CN108475827A - 薄膜型电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及薄膜型电池，上述薄膜型电池包括：阳极体；以及阴极体，层叠于上述阳极体的上部或下部中的至少一处，上述阳极体包括：阳极板，涂敷有阳极活性物质；一对分离膜，覆盖上述阳极板的上部面及下部面；以及高分子绝缘膜部，介入于上述一对分离膜之间，在上述高分子绝缘膜部中，比上述分离膜的边缘更向外侧突出的部位可与上述阴极体的阴极板相接合。

Description

薄膜型电池
技术领域
本发明涉及薄膜型电池，更具体地涉及用于相互固定阳极板和阴极板的不使用胶带或粘合剂等也可相互固定阳极板和阴极板的薄膜型电池。
背景技术
近来，随着便携用电子设备及信息通讯设备小型化，作为用于驱动它们的超小型电源开发薄膜型电池。
薄膜型电池是指通过层叠一层一张或两张厚度非常薄的阳极板和阴极板，来形成的薄膜形态的薄电池，为电池本身的厚度为大致0.4～0.5mm左右的电池。
尤其，可使用于液晶显示器、电子计算器、IC卡、温度传感器、压力感应蜂鸣器或用于传递药物的离子光阻装置、智能信息卡等。
这种薄膜型电池具有可适用于智能信用卡等形态薄的多种超小型电子设备的优点。
但是，就薄膜型电池而言，使用薄膜形态的阳极板及阴极板，因此具有低电池容量，尤其，因基于产生内部气体的压力，在极板之间裂开的问题，从而基本上在低电池容量内，还存在电池性能降低的缺点。
并且，因电池的总厚度薄，因此因外力阳极板和阴极板的层叠状态交错，可对电池的性能产生不好的影响。为了解决这种问题，利用胶带捆扎阳极板和阴极板固定或在位于阳极板和阴极板之间的分离膜涂敷粘合剂(binder)，来相互固定阳极板和阴极板。
像这样，以前通过利用胶带包围阳极板和阴极板的包扎方式或在介入于阳极板和阴极板之间的分离膜的面积的一部分上涂敷如粘合剂等粘结剂的方式防止阳极板和阴极板相互裂开的问题。在这种方式中，在利用胶带包围的情况下，因胶带的厚度使电池的厚度上升。
因此，本发明人为了解决如上所述的问题提出本发明，作为与此相关的现有技术文献有韩国公开专利公报公开号10-2006-0124978号的“薄膜电池及其制备方法”。
发明内容
本发明用于解决如上所述的问题，可提供即使不使用额外的粘合剂、粘结剂，也可相互固定阳极板和阴极板或接合的薄膜型电池。
并且，本发明可提供在相互接合或固定阳极板和阴极板的情况下，可将电池性能的降低最小化的薄膜型电池。
本发明包括：阳极体；以及阴极体，层叠于上述阳极体的上部或下部中的至少一处，上述阳极体包括：阳极板，涂敷有阳极活性物质；一对分离膜，覆盖上述阳极板的上部面及下部面；以及高分子绝缘膜部，介入于上述一对分离膜之间，在上述高分子绝缘膜部中，比上述分离膜的边缘更向外侧突出的部位可与上述阴极体的阴极板相接合。
并且，上述阳极体包括未涂敷上述阳极活性物质的阳极极耳，上述分离膜覆盖上述阳极板的两面，使得上述阳极极耳向上述分离膜的外侧露出，与上述阴极体的阴极板相接合的上述高分子绝缘膜部可沿着上述阳极板的整个长度方向或整个宽度方向形成或形成于上述阳极板的长度方向的一部分或宽度方向的一部分。
并且，上述分离膜的长度方向的长度与向上述分离膜的长度方向的外侧露出的上述高分子绝缘膜部的长度方向的长度之和可与上述阴极板的长度方向的长度相同。
并且，上述分离膜的宽度方向的长度和向上述分离膜的宽度方向的外侧露出的上述高分子绝缘膜部的宽度方向的长度之和可与上述阴极板的宽度方向的长度相同。
并且，上述高分子绝缘膜部包括被上述分离膜覆盖的部位和不被上述分离膜覆盖且从上述分离膜露出的部位，能够以上述高分子绝缘膜部中的从上述分离膜露出的部位的边缘与上述阴极体的边缘相一致的方式层叠上述阳极体及上述阴极体。
并且，在上述阴极体的边缘和上述高分子绝缘膜部的边缘中，各个相向的边缘可相互一致。
并且，在上述高分子绝缘膜部中，比上述分离膜的边缘更向外侧突出的部位可与从上述阴极板突出形成的阴极极耳相接合。
并且，在上述高分子绝缘膜部中，比上述分离膜的边缘更向外侧突出的部位的宽度可小于上述阴极极耳的宽度。
并且，上述高分子绝缘膜包括上层、中间层及下层，上述上层及上述下层由乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate)形成，上述中间层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephtalate)形成，从而，上述上层或上述下层可被加热熔融来与上述阴极体的阴极板相接合。
并且，上述阳极体可由袋状阳极体形成。
本发明一实施例的薄膜型电池可在完整地保持阳极体和阴极体的接触活性面的状态下，相互固定上述阳极体和阴极体或相结合，因而通过保持原来的电池容量，来可防止电池性能的降低。
并且，本发明一实施例的薄膜型电池即使不使用胶带、粘合剂等粘结涂敷剂，也阳极体和阴极体可相互固定或相结合，因而可防止电池的材料费或生产成本的上升。
并且，本发明一实施例的薄膜型电池无需额外地执行相互固定或结合阳极体和阴极体的需要，因而可简化电池的生产工序且提高生产性。
附图说明
图1为本发明一实施例的薄膜型电池的分解立体图。
图2为从A-A’方向观察图1所示的薄膜型电池的剖视图。
图3为从上面观察本发明一实施例的阳极板、分离膜及高分子绝缘膜部的俯视图。
图4为从上面观察图3所示的与阳极板、分离膜及高分子绝缘膜部相结合，来形成阳极体的状态的图。
图5为本发明一实施例的阳极体和阴极体的俯视图。
图6为本发明另一实施例的阳极体和阴极体的俯视图。
具体实施方式
参照附图和详细后述的实施例，就能明确本发明的优点、特征及实现这些优点及特征的方法。
但本发明并不局限于以下所公开的实施例，能够以互不相同的多种形态体现，本实施例只用于使本发明的公开更加完整，并为了向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知本发明的范畴而提供，本发明仅由发明要求保护范围定义。
以下，参照图1至图5详细说明本发明一实施例的薄膜型电池。在说明本发明中，为了使与相关的公知功能或结构相关的具体说明不模糊省略与公知功能或结果相关的具体说明。
如图1及图2所示，本发明一实施例的薄膜型电池100可包括阳极体200和层叠于上述阳极体200的阴极体300。其中，本发明一实施例的薄膜型电池100可由1张阳极体200和1张或2张的阴极体300层叠而形成。在图1中例示性地示出通过层叠1张阳极体200和2张阴极体300而形成的薄膜型电池100。
通过如溅射(Sputtering)等公知的蒸镀方式蒸镀上述阳极体200和阴极体300，可形成厚度为1mm以下的薄膜形态，优选地，可形成为厚度为0.4～0.5mm的薄膜形态。
并且，上述阳极体200和阴极体300不仅可呈四边形、五边形、圆形、硬币形等规定的形状，而且可呈非对称形状等多种形状。由此，本发明一实施例的薄膜型电池100可通过使用各个形的袋型电池、硬币型电池等多种外饰材料，来实现为薄膜型电池。
以下，为了理解的便利，说明为本发明一实施例的薄膜型电池100的上述阳极体200和阴极体300具有各个形的形状。
如图3及图4所示，上述阳极体200可包括：阳极板210，涂敷有作为阳极活性物质的锂或锂金属复合氧化物的涂覆层；一对分离膜230，仅使从上述阳极板210的一端突出形成的阳极极耳211露出，并以配置在一对分离膜230及上述阳极板210的整个周围或周围的一部分的状态下，位于上述一对分离膜230之间，从而可包括与上述一对分离膜230相粘结的高分子绝缘膜部250。
上述阳极板210可小于上述阴极体300的大小或面积，并且可通过在其两面分别涂敷有阳极活性物质或金属复合氧化物，来形成涂敷层。作为参照，在本发明一实施例中为了防止复杂地示出附图，未示出在上述阳极板210的两面涂敷有阳极活性物质，来形成有涂敷层的形状。
上述一对分离膜230大于上述阳极板210的大小或面积，如上所述，可覆盖除了上述阳极板210的阳极极耳211的其他部位。
如图3所示，在上述高分子绝缘膜部250可形成有可收容上述阳极板210的冲裁空间S。
与上述阳极板210的形状相对应可多样地选择上述冲裁空间S的形状，在本发明的一实施例中，在附图上示出为上述阳极板210具有四边形的形状，因此上述冲裁空间S也具有四边形的形状。
并且，上述冲裁空间S可具有大于上述阳极板210的大小或面积的大小或面积，使得上述阳极板210能够以具有间隔的状态收容。即，可在冲裁空间S收容有阳极板210的状态下，在阳极板210的边缘与高分子绝缘膜部250之间可形成间隔及缝隙。
作为参照，在本发明的一实施例中，示出为上述高分子绝缘膜部250在整体上呈四边框，来形成四边形形状的冲裁空间S，但是并不限定于此。即，上述高分子绝缘膜部250可包围上述阳极板210的两边以上。换而之，上述高分子绝缘膜部250可分别配置在上述阳极板210的长度方向侧的两边，来形成可收容上述阳极板210的冲裁空间S或还可分别配置在上述阳极板210的宽度方向侧的两边，从而可形成可收容上述阳极板210的冲裁空间S。
上述高分子绝缘膜部250可由至少3个层形成。例如，高分子绝缘膜部250可包括上层、中间层及下层，上层和下层可由乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate)形成。其中，优选地，上层及下层由热熔融，并具有粘结成分，若只要是具有这种性质的成分，就不仅可使用乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate)，而且还可使用其他。即，在上述高分子绝缘膜部250的上层及下层涂敷粘结成分，优选地，上述粘结成分可以为选自由乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯乙酸乙酯、乙烯丙烯酸类化合物、离聚物类化合物、聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛形成的高温熔融型粘结物质组中的一种。
另一方面，上述高分子绝缘膜部250的中间层可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephtalate)形成。并且，优选地，上述高分子绝缘膜部250的中间层由聚烯烃树脂膜、聚酯树脂膜、聚苯乙烯树脂膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、氟碳树脂膜、ABS膜、聚丙烯酸类膜、乙缩醛类膜及聚碳酸酯膜形成的组中的一种以上形成。
如图2所示，阳极体200的阳极板210、分离膜230及高分子绝缘膜部250形成一体。更具体地进行说明，可在由分离膜230和高分子绝缘膜部250形成的空间内收容有阳极板210。这种形态的阳极体200作为仅申请人具有的固有技术，在便利上称为“袋状(pocketing)阳极体”。
图2所示的袋状阳极体200在位于上下分离膜230之间的高分子绝缘膜部250在分离膜的末端进一步向外侧突出的方面与申请人的现有袋状阳极体存在差异。其中，在高分子绝缘膜部250中向分离膜230的外侧突出的部分可使用于接合或固定层叠在阳极体200的上侧或下侧的至少一种阴极体300。
如上所述，在高分子绝缘膜部250中，利用向分离膜230的外侧突出的部分相互接合或固定阳极体200和阴极体300，从而即使不使用额外的胶带或粘合剂，也可相互接合或固定阳极体200和阴极体300。
在上述高分子绝缘膜部250中，介入于上述一对分离膜230之间的部分，及被上下一对分离膜230覆盖的部分与上述一对分离膜230粘结，向一对分离膜230的外侧突出的部分，即，不被一对分离膜230覆盖的部分可与层叠在其上部或下部的阴极体300粘结。像这样，与上述阴极体300相接合的高分子绝缘膜部250的部位可通过向上述一对分离膜230的外侧露出，来与上述阴极体300相接合。
换言之，可制备成上述高分子绝缘膜部250通过与上述一对分离膜230相结合，来不仅形成袋状阳极体200，而且与层叠在其上部或下部的阴极体300相接合，从而可保持阳极体200和阴极体300层叠的状态。像这样，本发明一实施例的薄膜型电池100即使不使用胶带或粘合剂，也通过接合阴极体300和阳极体200来可相互固定。
其中，与上述阴极体300相接合的上述高分子绝缘膜部250可通过向上述一对分离膜230的外侧露出，俩配置于上述阳极板210的长度方向的两端或宽度方向的两端。在图1至图5中示出与上述阴极体300相接合的上述高分子绝缘膜部250的部位分别配置在上述阳极板210的长度方向的两端。在图6中示出为与上述阴极体300相接合的上述高分子绝缘膜部250的部位分别配置在上述阳极板210的宽度方向的两端。
通过向一对分离膜230的外侧露出，来分别配置在上述阳极板210的长度方向的两端的上述高分子绝缘膜部250可沿着上述阳极板210的长度方向的两端的整体形成或可形成于上述阳极板210的长度方向的一部分。并且，在上述高分子绝缘膜部250通过向一对分离膜230的外侧露出，来分别配置在上述阳极板210的宽度方向的两侧的情况下，可沿着上述阳极板210的整个宽度方向形成或还可形成在宽度方向的一部分。
作为参照，优选地，通过向上述一对分离膜230的外侧露出，来与上述阴极体300相接合的上述高分子绝缘膜部250的部位从上述一对分离膜230的末端突出大致0.5mm而露出，并且，能够以具有多种形状的形态从上述一对分离膜230的末端突出，来与上述阴极体300相接合。
从上述一对分离膜230向外侧突出的高分子绝缘膜部250的末端(边缘)可与阴极体300的末端(边缘)一致。如上所述，优选地，为了发挥性能，薄膜型电池100的阳极板210需要小于阴极板310，并且阳极板210的整体位于阴极板310的边缘内侧。因此，重要的是，以阳极板210的边缘不脱离阴极板310的边缘的方式层叠阳极体200和阴极体300。尤其，在大量生产薄膜型电池100的情况下，更重要，是因为若阳极板210的边缘以脱离阴极板310的边缘的状态与阳极体200和阴极体300相接合，则产生性能不好的不良品。
在本发明一实施例的薄膜型电池100中，使从上述一对分离膜230向外侧突出的高分子绝缘膜部250的末端(边缘)与阴极体300的末端(边缘)相一致，从而能够以阳极板210的边缘不脱离阴极板310的边缘的状态，接合阳极体200和阴极体300。通过如上述形成，来在使向分离膜230的外侧突出的高分子绝缘膜部250的末端(边缘)和阴极体300的末端(边缘)处于一致的状态下，只要接合阳极体200和阴极体300，就下部面的阳极板210的边缘不脱离阴极板310的边缘可层叠两者。其中，无需使阴极体300的全部边缘和高分子绝缘膜部250的边缘一致，在图3的情况下，在四边形的4边中，仅使相向的2边部分相互一致也充分。
另一方面，如图1所示，优选地，阳极板210的阳极极耳211不被分离膜230覆盖，而向分离膜230的外侧露出。
上述阴极体300可包括具有可吸藏、放出锂的碳质阴极活性物质及阴极极耳311的阴极板310。
上述阴极板310大于上述阳极板210的大小或面积。在其两面，涂敷有上述的阴极活性物质来可形成涂敷层。作为参照，在本发明的一实施例中，为了防止复杂地示出附图，未示出在上述阴极板310的两面涂敷有阴极活性物质，俩形成有涂敷层的形状。
并且，在上述高分子绝缘膜部250配置在上述阳极板210的长度方向的两端的情况下，上述阴极板310的阴极极耳311的一部分部位可与上述高分子绝缘膜部250相接合。
如图1所示，阴极极耳311能够以在两侧体200中与向分离膜230的外侧突出的高分子绝缘膜部250相接触的状态阳极体200和阴极体300层叠。在上述状态下，通过高分子绝缘膜部250和阴极极耳311相接合，来可相互接合固定阴极体300和阳极体200。此时，优选地，阴极极耳311的宽度大于与阴极极耳311相对应的高分子绝缘膜部250的宽度。在两张阴极体300层叠在阳极体200的上下侧的情况下，需要上下阴极体300的阴极极耳311相互电连接，若阴极极耳311的宽度小于高分子绝缘膜部250的宽度，则阴极极耳311被高分子绝缘膜部250阴极极耳311遮挡，因此不能相互连接阴极极耳311。因此，优选地，为了按阴极极耳相互连接，阴极极耳311的宽度大于相对应的高分子绝缘膜部250的宽度。
未与上述高分子绝缘膜部250相接合的上述阴极极耳311的剩余一部分部位通过与相向的阴极体300的阴极极耳311相连接，来可与外部连接端子相连接。
另一方面，参照图1至图6，阳极极耳211和阴极极耳311设置在相同的一侧且不相互重叠，但并不一定限定于此。例如，阳极极耳211和阴极极耳311可不设置在相同的一侧，而还可设置在相互相反的侧。像这样，可自由地选择阳极极耳211和阴极极耳311的位置、大小及形状等。
如上述所涉及，如图5所示，上述阳极体200的分离膜230的长度和向上述分离膜230的长度方向外侧露出的上述高分子绝缘膜部250的长度方向的长度之和D1与上述阴极板310的长度方向的长度D2相同。
并且，如图6所示，优选地，向上述分离膜230的宽度方向的长度和向上述分离膜的宽度方向外侧露出的上述高分子绝缘膜部250的宽度方向的长度D3之和与上述阴极板310的宽度方向的长度D4相同。
这是因为，当上述阴极体300和上述阳极体200层叠时，通过防止上述阳极体200的边缘面(边缘或末端)相互不一致，来使层叠作业变得容易，并且，用于防止上述阳极板210和上述阴极板310的电极活性面相互不一致。
即，若在上述阳极板210层叠具有长于上述阳极板210的长度及宽度的阴极板310，则自然地发生边缘的不一致，由此导致上述阳极板210的边缘部位和上述阴极板310的边缘部位相互不一致，从而层叠作业变得不容易，且可降低电池的性能。
但是，在本发明一实施例的薄膜型电池100的阳极体200中，上述一对分离膜230和上述高分子绝缘膜部250配置在上述阳极板210的周围侧，因此，使上述阳极体200的边缘部位和上述阴极体300的边缘部位相互一致，来提供层叠作业的便利性，并且可防止电池性能的降低。
并且，在与上述高分子绝缘膜部250相接合的上述阴极体300的阴极板310的部位可选择性地涂敷有阴极活性物质，优选地，不涂敷上述阴极活性物质来减少材料的浪费。
并且，上述阴极体300可分别层叠于上述阳极体200的上部和下部或层叠在上述阳极体200的上部或下部中的一种，此时，可在不与上述阳极体200相向的上述阴极板310的面选择性地涂敷有阴极活性物质。例如，如图1所示，在阳极体200的上下，分别层叠1张阴极体300的情况下，优选地，在各个阴极体300的阴极板310的一面涂敷及涂装有阴极活性物质。即，仅在和阳极体200相向的面有阴极活性物质就充分。
具有如上所所述的结构的阳极体200及阴极体300在相互层叠的状态下可通过利用加热块(heating block)及压力机(press)的公知的装置或技术结合或加压。此时，通过配置在上述阳极体200的长度方向的两端或宽度方向的两端侧的高分子绝缘膜部250和上述阴极体300相互接合，从而不使用胶带或粘合剂，无电池性能的降低，相互固定薄膜的上述阳极体200和阴极体300，可增大相互之间的结合力。
具有如上所述的结构的本发明一实施例的薄膜型电池100在完整地保持阳极体200和阴极体300的接触活性面的状态下，可使上述阳极体200和阴极体相结合，因而通过按照原来保持电池容量，来可防止电池性能的降低。
并且，在本发明一实施例的薄膜型电池100中，即使不使用胶带或粘合剂等粘结涂敷剂，也阳极体200和阴极体300可相结合，因而具有节减电池的材料费的优点。
并且，本发明一实施例的薄膜型电池100无需额外执行使阳极体200和阴极体300相结合的作业工序，因而具有通过简化电池的生产工序来节减制备成本的优点。
到目前为止，虽然对本发明的具体实施例进行了说明，但在不脱离本发明的范围的情况下，能够进行多种变形。
因此，本发明的范围不应局限于说明的实施例，而是应根据后述的发明要求保护范围的范围及与该发明要求保护范围等同的内容而定。
产业上的可利用性
本发明涉及可作为超小型电源利用的薄膜型电池，可作为处于小型化趋势的便携用电子设备及信息通讯设备的电源广泛使用，尤其，因薄膜型电池本身的薄的厚度，可更适合地利用于智能信用卡等厚度薄的超小型电子设备。

Claims (10)

1.一种薄膜型电池，其特征在于，包括：
阳极体；以及
阴极体，层叠于上述阳极体的上部或下部中的至少一处，
上述阳极体包括：
阳极板，涂敷有阳极活性物质；
一对分离膜，覆盖上述阳极板的上部面及下部面；以及
高分子绝缘膜部，介入于上述一对分离膜之间，
在上述高分子绝缘膜部中，比上述分离膜的边缘更向外侧突出的部位与上述阴极体的阴极板相接合。
2.根据权利要求1所述的薄膜型电池，其特征在于，
上述阳极体包括未涂敷上述阳极活性物质的阳极极耳，
上述分离膜覆盖上述阳极板的两面，使得上述阳极极耳向上述分离膜的外侧露出，
与上述阴极体的阴极板接合的上述高分子绝缘膜部沿着上述阳极板的整个长度方向或整个宽度方向形成或形成于上述阳极板的长度方向的一部分或宽度方向的一部分。
3.根据权利要求1所述的薄膜型电池，其特征在于，上述分离膜的长度方向的长度与向上述分离膜的长度方向的外侧露出的上述高分子绝缘膜部的长度方向的长度之和与上述阴极板的长度方向的长度相同。
4.根据权利要求1所述的薄膜型电池，其特征在于，上述分离膜的宽度方向的长度与向上述分离膜的宽度方向的外侧露出的上述高分子绝缘膜部的宽度方向的长度之和与上述阴极板的宽度方向的长度相同。
5.根据权利要求1所述的薄膜型电池，其特征在于，上述高分子绝缘膜部包括被上述分离膜覆盖的部位和不被上述分离膜覆盖且从上述分离膜露出的部位，
以上述高分子绝缘膜部中的从上述分离膜露出的部位的边缘与上述阴极体的边缘相一致的方式层叠上述阳极体及上述阴极体。
6.根据权利要求5所述的薄膜型电池，其特征在于，在上述阴极体的边缘和上述高分子绝缘膜部的边缘中，各个相向的边缘相互一致。
7.根据权利要求1所述的薄膜型电池，其特征在于，在上述高分子绝缘膜部中，比上述分离膜的边缘更向外侧突出的部位与从上述阴极板突出形成的阴极极耳相接合。
8.根据权利要求7所述的薄膜型电池，其特征在于，在上述高分子绝缘膜部中，比分离膜的边缘更向外侧突出的部位的宽度小于上述阴极极耳的宽度。
9.根据权利要求1所述的薄膜型电池，其特征在于，
上述高分子绝缘膜包括上层、中间层及下层，
上述上层及上述下层由乙烯-醋酸乙烯酯形成，上述中间层由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成，
上述上层或上述下层被加热熔融来与上述阴极体的阴极板相接合。
10.根据权利要求1所述的薄膜型电池，其特征在于，上述阳极体由袋状阳极体形成。
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