的支撑构件也移动，从而支撑构件和集流体板111a可相对于彼此移动。可选地，可使支撑集流体板111a的支撑构件固定。可使支撑集流体板111a的支撑构件移动，代替使连续波激光束移动。这里，支撑构件可以近似(大约)100mm/S至近似(大约)3000mm/s的速度移动。
[0136]如果激光束的能量小于47cal/s，则不能执行未涂覆部的切割。另外，由于系统的特性，使得激光束的能量不可能超过143cal/s。
[0137]如果激光束的移动速度小于lOOmm/s，则能量会积聚，使切割质量降低(即，产生大量的积瘤)。如果激光束的移动速度大于9000mm/s，则由于激光束的能量不足而导致不能适当地执行未涂覆部的切割。
[0138]可进一步增大激光束的输出能量。在这种情况下，可使用水冷式激光系统来代替本实施例的空冷式激光系统。然而，如本领域技术人员公知的，由于大部分电池组件易受湿气或潮气的影响，因此在电池的制造过程中应避免暴露于湿气或潮气，因此可能不容易利用水冷式激光系统，这并不表明在本发明中会完全排除水冷式激光系统的使用。
[0139]一旦与湿气或潮气相关的问题得到解决，就可以在电池的制造中采用产生相对大的激光束能量的水冷式激光系统。
[0140]提供基于空冷式激光系统的激光束的能量密度和移动速度仅用于更好地理解本实施例。如果激光束的能量密度改变，则像在水冷式激光系统中一样，激光束的能量密度和移动速度也会相应地改变。
[0141]由于铜比铝具有更高的熔点、热导率和热反射率(基于IR波长)，因此用于铜基集流体板的激光束能量比用于铝基集流体板的激光束能量大。也就是说，熔点、热导率和热反射率越高，则切割效率越低。因此，激光束能量应由于使用铜基集流体板而增大。
[0142]另外，根据激光束能量的具体范围，可在上述的移动速度的范围内调整用于铝基集流体板或铜基集流体板的激光束的移动速度。
[0143]另外，激光束可具有在近似(大约)10 μ m至近似(大约)50 μ m的范围内的光斑尺寸。如上所述，由于集流体板的厚度在近似(大约)6 μπι至近似(大约)12 μπι的范围内，因此可通过具有在上述范围内的光斑尺寸的激光束将集流体板切割为具有均匀的宽度。然而，如果激光束的光斑尺寸小于近似(大约)10 μ m，则加工的深度也减小，使得未适当地执行切割。如果激光束的光斑尺寸大于近似(大约)50μπ?，则不必要地增大了切割区域，降低了切割质量。
[0144]示例1
[0145]使用用在可再充电电池中的厚度为近似(大约)8 μπι至近似(大约)12 μπι的用于负极板的铜集流体板作为工件。另外，在光束尺寸为40 μ m和加工速度为4000mm/s的加工条件下，使用输出容量为72cal/s (300W)的IR-CW激光来切割用于负极板的铜集流体板。图11A至图11D示出了在上述条件下切割的铜集流体板的表面和截面的照片。与示出对比示例1的实验数据的图14A和图14B的照片相比，参照图11A至图11D，观察到切割部的珠型均匀的截面形状。
[0146]也就是说，使用连续波激光束形成的切割部和弯曲部具有近似圆形的表面和与长度方向垂直的近似圆形或椭圆形的截面(见图11D)，从而防止或基本上防止分隔件因切割部和弯曲部而受损。
[0147]示例2
[0148]使用用在可再充电电池中的厚度为近似(大约)8 μπι至近似(大约)12 μπι的用于正极板的铝集流体板作为工件。另外，在光束尺寸为40 μπι和加工速度为1000mm/s的加工条件下，使用输出容量为19cal/s(80W)的IR-CW激光来切割用于正极板的铜集流体板。图12A至图12C示出了在上述条件下切割的铜集流体板的表面和截面的照片。与示出对比示例2的实验数据的图15A和图15B的照片相比，参照图12A至图12C，观察到切割部的珠型均匀的截面形状。
[0149]在图12C中，切割部和弯曲部看似在长度方向上具有不规则的表面。然而，不规则的表面实际上呈具有恒定曲率的圆形形状，从而防止或基本上防止分隔件刺破切割部和弯曲部。换言之，切割部和弯曲部的长度方向上的表面具有近似“正弦波形或余弦波形”，即，圆形表面，从而防止或基本上防止分隔件受损。
[0150]示例3
[0151]使用用在可再充电电池中的厚度为近似(大约)8 μπι至近似(大约)12 μπι的用于负极板的铜集流体板作为工件。另外，在光束尺寸为40 μπι和加工速度为1000mm/s的加工条件下，使用输出容量为72cal/s (300W)的IR-CW激光来切割用于负极板的铜集流体板。除了加工速度被改变成1000mm/S之外，按照与示例1相同的方式对准备好的工件执行切割实验。图13A至图13C示出了在上述条件下切割的铜集流体板的表面和截面的照片。如从图13A至图13C观察到的，像在示例1中一样，切割部具有珠型均匀的截面形状。
[0152]对比示例1
[0153]使用用在可再充电电池中的厚度为近似(大约)8 μπι至近似(大约)12 μπι的用于负极板的铜集流体板作为工件。另外，在脉冲频率为100kHz、脉冲宽度为10ns、脉冲能量为0.19mJ、光束尺寸为30 μπι和加工速度为1000mm/S的加工条件下，使用输出容量为19W的UV脉冲激光来切割用于负极板的铜集流体板。图14A和图14B示出了在上述条件下切割的负极集流体板的表面和截面的照片。如从图14A和图14B观察到的，切割部具有的锋利、尖锐边缘的毛刺状截面形状。毛刺会使置于正极板与负极板之间的分隔件受损或破裂，造成正极板与负极板之间的电气短路。另外，锋利、尖锐边缘的毛刺会容易由于外部冲击而从电极板上剥落，使得会在电极组件中产生金属外来物质。
[0154]对比示例2
[0155]使用用在可再充电电池中的厚度为近似(大约)8 μπι至近似(大约)12 μπι的用于正极板的铝集流体板作为工件。另外，在脉冲频率为100kHz、脉冲宽度为40ns、脉冲能量为0.085mJ、光束尺寸为30 μπι和加工速度为1000mm/S的加工条件下，使用输出容量为8.5W的UV脉冲激光来切割用于正极板的铝集流体板。图15A和图15B示出了在上述条件下切割的正极集流体板的表面和截面的照片。如从图15A和图15B观察到的，切割部具有锋利、尖锐边缘的毛刺状截面形状。
[0156]示例4
[0157]使用用在可再充电电池中的厚度为近似(大约)6μπι至近似(大约)12μπι的用于负极板的铜集流体板作为工件，其中，铜集流体板具有形成在其上的涂覆部和未涂覆部以及形成在涂覆部和未涂覆部上的陶瓷层。在光束尺寸为40 μπι和加工速度为4000mm/s的加工条件下，使用输出容量为72cal/s(300W)的IR-CW激光对准备好的铜集流体板进行切割实验。图16A至图16C示出了在上述条件下切割的铜集流体板的表面和截面的照片。如从图16A至图16C观察到的，切割部具有珠型截面形状并且被陶瓷层覆盖。具体地讲，如图16B所示，位于具有预先形成的陶瓷层的区域上的珠型截面表面被陶瓷层完全地覆盖。另夕卜，如图16C所示，位于没有预先形成的陶瓷层的区域上的珠型截面未被陶瓷层覆盖。
[0158]虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明的可再充电电池和制造方法，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如由权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，在此可以做出形式和细节上的各种改变。因此，期望按照示意性地而非限制性地考虑本实施例的所有方面，参照权利要求而非上述描述来表示本发明的范围。
【主权项】
1.一种可再充电电池，包括壳体、位于壳体中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，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。2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，弯曲部具有与切割部的长度方向垂直的圆形截面或椭圆形截面。3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，切割部和弯曲部中的每个弯曲至少一次。4.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，切割部和弯曲部中的每个呈“U”型。5.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，切割部包括彼此分隔开的多个切割部，接线片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电连接到端子。6.根据权利要求5所述的可再充电电池，其中，弯曲部位于接线片的相对端处。7.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，弯曲部的厚度是集流体板的厚度的1倍至4倍。8.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，弯曲部被陶瓷层覆盖。9.一种可再充电电池的制造方法，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。10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，当集流体板由铝或铝合金制成时，连续波激光束具有范围为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。
【专利摘要】提供了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电极板上均按照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板的均匀厚度和/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。在本实施例中，所述电极组件包括：电极板，具有集流体板；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。
【IPC分类】H01M10/04
【公开号】CN105322213
【申请号】CN201510412038
【发明人】曹基奉, 朴元植, 金东祐, 金奎镐, 闵仲基, 黄淳学, 李承桓, 崔京泽, 孟相辰, 洪镇旭
【申请人】三星Sdi株式会社
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年7月14日
【公告号】US20160036009