本公开涉及一种具有组装有电极基板和电极接头的电极的电池、该电池的制造方法以及包括该电池的电子装置。
背景技术：
体积减小和容量增加是安装在电子装置中的电池的发展趋势。电池以各种方法制造，所述方法可以包括封装成“果冻卷(jellyroll)”。
以上信息仅作为背景信息呈现以帮助理解本公开。关于以上任何内容是否可用作关于本公开的现有技术，没有做出任何决定，也没有做出断言。
技术实现要素：
配置用于电子装置(其中部件被集成地设置在小的空间中)的电池可能在电极之间产生不可预测的干扰以及与膜和其它构件的物理、电或化学干扰。
根据本公开的各种实施方式，可以提供一种可减少物理干扰的电极组件及其制造方法，该电极组件形成有电极基板和电极接头的焊接部分的均匀且平滑的表面。
根据实施方式的一种电池可以包括电极组件，所述电极组件包括：电极基板，包括第一区域和第二区域；活性材料，沉积在电极基板的第一区域上；以及电极接头，附接到电极基板的第二区域，其中电极接头包括具有与电极基板的第二区域的接合位置接触的至少一个突起的接合表面，其中电极接头的与接合表面相反的表面以及电极基板的与接合位置相反的表面是基本上平坦的。
根据实施方式的一种电子装置包括：壳体；显示器，部分地容纳在壳体中；以及电池，部分地容纳在壳体中，其中电池包括电极组件，该电极组件包括：电极基板，包括第一区域和第二区域；活性材料，沉积在电极基板的第一区域上；以及电极接头，附接到电极基板的第二区域，其中电极接头包括具有接触电极基板的第二区域的接合位置的至少一个突起的接合表面，并且其中电极接头的与接合表面相反的表面以及电极基板的与接合位置相反的表面是基本上平坦的。
根据本公开的实施方式的用于制造包括阳极组件、阴极组件和设置在阳极组件与阴极组件之间的膜的电池的方法可以包括以下操作：供应电极基板以用于与阳极组件和阴极组件对应的极组件(poleassembly)；在电极基板的部分区域中沉积活性材料；以及将电极接头附接在电极基板的另一区域中。附接电极接头的操作可以包括以下操作：在电极接头的与基本上平坦的表面相反的接合表面中形成至少一个突起；以及使所述至少一个突起与电极基板结合以便将电极接头的接合表面附接到电极基板。
附图说明
从以下结合附图的描述，本公开的某些实施方式的以上和其它的方面、特征和优点将变得更加明显，附图中：
图1至图3示出根据一实施方式的制造电极组件的过程；
图4示出根据一实施方式的阳极组件、膜和阴极组件；
图5至图7示出根据一实施方式的焊接电极接头和电极基板的概念过程；
图8至图11示出根据各种实施方式的电极接头的突起的形状；
图12示出根据一实施方式的电极组件与其它构件一起被封装到电池中的状态；
图13示出根据一实施方式的包括电池的电子装置；以及
图14是示出根据一实施方式的制造电极组件的过程的流程图。
具体实施方式
可在本公开中使用的诸如“包括”和“可以包括”的表述表示所公开的功能、操作和构成元件的存在，并且不限制一个或更多个附加功能、操作和构成元件。在本公开中，诸如“包括”和/或“具有”的术语可以被解释为表示特定的特征、数量、步骤、操作、构成元件、部件或其组合，但是可以不被解释为排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、构成元件、部件或其组合的存在或添加一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、构成元件、部件或其组合的可能性。
此外，在本公开中，表述“和/或”包括相关所列的词语的任何和所有组合。例如，表述“a和/或b”可以包括a，可以包括b，或者可以包括a和b。
如这里所使用的，术语“第一”和“第二”可以使用对应的部件而与重要性或次序无关，并用于将一部件与另一部件区别分而不限制部件。例如，以上表述不限制元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置表示不同的用户装置，尽管它们都是用户装置。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件也可以被称为第一元件，而没有偏离本公开的范围。此外，除非明确说明，否则不应推断特定的次序。例如，“第一”条件不一定发生在“第二”条件之前。
在一部件被称为“连接”到或“访问”另一部件的情况下，应当理解，该部件不必直接连接到或访问另一部件，而是在它们之间还可以存在另一部件。另外，在一部件被称为“直接连接”到或“直接访问”另一部件的情况下，应当理解，没有部件在它们之间。本公开中使用的术语仅用于描述具体的各种实施方式，并不旨在限制本公开。如这里所用的，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确地指示。
根据本公开的电子装置可以是通信装置。例如，该装置可以包括以下中的任何一个或至少一个的组合：智能手机、平板个人计算机(pc)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、桌面pc、膝上型pc、上网本计算机、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、数字音频播放器、移动医疗设备、电子手环、电子项链、电子配件、照相机、可穿戴设备、电子时钟、手表、家用电器(例如空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器等)、人工智能机器人、电视机(tv)、数字视频盘(dvd)播放器、音频设备、各种医疗设备(例如磁共振血管造影(mra)、磁共振成像(mri)、计算机断层扫描(ct)、扫描仪、超声波设备等)、导航装置、全球定位系统(gps)接收器、事故数据记录器(例如edr)、飞行数据记录器(fdr)、机顶盒、电视盒(例如samsunghomesynctm、appletvtm或googletvtm)、电子词典、车辆信息娱乐装置、用于船舶的电子设备(例如船舶导航设备、回转罗盘等)、航空电子设备、安全设备、电子衣服、电子钥匙、摄像机、游戏控制台、头戴式显示器(hmd)、平板显示设备、电子相框、电子相册、家具或包括通信功能的建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收装置、投影仪等。对于本领域技术人员明显的是，根据本公开的电子装置不限于上述装置。
图1至图3示出根据本公开的一实施方式的电极组件100的制造。
参照图1，根据本公开的一实施方式的电极组件100可以包括阳极组件101和阴极组件103中的选定一个(参照图4)。电极组件100可以包括电极接头110、电极基板120以及活性材料125。接合部113应当是指使电极接头110和电极基板120接触并结合的接合表面113a(参照图7)以及与接合表面113a相反的表面113b(参照图7)。更详细地，表面113b可以是指电极接头110上的与接合表面113a相反的表面。在描述本公开的过程中，根据本公开的实施方式，接合部113、接合表面113a以及与接合表面113a相反的表面113b可以分别包括焊接部113、焊接表面113a以及与焊接表面113a相反的表面113b(参照图3和图7)。
电极基板120形成电极的基本框架，并且活性材料125可以沉积在电极基板120的第一区域121中。电池的类型(例如锂离子电池、镍氢电池和镍镉电池)可以根据沉积的活性材料125的类型而不同，并且极性(例如阳极和阴极)可以相应地改变。例如，活性材料125可以包括选自以下的组中的至少一种材料：锂过渡金属氧化物诸如锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂锰氧化物和磷酸铁锂；镍硫化物；铜硫化物；硫；铁氧化物；金属；含碳材料；金属氧化物；以及锂金属氮化物和钒氧化物。
电极基板120可以由具有导电性的金属材料形成，并且它可以包括从铜、不锈钢、镍、铝和钛的组中选择的至少一种金属。此外，根据要沉积到电极基板120的活性材料125的类型，电镀工艺可以被施加到电极基板120的表面。
具有板形状的电极接头片可以由通过卷绕片材(sheet)而形成的卷(roll)供应，并且它可以在将所述卷展开并切割成预定尺寸之后使用。被切割的电极接头110可以通过电极接头传送装置150传送，并且利用形成有突起的夹具140按压电极接头110的焊接部113(参照图3和图7)而被处理用于在下面的图8至图11中示出的焊接突起111。电极接头110的焊接部113可以指电极接头110的焊接表面113a和相反表面113b(参照图3和图7)。
处理得具有焊接突起111的电极接头110可以安置在电极基板120的第二区域123的位置123″(现在被称为“接合位置”)，并且结合电极接头110和电极基板120的电极组件100可以通过焊接被安置的部分而形成。为了焊接部113上的相反表面113b和电极基板120的在接合/焊接表面113a正下方的下表面123'(现在被称为“与接合位置相反的表面″123')(参照图7)的均匀性，电极接头110可以由与电极基板120相同或相似的材料形成，这将在后面进行描述。例如，电极接头110可以由铝或铜材料形成。
图2示出根据本公开的一实施方式的超声波焊接装置130将电极接头110焊接到电极基板120上的过程。根据本公开的一实施方式，当电极接头传送装置150将电极接头110的焊接表面113a(参照图7)安置到电极基板120的第二区域123的位置123″(现在被称为接合位置123″)时，超声波焊接装置130可以通过按压被安置部分而使电极接头110和电极基板120结合。
超声波焊接装置130可以包括焊头(horn)131和焊座(anvil)133。焊头131和焊座133的与电极接头110或电极基板120接触的表面可以形成为平坦形状，而不具有凹凸或不规则突起。
通过使用上述夹具140，焊接突起111形成在电极接头110的焊接表面113a(参照图7)上，并且如果电极接头110的形成有焊接突起111的焊接表面113a被焊头131和焊座133按压使得焊接突起111安置在电极基板120上，则与焊接表面113a相反的表面113b(参照图7)可以形成为基本上平坦的形状。
图3示出根据本公开的一实施方式的具有通过超声波焊接装置130焊接的电极基板120和电极接头110的电极组件100。在焊接电极基板120和电极接头110的过程中，形成在电极接头110上的焊接突起111可能穿透或损坏电极基板120的表面；然而，通过使用焊头131和焊座133，与接合表面113a相反的表面113b(参照图7)以及电极基板120的在接合/焊接表面113a正下方的下表面123'可以被均匀地且平滑地形成，使得每个具有平坦形状。在某些实施方式中，与接合表面113a相反的表面113b以及电极基板120的在接合/焊接表面113a正下方的下表面123'可以是基本上平坦的。在某些实施方式中，接合表面113a以及电极基板120的在接合/焊接表面113a正下方的下表面123'可以形成具有两个维度的平面，其中该表面的偏差不大于这两个维度之一的10％。
尽管图3示出电极基板120被分成沉积有活性材料125的第一区域121和附接有电极接头110的第二区域123，但是本公开不限于此示例。
例如，第一区域121可以远离电极基板的接合位置123″(参照图7)设定，因此活性材料125可以沉积在远离电极基板120的接合位置123″(参照图7)的第一区域121中。
图4示出根据本公开的一实施方式的阳极组件101、膜200和阴极组件103。
如上所述，阳极组件101和/或阴极组件103可以包括电极基板120、活性材料125和电极接头110。阳极组件101和阴极组件103可以根据活性材料的类型125而区分。
膜200可以设置在阳极组件101和阴极组件103之间，并且阳极组件101、阴极组件103和膜200可以通过以下面的图8所示的形式结合而封装成电池。
图5和图6是示出根据本公开的一实施方式的焊接电极接头110和电极基板120的过程的概念图，图7示出焊接在一起的电极接头110和电极基板120的横截面。
参照图5和图6，电极接头110的形成有焊接突起111的焊接表面113a(参照图7)可以被安置在电极基板120的表面上，并且被安置部分可以通过用焊头131和焊座133按压而被焊接。
焊接突起111可以形成在电极接头110的面对电极基板120的接合表面113a处。焊接突起111增强接合表面113a与接合位置123″之间的接合力的剪切应力。在没有焊接突起111的平坦表面之间的接合力的情况下，摩擦力可能是增强剪切应力的唯一力。然而，如果像根据本公开的实施方式的电极接头110那样形成焊接突起111，则焊接突起111穿透接合位置123″或使接合位置123″变形，从而剪切应力的增强可以通过向摩擦力增加物理接合力而发生。
然而，焊接突起111可能仅在电极接头110的在焊接位置123″处接触电极基板120的接合表面处形成，因为在通过以果冻卷形状卷绕而封装电极接头110、与焊接表面113a相反的表面113b以及与接合位置123″相反的表面123'(参照图7)的过程中焊接突起111可能影响其它相邻的电极。
参照图7，即使形成在电极接头110的焊接表面113a处的焊接突起111在用焊头131和焊座133按压的过程中穿透接合位置123″或使接合位置123″变形，与接合表面113a相反的表面113b也可以均匀地且平滑地形成。这样，在用于电池封装的卷绕过程中，可以减少与接合表面113a相反的表面113b以及与接合位置123″相反的表面123'对其它电极的影响。
图8至图11示出根据本公开的各种实施方式的电极接头110的突起的形状。电极接头110的突起可以对应于焊接突起111。
图8示出根据本公开的一实施方式的在突起111的高度形成为小于电极基板120的厚度的情况下的突起111。如果突起111的高度形成为小于电极基板120的厚度，则突起111穿透和损坏电极基板120的可能性可以降低，并且与焊接表面113a相反的表面113b以及与接合位置123″相反的表面123'(参照图7)可以形成为基本上平坦。
图9示出根据本公开的一实施方式的在突起的长度被不同地形成的情况下的突起111。
例如，突起111可以包括具有第一长度的第一突起组111a和具有第二长度的第二突起组111b。第一突起组111a和第二突起组111b的每个可以包括至少一个突起。
通过设置具有不同长度的突起111并调节焊接电极接头110和电极基板120的深度，可以调节接合力。
图10示出根据本公开的一实施方式的形成为各种形状的突起111。
例如，突起111可以包括具有第一形状的第三突起组111c和具有第二形状的第四突起组111d。
例如，具有第一形状的突起111可以形成有尖锐的端部以增大与电极基板120的接合深度。具有第二形状的突起111可以形成有平坦的端部以增大与电极基板120的接合面积。
如上所述，第三突起组111c和第四突起组111d的每个可以包括至少一个突起。
图11示出根据本公开的各种实施方式的突起形状之一。
如上所述，突起111的形状可以形成有尖锐的端部、平坦的端部、有角度的端部或圆化的端部。此外，突起111的整体形状可以形成为漏斗形、菱形、矩形柱形、矩形喇叭形或圆柱形。
通过改变突起111的形状，可以调整电极接头110与电极基板120之间的接合深度和接合面积，因此可以调整电极接头110与电极基板120之间的接合力。
图12示出根据本公开的一实施方式的封装有电极组件100和其它构件的电池，图13示出嵌入有封装的电池的电子装置。
根据分别沉积在电极基板120a和120b的部分区域上的活性材料125a和125b，电极组件100可以用于阳极组件101或阴极组件103(参照图4)。例如，如果锂离子材料、用于改善导电性的导电材料以及用于改善与电极基板120的接合力的粘合剂被混合并沉积，则可以制造阳极，并且如果导电材料、粘合剂和石墨被混合并沉积，则可以制造阴极。
膜200可以位于阳极和阴极之间，并且电池可以通过如图12所示以果冻卷形状卷绕和封装来制造。为了避免由阳极组件101和阴极组件103(参照图4)之间的接触引起的短路，根据卷绕阳极组件101、阴极组件103和膜200的方向，绝缘膜可以另外地设置在阳极组件101或阴极组件101的表面处。
由于与接合表面113a相反的表面113b以及与电极基板120a和120b和电极接头110a和110b的接合位置123″相反的表面123'(参照图7)被均匀且平滑地形成，所以在卷绕和封装电极组件的过程中，可以减小与接合表面113a相反的表面113b以及与接合位置123″相反的表面123'对其它电极的影响。
根据本公开的实施方式的电池可以包括阳极组件101、阴极组件103以及设置在阳极组件101和阴极组件103之间的膜。阳极组件101和阴极组件103的每个可以包括电极基板120、沉积在电极基板120的第一区域121中的活性材料125、以及附接在电极基板120的没有沉积活性材料125的第二区域123中的电极接头110。电极接头110的接合表面113a可以包括形成在其上的至少一个突起111(参照图5)，其接触电极基板120的第二区域123的接合位置123″，电极接头110的与接合表面113a相反的表面113b以及电极基板120的与接合位置123″相反的表面123'可以是基本上平坦的。
电极组件可以选自阴极组件和阳极组件之一。电池还包括阴极组件和阳极组件中的另一个以及设置在该电极组件与阴极组件和阳极组件中的另一个之间的膜。
电极接头110可以通过至少一个突起111固定到接合位置123″。
电极基板120的除了接合位置123″之外的表面可以是基本上平坦的。
所述至少一个突起111(参照图5)的长度可以小于电极基板120的厚度。
所述至少一个突起111可以包括具有第一长度的至少一个第一突起组111a和具有第二长度的至少一个第二突起组111b(参照图9)。
所述至少一个突起111可以包括具有第一形状的至少一个第三突起组111c和具有第二形状的至少一个第四突起组111d(参照图10)。
通过焊接所述至少一个突起111，电极接头110可以被附接到电极基板120。
电极接头110和电极基板120的焊接表面113a(参照图7)可以形成在电极接头110和电极基板120的接触区域的一部分中。
根据本公开的一实施方式的电子装置可以包括壳体1301、部分地容纳在壳体1301中的显示器1303以及部分地容纳在壳体1301中的电池1305(参照图13)。该电池包括电极组件，该电极组件包括：电极基板，包括第一区域和第二区域；活性材料，沉积在电极基板的第一区域上；以及电极接头，附接到电极基板的第二区域，电极接头包括接合表面，该接合表面具有接触电极基板的第二区域的接合位置的至少一个突起，并且其中电极接头的与接合表面相反的表面以及电极基板的与接合位置相反的表面是基本上平坦的。
电极组件可以选自阴极组件和阳极组件中的一个，其中电池还包括阴极组件和阳极组件中的另一个以及布置在该电极组件与阴极组件和阳极组件中的另一个之间的膜。
电极接头110可以被固定到接合位置123″，防止膜200(参照图4)在卷起电极组件的状态下被所述至少一个突起损坏。
电极基板120的不接触电极接头110的表面可以是基本上平坦的。
电极接头110的所述至少一个突起111(参照图8)的长度可以小于电极基板120的厚度。
所述至少一个突起111可以包括具有第一长度的至少一个第一突起组111a和具有第二长度的至少一个第二突起组111b(参照图9)。
所述至少一个突起111可以包括具有第一形状的至少一个第三突起组111c和具有第二形状的至少一个第四突起组111d(参照图10)。
通过焊接所述至少一个突起111，电极接头110可以被附接到电极基板120。
电极接头110的接合表面113a(参照图7)可以至少形成在电极接头110与电极基板120的接合位置。
图14是示出根据本公开的一实施方式的制造电极组件的过程的流程图。
电极基板可以通过供应电极基板的操作1401以及将活性材料沉积到所供应的电极基板的操作1403来制造。
电极接头可以通过供应电极接头片的操作、根据电极接头的设计尺寸切割供应的片的操作、以及在电极接头的焊接表面上形成焊接突起的操作1409来制造。
更详细地，电极接头片可以在操作中通过展开卷来使用。电极接头片可以在操作中通过用切割器切割成预定尺寸来使用。在操作1409，被切割的电极接头110可以由电极接头传送装置150传送并通过用形成有突起的夹具140挤压而被处理用于焊接突起111。电极接头110的焊接部分113可以表示电极接头110的焊接表面113a和非焊接表面113b(参照图3和图7)。
供应电极基板的操作1401和在电极基板上沉积活性材料的操作1403可以在供应电极接头片的操作、根据电极接头的设计尺寸切割供应的片的操作、以及在电极接头的焊接表面上形成焊接突起的操作1409之后或同时进行。
通过上述过程产生的电极接头110可以通过电极接头传送装置150传送到电极基板120，并且电极组件可以通过将电极接头110安置在电极基板120上并在操作1411中焊接安置部分来制造。
超声波焊接工艺中使用的超声波焊接装置130的焊头131和焊座133(参照图5)的表面可以形成为对应于与电极基板120或电极接头110的接触的实际上平坦的形状。由此，可以均匀且平滑地形成非焊接表面113b(参照图7)。
根据本公开的实施方式的用于制造包括阳极组件101、阴极组件103以及设置在阳极组件101和阴极组件103之间的膜200(参照图4)的电池的方法可以包括提供用于与阳极组件101和阴极组件103对应的极组件的电极基板的操作1401、在电极基板的部分区域中沉积活性材料125的操作1403、以及在电极基板的另一区域中附接电极接头的操作。附接电极接头的操作可以包括：在电极接头的第二表面的至少一个部分区域中形成至少一个突起的操作1409，该第二表面与电极接头的具有实际上平坦的形状的第一区域相反；以及使所述至少一个突起与电极基板结合以便将电极接头的第二表面的所述至少一个区域附接到电极基板的操作1411。
形成至少一个突起的操作1409可以包括通过使用形成有突起的夹具按压电极接头的操作。
使所述至少一个突起与电极基板结合的操作1411可以包括通过使用超声波将所述至少一个突起焊接到电极基板的操作。
焊接至少一个突起的操作可以包括通过使用形成为实际上平坦的形状而没有凹凸或突起的焊头和/或焊座将电极接头按压到电极基板上的操作。
电极接头和电极基板的结合可以形成在电极接头和电极基板之间的接触区域的至少一部分中。
如上所述，根据本公开的实施方式的电极组件可以通过形成电极基板和电极接头的焊接部分的均匀且平滑的表面来制造。
尽管已经参照本公开的某些实施方式具体示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变而没有脱离由权利要求书限定的本公开的精神和范围。