CN208368668U - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种二次电池，包括：电极组件；和可热收缩保护层，该可热收缩保护层设置在该电极组件的外表面上并且通过热量而收缩。

Description

二次电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月9日提交的韩国专利申请第10-2016-0071638 号的优先权，其全部内容通过引用结合在此。
技术领域
本实用新型涉及一种二次电池，更具体地，涉及一种有效抑制电极组件的膨胀(swelling)的二次电池。
背景技术
一般来说，与不可充电的原电池不同，二次电池(secondary battery)是指可充电放电的电池。二次电池广泛用在诸如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机之类的高科技电子领域中。
这样的二次电池包括电极组件和其中容纳该电极组件的壳体。电极组件具有其中多个电极和多个隔膜彼此交替堆叠的结构。
此外，二次电池经历充电/放电过程。在此，电极可扩展，以引起电极与隔膜之间的界面的变化，因而，电极组件可膨胀。尤其是，当二次电池厚度变化或电阻增加时，二次电池的寿命可缩短。
实用新型内容
技术问题
本实用新型致力于解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种二次电池，其有效抑制电极组件在充电和放电时的膨胀，以提高电极组件的寿命。
技术方案
为了实现上述目的，根据本实用新型的二次电池包括：电极组件；和可热收缩保护层，所述可热收缩保护层设置在所述电极组件的外表面上并且通过热量而收缩。
所述可热收缩保护层可设置成围绕所述电极组件的外周。
所述可热收缩保护层可设置成围绕所述电极组件的整个外周。
所述可热收缩保护层可设置成围绕所述电极组件的所述外周的一部分。
所述可热收缩保护层可缠绕在所述电极组件的宽度方向上，以围绕所述电极组件的所述外周的一部分。
多个可热收缩保护层可缠绕在所述电极组件的所述宽度方向上。
所述可热收缩保护层可缠绕在所述电极组件的长度方向上，以围绕所述电极组件的所述外周的一部分。
多个可热收缩保护层可缠绕在所述电极组件的所述长度方向上。
所述可热收缩保护层可设置为可热收缩保护带。
所述可热收缩保护层可由绝缘材料制成。
所述可热收缩保护层可设置为双轴取向膜(biaxial oriented film)。
所述可热收缩保护层可由尼龙(Nylon)、聚丙烯(Polypropylene)、聚酯(Polyester)、聚酰胺(Polyamide)、聚乙烯(Polyethylene)、聚对苯二甲酸乙酯(Polyethylene phthalate)和聚苯乙烯(Polystyrene)之一制成。
所述可热收缩保护层可由不具有热固性的材料制成。
所述二次电池可进一步包括壳体，所述壳体中容纳包括所述可热收缩保护层的所述电极组件，其中所述壳体可包括通过热量而收缩的外部可热收缩保护层。
所述壳体可具有其中金属层、外部粘合层和所述外部可热收缩保护层顺序堆叠的结构。
所述外部可热收缩保护层可附接至所述壳体的最外侧。
所述外部可热收缩保护层可设置在所述壳体中并且设置在所述壳体的最外侧上。
所述外部可热收缩保护层可设置在所述壳体的最内侧上。
所述外部可热收缩保护层可由不具有热固性的材料制成。
密封层和内部粘合层可进一步堆叠在所述壳体的内表面上。
所述壳体可具有其中从壳体内侧起向外顺序堆叠所述密封层、所述内部粘合层、所述金属层、所述外部粘合层和所述外部可热收缩保护层的结构。
有益效果
本实用新型具有以下效果。
第一：本实用新型的二次电池可包括位于电极组件外侧的可热收缩保护层，以抑制电极组件的膨胀并提高寿命。
第二：在本实用新型的二次电池中，可热收缩保护层可设置为可热收缩保护带，因而易于使用和制造。
第三：在本实用新型的二次电池中，可热收缩保护层可设置为双轴取向膜，以辅助电极组件的收缩并且还利用电池单元中产生的热量，由此防止电池单元由于其温度的升高而劣化。
第四：在本实用新型的二次电池中，可热收缩保护层可由绝缘材料制成，以防止由于可热收缩保护层而发生与外部的短路。
第五：在根据本实用新型的二次电池中，可热收缩保护层可由不具有热固特性的材料制成。因而，当可热收缩保护层温度降低时，其可返回其初始状态，以实现使用的连续性。
第六：本实用新型的二次电池可包括位于容纳电极组件的壳体中的可热收缩保护层，以改善电极组件的膨胀和寿命以及抑制二次电池的变形。
第七：本实用新型的二次电池可包括围绕电极组件的整个外周或外周的一部分的可热收缩保护层，以提高可用性和效率。
附图说明
图1是根据本实用新型第一实施方式的二次电池的剖面图。
图2是根据本实用新型第一实施方式的电极组件的透视图。
图3到图8是根据各实施方式的可热收缩保护层的剖面图，图3是可热收缩保护带的示图，图4是在宽度方向上设置在电极组件的整个外周上的可热收缩保护层的示图，图5是在宽度方向上设置在电极组件的外周的一部分上的可热收缩保护层的示图，图6是图解宽度方向上的电极组件的多个可热收缩保护层的示图，图7是在长度方向上设置在电极组件的外周的一部分上的可热收缩保护层的示图，图8是图解长度方向上的电极组件的多个可热收缩保护层的示图。
图9是根据本实用新型第二实施方式的二次电池的剖面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本实用新型的实施方式，使得本实用新型所属领域的普通技术人员可很容易实施本实用新型的技术思想。然而，本实用新型可以以不同的形式实施，不应解释为限于在此阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见将省略对于描述本实用新型来说不必要的任何要素，此外，附图中相似的参考标记表示相似的要素。
[根据第一实施方式的二次电池]
如图1中所示，根据本实用新型第一实施方式的二次电池包括电极组件 110和其中容纳电极组件110的壳体120。
在此，通过在垂直方向上交替堆叠多个电极和多个隔膜来制造电极组件110。多个电极可设置有第一电极和第二电极，多个隔膜可设置有第一隔膜和第二隔膜。
就是说，电极组件110可设置为其中第一电极、第一隔膜、第二电极和第二隔膜在垂直方向上按顺序堆叠的基本单元、或者其中堆叠两个或更多个基本单元的单元堆叠部。
为提高二次电池的性能，执行充电/放电过程。在此，在电极组件110中，当充电和放电时产生热量，并且同时发生膨胀。特别是，当膨胀较大或局部发生膨胀时，电池单元的外观可变形，或者电极可脱离，从而降低寿命。
为解决上述问题，根据本实用新型第一实施方式的二次电池包括可热收缩保护层130，其有效抑制电极组件110在充电和放电时的膨胀。
就是说，如图2中所示，可热收缩保护层130设置成围绕电极组件110 的外侧。因而，可通过可热收缩保护层130自身的物理强度来抑制电极组件 110在充电和放电时的膨胀，并且可热收缩保护层130在通过电极组件110中或外部产生的热量收缩的同时可额外按压电极组件110，以有效抑制电极组件 110的膨胀，由此防止电极组件变形并防止电极脱离。
如图3中所示，可热收缩保护层130可设置为可热收缩保护带130A。就是说，可热收缩保护带130A附接为围绕电极组件110的外周，由此提高工作效率并抑制电极组件的膨胀。
具体地，可热收缩保护带130A的绕数可进行调整，以控制施加至电极组件110的压力。就是说，当电极组件110具有较大堆叠厚度时，可热收缩保护带130A的绕数可增加，以有效抑制电极组件110的膨胀。当电极组件110具有较小堆叠厚度时，可热收缩保护带130A的绕数可减少，以控制为电极组件 110不会承受较大的压力。
可热收缩保护层130可设置为围绕电极组件110的整个外周或外周的一部分。
就是说，其中发生较大膨胀的电极组件110可设置有围绕电极组件110 的整个外周的可热收缩保护层130。其中发生较小膨胀或者其中可热收缩保护层130不能围绕其整个外周的电极组件110可设置有围绕电极组件110的外周的一部分的可热收缩保护层130。
在此，设置在电极组件110的外周的一部分上的可热收缩保护层130可如下设置。
第一：如图4中所示，可热收缩保护层130可设置成在宽度方向上围绕电极组件110的整个外周，即，电极组件110的整个顶表面、底表面、左表面和右表面。
第二：如图5中所示，可热收缩保护层130可设置成在宽度方向上围绕电极组件110的外周的一部分，即，电极组件110的顶表面、底表面、左表面和右表面的一部分。例如，可热收缩保护层130可设置成在宽度方向上经过电极组件110的顶表面、底表面、左表面和右表面的中央。
第三：如图6中所示，可热收缩保护层130可设置为多个，多个可热收缩保护层130可设置成围绕电极组件110的顶表面、底表面、左表面和右表面的一部分。例如，三个可热收缩保护层130可设置成在宽度方向上经过电极组件 110的顶表面、底表面、左表面和右表面的中央以及两个侧端。
第四：如图7中所示，可热收缩保护层130可设置成在长度方向上围绕电极组件110的外周的一部分，即，电极组件110的前表面、后表面、顶表面和底表面的一部分。例如，可热收缩保护层130可设置成在长度方向上经过电极组件110的前表面、后表面、顶表面和底表面的中央。
第五：如图8中所示，可热收缩保护层130可设置为多个，多个可热收缩保护层130可设置成围绕电极组件110的前表面、后表面、顶表面和底表面的一部分。例如，三个可热收缩保护层130可设置成在长度方向上经过电极组件 110的前表面、后表面、顶表面和底表面的中央以及两个侧端。
如上所述，可根据电极组件110的尺寸、形状和厚度给电极组件110的整个外周或外周的一部分设置可热收缩保护层130，以提高效率并且还有效抑制电极组件110的膨胀。
可热收缩保护层130可由提高安全性的各种材料制成。
第一：可热收缩保护层130可由具有绝缘特性的材料制成。就是说，当可热收缩保护层130由导电材料制成时，设置在电极组件110中的其他电极可通过可热收缩保护层130彼此连接，从而引起短路。为防止发生该现象，可热收缩保护层130可由绝缘材料制成，以防止其他电极彼此短路并且还预先防止发生短路。
第二：可热收缩保护层130可设置为双轴取向膜。就是说，双轴取向膜在强度、可热收缩性和透明度方面是出色的。由于可热收缩保护层设置为双轴取向膜，所以当充电和放电时可稳定地抑制电极组件110的体积膨胀，以防止电极组件变形。
第三：可热收缩保护层130可由尼龙、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙酯和聚苯乙烯中的一种材料制成。当未充电和放电时该材料可按压电极组件110。因而，仅当充电和放电时该材料可通过由电极组件110产生的热量收缩，以有效按压电极组件110。
第四：可热收缩保护层130可由不具有热固性的材料制成。就是说，可热收缩保护层130可由当对其施加热量时难以硬化的材料制成。因而，即使可热收缩保护层130通过电极组件110中产生的热量收缩，可热收缩保护层130 仍可具有柔性，以稳定地按压电极组件。特别是，在不具有热固性的材料的情形中，当可热收缩保护层130温度降低时，可热收缩保护层130可返回其初始形状。在该情形中，可实现使用的连续性。
如上所述，根据本实用新型第一实施方式的二次电池可包括位于电极组件 110的外周表面上的可热收缩保护层130，以有效抑制当充电和放电时电极组件110的膨胀，特别是，防止电极组件110和二次电池变形，由此提高安全性和可销售性。
下文中，在根据本实用新型另一实施方式的电极组件的描述中，在附图中给具有相似构造的组成部分提供相同的参考标记，并因而将省略其重复的描述。
[根据第二实施方式的二次电池]
如图9中所示，根据本实用新型第二实施方式的二次电池包括电极组件 110和壳体120，在该电极组件的外周表面上设置有可热收缩保护层130，壳体容纳电极组件110并包括可热收缩保护层。
在此，为了区分可热收缩保护层，设置在壳体120上的可热收缩保护层称为外部可热收缩保护层125。
就是说，在根据本实用新型第二实施方式的二次电池中，设置在电极组件 110上的可热收缩保护层130首先抑制电极组件110的膨胀，然后，设置在壳体120上的外部可热收缩保护层125额外抑制电极组件110的膨胀。因而，可有效防止电极组件110和壳体120变形。
在此，壳体120具有其中金属层123、外部粘合层124和外部可热收缩保护层125顺序堆叠的结构。就是说，金属层123可保持壳体120的外观，外部可热收缩保护层125可防止壳体120变形，并且外部粘合层124可提高金属层 123与外部可热收缩保护层125之间的耦合力。
外部可热收缩保护层125可设置在壳体120的最外侧上。例如，壳体可具有其中从壳体内侧起向外顺序堆叠金属层123、外部粘合层124和外部可热收缩保护层125的结构。因而，可预先防止由于容纳在壳体120中的电极组件 110与外部可热收缩保护层125之间的接触而发生的问题，以更稳定地使壳体 120收缩。
在此，外部可热收缩保护层125可在制备壳体120之后附接至壳体120 的最外侧。当制备壳体120时，可将外部可热收缩保护层125设置在壳体120 的最外侧上且之后与壳体120结合在一起。因而，可提高制造的便利性和简单性。
外部可热收缩保护层125可设置在壳体120的最内侧上。例如，壳体120 具有其中从壳体内侧起向外顺序堆叠外部可热收缩保护层125、外部粘合层 124和金属层123的结构。
外部可热收缩保护层125可由与上述可热收缩保护层130相同的材料制成。在此，将省略其重复的描述。
密封层121和内部粘合层122可进一步堆叠在壳体120的内表面上。就是说，壳体120可具有其中从壳体内侧起向外顺序堆叠密封层121、内部粘合层 122、金属层123、外部粘合层124和外部可热收缩保护层125的结构。在此，密封层121可提高壳体120的密封性，内部粘合层122可提高密封层121与金属层123之间的耦合力。如上所述，根据本实用新型第二实施方式的二次电池可包括可热收缩保护层130和外部可热收缩保护层125，以有效抑制电极组件 110的膨胀并防止电极组件110和二次电池变形。
因此，本实用新型的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述和在此描述的示例性实施方式限定。在本实用新型权利要求的等同物的含义内以及权利要求内进行的各种变形被认为是在本实用新型的范围内。

Claims (21)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：
电极组件；和
可热收缩保护层，所述可热收缩保护层设置在所述电极组件的外表面上并且通过热量而收缩。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层设置成围绕所述电极组件的外周。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层设置成围绕所述电极组件的整个外周。
4.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层设置成围绕所述电极组件的所述外周的一部分。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层缠绕在所述电极组件的宽度方向上，以围绕所述电极组件的所述外周的一部分。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，多个可热收缩保护层缠绕在所述电极组件的所述宽度方向上。
7.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层缠绕在所述电极组件的长度方向上，以围绕所述电极组件的所述外周的一部分。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，多个可热收缩保护层缠绕在所述电极组件的所述长度方向上。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层设置为可热收缩保护带。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层由绝缘材料制成。
11.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层设置为双轴取向膜。
12.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层由尼龙、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙酯和聚苯乙烯之一制成。
13.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述可热收缩保护层由不具有热固性的材料制成。
14.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，进一步包括壳体，所述壳体中容纳包括所述可热收缩保护层的所述电极组件，
其中所述壳体包括通过热量而收缩的外部可热收缩保护层。
15.根据权利要求14所述的二次电池，其特征在于，所述壳体具有其中金属层、外部粘合层和所述外部可热收缩保护层顺序堆叠的结构。
16.根据权利要求14所述的二次电池，其特征在于，所述外部可热收缩保护层附接至所述壳体的最外侧。
17.根据权利要求14所述的二次电池，其特征在于，所述外部可热收缩保护层设置在所述壳体中并且设置在所述壳体的最外侧上。
18.根据权利要求14所述的二次电池，其特征在于，所述外部可热收缩保护层设置在所述壳体的最内侧上。
19.根据权利要求14所述的二次电池，其特征在于，所述外部可热收缩保护层由不具有热固性的材料制成。
20.根据权利要求15所述的二次电池，其特征在于，密封层和内部粘合层进一步堆叠在所述壳体的内表面上。
21.根据权利要求20所述的二次电池，其特征在于，所述壳体具有其中从壳体内侧起向外顺序堆叠所述密封层、所述内部粘合层、所述金属层、所述外部粘合层和所述外部可热收缩保护层的结构。
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