本发明涉及电池技术，更详细地，涉及二次电池及其制备方法。
背景技术：
在电池产业中，最近，发展至基于半导体制备技术及通信技术的发达的便携式电子装置的产业，随着需要环境保存和资源的枯竭所引起的替代能源的开发而积极进行研究。作为代表电池，与以往的水溶液类电池相比，锂电池为高电压且能量密度高，因此，小型化及轻量化侧面简单，从而广泛应用。这种锂一次电池为便携式电子装置的主电源或电源备份。
二次电池为利用可逆性优秀的电极材料来进行充电放电的电池。这种二次电池中，主要阳极活性物质使用锂类氧化物，阴极活性物质使用碳材料。通常，根据电解液的种类，分为液体电解质电池和高分子电解质电池，将使用液体电解质的电池称为锂离子电池，使用高分子电解质的电池为锂聚合物电池。并且，锂二次电池呈多种形状，作为代表形状，可以为圆筒形、角形及袋型。
在上述锂二次电池中，上述袋型锂二次电池的袋外置材料由通常金属箔层和覆盖其的合成树脂层的多重膜构成，在使用其的情况下，与使用金属罐的圆筒形或角形锂二次电池相比，电池的重量显着降低，从而，锂二次电池的轻量化向袋型锂二次电池方向发展。
通常，上述袋型锂二次电磁在具有收容电极组装体空间的袋外置材料的下不免收容电极组装体之后，利用袋外置材料的上部面覆盖上述下面之后，进行密封来形成袋裸电池(barecell)，在上述袋裸电池附着如保护电路模块的附属品来形成袋核心板(corepack)来制备。
当上述袋形锂二次电池适用于整个产品时，内置于额外的电池收容空间，因此限制锂二次电池的形状和大小并显示二次电池自身的容量，或者因二次电池的尺寸大，因此，很难实现上述电池产品的小型化。
技术实现要素：
技术问题
本发明所要解决的技术问题在于，提供稳定性得到提高，电子产品的收容空间的制约缓和，可以使锂二次电池的形状和大小多样化，提高二次电池自身的容量并使上述电池产品小型化的二次电池。
并且，本发明所要解决的另一技术问题在于，提供可简单制备具有上述优点的二次电池的二次电池的制备方法。
解决问题的方案
用于解决问题的本发明一实施例的电池可包括阳极层、与阳极层相向的阴极层及设置于阳极层与阴极层之间的分离膜。阳极层、阴极层及分离膜包括：电极组装体，包括排列而成的一个以上的多个内部贯通部；以及外置体，包括上部外置层及下部外置层，具有外部密封部，为了在内部收容电极组装体及电解质，外部密封部至少使边缘的一部分或全部相粘结，来使得外部密封部的相向部分相互粘结。上部外置层和下部外置层可包括：电池贯通部，在内部贯通部排列，从上部外置层至下部外置层为止形成开口；以及内部密封部，使电池贯通部的外周上的上部外置层及下部外置层的相向部分相互粘结。
在一实施例中，阳极层或阴极层中的至少一个可包括集电体及在集电体上涂敷的活性物质层。在一实施例中，阳极层或阴极层中的至少一个可包括：集电体，包含以无纺布结构相互连接的多个导电性纤维；以及活性物质，向集电体插入。
在一实施例中，上部外置层和下部外置层的外部密封部及内部密封部可通过热熔敷来粘结。在一实施例中，定义内部贯通部的多个个别开口中的分离膜的开口的宽度可等于或小于阳极层及阴极层的多个开口的宽度。
在一实施例中，定义内部贯通部的多个个别开口中的分离膜的开口的宽度可大于或等于电池贯通部的开口的宽度。在一实施例中，内部贯通部和电池贯通部具有相同的形状。
在一实施例中，内部贯通部和电池贯通部具有不同形状。在一实施例中，电池层叠于在表面安装了一个以上的多个电子部件的印刷电路板的安装表面上。在一实施例中，一个以上的多个电子部件向电池贯通部内插入或者通过电池贯通部突出，从而组装电池和印刷电路板。
用于解决其他问题的本发明一实施例的电池的制备方法可包括：提供具有多个内部贯通部的电极组装体的步骤；提供包括具有以收容电极组装体的方式使边缘的一部分或全部粘结的外部密封部的上部外置层及下部外置层的外置体的步骤；以及通过与电极组装体的内部贯通部排列来在外置体形成具有一个以上的开口的电池贯通部的步骤。在一实施例中，形成电池贯通部的步骤包括：通过与内部贯通部排列并使上部外置层及下部外置层的相向部分相互粘结来形成内部密封部的步骤；以及从上部外置层至下部外置层为止形成开口来形成电池贯通部的步骤。
在一实施例中，上部外置层和下部外置层的外部密封部及内部密封部通过热熔敷粘结。在一实施例中，电池贯通部通过利用冲孔装置来形成于内部密封部。在一实施例中，提供电极组装体的步骤包括：形成阳极层、与阳极层相向的阴极层及分离膜的步骤；以及在阳极层、阴极层及分离膜形成一个以上的多个内部贯通部的步骤。
在一实施例中，在定义内部贯通部的多个个别开口中，分离膜的开口的宽度小于或等于阳极层及阴极层的多个开口的宽度。在一实施例中，在定义内部贯通部的多个个别开口中，分离膜的开口的宽度大于或等于阳极层及阴极层的多个开口的宽度。在一实施例中，可向收容电极组装体的外置体内注入电解质。在一实施例中，可从配置于外置体的边缘的注入口注入电解质。在一实施例中，可在向外置体内注入电解质之后对注入口进行密封。
发明的效果
根据本发明的实施例，本发明提供在阳极层、阴极层及分离膜的电极组装体形成内部贯通部，在内部形成收容电极组装体的外置体包括内部贯通部的电池贯通部，由此，从上部外置层至下部外置层形成电池贯通部的电池或电池单元。通过电池贯通部内置于印刷电路板的电池部件插入配置，由此，电池或电池单元层叠于印刷电路板，因此，缓和了额外的电池收容空间的必要，由此，锂二次电池的形状和大小变得多样，提高二次电池自身的容量并使电子产品小型化。
并且，在二次电池的内压增加的情况下，与电池的边缘部分相比，中央部分会突出，可通过在本发明的电池1000内形成的贯通部方式中央部分的突出现象。因此，电池1000的稳定性可以提高。
并且，电池1000的电池贯通部可防止电极组装体100在外置体200的内部空间流动。因此，可防止电极组装体100流动来导致电极组装体100损伤或者其他电极组装体100的其他极性的电极板接触来发生短路。
附图说明
图1为示出具有本发明实施例的电极结构的电池的立体图。
图2为沿着图1的a-a'线切开的电池的立体图。
图3a至图3c为本发明一实施例的电极组装体的电极的放大图。
图4为示出具有本发明一实施例的电池贯通部的二次电池层叠于电路基板的结构的立体图。
图5为示出具有本发明一实施例的电池贯通部的二次电池设置于无人机的结构的立体图。
图6a至图6g为示出本发明一实施例的二次电池的制备方法的剖视图。
图7a至图7g为示出本发明另一实施例的二次电池的制备方法的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。
本发明的实施例为使本发明所属技术领域的普通技术人员更加完全说明本发明的而提供，以下实施例可具有多种不同形态，本发明的范围并不局限于以下实施例。反而，这些实施例使本发明的公开变得充实更完全，并向本发明所属技术领域的普通技术人员完全提供本发明的思想。
并且，以下图中，各个层的厚度或大小为了说明的便利及明确性而被扩大，图中，相同附图标记为相同结构要素。如在本发明说明中使用，术语“和/或”包括对应列举的项目中的一个及一个以上的所有组合。
在本说明书中使用的术语用于说明特定实施例，而并非用于限定本发明。如在本发明说明中使用，单数形态只要不是指定在文脉上的其他情况，则可包括附属形体。并且，在本说明书中使用的情况下，“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”特定体积的形状、数字、步骤、动作、部件、要素和/或这些组合的存在，而并非排除一个以上的其他形状、数字、动作、部件、要素和/或这些的存在或附加。
在说明书中，第一、第二的术语用于说明多种部件、部品、区域、层和/或部分，这些部件、部品、区域、层和/或部分并不局限于这些数据。这些数据用于区分一个部件、部品、区域、层或部分与其他区域、层或部分。因此，以下，上述第一部件、部品、区域、层或部分在不超出本发明的主旨的范围内也可以被称为第二部件、部品、区域、层或部分。
图1为示出本发明一实施例的二次电池的立体图。图2为图1的a-a'线切开的电池的立体图。
参照图1和图2，电池1000可包括电极组装体100及在内部收容电极组装体100的外置体200及电解质300。电极组装体可包括阳极层110及与阳极层110相向的阴极层120及配置于阳极层110和阴极层120之间的分离膜130。在一实施例中，将这些层叠或层叠后卷绕来形成电极组装体100。在一实施例中，电极组装体100可包括单一层结构或弯曲层叠的复杂层结构。
外置体200为了收容电极组装体100和电解质300而可包括与上部外置层210及与上部外置层210相向的下部位置层220。上部外置层210和下部外置层220可包括上部外置层210和下部外置层220的边缘(或外围)的一部分相互粘结的外部密封部es及上部外置层210和下部外置层220的内周粘结的内部密封部is。在一实施例中，在上部外置层210和下部外置层220之间配置电极组装体100，将上部外置层210和下部外置层220层叠或层叠后卷绕来形成电极组装体100。
阳极层110、阴极层120、分离膜130分别沿着第一方向d1及第二方向d2扩张的平面形状。阳极层110、阴极层120及分离膜130可沿着第三方向d3层叠。第一方向至第三方向可构成直角坐标，但是，本发明并不局限于此。例如，第三方向d3为相对于通过第一方向d1和第二方向d2定义的平面并非为垂直的0°至90°之间的任意值，由此，这些层可以倾斜层叠。
在一实施例中，阳极层110及阴极层120中的至少一个可具有在如金属箔的集电体涂敷负荷对应极性的活性物质层的经结构。在另一实施例中，阳极层110及阴极层120中的至少一个为了形成具有柔韧性(flexibility)的电池而具有适当结构。对此，参照图3a至图3c进行后述。
阳极层100可包括一个以上的多个第一开口op11。第一开口op11可形成于阳极层110。阳极层110的多个第一开口op11可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图1例示3个不同大小的圆形的多个第一开口op11。但是，这些仅是例示性实施例，本发明并不局限于此。
阴极层120可包括一个以上的多个第二开口op12。多个第二开口op12可形成于阴极层120。阴极层120的多个第二开口op12可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图1示出3个不同大小的圆形的多个第二开口op12。但是，这些仅是例示性实施例，本发明并不局限于此。
分离膜130可包含填充电解质300且离子传递简单的多孔性材料。例如，上述多孔性材料可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙烯萘、聚乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯及这些的等价物中的一个或这些的组合。并发明并不局限于列举的材料。例如，分离膜130可以为聚烯烃类。
在一实施例中，分离膜130可以为纤维或墨(membrane)形态。上述纤维形态的分离膜包括形成多孔性网格(web)的无纺布，由长纤维构成的纺粘(spunbond)或熔喷(meltblown)形态。分离膜130的气孔大小和气孔率没有特殊限制，但是，上述气孔率可以为30％至95％，气孔的平均直径为0.01μm至10μm。在上述气孔大小和气孔度分别小于0.01μm及大致30％的情况下，因液相电解液前驱体的移动降低，电解质含浸变得困难。在上述气孔大小和气孔度大致大于10μm及95％的情况下，很难维持机械物性，阳极层110和阴极层120发生内部短路的可能性高。
分离膜130的厚度没有限制，可处于1μm至100μm的范围，优选地，可以为5μm至50μm的范围。在分离膜130的厚度小于1μm的情况下，很难维持机械物性，在大于100μm的情况下，起到电阻层的租用，输出电压会降低，电池的柔韧性也会降低。
图1中仅示出了单一的分离膜130，但是，本发明并不局限于此，分离膜130可以为2个以上。在此情况下，2个以上的分离膜的形状及材料可相同或相异。
在一实施例中，向第一方向d1延伸的分离膜130的长度可大于向第一方向d1延伸的阳极层110和阴极层120的长度。在分离膜130的长度小于阳极层110和阴极层120的长度的情况下，分离膜130无法充分执行用于移动阳极层110和阴极层120之间的离子的作用，从而，有可能发生阳极层110和阴极层120之间的短路。
分离膜130可包括在分离膜130形成的一个以上的多个第三开口op13。分离膜130的多个第三开口op13可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图1示出3个不同大小的圆形的多个第三开口op13。但是，这些仅是例示性实施例，本发明并不局限于此。
在一实施例中，阳极层110、阴极层120及在阳极层110和阴极层120之间配置的分离膜130包括一个以上的多个开口。上述多个开口向一方向排列来形成内部贯通部th1。内部贯通部th1可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图1示出包括3个不同大小的多个第一开口op11、多个第二开口op12及多个第三开口op13的内部贯通部th1。但是，这些形状仅是例示性形状，本发明并不局限于此。
在一实施例中，内部贯通部th可将阳极层110的多个第一开口op11、阴极层120的多个第二开口op12及分离膜130的多个第三开口op13向一方向排列而成。在一实施例中，分离膜130的多个第三开口op13的宽度(或大小)可小于阳极层110的多个第一开口op11和阴极层120的多个第二开口op12的宽度。在分离膜130的多个第三开口op13的宽度大于阳极层110的多个第一开口op11及阴极层120的多个第二开口op12的宽度的情况下，在分离膜130的多个第三开口op13的内部，相向的阳极层110和阴极层120的一部分相互接触，由此可发生内部短路。因此，优选地，分离膜130的多个第三开口op13的宽度小于阳极层110的多个第一开口op11或阴极层120的多个第二开口op12的宽度。
在一实施例中，在电极组装体100的阳极层110和阴极层120，阳极引线标签(未图示)及阴极引线标签(未图示)通过如激光焊接、超声波焊接、电阻焊接的焊接或导电性粘结剂通电。上述阳极引线标签或上述阴极引线标签向与卷绕电极组装体100的方向垂直的方向从电极组装体100突出。
外置体200为了收容电极组装体100和电解质300而可包括与上部外置层210及与上部外置层210相向的下部外置层220。上部外置层210和下部外置层220可包括上部外置层210和下部外置层220的至少边缘一部分(或外围)相互粘结的外部密封部es及上部外置层210和下部外置层220的内周粘结的内部密封部is。
在一实施例中，在上部外置层210和下部外置层220之间配置电极组装体100，将上部外置层210和下部外置层220层叠或层叠后卷绕来形成外置体200。在一实施例中，当二次电池内部的压力增加时，外置体200用于防止电极组装体100的膨胀，因此，可由防止变形的材料形成。例如，上部外置层210可由如铜的金属形成。但是，本发明并不局限于此，上部外置层210可由其他金属、聚合物、这些的复合材料或这些的层叠结构的多种材料形成。
上部外置层210可包括在上部外置层210形成的一个以上的多个第四开口op21。上部外置层210的多个第四开口op21可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图1示出3个不同大小的圆形的多个第四开口op21。但是，这仅是例示性实施例，本发明并不局限于此。
在一实施例中，外置体200的至少外侧表面可由非导电性材质形成。例如，外置体200整体上由相同的聚合物、纸或织物的非导电性材料形成。例如，下部外置层220可由如铜的金属形成。但是，本发明并不局限于此，下部外置层220可由不同金属或聚合物的多种材质形成。
与上部外置层210类似，下部外置层220可包括在下部外置层层220形成的一个以上的多个第五开口op22。下部外置层220的多个第五开口op22可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图1示出3个不同大小的圆形的多个第五开口op22。但是，这仅是例示性实施例，本发明并不局限于此。
在一实施例中，外置体200可由内部涂层和外部涂层形成。在此情况下，内部涂层形成用于确保机械强度、耐湿性或屏障性(barrierproperties)的金属膜，外部涂层可由用于确保电绝缘性的非导电性材质形成。根据一个以上的表面由非导电性材料形成的外置体200，即使电极组装体100的电极板和外置体200相接触，也可发生基于外置体200的电极组装体100的内部短路。
外部密封部es为上部外置层210的边缘(或外围)的一部分和下部外置层220的边缘(或外围)的一部分的部分。通过外部密封部es，在外置体200可收容电极组装体100和电解质300。外部密封部es可将上部外置层210和下部外置层220通过热熔敷、超声波熔敷或粘结剂的附着形成。下部外置层220可以与上部外置层210相向。
内部密封部is为上部外置层210的内周和下部外置层220的内周接触的部分。在一实施例中，内部密封部is包括贯通部th1，可形成从上部外置层210的内周贯通至下部外置层220的内周的电池贯通部th2。电池贯通部th2可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图2示出2个电池贯通部th2。但是，这些仅是例示性实施例，本发明并不局限于此。
在一实施例中，电池贯通部th2的内部贯通部th1和电池贯通部th2的形状可以相同。在一实施例中，电池贯通部th2的内部贯通部th1和电池贯通部th2的形状可以不同。电池贯通部th2可由将阳极层110的多个第一开口op11、阴极层120的多个第二开口op12及分离膜130的多个第三开口op13向一方向排列的内部贯通部th1和上部外置层210的多个第四开口op21及下部外置层220的多个第五开口op22向以方向排列而成。
在一实施例中，上部外置层210的多个第四开口op21和下部外置层220的多个第五开口op22相向或相接的表面可通过内部密封部is粘结。因此，通过内部密封部is，电极组装体100的内部贯通部th1被密封(sealing)。
在一实施例中，上部外置层210的多个第四开口op21和下部外置层220的多个第五开口op22的宽度可以小于电极组装体100的内部贯通部th1的宽度。
在上部外置层210的多个第四开口op21及下部外置层220的多个第五开口op22的宽度大于电极组装体100的内部贯通部th1的宽度的情况下，外置体200无法完全密封电极组装体100，从而，可从内部密封部is流出电解质300，若电解质300向外置体200外流出，则电池1000的效率变得更低。因此，上部外置层210的多个第四开口op21及下部外置层220的多个第五开口op22的宽度可小于电极组装体100的多个第一开口op11、多个第二开口op12及多个第三开口op13的宽度。
例如，电极组装体100的分离膜130的多个第三开口op13的宽度可以小于从上部外置层210的多个第四开口op21和下部外置层220的多个第五开口op22的电池贯通部th2的宽度。
图3a至图3c为本发明一实施例的电极组装体的电极的放大图。
参照图3a，电极110a包括金属纤维形集电体111和粒子形态的活性物质112，提供存在于这些之间的液体电解质或凝胶化及固化的电解质300。电极110a可以为阳极或阴极中的一种，本发明并不局限于此。
电极110a可包含与多个金属纤维相接触来形成导电网络和热传导网络的金属纤维形集电体。上述金属纤维形集电体中，多个金属纤维随机排列来相互物理接触，弯曲或折叠来凝聚，由此相互机械结合，形成具有气孔(porosity)的一个导电网络。在一实施例中，上述导电网络可形成无纺布结构。上述多个金属纤维根据需要可包含2个以上的不同种类金属或长度不同的金属。
上述金属纤维形集电体可包含不锈钢、铝、镍、钛、铜或这些合金中的一种或这些的组合。例如，在阳极层110的情况下，金属纤维形集电体可使用在高电位区域不被氧化的铝或这些的合金。在阴极层120的情况下，金属纤维形集电体可使用在低的工作电位中呈现出电化学非活性的铜、不锈钢、镍或这些的合金。
在一部分实施例中，上述金属纤维形集电体的一面还可以与板状金属铂(未图示)相结合。上述金属纤维形集电体和金属铂可通过热熔敷、超声波熔敷或粘结剂的附着形成。
在上述实施例中，仅对阳极层110和阴极层120均包括金属纤维形集电体的结构的情况，但这仅是例示性实施例，阳极层110和阴极层120中的一个可具有上述金属纤维形集电体的结构。
在一实施例中，在金属纤维形集电体内含浸活性物质或者在金属纤维形集电体的金属纤维涂敷活性物质来提供阳极层110或阴极层120。如图3a所示，金属纤维形集电体111呈现出大体与直线弯曲的形态，作为本发明的另一实施例，金属纤维形集电体111可具有卷取形状或螺旋形状的其他规则和/或不规则形状。
上述直线、弯曲形态或其他规则和/或不规则形状的金属纤维形集电体111在电极110a内通过相互物理接触来形成金属特有的高导热度的传导网络。上述传导网络有一个以上的金属纤维形集电体111弯曲或折叠并相互凝聚接触或结合而成，因此，在内部具有气孔且机械性坚固，因纤维特性，可具有可绕性(flexible)。
粒子形态的活性物质112在通过金属纤维形集电体111提供的传导网络内形成，为使活性物质112坚固地束缚在上述传导网络内，可适当调节形成金属纤维形集电体111的导电性网络内的气孔的大小及气孔率。上述气孔的大小及气孔率的调节在金属纤维形集电体111的整个电极110a内调节与活性物质112的混合重量比来执行。
凝胶化或固化的电解质300在金属纤维形集电体111及活性物质112之间提供的气孔强力地束缚，或者在粒子形态的活性物质112的界面整体接触。因此，电解质300提高对于活性物质112的润湿性/可接触性，由此，电解质300和活性物质112之间的接触电阻减少，从而导电度可以提高。
如图3b所示，在电极110a还添加在导热网络以强力的束缚粒子形态的活性物质112的粘合剂114(binder)。例如，粘合剂114偏二氟乙烯-co-六氟丙烯(pvdf-co-hfp)、聚偏氟乙烯(pvdf，polyvinylidenefluoride)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚四氟乙烯(ptfe，polytetrafluoroethylene)、苯乙烯丁二烯橡胶(sbr，styrenebutadienerubber)、聚酰亚胺(polyimide)、聚氨酯基聚合物、聚酯基聚合物、乙烯-丙烯-二烯共聚物(epdm，ethylene-propylene-dienecopolymer)的聚合物材料。本发明并不局限于这些例，只要是不溶解在电解质300且在电化学环境下具有规定结合力并具有稳定性的材料即可。
如图3c所示，在电极110a还可添加用于提高导电度的导电材料115。例如，导电材料115可以为如炭黑、乙炔黑、科琴黑、超细石墨的细碳(finecarbon)、纳米金属颗粒膏或氧化铟锡(ito，indiumtinoxide)膏或如碳纳米管的非标面积大且电阻低的纳米结构体。本实施例的电极110a中，与活性物质112相应的微细大小的金属纤维形集电体111与导电材料115起到相同作用，因此，可抑制基于导电材料115的添加的制备成本的上升。
作为另一实施例，虽然未图示，在上述电极110a内还可添加多孔性陶瓷粒子。例如，上述多孔性陶瓷粒子可包括多孔性硅胶。上述多孔性硅胶粒子简单向电极110a内含浸电解质300。
电解质300可收容于电极1000的外置体200。电解质300可吸收在电极组装体100。例如，电解质300为包含如氢氧化钾(koh)、溴化钾(kbr)、氯化钾(kcl)、氯化锌(zncl2)、硫酸(h2so4)的盐的适当电解质水溶液被电极组装体100的阳极层110、阴极层120和/或分离膜130来完成电池1000。
在另一实施例中，电池1000可以为包括如liclo4或lipf6的锂盐的碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的非水液体电解质，但本发明并不局限于此。并且，虽然未图示，在使用电池1000的过程中，可追加结合用于控制稳定性和/或供电特性的适当冷却装置或电池操作系统(batterymanagingsystem)。
图4为示出具有本发明一实施例的电池贯通部的二次电池层叠于电路基板的结构的立体图。
参照图4，电极1000可配置于印刷电路板。印刷电路板(pcb，printedcircuitboard)将电子部件相互之间的电配线以电路设计为基础来在绝缘层形成的印刷配线，也被称为印刷电路基板、印刷电路板及印刷配线基板(printedwiringboard)。
例如，印刷电路板fr4基板、金属芯印刷电路板(metalcoreprintedcircuitboard)、从利用紫外线放射线来交叉结合(crosslinked)的浇铸聚合物树脂(castpolymerresin)形成的基板或者从构成电路板的选择的电路基板。
通常，印刷电路板在酚醛树脂绝缘层或环氧树脂绝缘层等的表面附着铜箔之后，根据电路图案构成用于铜箔蚀刻的电路图案，在上方紧密地装载如ic芯片、电容器、电阻的多种电子部件的方法来制备。
印刷电路板根据电路层及绝缘层的数量可分为单面基板、两面基板、多层基板等，层数越多，电子部件的安装力优秀，且产品变得精密。
印刷电路板包括基板及形成于基板的电子部件。电子部件可至少包括如一个以上的ic芯片、电容器、电阻的一般印刷电路板的部件。
在一实施例中，在上部外置层210和下部外置层220之间配置电极组装体100，将上部外置层210和下部外置层220层叠或层叠后卷绕来形成外置体200。电池1000可包括形成于电极组装体100和外置体200的第四开口op21及第五开口op22。多个第四开口op21及多个第五开口op22可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。图1示出3个大小的不同圆形的多个第四开口op21及多个第五开口op22。但是，这些形状仅是例示性形状，并发明并不局限于此。列举的形状仅是例示性形状，本发明并不局限于此。
在一实施例中，印刷电路板的电子部件通过将电池1000的多个第一开口op11、多个第二开口op12、多个第三开口op13、多个第四开口op21及多个第五开口op22向一方向排列而成的电池贯通部th2来从电池1000插入或突出。印刷电路板的电子部件可以与电池1000组装。无需用于收容电池1000的额外的印刷电路板的空间。
根据本法发明的实施例，在阳极层、阴极层及分离膜的电极组装体100形成内部贯通部th1，内部形成从收容电极组装体100的外置体200包括内部贯通部th1的电池贯通部th2，由此，可提供形成贯通从上部外置层至下部外置层的电池贯通部th2的电池或电池单元。在一实施例中，通过电池贯通部th2插入配置在印刷电路板安装的电子部件，由此，上述电池层叠于印刷电路板来安装，因此，缓和额外的电池收容空间的需要，由此，锂二次电池的形状和大小可以多种多样，并提高二次电池自身的容量，还可以是上述电子部件小型化。
并且，在二次电池的内压增加的情况下，与电池的边缘部分相比，中央部分更突出，通过在本发明的电池形成的电池贯通部，可防止电池的中央部分突出的现象。因此，电池的稳定性可以提高。
并且，电池贯通部可防止电极组装体100在外置体200的内部空间流动。因此，可防止电极组装体100流动而导致受损或者与其他电极组装体100的其他极性的电极板接触来发生内部短路。
图5为示出具有本发明一实施例的电池贯通部的二次电池设置于无人机的结构的立体图。
参照图5，电池1000可设置于无人机。在一实施例中，无人机可以为无人飞机的统称。并且，无人机可根据使用目的而具有多种大小或形态。例如，无人机可分为军事用、救助用或民间用。
在一实施例中，无人机包括一个以上的旋转叶片和使上述旋转叶片分别旋转驱动的转子及驱动部。上述旋转叶片可借助驱动部的动力旋转。上述驱动部可包括一个以上的马达、摄像头或全球定位系统天线。无人机可通过调节装置控制。在一实施例中，无人机可通过无人调节或自动航法运行。
在一实施例中，无人机可具有包括电池贯通部th2的电池1000。并且，通过电池1000的电池贯通部th2的无人机可从电池贯通部th2插入或突出。因此，无人机可以与电池1000组装，向无人机提供电源的额外的电源装置需要设置于无人机。
根据本发明的实施例，在阳极层、阴极层及分离膜的电极组装体100的内部形成贯通部th1，在内部形成从收容电极组装体100的外置体200包括内部贯通部th1的电池贯通部th2，由此，可提供形成贯通从上部外置层子下部外置层的电池贯通部th2的电池或电池单元。在一实施例中，通过电池贯通部th2插入配置在无人机安装的电池，由此，上述电池层叠于无人机来安装，因此，缓和额外的电池收容空间的需要，由此，锂二次电池的形状和大小可以多种多样，并提高二次电池自身的容量，还可以是上述无人机小型化。
图6a至图6g为示出本发明一实施例的二次电池的制备方法的剖视图。
参照图6a，形成电极组装体100。为了形成电极组装体100，准备阳极层110、阴极层120及配置于阳极层110和阴极层120之间的分离膜130。阳极层110在一个区域至少包括一个以上的多个第一开口op11。在一实施例中，多个第一开口op11利用冲孔装置在板状的阳极层110形成。冲孔装置p可包括能够贯通上述阳极层110的表面的销形状的端部。例如，上述冲孔装置可以为钻子、烙铁或中空管。
阴极层120可包括在一区域形成的一个以上的多个第二开口op12。在一实施例中，多个第二开口op12利用冲孔装置形成于板形状的阴极层120。冲孔装置p可包括能够贯通上述阴极层120的表面的销形状的端部。例如，上述冲孔装置可以为钻子、烙铁或中空管。
分离膜130可包括在一区域形成的一个以上的多个第三开口op13。在一实施例中，多个第三开口op13利用冲孔装置形成于板形状的分离膜130。冲孔装置p可包括能够贯通上述分离膜130的表面的销形状的端部。例如，上述冲孔装置可以为钻子、烙铁或中空管。
在一实施例中，分离膜130的多个第三开口op13的宽度小于阳极层110的多个第一开口op11和阴极层120的多个第二开口op12的宽度。在分离膜130的多个第三开口op13的宽度大于阳极层110的多个第一开口op11及阴极层120的多个第二开口op12的宽度的情况下，可发生阳极层110和阴极层120的内部短路。因此，优选地，分离膜130的多个第三开口op13的宽度小于阳极层110的多个第一开口op11及阴极层120的多个第二开口op12的宽度。
在一实施例中，分离膜130可以与阳极层110和阴极层120相平行。并且，在阳极层110和阴极层120之间还可形成除分离膜130之外的多孔性分离膜。在一实施例中，沿着一方向形成的分离膜130的长度可以大于沿着一方向形成的阳极层110和阴极层120的长度。在分离膜130的长度小于阳极层110和阴极层120的长度的情况下，分离膜130无法充分执行使阳极层110和阴极层120之间的离子有效移动，从而可以在阳极层110和阴极层120之间发生短路。
在一实施例中，在电极组装体100的阳极层110和阴极层120，阳极引线标签(未图示)及阴极引线标签(未图示)通过如激光焊接、超声波焊接、电阻焊接的焊接或导电性粘结剂通电。上述阳极引线标签或上述阴极引线标签向与卷绕电极组装体100的方向垂直的方向从电极组装体100突出。
参照图6b，阴极层120、分离膜130及阳极层110可依次层叠。在以实施例中，阴极层120、分离膜130及阳极层110可沿着一方向排列并依次层叠。阳极层110的多个第一开口op11、阴极层120的多个第二开口op12及分离膜130的多个第三开口op13沿着一方向排列来形成内部贯通部th1。内部贯通部th1可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。本发明并不局限于列举的形状。
参照图6c，为了收容电极组装体100和电解质300而可形成外置层200。为了形成外置层200而可形成具有板形状上部外置层210和下部外置层220。参照图6d，上部外置层210和下部外置层220分别附着于电极组装体100的一面，可通过对上部外置层210及下部外置层220的边缘区域进行密封来形成外部密封部es1。
在上部外置层210和下部外置层220的边缘，上部外置层210和下部外置层220的边缘表面相互粘结的部分可以为外部密封部es1。外部密封部es1可覆盖电极组装体100的阳极层110、阴极层120及分离膜130的侧面。在一实施例中，外部密封部es1利用冲压装置来相互压接上部外置层210和下部外置层220来形成。并且，外部密封部es1将上部外置层210和下部外置层220的边缘通过就热熔敷、超声波熔敷或粘结剂的附着来形成。
一同参照图2和图6d，外部密封部es1的上部外置层210和下部外置层220的边缘的表面一部分接触而成。此时，之后，还可形成向上部外置层210和下部外置层220的边缘部分可注入电解质300的电解质注入口ei。参照图6e，相互接合外置体200的上部外置层210和下部外置层220的相向部分来形成内部密封部is1。内部密封部is1可以为形成图6g所示的内部贯通部th1的上部外置层210的部分210a和下部外置层220的部分220a接合的部分。
在一实施例中，内部密封部is1可利用冲压装置来将与形成内部贯通部th1的区域相对应的上部外置层210的部分210a和与形成内部贯通部th1的区域相对应的下部外置层220的部分220a压接而成。并且，内部密封部is1可通过相互热熔敷、超声波熔敷或粘结剂的附着来使与形成内部贯通部th1的区域相对应的上部外置层210的部分210a和与形成内部贯通部th1的区域相对应的下部外置层220的部分220a而成。
参照图6f，内部密封部is1时冲孔装置p从与形成内部密封部is1的区域相对应的上部外置层的部分210a向与形成颞部密封部is1的区域的下部外置层的部分220a贯通。在一实施例中，从上部外置层的部分210a贯通下部外置层的部分220a的冲孔装置p的前进方向也在图5f中通过箭头方向表示。
冲孔装置p可从与形成内部密封部is1的区域相对应的上部外置层210的部分210a向与形成内部密封部is1的区域相对应的下部外置层220的部分220a贯通的冲孔部c。冲孔装置p的冲孔部c可包括间隙的销形状的端部。在一实施例中，冲孔部c从与从内部贯通部th1形成的内部密封部is1的区域相对应的上部外置层210的部分210a向下部外置层220的部分220a贯通。
一同参照图2和图6g，可形成利用冲孔装置p，贯通与形成内部密封部is1的区域相对应的上部外置层210的一个以上的多个第四开口op21及贯通与形成有内部密封部is1的区域相对应的一个以上的下部外置层220的多个第五开口op22。多个第四开口op21及多个第五开口op22可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。但是，本发明并不局限于此。
在一实施例中，从上部外置层的部分210a形成多个第四开口op21，从下部外置层的部分220a形成多个第五开口op22，与内部贯通部th1相邻的上部外置层210的表面和下部外置层220的表面相互粘结。在一实施例中，上部外置层210的多个第四开口op21和下部外置层220的多个第五开口op22的宽度小于电极组装体100的内部贯通部th1的宽度。
在上部外置层210的多个第四开口op21及下部外置层220的多个第五开口op22的宽度小于电极组装体100的内部贯通部th1的宽度的情况下，外置体200无法完全密封电极组装体100，从而，电解质300可从内部密封部is1流出，若电解质300向外置体200外流出，则电池1000的效率降低。因此，可以小于上部外置层210的多个第四开口op21及下部外置层220的多个第五开口op22的宽度。
在一实施例中，利用冲孔装置p来贯通上部外置层210的多个第四开口op21、阳极层110的多个第一开口op11、分离膜130的多个第三开口op13、阴极层120的多个第二开口op12及下部外置层220的多个第五开口op22的一个以上的电池贯通部th2。
电池贯通部th2可通过将阳极层110的多个第一开口op11、阴极层120的多个第二开口op12及分离膜130的多个第三开口op13和外置体200的上部外置层210的多个第四开口op21及多个第五开口op22向一方向排列而成。电池贯通部th2可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。电池贯通部th2的形状可根据冲孔装置p的冲孔部c形状改变。本发明并不局限于列举的形状。
在一实施例中，内部贯通部th1和电池贯通部th2的形状可以相同。在内部贯通部th1和电池贯通部th2的形状相同的情况下，可扩大外置体200的内部空间，因此，可以向外置体200的内部注入的电解质300的量最大化。在一实施例中，内部贯通部th1和电池贯通部th2的形状可以不同。
在一实施例中，电极组装体100的分离膜130的多个第三开口op13的宽度大于从上部外置层210的多个第四开口op21和下部外置层220的多个第五开口op22形成的电池贯通部th2的宽度。在一实施例中，在形成电池贯通部th2之后，通过形成于外置层200的电解质注入口ei，电解质300可以向外置体200的内部注入。电解质注入口ei当形成外置体200的外部密封部es1时，并不一部分接合上部外置层210和下部外置层220的边缘的表面，注入电解质300的电解质注入口ei可以预先形成。
在另一实施例中，在形成内部密封部is1之后，通过形成于外置体200的电解质注入口ei，电解质300可向外置体200的内部注入。电解质注入口ei当外置体200的外部密封部es1形成时，并不使上部外置层210和下部外置层220的边缘表面一部分粘结，注入电解质300的电解质注入口ei预先形成。
在注入电解质300之后，为了防止电解质300的流出而可以密封电解质注入口ei。电解质注入口ei可通过热熔敷方法、超声波熔敷方法或额外的粘结剂方法来密封。在一实施例中，从上部外置层210和下部外置层220，可形成包括外部密封部es1及内部密封部is1的外置体200。外置体200收容并覆盖电极组装体100。并且，外置体200可从外部保护电极组装体100及电解质300。
通过上述工序，可形成包括电极组装体100、覆盖电极组装体100的外置体200及电解质300的电池1000。根据本发明，通过电池贯通部th2，电池1000可设置于电子产品的内部或外部。并且，上述电子产品的部件可从电池贯通部th2插入或突出。
根据本发明实施例，在阳极层、阴极层及分离膜的电极组装体100形成内部贯通部th1，在内部形成从收容电极组装体100的外置体200包括内部贯通部th1的电池贯通部th2，由此，可提供形成贯通从上部外置层210至下部外置层220的电池贯通部th2的电池或电池单元。在一实施例中，通过电池贯通部th2插入配置在印刷电路板安装的电子部件，由此，上述电池层叠于印刷电路板来安装，因此，缓和额外的电池收容空间的需要，由此，锂二次电池的形状和大小可以多种多样，并提高二次电池自身的容量，还可以是上述电子部件小型化。
并且，在二次电池的内压增加的情况下，与电池的边缘部分相比，中央部分突出，通过在本发明的电池1000形成的电池贯通部th2，可防止电池的中央部分的突出。
并且，电池1000内的电池贯通部th2可防止电极组装体100在外置体200的内部空间流动。因此，可防止电极组装体100流动而导致自身受损或者与电极组装体100的其他极性电极板相互接触来发生短路。
图7a至图7g为示出本发明另一实施例的二次电池的制备方法的剖视图。
参照图7a，形成电极组装体100。为了形成电极组装体100，准备阳极层110、阴极层120及配置于阳极层110和阴极层120之间的分离膜130。阳极层110可包括在一区域形成的一个以上的多个第一开口op11。在一实施例中，多个第一开口op11利用冲孔装置在板形状的阳极层110形成。冲孔装置p可包括能够贯通上述阳极层110的表面的销形状的端部。例如，上述冲孔装置可以为钻子、烙铁或中空管。
阴极层120可包括在一区域形成的一个以上的多个第二开口op12。在一实施例中，多个第二开口op12利用冲孔装置形成于板形状的阴极层120。冲孔装置p可包括能够贯通上述阴极层120的表面的销形状的端部。例如，上述冲孔装置可以为钻子、烙铁或中空管。
分离膜130可配置于阳极层110和阴极层120之间。分离膜130可呈板形状。在一实施例中，分离膜130为了形成后述的第一贯通部th1及第二贯通部th2而在形成电极组装体100之后，可形成一个以上的开口。在一实施例中，分离膜130可以与阳极层110和阴极层120平行。并且，在阳极层110和阴极层120之间可形成除分离膜130之外的多孔性分离膜。
在一实施例中，沿着一方向形成的分离膜130的长度可以大于沿着一方向形成的阳极层110和阴极层120的长度。在分离膜130的长度小于阳极层110和阴极层120的长度的情况下，分离膜130无法充分执行用于通过阳极层110和阴极层120之间的离子的有效移动的作用，从而可在阳极层110和阴极层120之间发生短路。
在一实施例中，在电极组装体100的阳极层110和阴极层120，阳极引线标签(未图示)及阴极引线标签(未图示)通过如激光焊接、超声波焊接、电阻焊接的焊接或导电性粘结剂通电。上述阳极引线标签或上述阴极引线标签向与卷绕电极组装体100的方向垂直的方向从电极组装体100突出。
参照图7b，阴极层120、分离膜130及阳极层110可依次层叠。在一实施例中，阴极层120、分离膜130及阳极层110向一方向排列并依次层叠。在阳极层110的多个第一开口op11及阴极层120的多个第二开口op12之间可配置分离膜130。
参照图7c，为了收容电极组装体100和电解质300而可形成外置体200。为了形成外置体200而可准备版形状的上部外置层210和下部外置层220。参照图7d，上部外置层210和下部外置层220分别附着于电极组装体100的一面，密封上部外置层210及下部外置层220的边缘区域来形成外部密封部es2。在上部外置层210和下部外置层220的边缘，上部外置层210和下部外置层220的边缘表面相互粘结的部分可以为外部密封部es2。外部密封部es2可覆盖电极组装体100的阳极层110、阴极层120及分离膜130的侧面。在一实施例中，外部密封部es2利用压接装置来相互压接上部外置层210和下部外置层220来形成。并且，外部密封部es2通过热熔敷、超声波熔敷或粘结剂附着上部外置层210和下部外置层220来形成。
参照图2和图7d，外部密封部es2由上部外置层210和下部外置层220的边缘的表面一部分接触而成。此时，在上部外置层210和下部外置层220的边缘部分还可形成之后能够注入电解质300的电解质注入口ei。参照图7e，相互粘结外置体200上部外置层210和下部外置层220的相向部分来形成内部密封部is2。内部密封部is2可以为图7g所示的电池贯通部th2形成的上部外置层210的部分210a和下部外置层220的部分220a粘结的部分。在一实施例中，内部密封部is2利用压接装置压接形成电池贯通部th2的区域相对应的上部外置层210的部分210a、形成电池贯通部th2的区域相对应的分离膜130的部分及电池贯通部th2形成的区域相对应的下部外置层220的部分220a而成。并且，内部密封部is2可通过热熔敷、超声波熔敷或粘结剂附着形成电池贯通部th2的区域相对应的上部外置层210的部分、形成电池贯通部th2的区域相对应的分离膜的部分及形成th2的区域相对应的下部外置层220的部分而成。
参照图7f，通过冲孔装置p贯通与形成内部密封部is2的区域相对应的上部外置层的部分210a、与形成电池贯通部th2的区域相对应的分离膜130的部分及与形成内部密封部is2的区域相对应的下部外置层的部分220a。在一实施例中，贯通上部外置层的部分210a、与形成电池贯通部th2相对应的分离膜的部分及下部外置层的部分220a的冲孔装置p的前进方向通过图7f的箭头方向表示。冲孔装置p可包括依次贯通与形成内部密封部is2的区域相对应的上部外置层210的部分210a、与形成内部密封部is2的区域相对应的分离膜130的部分及与形成内部密封部is2的区域相对应的下部外置层220的部分220a的冲孔部c。冲孔装置p的冲孔部c可包括具有间隙销形状的端部。例如，上述冲孔装置可以为钻子、烙铁或中空管。
在一实施例中，冲孔部c可依次贯通与形成内部密封部is2的区域相对应的上部外置层210的部分210a、与形成内部密封部is2的区域想成的分离膜130的部分及下部外置层220的部分220a。一同参照图2和图7g，可通过冲孔装置贯通与形成内部密封部is2的区域相对应的上部外置层210、分离膜130及下部外置层220。因此，可形成包括一个以上的内部贯通部th1的电池贯通部th2。内部贯通部th1可以为将阳极层110、阴极层120及阳极层110和阴极层120之间的分离膜130向一方向排列来贯通的开口。
电池贯通部th2可以为将上部外置层210、阳极层110、阴极层120及阳极层110和阴极层120之间的分离膜及下部外置层220向一方向排列来贯通的开口。在一实施例中，内部贯通部th1及电池贯通部th2可呈圆形、三角形、四角形、椭圆形。但是，这些形状只是例示性实施例，本发明并不局限于此。形成贯通上部外置层的部分210a、分离膜130及下部外置层的电池贯通部th2，上部外置层210的表面、分离膜130的表面及下部外置层220的表面相互粘结。在一实施例中，包括内部贯通部th1的电池贯通部th2的形状可根据冲孔装置p的冲孔部c的形状改变。本发明并不局限于列举的形状。
在一实施例中，电池贯通部th2的宽度可以小于阳极层110的多个第一开口op11和阴极层120的多个第二开口op12的宽度。在电池贯通部th2的宽度大于阳极层110的多个第一开口op11及阴极层120的多个第二开口op12的宽度的情况下，可发生阳极层110和阴极层120的内部短路。因此，优选地，电池贯通部th2的宽度小于阳极层110的多个第一开口op11和阴极层120的多个第二开口op12的宽度。
在一实施例中，在形成内部密封部is2之后，通过形成于外置体200的电解质注入口ei向外置体200的内部注入电解质300。当形成外置体200的外部密封部es2时，电解质注入口ei并不粘结上部外置层210和下部外置层220的边缘的表面一部分，预先形成注入电解质300的电解质注入口ei。
在另一实施例中，在形成电池贯通部th2之后，形成于外置体200的电解质注入口ei向外置体200的内部注入电解质300。当外置体200的外部密封部es2形成时，电解质注入口ei并不粘结上部外置层210和下部外置层220的边缘的表面一部分，从而预先形成注入电解质300的电解质注入口ei。
在注入电解质之后，为了防止电解质300的流出而可密封电解质注入口ei。电解质注入口ei可通过使用热熔敷方法、超声波熔敷方法或使用额外粘结剂的方法来密封。
在一实施例中，从上部外置层210、分离膜130及下部外置层220形成具有外部密封部es2及内部密封部is2的外置体200。外置体20可收容并覆盖电极组装体100。并且，外置体200可从外部保护电极组装体100及电解质300。
通过上述工序，可形成包括电极组装体100、覆盖电极组装体100的外置体200及电解质300的电池1000。根据本发明的实施例，电池1000通过电池贯通部th2设置于电子产品的内部或外部。并且，上述电子产品的部件可从电池贯通部th2插入或突出。
根据本发明的实施例，形成包括内部贯通部th1的电池贯通部th2，由此，可提供形成从上部外置层210向下部外置层220贯通的电池贯通部th2的电池或电池单元。通过电池贯通部th2，安装于印刷电路板的电子部件插入配置，由此，上述电池安装于印刷电路板来安装，因此，缓和额外的电池收容空间的需要，由此，锂二次电池的形状和大小可以多种多样，并提高二次电池自身的容量，还可以是上述电子部件小型化。
并且，在二次电池的内压增加的情况下，与电池的边缘部分相比，中间部分突出，可通过形成于本发明的电池1000内的电池贯通部th2防止电池的中央部分的突出现象。
并且，电池1000内的电池贯通部th2可防止电极组装体100在外置体200的内部空间流动。因此，可防止电极组装体100流动而导致自身损伤或者与其他电极组装体100的不同极性的电极相接触来发生短路。
以上说明的本发明并不局限于上述实施例及附图，在不超出以下发明要求保护范围中定义的本发明的人技术思想的范围内，本发明所属技术领域的普通技术人员可进行多种置换、变形及变更。