可再充电电池的制作方法
【专利摘要】提供了一种可再充电电池，该可再充电电池包括电极组件和壳体，其中，电极组件通过重复地堆叠第一电极和第二电极，同时在第一电极和第二电极之间设置隔板而形成，第一电极和第二电极均具有未涂覆区域和涂覆区域，壳体具有柔性并容纳电极组件。电极组件包括固定部分，其中，隔板附着并且固定到第一电极和第二电极的未涂覆区域。
【专利说明】
可再充电电池
技术领域
[0001]下面的描述涉及一种可再充电电池，更具体地说，涉及一种具有柔性的可再充电电池。
【背景技术】
[0002]随着移动装置的技术的进步，对作为能量来源的可再充电电池的要求也不断增加。可再充电电池与一次电池不同之处在于可再充电电池可以被重复地充电和放电，而后者不能被再充电。
[0003]制造可再充电电池的重要的方面之一是能量密度。具体地说，小电子装置中使用的可再充电电池嵌入在将要被用作电源的电子装置中。
[0004]在这种情况下，由于电子装置的尺寸受限并且依据设计规格而被设定(例如，被预定)，所以电源的容积或容量和形状因数被确定。如此，根据信息技术(IT)装置的小型化趋势，电源的尺寸也不得不变得更小。
[0005]然而，虽然减小了尺寸，但是消费者要求可再充电电池应该持续更长时间且容量应该增大。即，应该增大体积能量密度。因此，应该减小可再充电电池中不必要的空间以提供紧凑型尺寸。此外，随着柔性电子装置的发展，可再充电电池也应该具有柔性特性。
[0006]已经研发了具有柔性特性的袋可再充电电池(S卩，袋形的电池)。袋可再充电电池包括:电极组件、袋和电极接线片，其中，电极组件通过堆叠正电极、隔板和负电极来形成以执行充电操作和放电操作，电极组件被容纳在袋中，通过电极接线片将电极组件引出袋。[0007 ]在电极组件和袋之间的空的空间中设置电解液，在可再充电电池内部保持真空态以减小或最小化总体积。
[0008]然而，因为柔性可再充电电池遭受重复弯曲操作，所以当弯曲应力施加到袋可再充电电池时，松散地结合的部分会被损坏。
[0009]在这个【背景技术】部分中公开的上述信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此，它可以包括不构成这个国家中对于本领域普通技术人员已经了解的现有技术的信息。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的实施例的一方面直接涉及一种经反复的弯曲操作而不容易断裂的柔性可再充电电池。
[0011]此外，本发明的实施例的一方面直接涉及一种具有增大的容量的柔性可再充电电池。
[0012]根据本发明的示例性实施例的柔性可再充电电池包括电极组件和壳体，其中，电极组件重复地堆叠第一电极和第二电极，同时在第一电极和第二电极之间设置隔板，第一电极和第二电极均具有未涂覆区域和涂覆区域，壳体具有柔性并容纳电极组件。电极组件包括固定部分，其中，隔板附着并且固定到第一电极和第二电极的未涂覆区域。
[0013]隔板可以包括第一部分、第二部分和第三部分，其中，第一部分对应于涂覆区域，第二部分具有与第一电极的未涂覆区域对应并且暴露第一电极的未涂覆区域的角的切口部分，第三部分具有与第二电极的未涂覆区域对应并且暴露第二电极的未涂覆区域的角的切口部分。
[0014]被第二部分的切口部分暴露的角和被第三部分的切口部分暴露的角可以彼此相邻。
[0015]第一电极的未涂覆区域和第二部分可以通过粘附剂粘附并固定，第二电极的未涂覆区域和第三部分可以通过粘附剂粘附并固定。
[0016]可再充电电池还可以包括第一电极接线片和第二电极接线片，其中，第一电极接线片在第一电极的被第二部分的切口部分暴露的角处电结合到第一电极，第二电极接线片在第二电极的被第三部分的切口部分暴露的角处电结合到第二电极。
[0017]第一电极接线片和第二电极接线片可以从壳体的一个端部引出并且被设置为分隔开设定或预定的距离。
[0018]可再充电电池还可以包括余量部分，其中，余量部分设置在电极组件的一端和壳体的内表面之间并且允许电极组件的长度在电极组件的自由端处改变。
[0019]余量部分可以与第一电极接线片和第二电极接线片相对地设置。
[0020]壳体还可以包括设置在电极组件的相对的表面上的第一外部构件和第二外部构件。
[0021]第一电极和第二电极中的每个由聚合物片制成。
[0022]当固定部分形成在未涂覆区域中时，如在本发明的实施例中，可以提供经重复弯曲操作而不容易断裂的柔性可再充电电池。
[0023]此外，根据实施例，可以提供固定部分不形成在涂覆区域中的具有增大的容量的可再充电电池。
【附图说明】
[0024]图1是根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图。
[0025]图2是图1的可再充电电池的分解透视图。
[0026]图3是可应用于图2的电极组件的分解透视图。
[0027]图4是沿线IV-1V截取的图1的剖视图。
【具体实施方式】
[0028]以下将参照附图更充分地描述本发明，其中，示出了发明的示例性实施例。如本领域的技术人员将认识到的，在全部不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式来修改描述的实施例。附图和描述将被认为实质上是示意性的而不是限制性的，在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。
[0029]图1是根据本发明的示例性实施例的可再充电电池的透视图，图2是图1的可再充电电池的分解透视图。
[0030]如图1和图2中所示，根据本发明的示例性实施例的可再充电电池包括电极组件110、壳体(以下被称作袋120)和余量部分130，其中，电极组件110容纳在袋120中，余量部分130设置在电极组件110与袋120的内表面之间以允许弯曲的电极组件110的长度改变。[0031 ]图3是可应用于图2的电极组件的分解透视图。
[0032]参照图2和图3，通过堆叠第一电极11和第二电极12，同时在第一电极11与第二电极12之间设置隔板13而形成电极组件110。隔板13可以由锂离子可以穿过的聚合物膜制成。第一电极11和第二电极12中的每个可以由聚合物片制成。
[0033]电极组件110还包括分别连接到第一电极11和第二电极12的第一电极接线片14和第二电极接线片15。第一电极接线片14和第二电极接线片15在袋120的一个端部被引出从而在第一电极接线片14和第二电极接线片15之间形成接线片缝隙(G)。
[0034]由固定部分(固定件)18来固定第一电极11、第二电极12和隔板13。可以保持第一电极11、第二电极12和隔板13使得它们在不被固定部分18固定的部分中相对于彼此滑动。
[0035]通过利用粘附剂将第一电极11的未涂覆区域11b、隔板13和第二电极12的未涂覆区域12b粘附到一起而形成固定部分18。例如，固定部分18可以通过重复的工艺来形成:例如，将粘附剂涂敷到与未涂覆区域Ilb对应的隔板13并且将第一电极11的未涂覆区域Ilb粘附到隔板13，将粘附剂涂敷到未涂覆区域Ilb并将隔板13粘附到未涂覆区域11b，将粘附剂涂敷到与未涂覆区域12b对应的隔板13并且将第二电极12的未涂覆区域12b粘附到隔板13，将粘附剂涂敷到未涂覆区域12b并将隔板13粘附到未涂覆区域12b。
[0036]为此，隔板13可以包括第一部分13a、第二部分131和第三部分132，其中，第一部分13a与第一电极11的涂覆区域Ila和第二电极12的涂覆区域12a对应，第二部分131具有与第一电极11的未涂覆区域Ilb对应且暴露第一电极11的未涂覆区域Ilb的任意一个角(例如，内侧角)的切口部分，第三部分132具有与第二电极12的未涂覆区域12b对应且暴露第二电极12的未涂覆区域12b的任意一个角(例如，内侧角)的切口部分。在这种情况下，可以通过切口槽133来划分第二部分131和第三部分132。此外，在如所示的实施例中，被第二部分131的切口部分暴露的角与被第三部分132的切口部分暴露的角彼此邻近(或相邻)。
[0037]因此，固定部分18包括第一固定部分18a和第二固定部分18b，其中，在第一固定部分18a中，通过粘附剂固定隔板的第二部分131和第一电极11的未涂覆区域Ilb;在第二固定部分18b中，通过粘附剂固定隔板13的第三部分132和第二电极12的未涂覆区域12b。在这种情况下，在第二部分131中，粘附剂被涂敷到第一电极11的未涂覆区域11b，而在第三部分132中，粘附剂被涂敷到第二电极12的未涂覆区域12b。
[0038]如图2和图3中所示，当形成隔板13的切口槽133时，隔板13在其中心处被切口槽133分成两部分，所以可以形成电稳定绝缘结构，但它不限于此。例如，在一个实施例中，可以不形成切口槽133(未示出)。即，也可以形成这样的结构:不形成切口槽133，使得隔板13的第二部分131和第三部分132整体地形成。如此，如果在第二部分与第三部分之间未形成切口槽，那么形成有切口槽的部分可以用作将要被粘附的区域，所以固定部分18可以具有高结合力。
[0039]余量部分130与固定部分18相对地设置。即，余量部分130允许电极组件110的长度沿可再充电电池和电极组件110的长度方向(X轴方向)改变，其中，电极组件110与固定部分18相对地设置并且被弯曲。
[0040]在当前的示例性实施例中，因为固定部分18被设置在未涂覆区域IIb和12b中，所以固定部分18与余量部分130相对地设置。
[0041]同时，当固定部分和余量部分之间的距离变小时，电极组件的允许可变长度范围会缩小。然而，在本发明中，因为固定部分形成在未涂覆区域中，所以可以减小或最小化允许可变长度范围的缩小。即，当弯曲应力施加到可再充电电池时，电极组件110弯曲，在这种情况下，第一电极11、第二电极12和隔板13在被固定在固定部分18中的同时滑动，从而导致长度在自由端增加或减小。因此，可以使电极组件110和可再充电电池容易弯曲。
[0042]第一电极11包括涂覆区域Ila和未涂覆区域11b，其中，在涂覆区域Ila中活性材料涂覆在由薄金属板制成的电流集电极上，因为活性材料没有涂覆在未涂覆区域Ilb上，所以未涂覆区域I Ib形成为暴露的电流集电极。例如，第一电极11的电流集电极和第一电极接线片14可以由铝(Al)制成。
[0043]第二电极12包括涂覆区域12a和未涂覆区域12b，其中，在涂覆区域12a中不同于第一电极11的活性材料的活性材料涂覆在由薄金属板制成的电流集电极上，因为活性材料没有涂覆在未涂覆区域12b上，所以未涂覆区域12b形成为暴露的电流集电极。例如，第二电极12的电流集电极和第二电极接线片15可以由铜(Cu)制成。
[0044]当被堆叠时，第一电极11的未涂覆区域IIb和第二电极12的未涂覆区域12b沿宽度方向(y轴方向)交替地布置在相对的侧边。即，在图3中，第一电极11的未涂覆区域Ilb设置在右侧，而第二电极12的未涂覆区域12b设置在左侧。
[0045]在本发明的实施例中，因为固定部分形成在未涂覆区域中，所以第一电极的整个涂覆区域和第二电极的整个涂覆区域可以用作活性区域，从而增大可再充电电池的容量。
[0046]返回参照图1和图2，第一电极接线片14可以连接到第一电极11的未涂覆区域11b，第二电极接线片15可以连接到第二电极12的未涂覆区域12b，通过焊接到第一电极的未涂覆区域Ilb来连接第一电极接线片14，通过焊接到第二电极的未涂覆区域12b来连接第二电极接线片15，其中，第一电极的未涂覆区域Ilb和第二电极的未涂覆区域12b在隔板13的相应部分被切口部分暴露。因此，第一电极接线片14和第二电极接线片15在它们外面的袋120的一侧处形成接线片缝隙(G)。
[0047]袋120具有柔性并且容纳电极组件110，并且与电极组件110的外部部分热黏合以形成可再充电电池。在这种情况下，第一电极接线片14和第二电极接线片15分别涂覆有绝缘构件16和绝缘构件17并穿过黏合部分从袋120引出。即，绝缘构件16和17使第一电极接线片14与第二电极接线片15电绝缘，并且使第一电极接线片14和第二电极接线片15与袋120电绝缘。
[0048]袋120可以具有将多个片(包括余量部分130)堆叠以包围电极组件110的外部的结构。例如，袋120包括聚合物片121、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片、尼龙片或PET尼龙复合片122(为了方便，将示例性地描述“尼龙片”)和金属片123，其中，聚合物片121形成内侧并执行绝缘和热黏合功能，尼龙片122形成外表面并且执行保护功能，金属片123提供机械强度。金属片123设置在聚合物片121与尼龙片122之间，例如，可以形成为铝片。
[0049]袋120包括第一外部构件201和第二外部构件202，其中，第一外部构件201容纳电极组件110，第二外部构件202在覆盖电极组件110的同时，热黏合到电极组件110的外部的第一外部构件201。
[0050]第一外部构件201和第二外部构件202均可以形成为具有相同的结构，所述结构包括聚合物片121、尼龙片122与堆叠在聚合物片121和尼龙片122之间的金属片123。虽然未示出，但是第一外部构件和第二外部构件可以在其间设置衬垫的同时进行密封。[0051 ]例如，第一外部构件201形成为具有用来容纳电极组件110的凹的结构，第二外部构件202平坦地形成以覆盖第一外部构件201中容纳的电极组件110。虽然未示出，但是第二外部构件可以连接到第一外部构件。
[0052]图4是沿线IV-1V截取的图1的剖视图。
[0053]参照图4，在一个示例性实施例的可再充电电池中，余量部分130与第一电极接线片14和第二电极接线片15相对地设置，从而允许电极组件110的长度改变。
[0054]例如，电极组件110具有特征长度(L)、厚度(t)和允许曲率半径(R)。特征长度(L)是从电极组件110的沿X轴方向的整个长度中减去固定部分18的长度的部分。即，特征长度(L)是可以直接滑动并且当弯曲应力施加到电极组件110时可以弯曲的部分。
[0055]厚度(t)是被设置为电极组件110的与特征长度(L)对应的部分的厚度。即，厚度(t)是可以直接滑动并且当弯曲应力施加到可再充电电池时可以因此弯曲的电极组件110的厚度。即，厚度(t)是可再充电电池的从其排除袋120的厚度的厚度。
[0056]由于弯曲应力使长度增加并且增加的长度是余量部分130所允许的，所以电极组件110和可再充电电池可以根据弯曲应力而弯曲。因此，在可再充电电池弯曲的一个实施例中，可再充电电池中没有发生断裂并且没有发生短路。
[0057]为了易于描述，在这里可使用空间相对术语例如“在……下”、“在……下方”、“下面的”、“在……之下”、“在……上方”、“上面的”等来描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意在包含装置在附图中描述的方位之外在使用中或在操作中的不同方位。例如，如果在附图中装置被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下”或“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此，示例术语“在……下方”或“在……之下”可以包括“在…上方”和“在…下方”两种方位。所述装置可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位)，并且这里使用的空间相对描述符应该被相应地解释。此外，还将理解的是，当层被称作“在”两层“之间”时，其可以是所述两层之间的唯一层，或者也可以存在一层或更多个中间层。此外，当使用“可以”描述发明构思的实施例时，涉及“一个或更多个发明构思的实施例”。此外，术语“示例性”意图涉及示例或举例说明。
[0058]将理解的是，当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“连接到”、“结合到”另一元件或层或者“与”另一元件或层“相邻”时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、连接到所述另一元件或层、结合到所述另一元件或层、或与所述另一元件或层相邻，或者可以存在一个或更多个中间元件或层。相反，当元件或层被称作为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”另一元件或层、“直接结合到”另一元件或层或者“与”另一元件或层“直接相邻”时，没有中间元件或层存在。如这里使用的，术语“使用”、“正在使用”和“已使用”可以分别被认为等同于术语“利用” “正在利用”和“已利用”。
[0059]虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施例描述了该发明，但是将理解的是，本发明不限于所公开的实施例，相反，意图涵盖包括在权利要求的精神和范围中的各种修改和等同布置，及它们的等同物。
[0060]标号的描述
[0061]11、12:第一电极、第二电极lla、12a:涂覆区域
[0062]llb、12b:未涂覆区域13:隔板
[0063]14、15:第一电极接线片、第二电极接线片16、17:绝缘构件
[0064]18:固定部分110:电极组件
[0065]120:壳体(袋)121:聚合物片
[0066]122:尼龙片123:金属片
[0067]130:余量部分131:隔板的第二部分
[0068]132:隔板的第三部分
[0069]201、202:第一外部构件、第二外部构件
【主权项】
1.一种可再充电电池，所述可再充电电池包括: 电极组件，重复地堆叠第一电极和第二电极，同时在第一电极和第二电极之间设置隔板，第一电极和第二电极均具有未涂覆区域和涂覆区域;以及壳体，具有柔性并容纳电极组件， 其中，电极组件包括固定部分，其中，隔板附着并且固定到第一电极和第二电极的未涂覆区域。2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，隔板包括第一部分、第二部分和第三部分，其中，第一部分对应于涂覆区域，第二部分具有与第一电极的未涂覆区域对应并且暴露第一电极的未涂覆区域的角的切口部分，第三部分具有与第二电极的未涂覆区域对应并且暴露第二电极的未涂覆区域的角的切口部分。3.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中，被第二部分的切口部分暴露的角和被第三部分的切口部分暴露的角彼此相邻。4.根据权利要求2所述的可再充电电池，其中，第一电极的未涂覆区域和第二部分通过粘附剂粘附并固定，第二电极的未涂覆区域和第三部分通过粘附剂粘附并固定。5.根据权利要求2所述的可再充电电池，所述可再充电电池还包括: 第一电极接线片，在第一电极的被第二部分的切口部分暴露的角处电结合到第一电极； 第二电极接线片，在第二电极的被第三部分的切口部分暴露的角处电结合到第二电极。6.根据权利要求5所述的可再充电电池，其中，第一电极接线片和第二电极接线片从壳体的一个端部引出并且被设置为分开一段距离。7.根据权利要求5所述的可再充电电池，所述可再充电电池还包括:余量部分，设置在电极组件的一端和壳体的内表面之间以允许电极组件的长度在电极组件的自由端处改变。8.根据权利要求7所述的可再充电电池，其中，余量部分与第一电极接线片和第二电极接线片相对地设置。9.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，壳体还包括设置在电极组件的相对的表面上的第一外部构件和第二外部构件。10.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，第一电极和第二电极中的每个由聚合物片制成。11.一种可再充电电池，所述可再充电电池包括: 电极组件，包括第一电极、第二电极和在第一电极和第二电极之间的隔板，第一电极和第二电极中的每个具有未涂覆区域和涂覆区域;以及 袋，容纳电极组件，电极组件包括固定部分，其中，隔板附着并固定到第一电极和第二电极的未涂覆区域。12.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中，隔板包括第一部分、第二部分和第三部分，其中，第一部分对应于涂覆区域，第二部分具有与第一电极的未涂覆区域对应并且暴露第一电极的未涂覆区域的角的切口部分，第三部分具有与第二电极的未涂覆区域对应并且暴露第二电极的未涂覆区域的角的切口部分。13.根据权利要求12所述的可再充电电池，其中，被第二部分的切口部分暴露的角和被第三部分的切口部分暴露的角彼此相邻。14.根据权利要求12所述的可再充电电池，其中，第一电极的未涂覆区域和第二部分通过粘附剂粘附并固定，第二电极的未涂覆区域和第三部分通过粘附剂粘附并固定。15.根据权利要求12所述的可再充电电池，所述可再充电电池还包括: 第一电极接线片，在第一电极的被第二部分的切口部分暴露的角处电结合到第一电极； 第二电极接线片，在第二电极的被第三部分的切口部分暴露的角处电结合到第二电极。16.根据权利要求15所述的可再充电电池，所述可再充电电池还包括:余量部分，设置在电极组件的一端和袋的内表面之间以允许电极组件的长度在电极组件的自由端处改变。17.根据权利要求16所述的可再充电电池，其中，余量部分与第一电极接线片和第二电极接线片相对地设置。18.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中，袋还包括设置在电极组件的相对的表面上的第一外部构件和第二外部构件。19.根据权利要求11所述的可再充电电池，其中，第一电极和第二电极中的每个由聚合物片制成。20.一种形成可再充电电池的方法，所述方法包括: 通过重复地堆叠第一电极和第二电极，同时在第一电极和第二电极之间设置隔板来设置电极组件，第一电极和第二电极中的每个被设置为具有未涂覆区域和涂覆区域;以及将电极组件容纳在袋中， 其中，电极组件的设置还包括设置电极组件以包括固定部分，其中，隔板附着并固定到第一电极和第二电极的未涂覆区域。
【文档编号】H01M10/04GK105977516SQ201510971140
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】孙主姬, 徐晙源, 李正斗, 宋昡和, 韩周亨, 洪锡宪
【申请人】三星Sdi株式会社