CN105826509B - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

提供了一种可再充电电池，所述可再充电电池包括：电极组件，包括卷绕的电极并且在卷绕的电极之间具有隔板；袋，容纳电极组件；引线接线片，连接到电极并引出到袋的外部，引线接线片包括具有第一厚度、连接到电极并引出到电极组件外部的内接线片。

Description

可再充电电池
技术领域
实施例涉及一种可再充电电池。
背景技术
随着移动装置的技术发展，对作为能量源的可再充电电池的需求会增加。与一次电池不同，可再充电电池是可以被反复地充电和放电的电池。
小容量可再充电电池可以用于诸如移动电话、膝上型计算机和摄像机的小型便携式电子装置，大容量可再充电电池可以用作用于驱动混合动力车辆和电动车辆中的电动机的电源。
发明内容
实施例可以通过提供一种可再充电电池来实现，所述可再充电电池包括：电极组件，包括卷绕的电极并且在卷绕的电极之间具有隔板；袋，容纳电极组件；引线接线片，连接到电极并引出到壳的外部，引线接线片包括具有第一厚度、连接到电极并引出到电极组件外部的内接线片。
引线接线片可以包括具有大于第一厚度的第二厚度、在电极组件外侧连接到内接线片并引出到袋的外部的外接线片。
第二厚度可以大于第一厚度并小于第一厚度的10倍。
第二厚度可以大于第一厚度并小于第一厚度的5倍。
在与电极组件的螺旋卷绕中心的纵向方向垂直的方向上，内接线片可以具有第一宽度，而外接线片可以具有大于第一宽度的第二宽度。
第二宽度可以大于第一宽度的0.9倍并小于第一宽度的1.5倍。
电极组件可以具有沿螺旋卷绕中心的纵向方向的第一长度，内接线片可以沿着螺旋卷绕中心的纵向方向引出。
内接线片可以具有沿螺旋卷绕中心的纵向方向的第二长度，第二长度可以大于0并小于第一长度的一半。
引线接线片可以包括连接到电极中的第一电极的第一电极接线片和连接到第二电极的第二电极接线片。
内接线片可以包括第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片；由第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片所限定的第一接线片间隙可以是固定的，由第一电极接线片的外接线片和第二电极接线片的外接线片所限定的第二接线片间隙可以是可变的。
在电极中，第一电极可以包括铝而第二电极可以包括铜，在内接线片中，第一电极的内接线片可以包括铝并且可以连接到第一电极，而第二电极的内接线片可以包括铜并且可以连接到第二电极。
引线接线片的内接线片可以焊接到位于第一电极和第二电极中的未涂覆有活性物质的未涂覆区域。
引线接线片的内接线片可以焊接到通过从第一电极和第二电极去除活性物质而暴露的集流体。
电极组件还可以包括覆盖电极组件的外侧的绝缘带。
引线接线片的内接线片可以突出到绝缘带的外部。
引线接线片的内接线片可以沿着与电极组件的螺旋卷绕中心的纵向方向垂直的方向引出。
引线接线片可以包括连接到电极的第一电极的第一电极接线片和连接到第二电极的第二电极接线片，由第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片所限定的第一接线片间隙可以在螺旋卷绕中心的纵向方向上是固定的，由第一电极接线片的外接线片和第二电极接线片的外接线片所限定的第二接线片间隙可以在螺旋卷绕中心的纵向方向上是可变的。
引线接线片可以包括连接到电极中的第一电极的第一电极接线片和连接到第二电极的第二电极接线片，内接线片可以焊接到位于第一电极和第二电极中的至少一个电极上的一部分处的未涂覆区域。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域的技术人员而言特征将变得清楚，在附图中：
图1示出了根据第一示例性实施例的可再充电电池的分解透视图；
图2示出了图1的可再充电电池的组件的透视图；
图3示出了沿图2中的线III-III截取的剖视图；
图4示出了用于图3的电极组件中的拆开的电极的剖视图；
图5示意性地示出了图3的引线接线片和电极组件之间的连接关系的侧视图；
图6示意性地示出了图3的引线接线片和电极组件之间的连接关系的俯视图；
图7示出了将内部接线片连接到电极的方法的剖视图；
图8示出了根据第二示例性实施例的可再充电电池的分解透视图；
图9示出了根据第三示例性实施例的可再充电电池中的电极组件的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式体现而且不应该被解释为局限于这里阐明的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完整的，并且将把示例性实施方式充分传达给本领域的技术人员。
在附图中，为了图示的清晰，会夸大层和区域的尺寸。同样的附图标记始终指的是同样的元件。
图1示出了根据第一示例性实施例的可再充电电池的分解透视图，图2示出了图1的可再充电电池的组件的透视图。参照图1和图2，根据第一示例性实施例的可再充电电池1可以包括用于充电和放电的电极组件110、容纳电极组件110和电解质的壳体(例如，在下文中被称为“袋120”)、以及连接到电极组件110并引出(例如，延伸)在袋120的外部的引线接线片。
可以通过卷绕第一电极11(为了方便起见，称作“正电极”)和第二电极12(为了方便起见，称作“负电极”)并使隔板13位于它们之间而以凝胶卷型形成电极组件110。隔板13可以是传输锂离子的聚合物膜。
引线接线片可以包括连接到第一电极11的第一电极接线片14和连接到第二电极12的第二电极接线片15。第一电极接线片14(为了方便起见，被称作“正电极接线片”)可以连接到正电极11，第二电极接线片15(为了方便起见，称作“负电极接线片”)可以连接到负电极12。
图3示出了沿图2中的线III-III截取的剖视图，图4示出了用于图3的电极组件中的拆开的电极的剖视图。为了方便起见，在图4中没有示出隔板13。
参照图3和图4，正电极11可以具有通过用活性物质涂覆集流体11c(其可以是金属薄板)形成的涂覆区域11a以及可是未用活性物质涂覆的暴露的集流体的未涂覆区域11b。例如，正电极11的集流体11c可以由Al制成，连接到正电极11的正电极接线片14可以由Al制成。
负电极12可以具有通过用不同于正电极11的活性物质的活性物质涂覆集流体12c(其可以是金属薄板)形成的涂覆区域12a以及可是未用活性物质涂覆的暴露的集流体的未涂覆区域12b。例如，负电极12的集流体12c可以由Cu制成，连接到负电极12的负电极接线片15可以由Cu制成。
正电极接线片14和负电极接线片15可以分别包括连接到正电极11和负电极12并引出到电极组件110外部的内接线片141和151，以及在电极组件110外侧连接到内接线片141和151并引出到袋120外部的外接线片142和152。
参照图1和图4，正电极接线片14的内接线片141可以焊接到正电极11的未涂覆有活性物质的未涂覆区域11b并且可以引出到电极组件110的外部，负电极接线片15的内接线片151可以焊接到负电极12的未涂覆有活性物质的未涂覆区域12b并且可以引出到电极组件110的外部，外接线片142和152可以在电极组件110外侧焊接到内接线片141和151。
图5示意性地示出了图3的引线接线片和电极组件之间的连接关系的侧视图。为了方便起见，将在不考虑正电极接线片14的情况下来描述负电极接线片15。参照图5，内接线片151可以具有第一厚度t1，外接线片152可以具有比第一厚度t1大的第二厚度t2。
例如，外接线片152的第二厚度t2可以设定成大于内接线片151的第一厚度t1并且小于第一厚度t1的10倍(t1<t2<10t1)。内接线片151可以是针对电极组件110设置的并且可以具有可相对小的第一厚度t1，电极组件100的平坦度可以得到改善。
在实施例中，外接线片152的第二厚度t2可以设定成大于内接线片151的第一厚度t1并且小于第一厚度t1的5倍(t1<t2<5t1)。可以减小外接线片152和内接线片151之间的厚度差，可以减小外接线片152和内接线片151的焊接部分之间的厚度差。
正电极接线片14和负电极接线片15可以从电极组件110的同一侧(图1到图3中的左侧)引出。在实施例中，正电极接线片和负电极接线片可以设置在电极组件的相对侧(图1到图3中的左侧和右侧)上。
图6示意性地示出了图3的引线接线片和电极组件之间的连接关系的俯视图。参照图5和图6，电极组件110可以具有沿螺旋卷绕中心的纵向方向(x轴方向)的第一长度L1。内接线片151可以沿电极组件110的螺旋卷绕中心的纵向方向(x轴方向)引出。
内接线片141和151可以具有沿螺旋卷绕中心的纵向方向(x轴方向)的第二长度L2。内接线片141和151的第二长度L2可以设定成小于电极组件110的第一长度L1的一半(0<L2<L1/2)。可以在允许电极组件100的用于充电和放电的充足电流的范围内来减小内接线片141和151的第二长度L2。
随着内接线片141和151的第二长度L2减小，电极组件110的平坦度例如由于电极组件110中的内接线片141和151的第一厚度t1而造成的减小可以被最小化。
内接线片141和151与外接线片142和152可以限定沿与电极组件110的螺旋卷绕中心的纵向方向交叉的方向(y轴方向)的宽度。内接线片141和151可以设定成具有第一宽度W1，外接线片142和152可以设定成具有大于第一宽度W1的第二宽度W2。
例如，外接线片142和152的第二宽度W2可以设定成大于内接线片141和151的第一宽度W1的0.9倍而且小于第一宽度W1的1.5倍(0.9W1<W2<1.5W1)。
正电极接线片14的内接线片141和负电极接线片15的内接线片151可以限定沿y轴方向的第一接线片间隙G1，正电极接线片14的外接线片142和负电极接线片15的外接线片152可以限定沿y轴方向的第二接线片间隙G2。
内接线片141和151可以连接到电极组件110，第一接线片间隙G1可以是固定的，第二接线片间隙G2可以取决于外接线片142和152的第二宽度W2以及外接线片142和152的相对于内接线片141和151的焊接位置。
相对于第一宽度W1，第二宽度W2可以是可变的，外接线片142和152的焊接位置可以从内接线片141和151在y轴方向上变化。第二接线片间隙G2可以可变地设定在具有相同尺寸的电极组件110中，并且不会存在对于改变正电极11的集流体11c和负电极12的集流体12c的设计的需要。
电极组件110还可以包括覆盖电极组件110的卷绕外侧的绝缘带19。内接线片141和151可以突出到绝缘胶带19的外部，并且内接线片141和151可以在包边(taping)后被焊接到外接线片142和152。
图7示出了将内部接线片连接到电极的方法的剖视图。参照图7，引线接线片24的内接线片241可以焊接到通过从电极21去除由活性物质制成的涂覆区域212(比较图7的顶图和中图)而暴露的集流体21c。涂覆区域212的体积还可以在电极21处增加。
参照图1和图2，袋120可以容纳电极组件110并且袋120的外侧可以热结合，因而可以获得可再充电电池1。正电极接线片14的外接线片142和负电极接线片15的外接线片152可以涂覆有绝缘构件143和153并且穿过热结合部分引出到袋120的外部。绝缘构件143和153可以使正电极接线片14的外接线片142和负电极接线片15的外接线片152电绝缘，并且可以使正电极接线片14的外接线片142和外电极接线片15的外接线片152与袋120彼此电绝缘。
袋120可以具有覆盖电极组件110的外侧的多层片状结构。例如，袋120可以包括：聚合物片121，可以形成袋120的内侧并且可以执行绝缘和热结合；PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片、尼龙片或PET-尼龙复合片122(在下文中，可以举例说明为“尼龙片”，例如，为了方便起见，可以使用“尼龙片”)，可以通过形成外侧执行保护；金属片123，可以提供机械强度。金属片123可以设置在聚合物片121和尼龙片122之间，例如，金属片123可以是铝片。
袋120可以包括容置电极组件110的第一外部材料201和覆盖电极组件110并在电极组件110外侧热结合到第一外部材料201的第二外部材料202。第一外部材料201和第二外部材料202可以由聚合物片121、尼龙片122和金属片123以同样的层状结构形成。
例如，第一外部材料201可以是凹的以容置电极组件110，第二外部材料202可以是平坦的以覆盖第一外部材料201内侧的电极组件110。在实施例中，第二外部材料可以连接到第一外部材料。
在下文中对第二示例性实施例进行描述。将对与第一示例性实施例的组件的不同的组件进行描述。
图8示出了根据第二示例性实施例的可再充电电池的分解透视图。参照图8，根据第二示例性实施例的可再充电电池3可以将电极组件310和电解质容纳在通过热结合第一外部材料301和第二外部材料302而形成的袋130中。
引线接线片，例如正电极接线片34的内接线片341和负电极接线片35的内接线片351可以沿着垂直于电极组件310的螺旋卷绕中心的纵向方向(x轴或卷绕轴方向)的方向(y轴方向)引出。为了这个目的，正电极31和负电极32可以在螺旋卷绕端部处具有未涂覆区域31b和32b。内接线片341和351可以焊接到未涂覆区域31b和32b，外接线片342和352可以焊接到内接线片341和351的端部。
正电极31的未涂覆区域31b和负电极32的未涂覆区域32b可以如图8中所示通过去除涂覆区域31a和32a的一部分而形成，并且可以连接到内接线片341和351。绝缘带39可以在未涂覆区域31b和内接线片341的焊接部分与未涂覆区域32b和内接线片351的焊接部分之间附于正电极31的端部和负电极32的端部。
图9示出了根据第三示例性实施例的可再充电电池中的电极组件的剖视图。参照图9，在根据第三示例性实施例的可再充电电池的电极组件410中，正电极接线片44的内接线片441可以具有第一厚度并且可以焊接到位于正电极41的一部分上的未涂覆区域41b，负电极接线片45的内接线片451可以具有第一厚度并且可以焊接到处于负电极42的起始端的未覆盖区域42b。
可以与在处于正电极41的一部分的未涂覆区域41b焊接并去除的涂覆区域41a的厚度相对应来焊接内接线片441，不会增加电极组件410的厚度。具有第二厚度的外接线片可以焊接到内接线片441和451的端部(见第一示例性实施例)。
正电极接线片44的内接线片441和负电极接线片45的内接线片451可以具有可相对小的第一厚度，可以设置在电极组件410的内部，并且可以连接到电极组件410外侧的外接线片，电极组件410的平坦度可以得到改善。
返回参照图8，内接线片341和351以及外接线片可以沿着电极组件310的螺旋卷绕中心的纵向方向限定宽度。内接线片341和351可以设定成具有第一宽度W41，外接线片342和352可以设定成具有可大于第一宽度W41的第二宽度W42。
内接线片341和351可以连接到电极组件310，第一接线片间隙G41可以是固定的，第二接线片间隙G42可以取决于外接线片的第二宽度W42以及外接线片的相对于内接线片341和351的焊接位置。
尽管示例性实施例已经描述了具有袋的可再充电电池，但是示例性实施例同样适用于有角度的可再充电电池并且可以改善电极组件的平坦度和单电池的容量。可以能够容易地调整电极组件中的引线接线片之间的接线片间隙。
通过总结和回顾，可再充电电池可以包括用于充电和放电的电极组件、容纳电极组件的袋和从电极组件引出到袋外部的引线接线片。可以通过将引线接线片焊接到未涂覆区域并卷绕电极板来形成电极组件。
在电极组件中，具有引线接线片的部分可以比其他部分厚。引线接线片的位置可以减小可再充电电池的平坦度，并且例如由于引线接线片导致的厚度的增加可以减小单电池的容量并且可以使电极组件变形。
引线接线片可以焊接到电极组件的最外侧，容纳电极组件的袋可以按引线接线片的形状向外变形，可以使单电池的外观劣化。
可以通过卷绕电极板并连接有引线接线片来制造电极组件，引线接线片(例如，阴极接线片和阳极接线片)之间的接线片间隙可以在电极组件中固定。在具有相同尺寸的电极组件中不会将接线片间隙调整为不同，可能需要重新设计电极板以改变接线片间隙。
提供的是可以具有改善了的电极组件的平坦度、单电池的容量以及单电池的外观的可再充电电池，即使有引线接线片位于可再充电电池的侧面上。提供的是可允许容易地调整电极组件中的引线接线片之间的接线片间隙的可再充电电池。
如上所述，根据示例性实施例，引线接线片可以由薄的内接线片和厚的外接线片组成，并且内接线片可以设置在电极内部并引出到电极组件的外部，可以能够改善电极组件的平坦度和单电池的外观。
引线接线片的厚度在电极组件内部可以比在电极组件外部小，与在电极组件内部具有引线接线片的电极组件相比，可以能够增大涂覆有活性物质的区域，单电池的容量可以增大。
可比内接线片宽的外接线片可以在电极组件外部焊接到内接线片，可以能够容易地调整由外接线片所限定的接线片间隙。
实施例涉及一种可再充电电池，所述可再充电电池可以在袋的外侧具有可连接到电极组件的引线接线片。
在这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但是仅以通常的和描述性的含义而非出于限制性的目的来使用和解释这些特定术语。在某些情况下，如本领域的普通技术人员将清楚的，自提交本申请之时起，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用，或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另有特别指明。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离如权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种改变。

Claims (14)

1.一种可再充电电池，所述可再充电电池包括：
电极组件，包括卷绕的电极并且在卷绕的电极之间具有隔板；
袋，容纳电极组件；以及
引线接线片，连接到电极并引出到袋的外部，引线接线片包括连接到电极中的第一电极的第一电极接线片和连接到第二电极的第二电极接线片，
其中，第一电极接线片和第二电极接线片中的每个由具有第一厚度、连接到电极并在电极组件的螺旋卷绕端部处焊接到未涂覆区域的一个内接线片以及具有大于第一厚度的第二厚度、在电极组件外侧连接到内接线片并引出到袋的外部的一个外接线片组成，
其中，第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片均是沿着与电极组件的螺旋卷绕中心的纵向方向垂直的方向引出的。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，第二厚度小于第一厚度的10倍。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，第二厚度小于第一厚度的5倍。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，在电极组件的螺旋卷绕中心的纵向方向上，内接线片具有第一宽度，外接线片具有第二宽度。
5.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中，第二宽度大于第一宽度的0.9倍并小于第一宽度的1.5倍。
6.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，电极组件具有沿螺旋卷绕中心的纵向方向的第一长度。
7.根据权利要求6所述的可再充电电池，其中，内接线片具有沿与螺旋卷绕中心的纵向方向垂直的方向的第二长度。
8.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，在电极中，第一电极包括铝而第二电极包括铜，在内接线片中，第一电极的内接线片包括铝并且连接到第一电极，而第二电极的内接线片包括铜并且连接到第二电极。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中，第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片分别焊接到位于第一电极和第二电极中的未涂覆有活性物质的未涂覆区域。
10.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中，第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片分别焊接到通过从第一电极和第二电极去除活性物质而暴露的集流体。
11.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，电极组件还包括覆盖电极组件的外侧的绝缘带。
12.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中，第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片均突出到绝缘带的外部。
13.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，由第一电极接线片的内接线片和第二电极接线片的内接线片所限定的第一接线片间隙在螺旋卷绕中心的纵向方向上是固定的，由第一电极接线片的外接线片和第二电极接线片的外接线片所限定的第二接线片间隙在螺旋卷绕中心的纵向方向上是可变的。
14.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，第一电极接线片的内接线片焊接到位于第一电极上的一部分处的未涂覆区域，第二电极接线片的内接线片焊接到位于第二电极上的一部分处的未涂覆区域。
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