CN102097651A - 锂二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够保护电极组件免受外部冲击影响的锂二次电池，所述锂二次电池包括：容纳件，包括第一壳体和与第一壳体分开的被设置为面对第一壳体的第二壳体；电极组件，容纳在第一壳体和第二壳体之间。第一壳体与第二壳体通过粘合剂彼此结合。
Description
本申请要求于2009年12月11日提交到韩国知识产权局的第10-2009-0123107号韩国专利申请的权益，该申请公开的内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种锂二次电池，更具体地说，涉及一种能够保护电极组件不受外部冲击影响的锂二次电池。
背景技术
便携式无线设备产品(例如，摄像机、便携式电话、笔记本电脑以及便携式个人数字助理(PDA))被制造得轻并具有高性能。因此增大了作为该产品的驱动电源的二次电池的重要性。由于当反复地充电和放电时，二次电池可反复地使用，所以与一次性电池相比，二次电池是经济的。
通常，二次电池由金属罐形成。圆柱形或矩形罐的一个表面通常具有开口，电极组件和电解质通过该开口注入到罐中。然而，利用尺寸和形状与该开口对应的盖组件将罐密封，从而形成密封的裸电池。然而，当利用罐形成二次电池时，制造工艺复杂。
例如，当使用罐时，执行了插入电极组件的工艺以及将部件彼此结合的焊接工艺。因此，制造成本和制造时间增大。另外，当使用罐时，为了将电极接线片暴露到外部，额外需要多个部件(例如，盖板)。另外，当使用罐时，罐可能由于罐内的温度升高而爆炸。
另外，由于锂与湿气之间的反应，所以对锂二次电池使用非水电解质。电解质可以是包含锂盐的固态聚合物。电解质可以是从有机溶剂中分离的液体或浸渍在分隔件中的液体电解质。由于作为分隔件的固态聚合物电解质或浸渍在分隔件中的液态电解质泄漏的危险小，所以袋可被用作电极组件和电解质的壳体。
袋式壳体主要比由金属制成的罐轻并且体积小。此外，袋式壳体在电池的形状方面，或者在将袋式壳体安装到设备中的方法方面具有灵活性。然而，由于袋式壳体被形成为非常薄，所以在保护容纳在袋式壳体中的电极组件免受外部冲击影响方面受到限制。实际上，容易由于外部冲击而在袋式壳体中产生孔。另外，袋式壳体中的电极组件可能由于根据电池的初始充放电而在电池中产生的气体导致的膨胀现象而损坏。即，当在电极组件的电极板中产生气体时，电极板沿袋式壳体的两个方向膨胀，从而体积增大。因此，在正极板和负极板的边缘处产生短路。
发明内容
因此，本发明的各方面提供一种能够保护电极组件免受外部冲击影响的二次电池。
本发明的各方面提供一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：第一壳体；第二壳体，与第一壳体分开并被设置为面对第一壳体；电极组件，容纳在第一壳体和第二壳体之间。
根据本发明的各方面，第一壳体和第二壳体通过粘合剂(例如，通过热粘合或通过热粘合粘合剂)彼此粘合。
根据本发明的各方面，第一壳体和第二壳体由金属制成。
根据本发明的各方面，粘合剂具有120℃至200℃之间的熔点。
根据本发明的各方面，粘合剂是聚合物材料。
根据本发明的各方面，粘合剂是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或流延聚丙烯(CPP)。
根据本发明的各方面，第一壳体的至少一侧包括朝第二壳体延伸的第一突起以及设置在第一突起的外侧上的第一阶梯部分。
根据本发明的各方面，第二壳体的至少一侧包括朝第一壳体延伸并固定在第一阶梯部分中的第二突起以及设置在第二突起的内壁上的第二阶梯部分，使得可以固定第一突起。
根据本发明的各方面，在将第一壳体和第二壳体彼此结合的工艺中，第一壳体插入到第二壳体的内部的空间中。
根据本发明的各方面，第一壳体的至少一侧包括朝第二壳体延伸的第一突起以及从第一突起的端部与第一壳体平行地延伸的第二突起。
根据本发明的各方面，第二突起固定在第一壳体中，从而第一壳体结合到第二壳体。
根据本发明的各方面，第一壳体的至少一侧包括朝第二壳体延伸的第一突起以及与第一突起分隔开预定距离的第二突起。
根据本发明的各方面，第二壳体的至少一侧包括将被插入到第一突起和第二突起之间的空间中的第三突起。
根据本发明实施例的锂二次电池包括容纳件以及在容纳件中的电极组件，所述容纳件包括第一壳体和被设置为面对第一壳体的第二壳体。这里，第一壳体结合到第二壳体。
在锂二次电池的一个实施例中，粘合剂(例如，热粘合粘合剂)将第一壳体粘合到第二壳体(例如，通过热粘合)。
在锂二次电池的一个实施例中，粘合剂设置在第一壳体和第二壳体的彼此面对的侧部上。在锂二次电池的一个实施例中，第一壳体和第二壳体包括金属。在锂二次电池的一个实施例中，粘合剂具有120℃或200℃的熔点或者120℃和200℃之间的熔点。在锂二次电池的一个实施例中，粘合剂是聚合物材料。在锂二次电池的一个实施例中，粘合剂是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或流延聚丙烯(CPP)。在锂二次电池的一个实施例中，电极组件包括电极接线片；第一壳体和第二壳体形成开口，对应的电极接线片延伸穿过所述开口；粘合剂围绕电极接线片密封所述开口并使电极接线片与第一壳体和第二壳体绝缘。在锂二次电池的一个实施例中，第一壳体和第二壳体之间的密封被构造为由于粘合剂熔化而失效。在锂二次电池的一个实施例中，电极组件包括电极接线片；第一壳体和第二壳体形成开口，电极接线片延伸穿过所述开口，锂二次电池还包括结合到所述开口并封闭所述开口的板，板具有通孔，电极接线片通过所述板穿通孔板暴露到外部。
在锂二次电池的一个实施例中，容纳件还包括：突起，第一壳体的第一配合表面与第二壳体的第二配合表面在突起上叠置；粘合剂，设置在第一配合表面和第二配合表面之间。在锂二次电池的一个实施例中，突起是侧壁。在锂二次电池的一个实施例中，第一壳体包括第一平坦表面以及从第一平坦表面延伸并具有第一配合表面的第一突起；第二壳体包括第二平坦表面以及从第二平坦表面延伸并具有第二配合表面的第二突起，第二配合表面与第一配合表面叠置并面对第一配合表面。在锂二次电池的一个实施例中，第一突起包括与第二突起的上边缘接触的第一阶梯部分；第二突起包括与第一突起的上边缘接触的第二阶梯部分。在锂二次电池的一个实施例中，第一配合表面从第一平坦表面延伸到第一突起的上边缘；第二配合表面从第二平坦表面延伸到第二突起的上边缘。在锂二次电池的一个实施例中，第一壳体还包括第三突起，在第一突起和第三突起之间形成沟槽，第二突起设置在沟槽中。在锂二次电池的一个实施例中，第三突起包括第三配合表面，第二突起包括面对第三配合表面的第四配合表面；粘合剂使第三配合表面和第四配合表面结合。在锂二次电池的一个实施例中，第一壳体包括从第一壳体的边缘延伸的第一突起以及具有第一配合表面的与第一突起基本垂直地延伸的突起部分；第二配合表面与第一配合表面叠置并面对第一配合表面。
在锂二次电池的一个实施例中，第一壳体的至少一侧包括朝第二壳体延伸的第一突起以及设置在第一突起的外侧的第一阶梯部分，第二壳体的至少一侧包括朝第一壳体延伸并固定在第一阶梯部分中的第二突起以及设置在第二突起的内侧的第二阶梯部分，使得第一突起固定在第二阶梯部分中。
本发明的附加方面和/或优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将通过描述而清楚，或者可通过实践本发明而学到。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显且更容易理解，在附图中：
图1是示出根据本发明实施例的锂二次电池的示图；
图2是示出将第一壳体和第二壳体彼此结合的方法的实施例的示图；
图3是示出将第一壳体和第二壳体彼此结合的方法的实施例的示图；
图4是示出将第一壳体和第二壳体彼此结合的方法的实施例的示图；
图5是示出将第一壳体和第二壳体彼此结合的方法的实施例的示图；
图6A和图6B是示出将容纳件和电极接线片彼此结合的工艺的示图；
图7是示出根据本发明实施例的锂二次电池的示图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的当前实施例，在附图中示出了本发明的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。下面通过参照附图描述实施例来解释本发明。
图1是示出根据本发明实施例的锂二次电池的示图。在图1中，作为示例，通过卷绕第一电极板、第二电极板和设置在第一电极板和第二电极板之间的分隔件来获得电极组件10。然而，本发明不限于以上。例如，可通过层叠和/或堆叠第一电极板、分隔件和第二电极板来形成电极组件10。另外，锂二次电池可应用液态电解质或固态电解质。固态电解质可包括包含锂盐的固态聚合物。
参照图1，锂二次电池包括：电极组件10，用于产生预定的电流；容纳件20，电极组件10容纳在容纳件20中。第一电极接线片12a结合到第一电极板以突出到电极组件10的上端之上(即，朝向槽40a)。第二电极接线片12b结合到第二电极板以突出到电极组件10的上端之上(即，朝向槽40b)。在电极组件10中，第一电极接线片12a和第二电极接线片12b彼此分隔开预定的距离，以彼此电绝缘。
层叠带11a和11b卷绕在第一电极接线片12a和第二电极接线片12b的从电极组件10延伸的部分中。层叠带11a和11b阻挡由第一电极接线片12a和第二电极接线片12b产生的热并防止电极组件10被第一电极接线片12a和第二电极接线片12b的边缘挤压。
第一电极接线片12a和第二电极接线片12b暴露到外部，同时结合到容纳件20。因此，绝缘带13粘合到第一电极接线片12a和第二电极接线片12b与容纳件20接触的部分。这里，由于容纳件20与第一电极接线片12a和第二电极接线片12b通过粘合剂(为绝缘材料)彼此粘合，所以可省略绝缘带13，这将在下面详细描述。
容纳件20包括位于电极组件10下的第一壳体22和位于电极组件10上的第二壳体24。第一壳体22和第二壳体24由具有预定强度的材料制成，例如诸如铝的金属。第一壳体22和第二壳体24通过粘合剂粘合并保护容纳在其中的电极组件10。
第一壳体22包括第一槽40a和第二槽40b。另外，第二壳体24包括与第一槽40a面对的第三槽40c以及与第二槽40b面对的第四槽40d。当第一壳体22和第二壳体24彼此结合时，第一槽40a、第二槽40b、第三槽40c和第四槽40d形成预定的孔，从而第一电极接线片12a和第二电极接线片12b可突出到容纳件20的外部。
根据以上描述的本发明的示例，第一壳体22和第二壳体24结合以形成容纳件20。在这种情况下，将电极组件10插入到容纳件20中的工艺被简化以缩短工艺时间。另外，由于第一壳体22和第二壳体24由金属制成且像罐一样坚固，所以安全地保护电极组件10免受外部冲击影响并且使膨胀现象最小化。
此外，根据本发明的一方面，使用具有预定温度的熔点的粘合剂。在这种情况下，第一壳体22和第二壳体24对应于容纳件20内的温度升高而在密封处形成裂纹以防止出现爆炸。
图2是示出将第一壳体和第二壳体彼此结合的方法的实施例的示图。在图2中，为了方面起见，将仅示出第一壳体和第二壳体中的每个的一侧。参照图2，第一壳体22的侧部包括从底部垂直地延伸(即，朝第二壳体24延伸)的第一突起28a。第一阶梯部分26a设置在第一突起28a的外侧。第二壳体22的侧部包括朝第一壳体22延伸的第二突起28b。第二阶梯部分26b设置在第二突起28b的内侧。
这里，当第一壳体22和第二壳体24彼此结合时，第一突起28a固定在第二阶梯部分26b中，第二突起28b固定在第一阶梯部分26a中。从而使第一壳体22的配合表面和第二壳体24的配合表面在第一突起28a和第二突起28b上叠置。以这样的方式，第一壳体22和第二壳体24以预定的强度彼此结合。
第一突起28a的外侧和第二突起28b的内侧涂敷有粘合剂30。粘合剂30由具有120℃至200℃之间的熔点的材料制成并将第一壳体22和第二壳体24彼此结合。然而，应该理解的是，能够使用具有其它熔点的其它种类的粘合剂。
在示出的示例中，粘合剂30由具有120℃至200℃之间的熔点的聚合物材料制成。详细地说，根据本发明的实施例，粘合剂30由具有不超过200℃的熔点的材料制成，以防止在容纳件20中的温度升高时出现爆炸。另外，根据本发明的实施例，粘合剂30由具有不低于120℃的熔点的材料制成，从而可在普通的使用环境中稳定地保持第一壳体22和第二壳体24之间的粘合力。例如，根据本发明的各方面，粘合剂30由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或流延聚丙烯(CPP)制成。
根据本发明的一方面，使用射频感应加热方法来结合第一壳体22和第二壳体24。射频感应加热方法仅局部地加热粘合剂30，以将第一壳体22和第二壳体24彼此结合。在这种情况下，使传输到电极组件10的热最小化，从而能够防止电极组件10损坏。另外，根据本发明的各方面，通过热结合法加热粘合剂30来将第一壳体22和第二壳体24彼此结合。
图3是示出将第一壳体22和第二壳体24彼此结合的方法的实施例的示图。在图3中，为了方便起见，将仅示出第一壳体22和第二壳体24中的每个的一侧。参照图3，第一壳体22的侧部50和第二壳体24的侧部52被形成为相对于第一壳体22和第二24的底部垂直地突出。即，第一壳体22的侧部50和第二壳体24的侧部52被形成为具有预定的空间，从而可插入电极组件10。
在结合工艺中，第一壳体22被插入到第二壳体24中。因此，粘合剂涂敷在第一壳体22的侧部50的外侧上以及第二壳体24的侧部52的内侧上。因此，第一壳体22通过粘合剂30结合到第二壳体24。由于已经参照图2描述了粘合剂30的特性和材料，所以将省略对粘合剂30的详细描述。
图4是示出将第一壳体22和第二壳体24彼此结合的方法的实施例的示图。在图4中，为了方便起见，将仅示出第一壳体22和第二壳体24中的每个的一侧。参照图4，第一壳体22的侧部包括从第一壳体22的边缘朝第二壳体24延伸的第一突起54a以及从第一突起54a的端部向第一壳体22内部延伸的第二突起54b。确定设置的第一突起54a的高度，从而形成能够插入电极组件10的内部空间。
第二突起54b从第一突起54a的所述端部延伸到第一壳体22的内侧，并被形成为沿与第二壳体24平行的方向，从而第二壳体24可被固定在第一突起54b上。第二突起54b涂敷有粘合剂30。在第二壳体24中，粘合到第二突起54b的部分涂敷有粘合剂30。
在结合工艺中，第二壳体24被固定在第二突起54b上并通过粘合剂30结合到第二突起54b。由于已经参照图2描述了粘合剂30的特性和材料，所以将省略对粘合剂30的详细描述。
图5是示出将第一壳体22和第二壳体24彼此结合的方法的实施例的示图。在图5中，为了方便起见，将仅示出第一壳体22和第二壳体24中的每个的一侧。参照图5，第二壳体24的侧部(或第三突起58)朝第一壳体22延伸。
第一壳体24包括设置在侧部上并朝第二壳体24延伸的第一突起56a和第二突起56b。这里，第一突起56a和第二突起56b彼此分开预定距离，从而在第一突起56a和第二突起56b之间形成沟槽，并且第三突起58可插入到第一突起56a和第二突起56b之间。
在结合工艺中，第三突起58插入到第一突起56a和第二突起56b之间的空间中，并通过粘合剂30结合。由于已经参照图2描述了粘合剂30的特性和材料，所以将省略对粘合剂30的详细描述。
虽然已经在图2至图5的实施例中将粘合剂30描述为既涂敷在第一壳体22上又涂敷在第二壳体24上，但是本发明不限于以上。例如，粘合剂30可仅涂敷在第一壳体22或第二壳体24中的一个的一侧上。
在图2至图5中，仅示出了第一壳体22和第二壳体24的一侧。然而，除了其上暴露第一电极接线片12a和第二电极接线片12b的侧部之外的剩余的侧部可以具有与图2至图5示出的结构相同的结构，从而第一壳体22和第二壳体24可以稳固地彼此结合。
图6A和图6B是示出将容纳件20与第一电极接线片12a和第二电极接线片12b彼此结合的工艺的示图。参照图6A和图6B，在结合工艺中，位于第一壳体22中的第一槽40a和第二槽40b面对位于第二壳体24中的第三槽40c和第四槽40d。第一电极接线片12a设置在第一槽40a和第三槽40c之间。第二电极接线片12b设置在第二槽40b和第四槽40d之间。然后，通过粘合剂30将第一壳体22和第二壳体24彼此结合。这时，将粘合剂30设置为包裹绝缘带13来将第一电极接线片12a和第二电极接线片12b固定到容纳件20。根据本发明的各方面，在结合工艺中，第一电极接线片12a和第二电极接线片12b通过粘合剂30被固定到容纳件20。因此，可使制造工艺简化并可降低制造成本。
由于粘合剂30由绝缘材料制成，所以可从第一电极接线片12a和第二电极接线片12b省略图1中所示的绝缘带13。
图7是示出根据本发明实施例的锂二次电池的示图。在图7中，用相同的标号表示与图1的元件相同的元件，并将省略对它们的详细描述。参照图7，锂二次电池包括电极组件10和容纳电极组件10的容纳件80。锂二次电池包括设置在容纳件80的一侧上的板60，板60结合到容纳件80。
容纳件80包括设置在电极组件10下的第一壳体72和设置在电极组件10上的第二壳体74。第一壳体72和第二壳体74通过粘合剂(未示出)彼此粘合并保护容纳在第一壳体72和第二壳体74之间的空间中的电极组件10。
这里，容纳件80以一侧开口的状态结合，从而暴露电极组件10的第一电极接线片12a和第二电极接线片12b。第一壳体72和第二壳体74通过图2至图5中示出的方法彼此结合以形成容纳件80。
板60包括第一通孔62a和第二通孔62b。形成第一通孔62a使得第一电极接线片12a在板60结合到容纳件80时穿过第一通孔62a。形成第二通孔62b使得第二电极接线片12b在板60结合到容纳件80时穿过第二通孔62b。这里，板60通过激光焊接结合到容纳件80。然而，本发明不限于此。
根据本发明各方面的锂二次电池，由于第一壳体和第二壳体结合从而形成容纳件，所以可缩短制造时间。另外，根据本发明，由于根据本发明的第一壳体和第二壳体由金属制成，所以可以安全地保护电极组件并可使膨胀现象最小化。此外，根据本发明的各方面，由于第一壳体和第二壳体通过具有预定熔点的粘合剂彼此结合，所以能够使爆炸的可能性最小化。
虽然已经示出并描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。
Claims (18)
1.一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：
容纳件，包括第一壳体和被设置为面对第一壳体的第二壳体；
电极组件，在容纳件中；
其中，第一壳体结合到第二壳体。
2.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，粘合剂设置在第一壳体和第二壳体的彼此面对的侧部上。
3.如权利要求2所述的锂二次电池，其中，第一壳体和第二壳体包括金属。
4.如权利要求2所述的锂二次电池，其中，粘合剂具有120℃或200℃的熔点或者在120℃至200℃之间的熔点。
5.如权利要求2所述的锂二次电池，其中，粘合剂是聚合物材料。
6.如权利要求2所述的锂二次电池，其中，粘合剂是聚乙烯、聚丙烯或流延聚丙烯。
7.如权利要求2所述的锂二次电池，其中：
电极组件包括电极接线片；
第一壳体和第二壳体形成开口，对应的电极接线片延伸穿过所述开口；
粘合剂围绕电极接线片密封所述开口并使电极接线片与第一壳体和第二壳体绝缘。
8.如权利要求7所述的锂二次电池，其中，第一壳体和第二壳体之间的密封被构造为由于粘合剂熔化而破坏。
9.如权利要求2所述的锂二次电池，其中：
电极组件包括电极接线片；
第一壳体和第二壳体形成开口，电极接线片延伸穿过所述开口，锂二次电池还包括结合到所述开口并封闭所述开口的板，板具有通孔，电极接线片通过所述板穿过通孔暴露到外部。
10.如权利要求1所述的锂二次电池，其中，容纳件还包括：
突起，第一壳体的第一配合表面与第二壳体的第二配合表面在突起上叠置，
粘合剂，设置在第一配合表面和第二配合表面之间。
11.如权利要求10所述的锂二次电池，其中，所述突起是侧壁。
12.如权利要求10所述的锂二次电池，其中：
第一壳体包括第一平坦表面以及从第一平坦表面延伸并具有第一配合表面的第一突起；
第二壳体包括第二平坦表面以及从第二平坦表面延伸并具有第二配合表面的第二突起，第二配合表面与第一配合表面叠置并面对第一配合表面。
13.如权利要求12所述的锂二次电池，其中：
第一突起包括与第二突起的上边缘接触的第一阶梯部分；
第二突起包括与第一突起的上边缘接触的第二阶梯部分。
14.如权利要求12所述的锂二次电池，其中：
第一配合表面从第一平坦表面延伸到第一突起的上边缘；
第二配合表面从第二平坦表面延伸到第二突起的上边缘。
15.如权利要求12所述的锂二次电池，其中：
第一壳体还包括第三突起，在第一突起和第三突起之间形成沟槽，
第二突起设置在沟槽中。
16.如权利要求15所述的锂二次电池，其中：
第三突起包括第三配合表面，
第二突起包括面对第三配合表面的第四配合表面；
粘合剂使第三配合表面和第四配合表面结合。
17.如权利要求10所述的锂二次电池，其中：
第一壳体包括从第一壳体的边缘延伸的第一突起以及具有第一配合表面的与第一突起基本垂直地延伸的突起部分；
第二配合表面与第一配合表面叠置并面对第一配合表面。
18.如权利要求1所述的锂二次电池，其中：
第一壳体的至少一侧包括朝第二壳体延伸的第一突起以及设置在第一突起的外侧的第一阶梯部分，
第二壳体的至少一侧包括朝第一壳体延伸并固定在第一阶梯部分中的第二突起以及设置在第二突起的内侧的第二阶梯部分，使得第一突起固定在第二阶梯部分中。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |