CN104769743A - 二次电池电极组装体用隔离膜及含有其的二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的二次电池电极组装体用隔离膜是位于突出形成阳极端子的阳极板和突出形成阴极端子的阴极板的之间，切断所述阳极板和所述阴极板之间的电流流动的二次电池电极组装体用隔离膜，具有与所述阳极端子和所述阴极端子中一个以上的端子重叠，并延长而成的延长部。本发明的二次电池用隔离膜及含有其的二次电池的优点是，在使用时，即使阳极板和阴极板略有歪斜，也可以防止阳极端子接触阴极板或阴极端子接触阳极板的现象，可最大程度的减小隔离膜所占的体积，使电池容量最大化，即使因化学反应生成活性物质，也可以明显地降低短路发生。

Description

二次电池电极组装体用隔离膜及含有其的二次电池
技术领域
本发明涉及在阳极板和阴极板之间插入的二次电池电极组装体用隔离膜，尤其是一种与阳极端子及阴极端子相对应的部位突出及扩张构成的隔离膜及含有该隔离膜的二次电池。
背景技术
一般来说，二次电池(secondary battery)与一次电池不同，是具有放电和蓄电功能的电池，最近具有高能量的非水电解液高功率二次电池被开发出来，对于一个电池阵列以膜形态包装的低容量电池来说，可用于手机、笔记本电脑及摄像机等便携式小型电子机器上，对于需要大电力的机器，如电子汽车等引擎驱动用电源来说，上述电池阵列需要连接数十个直列或并列，方可构成大容量的二次电池。
上述二次电池被制成多种形状，最典型的形状是棒形，薄板形状的阳极板和阴极板交互叠层的阳极板和阴极板之间，作为绝缘体的隔离膜的电极组装体内置在外壳内。
接下来，结合附图对以往技术的棒形二次电池的结构进行详细说明。
图1是以往的棒形二次电池的分解立体图，图2是以往棒形二次电池所包括的电极组装体的立体图，同时图示了阴极板歪斜的形状。
如图1所示，以往的棒形二次电池，包括：内部引入电极组装体(30)，用来填满电解液，具有内部空间的腔(10)；盖住所述腔(10)的内部空间入口并将其密封，防止电解液或内部产生的气体向外部流出的盖(20)。
涂有阳极活性物质的阳极板(32)和涂有阴极活性物质的阴极板(34)在隔离膜(36)展开的状态下，依次叠层而成。阳极板(32)及阴极板(34)的一侧端部分别突出有用于电连接的阳极端子(33)及阴极端子(35)。此时，阳极端子(33)和阴极端子(35)互相不重叠，在相互相反的一边突出。当叠层复数个阳极端子(33)和阴极端子(35)时，阳极端子(33)和阴极端子(35)分别区分叠层。
此外，阳极板(32)和阴极板(34)直接接触时会发生短路，在所述阳极板(32)和阴极板(34)之间会插入隔离膜(36)，所述隔离膜(36)制成四边形，盖住阳极板(32)及阴极板(34)本体上的相应部位，形成阳极端子(33)及阴极端子(35)的部位盖不住。因此，如图2所示，当阴极板(34)歪斜时，由隔离膜(36)分开的阳极板(32)的本体不会接触阴极板(34)，但是隔离膜(36)未能遮盖的阳极端子(33)会接触阴极板(34)，从而发生短路。
发明内容
技术问题
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种即使阳极板和阴极板略有歪斜，也可以防止阳极端子接触阴极板或阴极端子接触阳极板的隔离膜及具有该隔离膜的二次电池。
解决手段
为了实现上述发明目的，本发明的二次电池电极组装体用隔离膜，是位于突出形成阳极端子的阳极板和突出形成阴极端子的阴极板的之间，切断所述阳极板和所述阴极板之间的电流流动的二次电池电极组装体用隔离膜；其特征在于，具有与所述阳极端子和所述阴极端子中一个以上的端子重叠，并延长而成的延长部。
所述延长部与重叠的端子相比，长度更短，宽度更宽。
所述延长部的长度在0.2毫米以上10毫米以下，所述延长部的宽度比所述端子宽度宽0.2毫米以上。
所述延长部由沿着所述阳极端子的突出方向延长并覆盖所述阳极端子整个或一部分一侧面的第一延长部和沿着所述阴极端子的突出方向并覆盖所述阴极端子整个或一部分一侧面的第二延长部构成。
所述阳极板和阴极板中任何一个极板向内部引入，向内部引入的极板中，仅端子向外部引出，形成套袋形状，所述延长部在向外部引出的端子的两面上分别重叠，具有一对。
除了所述端子向外侧引出的点以外的余下的外侧端被密封。
所述阳极板和阴极板中另一个的极板与部分外侧端一致。
所述阳极板和阴极板呈具有一个以上的直线切断部的圆板形状，所述阳极端子和阴极端子自所述直线部突出形成；当与所述阳极板和阴极板中另一个极板重叠叠层时，具有与所述重叠叠层的极板的直线切断部一致的直线整列部。
所述阳极板向内部引入，与所述阴极板重叠叠层。
本发明的二次电池，包括：具有交互叠层的复数个阳极板及阴极板、由上述结构构成，位于所述阳极板及阴极板之间的隔离膜的电极组装体；安装在所述电极组装体内部，用于填满电解液的腔；及密封所述腔入口的盖。
所述复数个自阳极板突出的复数个阳极端子一体结合，与所述腔和盖中的任意一个连接，自所述复数个阴极板突出的复数个阴极端子一体结合，与所述腔和盖中另一个连接。
为所述阳极端子和阴极端子互相不重叠，按照一定间隔隔开，向着相同的方向延长；所述延长部延长，与所述阳极端子和所述阴极端子中一个以上的端子重叠。
技术效果
本发明的二次电池用隔离膜及含有其的二次电池的效果是，在使用时，即使阳极板和阴极板略有歪斜，也可以防止阳极端子接触阴极板或阴极端子接触阳极板的现象，可最大程度的减小隔离膜所占的体积，使电池容量最大化，即使因化学反应生成活性物质，也可以明显地降低短路发生。
附图说明
图1是以往的棒形二次电池的分解立体图；
图2是以往棒形二次电池所包括的电极组装体的立体图，同时图示了阴极板歪斜的形状；
图3是本发明的含有隔离膜的二次电池的分解立体图；
图4是本发明的隔离膜的俯视图；
图5是阴极板歪斜的电极组装体的俯视图；
图6是本发明的隔离膜的第二实施方式的使用状态图；
图7及图8是使用本发明的隔离膜第二实施方式的电极组装体的俯视图；
图9是包括本发明的隔离膜第三实施方式的二次电池的分解立体图；
图10是图示本发明的隔离膜的第三实施方式和阳极板配置结构的俯视图；
图11是图示本发明隔离膜第三实施方式和阴极板的叠层结构的分解立体图；
图12及图13是图示本发明的隔离膜第三实施方式结合结构的分解立体图及俯视图。
具体实施方式
接下来，参考附图，对本发明的二次隔离膜及具有其的二次电池的实施方式进行详细说明。
图3是本发明的含有隔离膜的二次电池的分解立体图；图4是本发明的隔离膜的俯视图。图5是阴极板歪斜的电极组装体的俯视图。
本发明的隔离膜330位于阳极板310和阴极板320之间，可切断阳极板310和阴极板320间的电流流动，是二次电池电极组装体300的隔离膜330。交互叠层的阳极板310和阴极板320即使有某种程度的歪斜，为使在阳极板310上形成的阳极端子312接触阴极板320，或是在阴极板320上形成的阴极端子322不接触阳极板310，本发明具有可覆盖阳极端子312和阴极端子322一部分的形状，这是本发明的最大的特征。也就是说，本发明的隔离膜330如图3和图4所示，包括为与阳极端子312重叠而延长的第一延长部332和为与阴极端子322重叠而延长的第二延长部332。如上所述，具有第一延长部332和第二延长部332的隔离膜330位于阳极板310和阴极板320之间，如图5所示，阴极板320向一侧略微歪斜，即使阴极板320与阳极端子312重叠，因在阴极板320和阳极端子312之间有隔离膜330(进一步，有第一延长部332)，也不会发生短路。
此外，延长部332的宽度小于阳极端子312的宽度，阴极板320歪斜时，可与阳极端子312接触，优选为延长部332的宽度大于阳极端子312的宽度。此时，阳极端子312整体因延长部332被覆盖，也就是说，延长部332比阳极端子312更宽更长，阴极板320无论多歪斜，阳极板310和阴极板320间的短路也能被有效防止。但是，这种延长部332做的很大，完全盖住阳极端子312时，复数个延长部332一体形成并通电就会有难度，延长部332越大阳极端子312的露出面积越小，电解液投入量越少，从而导致电池容量减少。对此，在阴极板320歪斜时，延长部332在可覆盖与阴极板320对应的点的阳极端子312的一面的范围内形成是最佳优选的。
此时，即使阴极板320向阳极端子312突出的方向移动，也不会移动阳极端子312的长度的距离，自隔离膜330延长的延长部332可以盖住阳极端子312宽度方向的两端，没必要延长至阳极端子312的末端。即，优选为延长部332的长度短于重叠的阳极端子312，宽度更宽。
另外，如果延长部332的长度过短，阴极板向一侧歪斜时会发生短路的现象，延长部332的长度过长时，腔100的大小需要变大，从而导致二次电池的整体大小与容量相比变小。此外，延长部332的宽度如果太窄，也会发生短路。此时，阳极板310和阴极板320和隔离膜330通常通过胶带等另外的固定手段进行相互固定，阳极板310和阴极板320和隔离膜330的排列较分散时，不容易发生短路。因此，延长部332的长度设定在0.2毫米以上10毫米以下，延长部的宽度要比上述端子的宽度宽0.2毫米以上是最优选的。
如上所述，延长部332的规格被限定时，即使阴极板320向一侧歪斜一定程度，也不会发生短路现象，延长部332的大小最大程度变小，可使电池容量最大程度增加。另外，在上述中，仅仅说明了阴极板320歪斜，阴极板320接触阳极端子312时的情况，相反，阳极板310歪斜，阳极板310与阴极端子322接触时，延长部332如本实施方式图示，具有覆盖阳极端子312的第一延长部332和覆盖阴极端子322的第二延长部334。当然，只有阴极板320歪斜时，可只具有第一延长部332，只有阳极板310歪斜时，可只具有第二延长部334。
图6是本发明的隔离膜330的第二实施方式的使用状态图；图7及图8是使用本发明的隔离膜330第二实施方式的电极组装体300的俯视图。
阳极板310和阴极板320电子切断的隔离膜330，如图3至图5所示，由一张垫片形成，阳极板310或阴极板320的叠层位置被固定，为了使叠层工程单纯化，阳极板310或阴极板320可为内部引入的套装形状来形成，此时，阴极板320通常与腔100或盖200接触接地，隔离膜330呈套形制成时，阳极板310优选为向隔离膜330内侧引入构成。
如上所述，隔离膜330呈套型制成时，在隔离膜330上形成延长部332，即，隔离膜330在阳极板310中形成阳极端子312的部位向外部引出，剩下的部位向内侧引入，形成套型时，如图6至图7所述，延长部332分别盖住阳极端子312的两面，具有一对。如图3至图5所示，延长部332在呈板状的隔离膜330上形成时，延长部332在套型的隔离膜330上形成时，延长部332不是覆盖阳极端子312的全部，至覆盖阳极端子312内侧的一部分(突出方向的反方向)，延长部332的长度设定在0.2毫米以上10毫米以下，延长部332的宽度优选为比阳极端子312的宽度宽0.2毫米。这样限定延长部332的长度和宽度的理由和本发明隔离膜330的第一实施方式相同，在此省略详细说明。在内置有阳极板310的隔离膜330和阴极板320交互叠层的状态下，阴极板320向一侧歪斜时，阴极板320只与延长部332接触，不与阳极端子312接触，不会发生短路。
此外，隔离膜330制成比阴极板320大时，隔离膜330和阴极板320交互叠层时，隔离膜330的中心和阳极板310的中心以及和阴极板320的中心无法准确一致，隔离膜330优选为与阴极板320的外侧端一致。当然，隔离膜330的外侧端中形成延长部332的点和阴极板322对应的点无法与阴极板320的外侧端一致，隔离膜330在上述两个点以外部位的外侧端须与阴极板320的外侧端一致。
此外，根据二次电池的使用，涂抹在阳极板310上的活性物质逐步成长，隔离膜330呈套型时，隔离膜330的外侧端中，阳极端子312向外引出的点以外的部位被密封，成长的活性物质被填满隔离膜330内部之后，通过阳极板310引出点向外部排出。此时，隔离膜330上没有延长部332，只形成用于引出阳极端子312的引出口时，上述活性物质被排出隔离膜330外部一点时，活性物质也会与阴极板320接触，活性物质作为媒介电连接阳极板310和阴极板320，导致短路发生。但是如图6和图7所示，阳极端子312引出的点上形成延长部332时，活性物质成长后即使被引出隔离膜330的外部，因延长部332隔开，也会明显的减少短路发生。
图9是包括本发明的隔离膜330第三实施方式的二次电池的分解立体图；图10是图示本发明的隔离膜330的第三实施方式和阳极板310配置结构的俯视图；图11是图示本发明隔离膜330第三实施方式和阴极板320的叠层结构的分解立体图。
二次电池如图1至图8可制成直六面体形态，也可以如图9至图10所示制成硬币形态。此时，阳极板310和阴极板320呈圆板形态，腔100和盖200呈直径大于阳极板310和阴极板320你的圆筒形，自阳极板310和阴极板320突出的复数个阳极端子312呈一体型结合，复数个阴极端子322也呈一体型结合，会导致无法确保空间的问题。当然，腔100和盖200大于阳极板310和阴极板320制成时，阳极端子312和阴极端子322突出结合，可形成一定的空间，但是腔100和盖200内部空间中会形成无法装满阳极板310和阴极板320的空余空间，导致二次电池的大小相对于其容量较小。
二次电池呈硬币形态制成时，阳极板310和阴极板320具有一个以上的直线切断部311，321，呈圆板形，阳极端子312和阴极端子322优选为自直线部突出。此外，如本实施方式的图示，隔离膜330呈套型形成时，向内侧引入阳极板310时，隔离膜330与阴极板320重叠叠层时，具有与阴极板320的直线切断部321一致的直线整列部331。在阴极板320和隔离膜330上具有直线切断部321和直线整列部331时，组装者仅需使直线切断部321和直线整列部331一致，就可以使阴极板320和隔离膜330准确的上下叠层。
此外，本实施方式中，阳极板310和阴极板320上分别形成两个直线切断部311，321，自阳极板310和阴极板320相互相反的直线切断部311，321突出的阳极端子312和阴极端子322的结构在图中可见，在阳极板310和阴极板320上还可以在同一侧分别形成。此时，阳极端子312和阴极端子322自直线切断部311，321的中间部位突出形成，阳极板310和阴极板320叠层时，阳极端子312和阴极端子322相互重叠，阳极端子312在直线切断部311中任意一侧的点上形成，阴极端子322在直线切断部321中相反面方向的点上形成。
二次电池呈硬币形制成，在隔离膜330的前方和后方(阳极端子312突出的方向和阴极端子322突出的方向)上也可以形成直线整列部331，延长部332的长度设定在大于0.2毫米小于10毫米，延长部332的宽度比阳极端子312的宽度宽0.2毫米为优选。上述二次电池呈硬币形制成时，延长部332根据附加的形成可具有的效果与如图6至图8所示的效果相同，在此省略说明。
此外，在本实施方式中，仅对隔离膜330呈套型制成时，阳极板310在隔离膜330上引入进行了说明，取代阳极板310，也可以是将阴极板320引入隔离膜330。上述阳极板310被引入隔离膜330时，阳极板310与隔离膜330的大小相同，阴极板320要大于隔离膜330。此外，隔离膜330的直线整列部331需要和阳极板310的直线切断部311一致。
此外，本发明提供一种含有形成上述延长部332的隔离膜330的二次电池，即，本发明的二次电池由交互叠层的复数个阳极板310和阴极板320、以及上述的延长部332构成的，进一步，包括：具有位于阳极板310和阴极板320之间的隔离膜330的电极组装体300；安装在电极组装体300的内部，填满电解液的腔100；及密封腔100入口的盖200。上述复数个阳极板310和复数个阴极板320交互叠层的电极组装体300安装在腔100和盖200的内部，腔100和盖200起到各自的电源端子的作用，上述复数个阳极板310上所突出的复数个阳极端子312一体结合，与腔100和盖200中任意一个连接，自复数个阴极板320突出而成的复数个阴极端子322一体结合，与腔100和盖200中的另一个连接。此时，腔100和盖200之间插入绝缘体，腔100和盖200电隔离。
图12及图13是图示本发明的隔离膜第三实施方式结合结构的分解立体图及俯视图。
阳极端子312和阴极端子322如图3至图10所示，可在相互相反的方向延长构成，如图11至图12所示，相互不重叠，按照一定间隔隔开，在相同的方向延长。上述阳极端子312和阴极端子322在同一方向延长时，阳极端子312和阴极端子322不能位于阳极板310和阴极板320之间，需要配置在左右侧，延长部332随着阳极端子312的位置，其位置可作调整。
此外，阳极端子312和阴极端子322在同一方向延长时，隔离膜330如图12及图13所示，呈套型制成，也可以呈单纯的垫形。此外，上述延长部332可以与阳极端子312及阴极端子322都重叠，也可以如本实施方式的图示，仅与阳极端子312重叠。
以上，使用本发明优选实施方式对本发明进行了详细说明，但是本发明并不局限于此，依据参照的权利要求范围来解释本发明。此外，本技术领域的技术人员根据通常的知识，在本发明范围内所作的修改和变形等均属于本发明的保护范畴之内。
产业上的适用性
本发明可应用于二次电池、能源储存系统等。

Claims (12)

1.一种二次电池电极组装体用隔离膜，是位于突出形成阳极端子的阳极板和突出形成阴极端子的阴极板的之间，切断所述阳极板和所述阴极板之间的电流流动的二次电池电极组装体用隔离膜；
其特征在于，具有与所述阳极端子和所述阴极端子中一个以上的端子重叠，并延长而成的延长部。
2.根据权利要求1所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，所述延长部与重叠的端子相比，长度更短，宽度更宽。
3.根据权利要求2所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，所述延长部的长度在0.2毫米以上10毫米以下，所述延长部的宽度比所述端子宽度宽0.2毫米以上。
4.根据权利要求1所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，所述延长部由沿着所述阳极端子的突出方向延长并覆盖所述阳极端子整个或一部分一侧面的第一延长部和沿着所述阴极端子的突出方向并覆盖所述阴极端子整个或一部分一侧面的第二延长部构成。
5.根据权利要求1所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，所述阳极板和阴极板中任何一个极板向内部引入，向内部引入的极板中，仅端子向外部引出，形成套袋形状，所述延长部在向外部引出的端子的两面上分别重叠，具有一对。
6.根据权利要求5所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，除了所述端子向外侧引出的点以外的余下的外侧端被密封。
7.根据权利要求5所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，所述阳极板和阴极板中另一个的极板与部分外侧端一致。
8.根据权利要求5所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，所述阳极板和阴极板呈具有一个以上的直线切断部的圆板形状，所述阳极端子和阴极端子自所述直线部突出形成；
当与所述阳极板和阴极板中另一个极板重叠叠层时，具有与所述重叠叠层的极板的直线切断部一致的直线整列部。
9.根据权利要求5所述的二次电池电极组装体用隔离膜，其特征在于，所述阳极板向内部引入，与所述阴极板重叠叠层。
10.一种二次电池，其特征在于，包括：具有交互叠层的复数个阳极板及阴极板、权利要求1至9中任意一项的隔离膜的电极组装体；安装在所述电极组装体内部，用于填满电解液的腔；及密封所述腔入口的盖。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其特征在于，所述复数个自阳极板突出的复数个阳极端子一体结合，与所述腔和盖中的任意一个连接，自所述复数个阴极板突出的复数个阴极端子一体结合，与所述腔和盖中另一个连接。
12.根据权利要求10所述的二次电池，其特征在于，所述阳极端子和阴极端子互相不重叠，按照一定间隔隔开，向着相同的方向延长；
所述延长部延长，与所述阳极端子和所述阴极端子中一个以上的端子重叠。
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