CN105938890B - 可再充电电池 - Google Patents

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Abstract

一种可再充电电池，包括：电极组件，包括第一电极与第二电极之间的隔板，第一电极和第二电极各自具有未涂覆区域和涂覆区域，并且其中隔板、第一电极和第二电极被螺旋形地卷绕；壳体，该壳体容纳电极组件；以及待被拉到壳体外部的第一电极接线片和第二电极接线片，第一电极接线片和第二电极接线片被分别联接到第一电极的未涂覆区域和第二电极的未涂覆区域，同时维持第一电极接线片与第二电极接线片之间的接线片间隙，其中第一电极接线片被联接到在第一电极的未涂覆区域之间的第一电极的间隙未涂覆区域，并且其中第二电极的内侧端未涂覆区域沿电极组件的厚度方向位于面向第一电极接线片的区域中。

Description

可再充电电池
技术领域
本公开的实施例涉及一种将电极接线片联接或连接到电极组件的可再充电电池。
背景技术
随着移动设备的技术发展，对作为能源的可再充电电池的要求增加。与被未被设计为重复充电和放电的一次电池不同，可再充电电池可重复执行充电和放电。
例如，低容量可再充电电池用于小型便携电子设备，如移动电话或膝上型电脑和可携式摄像机，而高容量可再充电电池用作用于驱动混合动力车辆和电动车辆的马达的电源。
例如，可再充电电池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拉出到袋的外部的电极接线片。电极组件通过将电极接线片焊接到电极的未涂覆区域并通过将电极与隔板一起螺旋形卷绕而形成。
因为电极接线片所位于的部分具有的厚度比电极接线片没有位于的部分的厚度更大，所以电极组件的变形发生在电极接线片处。例如，电极组件以及包括电极接线片的单电池的平坦性变坏，因此厚度的设计余量减少。
本背景部分公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景的理解，因此其可能包含不构成在本国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的实施例的方面已经致力于提供一种可再充电电池，具有改进电极组件和单电池的平坦性并确保厚度的设计余量的特征。
本公开的示例实施例提供一种可再充电电池，包括：电极组件，包括第一电极与第二电极之间的隔板，所述第一电极和所述第二电极各自具有未涂覆区域和涂覆区域，并且其中所述隔板、所述第一电极和所述第二电极被螺旋形地卷绕；壳体，该壳体容纳所述电极组件；以及待被拉到所述壳体外部的第一电极接线片和第二电极接线片，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片被分别联接到所述第一电极的未涂覆区域和所述第二电极的未涂覆区域，同时维持所述第一电极接线片与所述第二电极接线片之间的接线片间隙，其中所述第一电极接线片被联接到在所述第一电极的涂覆区域之间的所述第一电极的间隙未涂覆区域，并且其中沿所述电极组件的厚度方向，所述第二电极的内侧端未涂覆区域位于面向所述第一电极接线片的区域中。
在螺旋卷绕状态下所述第二电极可具有位于其内侧端的一个未涂覆区域和位于其外侧端的另一个未涂覆区域，并且所述第二电极接线片可选择性地联接到所述第二电极的所述内侧端涂覆区域或所述外侧端未涂覆区域。
在螺旋卷绕状态下所述第二电极接线片可联接到所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域，并且所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域可沿所述电极组件的所述厚度方向面向所述第二电极接线片。
沿所述电极组件的所述厚度方向，所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域可在面向所述第一电极接线片的所述区域中延伸。
在螺旋卷绕状态下所述第一电极的未涂覆区域中的一个可包括内侧端未涂覆区域，并且沿所述电极组件的所述厚度方向，所述第一电极的所述内侧端未涂覆区域可在面向所述第二电极接线片的区域中延伸。
所述第一电极接线片的厚度t可小于所述第一电极的所述间隙未涂覆区域的厚度t1与所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域的厚度t2之和，从而t＜t1+t2。
所述第一电极接线片可提供在所述间隙未涂覆区域的两个表面处。
所述第一电极接线片的厚度t可小于或等于提供在所述第一电极的两个表面处的涂覆区域的总厚度t3，从而t≤t3。
所述第一电极接线片的所述厚度t可为提供在所述第一电极的两个表面处的涂覆区域的所述总厚度t3的70-90％，从而0.7t3＜t＜0.9t3。
所述第一电极接线片的所述厚度t可为提供在所述第一电极的两个表面处的涂覆区域的所述总厚度t3的80％，从而t＝0.8t3。
所述第一电极可进一步包括附接到提供在所述间隙未涂覆区域的两个表面处的所述第一电极接线片的绝缘带。
所述绝缘带可被形成为在所述间隙未涂覆区域的间隙范围内。
所述第一电极可为正电极，且所述第二电极可为负电极。所述第一电极可为负电极，且所述第二电极可为正电极。
所述壳体可被形成为容纳所述电极组件的袋类型。
所述壳体可被形成为具有容纳所述电极组件的方形形状。
采用这种方式，在本公开的示例实施例中，通过将第一电极接线片联接到提供在第一电极的未涂覆区域之间的间隙未涂覆区域并通过将第二电极的内侧端未涂覆区域提供在面向第一电极接线片的区域中，电极组件在第一电极接线片位于的部分与第一电极接线片未位于的部分之间的厚度偏差可降低。
由于在第一电极接线片和第二电极接线片位于的部分与第一电极接线片和第二电极接线片未位于的部分之间的厚度偏差降低，电极组件的偏差降低且电极组件和单电池的平坦性改进，并且厚度的设计余量增加。因此，可实现可再充电电池的高容量设计。
附图说明
附图与说明书一起例示本公开的实施例，并与描述一起用于解释本公开的实施例的原理。
图1是例示根据本公开的示例实施例的可再充电电池的分解透视图。
图2是图1的可再充电电池的联接透视图。
图3是图1的电极组件的部分放大剖视图。
图4是图3的电极组件的展开(平坦)的正电极和负电极的剖视图。
图5是例示正电极接线片被联接或连接到正电极的一部分的剖视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述本公开，附图中示出本公开的示例实施例。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本公开的精神或范围。因此，图和描述将被视为在本质上是例示性的，而不是限制性的。相同的附图标记贯穿说明书指示相同的元件。
图1是例示根据本公开的示例实施例的可再充电电池的分解透视图，图2是图1的可再充电电池的联接透视图(例如，图2是图1的可再充电电池处于联接状态的透视图)。参见图1和图2，可再充电电池包括电极组件110、容纳电极组件110的壳体(例如，下文中称为“袋120”)以及联接或连接到电极组件110以便被拉出到袋120的外部的第一电极接线片14和第二电极接线片15。
电极组件110通过设置第一电极(为了方便，称为“正电极”)11和第二电极(为了方便，称为“负电极”)12与置于其间的隔板13并且螺旋卷绕第一电极11、第二电极12和隔板13而形成为具有果子冻卷形式。隔板13可被形成为具有允许锂离子通过的聚合物膜。电极组件110可通过挤压被形成为具有大致立方体形状的板状态同时处于螺旋卷绕状态。
第一电极接线片(为了方便，称为“正电极接线片”)14和第二电极接线片(为了方便，称为“负电极接线片”)15在电极组件10的一侧分别联接或连接到正电极11和负电极12，同时维持第一电极接线片14与第二电极接线片15之间的接线片间隙Gt。例如，正电极接线片14和负电极接线片15分别联接或连接到正电极11和负电极12以被拉出到袋120的外部。
袋120容纳电极组件110并在其外边缘部分处热熔结合，由此形成可再充电电池。在这种情况下，正电极接线片14和负电极接线片15分别涂覆有绝缘构件16和17，以通过热熔结合部分被拉出到袋120的外部。例如，绝缘构件16和17分别将正电极接线片14和负电极接线片15与袋120电绝缘。
袋120可被形成为具有多层片结构，其封装电极组件100的外部。例如，袋120包括形成内表面并执行绝缘和热熔结合操作的聚合物片121、形成外表面以执行保护操作的尼龙片122和提供机械强度的金属片123。尼龙片122可被形成为包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片或PET-尼龙复合片122。金属片123置于聚合物片121与尼龙片122之间并可被形成为包括例如铝片。
袋120包括容纳电极组件110的第一壳体材料201以及覆盖电极组件110并在电极组件110的外部热熔结合到第一壳体材料201的第二壳体材料202。第一壳体材料201和第二壳体材料202中的每个可被形成为包括相同层结构的聚合物片121、尼龙片122和金属片123。
例如，第一壳体材料201被形成为具有凹形结构以容纳电极组件110，第二壳体材料202平坦地形成以覆盖接收于第一壳体材料201中的电极组件110。第二壳体材料可联接或连接到第一壳体材料(例如，通过热熔结合)。
图3是应用于图1的电极组件的部分放大剖视图，图4是应用于图3的电极组件的展开的正电极和负电极(例如，螺旋卷绕前的正电极和负电极)的剖视图。
参照图3和图4，正电极11包括将活性物质应用于金属薄板的集流体处的涂覆区域11a以及由于没有应用活性物质而被设置为(例如，位于)暴露的集流体的未涂覆区域11b。例如，正电极11的集流体和正电极接线片14可由铝(Al)制成。
在正电极11处，涂覆区域11a包括被形成为处于螺旋卷绕集流体的内表面处的内表面涂覆区域111a和被形成为处于集流体的外表面处的外表面涂覆区域112a。未涂覆区域11b包括位于螺旋卷绕的电极组件110的内侧处的内侧端未涂覆区域111b、位于电极组件110的外侧处的外侧端未涂覆区域112b和提供在涂覆区域11a之间的间隙未涂覆区域113b。
负电极12包括将与正电极11的活性物质不同的活性物质应用于金属薄板的集流体处的涂覆区域12a以及由于没有应用活性物质而被设置为(例如，位于)暴露的集流体的未涂覆区域12b。例如，负电极12的集流体和负电极接线片15可由铜(Cu)制成。
在负电极12处，涂覆区域12a包括被形成为处于螺旋卷绕集流体的内表面处的内表面涂覆区域121a和被形成为处于集流体的外表面处的外表面涂覆区域122a。未涂覆区域12b包括位于螺旋卷绕的电极组件110的内侧处的内侧端未涂覆区域121b和位于电极组件110的外侧处的外侧端未涂覆区域122b。
在电极组件110中，正电极接线片14在第一区域A1被联接到或连接到正电极11，负电极接线片15在邻近第一区域A1的第二区域A2(或者第二区域A2与第一区域A1隔开)被联接到或连接到负电极12。例如，正电极接线片14设置在第一区域A1中，负电极接线片15设置在第二区域A2中。在这种情况下，正电极接线片14和负电极接线片15保持接线片间隙Gt。
正电极接线片14在第一区域A1联接到或连接到正电极11的间隙未涂覆区域113b。沿电极组件110的厚度方向(z轴方向)，负电极12的内侧端未涂覆区域121b经由第二区域A2在面向正电极接线片14的第一区域A1中延伸(例如，负电极12的内侧端未涂覆区域121b延伸通过第二区域A2或通过第一区域A1)。因为负电极12的涂覆区域12a在电极组件110的第一区域A1未提供正电极接线片14，所以可防止厚度增加(或者厚度增加量可降低)。例如，因为负电极12的内侧端未涂覆区域121b延伸至或延伸通过第一区域A1，所以由于存在正电极接线片14而引起的厚度增加可降低。
负电极接线片15在第二区域A2联接到或连接到负电极12的内侧端未涂覆区域121b。因为负电极接线片15具有厚度，所以正电极11的涂覆区域11a和负电极12的涂覆区域12a被去除的内侧端未涂覆区域111b和121b被提供在第二区域A2中。因为正电极11的涂覆区域11a和负电极12的涂覆区域12a在电极组件110的第二区域A2中未提供负电极接线片15，所以可防止厚度增加(或者厚度增加量可降低)。例如，因为内侧端未涂覆区域111b和121b存在于第二区域A2中，所以由于存在正电极接线片15而引起的厚度增加可降低。进一步，负电极12的内侧端未涂覆区域121b回转(例如，螺旋卷绕)以沿电极组件110的厚度方向(z轴方向)面向负电极接线片15以在第二区域A2中进一步延伸，并由此延伸至第一区域A1。
在第一示例实施例中，负电极接线片15在第二区域A2联接到或连接到负电极12的内侧端未涂覆区域121b，在一些实施例中，负电极接线片15可联接到或连接到负电极12的外侧端未涂覆区域122b。
为此，在正电极11处，内侧端未涂覆区域111b被设置至起始于相同或基本相同的线上的内表面涂覆区域111a和外表面涂覆区域112a(或由起始于相同或基本相同的线上的内表面涂覆区域111a和外表面涂覆区域112a限定)，并且外侧端未涂覆区域112b被设置至在电极组件110的外边缘处形成为更长的内表面涂覆区域111a和被形成为比内表面涂覆区域111a更短的外表面涂覆区域112a(或由在电极组件110的外边缘处形成为更长的内表面涂覆区域111a和被形成为比内表面涂覆区域111a更短的外表面涂覆区域112a限定)。例如，在正电极11处，内表面涂覆区域111a和外表面涂覆区域112a沿着相同或基本相同的线邻接内侧端涂覆区域111b，而内表面涂覆区域111a和外表面涂覆区域112a在不同的线(或位置)处邻接外侧端涂覆区域112b。在一些实施例中，内表面涂覆区域111a具有的长度比外表面涂覆区域112a的长度更长。
在负电极12处，内侧端未涂覆区域121b被设置至被形成为长的外表面涂覆区域122a和被形成为比外表面涂覆区域122a小以与其对应的内表面涂覆区域121a(或由被形成为长的外表面涂覆区域122a和被形成为比外表面涂覆区域122a小以与其对应的内表面涂覆区域121a限定)，并且外侧端未涂覆区域122b被设置至被形成为小的外表面涂覆区域122a和被形成为比外表面涂覆区域122a长的内表面涂覆区域121a(或由被形成为小的外表面涂覆区域122a和被形成为比外表面涂覆区域122a长的内表面涂覆区域121a限定)。例如，在负电极12处，内表面涂覆区域121a和外表面涂覆区域122a在不同的线(或位置)处邻接内侧端涂覆区域121b，并且内表面涂覆区域121a和外表面涂覆区域122a在不同的线(或位置)处邻接外侧端涂覆区域122b。
在这种情况下，在负电极12的内侧端未涂覆区域121b中，外表面涂覆区域122a能够根据充放电实现离子交换，以对应于正电极11的内侧端未涂覆区域111b中的内表面涂覆区域111a。例如，在对应于负电极12的内侧端未涂覆区域121b的一部分的位置处，外表面涂覆区域122a面向内表面涂覆区域111a。
在负电极12的外侧端未涂覆区域122b中，外表面涂覆区域122a能够根据充放电实现离子交换，以对应于正电极11的外侧端未涂覆区域112b中的内表面涂覆区域111a。例如，在对应于正电极11的外侧端未涂覆区域112b的一部分的位置处，外表面涂覆区域122a面向内表面涂覆区域111a。
进一步，在负电极12的外侧端未涂覆区域122b中，内表面涂覆区域121a能够根据充放电实现离子交换，以对应于正电极11的外侧端未涂覆区域112b中的外表面涂覆区域112a。例如，在对应于负电极12的外侧端未涂覆区域122b的一部分的位置处，外表面涂覆区域112a面向内表面涂覆区域121a。
图5是例示正电极接线片被联接或连接到正电极的一部分的剖视图。参照图5，正电极接线片14提供在间隙未涂覆区域113b的两个表面处。提供在两个表面处的正电极接线片14的厚度t(t＝t1+t2)被设置为等于或小于提供在正电极11的两个表面处的涂覆区域11a的总厚度t3(t3＝t31+t32)(t≤t3)。
正电极接线片14的厚度t设置为内部厚度t11(例如，外部正电极接线片的厚度)与外部厚度t12(例如，内部正电极接线片的厚度)之和，涂覆区域11a的总厚度t3设置为内表面涂覆区域111a的厚度t31和外表面涂覆区域112a的厚度t32之和。
例如，正电极接线片14的厚度t可为提供在正电极11的两个表面处的涂覆区域11a的总厚度t3的70-90％(例如，0.7t3＜t＜0.9t3)。因此，即使当将正电极接线片14联接或连接到间隙未涂覆区域113b时，由于正电极接线片14，电极组件110的厚度方向(z轴方向)的厚度增加可不发生(或可降低)。
正电极11进一步具有附接到提供在间隙未涂覆区域113b的两个表面处的正电极接线片14的绝缘带11c。绝缘带11c移除(或降低)正电极接线片14穿透隔板13的绝缘壁并与负电极12短路的可能性。采用这种方式，当绝缘带11c附接到正电极接线片14时，绝缘带11c的上表面没有比涂覆区域11a的表面突出更远。
例如，正电极接线片14的厚度t可为提供在正电极11的两个表面处的涂覆区域11a的总厚度t3的80％(t＝0.8t3)。因此，即使当将正电极接线片14联接或连接到间隙未涂覆区域113b时，由于正电极接线片14，电极组件110的厚度方向(z轴方向)的设计余量可进一步增加，并且即使当附接绝缘带11c时，可稳定确保厚度方向(z轴方向)的设计余量。
进一步，绝缘带11c被形成为在间隙未涂覆区域113b的间隙范围内。例如，因为绝缘带11c未附接到提供在间隙未涂覆区域113b的两侧处的涂覆区域11a，厚度方向(z轴方向)的设计余量未降低。在一些实施例中，绝缘带11c的宽度小于正电极11的外表面涂覆区域112a在间隙未涂覆区域113b处之间的距离，和/或小于内表面涂覆区域111a之间的距离。
进一步，正电极接线片14的厚度t小于正电极11的间隙未涂覆区域113b的厚度t1与负电极12的内侧端未涂覆区域121b在第一区域A1中的厚度t2(参照图3)之和(t＜t1+t2)。
例如，由于正电极接线片14的厚度t小于间隙未涂覆区域113b的厚度t1与内侧端未涂覆区域121b的厚度t2之和，由于正电极接线片14引起的厚度增加的可能性可很大程度上减弱(或降低)。
在前述描述中，本公开的示例实施例关于袋型可再充电电池(或袋类型的可再充电电池)描述，但是本公开不限于此。例如，上述特征甚至可同样地应用于方形可再充电电池，因此电极组件和单电池的平坦性可改进且可确保电极组件中厚度的设计余量。进一步，第一电极可作为负电极操作，第二电极可作为正电极操作。
虽然已经结合目前被认为实用的示例实施例描述了本公开，但是将理解，本公开不限于公开的实施例，而是相反，本公开意欲覆盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置及其等同物。
一些附图标记的说明
11：第一电极(正电极) 11a，12a：涂覆区域
11b，12b：未涂覆区域 11c：绝缘带
12：第二电极(负电极) 13：隔板
14：第一电极接线片(正电极接线片)
15：第二电极接线片(负电极接线片)
16，17：绝缘构件 110：电极组件
111a，121a：内表面涂覆区域
111b，121b：内侧端未涂覆区域
112a，122a：外表面涂覆区域
112b，122b：外侧端未涂覆区域
113b：间隙未涂覆区域 120：壳体(袋)
121：聚合物片 122：尼龙片
123：金属片 201：第一壳体材料
202：第二壳体材料 A1：第一区域
A2：第二区域 Gt：接线片间隙
t：正电极接线片的厚度(t＝t11+t12)
t1：间隙未涂覆区域的厚度
t11，t12：内部厚度和外部厚度
t2：内侧端未涂覆区域的厚度
t3：涂覆区域的总厚度(t3＝t31+t32)
t31，t32：内表面涂覆区域和外表面涂覆区域的厚度

Claims (15)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件，包括第一电极与第二电极之间的隔板，所述第一电极和所述第二电极各自具有未涂覆区域和涂覆区域，并且其中所述隔板、所述第一电极和所述第二电极被螺旋形地卷绕；
壳体，该壳体容纳所述电极组件；以及
待被拉到所述壳体外部的第一电极接线片和第二电极接线片，所述第一电极接线片和所述第二电极接线片被分别联接到所述第一电极的未涂覆区域和所述第二电极的未涂覆区域，同时维持所述第一电极接线片与所述第二电极接线片之间的接线片间隙，
其中所述第一电极接线片设置在第一区域中并被联接到在所述第一电极的涂覆区域之间的所述第一电极的间隙未涂覆区域，
其中所述第一电极接线片提供在所述间隙未涂覆区域的两个表面处，并且
其中所述第二电极的内侧端未涂覆区域在所述第一区域中沿所述电极组件的厚度方向面向所述第一电极接线片，并且所述第二电极的内侧端未涂覆区域在所述第一区域中是平坦的。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中在螺旋卷绕状态下所述第二电极具有位于其内侧端的一个未涂覆区域和位于其外侧端的另一个未涂覆区域，并且
所述第二电极接线片选择性地联接到所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域或所述外侧端未涂覆区域。
3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中在螺旋卷绕状态下所述第二电极接线片设置在第二区域中并联接到所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域，并且
所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域在所述第二区域中沿所述电极组件的所述厚度方向面向所述第二电极接线片。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中沿所述电极组件的所述厚度方向，所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域在面向所述第一电极接线片的所述第一区域中延伸。
5.根据权利要求3所述的可再充电电池，其中在螺旋卷绕状态下所述第一电极的未涂覆区域中的一个包括内侧端未涂覆区域，并且
沿所述电极组件的所述厚度方向，所述第一电极的所述内侧端未涂覆区域在面向所述第二电极接线片的所述第二区域中延伸。
6.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中所述第一电极接线片的厚度t小于所述第一电极的所述间隙未涂覆区域的厚度t1与所述第二电极的所述内侧端未涂覆区域的厚度t2之和，从而t＜t1+t2。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一电极接线片的厚度t小于或等于提供在所述第一电极的两个表面处的涂覆区域的总厚度t3，从而t≤t3。
8.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中所述第一电极接线片的所述厚度t为提供在所述第一电极的两个表面处的涂覆区域的所述总厚度t3的70-90％，从而0.7t3＜t＜0.9t3。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池，其中所述第一电极接线片的所述厚度t为提供在所述第一电极的两个表面处的涂覆区域的所述总厚度t3的80％，从而t＝0.8t3。
10.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一电极进一步包括附接到提供在所述间隙未涂覆区域的两个表面处的所述第一电极接线片的绝缘带。
11.根据权利要求10所述的可再充电电池，其中所述绝缘带被形成为在所述间隙未涂覆区域的间隙范围内。
12.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一电极为正电极，且所述第二电极为负电极。
13.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述第一电极为负电极，且所述第二电极为正电极。
14.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述壳体被形成为容纳所述电极组件的袋类型。
15.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中所述壳体被形成为具有容纳所述电极组件的方形形状。
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