CN106165148B - 可再充电电池 - Google Patents

Abstract

提供了一种可再充电电池，其包括电极组件；电解液，其浸没所述电极组件；箱体组件，其收容所述电极组件和电解液；吸收构件，其设置于所述电极组件的内部，用于在所述电极组件进行膨胀时吸收施加于所述电极组件内侧的压力。

Description

可再充电电池

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年2月13日提交的第2015-0022593号韩国专利申请的优先权的权益，全文以引文的形式纳入本说明书。

技术领域

本发明涉及一种可再充电电池，具体而言，涉及一种在电极组件膨胀时，能够吸收施加于电极组件内部的压力的可再充电电池。

背景技术

一般而言，可再充电电池用作电子设备的能源。特别地，可再充电电池用作电动车辆(EVs)、混合动力电动车辆(HEVs)等的动力源。

在可再充电电池组中的圆柱型或棱柱型可再充电电池，将正极、隔板(separator)、和负极卷绕成凝胶卷形状以制造电极组件。再将所述凝胶卷型(卷绕型)电极组件收容于圆柱型或棱柱型箱体中，并且将电解液注入到所述箱体中。随后，将形成有电极末端的顶帽连接到所述箱体的开口端以组装可再充电电池。此外，将组装完毕的圆柱型或棱柱型可再充电电池进行充放电和老化以激活放电状态的电极组件。

发明内容

技术问题

使用相关技术的可再充电电池在充电和放电时，由于电极组件的膨胀在电极组件的内侧和外侧会产生压力。此时，施加于电极组件外侧的压力可通过推动罐壳来膨胀。然而，施加于电极组件内侧的压力因没有空间而导致电极组件的扭曲。因此，产生了可再充电电池因扭曲的电极组件而发生性能劣化的问题。

为了解决上述的问题，本发明的目的为提供一种可再充电电池，其在电极组件膨胀时能吸收施加于电极组件内侧的压力以防止电极组件扭曲，从而防止可再充电电池的性能劣化。

技术方案

作为解决所述问题的手段，本发明提供一种可再充电电池，其可包括：电极组件；电解液，其浸没所述电极组件；箱体组件，其收容电极组件和电解液；吸收构件，其设置于电极组件的内部，用于在所述电极组件膨胀时吸收施加于电极组件内侧的压力。

所述吸收构件可由吸收电解液且溶胀的材料构成。即，吸收构件可为溶胀带，并且所述溶胀带可吸收施加于电极组件内侧的压力。

所述吸收构件可设置于电极组件的卷绕中心，所述电极组件通过卷绕第一电极、第一隔板、第二电极以及第二隔板呈现凝胶卷形状。

所述电极组件可具有椭圆形的横截面，也可在所述卷绕中心形成椭圆形的中心空间，并且吸收构件可附着于所述中心空间。

所述吸收构件可具有小于或等于中心空间的尺寸。

可再充电电池还可包括设置于电极组件外部周围表面的密封带。

所述密封带可由吸收电解液且溶胀的材料构成。

所述箱体组件可为棱柱型罐壳组件。

所述溶胀带可包括与电解液接触时会纵向变形的基础层(base layer)和设置于基础层的一面上的粘合层。

所述基础层可包含键合氨基甲酸酯的化合物、键合酯的化合物、键合醚的化合物、纤维素酯化合物当中的至少一种。

发明的效果

本发明具有以下效果。

第一：通过将所述吸收构件设置于电极组件中，可吸收在电极组件充电和放电时施加于电极组件内侧的压力，并且防止发生电极组件的变形如电极组件的扭曲，从而防止可再充电电池的性能劣化。

第二：由于使用因电解液而膨胀的溶胀带作为吸收构件，因此吸收构件在电极组件中容易附着且膨胀，尤其是，可稳定地吸收施加于电极组件内侧的压力。

第三：因吸收构件设置于卷绕成凝胶卷形的电极组件的卷绕中心，可稳定地吸收从电极组件的外部周围表面向卷绕中心施加的压力。

第四：在卷绕电极组件时，因形成空间可使吸收构件可以更容易插入。

第五：附着在电极组件外部周围表面上的密封带可由吸收电解液且溶胀的材料构成以吸收施加于电极组件外侧的压力。

第六：溶胀带因包括在与所述电解液接触时会纵向变形的基础层和粘合层，而同时可获得附着于电极组件上的附着力以及，通过电解液溶胀的膨胀力。

附图的简要说明

图1为本发明的可再充电电池的透视图。

图2为本发明的可再充电电池的侧断面图。

图3为本发明的可再充电电池的平面图。

图4至8为用于制造本发明的可再充电电池的方法的示意图，其中图4为电极组件的制造状态的示意图，图5为吸收构件的结合状态的示意图，图6为密封带结合状态的示意图，图7为电解液和电极组件收容于罐壳组件的状态的示意图，以及图8为当可再充电电池充电和放电时，电极组件的膨胀状态的示意图。

具体实施方式

在下文中，本发明的优选实施方案将参照附图进行详细说明，以这种方式使本发明所属技术领域中的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术构思。然而，本发明可以不同的形式体现并且不应解释为限定于本文所阐述的实施方案。在附图中，为了进行明确的说明将省略与说明不相关的部分，在说明书全体中对相似部分附加了相似的附图标记。

如图1和2所示，本发明的可再充电电池包括电极组件110；电解液120，其浸没所述电极组件110；箱体组件130，其收容电极组件110和电解液120；吸收构件140，其设置于电极组件110的内部，用于在所述电极组件110膨胀时吸收施加于电极组件110内侧的压力以防止电极组件110扭曲或变形。

在下文中，将对本发明的可再充电电池的组成部分进行更详细地说明。

参照图1至3，电极组件110通过卷绕第一电极111、隔板112、和第二电极113成凝胶卷形来制造。

在此，卷绕电极组件110使其横切面为椭圆形。因此，在卷绕中心中形成椭圆形的中心空间110a,并且将吸收构件140设置于中心空间110a(参见图4)中。

第一电极111可为负极，第二电极113可为正极，反之亦然。

电解液120将电极组件110浸没于其中。电解液120与电极组件110一起收容于箱体组件130。

参照图1，箱体组件130收容电极组件110和电解液120。特别地，为了收容椭圆形的电极组件110，箱体组件130制备成棱柱型的罐壳组件。

也就是说，箱体组件130包括棱柱形罐壳131和罐壳组件132，所述罐壳131收容电极组件110和电解液120，所述罐壳组件132设置于罐壳131的上开口部用于密封罐壳131的开口。

一方面，本发明的可再充电电池，在将电极组件110和电解液120收容于箱体组件130后，通过对电极组件110进行充电和放电激活。此时，随着电极组件110的体积膨胀，压力施加于电极组件110的内侧和外侧。

尽管施加于电极组件110的外侧的压力可通过推动罐壳131来膨胀，但是施加于电极组件110内侧的压力因没有空间而造成电极组件110的扭曲。因此，发生可再充电电池的性能劣化。

为了解决所述问题，本发明的可再充电电池可包括吸收构件140于电极组件110中。所述吸收构件140可在电极组件110膨胀时吸收施加于电极组件110内侧的压力，以防止电极组件110扭曲以及防止可再充电电池的性能劣化。

在此，吸收构件140可由吸收电解液120从而溶胀的材料构成。例如，吸收构件140可为溶胀带。所述溶胀带可吸收电解液120，在溶胀的同时吸收施加于电极组件110内侧的压力。

一方面，所述溶胀带称为可溶胀带，即，具有毡(felt)形并且在与水分接触时会溶胀以防止水分渗透的带子。

也就是说，参照图2和3，吸收构件140(即溶胀带)包括了当与电解液120接触时在纵向上可变形的基础层141和设置于基础层141的一个表面上的粘合层142。因此，吸收构件140可通过基础层141吸收电解液120且溶胀，以及通过粘合层142附着于中心空间110a的平面部分。此外，基础层141可包含键合氨基甲酸酯的化合物、键合酯的化合物、键合醚的化合物、纤维素酯化合物当中的至少一种以改善基础层141的溶胀性能。

在此，电极组件110在卷绕时，应充分确保中心空间110a，防止因吸收构件140的溶胀引起的电极或隔板的损坏。

此外，由于收容于箱体组件130中的一部分电解液120被吸收构件140吸收而造成电解液120容量的改变。因此，当密封箱体组件130时，在确定电解液的容量变化之后可进行补充。

一方面，作为溶胀带提供的吸收构件140的尺寸可小于中心空间110a的尺寸。也就是说，由于在吸收电解液120时，作为溶胀带提供的吸收构件140的长度和宽度都会增大，因此考虑到尺寸的增大，吸收构件140可形成为小于中心空间110a的尺寸。

或者，作为溶胀带提供的吸收构件140的尺寸可与中心空间110a的尺寸相同。也就是说，当电极组件110的尺寸小时，作为溶胀带提供的吸收构件140也可制造成小尺寸。因此，由于吸收构件140在溶胀时增大的变化不大，因此吸收构件140可形成为与中心空间110a的尺寸相同的尺寸。

如上所述，作为溶胀带提供的吸收构件140由于通过吸收电解液120而溶胀，因此便于使用。此外，吸收构件140可稳定地吸收施加于电极组件110内侧的压力以防止电极组件110扭曲。

一方面，本发明的可再充电电池可包括设置于电极组件110的外部周围表面的密封带150。也就是说，密封带150以包围电极组件110的外部周围表面的形状固定电极组件110的外观。

一方面，密封带150由吸收施加于电极组件110外侧的压力的材料构成，以防止当电极组件110膨胀时由于电极组件110箱体组件130被推出的现象，即，变形。

例如，密封带150由吸收电解液120从而溶胀的材料构成。也就是说，密封带150可为与吸收构件140相同的溶胀带。因此，密封带150与电极组件110一起收容于箱体组件130，就像吸收构件140那样。此时密封带150在吸收电解液120的同时溶胀。另外，在电极组件110充电和放电时，密封带150可吸收施加于电极组件110外侧的压力以防止可再充电电池的性能劣化并且防止箱体组件130的外观变形。

在下文中，将参照附图详细地对制造本发明的可再充电电池的方法进行说明。

如图4所示，将各自为片材形状的第一电极111、隔板112、和第二电极113进行叠加，然后卷绕成凝胶卷形以制造电极组件110。此时，当卷绕电极组件110时，预定的中心空间110a形成于电极组件110的卷绕中心。

随后，如图5所述，将吸收构件140(即溶胀带)附着至电极组件110的中心空间110a的一个表面上。此时，吸收构件140的尺寸形成为等于或小于中心空间110a的尺寸。

随后，如图6所示，将由可溶胀的材料构成的密封带150附着至电极组件110的外表面。

随后，将附着有吸收构件140和密封带150的电极组件110与电解液120一起收容于箱体组件130以完成可再充电电池的制造。此时，吸收构件140和密封带150在吸收电解液120的同时溶胀。

如上所述完成的可再充电电池，如图8所示，为了激活而进行充电和放电。此时，当电极组件110进行充电和放电时，通过电极组件的膨胀，压力施加于内侧和外侧。此时，施加于电极组件110的外侧的压力由密封带150吸收，施加于电极组件110的内侧的压力由吸收构件140吸收从而防止电极组件110扭曲，由此防止可再充电电池的性能劣化。

对本发明范围的解释如下：本发明的范围并非由所述详细说明书而是由所附的权利要求书的范围来显现，并且本发明的权利要求书的含义以及范围，还有从与其同等概念导出的一切变更或者变形的形态应包含在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种可再充电电池，其包括：

电极组件；

电解液，其浸没所述电极组件；

箱体组件，其收容所述电极组件和电解液；

吸收构件，其设置于电极组件的内部，用于在所述电极组件膨胀时吸收施加于所述电极组件内部的压力，以及

密封带，其设置于电极组件的外部周围表面，

所述吸收构件由吸收所述电解液且溶胀的材料而构成以防止所述电解液渗透，

所述吸收构件为溶胀带，所述溶胀带吸收施加于所述电极组件内部的压力，

所述溶胀带包括在与电解液接触时会纵向变形的基础层和设置于基础层的一个表面上的粘合层，所述粘合层附着于所述电极组件的中心空间的平面部分，

所述基础层包含键合氨基甲酸酯的化合物、键合酯的化合物、键合醚的化合物、纤维素酯化合物当中的至少一种，

所述密封带由吸收所述电解液且溶胀的材料而构成，用以防止所述箱体组件的外观变形。

2.权利要求1的可再充电电池，其特征为：

所述吸收构件设置于电极组件的卷绕中心，所述电极组件通过卷绕第一电极、隔板、和第二电极成凝胶卷形而制成。

3.权利要求2的可再充电电池，其特征为：

所述电极组件以具有椭圆形的横截面形成，并在卷绕中心中形成椭圆形的中心空间，

所述吸收构件附着于所述中心空间。

4.权利要求3的可再充电电池，其特征为：

所述吸收构件具有小于或等于中心空间尺寸的尺寸。

5.权利要求1至4中任一项的可再充电电池，其特征为：

所述箱体组件以棱柱形罐壳组件提供。