CN116458002A - 二次电池 - Google Patents

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愼睿恩
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Abstract

本发明涉及一种具有改善的输出和安全性的二次电池。在一个实施例中，公开了一种二次电池，该二次电池包括：电极组件，包括第一电极、第二电极和隔膜；壳体，用于容纳电极组件；以及盖组件，结合到壳体的上部，其中，第一电极包括第一集流体、在第一集流体上施加有第一活性物质的第一活性物质层、其上未施加第一活性物质的第一未涂覆区域以及电连接到第一集流体的第一电极接线片，并且第一电极接线片包括作为第一集流体的一部分的集流接线片和附着到第一集流体的引线接线片。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池。
背景技术
与不能充电的一次电池不同，二次电池是可再充电和可放电的电池。低容量二次电池可以用于各种便携式小型电子装置(诸如智能电话、功能电话、笔记本计算机、数码相机或摄像机)，高容量二次电池被广泛地用作用于电机驱动(诸如混合动力车辆或电动车辆中的电机驱动)的电源。这些锂离子二次电池在形状方面可以被分类为圆柱形、棱柱形和袋型二次电池。
具体地，圆柱形锂二次电池大体上包括圆柱形电极组件、电极组件结合到的圆柱形壳体、注入到壳体中以允许锂离子的移动的电解质以及结合到壳体的一侧以防止电解质溶液的泄漏并且防止电极组件的分离的盖组件。
在该背景技术中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此它可能包含不构成现有技术的信息。与不能充电的一次电池不同，二次电池是可再充电和可放电的电池。低容量二次电池可以用于各种便携式小型电子装置(诸如智能电话、功能电话、笔记本计算机、数码相机或摄像机)，高容量二次电池被广泛地用作用于电机驱动(诸如混合动力车辆或电动车辆中的电机驱动)的电源。这些锂离子二次电池在形状方面可以被分类为圆柱形、棱柱形和袋型二次电池。
具体地，圆柱形锂二次电池大体上包括圆柱形电极组件、电极组件结合到的圆柱形壳体、注入到壳体中以允许锂离子的移动的电解质以及结合到壳体的一侧以防止电解质溶液的泄漏并且防止电极组件的分离的盖组件。
在该背景技术中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此它可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种具有改善的输出和安全性的二次电池。
技术方案
根据本发明的方面的二次电池可以包括：电极组件，包括第一电极、第二电极和隔膜；壳体，用于容纳电极组件；以及盖组件，结合到壳体的上部，其中，第一电极包括第一集流体、涂覆有第一活性物质并且在第一集流体上的第一活性物质层、其上未涂覆第一活性物质的第一未涂覆区域以及电连接到第一集流体的第一电极接线片，并且第一电极接线片包括作为第一集流体的一部分的集流接线片和附着到第一集流体的引线接线片。
引线接线片可以位于第一集流体的一个表面的中心处。
集流接线片可以由多个集流接线片组成。
引线接线片可以焊接到第一未涂覆区域。
引线接线片可以位于第一集流体的作为长度方向的第一方向上的一端处。
引线接线片可以由多个引线接线片组成。
第一电极接线片可以电连接到盖组件的子板。
第二电极可以包括第二集流体、涂覆有第二活性物质并且在第二集流体上的第二活性物质层以及电连接到第二集流体的第二电极接线片。
第二电极接线片可以是第二集流体的一部分。
第二电极接线片可以由多个第二电极接线片组成。
技术效果
在根据本发明的实施例的二次电池中，通过包括具有作为集流体的一部分的集流接线片和附着到未涂覆区域的引线接线片的电极接线片，可以通过稳定地支撑盖组件来改善安全性，同时可以增大输出。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施例的二次电池的透视图。
图2是根据本发明的实施例的二次电池的剖视图。
图3是示出了根据本发明的实施例的电极组件的分解透视图。
图4是示出了图3的第一电极和第二电极的平面图。
图5是示出了图3的电极组件被卷绕的状态的透视图。
图6是示出了根据本发明的另一实施例的第一电极的平面图。
图7是示出了根据本发明的另一实施例的第一电极的平面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
提供本发明的实施例以向本领域技术人员更完整地解释本发明，并且以下示例可以以各种其它形式进行修改。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此阐述的示例(或示例性)实施例。相反，提供这些示例实施例使得本发明将是透彻的和完整的，并且将向本领域技术人员传达本发明的方面和特征。
另外，在附图中，为了简洁和清楚起见，夸大了各种组件的尺寸或厚度，并且同样的标记始终指同样的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。
在此使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制发明。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括或包含”和/或其变型说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
图1是示出了根据本发明的实施例的二次电池的透视图。图2是根据本发明的实施例的二次电池的剖视图。图3是示出了根据本发明的实施例的电极组件的分解透视图。图4是示出了图3的第一电极和第二电极的平面图。图5是示出了图3的电极组件被卷绕的状态的透视图。
参照图1和图2，根据本发明的实施例的二次电池100包括电极组件110、壳体150和盖组件160。
电极组件110包括第一电极120、第二电极130和置于第一电极120与第二电极130之间的隔膜140。在电极组件110中，第一电极120、第二电极130和隔膜140的层叠体可以以果冻卷形状卷绕。这里，第一电极120可以用作正电极，并且第二电极130可以用作负电极。当然，相反的情况也是可以的。
第一电极120包括由诸如铝箔的金属箔制成的第一集流体121、形成在第一集流体121的两个表面上并且涂覆有第一活性物质的第一活性物质层122以及未涂覆第一活性物质的第一未涂覆区域123。另外，第一电极120可以包括电连接到第一集流体121的第一电极接线片124。
第一活性物质层122可以形成在第一集流体121的两个表面上。在一些示例中，第一活性物质层122可以连续地形成或不连续地形成在第一集流体121的一个表面上。第一未涂覆区域123可以形成在第一集流体121的一个表面上。另外，第一未涂覆区域123可以是第一集流体121的一部分。参照图3和图4，第一未涂覆区域123可以位于第一集流体121的一个表面的中心处。第一活性物质层122可以位于第一未涂覆区域123的两侧上。
第一电极接线片124可以包括集流接线片124a和引线接线片124b。集流接线片124a可以在第一集流体121的与第一方向X(或长度方向)垂直的第二方向Y上凸出。集流接线片124a可以由彼此分隔开的多个接线片组成。参照图5，当电极组件110通过卷绕第一电极120、第二电极130和隔膜140而形成时，集流接线片124a可以在相同的位置处对齐以形成多接线片结构。多接线片结构的集流接线片124a可以增加电极组件110的输出并且使电阻最小化。在一些示例中，集流接线片124a可以通过在第二方向Y上以规则间隔冲压(或切割)第一集流体121的一端来形成。另外，集流接线片124a可以是第一集流体121的一部分。换句话说，集流接线片124a可以是从第一集流体121延伸的部分。在一些示例中，集流接线片124a也可以被称为第一未涂覆区域123。
引线接线片124b可以附着到第一未涂覆区域123。在一些示例中，引线接线片124b可以通过焊接电连接到第一未涂覆区域123。引线接线片124b可以附着到第一未涂覆区域123，并且可以凸出到第一未涂覆区域123外部。引线接线片124b可以在第一集流体121的第二方向Y上延伸并且用于支撑电极组件110。在一些示例中，引线接线片124b可以支撑盖组件160的重量，以改善二次电池100的安全性。另外，引线接线片124b在第一未涂覆区域123上的长度越长，越可以更稳定地支撑电极组件110。例如，引线接线片124b的一端可以从第一未涂覆区域123的一端凸出，并且引线接线片124b的另一端可以与第一未涂覆区域123的另一端定位在同一条线上。当电极组件110通过卷绕第一电极120、第二电极130和隔膜140而形成时，引线接线片124b可以与集流接线片124a在相同的位置处对齐。另外，集流接线片124a和引线接线片124b可以通过焊接彼此电连接，以形成第一电极接线片124。第一电极接线片124可以从电极组件110向上凸出并且电连接到盖组件160。
第二电极130可以包括由诸如铜或镍的金属箔形成的第二集流体131、形成在第二集流体131的两个表面上并且涂覆有第二活性物质的第二活性物质层132以及电连接到第二集流体131的第二电极接线片134。
第二活性物质层132可以形成在第二集流体131的两个表面上。在一些示例中，第二活性物质层132可以连续地形成在第二集流体131的两个表面上。
第二电极接线片134可以在第二集流体131的第二方向Y上凸出。第二电极接线片134可以在与第一电极接线片124的方向相反的方向上凸出。换句话说，第二电极接线片134可以从电极组件110向下凸出。第二电极接线片134可以成形为与第一电极接线片124的集流接线片124a对应。例如，第二电极接线片134可以包括彼此分隔开的多个第二电极接线片。当电极组件110通过卷绕第一电极120、第二电极130和隔膜140而形成时，第二电极接线片134可以在相同的位置处对齐以形成多接线片结构。在一些示例中，第二电极接线片134可以通过在第二方向Y上以规则间隔冲压(或切割)第二集流体131的一端来形成。第二电极接线片134可以是第二集流体131的一部分。在一些示例中，第二电极接线片134可以被称为第二集流体131的未形成有第二活性物质的第二未涂覆部。第二电极接线片134可以通过辅助接线片135电连接到壳体150的下板152。在一些示例中，多个第二电极接线片134和辅助接线片135可以通过焊接彼此电连接。
隔膜140定位在第一电极120与第二电极130之间，以防止第一电极120与第二电极130之间的短路并且使锂离子能够移动。隔膜140可以由聚乙烯、聚丙烯或者聚乙烯和聚丙烯的复合膜制成。
电极组件110与电解质一起容纳在壳体110内部。这里，电解质是包含盐的有机液体，以允许锂离子在构成电极组件120的第一电极120和第二电极130之间移动，并且可以包括作为锂盐(诸如LiPF6、LiBF4、LiClO4等)和高纯度有机溶剂的混合物的非水性有机电解质溶液，但是在本发明中不限于此。
另外，第一绝缘板115置于电极组件110与盖组件160之间，并且第二绝缘板116置于电极组件110与壳体150的下板152之间。第一绝缘板115可以用于防止电极组件110电接触盖组件160。具体地，第一绝缘板115可以防止电极组件110的第二电极130电接触盖组件160。第一电极接线片124穿过其的孔以及电解质或内部气体通过其移动的孔可以形成在第一绝缘板115中。
第二绝缘板116可以用于防止电极组件110电接触壳体150的下板152。具体地，第二绝缘板116可以防止电极组件110的第一电极120电接触壳体150的下板152。第二电极接线片134穿过其的孔和内部气体通过其移动的孔可以形成在第二绝缘板116中。
壳体150可以包括侧板151和下板152，侧板151是具有一定直径的圆柱形主体以便形成在其中容纳电极组件110的空间，下板152密封侧板151的下部。在一些示例中，壳体150可以被称为圆柱形壳体或圆柱形罐。壳体150的顶部开口是敞开的，以便在插入电极组件110之后被密封。另外，卷边部153可以形成在壳体150的上部上以防止电极组件110的移动。另外，用于固定盖组件160的压接部154可以形成在壳体150的最上端处。
盖组件160定位在电极组件110上方并且结合到壳体150的顶部开口以密封壳体150。盖组件160包括上盖161、安全排气孔162、绝缘件163、下盖164、子板165和衬垫166。
上盖161具有凸出地形成以电连接到外部电路的顶部。另外，上盖161具有形成为提供从壳体150的内部产生的气体可以通过其排放的路径的排放孔161a。上盖161电连接到电极组件110，并且将在电极组件110中产生的电流传输到外部电路。
安全排气孔162形成为与上盖161对应的圆形板主体。向下凸出的凸出部162a形成在安全排气孔162的中心处。凸出部162a可以穿过下盖164的通孔164a并且电连接到子板165。另外，用于引导安全排气孔162的断裂的凹口162b形成在凸出部162a的外周上。
安全排气孔162的外周安装为与上盖161的除了向上凸出的部分之外的其余部分紧密接触。即，安全排气孔162的外周和上盖161的外周彼此接触。另外，安全排气孔162的边缘围绕上盖161并且从上盖161向上延伸。当在壳体150内部产生异常内部压力时，安全排气孔162在阻断电流的同时排放内部气体。当壳体150的内部压力超过安全排气孔162的操作压力时，安全排气孔162在凸出部162a通过内部气体向上上升的同时与子板165电分离。另外，当壳体150的内部压力超过高于安全排气孔162的操作压力的破裂压力时，安全排气孔162的凹口162b破裂，从而防止二次电池100爆炸。
绝缘件163置于安全排气孔162与下盖164之间，以使安全排气孔162与下盖164彼此绝缘。具体地，绝缘件163置于安全排气孔162的外周与下盖164的外周之间。绝缘件163可以由诸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的树脂材料制成。
下盖164形成为圆形板主体。通孔164a形成在下盖164的中心，并且安全排气孔162的凸出部162a穿过通孔164a。另外，排放孔164b形成在下盖164的一侧处，并且子板165结合到下盖164的下部。排放孔164b可以排放内部气体。
子板165焊接在安全排气孔162的凸出部162a与第一电极接线片124之间。因此，子板165使第一电极接线片124与安全排气孔162电连接。
衬垫166安装在壳体150的顶部开口中。即，衬垫166紧密接触地组装在上盖161和安全排气孔162的外周与壳体150的上部开口之间。衬垫166可以由诸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的树脂材料制成。衬垫166可以防止盖组件160与壳体150分离。
图6是示出了根据本发明的另一实施例的第一电极的平面图。
参照图6，第一电极220可以包括第一集流体121、第一活性物质层222、第一未涂覆区域223和第一电极接线片224。第一电极接线片224可以包括集流接线片124a和引线接线片224b。引线接线片224b可以定位在第一集流体121的一端处。具体地，引线接线片224b可以定位在第一集流体121的在第一方向X上的一端处。另外，引线接线片224b附着到其的第一未涂覆区域223也可以位于第一集流体121的在第一方向X上的一端处。因此，第一活性物质层222可以连续地形成在第一集流体121的两个表面上。
图7是示出了根据本发明的另一实施例的第一电极的平面图。
参照图7，第一电极320可以包括第一集流体121、第一活性物质层322、第一未涂覆区域323和第一电极接线片324。第一电极接线片324可以包括集流接线片124a和引线接线片324b。多个引线接线片324b可以附着到第一集流体121的一个表面。当形成电极组件110时，多个引线接线片324b可以分开，以便在相同的位置对齐。另外，虽然图7示出了多个引线接线片324b定位在第一集流体121的一侧上，但是多个引线接线片324b可以定位在第一集流体121的两侧上。例如，一个引线接线片324b可以附着到第一集流体121的一个表面，并且两个引线接线片324b可以附着到第一集流体121的相对表面。另外，引线接线片324b附着到其的多个第一未涂覆区域323可以形成在第一集流体121的一侧或两侧上。第一活性物质层322可以不连续地或间歇地形成在第一集流体121上。
虽然为了实施根据本发明的二次电池已经提供了前述实施例，但是应理解的是，在此描述的实施例应仅在描述性意义上考虑，而不是为了限制的目的，在不脱离如由所附权利要求限定的发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种二次电池，所述二次电池包括：
电极组件，包括第一电极、第二电极和隔膜；
壳体，用于容纳所述电极组件；以及
盖组件，结合到所述壳体的上部，
其中，所述第一电极包括第一集流体、在所述第一集流体上涂覆有第一活性物质的第一活性物质层、其上未涂覆第一活性物质的第一未涂覆区域以及电连接到所述第一集流体的第一电极接线片，并且所述第一电极接线片包括作为所述第一集流体的一部分的集流接线片和附着到所述第一集流体的引线接线片。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述引线接线片位于所述第一集流体的一个表面的中心处。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述集流接线片由多个集流接线片组成。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述引线接线片焊接到所述第一未涂覆区域。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述引线接线片位于所述第一集流体的作为长度方向的第一方向上的一端处。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述引线接线片由多个引线接线片组成。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一电极接线片电连接到所述盖组件的子板。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二电极包括第二集流体、在所述第二集流体上涂覆有第二活性物质的第二活性物质层以及电连接到所述第二集流体的第二电极接线片。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，所述第二电极接线片是所述第二集流体的一部分。
10.根据权利要求8所述的二次电池，其中，所述第二电极接线片由多个第二电极接线片组成。
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