CN104885255A - 设有切口部分的电池单体和包括该电池单体的电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池单体和包括该电池单体的电池组，该电池单体包括：电极组件，电极组件包括阳极、阴极和介于阳极和阴极之间的分隔膜；和外壳，外壳用于容纳电极组件，其中电极组件的主体和外壳的主体中的每一个均具有缺失部分。

Description

设有切口部分的电池单体和包括该电池单体的电池组
技术领域
本发明涉及一种设有切口部分的电池单体和一种包括该电池单体的电池组。
背景技术
随着信息技术(IT)的显著的发展，很多种便携式信息通信装置已经得到普及。结果，在21世纪，我们正在迈向一个无所不在的社会，其中与时间和地点无关地，高质量信息服务是可能的。
对于实现这种无所不在的社会而言，锂二次电池是非常重要的。具体地，能够充电和放电的锂二次电池已经广泛地为无线移动装置用作能源。另外，锂二次电池还已经为电动车辆和混合动力电动车辆用作能源，已经为了解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引起的问题诸如空气污染而提出了电动车辆和混合动力电动车辆。
因为如上所述能够应用锂二次电池的装置是多样化的，所以锂二次电池也已经是多样化的从而锂二次电池能够提供适合于应用锂二次电池的装置的输出和容量。另外，对于减小锂二次电池的尺寸和重量存在强烈的需要。
根据对应产品的尺寸和重量的减小，小型移动装置诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、数字照相机和膝上型计算机为每一个装置使用一个或者几个小型、轻质的电池单体。
基于其形状，电池单体可以分类成柱形电池单体、棱形电池单体和袋状电池单体。在这些电池单体中，能够以高集成度堆叠的、具有高的单位重量能量密度并且廉价的袋状电池单体已经吸引了相当大的关注。
图1A和1B是典型地示出传统的代表性袋状电池单体的一般结构的分解透视图。
参考图1A，袋状电池单体10包括：电极组件20，电极组件20具有从电极组件突出的多个电极突片21和22；两个电极引线30、31，该两个电极引线30、31分别地连接到电极突片21和22；和电池外壳40，在电池外壳40中在密封状态下接纳电极组件20从而电极引线30和31部分地从电池外壳40向外暴露。
电池外壳40包括：下壳42，该下壳42具有堆叠型电极组件20位于其中的凹陷的接纳部；和上壳43，该上壳43用于覆盖下壳42从而电极组件20被密封在电池外壳40中。在其中电极组件20安装在其中的状态下，通过热焊接将上壳43和下壳42彼此连接，以形成上端密封部44、侧密封部45和46以及下端密封部47。
如在图1A中所示，上壳43和下壳42可以构造成分离的构件。如在图1B中所示，另一方面，上壳43的一端可以一体地形成在下壳42的对应端处，从而上壳43和下壳42可以以铰接方式彼此连接。
另外，如在图1A和1B中所示，袋状电池单体被构造为具有如下结构，其中由电极突片和被连接到电极突片的电极引线构成的电极端子形成在电极组件的一端处。可替代地，也可以使用上述方法制造具有如下结构的袋状电池单体，其中电极端子形成在电极组件的一端和另一端处。
同时，图1A和1B示出堆叠型电极组件。可替代地，图1A和1B的袋状二次电池可以使用果冻卷型(缠绕型)电极组件或者堆叠和折叠型电极组件来制造，果冻卷型电极组件构造为具有如下结构，即其中长片型正电极和长片型负电极在其中长片型分隔物置放在正电极和负电极之间的状态中缠绕，该堆叠和折叠型电极组件构造成具有如下结构，即其中使用具有长的长度的连续分隔膜折叠多个堆叠型电极组件。
通常，能够有效地控制锂二次电池的异常状态(诸如过度充电或者过电流)的保护电路模块(PCM)在其中PCM连接到锂二次电池的电池单体的状态下安装在锂二次电池中。
图1C是典型地示出传统电池组的分解透视图，传统电池组构造为具有其中PCM安装在袋状电池单体处的结构。
参考图1C，电池组50包括：袋状电池单体10，袋状电池单体10具有从袋状电池胞10突出的电极端子30和31；和PCM 60，该PCM 60在其中PCM 60连接到电极端子30和31的状态下安装在袋状电池单体10处，外部输入和输出端子61从PCM 60暴露。
发明内容
技术问题
如在图1A和1B中所示，袋状电池单体通常制造为具有六面体形状。PCM联接到六面体袋状电池单体以构成具有六面体形状的电池组。
在使用电池单体或者电池组作为电源的装置中通常与电池单体或者电池组一起地安装多个电子部件和/或机械部件。其中安装电子部件和/或机械部件的装置的内部空间并不精确地对应于电池单体或者电池组的六面体形状。结果，六面体电池单体或者电池组可能在装置中形成死空间。
例如，基本地安装在近来的智能电话中的照相机通常位于电话本体的与显示单元相反的一侧的上部的中部处。然而，在此情形中，其中不能安装电池单体或者电池组的死空间可以形成在照相机的相反两侧处。
最终，这种死空间降低了装置单位体积的容量。
因此，已经提出本发明用于解决以上问题，并且本发明的目的在于提供一种能够最大地增加装置单位体积的容量的电池单体和一种包括该电池单体的电池组。
技术方案
根据本发明的一个方面，能够通过提供一种如下电池单体实现以上和其它目的，该电池单体包括：电极组件，该电极组件包括正电极、负电极以及布置在正电极和负电极之间的分隔物；和外壳，在该外壳中安装电极组件，其中电极组件的本体和外壳的本体设置有切口部分。
切口部分可以是通过切割电极的一部分和外壳的本体的一部分而形成的部分，该电极包括其上形成有电极浆料层的电极集电器，该电极的一部分例如是包括其上形成有正电极浆料层的正电极集电器的正电极的一部分、包括其上形成有负电极浆料层的负电极集电器的负电极的一部分。
特别地，电极组件的切口部分是通过切割其上形成有电极浆料层的电极的一部分而形成的部分。因此，根据本发明的电极组件具有与传统电极组件的结构不同的结构。
即，传统电极组件构造成，使得电极浆料层仅形成在电极的除了从电极突出的电极突片之外的部分处。然而，在根据本发明的电极组件中，电极浆料层可以部分地或者全部地形成在传统电极组件的电极突片处。
在根据本发明的电极组件中，正电极可以设置有其上未形成有正电极浆料层的正电极突片，并且负电极可以设置有其上未形成有电极浆料层的负电极突片。正电极突片和负电极突片可以朝向切口部分突出。可替代地，正电极突片和负电极突片可以在不面对切口部分的方向上突出。
正电极突片和负电极突片可以分别地构成正电极端子和负电极端子。可替代地，正电极引线和负电极引线可以分别地联接到正电极突片和负电极突片以构成正电极端子和负电极端子。在其中正电极端子和负电极端子弯曲的状态下，正电极端子和负电极端子可以布置成与外壳的本体紧密接触。可替代地，正电极端子和负电极端子可以不弯曲。
电极组件的切口部分可以对应于外壳的切口部分。可替代地，电极组件的切口部分可以不对应于外壳的切口部分。优选地，电极组件的切口部分和外壳的切口部分精确地彼此对应。即，外壳的切口部分可以形成在形成电极组件的切口部分的部分处。
另外，电极组件的切口部分和外壳的切口部分的形状不受特别限制，只要电极组件的切口部分和外壳的切口部分每一个具有与装置的由于安装在装置中的部件而呈凹形地突出的部分接合的形状。
根据情况，用于防止电池单体过度充电、过度放电和爆炸的保护电路构件可以安装在外壳的切口部分中。保护电路构件可以电连接到在电极组件的正电极处形成的正电极突片和在电极组件的负电极处形成的负电极突片。在此情形中，正电极突片和负电极突片可以朝向切口部分突出。
保护电路构件包括保护电路板、在保护电路板处形成的场效应晶体管(FET)和保护电路以及被电连接到电池单体的正电极端子和负电极端子的连接端子。例如，保护电路构件可以是保护电路模块(PCM)。
优选地，正电极突片和负电极突片可以朝向切口部分突出，并且可以在其中正电极端子和负电极端子弯曲的状态中置放成与外壳的本体紧密接触，从而最小化装置中的死空间并且制造紧凑的电池单体。此时，保护电路构件的连接端子可以在其中连接端子弯曲的状态中置放成与保护电路板紧密接触。
保护电路构件的尺寸或者体积不受特别限制，只要保护电路构件能够被接纳在切口部分中。即，只要保护电路构件能够被接纳在外壳的本体的切口部分中，保护电路构件的水平长度和竖直长度便可以小于切口部分的水平长度和竖直长度。因此，保护电路构件的高度可以大于切口部分的高度。在此情形中，保护电路构件的高度可以从切口部分突出。
根据情况，设置在外壳的本体处的切口部分可以具有与保护电路构件的形状类似的形状。更加具体地，保护电路构件与设置在外壳的本体处的切口部分的相似比可以是1或者更小。相似比可以意味着类似的多边形的对应的部分之比。
电极组件可以是包括正电极板、负电极板以及布置在正电极板和负电极板之间的分隔板的堆叠型电极组件，该堆叠型电极组件构造为具有其中顺序地堆叠正电极板、分隔板和负电极板的结构。
另外，电极组件可以包括：选自如下组的两个或者更多个极性本体，该组由正电极板、负电极板和堆叠型电极组件组成；和用于覆盖极性本体的堆叠表面和侧部的分隔片，并且极性本体中每一个可以构造为具有堆叠和折叠型结构，其中正电极和负电极在其中分隔片布置在正电极和负电极之间的状态下基于一平面在高度方向上堆叠，从而使得正电极和负电极彼此面对。此时，堆叠型电极组件可以构造为具有如下结构，其中最上面的电极板和最下面的电极板具有相同极性或者不同极性。
电池单体的形状不受特别限制，只要电池单体具有与装置的除了其中安装了部件的装置空间之外的剩余空间对应的形状。具体地，电池单体可以是选自如下组的任何一个，该组由具有圆形平面结构的电池单体、具有多边形平面结构的电池单体、具有其中至少一个角部弯曲的多边形平面结构的电池单体和具有其中至少一侧弯曲的多边形平面结构的电池单体组成。
外壳可以是袋状外壳，该袋状外壳构造为具有带有用于接纳电极组件的空间的结构，并且由金属罐或者由包括树脂层和金属层的层压片形成。
此时，电池单体可以是棱形电池单体或袋状电池单体，棱形电池单体具有安装在金属罐中的包括正电极、负电极以及布置在正电极和负电极之间的分隔物的电极组件，袋状电池单体具有安装在袋状外壳中的包括正电极、负电极以及布置在正电极和负电极之间的分隔物的电极组件。在袋状电池单体中，分别地在正电极和负电极处形成的正电极端子和负电极端子可以从袋状外壳向外突出。
在本发明的优选实施例中，根据本发明的电池单体可以是设置有切口部分的电池单体，在该切口部分中联接保护电路构件。
根据本发明的其它方面，提供一种包括一个或多个带有上述构造的电池单体的电池组和一种包括作为电源的该电池组的装置。
其中可以使用根据本发明的电池组的装置的示例可以是选自移动电话、便携式计算机、智能电话、智能板、上网本计算机、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和蓄电装置当中的任何一个。然而，本发明不限于此。
装置的结构和制造方法在本发明所属技术领域中是众所周知的，并且因此将省略其详细说明。
附图说明
从与附图相结合所作的以下详细说明，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1A到1C是示出传统的代表性袋状二次电池的分解透视图；
图2是典型地示出根据本发明的实施例的袋状电池单体的平面视图；
图3是典型地示出根据本发明的实施例的电池组的平面视图；并且
图4是典型地示出根据本发明的另一个实施例的电池组的平面视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该指出，本发明的范围不受所示意的实施例限制。
图2是典型地示出根据本发明的实施例的袋状电池单体的平面视图。
参考图2，袋状电池单体包括电极组件110、其中安装电极组件110的外壳120、在电极组件110和外壳120处形成的切口部分130和从外壳120向外突出的正电极端子111和负电极端子112。正电极端子111和负电极端子112在不面对切口部分130的方向上突出。
正电极端子111可以是不具有在正电极集电器上形成的正电极浆料层的正电极突片、或者是正电极突片和被联接到正电极突片的正电极引线的组合。负电极端子112可以是不具有在负电极集电器上形成的负电极浆料层的负电极突片、或者是负电极突片和被联接到负电极突片的负电极引线的组合。
在电极组件110和外壳120这两者处形成的切口部分130每一个具有矩形形状。电极组件110的切口部分130和外壳120的切口部分130的形状是彼此类似的。
装置的电子部件和/或机械部件的突出部分可以接纳在切口部分130中。如在图3和图4中所示，保护电路模块可以安装在切口部分130中。
图3和图4是典型地示出根据本发明的实施例的电池组200的平面视图。
与图2一起地参考图3和图4，与图2不同，正电极端子111和负电极端子112朝向切口部分130突出。保护电路模块250安装在切口部分130中。
与图1C一起地参考图3和图4，与图1C不同，保护电路模块250不安装在六面体电池单体上而是安装在切口部分130中以构成六面体电池组200。
虽然已经为了示意性的意图公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离如在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代都是可能的。
工业实用性
如根据以上说明清楚地，根据本发明的电池单体和包括该电池单体的电池组包括切口部分，切口部分构造为每一个具有能够与安装在装置中的电子部件和/或机械部件的突出部分接合的形状或者类似于保护电路构件的形状，由此，如与传统电池单体或者电池组相比较，增加装置单位体积的容量。

Claims (23)

1.一种电池单体，包括：
电极组件，所述电极组件包括正电极、负电极以及布置在所述正电极和所述负电极之间的分隔物；和
外壳，在所述外壳中安装所述电极组件，
其中，所述电极组件的本体和所述外壳的本体设置有切口部分。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述电极组件的所述切口部分是通过切割所述正电极的一部分和所述负电极的一部分而形成的部分，所述正电极被构造成具有其中正电极浆料层被形成在正电极集电器上的结构，所述负电极被构造成具有其中负电极浆料层被形成在负电极集电器上的结构。
3.根据权利要求2所述的电池单体，其中，所述正电极设置有正电极突片，所述正电极突片上未形成有正电极浆料层，并且所述负电极设置有负电极突片，所述负电极突片上未形成有负电极浆料层。
4.根据权利要求3所述的电池单体，其中，所述正电极突片和所述负电极突片朝向所述切口部分突出。
5.根据权利要求3所述的电池单体，其中，所述正电极突片和所述负电极突片在不面对所述切口部分的方向上突出。
6.根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述外壳的所述切口部分对应于所述电极组件的所述切口部分。
7.根据权利要求6所述的电池单体，其中，所述外壳的所述切口部分和所述电极组件的所述切口部分中的每一个具有与装置的如下部分接合的形状，所述装置的所述部分由于安装在所述装置中的部件而呈凹状地突出。
8.根据权利要求1所述的电池单体，进一步包括：
保护电路构件，所述保护电路构件用于针对所述电池单体的过度充电、过度放电、过电流和高电流确保所述电池单体的安全性，
其中，所述保护电路构件被引入到设置在所述外壳的所述本体处的所述切口部分中。
9.根据权利要求8所述的电池单体，其中，在所述外壳的所述本体处设置的所述切口部分具有与所述保护电路构件的形状类似的形状。
10.根据权利要求9所述的电池单体，其中，所述保护电路构件与在所述外壳的所述本体处设置的所述切口部分的相似比是1或者更小。
11.根据权利要求9所述的电池单体，其中，所述保护电路构件被电连接到在所述电极组件的所述正电极处形成的正电极突片和在所述电极组件的所述负电极处形成的负电极突片。
12.根据权利要求10所述的电池单体，其中，正电极引线和负电极引线被分别地联接到所述正电极突片和所述负电极突片以构成正电极端子和负电极端子。
13.根据权利要求11所述的电池单体，其中，所述正电极端子和所述负电极端子被布置成在所述正电极端子和所述负电极端子弯曲的状态下与所述外壳的所述本体紧密接触。
14.根据权利要求8所述的电池单体，其中，所述保护电路构件包括：保护电路板；形成在所述保护电路板处的场效应晶体管(FET)和保护电路；以及连接端子，所述连接端子被电连接到所述电池单体的所述正电极端子和所述负电极端子。
15.根据权利要求14所述的电池单体，其中，所述连接端子被布置成在所述连接端子弯曲的状态下与所述保护电路板紧密接触。
16.根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述电极组件是堆叠型电极组件，所述堆叠型电极组件包括正电极板、负电极板以及布置在所述正电极板和所述负电极板之间的分隔板，所述堆叠型电极组件被构造成具有其中所述正电极板、所述分隔板和所述负电极板顺序地堆叠的结构。
17.根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述电极组件包括：两个或更多个极性本体，所述两个或更多个极性本体选自正电极板、负电极板和堆叠型电极组件；和分隔片，所述分隔片用于覆盖所述极性本体的堆叠表面和侧部，并且所述极性本体中的每一个被构造成具有堆叠和折叠型结构，在所述堆叠和折叠型结构中所述正电极和所述负电极在其中所述分隔片被布置在所述正电极和所述负电极之间的状态下基于一平面在高度方向上被堆叠，使得所述正电极和所述负电极彼此面对。
18.根据权利要求17所述的电池单体，其中，所述堆叠型电极组件被构造成具有如下结构，即：其中最上面的电极板和最下面的电极板具有相同极性或者不同极性。
19.根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述电池单体选自具有圆形平面结构的电池单体、具有多边形平面结构的电池单体、具有其中至少一个角部弯曲的多边形平面结构的电池单体和具有其中至少一侧弯曲的多边形平面结构的电池单体。
20.根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述外壳是袋状外壳，所述袋状外壳的结构被构造成具有用于接纳所述电极组件的空间，并且所述袋状外壳由金属罐形成或者由包括树脂层和金属层的层压片形成。
21.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1所述的电池单体。
22.一种装置，所述装置包括作为电源的根据权利要求21所述的电池组。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述装置选自移动电话、便携式计算机、智能电话、智能板、上网本计算机、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和蓄电装置。
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