CN1758476A - 袋式锂可再充电电池 - Google Patents
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Abstract
一种具有改善的稳定性的袋式锂可再充电电池,包括:电极组件,其包括第一电极板、第二电极板和插入到第一电极板和第二电极板之间的分隔体;具有用于容纳电极组件的空腔的袋式外壳;用于控制电极组件的充电/放电的保护电路模块;以及连接引线,其将保护电路模块与电极组件耦合,同时,在电极组件的温度异常升高时,切断施加到所述电极组件上的电流。
Description
技术领域
本发明涉及锂可再充电电池以及用于将一电极组件与保护电路模块耦合的连接引线结构。
背景技术
最近,紧凑轻便的电子装置的开发非常活跃,这例如便携式电话、笔记本电脑和录像摄像机。在此类电子装置中安装电池组从而能够携带。所述电池组包括至少一个能够提供工作电压的裸电池,从而使电子设备能够工作预定的时间。
由于其具有经济上的优势,因此,目前在电池组中采用可充电的可再充电电池。可再充电电池可以包括Ni-Cd电池、Ni-MH电池和例如锂电池或锂离子电池的锂可再充电电池。
特别地,锂可再充电电池具有大约3.6V的工作电压,是Ni-Cd电池或Ni-MH电池的三倍。此外,锂离子电池具有高的单位重量能量密度,因此,它们在先进的电子技术领域得到了广泛的应用。
锂可再充电电池采用基于锂的氧化物作为正极活性材料,采用碳作为负极活性材料。通常,根据所采用的电解质的种类,将锂电池划分为液体电解质电池和聚合物电解质电池。将液体电解质电池称为“锂离子电池”,将聚合物电解质电池称为“锂聚合物电池”。此外,可以将锂可再充电电池制作成各种形状,例如圆柱锂可再充电电池、矩形盒状锂可再充电电池或袋式(pouch type)锂可再充电电池。
袋式锂可再充电电池包括由金属箔层和覆盖所述金属箔层的合成树脂层构成的袋式外壳。因此,与采用金属容器的圆柱锂可再充电电池或矩形盒状锂可再充电电池相比,袋式锂可再充电电池的重量可以得到显著降低。
袋式锂可再充电电池包括袋式外壳,其中容纳了包括正极板、负极板和插入到所述正极板和负极板之间的分隔体的电极组件。此外,正极接头和负极接头从所述袋式外壳中伸出且耦合到保护电路模块(PCM)。
通常,PCM包括印刷电路板(PCB),在印刷电路板上提供了各种保护电路和正热系数(Positive Thermal Coefficient,PTC)装置。
但是,如果电极组件发生故障,将导致由电极组件产生的热量通过电极接头和连接引线施加到PCM的PTC装置上。这可能降低PTC装置的反应速度并使锂可再充电电池遭受危险的爆炸。
发明内容
本发明提供了一种袋式锂可再充电电池,其包括在因电极组件的故障而导致该电极组件异常发热时,通过迅速检测异常发热来切断电池中的电流的装置。
本发明还提供了一种袋式锂可再充电电池,其在电极组件异常发热时,通过迅速检测异常发热来切断电池中的电连接。
本发明的其他特征将在随后的说明书中阐述、将部分地从所述说明中得到理解、或者可以通过实施本发明得知。
本发明公开了一种袋式锂可再充电电池,其包括:电极组件,其包括第一电极板、第二电极板和插入到第一电极板和第二电极板之间的分隔体。所述电池还包括具有用于容纳电极组件的空腔的袋式外壳;用于控制电极组件的充电/放电的保护电路模块;以及连接引线,该连接引线将保护电路模块与电极组件耦合,而且在电池的温度异常升高时,其切断袋式锂可再充电电池中的电流。
本发明还公开了一种锂可再充电电池,其包括:电极组件,其包括第一电极板、第二电极板和插入到第一电极板和第二电极板之间的分隔体。所述电池还包括具有用于容纳电极组件的空腔的袋式外壳;用于控制电极组件的充电/放电操作的保护电路模块;以及将保护电路模块与电极组件耦合并充当正热系数装置的连接引线。
应当理解,前述一般性描述和以下详细的描述都是示范性和说明性的,旨在提供对所要求保护的发明的进一步解释。
附图说明
包括附图以提供对本发明进一步的理解,并且附图被引入并构成说明书的一部分,附图展示了本发明的实施例并和说明书一起解释本发明的原理。
图1A是根据本发明一实施例的袋式锂可再充电电池在袋式外壳打开时的透视图;
图1B是根据本发明一实施例的袋式锂可再充电电池在袋式外壳被密封时的透视图;
图2A是根据本发明一实施例的袋式锂可再充电电池的连接引线结构的分解透视图;
图2B是说明根据本发明一示范性实施例的袋式锂可再充电电池的连接引线结构的截面图。
具体实施方式
下文参考附图更为详细地描述本发明,在附图中示出了本发明的实施例。不过,本发明可以以不同的形式实施,并且不应被解释为局限于这里所述的实施例。相反,提供这些实施例是为了使内容公开充分,且完整地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。在附图中,为清晰起见可能放大了层和区域的尺寸和相对尺寸。
图1A是根据本发明一示范性实施例的袋式锂可再充电电池在袋式外壳打开时的透视图,图1B是根据本发明一示范性实施例的袋式锂可再充电电池在袋式外壳被密封时的透视图。
参照图1A和图1B,袋式锂可再充电电池100包括:电极组件110、在其中容纳所述电极组件110的袋式外壳120、用于控制所述电极组件110的充电/放电的保护电路模块130、以及将电极组件110耦合至所述保护电路模块130的连接引线140和145,此时,所述连接引线起着正热系数装置的作用。
电极组件110包括涂覆有正极活性材料或负极活性材料(优选为正极活性材料)的第一电极板111,涂覆有正极活性材料或负极活性材料(优选为负极活性材料)的第二电极板112,以及插入到第一电极板111和第二电极板112之间的分隔体113,分隔体113防止在第一电极板111和第二电极板112之间发生短路,而同时只允许锂离子的移动。
此外,将包括A1的第一电极接头114耦合至第一电极板111上。第一电极接头114从第一电极板111向上伸出预定距离,并起着正极接头的作用。将包括Ni的第二电极接头115耦合至第二电极板112上。第二电极接头115从第二电极板112向上伸出预定距离,并且起着负极接头的作用。尽管第一电极接头114和第二电极接头115分别包括Al和Ni,但是,本发明的电极接头的组分并不限于此。此外,可以提供绝缘接头116,以防止在袋式外壳120和第一电极接头114、第二电极接头115之间发生短路。
正极活性材料可以包括硫族化物(chalcogenide)化合物。例如,正极活性材料可以包括,但不限于诸如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNi1-xCoxO2(O<x<1)或LiCoO2的复合金属氧化物。负极活性材料可以包括,但不限于碳基材料、Si、Sn、氧化锡、复合锡合金、过渡金属氧化物、锂金属氮化物或锂金属氧化物。通常,正极板可以包括Al,负极板可以包括Cu。此外,分隔体可以包括聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。但是,本发明不仅限于此。
袋式外壳120包括具有用于在其中容纳电极组件110的空腔121a的下部121,和用于覆盖具有空腔121a的下部121的上部122。当电极组件110被容纳到空腔121a之中时,围绕空腔121a形成的下部121的边缘部分可作为接合部分123。此外,可以通过加压形成空腔121a。将电极组件110已经容纳于空腔121a中之后,通过将上部122与下部121相接合来实现对袋式外壳120的密封。
电极组件110的第一电极接头114和第二电极接头115通过袋式外壳120的接合部分123的预定部分从袋式外壳120中伸出。第一电极接头114和第二电极接头115通过第一连接引线140和第二连接引线145耦合至保护电路模块130。
提供保护电路模块130来控制电极组件110的充电/放电,同时,防止电极组件110产生故障。例如,当电极组件110遭遇过电流时,保护电路模块130切断过电流。尽管在图中未示出它们,但是在保护电路模块130上也可以提供其他各种保护电路。
第一连接引线140和第二连接引线145分别将第一电极接头114和第二电极接头115耦合至保护电路模块130。第一连接引线140和第二连接引线145中的至少一个可以起着正热系数装置的作用。例如,耦合至第二电极接头115(负极接头)的第二连接引线145可以充当正热系数装置。
可以将第一连接引线140和第二连接引线145的第一末端分别耦合至第一电极接头114和第二电极接头115的末端部分。此外,可以将第一连接引线140和第二连接引线145的第二末端耦合至保护电路模块130,使得第一电极接头114和第二电极接头115分别耦合至保护电路模块130。第一连接引线140和第二连接引线145可以具有L形。但是,本发明不仅限于此。
此外,如图1B所示,在将第一电极接头114和第二电极接头115分别通过第一连接引线140和第二连接引线145耦合至保护电路模块130之后,可以采用这样一种方式来折叠第一电极接头114和第二电极接头115以及第一连接引线140和第二连接引线145,使得保护电路模块130能够位于在袋式外壳120的接合部分123上的第一电极接头114和第二电极接头115暴露的部分之上。
图2A是根据本发明一示范性实施例的袋式锂可再充电电池的连接引线的分解透视图,图2B是根据本发明一示范性实施例的袋式锂可再充电电池的连接引线的截面图。
参照图2A和图2B,袋式锂可再充电电池的连接引线200充当着正热系数装置。
连接引线200包括上部导电板200a、下部导电板200c、以及位于上部导电板200a和下部导电板200c之间的正热系数层200b。
将上部导电板200a和下部导电板200c中的一个耦合至保护电路模块130和袋式锂可再充电电池100的第一电极接头114和第二电极接头115中的一个。例如,上部导电板200a可以耦合至保护电路模块130,且下部导电板200c可以耦合至起着负极接头作用的第二电极接头115。
耦合至保护电路模块130的上部导电板200a和下部导电板200c中的至少一个可以具有L形。但是,本发明并不限制上部导电板200a和下部导电板200c的形状。此外,上部导电板200a和下部导电板200c可以包括Ni、Ni合金或其等价物,但并不限于此。
正热系数层200b可以包括聚合物成分。例如,正热系数层200b可以包括丁苯橡胶(SBR)和分布在SBR中的碳。正热系数层200b可以是小于约0.3mm厚。如果正热系数层200b超过0.3mm厚,那么,在将保护电路模块130放置在袋式外壳120的接合部分123上的第一电极接头114和第二电极接头115暴露的部分之上时,保护电路模块130的高度将增加。在这种情况下,袋式锂可再充电电池100可能无法在该硬壳中稳固地安放以形成硬电池组。
根据本发明的袋式锂可再充电电池100,连接引线140、145和200将电极组件110与保护电路模块130耦合,且可以充当正热系数装置。与传统的正热系数装置相反,本发明的正热系数装置充当着连接引线,从而使产生自电极组件的热量被直接施加到正热系数装置上,由此提高了正热系数装置的反应速度和可靠性。此外,由于正热系数装置的反应速度得到了提高,所以可以避免袋式锂可再充电电池100的危险爆炸。
由于连接引线140、145和200充当着正热系数装置,因此,当袋式锂可再充电电池100的内部温度异常升高时,可以在短时间内切断袋式锂可再充电电池100的电路。因此,可以改善袋式锂可再充电电池100的稳定性,并使具有袋式锂可再充电电池100的电池组具有低的危险爆炸的风险。
本领域的技术人员应当明了,在不脱离本发明的精神和范围的条件下,可以在本发明中做出各种润饰和改动。因此,只要它们落在权利要求及其等价物的范围之内,本发明旨在覆盖本发明的此类润饰和改动。
本申请要求于2004年9月22日提交的韩国专利申请No.10-2004-0076149的优先权和权益,在此将其全文引入以作参考。
Claims (10)
1.一种袋式电池,其包括:
电极组件,其包括第一电极板、第二电极板和插入到所述第一电极板和第二电极板之间的分隔体;
袋式外壳,其包括用于在其中容纳所述电极组件的空腔;
保护电路模块;以及
连接引线,将所述保护电路模块与所述电极组件耦合,同时在所述袋式锂可再充电电池的温度异常升高时,切断所述袋式锂可再充电电池中的电流。
2.如权利要求1所述的袋式电池,
其中,所述连接引线包括上部导电板、下部导电板和插入到所述上部导电板和下部导电板之间的正热系数层。
3.如权利要求2所述的袋式电池,
其中,所述上部导电板和下部导电板中的一个耦合至所述电极组件,所述上部导电板和下部导电板中的另一个耦合至所述保护电路模块。
4.如权利要求2所述的袋式电池,
其中,所述上部导电板和下部导电板中的至少一个具有L形。
5.如权利要求2所述的袋式电池,
其中,所述上部导电板和下部导电板包括Ni。
6.如权利要求2所述的袋式电池,
其中,所述正热系数层不到约0.3mm厚。
7.如权利要求2所述的袋式电池,
其中,所述正热系数层包括丁苯橡胶和分布于所述丁苯橡胶中的碳。
8.一种袋式电池,其包括:
电极组件,其包括第一电极板、第二电极板和插入到所述第一电极板和第二电极板之间的分隔体;
袋式外壳,其包括用于在其中容纳所述电极组件的空腔;
保护电路模块;以及
连接引线,其将所述保护电路模块与所述电极组件耦合,并充当着正热系数装置。
9.如权利要求8所述的袋式电池,
其中,所述连接引线包括耦合至所述电极组件的上部导电板、耦合至所述保护电路模块的下部导电板、和插入到所述上部导电板和下部导电板之间的正热系数层。
10.如权利要求8所述的袋式电池,
其中,所述正热系数层不到约0.3mm厚。
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