专利名称：电池隔离物的制作方法
电池隔离物
背景技术：
电池包括对阴极和阳极进行电分隔的隔离物。隔离物将电极(即，阴极和阳极)彼此分离，但允许电池内的离子流过隔离物。因此，隔离物防止了由阴极和阳极之间的直接电接触而可能产生的短路。另外，隔离物根据隔离物的结构和物理化学性质而影响电池的内阻、稳定性、循环寿命、工作温度以及诸如放电和充电速率之类的动力参数。
图I示出了电池隔离物的说明性实施例。图2A和2B是图I的隔离物的顶视图。图2C是根据另一说明性实施例的隔离物的顶视图。图3示出了电池的说明性实施例。图4A和4B分别是根据另一说明性实施例的电池的纵向截面图和横向截面图。
具体实施例方式在一个实施例中，一种用于电池的隔离物可以包括多孔膜；以及与多孔膜的两端相关联的第一滚轴和第二滚轴。第一滚轴可以缠绕有多孔膜的一部分，并且配置为进行旋转以展开膜。第二滚轴可以配置为进行旋转以卷起膜。可以将多孔膜的两端分别固定到第一滚轴和第二滚轴。第一和第二滚轴可以协同旋转，使得从第一滚轴上展开多孔膜的一部分。通过第二滚轴卷起的多孔膜的长度可以与第一和第二滚轴之间的距离相同。第二滚轴可以配置为沿与第一滚轴的旋转方向相同的方向旋转以卷起膜。此外，第二滚轴可以配置为沿与第一滚轴的旋转方向相反的方向旋转以卷起膜。隔离物还可以包括旋转装置，可操作地与第二滚轴相连以相对于多孔膜旋转第二滚轴。第二滚轴的一端可以配置为接收从外部施加的扭矩以旋转第二滚轴。第一和第二滚轴可以分别由抗电化学材料制成。抗电化学材料可以包括钢、铝、塑料或者复合材料。多孔膜可以由无纺纤维、聚合物和无机合成物中的至少一种制成。在另一实施例中，一种电池可以包括阴极和阳极；以及隔离物，用于分离阴极和阳极。隔离物可以包括多孔膜以及与多孔膜的两端相关联的第一和第二滚轴。第一滚轴可以缠绕有多孔膜的一部分，并且配置为进行旋转以展开膜。第二滚轴可以配置为进行旋转以卷起膜。电池还可以包括旋转装置，可操作地与第二滚轴相连以相对于多孔膜旋转第二滚轴。电池还可以包括传感器，配置为检测置于第一滚轴和第二滚轴之间展开的多孔膜的堵塞值。
堵塞值可以是电池的期望电压和由电池产生的电压之间的差值。当传感器检测到堵塞值超过参考值时，第二滚轴可以卷起多孔膜。电池还可以包括壳体，用于容纳阴极、阳极和隔离物。壳体可以包括分别围绕第一滚轴和第二滚轴的第一密封和第二密封，以防止壳体中容纳的电解液在第一和第二滚轴与壳体之间经过。壳体可以具有开口，第二滚轴的一端通过该开口暴露在外。壳体还可以包括第三密封，以防止壳体中容纳的电解液通过开口泄漏。在以下具体实施方式
中，参考了作为具体实施方式
一部分的附图。在附图中，除非上下文另有规定，类似的符号一般表示类似的部件。在具体实施方式
部分、附图和权利要求中描述的说明性实施例并非意味着限制。在不脱离这里所展现主题的精神和范围的情况·下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他变化。应该理解的是，这里一般性描述且在附图中图示的本公开的方案可以按照多种不同的配置进行排列、替代、组合、分离和设计，所有这些均属于本文明示的内容。图I示出了电池用隔离物的说明性实施例。这里所使用的术语电池可以包括用于将存储的化学能转换为电能的任意装置。此外，电池可以包括不可逆地将化学能转换为电能的一次电池；或者可再充电的二次电池。图I示出了隔离物100，包括多孔膜130以及与多孔膜130的两端相关联的第一滚轴110和第二滚轴120。在一个实施例中，多孔膜130可以包括卷起部分131以及与卷起部分131相连的展开部分132。具体地，图I示出了第一滚轴110缠绕有多孔膜130的卷起部分131，而第二滚轴120与展开部分132相关联。因为第二滚轴120可以与展开部分132的一端相关联而相对的另一端与卷起部分131相连，所以第二滚轴120可以与第一滚轴110平行地间隔开，相距展开部分132的宽度。在一个实施例中，第一滚轴110可以缠绕有多孔膜130的卷起部分131，并且配置为旋转以展开多孔膜130的卷起部分131。第二滚轴120可以配置为旋转以卷起多孔膜130的展开部分132。第一滚轴110和第二滚轴120可以协同旋转，使得将多孔膜130的卷起部分131从第一滚轴110松开，而多孔膜130的展开部分132缠绕到第二滚轴120上。下文中将详细描述第一滚轴110和第二滚轴120的旋转。在一个实施例中，第一滚轴110和第二滚轴120中的任一个或者两者都可以包括棘齿(ratchet)(未示出)，以使得第一滚轴110或第二滚轴120只沿一个旋转方向旋转，并且防止第一滚轴110或第二滚轴120沿相反的旋转方向旋转。例如，可以将棘齿设置在第二滚轴120上，以与第二滚轴120 —起旋转，并且与设置在容纳隔离物100的壳体(未示出)中设置的棘爪(pawl)啮合。棘齿可以具有齿状物,每一齿状物具有中等斜面和陡峭斜面。当棘齿沿一个旋转方向旋转时，棘爪在齿状物的中等斜面上滑动。当棘齿沿相反的旋转方向旋转时，棘爪按压抵靠在一个齿状物的陡峭斜面上以防止棘齿的旋转，从而防止第二滚轴120的旋转。在一个实施例中，第一滚轴110和第二滚轴120可以由抗电化学材料制成，以防止第一滚轴100和第二滚轴120受到第一滚轴110和第二滚轴120所在的电池中发生的电化学反应的损坏。抗电化学材料非受限示例可以包括钢、铝、塑料或者合成材料。第一滚轴110和第二滚轴120与多孔膜130的两端相关联。在一个实施例中，可以将多孔膜130的两端分别固定到第一滚轴110和第二滚轴120。图I示出了将多孔膜130的一端(例如，多孔膜130的卷起部分131的一端)沿第一滚轴110的纵向方向放置且固定到第一滚轴110的表面上。图I还示出了将多孔膜130的另一端(例如，没有与多孔膜的卷起部分131相连的多孔膜130的展开部分132的一端)沿第二滚轴120的纵向方向放置且固定到第二滚轴120的表面上。因为将多孔膜130的两端都固定到第一滚轴110和第二滚轴120，当第一滚轴110和第二滚轴120旋转时多孔膜130可以卷起或展开。在另一个实施例中，可以通过粘合剂将多孔膜130的两端分别附着到第一滚轴110和第二滚轴120。可以向多孔膜130的一端的表面涂覆粘合剂、并且将其附着至第一滚轴110的表面。也可以向多孔膜130的另一端的表面涂覆粘合剂、并且将其附着至第二滚轴120的表面。粘合剂可以包括不影响电池中电化学反应的材料，例如聚偏二氟乙烯或者聚乙烯醇。在再一个实施例中，可以通过装配(fitting)将多孔膜130的两端分别固定到第 一滚轴110和第二滚轴120。例如，第一滚轴110和第二滚轴120各自均可以具有狭缝(未示出)以装配多孔膜130的每一端。狭缝可以沿第一滚轴110和第二滚轴120的纵向方向设置，并且狭缝的长度可以与多孔膜130端部的长度实质上相同。第一滚轴110的狭缝和第二滚轴120的狭缝可以分别保持多孔膜130的两端，使得多孔膜130不会与第一滚轴110和第二滚轴120相分离。在又一个实施例中，可以通过热焊将多孔膜130的两端分别固定到第一滚轴110和第二滚轴120。当向多孔膜130的两端加热时，多孔膜130的两端可以熔化以焊接和固定到第一滚轴110和第二滚轴120。多孔膜130可以具有电荷能够通过其中的多个小孔(未示出)。多孔膜可以由无纺纤维、聚合物和无机合成物中的至少一种制成。多孔膜130的厚度可以小于约30 y m或者在约10至30iim之间。多孔膜130中的一个小孔的尺寸可以是约0. I至2iim或者约0. I至 I ii m。在一个实施例中，隔离物100还可以包括旋转装置(未示出)，所述旋转装置可操作地与第二滚轴120相连以相对于多孔膜130旋转第二滚轴120。旋转装置可以放置于第二滚轴120的端部121和122中的任一个或两个上，并且与第二滚轴120机械连接。旋转装置可以将第二滚轴120绕第二滚轴120的中心轴旋转。旋转装置可以通过具有隔离物100的电池或者外部电源供电。在一个实施例中，第二滚轴120可以在端部121和122中的任一个或者两者处从外部接收扭矩来旋转第二滚轴120。第二滚轴120的端部121或122可以具有凹口，所述凹口能够与诸如螺丝刀之类的外部工具啮合。用户或者外部设备可以使外部工具与第二滚轴120的一个端部121或122上的凹口啮合，并且绕第二滚轴120的中心轴旋转第二滚轴120以卷起多孔膜130。在一个实施例中，旋转装置可以从外部接收扭矩以旋转第二滚轴120。例如，旋转装置可以具有凹口，所述凹口能够与外部工具啮合。用户或者外部设备可以使外部工具与旋转装置的凹口啮合并且旋转旋转装置，从而旋转第二滚轴120。因此，旋转装置可以通过来自具有隔离物100的电池或者任意外部电源供应的电能来进行操作，或者也可以通过来自外部的扭矩来进行操作。
下面将参考图2A和2B描述隔离物100的一个操作周期。这里所使用的术语“隔离物100的一个操作周期(operation cycle) ”可以是指这样的一个周期第一滚轴110和第二滚轴120协同旋转，以使多孔膜130的展开部分132部分地或者全部地被多孔膜130的卷起部分131替换。图2A和2B是图I的隔离物100的顶视图。图2A和2B示出了隔离物100，包括第一滚轴110、与第一滚轴110间隔开的第二滚轴120以及将第一滚轴110和第二滚轴120相连的多孔膜130。在图2A中，将多孔膜130的一端(例如，卷起部分131的一个末端)固定到第一滚轴110。将多孔膜130的卷起部分131沿一个方向(例如，顺时针方向“A”)缠绕到第一滚轴110。第一滚轴110配置为绕其中心轴沿与卷起部分131的卷起方向“A”相同的方向旋转，使得当第一滚轴110沿方向“A”旋转时展开多孔膜130的卷起部分131。
将多孔膜130的另一端(例如，没有与卷起部分131相连的展开部分132的一端)固定到第二滚轴120，使得当第二滚轴120绕其中心轴旋转时，多孔膜130的另一端可以与第二滚轴120 —起旋转。第二滚轴120可以沿与部分131的卷起方向“A”相反的方向“B”旋转，卷起方向“A”是与第一滚轴110的旋转方向“A”相同的方向。当将多孔膜130的展开部分132 (位于第一滚轴110和第二滚轴120之间)用多孔膜130的卷起部分131替换时，第二滚轴120可以旋转以朝着第二滚轴120拖曳展开部分132。例如，可以使第二滚轴120如图2A所示地沿逆时针方向“B”旋转。如上所述，第二滚轴120可以响应于从旋转装置提供的旋转力或者施加至第二滚轴120的一端(例如，图I的端部121或122)的扭矩而旋转。当第二滚轴120响应于旋转力朝着第二滚轴120旋转和拖曳展开部分132时，所述力可以通过展开部分132而传递给第一滚轴110，因为展开部分132与卷起部分131相连，而卷起部分131的一端固定到第一滚轴110上。换句话说，当第二滚轴120旋转时，可以将展开部分132缠绕到第二滚轴120上，并且因此可以从第一滚轴110拖曳与展开部分132相连的卷起部分131，其结果是使得第一滚轴旋转以展开卷起部分131。因此，卷起部分131和第一滚轴110可以响应于经由展开部分132所传递的动力或者扭矩而旋转。例如，卷起部分131可以与第一滚轴110—起沿方向“A”旋转，方向“A”是与第二滚轴120的旋转方向“B”相反的方向，如图2A所示。当第二滚轴120旋转时，可以将展开部分132缠绕到第二滚轴120上。此外，当通过第二滚轴120旋转第一滚轴110时，卷起部分131可以解开并且朝着第二滚轴120移动。尽管说明了当第二滚轴120沿逆时针方向“B”旋转时多孔膜130的卷起部分131和第一滚轴110沿顺时针方向“A”旋转，但是本领域普通技术人员可以理解的是，相反方向的旋转也是可应用的，即卷起部分131和第一滚轴110沿逆时针方向“B”旋转，并且第二滚轴120沿顺时针方向“A”旋转。图2B说明了在操作周期中已经将多孔膜130的展开部分132整体替换为多孔膜130的卷起部分131的隔离物100。如上所述，当第二滚轴120沿逆时针方向“B”旋转时，可以通过第二滚轴120缠绕展开部分132。与此同时，当第一滚轴110沿顺时针方向“A”旋转时，通过第一滚轴110展开卷起部分131，卷起部分131的展开量与第二滚轴120缠绕的展开部分132相同。因此，从第一滚轴110上展开了一部分卷起部分131，并且成为关联在第一滚轴Iio和第二滚轴120之间的新展开部分132’(图2B)。因此，多孔膜130的展开部分132可以用曾卷起、但由于第一滚轴110旋转而展开的多孔膜130的新展开部分132’
来替换。因为已经将卷起部分131的一部分提供作为新的展开部分132’，所以在一个操作周期之后，卷起部分131’可能具有比先前的卷起部分131短的长度，缩短的长度与新的卷起部分132’的长度相同。例如，在将多孔膜130的展开部分132整体替换为多孔膜130的新卷起部分132’的情况下，在一个操作周期之后由第二滚轴120卷起的多孔膜130的长度可以与第一滚轴110和第二滚轴120之间的距离实质上相同。在另一实施例中，第二滚轴120、卷起部分131和第一滚轴110可以全都沿相同的方向旋转。例如，图2C示出了隔离物200，其中第二滚轴120、卷起部分131和第一滚轴110沿相同的方向旋转。如果将多孔膜130的卷起部分131沿逆时针方向“B”缠绕到第一滚轴110上，则当第二滚轴120沿逆时针方向“B”旋转时，卷起部分131和第一滚轴110沿逆时针方向“B”旋转。 在第二滚轴包括上述棘齿的一个实施例中，用户可以检测在替换多孔膜130的展开部分132期间由第二滚轴120卷起的多孔膜130的长度。在棘齿的旋转期间，由于棘齿和棘爪之间的接触产生了声音或振动。因为声音或者振动发生的次数依赖于第二滚轴120的旋转角度，用户可以使用声音或振动的发生次数来计算第二滚轴120的旋转角度，并且基于第二滚轴120的直径和第二滚轴120的旋转角度之间的关系来计算由第二滚轴120卷起的多孔膜130的长度。因此，用户可以使用由棘齿和棘爪产生的声音或者振动来容易地调节由第二滚轴120卷起的多孔膜130的长度。随后将描述包括隔离物100的电池的说明性实施例。图3示出了电池300的说明性实施例。图3示出了电池300包括阴极310、阳极和320以及分离阴极310和阳极320的隔离物100。隔离物100包括多孔膜130、第一滚轴110和第二滚轴120。与图I和图2A、2B相同的元件表示为与图I和图2A、2B相同的参考数字，并且为了描述的简便而省略对于相同元件的解释。阴极310和阳极320可以设置在相对于隔离物100的相反两侧。具体地，图3示出了在阴极310和阳极320之间设置多孔膜130的展开部分132。可以发生还原以在阴极310处产生阳离子，并且可以发生氧化以在阳极320处产生阴离子。这些电化学反应可以产生电能，使得电池300向与电池300电连接的电子设备供应电能。在一个实施例中，如上所述，在电池300中产生的电能可以提供给第二滚轴120以旋转第二滚轴120。图3还示出了电池300包括壳体340以容纳阴极310、阳极320和隔离物100。为了解释壳体340中容纳的元件，在图3中省略了壳体340的上部。壳体340可以限定电池300的外表面，并支撑电池300的元件(例如，阴极310、阳极320和隔离物100)。壳体340可以填充有电解液，用于阴极310和阳极320之间的电连接。电解液的非受限示例可以是酸、碱或盐的离子溶液。壳体340可以具有凹槽以可旋转地支撑隔离物100的第一滚轴110和第二滚轴120。壳体340可以由抗电化学材料制成，以防止壳体340受到在电池300中发生的电化学反应的损坏。此外，壳体340可以将电池300与外部隔离。壳体340的材料的非受限示例可以包括钢、铝、塑料或合成材料。壳体340的材料可以与第一滚轴110或第二滚轴120的材料实质上相同。在一个实施例中，当电池300中包括的隔离物100的多孔膜130的堵塞超过阈值时，可以将多孔膜130替换为新的多孔膜。具体地，多孔膜130的堵塞可能是由于多孔膜130的熔化或者污染物质嵌入到多孔膜130的小孔中引起的。多孔膜130的熔化可能是由于在电池300中的电化学反应期间产生的或者源于外部的热引起的。这种热可能会增加电池300的温度，从而熔化多孔膜130。可能嵌入到多孔膜130的小孔中的污染物质可能包括在电解液中，或者是来自阴极310或阳极320的颗粒。因为多孔膜130的堵塞退化了电池300的性能，用新的多孔膜替换堵塞的多孔膜130防止了性能退化。例如，如果多孔膜130的展开部分132堵塞，则隔离物100可以用从卷起部分131供应的多孔膜130的新部分(例如，图2B中的132’)来替换堵塞的展开部分132。为了替换堵塞的多孔膜，第二滚轴120可以旋转，并且通过多孔膜130使得第一滚轴110旋转。当第二滚轴120旋转时，可以将堵塞的展开部分132缠绕到第二滚轴120，并且可以从第一滚 轴131展开卷起部分131以在阴极310和阳极320之间提供多孔膜130的新部分。如果通过第二滚轴120卷起的多孔膜130的长度与第一滚轴110和第二滚轴120之间的距离实质上相同，则第二滚轴120可以停止旋转，导致停止第一滚轴110的旋转。因此，可以用从第一滚轴110供应的多孔膜130的新部分替换多孔膜130的展开部分132。只要发生展开部分132的堵塞，就可以重复上述操作。图4A和4B是根据另一说明性实施例的电池的纵向截面图和横向截面图。除了阴极310、阳极320、隔离物100和壳体340之外，电池400还可以包括但一对或多对轴承451、452和461、462、第一至第三密封471至473、旋转装置480、开口 441和传感器430。与图1、2A、2B和3相同的元件表示为与图1、2A、2B和3相同的参考数字，并且为了描述的简便而省略对于相同元件的解释。图4A示出了轴承451和452配置为围绕第一滚轴110的顶部和底部，以及轴承461和462配置为围绕第二滚轴120的顶部和底部。在一个实施例中，可以将轴承451和452与第一滚轴110同轴地分别放置于壳体340的顶部和底部，如图4A所示。同样，可以将轴承461和462与第二滚轴120同轴地分别放置于壳体340的顶部和底部，如图4A所示。例如，轴承451、452、461和462各自均可以包括固定到壳体340的外缘和由外缘可旋转地支撑的内缘。外缘可以固定到壳体340使得外缘不会旋转。外缘可以插入到壳体340中设置的凹口中。轴承451、452、461和462的内缘可以相对于轴承451、452、461和462的外缘旋转。在一个实施例中，第一滚轴110可以装配到轴承451和452的内缘中，并且第二滚轴120可以装配到轴承461和462的内缘中，使得在滚轴110和120的旋转期间内缘可以与第一滚轴110和第二滚轴120 —起旋转。因此，第一滚轴110和第二滚轴120可以由轴承451、452、461和462以及壳体340可旋转地支撑。图4还示出了第一密封471以防止壳体340中容纳的电解液在第一滚轴110和壳体340之间经过。在一个实施例中，第一密封471可以配置为支撑第一滚轴110和多孔膜130的卷起部分131。例如，第一密封471可以是弧形容器(参见图4B)。第一密封471可以在第一密封471的顶部和底部表面上具有顶部和底部开口。因此，可以通过顶部和底部开口将第一滚轴110插入到第一密封471中。在另一实施例中，第一密封471面对壳体340的外表面可以接触壳体340，使得在第一密封471和壳体340之间不存在间隙。因此，电解液不能在第一密封471和壳体340之间流过。因为第一滚轴110的缠绕有多孔膜130的卷起部分131的那部分可以由第一密封471围绕，所以第一密封471可以防止多孔膜130的卷起部分131接触壳体340内的电解液。因此，可以防止卷起部分131参与阴极310和阳极320之间的电化学反应，并且防止其接触电解液中包括的污染物质。在另一实施例中，第一密封471可以在第一密封471的侧表面中具有狭缝。多孔膜130的展开部分132可以通过第一密封471的狭缝，并且可以与第二滚轴120连接。图4A还示出了第二密封472以防止壳体340中容纳的电解液在第二滚轴120和壳体340之间经过。在一个实施例中，第二密封472可以配置为围绕第二滚轴120。例如，第二密封472可以是与471类似的弧形容器(参见图4B)。与第一密封471类似，第二密封472可以在第二密封472的顶部和底部表面上具有顶部和底部开口，以通过第二密封472的开口收纳第二滚轴120。 在另一实施例中，第二密封472面对壳体340的外表面可以接触壳体340，使得在第二密封472和壳体340之间不存在间隙。因为在第一密封471、第二密封472和壳体340之间不存在间隙，所以电解液只能通过多孔膜130的展开部分132，从而防止了电解液直接将阴极和阳极相连。在另一实施例中，第二密封472可以在第二密封472的侧表面中具有狭缝。多孔膜130的展开部分132可以通过第二密封472的狭缝。通过第二密封472的狭缝的展开部分132可以缠绕到第二滚轴120。图4A进一步示出了旋转装置480，旋转装置480可操作地与第二滚轴120相连以旋转第二滚轴120。在一个实施例中，旋转装置480可以放置到第二滚轴120的一端122上并且与第二滚轴120机械相连。在另一实施例中，旋转装置480可以放置到另一端(例如121)上或者放置到两端121和122上，如上所述。旋转装置480可以将电力转换为机械旋转力，并且提供机械旋转力以旋转第二滚轴120。旋转装置480可以与电池400的阴极310和阳极320电连接，并且从而可以通过电池400向旋转装置480供电。替代地，旋转装置480可以与外部电源电连接。例如，旋转装置480可以具有从旋转装置480纵向延伸的转轴(未示出)。转轴可以由旋转装置480中包括的轴承可旋转地支撑。可以向旋转装置480供应电力，并且旋转装置480的转轴可以通过旋转装置480中通过将电力转换为机械力而提供的力来旋转。旋转装置480转轴可以与第二滚轴120相连以旋转第二滚轴。图4A进一步示出了在壳体340中形成的开口 441。在一个实施例中，开口 441可以配置为将第二滚轴120的一端(例如121)暴露在外。第二滚轴120的端部121可以配置为接收从外部施加的扭矩以旋转第二滚轴120。端部121可以具有凹口，所述凹口能够与诸如螺丝刀之类的外部工具啮合。用户或者外部设备可以通过壳体340的开口 441来将外部工具与第二滚轴120的凹口啮合，并且绕第二滚轴120的中心轴旋转第二滚轴120，以通过旋转外部工具来卷起多孔膜130。尽管图4A示出了在第二滚轴120的端部121上形成开口 441，但本领域普通技术人员应该明白，可以在第二滚轴120的另一端(即，端部122)上形成开口 441，或者可以在壳体340中在第二滚轴120的两端形成两个开口，在这种情况下，第二滚轴120的两端都接收从外部施加的扭矩。图4A还示出了第三密封473以防止壳体340中包括的电解液通过开口 441泄漏。第三密封473可以插入到开口 441中并且围绕第二滚轴120的端部121。第三密封473可以是橡胶或者塑料密封圈(packing)或者轴承型密封，其配置为允许第二滚轴120的旋转。图4B示出了传感器430，配置为检测放置于第一滚轴110和第二滚轴120之间的多孔膜130的展开部分132的堵塞值。尽管在图4B示出了传感器430设置在壳体440中，也可以将传感器530设置在壳体340的外部。 在一个实施例中，展开部分132的堵塞值可以是电池400的期望电压和由电池400产生的电压之间的差值。例如，期望电压可以是在尚未用过的电池400的初始状态下由电池400产生的电压。如果在使用电池400期间多孔膜130的展开部分132中的小孔堵塞，则尽管电池400完全充电，由电池400产生的电压变得小于电池400的期望电压。于是，电 池400的期望电压和由电池400产生的电压之间的差值变大。传感器430可以检测所述差值是否超过参考值。参考值可以在期望电压的10%至40%或者20%至30%的范围内。在另一实施例中，展开部分132的堵塞值可以是第一电流和第二电流之间的差值。第一电流是阴极310和隔离物100之间的电流，而第二电流是阳极320和隔离物100之间的电流。在本实施例中，传感器430可以设置在壳体340内。传感器430可以包括设置在阴极310和隔离物100之间的第一感测元件431以及设置在阳极320和隔离物100之间的第二感测元件432。第一感测元件431和第二感测元件432可以固定到壳体340并且由壳体340支撑，并且彼此电连接。第一感测元件431可以检测第一电流，而第二感测元件432可以检测第二电流。如果多孔膜130的展开部分132中的小孔堵塞，则电荷难以从阴极310或阳极310通过展开部分132中的小孔。于是，第一电流和第二电流之间的差值变大。传感器430可以检测第一电流和第二电流之间的差值是否超过参考值一定的量，例如参考值的120%至180%或者140%至170%。参考值可以是未用过的电池中第一电流和第二电流之间的初始差值。隔离物100可以配置为使得当传感器430检测到堵塞值超过参考值时第二滚轴120卷起多孔膜130的展开部分132。当传感器430检测到堵塞值超过参考值时，传感器430可以控制旋转装置480旋转，使得第二滚轴120卷起多孔膜130的展开部分132。旋转装置480可以旋转与旋转装置480相连的第二滚轴120，并且第二滚轴120可以通过多孔膜130旋转第一滚轴110。如以上针对图3所述，根据第一滚轴110和第二滚轴120的协同旋转，多孔膜130的展开部分132可以替换为从第一滚轴110供应的多孔膜130的新部分。只要发生展开部分132的堵塞，就可以重复上述操作。尽管在图4A和4B中示出了隔离物100、阴极310、阳极320以及第一和第二密封471、472各自的数目是1，但是本领域普通技术人员应该理解，可以在壳体340中设置多个隔离物100、阴极310、阳极320或者第一和第二密封471、472。本领域普通技术人员应该理解，对于这里公开的这一和其他过程和方法，可以按照不同的顺序实现在所述过程和方法中执行的功能。另外，所概括的步骤和操作只是作为示例提供，并且所述步骤和操作中的一些可以是可选的、组合为更少的步骤和操作或者扩展成更多的步骤和操作，而不会脱离所公开实施例的本质。本公开不局限于在该申请中描述的具体实施例，这些实施例意在说明各种方案。本领域普通技术人员将清楚，在不脱离本公开精神和范围的情况下可以进行许多改进和变化。除了这里所列举的方法和设备之外，本领域普通技术人员根据前述描述将清楚本公开范围内在功能上等效的方法和设备。这些改进和变化均落在所附权利要求的范围之内。本公开只受到所附权利要求以及这些权利要求应享有的等同物的所有范围的限制。应该理解，本公开不局限于具体的方法、试剂、化合物成分或生物系统，这些当然是可以变化的。还应该理解，这里使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而不是为了限制。至于本文中任何关于多数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以从多数形式转换为单数形式，和/或从单数形式转换为多数形式，以适合具体环境和/或应用。为清楚起见，在此明确声明单数形式/多数形式可互换。本领域技术人员应当理解，一般而言，所使用的术语，特别是所附权利要求中(例如，在所附权利要求的主体部分中)使用的术语，一般地应理解为“开放”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”等)。本领域技术人 员还应理解，如果意在所引入的权利要求中标明具体数目，则这种意图将在该权利要求中明确指出，而在没有这种明确标明的情况下，则不存在这种意图。例如，为帮助理解，所附权利要求可能使用了引导短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求中的特征。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示着由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求特征将包含该特征的任意特定权利要求限制为仅包含一个该特征的实施例，即便是该权利要求既包括引导短语“一个或多个”或“至少一个”又包括不定冠词如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”应当被解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)；在使用定冠词来引入权利要求中的特征时，同样如此。另外，即使明确指出了所引入权利要求特征的具体数目，本领域技术人员应认识到，这种列举应解释为意指至少是所列数目(例如，不存在其他修饰语的短语“两个特征”意指至少两个该特征，或者两个或更多该特征)。另外，在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。另外，在以马库什组描述本公开的特征或方案的情况下，本领域技术人员应认识至IJ，本公开由此也是以该马库什组中的任意单独成员或成员子组来描述的。本领域技术人员应当理解，出于任意和所有目的，例如为了提供书面说明，这里公开的所有范围也包含任意及全部可能的子范围及其子范围的组合。任意列出的范围可以被容易地看作充分描述且实现了将该范围至少进行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性示例，在此所讨论的每一范围可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员应当理解，所有诸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之类的语言包括所列数字，并且指代了随后可以如上所述被分成子范围的范围。最后，本领域技术人员应当理解，范围包括每一单独数字。因此，例如具有I 3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地,具有I 5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，以此类推。根据前述描述，应该理解的是这里已经为了说明的 目的而描述了本公开的各种实施例，并且可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下进行各种修改。因此，这里公开的各种实施例并非是限制，本公开的真实范围和精神由所附权利要求表征。
权利要求
1.ー种用于电池的隔离物，所述隔离物包括 多孔膜；以及 与多孔膜的两端相关联的第一滚轴和第二滚轴； 其中，第一滚轴缠绕有多孔膜的一部分，并且配置为进行旋转以展开膜；以及 第二滚轴配置为进行旋转以卷起膜。
2.根据权利要求I所述的隔离物，其中多孔膜的两端分别固定到第一滚轴和第二滚轴。
3.根据权利要求I所述的隔离物，其中第一滚轴和第二滚轴协同旋转，使得从第一滚轴上展开多孔膜的所述部分。
4.根据权利要求I所述的隔离物，其中通过第二滚轴卷起的多孔膜的长度与第一滚轴和第二滚轴之间的距离相同。
5.根据权利要求I所述的隔离物，其中第二滚轴配置为沿与第一滚轴的旋转方向相同的方向旋转以卷起膜。
6.根据权利要求I所述的隔离物，其中第二滚轴配置为沿与第一滚轴的旋转方向相反的方向旋转以卷起膜。
7.根据权利要求I所述的隔离物，还包括旋转装置，可操作地与第二滚轴相连以相对于多孔膜旋转第二滚轴。
8.根据权利要求I所述的隔离物，其中第二滚轴的一端被配置为接收从外部施加的扭矩以旋转第二滚轴。
9.根据权利要求I所述隔离物，其中第一滚轴和第二滚轴分别由抗电化学材料制成。
10.根据权利要求9所述的隔离物，其中抗电化学材料包括钢、铝、塑料或者复合材料。
11.根据权利要求I所述的隔离物，其中多孔膜由无纺纤维、聚合物和无机合成物中的至少ー种制成。
12.—种电池，包括 阴极和阳极；以及 隔离物，用于分离阴极和阳极， 其中，隔离物包括多孔膜以及与多孔膜的两端相关联的第一滚轴和第二滚轴， 其中，第一滚轴缠绕有多孔膜的一部分，并且配置为进行旋转以展开膜，以及 第二滚轴配置为进行旋转以卷起膜。
13.根据权利要求12所述的电池，还包括旋转装置，可操作地与第二滚轴相连以相对于多孔膜旋转第二滚轴。
14.根据权利要求12所述的电池，还包括传感器，被配置为检测置于第一滚轴和第二滚轴之间展开的多孔膜的堵塞值。
15.根据权利要求14所述的电池，其中堵塞值是电池的期望电压和由电池产生的电压之间的差值。
16.根据权利要求14所述的电池，其中当传感器检测到堵塞值超过參考值时，第二滚轴卷起多孔膜。
17.根据权利要求12所述的电池，还包括壳体，用于容纳阴极、阳极和隔离物。
18.根据权利要求17所述的电池，其中壳体包括分别围绕第一滚轴和第二滚轴的第一密封和第二密封，以防止壳体中容纳的电解液在第一和第二滚轴与壳体之间经过。
19.根据权利要求17所述的电池，其中壳体具有开ロ，第二滚轴的一端通过所述开ロ暴露在外。
20.根据权利要求19所述的电池，其中壳体还包括第三密封，以防止壳体中容纳的电解液通过开ロ泄漏。
全文摘要
本发明公开了一种用于电池的隔离物和电池。隔离物包括多孔膜、第一滚轴和第二滚轴。第一和第二滚轴与多孔膜的两端相关联。第一滚轴缠绕有多孔膜的一部分，并且配置为进行旋转以展开膜。第二滚轴配置为沿与第一滚轴的旋转方向相反的方向旋转以卷起膜。
文档编号H01M2/14GK102859753SQ201080066103
公开日2013年1月2日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年4月19日
发明者孙春植 申请人:孙春植