二次电池的制作方法

专利名称：二次电池的制作方法
技术领域：
实施例涉及一种二次电池。
背景技术：
锂离子二次电池可包括具有裸电池和保护电路模块的电池芯组(cor印ack)。裸电 池包括正极板、负极板、电解质和隔膜。裸电池将功率供应到外部电子装置并且在使用过程 中经受反复的充电/放电循环。保护电路模块保护二次电池不受过充电和过电流的影响。 另外，保护电路模块防止二次电池的性能由于过放电而劣化。随着近来电子产品的小型化的趋势，用于这些电子产品的二次电池的尺寸减小和
高容量密度已经变得重要。

发明内容
因此，实施例涉及一种二次电池，该二次电池基本克服了由于现有技术的局限性 和缺点而导致的一个或多个问题。因此，实施例的特征在于提供一种二次电池，该二次电池能够不使用单独的保护 电路模块，从而减小尺寸并简化制造步骤。因此，实施例的另一特征在于提供一种二次电池，该二次电池不需要在单独的保 护电路模块和裸电池之间连接引线板，从而能够以低成本和减少的操作步骤数量来制造二 次电池。上述和其它特征和优点中的至少一个可通过提供一种二次电池来实现，所述二次 电池包括裸电池，裸电池具有壳体、电极组件和盖组件，其中，盖组件包括保护电路组件。保护电路组件可包括具有第一板和第二板的保护电路板，第一板可以是金属并覆 盖壳体的开口，第二板可包括绝缘层和导电金属图案，第二板可以在第一板上。第二板的下表面可与第一板的上表面面对并可接触第一板的上表面。第二板的相对的短边之间的距离可比第一板的相对的短边之间的距离短。第二板的相对的长边之间的距离可比第一板的相对的长边之间的距离短。第一板的最外部可焊接到壳体的上端部。第一板可以是铝。绝缘层可由环氧树脂制成。第二板可以是柔性印刷电路板。保护电路组件可包括位于第二板的下表面上的端子部分，以将第一板电连接到导 电金属图案。保护电路组件在第二板的一侧可包括保护电路器件，端子部分可以电连接到电极端子。保护电路组件可包括在第二板上的充电/放电端子部分，充电/放电端子部分可 以电连接到导电金属图案，以将裸电池电连接到外部装置。
充电/放电端子部分可包括安装在第二板的表面上的充电/放电端子和托架。托架可由绝缘材料制成，充电/放电端子可包括多个金属板。所述多个金属板可用作正极、电阻器和负极。保护电路组件可在其中心具有端子孔，盖组件可包括插入到端子孔中的电极端子。保护电路组件可包括在第二板上的引线板，引线板可以电连接到电极端子和导电
金属图案。保护电路组件可包括位于第二板上并电连接到导电金属图案的保护电路器件。


通过参照附图详细描述示例性实施例，上述和其它特征和优点对本领域技术人员 将变得更加清楚，在附图中图1示出了根据示例性实施例的二次电池的分解透视图；图2示出了图1的二次电池的裸电池的分解透视图；图3示出了图1的二次电池的保护电路组件的透视图；图4示出了图1的二次电池的局部剖视图。
具体实施例方式于2009年5月15日提交到韩国知识产权局的题为“Secondary Battery"的第 10-2009-0042632号韩国专利申请通过引用全部包含于此。现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例，然而，它们可以以不同的形 式实施，而不应理解为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻 底的和完全的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了示出的清楚，可以夸大层和区域的尺寸。还应理解的是，当层或元 件被称为“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可以直接在另一层或基底上，或者也可存 在中间层。另外，应该理解的是，当层被称为“在”另一层“下”时，该层可以直接在另一层 下，或者也可存在一个或多个中间层。此外，还应理解的是，当层被称为“在”两个层“之间” 时，该层可以是这两个层之间唯一的层，或者也可存在一个或多个中间层。相同的标号始终 表示相同的元件。图1示出了根据示例性实施例的二次电池的分解透视图。参照图1，二次电池可包 括具有壳体100、容纳在壳体100中的电极组件200 (在图2中示出)和盖组件300的裸电 池1000。二次电池还可包括标签410、顶壳420和底壳430。图2示出了二次电池的裸电池1000的分解透视图。参照图2，壳体100可具有在 其一侧的开口 100a，盖组件300可覆盖壳体100的开口 100a。电极组件200可容纳在壳体 100 中。壳体100可具有基本上为长方体的形状。壳体100可以是金属并且本身可作为端 子。电极组件200可通过开口 IOOa插入到壳体100中。电极组件200可包括第一电极板210、第二电极板220以及设置在两个电极板210 和220之间的隔膜230。电极组件200可以以例如凝胶卷(jelly roll)的形式缠绕。
第一电极板210可包括第一电极集流体(未示出)和第一电极涂覆部分(未示 出)。第一电极接线片210a可于到第一电极集流体的一侧，并且第一电极接线片210a可穿 过壳体100的开口 IOOa向上突出。第二电极板220可包括第二电极集流体(未示出)和第二电极涂覆部分(未示 出)。第二电极接线片220a可附于第二电极集流体的一侧，并且第二电极接线片220a可穿 过壳体100的开口 IOOa向上突出。第二电极接线片220a也可相对地在电极组件200的中 部向外突出，以连接到电极端子340。第二电极接线片220a可包含例如铜(Cu)或镍(Ni)。 第一电极板210可以是正极，第二电极板220可以是负极。可选地，第一电极板210可以是 负极，第二电极板220可以是正极。为了便于描述，假设第一电极板210是正极，第二电极 板220是负极。隔膜230可以是包含例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或它们的复合物的多孔膜。隔 膜230可允许锂离子穿过隔膜230顺利移动，同时防止电极组件200中的第一电极板210 和第二电极板220之间的短路，S卩，隔膜230可防止第一电极板210和第二电极板220之间 的接触。隔膜230可被关闭来防止包括二次电池的电池包的温度由于外部短路而升高。通 常，隔膜包括作为离子的通路的微孔，当电池的温度升高并且隔膜部分地熔化时，微孔被封 闭并关闭。除了用于保护二次电池免受过充电、过放电和过电流影响的保护电路组件310之 外，盖组件300还可包括绝缘板320、端子板330、电极端子340和垫圈350。在该实施例中， 保护电路模块可与盖组件300形成为一体，保护电路模块是对传统的二次电池的安全负责 的元件。这种一体化可使二次电池的结构简化并可使二次电池的制造能够高效化。盖组件300与绝缘壳360 —起可以封闭壳体100的开口 100a，从而密封壳体100。 绝缘壳360可在例如它的一侧具有孔，电解质可通过该孔注入到电极组件200中。绝缘壳 360可在其中心具有另一孔，第二电极接线片220a可穿过该孔突出到外部。保护电路组件310可封闭壳体100的开口 100a，从而密封壳体100。保护电路组 件310的功能可以是保护二次电池不受过充电、过放电和过电流的影响。保护电路组件310 可包括保护电路板311、端子部分314(在图4中示出)、充电/放电端子部分315、保护电路 器件316、引线板317和电解质注入孔310b。将在后面参照图3和图4详细地解释保护电 路组件310。绝缘板320可以是板。例如，绝缘板320可以是厚度均勻的平板。绝缘板320可 以在保护电路板311之下。绝缘板320可比保护电路板311小。绝缘板320可包含绝缘材 料。端子板330也可以是板。例如，端子板330可以是厚度均勻的平板。端子板330 可位于绝缘板320之下。端子板330可包含例如镍或镍合金。绝缘板320和端子板330可 分别具有端子孔320a和330a，垫圈350和电极端子340可通过端子孔320a和330a插入， 端子孔320a和330a的位置在与保护电路板311的端子孔310a对应的位置。端子孔320a 和330a可分别在绝缘板320和端子板330的中心。电极端子340可分别穿过端子孔310a、320a和330a顺序地插入到保护电路组件 310、绝缘板320和端子板330中。电极端子340可与第二电极接线片220a电接触。因此， 电极端子340和第二电极板220可具有相同的极性。
垫圈350可设置在电极端子340和保护电路板311之间，以在电极端子340插入 到保护电路组件310的端子孔310a中时使电极端子340与保护电路板311绝缘。参照图3和图4，将在下面更详细地解释保护电路组件310和盖组件300的结构。 图3示出了二次电池的保护电路组件310的透视图。图4示出了二次电池的局部剖视图。参照图3和图4，保护电路组件310可封闭壳体100的开口 100a，从而密封壳体 100。保护电路组件310可保护二次电池不受过充电、过放电和过电流的影响。保护电路板311可包括第一板312和第二板313。端子孔310a可以在保护电路板 311的中心。换言之，端子孔310a可被形成为穿过第二板313和第一板312。电极端子340 和垫圈350可穿过端子孔310a插入到保护电路板311中。保护电路板311可在其一侧具 有电解质注入孔310b。在将电解质通过电解质注入孔310b注入到壳体100中之后，可利用 电解质密封塞318封闭电解质注入孔310b。第一板312可具有与壳体100的上端部IOOb对应的结构，以覆盖壳体100的开口 100a。第一板312可以是金属。铝可用作第一板312的材料。第一板312的下表面可与第 一电极接线片210a电接触。因此，第一板312和第一电极板210可具有相同的极性。第一 板312可在其一个表面形成有凹陷形式的安全通气孔(未示出)。当裸电池1000的气体压 力超过允许值时，安全通气孔会破裂以将气体释放到外部。第一板312的最外部312a可以 沿第一板312的周围焊接到壳体100的上端部100b，以密封壳体100。第一板312的最外 部312a可以是第一板312的不与第二板313叠置的部分。第二板313可以在第一板312上。第二板313的下表面可与第一板312的上表面 接触。第二板313可具有与第一板312的形状对应的形状，并且第二板313可包括绝缘层 和导电金属图案。导电金属图案(未示出)可电连接到绝缘层中的端子部分314、充电/放 电端子部分315、保护电路器件316和引线板317。在这种情况下，虽然未示出，但是连接到 导电金属图案的端子可被设置在绝缘层上，以在其上安装充电/放电端子部分315、保护电 路器件316和引线板317。在另一实施方案中，导电金属图案可通过例如图案化形成在绝缘 层的表面上。在这种情况下，导电金属图案可具有安装在充电/放电端子部分315、保护电 路器件316和引线板317上的端子，端子部分314可通过形成在绝缘层内部的通孔(未示 出)并利用形成在通孔中的导线电连接到导电金属图案。可使用合适的绝缘材料形成绝缘 层。例如，环氧树脂可用作用于绝缘层的材料。导电金属图案可包含例如铜。第二板313 可以是印刷电路板(PCB)。具有较小厚度的柔性印刷电路板也可用作第二板313。第二板313的两条短边之间的距离(例如，沿长度方向的距离)可比第一板312 的两条短边之间的距离短。第二板313的两条长边之间的距离(例如，沿与长度方向垂直 的方向的距离)可比第一板312的两条长边之间的距离短。通过这些尺寸，可在第一板312 的最外部312a和第二板313的最外部之间形成阶梯部分。例如，第一板312的最外部312a 可不与第二板313的最外部叠置。第一板312的最外部312a可焊接到壳体100的上端部 IOOb0参照图3，在第一板和第二板中，长边可指长度较长的边，短边可指长度较短的边。第 一板和第二板的每条短边可具有曲率。端子部分314可以在第二板313的下表面上，并可将第一板312电连接到导电金 属图案。端子部分314可以在第二板313的一个面上，例如，在第二板313的下表面上，即 与充电/放电端子部分315所处的面相对。
充电/放电端子部分315可以在第二板313的上表面上，并可电连接到导电金属 图案。可在充电/放电端子部分315的上部和第二板313之间以规则的间隔设置槽。充 电/放电端子部分315可包括托架315a和充电/放电端子315b。当沿与充电/放电端子 部分315的短边平行的方向切割时，托架315a的剖面可具有“Π”形状。充电/放电端子 315b可包括用作正极、电阻器和负极的多个金属板。托架315a可包含绝缘材料，充电/放 电端子315b可包含镀金磷青铜。可与第二板313的长边平行地表面安装充电/放电端子 部分315。充电/放电端子部分315可将裸电池1000电连接到外部装置。即，充电/放电 端子部分315可作为外部装置与裸电池1000之间的电通路。保护电路器件316可以在第二板313上，并且保护电路器件316可电连接到导电 金属图案。虽然图3和图4示出了保护电路器件316可以在端子部分314相对于电极端子 340所处的一侧上，但是保护电路器件316可以在第二板313和充电/放电端子部分315之 间的空间中，以确保可在第二板313上安装安全器件(例如，正温度系数(PTC)器件)的额 外空间。充电/放电端子部分可由“Π”形状形成以确保额外空间。可通过保护电路器件 316检查二次电池的充电/放电状态和信息(例如，电流、电压和温度)以保护二次电池。弓丨线板317可以在第二板313上，并可电连接到电极端子340和导电金属图案。引 线板317可具有焊料焊接(solder)到第二板313的部分、焊接到电极端子340的部分和连 接上述两个部分的部分。引线板317可以是弯曲形状，从而具有阶梯部分，例如，使焊料焊 接到第二板313的部分与焊接到电极端子340的部分相连的部分。在传统的二次电池中，作为对传统的二次电池的安全负责的元件的保护电路模块 可通过正极引线板和负极引线板机械连接并电连接到裸电池，所述裸电池与保护电路模块 单独地构成。由于这种构造，会造成需要额外的步骤来将保护电路模块连接到裸电池。此 外，很可能会由于外部震动(例如，跌落)而使保护电路模块与裸电池分开。具体地说，引 线板可以以这样的方式被焊料焊接或焊接到保护电路模块和裸电池，即，保护电路模块可 与裸电池分隔开预定的间隔而不是紧密地连接到裸电池。裸电池和保护电路模块之间的电 连接所需的空间会成为使二次电池小型化的障碍。相反，保护电路模块的全部构成元件设置在根据本实施例的二次电池的盖组件 300中，更具体地说，作为盖板的第一板312可使保护电路模块与裸电池一体化。这种一体 化可使二次电池的结构简化。换言之，封闭壳体100的开口 IOOa的第一板312可用作保护 电路组件310的底基底(base substrate)，而不使用已经在传统的二次电池中用作基底的 保护电路板，从而减小了二次电池的尺寸并使二次电池的制造步骤简化。此外，通过避免使用保护电路模块，可不需要将保护电路模块连接到裸电池的引 线板，因此避免在保护电路模块和裸电池之间为引线板形成空间。因此，可减小二次电池的 尺寸，从而获得高容量密度。此外，去除引线板可避免将引线板焊料焊接或焊接到裸电池和保护电路模块的需 要，从而能够以低成本和减少的操作步骤数量来制造二次电池。已经在这里公开了示例性实施例，虽然使用了特定的术语，但是使用它们仅以一 般的和描述性的意思来理解，而不是出于限制性的目的。因此，本领域普通技术人员应该理 解，在不脱离如权利要求书所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上 进行各种改变。
权利要求
一种二次电池，包括裸电池，包括壳体、电极组件和盖组件，其中，盖组件包括保护电路组件。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中保护电路组件包括具有第一板和第二板的保护电路板，第一板是金属并覆盖壳体的开口，第二板包括绝缘层和导电金属图案，第二板在第一板上。
3.如权利要求2所述的二次电池，其中，第二板的下表面与第一板的上表面面对并接 触第一板的上表面。
4.如权利要求2所述的二次电池，其中，第二板的相对的短边之间的距离比第一板的 相对的短边之间的距离短。
5.如权利要求2所述的二次电池，其中，第二板的相对的长边之间的距离比第一板的 相对的长边之间的距离短。
6.如权利要求2所述的二次电池，其中，第一板的最外部焊接到壳体的上端部。
7.如权利要求2所述的二次电池，其中，第一板是铝。
8.如权利要求2所述的二次电池，其中，绝缘层由环氧树脂制成。
9.如权利要求2所述的二次电池，其中，第二板是柔性印刷电路板。
10.如权利要求2所述的二次电池，其中，保护电路组件包括位于第二板的下表面上的 端子部分，以将第一板电连接到导电金属图案。
11.如权利要求10所述的二次电池，其中保护电路组件在第二板的一侧包括保护电路器件，端子部分电连接到电极端子。
12.如权利要求2所述的二次电池，其中，保护电路组件包括位于第二板上的充电/放 电端子部分，充电/放电端子部分电连接到导电金属图案，以将裸电池电连接到外部装置。
13.如权利要求12所述的二次电池，其中，充电/放电端子部分包括安装在第二板的表 面上的充电/放电端子和托架。
14.如权利要求12所述的二次电池，其中，托架由绝缘材料制成，充电/放电端子包括 多个金属板。
15.如权利要求14所述的二次电池，其中，所述多个金属板用作正极、电阻器和负极。
16.如权利要求2所述的二次电池，其中保护电路组件在其中心具有端子孔，盖组件包括插入到端子孔中的电极端子。
17.如权利要求16所述的二次电池，其中，保护电路组件包括位于第二板上的引线板， 弓丨线板电连接到电极端子和导电金属图案。
18.如权利要求2所述的二次电池，其中，保护电路组件包括保护电路器件，保护电路 器件位于第二板上并电连接到导电金属图案。
19.如权利要求12所述二次电池，其中，保护电路组件包括设置在第二板和充电/放电 端子部分之间的保护电路器件。
全文摘要
本发明公开了一种二次电池，所述二次电池包括裸电池，所述裸电池包括壳体、电极组件和盖组件，其中，盖组件包括保护电路组件。
文档编号H01M10/0525GK101887989SQ20101017565
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月5日 优先权日2009年5月15日
发明者张营喆, 徐镜源 申请人:三星Sdi株式会社