二次电池的制作方法

本申请要求于2017年8月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0111141的优先权和利益，其全部内容通过引用合并于此。

本发明的各实施例的各方面涉及二次电池。

背景技术：

不同于不能被充电的一次电池，二次电池可被再充电。由一个单电池单元构成的低容量二次电池可被用作用于诸如便携式电话和摄像机的各种便携式小型电子设备的电源。其中数十个电池单元连接成电池组的高容量二次电池可被用作用于诸如电动车辆或混合电动车辆中的电机驱动器的电源。

二次电池被制造成各种形状，并且代表性形状包括圆柱体状和棱柱状。二次电池被构造使得由正负电极板与其间插入的作为绝缘体的隔板形成的电极组件以及电解质被容纳在壳体中，并且盖板被联接到壳体。电极组件通过集电体被电连接到电极端子。在此，壳体中的容积根据集电体的构造而变化。因此，具有对于能够在预定尺寸内实施更大容量的二次电池的需求。

技术实现要素：

根据本发明的各实施例的方面，二次电池增加或最大化二次电池的空间利用率并且能够增加给定尺寸内电极组件的容量。

根据本发明的一个或多个实施例，二次电池，包括：包括电极未涂覆部分的电极组件；接纳所述电极组件的壳体；联接到所述壳体的顶部并密封所述壳体的盖板；和集流体，包括位于所述电极组件与所述盖板之间的端子连接体和在所述端子连接体的端部弯折并位于所述电极组件与所述壳体之间的电极连接体，其中所述电极连接体包括连接到所述端子连接体并朝向所述壳体突出的第一区域以及位于所述第一区域下方并朝向所述电极组件突出的第二区域。

所述电极未涂覆部分可被连接到所述第二区域。

所述电极未涂覆部分可被连接到所述第二区域的面向所述壳体的表面。

所述电极未涂覆部分的厚度可小于所述第二区域与所述第一区域之间的阶梯差。

所述二次电池可进一步包括在所述电极未涂覆部分与所述第二区域之间的辅助接线片。所述辅助接线片的厚度可小于所述第二区域的厚度。

所述二次电池可进一步包括联接到所述电极连接体并包括固定钩的保持器。

所述第一区域可包括与所述固定钩接合的联接孔。

所述固定钩的突出高度可小于所述第二区域与所述第一区域之间的阶梯差。

所述端子连接体可具有熔断孔。

所述二次电池可进一步包括覆盖所述熔断孔并通过嵌入成型形成在所述端子连接体上的成型构件。

所述电极连接体可沿着所述电极组件的层叠方向偏移至一侧。

所述电极连接体可进一步包括位于所述第二区域下方并朝向所述壳体突出的第三区域。所述电极未涂覆部分的厚度可小于所述第二区域与所述第三区域之间的阶梯差。

所述二次电池可进一步包括联接到所述电极连接体并包括固定钩的保持器，并且所述第三区域可包括与所述固定钩接合的联接孔。所述固定钩的突出高度可小于所述第二区域与所述第三区域之间的阶梯差。

如上所述，根据本发明的实施例的二次电池包括集流部分，集流部分具有连接到电极未涂覆部分并朝向电极组件突出的第二区域以及联接到保持器并朝向壳体突出的第一区域和第三区域，由此获得用于被联接到保持器的固定钩的空间同时获得用于被联接到电极未涂覆部分的空间。因此，二次电池的大小能够通过最大化空间利用率而被减小，并且给定尺寸内的电极组件的容量能够增加。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的二次电池的透视图；

图2是根据本发明的实施例的二次电池的分解透视图；

图3是沿图1的线a-a’截取的剖视图；

图4是图3的局部放大剖视图；

图5a是例示第一集流部分的透视图；并且图5b是例示第二集流部分的透视图；

图6a是例示第一辅助接线片被连接到第一集流部分的状态的透视图；并且图6b是例示第二辅助接线片被连接到第二集流部分的状态的透视图；

图7是例示电极组件与集流部分之间的连接关系的局部透视图；

图8是例示电极组件与集流部分之间的连接关系的侧视图。

具体实施方式

下面，将更详细地描述本发明的一个或多个示例性实施例。

本发明的各种实施例可以许多不同的形式实施，并且不应被解释为受限于在此列举的示例实施例。相反，本公开的这些示例实施例被提供使得本公开将是透彻且完整的并将向本领域技术人员传达本公开的发明构思。

此外，在附图中，为了简洁和清楚，各种部件的尺寸或厚度可被夸大。相同编号自始至终指代相同元件。此外，如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个关联的列举物的任意和所有组合。

另外，为了便于说明，诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对用语可在此用于描述如图中所例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解，空间相对用语旨在包含除了图中所描绘的方位之外的设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件于是位于其它元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性用语“下方”可包含上方和下方两个方位。

图1是根据本发明的实施例的二次电池的透视图。图2是根据本发明的实施例的二次电池的分解透视图。图3是沿图1的线a-a’截取的剖视图。图4是图3的局部放大剖视图。图5a是例示第一集流部分的透视图；并且图5b是例示第二集流部分的透视图。图6a是例示第一辅助接线片被连接到第一集流部分的状态的透视图；并且图6b是例示第二辅助接线片被连接到第二集流部分的状态的透视图。图7是例示电极组件与集流部分之间的连接关系的局部透视图。图8是例示电极组件与集流部分之间的连接关系的侧视图。

参见图1至8，根据本发明的实施例的二次电池100包括电极组件110、集流部分或集流体120和130、壳体140、盖组件150、绝缘板170以及保持器180。

在实施例中，电极组件110由多个层叠形成，每个层叠包括作为薄板或薄层的第一电极板、隔板和第二电极板。在实施例中，第一电极板可作为负极操作并且第二电极板可作为正极操作。当然，第一电极板和第二电极板的极性可由本领域技术人员选择性地改变。

在实施例中，第一电极板通过在由铜或镍制成的金属箔形成的第一电极集流体上涂覆诸如石墨或碳的第一电极活性物质而形成，并包括未施有第一电极活性物质的第一电极未涂覆部分111。第一电极未涂覆部分111提供电流在第一电极板与外侧之间流动的路径。

在实施例中，第一电极未涂覆部分111被形成为当多个层叠的第一电极板被堆叠时在相同位置处进行重叠，从而形成多片式结构。第一电极未涂覆部分111被形成为突出到电极组件110的一侧。在实施例中，多个第一电极未涂覆部分111可被焊接到彼此，由此形成第一集流接线片。在实施例中，第一集流接线片与第一电极板一体形成并且从层叠的第一电极板中的每个引出，电极组件110的集流效率能够被有利地增加。然而，第一集流接线片也可由本领域技术人员选择性地提供的分离构件来形成。

在实施例中，第二电极板通过在由铝制成的金属箔形成的第二电极集流体上涂覆诸如过渡金属氧化物的第二电极活性物质而形成，并包括未施有第二电极活性物质的第二电极未涂覆部分112。

在实施例中，第二电极未涂覆部分112被形成为当多个层叠的第二电极板被堆叠时在相同位置处进行重叠，从而形成多片式结构。第二电极未涂覆部分112被形成为突出到电极组件110的另一侧。在实施例中，多个第二电极未涂覆部分112可被焊接到彼此，由此形成第二集流接线片。

设置在第一电极板与第二电极板之间的隔板可防止或基本防止第一电极板与第二电极板之间的电短路并允许锂离子的移动。在实施例中，隔板可包括聚乙烯、聚丙烯、或聚乙烯和聚丙烯的复合膜。然而，本发明不限于在此列举的隔板的材料。

电极组件110可与例如电解质一起被接纳在壳体140中。电解质可包括溶解在诸如ec(碳酸次乙酯)、pc(碳酸丙二酯)、dec(碳酸二乙酯)、emc(碳酸甲乙酯)或dmc(碳酸二甲酯)的有机溶剂中的诸如lipf6或libf4的锂盐。另外，电解质可为液相、固相或胶相。

集流部分120和130包括电连接到第一电极板的第一集流部分120和电连接到第二电极板的第二集流部分130。

第一集流部分120由诸如镍的导电材料制成，并与突出到电极组件110的一端的第一电极未涂覆部分111接触以被电连接到第一电极板。在实施例中，第一集流部分120包括第一端子连接体121、第一电极连接体122以及辅助接线片126。在此，弯折区域被形成在第一端子连接体121与第一电极连接体122之间。

第一端子连接体121位于电极组件110上并且被形成为与将在之后描述的盖板151平行。即，第一端子连接体121位于电极组件110与盖板151之间并且被成形为基本平面的板。第一端子连接体121包括与电极端子154接合的第一通孔121a和与绝缘板170接合的第二通孔121b。在实施例中，第一通孔121a与第二通孔121b相比被形成为邻近弯折区域。

第一电极连接体122在第一端子连接体121的端部弯折以向下延伸，并被形成在电极组件110的一侧。第一电极未涂覆部分111被连接到第一电极连接体122。第一电极连接体122从第一端子连接体121的上述端部弯折以从其延伸。在实施例中，第一电极连接体122被形成为沿着电极组件110的层叠方向偏向或偏移至一侧。换言之，在实施例中，第一电极连接体122关于层叠的电极组件110的中央部分仅形成在电极组件110的一侧(图上的左或右侧)。以此方式，通过将第一电极连接体122形成为沿着电极组件110的层叠方向偏向一侧，多个第一电极未涂覆部分111可被收集在一起，由此易于将多个第一电极未涂覆部分111连接到第一电极连接体122。即，由于第一电极连接体122沿着电极组件110的层叠方向偏向一侧，第一电极未涂覆部分111的长度能够被最小化或减小。

参见图5a，第一电极连接体122包括在第一端子连接体121的上述端部弯折以从第一端子连接体121向下延伸的第一区域123、从第一区域123向下延伸并朝向电极组件110突出的第二区域124、以及从第二区域124向下延伸并远离电极组件110(朝向壳体140)突出的第三区域125。在实施例中，第一区域123和第三区域125位于同一线上。即，第一电极连接体122被构造使得第一电极连接体122在其中央部分(即，第二区域124)处朝向电极组件110突出。换言之，第一区域123和第三区域125被形成为朝向壳体140突出，而第二区域124被形成为朝向电极组件110突出。因此，第二区域124关于第一区域123和第三区域125以阶梯形式形成。第一电极未涂覆部分111被电连接到第二区域124。因此，第二区域124的长度等于或大于第一电极未涂覆部分111的长度。另外，第一电极未涂覆部分111被连接到第二区域124的面向壳体140的表面。第二区域124的突出厚度等于或大于多个第一电极未涂覆部分111的厚度。因此，当第一电极未涂覆部分111被焊接到第二区域124时，第一电极未涂覆部分111可不突出到第一集流部分120的外侧。联接到将之后描述的保持器180的联接孔122a被形成在第一区域123和第三区域125中。在实施例中，第一电极未涂覆部分111的厚度小于第二区域124与第一区域123或第三区域125之间的阶梯差。

参见图6a，辅助接线片126被联接到第二区域124。在实施例中，辅助接线片126通过焊接被联接到第二区域124的一侧，辅助接线片126垂直于第二区域124被联接。在此，辅助接线片126的长度可等于第二区域124的长度。此外，辅助接线片126可具有小于第二区域124的厚度。第一电极未涂覆部分111通过辅助接线片126被电连接到第二区域124。即，辅助接线片126位于第二区域124与第一电极未涂覆部分111之间。

第一电极未涂覆部分111与第一集流部分120之间的连接关系现在将参照图7和8简要描述。首先，突出至电极组件110的一侧的第一电极未涂覆部分111被焊接到辅助接线片126。在此，第一电极未涂覆部分111可包括焊接至彼此的多个第一电极未涂覆部分111，由此形成第一集流接线片。随后，辅助接线片126被弯折以与第一电极连接体122的第二区域124接触。

在实施例中，第一电极未涂覆部分111、辅助接线片126以及第二区域124通过焊接被连接到彼此，由此将第一电极未涂覆部分111电连接到第一集流部分120。当然，第一电极未涂覆部分111也可被直接焊接到第二区域124。

第二集流部分130由诸如铝的导电材料制成，并与突出到电极组件110的另一端的第二电极未涂覆部分112接触以被电连接到第二电极板。在实施例中，第二集流部分130包括第二端子连接体131、第二电极连接体132以及辅助接线片136。在此，弯折区域被形成在第二端子连接体131与第二电极连接体132之间。

第二端子连接体131位于电极组件110上并且被形成为与将在之后描述的盖板151平行。即，第二端子连接体131位于电极组件110与盖板151之间并且被成形为基本平面的板。第二端子连接体131包括与电极端子或端子突出部151a接合的第一通孔131a和与绝缘板170接合的第二通孔131b。在实施例中，熔断孔131c可进一步被形成在第二端子连接体131中。熔断孔131c被形成在第二端子连接体131中的邻近第二电极连接体132的区域中。熔断孔131c可被形成为具有矩形形状，例如垂直于第二端子连接体131的长度方向的细长矩形，但本发明的实施例不限于在此公开的形状。熔断孔131c被构造使其可减小第二端子连接体131的横截面面积。当大量电流由于短路发生而流过二次电池100时，可能产生热量。形成有熔断孔131c的区域可由于生成的热量而熔化于是破裂，由此切断电流流动。

在实施例中，成型构件131d被形成在第二端子连接体131的端部处。成型构件131d覆盖熔断孔131c。成型构件131d还可覆盖第二端子连接体131与第二电极连接体132之间的弯折区域。在此，为了防止成型构件131d突出到第二集流部分130的外侧，弯折区域可被形成为具有大曲率半径。在实施例中，第二集流部分130的弯折区域的曲率半径大于第一集流部分120的弯折区域的曲率半径。在实施例中，成型构件131d通过嵌入成型被形成在第二端子连接体131上。成型构件131d用于防止或基本防止当形成有熔断孔131c的区域熔化并随后破裂时发生电弧。成型构件131d可由诸如聚丙烯或聚乙烯的绝缘材料制成，但本发明的实施例不限于在此公开的材料。

第二电极连接体132在第二端子连接体131的端部弯折以向下延伸，并被形成在电极组件110的另一侧。第二电极未涂覆部分112被连接到第二电极连接体132。第二电极连接体132在第二端子连接体131的端部弯折以从其延伸。在实施例中，第二电极连接体132被形成为偏向或偏移至一侧，即沿着电极组件110的层叠方向偏向或偏移。在实施例中，第二电极连接体132关于层叠的电极组件110的中央部分仅形成在电极组件110的一侧(图上的左或右侧)。以此方式，第二电极连接体132被形成为沿着电极组件110的层叠方向偏向一侧，使得多个第二电极未涂覆部分112可被焊接至彼此，并且于是易于将焊接的第二电极未涂覆部分112连接到第二电极连接体132。即，由于第二电极连接体132被形成为沿着电极组件110的层叠方向偏向一侧，第二电极未涂覆部分112的长度能够被最小化或减小。

参见图5b，第二电极连接体132包括在第二端子连接体131的端部弯折以从第二端子连接体131向下延伸的第一区域133、从第一区域133向下延伸并朝向电极组件110突出的第二区域134、以及从第二区域134向下延伸并远离电极组件110(朝向壳体140)突出的第三区域135。联接到将之后描述的保持器180的联接孔132a被形成在第一区域133和第三区域135中。在实施例中，第二电极连接体132具有与第一电极连接体122基本相同的构造，因此将省略第二电极连接体132的进一步详细的描述。

壳体140由诸如铝、铝合金或镀镍钢的导电金属制成，并且被基本成型为具有开口的六面体，通过该开口电极组件110能够被插入并放置。盖板151被联接到壳体140的开口以密封壳体140。在实施例中，壳体140的内表面经受绝缘处理，由此防止或基本防止在壳体140中产生电短路。在实施例中，电极组件110的一个电极可通过盖板151被电连接到壳体140。在此情况中，由于壳体140的内表面的绝缘处理，能够防止或基本防止在壳体140中产生电短路。例如，壳体140可作为正电极操作。

盖组件150被联接到壳体140的顶部(开口)。在实施例中，盖组件150包括盖板151、电解质注入孔152、安全排气部153、电极端子154、衬垫155、第一端子板156、第二端子板157、上绝缘构件158、下绝缘构件159以及短路板160。

盖板151被成型为板以密封壳体140的开口，并可由与壳体140相同的材料制成。在实施例中，盖板151可通过激光焊接被联接到壳体140。在实施例中，盖板151可电独立。在一些情况中，盖板151可被电连接到第一集流部分120或第二集流部分130之一。例如，盖板151可被电连接到第二集流部分130。在此情况中，盖板151和壳体140可具有相同极性(例如，正极性)。

用于电解质的注入的电解质注入孔152被形成在盖板151中。电解质通过电解质注入孔152被注入到壳体140中。之后，电解质注入孔152由塞152a密封。在实施例中，向下突出(即朝向电极组件110)的端子突出部151a被形成在盖板151的一侧。端子突出部151a与第二集流部分130的第一通孔131a接合。因此，盖板151被电连接到第二集流部分130。当然，在另一实施例中，分离的电极端子可穿过盖板151以随后被联接到盖板151，并且该电极端子也可被联接到第二集流部分130的第一通孔131a。

在实施例中，具有比其他区域更小的厚度的安全排气部153被形成在盖板151的中央部分(中央或大致中央部分)处。当壳体140的内压超过破裂压力(例如，预定破裂压力)时，安全排气部153可以破裂，由此防止或基本防止二次电池100爆炸。

电极端子154穿过的端子孔151b被形成在盖板151的一侧。电极端子154被形成为与盖板151中形成的端子突出部151a相反。电极端子154被联接到第一集流部分120以被电连接到第一电极板。电极端子154包括主体部154a和从主体部154a竖直突出的端子部154b。在实施例中，端子部154b被联接到盖板151的端子孔151b并且具有铆接以被固定到盖板151的顶部。主体部154a形成在端子部154b下方并具有比端子部154b更大的面积。在实施例中，突起154c形成在主体部154a的底表面上以与第一端子连接体121接合。突起154c与第一端子连接体121的第一通孔121a接合，以将电极端子154电连接到第一集流部分120。

另外，衬垫155被形成在端子孔151b中。衬垫155由绝缘材料制成并在盖板151下方被联接到端子孔151b，以密封电极端子154与盖板151之间的间隙。衬垫155可防止或基本防止外部湿气渗入到二次电池100中并可防止或基本防止二次电池100中接收的电解质流出。

第一端子板156被联接到从盖板151向上突出通过盖板151的端子孔151b的电极端子154。在实施例中，在第一端子板156被联接到电极端子154之后，电极端子154的顶部被铆接或焊接，由此将电极端子154固定到第一端子板156。

第二端子板157被联接到其中形成有端子突出部151a的盖板151的顶部。第二端子板157通过例如焊接或强制配合被联接到盖板151，以被电连接到盖板151。

上绝缘构件158位于第一端子板156与盖板151之间并将电极端子154与盖板151电绝缘。上绝缘构件158与盖板151和衬垫155紧密接触。

下绝缘构件159位于第一集流部分120与盖板151之间并将第一集流部分120与盖板151电绝缘。在实施例中，下绝缘构件159以其围绕第一集流部分120的第一端子连接体121的方式形成。孔被形成在下绝缘构件159中以允许电极端子154被联接到第一端子连接体121。

短路板160被形成在盖板151的一侧处形成的短路孔151c中。在此，短路孔151c被形成在与电极端子154接合的电极端子孔151b附近。短路板160位于上绝缘构件158与盖板151之间且位于短路孔151c中。在此，对应于短路孔151c的孔也形成在上绝缘构件158中。短路板160被形成为包括向下凸的圆形部分和固定到盖板151的边缘部分的反转板。短路板160具有与盖板151相同的极性。当壳体140的内压超过参考压力(例如，预定参考压力)时，短路板160被反转(即向上凸出地突起)以与联接到电极端子154的第一端子板156接触，由此导致短路。

绝缘板170位于盖板151与电极组件110之间。绝缘板170保护电极组件110。特别地，当盖板151内部变形时，绝缘板170可防止或基本防止电极组件110被损坏。在实施例中，联接突起171被形成在绝缘板170的顶部上并且被联接到集流部分120和130。联接突起171被形成在绝缘板170的相反侧并且与第一端子连接体121的第二通孔121b和第二端子连接体131的第二通孔131b接合。在实施例中，联接突起171被形成为待与第二通孔121b和131b接合的钩，并且该钩可被紧密固定而不会从第二通孔121b和131b移出。即，绝缘板170位于电极组件110与第一端子连接体121之间以及电极组件110与第二端子连接体131之间。绝缘板170可由诸如聚丙烯或聚乙烯的绝缘材料制成，但本发明的实施例不限于在此公开的材料。

保持器180被安装在第一集流部分120与壳体140之间以及第二集流部分130与壳体140之间。保持器180被分别联接到第一集流部分120的第一电极连接体122和第二集流部分130的第二电极连接体132。在实施例中，保持器180被形成为具有比第一电极连接体122和第二电极连接体132更大的宽度并围绕电极组件110的相反的侧表面。因此，保持器180被联接到集流部分120和130以将电极组件110与壳体140绝缘。为了简要和清楚，以下说明将集中于联接到第一集流部分120的保持器180。

固定钩181被形成在保持器180的一个表面上。固定钩181被形成在保持器180的上部和下部。固定钩181与第一电极连接体122的第一区域123和第三区域125中形成的联接孔122a接合。在此，一旦固定钩181与联接孔122a接合，则其可被紧密固定而不会从联接孔122a移出。另外，由于第一电极连接体122的第一区域123和第三区域125与第二区域124相比向电极组件110的外侧突出，即使固定钩181与联接孔122a接合，固定钩181也不与电极组件110接触。在实施例中，每个固定钩181的突出高度不大于第一区域123和第三区域125中的每个与第二区域124之间形成的阶梯差。因此，即使外部冲击或振动被施加到二次电池100，固定钩181也能够防止或基本防止电极组件110被损坏。保持器180可由诸如聚丙烯或聚乙烯的绝缘材料制成，但本发明的实施例不限于在此公开的材料。

如上所述，根据本发明的实施例的二次电池100包括第一集流部分120，第一集流部分120具有连接到第一电极未涂覆部分111并朝向电极组件110突出的第二区域124以及联接到保持器180并朝向壳体140突出的第一区域123和第三区域125，由此获得用于被联接到保持器180的固定钩181的空间同时获得用于被联接到第一电极未涂覆部分111的空间。因此，二次电池100的产品大小能够通过最大化或增加空间利用率而被减小，并且给定尺寸内的电极组件110的容量能够增加。

虽然根据本发明的二次电池已经参考其一个或多个示例性实施例被具体显示和描述，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求所解释的本发明的精神和范围的情况下可在其中做出形式和细节上的各种改变。