TW201817077A - 一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點的二次電池 - Google Patents

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Abstract

一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點的二次電池，包含數片各在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔，該等鋁箔中之每一者是藉膠帶來與相鄰之鋁箔連接而且在兩相鄰之鋁箔之間是保留有一預定間隙，該數片各在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔中之每一者具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的正極；數片各在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔，該等鋁箔中之每一者是藉膠帶來與相鄰之鋁箔連接而且在兩相鄰之鋁箔之間是保留有一預定間隙，該數片各在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔中之每一者具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的負極，該等藉由膠帶來被連接在一起之表面上塗佈有正極材料的鋁箔與該等藉由膠帶來被連接在一起之表面上塗佈有負極材料的鋁箔是以隔離膜置於它們之間來被重疊一起並且被圈撓成合適的形狀；一用於密封地容置該等被圈撓成合適之形狀之鋁箔的外殼；及注入到該外殼內的電解液。

Description

一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點的二次電池 發明領域
本發明係有關於一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點的二次電池。
發明背景
無論是18650電池、22650電池、40135電池或是鋁箔軟包電池皆是為二次電池而且它們在封裝時可分為兩種方式，分別是圈撓方式和堆疊方式。
如在圖1中所示，圈撓方式是把兩分別在其表面10,20上塗佈有正極材料11與負極材料21的鋁箔1,2以隔離膜9置於它們之間來重疊一起，然後把它們圈撓成圓柱形形狀或長方形形狀或正方形形狀來形成一圓柱狀二次電池(18650電池、22650電池、40135電池等)或一鋁箔軟包二次電池。
如在圖2中所示，堆疊方式是把數片分別在其表面10,20上塗佈有正極材料11與負極材料21的鋁箔1,2交替地以隔離膜9置於它們之間來重疊一起，藉此形成一鋁箔軟包二次電池。
圈撓方式的優點是自動化生產速度快、體積比較小以及散熱比較好，然而充放電電流很小。堆疊方式的優點是充放電電流大，然而自動化生產速度慢、體積比較大且散熱比較差。
有鑑於此，本案發明人遂以其從事該行業之多年經驗，並本著精益求精之精神，積極研究改良，遂有本發明『一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點的二次電池』產生。
發明概要
根據本發明之一特徵，一種二次電池是被提供，該二次電池包含：數片各在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔，該等鋁箔中之每一者是藉膠帶來與相鄰之鋁箔連接而且在兩相鄰之鋁箔之間是保留有一預定間隙，該數片各在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔中之每一者具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的正極；數片各在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔，該等鋁箔中之每一者是藉膠帶來與相鄰之鋁箔連接而且在兩相鄰之鋁箔之間是保留有一預定間隙，該數片各在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔中之每一者具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的負極，該等藉由膠帶來被連接在一起之表面上塗佈有正極材料的鋁箔與該等藉由膠帶來被連接在一起之表面上塗佈有負極材料的鋁箔是以隔離 膜置於它們之間來被重疊一起並且被圈撓成合適的形狀；一用於密封地容置該等被圈撓成合適之形狀之鋁箔的外殼；及注入到該外殼內的電解液。
根據本發明之另一特徵，一種二次電池是被提供，該二次電池包含：一在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔，該在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔是在預定位置形成有數個沿著寬度方向延伸大概寬度之二分之一至四分之三的缺口，在每個缺口上是貼有一膠帶以避免該鋁箔被拉扯時沿著缺口斷開，於每個缺口的一側具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的正極；一在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔，該在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔是在預定位置形成有數個沿著寬度方向延伸大概寬度之二分之一至四分之三的缺口，在每個缺口上是貼有一膠帶以避免該鋁箔被拉扯時沿著缺口斷開，於每個缺口的一側具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的正極，該在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔與該在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔是以隔離膜置於它們之間來被重疊一起並且被圈撓成合適的形狀；一用於密封地容置該等被圈撓成合適之形狀之鋁箔的外殼；及注入到該外殼內的電解液。
1‧‧‧鋁箔
2‧‧‧鋁箔
3‧‧‧膠帶
4‧‧‧溫度控制開關
5‧‧‧超級電容基板
6‧‧‧超級電容基板
10‧‧‧表面
11‧‧‧正極材料
12‧‧‧缺口
13‧‧‧電極耳
20‧‧‧表面
21‧‧‧負極材料
22‧‧‧缺口
23‧‧‧電極耳
50‧‧‧基板
51‧‧‧第一銅片
52‧‧‧第二銅片
53‧‧‧電容
54‧‧‧金屬片
60‧‧‧基板
61‧‧‧第一銅片
62‧‧‧第二銅片
63‧‧‧電容
64‧‧‧金屬片
圖1是為在習知以圈撓方式生產之二次電池中之分別塗佈有正極材料與負極材料之鋁箔的示意圖； 圖2是為在習知以堆疊方式生產之二次電池中之分別塗佈有正極材料與負極材料之鋁箔的示意圖；圖3是為本發明之第一較佳實施例之一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點之二次電池之分別塗佈有正極材料與負極材料之鋁箔的示意圖；圖4是為本發明之第二較佳實施例之一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點之二次電池之分別塗佈有正極材料與負極材料之鋁箔的示意圖；圖5是為本發明之一變化實施例的示意圖；圖6和圖7是為本發明之另一變化實施例的示意圖；及圖8和圖9是為本發明之文另一變化實施例的示意圖。
較佳實施例之詳細說明
在後面之本發明之較佳實施例的詳細說明中，相同或類似的元件是由相同的標號標示，而且它們的詳細描述將會被省略。此外，為了清楚揭示本發明的特徵，於圖式中之元件並非按實際比例描繪。
圖3是為一顯示本發明之第一較佳實施例之製作一種同時具備圈撓與堆疊封裝方式之二次電池的示意圖。
如在圖3中所示，數片藉由切割一長形鋁箔來被形成之在其之表面10上塗佈有正極材料11的鋁箔1是被提供。該等鋁箔1中之每一者是藉膠帶3來與相鄰之鋁箔1連接 而且在兩相鄰之鋁箔1之間是保留有一預定間隙。同樣地，數片藉由切割一長形鋁箔來被形成之在其之表面20上塗佈有正極材料21的鋁箔2是被提供。該等鋁箔2中之每一者是藉膠帶3來與相鄰之鋁箔2連接而且在兩相鄰之鋁箔2之間是保留有一預定間隙。接著，只要把該等連接在一起的鋁箔1與該等連接在一起的鋁箔2以隔離膜(見圖1)置於它們之間來重疊一起，然後依據需求把它們圈撓成圓柱形形狀或長方形形狀並且密封地放進一圓柱形外殼或長方外殼並注入電解液來形成一圓柱狀二次電池(18650電池、22650電池、40135電池等)或一鋁箔軟包二次電池。如此形成的二次電池同時存在有圈撓方式的優點和堆疊方式的優點，能夠達成5C至20C充電及15C至60C放電的效果。
應要注意的是，該外殼不被限定為圓柱形形狀，其可以具有任何合適的幾何形狀。同樣的，鋁箔軟包也不被限定為長方形形狀，其可以具有任何合適的幾何形狀。
圖4是為一顯示本發明之第二較佳實施例之製作一種同時具備圈撓與堆疊封裝方式之二次電池的示意圖。
如在圖4中所示，一在其之表面10上塗佈有正極材料11的鋁箔1是在預定位置形成有數個沿著寬度方向延伸大概寬度之二分之一至四分之三的缺口12。在每個缺口12上是貼有一膠帶3以避免該鋁箔1被拉扯時沿著缺口12斷開。另一方面，一在其之表面20上塗佈有負極材料21的鋁箔2是在預定位置形成有數個沿著寬度方向延伸大概寬度之二分之一至四分之三的缺口22。在每個缺口22上是貼有 一膠帶3以避免該鋁箔2被拉扯時沿著缺口22斷開。
接著，只要把該兩鋁箔1,2以隔離膜(見圖1)置於它們之間來重疊一起，然後把它們圈撓成圓柱形形狀或長方形形狀並且密封地放進一圓柱形外殼或長方外殼並注入電解液來形成一圓柱狀二次電池(18650電池、22650電池、40135電池等)或一鋁箔軟包二次電池。如此形成的二次電池同時存在有圈撓方式的優點和堆疊方式的優點，能夠達成5C至20C充電及15C至60C放電的效果。
應要注意的是，與圖3的實施例相同，該外殼不被限定為圓柱形形狀，其可以具有任何合適的幾何形狀。同樣的，鋁箔軟包也不被限定為長方形形狀，其可以具有任何合適的幾何形狀。
應要注意的是，在圖3和圖4中，與習知技術不同，由於每條鋁箔1,2皆有數個電極耳(電極接口金屬片)13,23，達成數個正極互相並聯連接，增加放電電流IT1=I1+I2+.....+In；另一方面達成數個負極互相並聯連接，增加放電電流IT2=I1+I2+.....+Im。即增加充電速度，Iinput=I1=I2=.......=In，以及放電時集電流功能，即，Ioutput=I1+I2+.....+In。
圖5是為一顯示本發明之一變化實施例的示意圖。如在圖中所示，在本發明之電池之正極電極耳13上是可設置一溫度控制開關4。該溫度控制開關4可設定一個在0℃至300℃之間的設定值。當電池發生過充電或過放電而導致電池溫度上升到達該設定值時，例如，120℃，該溫度控制開 關自動開路(open)，切斷電池與負載之間的迴路，使電池輸出電流/電壓/功率降為零負載而保護電池免於高溫爆炸燃燒之目的。
圖6和圖7是為顯示本發明之另一變化實施例的示意圖。如在圖6中所示，一超級電容基板5是被提供。該超級電容基板5包括一基板50、一透過金屬片54或以任何其他適合之方式與該電池之正極電極耳13(見圖7)並聯地電氣連接的第一銅箔片51、一透過金屬片54或以任何其他適合之方式與該電池之負極電極耳23(見圖7)並聯地電氣連接的第二銅箔片52、及至少一個電氣連接至該第一箔銅片51和該第二銅箔片52的電容53。在本實施例中，該電容基板5包括數個電容53。如在圖7中所示，該超級電容基板5是被置於圓筒型電池的中央，達成保護電池免受回沖電流/電壓造成電池損壞而且該電容基板5在負載運轉上可以提高功率因數。
圖8和圖9是為顯示本發明之又另一變化實施例的示意圖。如在圖8中所示，一與在圖6和圖7中所示之超級電容基板5相似的超級電容基板6是被提供。該超級電容基板6包括一基板60、一透過金屬片64或以任何其他適合之方式與該電池之正極電極耳13(見圖9)並聯地電氣連接的第一銅片61、一透過金屬片64或以任何其他適合之方式與該電池之負極電極耳23(見圖9)並聯地電氣連接的第二銅片62、及至少一個電氣連接至該第一銅片61和該第二銅片62的電容63。在本實施例中，該電容基板6包括數個電容63。如在 圖9中所示，該超級電容基板6是被置於方型電池的中央，達成保護電池免受回沖電流/電壓造成電池損壞而且該電容基板6在負載運轉上可以提高功率因數。

Claims (14)

  1. 一種二次電池，包含：數片各在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔，該等鋁箔中之每一者是藉膠帶來與相鄰之鋁箔連接而且在兩相鄰之鋁箔之間是保留有一預定間隙，該數片各在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔中之每一者具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的正極；數片各在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔，該等鋁箔中之每一者是藉膠帶來與相鄰之鋁箔連接而且在兩相鄰之鋁箔之間是保留有一預定間隙，該數片各在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔中之每一者具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的負極，該等藉由膠帶來被連接在一起之表面上塗佈有正極材料的鋁箔與該等藉由膠帶來被連接在一起之表面上塗佈有負極材料的鋁箔是以隔離膜置於它們之間來被重疊一起並且被圈撓成合適的形狀；一用於密封地容置該等被圈撓成合適之形狀之鋁箔的外殼；及注入到該外殼內的電解液。
  2. 如請求項1所述之二次電池，其中，該外殼是圓柱形狀。
  3. 如請求項1所述之二次電池，其中，該外殼是長方形形 狀。
  4. 如請求項1所述之二次電池，其中，該外殼是任何幾何形狀。
  5. 如請求項1所述之二次電池，更包含一設置在該正極的溫度控制開關，該溫度控制開關可設定一個在0℃至300℃之間的設定值以致於當該二次電池發生過充電或過放電而導致該二次電池溫度上升到達該設定值時能夠被作動切斷該二次電池與負載之間的迴路。
  6. 如請求項1所述之二次電池，更包含一置於該二次電池之中央的超級電容基板，該超級電容基板包括一基板、一透過金屬片或以任何其他適合之方式與該二次電池之正極電極耳並聯地電氣連接的第一銅片、一透過金屬片或以任何其他適合之方式與該電池之負極電極耳並聯地電氣連接的第二銅片、及至少一個電氣連接至該第一銅片和該第二銅片的電容，達成保護電池免受回沖電流/電壓造成電池損壞而且該超級電容基板在負載運轉上可以提高功率因數。
  7. 一種二次電池，包含：一在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔，該在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔是在預定位置形成有數個沿著寬度方向延伸大概寬度之二分之一至四分之三的缺口，在每個缺口上是貼有一膠帶以避免該鋁箔被拉扯時沿著缺口斷開，於每個缺口的一側具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同 作為該二次電池的正極；一在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔，該在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔是在預定位置形成有數個沿著寬度方向延伸大概寬度之二分之一至四分之三的缺口，在每個缺口上是貼有一膠帶以避免該鋁箔被拉扯時沿著缺口斷開，於每個缺口的一側具有一電極耳，該等電極耳是並聯連接以增加充放電電流並且是共同作為該二次電池的正極，該在其之表面上塗佈有正極材料的鋁箔與該在其之表面上塗佈有負極材料的鋁箔是以隔離膜置於它們之間來被重疊一起並且被圈撓成合適的形狀；一用於密封地容置該等被圈撓成合適之形狀之鋁箔的外殼；及注入到該外殼內的電解液。
  8. 如請求項7所述之二次電池，其中，該外殼是圓柱形狀。
  9. 如請求項7所述之二次電池，其中，該外殼是長方形形狀。
  10. 請求項7所述之二次電池，其中，該外殼是任何幾何形狀。
  11. 如請求項7所述之二次電池，更包含一設置在該正極的溫度控制開關，該溫度控制開關可設定一個在0℃至300℃之間的設定值以致於當該二次電池發生過充電或過放電而導致該二次電池溫度上升到達該設定值時能夠被作動切斷該二次電池與負載之間的迴路。
  12. 如請求項7所述之二次電池，更包含一置於該二次電池之中央的超級電容基板，該超級電容基板包括一基板、一透過金屬片或以任何其他適合之方式與該二次電池之正極電極耳並聯地電氣連接的第一銅片、一透過金屬片或以任何其他適合之方式與該電池之負極電極耳並聯地電氣連接的第二銅片、及至少一個電氣連接至該第一銅片和該第二銅片的電容，達成保護電池免受回沖電流/電壓造成電池損壞而且該超級電容基板在負載運轉上可以提高功率因數。
  13. 如請求項1所述之二次電池，其中，正極材料和負極材料是為由合適的金屬氧化物混合酸性或鹼性介面劑和醇類材料形成的液態、固態或半固態果凍狀材料。
  14. 如請求項7所述之二次電池，其中，正極材料和負極材料是為由合適的金屬氧化物混合酸性或鹼性介面劑和醇類材料形成的液態、固態或半固態果凍狀材料。
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