TW201711247A - 袋型二次電池及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
揭示袋型二次電池，其防止層合片形成的金屬層外露，及彼之製法。該袋型二次電池包括袋型電池殼；安裝在電池殼中的電極組；正極和負極的電極導線，其一端連接至電極組且另一端突出電池殼外；和用於結合電池殼的上片和下片之密封部分，其中有一具有金屬箔的帶結合以增加朝向密封部分的端點之濕氣穿透路徑。
Description
本申請案主張2015年4月29日在韓國提出申請的韓國專利申請案第10-2015-0060852號之優先權，茲將該案全文以引用方式納入本文中。
本發明係關於袋型二次電池及其製造方法，特別地，係關於具有改良的密封部分之袋型二次電池及其製造方法。
通常，二次電池是充電電池，不同於無法充電的一次電池，且二次電池被廣泛用於電子裝置，如行動電話、筆記型電腦和攝錄機、及電動載具(EV)。特別地，操作電位約3.6V的鋰二次電池因為相較於常作為電子裝置之電源的鎳-鎘電池或鎳-氫電池之較高的容量、及每單位重量的高能量密度，所以越來越常被使用。
鋰二次電池通常使用以鋰為基礎的氧化物和碳材料分別作正極活性材料和負極活性材料。鋰二次電池包括電極組(其中分別經正極活性材料和負極活性材料塗
覆的正極板和負極板二者之間插置隔離器)、和構形用以使電極組和電解質容納和密封在一起的外部材料(即電池殼)。取決於電池殼的形狀，鋰二次電池可分類成電極組含括於金屬罐中的罐型二次電池和電極組含括於鋁層合片製的袋中之袋型二次電池。
袋型二次電池分類成單向電池(其中連接至二次電池的正/負電極片的電極導線的一面外露)和雙向電池(其中電極導線相反地外露)。此處，雙向電池的構形如圖1所示者。
圖1中所示的袋型二次電池10包括電極組20、電極導線30、40、和袋型電池殼50。元件符號“55”代表熱結合的密封部分。
電池殼50具有外樹脂層、金屬層和內樹脂層的層合結構，使得彼此接觸的兩個側面部分(上端部分和下端部分，其中上和下袋彼此接觸)可以藉由對彼等加熱和施壓而使得樹脂層彼此熔合而彼此結合。由於上和下袋之相同的樹脂層彼此直接接觸，所以兩個側面部分可藉熔合而均勻密封。同時，由於電極導線30、40突出於上端部分和下端部分，所以上端部分和下端部分以膜型密封材料插於電極導線30、40之間以增進密封性的狀態經熱結合，此考慮電極導線30、40的厚度和材料與電池殼50的差異。
但是，由於袋型二次電池10的電極組20在充電和放電程序期間內重複擴張和收縮，上端部分和下端
部分處(特別是於兩個側面部分處)的熱結合部分易分離。若因為長時間使用或操作條件不正常而在電池內部產生高壓而退化，則熱結合的密封部分會打開，此會造成電池中的氣體、電解質之類洩漏。電解質由可燃材料製得並因此而具有高度的燃燒風險。
此外，即使具有層合結構的電池殼50藉熱結合密封，層合板製的密封部分的切割面(即，片的切割面)外露，並因此而使得外在濕氣、空氣之類會經由密封部分滲入二次電池中。
濕氣穿透速率與時間和溫度有關且會隨著二次電池附近環境的溫度和濕度較高而提高。經由層合片製的密封部分的切割面滲透的濕氣之類與電解質反應而形成氣體且亦因正極材料的破壞之類而促進二次電池的退化，就安全和壽命特性的觀點，此為所不欲者。換言之，由於袋的密封部分的切割面外露，所以此技術中目前使用的袋型二次電池抵禦外在環境的構造脆弱。
欲解決此問題，設計較寬的密封寬度以保護二次電池，但此與相關技術的目前趨勢相左，因此須設計儘量小的密封寬度，以增進二次電池的空間利用性。
本發明經設計用以解決相關技術的問題，並因此，本發明針對提供袋型二次電池和其製造方法，其可
解決濕氣滲透通過密封部分的切割面的問題。
本發明的一個特點中，提供袋型二次電池，其包含：袋型電池殼；安裝在電池殼中的電極組；正極和負極的電極導線，其一端連接至電極組且另一端突出電池殼外；和用於結合電池殼的上片和下片之密封部分，其中有一具有金屬箔的帶結合以增加朝向密封部分的端點之濕氣穿透路徑。
該帶可結合至密封部分以覆蓋上片的表面和下片的表面，使得密封部分(切割面)不外露。
該金屬箔是鋁箔。
該帶可由黏著層和金屬箔層所構成。此外，該帶可另包括配置於該金屬箔層上的絕緣層。該絕緣層可包括選自由聚對酞酸伸乙酯、尼龍、聚乙烯和聚丙烯所組成之群組中之至少一種聚合物。該黏著層具有5um至100um的厚度，且該金屬箔層具有5um至100um的厚度。1至10質量%的濕氣吸收材料可含括於該黏著層中。
具體實施例中，該上片和該下片可分別由外樹脂層、金屬層和內樹脂層所構成，且該外樹脂層的密封部分經圖案化。在填充圖案化的外樹脂層之不均勻處的同時，該帶結合。該外樹脂層可平行於該密封部分的端點圖案化。該外樹脂層的圖案之間的距離可為該帶厚度的1.5至50倍。此外，該帶可由黏著層、金屬箔層和絕緣層所
構成，該金屬箔層可具有5um至20um的厚度，該黏著層可和該絕緣層分別具有5um至30um的厚度，且該黏著層和該絕緣層之聚合物的晶度為30%或更低。同時，該黏著層和該絕緣層可由熱縮材料形成。該熱縮材料係選自由聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯所組成之群組中之至少一者。
另一具體實施例中，該帶可以該密封部分重覆彎曲的狀態結合。
本發明亦提出製造上述二次電池之方法。
在製造二次電池之方法中，該外樹脂層可製成有圖案的狀態，或在結合該帶的步驟之前，可另包括使得該外樹脂層的該密封部分圖案化的步驟。
該外樹脂層圖案化的步驟可藉由在形成該密封部分的同時，使該外樹脂層熔化而進行。此時，形成密封部分時，在使用不均勻的壓模加壓的同時，該外樹脂層可結合，使得外樹脂層同時密封和圖案化。
該外樹脂層在形成密封部分之後被圖案化。此時，藉由使用能夠使得外樹脂層之聚合物熔合的蝕刻劑進行濕蝕刻或乾蝕刻或者以雷射束燃燒該聚合物，而使得該外樹脂層圖案化。
該帶結合之後，該方法可以另包括進行額外處理，使得該帶填補外樹脂層的圖案之間的不均勻處。
該帶結合之後，該方法可另包括加壓或加熱該帶結合的部分。該壓模可具有在室溫至80℃範圍內的
溫度，且壓模之與該帶接觸的表面可為不均勻表面，其具有位於對應於外樹脂層的圖案之間的凹處的區域中之凸起部分及位於對應於外樹脂層的圖案的區域中之下凹部分。特別地，壓模之與該帶接觸的表面可製自具彈性的聚合物材料。
根據本發明，濕氣穿透路徑可以相同的密封寬度延長，因此而可大幅改良二次電池的安定性和耐久性。
本發明中，密封部分的端點經設計而不外露，此藉由帶黏合而以簡單方式達成。例如，若金屬焊至袋的端點以阻斷濕氣滲透，作為袋的外表面之外樹脂層應被移除及添加新的金屬箔部分並於高溫焊接，此不易用於實際的大量生產。但是，本發明中，藉由袋黏著，現有的袋型二次電池可以簡單的方式施用且無任何結構變化，此確保程序的容易施用且得以大量生產。
根據本發明，藉由解決濕氣滲入袋型二次電池的密封部分的問題，亦可解決自其引發的問題，藉此改良二次電池的長期儲存和電池性能。
10‧‧‧袋型二次電池
20‧‧‧電極組
30‧‧‧電極導線
40‧‧‧電極導線
50‧‧‧袋型電池殼
55‧‧‧熱結合的密封部分
100‧‧‧袋型二次電池
120‧‧‧電極組
130‧‧‧電極導線
140‧‧‧電極導線
150‧‧‧袋型電池殼
155‧‧‧密封部分
160‧‧‧具有金屬箔的帶
162‧‧‧帶
200‧‧‧袋型二次電池
164‧‧‧帶
300‧‧‧袋型二次電池
166‧‧‧帶
400‧‧‧袋型二次電池
150a‧‧‧外樹脂層
150b‧‧‧金屬層
150c‧‧‧內樹脂層
160a‧‧‧黏著層
160b‧‧‧金屬箔層
160c‧‧‧絕緣層
圖1是現有袋型二次電池的平面圖。
圖2是根據本發明之袋型二次電池的頂視
圖，圖3是其透視圖。
圖4至6是根據本發明的其他具體實施例之袋型二次電池的頂視圖。
圖7是基於對應於圖2的VII-VII’截面的部分，用於說明帶的圖，此為一個例子。
圖8是說明根據本發明之濕氣穿透路徑增長的圖。
圖9是說明根據本發明的另一具體實施例之濕氣穿透路徑增長的圖。
圖10出示根據本發明的另一具體實施例之袋型二次電池，的密封部分的截面。
下文中，將對照附圖，詳細描述本發明的較佳具體實施例。描述之前，應理解說明書和所附申請專利範圍中所用的詞彙不應侷限於一般和字典意思，而是基於本發明者得以最佳解釋之適當地界定的意思，基於對應於本發明之技術特點的意思和概念闡釋。因此，此處提出的描述僅為用於說明之目的的較佳例子，不欲限制本發明之範圍，因此，應理解可在不背離本發明之範圍的情況下，作出其他對等物和修飾。
由於即使濕氣穿透達某些程度，也不會損及二次電池的性能，所以若能以相同的密封寬度簡單地加長濕氣穿透路徑便能解決此問題。
圖2是根據本發明之袋型二次電池的頂視圖，圖3為其透視圖。
參照圖2和3，根據本發明之袋型二次電池100包括電極組120、電極導線130、140、袋型電池殼150、和具有金屬箔的帶160。
雖因便利而未詳細描繪，該電極組120包括至少一個正極板和至少一個負極板，有分隔器插置於其間，並安裝在電池殼150中。此時，電極組120可以數個正極板和數個負極板重疊的狀態安裝於電池殼150中或可以單一正極板和單一負極板纏繞的狀態安裝於電池殼150中。該電極組120可為纏繞類型、堆疊型、或對疊/折疊型電極組。
電極組120的電極板係藉由以活性材料漿料塗覆鋁(Al)或銅(Cu)製的電流收集器而形成，且該漿料通常可以藉由攪拌加至溶劑中的粒狀活性材料、輔助導電劑、黏合劑和塑化劑而形成。此外，各電極板可具有未經該漿料塗覆之未經塗覆的部分，且可以在未經塗覆的部分形成對應於各電極板的電極片。
正極活性材料可施用硫系化合物以使得鋰離子插置/脫離，及例如，可使用複合金屬氧化物(如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNi1-xCoxO2(0<x<1)、LiMnO2之類)形成。負極活性材料亦可使用以碳(C)為基礎的材料、矽(Si)、錫(Sn)、氧化錫、錫合金複合物、過渡金屬氧化物、鋰金屬氮化物、或鋰金屬氧化物形
成，以便得以插置/脫離鋰離子。
分隔器可插置於正極板和負極板之間以防止正極板和負極板之間發生短路的情況，且該分隔器僅容許鋰離子移動。該分隔器可以熱塑性樹脂(如聚乙烯(PE)、或聚丙烯(PP))形成，且其表面可具有多孔構造。
電極片(未示)由正極片和負極片所構成，且分別形成以突出於電極組120。換言之，形成的正極片突出於電極組120的正極板，且形成的負極片突出於電極組120的負極板。此時，所形成的正極片或負極片可以附接於正極板或負極板的形式突出，且可以分別以與正極電流收集器或負極電流收集器相同材料製得。
數個電極片可用於單一電極組。例如，數個正極片可用於正極板，而數個負極片可用於負極板。此情況中，數個正極片可以連接至單一正極導線130，而數個負極片可以連接至單一負極導線140。但是，本發明不限於此具體實施例，且單一正極片和單一負極片亦可用於單一電極組。
此具體實師例中，正極片和負極片以相反方向突出於電極組120。電極導線130、140是似薄板的金屬，其一端接至電極片且另一端暴於電池殼150外。即，根據本發明之二次電池100是雙向性電池。
換言之，在電極組120的一面和與其相反的其他面，第一電極導線(即，此具體實施例的正極導線
130)和第二電極導線(即，此具體實施例的負極導線140)突出於相反方向。
該電極導線130、140可接合至電極片的上或下部。該正極導線130和該負極導線140可製自不同材料。換言之，正極導線130可製自，例如，鋁，與正極板相同，而該負極導線140可製自，例如，銅或經鎳(Ni)塗覆的銅，與負極板相同。
電池殼150具有下凹形狀的內部空間，電極組120安裝於該內部空間中，其之後以液體、固體或凝膠電解質(未示)供應，此取決於該二次電池100的種類。
此具體實施例中，該電池殼150可為鋁袋形式，其中金屬層(鋁箔)插置於外樹脂層(絕緣層)和內樹脂層(黏著層)之間。
聚合物材料的絕緣層應具有極佳之對於外在環境的容忍度，以扮演保護電池使其抵禦外部的角色，並因此相較於其厚度，要求極佳的抗拉強度和耐天候性。例如，可以使用以聚酯為基礎的樹脂(如聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘酸乙二酯(PEN)之類)、以聚烯烴為基礎的樹脂(如聚乙烯、聚丙烯之類)、以聚苯乙烯為基礎的樹脂(如聚苯乙烯)、以聚氯乙烯為基礎的樹脂、以聚二氯亞乙烯為基礎的樹脂之類。此材料可以單獨使用或以其中的至少二者之混合物使用。此處，聚對酞酸乙二酯和聚萘酸乙二酯為較佳者。
鋁箔扮演用以維持機械強度的基板及用以防
止濕氣和氧滲透的阻擋層的角色。為了在防止雜質(如氣體和濕氣)引入或洩露以外，亦改良電池殼強度，可使用鋁或鋁合金，且此鋁合金可用AA級8079、1N30、8021、3003、3004、3005、3104、3105之類，其可以單獨使用或以其中的至少二者之混合物使用。其中，AA級8079、1N30、8021和3004是作為阻擋層之特別佳者。
黏著層亦被稱為熱結合層且可扮演具熱結合性質的密封劑的角色。黏著層可由以聚烯烴為基礎的樹脂製得。常使用鑄造的聚丙烯(CPP)作為以聚烯烴為基礎的樹脂層。此外，黏著層可製自選自由聚氯丙烯、聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚乙烯和丙烯酸酯共聚物、及聚丙烯和丙烯酸酯共聚物所組成之群組之以聚烯烴為基礎的樹脂，但不限於此。
袋整體通常具有40μm至120μm的厚度，絕緣層和黏著層較佳地具有10μm至40μm的厚度，鋁箔較佳地具有20μm至100μm的厚度，但不限於此。若厚度過小，則所不欲地，介於電池殼150的內側和外側之間的阻擋性質受損且強度降低。反之，若厚度過大，則加工性受損，且電池殼150的厚度和重量提高。
電池殼150可由上片和下片所構成。此外，容納電極組120的空間可由上片和下片的任一者中形成，或在上片和下片二者中形成。同時，若電極組120安裝在上片和下片的內部空間中，則上片和下片藉熱結合之類黏著，藉此形成密封部分155。此外，帶160結合至密封部
分155。阻斷密封部分155端點的帶160未外露並包括金屬箔。
此具體實施例中，帶160結合至密封部分155兩側，此處，電池殼150的上片和下片彼此接觸。帶160的形狀對應於密封部分155，使其僅位於上片或下片的密封部分155且非位於其他區域，例如，容納電極組120的空間。由於帶160係根據密封部分155的形狀而形成，所以帶160極易結合至密封部分155。因此，能夠降低因為包括帶160而引發之二次電池製程的複雜性。但是，本發明的帶160不限於以上形狀，而是可製成各種形狀，此如以下具體實施例中所述者。
將簡要地描述製造二次電池100之方法。
首先，將電極組120的電極片的一端的上或下表面和電極導線130、140各者的一端的下或上表面重疊並藉超音波焊接之類彼此接合(步驟s1)。
之後，安裝電極組120，使得電極導線130、140的其他端延伸至電池殼150外。之後，電解質注入電池殼150中，藉熱結合，形成電池殼150的密封部分155(步驟s2)。有時，可以先進行熱結合以密封電解質注入部分以外的密封區域，之後在注入電解質之後，密封電解質注入部分。
最後，帶160結合至密封部分155的端點以完成黏著(步驟s3)。為使帶160結合至密封部分155的端點，操作者可以手將帶160切成適當長度，將帶160置
於密封部分155及之後將帶160結合至彼。其他情況中，可製得及使用精細的裝置以使帶160結合至密封部分155。若使用此精細的裝置，則帶160可被準確切割成密封部分155的長度，且帶160可完全覆蓋密封部分155。
用於二次電池的老化、充電和放電、成型、脫氣等程序可以在介於步驟s2和s3之間，或在步驟s3之後進行。
如前述者，本申請案的特點在於帶160結合至密封部分155的端點。該帶可以各種方式結合至袋型二次電池的密封部分的端點，此如圖4至6所示者。
相較於圖2中描繪的袋型二次電池100，圖4中描繪的袋型二次電池200包括額外的帶162，其上和下端結合至密封部分155，其中電極導線130、140突出。如圖2所示，在帶160先於兩側結合至密封部分155的兩側之後，帶162可以另結合於其上。另一例子中，帶160和帶162可以不是分別結合而是兩側和上和下端二者整體結合至密封部分。帶160和帶162結合至電極導線130、140位置的區域以外的區域。
若密封部分155取決於其位置而具有各種寬度，則帶160和帶162亦可具有不同寬度。此處，以規則寬度製造的帶可被切成所欲寬度和長度及之後使用。
在圖2及4中描繪的袋型二次電池100、200中，帶160結合至密封部分155，但在圖5中描繪的袋型二次電池300中，所形成的帶164以比密封部分155為寬
的寬度向內延伸。帶164甚至可結合至覆蓋密封部分155之電極組120位置上方的區域。作為修飾，帶162之有電極導線130、140突出的上和下端可以未結合至密封部分155。
如圖6中所示者，本發明亦可用於雙向袋型二次電池400。
在袋型二次電池400中，正極片和負極片突出於電極組120的相同表面上。電極導線130、140的一端附接至電極片，彼之其他端點暴於電池殼150外。此情況中，帶亦可結合至密封部分。所描繪的例子中，帶164的兩端以比密封部分155為寬的寬度結合至密封部分155，帶162另於上端(此處，電極導線130、140突出)結合至密封部分155，而帶166亦另以下端(此處，電極導線130、140未突出)以比密封部分155為寬的寬度結合至密封部分155。作為修飾，亦可提供僅形成帶160，或僅形成帶160和帶162的結構。
然而，除了以上具體實施例以外，帶160、162、164、166可以各種方式提供。雖然帶160、162、164、166以不同的寬度結合至不同位置，其具有阻斷濕氣之類的相同角色，將例示描述帶160。
基於作為例子的圖2之對應於VII-VII’切面部分，圖7係說明帶的圖。
電池殼150由上片和下片所構成。各片由外樹脂層150a、金屬層150b和內樹脂層150c所構成。熱壓
密封的結果是，密封部分155具有圖7所示結構，其包括外樹脂層150a、金屬層150b、內樹脂層150c、金屬層150b和外樹脂層150a。雖然現有技術中，密封部分155的端點外露，但在本發明中，帶160結合至密封部分155的端點。如圖中所示者，帶160覆蓋上片表面和下片表面，使得密封部分155的端點未外露。帶160包括金屬箔，就材料相容性觀之，其可由與電池殼150的金屬層150b相同的材料製得，並因此而可以鋁箔形成帶160。
圖8更詳細地出示根據本發明之帶160的較佳例子。
帶160由黏著層160a和金屬箔層160b所構成，且另包括在金屬箔層160b上的絕緣層160c。絕緣層160c可含有至少一種選自由PET、尼龍、聚乙烯和聚丙烯所組成之群組之聚合物，且可以不使用絕緣層160c。聚合物不限於以上者，可以無限制地使用能夠密封袋型密封部分155的端點的樹脂。
黏著層160a可具有5至100um的厚度，而金屬箔層160b可具有5至100um的厚度。黏著層160a和金屬箔層160b的厚度小於以上者時，未得到足夠的效果，而厚度高於以上者時，考慮電池的重量、厚度、操作和價格而不實際。
黏著層160a可包括1至10質量%的濕氣吸收材料。該濕氣吸收材料可包括氯化鈣、氧化鋁和沸石中之至少一者。但是，本發明未限於此特定類型的濕氣吸收材
料，且能夠吸收濕氣的任何材料可被用來作為本發明的濕氣吸收材料。
較佳地，黏著層160a可形成濕氣吸收材料分散於聚合物材料中的狀態。例如，黏著層160a可以濕氣吸收材料粉末分散於聚合物材料中的形式形成。
更佳地，黏著層160a中含括的聚合物材料可為聚烯烴材料。特別地，黏著層160a可以濕氣吸收材料粉末分散於聚丙烯(如CPP)中的形式形成。電池殼150的內樹脂層150c可以聚丙烯形成以確保黏著性。若黏著層160a的聚合物材料係以聚丙烯形成，則黏著層160a可以輕易地結合至電池殼150的內樹脂層150c。
如前述者，本發明中，帶160結合至密封部分155，使得密封部分155的端點未外露。據此，雜質(如外在空氣、濕氣之類)之引入被阻斷，並因此，各邊緣部分未退化。由於該密封部分155的絕緣性質經確保，所以根據本發明之二次電池具有極佳的絕緣特性。
同時，本發明中，帶160直接阻斷濕氣，且藉由提高濕氣穿透路徑亦可能延緩或防止二次電池的退化。濕氣不易穿透帶160的金屬箔層160b。濕氣很有可能穿透帶160的黏著層160a。在根據本發明之二次電池中，如點劃線箭頭所示者，濕氣穿透帶160之外露表面處的黏著層160a並經由密封部分155的內樹脂層150c朝向電極組120移動。
但是，在根據現有技術的二次電池中，前述包括外樹脂層50a、金屬層50b、內樹脂層50c、金屬層50b和外樹脂層50a之密封部分的端點直接外露，且濕氣延著點劃線箭頭以非常短的路徑穿透外露的內樹脂層50c且直接影響電極組20。
圖9是用於說明根據本發明的另一具體實施例之濕氣穿透路徑提高的圖。特別地，圖9例示出示袋型二次電池之對應於圖2的截面VII-VII’的部分。
電池殼由上片和下片所構成。各片由外樹脂層150a、金屬層150b和內樹脂層150c所構成。藉熱壓而密封的結果是，密封部分155具有圖9所示結構，其包括外樹脂層150a、金屬層150b、內樹脂層150c、金屬層150b和外樹脂層150a。
此處，外樹脂層150a在密封部分155中經圖案化。此外，帶160結合，同時填補外樹脂層150a的不均勻處。
此構造中，若濕氣如圖中的點劃線箭頭地穿透帶160，則濕氣穿透路徑沿著外樹脂層150a的不均勻而拉長，因此不易達到內側處的內樹脂層150c，藉此確保對於濕氣的強烈抵禦性。
圖案可以與袋的端點(即，密封部分的端點)平行地成形，以確保最佳效果(對應於圖9所示袋的端點的截面)。例如，若圖2所示之袋型二次電池100的外樹脂層150a經圖案化，則外樹脂層150a具有數個圖案
平行於袋的垂直方向，此發生於袋型二次電池100中之密封部分155之未形成電極導線130、140的兩側，藉此形成圖9中所示的截面。除以上者之外，亦可使用波形圖案、梳形圖案之類。
外樹脂層150a的圖案深度可以有各種變化。例如，此具體實施例中，外樹脂層150a的整個厚度經圖案化，使得其下方的金屬層150b外露。但是，外樹脂層150a的圖案深度可設定為外樹脂層150a厚度的20%至100%。若圖案厚度小於以上範圍，則無法確保得到延長濕氣穿透路徑的效果。
外樹脂層150a可藉以下方式圖案化。首先，於初始袋製造狀態進行圖案化處理。換言之，可以使用具有具圖案的上和下片之電池殼。此外，形成密封部分時，可以在熱結合期間內形成圖案。也可以在熱結合之後形成圖案。
例如，在用於形成密封部分的密封程序期間內，不均勻的壓模可用於加壓和結合，使得外樹脂層150a可於密封時被圖案化。
另一例子中，當外樹脂層150a經圖案化，可以使用能夠熔化聚合物的蝕刻劑進行濕蝕刻或乾蝕刻，或者使用雷射束燃燒聚合物並藉此形成圖案。濕蝕刻或乾蝕刻時，可以使用使得待移除的外樹脂層150a外露的遮罩。若使用雷射束，則藉由雷射束掃描，僅外樹脂層150a的所欲部分經燃燒和移除。
藉圖案化而移除之外樹脂層150a區域的寬度(即，介於圖案之間的距離)可設定為帶160厚度的1.5至50倍。當介於圖案之間的距離在相對於帶160厚度的以上範圍內時，藉圖案化而延長的濕氣穿透路徑會提供足夠的效果，且可以在填補圖案縫隙的同時，帶160沿著圖案成形。
隨著每單位長度形成更多圖案，濕氣穿透距離更為加長，並因此而有利於減少濕氣穿透，得以設計具有較小厚度的帶160並此形成更多圖案。如以上具體實施例中所述者，帶160可由黏著層、金屬箔層和絕緣層所構成，且若如此具體實施例中所示，外樹脂層150a經圖案化且施用時，則金屬箔層厚度可為5um至20um，黏著層和絕緣層的厚度可以分別是5um至30um，使得帶160具有較小厚度。此外，帶160的聚合物的晶度可為30%或更低，使得帶160易沿著圖案結合。
製造此二次電池的方法實質上與上述步驟s1至s3相同，但是在帶160的結合步驟之前，另含括密封部分155的外樹脂層150a圖案化的步驟。
帶160結合之後，可進行額外的處理，使得帶160可合宜地填補圖案之間的不均勻處。
作為額外處理的第一個例子，帶160的結合部分可經施壓。
該施壓可以使用溫度在室溫和80℃範圍內的工具(或，壓模)進行。壓模表面(即，與帶160接觸的
表面)可為平坦平面或具有對應於外樹脂層150a圖案的不均勻性的表面。例如，具有具對應於介於外樹脂層150a的圖案之間的下凹區域的突起部分和對應於圖案區域的下凹部分之不均勻表面的壓模有助於使得帶160經施壓和結合，同時易填補介於外樹脂層150a的圖案之間的凹處。
該壓模可由金屬材料或具彈性的聚合物形成。該壓模之用於機械耐久性的區域可由金屬製得且與帶160接觸的表面可由材料(如聚合物)製得。若壓模製自彈性材料，則帶160結合的同時，更易填補介於外樹脂層150a圖案之間的凹處。
額外處理的第二個例子是加熱。若帶160的黏著層或絕緣層(特別是黏著層)製自熱縮材料且帶160係在製帶之後藉由提供熱空氣之類而加熱，則帶160收縮而使得帶160更容易熱變形以填補介於外樹脂層150a的圖案之間的凹處。該熱縮材料可使用人造樹脂(如聚丙烯、聚乙烯、和聚氯乙烯)，其藉短時間加熱而於相當低溫大幅收縮。
此外，對照圖2至8的上述特徵可與施用於此具體實施例者相同或類似。
圖10出示根據本發明的另一具體實施例之袋型二次電池的密封部分的截面。圖10亦例示對應於圖2的截面VII-VII’之袋型二次電池的部分。
圖10所示例子中，密封部分155經重複彎
曲，且帶160結合於其上。此情況中，濕氣穿透的路徑亦增長。
製造此二次電池的方法實質上與上述步驟s1至s3相同，但在結合帶160的步驟之前，另含括重複彎曲密封部分155的步驟。
如前述者，藉由使得帶結合至密封部分的端點而加長濕氣自外側穿透的路徑，藉此防止電極組因為濕氣而退化並亦有效地阻斷二次電池中的電解質洩漏。因此，可製造容量維持率和電阻提高率極佳的電池。
已詳細描述本發明。但由於由此詳細描述，在本發明範圍內的各種變化和修飾為嫻於此技術之人士顯見者，所以應理解詳細描述和特定例子，在指出本發明之較佳具體實施例的同時，僅用於說明。
100‧‧‧袋型二次電池
120‧‧‧電極組
130‧‧‧電極導線
140‧‧‧電極導線
150‧‧‧袋型電池殼
155‧‧‧密封部分
160‧‧‧具有金屬箔的帶
Claims (30)
- 一種袋型二次電池，包含：袋型電池殼；安裝在該電池殼中的電極組；正極和負極的電極導線，建構成具有連接至該電極組的一端及突出於該電池殼外的另一端；和建構以結合該電池殼的上片和下片之密封部分，其中有一具有金屬箔的帶結合以增加朝向該密封部分的端點之濕氣穿透路徑。
- 如申請專利範圍第1項之袋型二次電池，其中該金屬箔是鋁箔。
- 如申請專利範圍第1項之袋型二次電池，其中該帶由黏著層和金屬箔層所構成。
- 如申請專利範圍第3項之袋型二次電池，其中該帶另包括配置於該金屬箔層上的絕緣層。
- 如申請專利範圍第4項之袋型二次電池，其中該絕緣層包括選自由聚對酞酸伸乙酯、尼龍、聚乙烯和聚丙烯所組成之群組中之至少一種聚合物。
- 如申請專利範圍第3項之袋型二次電池，其中該黏著層具有5um至100um的厚度，且該金屬箔層具有5um至100um的厚度。
- 如申請專利範圍第3項之袋型二次電池，其中該1至10質量%的濕氣吸收材料含括於該黏著層中。
- 如申請專利範圍第1項之袋型二次電池，其中該 上片和該下片分別由外樹脂層、金屬層和內樹脂層所構成，且該外樹脂層在該密封部分中經圖案化。
- 如申請專利範圍第8項之袋型二次電池，其中該帶結合同時填充經圖案化的外樹脂層之不均勻處。
- 如申請專利範圍第8項之袋型二次電池，其中該外樹脂層的圖案化係平行於該密封部分的端點。
- 如申請專利範圍第8項之袋型二次電池，其中該外樹脂層的圖案之間的距離為該帶厚度的1.5至50倍。
- 如申請專利範圍第8項之袋型二次電池，其中該帶由黏著層、金屬箔層和絕緣層所構成，該金屬箔層具有5um至20um的厚度，該黏著層和該絕緣層分別具有5um至30um的厚度，且該黏著層和該絕緣層之聚合物的晶度為30%或更低。
- 如申請專利範圍第12項之袋型二次電池，其中該黏著層和該絕緣層由熱縮材料製成。
- 如申請專利範圍第13項之袋型二次電池，其中該熱縮材料係選自由聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯所組成之群組中之至少一者。
- 如申請專利範圍第1項之袋型二次電池，其中該帶以該密封部分重覆彎曲的狀態結合。
- 一種製造袋型二次電池之方法，包含：提供已連接有正極和負極的電極導線的電極組；將該電極組安裝在袋型電池殼中並使該電池殼的上片和下片沿著該電池殼的外圍彼此結合，使得電極導線向外 突出，藉此形成密封部分；和結合具有金屬箔的帶以增加朝向該密封部分的端點的濕氣穿透路徑。
- 如申請專利範圍第16項之製造袋型二次電池之方法，其中該上片和該下片分別由外樹脂層、金屬層和內樹脂層所構成，且該外樹脂層經圖案化。
- 如申請專利範圍第16項之製造袋型二次電池之方法，其中該上片和該下片分別由外樹脂層、金屬層和內樹脂層所構成，其中在結合帶的步驟之前，該方法另包含對該密封部分圖案化該外樹脂層。
- 如申請專利範圍第18項之製造袋型二次電池之方法，其中該外樹脂層的圖案化步驟係藉由在形成該密封部分的同時，使該外樹脂層熔化而進行。
- 如申請專利範圍第19項之製造袋型二次電池之方法，其中形成密封部分時，在使用不均勻的壓模加壓的同時，該外樹脂層結合，使得外樹脂層同時密封和圖案化。
- 如申請專利範圍第18項之製造袋型二次電池之方法，其中該外樹脂層在形成該密封部分之後被圖案化。
- 如申請專利範圍第21項之製造袋型二次電池之方法，其中藉由使用能夠使得該外樹脂層之聚合物熔合的蝕刻劑進行濕蝕刻或乾蝕刻或者以雷射束燃燒該聚合物， 而圖案化該外樹脂層。
- 如申請專利範圍第17或18項之製造袋型二次電池之方法，其中該帶結合同時填充經圖案化的外樹脂層之不均勻處。
- 如申請專利範圍第17或18項之製造袋型二次電池之方法，其另包含：在該帶結合之後，進行額外處理，使得該帶填補該外樹脂層的圖案之間的不均勻處。
- 如申請專利範圍第17或18項之製造袋型二次電池之方法，其另包含：在該帶結合之後，對該帶結合的部分施壓。
- 如申請專利範圍第25項之製造袋型二次電池之方法，其中該壓模具有的溫度在室溫至80℃範圍內。
- 如申請專利範圍第25項之製造袋型二次電池之方法，其中該壓模之與該帶接觸的表面是不均勻表面，其具有位於對應於該外樹脂層的圖案之間的凹處的區域中之凸起部分及位於對應於該外樹脂層的圖案的區域中之下凹部分。
- 如申請專利範圍第25項之製造袋型二次電池之方法，其中該壓模之與該帶接觸的表面由具有彈性的聚合物材料製成。
- 如申請專利範圍第17或18項之製造袋型二次電池之方法，其在結合該帶之後，另包含：加熱該帶結合的部分。
- 如申請專利範圍第16項之製造袋型二次電池之方法，另包含：在該帶結合之前，重覆彎曲該密封部分。
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