专利名称：电芯结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种电池装置，且特别是有关于一种电池的电芯结构。
背景技术：
化学电池、电化电池、电化学电池或电化学池是指利用氧化还原反应，把正极、负极活性物质的化学能，转换为电能的一种装置。与普通氧化还原反应不同的是氧化和还原反应是分开进行的，氧化在负极进行，还原在正极进行，而电子得失通过外部线路进行的， 所以形成了电流，供外界使用。这是目前所有化学电池的共通特点。经过长期的研究、发展，化学电池衍生繁多的品种，应用广泛的局面，大到一座建筑方能容纳得下的巨大装置，小到以毫米计的类型。现代电子技术的发展，对化学电池提出了很高的要求。每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。目前电池的电芯结构虽然种类繁多，但应用于不同领域时，还是遇到许多瓶颈，因此还是有创新改良的空间。
发明内容
因此，本发明的一目的是在提供一种改良的电芯结构。根据上述的目的，提出一种电芯结构，其包含至少一电极复合层、至少一第一导电件以及至少一第二导电件。每一电极复合层包含多个第一电极层、第二电极层以及绝缘隔离层叠合而构成，其中每一绝缘隔离层位于相邻的第一电极层与第二电极层之间。电极复合层位于第一导电件以及第二导电件之间，其中每一第一电极层或第二电极层是以大致垂直方式电性连接至少一第一导电件或至少一第二导电件。依据本发明另一实施例，每一绝缘隔离层与第一导电件之间具有绝缘间隙。依据本发明另一实施例，每一绝缘隔离层与第二导电件之间具有绝缘间隙。依据本发明另一实施例，第一导电件为一中空导电件，第二导电件为一柱状导电件位于中空导电件的轴心位置。依据本发明另一实施例，中空导电件具有一圆形的截面。依据本发明另一实施例，中空导电件具有一多边形的截面。依据本发明另一实施例，第一导电件与第二导电件均为一平板导电件。依据本发明另一实施例，当电极复合层的数量为至少两个时，电芯结构还包含至少一第三导电件电性连接于相邻两个电极复合层之间。依据本发明另一实施例，第三导电件电性连接于每一电极复合层的该些第一电极层与另一电极复合层的该些第二电极层之间。依据本发明另一实施例，第三导电件电性连接于每一电极复合层的该些第一电极层与另一电极复合层的该些第一电极层之间，或第三导电件电性连接于每一电极复合层的该些第二电极层与另一电极复合层的该些第二电极层之间。由上述可知，应用本发明的电芯结构，利用『电极层垂直电性连接导电件』的特点，使得电极复合层无需卷曲或弯折即可装设于导电件(或导电壳体内)。此外，电极复合层内的第一电极层与第二电极层亦可直接与导电件连接，而无需增加其它连接导电元件。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下图IA是绘示依照本发明第一实施例的一种电池的电芯结构的剖面图；图IB是绘示沿图1的剖面线1B-1B’的剖面图；图2A是绘示依照本发明第二实施例的一种电池的电芯结构的剖面图；图2B是绘示沿图2A的剖面线2B-2B，的剖面图；图3A是绘示依照本发明第三实施例的一种电池的电芯结构的剖面图；图;3B是绘示沿图3A的剖面线!3B-3B，的剖面图；图4A是绘示依照本发明第四实施例的一种电池的电芯结构的剖面图；图4B是绘示沿图4A的剖面线4B-4B，的剖面图；图5A是绘示依照本发明第五实施例的一种电池的电芯结构的剖面图；图5B是绘示沿图5A的剖面线5B-5B，的剖面图；图6A是绘示依照本发明第六实施例的一种电池的电芯结构的剖面图；图6B是绘示沿图6A的剖面线6B-6B，的剖面图；图7A是绘示依照本发明第七实施例的一种电池的电芯结构的剖面图；图7B是绘示沿图7A的剖面线7B-7B’的剖面图。主要附图标记说明100:电芯结构306:第一电极层102:第一导电件308:第二电极层104:第二导电件310:绝缘隔离层105 电极复合层400 电芯结构106:第一电极层402 :第一导电件106a:连接端403:第三导电件106b:连接端404 :第二导电件108:第二电极层405a:电极复合层108a:连接端405b 电极复合层108b:连接端405c:电极复合层110:绝缘隔离层406:第一电极层110a:绝缘间隙408 第二电极层IlOb:绝缘间隙410:绝缘隔离层200:电芯结构412 绝缘壳体202:第一导电件500:电芯结构204:第二导电件502a:第一导电件205:电极复合层502b:第一导电件206:第一电极层504 :第二导电件
206a:连接端505a 电极复合层206b:连接端505b:电极复合层208:第二电极层506:第一电极层208a:连接端508 第二电极层208b 连接端510 绝缘隔离层210:绝缘隔离层600:电芯结构210a:绝缘间隙602a 第一导电件210b:绝缘间隙602b:第一导电件212:绝缘壳体602c:第一导电件300:电芯结构60 :第二导电件302:第一导电件604b:第二导电件303:第三导电件605a:电极复合层304:第二导电件60 :电极复合层305a 电极复合层605c 电极复合层305b 电极复合层605d 电极复合层606 第一电极层608 第二电极层610 绝缘隔离层
具体实施例方式请同时参照图1A、1B，其中图IA绘示依照本发明第一实施例的一种电池的电芯结构的剖面图。图IB绘示沿图1的剖面线1B-1B’的剖面图。电芯结构100包含一第一导电件102、一第二导电件104以及一电极复合层105位于两个导电件之间。在本实施例中，第一导电件102为一中空导电件，其具有圆形截面，而第二导电件104的柱状导电件位于第一导电件102的轴心(或圆心)位置。电极复合层105由多个第一电极层106、第二电极层 108以及绝缘隔离层110叠合而构成，且每一绝缘隔离层110位于相邻的第一电极层106与第二电极层108之间。上述的第一电极层106与第二电极层108就是一般所谓的正(阳)、 负(阴)极，其材料依不同种类电池而有所不同，在本案中不多加赘述。在本实施例中，每一第一电极106或第二电极108是以大致垂直方式电性连接于第一导电件102或第二导电件104。这样设计的优点是便于制造。在习知类似圆柱形电池中，正、负电极是大致平行于导电的圆柱形外壳。因此，习知电极复合层需先卷成圆柱状才能装入圆柱形外壳内，且电极复合层内的正、负与导电件的连接又需另外加工。在本实施例中，电极复合层105内的第一电极层106可直接连接至第一导电件 102，而电极复合层105内的第二电极层108可直接连接至第二导电件104，而不需要添加其它的结构。为了让电极复合层105内所有的第一电极层106都能与第一导电件102连接，所有第一电极层106的连接端106a彼此切齐，而另一连接端106b则与第二导电件104绝缘。为了让电极复合层105内所有的第二电极层108都能与第二导电件104连接，所有第二电极层108的连接端108a均彼此切齐，而另一连接端108b则与第一导电件102绝缘。此外，所有绝缘隔离层110的两端都要分别与第一导电件102、第二导电件104保持适当的绝缘间隙(110a、110b)。此绝缘间隙(IlOaUlOb)会依不同的电池而有不同的尺寸，但绝缘间隙(IlOaUlOb)需要能不妨碍第一电极层106或第二电极层108与导电件的连接，也要能防止第一电极层与第二电极层之间不会短路。请同时参照图2A、2B，其中图2A绘示依照本发明第二实施例的一种电池的电芯结构的剖面图。图2B绘示沿图2A的剖面线2B-2B’的剖面图。第二实施例与第一实施例的主要差异在于电芯结构的外形，第一实施例为一圆柱体，而第二实施例为一矩形体。电芯结构200包含一第一导电件202、一第二导电件204以及一电极复合层205位于两个导电件之间。在本实施例中，第一导电件202与第二导电件204均为一平板导电件，且需要一绝缘壳体212架构于两个导电件之间。电极复合层205由多个第一电极层206、第二电极层208 以及绝缘隔离层210叠合而构成，且每一绝缘隔离层210位于相邻的第一电极层206与第二电极层208之间。上述的第一电极层206与第二电极层208就是一般所谓的正(阳)、 负(阴)极，其材料依不同种类电池而有所不同，在本案中不多加赘述。在本实施例中，每一第一电极206或第二电极208是以大致垂直方式电性连接于第一导电件202或第二导电件204。这样设计的优点是便于制造。在习知类似形状电池中，正、负电极是大致平行于导电外壳。因此，习知电极复合层需先卷曲符外壳的形状才能装入外壳内，且电极复合层内的正、负与导电件的连接又需另外加工。在本实施例中，电极复合层205内的第一电极层206可直接连接至第一导电件 202，而电极复合层205内的第二电极层208可直接连接至第二导电件204，而不需要添加其它的结构。为了让电极复合层205内所有的第一电极层206都能与第一导电件202连接，所有第一电极层206的连接端206a彼此切齐，而另一连接端206b则与第二导电件204绝缘。为了让电极复合层205内所有的第二电极层208都能与第二导电件204连接，所有第二电极层208的连接端208a均彼此切齐，而另一连接端208b则与第一导电件202绝缘。此外，所有绝缘隔离层210的两端都要分别与第一导电件202、第二导电件204保持适当的绝缘间隙Ol0a、210b)。此绝缘间隙Ql0a、210b)会依不同的电池而有不同的尺寸，但绝缘间隙Ol0a、210b)需要能不妨碍第一电极层206或第二电极层208与导电件的连接，也要能防止第一电极层206与第二电极层206之间不会短路。请同时参照图3A、3B，其中图3A绘示依照本发明第三实施例的一种电池的电芯结构的剖面图。图:3B绘示沿图3A的剖面线!3B-3B’的剖面图。第三实施例与第一实施例的主要差异在于电极复合层的数量，第一实施例只具有一电极复合层，而第三实施例具有两个电极复合层以上彼此串联。电芯结构300包含一第一导电件302、一第二导电件304以及多个彼此串联的电极复合层(例如电极复合层30fe、305b)位于两个导电件之间。在本实施例中，第一导电件 302为一中空导电件，其具有一圆形截面，而第二导电件304的柱状导电件位于第一导电件 302的轴心(或圆心)位置。每一电极复合层(305130 )由多个第一电极层306、第二电极层308以及绝缘隔离层310叠合而构成，且每一绝缘隔离层310位于相邻的第一电极层306与第二电极层308之间。上述的第一电极层306与第二电极层308就是一般所谓的正 (阳)、负(阴)极，其材料依不同种类电池而有所不同，在本案中不多加赘述。在本实施例中，每一第一电极层306或第二电极层308是以大致垂直方式电性连接于第一导电件302、 第二导电件304或第三导电件303。相邻电极复合层(30fe、305b)是借第三导电件303来串联。换言之，一电极复合层(例如305a)的第一电极层借第三导电件303串联至相邻电极复合层(例如30 )的第二电极层。或者，一电极复合层(例如30 )的第二电极层借第三导电件303串联至相邻电极复合层(例如30 )的第一电极层。这里所述的『大致垂直』指的是『电极层』与『导电件』之间的夹角约90度加10度或减10度。电芯结构300的电极复合层(30fe、305b)与相邻两个导电件连接的方式基本上与上述电芯结构100所叙述的相同，因此也具有电芯结构200所拥有的优点。请同时参照图4A、4B，其中图4A绘示依照本发明第四实施例的一种电池的电芯结构的剖面图。图4B绘示沿图4A的剖面线4B-4B’的剖面图。第四实施例与第二实施例的主要差异在于电极复合层的数量，第二实施例只具有一电极复合层，而第四实施例具有两个电极复合层以上彼此串联。电芯结构400包含一第一导电件402、一第二导电件404以及多个电极复合层 (405a.405b.405c)位于两个导电件之间。在本实施例中，第一导电件402与第二导电件 404均为一平板导电件，且需要一绝缘壳体412架构于两个导电件之间。每一电极复合层 (405a.405b.405c)由多个第一电极层406、第二电极层408以及绝缘隔离层410叠合而构成，且每一绝缘隔离层410位于相邻的第一电极层406与第二电极层408之间。上述的第一电极层406与第二电极层408就是一般所谓的正(阳)、负(阴)极，其材料依不同种类电池而有所不同，在本案中不多加赘述。在本实施例中，每一第一电极层406或第二电极层 408是以大致垂直方式电性连接于第一导电件402、第二导电件404或第三导电件403。这里所述的『大致垂直』指的是『电极层』与『导电件』之间的夹角约90度加10度或减10度。相邻电极复合层G05a、4(^b、405c)是借第三导电件303来串联。换言之，一电极复合层(例如40 )的第一电极层借第三导电件403连接至相邻电极复合层(例如40 ) 的第二电极层。或者，一电极复合层(例如405a)的第二电极层借第三导电件403连接至相邻电极复合层(例如40 )的第一电极层。电芯结构400的电极复合层G05a、4(^b、405c)与相邻两个导电件连接的方式基本上与上述电芯结构200所叙述的相同，因此也具有电芯结构200所拥有的优点。请同时参照图5A、5B，其中图5A绘示依照本发明第五实施例的一种电池的电芯结构的剖面图。图5B绘示沿图5A的剖面线5B-5B’的剖面图。第五实施例与第一实施例的主要差异在于电极复合层的数量，第一实施例只具有一电极复合层，而第五实施例具有两个电极复合层以上彼此并联。第五实施例与第三实施例的主要差异在于电极复合层之间的连接方式，第三实施例的多个电极复合层彼此串联，而第五实施例的多个电极复合层彼此并联。电芯结构500包含多个第一导电件(502a、502b)、多个第二导电件504以及多个彼此并联的电极复合层(例如电极复合层50fe、505b)位于两个导电件之间。在本实施例中， 第一导电件50 为一中空导电件，其具有圆形截面，而第一导电件50 为一柱状导电件位于第一导电件50 的轴心(或圆心)位置，而第二导电件504亦为第一中空导电件。每一电极复合层(50fe、505b)由多个第一电极层506、第二电极层508以及绝缘隔离层510叠合而构成，且每一绝缘隔离层510位于相邻的第一电极层506与第二电极层508之间。上述的第一电极层506与第二电极层508就是一般所谓的正(阳)、负(阴)极，其材料依不同种类电池而有所不同，在本案中不多加赘述。在本实施例中，每一第一电极层506或第二电极层508是以大致垂直方式电性连接于第一导电件(50h、502b)或第二导电件504。这里所述的『大致垂直』指的是『接合面』与『导电件』之间的夹角约90度加10度或减10度。相邻电极复合层(50fe、505b)可借第一导电件(50加、502b)或第二导电件504并联。换言之，一电极复合层(例如505a)的第一电极层借第一导电件(50h、502b)或第二导电件504连接至相邻电极复合层(例如50 )的第一电极层。或者，一电极复合层(例如505a)的第二电极层借第一导电件(50h、502b)或第二导电件504连接至相邻电极复合层(例如50 )的第二电极层。而且，多个第一导电件(50h、502b)之间会彼此连接，多个第二导电件(504)之间也会彼此连接。电芯结构500的电极复合层(50fe、505b)与相邻两个导电件连接的方式基本上与上述电芯结构100所叙述的相同，因此也具有电芯结构100所拥有的优点。请同时参照图6A、6B，其中图6A绘示依照本发明第六实施例的一种电池的电芯结构的剖面图。图6B绘示沿图6A的剖面线6B-6B’的剖面图。第六实施例与第二实施例的主要差异在于电极复合层的数量，第二实施例只具有一电极复合层，而第六实施例具有两个电极复合层以上彼此串联。第六实施例与第四实施例的主要差异在于电极复合层的数量， 第四实施例的多个电极复合层彼此串联，而第六实施例的多个电极复合层彼此并联。电芯结构600包含一第一导电件(602a、602b、602b)、一第二导电件(604a、604b) 以及多个电极复合层(60fe、605b、605c、605c)位于任两个导电件之间。在本实施例中，第一导电件(602a、602b、602b)与第二导电件(60fe、605b、605c、605c)均为一平板导电件。 每一电极复合层(605a、6(^b、605c、605c)由多个第一电极层606、第二电极层608以及绝缘隔离层610叠合而构成，且每一绝缘隔离层610位于相邻的第一电极层606与第二电极层608之间。上述的第一电极层606与第二电极层608就是一般所谓的正(阳)、负(阴) 极，其材料依不同种类电池而有所不同，在本案中不多加赘述。在本实施例中，每一第一电极层606或第二电极层608是以大致垂直方式电性连接于第一导电件(602a、602b、602b) 或第二导电件(604a、604b)。这里所述的『大致垂直』指的是『电极层』与『导电件』之间的夹角约90度加10度或减10度。相邻电极复合层(60fe、605b)可借第一导电件(602a、602b、602b)或第二导电件 (604a,604b)并联。换言之，一电极复合层(例如605a)的第一电极层借第一导电件(602a、 602b,602b)或第二导电件(6(Ma、604b)连接至相邻电极复合层(例如60 )的第一电极层。或者，一电极复合层(例如605a)的第二电极层借第一导电件(602a、602b、602b)或第二导电件(6(Ma、604b)连接至相邻电极复合层(例如60 )的第二电极层。而且，多个第一导电件(602a、602b、602b)之间会彼此连接，多个第二导电件(6(Ma、604b)之间也会彼此连接。电芯结构600的电极复合层(60^1、605b、605c、605c)与相邻两个导电件连接的方式基本上与上述电芯结构200所叙述的相同，因此也具有电芯结构200所拥有的优点。
请同时参照图7A、7B，其中图7A绘示依照本发明第七实施例的一种电池的电芯结构的剖面图。图7B绘示沿图7A的剖面线7B-7B’的剖面图。第七实施例与第一、二实施例的主要差异在于电芯结构的外形，第一实施例为一圆柱体，第二实施例为一矩形体，第七实施例为一多边形体。电芯结构700包含一第一导电件702、一第二导电件704以及一电极复合层705位于两个导电件之间。在本实施例中，第一导电件702为一中空导电件，其具有多边形的截面(图7A为一七边形的截面)，第二导电件704为一柱状导电件。电极复合层 705由多个第一电极层706、第二电极层708以及绝缘隔离层710叠合而构成，且每一绝缘隔离层710位于相邻的第一电极层706与第二电极层708之间。上述的第一电极层706与第二电极层708就是一般所谓的正(阳)、负(阴)极，其材料依不同种类电池而有所不同， 在本案中不多加赘述。在本实施例中，每一第一电极706或第二电极708是以大致垂直方式电性连接于第一导电件702或第二导电件704。这样设计的优点是便于制造。在习知类似形状电池中，正、负电极是大致平行于导电外壳。因此，习知电极复合层需先卷曲符外壳的形状才能装入外壳内，且电极复合层内的正、负与导电件的连接又需另外加工。在本实施例中，电极复合层705内的第一电极层706可直接连接至第一导电件 702，而电极复合层705内的第二电极层708可直接连接至第二导电件704，而不需要添加其它的结构。为了让电极复合层705内所有的第一电极层706都能与第一导电件702连接，所有第一电极层706的连接端706a彼此切齐，而另一连接端706b则与第二导电件704绝缘。为了让电极复合层705内所有的第二电极层708都能与第二导电件704连接，所有第二电极层708的连接端708a均彼此切齐，而另一连接端708b则与第一导电件702绝缘。此外，所有绝缘隔离层710的两端都要分别与第一导电件702、第二导电件704保持适当的绝缘间隙(710a、710b)。此绝缘间隙(710a、710b)会依不同的电池而有不同的尺寸，但绝缘间隙(710a、710b)需要能不妨碍第一电极层706或第二电极层708与导电件的连接，也要能防止第一电极层706与第二电极层706之间不会短路。由上述本发明实施方式可知，应用本发明的电芯结构，利用『电极层垂直电性连接导电件』的特点，使得电极复合层无需卷曲或弯折即可置于导电件(或导电壳体内)。此外， 电极复合层内的第一电极层与第二电极层亦可直接与导电件连接，而无需增加其它连接导电元件。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种电芯结构，其特征在于，至少包含至少一电极复合层，每一电极复合层包含多个第一电极层、第二电极层以及绝缘隔离层叠合而构成，其中每一该绝缘隔离层位于相邻的该第一电极层与该第二电极层之间；以及至少一第一导电件以及至少一第二导电件，该电极复合层位于该第一导电件以及该第二导电件之间，其中每一该第一电极层或该第二电极层是以大致垂直方式电性连接该至少一第一导电件或该至少一第二导电件。
2.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，该每一该绝缘隔离层与该第一导电件之间具有绝缘间隙。
3.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，该每一该绝缘隔离层与该第二导电件之间具有绝缘间隙。
4.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，该第一导电件为一中空导电件，该第二导电件为一柱状体导电件位于该中空导电件的轴心位置。
5.根据权利要求4所述的电芯结构，其特征在于，该中空导电件具有一圆形的截面。
6.根据权利要求4所述的电芯结构，其特征在于，该中空导电件具有一多边形的截面。
7.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，该第一导电件与该第二导电件均为一平板导电件。
8.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，当该电极复合层的数量为至少两个时，还包含至少一第三导电件电性连接于相邻两个该电极复合层之间。
9.根据权利要求8所述的电芯结构，其特征在于，该至少一第三导电件电性连接于每一该电极复合层的该些第一电极层与另一该电极复合层的该些第二电极层之间。
10.根据权利要求8所述的电芯结构，其特征在于，该至少一第三导电件电性连接于每一该电极复合层的该些第一电极层与另一该电极复合层的该些第一电极层之间，或该至少一第三导电件电性连接于每一该电极复合层的该些第二电极层与另一该电极复合层的该些第二电极层之间。
全文摘要
本发明公开了一种电芯结构，其包含至少一电极复合层、至少一第一导电件以及至少一第二导电件。每一电极复合层包含多个第一电极层、第二电极层以及绝缘隔离层叠合而构成，其中每一绝缘隔离层位于相邻的第一电极层与第二电极层之间。电极复合层位于第一导电件以及第二导电件之间，其中每一第一电极层或第二电极层是以大致垂直方式电性连接至少一第一导电件或至少一第二导电件。
文档编号H01M2/26GK102544566SQ20101060922
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者陈捷圻 申请人:陈捷圻