CN210142673U - 层压式电池以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种层压式电池以及电子设备,该层压式电池能够使封装体的突出部所具有的弯折部分能确实地与电池主体固定,并能够提高层压式电池的制造效率且缩短制造时间。本实用新型的层压式电池(200)包含电池主体(6)、以及封装前述电池主体的封装体(7),其中,前述封装体具有从前述电池主体的侧面(62、63)突出的突出部(8a、8b),前述突出部具有经弯折而形成的弯折部分(9a、9b),在前述弯折部分与前述电池主体的侧面之间涂布有紫外线固化黏着剂(12),前述弯折部分与前述电池主体通过固化后的前述紫外线固化黏着剂而固定。
Description
技术领域
本实用新型涉及层压式电池,特别是涉及使用紫外线固化黏着剂的层压式电池。
背景技术
近年来,随着电子设备的发展,小型、轻量且能量密度高并且可重复充放电的层压式电池逐渐成为主流。
在以往的层压式电池中,一般会使用金属封装体来封装电池主体。但是,金属封装体并无法实现小型化、轻量化。因此,开发了以薄膜封装体取代金属封装体来封装电池主体的技术。
如图1A所示,作为这种层压式电池100,一般会使用以薄膜为材料的封装体2来封装电池主体1。该封装体2通常由两片薄膜或将一片薄膜折叠而成的两个部分2a、2b所形成,通过使用该两片薄膜或将一片薄膜折叠而成的两个部分2a、2b来包覆电池主体1,从而形成将电池主体1封装的封装体2。由此,能够保护电池主体1并实现层压式电池的小型化。
在利用通过以薄膜为材料的封装体2来封装电池主体1的层压式电池100 的情况下,为了避免电池主体1中的电解质等渗漏,且避免外部空气或杂质等进入到封装体2中,通过使构成封装体2的两片薄膜2a、2b从电池主体1的侧面突出,并将该两片薄膜2a、2b重叠的突出部分溶接以形成突出部3a、3b。再来,为了确保封装体2的密封性,尽量增加贴合的面积。
但是,如图1B所示,从上方俯视该层压式电池100时,该突出部3a、3b 的多余面积会造成层压式电池100的大型化,可能会使得每单位体积的能量效率降低。
有鉴于此,如图2A所示,一般会将封装体2的突出部3a、3b的一部分弯折而形成弯折部分4a、4b,并将弯折部分4a、4b黏接贴合于电池主体1,由此能够降低层压式电池100的面积,进而能够降低层压式电池100在俯视时的整体的体积。
但是,因为该封装体2通常是由具有可挠性的薄膜所形成,如图2B所示,弯折后的弯折部分4a、4b没有固定于电池主体1,可能会导致左右的弯折部分4a、4b的弯折角度不均匀。而且,经历重复的弯折,突出部3a、3b会脆化,可能会导致弯折部分4a、4b的断裂。
因此,专利文献1提出以热溶接材料来形成封装体2的技术,通过利用热致曲折的制造方法使突出部3a、3b的弯折部分4a、4b弯曲并固定于电池主体 1。不过,随着时间的经过,由热溶接材料所形成的突出部3a、3b会有变形的风险,使得弯折部分4a、4b无法固定于电池主体1。
因此,专利文献2提出了一种解决方案,如图3A所示,先在突出部3a、 3b上贴附双面胶5,接着,如图3B所示,将该突出部3a、3b弯折而形成弯折部分4a、4b后,弯折部分4a、4b会因双面胶5的黏着性而固定于电池主体 1。
但是,在专利文献2的技术中,需要事先手动贴附双面胶5,导致层压式电池制造变得困难。而且,若双面胶5的贴附位置不精确时,可能有无法在弯折部分4a、4b与电池主体1之间适切地固定的风险。而且在一个层压式电池中,双面胶5的贴附位置若有差异的话,会导致左右两侧的弯折部分4a、4b 的夹角不同,无法制造同一规格的层压式电池。而且,一旦在弯折部分4a、 4b贴附双面胶5后,难以将双面胶5完全剥除,因此如果贴附失败则需将该层压式电池废弃,导致制造成本升高。再加上以高精度将双面胶5贴附于弯折部分4a、4b的工序需要耗费许多时间,制造效率极低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP 2014-179171 A
专利文献2:JP H11-67167 A
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
因此,本实用新型的目的为提供一种层压式电池,其能够使封装体的突出部所具有的弯折部分能确实地固定于电池主体,并能够提高层压式电池的制造效率,缩短制造时间,减少不必要的工序。
用于解决技术问题的方案
[1]一种层压式电池,包含电池主体、以及封装所述电池主体的封装体,其特征在于,
所述封装体具有从所述电池主体的侧面突出的突出部,
所述突出部具有经弯折而形成的弯折部分,
在所述弯折部分与所述电池主体的侧面之间涂布有紫外线固化黏着剂,
所述弯折部分与所述电池主体通过固化后的所述紫外线固化黏着剂而固定。
[2]如[1]所述的层压式电池,其特征在于,所述紫外线固化黏着剂涂布于所述弯折部分与所述电池主体的侧面之间的整面。
[3]如[1]所述的层压式电池,其特征在于,所述紫外线固化黏着剂以点状涂布于所述弯折部分与所述电池主体的侧面之间。
[4]如[1]所述的层压式电池,其特征在于,所述紫外线固化黏着剂涂布成I 字型。
[5]如[1]所述的层压式电池,其特征在于,固化后的所述紫外线固化黏着剂的高度方向的尺寸高于所述弯折部分的高度方向的尺寸。
[6]如[1]所述的层压式电池,其特征在于,固化后的所述紫外线固化黏着剂的高度方向的尺寸低于所述弯折部分的高度方向的尺寸。
[7]如[1]所述的层压式电池,其特征在于,所述弯折部分具有:所述弯折部分经进一步弯折而形成的第2突出部、以及所述第2突出部经进一步弯折而形成的第2弯折部分。
[8]如[1]所述的层压式电池,其特征在于,所述突出部进一步包含多个阶梯状的突出部及弯折部分。
[9]一种电子设备,其特征在于,包含[1]至[8]中任一项所述的层压式电池。
实用新型的效果
根据本实用新型,能提供一种层压式电池及层压式电池的制造方法,其能够使封装体的突出部所具有的弯折部分能确实地固定于电池主体,并能够提高层压式电池的制造效率,缩短制造时间。
附图说明
图1A为表示以往的层压式电池的正视图。图1B为表示以往的层压式电池的俯视图。
图2A、图2B为表示以往的层压式电池的弯折部分的正视图。
图3A、图3B为表示在以往的层压式电池中贴附双面胶来固定弯折部分的正视图。
图4A为表示本实用新型的层压式电池的斜视图。图4B~图4E为表示本实用新型的层压式电池的突出部和弯折部分的各种变化的正视图。
图5A为表示将紫外线固化黏着剂涂布于本实用新型的层压式电池的突出部的正视图。图5B为在本实用新型的层压式电池的弯折部分与电池主体的侧面之间涂布紫外线固化黏着剂的正视图。
图6A~图6C为表示在本实用新型的层压式电池上以各种方式涂布紫外线固化黏着剂的俯视图。
图7A、图7B为表示本实用新型的层压式电池的经固化的紫外线固化黏着剂的高度的正视图。
图8A~图8D为表示制造本实用新型的层压式电池的制造装置的图。
图9为表示本实用新型的层压式电池的制造方法的流程图。
符号说明
100:层压式电池,1:电池主体,2:封装体,3:突出部,4:弯折部分, 5:双面胶,6:电池主体,7:封装体,8a、8b:突出部,9a、9b:弯折部分, 200:层压式电池,61:前侧面,62:左侧面,63:右侧面,64:后侧面,65:顶面,66:底面,10:正极端子,11:负极端子,12:紫外线固化黏着剂,81a、 81b:第2突出部,91a、91b:第2弯折部分,300:制造装置,31:载台,40:夹具,50:涂布机,60:光源,600:紫外线
具体实施方式
[层压式电池]
在以下的说明中,参照附图来说明本实用新型的实施方式。在附图中,对于相同部分附加相同符号,并有时会省略说明。此外,各附图中的内容仅为本实用新型的例示,并非用来限定本实用新型。
如图4A所示,本实用新型的实施方式的层压式电池200包含:电池主体 6、将电池主体6封装的封装体7、正极端子10、及负极端子11。在以下的说明中,虽然电池主体6被封装体7所封装,但为了方便说明,除有特别论述外,有时会将由封装体7包覆的电池主体6整体称为“电池主体6”。
作为电池主体6,例如为非水电解液二次电池。作为这种二次电池,例如为具备正极、负极、隔膜和非水电解液的锂二次电池,所述正极是将包含能吸收/放出锂离子的含锂氧化物即正极活性物质(LiCoO2等锂钴氧化物、LiMn2O4等锂锰氧化物、LiNiO2等锂镍氧化物等锂复合氧化物)、导电助剂及黏结剂等的正极合剂涂布于由铝箔等所形成的正极集电体上并使其干燥而形成,所述负极是将包含能吸收/放出锂离子的负极活性物质(石墨、热解碳、焦炭、玻璃碳、金属、金属氧化物等)、助导电剂及黏结剂等的负极合剂涂布于由铝箔等所形成的负极集电体上并使其干燥而形成;但二次电池不以此为限。
作为形成封装体7的薄膜,例如可使用在最内层设置离子聚合物等热熔接性树脂层,在该热熔接性树脂层上包覆铝薄等金属箔,并在最外层形成有聚对苯二甲酸乙二醇酯及尼龙等树脂层以保护前述金属箔免于物理性撞击的复合薄膜(层压式薄膜),但不以此为限。封装体7一般形成为由两片薄膜包覆电池主体6。或也可以形成为将一片薄膜折叠来包覆电池主体6。
电池主体6具有位于其侧部的4个侧面、位于其顶部的顶面、及位于其底部的底面。如图4A所示,将电池主体6朝向+X方向的面设为前侧面61、朝向-Y方向的面设为左侧面62、朝向+Y方向的面设为右侧面63、朝向-X方向的面设为后侧面64、朝向+Z方向的面设为顶面65、及朝向-Z方向的面设为底面66。在以下说明中,会有将左侧面62及右侧面63统称为“两个侧面62、 63”的情形。
如图4A所示,正极端子10及负极端子11从电池主体6的前侧面61延伸出。但是,正极端子10及负极端子11不限于从电池主体6的前侧面61延伸出,也可以从电池主体6的后侧面64延伸出。此外,正极端子10及负极端子11一般从构成封装体7的两片薄膜所贴合的部分延伸出,但不限于此,也可以从电池主体6的侧面上的任一位置贯通封装体7而延伸出。此外,在图 4A所示的层压式电池200中,电池主体6、突出部8a、8b的弯折部分9a、9b 通过紫外线固化黏着剂12而被固定。
图4B、图4C为从电池主体6的后侧面64观察层压式电池200的正视图。如图4B所示,该封装体7在电池主体6的底面66具有突出电池主体6的左侧面62及右侧面63的两个突出部8a、8b。
接着,如图4C所示,封装体7的两个突出部8a、8b分别具有以预定的角度弯折而形成的弯折部分9a、9b。此外,如图4D所示,该弯折的角度并不限于90度(即与电池主体6的两个侧面62、63平行),本领域技术人员能够根据需要自由设定。此外,本领域技术人员能够根据需要自由设定弯折部分9a、 9b的长度(从弯折位置到突出部前端为止的尺寸)。
此外,如图4E所示,作为变形例,弯折部分9a、9b可以具有进一步弯折而形成的第2突出部81a、81b,以及第2突出部81a、81b进一步被弯折而形成的第2弯折部分91a、91b。由此,可以形成阶梯状的突出部及弯折部分。如上所述,如果重复上述弯折动作,能够形成多个阶梯状的弯折部分,本领域技术人员能够根据需要自由设定。
如图5A所示,可在将突出部8a、8b弯折之前,在突出部8a、8b涂布紫外线固化黏着剂12。紫外线固化黏着剂12可以涂布于突出部8a、8b的整面,也可以仅涂布于突出部8a、8b的欲形成弯折部分9a、9b的部分。此外,也可以涂布于突出部8a、8b的欲形成弯折部分9a、9b的部分以外的部位。此外,如图5B所示,也可以在将突出部8a、8b弯折形成弯折部分9a、9b之后,将紫外线固化黏着剂12涂布于由弯折部分9a、9b的各自与电池主体6的左侧面 62及右侧面63之间所包围的空间内。此外,关于涂布紫外线固化黏着剂12 的时刻,并没有特别限定。
此外,关于紫外线固化黏着剂12的涂布方式,如图6A所示,通过将紫外线固化黏着剂12涂布于整面,从而能够确保固定弯折部分9a、9b与电池主体6的稳定性。此外,如图6B所示,通过将紫外线固化黏着剂12以点状涂布,从而能够在确保弯折部分9a、9b与电池主体6之间的固定性的同时,节省紫外线固化黏着剂12的使用量。再者,如图6C所示,通过将紫外线固化黏着剂12以I字型涂布,从而能够确保弯折部分9a、9b与电池主体6在边缘部的固定性,并能够节省在其他不易脱落的部分的紫外线固化黏着剂12的使用量。以上的各种紫外线固化黏着剂12的涂布方式仅为例示,本领域技术人员能够根据需要自由改变紫外线固化黏着剂12的涂布方式。
紫外线固化黏着剂由于稳定性好,且具有照射紫外线时易于固化的性质,当涂布位置错误或涂布量过多时,能够容易地将紫外线固化黏着剂去除再重新涂布,因此适合用于固定弯折部分9a、9b与电池主体6。
作为紫外线固化黏着剂的材料,一般使用具有光固化功能的黏着剂,进而也可以具有水固化的功能。例如,可以是由聚氨酯预聚物、反应型稀释剂、光引发剂、流平剂、阻聚剂、硅烷偶联剂等形成的材料,或者由上述中至少三者形成的材料,例如,可以采用DYMAX公司的9481-E、9482、9101、9103、 POLYTE公司的UV2137DC、UV2322DC、UV257DC、DELO公司的AD491、 GE4919,但不以此为限。
在使弯折部分9a、9b以预定的角度折弯,并在弯折部分9a、9b与电池主体6的两个侧面62、63之间涂布紫外线固化黏着剂12后,通过使紫外线固化黏着剂12固化,使得弯折部分9a、9b与电池主体6固定,以形成层压式电池 200。在这里,所谓“使得弯折部分与电池主体固定”,指的是通过紫外线固化黏着剂12,将弯折部分9a、9b隔着包覆于电池主体6的两个侧面62、63上的封装体7与电池主体6固定,因此,弯折部分9a、9b并非“直接”固定于电池主体6的两个侧面62、63,在弯折部分9a、9b与电池主体6的两个侧面 62、63之间也可以存在其他物质。
作为使紫外线固化黏着剂12固化的方法,有通过照射紫外线来使紫外线固化黏着剂固化的方法。作为紫外线光源,有使用波长400nm的光以 600mW/cm2的强度进行照射的光源,但不以此为限。本领域技术人员能够根据紫外线固化黏着剂12的种类自由变更照射波长、强度、照射时间。
此外,如图7A所示,当弯折部分9a、9b与电池主体6固定时,经固化的紫外线固化黏着剂12的高度方向的尺寸可以高于弯折部分9a、9b的高度方向的尺寸,也可以与弯折部分9a、9b的高度方向的尺寸相等。或者,如图7B 所示,经固化的紫外线固化黏着剂12的高度方向的尺寸也可以低于弯折部分 9a、9b的高度方向的尺寸,本领域技术人员能够根据需要自由设定。
如图7A所示,经固化的紫外线固化黏着剂12的高度方向的尺寸高于或等于弯折部分9a、9b的高度方向的尺寸的情况下,当层压式电池200的两个侧面62、63与其他物体碰撞时,能够防止电池主体6的端部(图7A中的R部分)受到损伤。此外,如图7B所示,经固化的紫外线固化黏着剂12的高度方向的尺寸低于弯折部分9a、9b的高度方向的尺寸的情况下,能够节省紫外线固化黏着剂12的使用量。
根据本实施方式的层压式电池200,能够实现层压式电池的小型化。紫外线固化黏着剂12能够成为当层压式电池200的两个侧面62、63受到冲击时的保护层,能够保护电池主体6受到损害。
而且,相较于现有技术中手动贴附双面胶来进行固定的技术,本实施方式的紫外线固化黏着剂12的涂布可以通过自动化工序(后述)来进行,能够减少制造时间,并防止制造层压式电池200的工序复杂化。由于紫外线固化黏着剂 12的固定性好,因此能够防止左右弯折部分9a、9b的弯折角度发生变化。而且,通过用紫外线固化黏着剂12来使弯折部分9a、9b与电池主体6固定,从而能够防止弯折部分9a、9b经反复弯折而脆化。再者,由于固化前的紫外线固化黏着剂12能够容易地去除,因此即便紫外线固化黏着剂12的涂布位置发生错误,也能够容易地将紫外线固化黏着剂12去除并重新涂布,无需将层压式电池200废弃,能够节省制造成本。
[层压式电池的制造方法]
接着,说明本实施方式的层压式电池的制造方法。
如图8A所示,层压式电池200的制造装置300具备:用于载置封装电池主体6的封装体7的载台31;用于将封装体7的突出部8a、8b弯折而形成弯折部分9a、9b的夹具40a、40b;涂布紫外线固化黏着剂12的涂布机50a、50b;以及光源60。然而,该制造装置300的构成仅为例示,本领域技术人员能够根据其需要而改变其配置或构成。
图9为本实施方式的层压式电池200的制造方法的流程图。以下,参照图 8及图9来说明本实施方式的层压式电池200的制造方法。
首先,如图8A所示,形成封装电池主体6且在电池主体6的底面66具有从电池主体6的两个侧面62、63突出的突出部8a、8b的封装体7(S901)。
接着,如图8B所示,通过涂布机50a、50b在突出部8a、8b涂布紫外线固化黏着剂12(S902)。其中,也可以使用一台涂布机50,先在突出部8a的上方涂布紫外线固化黏着剂12后,再移动至突出部8b上方涂布紫外线固化黏着剂12。
再者,如图8C所示,利用夹具40a、40b,将封装体7的突出部8a、8b 以预定的角度弯折而形成弯折部分9a、9b(S903)。其中,虽图8C中例示了弯折角度为90度的情况,但不以此为限。此时,夹具40a、40b以维持将该弯折部分9a、9b弯折的状态,进入到下一个工序。
此外,上述涂布紫外线固化黏着剂的工序(图8B,S902)与将突出部弯折而形成弯折部分的工序(图8C,S903)的顺序可以互换。
最后,如图8D所示,通过光源60照射紫外线600,将紫外线固化黏着剂 12固化,使得弯折部分9a、9b与电池主体6固定(S904)。其中,本领域技术人员能够根据紫外线固化黏着剂12的种类来自由变更光源60的照射波长、强度、及照射时间。
根据本实施方式的层压式电池的制造方法,能够制造小型化且轻量化的层压式电池200。相较于现有技术的手动贴附双面胶来固定的技术,本实施方式的层压式电池200的制造方法能够以自动化的方式进行紫外线固化黏着剂12 的涂布/固化,能够缩短制造层压式电池200的时间,且能够防止制造层压式电池的工序的复杂化。此外,相较于现有技术中使用热溶接材料来形成的突出部,本实施方式的层压式电池200的制造方法能够在常温下进行,因此能够防止电池主体受热。
本实用新型的层压式电池200可以用于各种电子设备。该电子设备例如可以是个人计算机、笔记本电脑、平板计算机、移动电话、智能手机、摄影机等,其应用并没有任何限制。
实施例
[实施例与现有技术的比较]
接着,通过本实用新型的层压式电池的制造方法来制造层压式电池,并与现有技术的比较例进行比较,将其结果显示于表1中。
[实施例1]:使用DELO公司的GE4919型的紫外线固化黏着剂,涂布于本实用新型的层压式电池的弯折部分与电池主体的侧面之间,然后以紫外线 (400nm,600mW/cm2)照射4秒,使弯折部分与电池主体固定。
[实施例2]:使用DELO公司的AD491型的紫外线固化黏着剂,涂布于本实用新型的层压式电池的弯折部分与电池主体的侧面之间,然后以紫外线 (400nm,600mW/cm2)照射4秒,使弯折部分与电池主体固定。
[比较例1]:不使用紫外线固化黏着剂,而是将双面胶手动剪裁成上述实施例1、实施例2中涂布了紫外线固化黏着剂的尺寸并贴附于相同位置,将弯折部分贴合于电池主体进行固定。
[比较例2]:仅将弯折部分弯折,并未使用任何黏着材。
[表1]
这里,表1中的“宽度变化量(%)”指的是在层压式电池制造完成经过一周后,电池宽度(Y方向的电池尺寸)的变化量。具体来说,以100*(制造后经过一周后的Y方向的电池尺寸-制造之后的Y方向的电池尺寸)/制造之后的Y 方向的电池尺寸(%)的计算式求出。由上表1可以发现,没有使用任何黏着材的比较例2,在经过一周后,电池的宽度有很大的变动,即弯折部分无法与电池主体固定。而使用双面胶的比较例1,虽能将弯折部分与电池主体固定,但经过一周后,会发现电池宽度稍微有些变化,无法确保其稳定性。而本实用新型的实施例1、实施例2的层压式电池,在经过一周后,电池宽度完全不会发生任何变化。因此,本实用新型的层压式电池能够确实地使弯折部分与电池主体固定。
关于制造时间,因本实用新型的实施例1、实施例2可以使用自动化工序来进行,因此平均只需约30秒就能够制造。相对于此,比较例1因为需要通过手动贴附双面胶,平均制造时间需要153秒。因此,本实用新型的层压式电池的造方法能够大幅地减少制造时间。
以上说明中,列举了优选的实施方式来说明本实用新型,但该实施方式仅为例示,本实用新型的技术范围,将由权利要求的记载及其均等范围来确定。
Claims (9)
1.一种层压式电池,包含电池主体、以及封装所述电池主体的封装体,其特征在于,
所述封装体具有从所述电池主体的侧面突出的突出部,
所述突出部具有经弯折而形成的弯折部分,
在所述弯折部分与所述电池主体的侧面之间涂布有紫外线固化黏着剂,
所述弯折部分与所述电池主体通过固化后的所述紫外线固化黏着剂而固定。
2.如权利要求1所述的层压式电池,其特征在于,所述紫外线固化黏着剂涂布于所述弯折部分与所述电池主体的侧面之间的整面。
3.如权利要求1所述的层压式电池,其特征在于,所述紫外线固化黏着剂以点状涂布于所述弯折部分与所述电池主体的侧面之间。
4.如权利要求1所述的层压式电池,其特征在于,所述紫外线固化黏着剂涂布成I字型。
5.如权利要求1所述的层压式电池,其特征在于,固化后的所述紫外线固化黏着剂的高度方向的尺寸高于所述弯折部分的高度方向的尺寸。
6.如权利要求1所述的层压式电池,其特征在于,固化后的所述紫外线固化黏着剂的高度方向的尺寸低于所述弯折部分的高度方向的尺寸。
7.如权利要求1所述的层压式电池,其特征在于,所述弯折部分具有:所述弯折部分经进一步弯折而形成的第2突出部、以及所述第2突出部经进一步弯折而形成的第2弯折部分。
8.如权利要求1所述的层压式电池,其特征在于,所述突出部进一步包含多个阶梯状的突出部及弯折部分。
9.一种电子设备,其特征在于,包含权利要求1至8中任一项所述的层压式电池。
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