CN103515555A - 电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池及其制造方法。该电池包括：由柔性材料形成的袋型壳体，该壳体具有包含凹陷部分和突起部分的底部；电极组件，在壳体内；以及支撑件，耦接到在壳体的底部的凹陷部分和突起部分。支撑件固定凹陷部分和突起部分的形状，支撑件在壳体的底部耦接到壳体的外侧。

Description

电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及电池及其制造方法。

背景技术

二次电池可以重复地充电和放电。具有低容量的可再充电电池可以用于小型便携式电子设备诸如移动电话、膝上型计算机以及摄像机。具有大容量的可再充电电池可以用作用于驱动诸如混合动力车的电机的电源。

发明内容

实施方式可以通过提供一种电池来实现，该电池包括：袋型壳体，由柔性材料形成，壳体具有包含凹陷部分和突起部分的底部；电极组件，在壳体内；以及支撑件，耦接到在壳体的底部的凹陷部分和突起部分。支撑件固定凹陷部分和突起部分的形状，支撑件在壳体的底部耦接到壳体的外侧。

凹陷部分和突起部分可以布置用于减少壳体中的过剩空间。壳体的底部可以包括具有限定凹陷部分的压缩区域的膜材料。壳体的底部可以包括与凹陷部分相邻的突起部分。突起部分可以相对于壳体向外伸出。电极组件可以安置在凹陷部分上。电极组件可以在突起部分上方，电极组件可以不包括在突起部分中。

突起部分可以偏移到壳体的底部的一侧。凹陷部分可以包括布置在壳体的底部的中心区域中且沿着壳体的底部的一侧布置的平坦化区域。突起部分可以限定壳体的底部的其它侧且可以与平坦化区域相邻。

该电池还可以包括在壳体的外侧的缓冲构件。该缓冲构件可以在凹陷部分与支撑件之间。支撑件可以是具有粘合层的带构件。该带构件可以粘接到缓冲构件和突起部分。支撑件可以直接粘接到缓冲构件和突起部分。

该电池还可以包括在壳体的外侧的修整带。该修整带可以在壳体的底部和支撑件之间。修整带可以覆盖凹陷部分、突起部分以及壳体的与壳体的底部相邻的侧壁。修整带可以固定到突起部分且至少部分地围绕突起部分。

实施方式还可以通过提供一种制造电池的方法来实现，该方法包括：在袋型壳体内布置电极组件；通过按压和平坦化壳体的底部以在壳体的底部形成凹陷部分，减少壳体中的过剩空间；以及在按压和平坦化壳体的底部之后，在壳体的底部，将支撑件耦接到壳体的外侧。

实施方式还可以通过提供一种可充电电池来实现，该可充电电池包括：具有正电极和负电极的电极组件，以及用于容纳电极组件的空间的壳体。突起形成在壳体的底表面的至少一个边缘上，凹陷形成在突起的内侧。

附图说明

对于本领域的技术人员来说，通过参考附图详细描述示例性实施方式，特征将变得明显，其中：

图1示出根据一示例性实施方式的可再充电电池的分解透视图；

图2示出根据一示例性实施方式的可再充电电池的剖视图；

图3示出根据一示例性实施方式的、当从底部看时图2中的可再充电电池的分解透视图；

图4示出透视图，其示出根据一示例性实施方式的可再充电电池的一部分；

图5示出根据一示例性实施方式的、图4中的可再充电电池的剖视图；

图6示出一分解透视图，其示出根据一示例性实施方式的可再充电电池的一部分；

图7示出根据一示例性实施方式的、图6中的可再充电电池的剖视图；

图8示出一分解透视图，其示出根据一示例性实施方式的可再充电电池的一部分；

图9示出根据一示例性实施方式的、图8中的可再充电电池的剖视图。

具体实施方式

现在，将在以下文中参考附图更全面地描述实例实施方式；然而，它们可以以不同形式具体化且不应被解释为限于在此阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并且将向本领域的技术人员全面传达示例性实施例。

在图中，为了图示清晰，元件和区域的尺寸可能被夸大。还将理解，当一元件被称为在另一元件“上”时，它能直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。此外，将理解，当元件被称为在另一元件“下面”时，它可以直接在所述另一元件“下面”，也可以存在一个或多个中间元件。此外，还将理解，当一元件被称为在两个元件“之间”时，它可以是在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。相似的附图标记始终指代相似的元件。

图1是根据第一示例性实施方式的可再充电电池101的分解透视图。图2是可再充电电池101的剖视图。

参考图1和图2，可再充电电池101可以包括电极组件10、用于在其中容纳电极组件10的壳体25、耦接到壳体25的顶部的保护电路模块30以及耦接到壳体25的底部的支撑件42。

根据一示例性实施方式，可再充电电池101可以与锂电池相应或可以与锂聚合物电池相应。

电极组件10可以通过卷绕正电极11、负电极12和隔板13形成，其中隔板13置于在正电极11和负电极12之间。替换地，电极组件10可以通过层叠正电极11和负电极12以及位于其间的隔板13而形成。正端子21可以耦接到正电极11，负端子22可以耦接到负电极12。壳体25可以附接到正端子21和负端子22的每一个的相反两侧，使得电极组件10被封闭在壳体25内。

壳体25可以形成为柔性袋型，例如，壳体25可以是根据电极组件10的形状可模制成不同形状的柔性袋。壳体25在电极组件10插入其中之后可具有过剩区域（surplus region），例如，电极组件可以不包括在该过剩区域中。例如，所述过剩区域可以通过形成壳体25的材料的过剩部分形成，例如所述过剩部分可以在壳体25的底部。

壳体25可以由例如合成树脂膜制成，或者可以由金属薄膜插在其中的合成树脂膜形成的叠层膜制成。虽然未示出，但是标签（label）和金属盖可以进一步提供在壳体25上。

保护电路模块30可以放置在壳体25的顶部。保护电路模块30可以耦接到正端子21和负端子22。保护电路模块30可以包括电路板，该电路板中设置有保护元件从而例如控制该电池的充电和放电以及其它操作。外部端子31可以提供在保护电路模块30上。外部端子31可以从保护电路模块30的横向侧延伸。

支撑件42可以放置在壳体25的底部，从而与保护电路模块30相反。电极组件10可以被容纳在壳体25内从而例如整体布置在支撑件42与保护电路模块30之间。支撑件42可以布置成平行于保护电路模块30。

图3是从底部看时，根据第一示例性实施方式的可再充电电池的分解透视图。

参考图2和图3，突起25a和凹陷25b可以形成在壳体25的底表面上。凹陷25b可以位于突起25a内侧，使得突起25a沿着壳体25的底表面围绕凹陷25b的横向侧。突起25a从壳体25的底表面朝向支撑件42向下突出。因此，凹陷25b的最高表面（其可以是大体上平坦的表面）可以比突起25a的最低表面（其可以是弯曲表面）更靠近电极组件。突起25a可以沿着壳体25的底边缘延伸。例如，突起25a可以重叠支撑件42的边缘，例如突起25a可以直接在支撑件42的边缘上。凹陷25b可以重叠支撑件42的中心部分。

突起25a可以在壳体25的底表面的三个边缘上伸出，例如从而围绕凹陷25b的三个横向侧和/或从而成为沿着凹陷25b的该三个横向侧延伸的连续构件。因此，其中不包括突起25a的开口25c可以形成在壳体25的底表面的另一边缘上，例如，凹陷25b的一个横向侧可以不被突起25a围绕。突起25a可以通过弯曲位于壳体25的底部的膜材料而形成，例如，该膜材料可以与形成壳体25的材料相应。

将电极组件10布置在壳体25中之后，在壳体25的形成过程中突出的过剩部分可以位于壳体25的底部。所述过剩部分可以是由于壳体25的袋型形式的特性以及由于形成六面体形状的平坦袋导致壳体25所具有的特征。然而，电极组件10，例如正电极11和/或负电极12，可能移动到由所述过剩部分形成的空间中，并因而可能发生内部短路。

相反，实施方式涉及按压并平坦化壳体25的底部的中心区域，在该壳体25的底部形成这样的过剩部分。因此，实施方式涉及例如通过将过剩部分移到壳体25的边缘而减少沿着壳体25的底表面的过剩空间。例如，按压且平坦化壳体25的底部的中心区域可以用于在沿着壳体25的底部的多个边缘上形成突起25a以及由突起25a围绕的凹陷25b。此外，包括中心区域的压缩区域（compressed region）可以定义凹陷25b。

缓冲构件41可以与突起25a和凹陷25b相邻。例如，缓冲构件41可以插入凹陷25b中。缓冲构件41的形状可以大体上与凹陷25b的形状相应。缓冲构件41可以位于凹陷25b内，使得缓冲构件41的至少一个横向侧（例如，三个横向侧）由突起25a围绕和/或邻接突起25a。

缓冲构件41可以形成为在壳体25的底表面的纵向方向（图3的y轴方向）上延伸的纵长板状形状。缓冲构件41可以直接附接到凹陷25b。缓冲构件41可以由具有弹性的聚合物制成，例如，从而吸收冲击。因此，缓冲构件41可以稳定地附接到壳体25并可以吸收传递到壳体25的冲击。根据一示例性实施方式，缓冲构件41可以是在至少一个表面上形成有粘合层的带构件。

支撑件42可以附接，例如粘接到缓冲构件41的底部，例如，从而通过缓冲构件41与凹陷25b间隔开。因此，支撑件42可以耦接到壳体25的外侧。支撑件42还可以附接到突起25a。支撑件42可以附接到缓冲构件41的底表面。支撑件42可以用于保持壳体25的形状，例如，保持壳体25的在其中形成有突起25a和凹陷25b的底表面的形状。支撑件42可以减少设置在壳体25内的电极组件10的移动的可能性和/或防止所述移动。根据一示例性实施方式，支撑件42可以是在一个表面上形成有粘合层的带构件。

通过提供支撑件42以及在凹陷25b中提供缓冲构件41，可以防止电极组件10移动，所述移动可能由于在壳体25的底部的所述过剩部分而发生。因此，可以减少和/或防止由电极组件10的移动引起的内部短路的可能性。此外，缓冲构件41可以吸收外部冲击或振动。

图4是示出根据第二示例性实施方式的可再充电电池102的一部分的透视图。图5是可再充电电池102的剖视图。

参考图4和图5，可再充电电池102可以包括与图2所示的电极组件10相同和/或类似的电极组件（未示出）。电极组件可以容纳在壳体60内，壳体60可以形成用于容纳该电极组件。壳体60可以与壳体25相同和/或类似。类似于壳体25，壳体60可以具有保护电路模块（未示出）和支撑件62，该保护电路模块耦接到壳体的顶部，该支撑件62耦接到壳体的底部。支撑件62可以与支撑件42相同和/或类似。

可再充电电池102可具有与可再充电电池101类似的结构，除在壳体60的底部提供的支撑结构可以改变之外。因而，将省略相同结构的重复描述。

壳体60可以形成为柔性袋型壳体。例如，壳体60可以由合成树脂膜制成，或者可以由金属薄膜插在其中的合成树脂膜形成的叠层膜制成。

突起60a和位于突起60a内侧的凹陷60b可以形成在壳体60的底表面上。

突起60a可以从壳体60向下（例如，朝向支撑件62）伸出。突起60a可以沿着壳体60的底部拐角延伸，例如，突起60a可以围绕凹陷60b的至少一个横向侧。例如，突起60a可以在壳体60的底表面的三个边缘上伸出，不具有突起的开口可以形成在壳体60的底表面的另一边缘上。

类似于突起25a和凹陷25b，突起60a和凹陷60b可以通过按压和平坦化壳体60的底部的中心区域形成。例如，突起60a可以通过弯曲位于壳体60的底部的膜材料形成。形成突起60a可以包括按压和平坦化底部的中心，使得壳体60的底部的过剩部分移到壳体60的底部的边缘。此外，凹陷60b可以形成在突起60a内侧。

缓冲构件61可以被插入凹陷60b中。缓冲构件61可以附接到凹陷60b。缓冲构件61的横向侧可以被突起60a围绕。缓冲构件61可以形成为在壳体60的底表面的纵向方向（图4的y轴方向）上延伸的纵长板状形状。缓冲构件61可以由具有弹性的聚合物制成从而吸收冲击。因此，缓冲构件61可以稳定地附接到壳体60并且可以吸收传递到壳体60的冲击。根据一示例性实施方式，缓冲构件61可以是在至少一个表面上形成有粘合层的带构件。

修整带（finishing tape）63可以附接到缓冲构件61的底部，从而在（例如，附接到）壳体60的相反的侧表面和底表面上。例如，修整带63可以附接到壳体60的两个侧表面，例如长表面，同时部分地围绕缓冲构件61的中心部分，由此稳定地固定缓冲构件61。修整带63还可以附接到突起60a的一部分，例如，沿着壳体60的底部的一个边缘的突起60a的仅中心部分。

支撑件62可以提供在修整带63的底部上，使得修整带63在缓冲构件61的中心部分和支撑件62的中心部分之间。因此，支撑件62可以耦接到壳体60的外侧。在壳体60的底部的不包括修整带63的侧区域中，支撑件62可以直接布置在缓冲构件61的下面。在壳体60的底部的包括修整带63的中心部分中，支撑件62可以直接布置在修整带63下面。突起60a和凹陷60b二者可以都重叠支撑件62。

支撑件62可以附接到修整带63和缓冲构件61的底表面。支撑件62可以用于保持壳体60的形状，例如，保持壳体60的其中形成突起60a和凹陷60b的底表面的形状。支撑件62可以减少设置在壳体60内的电极组件10的移动的可能性和/或防止所述移动。根据一示例性实施方式，支撑件62可以是在一个表面上形成有粘合层的带构件。

图6是示出根据第三示例性实施方式的可再充电电池103的一部分的分解透视图。图7是可再充电电池103的剖视图。

参考图6和图7，可再充电电池103可以包括与图2所示的电极组件10相同和/或类似的电极组件（未示出）。电极组件可以容纳在壳体70内，壳体70可以形成用于容纳电极组件。类似于壳体25和60，壳体70可以具有耦接到其顶部的保护电路模块和耦接到其底部的支撑件72。

可再充电电池103可具有与可再充电电池101类似的结构，除了在壳体70底部提供的支撑结构可以变化之外。因而，将省略相同结构的重复描述。

壳体70可以形成为柔性袋型。例如，壳体70可以由合成树脂膜制成，或者可以由金属薄膜插在其中的合成树脂膜形成的叠层膜制成。

突起和位于突起内侧的凹陷70b可以形成在壳体70的底表面上。突起包括通过从壳体70的底表面弯曲而形成的第一突起70a，例如第一突起70a可以沿着壳体70的一侧折叠使得第一突起70a的一部分重叠凹陷70b。例如，第一突起70a可以形成至壳体的底部的一侧，使得壳体70的底表面的大部分过剩部分形成至壳体的那一侧。突起还可以包括第二突起70d，该第二突起70d向下伸出并从第一突起70a的相反的纵向两端部延伸，例如，从而沿着壳体70的其它侧延伸。第二突起70d可以不与第一突起70a类似地折叠，例如，第二突起70d可具有类似于突起25a的弯曲形状。

根据一示例性实施方式，壳体70的底表面可具有大致矩形形状。第一突起70a可以形成在壳体70的底表面的纵向（y轴方向）边缘。第二突起70d可以形成在壳体70的底表面的至少一个横向（x轴方向的）边缘上。并且，开口70c（没有突起沿着该开口70c形成）可以形成在壳体70的底表面的一个边缘上。开口70c可以在壳体70的底表面的与纵向边缘（第一突起70a沿着该纵向边缘形成）相反的边缘上。

第一突起70a和第二突起70d可以通过包括按压和平坦化壳体70的区域的方法形成。例如，形成第一突起70a还可以包括弯曲位于壳体70底部的膜材料。通过在底表面的横向方向上按压（例如，推）和弯曲位于壳体70的底部的过剩部分，突出部分可以形成在一个边缘上。通过弯曲该突出部分，第一突起70a形成为具有折叠形状。在形成第一突起70a期间，通过在底表面的两个纵向方向上推所述过剩部分，第二突起70d可以形成为连接到第一突起70a的两个侧端。在该过程中，凹陷70b可以形成在第一和第二突起70a和70d内侧。

在形成第一突起70a之后，修整带73可以附接成围绕壳体70的相反侧表面和底表面。修整带73可以附接到壳体70的相反侧表面，同时部分地围绕第一突起70a。修整带73可以被固定使得第一突起70a保持弯曲和/或折叠。

支撑件72可以提供在修整带73的底部上。因此，支撑件72可以耦接到壳体70的外侧。支撑件72可以是在一个表面上形成有粘合层的带构件。支撑件72可以附接到修整带73和壳体70的底表面。支撑件可以重叠第一突起70a的折叠部分。支撑件72可以用于保持壳体70的形状，例如，保持壳体70的在其中形成有第一突起70a、凹陷70b和第二突起70d的底表面的形状。支撑件72可以减少在壳体70内提供的电极组件的移动的可能性和/或防止所述移动。支撑件72可以是柔性构件，例如，带构件，从而与壳体70的具有第一突起70a的底表面的形状一致。

一旦形成弯曲的第一突起70a，过剩空间就可以转移。然后，修整带73和支撑件72可以顺序地提供，其可以减少壳体70内的电极组件的移动的可能性和/或防止所述移动。

图8是示出根据第三示例性实施方式的可再充电电池104的一部分的分解透视图。图9是可再充电电池104的剖视图。

参考图8和图9，可再充电电池104可以包括与图2所示的电极组件10相同和/或类似的电极组件（未示出）。电极组件可以容纳在壳体80内，壳体80可以形成用于容纳电极组件。壳体80可以与壳体25相同和/或类似。类似于壳体25，壳体80可以具有保护电路模块和支撑件82，该保护电路模块耦接到壳体80的顶部，以及支撑件82耦接到壳体80的底部。

可再充电电池104可具有与可再充电电池101类似的结构，除了在壳体80底部提供的支撑结构可以变化之外。因而，将省略相同结构的重复描述。

壳体80可以形成为柔性袋型壳体。壳体80可以由合成树脂膜制成，或者可以由金属薄膜插在其中的合成树脂膜形成的叠层膜制成。

突起80a和位于突起80a内侧的凹陷80b形成在壳体80的底表面上。突起80a可以从壳体80向下突出，并可以沿着壳体80的底边缘延伸。突起80a可以从壳体80的底表面的三个边缘突出，没有突起的开口80c可以形成在壳体80的底表面的一个边缘上。

类似于突起25a和凹陷25b，突起80a和凹陷80b可以通过按压和平坦化壳体80的底部的中心区域形成。突起80a可以通过弯曲位于壳体80底部的膜材料形成。通过按压和平坦化底部（过剩部分形成在该底部）的中心，可以形成突起80a，凹陷80b可以形成在突起80a内侧。

在形成突起80a的情况下，修整带83可以附接成围绕壳体80的相反侧表面和底表面。修整带83附接到壳体80的两个侧表面同时部分地围绕突起80a，由此保持突起80a和凹陷80b的形状。

支撑件82可以提供在修整带83的底部上。因此，支撑件82可以耦接到壳体80的外侧。支撑件82可以是在一个表面上形成有粘合层的带构件。支撑件82可以附接到修整带83和壳体80的底表面。支撑件82可以用于保持壳体80的形状，例如，保持壳体80的在其中形成有突起80a和凹陷80b的底表面的形状。支撑件82可以减少在壳体80内提供的电极组件的移动的可能性和/或防止所述移动。

作为总结和回顾，二次电池或可再充电电池可以使用锂基氧化物作为正活性材料以及使用碳材料作为负活性材料。二次电池可以根据电解质的类型分为例如液体电解质电池和聚合物电解质电池。使用液体电解质的电池可以被称为锂离子电池，使用聚合物电解质的电池可以被称为聚合物电池。

电池还可以包括袋型壳体以及插入所述壳体中的电极组件。电极组件可以包括插入负电极和正电极之间的隔板（separator）。如果没有在此公开的实施方式的特征，电极组件的负电极和/或正电极会例如在电池下落时移动，这会进而导致正电极和负电极之间的短路。

相反，实施方式涉及可再充电电池以及涉及具有下支撑结构的可再充电电池。实施方式还涉及提供具有保护电路模块的可再充电电池，该保护电路模块可以稳定地接合到壳体。例如，该壳体具有用于容纳电极组件的空间，突起形成在该壳体的底表面的至少一个边缘上以及凹陷形成在该突起内侧。突起（其可以通过弯曲壳体形成）以及凹陷可以减少由电极组件的移动所引起的内部短路的可能性和/或防止发生该内部短路。通过弯曲壳体形成的突起和形成在突起内侧的凹陷可以有助于防止由壳体内的电极组件的移动所引起的内部短路。

在此已经公开了实例实施方式，并且虽然采用了专用术语，但是它们可以仅被使用且将被理解为一般的和描述性的意义而不用于限制目的。在一些情况下，如对于提交本申请所属的领域内的普通技术人员来说可能是明显的是，结合特定实施方式描述的特征、特性、和/或元件可以单独地使用或者可以与结合其它实施方式描述的特征、特性、和/或元件一起使用，除非另外地特别指出之外。因此，本领域的技术人员将理解，可以进行形式和细节的各种变化，而不脱离由权利要求书所阐述的本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种电池，包括：

袋型壳体，由柔性材料形成，所述壳体具有包含凹陷部分和突起部分的底部；

电极组件，在所述壳体内；以及

支撑件，耦接到在所述壳体的所述底部的所述凹陷部分和所述突起部分，所述支撑件固定所述凹陷部分和所述突起部分的形状，所述支撑件在所述壳体的所述底部耦接到所述壳体的外侧。

2.根据权利要求1所述的电池，其中所述凹陷部分和所述突起部分布置为减少所述壳体中的过剩空间。

3.根据权利要求1所述的电池，其中所述壳体的所述底部包括具有限定所述凹陷部分的压缩区域的膜材料。

4.根据权利要求1所述的电池，其中所述壳体的所述底部包括与所述凹陷部分相邻的所述突起部分，所述突起部分相对于所述壳体向外伸出。

5.根据权利要求1所述的电池，其中所述突起部分形成至所述壳体的所述底部的一侧。

6.根据权利要求1所述的电池，其中所述凹陷部分包括布置在所述壳体的所述底部的中心区域中且沿着所述壳体的所述底部的一侧布置的平坦化区域。

7.根据权利要求6所述的电池，其中所述突起部分限定所述壳体的所述底部的其它侧且与所述平坦化区域相邻。

8.根据权利要求1所述的电池，还包括在所述壳体的外侧的缓冲构件，所述缓冲构件在所述凹陷部分与所述支撑件之间。

9.根据权利要求8所述的电池，其中所述支撑件是具有粘合层的带构件，所述带构件粘接到所述缓冲构件和所述突起部分。

10.根据权利要求8所述的电池，其中所述支撑件直接粘接到所述缓冲构件和所述突起部分。

11.根据权利要求1所述的电池，还包括在所述壳体的外侧的修整带，所述修整带在所述壳体的所述底部和所述支撑件之间。

12.根据权利要求11所述的电池，其中所述修整带覆盖所述凹陷部分、所述突起部分和所述壳体的与所述壳体的所述底部相邻的侧壁。

13.根据权利要求11所述的电池，其中所述修整带固定到所述突起部分且至少部分地围绕所述突起部分。

14.根据权利要求1所述的电池，其中：

所述电极组件位于所述凹陷部分上，以及

所述电极组件安置在所述突起部分上方，所述电极组件不包括在所述突起部分中。

15.一种制造电池的方法，该方法包括：

将电极组件布置在所述袋型壳体内；

通过按压和平坦化所述壳体的底部以在所述壳体的所述底部形成凹陷部分，减少所述壳体中的过剩空间；以及

在按压和平坦化所述壳体的所述底部之后，在所述壳体的所述底部，将支撑件耦接到所述壳体的外侧。

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