可再充电电池及其制造方法
【专利说明】可再充电电池及其制造方法
[0001]本申请要求于2014年7月30日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0097369号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002]本发明的各个方面涉及一种可再充电电池及其制造方法。
【背景技术】
[0003]可再充电电池是将电能转换成化学能并以高能量密度储存化学能的能量储存系统。与被设计成不可再充电的一次电池不同，可再充电的二次电池广泛地用在诸如智能电话、蜂窝电话、笔记本电脑和平板PC等的IT装置中。另外，近来，由于石油价格增长，使得电动车辆正在受到关注，并且越来越倾向于使用可再充电电池作为用于电动车辆的电源。随着这种趋势，二次电池需要提供诸如高密度、高容量、高输出和稳定性等特性。
[0004]可再充电电池可主要分为铅蓄电池、镍-镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂聚合物电池等。其中，锂离子电池或锂聚合物电池由于它们的包括高操作电压和每单位重量的高能量密度等的优势而正在被迅速地应用于便携式IT装置。
[0005]在可再充电电池的各种组件中，应该根据将要被制造的可再充电电池的尺寸精确地并充分地切割电极板，以在减少容量分散的同时增大容量，从而提高可再充电电池的质量。为了精确地切割电极板，通常使用模具执行切割或切断。
[0006]然而，由于模具的有限的寿命，应对模具进行频繁的维护和修理，并且根据产品规格的改变，会更换模具。由于模具的频繁的维护、修理和更换，导致设备维护成本会较高并且产品质量会低。另外，从质量的角度看，当切割刀片随着模具的重复使用而变钝时，切割质量会劣化，从而会在电极板上出现锋利的毛刺。因此，使用模具重复地切割电极板会使得难以保持切割质量的均匀性。
[0007]具体地讲，电极板上将出现毛刺的可能性很大程度上取决于使用的模具的状态和模具设定间隙。近似(大约)15 μ m或更大的锋利的毛刺会刺破具有在近似(大约)20μπι至近似(大约)30 μ m的范围内的厚度以使电极板彼此分开的分隔件，从而导致电极板之间的电气短路。另外，由于毛刺即使受到轻微的冲击也倾向于脱落，因此毛刺会成为电池中的金属外来物质，从而使可再充电电池或电池单元的质量大大地劣化。
【发明内容】
[0008]本发明的实施例提供一种可再充电电池及其制造方法，该可再充电电池及其制造方法通过在每个电极板上以具有足以防止或基本上防止切割部刺破使电极板彼此分开的分隔件的均匀厚度和/或直径的曲面或珠的形状形成切割部，能够有助于防止在电极板之间发生电气短路。
[0009]本发明的实施例还提供一种可再充电电池及其制造方法，该可再充电电池及其制造方法通过防止或基本上防止电极板的切割部由于外部冲击而从电极板脱落，能够防止或基本上防止产生金属外来物质。
[0010]本发明的实施例还提供一种可再充电电池及其制造方法，该可再充电电池及其制造方法通过具有覆盖每个电极板的切割部的陶瓷层，即使切割部刺破分隔件，也能够有助于防止在电极板之间发生电气短路，其中，切割部通过激光束来形成以具有曲面或珠的形状。
[0011]本发明的实施例还提供一种可再充电电池及其制造方法，其中，电极板的切割部通过使用连续波激光束切割或切断电极板来形成，以使切割部呈具有均匀厚度和/或直径的曲面或珠的形状，这可防止或基本上防止切割部从电极板脱落。
[0012]本发明的这些以及其它特征和方面将在下面的示例实施例的描述中进行描述，或者通过下面的示例实施例的描述将是明显的。
[0013]以上以及其它特征和方面中的至少一个可通过提供一种可再充电电池来实现，所述可再充电电池包括壳体、位于壳体内的电极组件以及电连接到电极组件并穿过壳体的端子，其中，电极组件包括:电极板，电极板包括集流体板；涂覆部，具有涂覆在集流体板上的电活性物质；非涂覆部，形成在集流体板的边缘处并且未涂覆有电活性物质；切割部，从非涂覆部朝内形成；弯曲部，在非涂覆部的厚度方向上沿切割部形成。
[0014]弯曲部可具有与切割部的长度方向垂直的圆形截面或椭圆形截面。
[0015]切割部和弯曲部可均位于各自的平面中，切割部和弯曲部可被成型为使它们的各自的平面弯曲至少一次。
[0016]切割部和弯曲部中的每个可具有“U”型平面。
[0017]切割部可包括彼此分隔开的多个切割部，接线片可从所述多个切割部之中的一对分隔开的切割部之间的非涂覆部朝外延伸并可电连接到端子。
[0018]弯曲部可形成在接线片的相对端处。
[0019]弯曲部的厚度可以是集流体板的厚度的1倍至4倍。
[0020]弯曲部可被陶瓷层覆盖。
[0021]以上以及其它特征和方面中的至少一个可通过提供一种可再充电电池的制造方法来实现，所述制造方法包括:准备电极板，所述电极板包括集流体板、通过在集流体板上涂覆电活性物质形成的涂覆部以及形成在集流体板的边缘处并且未涂覆有电活性物质的非涂覆部；通过将连续波激光束照到未涂覆部中形成切割部，以在未涂覆部的厚度方向上沿着切割部形成弯曲部。
[0022]当集流体板由铝或铝合金制成时，连续波激光束可具有范围为19cal/s至119cal/s的能量和范围为100mm/s至5000mm/s的移动速度，当集流体板由铜或铜合金制成时，连续波激光束可具有范围为47cal/s至143cal/s的能量和范围为100mm/s至9000mm/s的移动速度。
[0023]如上所述，本发明的实施例提供一种可再充电电池及其制造方法，该可再充电电池及其制造方法通过在每个电极板上形成呈具有均匀的厚度和/或直径的曲面或珠的形状的切割部，以防止或基本上防止切割部刺破使电极板彼此分开的分隔件，能够有助于防止在电极板之间发生电气短路。也就是说，由于使在电极板的切割或切断之后形成的切割部成型为具有诸如圆形或椭圆形的逐渐弯曲的表面而非锋利、尖锐边缘的毛刺，因此分隔件不会被切割部损坏，从而防止或基本上防止在彼此堆叠并且其间插入有分隔件的电极板之间发生电气短路。
[0024]另外，本发明的实施例提供一种可再充电电池及其制造方法，该可再充电电池及其制造方法通过防止或基本上防止电极板的切割部由于外部冲击而从电极板脱落，能够防止或基本上防止产生金属外来物质。也就是说，由于电极板的切割部熔融并自然冷却，因此增大了电极板与切割部之间的连接区域或接合区域，从而即使外部冲击施加到可再充电电池，也防止或基本上防止切割部从电极板容易地脱落。因此，切割部不会起到成为可再充电电池中的金属外来物质的作用。
[0025]此外，本发明的实施例提供一种可再充电电池及其制造方法，该可再充电电池及其制造方法通过具有覆盖每个电极板的切割部的陶瓷层，即使切割部刺破分隔件，也能够有助于防止在电极板之间发生电气短路，其中，切割部通过激光束来形成以具有曲面的形状或珠的形状。也就是说，由于成型为具有曲面或珠的形状的切割部被陶瓷层包围(例如，完全包围)，因此即使切割部刺破分隔件，由于陶瓷层的绝缘性质，也能够防止或基本上防止电极板之间的电气短路。
[0026]另外，本发明的实施例提供一种可再充电电池及其制造方法，该可再充电电池具有通过使用连续波激光束切割或切断电极板形成的电极板的切割部，所述切割部呈具有均匀厚度和/或直径的曲面或珠的形状，这可防止或基本上防止切割部从电极板脱落。也就是说，由于使用具有均匀能量的连续激光束，而非倾向于形成锋利、尖锐边缘的毛刺的脉冲波激光束，因此电极板的切割部形成为具有呈圆形形状的弯曲部，而不是锋利、尖锐边缘的毛刺，从而防止或基本上防止分隔件被损坏，并且防止或基本上防止切割部从电极板容易地脱落。
【附图说明】
[0027]通过参照附图详细描述本发明的示例实施例，本发明的以上和其它特征及方面将变得更加清楚，在附图中:
[0028]图1是根据本发明的实施例的可再充电电池的透视图；
[0029]图2是沿图1的线2-2截取的可再充电电池的剖视图；
[0030]图3是图1中示出的可再充电电池的分解透视图；
[0031]图4A是示出图1中示出的可再充电电池的电极板的一部分的平面图；
[0032]图4B是沿图4A的线4b_4b截取的剖视图；
[0033]图4C是沿图4A的线4c_4c截取的剖视图；
[0034]图5A是示出根据本发明的另一实施例的可再充电电池的电极板的一部分的平面图；
[0035]图5B是沿图5A的线5b_5b截取的剖视图；
[0036]图5C是沿图5A的线5c_5c截取的剖视图；
[0037]图6A和图6B是示出根据本发明的实施例的可再充电电池中接线片和端子的连接方法的示意图；
[0038]图7是示出根据本发明的另一实施例的可再充电电池中接线片和端子的连接方法的示意图；
[0039]图8是示出根据本发明的又一实施例的可再充电电池中接线片和端子的连接方法的示意图；
[0040]图9是示出根据本发明的实施例的使用可再充电电池的示例性电池模块的透视图；
[0041]图10是示出根据本发明的实施例的用于形成可再充电电池中的电极板的接线片的激光切割系统的示意图；
[0042]图11A至图11D是示出根据本发明的实施例的通过连续波激光束形成的负极板的平面和截面的照片；
[0043]图12A至图12C是示出根据本发明的实施例的通过连续波激光束形成的正极板的平面和截面的照片；
[0044]图13A至图13C是示出根据本发明的另一实施例的通过连续波激光束形成的负极板的平面和截面的照片；
[0045]图14A至图14B是示出通过脉冲波激光束形成的负极板的平面和截面的照片；
[0046]图15A至图15B是示出通过脉冲波激光束形成的正极板的平面和截面的照片；
[0047]图16A至图16C是示出根据本发明的又一实施例的通过连续波激光束形成的负极板的平面和截面的照片。
【具体实施方式】
[0048]通过参照下面对示例实施例和附图的详细描述，本发明的各个方面和特征以及实现各个方面和特征的方法会更容易理解。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该被解释为局限于在此所提出的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完全的，并将把本发明的构思充分地传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
[0049]在附图中，为了清晰起见，会夸