CN109478626A - 具有穿孔连续分离件的电池 - Google Patents

Abstract

本文所公开的示例涉及一种具有穿孔的连续分离件，这些穿孔在生产弯曲电极堆时帮助减少或防止分离件起皱褶。一个示例提供了一种电池，该电池包括多个不连续电极层和分离不连续电极层的连续分离件，连续分离件具有穿孔，这些穿孔在连续分离件的折叠区域中至少部分地延伸穿过连续分离件的深度。

Description

具有穿孔连续分离件的电池

背景技术

电子设备可以利用电池来给各种电气组件供电。电池包括一对电极和分离电极的分离件。离子电流经由分离件内的电解质被传导穿过分离件。一些电池包括被容纳在同一封装中的多个电极对。

发明内容

公开了与具有穿孔的连续分离件有关的示例，这些穿孔帮助减少生产弯曲电池时的分离件的皱褶。一个示例提供一种电池，该电池包括多个不连续电极层和分离不连续电极层的连续分离件。连续分离件具有穿孔，这些穿孔在连续分离件的折叠区域中至少部分延伸穿过连续分离件的深度。

本发明内容被提供以简化形式引入下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。该发明内容不旨在标识所要求保护的主题内容的关键特征或必要特征，也不旨在被用来限制所要求保护的主题内容的范围。此外，所要求保护的主题内容不限于解决在本公开的任何部分中注释的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了具有弯曲电池的示例设备。

图2示出了弯曲电池的示例弯曲电极堆。

图3示出了沿着线3-3截取的、图2的示例弯曲电极堆的横截面图。

图4示出了另一示例弯曲电极堆的横截面图。

图5示出了具有部分深度穿孔的示例连续分离件的横截面示意图。

图6示出了具有完全深度穿孔的示例连续分离件的横截面示意图。

图7示出了具有变化长度的穿孔的示例连续分离件的横截面示意图。

图8示出了具有变化深度的穿孔的连续分离件的横截面示意图。

图9示出了具有固定元件的示例电极堆。

图10示出了形成具有不连续电极层和连续分离件的电池的示例方法。

具体实施方式

如以上所提及的，一些电池可以包括被布置在同一壳体中的多个电极对。电极可以布置为堆叠配置，在该配置中，它们经由被布置为卷筒、之字形或以其他方式折叠的配置的连续分离件而被分离。在这种配置中，分离件在电极之间具有沿着其长度的折叠区域(例如，在它未被定位在电极对的电极之间的区域中)。

这种电池的壳体可以具有其中布置有电极堆的平坦、薄、矩形配置。虽然这种电池可以良好地嵌合在平坦、矩形设备(例如，智能电话)中，但是该形状可能更难以嵌合到弯曲设备中。一个可能的解决方案可以是使用各自独立嵌合在弯曲形状因数内的多个更小平坦电池。然而，这种配置可能占据比单个电池更多的空间，并且可能要求附加的制造步骤。因此，另一可能的解决方案是将平坦电池折弯成期望的弯曲形状。然而，这种电极堆的折弯可能引入连续分离件上的折叠区域中的皱褶。这可能导致薄弱点、到电极堆中的间隙、以及其他结构问题，并且因此可能增大电池损坏的可能性。

相应地，本文公开了与具有穿孔的连续分离件有关的示例，以帮助降低在形成弯曲电池时的起皱褶的风险。穿孔可以被形成在连续分离件的折叠区域中，以适应分离件在弯曲电池形成期间的折弯。所公开的示例可以与用于生产电池的现有制造工艺容易地集成。

图1示出了包括弯曲电池的示例头戴式显示设备100。头戴式显示设备100包括可戴在用户头部周围的带的形式的框架102，该框架支撑被定位在用户眼睛附近的透视显示部件。头戴式显示设备100可以利用增强现实技术来启用虚拟显示影像和现实世界背景的同时观看。如此，头戴式显示设备100被配置为经由透视显示器104生成虚拟图像。透视显示器104可以采取任意合适的形式，诸如被配置为接收所生成的图像并朝向佩戴者的眼睛引导图像的波导或棱镜。透视显示器104可以利用任意合适的光源以用于生成图像，诸如一个或多个激光二极管。头戴式显示设备100还包括附加的透视光学组件106，该光学组件在图1中被示出为如由佩戴者看到的被定位在透视显示器104与背景环境之间的透视面罩的形式。

头戴式显示设备100还包括控制器108，该控制器被可操作地耦合到透视显示器104和其他显示组件。控制器108包括一个或多个逻辑设备和存储指令的一个或多个计算机存储器设备，这些指令可由(多个)逻辑设备执行，以进行头戴式显示设备100的功能。头戴式显示设备100还可以包括各种其他组件，例如二维图像照相机110(例如，可见光照相机和/或红外照相机)和深度照相机112以及未被示出的其他组件，包括但不限于：眼睛视线检测系统(例如，一个或多个光源和面向眼睛的照相机)、扬声器、麦克风、加速计、陀螺仪、磁力计、温度传感器、触摸传感器、生物识别传感器、其他图像传感器、通信设施、GSP接收器等。

头戴式显示设备100还包括一个或多个电池，其示例被示出为电池114。电池114具有嵌合在框架102的弯曲形状内的弯曲配置。如上所述，电池114包括由连续分离件分离的多个电极层，该连续分离件具有穿过每个电极对之间的蜿蜒路径。连续分离件的使用与单独分离件的使用相比可以帮助节省制造时间和成本。将理解，设备100出于示例的目的而被提出，并且不旨在限制，并且弯曲电池可以被用在任意合适的设备中。

图2图示了具有由穿孔连续分离件202分离的不连续电极层的示例弯曲电极堆200，并且图3示出了沿着图2的线3-3截取的电极堆200的横截面图。不连续电极层包括阳极204和阴极206的堆叠层。连续分离件202在相邻的电极层之间且在之字形路径中的顶部和底部电极层上方延伸。穿孔被图示为分离件的折叠区域208处的虚线，诸如虚线210。

在其他示例中，分离件可以被折叠为除了之字形之外的任意其他合适配置。图4描绘了包括阳极404和阴极406的不连续电极层的另一电极堆400的横截面图。与图3的配置相比之下，连续分离件402被折叠为卷筒配置。连续分离件402可以在一个或多个折叠区域408处类似地被穿孔(图4中未被示出)。

连续分离件的折叠区域中的穿孔可以具有任意合适的配置。穿孔的大小和形状可以取决于特定电池的配置、或被用来形成分离件和其他电池组件的材料、和/或任意其他合适的因素。图5示出了沿着形成折叠的方向(例如，沿着图2的电极堆的左到右的方向)截取的分离件500的横截面图。在该示例中，穿孔502部分地延伸穿过连续分离件500的深度，并且沿着分离件在长度和深度上基本上类似。相比之下，图6示出了具有完全延伸穿过连续分离件600的深度的穿孔602的示例连续分离件600的横截面图。将理解，这些示例不是限制性的，并且穿孔可以具有任意其他合适的配置。穿孔可以根据穿孔深度具有恒定宽度，或者可以沿着深度具有可变宽度(例如，使得穿孔具有V形或其他合适的可变横截面轮廓)。

在一些示例中，沿着连续分离件的折叠区域的穿孔可以根据在分离件上的位置和/或在电池内的位置而在维度上变化。例如，变化可以沿着分离件和/或电池的一个或多个方向分等级，或者可以以不同方式变化。图7示出了具有根据位置在长度上变化的穿孔的示例连续分离件700的横截面图。这里，靠近折叠区域的外边缘的穿孔702具有比靠近折叠区域中心的穿孔704的长度更短的长度，具有增大长度的穿孔在中间。在其他示例中，穿孔可以在相反分等级的配置中在长度上变化，在该配置中，靠近折叠区域的中心的穿孔在长度上短于靠近外边缘的穿孔，或者穿孔以不分等级的方式在长度上变化。

作为另一示例，图8示出了具有沿着折叠区域在深度上变化的穿孔的连续分离件800的横截面图。在该示例中，靠近折叠区域的外边缘的穿孔802在深度上相对于靠近中心的穿孔804更浅。在其他示例中，穿孔可以以任意其他合适的方式在深度上变化。

如以上所提及的，连续分离件中的穿孔的维度还可以基于穿孔在电极堆中的位置变化。例如，沿着在电极堆的中间层附近的折叠区域的穿孔可以在大小和/或深度上大于沿着在电极堆的外层附近的折叠区域的穿孔，或相反。

在一些示例中，一个或多个固定元件可以与电极堆耦合，以将堆固定到外封装和/或将相邻的电极堆层固定在一起，并且因此帮助防止电池结构在组装之后相对于彼此移动。图9示出了示例电极堆900的俯视图，该电极堆具有与电极堆900耦合的固定元件902。固定元件902被配置为相对于连续分离件在位置上固定不连续电极层，例如，一个或多个阳极904和一个或多个阴极906。固定元件可以采取任意合适的形式。在一些示例中，固定元件可以采取涂敷的粘合剂、胶带或其他胶粘结构的形式，而在其他示例中，备选地或附加地可以使用机械固定机构。将理解，图2至图9本质上是示意性的，并且出于图示性目的，可以扭曲零件的相对维度。

图10示出了形成具有不连续电极层和在折叠区域中具有穿孔的连续分离件的电池的示例方法。在一些示例中，可以获得预先穿孔的分离件，而在其他示例中，穿孔可以在电极堆组装工艺期间被形成。如此，方法1000可选地包括：在1002处，对连续分离件穿孔。穿孔沿着连续分离件的区域而被形成，连续分离件的区域在电极堆的组装期间将变成折叠区域。穿孔可以以任意合适的方式来形成，诸如经由激光切割、机器针刺、模切、冲压、压印以及成型，其中，被用来形成穿孔的方法可以取决于分离件的材料。用于分离件的合适材料的示例包括聚合物膜，诸如聚丙烯和聚乙烯。

穿孔可以具有任意合适的配置。在一些示例中，穿孔可以是基本上均匀的。在其他示例中，穿孔可以具有变化的维度。进一步地，在一些示例中，穿孔可以完全延伸穿过分离件，而在其他示例中，穿孔可以部分地延伸穿过折叠区域中的连续分离件的深度。进一步地，穿孔可以具有可变配置，如1004处所示。作为示例，穿孔可以基于折叠区域的电极堆内的层而变化，如1006处所示，或者可以基于沿着折叠区域的长度的位置而变化，如1008处所示。

方法1000还包括：在1010处，将电极对的第一电极层放置为与连续分离件接触；以及在1012处，将连续分离件折叠在第一电极层上方，以形成连续分离件的折叠区域。方法1000还包括：在1014处，将电极对的第二电极层放置到连续分离件上，使得连续分离件被定位在第一电极层与第二电极层之间，并且然后将分离件折叠在第二电极上方。

方法1000还包括：在1016处，迭代地将另一电极放置在连续分离件上，并且将连续分离件折叠在电极层上方，使得连续分离件被定位在电极堆中的多个附加电极对中的每一个的电极之间。连续分离件可以在1018处被折叠为之字形配置，或者在1020处被折叠为卷筒配置。如上所述，图3和图4分别示出了之字形配置和卷筒配置的连续分离件的示例。在一些示例中，这些折叠中的每一个包括穿孔，而在其他示例中，穿孔可以被形成在折叠区域的子集中。

方法1000还可以包括：在1022处，将一个或多个固定元件与电极层耦合，以相对于连续分离件在位置上固定不连续电极层。可以使用任意合适的固定元件，诸如胶粘和机械元件。在其他示例中，可以省略这种固定元件。

另一示例提供了一种电池，该电池包括：多个不连续电极层；和连续分离件，该连续分离件分离不连续电极层，连续分离件具有穿孔，这些穿孔在连续分离件的折叠区域中至少部分地延伸穿过连续分离件的深度。附加地或备选地，连续分离件中的穿孔可以沿着折叠区域的长度在配置上变化。附加地或备选地，连续分离件的折叠区域中的穿孔可以基于折叠区域在电池内的位置在配置上变化。附加地或备选地，连续分离件可以被折叠为之字形配置。附加地或备选地，连续分离件可以被折叠为滚筒配置。附加地或备选地，电池可以是弯曲的。附加地或备选地，电池可以包括一个或多个固定元件，该一个或多个固定元件被配置为相对于连续分离件在位置上固定不连续电极层。

另一示例提供了一种形成包括不连续电极层和连续分离件的电池的方法，方法包括：将电极对的第一电极层放置为与连续分离件接触；将连续分离件折叠在第一电极层上方，以形成连续分离件的折叠区域，连续分离件包括在折叠区域中至少部分延伸穿过连续分离件的深度的一个或多个穿孔；以及将电极对的第二电极层放置到连续分离件上，使得连续分离件被定位在第一电极层与第二电极层之间。附加地或备选地，方法可以包括在折叠连续分离件之前对连续分离件穿孔。附加地或备选地，对连续分离件穿孔可以包括沿着电池的一个或多个维度形成具有变化深度的穿孔。形成具有变化深度的穿孔附加地或备选地可以包括基于折叠区域在电池内的位置改变穿孔的深度，或者附加地或备选地可以包括沿着折叠区域的长度改变穿孔的深度。附加地或备选地，连续分离件可以包括预先形成的穿孔。附加地或备选地，方法可以包括：在多个位置处折叠连续分离件，以在电极堆中的多个电极对中的每个电极对之间延伸。附加地或备选地，折叠连续分离件可以包括将连续分离件折叠为之字形配置。附加地或备选地，折叠连续分离件可以包括将连续分离件折叠为卷筒配置。附加地或备选地，方法可以包括：耦合一个或多个固定元件，以相对于连续分离件在位置上固定不连续电极层。

另一示例提供了一种电池，该电池包括：多个不连续电极层；和连续分离件，该连续分离件分离不连续电极层，连续分离件具有穿孔，这些穿孔在连续分离件的多个折叠区域中至少部分地延伸穿过连续分离件的深度，穿孔沿着一个或多个维度在配置上变化。附加地或备选地，连续分离件中的穿孔可以沿着连续分离件的每个折叠区域的长度在配置上变化。附加地或备选地，连续分离件的折叠区域中的穿孔可以基于每个折叠区域在电池内的位置在配置上变化。

将理解，本文所描述的配置和/或方法本质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不应当被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。本文所描述的具体例程或方法可以表示任意数目的处理策略中的一个或多个。如此，所图示和/或所描述的各种动作可以按所图示和/或所描述的顺序、按其他顺序、并行地被执行或省略。同样，可以改变上述处理的次序。

本公开的主题内容包括本文所公开的各种处理、系统和配置、以及其他特征、功能、动作和/或特性及其任意和所有等同物的所有新型和不明显的组合和子组合。

Claims (15)

1.一种电池，包括：

多个不连续电极层；以及

连续分离件，所述连续分离件分离所述不连续电极层，所述连续分离件具有穿孔，所述穿孔在所述连续分离件的折叠区域中至少部分地延伸穿过所述连续分离件的深度。

2.根据权利要求1所述的电池，其中所述连续分离件中的所述穿孔沿着所述折叠区域的长度在配置上变化。

3.根据权利要求1所述的电池，其中所述连续分离件的所述折叠区域中的所述穿孔基于所述折叠区域在所述电池内的位置在配置上变化。

4.根据权利要求1所述的电池，其中所述连续分离件被折叠为之字形配置。

5.根据权利要求1所述的电池，其中所述连续分离件被折叠为卷筒配置。

6.根据权利要求1所述的电池，其中所述电池是弯曲的。

7.根据权利要求1所述的电池，还包括一个或多个固定元件，所述一个或多个固定元件被配置为相对于所述连续分离件在位置上固定所述不连续电极层。

8.一种形成包括不连续电极层和连续分离件的电池的方法，所述方法包括：

将电极对的第一电极层放置为与所述连续分离件接触；

将所述连续分离件折叠在所述第一电极层上方，以形成所述连续分离件的折叠区域，所述连续分离件包括在所述折叠区域中至少部分地延伸穿过所述连续分离件的深度的一个或多个穿孔；以及

将所述电极对的第二电极层放置到所述连续分离件上，使得所述连续分离件被定位在所述第一电极层与所述第二电极层之间。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：在折叠所述连续分离件之前对所述连续分离件穿孔。

10.根据权利要求9所述的方法，其中对所述连续分离件穿孔包括：沿着所述电池的一个或多个维度形成具有变化深度的穿孔。

11.根据权利要求10所述的方法，其中形成具有变化深度的穿孔包括：基于所述折叠区域在所述电池内的位置改变穿孔的深度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中形成具有变化深度的穿孔包括：沿着所述折叠区域的长度改变穿孔的深度。

13.根据权利要求8所述的方法，其中所述连续分离件包括预先形成的穿孔。

14.根据权利要求8所述的方法，还包括：在多个位置处折叠所述连续分离件，以在电极堆中的多个电极对中的每个电极对之间延伸。

15.根据权利要求14所述的方法，其中折叠所述连续分离件包括：将所述连续分离件折叠为之字形配置。