性物质层112。正未涂覆区域11b在电极组件10的一侧(例如第一侧)上沿正电极11的长度方向延伸。
形成有负活性物质层122的负涂覆区域12a、第一负未涂覆区域12c以及第二负未涂覆区域12b形成在负电极12中。在第一负未涂覆区域12c和第二负未涂覆区域12b中，未形成负活性物质层122，并且负电流集电体121暴露在第一负未涂覆区域12c以及第二负未涂覆区域12b中。第一负未涂覆区域12c以及第二负未涂覆区域12b在负电极12的各个侧沿负电极12的长度方向延伸。在一个实施例中，第二负未涂覆区域12b在宽度上大于第一负未涂覆区域12c。
第二负未涂覆区域12b形成在与形成正未涂覆区域11b所在的电极组件10的侧对立的侧(例如，第二侧)，而第一负未涂覆区域12c形成在与形成正未涂覆区域11b的侧相同的侧(例如，第一侧)。这里，第一侧12c和第二侧12b位于电极组件10的沿电极组件10的卷绕轴方向的对立侧。
在一个实施例中，隔板13具有其中陶瓷被包括在聚合物多孔隔膜中的结构。在一个实施例中，陶瓷被嵌入隔板13中。如所述的，当陶瓷被包括在隔板13中时，可防止或减少由于隔板13在高温下融化而使正电极和负电极短路，并且可防止或基本上防止隔板13在高温下过度缩短。
在一个实施例中，隔板13通过混合陶瓷材料和聚合物材料并将它们处理成具有期望的隔板13形状而制成。隔板13的聚合物材料可包括聚合物多孔隔膜，例如聚烯烃基单个或复合膜、聚乙烯、聚丙烯、马尼拉纸或者其它任意合适的材料。进一步，隔板13的陶瓷材料可包括Al2O3、SiO2或其它任意合适的陶瓷材料。根据本发明的实施例，隔板13在高温下的缩短率可通过调节陶瓷的量和孔隙率来控制。
图4A和4B示出根据本发明一个示例性实施例的电极组件10的局部剖面图。
参照图4A和4B，将更详细地描述电极组件10。
根据一个实施例，在最初制造电极组件10时，负活性物质层122的一侧向外伸出得比正活性物质层112多。另外，正未涂覆区域11b向外伸出得比第一负未涂覆区域12c多，隔板13向外伸出得比第一负未涂覆区域12c多且比正未涂覆区域11b少。相应地，隔板的该侧插置于正未涂覆区域11b的一侧与第一负未涂覆区域12c的一侧之间。
在一个实施例中，隔板13在温度上升时缩短，且持续缩短直到温度达到基准温度，例如140℃为止，但是当温度高于基准温度时不再缩短。
若从隔板13的第一侧13a到第一负未涂覆区域12c的该侧的横向距离为D1(见图4A)，从隔板13的第一侧13a到负活性物质层122的横向距离为D2，且隔板13的第一侧13a根据基准温度下的缩短产生的移动距离为SQ，则在一个实施例中，SQ满足等式1。
等式1
D1≤SQ≤D2
当隔板13的第一侧13a移动的距离小于D1时，没有引起内部短路，因从而可再充电电池110可能被置于高温下，因此可再充电电池110可能会爆炸或燃烧，而当隔板13的第一侧13a移动的距离比D2远时，负活性物质层层122和正未涂覆区域11b被短路，因此可再充电电池110可能会爆炸或燃烧。
根据一个实施例，D 1在0.5mm到10mm之间，正未涂覆区域11b与第一负未涂覆区域12c之间的距离D3(见图4A)在0.05mm到0.5mm之间。
根据一个实施例，D2满足等式：D3≤D2≤30mm。而且，在一个实施例中，负活性物质层122伸出得比正活性物质层112多的距离，即长度D4(见图4A)在0.05mm到0.5mm之间。
另外，在一个实施例中，若隔板13的初始宽度为SW1，且温度到达基准温度(例如，140℃)前，隔板13的宽度的缩短率为SR1，则SR1满足等式2。
等式2
(2*D1/SW1)*100(％)≤SR1(％)≤(2*D2/SW1)*100(％)
当隔板13缩短时，隔板13的第一侧13a和第二侧13b沿朝向隔板13中心的方向移动，使得当隔板13缩短大于两倍的D1时，隔板13的第一侧13a移动到比第一负未涂覆区域12c更靠内。相应地，当隔板13的缩短率SR1小于(2*D1/W1)*100时，不会引入内部短路，因此可再充电电池110可能被置于高温下，并且当缩短率SR1大于(2*D2/SW1)*100时，负活性物质层122与正未涂覆区域11b可能被短路。
如图4B所示，当隔板13在上述范围内缩短时，正未涂覆区域11b与第一负未涂覆区域12c被短路，从而可防止或基本上防止电极组件10的温度过度上升。
图5是根据本发明又一示例性实施例的电极组件的局部剖面图。
参照图5，根据一个实施例的电极组件50包括正电极51、负电极52以及布置在正电极51与负电极52之间的隔板53。
在一个实施例中，正电极51包括正电流集电体511和形成在正电流集电体511两侧的正活性物质层512。另外，形成有正活性物质层512的正涂覆区域51a和正电流集电体511被暴露的正未涂覆区域51b形成在正电极51中。在正未涂覆区域51b中，未形成正活性物质层512。
在一个实施例中，负电极52包括负电流集电体521和形成在负电流集电体521两侧的负活性物质层522。另外，形成有负活性物质层522的负涂覆区域52a、负电流集电体521通过其被暴露的第一负未涂覆区域(52b)和第二负未涂覆区域(未示出)形成在负电极52中。在第一负未涂覆区域52b和第二负未涂覆区域中，未形成负活性物质层522。
在一个实施例中，隔板53包括多孔件532和布置在多孔件532两侧的陶瓷层531。在这种情况下，隔板53可通过期间在高温下发生宽度方向缩短的湿蚀刻过程而被制造。隔板53在高温下的缩短率在各个实施例中可通过调节陶瓷层的厚度来控制。
在一个实施例中，电极组件50被形成为具有其中正电极51、负电极52和隔板53为带形且被堆叠的结构。正未涂覆区域51b形成在电极组件50的一侧，第二负未涂覆区域(未示出)形成在电极组件50的另一侧。另外，第一负未涂覆区域52b形成在形成有正未涂覆区域51b的那侧。
在一个实施例中，负活性物质层522的两侧向外伸出得比正活性物质层512多。另外，正未涂覆区域51b向外伸出得比第一负未涂覆区域52b多，隔板53向外伸出得比第一负未涂覆区域52b多且比正未涂覆区域51b少。因此，隔板53的一侧53a被设置在正未涂覆区域51b的一侧与第一负未涂覆区域52b的一侧之间。
在一个实施例中，当隔板53在高温环境下缩短时，隔板13的一侧53a移动到比第一负未涂覆区域52b的那侧更靠内，并且相应地，第一负未涂覆区域52b与正未涂覆区域51b被短路，从而防止或基本防止过量的过热。另外，由于陶瓷层531覆盖在隔板53的上方，因此，防止或基本防止了隔板53被融化。
图6是根据本发明再一示例性实施例的电极组件的剖面图。
参照图6，根据一个实施例的电极组件60包括正电极61、负电极62以及插置于正电极61与负电极62之间的隔板63。
在一个实施例中，正电极61包括正电流集电体611和形成在正电流集电体611两侧的正活性物质层612。另外，正电极61中形成有正活性物质层612的正涂覆区域61a和正电流集电体611被暴露的正未涂覆区域61b形成在正电极61中。在正未涂覆区域61b中，未形成正活性物质层612。
在一个实施例中，负电极62包括负电流集电体621、涂覆在负电流集电体621上的负活性物质层622以及涂覆在负活性物质层622上的陶瓷层623。负电流集电体621和负活性物质层622相对于负电极12可如上所述被构造。在一个实施例中，陶瓷层623被涂覆在负活性物质层622上，并具有与负活性物质层622的面积相对应的面积。
另外，形成有负活性物质层622的负涂覆区域62a、负电流集电体621被暴露的第一负未涂覆区域(62b)以及第二负未涂覆区域(未示出)形成在负电极62中。在第一负未涂覆区域62b和第二负未涂覆区域中，未形成负活性物质层622。第二负未涂覆区域(未示出)在宽度上大于第一负未涂覆区域62b。
在一个实施例中，电极组件60具有正电极61、负电极62和隔板63成带形、被堆叠且而后被卷绕的结构。正未涂覆区域61b形成在电极组件60的宽度方向上的一侧，第二负未涂覆区域(未示出)形成在电极组件60的宽度方向上的另一侧。另外，第一负未涂覆区域62b形成在形成有正未涂覆区域61b的那侧。
在一个实施例中，负活性物质层622的两侧向外伸出得比正活性物质层612多。另外，正未涂覆区域61b伸出得比第一负未涂覆区域62b多，隔板63向外伸出得比第一负未涂覆区域62b多且比正未涂覆区域61b少。相应地，隔板63的一侧63a被布置在正未涂覆区域61b的一侧与第一负未涂覆区域62b的一侧之间。
在一个实施例中，当陶瓷层623形成在负活性物质层622上时，可防止或减少负活性物质层622与正活性物质层612之间的短路和负活性物质层622与正未涂覆区域61b之间的短路。另外，当隔板63在高温下缩短时，第一负未涂覆区域62b与正未涂覆区域61b被短路，从而防止或基本防止了过量的过热。
尽管已结合当前被认为是实用的示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，意在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改和等同排布。

Claims (25)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括：
正电极，包括正电流集电体、位于正电流集电体上正涂覆区域中的正活性物质以及位于该电极组件的第一侧的正未涂覆区域，在该正未涂覆区域中，该正电流集电体上没有所述正活性物质；
负电极，包括负电流集电体、位于负电流集电体上负涂覆区域中的负活性物质、位于该电极组件的第一侧的第一负未涂覆区域以及位于该电极组件的与第一侧相对立的第二侧的第二负未涂覆区域，在该第一负未涂覆区域中，该负电流集电体上没有所述负活性物质，在该第二负未涂覆区域中，该负电流集电体上没有所述负活性物质；以及
位于所述正电极与所述负电极之间的隔板；
壳体，容纳该电极组件，且在该壳体的一端具有用于容纳该电极组件的开口；
盖组件，包括密封所述开口的盖板；以及
端子，被电连接至所述正电极或所述负电极，并伸出到该壳体的外部。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一负未涂覆区域具有小于所述第二负未涂覆区域的宽度的宽度。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述隔板在该第一侧伸出得比所述第一负未涂覆区域远，所述正未涂覆区域在该第一侧伸出得比所述隔板远。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述负涂覆区域在该第一侧伸出得比所述正涂覆区域远。
5.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中下列条件被满足：
D1≤SQ≤D2，
其中D1是从所述第一负未涂覆区域到所述隔板在该第一侧的末端的横向距离，D2是从所述负涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SQ是所述隔板的该末端在基准温度下被热缩短的横向距离。
6.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中从所述第一负未涂覆区域到所述隔板在该第一侧的末端的横向距离在0.5mm到10mm之间。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述正未涂覆区域与所述第一负未涂覆区域之间的距离在0.05mm到0.5mm之间。
8.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中下列条件被满足：
D3≤D2≤30mm，
其中D2是从所述负涂覆区域到所述隔板在该第一侧的末端的横向距离，D3是所述正未涂覆区域与所述第一负未涂覆区域之间的距离。
9.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中下列条件被满足：
(2*D1/SW1)*100(％)≤SR1(％)≤(2*D2/SW1)*100(％)，
其中D1是从所述第一负未涂覆区域到所述隔板在该第一侧的末端的横向距离，D2是从所述负涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SW1是在该隔板被热缩短之前该隔板的宽度，SR1是当该隔板在基准温度下被热缩短时缩短的百分比。
10.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述隔板包括聚合物隔膜和嵌在该聚合物隔膜中的陶瓷。
11.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述隔板包括多孔件和位于该多孔件上的陶瓷层。
12.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述负电极包括位于该负活性物质上的陶瓷层。
13.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述电极组件的第一侧和第二侧在所述电极组件的沿该电极组件的卷绕轴方向的对立端。
14.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括：
第一电极，包括第一电流集电体、位于第一电流集电体上第一涂覆区域中的第一活性物质以及位于该电极组件的一侧的第一未涂覆区域，在该第一未涂覆区域中，该第一电流集电体上没有所述第一活性物质；
第二电极，包括第二电流集电体、位于第二电流集电体上第二涂覆区域中的第二活性物质、位于该电极组件的该侧的第二未涂覆区域，在该第二未涂覆区域中，该第二电流集电体上没有所述第二活性物质，所述第二未涂覆区域在该侧伸出得比所述第一未涂覆区域远；以及
位于所述第一电极与所述第二电极之间的隔板；以及
壳体，容纳该电极组件；以及
端子，被电连接至所述第一电极或所述第二电极，并伸出到该壳体的外部。
15.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中所述隔板在该侧伸出得比所述第一未涂覆区域远。
16.根据权利要求15所述的可再充电电池，其中所述第二未涂覆区域在该侧伸出得比所述隔板远。
17.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中所述第一涂覆区域在该侧伸出得比所述第二涂覆区域远。
18.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中下列条件被满足：
D1≤SQ≤D2，
其中D1是从所述第一未涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离，D2是从所述第一涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SQ是所述隔板的该末端在基准温度下被热缩短的横向距离。
19.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中从所述第一未涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离在0.5mm到10mm之间。
20.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中所述第一未涂覆区域与所述第二未涂覆区域之间的距离在0.05mm到0.5mm之间。
21.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中下列条件被满足：
D3≤D2≤30mm，
其中D2是从所述第一涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离，D3是所述第二未涂覆区域与所述第一未涂覆区域之间的距离。
22.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中下列条件被满足：
(2*D1/SW1)*100(％)≤SR1(％)≤(2*D2/SW1)*100(％)，
其中D1是从所述第一未涂覆区域到所述隔板在该侧的末端的横向距离，D2是从所述第一涂覆区域到所述隔板的该末端的横向距离，SW1是在该隔板被热缩短之前该隔板的宽度，SR1是当该隔板在基准温度下被热缩短时缩短的百分比。
23.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中所述隔板包括聚合物隔膜和嵌在该聚合物隔膜中的陶瓷。
24.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中所述隔板包括多孔件和位于该多孔件上的陶瓷层。
25.根据权利要求14所述的可再充电电池，其中所述第一电极包括位于该第一活性物质上的陶瓷层。
CN201010527721.XA 2009-10-29 2010-10-13 可再充电电池 Active CN102054958B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US25623009P 2009-10-29 2009-10-29
US61/256,230 2009-10-29
US12/713,144 2010-02-25
US12/713,144 US8574752B2 (en) 2009-10-29 2010-02-25 Electrode assembly and rechargeable battery using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102054958A true CN102054958A (zh) 2011-05-11
CN102054958B CN102054958B (zh) 2014-06-04

Family

ID=43532974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010527721.XA Active CN102054958B (zh) 2009-10-29 2010-10-13 可再充电电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8574752B2 (zh)
EP (1) EP2325925B1 (zh)
JP (1) JP5400013B2 (zh)
CN (1) CN102054958B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104521032A (zh) * 2012-08-08 2015-04-15 丰田自动车株式会社 制造非水电解质二次电池的方法以及非水电解质二次电池
CN109314196A (zh) * 2016-06-24 2019-02-05 三星Sdi株式会社 可再充电电池
CN110692161A (zh) * 2017-11-01 2020-01-14 株式会社Lg化学 电极组件及稳定二次电池的方法
CN112133861A (zh) * 2020-10-12 2020-12-25 东莞市云帆电子科技有限公司 一种动力锂电池模块组合结构

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101135492B1 (ko) * 2010-01-20 2012-04-13 삼성에스디아이 주식회사 전극군과 이를 적용한 이차 전지
JP5087110B2 (ja) * 2010-06-21 2012-11-28 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池
EP2469620B1 (en) * 2010-12-24 2013-08-14 swissbatt AG Battery
US8936863B2 (en) 2011-07-12 2015-01-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
JP2014035923A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
CN111697199A (zh) * 2019-03-12 2020-09-22 宁德新能源科技有限公司 极片及采用该极片的电极组件
CN114520303A (zh) * 2020-11-19 2022-05-20 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置以及电子装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1176023A (zh) * 1995-01-27 1998-03-11 旭化成工业株式会社 非水系电池
CN1713417A (zh) * 2004-06-25 2005-12-28 三星Sdi株式会社 电极组件和使用该电极组件的可再充电电池
CN101069304A (zh) * 2004-12-10 2007-11-07 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池和其负极的制备方法
CN101312244A (zh) * 2007-05-25 2008-11-26 三星Sdi株式会社 电极组件及使用该电极组件的二次电池
CN101517788A (zh) * 2006-07-26 2009-08-26 永备电池有限公司 具有改进的正电极的锂-二硫化铁圆柱形电池

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09306471A (ja) 1996-05-16 1997-11-28 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池およびその製造方法
CN1172400C (zh) 1999-08-10 2004-10-20 三洋电机株式会社 非水电解液二次蓄电池及其制造方法
JP3920549B2 (ja) 2000-09-26 2007-05-30 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池
KR100449757B1 (ko) * 2001-11-23 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 전지부와 이를 채용한 이차전지
JP4201619B2 (ja) * 2003-02-26 2008-12-24 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池、及びそれに使用する電極の製造方法
JP2004335335A (ja) 2003-05-09 2004-11-25 Mitsubishi Materials Corp 非水電解液二次電池用負極材料及びその製造方法並びにこれを用いた非水電解液二次電池
JP4245429B2 (ja) 2003-08-11 2009-03-25 三洋電機株式会社 渦巻状電極群を備えた電池
KR100578800B1 (ko) * 2004-02-16 2006-05-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100770105B1 (ko) 2005-07-06 2007-10-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP2007324073A (ja) 2006-06-05 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム二次電池並びにそのセパレータ及びその製造方法
US20080026293A1 (en) 2006-07-26 2008-01-31 Eveready Battery Company, Inc. Lithium-iron disulfide cylindrical cell with modified positive electrode
US20100273036A1 (en) * 2006-10-17 2010-10-28 Eveready Battery Company, Inc. Lithium-Iron Disulfide Cell Design with Core Reinforcement
JP5082397B2 (ja) 2006-11-13 2012-11-28 株式会社Ｇｓユアサ 電池
KR101156963B1 (ko) 2006-11-27 2012-06-20 주식회사 엘지화학 Ｐｔｃ 소자의 전극리드를 포함하고 있는 이차전지
KR101163391B1 (ko) 2007-07-12 2012-07-12 주식회사 엘지화학 중심 부위의 분리막 상에 고상 입자가 코팅된 이차전지
KR100922352B1 (ko) * 2007-10-02 2009-10-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100876268B1 (ko) * 2007-10-09 2008-12-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
JP5225002B2 (ja) * 2008-09-30 2013-07-03 株式会社東芝 二次電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1176023A (zh) * 1995-01-27 1998-03-11 旭化成工业株式会社 非水系电池
CN1713417A (zh) * 2004-06-25 2005-12-28 三星Sdi株式会社 电极组件和使用该电极组件的可再充电电池
CN101069304A (zh) * 2004-12-10 2007-11-07 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池和其负极的制备方法
CN101517788A (zh) * 2006-07-26 2009-08-26 永备电池有限公司 具有改进的正电极的锂-二硫化铁圆柱形电池
CN101312244A (zh) * 2007-05-25 2008-11-26 三星Sdi株式会社 电极组件及使用该电极组件的二次电池

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104521032A (zh) * 2012-08-08 2015-04-15 丰田自动车株式会社 制造非水电解质二次电池的方法以及非水电解质二次电池
CN104521032B (zh) * 2012-08-08 2018-02-13 丰田自动车株式会社 制造非水电解质二次电池的方法以及非水电解质二次电池
US10505215B2 (en) 2012-08-08 2019-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of manufacturing non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN109314196A (zh) * 2016-06-24 2019-02-05 三星Sdi株式会社 可再充电电池
CN109314196B (zh) * 2016-06-24 2022-06-17 三星Sdi株式会社 可再充电电池
US11476525B2 (en) 2016-06-24 2022-10-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
CN110692161A (zh) * 2017-11-01 2020-01-14 株式会社Lg化学 电极组件及稳定二次电池的方法
CN110692161B (zh) * 2017-11-01 2022-11-08 株式会社Lg新能源 电极组件及稳定二次电池的方法
CN112133861A (zh) * 2020-10-12 2020-12-25 东莞市云帆电子科技有限公司 一种动力锂电池模块组合结构

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011096657A (ja) 2011-05-12
JP5400013B2 (ja) 2014-01-29
EP2325925B1 (en) 2012-12-19
EP2325925A1 (en) 2011-05-25
CN102054958B (zh) 2014-06-04
US8574752B2 (en) 2013-11-05
US20110104561A1 (en) 2011-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102054958B (zh) 可再充电电池
CN102005597B (zh) 可再充电电池
EP2648246B1 (en) Secondary battery
JP5256231B2 (ja) ２次電池及び２次電池モジュール
JP5395013B2 (ja) 二次電池
KR102272264B1 (ko) 단락 연결부를 갖는 전지 모듈
KR101130294B1 (ko) 이차 전지
EP2866281B1 (en) Rechargeable battery having fuse unit
EP2325924B1 (en) Secondary battery comprising a short circuit inducing member
CN106356490B (zh) 可再充电电池和包括可再充电电池的电池模块
EP2793295A2 (en) Rechargeable battery
CN109075304B (zh) 具有隔膜的可再充电电池
JP2012028315A (ja) ２次電池
EP2899779A1 (en) Secondary battery
KR101549174B1 (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
KR20140106328A (ko) 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
EP2922116B1 (en) Secondary battery
KR101181804B1 (ko) 전극군과 이를 적용한 이차전지
KR101121205B1 (ko) 이차전지
KR101576597B1 (ko) 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR100814882B1 (ko) 이차 전지 및 상기 이차 전지를 이용한 전지 모듈
KR20170033543A (ko) 전극 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR20200099392A (ko) 이차 전지 및 전지 모듈
KR102411730B1 (ko) 이차 전지 및 전지 모듈
KR20230081085A (ko) 이차 전지 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SAMSUNG SDI CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SB LIMOTIVE CO., LTD.

Effective date: 20130205

Owner name: BOSCH GMBH ROBERT

Effective date: 20130205

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20130205

Address after: Gyeonggi Do, South Korea

Applicant after: Samsung SDI Co., Ltd.

Applicant after: Robert Bosch GmbH

Address before: Gyeonggi Do, South Korea

Applicant before: SB LiMotive Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant