CN1866580A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二次电池，其包括具有第一和第二电极以及隔膜的电极组件、用来容纳电极组件的袋型壳体、以及用来包覆壳体外侧的护套。在应用内置型二次电池的电子设备中，护套可以防止袋受损并可增强壳体的强度。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池，更具体地说，涉及一种电极组件置于袋中的袋式锂二次电池(pouch type lithium secondary battery)。
本申请请求享有于2005年4月27日提交的韩国专利申请10-2005-0035291号的优先权，其全部内容在此作为参考。
背景技术
因为锂与水之间发生反应，所以二次电池采用非水电解质。非水电解质可以是含有锂盐的固态聚合物，或者是锂盐从有机溶剂中离解出来的液体。
根据电解质的种类，二次电池可分为使用液态电解质的锂金属电池和锂离子电池以及使用聚合物固态电解质的锂离子聚合物电池。
在全固态型锂离子聚合物电池中，不存在有机电解质泄漏的问题。与使用液态电解质的锂离子电池相比，含有有机电解质的凝胶型锂离子聚合物电池也容易防止电解质泄漏。例如，锂离子聚合物电池可以使用袋(pouch)作为电极组件的壳体以代替金属外壳。
袋由通常包括金属箔层和覆盖金属箔层的合成树脂层的多层膜制成。与使用金属外壳作为电极组件壳体的情况相比，袋能显著降低电池的重量。在多层袋中，金属箔通常由铝材料制成。形成袋内层的聚合物层保护金属箔免受电解质的影响，并可防止阳极、阴极和电极接片之间电短路。
为了形成袋型锂二次电池，首先，将阳极板、隔膜和阴极板顺序层叠并卷绕以形成电极组件。接着，将电极组件放入合适的袋中。然后，在袋的开口边缘对上下袋薄膜加热和熔焊，以密封袋，从而形成袋型裸单电池(bare cell battery)。
这种裸单电池可以用来形成内置型电池(inner pack type battery)。内置型电池是指一种类似裸单电池的电池，它们被直接插入如需要二次电池的数码照相机或数字式录像摄像机(digital camcorder)的电子设备的主体中，然后用形成电子设备外表面的盖件盖住。内置型电池具有极好的耐外部冲击的优点。
具体地说，在电子设备的主体中安装有如连接到裸单电池的电极的保护电路模块、或者正温度系数元件之类的元件或构件。
因此，在电子设备的主体中安装有保护电路模块、正温度系数元件等的内置型二次电池的情况下，当保护电路受损时只有保护电路模块需要用新的模块替换。因此，与集成了保护电路模块的二次电池相比，内置型二次电池具有提高的生产率和较少的暴露于外部冲击的机会。
然而，电极组件置于软袋中的常规二次电池存在的问题是软袋容易在将二次电池安装在电子设备内的过程中受损。
发明内容
因此，本发明的出发点是要解决现有技术中存在的所述问题，本发明的目的是提供一种包括用于包覆袋外部的护套(sheath)的二次电池，从而可避免软袋受损。
为了实现本发明的目的，所提供的二次电池包括：由第一电极板、第二电极板以及介于第一电极板和第二电极板之间的隔膜构成的电极组件；具有容纳电极组件的壳体的袋；以及包覆袋的护套。优选包覆袋的各侧面的护套呈圆角形式。
根据本发明的一方面，护套优选由机械强度高于形成壳体的材料的材料制成，以便加强壳体的强度。护套可以由不锈钢制成，以便形成为箔。此外，护套也可以由合成树脂制成。另外，护套具有小于0.1mm的厚度。
根据本发明另一方面，护套具有与袋的下表面接触的下表面部分、与袋的侧表面接触的侧表面部分、以及与袋的上表面接触的上表面部分。此外，护套的侧表面部分形成在护套的下表面部分的两边缘处，并且护套的上表面部分与围绕护套的下表面部分的侧表面部分相连接。此外，护套的下表面部分具有与袋的下表面相应的面积，护套的侧表面部分具有与袋的侧表面相应的面积。
根据本发明的又一方面，护套包括分别与袋的下表面接触的下表面部分、与袋的侧表面接触的侧表面部分、与袋的上表面接触的上表面部分、以及与袋的后表面接触的后表面部分。此时，护套的后表面部分具有与袋的后表面相应的面积，并与护套的下表面部分为一体。
根据本发明的再一方面，护套包括分别覆盖袋两侧的第一侧护套和第二侧护套。此时，左侧护套和右侧护套分别具有与袋的下表面接触的下表面部分、与袋的侧表面接触的侧表面部分、以及与袋的上表面接触的上表面部分，左侧护套和右侧护套各自的下表面部分和上表面部分分别具有与袋的下表面和上表面的一半面积相对应的面积。此外，各左侧护套和右侧护套还分别具有与袋的后部相接触的后表面部分。各左侧护套和右侧护套通过注模成型为一体。
根据本发明另一方面，护套包括上护套和下护套，它们彼此结合以覆盖袋的上部和下部。此时，上护套具有与袋的上表面接触的上表面部分和在其上表面的两边缘处形成的与袋的侧表面接触的侧表面部分，下护套具有与袋的下表面接触和在其下表面的两边缘处形成的与袋的下表面接触的下表面部分。上护套和下护套还分别具有与袋的后表面接触的后表面部分。此外，各上和下护套分别通过注模成型为一体。
根据本发明的又一方面，护套具有印刷在其外表面上的、包括或者是二次电池的序列号或者是制造商的信息。
根据本发明的再一方面，二次电池是内置型电池。
根据本发明的另一方面，二次电池包括：由具有第一电极接片的第一电极板、具有第二电极接片的第二电极板、以及介于第一电极板和第二电极板之间的隔膜构成的电极组件；具有容纳电极组件的壳体的袋；以及至少覆盖袋侧面的护套。护套还可以包覆袋的后表面，该后表面是与第一和第二电极接片伸出的前表面相对的表面。护套可以是卷绕包覆袋的单一护套，或由分别包覆袋的一半以包覆袋的第一护套和第二护套构成。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细描述，通过这些描述可以更全面地评价本发明，并能更好理解本发明的许多所述和其它的特点和优点，附图中类似的附图标记表示相同或相似的部件。
图1是具有电极组件和袋的二次电池的分解透视图；
图2A是本发明一实施方式的用于袋的护套的平面图；
图2B是图2A所示的护套和袋的透视图；
图3是本发明另一实施方式的护套的平面图；
图4是本发明又一实施方式的护套的透视图；
图5是本发明再一实施方式的护套的透视图；
图6的分解透视图示出了应用了本发明的二次电池的电子设备。
具体实施方式
下文将参照附图描述本发明的二次电池。
图1是具有电极组件和袋的二次电池的分解透视图。图2A是本发明一实施方式的用于袋的护套的平面图。图2B是图2A所示的护套和袋的透视图。图6的分解透视图示出了应用了本发明的二次电池的电子设备。
参见图1、2A和2B，本发明此实施方式的锂二次电池100包括电极组件110、具有将电极组件110容纳于内部的壳体120的袋200、以及包覆袋200的护套210。
电极组件110包括覆敷有第一和第二活性材料层(未示出)的第一和第二电极板111和115，以及介于第一和第二电极板111和115之间的隔膜113，以防止第一和第二电极板111和115之间电短路，同时只允许锂离子通过。电极组件110被卷绕多次。第一和第二电极板111和115分别连接有第一和第二电极接片111a和115a。第一电极板111可以形成阳极板，第二电极板115可形成阴极板。在这种情况下，阳极板111由铝材料制成，并且阴极板115由铜材料制成。另一方面，隔膜113通常由聚乙烯树脂或聚丙烯树脂制成。当然，本发明的这些元件的材料并不限于上面提到的这些材料。
可采用硫属化合物，例如复合金属氧化物如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNiO2、LiNi(1-x)CoxO2(0＜x＜1)和LiMnO2作为阳极活性材料。可采用以碳为基的材料、Si、Sn、氧化锡、复合锡合金、过渡金属氧化物和锂金属氧化物等作为阴极活性材料。
壳体120包括第一区域121和第二区域122，第一区域具有呈预定深度以容纳电极组件110的凹部121a和凸缘部件121b，第二区域的其面积足以覆盖第一区域121的凹部121a。壳体120由袋薄膜制成，其中在铝箔的一个表面上覆敷粘结层，在铝箔的另一表面上覆敷绝缘层。粘结层由改性聚丙烯树脂如铸型用聚丙烯(CPP)树脂形成，绝缘层由合成树脂如尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。当然，本发明中壳体120的材料并不局限于上面提到的这些材料。
此外，可将袋的凹部121a形成为具有预定深度，而连接到电极组件110的第一和第二电极接片111a和115a以期望的间隔从壳体120的边缘即凸缘部件121b处向外伸出。
护套210具有与袋200的下表面201接触的下表面部分211、分别与袋200的侧表面202接触的侧表面部分212、以及与袋200的上表面203接触的上表面部分213。将护套210形成为两个侧表面部分212分别连接到下表面211的两边缘，而上表面部分213分别形成在围绕下表面部分211的各侧表面部分212的一侧。下表面部分211具有与袋200的下表面相对应的面积，同时侧表面部分212具有与袋200的侧表面相对应的面积。此外，形成在下表面部分211两边缘的上表面部分213具有与袋200的上表面的面积相对应的总面积。另外，护套210从壳体120的下表面到侧表面以圆角形式包覆壳体120的侧面。具体地说，壳体120的护套210使壳体120具有圆滑侧面，以便减小壳体与电子设备的接触面积，借此，将壳体120插入电子设备和与电子设备分离时便于壳体120插入电子设备和与之分离。
护套210通过单独的粘结剂粘结到壳体120上，以完全包覆壳体120的外表面，借此可增强袋200的强度。因此，护套210由机械强度高于壳体120材料的机械强度的材料制成，例如由不锈钢或合成树脂制成。此外，护套210优选形成为箔状。再者，护套210优选具有小于0.1mm的厚度。若护套210的厚度大于0.1mm，在整个容积一定的情况下，由于护套210的厚度增加而减小了袋的内部容积，从而使二次电池的容量显著减小。
另一方面，护套210可以具有印刷在其外表面上的有关二次电池的序列号、生产日期、制造厂商中的一种信息。
从壳体120向外延伸的第一和第二电极接片111a和115a从护套210向外伸出。向外伸出的第一和第二电极接片111a和115a与安装在二次电池外侧即电子设备中的保护电路板(未示出)相连。
电子设备可以是便携式移动电话300。
在便携式移动电话300的一侧设有电池安装部分310和用来盖住电池安装部分310的外表面的盖320，所述电池安装部分具有插入二次电池的期望空间。盖320上安装有固定锁扣321以便将盖320固定到便携式移动电话300上。便携式移动电话300设有保护电路板，该电路板连接到二次电池100的第一和第二电极接片111a和115a，保护电路板安装在便携移动电话300中电池安装部分310的周围。
下文将描述本发明另一实施方式的护套。
图3是本发明另一实施方式的护套的平面图。本实施方式中的护套210a与图2A所示的实施方式中的护套210相同的部分用相同的附图标记表示，并将省略对这些相同部分的相关说明。
参见图3，本发明另一实施方式的护套210a具有下表面部分211、侧表面部分212、上表面部分213和后表面部分214。护套210a的后表面部分可以形成在下表面211的边缘以垂直于侧表面部分212延伸。后表面部分214具有与袋200的后表面相对应的面积，该后表面部分与第一和第二电极接片111a和115a穿过而向外伸出的前表面相对，并与袋200的后表面完全接触，以便增强袋200的后表面的强度。后表面部分214与护套210a的下表面部分211形成一体，或与下表面部分211分开形成并附在护套210a的下表面部分211上。
下文将描述根据本发明又一实施方式的护套。
图4是本发明又一实施方式的护套的透视图。本实施方式中的护套与图2A所示的实施方式中的护套相同的部分用相同的附图标记表示，并将省略对这些相同部分的相关描述。
参见图4，护套210b包括左侧护套216a和右侧护套216b，它们相互组装在袋200的两侧并增强袋200的强度。因此，左侧护套216a和右侧护套216b分别具有向着袋的相对侧开口的开口侧。左侧护套216a和右侧护套216b分别具有下表面部分211b和211b′、侧表面部分212b和212b′、以及上表面部分213b和213b′。下表面部分211b和211b′与上表面部分213b和213b′分别具有与袋200的上表面或下表面的一半面积相对应的面积。此外，左侧护套216a和右侧护套216b的侧表面部分212b和212b′各自具有与袋200的侧表面相对应的面积。再者，各左侧护套216a和右侧护套216b还分别具有后表面部分214b和214b′，后表面部分分别具有与袋200的后表面的一半面积相对应的面积。优选构成护套210b的左侧护套216a和右侧护套216b的每一个可以一体地模制成型。左侧护套216a和右侧护套216b分别覆盖袋200并通过单独的粘结剂粘结到袋200。
下文将描述本发明再一实施方式的护套。
图5是本发明再一实施方式的护套的透视图。本实施方式中的护套与图2A所示的实施方式中的护套相同的部分使用相同的附图标记表示，并将省略对这些相同部分的相关描述。
参见图5，本发明再一实施方式的护套210c包括上护套217a和下护套217b，它们相结合以从袋200的侧面覆盖袋，从而非常理想地增强了袋200的强度。相结合的上护套217a和下护套217b在朝向袋200的前表面处形成开口。此外，上护套217a具有上表面部分213c和在上表面部分213c的两边缘处形成的侧表面部分212c。下护套217b包括下表面部分211c和在下表面部分211c两边缘处形成的侧表面部分212c′。上和下表面部分213c和211c分别具有与袋200的下表面或上表面相对应的面积。上护套217a和下护套217b的每一个还包括具有与袋200的后表面相对应的面积的后表面部分214c。优选构成护套210c的上和下护套217a和217b的每一个可以一体地模制成型。上和下护套217a和217b分别结合到袋200的上下侧面，并通过单独的粘结剂粘结到袋200。
下文将描述如上所述构建的本发明的二次电池的工作情况。
将电极组件110插入袋200的凹部121a中。容纳有电极组件110的袋200由两侧呈圆角的护套210包覆。第一和第二电极接片111a和115a从护套210的前侧伸出并电连接到保护电路板，从而形成二次电池。
由于包覆壳体120的外表面的护套210具有呈圆角的侧面，将二次电池100安装在电池安装部分310中时，袋200与电池安装部分310的接触表面平滑接触。此外，减小了袋200的侧面与电池安装部分310的内表面的接触表面，从而便于二次电池100的安装和拆卸。再者，由不锈钢或合成树脂等制成的护套210包覆壳体120的外表面，从而可防止软壳体120受损。此处，二次电池100被安装在便携式移动电话中，而使第一和第二电极接片111a和115a与安装在电池安装部分210附近的保护电路板相连接。
将二次电池100安装在便携式移动电话300的电池安装部分310中时，盖320通过固定锁扣321固定到便携式移动电话300上，从而盖住电池安装部分310。
尽管出于说明的目的已对本发明的优选实施方式进行了描述，但是，本领域技术人员在不超出所附权利要求公开的本发明的范围和构思的前提下，可以作出各种改型、添加和替换。

Claims (25)

1.一种二次电池，包括：
电极组件，其包括第一电极板、第二电极板以及介于所述第一电极板和第二电极板之间的隔膜；
具有容纳所述电极组件的壳体的袋；及
包覆袋的护套。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套以圆角形式包覆所述袋的侧面。
3.如权利要求1所述的二次电池，其中，形成所述护套的材料的机械强度高于形成所述壳体的材料的机械强度，以增强所述壳体的强度。
4.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套由不锈钢制成。
5.如权利要求4所述的二次电池，其中，所述护套形成为箔状。
6.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套由合成树脂制成。
7.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套的厚度小于0.1mm。
8.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套具有与所述袋的下表面接触的下表面部分、与所述袋的侧表面接触的侧表面部分、以及与所述袋的上表面接触的上表面部分。
9.如权利要求8所述的二次电池，其中，所述护套的侧表面部分形成在所述护套下表面部分的两边缘处，所述护套的上表面部分与所述侧表面部分连接。
10.如权利要求8所述的二次电池，其中，所述护套的下表面部分具有与所述袋的下表面相对应的面积，所述护套的侧表面部分具有与所述袋的侧表面相对应的面积。
11.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套包括分别与所述袋的下表面接触的下表面部分、与所述袋的侧表面接触的侧表面部分、与所述袋的上表面接触的上表面部分、以及与所述袋的后表面接触的后表面部分。
12.如权利要求11所述的二次电池，其中，所述护套的后表面部分具有与所述袋的后表面相对应的面积，并与所述护套的下表面部分成一体。
13.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套包括分别覆盖所述袋两侧的左侧护套和右侧护套。
14.如权利要求13所述的二次电池，其中，所述左侧护套和右侧护套分别具有与所述袋的下表面接触的下表面部分、与所述袋的侧表面接触的侧表面部分、以及与所述袋的上表面接触的上表面部分，所述左侧护套和右侧护套中每一个的所述下表面部分和上表面部分分别具有与所述袋的下表面和上表面的一半面积相应的面积。
15.如权利要求13所述的二次电池，其中，所述左侧护套和右侧护套的每一个还具有与所述袋的后部接触的后表面部分。
16.如权利要求13所述的二次电池，其中，所述左侧护套和右侧护套的每一个一体地模制成型。
17.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套包括相互结合以覆盖所述袋的上部和下部的上护套和下护套。
18.如权利要求17所述的二次电池，其中，所述上护套具有与所述袋的上表面接触的上表面部分、以及形成在其上表面两边缘处以便与所述袋的侧表面接触的侧表面部分，所述下护套具有与所述袋的下表面和形成在其下表面两边缘处以便与所述袋的下表面接触的袋的侧表面接触的下表面部分。
19.如权利要求17所述的二次电池，其中，所述上护套和下护套还分别具有与所述袋的后表面接触的后表面部分。
20.如权利要求17所述的二次电池，其中，所述上下护套的每一个一体地模制成型。
21.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述护套具有包括有关该二次电池的序列号和制造厂商的至少一种信息。
22.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池是内置型电池。
23.一种二次电池，包括：
电极组件，其包括具有第一电极接片的第一电极板、具有第二电极接片的第二电极板以及介于所述第一电极板和第二电极板之间的隔膜；
具有容纳所述电极组件的壳体的袋；及
至少覆盖所述袋的侧面的护套。
24.如权利要求23所述的二次电池，其中，所述护套还包覆与伸出所述第一和第二电极接片的前表面相对的所述袋的后表面。
25.一种二次电池，包括：
电极组件，其包括具有第一电极接片的第一电极板、具有第二电极接片的第二电极板以及介于所述第一电极板和第二电极板之间的隔膜；
具有容纳所述电极组件的壳体的袋；以及
至少覆盖所述袋的侧面的护套，形成该护套的材料的机械强度高于形成所述壳体的材料的机械强度，以增强所述壳体的强度。
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