TWI568063B - 用於電池單元的囊型盒及製造電池單元的方法 - Google Patents

Description

用於電池單元的囊型盒及製造電池單元的方法

本發明有關包括被摺皺成鋸齒狀的電解液注入部件之囊型盒、包括該囊型盒的電池單元、及製造電池單元之方法。

電池透過化學或物理反應產生電能。此化學電池被分類為主要電池及二次電池。特別地是，該主要電池係不可重新充電的，其例子包括錳電池、鹼性電池、及水銀電池，且該二次電池係可重新充電的，其例子包括可重新充電電池及鉛蓄電池。

當作手提式電子裝置、諸如行動電話、PDAs、智慧型電話、及筆記型電腦取得寬廣之使用，二次電池的技術發展被需要，其在單一充電上能被使用一段很長時間及具有長使用壽命。

此二次電池被以電池單元形式提供，其中複數單元、亦即複數單位電池係根據充電/放電效率或電流容量彼此連接。具有諸如高能量密度、輕盈、高電壓、非污染、高 功率、快速充電、及長使用壽命之優點的鋰二次電池係目前受歡迎的。

上述電池單元形式被詳細地揭示在韓國專利公告第10-2012-0061354號中。

亦即，參考圖1，該相關技術領域中之囊型電池單元10包括囊型盒20及電極組件30。

該囊型盒20具有上盒21及下盒22彼此緊密接觸且彼此耦接的結構。

該電極組件30具有單位電池A被反覆地堆疊之結構。該等單位電池A包括陰極板、陽極板、及處置在該陰極板與該陽極板間之分隔件。該陰極板係設有陰極翼片，且該陽極板係設有陽極翼片。

如上述被建構的囊型電池單元10係藉由將該電極組件30放在該囊型盒20中、在其中注射電解液、且接著施行密封製程及後處理製程所完成。

參考圖2，該囊型盒20係設有用以利於該電解液之注射的注入部件23，且該注入部件23係由該囊型盒20之非密封表面拉長的。

在該電解液被注射進入該囊型盒20之後，該囊型電池單元10係放在真空室(未示出)中，以施行浸漬製程。在此點，該囊型盒20被該真空室的內部壓力所壓縮，且該囊型盒20中所注射之電解液經過該注入部件23被輕易地排出至外側。

再者，既然該囊型盒20的注入部件23係直立修長 的，該注入部件23被該真空室的內部壓力所輕易地壓縮，且該電解液被輕易地排出至外側。

據此，本發明針對提供囊型盒及包括該囊型盒之電池單元，其改良設在該囊型盒上之注入部件的形狀，以防止電解液被輕易地排出至外側。

根據本發明之囊型盒包括被摺皺成鋸齒狀的注入部件。據此，該注入部件之強度及接地面積被增加，以防止電解液被排出至外側。

根據本發明的態樣，提供有囊型盒，其包括：囊型本體部件，包括用於容納電極組件的內部空間；及注入部件，由該本體部件延伸，以將電解液導引進入該內部空間，其中該注入部件係摺皺成鋸齒狀。

該注入部件可在該電解液之電解液注入方向中被摺皺成鋸齒狀。

該注入部件可在該電極組件被以該電解液浸漬之後由該本體部件移去。

該本體部件的一部分可被密封以形成密封表面，且該注入部件係由該部分移去。

當該本體部件的邊緣被密封時，該注入部件可被摺皺並與該本體部件形成為一體。

密封表面可被形成在該本體部件的四個表面之三個連續表面上，且設有該注入部件的非密封表面可被形成在該四個表面之另一表面上。

該注入部件可被摺皺及以鋸齒狀由該非密封表面延伸。

根據本發明的另一態樣，提供有電池單元，其包括囊型盒、被提供於該囊型盒中之電極組件、及電解液。

製造包括該囊型盒的電池單元之方法可包括：製造用於容納該電極組件的囊型盒；經過該囊型盒的注入部件注射電解液；將該囊型盒放在真空室中，以用該電解液浸漬該電極組件；密封該囊型盒之本體部件及該注入部件間之區域；及由該囊型盒的本體部件切開及移去該注入部件。

該囊型盒之製造可包括：分別將薄膜型囊處置在該電極組件的上及下部件上，以形成囊組件；及密封該囊組件之整個邊緣，除了其側面部件以外，並同時壓按該未密封側面部件的上及下表面，以形成被摺皺成該鋸齒狀之注入部件。

根據本發明，囊型盒包括被摺皺成鋸齒狀的注入部件。如此，甚至當真空室之壓力被增加以施行浸漬製程時，該囊型盒中所注射的電解液被防止經過該注入部件排出至外面。

10‧‧‧電池單元

20‧‧‧囊型盒

21‧‧‧上盒

22‧‧‧下盒

23‧‧‧注入部件

30‧‧‧電極組件

100‧‧‧囊型盒

101‧‧‧囊組件

101a‧‧‧薄膜型囊

101b‧‧‧薄膜型囊

110‧‧‧囊型本體部件

111‧‧‧內部空間

112‧‧‧密封表面

120‧‧‧注入部件

121‧‧‧突出部分

130‧‧‧密封部件

200‧‧‧電極組件

300‧‧‧電解液

400‧‧‧電池單元

500‧‧‧真空室

圖1係立體圖，說明該相關技術領域中之電池單元；圖2係截面視圖，說明包括該相關技術領域中之注入部件的囊型盒；圖3係截面視圖，說明包括根據本發明之實施態樣的注入部件之囊型盒；圖4係正面圖，說明包括根據本發明之實施態樣的注入部件之囊型盒；圖5係截面視圖，說明包括根據本發明之實施態樣的注入部件之囊型盒，並具有說明該注入部件的局部放大視圖；圖6係流程圖，說明製造包括囊型盒的電池單元之方法，該囊型盒包括根據本發明的實施態樣之注入部件；及圖7至11係視圖，說明製造根據本發明之實施態樣的電池單元之方法：其中圖7係立體圖，說明製造包括注入部件的囊型盒之製程，圖8係截面視圖，說明電極組件及注射電解液的製程，圖9係截面視圖，說明浸漬製程。圖10係截面視圖，說明密封該囊型盒的本體部件與該注入部件間之區域的製程，及圖11係截面視圖，說明藉由切開該注入部件來完成該電池單元之製程。

根據本發明的囊型盒包括用於注射電解液之注入部件，且該注入部件被摺皺成鋸齒狀。據此，該注入部件之 強度及接地面積被增加，以防止電解液被排出至外側。

在下文，根據本發明的實施態樣將參考所附圖式被詳細地敘述，使得那些熟習本發明所屬於之此技術領域者可輕易地實現本發明。然而，本發明可被以不同形式具體化及將不被解釋為受限於在此中所提出的實施態樣。於該圖式中，用於敘述本發明所不需要之任何事物為清楚故將被省略。相像參考數字自始至終表示相像元件。

[根據本發明的實施態樣之囊型盒]

參考圖3及4，根據本發明之實施態樣的囊型盒100包括囊型本體部件110，其包括用於容納電極組件200的內部空間111；及注入部件120，其由該本體部件110延伸至將電解液(未示出)導引進入該內部空間111。

該本體部件110包括用於容納該電極組件200的內部空間111。密封表面112被形成在該本體部件110的外邊緣之三個連續表面上，且設有該注入部件120的非密封表面被形成在該另一表面上。

參考圖5，該注入部件120被摺皺及以鋸齒狀由該本體部件110之非密封表面延伸。亦即，該注入部件120在電解液注入方向中被摺皺成鋸齒狀，以致該注入部件120之強度及接地面積被增加，以防止電解液被排出至外側。

亦即，參考圖5，該注入部件120被摺疊，以將摺皺成鋸齒狀，以增加其強度及接地面積。據此，該注入部件120被防止藉由外部壓力輕易地壓縮，以便延遲及防止電 解液300之排出至外側。再者，該注入部件120藉著突出部分121防止該電解液300的上昇，該等突出部分121被摺疊至朝內與往下地傾斜，藉此減少該電解液300的上昇速率及防止該電解液300之排出至外側。

在該電解液300及該電極組件200上的浸漬製程之後，該注入部件120可被由該本體部件110移去，以致電池單元具有完成的形狀。亦即，該電解液300係經過該注入部件120注射，且該注入部件120於該浸漬製程中防止該電解液300被排出至外面。如此，當該浸漬製程被完成時，該注入部件120係由該囊型盒100的本體部件110移去，以最佳化該囊型盒100之尺寸。

然後，該本體部件110之移去該注入部件120的部分被密封，以形成密封表面。據此，該本體部件110被完全密封，以防止該電解液300的排出。

密封部件130可被形成於該本體部件110與該注入部件120之間，且具有平坦的形狀，而不是被摺皺成鋸齒狀，以改善密封力。

亦即，該密封部件130在該注入部件120被移去之前被密封，以致該注入部件120可被更穩定地移去，且該密封部件130防止該電解液300的排出至外側。

在根據本實施態樣製造如上述所建構之囊型盒100的方法中，二薄膜型囊係在其間處置有該電極組件200，且然後，該薄膜型囊之側表面被密封，除了其側表面以外，以形成用於容納該電極組件200的本體部件110，且同時 地，該未密封側表面被壓按，以形成被摺皺成鋸齒狀之注入部件120。

在此點，該注入部件120被摺皺成鋸齒狀，如圖5所說明，亦即，在該電解液注入方向中成鋸齒狀。據此，該注入部件120的強度及接地面積被增加，且該電解液300藉由呈鋸齒狀突出之突出部分121被防止排出至外面。

如此，根據本實施態樣，甚至當該囊型盒100的本體部件110及注入部件120被壓按時，既然該注入部件120被摺皺成鋸齒狀，該本體部件110及該注入部件120不會被輕易地壓縮，且該注入部件120之接地面積係顯著地增加。此外，該電解液300以多級方式被突出至該注入部件120的內側之突出部分121所阻斷，且如此被防止排出至外側。

再者，該注入部件120係與該本體部件110的邊緣之密封同時地形成，且如此係易於製造，藉此改善效率。

包括如上述所建構之囊型盒100的電池單元400可被製造。

[根據本發明之實施態樣的電池單元]

參考圖3，根據本發明之實施態樣的電池單元400包括該囊型盒100，其包括該注入部件120；該電極組件200；及該電解液300，該電解液經過該囊型盒100之注入部件120被容納在該囊型盒中。

在該電解液300及該囊型盒100中所容納之電極組件 200上的浸漬製程之後，該注入部件120被由該囊型盒100的本體部件110移去，以致該電池單元400能被完成當作製成品(參考圖11)。

在下文，製造如上述所建構的電池單元之方法現在將根據本發明的實施態樣被敘述。

[製造根據本發明之實施態樣的電池單元之方法]

參考圖6，製造根據本發明之實施態樣的電池單元之方法包括製備該電極組件200(S10)、製造該囊型盒100以容納該電極組件200(S20)、經過該囊型盒100的注入部件120注射該電解液300(S30)、將該囊型盒100放在真空室500中以用該電解液300浸漬該電極組件200(S40)、密封該囊型盒100的注入部件120與本體部件110間之區域(S50)、及由該囊型盒100的本體部件110切開該注入部件120(S60)。

在下文，製造根據本實施態樣之電池單元的方法將參考圖7至11被詳細地敘述。

於該電極組件200之製備(S10)中，該電極組件200係藉由反覆地堆疊單位電池所製成，該單位電池包括陰極板、陽極板、及被處置在該陰極板及該陽極板間之分隔件，以彼此電隔離該陰極板與該陽極板。

如上述所製造及製備的電極組件係藉由連續地堆疊一或多個陽極、一或多個分隔件、及一或多個陰極，並捲繞該等陽極、該等分隔件、及該等陰極所形成之果凍卷型 (jelly roll)電極組件；藉由處置一藉由在長薄膜型分隔件上連續地堆疊陽極、分隔件、及陰極且接著於一方向中捲繞該單位電池所形成之單位電池所形成的堆疊和折疊型電極組件；藉由處置一藉由在長薄膜型分隔件上連續地堆疊陽極、分隔件、及陰極且接著於鋸齒方向中捲繞該單位電池所形成之單位電池所形成的堆疊和折疊型電極組件；及包括藉由堆疊一或多個基本單位本體所形成之單位本體堆疊的電極組件之任何一種，該單位本體藉由連續地堆疊陽極、分隔件、陰極、及分隔件所製備。

當電極組件係如上述地製備時，該囊型盒100被製成(S20)。

參考圖7，該囊型盒100的製造(S20)包括處置薄膜型囊101a及101b，用於形成囊組件101、密封該囊組件101、及形成該注入部件120。

亦即，該薄膜型囊101a及101b被分別處置在該電極組件200的上及下部件上，以形成該囊組件101。在此點，該電極組件200被處置在與該囊組件101之側面相對的側面，其將稍後被敘述。然後，該囊組件101被密封，且該注入部件120被形成。

在此點，該囊組件101之邊緣的側表面被密封，除了其側表面以外，以便形成容納該電極組件200之本體部件110，且該未密封側表面的上及下部件被同時地壓按，以形成被摺皺成鋸齒狀之注入部件120。據此，該囊型盒100係如圖3所說明地完成。

然後，該電解液300被注射(S30)。

在此點，參考圖8，該囊型盒100被處置，以將該注入部件120定向朝上，且接著，該電解液300經過該注入部件120被注射進入該本體部件110。據此，被容納在該本體部件110中之電極組件200係以該電解液300浸漬。

該囊型盒100被放在該真空室500中，以改善該電極組件200用該電解液300的浸漬效率(S40)。

在此點，參考圖9，該囊型盒100被放在該真空室500中，使該注入部件120定向朝上，且接著，該真空室500被操作。然後，該真空室500的內部壓力增加，以壓按該囊型盒100，藉此改善該電極組件200用該電解液300之浸漬效率。

當該真空室500的內部壓力壓縮該囊型盒100時，被注射進入該囊型盒100之電解液300逐漸地被導入該注入部件120及被朝上運動。在此點，摺皺成鋸齒狀的注入部件120減少該電解液300之上昇速率。再者，突出至該注入部件120的內側之突出部分121阻擋該電解液300，以便進一步減少該電解液300的上昇速率。

亦即，既然該電解液300被防止排出至外側，該真空室500的內部壓力能被增加，以藉此改善該浸漬效率。

當該電極組件200以該電解液300之浸漬被如上面所述地完成時，被連接至該注入部件120的囊型盒100之非密封表面被密封(S50)。

在此點，參考圖10，該囊型盒100的本體部件110 與注入部件120間之區域使用壓入件被壓按及密封，該壓入件係在高溫被加熱。據此，該囊型盒100的整個邊緣被密封。

該區域的密封(S50)係藉由該密封部件130所促進，該密封部件於該本體部件110及該注入部件120之間係平坦的。

當該區域之密封(S50)被如上面所述地完成時，該注入部件120被切開及移去(S60)。

在此點，參考圖11，該注入部件120係藉由使用刀子從該囊型盒100的本體部件110切開。該注入部件120可與該本體部件110之非密封表面的密封同時地被切開及移去。

當該注入部件120係如上面所述被移去時，該電池單元400被完成當作製成品。

如此，當該囊型盒100係在製造根據本實施態樣之電池單元的方法中製成時，該注入部件120被摺皺成鋸齒狀，藉此顯著地防止該電解液300排出至外面，同時以該電解液300浸漬該電極組件200。據此，該電池單元400之品質可被增加，且工作時間可被顯著地減少，以改善生產力。

100‧‧‧囊型盒

110‧‧‧囊型本體部件

111‧‧‧內部空間

112‧‧‧密封表面

120‧‧‧注入部件

121‧‧‧突出部分

130‧‧‧密封部件

200‧‧‧電極組件

300‧‧‧電解液

400‧‧‧電池單元

Claims (10)

1. 一種囊型盒，包括：囊型本體部件，包含用於容納電極組件的內部空間；及注入部件，由該本體部件延伸，以將電解液導引進入該內部空間，其中該注入部件係摺皺成鋸齒狀。
2. 如申請專利範圍第1項之囊型盒，其中該注入部件係在該電解液的電解液注入方向中摺皺成鋸齒狀。
3. 如申請專利範圍第1項之囊型盒，其中該注入部件係在該電極組件被以該電解液浸漬之後由該本體部件移去。
4. 如申請專利範圍第3項之囊型盒，其中該本體部件的一部分被密封以形成密封表面，且該注入部件係由該部分移去。
5. 如申請專利範圍第1項之囊型盒，其中該本體部件包含在該本體部件及該注入部件間之未摺皺密封部件。
6. 如申請專利範圍第1項之囊型盒，其中當該本體部件的邊緣被密封時，該注入部件被摺皺並與該本體部件形成為一體。
7. 如申請專利範圍第1項之囊型盒，其中密封表面被形成在該本體部件的四個表面之三個連續表面上，且設有該注入部件的非密封表面被形成在該四個表面之另一表面上。
8. 如申請專利範圍第7項之囊型盒，其中該注入部件被摺皺及以鋸齒狀由該非密封表面延伸。
9. 一種製造電池單元的方法，包括：製備電極組件；製造申請專利範圍第1項之囊型盒，用於容納該電極組件；經過該囊型盒的注入部件注射電解液；將該囊型盒放在真空室中，以用該電解液浸漬該電極組件；密封該囊型盒之本體部件及該注入部件間之區域；及由該囊型盒的本體部件切開及移去該注入部件。
10. 如申請專利範圍第9項之製造電池單元的方法，其中該囊型盒之製造包含：分別將薄膜型囊處置在該電極組件的上及下部件上，以形成囊組件；及密封該囊組件之整個邊緣，除了其側面部件以外，並同時壓按該未密封側面部件的上及下表面，以形成被摺皺成該鋸齒狀之注入部件。