專利名稱：二次可充電電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次可充電電池的制造方法，尤其涉及運用印刷電路板基材以及印刷電路板制程手段，來制造二次可充電電池的制造方法。
背景技術(shù)：
公知二次可充電電池的結(jié)構(gòu)，諸如鋰充電電池、鎳氫充電池、鋰高分子充電電池等，都是先將核心電池(Core Cell)于電池制造廠完成制造，且都采用金屬材質(zhì)作為封裝殼體。接著，這具備金屬外殼的核心電池送交給電池組裝廠，由電池組裝廠進行保護電路與核心電池的電氣性連接，最后，再利用不同金屬材質(zhì)的其它材質(zhì)的外封裝殼，例如塑料材質(zhì)的外封裝殼，來包裝保護電路與核心電池，如此便完成二次充電電池包(Rechargeable Battery Pack)的組裝。
上述公知二次電池，由于采用公知技術(shù)所制造出來，因此無可避免地必須采用金屬材質(zhì)的封裝殼體，因此所制造出來的二次電池其體積也因而大受局限，如要進一步地縮小為迷小化或微型化的二次電池，采用公知技術(shù)顯然地是困難實行。
因此，本發(fā)明有鑒于公知制造二次電池的制造技術(shù)仍有缺失，以及業(yè)界對于迷小化或微型化的二次可充電電池的殷殷期盼，才亟思發(fā)明改良一種二次可充電電池的制造方法，來讓迷小化或微型化的二次可充電電池電池得以實行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種二次可充電電池的制造方法，可用來制造迷小化或微型化的二次可充電電池。
本發(fā)明解決的另一技術(shù)問題是提供一種利用雙集電極片與印刷電路板基材的封裝殼體，來制造二次可充電電池的制造方法。
為解決上述問題，，本發(fā)明提供一種二次可充電電池的制造方法，包括下列步驟第一步驟是在具有雙面金屬薄層的基材，分別將陽極漿料與陰極漿料形成薄層結(jié)構(gòu)于基材的上表面與基材的下表面，以制造雙集電極片。第二步驟是利用印刷電路板基材來制造封裝件。第三步驟是利用封裝件將電解液與至少一個以上的二次可充電電池核心組件，密封包圍在封裝部的內(nèi)部空間，其中二次可充電電池核心組件系至少包含雙集電極片。


圖1是顯示本發(fā)明的二次可充電電池的制造方法的流程圖；圖2A顯示利用本發(fā)明的制造方法所制造的雙集電極片，其上表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B顯示利用本發(fā)明的制造方法所制造的雙集電極片，其下表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A顯示利用本發(fā)明的制造方法所制造的另一變化具體實施例的雙集電極片，其上表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3B顯示利用本發(fā)明的制造方法所制造的另一變化具體實施例的雙集電極片，其下表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4顯示利用本發(fā)明的制造方法所制造的二次可充電電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A顯示本發(fā)明單個二次可充電電池核心組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B顯示若干個圖5A的二次可充電電池核心組件呈堆疊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A顯示本發(fā)明其它變化例的二次可充電電池核心組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6B顯示若干個圖6A的二次可充電電池核心組件呈堆疊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7顯示本發(fā)明的封裝件的具體實施范例的結(jié)構(gòu)分解圖；圖8顯示本發(fā)明的密封包圍步驟的詳細流程圖；圖9顯示本發(fā)明的二次可充電電池的斷面剖視圖；圖10顯示本發(fā)明方法進一步增設(shè)線路控制板的流程圖；
圖11顯示第四圖的二次可充電電池其增設(shè)線路控制板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖號說明10、制造方法20、基材201、金屬薄層 203、金屬薄層30、陽極漿料40、陰極漿料50、雙集電極片 60、封裝件601、上殼體 603、上容納槽605、下容納槽 607、下殼體70、二次可充電電池核心組件 80、電解液90、二次可充電電池 100、隔離膜110、線路控制板 101、103、105、107、109、步驟1051、1053、1055、步驟具體實施方式
圖1顯示本發(fā)明的二次可充電電池的制造方法的流程圖。本發(fā)明的二次可充電電池的制造方法主要包括步驟步驟(101)在具有雙面金屬薄層的基材，分別將陽極漿料與陰極漿料形成薄層結(jié)構(gòu)于該基材的上表面與該基材的下表面，以制造一雙集電極片；步驟(103)利用一印刷電路板基材制造一封裝件；步驟(105)利用該封裝件將一電解液與至少一個以上的二次可充電電池核心組件，密封包圍在該封裝部的內(nèi)部空間，其中，該二次可充電電池核心組件至少包含該雙集電極片。
其中，步驟(101)是在具有雙面金屬薄層201、203的基材20，分別將陽極漿料30與陰極漿料40形成薄層結(jié)構(gòu)于基材20的上表面與基材20的下表面，以制造雙集電極片50。為了詳細公開本發(fā)明的制造方法10起見，以如何通過本發(fā)明的制造方法10來制造鋰二次可充電電池作為范例說明，但本發(fā)明并不以所揭示的范例作為局限。基材20例如可以采用雙面皆披覆金屬箔的印刷電路基板，這印刷電路基板20的上表面披覆著銅箔201，而下表面則是披覆著鋁箔203。陽極漿料30例如可以采用包含活性物質(zhì)的氧化鈷鋰，而陰極漿料40例如可以采用包含活性物質(zhì)的碳。請配合參見圖2A與圖2B，完成步驟(101)后，雙集電極片50便能夠制造出來，其中雙集電極片50上表面的銅箔201，仍披覆著薄層結(jié)構(gòu)的陽極漿料30，同樣地，雙集電極片50下表面的鋁箔203，乃披覆著薄層結(jié)構(gòu)的陰極漿料40。本發(fā)明的雙集電極片50，所形成薄層結(jié)構(gòu)的陽極漿料30以及陰極漿料40，其厚度可以介于0.05mm與0.1mm的間。本發(fā)明所采用的形成薄層結(jié)構(gòu)的具體手段，例如可以采用涂布滾壓、涂布印刷、模板印刷、鋼板印刷、噴射涂布等等手段。
再者，本發(fā)明所制造的雙集電極片50可以實行成如圖3A、圖3B所顯示的結(jié)構(gòu)，在圖3A與圖3B的雙集電極片50，本發(fā)明所采用的基材20的上表面，乃具有數(shù)個且彼此間隔分開的第一金屬薄層區(qū)域201，同樣地，基材20的下表面乃具有若干個且彼此間隔分開的第二金屬薄層區(qū)域203。陽極漿料30僅在這些第一金屬薄層區(qū)域201上形成薄層，且陰極漿料40僅在這些第二金屬薄層區(qū)域203上形成薄層。例如，第一金屬薄層區(qū)域201的金屬可以采用銅箔，而第二金屬薄層區(qū)域203的金屬可以采用鋁箔。
步驟(103)是利用印刷電路板基材來制造封裝件60，步驟(105)是利用封裝件60將電解液80、以及至少一個以上的二次可充電電池核心組件70，密封包圍在封裝件60的內(nèi)部空間，其中二次可充電電池核心組件70至少包括雙集電極片50。請配合參見圖4，封裝件60的內(nèi)部是具有一個容納空間，而這容納空間是用來容納電解液80、以及這些二次可充電電池核心組件70。本發(fā)明的封裝件60所采用的材料為印刷電路板基材，因此，本發(fā)明能夠利用印刷電路板制程來制造封裝件60，同時，也能夠利用印刷電路板制程來實現(xiàn)步驟(105)的密封包圍的步驟。
圖5A顯示本發(fā)明單個二次可充電電池核心組件的結(jié)構(gòu)示意圖，以及圖5B顯示若干個圖5A的二次可充電電池核心組件呈堆疊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。容納在封裝件60內(nèi)部的二次可充電電池核心組件70的數(shù)量可以是單個，如圖5A所顯示的二次可充電電池核心組件70?；蛘呤侨菁{在封裝件60內(nèi)部的二次可充電電池核心組件70的數(shù)量可以是若干個，如圖5B所顯示的堆疊一起的這些二次可充電電池核心組件70。
圖6A顯示本發(fā)明其它變化例的二次可充電電池核心組件的結(jié)構(gòu)示意圖，以及圖6B顯示若干個圖6A的二次可充電電池核心組件呈堆疊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6A與圖6B的二次可充電電池核心組件80進一步包括有隔離膜100，而隔離膜100是夾置在上、下兩片的雙集電極片50之間。據(jù)此，容納在封裝件60內(nèi)部的二次可充電電池核心組件70的數(shù)量可以是若干個，如圖6B所顯示的堆疊一起的這些二次可充電電池核心組件70。
圖7是顯示本發(fā)明的封裝件的具體實施范例的結(jié)構(gòu)分解圖。經(jīng)由步驟(103)采用印刷電路板基材所制造出來的封裝件60，包括有上殼體601、上容納槽603、下容納槽605、以及下殼體607等。圖8是顯示步驟(105)的密封包圍步驟，進一步所包括步驟(1051)自上而下依序積層堆疊該上殼體、該上容納槽、至少一個以上的該二次可充電電池核心組件、該下容納槽、該下殼體；步驟(1053)將該步驟(c1)的該上殼體、該上容納槽、該下容納槽、該下殼體接合成密接結(jié)構(gòu)，借此使得由該上容納槽與該下容納槽所形成的該內(nèi)部空間可以用來容納這些這些二次可充電電池核心組件；步驟(1053)將該電解液注入于該內(nèi)部空間。
其中，步驟(1051)自上而下依序積層堆疊上殼體601、上容納槽603、至少一個以上的二次可充電電池核心組件70、下容納槽605、下殼體607。步驟(1053)將步驟(1051)的上殼體601、上容納槽603、下容納槽605、下殼體607接合成密接結(jié)構(gòu)，借此使得由上容納槽603與下容納槽605所形成的內(nèi)部空間，還可以用來容納這些二次可充電電池核心組件70。步驟(1055)系電解液80注入于內(nèi)部空間。在步驟(1053)中，本發(fā)明可以采行壓合手段來實現(xiàn)接合步驟，以壓合機施以壓力每平方公分18至30Kg的力量，且壓合時的環(huán)境溫度控制在70℃至100℃，來將上殼體601、上容納槽603、下容納槽605、下殼體607壓合成密接結(jié)構(gòu)。在步驟(1055)中，本發(fā)明可以采行導流手段來實現(xiàn)電解液80的注入步驟，在進行導流操作時，配合采取高低壓來產(chǎn)生壓差，借此將電解液80注入至內(nèi)部空間?；蛘撸景l(fā)明可以采行抽真空填充手段來實現(xiàn)電解液80的注入步驟。完成步驟(1055)所注入的電解液80的總注入量，例如本發(fā)明可以采行約為二次可充電電池90的總重量的5％至10％之間。請參見圖9，顯示在完成步驟((1051)至步驟(1053)后，所制造出來的二次可充電電池90的斷面剖視圖。
圖10顯示本發(fā)明方法進一步增設(shè)線路控制板的流程圖。包括步驟(101)在具有雙面金屬薄層的基材，分別將陽極漿料與陰極漿料形成薄層結(jié)構(gòu)于該基材的上表面與該基材的下表面，以制造一雙集電極片；步驟(103)利用一印刷電路板基材制造一封裝件；步驟(105)利用該封裝件將一電解液與至少一個以上的二次可充電電池核心組件，密封包圍在該封裝部的內(nèi)部空間，其中，該二次可充電電池核心組件至少包含該雙集電極片；步驟(107)提供線路板；步驟(109)將線路控制板與封裝件積層結(jié)合。
其中，步驟(107)提供線路控制板110，且線路控制板110包含有至少一個以上的電子組件(圖未顯示)所組合而成的電路(圖未顯示)，這電路與這些二次可充電電池核心組件80電氣性連接。步驟(109)將線路控制板110與封裝件60積層接合。請參見圖11，本發(fā)明在二次可充電電池90的封裝件60的下側(cè)面，緊密接合線路控制板110，當然，線路控制板110亦也可以選擇在封裝件60的上側(cè)面來緊密接合。
本發(fā)明的電解液80可以采用固態(tài)電解液、液態(tài)電解液、膠狀態(tài)電解液。然后，經(jīng)由本發(fā)明的制造方法10所制造出來的二次可充電電池90，還要再通過電池活化操作，以及充放電周期的測試操作。然而，該等電池活化操作以及充放電周期的測試操作，其已為熟悉該項技術(shù)者所能完成的事項，據(jù)因此，本發(fā)明不對該兩項操作詳加描述，而僅以扼要性的說明。電池活化操作(Battery Activation Process)乃是將二次可充電電池90先施予恒流充電到最大充電電壓，例如4.2V，再經(jīng)最大充電電壓恒壓充電到電流小于0.01C，然后恒流放電到最小放電終止電壓，例如2.75V，如此的操作至少進行兩次以上。接著，將二次可充電電池90儲放10天至15天，才能夠認為已完成電池活化操作。充放電周期測試操作(Learning Life Cycle Testing)可以采用抽樣檢測，被抽樣測試的二次可充電電池90，在測試前，先按標準放電要求對二次可充電電池90進行放電，并于完全放完電后再擱置15分鐘，接著，進行下述(A)項與(B)項的測試。(A)、在20±5℃與65±5％RH環(huán)境下，按照快速充電要求來進行充電，并于完全快速充飽電后再擱置15分鐘。(B)、以1500mA的電流進行放電，一直放電到二次可充電電池90的電壓達到最小放電終止電壓為止。如此重復進行(A)項與(B)項的循環(huán)式測試，一直到二次可充電電池90發(fā)生放電容量小于60％的最小電池容量(Capacity)時，才終止循環(huán)測試，此時，二次可充電電池90成功通過循環(huán)測試的總次數(shù)，即顯示其壽命。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種二次可充電電池的制造方法，其特征在于，包括下列步驟(A).在一具有雙面金屬薄層的基材，分別將一陽極漿料與一陰極漿料形成薄層結(jié)構(gòu)于該基材的上表面與該基材的下表面，以制造一雙集電極片；(B).利用一印刷電路板基材制造一封裝件；(C).利用該封裝件將一電解液與至少一個以上的二次可充電電池核心組件，密封包圍在該封裝部的內(nèi)部空間，其中，該二次可充電電池核心組件至少包含該雙集電極片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該步驟(B)的制造該封裝件的步驟，包括下列步驟利用該印刷電路板基材分別制造一上殼體、一上容納槽、一下容納槽、一下殼體，其中該封裝件包括該上殼體、該上容納槽、該下容納槽、該下殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，該步驟(C)的密封包圍的步驟，包括下列步驟(c1).自上而下依序積層堆疊該上殼體、該上容納槽、至少一個以上的該二次可充電電池核心組件、該下容納槽、該下殼體；(c2).將該步驟(c1)的該上殼體、該上容納槽、該下容納槽、該下殼體接合成密接結(jié)構(gòu)，借此使得由該上容納槽與該下容納槽所形成的該內(nèi)部空間可以用來容納這些二次可充電電池核心組件；(c3.)將該電解液注入于該內(nèi)部空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，該步驟(c2)的接合步驟所采用的接合手段，是一印刷電路板制程手段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，進一步包括(E).提供一線路控制板；(F).將該線路控制板與該封裝件積層接合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該二次可充電電池核心組件，進一步包括一隔離膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該電解液，是選自于一固態(tài)電解液、一液態(tài)電解液、一膠狀態(tài)電解液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該陽極漿料，至少包括一氧化鈷鋰。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該陰極漿料，至少包括一碳。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該基材上表面的金屬薄層，是一銅箔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該基材下表面的金屬薄層，是一鋁箔。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該步驟(A)的制造該雙集電極片的步驟，包括下列步驟(a1).提供該基材，其中該基材的上表面完全被一第一金屬薄層所披覆，以及該基材的下表面完全被一第二金屬薄層所披覆；(a2).將該陽極漿料在該第一金屬薄層形成薄層結(jié)構(gòu)；(a3).將該陰極漿料在該第二金屬薄層形成薄層結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，該第一金屬薄層是一銅箔，以及該第二金屬薄層是一鋁箔。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該步驟(A)的制造該雙集電極片的步驟，包括下列步驟(a1).提供該基材，其中該基材的上表面具有若干個且彼此間隔分開的第一金屬薄層區(qū)域，以及該基材的下表面具有若干個且彼此間隔分開的第二金屬薄層區(qū)域；(a2).將該陽極漿料分別在每個第一金屬薄層區(qū)域形成薄層結(jié)構(gòu)；(a3).將該陰極漿料分別在每個第二金屬薄層區(qū)域形成薄層結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其特征在于，該第一金屬薄層區(qū)域的金屬是一銅箔，以及該第二金屬薄層區(qū)域的金屬是一鋁箔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二次可充電電池的制造方法。所述方法包括第一步驟是在具有雙面金屬薄層的基材，分別將陽極漿料與陰極漿料形成薄層結(jié)構(gòu)于基材的上表面與基材的下表面，以制造雙集電極片；第二步驟是利用印刷電路板基材來制造封裝件；第三步驟是利用封裝件將電解液與至少一個以上的二次可充電電池核心組件，密封包圍在封裝部的內(nèi)部空間，其中二次可充電電池核心組件系至少包含雙集電極片。
文檔編號H01M10/28GK1755972SQ20041008062
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者陳正欣, 沈科呈, 許錫銘 申請人:勝光科技股份有限公司