二次电池的制作方法
【专利摘要】提供了一种二次电池，所述二次电池包括：电极组件，电极组件包括具有相反极性的一对电极和位于一对电极之间的隔膜；至少一个电极接线片，电连接到一对电极中的一个，所述至少一个电极接线片延伸到电极组件的外侧，电极组件还包括位于所述至少一个电极接线片电连接到的电极上的缓冲层，缓冲层与该电极连接到所述至少一个电极接线片所处的区域至少局部叠置。
【专利说明】二次电池
[0001 ] 于2015年3月26日在韩国知识产权局提交且标题为“Secondary Battery(二次电池)”的第10-2015-0042395号韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002]实施例涉及一种二次电池。
【背景技术】
[0003 ] 二次电池是可以能够被充电和放电并且可以重复地使用的电池。二次电池可以通过利用诸如太阳能的新能源和可再生能源以及诸如发电厂的现有电力系统来充电。二次电池可以在需要电源的汽车或大型设施中以及在诸如便携式电话、笔记本电脑和便携式摄像机的电子器件中用作能量源。
[0004]为了实现高输出高容量的二次电池，多个单元电池可以串联连接和/或可以并联连接。还可以设置用于控制二次电池的充电和/或放电并且防止过充电和/或过放电的控制器。
【发明内容】
[0005]实施例可以通过提供一种二次电池来实现，该二次电池包括:电极组件，电极组件包括具有相反极性的一对电极和介于一对电极之间的隔膜;至少一个电极接线片，电连接到一对电极中的一个，所述至少一个电极接线片延伸到电极组件的外侧，电极组件还在所述至少一个电极接线片电连接到的电极上包括缓冲层，缓冲层与该电极连接到电极接线片的区域至少局部叠置。
[0006]电极接线片可以包括:接线片叠置部分，与连接的电极叠置;接线片延伸部分，从接线片叠置部分延伸到电极组件的外侧。缓冲层可以与接线片叠置部分的边缘至少局部叠置。
[0007]缓冲层可以与接线片叠置部分的纵向端叠置。
[0008]缓冲层可以与接线片叠置部分的在宽度方向上的一端叠置。
[0009]缓冲层可以从接线片叠置部分的边缘延伸并且还可以与所述电极的活性物质层的边缘叠置。
[0010]缓冲层可以位于电极接线片连接到的电极与电极接线片之间，或者可以在电极接线片连接到的电极上位于电极接线片的相对侧上。
[0011]连接到电极的焊接区可以处于电极接线片的至少一部分中，缓冲层可以在电极接线片与电极之间的焊接区旁边。
[0012]在缓冲层中，通孔可以处于缓冲层与电极接线片叠置的部分中，电极接线片和所述电极可以经由通孔连接。
[0013]连接到所述电极的焊接区可以处于电极接线片的至少一部分中，缓冲层可以在电极接线片的相对侧上从而与焊接区叠置。
[0014]二次电池还可以包括介于具有缓冲层的所述电极与缓冲层之间的粘合层。粘合层可以与缓冲层的至少一部分叠置。
[0015]粘合层可以具有导电性。
[0016]二次电池还可以包括处于所述电极上从而覆盖缓冲层的覆盖层。
[0017]覆盖层可以包括绝缘带。
[0018]缓冲层可以包括聚合物基体层或金属基体层。
[0019]—对电极中的一个可以包括石墨和硅中的至少一种。
【附图说明】
[0020]通过参照附图详细地描述示例性实施例，对于本领域技术人员来说特征将变得明显，在附图中:
[0021]图1示出根据实施例的二次电池的透视图；
[0022]图2示出沿图1的线1-1截取的剖视图；
[0023]图3示出图2的电极组件的实施例的透视图；
[0024]图4示出图3的电极组件在卷取之前的状态的分解透视图；
[0025]图5示出图4的部分A的放大平面图；
[0026]图6示出沿图5的线I1-1I截取的剖视图；
[0027]图7示出根据实施例的部分A的放大平面图；
[0028]图8示出沿图7的线II1-1II截取的剖视图；
[0029]图9示出根据实施例的部分A的放大平面图；
[0030]图10示出根据实施例的部分A的放大平面图；
[0031]图11示出沿图10的线IV-1V截取的剖视图；
[0032]图12示出根据实施例的部分A的放大平面图；
[0033]图13示出沿图12的线V-V截取的剖视图；
[0034]图14示出根据实施例的部分A的放大平面图；
[0035]图15示出沿图14的线IV-1V截取的剖视图；
[0036]图16示出根据实施例的附着到电极组件及其外围的电极接线片的局部放大平面图；
[0037]图17示出沿图16的线VI1-VII截取的剖视图；
[0038]图18示出沿覆盖层添加到图16的实施例的线VI1-VII截取的剖视图；
[0039]图19示出缓冲层的变型应用于图16的实施例的局部放大平面图；
[0040]图20示出沿图19的线VII1-VIII截取的剖视图；
[0041 ]图21示出根据实施例的部分A的放大平面图；
[0042]图22示出沿图21的线IX-1X截取的剖视图；
[0043]图23示出沿电极接线片的变型应用于图1的实施例的线I1-1I截取的剖视图；
[0044]图24示出根据实施例的电极组件的透视图；
[0045]图25示出根据实施例的二次电池的透视图；
[0046]图26示出图25的二次电池的分解透视图；
[0047]图27示出根据实施例的二次电池的透视图；
[0048]图28示出图27的二次电池的分解透视图；
[0049]图29示出测量各种实施例的接触电阻的结果的图；以及
[0050]图30示出测量各种实施例的容量保持率的结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0051]现在将在下文中参照附图更加充分地描述示例实施例;然而，示例实施例可以以不同的形式来实施且不应解释为限于这里阐述的实施例。而是，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完全的，并且将把示例性实施例充分传达给本领域的技术人员。
[0052]在附图中，为了图示的清楚，可以夸大特征的尺寸。贯穿本说明书和权利要求，当描述元件“结合”到另一元件时，该元件可以“直接结合”到所述另一元件或通过第三元件“电结合”到所述另一元件。在附图中，为了清楚，将省略与实施例的描述无关的部分。同样的附图标记始终表示同样的元件。
[0053]这里公开的二次电池可以是具有可以被充电和放电的任何构造的电池。在附图中，实施例的范围示出为被应用于卷取式电极组件。然而，实施例的范围可以应用于堆叠式电极组件。在堆叠式电极组件中，正电极、隔膜和负电极可以顺序地堆叠。可以设置多个正电极、多个隔膜和多个负电极。
[0054]图1示出根据实施例的二次电池的透视图。图2示出沿图1的线1-1截取的剖视图。图3示出图2的电极组件的实施例的透视图。根据实施例的二次电池可以包括:电极组件200;至少一个电极接线片，电连接到电极组件200的电极并且延伸到电极组件200的外侧；壳体20和30，用于将电极组件200与电解质密封在一起。
[0055]至少一个电极接线片可以包括第一电极接线片260和第二电极接线片270。第一电极接线片260可以电连接到第一电极210，第二电极接线片270可以电连接到第二电极220，通过电极组件200产生的能量可以传递到外部。第一电极接线片260和第二电极接线片270可以包括例如镍(Ni)或Ni合金的导电材料。
[0056]壳体20和30可以包括其一端可以打开的罐20和用于密封罐20的开口的盖组件30。罐20可以是可形成有容纳电极组件200的空间的圆柱体。第二电极接线片270可以焊接到罐20的底表面，罐20可以用作电极端子。罐20可以由例如不锈钢、铝或其等同物形成。
[0057]绝缘构件16和17可以分别设置在电极组件200可以在其上面向罐20的开口的一侧上和电极组件200可以在其上面向罐20的底表面的一侧上，可以防止在电极组件200与罐20之间产生不必要的电短路。
[0058]向内弯曲的夹紧单元23可以形成在罐20的开口的边缘处。夹紧单元23可以挤压盖组件30以改善夹紧力。罐20可以包括在开口与电极组件200之间向内凸出形成的凸起24。凸起24的内径可以小于电极组件200的外径，电极组件200可以被固定到罐20并且不会移动。
[0059]中心销40可以设置在电极组件200的中心，电极组件200可以被支撑并不会变松动。中心销40可以是可形成有中空的圆柱杆并且其一端可以挤压第二电极接线片270，第二电极接线片270可以粘合到罐20。
[0060]盖组件30可以与罐20的开口结合并且可以包括通气口 31、电路板32、电路元件33、上盖34(cap up)和绝缘垫圈35。第一电极接线片260可以连接到通气口31。电路元件33可以安装在电路板32上。电路元件33可以包括在过电流期间可以阻断电流流的正温度系数(PTC)元件。可以用作电极端子的导电上盖34可以设置在电路元件上。多个通孔可以形成在上盖34中。
[0061 ]与罐20相邻的边缘可以被绝缘垫圈35围绕，通气口 31、电路板32、电路元件33和上盖34不会直接接触罐20，可以防止短路。
[0062]图4示出图3的电极组件在卷取之前的状态的分解透视图。图5示出图4的部分A的放大平面图。图6示出沿图5的线I1-1I截取的剖视图。参照图1至图6，将详细地描述电极组件200和至少一个电极接线片。
[0063]电极组件200可以包括一对电极210和220以及隔膜230。隔膜230可以置于一对电极210和220之间。为了方便起见，在图4中，示出了电极组件200未被卷取的状态。参照图4，第一电极210、隔膜230和第二电极220可以为片状且可以顺序地堆叠。第一电极210和第二电极220的极性可以彼此不同。一个可以是正电极，另一个可以是负电极。
[0064]第一电极210可以包括片状的第一集流体211和涂覆在第一集流体211上的第一活性物质层213。第一活性物质层213可以涂覆在第一集流体211的一部分上而在第一集流体211的纵向一端处留有矩形的预定区域，如图4中所示。在第一集流体211中，在未涂覆有第一活性物质层213的部分中，可以设置第一电极接线片260。
[0065]在第一集流体211中未涂覆有第一活性物质层213的部分的位置或形状可以修改。例如，在第一集流体211的宽度方向上的一端处留有矩形的预定区域而可以将第一活性物质层213涂覆在剩余部分上。
[0066]第一活性物质层211可以涂敷在两侧上而在第一集流体211的中心纵向地留有矩形的预定区域。第一集流体211的未涂覆有第一活性物质层213的中心可以布置成不是较靠近于中心而是较靠近于纵向的一端。参照图17，第一活性物质层213可以布置在第一非涂覆部分的两侧上，第一活性物质层213和第一非涂覆部分的长度可以不相等。
[0067]第二电极220可以包括片状的第二集流体221和涂覆在第二集流体221上的第二活性物质层223。第二集流体221可以具有与第一集流体211的形状相同的形状。第二活性物质层223可以涂敷在第二集流体221的一部分上而在第二集流体221的纵向一端处留有矩形的预定区域，如图4中所示。在第二集流体221中，在未涂覆有第二活性物质层223的部分中，可以设置第二电极接线片270。
[0068]参照图4，在第二集流体221中未涂覆有第二活性物质层223的部分可以设置为不与在第一集流体211中未涂覆有第一活性物质层213的部分叠置。在下文中，为了方便起见，在第一集流体211中未涂覆有第一活性物质层213的部分被称作第一非涂覆部分，在第二集流体221中未涂覆有第二活性物质层223的部分被称作第二非涂覆部分。
[0069]参照图4，第一非涂覆部分可以位于第一集流体211的纵向一端处，第二非涂覆部分可以在设置有第一非涂覆部分的所述一端的相对侧上位于第二集流体221的纵向一端处。第一非涂覆部分和第二非涂覆部分的位置可以相同或叠置。
[0070]第二非涂覆部分的位置或形状可以修改。例如，在第二集流体221的沿宽度方向的一端处留有矩形的预定区域而可以将第二活性物质层223可以涂敷在剩余部分中。第二活性物质层223可以涂敷在两侧上而在第二集流体221的中心纵向地留有矩形的预定区域。第一集流体211的未涂覆有第二活性物质层223的中心可以布置成不是较靠近于中心而是较靠近于纵向一端。
[0071]第二活性物质层223可以涂敷在第二集流体221的两个表面上。在实施例中，第二活性物质层223可以涂敷在第二集流体221的一个表面上。第一活性物质层213可以涂敷在第一集流体211的两个表面上。在实施例中，第一活性物质层213可以涂敷在第一集流体211的一个表面上。
[0072]可以是金属薄膜的第一集流体211和第二集流体221可以包括不锈钢、N1、铜(Cu)、铝(Al)或它们的合金中的一种或更多种。例如，第一集流体211可以包括Al或Al合金，第二集流体221可以包括Cu或Cu合金。
[0073]第一活性物质层213可以包括正电极活性物质。正电极活性物质可以包括含锂氧化物。在实施例中，可以使用任何正电极活性物质。第二活性物质层223可以包括负电极活性物质。负电极活性物质可以包括碳(C)、石墨或硅(Si)中的一种或更多种。在实施例中，可以使用任何负电极活性物质。
[0074]在上面描述的第一电极210和第二电极220中，第一电极210可以是正电极，第二电极220可以是负电极。在实施例中，第一电极210可以是负电极，第二电极220可以是正电极。第一集流体211可以包括Cu或Cu合金，包括负电极活性物质的活性物质层可以形成在第一集流体211中。第二集流体221可以包括Al或Al合金，包括正电极活性物质的活性物质层可以形成在第二集流体221中。
[0075]隔膜230可以是具有离子透过率和机械强度的绝缘薄膜。隔膜230可以设置在第一电极210与第二电极220之间以防止在充电和放电期间在第一电极210与第二电极220之间产生短路并使离子移动。隔膜230可以具有与第一集流体211和第二集流体221的形状相同或相似的形状。在实施例中，隔膜230可以比第一集流体211和第二集流体221大，并且可以防止第一电极210的边缘和第二电极220的边缘被短路。
[0076]隔膜230例如可以是形成有多个精细通孔的薄膜并且可以包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚烯烃树脂或它们的等同物。
[0077]至少一个电极接线片可以包括第一电极接线片260和第二电极接线片270。根据当前的实施例，详细地描述至少一个电极接线片包括第一电极接线片260和第二电极接线片270的情形。在实施例中，可以仅设置一个电极接线片。例如，第一电极210可以电连接到第一电极接线片260，具有与第一电极210的极性相反的极性的第二电极220可以直接接触罐20和30，罐20和30可以用作电极端子。在实施例中，二次电池可以包括连接到电极组件200的第一电极210和第二电极220中的一个的至少一个电极接线片。
[0078]参照图5，第一电极接线片260可以是具有预定的宽度和长度的导电板状构件。第一电极接线片260可以与第一电极210叠置并且可以电连接到第一电极210。例如，第一电极接线片260可以包括堆叠在第一集流体211上的接线片叠置单元261和可以从接线片叠置单元261延伸到电极组件200的外侧的接线片延伸单元263。接线片叠置单元261可以固定到第一集流体211的非涂覆部分(例如，未涂覆有第一活性物质层213的部分)。第一电极接线片260固定到的第一电极210可以与隔膜230和第二电极220顺序地堆叠并且可以卷取，接线片叠置单元261可以与第一电极210和隔膜230叠置。
[0079]第一电极接线片260可以通过焊接固定到第一集流体211。近似矩形的焊接区262可以形成在接线片叠置单元261的中心并且可以通过焊接连接到第一集流体211的非涂覆部分。接线片叠置单元261的边缘可以不焊接到第一集流体211。在连接接线片叠置单元261和接线片延伸单元263的部分中，焊接区262可以形成到接线片叠置单元261与接线片延伸单元263之间的边界。在实施例中，可以改变焊接区262的尺寸和形状。焊接区262可以是与图5中不同的椭圆形并且可以与接线片叠置单元261与接线片延伸单元263之间的边界分离。
[0080]第二电极接线片270可以是具有预定的宽度和长度的导电板状构件。在示出在图4中的实施例中，第二电极接线片270和第一电极接线片260具有相同的形状。在实施例中，第二电极接线片270可以比第一电极接线片260长或短并且可以具有与第一电极接线片260的宽度不同的宽度。
[0081]第二电极接线片270可以与第二电极220叠置并且可以电连接到第二电极220。第二电极接线片270可以通过焊接固定到第二集流体221的非涂覆部分。与图5的第一电极接线片一样，第二电极接线片270可以包括堆叠在第二集流体221的非涂覆部分上的接线片叠置单元和可以从第二电极接线片270的接线片叠置单元延伸到电极组件200的外侧的接线片延伸单元。
[0082]焊接区可以形成在第二电极接线片270的接线片叠置单元的中心中并且可以连接到第二集流体221的非涂覆部分。第二电极接线片270的接线片叠置单元的边缘可以不焊接到第二集流体221的非涂覆部分。形成在第二电极接线片270的接线片叠置单元中的焊接区的形状与第一电极接线片260的焊接区262的形状可以相同或可以不同。第一电极接线片260和第二电极接线片270的焊接区的位置、形状或数量可以根据第一电极接线片260和第二电极接线片270以及第一集流体211和第二集流体221的材料或焊接方法而改变。
[0083]电极组件200还可以包括缓冲层240和粘合层250。参照图4至图6，缓冲层240可以堆叠在第一电极接线片260的接线片叠置单元261与第一集流体211之间以释放作用于电极组件200的应力。缓冲层240可以是平面形状可是正方形的薄膜构件并且可以与未形成有焊接区262的接线片叠置单元261的边缘至少局部叠置。
[0084]参照图5，缓冲层240可以与根据实施例的接线片叠置单元261的纵向边缘叠置。可以与缓冲层240叠置的接线片叠置单元261的边缘可以位于接线片叠置单元261连接到第一电极接线片260的接线片延伸单元263的部分的相对侧上，例如，可以位于与所述部分相对的一侧上。在下文中，在第一电极接线片260的接线片叠置单元261的两个纵向端之间，连接到第一电极接线片260的接线片延伸单元263 (或与第一电极接线片260的接线片延伸单元263形成边界)的一端被称作连接端，与缓冲层240叠置的一端被称作叠置端。
[0085]缓冲层240可以不与第一电极接线片260的接线片叠置单元261的焊接区262叠置。可以用接线片叠置单元261的叠置端覆盖缓冲层240的中心的一部分。缓冲层240可以在缓冲层240与第一电极接线片260叠置的部分中延伸到第一电极接线片260的外侧。在图4和图5中，缓冲层240的形状可以是可以延伸了预定的长度的矩形。在实施例中，缓冲层240可以具有能够释放作用于第一集流体21和第一电极接线片260的应力的任何形状(诸如椭圆、半圆和圆)。
[0086]由粘合材料形成的粘合层250可以将缓冲层240固定到第一电极210。例如，粘合层250可以具有与缓冲层240的形状和尺寸相同的形状和尺寸并且可以堆叠在缓冲层240与第一集流体211的非涂覆部分之间。粘合层250可以包括导电材料。粘合层250可以不具有与缓冲层240的尺寸和形状相同的尺寸和形状而是可以具有能够将缓冲层240固定到第一集流体211的任何形状，并且可以比缓冲层240小。
[0087]缓冲层240可以包括作为示例的聚合物基体层。粘合层250可以涂敷在聚合物基体层上。缓冲层240和粘合层250可以通过使聚合物带附着到第一集流体211而形成。
[0088]缓冲层240可以包括作为另一个示例的金属基体层。粘合层250可以涂敷在金属基体层上。缓冲层240和粘合层250可以通过使金属薄膜带附着到第一集流体211而形成。金属基体层可以包括N1、Cu和Al中的至少一种。
[0089]聚合物基体层或金属基体层可以不以带的形式附着，而是可以在通过在第一集流体211的非涂覆部分上涂覆粘合材料形成粘合层250之后附着到粘合层250。
[0090]根据当前的实施例，缓冲层240可以例如通过粘合层250固定到第一集流体211。在实施例中，可以不设置粘合层250。例如，缓冲层240可以通过焊接(可以应用到随后将描述的缓冲层240的变型)固定到第一集流体211或第一电极接线片260。
[0091]在第一电极接线片260的接线片叠置单元261中，尽管可以覆盖缓冲层240的叠置端可以不是直接固定到缓冲层240，但是叠置端可以在接线片叠置单元261焊接到第一集流体211的状态下压向第一集流体211，叠置端可以通过可使叠置端压向第一集流体211的力粘合到缓冲层240并且可以固定到缓冲层240。在第一电极接线片260的接线片叠置单元261和缓冲层240中，第一电极接线片260的接线片叠置单元261和缓冲层240叠置的部分可以通过焊接固定。
[0092]缓冲层240可以修改为分散并释放作用于第一电极接线片260和第一集流体211的应力。图7至图15示出了缓冲层240的变型240’、240”、244、245和247。参照图7至图15，将详细地描述缓冲层240的变型240’、240”、244、245和247。
[0093]缓冲层240’可以包括分别可以在宽度方向上与第一电极接线片260的两个边缘叠置的一对侧部缓冲层242和243。缓冲层240’可以设置在第一电极接线片260的接线片叠置单元261与第一集流体211之间从而在宽度方向上与接线片叠置单元261的两个边缘叠置。
[0094]参照图7和图8，一对侧部缓冲层242和243可以布置为不与第一电极接线片260的焊接区262叠置。一对缓冲层242和243可以分别布置在形成在第一电极接线片260的焊接区262与第一集流体211之间的焊接连接单元201的两侧上。在图8中，焊接连接单元201与侧部缓冲层242和243可以彼此接触。在实施例中，在焊接连接单元201与侧部缓冲层242和243之间可以存在间隙。图5的缓冲层240可以接触形成在第一电极接线片260的焊接区262与第一集流体211之间的焊接连接单元并可以与焊接连接单元稍微分离，可以在缓冲层240与焊接连接单元之间存在间隙。
[0095]一对侧部缓冲层242和243可以是可延伸大致与第一电极接线片260的接线片叠置单元261的长度相等的长度并可具有预定的宽度的薄膜构件。一对侧部缓冲层可以形成为更长或更短，并且一对侧部缓冲层的形状可以修改。
[0096]一对侧部缓冲层242和243中的每个可以包括聚合物基体层或金属基体层。粘合层252和253可以分别设置在一对侧部缓冲层242和243与第一集流体211之间，一对侧部缓冲层242和243可以附着到第一集流体211。与上面描述的实施例一样，缓冲层240’可以通过焊接连接到第一集流体211或者可以不直接连接到第一集流体211。
[0097]缓冲层240”可以与第一电极接线片260的接线片叠置单元261的两个边缘和叠置端的边缘叠置。参照图9，缓冲层240”可以包括端部缓冲层241以及一对侧部缓冲层242和243。
[0098]与参照图5和图6描述的缓冲层240—样，端部缓冲层241可以布置为在第一电极接线片260的纵向端中与叠置端叠置。与参照图7和图8描述的缓冲层240’一样，一对侧部缓冲层242和243可以布置为在宽度方向上与第一电极接线片260的两个边缘叠置。
[0099]一对侧部缓冲层242和243可以根据图7的实施例延伸到第一电极接线片260的接线片叠置单元261的纵向的两端，一对侧部缓冲层242和243可以根据图9的实施例从第一电极接线片260的接线片叠置单元261的延伸端(如上面描述的，延伸端是指接线片叠置单元261与接线片延伸单元263之间的边界)延伸到端部缓冲层241。
[0100]缓冲层240”可以与图5的缓冲层240—样通过粘合层或通过焊接固定到第一集流体211，可以通过焊接固定到第一电极接线片260，或者可以在焊接第一电极接线片260的焊接区262的同时间接挤压并固定到第一电极接线片260。
[0101]在图9的缓冲层240”中，端部缓冲层241与一对侧部缓冲层242和243可以是单独的构件。在实施例中，缓冲层240”可以由连接侧部缓冲层241与一对侧部缓冲层242和243的一个构件形成。
[0102]在缓冲层240”由缓冲层240”与第一电极接线片260的接线片叠置单元261的边缘完全叠置的一个构件形成的实施例中，缓冲层240”可以由具有预定宽度的大致U形薄膜形成。U形可以是有角度的或圆的以与第一电极接线片260的边缘的形状对应。缓冲层240”的内部边缘可以形成为围绕第一电极接线片260的焊接区262，缓冲层240”的外部边缘可以形成为比第一电极接线片260的外侧边缘大，包括缓冲层240”的内侧的部分可以与第一电极接线片260的边缘叠置。缓冲层240”的外部边缘可以延伸到第一非涂覆部分的边缘或者可以与第一非涂覆部分的边缘分离。
[0103]在缓冲层244由大致U-形的构件形成的实施例中，缓冲层244的外部边缘还可以延伸为与第一活性物质层213部分叠置。参照图10和图11，将详细地描述缓冲层244形成为与第一活性物质层213叠置的实施例。
[0104]缓冲层244可以是设置在第一电极接线片260与第一集流体211之间的集成薄膜构件，并可以形成为从第一电极接线片260的焊接区262的外侧延伸到第一电极接线片260的焊接区262的外部边缘以覆盖第一非涂覆部分。缓冲层244可以从焊接区262的外侧延伸超过第一活性物质层213的边缘，并可以与第一电极接线片260的边缘和第一活性物质层213
的边缘叠置。
[0105]粘合层可以进一步设置在缓冲层244与第一集流体211之间。粘合层还可以进一步设置在缓冲层244与第一活性物质层213之间。
[0106]图12和图13示出根据实施例的缓冲层245。缓冲层245可以是可形成有通孔245a的矩形薄膜构件。与图5的缓冲层240—样，缓冲层245可以布置为与第一电极接线片260的延伸端叠置。缓冲层245的通孔245a还可以与第一电极接线片260叠置。
[0107]通过焊接第一电极接线片260和第一集流体211形成的焊接连接单元202可以设置在缓冲层245的通孔245a中。第一电极接线片260可以穿过缓冲层245的通孔245a通过焊接而连接到第一集流体211以及在焊接区262中通过焊接而连接到第一集流体211。通孔245a的外围可以被第一电极接线片260挤压，缓冲层245可以固定到第一集流体211，缓冲层245可以在没有粘合层的情况下间接固定到第一集流体211。
[0108]在缓冲层245的变型中，与图9的缓冲层240”一样可以一体地形成，缓冲层245可以由大致U形的薄膜形成，缓冲层245可以与第一电极接线片260的接线片叠置单元261的边缘完全叠置。通孔245a可以形成在用第一电极接线片260的叠置端覆盖的部分中。第一电极接线片260的焊接区262的外围可以将缓冲层245压向第一集流体211，缓冲层245可以固定到第一集流体211。第一电极接线片260可以挤压缓冲层245所通过的力可以通过将第一电极接线片260的焊接区262焊接到第一集流体211和通过将第一电极接线片260到焊接穿过通孔245a的第一集流体211来维持。
[0109]根据上面描述的实施例的缓冲层240、240’、240”、244和245可以设置在第一电极接线片260与第一非涂覆部分之间。在实施例中，根据实施例的缓冲层247可以设置在第一电极接线片260的相对侧上。
[0110]参照图14和图15，缓冲层247可以在第一电极接线片260所附着到的部分的相对侧上设置在第一集流体211的非涂覆部分中。缓冲层247可以为矩形薄膜构件，可以与第一电极接线片260的接线片叠置单元261完全叠置，并且可以形成为比接线片叠置单元261大。
[0111]在第一电极接线片260中，焊接区262可以形成在接线片叠置单元261的中心中，焊接连接单元201可以形成在第一集流体211与第一电极接线片260之间。根据当前实施例，缓冲层247可以设置在第一电极接线片260的相对侧上，缓冲层247可以与焊接区262叠置。
[0112]粘合层257还可以设置在缓冲层247与第一集流体211之间，缓冲层247可以固定到第一集流体211。粘合层257的详细构造可以与图6的粘合层250的详细构造相同，将不给出其详细的描述。
[0113]根据上面描述的变型的缓冲层240、240’、240”、244、245和247可以包括聚合物基体层或金属基体层，其详细的构造可以与图5的缓冲层240的详细构造相同，将不给出其详细的描述。
[0114]根据实施例的电极组件200还可以包括覆盖层。将参照图16至图22详细地描述包括覆盖层的电极组件200。与上面描述的实施例的元件相同的元件由相同的附图标记表示，将不给出其详细的描述。
[0115]图16示出包括布置为覆盖第一电极接线片260的覆盖层291的第一电极210的平面图。图17示出沿图16的线VI1-VII截取的剖视图。在图16中，缓冲层可以是上面描述的缓冲层240、240’和240”中的一个，将不给出缓冲层的详细描述。图12的缓冲层245可以应用到在图17中示出的实施例。
[0116]覆盖层291可以布置为完全覆盖第一电极接线片260的接线片叠置单元261、缓冲层240、240’和240”以及第一活性物质层213中的至少一个边缘。覆盖层291的宽度可以等于或小于第一集流体211的宽度。覆盖层291可以纵向地延伸，覆盖层291的纵向边缘可以与第一活性物质层213的边缘叠置。
[0117]覆盖层291可以由绝缘材料形成。粘合层还可以设置在覆盖层291与第一电极210之间，覆盖层291可以固定到第一电极210。覆盖层291可以是由聚丙烯(PP)形成的带。
[0118]图18示出沿覆盖层添加到图16从而设置多个覆盖层291和292的实施例的线VI1-VII截取的剖视图。根据图18的实施例的电极组件200可以包括多个覆盖层291和292。多个覆盖层291和292中的一个覆盖层291可以具有与参照图16和图17描述的构造相同的构造，剩余的覆盖层292可以布置为覆盖第一非涂覆部分和位于第一电极接线片260的相对侧上的第一活性物质层213中的至少一个边缘。根据当前的实施例，为了方便起见，覆盖第一电极接线片260的覆盖层被称作第一覆盖层，设置在第一电极接线片260的相对侧上的覆盖层被称作第二覆盖层。
[0119]第二覆盖层可以具有与第一覆盖层的形状相同的形状，并可以以相同的方式布置。第二覆盖层可以由绝缘材料形成，粘合层还可以设置在第二覆盖层与第一电极210之间，第二覆盖层可以固定到第一电极210。第二覆盖层可以是由聚丙烯(PP)形成的带。第二覆盖层的尺寸可以与第一覆盖层的尺寸不同。
[0120]图19示出包括多个缓冲层和多个覆盖层的第一电极210的局部平面图。图20示出沿图19的线VII1-VIII截取的剖视图。多个缓冲层包括设置在第一电极接线片260与第一电极210之间的第一缓冲层244’以及在第一缓冲层244’的相对侧上设置在第一电极210中的第二缓冲层246。
[0121]与图10的缓冲层244—样，第一缓冲层244’的边缘可以延伸超出第一活性物质层213的边缘。在图19中，第一活性物质层213可以形成在第一非涂覆部分的两侧上，缓冲层244’可以延伸为使得缓冲层244’的两个边缘可以与在第一非涂覆部分的两侧上的第一活性物质层213纵向地叠置。
[0122]第二缓冲层246可以设置在第一缓冲层244’的相对侧上，并可以完全覆盖第一非涂覆部分。第二缓冲层246可以延伸超出第一活性物质层213，使得第二缓冲层246的两个边缘可以在第一非涂覆部分的两侧上与第一活性物质层213的边缘纵向地叠置。第二缓冲层246的宽度可以等于第一集流体211的宽度。在实施例中，第二缓冲层246的宽度可以短于第一集流体211的宽度。
[0123]第一缓冲层244’和第二缓冲层246的外侧边缘的形状可以相同。在实施例中，第一缓冲层244’和第二缓冲层246的外侧边缘的形状可以彼此不同。例如，第二缓冲层246在长度和宽度方向上的尺寸可以小于第一缓冲层244’在长度和宽度方向上的尺寸。
[0124]多个覆盖层可以包括可覆盖第一电极接线片260和第一缓冲层244’的第一覆盖层294以及可覆盖第二缓冲层246的第二覆盖层296。第一覆盖层294可以形成为比第一缓冲层244 ’大，第一覆盖层294的两个边缘可以比第一缓冲层244 ’的两个边缘纵向延伸地多，第一缓冲层244 ’可以用第一覆盖层294完全覆盖到其边缘，第一覆盖层294的边缘可以接触第一活性物质层213。
[0125]第二覆盖层296可以在第一覆盖层294的相对侧上设置在第一电极210中。第二覆盖层296可以形成为比第二缓冲层246大以完全覆盖第二缓冲层246，并可以比第二缓冲层246纵向延伸地多。第二覆盖层296的外侧边缘的形状可以与第一覆盖层294的外侧边缘的形状相同。第二覆盖层296可以具有任何形状和尺寸，第二覆盖层296可以通过所述形状和尺寸覆盖第二缓冲层246。第二覆盖层296的形状和尺寸可以与第一覆盖层294的形状和尺寸不同。
[0126]多个覆盖层294和296的宽度可以等于第一集流体211的宽度。在实施例中，多个覆盖层294和296的宽度可以小于第一集流体211的宽度。在实施例中，多个覆盖层294和296的宽度可以等于或大于第一缓冲层244’和第二缓冲层246的宽度。
[0127]与图16的覆盖层291—样，多个覆盖层294和296可以由绝缘材料形成，将不给出其详细的描述。
[0128]当仅一个覆盖层设置在第一电极210中时，与图16中不同，覆盖层可以设置在第一电极接线片260的相对侧上，将参照图21和图22对其进行详细描述。图21示出覆盖层293还设置在图14的第一电极210中的实施例的局部平面图。图22示出沿图21的线IX-1X截取的剖视图。与图14和图15的元件相同的元件由相同的附图标记表示，将不给出其详细的描述。
[0129]覆盖层293可以设置在第一非涂覆部分中以完全覆盖缓冲层247。覆盖层293可以比缓冲层247纵向延伸地多，以覆盖缓冲层247并局部地覆盖第一非涂覆部分。在图21中，覆盖层293局部地覆盖第一非涂覆部分。在实施例中，覆盖层293可以完全覆盖第一非涂覆部分并可以延伸地较多以覆盖第一活性物质层213的边缘。
[0130]与图16的覆盖层291—样，根据各种实施例的覆盖层293、294和296可以由绝缘材料形成，将不给出其详细的描述。
[0131]根据上面描述的变型的缓冲层240、240’、240”、244、245和247可以不设置在第一电极210中，而是设置在第二电极220中。通过使第一电极210的相应元件对应于在上面参照图1至图22描述的实施例中的第二电极220的相应元件，可以理解详细的构造。
[0132]根据实施例的二次电池可以包括壳体100和300、电极组件200以及至少一个电极接线片260’。壳体100和300以及电极组件200可以与参照图1至图5描述的相同。可以通过修改上面描述的实施例中的至少一个电极接线片来获得二次电池，将不给出对重复构造的描述，将详细地描述至少一个电极接线片260’。
[0133]至少一个电极接线片260’可以是第一电极接线片260。图23示出沿图5的具有变型形状的第一电极接线片260的实施例的线I1-1I截取的剖视图。参照图23，电极接线片260’可以通过在宽度方向上纵向地延伸具有曲率的弯曲表面形成。在电极接线片260’中，朝向第一集流体211的表面可以是凸的，相对表面可以是凹的。与参照图5详细地描述的实施例中一样，上面描述的缓冲层240和粘合层250可以布置在电极接线片260’的凸表面与第一集流体211之间。
[0134]电极接线片260’可以不具有第一电极接线片260的形状，而是可以具有第二电极接线片270的形状。所有的第一电极接线片260和第二电极接线片270可以像图23的电极接线片260’一样形成。设置在电极接线片260’与第一集流体211之间的缓冲层240可以像根据变型的缓冲层240’、240”、244、245和247—样形成。
[0135]根据实施例的二次电池可以包括壳体20和30、电极组件200以及第一电极接线片260和第二电极接线片270。在上面描述的实施例中，缓冲层示出为设置在第一电极或第二电极中。在当前的实施例中，缓冲层可以设置在第一电极和第二电极二者中。电极组件200还可以包括绝缘带260a和270a。将参照图24详细地描述实施例。与上面描述的实施例的元件相同的元件由相同的附图标记表示，将不给出其详细的描述。
[0136]参照图24，绝缘带260a和270a分别可以设置在第一电极接线片260和第二电极接线片270中。例如，设置在第一电极接线片260中的第一绝缘带260a可以是可围绕第一电极接线片260的接线片叠置单元261和接线片延伸单元263之间的边界的绝缘带状构件。设置在第二电极接线片270中的第二绝缘带270a可以是可围绕第二电极接线片270的接线片叠置单元和接线片延伸单元之间的边界的绝缘带状构件。通过绝缘带260a和270a可以防止电极接线片260和270的短路，由电极接线片260和270产生的热可以被绝缘带260a和270a阻挡。
[0137]电极组件200可以包括一对缓冲层248和249。一对缓冲层248和249可以包括设置在第一电极210中的第一缓冲层246和设置在第二电极220中的第二缓冲层247。除了缓冲层248和249分别可以设置在电极210和220中之外，电极组件200可以与上面描述的实施例相同，将不给出其详细的描述。缓冲层248和249具有与图5的缓冲层的形状相同的形状。在实施例中，还可以应用根据上面描述的变型的缓冲层240’、240”、244、245和247。
[0138]在实施例中，电极组件200’可以被容纳在大致矩形的壳体100和300中。图25示出根据实施例的二次电池的透视图，图26示出图25的二次电池的分解透视图。
[0139]电极组件200’可以被卷取，其横截面可以是平椭圆，并可以容纳在矩形壳体100和300中。第一电极接线片260和第二电极接线片270可以从电极组件200’的同一侧延伸到外侦U。在当前实施例中，与参照图1至图24描述的实施例比较，壳体100和300的形状以及电极组件200’的横截面的形状可以修改。与上面描述的实施例的元件相同的元件由相同的附图标记表示，将不给出其详细的描述。
[0140]在当前实施例中，可以应用根据图5的实施例的缓冲层240、240’、240”、244、245和247以及变型，将不给出其详细的描述。
[0141]壳体100和300可以包括罐100(罐100的一端可以打开)和用于密封罐100的开口的盖组件300。罐100可以是可形成有空间并且开口 10a可以形成在一个表面中的大致矩形的构件。开口 10a可以与电极组件200’的电极接线片可突出的一部分对应。罐100可以由金属形成并可以用作电极端子。
[0142]盖组件300可以包括盖板340、绝缘板350、端子板360和电极端子330。盖组件300可以通过绝缘壳体370与电极组件200’绝缘并可以与开口 10a结合以密封罐100。
[0143]盖板340可以是具有与开口10a的尺寸和形状对应的尺寸和形状的金属板。端子通孔341可以形成在盖板340的中心，电极端子330可以插入到端子通孔341中。管状的垫圈335可以设置在电极端子330与端子通孔341之间。用于使电极端子330与盖板340绝缘的垫圈335可以与电极端子330的外表面结合并可以与电极端子330—起插入到端子通孔341中。电极端子330可以通过第一电极接线片260电连接到第一电极210并可以用作第一电极210。
[0144]电解质注入孔342可以形成在盖板340中。可以进一步形成通气口。通气口可以通过减小盖板340的横截面的厚度一体地形成。当盖组件300与罐100结合时，电解质可以被注入到电解质注入孔342中，电解质注入孔342可以被盖343密封。
[0145]根据实施例，电极组件200’可以被容纳在袋状壳体100’中。在当前实施例中，与上面描述的实施例相比，壳体100’可以修改为袋状。电极组件200’的构造和功能可以与上面描述的实施例相同，相同的元件由相同的附图标记表示，将不给出其详细的描述。
[0146]壳体100’可以为可围绕电极组件200’的构件，并可以包括第一子壳体117和第二子壳体118。在第一子壳体117中，可以形成可以是用于容纳电极组件200’的空间的容纳单元117a。第二子壳体118可以实现为覆盖第一子壳体117，容纳单元117a可以设置为与电极组件200 ’的形状和尺寸对应。例如，容纳单元117a可以通过制造中空容器的深冲压工艺来制造而无需平板上的接合点。
[0147]根据当前实施例的二次电池可以通过将电极组件200’和电解质容纳在容纳单元117a中并在第一子壳体117和第二子壳体118可以彼此粘合的状态下热固化第一子壳体117的边缘117b和第二子壳体118的边缘118b来制造，可以形成密封单元112。一对电极接线片260和270可以穿过密封单元112延伸到壳体100’的外侧。
[0148]参照图28，壳体100’可以顺序地包括内部树脂层116a、金属层116b和外部树脂层116c。内部树脂层116a可以直接面对电极组件200’。外部树脂层116c可以与壳体100’的最外表面对应。内部树脂层116a和外部树脂层116c可以由可以是电学非导体的聚合物树脂形成以防止短路。金属层116b可以设置在内部树脂层116a与外部树脂层116c之间以对壳体100’提供预定的机械强度。例如，金属层116c可以包括铝(Al)。
[0149]图29示出测量各种实施例的接触电阻的结果的图。图30示出测量各种实施例的容量保持率的结果的图。参照图29和图30，将详细地描述当图5的缓冲层240设置在负电极和正电极中时获得的效果。
[0150]在图29和图30中，样本I是包括电极组件而没有缓冲层240的二次电池，在样本2中，包括聚合物基体层的缓冲层240设置在二次电池的负电极中，在样本3中，包括聚合物基体层的缓冲层240设置在二次电池的正电极中，在样本4中，包括金属基体层的缓冲层240设置在二次电池的负电极中，在样本5中，包括金属基体层的缓冲层240设置在二次电池的正电极中。
[0151]图29的图在X轴上显示样本编号并在y轴上显示在各样本中测量的接触电阻DCIR值。电阻的单位为πιΩ。参照图29，在没有缓冲层的卷取式电极组件的情形中，接触电阻大于40πιΩ。然而，当像在样本2至样本5中一样在负电极和正电极中设置缓冲层时，作用于电极组件的应力被释放，接触电阻减少到大约38m Ω。
[0152]图30的曲线图在X轴上显示再充电循环的次数，并在y轴上显示随着再充电循环的增加而保持的初始电池容量的百分数(％)。参照图30，在没有缓冲层的卷取式电极组件的壳体中，当再充电的次数超过40时，容量保持率朝着减小的趋势增加。然而，在样本2至样本5中，电池的容量保持率朝着减小的趋势几乎均匀地保持，直到再充电循环超过80次。
[0153]在样本I中，当再充电循环为80次时，电池的容量减小到初始容量的大约87%。然而，在样本2至样本5中，当再充电循环为80次时，电池的容量保持为初始容量的大约90%至95%,包括缓冲层的二次电池的耐久性改善并且包括缓冲层的二次电池的寿命增加。
[0154]通过总结和回顾的方式，实施例涉及有改善的耐久性的二次电池。根据实施例，可以改善电极接线片和电极连接的部分的耐久性。
[0155]这里已经公开了示例实施例，虽然采用了特定术语，但是使用特定术语并以通用的和描述性的含义解释它们，而不是出于限制的目的。在一些情况下，如本领域的技术人员将清楚的，自提交本申请之时起，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用或者可以与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另有特别指明。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。
【主权项】
1.一种二次电池，所述二次电池包括: 电极组件，所述电极组件包括:一对电极，具有相反的极性;隔膜，位于所述一对电极之间；以及 至少一个电极接线片，电连接到所述一对电极中的一个，所述至少一个电极接线片延伸到电极组件的外侧， 电极组件还包括位于所述至少一个电极接线片电连接到的电极上的缓冲层，缓冲层与所述电极连接到所述至少一个电极接线片所处的区域至少局部叠置。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述至少一个电极接线片包括: 接线片叠置部分，与连接的电极叠置；以及 接线片延伸部分，从接线片叠置部分延伸到电极组件的外侧， 其中，所述缓冲层与接线片叠置部分的边缘至少局部叠置。3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述缓冲层与接线片叠置部分的纵向端叠置。4.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述缓冲层与接线片叠置部分的在宽度方向上的一端叠置。5.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述缓冲层从接线片叠置部分的边缘延伸并且进一步与电极的活性物质层的边缘叠置。6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述缓冲层位于所述至少一个电极接线片连接到的电极与所述至少一个电极接线片之间，或者在所述至少一个电极接线片连接到的电极上位于所述至少一个电极接线片的相对侧上。7.根据权利要求6所述的二次电池，其中: 连接到所述电极的焊接区处于所述至少一个电极接线片的至少一部分中， 缓冲层在所述至少一个电极接线片与所述电极之间的焊接区旁边。8.根据权利要求7所述的二次电池，其中: 在缓冲层中，通孔处于缓冲层与所述至少一个极接线片叠置的部分中， 所述至少一个电极接线片和所述电极经由所述通孔连接。9.根据权利要求6所述的二次电池，其中: 连接到所述电极的焊接区处于所述至少一个电极接线片的至少一部分中， 缓冲层位于所述至少一个电极接线片的所述相对侧上以与焊接区叠置。10.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括处于具有缓冲层的所述电极与缓冲层之间的粘合层，其中，所述粘合层与缓冲层的至少一部分叠置。11.根据权利要求10所述的二次电池，其中，所述粘合层具有导电性。12.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括位于所述电极上用于覆盖缓冲层的覆盖层。13.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述覆盖层包括绝缘带。14.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述缓冲层包括聚合物基体层或金属基体层。15.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述一对电极中的一个包括石墨和硅中的至少一种。
【文档编号】H01M10/04GK106025322SQ201610153084
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】禹炳喆, 李齐光
【申请人】三星Sdi株式会社