CN1121264A - 一种电池及其制造方法 - Google Patents

一种电池及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1121264A
CN1121264A CN95116631A CN95116631A CN1121264A CN 1121264 A CN1121264 A CN 1121264A CN 95116631 A CN95116631 A CN 95116631A CN 95116631 A CN95116631 A CN 95116631A CN 1121264 A CN1121264 A CN 1121264A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
temperature
electrode
parts
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN95116631A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1118881C (zh
Inventor
三品伸也
川上总一郎
小林直哉
浅尾昌也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN1121264A publication Critical patent/CN1121264A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1118881C publication Critical patent/CN1118881C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供一种二次电池，它具有负电极和正电极与分隔器的叠置层，并通过对电极进行足够的挤压而获得了低的电池内阻和优异的充电和放电能力，在其中正电极和负电极与分隔器叠置在一起并与固态电解质或电解液一起被存储在电池外壳中的电池中，在电池外壳中提供了其形状在预定温度(第一温度)改变的部件，该温度低于分隔器熔点并处于电池工作温度范围之外，且该部件在该电池工作温度范围中保持该形状。通过将部件加热或冷却到第一温度，将压力加到电池外壳的至少一个部分上或者释放所施加的压力。

Description

一种电池及其制造方法
本发明涉及一种电池，其中带有负电极和正电极与介于其间的分隔器，且该分隔器被插入到电池外壳中。更具体地说，本发明涉及一种电池，其中采用了一个部件—该部件的形状随着温度而改变并保持其形状，以增大放电容量、改善可靠性、并便于回收利用。
目前，随着袖珍电子器件的发展，对高性能电源(电池)的需要也增大了，而这些电源是驱动这些电子装置的核心部分。另外，在地球的环境问题方面，对发展一种具有高能量密度以用于负载平衡和电子汽车的二次电池并回收利用使用过的电池的需求也增大了，因而能够减小对热能产生(其间排放出CO2等等)的需要，且能够平衡掉过量的功率。
作为一种高性能电池，已经积极开发了一种锁链式锂离子二次电池，其中采用一种其中添加有锂离子的添加化合物作为正电极，并采用碳作为活性负电极材料。这种电池，在8mm摄象机和袖珍电话中，被部分地得到实际应用。由于锂离子二次电池不具有金属锂原来所具有的能量密度，通过采用金属锂作为活性负电极材料，对能够实现高能量密度(这是锂原有的特性)的锂二次电池也进行了积极的研究。
一般地，对于锂二次电池(这里其中锂离子介入电池反应的电池都被称为锂电池)，采用了非水电解液来抑制金属锂与水的反应。锂二次电池的非水电解溶液，具有比镍—镉二次电池和采用含水电解溶液的铅二次电池低的电离和离子运动。因此，电解液的导电率低且电池的内阻增大，因而负和正电极之间的距离必须短，以减小电池的内阻。
因此，已经考虑了一种方法，该方法通过减小负和正电极之间的距离，来减小电池的的内阻。更具体地说，该方法是以如下方式进行的。对于借助分隔器通过绕组来提供负和正电极的电极绕组结构(螺旋式)，负电极和正电极，通过在将该结构插入电池外壳时在张力下进行卷绕，而得到了挤压。
如图17A和17B所示，一个矩形电池具有单层(图17A)或多层(图17B)的电极结构。标号1701表示负电极；1702表示正电极；且1703表示各个分隔器。
当其中负电极和正电极借助分隔器而重叠的电极结构被插入电池外壳时，如图18A至18C所示，电极沿着一个挤压方向受到一个外力。在图18A至18C中，标号1801表示负电极；标号1802表示正电极；1803表示分隔器；1804表示电池外壳；且1805表示用于从外部挤压电极的装置。即，为了将电极插入电池外壳中，如图18A所示，电极的部分，在受到外力挤压的同时被插入，在此之后，加在电极上的外部的压力被释放(图18B)，且电极在剩下的距离中受到外力或振动(图18C)的驱动，且如此提供了电池。在图18A所示的状态下，电极的远端是自由的且未受到挤压，因而图18C中的电池的电极(它是由图18B的工艺提供的)没有受到足够的挤压。
换言之，借助上述方法，压力不能被加到整个电极上，且负电极和正电极之间的距离被增大了。因此，阻抗较高，电池反应难于发生，且电池内部的能量损耗增大。其结果是，充电/放电电容小于实际上应该获得的值，且活性电池材料的利用系数被降低了。
另外，对于上述电池(它具有大的用于负载平衡或电子汽车的容量)，电极面积必须较大。因此，除了目前主要采用的螺旋式之外，还考虑了这样一种电极结构—其中负电极和正电极借助分隔器而叠置在一起。随着电极面积的增大，为了改善电池性能，使彼此相对的电极受到均匀的挤压并使阻抗尽可能地得到减小，就变得更为重要。因而非常需要一种有效的挤压装置。
另外，由于锂二次电池采用了有机溶剂作为其电解液，它应该得到仔细的处理，且必须为该电池设置安全阀。
该安全阀的结构是这样的，即它当一个柔性部件—例如弹簧或橡胶—随着内部压力增大而受到驱动时打开。换言之，该安全阀是在电池的性能受到激活中的一段时间过后，得到致动的。对于更大的电池，这种机制最好得到进一步的改进。因此，需要一种装置，它进行检测并在内部压强增大之前得到激活。
在对用过的电池(它们被收集起来以对电池材料进行回收利用)进行处理时，在电池外壳内且与电池外壳壁的内表面相邻处存储有压力的情况下，切下电池外壳并取出电池部件(例如电极)是不容易的。因此，需要一种装置，它能够在收集用过电池的回收利用期间，使位于电池外壳壁内表面附近的电池部件与电池外壳的分离变得容易进行。
为了克服上述缺点，本发明的第一个目的，是提供一种电池，其中负电极和正电极借助分隔器而设置，且其中通过适当挤压正和负电极，而获得了低的内阻和高的充电/放电性能。
本发明的第二个目的，是提供一种电池，它具有用于根据电池的内部温度来减小内部压强的装置。
本发明的第三个目的，是提供一种电池，它能够被方便地回收利用。
本发明的第四个目的，是提供一种制作电池的方法，它的步骤简单并能够提供良好的产量。
为了解决上述问题，本发明人对这些问题进行了仔细的原因，并获得了以下所述的本发明。
根据本发明，一种电池是这样设计的，即带有分隔器的正电极和负电极与固态电解质或电解液一起被存储在电池外壳中，其中设置了一个部件，该部件的形状在预定温度(第一温度)下得到改变，该端低于分隔器的熔点但处于工作温度范围之外，且在处于工作温度范围之内的温度下保持改变后的形状，并被加热到该第一温度以将压力施加到电池外壳中的至少一个区域，或者得到冷却以释放所施加的压力。
该负电极至少包含锂作为活性材料，且非水溶液被用作电解液。
负电极和正电极分别被固定在负集电器和正集电器上，并与负和正集电器的输入和输出端相连。
本发明的电池进一步包括一个弹性体和用于抑制该弹性体的弹性力的止动器装置，而该止动器装置由该部件构成。
根据本发明，当该部件的形状改变时，压力沿着一个方向施加—沿着该方向正电极和负电极之间的距离被减小，且为电池外壳设置的一个安全阀受到致动，且/或正电极(或正集电器)与用于正电极的输入/输出端相电连接，且/或负电极(或负集电器)与用于负电极的输入/输出端相电连接。
根据本发明，该部件最好用具有形状记忆功能的合金或树脂制成。特别地，为了便于处理，该部件最好用形状记忆合金制成。或者，该部件可以用其体积在第一温度下膨胀的材料制成。该材料在其体积膨胀时最好产生气体。
在本发明的电池中，该部件最好用这样的材料制成，即该材料的形状在第一温度下改变，且在处于工作温度范围之外的一个第二温度下也改变形状。
例如，该部件可以由这样一种材料制成，该材料在第一温度下取一个形状，并在处于工作温度范围之外的第二温度下取不同的形状。由于该部件在第二温度下的形状改变，沿着与电极相对的方向施加的压力得到释放，或者对设置在电池外壳中的安全阀的致动被停止。或者，由于在第二温度下的形状改变，正电极(或正集电器)与用于正电极的输入/输出端的电连接被中断，且/或负电极(或负集电器)与用于负电极的输入/输出端的电连接被中断。
另外，设置了一个部件，它不同于实现输入端与电极的电连接或断开并对安全阀进行致动的部件，且安全阀得到致动的温度被提高了，从而使其高于电连接被中断的温度(第二温度)。
该部件在该更高温度下和在第二温度下取的改变后的形状，是可逆的。
另外，本发明的电池最好包括用于使施加的压力相等的挤压平衡装置。该挤压平衡装置最好用这样的材料制成，该材料在低于分隔器的熔点的一个温度下处于流动状态，且不与固态电解质和电解液进行反应，或者经过处理而不进行这样的反应。特别，该挤压平衡装置最好位于该部件与电池外壳中的电极之间。
在根据本发明的用于制作二次电池的方法中，正电极和负电极带有分隔器，且所产生的结构与固态电解质或电解液一起被存储在电池外壳中，该方法包括以下步骤：
在电池外壳中至少存储正电极、负电极、分隔器、以及一个部件—该部件的形状在低于分隔器的熔点并处于电池的工作温度范围之外的一个温度(第一温度)下发生改变，且它在处于工作温度范围之内的温度下保持改变后的形状；以及
在第一温度下加热或冷却所产生的结构，该第一温度不同于实现存储时的温度。
本发明的用于制作二次电池的方法，进一步包括在该部件中提供挤压平衡装置的步骤。
最好用包含作为活性材料的锂的材料的负电极作为负电极，用非水电解溶液作为电解液，并在提供适当的水去除条件的环境下进行生产操作。
根据本发明的电池是这样设计的，即正电极和负电极带有分隔器，且所产生的结构与固态电解质和电解液一起被存储在电池外壳中，且在电池外壳中设置了一个部件(例如形状记忆合金)，该部件的形状在低于分隔器的熔点且处于电池的工作温度范围之外的一个温度(第一温度)下发生改变，且该部件在处于工作温度范围之内的温度下保持改变后的形状。当该部件在预定温度(第一温度)下被加热或冷却时，部件的形状可以被改变。因此，当该部件的形状在预定温度下得到设定时，该部件的形状得到改变且，例如电极可以受到与电极表面垂直的力的挤压。电池的内阻可以由此而得到减小，因而能够提供具有优异充电和放电特性的电池。
作为上述其形状随着温度改变的部件，可以采用这样的部件—其形状不仅在第一温度下改变而且在第二温度也改变。例如，借助一种部件—其形状在第一温度改变以施加压力且在第二温度下改变以释放压力，当温度被设定在第二温度时电极上的压力被释放，使电极在电池被回收利用时能够方便地拆下。
另外，当可以呈现流动状态的材料—例如蜡—被用作挤压平衡装置时，该材料使电极表面凸起和凹下的部分变得平坦，从而使其形状随着温度改变的部件能够将压力均匀地加到电极上。因此，电极的大小(面积)容易得到增大。
图1A和1B是示意图，显示了一种装置，其中其形状随着温度改变的部件将压力加到电池中的电极上；
图2A至2C是示意图，显示了一种装置，其中其形状随着温度改变的部件将用于正电极的输入/输出端电连接到电池中的正电极，且/或将负电极的输入/输出端电连接到电池中的负电极；
图3A至3C是示意图，显示了另一种装置，其中其形状随着温度改变的部件将正电极的输入/输出端电连接到电池中的正电极，且/或将负电极的输入/输出端电连接到电池中的负电极；
图4A至4C是示意图，显示了另一种装置，其中其形状随着温度改变的部件将正电极的输入/输出端电连接到电池中的正电极，且/或将负电极的输入/输出端电连接到电池中的负电极；
图5A至5D是示意图，显示了一种装置，其中其形状随着温度改变的部件根据电池的内部温度来控制一个安全阀的致动；
图6A至6C是示意图，显示了一种装置，其中其形状随着温度改变的部件根据电池的内部温度来控制一个安全阀的致动；
图7A和7B是示意图，显示了一种挤压装置，该挤压装置用于带有可释放止动器装置的弹性体；
图8A至8D是示意图，显示了挤压装置的设置的一个例子，它由其形状随着温度改变的部件构成；
图9A和9B是示意图，用于解释挤压平衡装置；
图10是示意图，显示了作为根据本发明的电池的一个例子的锂二次电池；
图11是示意图，显示了本发明的第一实施例；
图12是示意图，显示了本发明的第二实施例；
图13是示意图，显示了本发明的第三实施例；
图14是示意图，显示了根据本发明的第三实施例的安全阀的结构；
图15是示意图，显示了本发明的第七实施例；
图16是示意图，显示了本发明的第八实施例；
图17A和17B是示意图，显示了作为例子的一个结构，其中负电极和正电极经过分隔器而被叠置在一起；以及
图18A至18C是示意图，显示了作为例子的一个方法，其中电极被插入到电池外壳中。
下面将结合最佳实施例来详细描述本发明的操作。
<其形状随着温度改变的部件>
本发明所用的其形状随着温度改变的部件，被定义为这样的部件，即当其温度被提高到预定温度(第一温度)时其形状改变，且其在电池的实用温度范围中保持其改变后的形状。因为在工作温度范围中恢复其原有形状的部件不能保持永久的功能。
希望一般的电池能够在从寒冷地区的温度(-30℃)至白天里关闭的汽车中的温度(80℃)这一范围内使用，且希望获得能够在此温度范围内保持其改变后的形状的部件。当电池被用在温度范围有限的地区时，只需要采用适合于该地区的工作温度范围的部件。
对该实施例中的二次电池，必须选择其形状在低于分隔器的熔点温度下改变的部件。如果该部件的形状在温度低于分隔器熔点时不改变，则该分隔器将在获得所需要的性能之前熔化，活性材料在负电极与正电极之间的转移将中断，电池的内阻将大大增加，且本发明的效果将不能完全获得。
通过采用其形状随着温度改变的部件，可以将以下的功能加到本发明的电池上：首先，将压力在与电极相对并垂直的面上加到电池中的电极的功能；第二，根据电池的内部温度，将电池的输入/输出端与电极电连接的功能；第三，将电池的输入/输出端与电极断开并切断电流，以预先防止电池的内部温度上升的功能；第四，根据温度来控制装在电池外壳中的安全阀的致动的功能；第五，当拆开电池以便于回收利用时，从电池外壳方便地拆下部件的功能。
电池外壳中其形状随着温度改变的部件的这些功能，将得到详细的描述。
(1)对电极的挤压
下面将描述根据本发明的一种装置，其中电池外壳中其形状随着温度改变的部件，垂直于电池外壳中的电极表面，对该电极进行挤压。
图1A和1B是电池的横截面示意图，它们被用来说明其形状随着温度改变的部件为什么能够沿着垂直于电极表面的方向对电池外壳中的电极进行挤压。在图1A和1B中，标号101表示负电极；102表示正电极；103表示分隔器；104表示电池外壳；105表示其形状随着温度改变的部件；且106表示一个绝缘器。
在本发明的二次电池中，如图1A所示，例如，借助彼此相对且其间设置有分隔器103的负电极101和正电极102，这些电极和其形状在所希望的温度改变的部件105，被插入到电池外壳104中。这是部件105的形状被改变之前的状态。该状态下的结构(即其中电极101和102以及部件105被插入到电池外壳104中)随后被加热到一个温度(第一温度)—在该温度下部件105的形状被改变—或一个更高的温度。如图1B所示，部件105的形状得到改变，且电极的体积得到减小。其结果，电极在电池外壳中沿着与电极面垂直的方向受到了适当挤压。
另外，当用其形状能够可逆改变的部件作为其形状随着温度改变的部件105时，其形状在处于电池的工作温度范围之外的一个温度(第二温度)下再次改变，且压力得到释放。因此，当拆开电池时，可以容易地把电极从电池外壳上拆下。
(2)电池的输入/输出端与电极的电连接和断开
下面说明这样的功能，即其中其形状在第一温度改变的部件将电池的输入/输出正电极端与电池中的正电极相电连接，且/或将电池的输入/输出负电极端与电池中的负电极相连。
其形状随着温度改变的部件不仅被用作电极的挤压装置，而且还使电池的输入/输出端与电极相电连接。换言之，通过给电极施加压力，电极引线(电池的输入/输出端)能够与电池中的电极相电连接。
下面将结合图2具体描述上述功能，但本发明不仅限于以下的例子。图2A至2C是电池的横截面示意图，它们被用来说明一种电池的结构，在该电池中采用了其形状随着温度改变的部件，作为使电池的正电极的输入/输出端与电池中的正电极相电连接并使电池的负电极的输入/输出端与电池中的负电极相电连接的装置。在图2A至2C中，标号201表示一个负电极；202表示正电极；203表示分隔器；204表示电池外壳；205表示其形状随着温度改变的部件；206表示电池的输入/输出端；207表示用于引线电极的接头；且208表示绝缘器。
根据本发明，图2所示的结构，被用来通过挤压，来在正电极的电池输入/输出端和电池中的正电极之间以及负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极之间，进行电连接。图2B和2C是具体的放大图，显示了通过在图2A中施加压力而形成电接触的部分(用圆圈包围起来)在施加压力之前和之后的状态。
在图2B中，显示了施加压力之前的状态，在电池中的电极引线接头207与相应的电池的输入/输出端206之间，有一个间隙，且电连接被切断。在图2C所示的状态下，其形状随着温度改变的部件205的形状已经通过加热而得到改变，由于部件205的形状的改变，压力被加在与电池的输入/输出端206对应的电极引线接头207上，且在电池中的电极与相应的电池的输入/输出端之间提供了适当的电连接。
因此，足够的压力被加到与电池中的电极相对应的电极引线接头的接触区上，同时电池中的电极沿着与电极的面垂直的方向受到挤压，以提供适当的电流收集。
在此情况下，在与电池中的电极相接触的电极引线端206、以及电极引线接头207、或者挤压装置的接触区上，最好加有由软导电材料(例如金、银、铟或焊料)构成的覆层，以获得所希望的电接触。
如上所述，根据本发明，可以在不采用传统手段(例如焊接或点焊)的情况下，在正电极的电池输入/输出端与电池中的正电极之间和/或负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极之间，提供电连接。
另外，如图3A和4A所示，本发明当一个电池的输入/输出端也被用作电池外壳时，能够得到有效的采用。在图3A中，能够导电的形状记忆合金等等，被用作其形状随着温度改变的部件205。不需要电极引线接头。电池的输入/输出端(电池外壳)206，通过利用电池中的电极不仅沿着与电极面垂直的方向而且也向着电池外壳的内面(如图3A中的箭头所示)受到挤压这一事实，而与电极之一相电连接。在图4A的情况下，电极引线接头207被用来使电池中的电极之一与电池的输入/输出端(电池外壳)206相电连接。在此情况下，其他的电极必须与电池外壳绝缘。
图3B和3C，以及图4B和4C，分别是图3A和4A的部分(由圆圈包围)的放大图，在这些部分中进行电连接。图3B和4B显示了压力施加之前的状态，而图3C和4C则显示了施加了压力的状态。在图3B和4B所示的压力施加之前的状态下，如图2B所示，在电池的输入/输出端与其形状随着温度改变的部件或电极引线接头之间，有一个间隙，且电连接被切断。在图3C和图4C所示的施加了压力的状态下，象图2C中那样，其形状随着温度改变的部件的形状改变了，且电池的输入/输出端借助挤压而与这些部件或电极引线接头完全电连接。换言之，本发明当用于电极的电池的输入/输出端也被用作电池外壳时，也是有效的。
另外，根据本发明，由于电池部件的结构简单，电池的至少一个部分能够被设定在预定温度，正电极的电池的输入/输出端与电池中的正电极之间和/或负电极的电池的输入/输出端与电池中的负电极之间的电连接能够得到实现。因此，由于不需要诸如点焊或焊接的传统手段，电池的制作可以得到简化，且由于电极只借助热过程产生的压力而与电池的输入/输出端相连，因而当拆开电池时可以方便地将电极从电池外壳上拆下。
另外，为了防止温度上升，可以提供一种功能，以使形状改变过程逆转并在电池的工作温度范围之外的一个第二温度(例如一个较高的温度)下取另一形状，从而释放压力，而且，在正电极的电池的输入/输出端与电池中的正电极之间和/或负电极的电池的输入/输出端与电池中的负电极之间出现一个间隙(见图2B、3B和4B)，且电流由于电连接被切断而被中断。
更具体地说，当由于过度充电、过度放电或内部短路而产生热量，且电池的内部温度上升到高于第二温度时，电池的使用(充电和放电)被中断。因此，能够防止与过度充电或过度放电有关的问题(对串联的其他电池的不利影响)。
当采用了其形状能够可逆改变的部件时，也能够提供这种功能，其中当温度降低时，压力被加到电极的接触区上，电池的输入/输出端与引线接头之间再次得到电连接，且原有的正常状态自动得到恢复。
(3)用于检测电池温度的安全阀
现在描述本发明的一个功能，借助该功能，在所希望的温度，其形状随着温度改变的部件控制着安全阀的致动。
根据本发明，可以根据电池的温度来自动控制安全阀的致动。更具体地说，可以提供一种锂二次电池，它为了更大的操作安全而在电池的内部压强上升之前根据电池的内部温度来致动安全阀。
这种功能将结合图5A至5D和6A至6C来具体描述。图5A至5D和6A至6C，是电池的横截面示意图，并被用来解释安全阀在所希望的温度下得到致动的原理。标号501表示负电极；502表示正电极；503表示分隔器；504表示电池外壳；505表示弹性体，诸如弹簧或橡胶；506表示密封板；507表示安全阀；508表示其形状随着温度改变的部件；509表示放气口；且510表示一个止动器，它是用于弹性体511的，后者由其形状随着温度改变的部件制成并起着在预定温度下释放止动器的作用。
图5B至5D是放大图，显示了图5A中的安全阀。下面将结合这些图来描述安全阀的操作原理。在图5B所示的状态下，安全阀是关闭的，且在图5C和5D所示的状态下，安全阀是打开的。通常(当密封时)，传统的安全阀是关闭的，如图5B所示。当电池的内部压强增大时，压强所施加的力变得大于弹性体505压在密封板506以密封电池的力。此时，如图5C所示，弹性体505受到挤压，以在密封板506与安全阀507之间打开一个间隙，气体通过放气口509而排出，且防止了电池内部压强的进一步增大。另外，在本发明中，其形状随着温度改变的部件508的形状根据温度而改变，如图5D所示，并克服弹性体505压在密封板506上的力而对安全阀507进行致动。换言之，根据本发明，不仅能够根据电池的内部压强，而且能够根据电池中的温度，对安全阀的致动进行控制，且能够预先防止由于电池的内部温度的异常上升而产生的电解液过热分解，从而改善了可靠性。
还可以为相同的电池提供一种功能，该功能在所希望的温度，通过利用其形状随着温度改变的部件，根据电池的温度，来控制安全阀的致动；还能够提供一种功能，即在电池的工作温度范围之外(更高温度侧)再次造成形状的改变以释放压力，断开正电极的电池输入/输出端与电池中的正电极和/或负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极的连接，并使电流难于流动或完全被切断，从而防止温度的进一步上升。在此情况下，所希望的是，执行电断开的温度被设定在低于对安全阀进行致动的温度。这是由于，当安全阀起作用时，已经被密封的电池向环境开放，且空气中的水进入电池并对其性能产生不利的影响。特别是对于容易与空气中的水反应的金属锂等等，水的进入有时会降低电池的性能。更具体地说，因此更好的是：电池中的电连接的控制程序在安全阀受到致动之前执行(当电池仍然被密封时)，即不让水大气中进入，因为能够在电池的内部温度正常降低或强行降低时提供这种功能且该功能被再次使用而使电池自动返回其原有的正常状态。
应该注意的是，有两种使用形状记忆合金的方式：一种是单向使用，它只利用当形状恢复时产生的力；且另一种是双向使用，它重复利用加热时和冷却时出现的负荷。在单向方式中，在合金中在低温下出现了马氏体转变之后，它通过加热而返回到其原有形状。然而，当它被设定在低温时，合金的形状不是当热滞被大大改变时获得的形状。通过某些存储过程，有一种在高温下和在低温下存储形状的双向形状记忆合金。然而，由于在高温和在低温下的力之间的差很大，且位移量在很多情况下不能通过利用单向形状记忆合金—它在低温下变软并在高温下变硬—的特性而得到准确的控制，所以在实际中采用了双向元件，它是单向形状记忆合金与偏置弹簧的结合。形状记忆合金的弹簧的力比偏置弹簧在低温下的力弱，该弹簧因而被偏置弹簧向下压，然而弹簧的力在高温下增大。为了在重复操作中减小热滞和温度差，并获得长期的重复寿命，通常采用奥氏体与菱形体(rhonbohedral)之间的一种合金，它是出现在镍—钛合金的马氏体与奥氏体之间的中间相。
此时，其形状随着温度改变并能够控制安全阀的致动的部件，可以不同于构成用于沿着垂直于电极的面的方向对电池外壳中的电极进行挤压的装置的部件。
另外，根据本发明，如图6A所示，具有可释放止动器装置510的弹性体511，能够被用作安全阀—它根据电池中的温度而受到控制。这种安全阀的操作原理将结合图6B和6C而描述。在图6A中，显示了安全阀关闭的状态，且在图6B和6C中显示了安全阀打开的状态。通常(当被密封时)，安全阀是关闭的，如图6A所示。当电池的内部压强增大时，弹性体505克服压在密封板506上的力并使电池的内部保持在与外界隔离的状态。随后，如图6B所示，弹性体505受到挤压，以在密封板506与安全阀507之间打开一个间隙，且气体通过放气口509释放到电池之外，从而能够防止电池内部压强的进一步上升。另外，根据本实施例，一个弹性体511如图6C所示，得到定位，该弹性体511具有一个作为止动器510的部件—该部件是其形状随着温度改变的部件。当该止动器被释放时，弹性体511施加的弹性力变得大于弹性体505压在密封板506上的力，安全阀的致动能够得到控制，且安全阀能够通过采用其形状随着温度改变的部件而得到致动。应该注意的是，在图6C的结构中，弹性体511施加的力大于弹性体505施加的力。
下面将具体描述其形状随着温度改变的部件，它是本发明的特征。作为本发明的、其形状在所希望的温度下改变的部件，具有由形状记忆材料制成的部件、由通过加热而被分解并产生气体的材料制成的部件—它膨胀且不返回到其原有形状、以及具有可释放止动器的弹性部件。现在结合上述功能来分别描述这些材料。
(形状记忆材料)
其形状随着温度改变的形状记忆材料，是形状记忆合金或形状记忆树脂。形状记忆材料是在预定温度下恢复到预先记忆的形状的材料。
(形状记忆合金)
形状记忆合金的形状记忆功能，采用了固体的相变，并且是基于热塑马氏体转变。据认为，形状记忆功能是由以下机制实现的。处于高温相(母相)的合金，当温度降低时在一个温度下得到冷却以完成转变时，合金的相是马氏体低温相。由于这种转变伴随着剪切(孪晶作用产生的塑性变形)，所以在周围产生了大的弹性畸变。为了缓解这种畸变，出现了一对兄弟相，它们抵消彼此的剪切畸变。因此，没有产生宏观的外部改变。换言之，孪晶作用产生的塑性变形进行到相应的兄弟晶体提供了负荷应力的最大畸变为止。
当变形的合金得到加热并被设定在当温度增大时完成转变或更高的温度时，根据与各自母相的栅格关系，从相应的兄弟晶体产生了与变形之前相同的载体中的母相。换言之，即使形状由于马氏体相中的负荷应力而改变，母相的形状也得到了记忆。即，即使当温度降低或变得更低时，在完成转变的温度下发生了变形，由于形状记忆合金记忆了母相的形状，所以当温度上升时，通过加热到转变完成的温度，而恢复了原有形状。
因此，对于采用在本发明中的形状记忆合金，当温度提高时，其转变完成温度必须低于所用的分隔器的熔点。对于具有可逆改变的形状记忆合金，当温度降低时其转变开始温度必须处于电池工作温度范围的下限(例如-30℃)或更低。
如果该部件的形状，直到温度达到分隔器的熔点或更高时，都没有得到恢复，则分隔器将在部件的形状恢复其原有形状并发生作用之前熔化，且分隔器将完全不起作用。换言之，负电极和正电极之间的活性材料的转移将被中断，电池的内阻将极大增加，且不能完全获得本发明的效果。对于该部件的形状的可逆改变，一旦其形状再次变化到电池工作温度范围之内，将不能实现永久的功能。
其转变温度从0℃至120℃的合金，是用于本发明的最佳形状记忆合金。当采用形状记忆合金作为缩短负电极和正电极之间的距离并减小电池的内阻的挤压装置时，转变温度最好从0℃至80℃。当采用形状记忆合金作为安全装置以应付电池中的温度上升时，转变温度最好从80℃至120℃。作为处于0℃至120℃的转变温度范围内的形状记忆合金的具体例子，有镍—钛(49至51原子％的镍)、镍—铝(36至38原子％的铝)、铜—铝—镍(14至14.5质量％的铝，3至4.5质量％的镍)、铜—铝—锌(38.5至41.5质量％的锌，2至3质量％的铝)、铜—锡(至15的原子％的镍)、铟—铊(18至23的原子％的铊)、铁—铬—镍(至10的质量％的铬，至10质量％的镍)、铁—锰—锶(28至33质量％的锰，4至6质量％的锶)、金—镉(46.5至50原子％的镉)等等。更具体地说，有钛—镍(原子比为1∶1)、钛—镍(原子比49∶51)、铜—铝—镍(质量比81.7∶14.1∶4.2)、钛—镍—铜(原子比5∶4∶1)、铜—锌—铝(质量比68∶27.5∶4.5)。形状记忆合金不仅限于上述例子。当温度下降时合金开始转变的温度，是钛—镍(原子比1∶1)60℃、钛—镍(原子比49∶51)—30℃、铜—铝—镍(质量比81.7∶14.1∶4.2)25℃、钛—镍—铜(原子比5∶4∶1)50℃、且铜—锌—铝(质量比68∶27.5∶4.5)—105℃。当温度上升时的转变完成温度都在100℃或更低。由于合金的形状已经在低于适用于作为分隔器的聚丙烯的熔点(120℃至160℃)的温度下得到恢复，且在该温度下薄膜聚丙烯通过加热(约120℃)而得到收缩，这些合金对于本发明是较好的。
虽然有形状记忆合金的可逆和不可逆形状改变，在压力被加到电极上—这是本发明的模式之一—的情况下，不仅可以采用具有不可逆形状恢复的形状记忆合金，而且可以采用具有可逆形状恢复的形状记忆合金。当采用具有可逆形状恢复的形状记忆合金时，只要其当温度下降时的转变开始温度是电池工作温度(-30℃是最佳的)或更低，则当电池实际工作时，形状得到恢复，且通过对电极施加压力而获得的形状得到了保持。这种形状记忆合金因而是完全可以采用的。
形状记忆合金的可逆性和不可逆性，可以通过当合金在马氏体相进行变形和处理时的一个热处理，来进行控制。如果在马氏体相变形和处理的形状得到保持，则呈现了不可逆的形状改变。另一方面，当变形和处理的状态受到所施加的外力的限制并在温度上升时被加热到转变完成的温度时，不仅母相的形状，而且在马氏体相的形状，都能够得到记忆，即使只是部分地得到记忆，于是呈现出可逆的形状改变。
形状记忆树脂具有突出的特性，其中已经被形成任意形状的形成体记忆了其原有形状，并在被加热到预定温度或更高温度时返回到该原有形状。树脂的玻璃化转变和微晶体的熔化，被用于形状恢复功能。
形状记忆树脂，必须由软聚合物链组成、具有带有桥的网状结构、并还具有这样的结构—即其中在室温或更高的具体温度下分子运动被冻结或受到限制。在具有两相—即晶体部分和非晶体部分的树脂中，非晶体部分能够自由运动，而晶体部分，从非晶体部分的玻璃化转变温度Tg至晶体部分的熔点这一温度范围内，起着桥接点的作用—该桥接点表示了橡胶弹性。这种树脂的形状记忆效果是这样的，即当树脂受到变形并随后被冷却到温度Tg或更低温度时，其形状通过内部应力所固定，且当它被加热时，它由于内部应力而返回到其原有形状。
首先，形状记忆树脂被加热到高于玻璃化转变温度的温度，并被挤压以获得具有具体形状A的成形体。随后，在高温下将外力施加在所产生的体上，并使其取任意的形状。变形的体在室温下得到冷却，且其形状被固定在形状B。虽然该形状B在室温下得到保持，但一旦成形体被加热到高于玻璃化转变温度的温度，树脂就被软化，并迅速返回到所记忆的原有形状B。
这种形状记忆树脂可以通过普通的塑料成形方法(挤塑、压塑、注塑等等)而形成，改变的形状可以通过加热、变形、或冷却而轻易地得到固定，且变形量可以很大。形状记忆树脂的一个特性，是记忆的形状恢复温度高于正常的温度，且当它被保持在正常条件下时，变形(自然恢复)可以被忽略。
形状记忆树脂的例子，有聚氨酯、聚降冰片烯、反—1，4—聚异戊二烯、和苯乙烯·丁二烯嵌段共聚物。聚氨酯是通过二醇聚合物与二异氰酸酯的聚合加成而获得的；聚降冰片烯是通过降冰片烯单体的开环聚合化而获得的；反—1，4—聚异戊二烯是通过异戊二烯单体聚合而获得的；苯乙烯·丁二烯共聚物是通过苯乙烯单体与丁二烯单体的嵌段聚合而获得的。
形状记忆树脂，可以采用与上述形状记忆合金相同的方式使用。
(1)对带有分隔器的电极加压
用于将压力加到电池外壳中的电极上的形状记忆部件的功能，已经在其形状随着温度改变的部件的原理中进行了描述。下面将描述一个例子，其中形状记忆部件被用作对电极加压的装置。
钛—镍合金(原子比1∶1)的转变温度，当温度下降到60℃时开始，该温度高于一般电池工作温度范围的下限(-30℃)。当形状记忆合金的改变可逆时，形状记乙合金加到负电极和正电极上的压力，可以通过形状记忆合金由于温度的变形，而得到释放。因此，当电池在大的温度范围中被重复使用时，形状记忆合金必然是不可逆的。为了采用这种合金，只需要采用例如以下的步骤来制作挤压装置。钛—镍合金(原子比1∶1)被冷却到52℃或更低，这是当温度下降时其转变完成的温度，且该温度造成了马氏体转变。所产生的合金随后受压，并随后与电极一起被存储在电池外壳中。然后，所产生的电池被加热到77℃或更高(这是当温度上升时的转变完成温度)，且形状被扩展且母相中的形状得到恢复。换言之，合金的形状得到了如此的改变，即它受到在电池内部建立起来的压力，且它将所希望的压力加到电极上。由于即使温度随后下降到77℃之下形状也是不可逆的，所以其中压力被加到电极上的形状能够得到保持。因此，来自电池外壳内部挤压得到继续，而这是本发明的目的。
如上所述，当形状记忆合金的形状恢复功能被用于挤压装置时，在形状记忆合金板的形状得到恢复时，电池外壳中的电极只需要通过分隔器而处于较短的距离。更具体地说，借助其而将压力沿着与电极面垂直的方向加到电极上的合金的形状，得到了记忆。然后，该合金受到挤压，以将其方便地存储在电池外壳中，并与叠置的电极一起存储。在一个温度(当温度上升时的转变完成温度)或更高的温度下进行热处理，在该温度合金将恢复并取记忆的形状，且该温度低于分隔器的熔点，因而合金恢复并取预先记忆的形状。
根据本发明，构成用于对带有分隔器的电极进行挤压的挤压装置的部件，也可以被用作电池外壳。一种电池外壳是利用例如钛—镍合金(原子比为49∶51)制成，并利用液氮而被冷却到-30℃(它是温度下降时的转变完成温度)或更低。电池外壳由外力打开，且在温度上升到室温之前将电极迅速插入其中。然后，电池外壳的形状得到恢复，即电池外壳变窄，从而使压力被加到电极上。
为了获得本发明的效果，如果当挤压装置的部件恢复到其记忆的形状时，压力可以被局部地加到电极上，则将刚性部件—诸如不锈钢板或钛板—置于上述部件与叠置的电极之间以分散压力，是有效的。能够防止电池的性能由于局部的形状改变而降低。
(2)电池输入/输出端与电池内部电极之间的电连接和断开
结合图2A至2C、图3A至3C和图4A至4C，已经给出了对形状记忆部件的功能的工作原理的描述，该形状记忆部件在正电极的电池输入/输出端与电池中的正电极之间和/或在负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极之间进行电连接和断开。更具体地说，当形状记忆部件被用作用于将正电极的电池输入/输出端连接到电池中的正电极和/或将负电极的电池输入/输出端连接到电池中的负电极的装置时，该形状记忆部件只需要以图2A至2C中所示的部件的形式提供—该部件的形状随着温度而改变。即，以与其中形状记忆部件被用作挤压电极的装置的情况中相同的方式，形状记忆部件只需要记忆施加压力时的形状，因而正电极的电池输入/输出端能够被电连接到电池中的正电极，且负电极的电池输入/输出端能够被电连接到电池中的负电极。在图2A至2C中所示的结构中，电连接和断开是可能的，且同时电极之间的距离可以随着分隔器而得到改变。另外，电极引线接头207可以被用作压力分散部件。
另外，在其中形状记忆合金被用来将正电极的电池输入/输出端电连接到电池中的正电极，和/或将负电极的电池输入/输出端电连接到负电极的情况下，可以采用一种双向形状记忆合金。这种形状记忆合金是这样设定的，即它在低于分隔器的熔点(例如当采用聚丙烯制成的分隔器时为120℃)的温度下释放压力，该压力被加到电池输入/输出端与电极或电极引线接头的接触区，且它在正电极的电池输入/输出端之间和/或在负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极之间进行电连接。在安全阀由于电池中的温度因为过度充电和电解液的分解所导致的上升而受到致动之前，这种双向形状记忆合金能够将电池输入/输出端与正电极和负电极断开(切断电流通路)。
该形状记忆合金具有电子传导性。当电池外壳电池外壳起着将其内壳电连接到电池外壳中的电极而不采用接头时，这种结构变得简单，且形状记忆合金非常适合于提高产量。因此，如图3A至3C所示，通过利用挤压电极的部件，使正电极的电池输入/输出端与电池中的正电极相接触，且/或使负电极的电池输入/输出端与负电极相接触，从而提供电连接。
为了借助加压接触而获得电连续(连续的电连接)，以减小接触电阻，更好的是将软导体，例如金、银、铟、锡或焊料的覆层，加到电池输入/输出端、构成挤压装置的形状记忆合金、和负和正电极的集电极进行电连接的部分上。
(3)对安全阀致动的控制
形状记忆部件根据电池中的温度来控制安全阀致动的功能的工作原理，与图5A至5D和图6A至6C中所示的部件的原理相同—其中形状根据温度而改变。即，当形状记忆部件被用作根据电池中的温度来控制安全阀的致动的装置时，该形状记忆部件只需要以如图5A至5D中所示的部件的形式提供—该部件的形状随着温度而改变。换言之，象其中形状记忆部件被用作电极挤压装置的情况中那样，形状记忆部件只需要预先记忆其中安全阀的致动根据电池中的温度而得到控制的形状。然而，某些装置是需要的，以使安全阀在与形状被改变以挤压电池中的电极(更具体地说，是沿着垂直于图1A和1B中的电极面的方向)时的温度相同的温度下不受到致动，但在较高的温度(例如120℃)下受到致动。例如，一个部件—它不同于挤压装置的形状记忆部件且在较高的温度下恢复其形状—被用于控制安全阀的致动的装置。双向的形状改变，只需要为控制安全阀致动的部分所记忆。即，由于形状记忆部件被用作控制安全阀的致动的部件，因而可以提供高度可靠的电池，它能够不仅根据电池的内部压强而且还根据电池中的温度，来对安全阀进行致动。
(4)对使用之后的回收利用的便利
在本发明中，当作为用于挤压部件的材料，采用了一种合金—例如钛—镍(原子比49∶51)，它的在温度下降时的转变开始温度等于或低于电池工作温度范围的下限(例如-30℃)且当其形状改变可逆时，它不仅当压力被加到电极上时，而且当用过的电池被收集起来且如上所述将电极从电池外壳上拆下时，都是有效的。
其中电极和分隔器容易被拆下的形状，例如收缩的形状，被处于低温侧的可逆形状记忆合金所记忆。为了拆开电池，将它冷却到当温度下降时转变开始的温度或更低的温度，但最好是降低到当温度下降时转变完成的温度或更低的温度。此时，挤压装置的形状收缩，且电极能够方便地拆下。
(不可逆体积膨胀材料)
其体积在预定温度下不可逆膨胀的材料，可以被用作其形状在所希望温度下改变的部件，且该部件被用作本发明的挤压装置。作为一个例子，有这样一种材料，当加热时它产生气体并膨胀，且不返回到其原有的形状。
另外，本发明所采用的一种部件—它产生气体并膨胀并随后保持膨胀的形状而不论温度如何，必须在低于分隔器熔点的温度下产生气体。如果它在温度达到分隔器的熔点或更高温度时还不产生气体，则在获得本发明的效果之前，分隔器将熔化且将不再起分隔器的作用。换言之，活性材料将受到阻止而不能在负电极与正电极之间移动，电池的内阻将大大增加，且本发明的效果将不令人满意。
在本发明中，作为通过在低于分隔器的熔点的温度下产生气体并膨胀且不返回到其原有形状的部件，有一种部件，其中在低于分隔器熔点的预定温度产生气体的材料，作为起泡材料被弥散在树脂中。或者，在低于分隔器熔点的预定温度产生气体的材料，被密封在一种材料中，后一材料当气体等等的体积增大时，其形状象气球。
用于本发明的材料—它通过加热而产生气体—的例子有：无机起泡材料，例如碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠、亚硝酸铵和硼氢化钠、偶氮二异丁腈、以及各种贮氢合金，例如镤和镤合金。通过加热而产生气体的温度，最好是115℃或更低。该温度低于聚烯烃(例如聚丙烯或聚乙烯)的熔点，而聚烯烃通常被用作锂二次电池中的分隔器。
作为发泡剂而弥散在受到加热并产生气体的材料中的树脂的例子，有不与电解液反应的聚烯烃、氟碳聚合物、硅酮树脂、高度桥连的聚氨酯、和环氧树脂。最好加入具有高导热性的金粉末，以增大导热性。因此，气体更容易产生。作为密封在气体产生材料中并象气球那样膨胀的膨胀/压缩材料，可以采用各种橡胶或超塑性材料，例如钛—铝合金。
当然，本发明的分隔器不仅限于聚丙烯或聚乙烯。只需要适当选择一种在低于所采用的分隔器的熔点的温度下产生气体并膨胀的材料。
(1)向带有分隔器形成电极施加压力
其中电池中的一个部件，通过加热而产生气体等等、膨胀且不返回其原有形状，对电极施加压力的功能，与其形状随着温度改变的部件的工作原理相同。即，通过加热而产生气体、膨胀且不返回其原有形状的材料，只需要象图1A和1B中的其形状随着温度改变的部件那样被简单地定位。在以下各点，需要某些装置。
通过加热而分解、产生气体、膨胀且不返回到其原有形状的材料，与电极一起被插入到电池外壳中。然后，通过加热过程，该部件在低于分隔器熔点的温度下产生气体并膨胀，且压力因而能够被加到电极上。由于产生了诸如二氧化碳和水的气体，最好制作紧密密封的电池，紧密封闭是在通过加热而分解和产生气体之后进行的。或者，最好提供一个气体排放阀，该气体排放阀在气体排放之后得到复置。更好的是在挤压装置膨胀且对电极加压之后，将电解液注入。
当负电极活性材料中包含锂时，且当在通过加热而分解并产生气体的部件产生气体期间产生了水时，最好在产生气体之后将电解液注入到电池中，例如在降低的压强下进行了热处理且彻底地进行了去水处理之后，因为可以消除由于水而引起的不利影响。
更好的是提供一个隔板，诸如多孔陶瓷，其中在加热处理中产生的气体能够通过该隔板，以通过防止在加热过程中扩张的部件逃出到电池中的未占据空间中，而实现目标压强。
(2)电池输入/输出端与电池的内部电极之间的电连接
象在采用形状记忆部件的情况中那样，在其中采用通过加热产生气体并膨胀且不返回到其原有形状的部件的情况下，可以在正电极的电池输入/输出端与电池的正电极之间，和/或在负电极的电池输入/输出端与电池的负电极之间，建立起电连接。
即，当用图2A至2C和图4A至4C中所示的通过加热产生气体、膨胀且不返回到其原有形状的材料代替上述形状记忆部件时，借助通过加热产生气体并使其体积膨胀，可以提供令人满意的压力施加和接触，且可以使正电极的电池输入/输出端与正电极相电连接，且/或使负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极相电连接。
(3)安全阀致动的控制
当采用借助通过加热产生气体和不返回到其原有形状的部件，作为根据电池中的温度来控制安全阀的致动的部件时，上述其形状随着温度改变的部件的原理，也能够适用。即，当采用借助通过加热产生气体和不返回到其原有形状的部件，作为根据电池中的温度来控制安全阀的致动的部件时，只需要象图5A至5D中所示的其形状随着温度改变的部件508那样，对该部件进行定位。换言之，只需要象在将形状记忆部件用作控制安全阀的致动装置的情况中那样，对该部件进行定位。但此时，需要某些装置，来致动安全阀，而这种致动不是在挤压(更具体地说，是沿着与图1A和1B中的电极的面垂直的方向)电池中的电极而发生形变的温度进行的，而是在更高的温度进行的。例如，作为控制安全阀的致动装置，采用了这样的材料—该材料在不同的、比由于通过加热产生气体而膨胀且不返回到其原有形状的材料的温度更高的温度产生气体。
即，由于采用了这样的材料—该材料由于通过加热产生气体等等而膨胀且不返回到其原有形状，可以提供更为可靠的电池—其中不仅能够根据电池的内部压强而且还能够根据电池的内部温度来对安全阀进行致动。
(具有止动器功能以限制其弹性力的弹性体)
本发明的挤压装置，能够由例如止动器构成，该止动器用其形状随着温度改变的材料和一个弹性体构成。
弹性体可以是例如通常的螺旋弹簧，该弹簧可以用诸如不锈钢的金属、钢琴线、弹簧钢产品和陶瓷材料(例如氮化硅)、片簧或其他众所周知的弹性体制成。弹性体的材料最好不与电池成分特别是电解液发生反应。当材料与电解液反应时，可以用不受电解液影响的树脂(氟碳聚合物等等)将其覆盖，以为该材料提供对电解液的保护。
能够在预定温度产生止动器功能，即能够释放弹性体的弹性力的材料，被用作止动器的材料。这种材料的例子，有包含能够熔化并变形的形状记忆聚合物的有机聚合物材料、低熔点的金属、或者形状记忆合金。当采用形状记忆部件作为止动器时，只需要记忆通过加热而恢复的形状和释放止动器功能的形状。换言之，只在其形状被恢复之前，需要用于释放弹性体的弹性力的止动器的形状记忆部件功能。在其形状已经被恢复之后，该部件就失去了其功能。
下面描述具有能够在预定温度被释放的止动器装置的弹性体的功能。
(1)向电极的压力施加
现在描述一个例子，其中采用了包括可释放止动器装置的弹性体，且该止动器在预定温度被释放以将压力加到电极上。
图7A和7B是电池的横截面示意图，用于说明当采用可控(可释放)止动器装置和弹性体705来对正电极702和负电极701施加压力时，对电池外壳中的电极进行挤压的装置。标号701表示负电极；702表示正电极；703表示分隔器；且704表示电池外壳。弹性体705在正电极702与负电极701之间施加压力，且止动器706由其形状随着温度改变的部件构成。弹性体705和止动器706组成了本发明的挤压装置。采用了绝缘器707以保证与电池外壳704等等的电绝缘。
图7A是来自弹性体的压力被停止所释放之前的电池的横截面示意图，其中电极与弹性体(挤压装置)705一起被插入到电池外壳704中，该弹性体705带有弹性可释放的止动器装置706，而负电极701和正电极702彼此相对地设置且在它们之间有分隔器。图7B是来自弹性体的压力已经被停止释放之后的电池的横截面示意图，同时电极和挤压装置被插入电池外壳中，所产生的结构经历使止动器装置706的形状改变的温度。当止动器706的形状因此而改变且来自弹性体705的压力被释放时，电极(正和负电极702和701)受到弹性体705的挤压，且电极的体积减小。
当用形状记忆部件作为止动器706时，只需要采用与采用形状记忆部件作为挤压装置时相同的材料和制作方法。
如果止动器在电极已经被存储之后被释放时，压力被局部地加到电极上，则只需要将一个刚性部件(例如不锈钢板或钛板)至少设置在弹性体705与叠置的电极之间，以分散压力。
(2)电池输入/输出端与电池内部电极之间的电连接和断开
上述其形状随着温度改变的部件的原理，可以适用于这样一种功能的工作原理，即其中弹性体705与能够释放弹性体705的弹性力的止动器装置706，执行正电极的电池输入/输出端与电池中的正电极702之间，和/或负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极701之间的电连接和断开。更具体地说，当能够释放弹性体705的弹性力的止动器装置706与弹性体705，被用作将电池的正输入/输出端电连接到正电极702并将电池的负输入/输出端电连接到负电极701的装置时，带有可释放止动器装置706的弹性体705，只需要如图2A至2C所示的、其形状随着温度改变的部件205那样被设置。即，按照与具有可释放止动器装置的弹性体被用作电极挤压装置时相同的方式，弹性体的形状得到这样的改变，即使得当止动器被释放时，正电极的电池输入/输出端能够与电池中的正电极相电连接，且/或负电极的电池输入/输出端能够与负电极相电连接。
作为具有可释放的止动器装置的弹性体的止动器，可以采用双向形状记忆合金，其中该可释放止动器装置用于将电池的正输入/输出端电连接到正电极，和/或将电池的负输入/输出端电连接到负电极。该合金被这样地设定，即电池输入/输出端与电池的内部电极的接触区或者电极引线接头，在低于分隔器熔点(例如当分隔器为聚丙烯时为120℃)的温度被释放，且正电极的电池输入/输出端与正电极断开，且/或负电极的电池输入/输出端与负电极断开。通过采用双向形状记忆合金，电池的正输入/输出端与电池的正电极之间和/或电池的负输入/输出端与电池的负电极之间的电连接，可以根据温度而被切断。另外，在安全阀被致动之前，能够进行电断开(导电通路被切断)。因此，能够提供更为可靠的二次电池。
(3)安全阀致动的控制。
上述其形状随着温度改变的部件的原理，也适用于弹性体的功能的工作原理，其中该弹性体具有止动器装置，而该止动器装置能够根据电池中的温度释放弹性体的弹性力并控制安全阀的致动。即，当具有可释放止动器装置的弹性体被用作根据电池中的温度对安全阀的致动进行控制的装置时，形状记忆部件被该弹性体所取代，而该弹性体此时被如图5A中所示地设置。但此时，需要某些装置，在不同于对电池中的电极进行挤压(更具体地说，是沿着与图1A和1B中的电极的面垂直的方向)而发生形变的温度，而是在更高的温度(例如120℃)，释放止动器并致动安全阀。例如，作为控制安全阀的致动的装置，采用了一种止动器，它在比沿着垂直于电极面的方向对电极进行挤压的止动器被释放的温度更高的温度，得到释放。
即，由于具有能够释放弹性部件的弹性力的止动器装置的弹性部件，被用于控制安全阀的致动，因而可以提供更为可靠的电池，其中不仅能够根据电池的内部压强，而且能够根据电池的内部温度，来致动安全阀。
(4)使用之后的回收利用的便利
在本发明中，为了便于电池的拆开，形状记忆合金的功能被用来释放加在正和负电极上的压力。例如，一种双向元件，该元件具有低于电池工作温度的温度(例如-30℃)，以及单向形状记忆合金钛—镍(原子比49∶51)与偏置弹簧的组合，可以被用来释放电极上的压力。因此，正电极、负电极、和分隔器(它们都是电池部件)，可以从电池外壳中方便地拆下，从而便利了电源的收集和回收利用。
使电极容易被拆下的形状，例如其中加在电极上的压力通过展开而被释放的形状，被可逆形状记忆合金记忆在低温侧。为了拆开电池，将其冷却到当温度下降时的转变开始温度或更低，最好将其冷却到当温度下降时的转变完成温度或更低。此时，控制弹性体的弹性力的止动器的形状展开，且电极上的压力得到释放，从而使电极能够被容易地拆下。
(电极挤压装置的定位)
现在结合图8A至8D来描述电极挤压装置的定位。图8A至8D是电池的横截面示意图，用于显示采用其形状随着温度改变的部件的电极挤压装置的位置。在图8A至8D中，标号801表示负电极；802表示正电极；803表示分隔器；804表示电池外壳；且805表示构成挤压装置的部件。本发明的挤压装置，可以位于最外的电极与电池外壳804的内壁之间(如图8A中所示)、电极之间(如图8B所示)、或者在电池外壳的中心(如图8C所示)，或者电池外壳本身被用作挤压装置(如图8D所示)。
总之，挤压装置应该位于这样的位置，即，使得它在被温度改变时，能够沿着垂直于电极的面的方向，对电极进行挤压。即，挤压装置可以被设置在电池外壳与电极之间，电极可以位于挤压装置与电池外壳的内壁之间，或者电池外壳本身也可以被用作挤压装置。
为了获得本发明的效果，从增大所加的压力的观点来看，使上述部件位于多个而不是一个位置上—例如位于电池外壳与各个叠置的电极的最外表面之间，是有效的。
由于上述部件被用作构成锂电池的挤压装置的部件，因而要求完全的脱水处理。通常，脱水处理是通过在低压下进行热处理而进行的。如果记忆的形状(在挤压装置被存储或插入到电池外壳之前)此时被改变，就不能获得本发明的效果。因此，在本发明中，所希望的是脱水处理在其形状随着温度改变的部件开始改变形状之前进行。
(挤压平衡装置)
本发明除了挤压装置之外，还采用了挤压平衡装置，它被用来进一步平衡挤压装置所施加的压力。
换言之，本发明的另一个特征在于：它具有挤压平衡装置，后者平衡挤压装置所施加的压力。通过平衡加到电极上的压力，枝晶生长很少出现。即使电极的表面粗糙，挤压装置也能够将压力均匀地加到电极上，且电池的尺寸容易得到增大。
下面具体描述用在本发明中的挤压平衡装置。一种在低于分隔器熔点的温度呈流动性的，不与电解质或电解液发生反应的、或者经过处理而不与其发生反应的部件，适于用作本发明的挤压平衡装置的部件。
根据本发明，挤压平衡装置由这样的部件构成，即该部件在低于分隔器的熔点的温度呈现出流动性，且不与电解质或电解液反应，或者该部件经过适当处理而不与之发生反应。由于这种挤压平衡装置与挤压装置在一起，对带有分隔器的正和负电极的叠置层能够施加足够的压力。其理由将结合图9A和9B描述。
图9A和9B是电池的横截面示意图，用于说明本发明的挤压平衡装置。标号901表示负电极；902表示正电极；903表示分隔器；904表示电池外壳；905表示挤压装置；906表示挤压平衡装置；907表示绝缘器；且908表示电极表面的突出和凹进部分。
图9A是电池在压力被均匀施加之前的横截面示意图。在负电极901与正电极902彼此相对且分隔器903位于其间的状态下，电极与挤压装置905和挤压平衡装置906一起被插入到电池外壳904中。图9B是当压力被均匀施加到电极(正和负电极)上时电池的横截面示意图。用于挤压平衡装置906的材料被液化，以填平电极的突出和凹进部分。该结构被加热到等于或高于施加压力的温度的温度(在该温度下用于挤压装置的部件的形状被改变)，且压力平衡得到实现。换言之，压力施加状态，不论电极的表面如何不平坦，都是均匀的。
因此，沿着与电极(正和负电极)的面垂直的方向所施加的压力能够得到平衡。另外，根据本发明，挤压平衡功能能够被加到挤压装置上。在这种作为例子的挤压装置中，采用了包含发泡剂的树脂。
挤压平衡装置，当该装置的材料得到适当选择时，还可以起到电池的充电和放电功能。更具体地说，当没有足够的压力被加到负电极和正电极上时，这两种电极彼此相对且在它们之间有分隔器，但当压力被加到局部的部分时，则该局部部分的阻抗减小。因此，当电池被充电和放电时，电流有时会先流向该部分，因而该部分的温度变得高于其他部分。然后，处于温度上升的部分的一个部件—它在低于熔点的温度呈现出流动性—达到了其软化点。该部件随后被液化并沿着压力逃出的方向流到相对的面上。
由于所有的部件没有被液化，位于最外的电极与电池外壳之间的部件还没有被液化。另外，由于液化的部件避免了少量的压力，电场的强度减小且电流密度降低，因而温度上升受到抑制且可流动性被停止了。通过重复上述处理，加到电极上的压力变成恒定的。当电池使用时，平衡的挤压能够在与分隔器一起叠置的负电极和正电极之间实现，其结果是延长了电池的使用寿命。当没有电流优先流过的部分时，在电池的充电和放电期间，挤压平衡装置没有被液化。由于该挤压平衡装置的部件不与电解液反应或受到处理而不与电解液反应，二次电池的充电和放电特性不会受到不利的影响。
形成挤压平衡装置的适当材料，是聚乙烯大分子或小分子蜡等等，它们在分隔器的熔点或更低的温度(例如100℃或更低温度)，呈现出流动性。由于大分子通常具有优异的耐有机溶剂性，它对于用在锂二次电池中的电解液非常稳定，且在电池工作温度范围中得到液化。
当聚苯乙烯，聚氯乙烯等在大约85℃液化的材料，被用作在低于本发明的分隔器熔点的温度液化的部件时，必须在这种材料上进行对电解液的不可溶解处理，因为这种材料在使用中被直接熔化在电解液中。有一些不可溶装置，它们是通过叠置在电解液中稳定的材料，或者通过进行桥连处理，而提供的。
构成挤压平衡装置的部件，必须在低于分隔器熔点的温度液化。如果挤压平衡装置在温度达到分隔器熔点或更高时还没有被液化，则在部件开始液化并将均匀的压力加到叠置的带有分隔器的负和正电极上，之前，分隔器首先熔化了，活性材料在负电极和正电极之间转移被中断了，电池的内阻大大增加，且其结果是不能获得本发明的效果。
构成挤压平衡装置的部件最好位于挤压装置与电极之间。例如，对于通过彼此粘合或涂覆而获得的所希望厚度，该部件可以位于与挤压装置相对的最外的电极的面上，或者在与电极相对的挤压装置的面上。
可以采用传统的涂覆方法，诸如叶片涂覆、棒涂覆、辊涂覆、或浸渍涂覆。当采用棒涂覆方法来覆盖部件并对其定位时，可以用诸如二甲苯的溶剂制成一种糊，且在低于分隔器熔点的温度液化的部件上覆盖这种糊达到所希望的厚度。然后，在该部件上进行干燥和加热处理。
另外，在带有分隔器的叠置的正和负电极的最外部分上，在叠置电极之前或者在制作电极之前，在低于分隔器熔点的温度被液化的部件可以得到设置。
现在描述用于本发明的锂二次电池的其他部件。
负电极材料101
本发明的负电极可以是锂金属、锂合金、石墨、或各种碳材料。锂合金的例子，是锂和铝、镁、钾、钠、钙、锌或铅的合金。
分隔器103
本发明的分隔器，要求有防止负电极与正电极之间的短路的功能。当采用电解液时，还需要保持该溶液的功能。分隔器应该有小的孔，通过它们影响电池反应的离子(锂离子)能够转移，且分隔器对于电解液必须是不溶和稳定的。因此，可以采用无纺玻璃纤维、聚丙烯、聚乙烯或氟碳聚合物，或者具有微孔结构的材料。
另外，具有微孔的金属氧化膜或通过化合金属氧化物获得的树脂膜，也是适当的。
正电极材料102
本发明的正电极，是通过在集电极上混合正电极活性材料、导电助剂、以及耦合剂，并在必要时加入溶剂，而形成的。适当的正电极活性材料，是其中插入有锂的层状材料：金属氧化物，诸如氧化镍、氧化钴、氧化铁、氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化铬、氧化钨；金属硫化物，诸如硫化钼、硫化铁、或硫化钛；氢氧化物，诸如氢氧化铁；或者导电聚合物，诸如多炔、聚烯烃、聚吡咯、聚苯胺。
当正电极活性材料的导电性不够时，可根据需要加入辅助导电材料，以改善正电极的导电性，并改善正电极的集电能力。适当的材料是碳粉末，诸如乙炔黑、石墨化炭黑、或石墨；或者金属粉末，诸如镍、钛、铜和不锈钢。活性材料的混合物的比值，最好是1∶1或更低，以防止正电极能量密度的降低，并保证正电极中足够的导电性。
加入作为导电辅助材料的粉末(它具有导电性)，已经作为例子进行了描述。当进一步加入少量的针形、织物或片形导电辅助剂时，该部件在提高电极的强度和增大集电能力方面，变得更为有效。
耦合剂得到适当采用，以在挤压对于正电极活性材料的成形来说不够时，对活性材料进行耦合，并防止活性材料由于充电/放电循环产生的裂缝而从集电器掉落。耦合剂是例如氟碳聚合物、聚乙烯、聚丙烯、硅树脂、或者乙烯—丁二烯—聚合物，所有这些材料对于电解液都是稳定的。电解液
电解质得到了采用。或者，采用了电解液或者通过向电解液中加入凝胶剂(诸如聚合物)而被固定的电解质。通常，其中电解质被溶解在溶剂中的电解液，被限制在分隔器中。
作为电解质，可以采用由锂离子或路易斯—碱酸离子(BF4 -、PF6 -、ASF6 -、CIO4 -、CF3SO3 -、B(CH6H5)4 -)组成的盐，或它们的混合物。除了上述材料外，也可采用由正离子，诸如钠离子、钾离子以及四烷基铵离子所构成的盐，或Lewis酸离子。希望的是，在上述盐被使用之前，对它们进行彻底的去湿处理和脱氧处理，例如在减小的压强下进行加热和干燥。
作为用于电解质的适当溶剂，可以采用乙腈、苯甲腈、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、硝基苯、二氯乙烷、二乙氧基乙烷、氯苯、γ—丁基内酯、二氧戊环、磺胺苯吡唑、硝基甲烷、脱甲基硫醚、二甲氧基乙烷、甲酸甲酯、3—甲基—2—恶唑嗪、2—甲基四氢呋喃、3—丙基斯德酮、二氧化硫、磷酰氯、亚硫酰〔二〕氯或硫酰氯，或它们的混合物。
在使用之前，最好用活性铝、分子筛、五氧化二磷、或者氯化钙或惰性气体，对溶剂进行干燥处理，蒸馏、杂质的清除以及干燥处理，可以用共存碱金属，对某些溶剂进行。
为了防止电解液的泄漏，所希望的是使溶液成胶。最好的凝胶剂，是吸收电解液的溶剂并膨胀的聚合物。对于这种聚合物，可以采用聚环氧乙烷、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。
电解质或电解液的导电率越高越好。其导电率在室温(25℃)下应该至少为1×10-3S/cm，且更好地是5×10-3S/cm。集由器
用于负电极和正电极的集电器，必须是导电材料制成的。碳、不锈钢、钛、镍、铜、铂、或金，都可以使用。电池外壳104
当外壳即电池外壳也被用作输出端时，可以采用诸如不锈钢的金属。在其他情况下，可以采用不与电池外壳内的成分发生反应的塑性树脂材料。制作二次电池的方法
在制作本发明的二次电池的方法中，在去湿的环境下，至少一个负电极、一个正电极、一个分隔器、以及一个其形状随着温度改变的部件，被插入到电池外壳中，且进行一种处理以使所产生的结构至少经过温度—该温度不同于插入时的温度(例如使部件的形状发生改变的温度)且低于分隔器熔点。可以容易且有效地地制作出具有大充电/放电能力的二次电池。
本发明的制作方法的特征，在于包括了通过使结构经过预定温度而进行挤压的步骤，以及实现挤压平衡功能的步骤。
当挤压装置起作用的温度低于室温时，发生了结露，这造成锂电池性能的降低。为了防止结露，电池组件必须在去湿环境中得到处理，直到密封步骤完成。
本发明的最佳锂电池，是用如下方法装配的。该组装是在这样的环境下进行的，即其中锂、活性材料不与水发生反应，例如在水被完全除去的干燥空气中，或者在惰性气体中进行。负电极和正电极—其每一个都具有预先制成的电极引线接头，与分隔器叠置在一起。这些电极和其形状随着温度改变的部件，在力从外部加上的情况下，被插入到电池外壳中。进行热处理，以改变该部件的形状，且注入电解液。在此之后，将盖盖在所产生的结构上，并随后用激光密封方法将其紧密封闭。
当用形状记忆部件作为挤压装置时，它能够通过在使记忆的形状得到恢复的温度下进行的热处理，而实现令人满意地挤压功能。当一个通过加热而膨胀的部件被用作挤压装置时，必须在该部件膨胀的温度或更高，但低于分隔器熔点的温度下，对该部件进行热处理。另外，当采用具有可释放止动器功能的弹性体时，这种处理是需要的，以使弹性体经过止动器被释放的温度范围。
通过在挤压装置或挤压装置与挤压平衡装置得到完全致动的温度进行处理，能够从电池的内部提供对电极的充分挤压，而这在现有技术中是未能得到的。
本发明的电池制作方法，将结合图10而得到详细描述。
图10是横截面示意图，显示了一种锂二次电池，其中本发明的其形状随着温度改变的部件被用作从电池的内部(特别是沿着垂直于电极的方向)对正和负电极进行挤压的装置。在图10中，标号1001表示负电极；1002表示正电极；1003表示分隔器；1004表示电池外壳；1005表示集电器；1006表示电池输入/输出端；且1007表示其形状随着温度改变的部件。下面描述制作方法的一个例子。当然，本发明的用于制作锂二次电池的方法，不仅限于以下的例子。
根据本发明的锂二次电池，可以用例如以下方法提供。负电极的锂箔被附在镍箔上，后者是负电极集电器，且所产生的结构被用作负电极。对于正电极，首先以预定的摩尔比将电解二氧化锰与碳酸锂混合在一起。该混合物随后在大气中在800℃下被加热八个小时，并产生出含锂的二氧化锰。然后，以预定的重量比，将含锂的二氧化锰、聚偏氟乙烯耦合剂(一种树脂，例如不溶于有机溶液的)和导电辅助剂(导电粉末，例如乙炔黑)，混合在一起。随后，用一种有机溶液，例如N—甲基吡咯烷酮，制成该混合物的糊。随后，用例如棒涂覆法，将作为正电极冷却的镍箔用这种糊覆盖成预定厚度的，且所产生的结构在大气中得到干燥。在低压和预定的温度下进行热处理，以将含锂二氧化锰正电极与正电极集电器相耦合。另外，随后对该正电极施加压力以改进集电特性，也是有效的。热处理的摩尔比，重量比和温度，可以根据所示的材料和电池特性，而得到适当的设定。
用上述方法如此制成的正电极和负电极，通过例如切割，而被分成预定的大小。随后，借助点焊，将用镍箔等等制成的导体作为引线电极而电连接到各个电极。应该注意的是，组装过程是在去湿的环境下进行的。
挤压装置是通过将形状记忆功能提供给镍—钛(原子百分比1∶1)合金板而制成的，从而使该板在第一温度下被改变到预定的形状。
带有分隔器的负电极和正电极，被插入到电池外壳中，同时这些电极被构成挤压装置的部件夹在中间。随后，该结构在形状记忆合金当温度上升时的转变完成温度下或更高的温度下加热，以恢复形状。在从电池外壳的内部施加压力的情况下，注入预定量的电解液。
在将电极端与相应的电极相连之后，将电池外壳盖装到电池外壳上，并用激光密封法将外壳紧密封闭。这样，就制成了锂电池。二次电池的模式
下面描述本发明的电池的模式。在负电极和正电极借助分隔器而叠置的情况下，任何电池模式都是可接受的。例如，有通用的、紧密封闭的正方形电池，其中由依次叠置的负电极、分隔器、和正电极组成的电极组被插入到正方形或槽形(gum—shape)的外壳中，并用激光封闭正电极盖；还有一种叠置的电池，它具有多个上述电极组。当然，上述电池结构，对于钮扣电池或螺旋柱形电池，也是有效的。
虽然已经主要以通过例子的方式描述了锂二次电池，现有技术中的问题也是锂离子二次电池的问题。另外，在称为锂离子二次电池的二次电池中，由于用作其负电极的碳的导电率比金属的低两个量级，因此对负和正电极的充分挤压，比任何其他的电池都更为需要。另外，本发明对于碱性电池(例如镍—镉电池或镍—贮氢合金电池)以及铅电池也是有效的，虽然其效果不象采用有机溶液作为电解液的锂二次电池情况下获得的那样大。
下面将结合最佳实施例，对本发明进行更为详细的描述。本发明不仅限于下面的实施例。在这些实施例中，电池的装配是在完全去湿的环境下进行的。(实施例1)
图11显示了本发明的第一实施例，其中在电池外壳中提供了用于挤压电极的装置(更具体地说，压力是沿着与电极的面垂直的方向加到电极上的)。标号1101表示负电极；1102表示负电极集电器；1103表示浸有电解液的分隔器；1104表示正电极；1105表示正电极集电器；1106表示负电极输入/输出端；1107表示正电极输入/输出端；1108表示绝缘电池外壳；且1109表示其形状随着温度改变的部件。在此实施例中，正和负电极以及电池输入/输出端，与电池外壳绝缘，且电池输入/输出端与相应的电极集电器相电连接。
200μm厚的锂箔，被附在负电极集电器(25μm厚的镍箔)1102上，且所产生的结构被用作负电极1101。电解质的二氧化锰和碳酸锂以2∶1的摩尔比被混合在一起，该混合物在800℃的温度下并在大气中被加热八个小时，且所产生的含锂二氧化锰被用作正电极1104。随后，含锂二氧化锰、一种耦合剂(聚偏氟乙烯)以及一种辅助导电剂(乙炔黑)，以92∶3∶5的重量比，被混合在一起。随后，利用N—甲基吡咯烷酮作为溶剂而制成该混合物的糊。随后，用棒涂法，将正电极集电器(25μm厚的镍箔)1105覆盖上这种糊，且所产生的结构在大气中得到完全干燥。在低压下，在160℃的温度进行三个小时的热处理，以将含锂二氧化锰与正电极集电器1105耦合在一起。这样就形成了正电极。该正电极的厚度为95μm，包括正电极集电器。
用以上方法形成的负和正电极，被切割成15mm×50mm。随后，借助点焊，在各个电极的相反一侧上，形成引线端(25μm厚的镍箔)，且在低压下在110℃将该结构干燥三小时。
形状记忆钛—镍(原子比1∶1)合金—其形状以上述方法预先得到记忆，被用作其形状改变的部件1109。负电极和正电极与在它们之间的多孔聚丙烯(Daicel Chemical Industries，Ltd。制作的电池护壳)1103叠置在一起，且这种电极组与部件1109被插入到电池外壳1108中。
随后，将引线端分别电连接到输入/输出端1106和1107。为了恢复形状记忆部件的形状，将该结构在100℃(这是当温度上升时的转变完成温度)或更高的温度下加热30分钟。
最后，将分隔器1103用丙烯碳酸酯(它包含1mol/l的四氟硼酸锂，后者是电解液)与脱甲氧基乙烷的混合溶剂(1∶1)充分浸泡。随后，该结构被紧密封闭，且制成了电池。
以5小时的速率(2个循环)，评价如此制成的电池的充电和放电。其结果是，根据循环起始特性，能够获得与正电极的能力基本相同的充电和放电能力。另一方面，对用相同方式制成但在电极被存储在电池外壳之后没有将压力加到电极上的电池，即不恢复形状记忆部件的形状(在电极插入之后不进行热处理)的电池，进行相同的评价测试。所获得的充电和放电能力大约为正电极的90％。另外，用上述方法制成的电池的内阻，在大约1kHz进行测量。其中电极在被存储在电池外壳之后得到挤压的电池的内阻，减小到其中电极在被存储在电池外壳之后没有受到挤压的电池的内阻的1/4。另外，作为利用压强检测膜对压强进行测量的结果，在电极被存储在电池外壳之后受到挤压的电池中的压强，是其中电极完全没有受到挤压的电池中的压强的2.5倍。
可见，负电极和正电极之间的距离，由于在电极被存储在其中电池中之后从其内部施加压力而得到减小，则电池的内阻因而得到减小。
如上所述，当其形状在所希望的温度改变的部件被设置在电池外壳中时，从电池内部，沿着正对方向对电极进行挤压，因而能够制成其中电极受到充分挤压的锂二次电池。(实施例2)
图12显示了本发明的第二实施例，其中提供了用于挤压电极的装置，以减小电池外壳中负和正电极之间的距离，并将电池的负输入/输出端(在此实施例中，电池外壳也被用作该端)电连接到电池中的负电极。
标号1201表示负电极；1202表示负电极集电器；1203表示浸有电解液的分隔器；1204表示正电极；1205表示正电极集电器；1206表示绝缘器；1207表示正电极输入/输出端；1208表示电池外壳；1209表示其形状随着温度改变的部件；且1210表示负电极输入/输出端。电池外壳1208和正输入/输出端1207彼此绝缘，以防止短路。
200μm厚的锂箔，被附在负电极集电器(25μm厚的镍箔)1202上，且所产生的结构被用作负电极1201。电解质二氧化锰和碳酸锂，以2∶1的摩尔比，被混合在一起，该混合物在大气中在800°C被加热八小时，且所产生的含锂二氧化锰被用作正电极1204。随后，该含锂二氧化锰、一种耦合剂(聚偏氟乙烯)以及一种辅助导电剂(乙炔黑)，以92∶3∶5的重量比充分混合在一起。随后，用N—甲基吡咯烷酮作为溶剂，制成该混合物的糊。随后，借助棒涂覆法，用这种糊覆盖正电极集电器(25μm厚的镍箔)1205，且所产生的结构在大气中被彻底干燥。在低压下，在160℃进行三小时的热处理，以将含锂二氧化锰耦合到正电极集电器1205。这样形成了正电极。该正电极的厚度为95μm，包括正电极集电器。
借助上述方法形成的负和正电极，被切割成15mm×50mm的大小。随后，借助点焊，在各个电极的相反一侧上形成引线端(25μm厚的镍箔)，且在低压下在110℃下将该结构干燥三小时。
作为其形状变化的部件1209，采用的是形状记忆钛—镍(原子比1∶1)合金，它预先记忆了双向的形状改变，从电极的方向看，它借助上述加热方法而膨胀和收缩。负电极和正电极与在它们中间的多孔聚丙烯(Daicel Chemical Industries，Ltd。制作的电池护壳)1203叠置在一起。这种电极组和部件1209，被插入到电池外壳1208中，且部件1209位于电极与电池外壳的内壁之间。
随后，将引线端电连接到正电极的输入/输出端1207。在此实施例中，该外壳也被用作负输入/输出端。换言之，如图3A所示，借助形状记忆部件的形状改变，使负电极与负输入/输出端相电连接。
为了恢复形状记忆部件的形状，将该结构在100℃(该温度是当温度上升时的转变完成温度)或更高的温度加热30分钟。
最后，用丙烯碳酸酯(它包含1mol/l的四氟硼酸锂，后者是电解液)与脱甲氧基乙烷的混合溶剂(1∶1)充分浸泡分隔器1203。随后，将该结构紧密封闭，从而制成了电池。
以5小时的速率，评价如此制成的电池的充电和放电。结果是，象在第一实施例中那样，根据循环的起始特性，可以获得与正电极的能力基本相同的充电和放电能力。另一方面，对其中电极被存储在电池外壳之后没有将压力施加到电极上的电池，即不恢复形状记忆部件的形状(在电极被插入之后不进行热处理)的电池，进行相同的评价测试。这种电池几乎没有充电和放电能力。
另外，以上述方式制成的电池的内阻，在1kHz得到测量。其中电极在被存储在电池外壳中之后得到挤压的电池的内阻，减小了象第一实施例中那样大的幅度。然而，其中电极在被存储在电池外壳之后没有受到挤压的电池，被电断开了。另外，作为利用压敏膜对压强进行测量的结果，在电极被存储在电池外壳之后受到挤压的电池中的压强，是其中电极完全没有受到挤压的电池中的压强的2.4倍。
可见负电极与正电极之间的距离，通过在电极被存储在电池中之后从其内部施加压力，而得到减小，且电池的内阻因而得到减小。还可见有将电池中的电极电连接到输入/输出端的功能。当形状记忆部件的形状没有得到恢复时，由于负电极与输入/输出端电断开，因而没有充电和放电能力。
当其中形状记忆部件的形状被恢复的电池的充电完成时，将电压计连接到其正和负输入/输出端上以在115℃加热该电池。该电压计显示0V，且没有出现致动功率。
如上所述，当其形状在所希望的温度改变的部件被设置在电池外壳中时，从电池的内部，沿着正对的方向对电极进行挤压，从而能够提供这样的锂二次电池—即其中电极受到充分的挤压且电池的负输入/输出端(在此实施例中即电池外壳)与电池中的负电极相电连接。通过采用其形状随着温度而双向改变的部件，当电池中的温度上升时，该部件收缩，从而使电池的负输入/输出端(在此实施例中即电池外壳)与电池中的负电极电断开。另外，当在高温下有更大的电流流过时，电池内部温度的上升能够预先得到防止。因此，能够提供更为可靠的锂二次电池。(实施例3)
图13和14显示了本发明的第三实施例，其中设置了一种安全装置，它沿着与电极的面垂直的方向对电池中的电极进行挤压并且其形状随着温度改变。
标号1301表示负电极；1302表示负电极集电器；1303表示浸有电解液的分隔器；1304表示正电极；1305表示正电极集电器；1306表示输入/输出端；1307表示正电极输入/输出端；1308表示绝缘电池外壳；1309表示其形状随着温度改变的部件；且1310表示安全阀。
在此实施例中，正和负电极和电池输入/输出端，与电池外壳绝缘，且各个电极的集电器通过挤压这些端如图2A所示，而与相应的输入/输出端相电连接。在115℃—在此温度发生了电断开—的形状，被部件1309预先记忆。
200μm厚的锂箔，被附在负电极集电器(25μm厚的镍箔)1302上，且所产生的结构被用作负电极1301。电解质二氧化锰与碳酸锂，以2∶1的摩尔比被混合起来，该混合物在大气中在800℃下被加热八小时，且所产生的含锂二氧化锰被用作正电极1304。随后，该含锂二氧化锰、一种耦合剂(聚偏氟乙烯)和一种辅助导电剂(乙炔黑)，以92∶3∶5的重量比充分混合在一起。随后，用N—甲基吡咯烷酮作为溶剂，制成该混合物的糊。随后，借助棒涂覆法，用这种糊覆盖正电极集电器(25μm厚的镍箔)1305，且所产生的结构在大气中被彻底干燥。在低压下，在160℃进行三小时的热处理，以将含锂二氧化锰耦合到正电极集电器1305。这样就形成了正电极。该正电极的厚度为95μm，包括正电极集电器。
以上述方法形成的负和正电极，被切割成15mm×50mm的大小。随后，借助点焊，在各个电极的相反一侧上，形成引线端(25μm厚的镍箔)，且在低压下在110℃将该结构干燥三小时。
形状记忆钛—镍(原子比1∶1)合金—其形状以上述方法而预先得到记忆，被用作其形状变化的部件1309。负电极和正电极与在它们中间的多孔聚丙烯(Daicel Chemical Industries，Ltd。制作的电池护壳)叠置在一起。这个电极组和部件1309，被插入到电池外壳1308中，从而使部件1309被设置在电极与电池的内壁之间。另外，在此实施例中，上述结构的形状记忆合金还被用作对安全阀1310的致动进行控制的部件，如图5A至5D所示。通过进行加热处理，使被用作控制安全阀1310致动的部件的形状记忆合金的改变成为可逆的。
图14是放大图，显示了该实施例中的安全阀1310的结构。标号1401表示正电极盖；1402表示密封板；1403表示弹性体；1404表示安全阀；1405表示形状记忆合金，它受到了形状记忆处理，并且是用于控制安全阀1404以使其在120℃受到致动的部件；且1406表示放气口。根据上述工作原理，该装置当形状记忆合金的形状通过温度改变时，对安全阀1404进行致动。
随后，为了恢复形状记忆部件(它是挤压装置)的形状，将该结构在100℃(这是当温度上升时的转变完成温度)或更高的温度下加热30分钟。
最后，用丙烯碳酸酯(它包含1mol/l的四氟硼酸锂，后者是电解液)与脱甲氧基乙烷的混合溶剂(1∶1)，对分隔器1303进行充分的浸泡。随后，将该结构紧密封闭，从而制成了电池。
以5小时的标准，对以上述方式制成的电池的充电和放电进行评价。其结果是，此实施例中的电极挤压装置与第一实施例中的相同，且根据循环起始特性，充电和放电能力与正电极的相同，就象在第一实施例中那样。如上所述，在此实施例中，除了挤压装置之外，还提供了对受到温度控制的安全装置的安全阀的致动。因此，当电池在115℃下受到加热时，电池电压没有显示(安全阀此时没有受到致动)。当电池继续被加热到120℃时，在保持温度的同时对电池进行检验。发现所检验的各个电池的安全阀都受到了致动。
另外，在115℃对电池进行加热，且被电断开的电池被留下，直到其温度返回到室温。该电池具有与其被加热之前相同的电池特性。证实了电池具有自动恢复的功能。
可见负电极和正电极之间的距离，通过在电极被存储在电池中之后从电池内部施加压力，而得到减小，且电池的内阻因而得到减小。还可见电池具有根据电池温度而使电池中的电极与输入/输出端电断开的功能，以及控制安全阀的致动的功能。
如上所述，其形状在所希望的温度改变的部件被设置在电池外壳中。从而能够制成一种锂二次电池，其中电极能够从电池的内部受到充分的挤压(更具体地说，是沿着使负电极和正电极之间的距离减小的方向)，且除了电池的内部压力之外，安全阀的致动能够受到温度的控制。(实施例4)
在此实施例中，采用碳材料制作负电极，且设置了如第一实施例中那样的挤压装置。
在此实施例中，为了评价二次电池的特性，以与第一实施例中相同的方式组装了一个测试电池，只是其中用了中间相碳微球(Osaka Gas Co.，Ltd。生产的MCMB)作为负电极材料，而不是锂箔。
用在该实施例中的负电极，是用以下方法制成的。首先，将中间相碳微球和一种耦合剂(聚偏氟乙烯粉末)以重量比95∶5混合在一起，并用N—甲基吡咯烷酮制成该混合物的糊。该糊被涂覆到负电极集电器(35μm厚的铜箔)，并在室温下得到充分的干燥。在160℃和低压下进行三小时的热处理，以将糊附在集电器上。从而形成电极。
象在第一实施例中那样，进行5小时标准的评价。加到电极上的挤压力，是其中部件的形状没有改变的电池的2.6倍。然而，电池的内阻为第一实施例中的1.5倍。可见因为作为负电极的碳的导电率比金属的导电率低约2个量级，在相同的挤压力下，与其中用金属(锂)作负电极的第一实施例相比，电池的内阻不能被保持足够地低。
其中电极得到挤压的电池的充电和放电能力，在实际使用中没有问题。实际上，这种能力为其中电极没有受到挤压的电池的充电和放电能力的大约3倍，且加到电极上的挤压显然是非常有效的。这种结果是由于被用作负电极的碳的低导电率。换言之，本发明的挤压装置，对于负电极具有低导电率的锂离子电池，是非常有效的。(实施例5)
在此实施例中，通过加热产生气体且不返回到其原有形状的部件，被用作构成挤压装置的部件。
进行与第一实施例中相同的评价，只是在聚乙烯中弥散有在低于分隔器熔点的温度产生气体的材料，以被用作在叠置的电极被存储在电池外壳之后对这些电极进行挤压的装置。
在叠置的电极被存储在电池外壳中之后，作为用于对这些电极进行挤压的装置采用了以下的方法，来形成在低于分隔器熔点的温度分解、产生气体、并膨胀的部件。
负电极和正电极，以与第一实施例中相同的方法制成。一种通过加热而向各个电极的非相对面产生气体的材料(碳酸氢钠)与一种粘合剂，以1∶1的体积比，被混合在一起。该混合物用N—甲基吡咯烷酮制成糊，并被附着。
所产生的结构，以与第一实施例中相同的方式，被存储在电池外壳中。随后，通过在100℃通过加热，使碳酸氢钠发泡，以进一步对电池外壳中的叠置的电极进行挤压。在此之后，在低压下进行干燥处理。
如此制成的电池的充电和放电，在5小时标准下得到评价。其结果是，根据循环起始特性，充电和放电能力大约为正电极能力的95％。另一方面，对其中没有施加压力且在电极被存储在电池外壳中之后温度上升的电池，即其中挤压装置没有展开(在电极被插入之后没有进行热处理)的电池，进行相同的评价测试。所获得的充电和放电能力大约为正电极的90％。另外，以上述方式制成的电池的内阻，在1kHz下进行测量。其中电极在被存储在电池外壳之后受到挤压的电池的内阻，被减小到其中电极在被存储电池外壳中之后没有受到挤压的电池的内阻的1/3。另外，作为用压敏膜进行的压力测量的结果，加在其中电极在被存储在电池外壳之后受到挤压的电池中的压强，大约为其中电极完全没有受到挤压的电池中的压强的2.0倍。
可见，产生气体的部件并在低于分隔器熔点的温度展开，且在本实施例中被用作对电极进行挤压的装置的部件的部件，其强度低于用在第一实施例中的形状记忆合金的强度，因而它难于对电极进行挤压。
如从该充电和放电特性可见，该部件在实际使用中没有严重的问题，因而是实际可用的。另外，在此实施例中，所有的用于构成对电极进行挤压装置的部件的材料，都是通常的材料。由于没有采用特别的材料，材料的成本很低。对制作来说，由于电极挤压装置能够通过在通常的树脂中弥散发泡剂而以简单的方式制成，因而电池能够借助简单的步骤，而容易地制成。由于树脂沿着与挤压装置接触的电极的凸起和凹进部分延伸，因而压力能够借助这种树脂而以比借助第一实施例中的形状记忆合金更为均匀的方式得到施加。在电池的制作完成之后，挤压装置通过加热而得到致动，且产生的气体通过安全阀得到排放。以此方式，安全阀的操作能够得到保证。
碳酸氢钠被密封在氟橡胶中，以将其用作挤压装置，而不是将碳酸氢钠弥散在聚乙烯树脂中。用相同的方法制成一个电池并对其进行评价。其结果，充电和放电能力大约为正电极的理论能力的93％。另外，用压敏片对加在电极上的压力进行检测。该压力大约比其中碳酸氢钠被弥散在聚乙烯树脂中的情况中低15％，但压力被均匀施加在电极的表面上。假定挤压装置与电极相接触的部分由橡胶制成，且形状沿着电极的凸起和凹进部分能够更容易地改变，因而压力能够更为均匀地施加。如上所述，当采用橡胶作为构成挤压部件的部件时，即使压力的幅度减小了许多，压力也能够得到均匀的施加。
考虑到在此实施例与第一实施例中获得的结果，显然充电和放电能力的增大，受到了在叠置的电极被存储在电池外壳中之后对这些叠置的电极进行挤压的影响。(实施例6)
在此实施例中，具有止动器功能以释放弹性体的压力的弹性体，被用作构成挤压装置的部件。
用与第一实施例中的相同的方法，制成一个二次电池，只是用具有压力可释放止动器功能的弹性体作为挤压装置。
换言之，借助以下方法，制成了具有止动器功能的弹性体，该弹性体被用于在电极存储之后释放弹性体的压力，并作为在电极被存储在电池外壳之后对电极进行挤压的装置。
一个不锈钢片簧被设置在电池外壳中与叠置的电极相对的一侧。一个100μm厚的钛片和其形状在100℃改变并被用作止动器的形状记忆合金，与该片簧相连，而该片簧是设置在电池外壳与电极之间的间隙处的弹性体，如图7A和7B所示。
随后，所产生的结构，用与第一实施例相同的方式被存储在电池外壳中，并在100℃下受到加热。止动器功能得到释放，且叠置的电极在电池外壳中受到挤压。
如此获得的电池的充电和放电，以5小时的标准，得到评价。其结果是，根据循环起始特性，充电和放电能力大约为正电极的能力的98％。另一方面，对其中没有施加压力且在电极被存储在电池外壳中之后温度上升的电池，即采用形状记忆合金且不释放止动器装置(在电极被装入之后没有进行热处理)的电池，进行同样的评价测试。所获得的充电和放电能力大约为正电极的90％。另外，在1kHz测量用上述方法制成的电池的内阻。其中电极在被存储在电池外壳之后受到挤压的电池的内阻，被减小到其中在电极被存储在电池外壳中之后没有受到挤压的电池的内阻的1/4。另外，作为利用压力检测膜进行测量的结果，在其中电极在被存储在电池外壳之后受到挤压的电池中所加的压强，为其中电极完全没有受到挤压的电池中的压强的3.0倍。
在此实施例中被用作挤压装置的部件，除了例如通常用作弹性体的不锈钢片簧之外，还具有止动器装置。与前述的构成挤压装置的其他部件(例如形状记忆部件和当被加热时产生气体并膨胀且不返回到其原有形状部件)相比，这种部件需要另一个部分(具体地说，止动器装置)。然而，被用作弹簧的部件(片簧)，是传统上用作弹簧的材料制成的，并具有足够的强度和弹性力，以对电极进行挤压。从借助加在电池中的电极上的挤压来减小负和正电极之间的距离和减小电池的内阻的观点来看，将此实施例中的弹性体(它具有用于释放弹性体的压力的止动器装置)用作挤压装置，是非常有效的。这种装置，对于采用导电率较低的电极(例如碳电极)或较低的电解液的电池，是非常有效的。另外，加到电极(例如正电极)中的辅助导电剂的量，可以得到减小，且电池的电流密度能够得到增大。
从该实施例的结果，可以看到，在电极被存储在电池外壳中之后对叠置的电极进行挤压的装置，对于增大充电和放电能力，是非常有效的。(实施例7)
图15显示了本发明的第七实施例，其中提供了用于挤压(更具体地说，是沿着与电极的面垂直的方向，以减小电极之间的距离)电池中的电极并借助温度释放压力的装置。
多个负电极和正电极被叠置在一起，且除部件1509之外的所有部件，都与第一实施例的相同。标号1501表示负电极；1502表示负电极集电器；1503表示负输入/输出端；1504表示正电极；1505表示正电极集电器；1506表示正输入/输出端；1507表示浸有电解液的分隔器；1508表示作为绝缘电池外壳的外壳；且1509表示其形状随着温度改变的部件(形状记忆合金)。
在此实施例中，正和负电极以及电池输入/输出端，与电池外壳相绝缘，且电极的集电器被电连接到相应的电池输入/输出端。
如图15所示，在此实施例中，多个负电极和正电极与分隔器被叠置在一起，以形成电极组。该电极组被插入到外壳中，并随后与各个端相连。因此，制成了正方形的密封电池。
制成电极的步骤，基本上与第一实施例中的相同。在此实施例中，叠置的电极在受到挤压的情况下被插入到外壳中。在第一实施例的步骤之后，形成了用于对电池中的电极进行进一步挤压的装置。应该注意的是，用在实施例中的形状记忆合金，是钛—镍(原子比49∶51)。在前述热处理中，膨胀和收缩的双向形状得到了记忆。
对如此制成的电池的正电极的充电和放电能力的评价，在10小时标准、5小时的标准、和3小时的标准进行。在各个小时标准下的充电和放电能力，分别为正电极的理论能力的98％、95％和91％。与其中电极没有受到挤压(形状记忆合金的形状没有得到恢复，虽然它被插入到外壳中)的电池相比，本实施例的电池的内阻大约为1/3，且加到电极上的压强大约为2.4倍。
从充电和放电测试的这些结果可见，本实施例的电池具有足够的充电和放电能力。
另外，为了证实通过释放压力，电极能够被方便地从电池外壳拆下以便于回收利用，对本实施例中制成的多个电池进行了以下的测试。
在此实施例中，在评价之前和之后，制成的电池的端部被沿着与电极的面垂直的方向切下，且在切割面上的毛边被除去。随后，在液氮的温度下对电池进行冷却。不论电池是在评价之前或之后，都能够只通过将电池倒置并提供机械振动，而将电极方便地从电池外壳拆下。另一方面，对于沿着中心轴切割但是没有在液氮温度下冷却的电池，即使除去了切割面上的毛边并将电池倒置并提供机械振动，也不能拆下电极。
即，用在本实施例中的其形状随着温度改变的部件，通过在液氮温度下冷却，而得到了收缩，因而电极容易被拆下。已经发现，能够提供一种容易回收利用的锂二次电池。(实施例8)
图16显示了本发明的第八实施例，它具有用于对电池中的电极进行挤压(具体地说，是沿着与电极的面垂直的方向挤压电极，以减小电极之间的距离)的装置和用于使压力均匀的装置。
标号1601表示负电极；1602表示负电极集电器；1603表示浸有电解液的分隔器；1604表示正电极；1605表示正电极集电器；1606表示负电极输入/输出端；1607表示正电极输入/输出端；1608表示绝缘电池外壳；且1609表示挤压平衡装置；且1610表示挤压装置。
在此实施例中，正和负电极以及电池输入/输出端，与电池外壳绝缘，且电池输入/输出端被电连接到相应的电极集电器。
200μm厚的锂箔，被附在负电极集电器(25μm厚的镍箔)1602上，且所产生的结构被用作负电极1601。电解质二氧化锰和碳酸锂以摩尔比2∶1混合在一起，该混合物在800℃在大气中被加热八小时，且所产生的含锂二氧化锰被用作正电极1604。随后，含锂二氧化锰、一种耦合剂(聚偏氟乙烯)以及一种辅助导电剂(乙炔黑)，被以92∶3∶5的重量比混合在一起。随后，用N—甲基吡咯烷酮作为溶剂，制成该混合物的糊。随后，利用棒涂覆法，将该糊涂覆在正电极集电器(25μm厚的镍箔)1605上，且所产生的结构在大气中被完全干燥。在低压下在160℃进行三小时的热处理，以将含锂二氧化锰耦合到正电极集电器1605。如此形成了正电极。该正电极的厚度为95μm，包括正电极集电器1605。
用上述方法制成的负和正电极1601和1604，被切割成60mm的正方形。随后，借助点焊，在各个电极的相反一侧形成引线端(25μm厚的镍箔)。进一步地，用蜡覆盖负电极的相反的面，并在大气中在室温下干燥。随后，该结构在低压下在110℃被干燥三小时。
随后，借助热处理，用作为形状记忆合金的钛一镍(原子比1∶1)，制成用沿着于与电极的面垂直的方向挤压电池中的电极的装置。利用形状记忆合金，通过以下步骤，制成了二次电池，其中该形状记忆合金是用于沿着被存储在电池外壳中的电极相对的方向对电极进行挤压的装置。
负电极和正电极与分隔器(20μm的多孔聚乙烯(DaicelChemical Industries，Ltd。制作的电池护壳)被叠置在一起。叠置的电极，借助挤压装置和挤压平衡装置，被插入到电池外壳中。
随后，将引线端电连接到输入/输出端1606和1607。在挤压平衡装置在90℃被液化之后，作为挤压装置的形状记忆部件的形状被恢复。随后，在100℃进行30分钟的热处理，以将更多的压力加到电极上。最后，用丙烯碳酸酯(它包含1mol/l的、作为电解液的四氟硼酸锂)和脱甲氧基乙烷的混合溶剂(1∶1)，对分隔器1603进行充分的浸泡。随后，该结构被紧密封闭，从而提供了一个电池。
对以上述方法制成的电池的充电和放电的评价，以5小时的标准进行。其结果，根据循环起始特性，获得了几乎与正电极的相同的充电和放电能力。
用相同的方法制成并评价带有更大电极面积的二次电池。没有观测到由于电极面积的增大而产生的放电能力的降低。另外，利用压敏膜，以大约10mm的间距，沿着电极的对角线方向，以5mm见方的大小，在电池的多个部分上，对实际加到电极上的压力进行测量。当结果被平均时，最小压力值/最大压力值如表中所示。更具体地说，在其中作为挤压平衡装置的、在分隔器熔点或更低的温度液化的部件位于最外的电极与电池外壳之间的电池中，以上述方式实现了均匀挤压，因而没有因为电极面积的增大，而在最大与最小压力值之间出现大的不同。另一方面，在没有挤压平衡装置的电池中，随着电极面积的增大，压力的均匀度降低。
[表1]
     电极大小     最大压力值/最小压力值
有压力平衡装置 无压力平衡装置
   60mm×60mm     0.98     0.98
   60mm×100mm     0.97     0.96
   60mm×250mm     0.96     0.93
   100mm×100mm     0.98     0.91
   250mm×250mm     0.97     0.88
因此，可见，如果在分隔器熔点或更低的温度液化的一个部件(在此实施例中为蜡)位于电极组(其中正和负电极与分隔器叠置在一起)的最外部分，则即使在电极面积增大的情况下，压力也能够被均匀地施加，因而放电能力不会被降低。
在其中没有在分隔器熔点或更低的温度液化的部件的二次电池中，随着电极面积的增大，充电能力倾向下降。可见压力没有被均匀施加到负和正电极上，只有受到较大挤压的部分对充电和放电有贡献，因而随着电极面积的增大而难于实现均匀的挤压，充电和放电能力将下降。
如上所述，本发明的二次电池提供了以下效果。
1.电池中的电极能够沿着与电极的面垂直的方向得到足够的挤压，且内阻被大大减小了。另外，通过采用挤压平衡装置，电极之间的距离能够缩短。更具体地说，沿着与电极的面垂直的方向施加的压力，变得更为均匀，且内阻得到了更大的降低。其结果是，能够提供具有优异的充电和放电能力的电池。
电池输入/输出端与电极的接触部分，能够得到充分的挤压，且内阻能够得到减小。
2.根据电池的内部温度，正电极的电池输入/输出端与电池中的正电极之间，和/或负电极的电池输入/输出端与电池中的负电极之间的电连接，可以被切断。另外，安全阀能够按照电池的内部温度而得到致动。因此，能够提供更为可靠的电池。
3.由于本发明的其形状随着温度改变的部件能够实现电池输入/输出端与电极之间的电连接，制作过程能够得到简化—例如缩短点焊过程，且焊点可以被消除，从而提供了能够在使用之后方便地回收利用的电池。另外，由于加到电极上的压力能够被释放，能够提供适于回收利用的电池。
根据本发明的用于制作电池的方法，可以以高产量连续地制作电池，其中电极从电池的内部得到了令人满意的挤压，而这在现有技术中是未能进行的，且内阻得到了减小，并具有优异的充电和放电能力和安全性。

Claims (29)

1.一种电池，其中带有分隔器的正电极和负电极与固态电解质或电解液一起被存储在电池外壳中，且其中提供了其形状在预定温度(第一温度)改变的部件，该第一温度低于所述分隔器的熔点但处于工作温度范围之外，该部件在处于所述工作温度范围之内的温度保持所述改变后的形状，并被加热到所述第一温度以将压力施加到所述电池外壳中的至少一个区域，或者该部件得到冷却以释放施加的所述压力。
2.根据权利要求1的电池，其中所述负电极至少包含作为活性材料的锂，且非水溶液被用作所述电解液。
3.根据权利要求1的电池，其中所述工作温度范围为从-30℃至80℃。
4.根据权利要求1的电池，其中所述负电极和所述正电极分别被固定在一个负集电器和一个正集电器上，并与所述负和所述正集电器的输入和输出端相连。
5.根据权利要求2的电池，其中所述负电极和所述正电极分别被固定在一个负集电器和一个正集电器上，并与所述负和所述正集电器的输入和输出端相连。
6.根据权利要求3的电池，其中所述负电极和所述正电极分别被固定在一个负集电器和一个正集电器上，并与所述负和所述正集电器的输入和输出端相连。
7.根据权利要求1的电池，进一步包括一个弹性体和用于抑制所述弹性体的弹性力的止动器装置，且所述止动器装置由所述部件构成。
8.根据权利要求1的电池，其中当所述部件的形状改变时，压力沿着与所述正电极之间的距离减小的方向施加。
9.根据权利要求8的电池，其中，所述部件被设置在所述电池外壳的内壁与所述正电极和/或所述负电极之间，或者在有多个所述电极的情况下被设置在所述正和所述负电极之间；和/或其中，所述制作部件构成了所述电池外壳。
10.根据权利要求1的电池，其中，当所述部件的形状改变时，所述正电极(或所述正集电器)与正电极的所述输入/输出端相电连接，和/或所述负电极(或所述负集电器)与负电极的所述输入/输出端相电连接。
11.根据权利要求1的电池，其中当所述部件的所述挤压改变时，为所述电池外壳提供的一个安全阀得到致动。
12.根据权利要求1的电池，其中所述部件是用具有形状记忆功能的合金或树脂制成的。
13.根据权利要求12的电池，其中所述部件用形状记忆合金制成。
14.根据权利要求1的电池，其中所述部件用其体积在所述第一温度膨胀的材料制成。
15.根据权利要求14的电池，其中所述材料在其体积膨胀时产生气体。
16.根据权利要求1的电池，其中所述部件用这样的材料制成，即该材料的形状在所述第一温度改变并随后在处于所述工作温度范围之外的一个第二温度取改变后的形状。
17.根据权利要求8的电池，其中所述部件是用这样的材料制成的，即该材料在所述第一温度取一个形状并随后在处于所述工作温度范围之外的所述第二温度取一个不同的形状，且其中由于所述部件在所述第二温度的形状改变，与所述电极相对的方向得以施加的压强被释放，或者停止对设置在所述电池外壳中的所述安全阀的致动。
18.根据权利要求9的电池，其中所述部件是用这样的材料制成的，即该材料在所述第一温度取一个形状并随后在处于所述工作温度范围之外的所述第二温度取一个不同的形状，且其中由于所述部件在所述第二温度的形状改变，与所述电极相对的方向得以施加的压强被释放，或者停止对设置在所述电池外壳中的所述安全阀的致动。
19.根据权利要求10的电池，其中所述部件用这样的材料制成，即该材料在所述第一温度取一个形状并随后在处于所述工作温度范围之外的所述第二温度取一个不同的形状，且其中由于在所述第二温度的形状改变，所述正电极(或所述正集电器)至正电极的所述输入/输出端的电连接被中断，且/或所述负电极(或所述负集电器)至负电极的所述输入/输出端的电连接被中断。
20.根据权利要求19的电池，其中提供了一个第二部件，该第二部件与所述部件不同且其形状随着温度改变，且其中所述电池外壳中的所述安全阀在所述第二部件的所述形状改变时受到致动，且所述安全阀受到致动的温度被提高，从而使所述温度高于所述第二温度。
21.根据权利要求11的电池，其中所述部件用这样的材料制成，即该材料在所述第一温度取一个形状并随后在处于所述工作温度范围之外的所述第二温度取一个不同的形状，且其中当所述第二部件的所述形状被改变时对所述电池外壳中的所述安全阀的致动被中断。
22.根据权利要求16的电池，其中所述部件在所述第一温度和在所述第二温度所取的改变后的形状是可逆的。
23.根据权利要求1的电池，进一步包括用于均匀施加压力的挤压平衡装置。
24.根据权利要求23的电池，其中所述挤压平衡装置用这样的材料制成，即该材料在低于所述分隔器熔点的一个温度处于可流动的状态且不与所述固态电解质和所述电解液发生反应或者经过处理而不发生这些反应。
25.根据权利要求23的电池，其中所述挤压平衡装置位于所述部件与所述电池外壳中的所述电极之间。
26.用于制造电池的一种方法，在该电池中正电极和负电极带有分隔器，且所产生的结构与固态电解质或电解液一起被存储在电池外壳中，该方法包括以下步骤：
在所述电池外壳中存储至少所述正电极、所述负电极、所述分隔器、和一个其形状在一个温度(第一温度)改变的部件，该温度低于所述分隔器的熔点并处于所述电池的工作温度范围之外，且该部件在处于所述工作温度范围之内的温度保持改变后的形状；以及
在不同于进行存储时的温度的所述第一温度加热或冷却所产生的结构。
27.根据权利要求26的制造电池的方法，进一步包括在所述部件中提供挤压平衡装置的步骤。
28.根据权利要求26的制造电池的方法，其中包含作为活性材料的锂的负电极被用作所述负电极，非水电解溶液被用作所述电解液，且制造过程是在提供了足够的去水条件的环境下进行的。
29.根据权利要求27的制造电池的方法，其中包含作为活性材料的锂的负电极被用作所述负电极，非水电解溶液被用作所述电解液，且制造过程是在提供了足够的去水条件的环境下进行的。
CN95116631A 1994-08-23 1995-08-23 一种电池及其制造方法 Expired - Fee Related CN1118881C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19884694A JP3261688B2 (ja) 1994-08-23 1994-08-23 二次電池及びその製造方法
JP198846/1994 1994-08-23
JP198846/94 1994-08-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1121264A true CN1121264A (zh) 1996-04-24
CN1118881C CN1118881C (zh) 2003-08-20

Family

ID=16397891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN95116631A Expired - Fee Related CN1118881C (zh) 1994-08-23 1995-08-23 一种电池及其制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5800939A (zh)
EP (1) EP0700109B1 (zh)
JP (1) JP3261688B2 (zh)
KR (1) KR100188369B1 (zh)
CN (1) CN1118881C (zh)
CA (1) CA2156238C (zh)
DE (1) DE69535278T2 (zh)

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101334371B (zh) * 2007-06-28 2013-03-06 三洋电机株式会社 非水电解质电池用隔离物的评价方法以及非水电解质电池
CN103165848A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 可逆电连接器和方法
CN103594745A (zh) * 2013-11-13 2014-02-19 福州大学 一种提高锂离子电池性能的方法及其装置
CN103608953A (zh) * 2011-06-15 2014-02-26 诺基亚公司 具有可逆地可变形致动基体的电极和关联方法
CN103688389A (zh) * 2011-07-20 2014-03-26 株式会社杰士汤浅国际 圆筒形电池
CN103944079A (zh) * 2014-04-18 2014-07-23 宁海县雁苍山电力设备厂 公变箱
US8936870B2 (en) 2011-10-13 2015-01-20 Sion Power Corporation Electrode structure and method for making the same
US9105938B2 (en) 2008-08-05 2015-08-11 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
CN104979583A (zh) * 2014-04-09 2015-10-14 罗伯特·博世有限公司 电的蓄能器和用于使得电的蓄能器工作的方法
US9548492B2 (en) 2011-06-17 2017-01-17 Sion Power Corporation Plating technique for electrode
CN107331820A (zh) * 2017-08-23 2017-11-07 华霆（合肥）动力技术有限公司 免焊接电池模组及免焊接电池模组系统
CN108226803A (zh) * 2018-01-15 2018-06-29 江苏卓岸电源科技有限公司 一种变挤压力的电池测试方法及系统
CN110574198A (zh) * 2017-05-01 2019-12-13 美国锂能源公司 负热膨胀电流断续器
US10629947B2 (en) 2008-08-05 2020-04-21 Sion Power Corporation Electrochemical cell
CN112272883A (zh) * 2018-05-28 2021-01-26 大日本印刷株式会社 电池
CN114824595A (zh) * 2021-01-22 2022-07-29 北京好风光储能技术有限公司 一种高电压电池
CN114865231A (zh) * 2022-05-30 2022-08-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种电池
US11605837B2 (en) 2013-09-16 2023-03-14 American Lithium Energy Corporation Positive temperature coefficient film, positive temperature coefficient electrode, positive temperature coefficient separator, and battery comprising the same
US11728523B2 (en) 2014-11-25 2023-08-15 American Lithium Energy Corporation Rechargeable battery with resistive layer for enhanced safety
US11791511B2 (en) 2019-11-19 2023-10-17 Sion Power Corporation Thermally insulating compressible components for battery packs
US11824228B2 (en) 2019-11-19 2023-11-21 Sion Power Corporation Compression systems for batteries
US11916257B2 (en) 2014-11-25 2024-02-27 American Lithium Energy Corporation Rechargeable battery with internal current limiter and interrupter
US11923495B2 (en) 2020-03-13 2024-03-05 Sion Power Corporation Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems
CN117673672A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池以及用电装置
US11978917B2 (en) 2019-11-19 2024-05-07 Sion Power Corporation Batteries with components including carbon fiber, and associated systems and methods
US11984575B2 (en) 2019-11-19 2024-05-14 Sion Power Corporation Battery alignment, and associated systems and methods

Families Citing this family (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09106804A (ja) * 1995-10-09 1997-04-22 Wako Denshi Kk 電池の安全装置
US5879832A (en) * 1996-10-02 1999-03-09 Duracell Inc. Current interrupter for electrochemical cells
EP0863559A1 (fr) * 1997-02-18 1998-09-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. "Dispositif du type accumulateur plat comprenant une cellule electrochimique et des moyens de contact electrique"
JPH10302762A (ja) * 1997-02-28 1998-11-13 Sumitomo Chem Co Ltd サーマルスイッチを有するリチウム二次電池
US6069551A (en) * 1997-05-02 2000-05-30 Therm-O-Disc, Incorporated Thermal switch assembly
CA2233390A1 (en) 1997-05-02 1998-11-02 William F. Quinn Thermal switch assembly
US6084501A (en) * 1997-05-05 2000-07-04 Therm-O-Disc Incorporated Thermal cutoff switch
JPH10334879A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 非水電解質二次電池
JPH10334875A (ja) * 1997-06-04 1998-12-18 Toyota Motor Corp リチウムイオン２次電池
US6120930A (en) * 1997-07-25 2000-09-19 3M Innovative Properties Corporation Rechargeable thin-film electrochemical generator
WO1999005743A1 (en) * 1997-07-25 1999-02-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Pressure system and method for rechargeable thin-film electrochemical cells
US6146778A (en) * 1997-07-25 2000-11-14 3M Innovative Properties Company Solid-state energy storage module employing integrated interconnect board
US5844464A (en) * 1997-11-24 1998-12-01 Therm-O-Disc, Incorporated Thermal switch
JP4126711B2 (ja) * 1998-10-23 2008-07-30 ソニー株式会社 非水電解質電池
US6018286A (en) * 1998-11-20 2000-01-25 Therm-O-Disc, Incorporated Thermal switch
US6350537B1 (en) * 1998-12-18 2002-02-26 Aer Energy Resources, Inc. Load responsive air door for an electrochemical cell
EP1039562A3 (en) * 1999-03-25 2001-10-31 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Rectangular battery
JP3432171B2 (ja) * 1999-04-26 2003-08-04 エヌイーシートーキン株式会社 非水電解液二次電池
US6251539B1 (en) * 1999-06-14 2001-06-26 The Gillette Company Alkaline cell with improved anode
US6239686B1 (en) 1999-08-06 2001-05-29 Therm-O-Disc, Incorporated Temperature responsive switch with shape memory actuator
US6342826B1 (en) 1999-08-11 2002-01-29 Therm-O-Disc, Incorporated Pressure and temperature responsive switch assembly
US7238448B1 (en) 2000-04-26 2007-07-03 The Gillette Company Cathode for air assisted battery
JP4023990B2 (ja) * 2000-08-30 2007-12-19 松下電器産業株式会社 電池用電極板の製造方法および製造装置
EP1313158A3 (en) * 2001-11-20 2004-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for rechargeable lithium battery, electrode comprising said electrode material, rechargeable lithium battery having said electrode , and process for the production thereof
JP3937839B2 (ja) * 2001-12-28 2007-06-27 日本電気株式会社 モジュール
JP2004265806A (ja) * 2003-03-04 2004-09-24 Canon Inc リチウム金属複合酸化物粒子、前記リチウム金属複合酸化物粒子の製造方法、前記リチウム金属複合酸化物粒子を含有す電極構造体、前記電極構造体の製造方法、及び前記電極構造体を有するリチウム二次電池
JP4363065B2 (ja) * 2003-03-10 2009-11-11 日産自動車株式会社 組電池
JP4366101B2 (ja) * 2003-03-31 2009-11-18 キヤノン株式会社 リチウム二次電池
JP2004356048A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Canon Inc リチウム二次電池用電極材料、前記電極材料を有する電極構造体及び前記電極構造体を有するリチウム二次電池
US20040247995A1 (en) * 2003-06-09 2004-12-09 Devitt John L. Electrical storage battery
JP2005019064A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Canon Inc イオン伝導構造体、二次電池及びそれらの製造方法
JP4095499B2 (ja) * 2003-06-24 2008-06-04 キヤノン株式会社 リチウム二次電池用の電極材料、電極構造体及びリチウム二次電池
US7019494B2 (en) * 2004-01-06 2006-03-28 Moltech Corporation Methods of charging lithium sulfur cells
US8828610B2 (en) 2004-01-06 2014-09-09 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US10297827B2 (en) 2004-01-06 2019-05-21 Sion Power Corporation Electrochemical cell, components thereof, and methods of making and using same
US7354680B2 (en) * 2004-01-06 2008-04-08 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US7358012B2 (en) 2004-01-06 2008-04-15 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
JP4779346B2 (ja) 2004-02-05 2011-09-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池解体方法
US7938923B2 (en) * 2004-06-04 2011-05-10 Cornerstone Research Group, Inc. Method of making and using shape memory polymer composite patches
KR100591792B1 (ko) * 2004-06-16 2006-06-26 경상대학교산학협력단 전지용 집전체-양극 일체형 초탄성 금속-금속황화물 소자
KR100659881B1 (ko) * 2004-10-28 2006-12-20 삼성에스디아이 주식회사 원통형 리튬 이온 전지
US7615314B2 (en) * 2004-12-10 2009-11-10 Canon Kabushiki Kaisha Electrode structure for lithium secondary battery and secondary battery having such electrode structure
KR100705738B1 (ko) * 2005-09-16 2007-04-09 강봉섭 전해질이 분할된 리튬 전지
WO2007094640A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 E.M.W.Energy Co., Ltd. Cylinder type zin-air cell and method for priducing the same
JP5072235B2 (ja) * 2006-02-23 2012-11-14 三菱重工業株式会社 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池を用いた電力貯蔵装置
KR100873564B1 (ko) * 2006-03-16 2008-12-12 주식회사 엘지화학 열팽창 물질을 사용하여 안전성이 향상된 전기 화학 소자및 이의 제조방법
KR100740715B1 (ko) * 2006-06-02 2007-07-18 경상대학교산학협력단 집전체-전극 일체형 Ｔｉ-Ｎｉ계 합금-Ｎｉ황화물 소자
US8080335B2 (en) * 2006-06-09 2011-12-20 Canon Kabushiki Kaisha Powder material, electrode structure using the powder material, and energy storage device having the electrode structure
EP1928050B1 (en) * 2006-11-30 2012-04-04 Nissan Motor Co., Ltd. Bipolar Battery and Battery Assembly
CN101803070B (zh) 2007-06-22 2014-10-22 波士顿电力公司 用于锂离子电池的电流中断装置维持装置
EP2204867A4 (en) * 2007-09-06 2012-06-06 Canon Kk METHOD FOR PRODUCING LITHIUM ION STORAGE / RELEASE MATERIAL, LITHIUM ION STORAGE / RELEASE MATERIAL, ELECTRODE STRUCTURE USING THE MATERIAL, AND ELECTRICITY STORAGE DEVICE THEREOF
JP5292843B2 (ja) * 2008-02-13 2013-09-18 株式会社Ｇｓユアサ 電池
US20090291330A1 (en) * 2008-04-24 2009-11-26 Boston-Power, Inc. Battery with enhanced safety
JP5386917B2 (ja) * 2008-10-06 2014-01-15 日産自動車株式会社 二次電池
US8642195B2 (en) * 2008-12-19 2014-02-04 Boston-Power, Inc. Modular CID assembly for a lithium ion battery
JP2010199035A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP5260576B2 (ja) * 2010-02-24 2013-08-14 株式会社日立製作所 リチウム二次電池
US20110262783A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Tesla Motors, Inc. Battery Cell with Center Pin Comprised of an Intumescent Material
CN102254840A (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 宏宝科技股份有限公司 半导体结构及其制造方法
CN103026534B (zh) 2010-07-26 2015-09-16 日产自动车株式会社 双极型电池
CN103270624A (zh) 2010-08-24 2013-08-28 巴斯夫欧洲公司 用于在电化学电池中使用的电解质材料
US8557419B2 (en) 2010-09-02 2013-10-15 Bathium Canada Inc. Shape memory current collecting terminals for electrochemical cells
US9343772B2 (en) * 2010-10-08 2016-05-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2012097456A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Liu, Hao Ion-exchange battery with a plate configuration
US8735002B2 (en) 2011-09-07 2014-05-27 Sion Power Corporation Lithium sulfur electrochemical cell including insoluble nitrogen-containing compound
US9379363B2 (en) 2011-07-20 2016-06-28 Gs Yuasa International, Ltd. Cylindrical battery
US9077041B2 (en) 2012-02-14 2015-07-07 Sion Power Corporation Electrode structure for electrochemical cell
DE102012107161B4 (de) * 2012-08-03 2017-10-26 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Engergiespeicherzelle
US9577289B2 (en) 2012-12-17 2017-02-21 Sion Power Corporation Lithium-ion electrochemical cell, components thereof, and methods of making and using same
EP2936594B1 (en) 2012-12-19 2017-02-22 Basf Se Electrode structure and method for making same
US9281548B2 (en) * 2013-03-14 2016-03-08 GM Global Technology Operations LLC Battery module for mitigating gas accumulation and methods thereof
DE102014201856A1 (de) 2014-02-03 2015-08-06 Robert Bosch Gmbh Sondergehäuse für Batteriezellen
JP2017515277A (ja) 2014-05-01 2017-06-08 ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアＢａｓｆ Ｓｅ 電極製造方法および関連システムおよび物品
JP6774229B2 (ja) * 2016-06-15 2020-10-21 旭化成株式会社 蓄電モジュールの製造方法、及び蓄電モジュール
EP3300158A1 (en) 2016-09-27 2018-03-28 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Electrical energy storage unit with a component comprising a shape memory material and corresponding electrical and energy storage system
JP6797729B2 (ja) * 2017-03-24 2020-12-09 三菱重工業株式会社 固体電解質電池モジュール
US10944094B2 (en) 2017-05-19 2021-03-09 Sion Power Corporation Passivating agents for electrochemical cells
US10868306B2 (en) 2017-05-19 2020-12-15 Sion Power Corporation Passivating agents for electrochemical cells
US11923516B2 (en) 2017-07-21 2024-03-05 Quantumscape Battery, Inc. Active and passive battery pressure management
KR102501467B1 (ko) * 2017-11-16 2023-02-20 삼성전자주식회사 복합분리막, 그 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지
DE102018207649A1 (de) * 2018-05-16 2019-11-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung von Komponenten einer Batteriezelle, Verfahren zum Betrieb derselben sowie deren Verwendung
KR102557414B1 (ko) * 2019-11-05 2023-07-18 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀 가압 장치
CN111883860B (zh) * 2020-06-08 2022-08-30 四川鑫奋科技有限公司 一种恢复废旧铅酸电池外表的方法
DE102021104144A1 (de) 2021-02-22 2022-08-25 Audi Aktiengesellschaft Batteriepaket und Batterie für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5942761A (ja) * 1982-08-31 1984-03-09 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池
JPS59154756A (ja) * 1983-02-23 1984-09-03 Yuasa Battery Co Ltd 蓄電池
JPS6037675A (ja) * 1983-08-09 1985-02-27 Agency Of Ind Science & Technol 溶融炭酸塩燃料電池
JPS60198051A (ja) * 1984-03-19 1985-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉電池
JPS63175345A (ja) * 1987-01-16 1988-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機電解液電池
JPH01227363A (ja) * 1988-03-07 1989-09-11 Hitachi Ltd 二次電池およびその電極
JPH02148577A (ja) * 1988-11-28 1990-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液２次電池
US4992339A (en) * 1990-03-14 1991-02-12 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell with circuit disconnect device
US4975341A (en) * 1990-04-03 1990-12-04 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell with circuit disconnect device
JPH04196063A (ja) * 1990-11-27 1992-07-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉形鉛蓄電池
US5427875A (en) * 1991-04-26 1995-06-27 Sony Corporation Non-aqueous electrolyte secondary cell
US5188909A (en) * 1991-09-12 1993-02-23 Eveready Battery Co., Inc. Electrochemical cell with circuit disconnect device
JP3203623B2 (ja) * 1992-03-06 2001-08-27 ソニー株式会社 有機電解液電池
US5418084A (en) * 1992-11-23 1995-05-23 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell having a safety vent closure

Cited By (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101334371B (zh) * 2007-06-28 2013-03-06 三洋电机株式会社 非水电解质电池用隔离物的评价方法以及非水电解质电池
US11108076B2 (en) 2008-08-05 2021-08-31 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
US11735761B2 (en) 2008-08-05 2023-08-22 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
US9780404B2 (en) 2008-08-05 2017-10-03 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
US11121397B2 (en) 2008-08-05 2021-09-14 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
US11108077B2 (en) 2008-08-05 2021-08-31 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
US10629947B2 (en) 2008-08-05 2020-04-21 Sion Power Corporation Electrochemical cell
US10320027B2 (en) 2008-08-05 2019-06-11 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
US9105938B2 (en) 2008-08-05 2015-08-11 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
CN102144324B (zh) * 2008-08-05 2015-09-30 赛昂能源有限公司 电化学电池中力的应用
US10312545B2 (en) 2008-08-05 2019-06-04 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
CN103608953A (zh) * 2011-06-15 2014-02-26 诺基亚公司 具有可逆地可变形致动基体的电极和关联方法
CN103608953B (zh) * 2011-06-15 2016-03-02 诺基亚技术有限公司 具有可逆地可变形致动基体的电极和关联方法
US9324508B2 (en) 2011-06-15 2016-04-26 Nokia Technologies Oy Substrate for electrode capable of undergoing reversible deformation
US11456459B2 (en) 2011-06-17 2022-09-27 Sion Power Corporation Plating technique for electrode
US9548492B2 (en) 2011-06-17 2017-01-17 Sion Power Corporation Plating technique for electrode
CN103688389A (zh) * 2011-07-20 2014-03-26 株式会社杰士汤浅国际 圆筒形电池
US9040197B2 (en) 2011-10-13 2015-05-26 Sion Power Corporation Electrode structure and method for making the same
US8936870B2 (en) 2011-10-13 2015-01-20 Sion Power Corporation Electrode structure and method for making the same
CN103165848A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 可逆电连接器和方法
CN103165848B (zh) * 2011-12-14 2016-01-20 通用汽车环球科技运作有限责任公司 可逆电连接器和方法
US11605837B2 (en) 2013-09-16 2023-03-14 American Lithium Energy Corporation Positive temperature coefficient film, positive temperature coefficient electrode, positive temperature coefficient separator, and battery comprising the same
CN103594745A (zh) * 2013-11-13 2014-02-19 福州大学 一种提高锂离子电池性能的方法及其装置
CN104979583A (zh) * 2014-04-09 2015-10-14 罗伯特·博世有限公司 电的蓄能器和用于使得电的蓄能器工作的方法
CN103944079A (zh) * 2014-04-18 2014-07-23 宁海县雁苍山电力设备厂 公变箱
US11916257B2 (en) 2014-11-25 2024-02-27 American Lithium Energy Corporation Rechargeable battery with internal current limiter and interrupter
US11728523B2 (en) 2014-11-25 2023-08-15 American Lithium Energy Corporation Rechargeable battery with resistive layer for enhanced safety
CN110574198B (zh) * 2017-05-01 2023-09-12 美国锂能源公司 负热膨胀电流断续器
US11842868B2 (en) 2017-05-01 2023-12-12 American Lithium Energy Corporation Negative thermal expansion current interrupter
CN110574198A (zh) * 2017-05-01 2019-12-13 美国锂能源公司 负热膨胀电流断续器
CN107331820A (zh) * 2017-08-23 2017-11-07 华霆（合肥）动力技术有限公司 免焊接电池模组及免焊接电池模组系统
CN108226803A (zh) * 2018-01-15 2018-06-29 江苏卓岸电源科技有限公司 一种变挤压力的电池测试方法及系统
CN112272883A (zh) * 2018-05-28 2021-01-26 大日本印刷株式会社 电池
US11791511B2 (en) 2019-11-19 2023-10-17 Sion Power Corporation Thermally insulating compressible components for battery packs
US11824228B2 (en) 2019-11-19 2023-11-21 Sion Power Corporation Compression systems for batteries
US11929523B2 (en) 2019-11-19 2024-03-12 Sion Power Corporation Batteries, and associated systems and methods
US11978917B2 (en) 2019-11-19 2024-05-07 Sion Power Corporation Batteries with components including carbon fiber, and associated systems and methods
US11984575B2 (en) 2019-11-19 2024-05-14 Sion Power Corporation Battery alignment, and associated systems and methods
US11923495B2 (en) 2020-03-13 2024-03-05 Sion Power Corporation Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems
CN114824595B (zh) * 2021-01-22 2023-12-01 好风光储能技术(成都)有限公司 一种高电压电池
CN114824595A (zh) * 2021-01-22 2022-07-29 北京好风光储能技术有限公司 一种高电压电池
CN114865231A (zh) * 2022-05-30 2022-08-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种电池
CN117673672A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池以及用电装置
CN117673672B (zh) * 2024-01-31 2024-05-31 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池以及用电装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0864234A (ja) 1996-03-08
KR100188369B1 (ko) 1999-06-01
DE69535278T2 (de) 2007-05-24
DE69535278D1 (de) 2006-12-07
US5800939A (en) 1998-09-01
EP0700109A1 (en) 1996-03-06
JP3261688B2 (ja) 2002-03-04
EP0700109B1 (en) 2006-10-25
CA2156238C (en) 2003-07-29
CN1118881C (zh) 2003-08-20
KR960009256A (ko) 1996-03-22
CA2156238A1 (en) 1996-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1118881C (zh) 一种电池及其制造方法
CN1220299C (zh) 非水电解质二次电池及其制造方法
CN1306635C (zh) 非水电解液二次电池用负极及其制造方法
CN1133228C (zh) 二次电池
CN1147954C (zh) 复合高分子固体电解质和含有该电解质的非水电化学装置
CN1298066C (zh) 正极活性材料和非水电解质二次电池
CN1173424C (zh) 电化学电池的隔片的防护涂层
CN1265493C (zh) 锂二次电池
CN1275347C (zh) 锂二次电池
CN1127775C (zh) 非水电解液二次电池
CN1145233C (zh) 电极、该电极的制造方法和使用该电极的电池
CN1860568A (zh) 有机电解质电容器
CN1522453A (zh) 有机电解质电容器
CN1204648C (zh) 非水电解质及非水电解质二次电池
CN1503778A (zh) 离子液体、用于电存储设备的电解质盐、用于电存储设备的液体电解质、双电荷层电容器和二次电池
CN1568558A (zh) 非水电解质二次电池、包括所述二次电池的电源、便携式设备、可运输或可移动的机器、家用电气设备、以及所述非水电解质二次电池的充电方法
CN1309822A (zh) 有机电解质电池
CN1725548A (zh) 非水电解质电池
CN1347166A (zh) 非水电解质及非水电解质二次电池
CN1700502A (zh) 非水电解质二次电池
CN1246923C (zh) 非水电解质二次电池
CN1129971C (zh) 电极、该电极的制造方法和使用该电极的电池
CN1145235C (zh) 电池及其制造方法
CN1828979A (zh) 电池组件
CN1129199C (zh) 电极、其制造方法以及使用这种电极的电池

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20030820

Termination date: 20130823