CN103035970B - 可再充电电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可再充电电池。可再充电电池包括：袋，安放电极组件；第一引线接线片和第二引线接线片，连接到电极组件并且被引到袋的一侧；温度保护元件，连接到第一引线接线片；连接接线片，连接到温度保护元件。温度保护元件利用双面粘附带附于袋并且被绝缘带覆盖。
Description
技术领域
本发明总地涉及一种可再充电电池。
背景技术
随着移动装置的发展和进步，对作为能量源的可再充电电池的需求和使用已经增加。另外，这些移动装置现在伴随着增加的高能量使用而尺寸减小、轻且纤薄。为了满足这些移动装置的需求，经常使用利用聚合物膜的平坦地形成的可再充电电池。袋式可再充电电池可以有效地用来提供电池所需的纤薄性。
在该背景部分公开的以上信息仅是为了增强对本发明背景的理解，因此它可能包含不形成对本领域普通技术人员而言可能已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个方面致力于提供一种通过防止温度保护元件的误操作而具有改善的操作质量的袋式可再充电电池。一个示例性实施例是一种具有电极组件的可再充电电池，所述电极组件具有从所述电极组件的第一电极延伸的第一引线接线片、从所述电极组件的第二电极延伸的第二引线接线片以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的分隔件。所述可再充电电池可包括：袋，容纳所述电极组件并且具有梯田状部分，所述第一引线接线片和所述第二引线接线片延伸穿过所述袋的所述梯田状部分，所述第一引线接线片的一部分与所述袋的所述梯田状部分接触；温度保护元件，连接到所述第一引线接线片和连接接线片，所述温度保护元件的一部分附于所述袋的所述梯田状部分。
当所述袋的温度超过预定值时，所述温度保护元件的电阻升高到在所述连接接线片和所述第一引线接线片之间的流动的电流可以停止的点。
所述温度保护元件还可以包括：第一连接部分，电连接到所述第一引线接线片，所述第一连接部分的一部分与所述袋的梯田状部分接触；第二连接部分，电连接到所述连接接线片；传输部分，连接到所述第一连接部分和所述第二连接部分。
所述传输部分可以通过双面粘附带附于所述袋的所述梯田状部分的表面。
所述袋还可以包括：第一外部材料，形成所述袋的内部；第二外部材料，附于所述第一外部材料并形成所述袋的外部。
所述第一外部材料和所述第二外部材料均还可以包括：第一片，由聚合物组成，并形成所述袋的内部；第二片，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片、尼龙片或者PET-尼龙组合片制成并且形成所述袋的外部；金属片，设置在所述第一片和所述第二片之间。
所述第一连接部分的一部分可以是弯曲的并且可以卷绕所述第一引线接线片的端部周围。
此外，所述第一连接部分和所述第一引线接线片可以焊接在一起。
另外，所述连接接线片的一部分可以与所述袋的梯田状部分直接接触。
绝缘带可以覆盖所述温度保护元件、所述第一引线接线片的一部分和所述连接接线片的一部分。
所述第一连接部分可以直接附于所述带并且通过所述第二片绝缘。
所述温度保护元件可以为正温度系数电阻器。
所述袋的所述梯田状部分可以是所述袋的在所述电极组件的外部的延伸。
此外，所述第一外部材料可以容纳所述电极组件。
所述第二连接部分和所述连接接线片可以焊接在一起。
所述第一引线接线片可以是正极引线接线片，所述第二引线接线片可以是负极引线接线片。
所述正极引线接线片可以由镍制成。
所述负极引线接线片可以由铝制成。
所述金属片可以由铝制成。
所述第一引线接线片的所述一部分可以与所述第一外部材料的所述第二片接触。
附图说明
通过参照以下结合附图考虑时的详细描述，对本发明的更完整的理解及其许多附带的优点将容易明白，同时变得更好理解，在附图中相同的标号指示相同或相似的组件，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的透视图。
图2是根据本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的电极组件和袋的分解透视图。
图3是根据本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的电极组件的分解透视图。
图4是根据本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的正极引线接线片和温度保护元件的分解透视图。
图5是示出了在图4中示出的袋式可再充电电池的正极引线接线片和温度保护元件的组件的折叠状态的透视图。
图6是示出了在图4中示出的袋式可再充电电池的正极引线接线片和温度保护元件的组件的折叠后的状态的透视图。
图7是示出了温度保护元件的内部的剖视图。
图8是沿着VIII-VIII线截取的图1的剖视图。
具体实施方式
将在下文中参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同的方式来修改所描述的实施例，而全都不脱离本发明的精神或范围。附图和描述被认为在本质上是说明性的而非限制性的。在整个说明书中，相同的标号指示相同的元件。
要认识到，为了更好地理解和易于描述，附图中示出的组成构件的尺寸和厚度是任意给出的，本发明不限于图示的尺寸和厚度。
在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的标号指示相同的元件。应该理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。可选择地，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。
为了阐明本发明，从本描述的细节中省略了与描述无关紧要的元件，在整个说明书中相同的标号指示相同的元件。
在若干示例性实施例中，通过使用相同的标号在第一示例性实施例中代表性地描述了具有相同构造的组成元件，将在其它实施例中仅描述除了在第一示例性实施例中描述的组成元件之外的组成元件。
在袋式可再充电电池中，通过在两个表面上堆叠正极和负极并且在正极和负极之间放置使锂离子穿过的聚合物膜来形成电极组件。通过在电极组件的两个表面上设置外部材料并且热熔合外部材料的外围部分，锂离子聚合物可再充电电池将电极组件安装在袋中。
连接到电极组件的正极的正极引线接线片和连接到负极的负极引线接线片被引到袋的一侧。正极引线接线片和负极引线接线片电连接到安放保护电路部件的保护电路模块(PCM)。
保护电路模块防止可再充电电池的过充电、过放电、过电流和短路。另外，在保护电路模块和正极引线接线片之间使用具有正温度系数的温度保护元件。
当可再充电电池的温度达到预定的危险值时，温度保护元件(即热熔断器(Thermal-Cut-Off，TCO))使正极端子与保护电路模块电隔离，而当可再充电电池的温度达到设定的安全值时，温度保护元件再次将正极端子连接到保护电路模块。因此，存在对用于可再充电电池的具有优异的温度检测性能的温度保护元件的需要。
图1是根据本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的透视图，图2是根据本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的电极组件10和袋20的分解透视图。参照图1和图2，根据示例性实施例的可再充电电池包括电极组件10和安放电极组件10的袋20。
通过卷绕第一电极(为了方便，称作正极)11和第二电极(为了方便，称作负极)12并且在正极11和负极12之间插入分隔件13，电极组件10可以以凝胶卷(jelly roll)的形状形成。分隔件13可以由使锂离子透过的聚合物膜形成。
图3是根据本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的电极组件10的分解透视图。参照图3，正极11包括可以在薄膜集流体上涂覆活性材料的涂覆区域111和由于未用活性材料涂覆而使集流体暴露的非涂覆区域112。第一引线接线片(为了方便，称作正极引线接线片)14可以连接到正极11的非涂覆区域112。在本发明的一个实施例中，正极引线接线片14可以由镍(Ni)制成。
负极12包括可以在薄膜集流体上涂覆活性材料(该活性材料可以不同于正极11的活性材料)的涂覆区域121和由于未用活性材料涂覆而可以使集流体暴露的非涂覆区域122。第二引线接线片(为了方便，称作负极引线接线片)15可以从第一引线接线片14的相对侧连接到负极12的非涂覆区域122。在本发明的一个实施例中，负极引线接线片15可以由铝(Al)制成。
正极引线接线片14和负极引线接线片15分别朝着电极组件10的同一侧(图3中的zy平面)引出。此外，正极引线接线片和负极引线接线片可以分别设置在电极组件的相对侧(沿图1中的x轴方向的侧面)(未示出)。
返回参照图2，袋20可以具有围绕电极组件10的外部的多层片。例如，袋20包括：聚合物片21，形成内部并且提供绝缘和热粘附功能；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片、尼龙片或者PET-尼龙组合片22(为了便于描述，在下文称作尼龙片)；金属片23，提供机械强度。金属片23可以设置在聚合物片21和尼龙片22之间，并且可以示例性地由铝片形成。
另外，参照图1和图2，袋20包括：第一外部材料201，容纳电极组件10，形成袋20的内部；第二外部材料202，从电极组件10的外部热粘附到第一外部材料201，同时覆盖电极组件10，第二外部材料202形成袋20的外部。第一外部材料201和第二外部材料202在结构上可以与聚合物片21、尼龙片22和金属片23相同。也就是说，第一外部材料201和第二外部材料202均可以包括：第一片，由聚合物组成，并形成袋20的内部；第二片，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片、尼龙片或者PET-尼龙组合片制成，并且形成袋20的外部；金属片，设置在第一片和第二片之间。
例如，第一外部材料201具有用来容纳电极组件10的凹入结构，第二外部材料202可以形成为平坦的以覆盖容纳在第一外部材料201中的电极组件10。
此外，电极组件10具有立方体的平坦结构，相应地，袋20可以以立方体的平坦结构的形状形成。可以通过用袋20围绕电极组件10来形成可再充电电池，因此，可再充电电池完全形成为立方体的平坦结构的形状。
正极引线接线片14和负极引线接线片15连接到热粘附的袋20的外部，从而可以将电极组件10电学地引到袋20的外部。即，正极引线接线片14和负极引线接线片15设置成在形成在袋20的一个面(图1中的yz平面)中的梯田状部分(terrace portion)25中穿过热粘附的第一外部材料201和第二外部材料202。这里，袋20的梯田状部分25可以是袋20的在电极组件10的外部的延伸。在这种情况下，正极引线接线片14和负极引线接线片15通过绝缘构件18和19与袋20电绝缘。
可以通过将热粘附的第一外部材料201和第二外部材料202沿着电极组件10弯向第一外部材料201的平坦的底侧而在正极引线接线片14和负极引线接线片15的引出侧形成梯田状部分25。
可再充电电池包括通过将保护电路元件安装在电路板中而形成的保护电路模块(未示出)，用来保护免受过充电、过放电、过电流和外部短路的影响。保护电路模块可以设置在梯田状部分中。
负极引线接线片15可以直接连接到保护电路模块，正极引线接线片14可以通过温度保护元件30连接到保护电路模块。温度保护元件30具有正温度系数，因此，电阻在预定的温度下无限增大。在这种情况下，温度保护元件30可以为正温度系数电阻器。
图4是本发明示例性实施例的袋式可再充电电池的正极引线接线片14和温度保护元件30的分解透视图。图5是示出了在图4中示出的袋式可再充电电池的正极引线接线片和温度保护元件的组件的折叠状态的透视图，图6是示出了在图4中示出的袋式可再充电电池的正极引线接线片和温度保护元件的组件的折叠后的状态的透视图。参照图1、图4至图6，正极引线接线片14可以被引到袋20的外部，然后机械地且电性连接到温度保护元件30。
例如，温度保护元件30包括连接到正极引线接线片14的第一连接部分31、连接到第一连接部分31的传输部分33和连接到传输部分33的第二连接部分32。
作为第一连接部分31延伸的部分并且弯曲的延伸部分34卷绕正极引线接线片14的端部然后通过焊接而结合到第一连接部分31。然而，本发明不限于此，第一连接部分31和正极引线接线片14可以焊接在一起。第二连接部分32和连接接线片16通过焊接彼此结合。传输部分33将热传到具有正温度系数的温度保护元件30的内部。当由于传输部分33的传热导致可再充电电池的温度达到预定的水平时，温度保护元件30阻断正极引线接线片14和连接接线片16之间的电流。
正极引线接线片14可以通过延伸部分34连接到温度保护元件30，温度保护元件30可以连接到连接接线片16，正极引线接线片14可以弯曲成使得温度保护元件30的第一连接部分31可以进一步连接到正极引线接线片14。因此，正极引线接线片14和第一连接部分31形成作为多层结构的连接表面。
在这种情况下，通过提供双面粘附带41可以使温度保护元件30的传输部分33附于袋20的梯田状部分25(例如，附于袋20的梯田状部分25的表面)，连接接线片16在沿着y轴方向比正极引线接线片14可以更靠近负极引线接线片15的位置突出到梯田状部分25的外部。在这种情况下，连接接线片16的一部分可以与袋20的梯田状部分25直接接触。
因此，从电极组件10产生的然后从袋20传输的热通过附于梯田状部分25的传输部分33进行传输，然后由温度保护元件30进行感测。因此，温度保护元件30可以检测可再充电电池的从电极组件10产生的精确温度。
为了方便起见，图1示出了可以通过双面粘附带41使传输部分33附于梯田状部分25。因此，可以稳定地保持第二连接部分32和连接接线片16的连接结构。
如所描述的，在袋20的外部，可以将温度保护元件30连接到正极引线接线片14，并且可以将连接接线片16连接到温度保护元件30。另外，可以将连接接线片16与负极引线接线片15一起电连接到保护电路模块(未示出)。
图7是示出了温度保护元件的内部的剖视图。
如图7所示，可以通过连接基体33c和盖33e来形成温度保护元件，并且温度保护元件包括第一连接部分31、传输部分33和第二连接部分32。正温度系数元件(PCT元件)33a在传输部分33内与第一连接部分31接触，双金属盘33b在传输部分33内与PTC元件33a的上侧接触。第二连接部分32与第一连接部分31在接触点33f处接触，第二连接部分32也与双金属盘33b接触。第一连接部分31在传输部分33的内部延伸并且朝着底侧被部分地暴露。
因此，第一连接部分31和第二连接部分32彼此接触并彼此电结合。当热被传递到第一连接部分31的通过传输部分33的底部暴露的部分时，PTC元件33a被加热而使双金属盘33b翻转。翻转后的双金属盘33b朝着传输部分33的上侧推第二连接部分32，使得第一连接部分31和第二连接部分32相互分离，导致电断开。
图8是沿着VIII-VIII线截取的图1的剖视图。参照图8，温度保护元件30的第一连接部分31直接接触袋20，并由此将正极引线接线片14的热直接排放到袋20。更详细地讲，第一连接部分31的设置在传输部分33和正极引线接线片14之间的部分直接接触袋20。另外，正极引线接线片14的一部分可以与袋20的梯田状部分25接触。根据本发明的另一实施例，正极引线接线片14的所述一部分可以与袋20的第一外部材料201的尼龙片22接触。
在这种情况下，由于第一连接部分31可以直接附于袋20而无需绝缘带，所以第一连接部分31具有优异的散热性能。可以通过袋20外侧的尼龙片22使第一连接部分31电绝缘。另外，袋20的外侧可以由导电材料形成，因此可以在第一连接部分31和袋20之间形成电连接结构，袋20可以具有正极性(未示出)。
因此，传输部分33不受从连接到第一连接部分31的正极引线接线片14传输的热的影响，并且传输部分33根据从袋20直接传输的热来检测温度。可以利用传输到传输部分33的热通过检测可再充电电池的温度来启动温度保护元件30。因此，可以通过温度保护元件30的启动而快速地阻断正极引线接线片14和连接接线片16之间的电流。
同时，绝缘带42完全覆盖温度保护元件30(即，覆盖连接到传输部分33的第一连接部分31和第二连接部分32)，覆盖第一连接部分31、延伸部分34和正极引线接线片34的连接部分，并且可以通过覆盖连接接线片16和第二连接部分32的连接部分而附于梯田状部分25。
即，在温度保护元件30中具有导电性的金属部分可以被绝缘带42覆盖，因此可以消除温度保护元件30短路的可能性，并且可以将温度保护元件30稳固地固定到梯田状部分25。
虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (19)
1.一种可再充电电池，具有电极组件，所述电极组件具有从所述电极组件的第一电极延伸的第一引线接线片、从所述电极组件的第二电极延伸的第二引线接线片以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的分隔件，所述可再充电电池包括：
袋，容纳所述电极组件并且具有梯田状部分，所述第一引线接线片和所述第二引线接线片延伸穿过所述袋的所述梯田状部分，所述第一引线接线片的一部分与所述袋的所述梯田状部分接触；以及
温度保护元件，连接到所述第一引线接线片和连接接线片，所述温度保护元件的一部分附于所述袋的所述梯田状部分，
其中，所述温度保护元件还包括：
第一连接部分，电连接到所述第一引线接线片，所述第一连接部分的第一部分与所述袋的所述梯田状部分接触；
第二连接部分，电连接到所述连接接线片；以及
传输部分，连接到所述第一连接部分和所述第二连接部分。
2.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，当所述袋的温度超过预定值时，所述温度保护元件的电阻升高到在所述连接接线片和所述第一引线接线片之间的流动的电流停止的点。
3.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述传输部分通过双面粘附带附于所述袋的所述梯田状部分的表面。
4.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述袋还包括：
第一外部材料，形成所述袋的内部；以及
第二外部材料，附于所述第一外部材料并形成所述袋的外部。
5.如权利要求4所述的可再充电电池，其中，所述第一外部材料和所述第二外部材料均还包括：
第一片，由聚合物组成，并形成所述袋的内部；
第二片，由聚对苯二甲酸乙二醇酯片、尼龙片或者聚对苯二甲酸乙二醇酯-尼龙组合片制成并且形成所述袋的外部；以及
金属片，设置在所述第一片和所述第二片之间。
6.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述第一连接部分的第二部分是弯曲的并且卷绕在所述第一引线接线片的端部周围。
7.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述第一连接部分和所述第一引线接线片焊接在一起。
8.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述连接接线片的一部分与所述袋的梯田状部分直接接触。
9.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，绝缘带覆盖所述温度保护元件、所述第一引线接线片的一部分和所述连接接线片的一部分。
10.如权利要求5所述的可再充电电池，其中，所述第一连接部分直接附于所述袋并且通过所述第二片绝缘。
11.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述温度保护元件为正温度系数电阻器。
12.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述袋的所述梯田状部分是所述袋的在所述电极组件的外部的延伸。
13.如权利要求4所述的可再充电电池，其中，所述第一外部材料容纳所述电极组件。
14.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述第二连接部分和所述连接接线片焊接在一起。
15.如权利要求1所述的可再充电电池，其中，所述第一引线接线片是正极引线接线片，所述第二引线接线片是负极引线接线片。
16.如权利要求15所述的可再充电电池，其中，所述正极引线接线片由镍制成。
17.如权利要求15所述的可再充电电池，其中，所述负极引线接线片由铝制成。
18.如权利要求5所述的可再充电电池，其中，所述金属片由铝制成。
19.如权利要求5所述的可再充电电池，其中，所述第一引线接线片的所述一部分与所述第一外部材料的所述第二片接触。
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