CN104054204A - 用于便携式电子设备的非矩形电池 - Google Patents

用于便携式电子设备的非矩形电池 Download PDF

Info

Publication number
CN104054204A
CN104054204A CN201280052464.6A CN201280052464A CN104054204A CN 104054204 A CN104054204 A CN 104054204A CN 201280052464 A CN201280052464 A CN 201280052464A CN 104054204 A CN104054204 A CN 104054204A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
rectangular shape
battery unit
unit
bag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280052464.6A
Other languages
English (en)
Inventor
R·C·比哈德瓦吉
J·拉夫
S·R·麦克卢尔
E·L·王
黄太燮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Computer Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Computer Inc filed Critical Apple Computer Inc
Publication of CN104054204A publication Critical patent/CN104054204A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing

Abstract

本发明所公开的实施例提供了一种电池单元。该电池单元包括形成非矩形形状的一组层，其中该组层包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极。该电池单元还包括耦合到阴极的第一导电引片和耦合到阳极的第二导电引片。所述层被包封在柔性袋中，并且第一导电引片和第二导电引片延伸穿过袋中的密封件，以向电池单元提供端子。此外，通过从层中的一个或多个移除材料而产生非矩形形状。

Description

用于便携式电子设备的非矩形电池
背景技术
技术领域
本发明的实施例涉及用于便携式电子设备的电池。更具体地讲，本发明的实施例涉及具有非矩形形状的电池单元，以便于有效利用便携式电子设备内的空间。
背景技术
目前使用可再充电电池来为各式各样的便携式电子设备供电，所述便携式电子设备包括膝上型计算机、平板型计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字音乐播放器和无绳电动工具。最常用的一种可再充电电池是锂电池，其可包括锂离子或锂聚合物电池。
锂聚合物电池常常包括封装在柔性袋中的单元。此种袋通常重量轻且制造成本低。此外，可以将这些袋定制成各种单元尺寸，从而允许将锂聚合物电池用于空间受限的便携式电子设备(例如移动电话、膝上型计算机和/或数字照相机)中。例如，锂聚合物电池单元可以通过在镀铝层压袋中包封压制电极和电解质而实现90-95％的封装效率。然后可以在便携式电子设备内并排放置多个袋，并进行串联和/或并联电耦合，以形成用于便携式电子设备的电池。
然而，空间的有效利用可能受到现有电池组架构中单元使用和布置的限制。具体地，电池组通常包含相同容量、大小和尺寸的矩形单元。单元的物理布置可以附加地反映出单元的电气配置。例如，六单元电池组可以包括六个相同大小和容量的锂聚合物单元，配置成两两串联、三三并联(2s3p)的配置。在此类电池组内，并排放置的两排每排三个单元可以堆叠在彼此之上；每排可以采用并联电耦合配置，并且两排之间可以采用串联电耦合配置。因此，电池组可能需要便携式电子设备中的空间，其长度至少为每个单元的长度、厚度为每个单元的两倍、并且宽度为每个单元的三倍。
此外，这种常见类型的电池组设计可能无法利用便携式电子设备中为电池组保留的矩形空间外部的自由空间。例如，这种类型的矩形电池组可能无法有效率地利用弯曲、倒圆和/或不规则形状的自由空间。
因此，可以通过与包含锂聚合物电池单元的电池组的封装效率、容量、形状因子、设计和/或制造相关的改进，而有利于便携式电子设备的使用。
发明内容
本发明所公开的实施例提供了一种电池单元。该电池单元包括形成非矩形形状的一组层，其中该组层包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极。电池单元还包括耦合到阴极的第一导电引片和耦合到阳极的第二导电引片。将所述层包封在柔性袋中，并使第一导电引片和第二导电引片延伸穿过袋中的密封件，以向电池单元提供端子。此外，通过从所述层中的一个或多个移除材料而产生非矩形形状。
在一些实施例中，从所述层中的一个或多个移除材料涉及从阴极或阳极的一个或多个侧面移除材料以形成非矩形形状。例如，可以从阳极和/或阴极的拐角移除材料以在电池单元中形成圆角。
在一些实施例中，非矩形形状包括两个或更多个厚度。例如，可以通过从阴极和/或阳极的底部和/或侧面移除材料而产生两个或更多个厚度以允许电池单元的厚度从一端向另一端逐渐减小。
在一些实施例中，该组层用于产生果冻卷和双单元中的至少一种。例如，可以在芯轴上卷绕所述层以形成螺旋卷绕的果冻卷。作为另外一种选择，可以将层形成为双单元，其被放置到大片的隔板上。然后可以在一个方向上反复地折叠隔板以堆叠双单元并形成非矩形形状。
附图说明
图1示出了根据本发明所公开的实施例的电池单元的俯视图。
图2示出了根据本发明所公开的实施例的电池单元的横截面视图。
图3示出了根据本发明所公开的实施例的电池单元的一组层的布置。
图4示出了图示根据本发明所公开的实施例制造电池单元的过程的流程图。
图5示出了根据本发明所公开的实施例的便携式电子设备。
在附图中，类似的附图标号表示相同的附图要素。
具体实施方式
给出以下描述是为了使本领域的任何技术人员能够做出并使用实施例，并且以下描述是在特定应用及其要求的语境中提供的。对于本领域的技术人员而言，对本发明所公开的实施例的各种修改将是显而易见的，并且可以将本文定义的一般原理应用于其他实施例和应用而不脱离本公开的实质和范围。因此，本发明不限于所示的实施例，但要符合根据本文公开的原理和特征的最广泛范围。
此具体实施方式中描述的数据结构和代码通常存储在计算机可读存储介质上，其可以是能够存储供计算机系统使用的代码和/或数据的任何设备或介质。计算机可读存储介质包括但不限于易失性存储器、非易失性存储器、磁性和光学存储设备，例如磁盘驱动器、磁带、CD(光盘)、DVD(数字多功能光盘或数字视频光盘)、或现在已知或以后开发的能够存储代码和/或数据的其他介质。
可以将具体实施方式部分描述的方法和过程具体化为代码和/或数据，该方法和过程可存储在如上所述的计算机可读存储介质中。当计算机系统读取并执行计算机可读存储介质上存储的代码和/或数据时，计算机系统执行具体化为数据结构和代码并存储于计算机可读存储介质内的方法和过程。
此外，可以将本文描述的方法和过程包括在硬件模块或装置中。这些模块或装置可以包括但不限于专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、在特定时间执行特定软件模块或一段代码的专用或共享处理器、和/或其他现在已知或以后开发的可编程逻辑设备。当激活硬件模块或装置时，它们执行包括在其中的方法和过程。
本发明所公开的实施例涉及电池单元的设计，其包括一组包封在袋中的层。层可以包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极。可以堆叠和/或卷绕层以产生果冻卷和/或双单元。电池单元还包括耦合到阴极的第一导电引片和耦合到阳极的第二导电引片。第一导电引片和第二导电引片延伸穿过袋中的密封件，以向电池单元提供端子。
此外，电池单元可以具有非矩形形状和/或设计。术语“非矩形”可表示电池单元透过任何切割平面而不是矩形的，或者换句话讲，当从顶部、底部和/或侧面观察时，电池单元不是矩形的。
更具体地讲，可以通过在对层进行卷绕和/或堆叠之前从所述层中的一个或多个移除材料而形成非矩形形状。例如，可以从阳极和/或阴极的一个或多个侧面移除材料以在电池单元中形成圆角。移除的材料也可以在电池单元中形成两个或更多个厚度。非矩形形状可以进一步通过例如容纳便携式电子设备的扇形形状来促进便携式电子设备内部空间的有效利用。
图1示出了根据一个实施例的电池单元。电池单元可以对应于为便携式电子设备供电的锂聚合物单元，便携式电子设备例如是膝上型计算机、移动电话、平板型计算机、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器、数字照相机和/或其他类型的电池供电的电子设备。
如图1所示，电池单元包括多个层102-106，其形成具有圆角的非矩形阶梯状结构。层102-106可以包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极。例如，每组层102-106可以包括一条阴极材料(例如涂布有锂化合物的铝箔)以及一条阳极材料(例如涂布有碳的铜箔)，两者被一条隔板材料(例如导电聚合物电解质)分隔开。
为了形成非矩形形状，可以从层102-106移除材料。例如，可以从阳极和/或阴极的拐角移除材料以在电池单元中形成圆角。也可以从层102-106移除材料以在电池单元中产生多个厚度。例如，可以通过从层102的右上角移除材料，从层104的顶部和右侧移除材料，并从层106的顶部和右侧移除更多材料来形成与层102-106相关联的弯曲阶梯形状。换句话讲，可以从层102-106移除材料，使得层102-106具有相同的形状但最底层102最大，中间层104较小，而最顶层106最小。
然后可以布置层102-106以形成非矩形形状。例如，可以在芯轴上卷绕层102-106以形成诸如果冻卷的螺旋卷绕结构。作为另外一种选择，可以将层102-106形成为双单元，其被放置于大片的隔板上。然后可以在一个方向上反复折叠隔板以堆叠双单元并形成非矩形形状。换句话讲，电池单元的非矩形形状可能受到从层102-106移除材料以及后续卷绕和/或堆叠层102-106的影响，如下文结合图3进一步详细论述的。
在将层102-106成形为非矩形形状之后，层102-106可被包封在袋108中，并且一组导电引片110-112可以延伸穿过袋中的密封件(例如使用密封带形成的)，以向电池单元提供端子。可以使用导电引片110-112来将电池单元与一个或多个其他电池单元电耦合以形成电池组。例如，导电引片110可以耦合到层102-106的阴极，并且导电引片112可以耦合到层102-106的阳极。导电引片110-112还可以以串联、并联或串并联配置进一步耦合到其他电池单元以形成电池组。可以将耦合的单元包封在硬壳中以完成电池组，或者可以将耦合的单元嵌入便携式电子设备的外壳内。
为了在袋108中包封电池单元，可以将层102-106放置在具有诸如聚丙烯的聚合物膜的铝制成的柔性片材顶部上。然后可以在层102-106顶部之上放置另一个柔性片材，可以将两个片材进行热密封和/或折叠。作为另外一种选择，可以将层102-106放置于在某些(例如非端子)侧面上进行密封和/或折叠的两片袋材料之间。然后可以对其余侧面进行热密封和/或折叠以将层102-106包封在袋108内。
在一个或多个实施例中，图1的电池单元促进了便携式电子设备内的空间的有效利用。例如，电池单元的阶梯状和/或圆形边缘可允许电池单元配合在便携式电子设备的弯曲外壳内。也可以增加或减少层(例如层102-106)的数量以更好配合便携式电子设备的外壳的曲率。换句话讲，电池单元可以包括适应便携式电子设备形状的不对称和/或非矩形设计。接着，电池单元可以比同样便携式电子设备中的矩形电池单元提供更大的容量、封装效率和/或电压。
图2示出了根据本发明所公开的实施例的电池单元的横截面视图。更具体地讲，图2示出了图1的电池单元的横截面视图。如图2中所示，布置一组层202以在电池单元中产生三个不同厚度，其中厚度从左到右减小。厚度变化可以允许电池单元充满便携式电子设备内的自由空间。例如，可以设计电池单元以占据移动电话、膝上型计算机、平板型计算机、便携式媒体播放器、数字照相机和/或PDA内部空间的弯曲和/或倾斜区域。
可以通过堆叠和/或卷绕层202(例如阴极、阳极、隔板)以产生果冻卷和/或双单元并在袋中包封层202来形成电池单元。此外，可以通过在卷绕和/或堆叠层202之前从一个或多个层202移除材料而产生多个厚度。例如，可以通过堆叠阴极、阳极和隔板的片材，并从片材切割出双单元而产生不同尺寸的双单元。然后可以将双单元并排放置到在一个方向上反复折叠的大片隔板204上，以彼此堆叠双单元并形成电池单元，如下文结合图3所论述的。
图3示出了用于根据本发明所公开的实施例的电池单元的一组层304-310的布置。更具体地讲，可以使用层304-310来产生图1的电池单元。层304-310可以对应于用于形成电池单元中的非矩形形状的不同尺寸的双单元。为了产生每个双单元，可以将一片隔板放置在一片阴极材料和一片阳极材料之间。然后可以将双单元的轮廓(例如具有圆角的矩形)切割成片材，以从双单元移除轮廓之外的材料。然后可以将层304-310放置到一大条隔板302上，并且可以通过从左至右反复折叠隔板302以形成非矩形堆叠层304-310而产生电池单元。
首先，可以在层304的顶部折叠隔板302的左侧以利用隔板302覆盖层304的两侧。接下来，可以在层306之上折叠隔板302和层304，从而堆叠层304-306，但层304-306还被一层隔板302分隔。然后可以在层308上折叠层304-306和隔板302，从而将层308增加到堆叠，但由隔板302与堆叠中的相邻层304隔开。最后，可以在层310之上折叠层304-308和隔板302，从而将层310添加到堆叠，但由隔板302与堆叠中的相邻层306分隔开。
也可以在隔板302上布置层304-310以形成非矩形的阶梯形状的电池单元。如图3中所示，可以切割和/或取向层304-310，使得层304-310的圆角在隔板302上相邻层304-310的左侧和右侧交替。例如，层304和308的右上角被倒圆，而层306和310的左上角被倒圆。这样交替可以确保在利用上述从左到右折叠过程堆叠层304-310之后，层304的圆角形成电池单元中的单个圆角。
类似地，隔板302上层304-310的从左到右排序可以允许在堆叠层304-310之后形成图1的阶梯形状。更具体地讲，层304-306的堆叠可以形成堆叠，其中堆叠一端的层304较大，而堆叠另一端的层306是中等尺寸的。在层308上折叠层304-306可以将层308与层304相邻放置，从而增大堆叠中大层的厚度。最后，在层310上折叠层304-308可以将层310与层306相邻放置，从而形成堆叠，其中堆叠一端上的层304和308最大，堆叠中间的层306第二大，而堆叠另一端的层310最小。
图4示出了图示根据本发明所公开的实施例制造电池单元的过程的流程图。在一个或多个实施例中，可以省略、重复和/或以不同顺序执行一个或多个步骤。因此，图4中所示步骤的具体布置不应被解释为限制实施例的范围。
首先，获得用于电池单元的一组层(操作402)。所述层可以包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极。接下来，从层中的一个或多个移除材料，以在电池单元中产生非矩形形状(操作404)。例如，可以移除材料以在电池单元中产生圆角和/或多个厚度。
堆叠和/或卷绕层以产生双单元和/或果冻卷(操作406)。例如，可以向平坦芯轴上卷绕层以产生具有平坦形状的果冻卷。另一方面，可以将层切割成双单元，通过将双单元放置到长条的隔板上并在一个方向上反复折叠隔板来堆叠双单元。
为了组装电池单元，获得容纳果冻卷的袋(操作408)。接下来，将第一导电引片耦合到果冻卷的阴极(操作410)，并且将第二导电引片耦合到果冻卷的阳极(操作412)。第一导电引片和第二导电引片延伸穿过袋中的密封件，以向电池单元提供端子(操作414)。最后，在袋中密封果冻卷(操作416)。例如，可以通过点焊、捆缚和/或对密封件加热来密封果冻卷。
一般可以将上述可再充电电池单元用于任何类型的电子设备中。例如，图5图示了便携式电子设备500，其包括处理器502、存储器504和显示器508，它们全都由电池506供电。便携式电子设备500可以对应于膝上型计算机、移动电话、PDA、便携式媒体播放器、数字照相机和/或其他类型的电池供电的电子设备。电池506可以对应于包括一个或多个电池单元的电池组。每个电池单元可以包括形成非矩形形状的一组层。层可以包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极。可以通过从层中的一个或多个移除材料而产生非矩形形状。例如，可以通过从阴极和/或阳极的一个或多个侧面移除材料而产生具有圆角的阶梯形状。非矩形形状可允许电池506沿着移动电话、平板型计算机和/或膝上型计算机具有扇形形状的外周配合。
仅仅出于例示和描述的目的给出了各种实施例的前述描述。它们并非意在穷举本发明或将本发明限制为所公开的形式。因此，很多修改和变型对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。另外，以上公开并非意在限制本发明。

Claims (25)

1.一种电池单元，包括：
形成非矩形形状的一组层，其中所述一组层包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极，
其中通过从所述层中的一个或多个移除材料而产生所述非矩形形状。
2.根据权利要求1所述的电池单元，还包括：
包封所述层的袋，其中所述袋是柔性的。
3.根据权利要求2所述的电池单元，还包括：
耦合到所述阴极的第一导电引片；以及
耦合到所述阳极的第二导电引片，
其中所述第一导电引片和所述第二导电引片延伸穿过所述袋中的密封件，以向所述电池单元提供端子。
4.根据权利要求1所述的电池单元，其中从所述层中的一个或多个移除材料涉及：
从所述阴极或所述阳极的一个或多个侧面移除所述材料以形成所述非矩形形状。
5.根据权利要求1所述的电池单元，其中所述非矩形形状包括圆角。
6.根据权利要求1所述的电池单元，其中所述非矩形形状包括两个或更多个厚度。
7.根据权利要求1所述的电池单元，其中所述一组层用于产生果冻卷和双单元中的至少一种。
8.一种用于制造电池单元的方法，包括：
获得用于所述电池单元的一组层，其中所述一组层包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极；
从所述层中的一个或多个移除材料以在所述电池单元中产生非矩形形状；以及
在袋中密封所述层以形成所述电池单元，其中所述袋是柔性的。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
将第一导电引片耦合到所述阴极；
将第二导电引片耦合到所述阳极；以及
使所述第一导电引片和所述第二导电引片延伸穿过所述袋中的密封件，以向所述电池单元提供端子。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在所述袋中密封所述层之前堆叠所述层以产生双单元。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在所述袋中密封所述层之前卷绕所述层以产生果冻卷。
12.根据权利要求8所述的方法，其中从所述层中的一个或多个移除材料涉及：
从所述阴极或所述阳极的一个或多个侧面移除所述材料以形成所述非矩形形状。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述非矩形形状包括圆角。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述非矩形形状包括两个或更多个厚度。
15.一种电池组，包括：
一组单元，其中所述单元中的每一个包括：
形成非矩形形状的一组层，其中所述一组层包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极，
其中通过从所述层中的一个或多个移除材料而产生所述非矩形形状。
16.根据权利要求15所述的电池组，其中所述单元中的每一个还包括：
包封所述层的袋，其中所述袋是柔性的；
耦合到所述阴极的第一导电引片；以及
耦合到所述阳极的第二导电引片，
其中所述第一导电引片和所述第二导电引片延伸穿过所述袋中的密封件，以向所述电池单元提供端子。
17.根据权利要求15所述的电池组，其中从所述层中的一个或多个移除材料涉及：
从所述阴极或所述阳极的一个或多个侧面移除所述材料以形成所述非矩形形状。
18.根据权利要求15所述的电池组，其中所述非矩形形状包括圆角。
19.根据权利要求15所述的电池组，其中所述非矩形形状包括两个或更多个厚度。
20.根据权利要求15所述的电池组，其中所述一组层用于产生果冻卷和双单元中的至少一种。
21.一种便携式电子设备，包括：
一组部件，所述一组部件由电池组供电；和
所述电池组，所述电池组包括：
一组单元，其中所述单元中的每一个包括：
形成非矩形形状的一组层，其中所述一组层包括具有活性涂层的阴极、隔板、以及具有活性涂层的阳极，
其中通过从所述层中的一个或多个移除材料而产生所述非矩形形状。
22.根据权利要求21所述的便携式电子设备，其中所述单元中的每一个还包括：
包封所述层的袋，其中所述袋是柔性的；
耦合到所述阴极的第一导电引片；以及
耦合到所述阳极的第二导电引片，
其中所述第一导电引片和所述第二导电引片延伸穿过所述袋中的密封件，以向所述电池单元提供端子。
23.根据权利要求21所述的便携式电子设备，其中从所述层中的一个或多个移除材料涉及：
从所述阴极或所述阳极的一个或多个侧面移除所述材料以形成所述非矩形形状。
24.根据权利要求21所述的便携式电子设备，其中所述非矩形形状包括圆角。
25.根据权利要求21所述的便携式电子设备，其中所述非矩形形状包括两个或更多个厚度。
CN201280052464.6A 2011-10-28 2012-08-17 用于便携式电子设备的非矩形电池 Pending CN104054204A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/283,744 2011-10-28
US13/283,744 US9276287B2 (en) 2011-10-28 2011-10-28 Non-rectangular batteries for portable electronic devices
PCT/US2012/051277 WO2013062661A1 (en) 2011-10-28 2012-08-17 Non-rectangular batteries for portable electronic devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104054204A true CN104054204A (zh) 2014-09-17

Family

ID=46800361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280052464.6A Pending CN104054204A (zh) 2011-10-28 2012-08-17 用于便携式电子设备的非矩形电池

Country Status (7)

Country Link
US (3) US9276287B2 (zh)
KR (2) KR20140069299A (zh)
CN (1) CN104054204A (zh)
DE (1) DE112012004489T5 (zh)
GB (1) GB2509628A (zh)
TW (1) TWI460899B (zh)
WO (1) WO2013062661A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159333A (zh) * 2015-05-14 2016-11-23 苹果公司 裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的封装
CN106450088A (zh) * 2016-10-24 2017-02-22 珠海格力电器股份有限公司 电池布置方法、电池布置结构和电子设备
US10217977B2 (en) 2010-07-13 2019-02-26 Apple Inc. Battery pack with cells of different capacities electrically coupled in parallel

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8940429B2 (en) 2010-07-16 2015-01-27 Apple Inc. Construction of non-rectangular batteries
US20130236768A1 (en) 2012-03-08 2013-09-12 Lg Chem, Ltd. Battery pack of stair-like structure
KR20130105271A (ko) 2012-03-16 2013-09-25 주식회사 엘지화학 비대칭 구조의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
KR20130113301A (ko) 2012-04-05 2013-10-15 주식회사 엘지화학 계단 구조의 전지셀
EP2849246A4 (en) * 2012-05-07 2016-03-02 Lg Chemical Ltd BATTERY PACK WITH AMORPHOUS STRUCTURE
KR20130132230A (ko) 2012-05-25 2013-12-04 주식회사 엘지화학 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스
KR20130133640A (ko) 2012-05-29 2013-12-09 주식회사 엘지화학 코너부 형상이 다양한 단차를 갖는 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스
KR101483505B1 (ko) 2012-11-13 2015-01-21 주식회사 엘지화학 단차 구조가 형성된 전극조립체
US9484560B2 (en) 2013-02-13 2016-11-01 Lg Chem, Ltd. Electric device having a round corner and including a secondary battery
KR101572836B1 (ko) * 2013-03-04 2015-12-01 주식회사 엘지화학 단차 구조를 포함하는 전지셀
US9786874B2 (en) 2013-03-08 2017-10-10 Lg Chem, Ltd. Electrode having round corner
WO2014137018A1 (ko) * 2013-03-08 2014-09-12 주식회사 엘지화학 계단 구조의 전극군 적층체
US9954203B2 (en) 2013-03-08 2018-04-24 Lg Chem, Ltd. Stepped electrode group stack
JP6109957B2 (ja) * 2013-03-08 2017-04-05 エルジー・ケム・リミテッド ラウンドコーナーを含む電極組立体
US10050300B2 (en) * 2013-03-11 2018-08-14 Google Technology Holdings LLC Electrochemical cell with multi-faceted geometry
KR20140123007A (ko) * 2013-04-11 2014-10-21 주식회사 엘지화학 라운드 코너를 포함하는 전지셀
US20140321033A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Motorola Mobility Llc Enhanced mobile electronic device and battery pack
CN103346354B (zh) * 2013-06-26 2017-09-29 东莞新能源科技有限公司 锂离子电芯制备方法
KR101637659B1 (ko) 2013-06-28 2016-07-07 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 절단공정을 포함하는 전극조립체의 제조방법
EP2846392B1 (en) * 2013-07-08 2018-05-16 LG Chem, Ltd. Electrode assembly, and battery and device comprising same
US10497915B2 (en) 2013-08-29 2019-12-03 Htc Corporation Battery structure, electronic device and manufacturing method of battery structure
KR101738734B1 (ko) * 2013-09-26 2017-06-08 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지
KR102153044B1 (ko) 2013-11-11 2020-09-07 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
JP2017512652A (ja) * 2014-02-19 2017-05-25 マンツ イタリー エス．アール．エル． 切断方法
TW201611391A (zh) * 2014-07-14 2016-03-16 蘋果公司 具有凹口以容納電極連接之堆疊式單元電池
US9929393B2 (en) 2015-09-30 2018-03-27 Apple Inc. Wound battery cells with notches accommodating electrode connections
US10868290B2 (en) 2016-02-26 2020-12-15 Apple Inc. Lithium-metal batteries having improved dimensional stability and methods of manufacture
US10653038B2 (en) * 2016-04-14 2020-05-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Heat spreader
US9837682B1 (en) * 2016-08-29 2017-12-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Variable layer thickness in curved battery cell
KR102395482B1 (ko) * 2016-11-07 2022-05-06 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101305493A (zh) * 2005-11-08 2008-11-12 株式会社Lg化学 以纵向折叠方式制备的电极组件及使用其的电化学电池
CN102054957A (zh) * 2009-11-02 2011-05-11 三星Sdi株式会社 二次电池和制造该二次电池的方法
US20110183183A1 (en) * 2010-01-26 2011-07-28 Grady Steven C Battery arrays, constructions and method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0982361A (ja) 1995-09-08 1997-03-28 Sony Corp 角形非水電解液二次電池
US6224995B1 (en) * 1997-03-06 2001-05-01 Mitsubishi Chemical Corporation Three dimensional free form battery apparatus
JP2001028275A (ja) 1999-06-25 2001-01-30 Mitsubishi Chemicals Corp 立体自由形状バッテリー装置
US7479349B2 (en) * 2002-12-31 2009-01-20 Cardiac Pacemakers, Inc. Batteries including a flat plate design
JP5127271B2 (ja) 2007-03-12 2013-01-23 株式会社東芝 捲回型電極電池およびその製造方法
US8940429B2 (en) * 2010-07-16 2015-01-27 Apple Inc. Construction of non-rectangular batteries
US8592065B2 (en) 2010-11-02 2013-11-26 Apple Inc. Rechargeable battery with a jelly roll having multiple thicknesses

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101305493A (zh) * 2005-11-08 2008-11-12 株式会社Lg化学 以纵向折叠方式制备的电极组件及使用其的电化学电池
CN102054957A (zh) * 2009-11-02 2011-05-11 三星Sdi株式会社 二次电池和制造该二次电池的方法
US20110183183A1 (en) * 2010-01-26 2011-07-28 Grady Steven C Battery arrays, constructions and method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10217977B2 (en) 2010-07-13 2019-02-26 Apple Inc. Battery pack with cells of different capacities electrically coupled in parallel
CN106159333A (zh) * 2015-05-14 2016-11-23 苹果公司 裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的封装
CN106159333B (zh) * 2015-05-14 2019-10-18 苹果公司 裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的封装
US10749155B2 (en) 2015-05-14 2020-08-18 Apple Inc. Packaging of bare cell stacks within device enclosures for portable electronic devices
CN106450088A (zh) * 2016-10-24 2017-02-22 珠海格力电器股份有限公司 电池布置方法、电池布置结构和电子设备
CN106450088B (zh) * 2016-10-24 2019-08-23 珠海格力电器股份有限公司 电池布置方法、电池布置结构和电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013062661A1 (en) 2013-05-02
DE112012004489T5 (de) 2014-07-10
TWI460899B (zh) 2014-11-11
KR20140069299A (ko) 2014-06-09
US20130108906A1 (en) 2013-05-02
GB201405453D0 (en) 2014-05-07
TW201327976A (zh) 2013-07-01
US20170125849A1 (en) 2017-05-04
KR20160105990A (ko) 2016-09-08
GB2509628A (en) 2014-07-09
US20160293996A1 (en) 2016-10-06
US9276287B2 (en) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104054204A (zh) 用于便携式电子设备的非矩形电池
US11024887B2 (en) Construction of non-rectangular batteries
US10892512B2 (en) Battery with multiple jelly rolls in a single pouch
US8592065B2 (en) Rechargeable battery with a jelly roll having multiple thicknesses
JP6461851B2 (ja) 異なる容量のセルをもつバッテリパック
US20130108907A1 (en) Curved battery cells for portable electronic devices
AU2019264656B2 (en) Design and construction of non-rectangular batteries

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140917

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication