CN102064308A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种二次电池，所述二次电池包括电极组件，所述电极组件包括第一电极板、第二电极板以及设置在第一电极板和第二电极板之间的分隔件，其中，所述电极组件还包括第一电极接线片和第二电极接线片，所述第一电极接线片包括从第一电极板突出的多个堆叠的第一单元接线片，所述第二电极接线片包括从第二电极板突出的多个堆叠的第二单元接线片，其中，第一电极接线片具有宽度，所述宽度大于每个第一单元接线片的宽度。

Description

二次电池
技术领域
实施例涉及一种二次电池。
背景技术
通常，通过将电极组件与电解质容纳在外壳中来形成二次电池。电极组件可以包括正极板、负极板以及设置在这两个电极板之间的分隔件。
可能需要具有多个正极接线片和多个负极接线片的电极组件来形成高容量二次电池。
发明内容
实施例涉及一种相对于现有技术显示出进步的二次电池。
实施例的一个特征在于提供一种设置有电极组件的二次电池，所述电极组件包括多个对齐的正极接线片和多个对齐的负极接线片。
实施例的另一特征在于提供一种实现了空间的有效使用的二次电池。
实施例的另一特征在于提供一种在制造期间抵抗变形的二次电池。
以上和其它特征及优点中的至少一个可以通过提供一种二次电池来实现，所述二次电池包括电极组件，所述电极组件包括第一电极板、第二电极板及设置在第一电极板和第二电极板之间的分隔件，其中，所述电极组件还包括第一电极接线片和第二电极接线片，所述第一电极接线片包括从所述第一电极板突出的多个堆叠的第一单元接线片，所述第二电极接线片包括从所述第二电极板突出的多个堆叠的第二单元接线片，其中，所述第一电极接线片具有宽度，所述宽度大于每个第一单元接线片的宽度。
所述电极组件的第一电极板和第二电极板及分隔件可以以胶卷结构卷绕。
所述二次电池还可以包括容纳所述电极组件的外壳，其中，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片中的至少一者可以以弯曲状态位于所述外壳中。
所述第一电极接线片和所述第二电极接线片中的所述至少一者的弯曲状态可包括V形状和U形状中的一种。
所述第一电极接线片和所述第二电极接线片可以设置在所述电极组件的相对端。
所述第一电极接线片可以被切割成预定的宽度。
所述第二电极接线片可具有宽度，所述宽度大于每个第二单元接线片的宽度。
所述第二电极接线片可以被切割成预定的宽度。
所述电极组件可以具有扁平的、薄的且宽的形状。
所述二次电池还可以包括第一电极端子和第二电极端子，所述第一电极端子结合到所述第一电极接线片，所述第二电极端子结合到所述第二电极接线片，其中，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片中的至少一者的宽度等于相应的电极端子的宽度。
以上和其它特征及优点中的至少一个还可以通过提供一种二次电池来实现，所述二次电池包括电极组件，所述电极组件包括卷绕的第一电极板、第二电极板以及设置在所述第一电极板和所述第二电极板之间的分隔件，其中，所述电极组件还包括第一电极接线片和第二电极接线片，所述第一电极接线片包括从所述第一电极板突出的多个堆叠的第一单元接线片，所述第二电极接线片包括从所述第二电极板突出的多个堆叠的第二单元接线片，其中，所述第一单元接线片在所述电极组件的相对于所述电极组件的卷绕中心线的一侧沿径向方向堆叠。
所述第一电极接线片可具有宽度，所述宽度大于每个第一单元接线片的宽度。
所述第二电极接线片可具有宽度，所述宽度大于每个第二单元接线片的宽度。
所述二次电池还可以包括容纳所述电极组件的外壳，其中，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片中的至少一者以弯曲状态位于所述外壳中。
所述第一电极接线片和所述第二电极接线片中的所述至少一者的弯曲状态可以包括V形状和U形状中的一种。
所述第一电极接线片和所述第二电极接线片可以设置在所述电极组件的沿所述电极组件的卷绕中心线的各端部。
所述第一电极接线片和所述第二电极接线片可以被切割成预定的宽度。
所述第二单元接线片可以在所述电极组件的相对于所述电极组件的卷绕中心线的一侧沿径向方向堆叠。
所述第一单元接线片和所述第二单元接线片可以在所述电极组件的相对于所述电极组件的卷绕中心线的相对的且相应的侧部沿径向方向堆叠。
所述电极组件可相对于与所述卷绕中心线垂直的方向具有扁平的、薄的且宽的形状，所述第一单元接线片可沿所述电极组件的厚度方向堆叠在相对于所述卷绕中心线的一侧。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说，以上和其它特征及优点将变得更加明显，在附图中：
图1示出了根据实施例的二次电池的透视图；
图2示出了沿图1的A-A线截取的剖视图；
图3示出了图2的二次电池中的电极组件的透视图；
图4示出了制造图1的二次电池的方法的流程图；
图5至图8示出了图4的制造方法中的多个阶段的示意图。
具体实施方式
通过引用将于2009年11月18日在韩国知识产权局提交的、名称为“二次电池”的第10-2009-0111455号韩国专利申请的全部内容并入本文。
现在，在下文中将参照附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式来实施，不应该被理解为局限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例使本公开将是彻底的且完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。
在附图中，为了清晰地示出，会夸大层和区域的尺寸。还应当理解，当层或元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件或层可以直接在该另一元件上，或者也可以存在中间元件。另外，还应当理解，当元件被称作“在”两个元件“之间”时，该元件可以是位于这两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在一个或多个中间元件。相同的标号始终表示相同的元件。
应该理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称作第二元件、组件、区域、层或部分。
图1示出了根据实施例的二次电池的透视图。图2示出了沿图1的A-A线截取的剖视图。图3示出了图1和图2的二次电池中的电极组件的透视图。
参照图1和图2，二次电池100可以包括外壳110和位于外壳110中的电极组件120。
外壳110可以具有例如袋状，并可以包括第一片111和第二片114。第一片111可以包括容纳部112和凸缘113，容纳部112设置有空间111a，以容纳电极组件120，凸缘113结合到第二片114。容纳部112可以设置有开口111b。凸缘113可以从容纳部112的开口111b向外延伸。第二片114可以覆盖容纳部112的开口111b，第二片114可以是扁平的。
第一片111和第二片114中的每个片的表面可以含有具有热附着性的材料。此外，含有其它材料的膜可以堆叠且结合到该表面。因此，当具有热附着性的材料的表面彼此接触时，第一片111的接触第二片114的凸缘113可以被加热并被压制，以密封第一片111和第二片114。因此，外壳110的边缘可以包括与第二片114的外边缘和凸缘113对应的密封部110b。
第一片111和第二片114中的每个可以具有例如聚烯烃层、铝层和尼龙层的三层结构。聚烯烃层可以具有热附着性，由此用作密封件。铝层可以用作基体材料，由此保持外壳110的物理强度，并且铝层还可以用作对抗湿气和氧的阻碍层。尼龙层可以用作基体材料和保护层。在一个实施方案中，聚烯烃层可以由例如流延聚丙烯(CCP)形成。
参照图1至图3，电极组件120可以包括第一电极板121、第二电极板122、第一分隔件123和第二分隔件124。第一分隔件123和第二分隔件124可以设置在第一电极板121与第二电极板122之间。电极组件120可以通过例如堆叠并卷绕第一电极板121和第二电极板122以及位于第一电极板121和第二电极板122之间的第一分隔件123和第二分隔件124来形成。例如，电极组件120的第一电极板121、第二电极板122、第一分隔件123和第二分隔件124以胶卷结构卷绕。相对于与卷绕中心线X垂直的线，电极组件120可以具有扁平的、薄的且宽的形状。电极组件120可以具有暴露卷绕结构的第一端120a和第二端120b。
第一电极板121可以是例如正极板。第一电极板121可以包括正极集流体121a，正极集流体121a在其两个表面上具有正极活性材料121b。正极集流体121a可以形成为金属(例如，铝)的导电板。在一个实施方案中，正极活性材料121b可以包括层状化合物(包含例如锂)、提高导电率的导体以及提高层状化合物和导体之间的结合力的粘合剂。
第二电极板122可以是例如负极板。第二电极板122可以包括负极集流体122a，负极集流体122a在其两个表面上具有负极活性材料122b。负极集流体122a可以形成为金属(例如，铜)的导电板。在一个实施方案中，负极活性材料122b可以包括含碳材料(例如，石墨)和提高碳颗粒的结合力的粘合剂。在可选的实施方案中，负极活性材料122b还可以由例如氧化锡(SnO)或锂钛氧化物(LTO)来形成。当使用石墨用于负极活性材料时，相应的正极板可以被形成为具有比负极板的面积小的面积。当使用SnO或LTO用于负极活性材料时，相应的正极板可以被形成为具有比负极板的面积大的面积。
在一个实施方案中，第一电极板121可以是正极板，第二电极板122可以是负极板。然而，实施例不限于此。例如，第一电极板121可以是负极板，第二电极板122可以是正极板。
细孔(未示出)可以形成在第一分隔件123和第二分隔件124中。锂离子可以穿过两个电极板121和122之间的细孔。第一分隔件123和第二分隔件124可以由高聚合物树脂(例如，聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP))形成。
第一电极接线片127可以从电极组件120的第一端120a突出。第一电极接线片127可以包括多个第一单元接线片127a、127b和127c。第一单元接线片127a、127b和127c可以彼此堆叠且结合，使得它们的至少一些部分彼此接触。第一电极接线片127的宽度W1可以大于第一单元接线片127a、127b和127c中的每个单元接线片的各自的宽度。因此，第一单元接线片127a、127b和127c可以结合，使得第一电极接线片127具有期望的预定宽度。第一电极板121的正极集流体121a的部分可以延伸，以形成第一单元接线片127a、127b和127c。因此，第一电极接线片127可以用作正极接线片。第一单元接线片127a、127b和127c可以沿从卷绕中心线X开始的径向方向设置在电极组件120的一侧。换言之，第一单元接线片127a、127b和127c可以在电极组件120的一侧与卷绕中心线X平行地且对齐地突出。具体地说，第一单元接线片127a、127b和127c可以沿电极组件120的厚度方向设置在电极组件120的相对于卷绕中心线W的一侧，即，沿径向方向堆叠或分层布置。因此，第一电极接线片127可以具有简单的结构，并可以实现空间的有效使用。此外，当焊接第一单元接线片127a、127b和127c以形成第一电极接线片127时，可以防止电极组件120的变形。
沿电极组件120的整个厚度方向形成第一单元接线片并将它们彼此焊接，从而可能牵拉设置在上端的第一单元接线片，进而导致电极组件120的变形，与该情况相比，在一个实施方案中，第一单元接线片127a、127b和127c可以沿厚度方向仅设置在电极组件120的相对于卷绕中心线W的一侧，从而防止电极组件120的变形。
第一单元接线片127a、127b和127c可以使用例如超声焊接或电阻焊接来焊接，从而形成第一电极接线片127。突出到外壳110外部的第一电极端子130a可以结合到第一单元接线片127a、127b和127c。第一电极端子130a的宽度可以与第一电极接线片127的宽度W1相同。第一电极接线片127与第一电极端子130a结合的区域可以在外壳110内以例如V形状或U形状弯曲，从而有助于确保二次电池100可以保持紧凑形状。第一电极端子130a可以穿过外壳110的密封部110b延伸到外部。绝缘带131a可以围绕第一电极端子130a卷绕，并接触密封部110b。结合到第一电极接线片127(即，正极接线片)的第一电极端子130a可以用作正端子。
第二电极接线片128可以从电极组件120的第二端120b突出。第二电极接线片128可以包括多个第二单元接线片128a、128b和128c。第二单元接线片128a、128b和128c可以彼此堆叠并结合，使得它们的至少一些部分彼此接触。第二电极接线片128的宽度W2可以大于第二单元接线片128a、128b和128c中的每个单元接线片的宽度。因此，第二单元接线片128a、128b和128c可以结合，使得第二电极接线片128具有期望的预定宽度。第二电极板122的负极集流体122a的部分可以延伸，以形成第二单元接线片128a、128b和128c。因此，第二电极接线片128可以用作负极接线片。第二单元接线片128a、128b和128c可以沿电极组件120的厚度方向设置在电极组件120的一侧，即，沿电极组件120的径向方向堆叠或分层布置，沿着卷绕中心线X与设置第一单元接线片127a、127b和127c的位置相对。换言之，第二单元接线片128a、128b和128c可以在电极组件120的一侧与卷绕中心线X平行地且对齐地突出。具体地说，第二单元接线片128a、128b和128c可以沿电极组件120的厚度方向设置在电极组件120的相对于卷绕中心线W的一侧。因此，第二电极接线片128可以具有简单的结构，并可以实现空间的有效使用。此外，当将第二单元接线片128a、128b和128c焊接以形成第二电极接线片128时，可以防止电极组件120的变形。
沿电极组件120的整个厚度方向形成第二单元接线片然后将它们彼此焊接，从而可能牵拉设置在上端的第二单元接线片，进而导致电极组件120的变形，与该情况相比，在一个实施方案中，第二单元接线片128a、128b和128c可以沿厚度方向仅设置在电极组件120的相对于卷绕中心线W的一侧，从而有利地防止电极组件120的变形。
第二单元接线片128a、128b和128c可以使用例如超声焊接或电阻焊接来焊接，从而形成第二电极接线片128。突出到外壳110外部的第二电极端子130b可以结合到第二单元接线片128a、128b和128c。第二电极端子130b的宽度可以与第二电极接线片128的宽度W2相同。第二电极接线片128与第二电极端子130b结合的区域可以在外壳110内以例如V形状或U形状弯曲，从而有助于确保二次电池100可以维持紧凑形状。第二电极端子130b可以穿过外壳110的密封部110b延伸到外部。绝缘带131b可以围绕第二电极端子130b卷绕，并接触密封部110b。结合到第二电极接线片128(即，负极接线片)的第二电极端子130b可以用作负端子。
这里，如图2所示，优选的是，第一电极接线片127和第二电极接线片128设置在电极组件120的卷绕中心线X下方。由于以上结构，第一电极接线片127和第二电极接线片128可以容易地布置在第二片114上。
终止带(finishing tape)129可以附着到卷绕的电极组件120的外周端部，从而有利地防止电极组件120解开。
现在将详细描述制造二次电池的方法。
图4示出了制造图1的二次电池的方法的流程图。图5至图8示出了图4的制造方法中的多个阶段的示意图。
参照图4，一种制造二次电池的方法可以包括例如操作S10中的堆叠、操作S20中的卷绕、操作S30中的切割、操作S40中的端子附着和操作S50中的在外壳中的存放。
首先，将详细描述操作S10中的堆叠。在操作S10中的堆叠中，可以例如交替地堆叠第一电极板(例如，正极板)、第二电极板(例如，负极板)和分隔件。
图5示出了在堆叠操作S10期间堆叠的第一电极板、第二电极板和分隔件的结构的透视图。图6示出了沿图5的B-B线截取的剖视图。
参照图5和图6，从上至下，可以堆叠第二电极板122、第一分隔件123、第一电极板121和第二分隔件124，并且它们可以沿延伸轴线Y延伸。可以将位于第一电极板121上的多个第一突出接线片121c和位于第二电极板122上的多个第二突出接线片122c关于延伸轴线Y设置在相对侧。
第一电极板121的正极集流体121a的部分可以从堆叠结构延伸出去，从而形成第一突出接线片121c。第一突出接线片121c之间的距离可以对应于卷绕结构的周长。因此，在卷绕之后，可以沿从卷绕中心开始的径向方向排列(即，对齐)第一突出接线片121c。
第二电极板122的负极集流体122a的部分可以从堆叠结构延伸出去，从而形成第二突出接线片122c。第二突出接线片122c可以设置在与第一突出接线片121c对应的位置处。因此，在卷绕之后，与第一突出接线片121c类似，可以沿从卷绕中心开始的径向方向排列(即，对齐)第二突出接线片122c。
现在将详细描述操作S20中的卷绕。操作S20中的卷绕可以包括卷绕在图5中示出的堆叠结构的操作。
具体地说，从图5中示出的堆叠状态，可以沿延伸轴线Y扁平地卷绕堆叠的第一电极板121、第二电极板122及第一分隔件123和第二分隔件124，如箭头所示。图7示出了在完成操作S20中的卷绕之后的状态。参照图7，第一突出接线片121c和第二突出接线片122c可以分别设置在电极组件120的沿卷绕中心线X的相对侧。第一突出接线片121c可以沿其宽度方向(即，与卷绕中心线X垂直的方向)至少部分地彼此叠置。终止带129可以附着到卷绕的电极组件120的外周端部，以防止解开。
将详细描述操作S30中的切割。操作S30中的切割可以包括切割第一突出接线片121c和第二突出接线片122c的操作。
从图7中示出的状态，可以切割第一突出接线片121c和第二突出接线片122c的用图8的虚线沿宽度方向示出的部分。因此，图3的第一电极接线片127和图3的第二电极接线片128可以具有期望的预定宽度。
现在将详细描述操作S40中的端子附着。操作S40中的端子附着可以包括形成作为正极端子的第一端子和作为负极端子的第二端子的操作。
从图8中示出的状态，可以通过例如热焊接将图3的第一电极端子130a和第二电极端子130b分别附着到第一突出接线片121c和第二突出接线片122c，以呈现图3中示出的状态。这里，在第一电极端子130a的附着部分，第一突出接线片121c可以结合在一起，以形成第一电极接线片127。在第二电极端子130b的附着部分，第二突出接线片122c可以结合在一起，以形成第二电极接线片128。可以分别围绕第一电极端子130a和第二电极端子130b卷绕绝缘带131a和131b。
将详细描述操作S50中的在外壳中的存放。操作S50中的在外壳中的存放可以包括将电极组件存放(即，容纳)在外壳中的操作。可以将如图3所示构造的电极组件120存放在图2所示的外壳110中的第一片111的容纳部112中。接下来，可以通过例如热焊接将第二片114附着到第一片111的凸缘113，以密封第一片111和第二片114。在一个实施方案中，第一电极接线片127和第二电极接线片128可以在外壳110内以例如V形状弯曲。另外，可以将围绕正极端子130a的绝缘带131a和围绕负极端子130b的绝缘带131b设置在外壳110的密封部110b处。
回顾一下，对于通过卷绕形成的电极组件来说，可能难以使多个正极接线片和负极接线片对齐；因此，该主题领域近来备受关注。
根据实施例，包括叠置的单元接线片的电极接线片的整体宽度可大于每个单元接线片的宽度，因此容易形成具有期望宽度的电极接线片。
另外，因为电极的所有单元接线片可以设置在电极组件的相对于其卷绕中心的一侧，所以可以实现空间的有效使用，并可以防止制造中的电极组件的变形。
在此已经公开了示例性实施例，虽然采用了具体术语，但是这些术语仅是以一般的且描述性的意思来使用和解释，其目的并不在于限制。因此，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离如权利要求书阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面做出各种改变。

Claims (18)

1.一种二次电池，所述二次电池包括电极组件，所述电极组件包括第一电极板、第二电极板以及设置在所述第一电极板和所述第二电极板之间的分隔件，
其中，所述电极组件还包括：
第一电极接线片，包括从所述第一电极板突出的多个第一单元接线片；
第二电极接线片，包括从所述第二电极板突出的多个第二单元接线片，
其中，所述第一电极接线片的宽度大于第一单元接线片中的至少一个单元接线片的宽度，或者所述第二电极接线片的宽度大于第二单元接线片中的至少一个单元接线片的宽度。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述电极组件的第一电极板和第二电极板及分隔件以胶卷结构卷绕。
3.如权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括容纳所述电极组件的外壳，其中，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片中的至少一者以弯曲状态位于所述外壳中。
4.如权利要求3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中的所述至少一者的弯曲状态包括V形状和U形状中的一种。
5.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设置在所述电极组件的相对端。
6.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一电极接线片被切割成预定的宽度。
7.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二电极接线片被切割成预定的宽度。
8.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述电极组件具有扁平的、薄的且宽的形状。
9.如权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括：
第一电极端子，所述第一电极端子结合到所述第一电极接线片，
第二电极端子，所述第二电极端子结合到所述第二电极接线片，
其中，所述二次电池满足下述条件中的至少一个条件：所述第一电极接线片的宽度等于第一电极端子的宽度，所述第二电极接线片的宽度等于第二电极端子的宽度。
10.一种二次电池，所述二次电池包括电极组件，所述电极组件包括卷绕的第一电极板、第二电极板以及设置在所述第一电极板和所述第二电极板之间的分隔件，
其中，所述电极组件还包括：
第一电极接线片，包括从所述第一电极板突出的多个堆叠的第一单元接线片；
第二电极接线片，包括从所述第二电极板突出的多个堆叠的第二单元接线片，
其中，第一单元接线片或第二单元接线片在所述电极组件的相对于所述电极组件的卷绕中心线的一侧沿径向方向堆叠。
11.如权利要求10所述的二次电池，其中，所述第一电极接线片的宽度大于第一单元接线片中的每个单元接线片的宽度，或者所述第二电极接线片的宽度大于第二单元接线片中的每个单元接线片的宽度。
12.如权利要求10所述的二次电池，所述二次电池还包括容纳所述电极组件的外壳，其中，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片中的至少一者以弯曲状态位于所述外壳中。
13.如权利要求12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中的所述至少一者的弯曲状态包括V形状和U形状中的一种。
14.如权利要求10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设置在所述电极组件的沿所述电极组件的卷绕中心线的各端部。
15.如权利要求10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被切割成预定的宽度。
16.如权利要求10所述的二次电池，其中，第一单元接线片和第二单元接线片在所述电极组件的相对于所述电极组件的卷绕中心线的相对的且相应的侧部沿径向方向堆叠。
17.如权利要求10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设置在所述电极组件的卷绕中心线下方。
18.如权利要求11所述的二次电池，其中，所述电极组件相对于与所述卷绕中心线垂直的方向具有扁平的、薄的且宽的形状，
第一单元接线片沿所述电极组件的厚度方向堆叠在相对于所述卷绕中心线的一侧。
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