CN105633305B - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

提供一种可再充电电池，所述可再充电电池包括位于袋中的堆叠的电极组件，其中，电极组件因施加的弯曲应力而改变长度。根据示例性实施例，可再充电电池包括：电极组件，包括堆叠在一起的第一电极、隔板和第二电极，并且第一电极、隔板和第二电极通过电极组件的一侧处的固定部而相对于彼此固定；以及柔性的壳，在其中容纳电极组件，其中，间隙位于电极组件的自由端和壳的内表面之间，以在电极组件被弯曲时容纳在自由端处电极组件的长度的变化。

Description

可再充电电池
技术领域
本发明的实施例的多个方面涉及一种具有柔性的可再充电电池。
背景技术
随着移动装置的技术发展，对作为能源的可再充电电池的需求已经增大。与原电池不同，可再充电电池是被设计为重复地执行充电操作和放电操作的电池。
可以在诸如移动手机、膝上型计算机以及摄像机的小型便携式电子装置中使用小容量可再充电电池。可以将大容量可再充电电池用作用于驱动混合动力车和电动车的马达的电源。
例如，可再充电电池可以包括执行充电操作和放电操作的电极组件、容纳电极组件的袋、以及从电极组件延伸到袋的外面的电极接线片。这种袋式可再充电电池可以被构造为具有堆叠的电极组件和嵌入袋中的电解质溶液。
通过重复地堆叠阳极、隔板、阴极和隔板来布置堆叠的电极组件，并且堆叠的电极组件具有延伸到袋的外部的电极接线片。将电极接线片焊接到阴极和阳极的未涂覆区域。
当对堆叠的电极组件施加弯曲应力时，弯曲的电极组件的内表面的曲率半径减小厚度的1/2，因此其长度在厚度的1/2内区域中减小，使得弯曲的电极组件的内表面收缩。
相反，电极组件的外表面的曲率半径增大厚度的1/2，因此，其长度在厚度的1/2外区域中增大，使得电极组件的外表面扩大。
相应地，可再充电电池变形。
尽管对袋式可再充电电池施加弯曲应力，但是可再充电电池不以期望的曲率弯曲，因此，为了以期望的曲率弯曲可再充电电池，需要将非常大的弯曲应力施加到可再充电电池。
在这种情况下，当对袋式可再充电电池施加超过阈值应力的弯曲应力时，可再充电电池可能断裂，并且在可再充电电池中可能发生短路。
在此背景部分中公开的上述信息仅是为了加强发明的背景的理解，因此其可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个或更多个实施例的多个方面旨在提供一种包括位于袋中的堆叠的电极组件的可再充电电池，其中，电极组件由于施加的弯曲应力而导致长度变化。
本发明的示例性实施例提供了一种可再充电电池，包括：电极组件，包括堆叠在一起的第一电极、隔板和第二电极，并且第一电极、隔板和第二电极通过电极组件的一侧处的固定部而相对于彼此固定；以及柔性的壳，在其中容纳电极组件，其中，间隙位于电极组件的自由端和壳的内表面之间，以在电极组件被弯曲时容纳在自由端处电极组件的长度的变化。
可再充电电池还可以包括分别连接到第一电极和第二电极的第一电极接线片和第二电极接线片，其中，第一电极接线片和第二电极接线片从壳的一端延伸到壳的外部，并且其中，间隙可以位于电极组件的与第一电极接线片和第二电极接线片相对的侧面处。
第一电极和第二电极可以具有分别与第一电极接线片和第二电极接线片的侧面对应的未涂覆区域。
可以通过粘接剂将固定部结合到第一电极的未涂覆区域、隔板、以及第二电极的未涂覆区域。
隔板可以包括结合到第一电极的未涂覆区域的第一结合部、结合到第二电极的未涂覆区域的第二结合部、以及在固定部处将第一结合部和第二结合部彼此分割的切口槽。
间隙可以位于电极组件的与固定部相对的侧面。
当电极组件的特征长度为L、电极组件的厚度为t、并且电极组件的容许曲率半径为R时，间隙的长度ML可以为ML＝0.5×t×L/R。
特征长度L可以是电极组件中的第一电极、隔板和第二电极沿着其相对于彼此可滑动的电极组件的长度。
当特征长度L为110mm并且厚度t为1.3mm时，容许曲率半径R可以为20mm到50mm。
当特征长度L为110mm并且厚度t为1.3mm时，容许曲率半径R可以为25mm到40mm。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，第一电极、隔板和第二电极被堆叠并且通过形成在电极组件的一侧处的固定部而固定，间隙设置在电极组件和壳之间，从而允许间隙容纳由于堆叠的电极组件的弯曲而导致的电极组件的长度的变化。
即，当对可再充电电池施加弯曲应力时，第一电极、隔板和第二电极相对于彼此可滑动或可滑移。因此，可再充电电池可以弯曲，引起在电极组件的自由端处电极组件的长度的变化，从而使间隙容纳在其自由端处电极组件的增大的长度。
因此，当可再充电电池因弯曲应力而弯曲时，能够防止或者基本上防止可再充电电池断裂以及防止或基本上防止可再充电电池的内部短路。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图。
图2是图1可再充电电池的分解透视图。
图3是图2的电极组件的分解透视图。
图4是沿着图1的线IV-IV截取的剖视图。
图5是示出在弯曲前后图1的可再充电电池的状态的图。
具体实施方式
在下文中，将参照示出发明的实施例的附图来更充分地描述本发明。正如本领域技术人员将认识到的，在所有不脱离本发明的精神或范围的情况下，能够以各种不同的方式修改描述的实施例。附图和描述实质上将被视作举例说明而不是限制性的。在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
当诸如“…中的至少一个(种)”的表述在一系列元件(要素)之后时，修饰整个系列的元件(要素)，而不是修饰系列中的个别元件(要素)。此外，当描述本发明的实施例时“可能(may)”的使用表示“本发明的一个或更多个实施例”。
当第一元件被描述为“结合”或“连接”到第二元件时，第一元件可以直接“结合”或“连接”到另一元件，或者一个或更多个其他中间元件可以位于第一元件和第二元件之间。为了便于描述，在这里可使用空间相对术语，如“在…下面”、“在…下方”、“下部的”、“向下”、“在…上方”、“上部的”等来描述如附图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应该理解的是，除了在附图中描述的方位之外，空间相对术语意在包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附图中的装置被翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在…下方”可包括“在…上方”和“在…下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位)，相应地解释这里使用的空间相对描述符。另外，也应该理解的是，当层被称为在两个层“之间”时，该层可以是所述两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。
应该理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离发明构思的精神和范围的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不意图限制发明构思。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种)”也意图包括复数形式。此外，术语“示例性”意图表示示例或例示。
图1是根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图，图2是图1可再充电电池的分解透视图。参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的可再充电电池包括电极组件110、包围电极组件110的壳(在下文中，被称为例如“袋120”)、以及建立在电极组件110和袋120的内表面之间以容纳电极组件110的长度的变化的余量130(或余量部分)。也就是说，余量130是电极组件110和袋120的内表面之间的间隙。
图3是图2的电极组件的分解透视图。参照图2和图3，电极组件110被形成为堆叠的电极，其中，第一电极11和第二电极12被堆叠成隔板13被定位在第一电极11和第二电极12之间。隔板13可以由锂离子穿过其的聚合物膜形成。
电极组件110还包括分别连接到第一电极11和第二电极12的第一电极接线片14和第二电极接线片15。将第一电极接线片14和第二电极接线片15从袋120的一端延长到外部，以于在第一电极接线片14和第二电极接线片15之间形成接线片间隙(G)。
第一电极11和第二电极12以及隔板13通过形成在电极组件110的一侧的固定部18而被固定，并且它们在电极组件110的相对侧面没有相对于彼此固定，由此电极组件110的相对侧面形成为自由端。即，将第一电极11和第二电极12以及隔板13堆叠为例如层，这些层除了在固定部18以外可以沿着电极组件110的长度而彼此滑动或滑移。
可以通过由粘结剂来结合第一电极11的未涂覆区域11b、隔板13、第二电极12的未涂覆区域12b而形成固定部18。例如，可以通过重复如下的工艺来形成固定部18，即，将粘结剂涂覆在与未涂覆区域11b对应的隔板13上、将第一电极11的未涂覆区域11b附着在其上，然后将粘结剂涂覆在未涂覆区域11b上并且将隔板13附着在其上；以及将粘结剂涂覆在与未涂覆区域12b对应的隔板13上，将第二电极12的未涂覆区域12b附着在其上，然后将粘结剂涂覆在未涂覆区域12b上并且将隔板13附着在其上。
为此，隔板13包括在固定部18处与第一电极11的未涂覆区域11b对应的第一结合部131，以及与第二电极12的未涂覆区域12b对应的第二结合部132。第一结合部131和第二结合部132可以在固定部18处被切口槽133分割。
因此，将粘结剂结合到第一电极11的在第一结合部131处的未涂覆区域11b，并且将粘结剂结合到第二电极12的在第二结合部132处的未涂覆区域12b。第一电极11的未涂覆区域11b和第二电极12的未涂覆区域12b通过切口槽133彼此分开，因此可以形成电力强绝缘结构。
在电极组件110的与固定部18相对的侧面建立余量130。当电极组件110弯曲时，余量130容纳电极组件110的在可再充电电池和电极组件110的长度方向(x轴方向)上的长度的变化，余量130设置在固定部18的相对侧面处。也就是说，余量130是容纳自由端处电极组件110的长度变化的间隙。
根据本发明的示例性实施例，在未涂覆区域11b和12b中设置固定部18，因此固定部18形成在电极组件110的与余量130相对的侧面处。在一些实施例中，也可以在电极组件110的长度方向(x轴方向)上的中部形成固定部。在这种情况下，由于将固定部设置在与未涂覆区域邻近的旁边，因此弯曲应力可以使电极组件有效地弯曲。
当电极组件110中固定部18和余量130之间的距离缩短时，可以减小沿着电极组件110的长度方向的在弯曲时能够改变长度的部分。然而，具有邻近未涂覆区域的固定部可以使电极组件110的所述部分的长度的减小降低或最小化，其中，电极组件110的所述部分在弯曲时能够改变长度。
当对可再充电电池施加弯曲应力时，电极组件110弯曲。在这种情况下，第一电极11和第二电极12以及隔板13在袋120中滑动，然而滑动以外的剩余部分被固定在固定部18，当弯曲时电极组件110的长度可以在自由端增大或减小。因此，电极组件110和可再充电电池可以平滑地弯曲。
第一电极11包括活性物质涂覆在第一电极11的金属薄板的集流体上的涂覆部11a、和在集流体上不包括活性物质的未涂覆区域11b。在一些实施例中，第一电极11的集流体和第一电极接线片14可以由铝(Al)制成。
第二电极12包括与第一电极11的活性物质不同的活性物质涂覆在第二电极12的金属薄板的集流体上的涂覆部12a、以及在集流体上不包括活性物质的未涂覆区域12b。在一些实施例中，第二电极12的集流体和第二电极接线片15可以由铜(Cu)制成。
在电极组件110的堆叠状态下，第一电极11和第二电极12具有沿着宽度方向(y轴方向)交替地设置在相对侧面处的未涂覆区域11b和12b。即，在图3中，第一电极11的未涂覆区域11b设置在右侧，第二电极12的未涂覆区域12b设置在左侧。
再次参照图1和图2，第一电极接线片14连接到第一电极11的未涂覆区域11b，第二电极接线片15连接到第二电极12的未涂覆区域12b。因此，第一电极接线片14和第二电极接线片15在袋120的一侧的外部形成接线片间隙G。第一电极接线片14和第二电极接线片15可以通过焊接连接到未涂覆区域11b和12b。
袋120具有柔性以容纳电极组件110，并且其外面被热熔融，从而形成可再充电电池。在这种情况下，利用绝缘构件16和17来涂覆第一电极接线片14和第二电极接线片15，并且第一电极接线片14和第二电极接线片15通过熔融部分延长到袋120的外部。绝缘构件16和17电绝缘第一电极接线片14和第二电极接线片15，并且使第一电极接线片14和第二电极接线片15与袋120电绝缘。
袋120可以具有多层片状结构，袋120包围电极组件110，其中余量130(或间隙)位于袋120的内表面与电极组件110的自由端之间。例如，如图2中所示，袋120包括：形成内表面并且执行绝缘和热熔融操作的聚合物片121；形成外表面并且执行保护操作的聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)片、尼龙片或PET尼龙复合片122(在下文中，为了方便起见，将被称为“尼龙片”作为示例)；以及提供机械强度的金属片123。金属片123被置于聚合物片121与尼龙片122之间，并且可以形成为例如铝片。
袋120包括第一外壳材料201和第二外壳材料202，其中，第一外壳材料201容纳电极组件110，第二外壳材料202覆盖电极组件110并且在电极组件110的外部被热熔融到第一外壳材料201。
第一外壳材料201和第二外壳材料202可以被构造为包括具有相同或基本上相同的层结构的聚合物片121、尼龙片122和金属片123。尽管未示出，但是第一和第二外壳材料可以被具有置于其间的衬垫而密封。
例如，将第一外壳材料201形成为具有凹面结构以容纳电极组件110，第二外壳材料202被平坦地形成以覆盖容纳在第一外壳材料201中的电极组件110。尽管未示出，但是第二外壳材料也可以连接到第一外壳材料。
图4是沿着图1的线IV-IV截取的剖视图。参照图4，在根据本发明的示例性实施例的可再充电电池中，余量130设置在第一电极接线片14和第二电极接线片15的相对侧面处，以容纳弯曲的电极组件110的长度变化。
例如，电极组件110具有特征长度L、厚度t和容许曲率半径R。特征长度L表示从电极组件110的x轴方向上的总长度中排除固定部18的、电极组件110的剩余长度。即，特征长度L表示，当对电极组件110施加弯曲应力时可以弯曲同时直接引起电极组件110的滑动或滑移的部分。
厚度t表示建立在特征长度L的一部分处的电极组件110的厚度。即，厚度t表示，当将弯曲应力施加到可再充电电池时可以弯曲同时直接引起电极组件110的滑动或滑移的电极组件110的一部分的厚度。即，厚度t不包括可再充电电池的袋120的厚度。
图5是示出在弯曲前后图1的可再充电电池的状态的图。参照图5，可再充电电池因弯曲应力而以角度θ(例如，预定角度θ)弯曲。在这种情况下，电极组件110通过固定部18被固定在第一电极接线片14和第二电极接线片15处，并且在余量130处形成自由端。
第一电极11和第二电极12以及隔板13在因弯曲应力而弯曲的同时在电极组件110的不包括固定部的部分处相对于彼此滑动或滑移。在这种情况下，在电极组件110的厚度t的内区域(例如，厚度t的内一半(1/2))中长度逐渐增大(+ΔL)，在电极组件110的厚度t的外区域(例如，厚度t的外一半(1/2))中长度逐渐减小(-ΔL)。
在电极组件110的厚度t的中间点的中心保持特征长度L。电极组件110的内侧和外侧的长度之差可以由内侧的增量(+ΔL)和外侧的减量(-ΔL)的绝对值之和来表示。
如上所述，在电极组件110的厚度t的内区域中电极组件110的长度的增量(+ΔL)在朝着至余量130的方向上。因此，第一电极11和第二电极12以及隔板13的长度在厚度t的内区域中逐渐增大，因此沿着余量130的长度方向被逐渐容纳。
余量130的长度ML由以下等式1表示。
等式1
ML＝0.5×t×L/R
例如，在可再充电电池的实施例中，特征长度L为110mm，厚度t为1.3mm，容许曲率半径R为20mm到50mm。即，当将各个数字(L＝110、t＝1.3和R＝20至50)代入上述等式1时，余量130的长度ML为1.43mm到3.575mm。
当容许曲率半径R小于20mm时，余量130的长度ML过度增大，因此具有上述尺寸的可再充电电池的容量可能劣化，当容许曲率半径R超过50mm时，可再充电电池的弯曲程度可能是无关紧要的，可以限制这种可再充电电池的使用。
在可再充电电池的进一步实施例中，特征长度L为110mm，厚度t为1.3mm，容许曲率半径R为25mm到40mm。即，当将各个数字(L＝110、t＝1.3和R＝25至40)代入上述等式1时，余量130的长度ML为1.787mm到2.86mm。
将该进一步实施例与20mm到50mm的容许曲率半径R进行比较，当容许曲率半径R等于或大于25mm时，能够在保持余量130的长度ML的同时最小化可再充电电池的容量的劣化，当容许曲率半径R小于40mm时，可以克服由于可再充电电池缺乏弯曲程度而导致的可再充电电池的使用限制。
同时，使用的可再充电电池的实际余量可以是计算的余量的长度ML(如通过上述计算所计算的)的30％到70％。在这种情况下，第一电极11和第二电极12以及隔板13本身需要被弯曲。当使用的实际余量接近余量(计算的余量)的长度ML的70％到30％时，第一电极11和第二电极12以及隔板13需要被弯曲更多。
可再充电电池可以被弯曲与弯曲应力对应的程度，并且当电极组件110的长度因弯曲应力的作用而增长时，增长的长度被容纳在余量130中。因此，当可再充电电池弯曲时，可再充电电池不断裂，可以防止或者基本上防止可再充电电池中的短路。
当制造根据本发明的示例性实施例的可再充电电池以及不包括余量的袋式可再充电电池(比较示例)，然后对这些可再充电电池施加弯曲应力时，可以通过比较弯曲可再充电电池前后的容量来测量性能劣化。将曲率半径R设置为25mm，然后执行可再充电电池的弯曲耐久性测试(bending durability test)。
当对比较示例的可再充电电池执行10,000次循环的弯曲测试时，在可再充电电池中发生短路。即，测量可再充电电池的性能是非常难的或者是不可能的。
相对地，在根据本发明的示例性实施例的可再充电电池经历10,000次循环的弯曲测试之后，相比于电池的初始容量，电池保持98％的容量。因此，即使在根据本发明的示例性实施例的可再充电电池被弯曲10,000次循环之后，确定的是保持了可再充电电池的性能容量。
虽然已经结合目前认为实际的示例性实施例描述了本发明，但是将理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明旨在覆盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。
一些附图标记的说明
11、12：第一电极、第二电极
11a、12a：涂覆部
11b、12b：未涂覆区域
13：隔板
14、15：第一接线片、第二接线片
16、17：绝缘构件
18：固定部
110：电极组件
120：壳(袋)
121：聚合物片
122：尼龙片
123：金属片
130：余量
131、132：第一结合部、第二结合部
201、202：第一外壳材料、第二外壳材料
G：接线片间隙
ML：余量的长度
L：特征长度
R：容许曲率半径
t：厚度
θ：角度

Claims (9)

1.一种可再充电电池，所述可再充电电池包括：
电极组件，包括堆叠在一起的第一电极、隔板和第二电极，并且第一电极、隔板和第二电极通过电极组件的一侧处的固定部而相对于彼此固定；以及
柔性的壳，在其中容纳电极组件，
其中，间隙位于电极组件的自由端和壳的内表面之间，以在电极组件被弯曲时容纳在自由端处电极组件的长度的变化，并且
其中，当电极组件的特征长度为L、电极组件的厚度为t、并且电极组件的容许曲率半径为R时，间隙的长度ML为ML＝0.5×t×L/R。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，所述可再充电电池还包括：
第一电极接线片和第二电极接线片，分别连接到第一电极和第二电极，其中，第一电极接线片和第二电极接线片从壳的一端延伸到壳的外部，并且
其中，间隙位于电极组件的与第一电极接线片和第二电极接线片相对的侧面。
3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中，第一电极和第二电极具有分别与第一电极接线片和第二电极接线片的侧面对应的未涂覆区域。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中，通过粘接剂将固定部结合到第一电极的未涂覆区域、隔板以及第二电极的未涂覆区域。
5.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中，隔板包括结合到第一电极的未涂覆区域的第一结合部、结合到第二电极的未涂覆区域的第二结合部、以及在固定部处将第一结合部和第二结合部彼此分割的切口槽。
6.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中，间隙位于电极组件的与固定部相对的侧面。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，特征长度L是电极组件中的第一电极、隔板和第二电极沿着其相对于彼此可滑动的电极组件的长度。
8.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，当特征长度L为110mm并且厚度t为1.3mm时，容许曲率半径R为20mm到50mm。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中，当特征长度L为110mm并且厚度t为1.3mm时，容许曲率半径R为25mm到40mm。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102357772B1 (ko) * 2014-11-27 2022-01-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102266593B1 (ko) * 2015-03-13 2021-06-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
TWI631749B (zh) * 2016-03-07 2018-08-01 輝能科技股份有限公司 電池盒裝置
WO2017171457A1 (ko) 2016-03-31 2017-10-05 주식회사 엘지화학 고 유연성의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀
KR102207904B1 (ko) * 2016-07-27 2021-01-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102319238B1 (ko) * 2016-11-07 2021-10-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102117859B1 (ko) * 2016-12-23 2020-06-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
US11088410B2 (en) 2016-12-23 2021-08-10 Sk Innovation Co., Ltd. Battery module
US11056710B2 (en) * 2017-12-06 2021-07-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly for flexible rechargeable battery and flexible rechargeable battery including the same
CN117855716A (zh) * 2020-09-23 2024-04-09 宁德新能源科技有限公司 电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002170538A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Sony Corp 電池及び電子機器
JP2013161555A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Hitachi Vehicle Energy Ltd 扁平捲回形二次電池及びその製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3293287B2 (ja) * 1993-12-07 2002-06-17 松下電器産業株式会社 角形密閉式アルカリ蓄電池とその単位電池
US6632538B1 (en) * 1998-02-05 2003-10-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Sheet for cell and cell device
JP2002063938A (ja) 2000-08-18 2002-02-28 Sony Corp 二次電池及びその製造方法
JP3937790B2 (ja) * 2001-10-12 2007-06-27 ソニー株式会社 固体電解質電池及びその製造方法
JP2003187759A (ja) 2001-12-20 2003-07-04 Mitsubishi Chemicals Corp 二次電池及び二次電池の製造方法
JP4424053B2 (ja) * 2004-04-28 2010-03-03 トヨタ自動車株式会社 ラミネート型二次電池、およびその組電池
US20120202101A1 (en) * 2010-06-29 2012-08-09 Panasonic Corporation Thin flexible battery
KR101252981B1 (ko) 2010-08-05 2013-04-15 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 파우치형 이차전지, 중대형 전지팩
KR101382554B1 (ko) 2010-09-06 2014-04-07 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
KR101217562B1 (ko) 2010-11-16 2013-01-02 삼성전자주식회사 가요성 전지 및 이를 포함하는 가요성 전자기기
JP2012174442A (ja) * 2011-02-21 2012-09-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 溶融塩電池及びその製造方法
WO2012140709A1 (ja) * 2011-04-11 2012-10-18 パナソニック株式会社 フレキシブル電池、及びその製造方法
KR101969845B1 (ko) * 2012-09-14 2019-04-17 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
JP6108121B2 (ja) * 2012-09-24 2017-04-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 薄型電池およびその製造方法
CN103943885B (zh) 2013-01-18 2016-03-23 威力新能源（吉安）有限公司 一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法
KR102152887B1 (ko) * 2013-12-16 2020-09-07 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002170538A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Sony Corp 電池及び電子機器
JP2013161555A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Hitachi Vehicle Energy Ltd 扁平捲回形二次電池及びその製造方法

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Publication number Publication date
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