CN102082256A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二次电池，该二次电极包括：电极组件，包括多个第一电极板、多个第二电极板以及在第一电极板与第二电极板之间的多个隔板；第一电极接头，连接到第一电极板，第二电极接头，连接到第二电极板；壳体，容纳电极组件、第一电极接头和第二电极接头；以及第一外部引线端子和第二外部引线端子，在壳体的外部且分别电耦接到第一电极接头和第二电极接头。

Description

二次电池
技术领域
本发明的一个或多个实施例涉及一种二次电池。
背景技术
由于二次电池可再充电且轻便，所以二次电池已经作为各种电子装置和通信装置的电源。
在典型的二次电池中，电极板和隔板交替地堆叠，或者堆叠且卷绕型(wound-type)电极组件安装在壳体中。在这种情况下，当该电极组件安装在壳体中时，电极接头(electrode tab)附接到电极组件的电极板，且电极接头的端部向外伸出。从壳体伸出的电极接头电连接到外部电极引线(electrode lead)。
这里，在作为密封部分的壳体边缘，泄露会发生在与电极接头的接触部分处。
而且，从壳体伸出的电极接头被焊接到外部电极引线。电极接头耦接到外部电极引线，该外部电极引线位于壳体的密封部分外部的单独的空间。这里，需要分离空间，与电池的容量无关。分离空间的体积在电池组总体积的约15％到约30％的范围内。因而，电池的总容量会降低。
此外，电极接头与外部电极引线的结合结构具有机械安全性缺陷。电极接头与外部电极引线典型地通过焊接方法耦接。因为电极接头与外部电极引线的焊接部分暴露于壳体外部，所以焊接部分会因与其它组件的接触或外部冲击而易于分离。
发明内容
本发明实施例的一方面针对一种二次电池，该二次电池能够防止当电极接头从壳体伸出时而导致的密封部分的密封强度的降低。
本发明实施例的另一方面针对一种二次电池，该二次电池通过除去其中电极接头伸出到外部用于耦接的空间而具有扩大的内部容量。
本发明实施例的另一方面针对一种二次电池，该二次电池可以确保电极接头与外部电极引线的耦接部分处的机械安全性。
本发明的实施例提供了一二次电池，该二次电池包括：电极组件，包括多个第一电极板、多个第二电极板以及在第一电极板与第二电极板之间的多个隔板；第一电极接头，连接到第一电极板，第二电极接头，连接到第二电极板；壳体，容纳电极组件、第一电极接头和第二电极接头；以及第一外部引线端子和第二外部引线端子，在壳体的外部且分别电耦接到第一电极接头和第二电极接头。
第一外部引线端子和第二外部引线端子可以被壳体围绕。
第一外部引线端子和第二外部引线端子可以被壳体的密封部分围绕。
壳体的密封部分可以被折叠以围绕第一外部引线端子和第二外部引线端子。
壳体的密封部分可以被折叠以围绕第一外部引线端子和第二外部引线端子，使得第一引线端子和第二引线端子不暴露于外部，且将该第一引线端子或该第二引线端子附接到电极组件。
壳体可以包括分别对应于第一电极接头和第二电极接头的通孔，且第一外部引线端子和第二外部引线端子分别通过通孔耦接到第一电极接头和第二电极接头。
壳体可以容纳分别在第一电极接头与第一外部引线端子之间以及第二电极接头与第二外部引线端子之间的第一内部引线端子和第二内部引线端子。
第一外部引线端子和第二外部引线端子可以焊接到第一内部引线端子和第二内部引线端子。
第一外部引线端子和第二外部引线端子可以通过超声焊接或电阻焊焊接到第一内部引线端子和第二内部引线端子。
二次电池还可以包括分别在壳体与第一内部引线端子和第二内部引线端子之间的绝缘层。
二次电池还可以包括分别在壳体与第一外部引线端子和第二外部引线端子之间的绝缘层。
电极组件可以是堆叠型，其中多个第一电极板、多个隔板以及多个第二电极板顺序堆叠。
电极组件可以是果子冻卷型(jelly rolled-type)，其中多个第一电极板、多个隔板和多个第二电极板顺序堆叠且卷绕。
第一电极接头和第二电极接头可以在电极组件的相反侧分别附接到第一电极板和第二电极板。
壳体可以是袋型壳体。
壳体可以包括含铝或铝合金的层叠片(laminate sheet)。
附图说明
附图与说明书一起说明本发明的示例性实施例，且附图与文字描述一起用于解释本发明的原理。
图1示出根据本发明实施例的二次电池的透视图；
图2示出沿图1的线II-II剖取的截面图；
图3示出沿图1的线III-III剖取的截面图；
图4示出附接有电极接头的电极组件的透视图；
图5示出耦接到电极接头的第一内部电极引线和第二内部电极引线的透视图；
图6示出安装在袋体(pouch)中的电极组件、电极接头、第一内部电极引线和第二内部电极引线的俯视图；
图7示出耦接到袋体的第一外部电极引线和第二外部电极引线的透视图；以及
图8示出根据本发明实施例的具有折叠密封部分的二次电池的透视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，仅简单地通过说明的方式示出并描述本发明的特定实施例。如本领域的技术人员将了解的，所描述的实施例可以以各种方式被修改，而不脱离本发明的精神或范围。因而，附图和文字描述被认为本质上是说明性的而不是限制性的。
在附图中，为了图示的清晰，可夸大层和区域的尺寸。还将理解的是，当层或元件被称为“在”另一层或基板“上”时，它可以直接在其它层或基板上，或者也可以存在中间层。此外，将理解的是，当层被称为“在”另一层“之下”时，它可以直接在另一层之下，并且也可以存在一个或更多中间层。此外，还应该理解的是，当层被称为“在”两层“之间”时，它可以是这两层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多中间层。通篇相同的附图标记标识相同的元件。
图1示出根据本发明实施例的二次电池的透视图。图2示出沿图1的线II-II剖取的截面图。图3示出沿图1的线III-III剖取的截面图。图4到图8示出根据本发明实施例的二次电池的制造工艺的透视图或平面图。图4示出附接有电极接头的电极组件的透视图。图5示出耦接到电极接头的第一内部电极引线和第二内部电极引线的透视图。图6示出安装在袋体(pouch)中的电极组件、电极接头及第一内部电极引线和第二内部电极引线的俯视图。图7示出耦接到袋体的第一外部电极引线和第二外部电极引线的透视图。图8示出根据本发明实施例的具有折叠密封部的二次电池的透视图。
根据本发明实施例的二次电池100包括：电极组件110，具有多个交替堆叠的正电极板111和负电极板112，多个隔板113插设在正电极板111与负电极板112之间；正电极接头组件120，具有多个附接到各个正电极板111的正电极接头；负电极接头组件130，具有多个附接到各个负电极板112的负电极接头；袋型壳体(下文，被称为“袋体”)140，在电极组件110以及正电极接头组件120和负电极接头组件130安装在其中的状态下被密封；以及外部正电极引线150和外部负电极引线160，安装在袋体140的外侧且分别耦接到正电极接头组件120和负电极接头组件130。
正电极接头组件120和负电极接头组件130分别通过诸如电阻焊、超声焊接或点焊，机械且电耦接到外部正电极引线150和外部负电极引线160。这里，通孔141和142形成在袋体140的部分处，该部分对应于外部正电极引线150和外部负电极引线160分别耦接到正电极接头组件120和负电极接头组件130的焊接部分。通孔141和142可以形成为直径大于外部正电极引线150和外部负电极引线160分别耦接到正电极接头组件120和负电极接头组件130的焊接部分的直径。从而，当正电极接头组件120和负电极接头组件130分别耦接到外部正电极引线150和外部负电极引线160时，袋体140不会被损坏。在本发明的实施例中，外部正电极引线150可以与内部正电极引线170熔接，外部负电极引线160可以与内部负电极引线180熔接。
电极组件110是堆叠型电极组件，其中多个正电极板111和多个负电极板112交替地堆叠，且多个隔板113插设在正电极板111与负电极板112之间。此堆叠型电极组件110适于实现大容量电池。正电极板111包括正电极集流器(electrode collector)，该正电极集流器具有其上涂敷正电极活性材料的涂敷部和其上未涂敷活性材料的未涂敷部。隔板113插设在正电极板111和负电极板112之间。隔板113可以由被电极板上的活性材料分离的电子能通过的任何绝缘材料形成。隔板113可以形成为由聚乙烯、聚丙烯等形成的单层或者多层多孔层(multiple porous layers)。
正电极接头组件120的至少一个正电极接头附接到每个正电极板111。而且，至少一个负电极接头组件130附接到每个负电极板112。在这种情况下，正电极接头组件120附接到正电极板111的位置与负电极接头组件130附接到负电极板112的位置相反。为了实现根据本发明实施例的大容量二次电池，电极接头可以形成为具有较大的宽度。在这种情况下，因为正电极接头和负电极接头分别在不同的方向上附接到正电极板和负电极板，所以两组电极接头不会相互干扰。因而，电极接头的宽度可以增大，从而实现大容量电池。
然而，根据电池的制造条件，正电极接头和负电极接头可以在相同的方向上附接到正电极板和负电极板。
袋体140可以接收电极组件110。在这种情况下，电极组件110安装到袋体140中，其中正电极板111和负电极板112分别附接到正电极接头组件120和负电极接头组件130。
袋体140可以形成为具有接收电极组件110的内部空间。这里，袋体140可以由一张折叠片形成，该折叠片的三边密封有被容纳的电极组件110和被注入的电解质。备选地，袋体140可以利用两张片形成，在接收电极组件且注入电解质之后，该两张片的四边被密封。在这种情况下，三个层可以被结合以形成袋体140。也就是，内表面层可以形成在袋体140内侧。内表面层可以由具有合适的(或优秀的)耐电解质(electrolyte resistance)的热塑性树脂材料(诸如，聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺)形成。另一方面，袋体140的外表面层可以由具有合适的(或优秀的)电绝缘特性的绝缘树脂材料(诸如，聚酰胺基树脂以及聚酯基树脂)形成。由具有合适的(或优秀的)柔性和强度的金属(诸如，铝和不锈钢)形成的金属层可以插设在内表面层与外表面层之间。
外部正电极引线150对应于通孔141安装，该通孔141形成在正电极接头组件120在袋体140中所在的部分处。外部负电极引线160对应于通孔142安装，该通孔142形成在负电极接头组件130位于袋体140中的部分处。从而，经过通孔141，正电极接头组件120被焊接到外部正电极引线150。而且，经过通孔142，负电极接头组件130被焊接到外部负电极引线160。外部正电极引线150可以由与正电极接头组件120相同的材料形成。也就是，外部正电极引线150可以由铝或铝合金形成，但是本发明的实施例不限于此。外部负电极引线160可以由与负电极接头组件130相同的材料形成。也就是，外部负电极引线160可以由铜、不锈钢和/或镍形成，但是实施例不限于此。
在袋体140中，还可以在正电极接头组件120的最上端安装内部正电极引线170，以及还可以在负电极接头组件130的最上端安装内部负电极引线180。因而，正电极接头组件120可以耦接到内部正电极引线170以具有电耦接结构，负电极接头组件130可以耦接到内部负电极引线180以具有电耦接结构。在该结构中，外部正电极引线150可以经过通孔141耦接到内部正电极引线170，外部负电极引线160可以经过通孔142耦接到内部负电极引线180。内部正电极引线170和内部负电极引线180可以由与将被耦接到的组件相同的材料形成，但是本发明的实施例不限于此。
绝缘层190可以形成在袋体140与内部正电极引线170和内部负电极引线180之间。用于形成绝缘层190的方法可以包括将绝缘带贴附在内部正电极引线170和内部负电极引线180的表面上或者涂敷本领域公知的合适的绝缘材料到内部正电极引线170和内部负电极引线180的表面。绝缘层190可以用于防止内部正电极引线170或内部负电极引线180的短路。而且，绝缘层190可以用于促进袋体140、内部正电极引线170和内部负电极引线180的密封。
绝缘层195也可以形成在袋体140与外部正电极引线150和外部负电极引线160之间。形成绝缘层195的方法可以包括将绝缘带贴附到外部正电极引线150和外部负电极引线160的表面上或者将本领域公知的适当的绝缘材料涂敷到外部正电极引线150和外部负电极引线160的表面上。绝缘层195可以用于防止外部正电极引线150或外部负电极引线160的短路。而且，绝缘层190可以用于促进对袋体140的密封(或者可以用于实施对袋体140的密封)。
下面，将基于制造顺序参考图4到图8来描述根据本发明实施例的二次电池的制造工艺。
如图4所示，多个隔板113位于正电极板111与负电极板112之间，以形成堆叠的电极组件110。正电极接头组件120附接到电极组件110的正电极板111，负电极接头组件130附接到负电极板112。在这种情况下，正电极接头组件120和负电极接头组件130可以在不同方向上被附接。
如图5所示，内部正电极引线170安装到正电极接头组件120的最上端，内部负电极引线180安装到负电极接头组件130的最上端。内部正电极引线170和内部负电极引线180可以通过焊接方法分别耦接到正电极接头组件120和负电极接头组件130。
如图6所示，袋体140可以接收附接有正电极接头组件120和负电极接头组件130的电极组件110以及分别耦接到正电极接头组件120和负电极接头组件130的内部正电极引线170和内部负电极引线180。然后，在注入电解质之后，密封袋体140的三边或四边。
通孔141和142形成在袋体140的两侧。通孔141可以形成为对应于正电极接头组件120和内部正电极引线170。通孔142可以形成为对应于负电极接头组件130和内部负电极引线180。
图7示出了安装在袋体140外部上的外部正电极引线150和外部负电极引线160分别耦接到安装在袋体140中的内部正电极引线170和内部负电极引线180。从而，外部正电极引线150和外部负电极引线160分别通过诸如电阻焊接法、超声焊接或点焊焊接到内部正电极引线170和内部负电极引线180。在这种情况下，袋体140的通孔141和142形成为尺寸大于焊接部分，从而防止袋体140被熔化或损坏。自通孔141和142的泄露能通过袋体140与外部电极引线150和160之间的绝缘层195以及袋体140与内部电极引线170和180之间的绝缘层190被防止。
如图8所示，两个密封部分143和144朝袋体140的主体145的方向竖直折叠。然后，密封部分143和144的两端143a和144a被折叠或弯曲，使得外部电极引线150和160基本分别被密封部分143和144围绕(或包围)。此时，第一外部引线端子150和第二外部引线端子160优选平行于袋体140的表面设置。
因而，外部电极引线150和160实质上分别被密封部分143和144围绕，以附着到袋体140的主体145，从而使得总尺寸最小。
因而，电极接头不从袋体伸出，而是通过通孔焊接到外部电极引线。因此，可以增大袋体的密封部分处的密封强度。
而且，因为电极接头不伸出到外部而是焊接到外部电极引线，所以不需要加长电极接头和电极引线的长度，从而节省空间。因此，电池的容量能增大约15％到约30％。此外，安装在袋体中的电极接头以堆叠结构耦接到外部电极引线，从而不限制电极接头的厚度。
此外，因为电极接头和外部电极引线的焊接部分因袋体的密封部分而不暴露到外部，所以能增强电极接头和外部电极引线的耦接部分处的机械安全性。
根据本发明实施例的二次电池因为电极接头与电极组件一起安装在壳体中而具有使壳体的密封部分保持良好的密封状态的效果。
此外，电极接头能被安装在壳体中，以耦接到设置在壳体外部的外部电极引线。因此，电极接头和外部电极引线的焊接部分不暴露于外部，从而提高了电极接头与外部电极引线的耦接部分处的机械安全性。
尽管根据本发明实施例的电极组件已经被描述为第一电极板、隔板和第二电极板的堆叠型，但该电极组件也可以是其中第一电极板、隔板、第二电极板相继地堆叠且卷绕的果子冻卷型(jelly rolled-type)。尽管未给出单独的附图，但这可以对应于能够易于被本领域的技术人员实践的变型。
尽管已经结合特定的示例性实施例描述了本发明的多个方面，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求及其等同方案的精神和范围内的各种变型和等同布置。
本申请要求于2009年12月1日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第2009-0117577号的优先权及权益，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (17)

1.一种二次电池，包括：
电极组件，包括至少一个第一电极板、至少一个第二电极板以及在所述第一电极板与所述第二电极板之间的至少一个隔板；
第一电极接头，连接到所述第一电极板；
第二电极接头，连接到所述第二电极板；
壳体，容纳所述电极组件、所述第一电极接头和所述第二电极接头；以及
第一外部引线端子和第二外部引线端子，布置在所述壳体的外部且分别电耦接到所述第一电极接头和所述第二电极接头。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子被所述壳体围绕。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子被所述壳体的密封部分围绕。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述壳体的密封部分被折叠以围绕所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述壳体的密封部分被折叠以围绕所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子，且所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子平行于所述壳体的表面设置。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述壳体包括分别对应于所述第一电极接头和所述第二电极接头的通孔，并且所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子分别通过所述通孔耦接到所述第一电极接头和所述第二电极接头。
7.根据权利要求1所述的二次电池，还包括分别在所述第一电极接头与所述第一外部引线端子之间以及在所述第二电极接头与所述第二外部引线端子之间的第一内部引线端子和第二内部引线端子。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子分别耦接到所述第一内部引线端子和所述第二内部引线端子。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述第一内部引线端子和所述第二内部引线端子分别设置在所述第一电极接头与所述壳体之间和所述第二电极接头与所述壳体之间。
10.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述第一外部引线端子和所述第二外部引线端子焊接到所述第一内部引线端子和所述第二内部引线端子。
11.根据权利要求7所述的二次电池，还包括分别位于所述壳体与所述第一内部引线端子之间和所述壳体与所述第二内部引线端子之间的绝缘层。
12.根据权利要求1所述的二次电池，还包括分别位于所述壳体与所述第一外部引线端子和所述壳体与所述第二外部引线端子之间的绝缘层。
13.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电极组件为堆叠型，其中多个所述第一电极板、多个所述隔板以及多个所述第二电极板顺序堆叠。
14.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电极组件为果子冻卷型电极组件，其中多个所述第一电极板、多个所述隔板以及多个所述第二电极板被顺序堆叠且卷绕。
15.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一电极接头和所述第二电极接头分别在所述电极组件的相反侧附接到所述第一电极板和所述第二电极板。
16.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述壳体是袋型壳体。
17.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述壳体包括含铝或铝合金的层叠片。
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