专利名称：二次电池的制作方法
技术领域：
所述技术总体上涉及二次电池。
背景技术：
通常，二次电池是通过将包括i)正极板、ii)负极板、和iii)介于其间的隔板的电极组件以及电解质一起置于壳中而形成的。根据壳的形状，二次电池可分为圆柱型、棱柱型、袋型等。
发明内容
一个方面为可防止电极组件在壳内移动的二次电池。另一方面为二次电池，其包括电极组件、电解质、附着于所述电极组件的至少部分外表面上的防动带、以及容纳所述电极组件的壳，其中所述防动带包括具有在接触所述电解质时呈现粘合性质的至少一部分的基础层，所述呈现粘合性质的至少一部分与壳的内表面接触。所述防动带可包括形成在所述基础层的背面上并且与所述电极组件的外表面接触的粘合层。当基础层接触电解质时，所述基础层的至少一部分可收缩并且呈现粘合性质。所述基础层可为取向聚苯乙烯(0PQ膜。所述电极组件可通过顺序层叠和卷绕第一电极、隔板、第二电极形成，所述隔板设置于所述第一和第二电极之间，并且所述电极组件包括最外层结束(finishing)部分，所述隔板的卷绕末端位于该结束部分处。所述防动带可以其包住所述电极组件的最外层结束部分的方式附着于所述电极组件。所述防动部件可附着于所述电极组件的最外层结束部分。所述电解质可包含基于碳酸酯的溶剂，其中所述电解质的基于碳酸酯的溶剂包括以下的至少一种碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二丙酯(DPC)。所述电解质可包含约10重量％ 约60重量％的基于碳酸酯的溶剂。所述基础层可具有约10 μ m 约50 μ m的厚度。所述防动带可附着于所述电极组件的整个外周。假定所述电极组件的整个外周的长度为1，则所述防动带可附着于所述电极组件的外周的0.5或更多。假定所述电极组件的整个外周的长度为1，则所述防动带可附着于所述电极组件的外周的高于0.5且低于1。所述防动带可附着于所述电极组件的外表面的除上端部分和下端部分之外的部分。所述防动带的宽度可为所述电极组件的宽度的至少约20%。
所述防动带可进一步包括在所述粘合层和基础层之间的辅助基础层和辅助粘合层。所述防动带可具有至少约lkgf/cm2的粘合力。所述壳可为圆柱型、棱柱型、或袋型。另一方面为二次电池，其包括电极组件、电解质、附着于所述电极组件的至少部分外表面上的防动带、以及容纳所述电极组件的壳，其中所述防动带包括与所述电极组件的外表面接触的粘合层和具有在接触所述电解质时呈现粘合性质的至少一部分的基础层，并且所述呈现粘合性质的基础层具有不均勻的表面。所述呈现粘合性质的基础层可包括第一区域和第二区域，所述第一区域比所述第二区域厚，并且所述第一区域与所述壳的内表面接触。另一方面为二次电池，其包括电极组件，电解质，附着于所述电极组件的至少部分外表面上的防动带，以及容纳所述电极组件、电解质和防动带的壳，其中所述防动带包括基础层，并且其中所述基础层的至少一部分配置成在接触所述电解质时呈现粘合性质以与所述壳的内表面接触。在以上电池中，所述防动带进一步包括形成于所述基础层的背面上并且与所述电极组件的外表面接触的粘合层。在以上电池中，所述基础层的至少一部分配置成在所述基础层与所述电解质接触时收缩且呈现粘合性质。在以上电池中，所述基础层至少部分地由取向聚苯乙烯(0PQ膜形成。在以上电池中，所述电极组件包括顺序层叠和卷绕的第一电极、隔板和第二电极， 其中所述隔板设置在所述第一和第二电极之间，并且其中在所述隔板的卷绕末端上形成最外层结束部分。在以上电池中，所述防动带包住所述最外层结束部分。在以上电池中，所述电极组件包括所述最外层结束部分，并且其中所述防动带附着于所述电极组件的最外层结束部分。在以上电池中，所述电解质包含基于碳酸酯的溶剂，并且其中所述电解质的基于碳酸酯的溶剂包括以下的至少一种碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二丙酯 (DPC)。在以上电池中，所述电解质包含约10重量％ 约60重量％的所述基于碳酸酯的溶剂。在以上电池中，所述基础层具有约ΙΟμπι 约50μπι的厚度。在以上电池中，所述防动带附着于所述电极组件的基本上整个外周。在以上电池中，当所述电极组件的整个外周的尺寸定义为1时，附着于所述电极组件的外周的防动带的尺寸限定为0. 5或更大。在以上电池中，当所述电极组件的整个外周的尺寸定义为1时，附着于所述电极组件的外周的防动带的尺寸限定为大于0. 5且小于 1。在以上电池中，所述防动带附着于所述电极组件的外表面的除上端部分和下端部分之外的部分。在以上电池中，所述防动带的宽度为所述电极组件宽度的至少约20%。在以上电池中，所述防动带进一步包括介于所述基础层和粘合层之间的辅助基础层和辅助粘合层，其中所述辅助基础层接触所述粘合层和辅助粘合层，且其中所述辅助粘合层接触所述基础层和辅助基础层。在以上电池中，所述防动带具有至少约lkgf/cm2的粘合力。在以上电池中，所述壳为圆柱型、棱柱型、或袋型。另一方面为二次电池，其包括电极组件，电解质，附着于所述电极组件的至少部分外表面上的防动带，以及容纳所述电极组件、电解质和防动带的壳，其中所述防动带包括 i)与所述电极组件的外表面接触的粘合层和ii)具有在接触所述电解质时呈现粘合性质的至少一部分的基础层，且其中所述基础层具有不均勻的表面。在以上电池中，所述基础层包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域比所述第二区域厚，且其中所述第一区域与所述壳的内表面接触。另一方面为二次电池，其包括电极组件、电解质、容纳所述电极组件的壳、附着于所述电极组件的至少部分外表面上的粘合层、以及具有彼此相反的第一和第二表面的基础层，其中所述第一表面与所述粘合层接触，且其中所述基础层的第二表面的至少一部分粘合地接触所述壳的内表面。
图1为根据一个实施方式的具有防动带的电极组件的透视图。图2为包括示于图1中的具有防动带的电极组件的圆柱形二次电池的分解透视图。图3说明示于图2中的圆柱形二次电池的连接纵截面图。图4说明示于图2中的圆柱形二次电池的连接横截面图。图5示意性地说明在将电解质注入到圆柱形二次电池中之前示于图2中的圆柱形二次电池的连接横截面图。图6示意性地说明在将电解质注入到圆柱形二次电池中之后示于图2中的圆柱形二次电池的连接横截面图。图7为根据另一实施方式的具有防动带的电极组件的透视图。图8为根据又一实施方式的具有防动带的电极组件的透视图。图9为根据又一实施方式的用于二次电池中的防动带的横截面。图10示意性地说明在将电解质注入到二次电池中之后具有示于图9中的防动带的二次电池的横截面图。图11为根据又一实施方式的具有防动带的电极组件的透视图。图12为包括示于图11中的具有防动带的电极组件的棱柱型二次电池的分解透视图。图13为根据又一实施方式的包括具有防动带的电极组件的袋型二次电池的分解透视图。
具体实施例方式二次电池的电极组件容纳在壳中，并且由于外部振动或冲击可经常容易地在壳中旋转和移动。电极组件的移动可提高电池的内阻并且可对所述电极组件的极耳(electrode tab)造成破坏。现在将参照实施方式的示意性实施方式对实施方式进行详细描述。参照图1 6，圆柱形二次电池100包括壳110、电极组件120、防动带130、上绝缘部件140、下绝缘部件150、垫圈160、和帽组件170。根据电池的外部形状，壳110可为圆柱型或棱柱型或袋型。在本实施方式中，参照圆柱形二次电池对二次电池进行描述。在其它实施方式中，将描述棱柱型二次电池和袋型二次电池。壳110具有圆柱形形状并且可由轻质导电金属例如铝或铝合金制成。壳110可通过机加工方法例如深冲压制造。根据电极组件120的形状，壳110可具有各种形状。壳110包括圆盘形状的底板112以及从底板112的边缘延伸的圆柱形侧壁113。 在侧壁113的上部之上形成沿着壳110的外周向内突出的凸缘(beading)部分111。凸缘部分111防止上绝缘部件140、电极组件120和下绝缘部件150从壳110的内部向与底板 112基本上垂直的方向移动。在侧壁113的上端处形成卷边部分116。卷边部分116提供壳 110与帽组件170之间的密封。在侧壁113的顶部中限定开口 114以容许下绝缘部件150、 电极组件120、上绝缘部件140、垫圈160和帽组件170顺序插入到壳110中。电极组件120包括第一电极板121、第二电极板122和隔板123。隔板123可包括第一隔板123a和第二隔板12北。在一个实施方式中，电极组件120可通过如下形成顺序层叠第一电极板121、第一隔板123a、第二电极板122和第二隔板12北，然后将该层叠结构圆柱形地卷绕。电极组件120可进一步包括第一极耳127a和第二极耳127b。为了防止第一电极板121和第二电极板122之间短路，可在从电极组件120引出的第一极耳127a与第二极耳 127b之间的界面处形成绝缘带(未示出)。第一电极板121和第二电极板122中的任一个，例如第一电极板121，可用作正极板，并且另一个，例如第二电极板122，可用作负极板。然而，第二电极板122可为正极板，并且第一电极板121可为负极板。在以下描述中，假定第一电极板121为正极板并且第二电极板122为负极板。在一个实施方式中，虽然未详细说明，但是用作正极板的第一电极板121包括正极集电体、及涂布在正极集电体的至少一个表面上的正极涂布部分。正极集电体可至少部分地由高度导电的金属箔例如铝(Al)箔形成，但是其它材料也可用于正极集电体。在一个实施方式中，正极涂布部分是通过将正极活性材料、导电成分、以及粘合剂的混合物涂布在正极集电体的至少一个表面上而制备的。复合金属氧化物例如LiCo02、 LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1^xCoxO2 (0 < χ < 1)或者LiMnA可用作正极活性材料，但是其它材料也可用于正极活性材料。可在卷绕方向上形成的第一电极板121两个末端的至少一个上形成第一未涂布部分。正极涂布材料未涂布在第一未涂布部分上。在一个实施方式中，将作为正极耳的第一极耳127a通过例如焊接与第一未涂布部分连接。第一极耳127a从电极组件120向外延伸。虽然未详细说明，但是用作负极板的第二电极板122包括负极集电体、及涂布在负极集电体的至少一个表面上的负极涂布部分。负极集电体可至少部分地由高度导电的金属箔例如铜(Cu)或镍(Ni)箔形成，但是其它材料也可用于负极集电体。在一个实施方式中，负极涂布部分是通过将负极活性材料、导电成分、以及粘合剂的混合物涂布在负极集电体的至少一个表面上而制备的。可使用基于碳的材料、Si、Sn、锡氧化物、复合锡合金、过渡金属氧化物、锂金属氮氧化物、或者锂金属氧化物作为负极活性材料，但是其它材料也可用于负极活性材料。可在卷绕方向上形成的第二电极板122的两个末端的至少一个上形成第二未涂布部分。负极涂布材料未涂布在第二未涂布部分上。在一个实施方式中，作为负极耳的第二极耳127b通过例如焊接与第二未涂布部分连接。第二极耳127b从电极组件120向外延伸。在一个实施方式中，第二极耳127b通过例如焊接与壳110的底板112连接。在该实施方式中，壳110具有负的极性，和将壳110的底板112用作二次电池100的负极端子。隔板123容许第一电极板121和第二电极板122彼此隔开。在第一和第二隔板 123a和12 中可形成微孔。因此，在第一和第二电极板121和122之间移动的锂离子可穿过所述微孔。第一和第二隔板123a和12 各自可至少部分地由聚合物树脂例如聚乙烯 (PE)和聚丙烯(PP)形成，但是其它材料也可用于隔板123。防动带130附着于电极组件120的至少一部分外表面上。即，防动带130位于电极组件120和壳110之间。防动带130包括基础层131，所述基础层131具有在所述基础层 131接触电解质时呈现粘合性质的至少一部分。当基础层131的至少一部分由于与电解质的接触而呈现粘合性质时，基础层131的该粘合部分与壳110的内表面接触，从而防止电极组件120在壳110内移动。在一个实施方式中，防动带130可进一步包括形成于基础层131的背面上的粘合层 132。在一个实施方式中，基础层131由聚合物膜形成，所述聚合物膜因为其至少一部分由于与电解质的接触而融化(熔化，melt)因此至少部分地具有粘合性质。在该实施方式中，电解质中所含有的基于碳酸酯的溶剂渗透于聚合物分子之间。在一个实施方式中，当聚合物膜与电解质接触时，电解质的基于碳酸酯的溶剂渗透于聚合物膜的分子之间，因此聚合物膜的至少一部分融化，使得在聚合物膜的制造过程期间形成的聚合物膜的取向性可丧失，并且聚合物收缩(弄皱，shrink)，对收缩部分赋予粘合性质。本文中术语“取向性”是指在使用树脂制造膜的过程期间施加的单轴拉伸、双轴拉伸或压缩。当基础层131的至少一部分呈现粘合性质时，该粘合基础层131可具有不均勻的表面(参见图6)。在该实施方式中，基础层131的粘合部分比其它部分厚。基础层131的较厚部分与壳110的内表面接触。因此，来自粘合基础层131的具有逐渐增大的厚度的部分促进电极组件120与壳110的内表面通过粘合力彼此牢固地固定。因此，可防止电极组件120在壳110内移动。呈现粘合性质的基础层131可包括第一区域和第二区域。第一区域比第二区域厚，并且第一区域可为与壳110的内表面接触的区域。由于与壳110的内表面接触的第一区域呈现粘合性质，电极组件120通过预定的粘合力牢固地固定于壳110的内表面。因此， 在圆柱形二次电池100中，电极组件120不在壳110内移动。所述聚合物膜可包括任何膜，只要在接触电解质时可呈现粘合性质。聚合物膜的实例可包括以下的至少一种聚苯乙烯(PQ膜、聚酰胺膜、聚丙烯腈膜、聚乙烯醇膜、聚碳酸酯膜、聚乙烯乙酸乙烯酯膜以及取向聚苯乙烯(0PQ膜，其由于相对大的分子间距离而可被所述电解质的基于碳酸酯的溶剂容易地渗透。
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由于基础层131根据电池尺寸而以各种方式变化，因此其可不限于特定尺寸。例如，基础层131可具有约10 μ m 约50 μ m的厚度，但不限于此。以上范围可提供电极组件 120的防动效果和待注入的电解质的量(或者二次电池100的容量)之间的最优平衡。然而，取决于实施方式，基础层131的厚度可小于约10 μ m或大于约50 μ m。粘合层132涂布在基础层131的背面上并且设置成与卷绕的电极组件120的外表面进行接触。粘合层132可由相关领域中通常使用的任何材料形成。在一个实施方式中，可通过将基于丙烯酰基的粘合材料涂布在基础层131上形成粘合层132。所述基于丙烯酰基的粘合材料的实例可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(ΡΕΜΑ)、以及聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)。可通过使用相关领域中已知的各种涂布方法在基础层131上涂布粘合层132至不同厚度。例如，可通过刮涂法涂布粘合材料至约1 μ m 约30 μ m的厚度而形成粘合层132。防动带130可以防动带130围绕电极组件120的基本上垂直于卷绕方向的整个宽度卷绕的方式附着于电极组件120。在一个实施方式中，防动带130可附着于电极组件120 的外表面的除上端部分120b和下端部分120c之外的部分。电解质可通过上端部分120b 渗透于壳110和电极组件120之间，和注入壳110底部的电解质可与电极组件120在下端部分120c处接触。因此，当考虑电极组件120在电解质中的浸渍性能时，防动带130可不附着于上端部分120b和下端部分120c。在一个实施方式中，防动带130的宽度不限于特定值。然而，防动带130的宽度可大于或等于电极组件120的宽度的约20%。在此范围内，电极组件120的防动效果可充分地高。防动带130可附着于在电极组件120的外周方向上电极组件120的仅一部分。具体而言，假定电极组件120的整个外周的长度为1，防动带130可附着于电极组件120的外周的约0. 5或更多，即电极组件120的整个外周的至少一半。在一个实施方式中，防动带130可附着于电极组件120的外表面的大于0. 5且小于1，即比电极组件120的整个外周的一半大并且比其整个外周小。如上所述，防动带130可包围电极组件120的外表面的预定范围，从而在提高电极组件120的防动效果的同时有效地节约防动带130。电极组件120包括隔板123的卷绕末端位于其中的最外层结束部分120a。防动带 130可以其包住电极组件120的最外层结束部分120a的方式附着于电极组件120。在此情况下，即使不提供用于对电极组件120的最外层结束部分120a进行密封的单独的密封带， 由于防动带130也起到密封带的作用，因此其可防止电极组件120的解卷(unwinding)。即， 电极组件120在其外表面上包括第二隔板12 的最外端位于其中的最外层结束部分120a， 并且包住最外层结束部分120a的防动带130附着以包围电极组件120的外周，从而防止电极组件120的解卷。如上所述，防动带130在基础层131接触电解质时呈现粘合性质。在一个实施方式中，在接触电解质之后，防动带130可具有约lkgf/cm2或更大的粘合力。在另一实施方式中，防动带130具有约lkgf/cm2 约^gf/cm2的粘合力。当在接触电解质之后防动带130 的粘合力保持时，其可有效地防止电极组件120在壳110中移动。上绝缘部件140可具有近似圆盘的形状以在电极组件120和壳110的凸缘部分111之间提供绝缘。下绝缘部件150可具有近似圆盘的形状以在电极组件120和壳110的底板112之
间提供绝缘。帽组件170设置在卷边部分116和凸缘部分111之间。任何通常用于相关领域中的帽组件可不受限制地用作帽组件170。在一个实施方式中，帽组件170可包括安全排气口 171、电流中断器件(CID) 172、正温度系数(PTC)器件173、和帽盖(cap-up) 174，它们以此顺序远离电极组件120地进行设置。安全排气口 171与第一极耳127a和CID 172电连接。安全排气口 171包括在其中心部分处的突起171a。突起171a可为朝着电极组件120凸出的并且与第一极耳127a电连接。当二次电池100的内部压力超过基准压力时，突起171a可反转。CID 172电连接安全排气口 171以及PTC器件173。当突起171a由于二次电池100 升高的内部压力而反转时，CID 172破裂使得安全排气口 171和PTC器件173可电断路。PTC器件173的电阻可随着周围温度升高而迅速升高。PTC器件173电连接CID 172和帽盖174。当二次电池100过热时，PTC器件173的电阻可迅速升高以中断电流。帽盖174与PTC器件173电连接并且暴露于二次电池100的外部。帽盖174可用作二次电池100的正极端子。通过绝缘垫圈160使帽组件170与壳110绝缘。绝缘垫圈160围绕帽组件170的周边设置并且通过凸缘部分111和卷边部分116固定至壳110的内部。附图中所示的帽组件170的结构仅是示例性的并且不认为是限制性的。帽组件 170的结构可以各种方式改进和变化。二次电池100包括电解质。所述电解质可包括基于碳酸酯的溶剂。这样的碳酸酯的实例包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、 碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、和碳酸丁烯酯 (BC)。所述基于碳酸酯的溶剂可包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、以及碳酸二丙酯(DPC)的至少一种。这样的基于碳酸酯的溶剂可容易地渗透于具有相对大的分子间距离的聚合物例如聚苯乙烯(PQ的分子之间。因此，当所述基于碳酸酯的溶剂与防动带130进行接触时，其容易渗透于基础层131中的聚合物的分子之间，从而便于基础层131呈现粘合性质。所述基于碳酸酯的溶剂可占电解质的总量的约10重量％ 约60重量％。以上范围可提供所述基于碳酸酯的溶剂的足够的渗透性和提供增强的防动效果。然而，取决于实施方式，所述基于碳酸酯的溶剂的重量比例可小于约10%或大于约60%。所述电解质还可包含相关领域中通常使用的任何组分。例如，所述电解质可包括任何电解质，只要其可包含基于碳酸酯的溶剂，特别是碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯 (DEC)或者碳酸二丙酯(DPC)。图7为根据另一实施方式的具有防动带的电极组件的透视图。如图7中所示，防动带130可附着于在电极组件120的外周方向上电极组件120 的基本上整个外表面。如上所述，通过围绕电极组件120的基本上整个外周进行卷绕可实现电极组件 120的增强的防动效果。此外，如上所述，电极组件120包住隔板123的卷绕末端位于其中的最外层结束部分120a。由于防动带130附着于在电极组件120的外周方向上电极组件 120的基本上整个外表面，因此其包住电极组件120的最外层结束部分120a。在此情况下， 即使未提供用于对电极组件120的最外层结束部分120a进行密封的单独的密封带，由于防动带130也起到密封带的作用，因此可防止电极组件120的解卷。如上所述，除了防动带130附着于电极组件120的整个外周之外，电极组件120和防动带130的结构与图1 6中所示的实施方式的那些基本相同，因此将不给出其具体的描述。图8为根据又一实施方式的具有防动带的电极组件的透视图。如图8中所示，具有防动带130的电极组件120包括隔板的最外端位于其中的结束部分120a，防动带130附着于电极组件120的至少一部分外表面，并且密封带附着于最外层结束部分120a。附着于电极组件120的最外层结束部分120a的密封带180防止电极组件120的解卷。即，密封带180围绕所述电极组件120的至少部分外周附着并且卷绕，包住最外层结束部分120a，从而防止电极组件120的解卷。相关领域中通常使用的密封带可用作密封带180。密封带180的实例可包括，但不限于，具有涂布有粘合材料的底表面的膜，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯(PE)、和聚酰亚胺(PI)。粘合材料的实例可包括，但不限于，基于丙烯酰基的粘合材料。所述基于丙烯酰基的材料的实例可包括以下的至少一种聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)、以及聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)。所述粘合材料与电极组件120的最外层结束部分120a接触。可以密封带180包住所述最外层结束部分120a的方式在考虑到电极组件120解卷的最小范围内适当调整密封带180的宽度和外周长度。此处，防动带130可附着于电极组件120，覆盖或者不覆盖密封带180，这在二次电池100的制造中任选且容易地进行。由于除了密封带180以其包住电极组件120的最外层结束部分120a的方式附着于电极组件120之外，电极组件120和防动带130具有与图1 6中所示的实施方式的那些相同的结构，因此将省略其具体描述。图9为根据又一实施方式的用于二次电池中的防动带的横截面，和图10示意性地说明在将电解质注入到二次电池中之后具有示于图9中的防动带的二次电池的横截面图。如图9和10中所示，所述二次电池包括附着于容纳在壳110内的电极组件120的外表面的防动带130a。由于除防动带130a之外的部件的结构与图1 6中所示实施方式的那些相同，因此现在将仅详细描述防动带130。防动带130a包括与电极组件120的外表面接触的粘合层132，形成于粘合层132 上的辅助基础层133，形成于辅助基础层133上的辅助粘合层134，和设置在辅助基础层133 上并且具有在接触电解质时呈现粘合性质的至少一部分的基础层131。防动带130a设置于电极组件120的外表面与壳110的内表面之间。具有上述结构的防动带130a可以其包住电极组件120的最外层结束部分的方式附着。由于基础层131和粘合层132具有与图1 6中所示的实施方式的那些相同的结构，因此将省略其详细描述。在防动带130a以其包住电极组件120的最外层结束部分120a的方式附着的情况下，提供设置在粘合层132上的辅助基础层133以通过由于基础层131和电解质之间的接触引起的变形而防止电极组件120的解卷。辅助基础层133可由膜形成，所述膜至少部分地由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、 聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、或者聚酰亚胺(PI)制成，但不限于此。此外，辅助基础层133可形成至约10 μ m 约20 μ m的厚度。然而，辅助基础层 133的厚度可改变。辅助粘合层134将基础层131和辅助基础层133彼此连接。像粘合层132 —样， 辅助粘合层134可包括基于丙烯酰基的粘合材料，并且所述基于丙烯酰基的粘合材料的实例可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(ΡΕΜΑ)、以及聚甲基丙烯酸丁酯。像粘合层132 —样，可通过相关领域中已知的各种涂布方法在辅助基础层133上涂布辅助粘合层Π4并且辅助粘合层134的厚度可改变。例如，可通过刮涂法在辅助基础层133上涂布辅助粘合层134至约1 μ m 约30 μ m的厚度。然而，也可使用粘合材料的其它涂布方法以及不同厚度。图11为根据又一实施方式的具有防动带的电极组件的透视图，和图12为包括示于图11中的具有防动带的电极组件的棱柱形二次电池的分解透视图。参照图11和12，棱柱形二次电池200包括具有基本上棱柱形状的壳210、容纳在壳210中的电极组件220、附着于电极组件220的至少一部分外表面上的防动带230、和与壳210的上部连接的帽组件M0。壳210由通常矩形的金属罐形成并且可起到端子的作用。电极组件220包括第一电极板221、第二电极板222和隔板223。电极组件220通过如下形成顺序层叠第一电极板221、第二电极板222和设置在第一和第二电极板221和 222之间的隔板223，并且以基本上矩形形状卷绕该层叠部件。电极组件220进一步包括第一极耳227a和第二极耳227b。在从电极组件220引出的第一极耳227a和第二极耳227b之间的界面处可形成绝缘带(未示出)以防止第一电极板121和第二电极板122之间的电短路。在图11中，附图标记220b和220c分别指电极组件220的外表面的上端部分和下端部分。由于除了以大体上矩形形状形成的电极组件220和极耳的引出方向之外，电极组件220的结构与根据示于图1 6中的实施方式的圆柱形二次电池100的那些基本相同， 因此将省略其详细描述。防动带230附着于电极组件220的至少一部分外表面上。例如，防动带230设置在电极组件220和壳210之间，由于所附着的防动带230的各种层以及位置与圆柱形二次电池100的那些相同，因此将省略其详细描述。如上所述，防动带230包括具有由于与电解质的接触而呈现粘合性质的至少一部分的基础层。当基础层的该部分由于与电解质的接触而呈现粘合性质时，基础层的该粘合部分与壳210的内表面接触，从而防止电极组件220在壳210中移动。帽组件240包括尺寸和结构与壳210的开口的那些对应的帽板Ml。在帽板241 的中心处形成端子通孔Mla，和在帽板Ml的一侧形成用于注入电解质的电解质注入孔 Mlb。电解质注入孔Mlb与插头Mlc接合以被气密地密封。可将电极端子242例如负极端子插入到端子通孔Mla中。在电极端子242的外表面处提供垫圈M3以与帽板Ml电绝缘。绝缘板244设置在帽板241下方。端板245设置在绝缘板244下方。电极端子242插入穿过端子通孔Mla，同时垫圈243包裹在电极端子M2的外周周围。电极端子242的底部部分与端板M5以其中绝缘板244设置在电极端子242和端板 245之间的状态电连接。在一个实施方式中，从第一电极板引出的第一极耳227a焊接至帽板Ml的底表面，和从第二电极板引出的第二极耳227b焊接至电极端子M2的底表面。在一个实施方式中，在电极组件220上安装绝缘壳M6以在覆盖电极组件的上部的同时使电极组件220与帽组件MO电绝缘。绝缘壳246在与帽板Ml的用于注入电解质的电解质注入孔Mlb对应的位置处包括电解质注入通孔M6b。绝缘壳246可由绝缘聚合物树脂如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)形成。虽然未示出，棱柱形二次电池200还可包括保护电路组件和上盖。保护电路组件可控制电极组件220的充电/放电和故障。例如，当过电流施加到电极组件220时，该保护电路组件阻挡该过电流。保护电路组件通常包括各种保护电路。此外，上盖可配置成覆盖该保护电路组件。本领域技术人员可容易地实施该保护电路组件和上盖。在棱柱形二次电池200中，当防动带230的基础层与电解质接触时，基础层的表面变得不均勻并且基础层的至少一部分呈现粘合性质。此处，基础层的该粘合部分与壳210 的内表面接触，从而防止电极组件220在壳210中移动。由于电极组件220和壳210通过粘合力彼此牢固地固定，因此可防止电极组件220在壳210中移动。图13为根据又一实施方式的包括具有防动带的电极组件的袋型二次电池的分解透视图。参照图13，袋型二次电池400包括袋型壳410、容纳在壳410中的电极组件420、和附着于电极组件420的至少一部分外表面上的防动带430。壳410可包括至少部分地由金属例如铝(Al)形成的芯410a，形成于芯410a上的热熔合层410b，以及形成于芯410a之下的绝缘层410c。使用聚合物树脂如改性聚丙烯例如流延聚丙烯(CPP)可将热熔合层410b用作粘合层，且绝缘层410c可至少部分地由树脂如尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。然而，也可使用用于袋型壳410的其它结构和材料。此外，壳410包括具有其中容纳电极组件420的空间411a的底面411、和用于覆盖具有空间411a的底面411的顶面412。用于容纳电极组件420的空间411a可通过例如压制而形成。在电极组件420容纳在底面411的空间411a中之后，壳410被顶面412覆盖和通过焊接来密封。由于电极组件420和防动带430与以上在棱柱形二次电池200中所描述的基本相同，因此将省略其详细描述。附着有防动带430的电极组件420容纳在壳410中。电极组件420包括第一极耳 427a和第二极耳427b。在将电极组件420容纳在壳410中之后，第一极耳427a和第二极耳427b各自以预定方向和预定长度向外引出。虽然未示出，袋型二次电池400可进一步包括保护电路组件。保护电路组件控制电极组件420的充电/放电和故障。例如，当过电流施加到电极组件420时，保护电路组件
13阻挡该过电流。保护电路组件通常包括各种保护电路。此处，保护电路组件与电极组件420 的第一极耳427a和第二极耳427b电连接。在袋型二次电池400中，当防动带430的基础层与电解质接触时，基础层的表面变得不均勻并且基础层的至少一部分呈现粘合性质。此处，基础层的粘合部分与壳410的内表面接触，从而防止电极组件420在壳410中移动。由于电极组件420和壳410通过粘合力彼此牢固地固定，因此可防止电极组件420在壳410中移动。另一实施方式为形成二次电池的方法。在一个实施方式中，所述方法包括插入电极组件和注入电解质。在电极组件的插入中，将包括具有由于与电解质的接触而呈现粘合性质的至少一部分的基础层的防动带附着于电极组件的至少一部分外表面，并且将附着有防动带的电极组件插入。在电解质的注入中，通过使基础层与电解质接触以使基础层的粘合部分呈现粘合性质而容许该粘合部分与壳的内表面接触。下文中，将参照图1 6对形成二次电池的示例性方法进行描述。在下文中，将对于圆柱形二次电池描述所述方法。然而，本领域技术人员容易理解，所述方法也可应用于棱柱形二次电池或袋型二次电池。所述方法包括插入电极组件120和注入电解质。在电极组件120的插入中，将包括具有由于与电解质的接触而呈现粘合性质的至少一部分的基础层131的防动带130附着于电极组件120的至少一部分外表面，并且将附着有防动带130的电极组件120插入壳110中。由于包括基础层131的防动带130与以上在圆柱形二次电池100的实施方式中所述的相同，因此将省略其详细描述。防动带130位于电极组件120的外表面和壳110的内表面之间。在将附着有防动带130的电极组件120插入到壳110中之前和之后，可装配二次电池100的其它部件中的一些。例如，在其中将下绝缘部件150、附着有防动带130的电极组件120以及上绝缘部件140以此顺序从下侧依次布置的状态中，通过例如焊接使电极组件120的第二极耳127b 与壳110的底板112连接。此时，在壳110处尚未形成凸缘部分111和卷边部分116。接着，在壳110的侧壁113处形成凸缘部分111以防止下绝缘部件150、附着有防动带130的电极组件120、以及上绝缘部件140在壳110中在垂直于底板112的方向上移动。如上所述，将附着有防动带130的电极组件120容纳在壳110中，并且装配二次电池100的其它部件，之后注入电解质。在电解质的注入中，使基础层131与电解质接触以至少部分地呈现粘合性质，使得该粘合部分可与壳110的内表面接触。电解质容许由对电极进行充电和放电时电极中的电化学反应产生的锂离子移动。如果将电解质注入到壳110中，则附着于电极组件120的外表面的防动带130的基础层131与电解质接触。此处，基础层131由于与电解质的接触而具有粘合力。基础层 131的具有粘合力的至少一部分与壳110的内表面接触，从而防止电极组件120在壳110中移动。
二次电池100的其它部件的装配过程可在电解质的注入之后进行。例如，穿过开口 114插入绝缘垫圈160并且绝缘垫圈160位于凸缘部分111上。之后，将帽组件170置于绝缘垫圈160内。然后，在侧壁113的上端上形成卷边部分116，以固定绝缘垫圈160和帽组件170。在以此方式装配二次电池100后，可进行后处理过程例如化成过程以及陈化过程。化成过程和陈化过程可通用地施加于棱柱形二次电池和袋型二次电池。在化成过程中，可将装配的二次电池反复充电和放电以活化二次电池。当二次电池充电时，锂离子从用作正极的锂金属氧化物向用作负极的碳电极移动。此时，由于锂是高度反应性的，因此锂离子与碳负极反应产生反应产物例如Li2C03、Li20、Li0H等，所述反应产物在碳电极的表面上形成被称为固体电解质界面(SEI)的膜。在陈化过程中，可容许二次电池静置预定时间以稳定SEI膜。在一个实施方式中， 在陈化过程中，可容许二次电池在约50°C 约70°C下静置约18小时 约36小时。通过陈化过程，防动带130的基础层具有足够的粘合力，并且因此可有效地防止电极组件120的移动。下文中，将描述根据非限制性的示例性实施方式的一些实施例。〈实施例1>将用作正极活性材料的LiCoO2、用作粘合剂的聚偏氟乙烯(PVDF)和用作导电材料的碳以92 4 4的重量比混合，和将该混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成正极浆料。该正极浆料涂布在具有约20 μ m厚度的铝箔上并且干燥和辊压以形成正极。将用作负极活性材料的人造石墨、用作粘合剂的苯乙烯-丁二烯橡胶、和用作增稠剂的羧甲基纤维素以96 2 2的重量比混合，并且将该混合物分散在水中以形成负极浆料。将具有约15 μ m厚度的铜箔用该负极浆料涂布并且干燥和辊压以形成负极。使用具有20 μ m厚度的聚乙烯/聚丙烯多孔膜(Hoest Cellanese, U. S.)作为隔板。将该隔板置于正极和负极之间。然后，将隔板、正极和负极卷绕，且围绕它们以防动带包住卷绕末端的方式卷绕防动带，从而制造电极组件。使用涂布有15 μ m厚聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粘合剂的32 μ m厚的取向聚苯乙烯(0PQ膜作为所述防动带。使用具有17. OOmm的较长直径和16. 56mm的较短直径的电极组件。假定电极组件的整个外周的长度为52mm，则将52mm的防动带附着于该电极组件的外表面上。此处，防动带完全附着在电极组件的外周上，包括电极组件的上端部分和下端部分。将通过果冻卷(jelly-roll)法卷绕的电极组件插入圆柱形铝电池壳中，和将电解质注入该壳中，之后密封该壳，从而完成二次电池。此处，使用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸丙烯酯(PC)以及氟苯(FB) (EC DMC PC FB的体积比为30 55 5 10)的混合有机溶剂作为非水电解质，在所述混合有机溶剂中溶解1. IM LiPF6。〈实施例2_4>以与实施例1中相同的方式制造二次电池，除了所附着的防动带的长度如表1中所列那样改变之外。〈对比例1>
以与实施例1中相同的方式制造二次电池，除了使用在PET膜上涂布PMMA粘合剂的密封带代替所述防动带之外。<实验实施例1>移动的测量使用转鼓试验法对在实施例和对比例中制造的二次电池各自的移动进行测量，并且结果示于表1和表2中。在转鼓试验法中，将二次电池设置于转鼓内，并且在施加振动(66RPM)的同时，测量每单位时间二次电池的内阻(IR)变化。由转鼓试验获得缺陷的确定所花费的更长时间表明二次电池的内部移动减小。通过转鼓试验结果可证实防动效果。在一个实施方式中，合意的是改变的顶不超过初始顶的约110%。此处，在各自实施例中，制备各6个二次电池样品以用于测量。表权利要求
1.二次电池，包括电极组件；电解质；附着于所述电极组件的至少部分外表面上的防动带；和容纳所述电极组件、电解质和防动带的壳；其中所述防动带包括基础层，且其中所述基础层的至少一部分配置成在与所述电解质接触时呈现粘合性质以接触所述壳的内表面。
2.权利要求1的二次电池，其中所述防动带进一步包括形成于所述基础层的背面上并且与所述电极组件的外表面接触的粘合层。
3.权利要求1的二次电池，其中所述基础层的至少一部分配置成在所述基础层与所述电解质接触时收缩并且呈现粘合性质。
4.权利要求1的二次电池，其中所述基础层至少部分地由取向聚苯乙烯(0PQ膜形成。
5.权利要求1的二次电池，其中所述电极组件包括顺序层叠和卷绕的第一电极、隔板和第二电极，其中所述隔板设置在所述第一和第二电极之间，且其中在所述隔板的卷绕末端上形成最外层结束部分。
6.权利要求5的二次电池，其中所述防动带包住所述最外层结束部分。
7.权利要求5的二次电池，其中所述电极组件包括所述最外层结束部分，且其中所述防动带附着于所述电极组件的最外层结束部分。
8.权利要求1的二次电池，其中所述电解质包含基于碳酸酯的溶剂，且其中所述电解质的基于碳酸酯的溶剂包括以下的至少一种碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二丙酯(DPC)。
9.权利要求8的二次电池，其中所述电解质包含10重量％ 60重量％的所述基于碳酸酯的溶剂。
10.权利要求1的二次电池，其中所述基础层具有IOym 50μπι的厚度。
11.权利要求1的二次电池，其中所述防动带附着于所述电极组件的基本上整个外周。
12.权利要求1的二次电池，其中当将所述电极组件的整个外周的尺寸定义为1时，附着于所述电极组件的外周的防动带的尺寸限定为0. 5或更大。
13.权利要求1的二次电池，其中当将所述电极组件的整个外周的尺寸定义为1时，附着于所述电极组件的外周的防动带的尺寸限定为大于0. 5且小于1。
14.权利要求1的二次电池，其中所述防动带附着于所述电极组件的外表面的除上端部分和下端部分之外的部分。
15.权利要求14的二次电池，其中所述防动带的宽度为所述电极组件的宽度的至少 20%。
16.权利要求2的二次电池，其中所述防动带进一步包括介于所述基础层和粘合层之间的辅助基础层和辅助粘合层，其中所述辅助基础层接触所述粘合层与辅助粘合层，且其中所述辅助粘合层接触所述基础层与辅助基础层。
17.权利要求1的二次电池，其中所述防动带具有至少lkgf/cm2的粘合力。
18.权利要求1的二次电池，其中所述壳为圆柱型、棱柱型或袋型。
19.二次电池，包括电极组件； 电解质；附着于所述电极组件的至少部分外表面上的防动带；和容纳所述电极组件、电解质和防动胶带的壳，其中所述防动带包括i)与所述电极组件的外表面接触的粘合层和ii)具有在与电解质接触时呈现粘合性质的至少一部分的基础层，且其中所述基础层具有不均勻的表面。
20.权利要求19的二次电池，其中所述基础层包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域比第二区域厚，并且其中所述第一区域与所述壳的内表面接触。
21.二次电池，包括 电极组件；电解质；容纳所述电极组件的壳；附着于所述电极组件的至少部分外表面上的粘合层；和具有彼此相反的第一和第二表面的基础层，其中所述第一表面与所述粘合层接触，且其中所述基础层的第二表面的至少一部分粘合地接触所述壳的内表面。
全文摘要
本发明涉及二次电池。在一个实施方式中，所述电池包括i)电极组件、ii)电解质、iii)附着于所述电极组件的至少部分外表面上的防动带和iv)容纳所述电极组件、电解质和防动带的壳。所述防动带包括基础层，且其中所述基础层的至少一部分配置成在与所述电解质接触时呈现粘合性质以接触所述壳的内表面。
文档编号H01M4/02GK102255100SQ20101022125
公开日2011年11月23日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年5月20日
发明者金大奎 申请人:三星Sdi株式会社