电池及其制作方法
【专利摘要】一种电池，包括容置壳与多个电芯卷。容置壳具有底部与顶部，且顶部与底部之间定义出可变高度。多个电芯卷横置在容置壳内且彼此电性连接。各电芯卷包括正极芯片、负极芯片与绝缘片，其中绝缘片阻隔在正极芯片与负极芯片之间。电芯卷的外径随着可变高度而改变。另提供一种电池的制作方法。
【专利说明】电池及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电池及其制作方法，且特别是一种能随容置空间配置电芯的电池及其制作方法。
【背景技术】
[0002]由于一次电池不符环保需求，因此近年来可充电的二次电池系统逐渐受到重视。
[0003]现今可携式电子产品如数字相机、手机、笔电皆需要轻量化的电池，且随着可携式电子产品的快速发展和普遍化，这种可重复充电放电的锂电池因兼具重量轻、高电压值与高能量密度等特点，而使得其市场需求量与日遽增。尤其，含有聚合物电解质作为非氢电解质的锂系电池，具有耐漏液性优、安全性高的特征。此外，含有聚合物电解质的锂系电池，因轻量且可薄型化，可符合各种电子机器的形状或大小而设计其电池形状，即具有已知电池所无之特征。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种电池，其具有多个能适配容置壳的内部空间的电芯卷。
[0005]本发明提供一种电池的制作方法，其依据容置壳的内部空间而配置对应的电芯卷，以最佳化电池的内部结构。
[0006]本发明的一实施例提出一种电池，包括一容置壳与多个电芯卷。容置壳具有一底部与一顶部，且顶部与底部之间定义出一可变高度。多个电芯卷横置在容置壳内且彼此电性连接。各电芯卷包括至少一正极芯片、至少一负极芯片与至少一绝缘片，其中绝缘片阻隔在正极芯片与负极芯片之间。这些电芯卷的外径随着可变高度而改变。
[0007]本发明的一实施例提出一种电池的制作方法，包括，提供容置壳的内部空间与电子装置的所需电量。迭置并卷绕正极芯片、负极芯片与绝缘片以形成至少一电芯卷。配置电芯卷在容置壳内，以让电芯卷的外径适配于容置壳的可变高度。
[0008]在本发明的一实施例中，在上述的至少一电芯卷中，电芯卷的卷绕密度沿着电芯卷的卷绕方向而改变。
[0009]在本发明的一实施例中，在上述的至少一电芯卷中，电芯卷沿卷绕方向的卷绕密度，异于电芯卷沿可变高度方向的卷绕密度。
[0010]在本发明的一实施例中，上述各电芯卷的外径随着电芯卷的卷绕层数而增加。
[0011]在本发明的一实施例中，上述电芯卷的截面外形适配于该容置壳的内部轮廓。
[0012]在本发明的一实施例中，上述至少两个电芯卷的卷绕方向彼此相反。
[0013]在本发明的一实施例中，上述两个电芯卷是由相同正极芯片、相同负极芯片与相同绝缘片卷绕而成。
[0014]在本发明的一实施例中，还包括至少一正极输出部与至少一负极输出部。正极输出部电性连接于至少一电芯卷的正极芯片。负极输出部电性连接于至少一电芯卷的负极芯片。[0015]在本发明的一实施例中，上述一对正极输出部与负极输出部位在同一个电芯卷上。
[0016]在本发明的一实施例中，上述容置壳内分隔为一第一区域与至少一第二区域。第一区域具有一第一高度，第二区域具有至少一第二高度，且第一高度高于第二高度。电池的制作方法还包括，配置一电芯卷在第一区域内。当第一区域内的电芯卷的外径适配于第一高度后，判断电芯卷的提供电量是否符合电子装置的所需电量。当电芯卷的提供电量小于电子装置的所需电量时，配置另一电芯卷在第二区域内。
[0017]在本发明的一实施例中，上述电池的制作方法还包括，配置至少一正极输出部与至少一负极输出部于电芯卷。
[0018]基于上述，在本发明的上述实施例中，藉由电芯卷的外径随着容置壳内的可变高度而改变，亦即让电芯卷能适配于容置壳的内部空间，以使电池在结构上具有较佳的空间利用率且具有较佳的制作效率。
[0019]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明一实施例的一种电池的结构示意图。
[0021]图2A是图1的电芯卷A部分的放大图。
[0022]图2B是本发明一实施例的电芯卷局部放大图。
[0023]图3是图1的电池的侧视图。
[0024]图4是本发明一实施例的一种电池的结构示意图。
[0025]图5是本发明一实施例的一种电池的结构示意图。
[0026]图6与图7分别是其它实施例的电池的结构示意图。
[0027]图8绘示本发明一实施例的电池的制作方法。
【具体实施方式】
[0028]图1是本发明一实施例的一种电池的结构示意图。图2A是图1的电芯卷A部分的放大图。图3是图1的电池的侧视图。请同时参考图1至图3，电池100例如是锂聚合物电池，适于组装在如笔记本电脑的电子装置(未绘示)中。在本实施例中，电池100包括一容置壳110、两个电芯卷120AU20B与一包覆层130。需说明的是，在此为能辨识出电芯卷120A、120B与包覆层130，故以较细轮廓线绘示包覆层130并与电芯卷120A、120B保持距离，惟实际上包覆层130应紧邻在电芯卷120AU20B的外部。
[0029]容置壳110用以可拆卸地装配于上述的电子装置中，电芯卷120A、120B横置在容置壳110内且彼此电性连接，以在电池100组装至电子装置后提供其电力。各电芯卷120A、120B包括一正极芯片121、一负极芯片123与一绝缘片125，其中绝缘片125迭置并阻隔在正极芯片121与负极芯片123之间，以及负极芯片123与容置壳110之间，用以隔绝。当电芯卷120AU20B卷绕完成并以包覆层130 (例如铝箔)将其包覆，置入容置壳110内。
[0030]此外，图2B是本发明另一实施例的电芯卷局部放大图。与上述实施例不同的是，本实施例的绝缘片125除配置在正极芯片121与负极芯片123之间外，尚配置在正极芯片121远离负极芯片123的一侧。
[0031]值得注意的是，容置壳110是配合电子装置的外形轮廓而加以设计，因而其尺寸并非是固定的。换句话说，本实施例的容置壳110具有一顶部111与一底部113，并在顶部111与底部113之间定义出一可变高度，而此可变高度是随着容置壳110的外形而改变，亦即容置壳110的底部113与顶部111并非呈等距设置，而是取决于电子装置的外形轮廓。
[0032]举例来说，请再参考图1与图3，本实施例的容置壳110分隔为第一区域Al与第二区域A2。第一区域Al具有一第一高度H1，第二区域A2邻接于第一区域Al且具有可变动的第二高度H2。在此，第一高度Hl大于第二高度H2，且第二高度H2是从邻近第一区域Al处朝远离第一区域Al的方向而递减。
[0033]如此一来，当欲在容置壳110内配置电芯卷120A与120B时，便需考虑上述第一高度Hl与第二高度H2的变化，方能达到较佳的空间利用率。据此，在电芯卷120A与120B提供电力等于电子装置所需电力，且以固定的卷绕制程制作出卷绕密度相同的电芯卷120A、120B的前提下，其中电芯卷120A适于配置在第一区域Al，而电芯卷120B适于配置在第二区域A2。换句话说，适配第一区域Al的电芯卷120A的外径Dl需符合第一高度H1，而适配第二区域A2的电芯卷120B的外径D2需符合第二高度H2，亦即电芯卷120A的外径Dl会大于电芯卷120B的外径D2，而电芯卷120A的卷绕层数会大于电芯卷120B的卷绕层数。
[0034]除以上述藉由卷绕层数的多寡而使电芯卷120A、120B呈现出不同外径之外，尚能藉由电芯卷的卷绕制程中，控制其参数(例如卷绕速度…等)而达到不同外观的电芯卷。
[0035]图4是本发明另一实施例的一种电池的结构示意图。请参考图4，在本实施例中，为让配置在容置壳Iio内的电芯卷120CU20D适配于容置壳110的内部，而使位在第一区域Al的电芯卷120C，其沿卷绕轴向Xl的卷绕密度，小于其沿高度轴向X2的卷绕密度，如此便能让电芯卷120C呈现如图4所绘示的矩形轮廓。当然，在另一未绘示的实施例中，亦可使电芯卷沿卷绕轴向Xl的卷绕密度，大于其沿高度轴向X2的卷绕密度，其端赖容置壳110的内部空间而定。
[0036]再者，电芯卷120D则是为符合第二区域A2的内部空间，而使其卷绕密度沿卷绕轴向Xl改变，即如图示呈密、疏、密、疏的分布状态，以让完成后的电芯卷120D能符合第二区域A2的楔形轮廓。
[0037]另外，本发明并未限制电芯卷的数量与其卷绕方向。请先参考图1与图3，本实施例的电芯卷120A、120B是由相同正极芯片121、相同负极芯片123与相同绝缘片125迭置完成后，再沿卷绕轴向Xl而以彼此相反的方向卷绕而成。
[0038]图5是本发明又一实施例的一种电池的结构示意图。请参考图5，在本实施例中，电池200包括电芯卷220A、220B与220C，且这些电芯卷220A、220B与220C是各自卷绕完成后再以连接部230A与230B将彼此电性连接起来，同样能达到上述实施例的效果。
[0039]请再参考图1与图3，在本实施例中，电池100还包括一对电耦极140 (其包括一正极输出部140B与一负极输出部140A)，其中正极输出部140B电性连接于正极芯片121，负极输出部140A电性连接于负极芯片123，以作为电池100与电子装置之间的电力传输接口，且本实施例的正极输出部140B与负极输出部140A是分别连接在不同的电芯卷120B与120A。
[0040]惟本发明亦未限制电极输 出部与电芯卷之间的配置关系。在图4的实施例中，正极输出部140C与负极输出部140D是连接在同一个电芯卷120C上。另，在图5的实施例中，电池200包括多对电耦极240，其对应地配置在各个电芯卷220A、220B与220C上，而于另一未绘示的实施例中，同一个电芯卷上亦可同时配置多对电耦极。
[0041]由上述可知，设计者可将作为电力输出接口的电耦极依照所需的位置加以设计。举例来说，当与电池连接的电路板(未绘示)因结构或空间需求而仅能在彼此相距甚远的两侧设置电力输入部，则其可适用于如图1所绘示的电池。当然，在图5所绘示的实施例中，此电池200可藉由在多个电芯卷220A、220B与220C上皆设置电耦极240而让其有较佳的适用性。
[0042]基于上述，使用者便能依据电量及空间需求，而对应设计并配置所需的电芯卷及其电耦极。
[0043]图6与图7分别是其它实施例的电池的结构示意图。请分别参考图6与图7，如图6所绘示，电池300是藉由分离的两个电芯卷320A与320B而使其适配于具有V形凹槽的容置壳310。如图7所绘示，电池400则是藉由分离且横向错位的两个电芯卷420A与420B而使其适配于呈阶梯状的容置壳410。
[0044]图8绘示本发明一实施例的电池的制作方法。请参考图8并对照图2，在此以图2所绘示实施例作为代表进行说明。为让容置壳110与其内的电芯卷符合电子装置于外观、结构空间与电力需求，在步骤Slio中，提供容置壳110的内部空间尺寸以及电子装置的需求电量。
[0045]其中，如图2的实施例所述，容置壳110因需适配电子装置的外形，而使容置壳110因高度差异而区分为第一区域Al与第二区域A2。故，在步骤S120中，会依据容置壳110的内部空间与电子装置的所需电量而预先设计电芯卷的120AU20B的卷绕配置方式。
[0046]接着，在步骤S130中，依据电力输出的需求而配置电极输出部140A与140B在上述电芯卷120A、120B上。
[0047]最后，于步骤S140中，依据前一步骤的预设结果而进行迭置正极芯片121、负极芯片123与绝缘片125，并将其卷绕成电芯卷120A、120B，并将电芯卷120A、120B以包覆层130包覆之后配置在容置壳110内，如此便完成电池100的制作。
[0048]值得注意的是，为让容置壳110的内部空间能予以有效地利用，在上述步骤S120中需进一步地决定电芯卷120AU20B的配置方式，其设计逻辑叙述如下:
[0049]步骤S121，先在第一区域Al内预设电芯卷120A。接着，在步骤S122中，当电芯卷120A的外径Dl已达第一高度Hl后(即电芯卷120A的外形已适配于第一区域Al的第一高度H1)，判断电芯卷120A的提供电量是否等于电子装置的所需电量。若是，则完成此设计。若否，则接着在步骤S123中，需在第二区域A2内配置另一电芯卷120B。同样地，当第二区域A2的电芯卷120B卷绕完成后，同样再以步骤S122判定此时电芯卷120A与120B所提供电量是否满足电子装置的所需电量。据此，以上述逻辑重复进行卷绕、配置与判断，便能让电芯卷120A与120B在容置壳110内有较佳的配置效率与空间利用率。
[0050]综上所述，在本发明的上述实施例中，藉由电芯卷的外径随着容置壳内的可变高度而改变，亦即让电芯卷能适配于容置壳的内部空间，以使电池在结构上具有较佳的空间利用率。再者，在进行卷绕电芯卷之前，依据容置壳的空间与电子装置所需电量，而在设计时从较高高度处朝较低高度处逐次卷绕多个电芯卷，亦能让卷绕及配置电芯卷的过程具有较佳的制作效率。
[0051]虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【权利要求】
1.一种电池，其特征是，包括: 容置壳，具有底部与顶部，且上述顶部与上述底部之间定义出可变高度； 多个电芯卷，于上述容置壳内且彼此电性连接，各上述电芯卷包括至少一正极芯片、至少一负极芯片与至少一绝缘片，其中上述绝缘片阻隔在上述正极芯片与上述负极芯片之间，上述些电芯卷的外径随着上述可变高度而改变。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征是，在至少一电芯卷中，上述电芯卷的卷绕密度沿着上述电芯卷的卷绕方向而改变。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征是，在至少一电芯卷中，上述电芯卷沿卷绕方向的卷绕密度，异于上述电芯卷沿上述可变高度方向的卷绕密度。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征是，其中各上述电芯卷的外径随着上述电芯卷的卷绕层数而增加。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征是，其中上述这些电芯卷的截面外形适配于上述容置壳的内部轮廓。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征是，其中至少两个电芯卷的卷绕方向彼此相反。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征是，其中上述两个电芯卷是由相同正极芯片、相同负极芯片与相同绝缘片卷绕而成。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征是，还包括: 至少一正极输出部，电性连接于至少一电芯卷的上述正极芯片；以及 至少一负极输出部，电性连接于至少一电芯卷的上述负极芯片。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征是，其中一对正极输出部与负极输出部位在同一个电芯卷上。
10.一种电池的制作方法，其特征是，上述电池适于组装至电子装置，上述电池的制作方法包括: 提供上述容置壳的内部空间与上述电子装置的所需电量； 迭置并卷绕上述正极芯片、上述负极芯片与上述绝缘片以形成至少一电芯卷；以及 配置上述电芯卷在上述容置壳内，以让上述电芯卷的外径适配于上述容置壳的上述可变高度。
11.根据权利要求10所述的电池的制作方法，其特征是，其中上述容置壳内分隔为第一区域与至少一第二区域，上述第一区域具有第一高度，上述第二区域具有至少一第二高度，且上述第一高度高于上述第二高度，电池的制作方法还包括: 配置电芯卷在上述第一区域内； 当上述第一区域内的上述电芯卷的外径适配于上述第一高度后，判断上述电芯卷的提供电量是否符合上述电子装置的所需电量；以及 当上述电芯卷的提供电量小于上述电子装置的所需电量时，配置另一电芯卷在上述第二区域内。
12.根据权利要求10所述的电池的制作方法，其特征是，还包括: 连接至少一正极输出部与至少一负极输出部于上述电芯卷。
【文档编号】H01M10/0583GK103579682SQ201210282861
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月9日 优先权日:2012年8月9日
【发明者】黄农哲, 沈育成 申请人:华硕电脑股份有限公司