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：

具有多个串联/并联结构的相当大电池包可以通过使用多个单元电芯(unit cell)并且将单元电芯彼此串并联连接来制造。

技术实现要素：

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：壳体，具有提供多个容纳空间的一个或更多个隔壁；多个电极组件，与电解质位于容纳空间中，所述多个电极组件包括电极接线片；帽组件，包括密封壳体的顶部的帽板，帽组件使电极接线片从帽组件引出并且具有通过电极接线片电连接所述多个电极组件的第一连接接线片，隔壁被浸渍有电解质。

隔壁可以切断电子在容纳空间之间的移动，并且可以使电解质的溶剂和盐转移到所述多个容纳空间之中的相邻的容纳空间。

每个隔壁可以是包括聚氨酯和定向聚苯乙烯(OPS)中的一种或更多种的膜型多孔层。

壳体可以包括外壳，外壳具有用于容纳所述多个电极组件的主体部和从主体部的顶端的外围延伸并且突出得比主体部的顶端高的延伸部，外壳可以包括第一内层、第一外层以及置于第一内层与第一外层之间的第一功能层，第一内层和第一外层可以包括塑料材料，第一功能层可以包括金属和无机化合物的一种或更多种。

帽组件还可以包括结合到壳体的顶端的盖，盖覆盖帽板和电极端子，电极端子电连接到电极接线片并在穿过盖的同时暴露到外侧，盖可以包括第二 内层、第二外层以及置于第二内层和第二外层之间的第二功能层，第二内层和第二外层可以包括塑料材料，第二功能层可以包括金属和无机化合物的一种或更多种。

壳体和盖可以彼此结合，使得壳体的延伸部和盖的底部彼此焊接。

阶梯部可以通过延伸部形成在主体部的顶端处，O型环或垫圈可以结合到帽板的边缘，帽板可以利用O型环或垫圈结合到阶梯部。

与隔壁的边缘对应的多个插槽可以位于壳体的内表面和帽板的底表面上，O型环或垫圈可以结合到隔壁的边缘，隔壁可以利用O型环或垫圈与插槽接合。

在所述多个电极组件中，位于每个容纳空间之间的电极组件可以通过第一连接接线片彼此串联连接。

帽组件还可以包括第二连接接线片，当所述多个电极组件分别位于容纳空间中时，各容纳空间中的电极组件可以通过第二连接接线片彼此并联连接。

附图说明

通过参照附图对示例性实施例进行详细地描述，特征对于本领域的技术人员将变得明显，在附图中：

图1示出根据实施例的二次电池的透视图；

图2示出彼此组装的根据实施例的盖和壳体的透视图；

图3示出沿图1的线I-I′截取的剖视图；

图4示出图3的部分A的放大图；

图5示出图3的部分B的放大图；

图6示出图3的部分C的放大图；

图7示出沿图1的线II-II′截取的剖视图；

图8示出去除根据实施例的盖和壳体的二次电池的平面图；

图9中的(a)和(b)示出根据实施例的帽板的平面图和剖视图；以及

图10示出根据另一实施例的二次电池的平面图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更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实现并且不应该解释为受限于在这里阐述的实施例。相反， 这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完整的，并且将把示例性实施方式充分地传达给本领域的技术人员。

在附图中，层和区域的尺寸可以为了图示的清楚而被夸大。同样的附图标记始终表示同样的元件。

图1示出根据实施例的二次电池的透视图，图2示出彼此组装的根据实施例的盖和壳体的透视图，图3示出沿图1的线I-I′截取的剖视图，图4示出图3的部分A的放大图，图5示出图3的部分B的放大图，图6示出图3的部分C的放大图，图7示出沿图1的线II-II′截取的剖视图，图8示出去除根据实施例的盖和壳体的二次电池的平面图，图9中的(a)和(b)示出根据实施例的帽板的平面图和剖视图。

参照图1至图9，根据实施例的二次电池1000可以包括壳体100、电极组件200和帽组件300。

如图3中所示，壳体100可以包括主体部110A、延伸部110B和隔壁(partition wall)120。这里，可以将主体部110A和延伸部110B称作外壳110。

主体部110A可以容纳电极组件200并且可以成形为具有顶部开口的长方体(例如，呈具有顶部开口的长方体形状)。主体部110A可以包括第一内层111、第一功能层112和第一外层113。

可以形成主体部110A的最内结构的第一内层111可以由塑料材料制成。

可置于第一内层111与第一外层113之间的第一功能层112可以包括金属和无机化合物的一种或更多种。

例如，第一功能层112可以在第一内层111与第一外层113之间形成为金属-无机化合物基薄膜或者金属箔或金属片。当第一功能层112形成为金属-无机化合物基薄膜时，第一功能层112可以通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)和镀覆中的一种来形成。当第一功能层112形成为金属箔或金属片时，第一功能层112可以通过利用多个注射模具将金属箔或金属片设置在第一内层111与第一外层113之间来形成。

可以形成主体部110A的最外结构的第一内层113可以由塑料材料制成。例如，第一外层113可以使用显示与容纳在壳体100中的电解质具有较少反应性并且具有绝缘性质的材料来形成。

第一功能层112可以阻挡湿气或气体。第一内层111和第一外层113可以支持第一功能层112。

延伸部110B可以从主体部110A的顶端的外围延伸并且可以突出为比主体部110A的顶端高。延伸部110B可以以围绕主体部110A的顶端的外围的侧壁的形式沿主体部110A的顶端的外围形成，并且阶梯部110a可以通过延伸部110B形成在主体部110A的顶端处。

延伸部110B可以形成为从主体部110A延伸，并且与主体部110A相似，延伸部110B可以包括第一内层111、第一功能层112和第一外层113。

如上所述，壳体100可以形成为使得由金属或/和无机化合物制成的功能层可以插入塑料壳体中，壳体100与相当的金属壳体相比而言可以在形状的自由度、轻的重量和制造成本方面具有优势，同时实现相同的强度、耐蒸汽性、膨胀控制、耐化学性、耐磨性和散热性。

隔壁120可以包括安装在壳体100中的多个隔壁，例如，多个容纳空间S1、S2、S3、S4和S5。例如，如图3中所示，第一至第五容纳空间S1、S2、S3、S4和S5可以通过四个隔壁120形成在壳体100中。

隔壁120可以浸渍(例如，可以浸渍有)容纳在第一至第五容纳空间S1、S2、S3、S4和S5中的电解质，并且可以将容纳的电解质提供到第一至第五容纳空间S1、S2、S3、S4和S5。

在壳体100中容纳的电解质可以随时间流逝被耗尽，并且电解质的量或浓度可以改变。例如，在容纳空间中容纳的电解质可以与在同该容纳空间相邻的另一容纳空间中容纳的电解质隔离开，并且可以在容纳空间之间产生电解质的分散差异。耗尽的电解质的显著差异可以是使电池电芯性能退化的因素之一。

根据本实施例，为了解决因例如耗尽的电解质的显著差异引起的问题，当在第一至第五容纳空间S1、S2、S3、S4和S5中的每个中容纳的电解质具有恒定浓度时，一些电解质可以浸渍在隔壁120中。当在第一至第五容纳空间S1、S2、S3、S4和S5中容纳的电解质之间有浓度差异时，浸渍在隔壁120中的电解质的溶剂和盐可以转移到容纳浓度相对低的电解质的容纳空间。浸渍在隔壁120中的电解质的溶剂和盐可以在渗透压的作用下转移到容纳空间。隔壁120可以切断电子在第一至第五容纳空间S1、S2、S3、S4和S5之间的移动。

隔壁120可以包括有机材料、无机材料或有机/无机材料。例如，每个隔壁120可以形成为包括聚氨酯和定向聚苯乙烯(OPS)中的一种或更多种的 膜型多孔层。

在电解质浸渍于隔壁120中的状态下，形成为薄膜或者金属箔或金属片的每个隔壁120可以具有增大的厚度，电芯之间的公差可以被最小化。

第一O型环或垫圈121可以结合到每个隔壁120的边缘。为了防止电解质被容纳空间不必要地共用，第一O型环或垫圈121可以密封每个隔壁120与外壳110之间的部分以及每个隔壁120与帽组件300之间的部分。

如上所述，隔壁120可以被构造为切断电子在容纳空间之间的移动，同时电解质被容纳空间共用，因例如耗尽的电解质在容纳空间之间的显著差异引起的电池性能的退化可以被最小化。

如图5和图7中所示，第一插槽111a可以形成在第一内层111中，如图6和图9中所示，第二插槽310a可以形成在帽板310的底表面中。第一插槽111a和第二插槽310a可以形成为与隔壁120的边缘对应。隔壁120的边缘可以与第一O型环或垫圈121一起插入到第一插槽111a和第二插槽310a中以彼此接合。隔壁120的侧边缘和底边缘可以插入到第一插槽111a中并且隔壁120的顶边缘可以插入到第二插槽310a中，第一侧壁120可以更紧密地结合到壳体100。此外，隔壁120可以更容易地安装在外壳110中。

如图3中所示，电极组件200可以包括第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e并且可以与电解质一起被容纳在壳体100中。例如，第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e可以分别逐一地被容纳在第一至第五容纳空间S1、S2、S3、S4和S5中。第一电极组件200a可以被容纳在第一容纳空间S1中，第二电极组件200b可以被容纳在第二容纳空间S2中，第三电极组件200c可以被容纳在第三容纳空间S3中，第四电极组件200d可以被容纳在第四容纳空间S4中，第五电极组件200e可以被容纳在第五容纳空间S5中。

第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e中的每个可以通过将第一电极板、第二电极板和隔膜卷绕或叠置来进行构造。第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e可以包括可电连接到第一电极板的第一电极接线片211a、211b、211c、211d和211e以及可电连接到第二电极板的第二电极接线片212a、212b、212c、212d和212e。

第一电极接线片211a、211b、211c、211d和211e以及第二电极接线片212a、212b、212c、212d和212e可以在穿过帽板310的同时暴露于帽板310 的顶部。

帽组件300可以包括帽板310、多个连接接线片321、盖330、第一电极端子341和第二电极端子342。

帽板310可以密封壳体100的可敞口的顶部，并且帽板310可以使尺寸和形状与壳体100的顶部对应。例如，帽板310可以成形为矩形板(例如，呈矩形板的形状)。

第二插槽310a可以形成在帽板310的底表面上以使隔壁120的顶边缘插入其中。允许对应的电极接线片穿过的多个接线片孔310b可以形成在帽板310的多个部分处，所述多个部分与第一电极接线片211a、211b、211c、211d和211e以及第二电极接线片212a、212b、212c、212d和212e对应。第三垫圈313可以与接线片孔310b组装，接线片孔310b可以被更紧密地密封。

第二O型环或垫圈311可以结合到帽板310的边缘，壳体100的顶部可以被更紧密地密封。

帽板310可以插入到延伸部110B中并且然后可以安装在主体部110A的顶端上以结合到壳体100。如图4中所示，阶梯部110a可以因延伸部110B形成在主体部110a的顶端处，帽板310可以组装在阶梯部110a上。

第一连接接线片321可以通过第一电极接线片211a、211b、211c、211d和211e以及第二电极接线片212a、212b、212c、212d和212e电连接到第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e。

在多个连接接线片321中，例如，第一电极组件200a的第二电极接线片212a可以连接到第二电极组件200b的第一电极接线片211b，第二电极组件200b的第二电极接线片212b可以连接到第三电极组件200c的第一电极接线片211c，第三电极组件200c的第二电极接线片212c可以连接到第四电极组件200d的第一电极接线片211d，第四电极组件200d的第二电极接线片212d可以连接到第五电极组件200e的第一电极接线片211e，第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e可以彼此串联连接。

盖330可以具有成形为大体上长方体(例如，呈大体上长方体形状)的敞口底部，并且可以结合到壳体100的顶端，以允许盖330的敞口底部面向壳体100的敞口顶部。例如，在盖330的底部被插入到壳体100的延伸部110B中的状态下，盖330和延伸部110B可以彼此焊接。

如图3中所示，盖330可以包括第二内层331、第二功能层332和第二 外层333。

可以形成盖330的最内结构的第二内层331可以由塑料材料制成。

可置于第二内层331和第二外层333之间的第二功能层332可以包括金属和无机化合物的一种或更多种。

例如，第二功能层332可以在第二内层331与第二外层333之间形成为金属-无机化合物基薄膜或者金属箔或金属片。当第二功能层332形成为金属-无机化合物基薄膜时，第二功能层332可以通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)和镀覆中的一种来形成。当第二功能层332形成为金属箔或金属片时，第二功能层332可以通过将金属箔或金属片置于第二内层331与第二外层333之间来形成。

可以形成盖330的最外结构的第二外层333可以由塑料材料制成。例如，第二外层333可以使用显示与容纳在壳体100中的电解质具有较少反应性并且具有绝缘性质的材料形成。

第二功能层332可以阻挡湿气或气体。第二内层331和第二外层333可以支持第二功能层332。

多个端子孔330a可以形成在盖330中。第一电极端子341和第二电极端子342可以穿过端子孔330a，第四垫圈334可以与盖330组装，盖330可以被更紧密地密封。

第一电极端子341可以电连接到第一电极组件200a的第一电极接线片211a。第二电极端子342可以电连接到第五电极组件200e的第二电极接线片212e。

第一电极组件200a的第一电极接线片211a可以是在彼此串联连接的第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e中具有最高电压电平的端子，第五电极组件200e的第二电极接线片212e可以是在第一至第五电极组件200a、200b、200c、200d和200e中具有最低电压电平的端子。

图10示出根据另一实施例的二次电池的平面图。

在图10示出的实施例中，与先前的实施例不同，可以在单个容纳空间中容纳多个电极组件。容纳在单个容纳空间中的多个电极组件可以彼此并联连接，相邻的容纳空间之间的电极组件可以彼此串联连接，并且与根据先前实施例的二次电池不同，根据本实施例的二次电池还可以包括第二_第一连接接线片322和第二_第二连接接线片323。

第二_第一连接接线片322可以将容纳在一个单个容纳空间中的电极组件的第一电极接线片彼此连接，第二_第二连接接线片323可以将容纳在一个单个容纳空间中的电极组件的第二电极接线片彼此连接。

在第一_第一电极组件200a1、第一_第二电极组件200a2和第一_第三电极组件200a3中，例如，第一_第一电极组件200a1的第一电极接线片211a1、第一_第二电极组件200a2的第一电极接线片211a2和第一_第三电极组件200a3的第一电极接线片211a3可以通过第二_第一连接接线片322彼此连接，第一_第一电极组件200a1的第二电极接线片212a1、第一_第二电极组件200a2的第二电极接线片212a2和第一_第三电极组件200a3的第二电极接线片212a3可以通过第二_第二连接接线片323彼此连接，第一_第一电极组件200a1、第一_第二电极组件200a2和第一_第三电极组件200a3可以彼此并联连接。

根据实施例，在电芯-包集成结构中，将电池电芯彼此分开的隔壁可以构造为切断电子的移动同时在容纳空间之间共用电解质，可以使因例如耗尽的电解质在容纳空间之间的显著差异而退化的电芯性能最小化。

外部壳体可以形成为使得由金属或/和无机化合物制成的功能层可以插入到塑料壳体中，外部壳体与相当的金属壳体相比而言在形状的自由度、重量的轻型化和制造成本方面可以具有优势，同时实现相同的强度、耐蒸汽性、膨胀控制、耐化学性、耐磨性和散热性。

通过总结和回顾，为了制造相当的多个串联/并联电池包，在安放电池电芯时会需要数量增大的组件和许多工艺步骤，并且数量增大的组件和许多工艺步骤会导致多个串联/并联电池包的制造成本的增加。

在电芯-包集成结构中，单元电芯和电解质可以直接被容纳在单个壳体中。可以提供多个电芯室以使单元电芯在电池包中彼此分开。

然而，容纳在壳体中的电解质可以随时间流逝而耗尽，并且电解质的量和浓度可以改变。例如，容纳在容纳空间中的电解质可以与容纳在同该容纳空间相邻的另一个容纳空间中的电解质隔离开，在容纳空间之间可以引起电解质的分散差异。耗尽的电解质的显著差异可以使电池电芯性能退化。

实施例提供了一种二次电池，该二次电池可以使组件的数量和制造成本最小化并且可以使因例如电解质的分散差异导致的电芯性能的退化最小化。

在这里已经公开了示例实施例，并且尽管使用了特定术语，但是仅以一 般性的和描述性的含义来使用和解释它们，而非出于限制性的目的。在某些情况下，如截止到本申请提交时的本领域的技术人员将清楚的，除非另有特定指明，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求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做出各种改变。