JP2016046244A - 電池及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明の実施例は、電池及び電子機器が提供される。【解決手段】 この電池は、電池のカソード反応のための正極材料が充填されている小孔を複数含む正極多孔金属板と、電池のアノード反応のための負極材料が充填されている小孔を複数含む負極多孔金属板と、正極多孔金属板と負極多孔金属板との間に設けられる第１のセパレータと、負極多孔金属板の、第１のセパレータに接触しない面である下面を覆う第２のセパレータと、を含む。本発明の実施例に提供される電池において、この電池のカソード及びアノードは正極材料及び負極材料がそれぞれ充填される多孔金属から構成される。これにより、電池の正極と負極の内部抵抗を低減させ、この電池は急速充放電を実現することができる。【選択図】図２

Description

本願は電子技術分野に関し、特に電池及び電子機器に関する。
現在、携帯式電子機器がだんだん薄くなっており、これにより、携帯式電子機器の電池についてより高い要求が提出されている。
現在使用されている電池の構造は図１に示すようなものである。図１において、この電池の各層は上から下まで順にアルミニウム箔、正極層、セパレータ、負極材料、銅箔、セパレータである。その中、正極層はコバルト酸リチウム又はマンガン酸リチウム粉末からなる正極材料から構成され、負極層はグラファイト粉末からなる負極材料から構成される。正極層が全てマンガン酸リチウム粉末からなり、負極層全体がグラファイト粉末からなるため、その抵抗性は高くなり、さらに電池の充放電時間は長くなる。
本発明の実施例は電池及び電子機器を提供しており、電池の急速充放電を実現する。
具体的な技術案は以下の通りである。
正極材料が充填されている小孔を複数含む正極多孔金属板と、
負極材料が充填されている小孔を複数含む負極多孔金属板と、
前記正極多孔金属板と前記負極多孔金属板との間に設けられる第１のセパレータと、
前記負極多孔金属板の、前記第１のセパレータに接触しない面である下面を覆う第２のセパレータと、を含む電池。
前記正極多孔金属板の厚みは８０μｍ〜２５０μｍであってもよい。
前記正極多孔金属板はアルミニウム集電板であってもよい。
前記正極材料はコバルト酸リチウム又はマンガン酸リチウム粉末であってもよい。
前記負極多孔金属板の厚みは８０μｍ〜２５０μｍであってもよい。
前記負極多孔金属板は銅制集電板であってもよい。
前記負極材料はグラファイト又は石油粉末であってもよい。
前記正極多孔金属板の、前記第１のセパレータに接触しない表面である上面を覆うアルミニウム箔板と、
前記第２のセパレータと前記負極多孔金属板との間に設けられる銅箔板と、を更に含んでもよい。
前記アルミニウム箔板の厚みは５μｍ〜１２μｍであってもよい。
前記銅箔板の厚みは５μｍ〜１２μｍであってもよい。
前記第１のセパレータの厚みは５μｍ〜５０μｍであり、前記第２のセパレータの厚みは５μｍ〜５０μｍであってもよい。
前記セパレータはポリエチレンセパレータ、ポリプロピレンセパレータ又はポリオレフィンセパレータのいずれか１つであってもよい。
上記電池を含むことを特徴とする電子機器。
本発明の実施例は、電池が提供される。この電池は、電池のカソード反応のための正極材料が充填されている小孔を複数含む正極多孔金属板と、電池のアノード反応のための負極材料が充填されている小孔を複数含む負極多孔金属板と、正極多孔金属板と負極多孔金属板との間に設けられる第１のセパレータと、負極多孔金属板の、第１のセパレータに接触しない面である下面を覆う第２のセパレータと、を含む。本発明の実施例に提供される電池において、この電池のアノード及びカソードは正極材料及び負極材料がそれぞれ充填される多孔金属から構成される。これにより、電池の正極と負極の内部抵抗を低減させ、この電池は急速充放電を実現することができる。
従来技術の電池の構造図である。 本発明の実施例の電池の構造概略図である。 本発明の実施例の電池の他の構造概略図である。
本発明の実施例に電池が提供される。この電池は、電池のカソード反応のための正極材料が充填されている小孔を複数含む正極多孔金属板と、電池のアノード反応のための負極材料が充填されている小孔を複数含む負極多孔金属板と、正極多孔金属板と負極多孔金属板との間に設けられる第１のセパレータと、負極多孔金属板の、第１のセパレータに接触しない面である下面を覆う第２のセパレータと、を含む。本発明の実施例に提供される電池において、この電池のアノード及びカソードは正極材料及び負極材料がそれぞれ充填される多孔金属から構成される。これにより、電池の正極と負極の内部抵抗を低減させ、この電池は急速充放電を実現することができる。
以下、図面及び具体的な実施例によって、本発明の技術案を詳細に説明する。
図２は本発明の実施例の電池の構造概略図を示す。この電池は、
正極材料が充填されている小孔を複数含む正極多孔金属板２０１と、
負極材料が充填されている小孔を複数含む負極多孔金属板２０２と、
正極多孔金属板２０１と負極多孔金属板２０２との間に設けられる第１のセパレータ２０３と、
負極多孔金属板２０２の、第１のセパレータ２０３に接触しない下面に覆う第２のセパレータ２０４と、を含む。
最初、本発明の実施例において、まず、多孔金属板の一面にコバルト酸リチウム又はマンガン酸リチウムの粉末である正極材料を塗布し、そして、正極材料が塗布された多孔金属板をプレスすることによって、正極材料を多孔金属板に圧入して、多孔金属板の小孔に正極材料を充填させることができる。一般的には、プレスする前に、多孔金属板の厚みは０.５ｍｍ〜１.５ｍｍであり、プレスした後に、多孔金属板２０１の厚みは８０μｍ〜２５０μｍである。最終的には、図２に示すような正極多孔金属板２０１を取得し、正極多孔金属板１０１の小孔に正極材料が充填される。プレスする過程が調節可能なものであるため、この正極多孔金属板１０１の厚みは具体的な適用場面に応じて調節されることができる。
さらに、本発明の実施例において、この正極多孔金属板２０１はアルミニウム材料であるが、もちろん、異なる適用場面に応じて調節されることができる。
同様に、本発明の実施例において、負極多孔金属板２０２は正極多孔金属板２０１の加工方式によって製作され、負極多孔金属板２０２に負極材料が充填される。この負極多孔金属板２０２は銅制材料であり、この負極多孔金属板２０２に充填される負極材料はグラファイト粉末又は石油粉末などの材料であってもよい。本発明の実施例において、具体的に使用される負極材料を制限しない。
もちろん、プレスされる前に、本発明の実施例の負極多孔金属板２０２の厚みは０.５ｍｍ〜１.５ｍｍであり、プレスされた後に、この負極多孔金属板２０２の厚みも８０μｍ〜２５０μｍであってもよい。
さらに、この正極多孔金属板２０１と負極多孔金属板２０２との間に第１のセパレータ２０３が設けられ、この第１のセパレータ２０３は従来のリチウム電池のセパレータを使用することができる。ここでは、第１のセパレータ２０３の厚みは５μｍ〜５０μｍに設置されることができ、具体的な適用場面に応じて厚みを調整することができる。
さらに、正極多孔金属板２０１と負極多孔金属板２０２との間に第１のセパレータ２０３を設けている以外、負極多孔金属板２０２の下面に第２のセパレータ２０４が更に設けられている。この第２のセパレータ２０４は負極多孔金属板２０２の下面を覆う。この第２のセパレータ２０４の厚みは５μｍ〜５０μｍに設置されることができる。ここでは、下面は負極多孔金属板２０２が第１のセパレータ２０３に接触しない面であり、これにより、図２に示すような電池構造を取得する。ここで説明する必要があるのは、第１のセパレータ２０３及び第２のセパレータ２０４に使用される材料が、ポリエチレンセパレータ、ポリプロピレンセパレータ又はポリオレフィンセパレータのいずれか１つであってもよい。
本発明の実施例において、正極材料が充填されている正極多孔金属板２０１を電池のカソードとし、負極材料が充填されている負極多孔金属板２０２を電池のアノードとする。正極材料が正極多孔金属板２０１にあり、負極材料が負極多孔金属板２０２にあるため、電池のカソード及びアノードの内部抵抗は大きく低減される。これにより、電池のカソードの電子はアノードに速く移動することができ、電池の急速放電を実現し、電池の急速充電を実現することができる。
さらに、本発明の実施例において、正極多孔金属板２０１及び負極多孔金属板２０２に短絡現象が発生することを避けるために、本発明の実施例において、この電池はアルミニウム箔板３０１及び銅箔板３０２を更に含み（図３に示すように）、このアルミニウム箔板３０１は正極多孔金属板２０１の上面を覆い、この上面は正極多孔金属板２０１の第１のセパレータ２０３に接触しない面である。銅箔板３０２は第２のセパレータ２０４と負極多孔金属板２０２との間に設けられる。アルミニウム箔板３０１及び銅箔板３０２を有する後に、正極多孔金属板２０１が裂けても、正極多孔金属板２０１の電子もアルミニウム箔板３０１を介して負極多孔金属板２０２に伝搬されることができる。同様に、負極多孔金属板２０２が裂けても、正極多孔金属板２０１の電子が負極多孔金属板２０２に伝搬されることも保証することができる。これにより、正極多孔金属板２０１及び／又は負極多孔金属板２０２が裂けることによって短絡する問題を避け、電池全体の安定性及び安全性を保証することができる。
さらに、本発明の実施例において、電池全体の厚みを低減するために、このアルミニウム箔板３０１の厚みは５μｍ〜１２μｍであることができ、銅箔板３０２の厚みは５μｍ〜１２μｍであることができる。実際な適用において、このアルミニウム箔板３０１及び銅箔板３０２の厚みは調整されることができる。ここでは、調整される場面を説明しない。
さらに、本発明の実施例において、電池が急速充放電を実現することを保証するために、上記実施例において、正極多孔金属板２０１の表面に正極材料が塗布されておらず、正極多孔金属板２０１の小孔に正極材料が充填され、かつ、負極多孔金属板２０２の表面に負極材料が塗布されておらず、負極多孔金属板２０２の小孔に負極材料が充填される。
電池の容量がリチウムイオンのデータに比例するため、本発明の実施例において、正極多孔金属板２０１と第１のセパレータ２０３が接触する表面に正極材料を塗布して、リチウムイオンの含有量を増加し、負極多孔金属板２０２の表面に負極材料を塗布して、電池内部の化学反応を速く行わせてもよい。したがって、多孔金属板の表面に正極材料を更に塗布する方式によって、電池の容量を増加することができる。
ここで説明する必要があるのは、実際な適用において、電池の容量及び電池の放電速度に対する需要に応じて、正極材料又は負極材料を更に塗布する必要があるか否か、および、どのぐらいの正極材料及び負極材料を塗布するかを調整することができ、これにより、電池の急速放電および容量の平衡を実現することができる。
なお、本発明の実施例は電子機器を提供し、この電子機器は、
筐体と、
処理装置と、
処理装置に接続され、上記実施例の１つである電池と、を含む。
本願の好ましい実施例を説明したが、当業者が基本的な進歩性概念を分かれば、これらの実施例を変更又は補正することができる。したがって、添付した請求の範囲は、好ましい実施例及び本願の範囲に属する全ての変更及び補正を含む。
もちろん、当業者は、本願の主旨及び範囲を逸脱しない限りに、本願を変更又は変形することができる。これにより、若し、本願のこれらの補正及び変形が本願の請求の範囲及びそれと同じ技術範囲に属すれば、本願はこれらの補正及び変形も含む。

Claims (13)

  1. 正極材料が充填されている小孔を複数含む正極多孔金属板と、
    負極材料が充填されている小孔を複数含む負極多孔金属板と、
    前記正極多孔金属板と前記負極多孔金属板との間に設けられる第１のセパレータと、
    前記負極多孔金属板の、前記第１のセパレータに接触しない面である下面を覆う第２のセパレータと、を含むことを特徴とする電池。
  2. 前記正極多孔金属板の厚みは８０μｍ〜２５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  3. 前記正極多孔金属板はアルミニウム集電板であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  4. 前記正極材料はコバルト酸リチウム又はマンガン酸リチウム粉末であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  5. 前記負極多孔金属板の厚みは８０μｍ〜２５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  6. 前記負極多孔金属板は銅制集電板であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  7. 前記負極材料はグラファイト又は石油粉末であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  8. 前記正極多孔金属板の、前記第１のセパレータに接触しない表面である上面を覆うアルミニウム箔板と、
    前記第２のセパレータと前記負極多孔金属板との間に設けられる銅箔板と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電池。
  9. 前記アルミニウム箔板の厚みは５μｍ〜１２μｍであることを特徴とする請求項８に記載の電池。
  10. 前記銅箔板の厚みは５μｍ〜１２μｍであることを特徴とする請求項８に記載の電池。
  11. 前記第１のセパレータの厚みは５μｍ〜５０μｍであり、前記第２のセパレータの厚みは５μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  12. 前記セパレータはポリエチレンセパレータ、ポリプロピレンセパレータ又はポリオレフィンセパレータのいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電池を含むことを特徴とする電子機器。
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