專利名稱：用于提高極耳與聚合物膜的粘接性的鋰二次電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋰二次電池，更具體地，涉及一種鋰二次電池，當極耳 具有實際的厚度時，該鋰二次電池構造為防止極耳周圍密封性能的下降。
背景技術：
目前，隨著高科技產品如數碼相機、便攜式電話、筆記本電腦、混合動 力車等的發(fā)展，已經廣泛地開展了對二次電池的研究，與不可再充電的一次 電池不同，二次電池可以再充電。作為二次電池，可以使用鎳-鎘電池、鎳-金屬氫化物電池、鎳-氫電池以及鋰二次電池。在這些電池中，鋰二次電池
具有低于3.6V的工作電壓，并作為用于便攜電子裝置的電源，或通過將多 個鋰二次電池串連連接，作為用于具有高輸出水平的混和動力車的電源。f里 二次電池的工作電壓大于鎳-鎘電池或鎳-金屬氫化物電池的工作電壓的三 倍，且單位重量的鋰二次電池的能量密度極佳，所以，鋰二次電池已經在全 世界廣泛應用。
圖1是表示典型的鋰二次電池的透視圖。下面將參照圖1說明鋰二次電 池的總體結構。
圖1所示的鋰二次電池10為袋型的鋰二次電池。鋰二次電池10具有又 稱為電池體的電極組件20。金屬極耳30從電極組件20的一側凸出。電極組 件20和部分極耳30由稱為封袋的外裝飾材料50環(huán)繞和密封。外裝飾材料 50包括下部分52和上部分54，下部分52限定用于容納電極組件20的空間， 而上部分54補充下部分52。極耳30的遠端部分暴露到外部，同時外裝飾材 料50環(huán)繞和密封電極組件20以及剩余部分的極耳30。此時，聚合物膜40 置于極耳30和外裝飾材料50之間以彼此連接，并密封極耳30和外部裝飾 材料50。
在如上構造的鋰二次電池10中，外裝飾材料50的密封性能是一個重要 的因素。如果外部物質如濕氣等從外部進入到鋰二次電池10中，則會迅速
使電極組件20、極耳30以及外部的裝飾材料50發(fā)生腐蝕，或可能損害正負 活性物質，從而使鋰二次電池10的功能特性變差， 一般地，極耳30形成為 具有50到200 y m的厚度，在此情況下，沒有發(fā)現濕氣的進入或電解液的 世 漏。
同時，在上述鋰二次電池10中，隨著電池輸出的增加，極耳30的電阻 和熱的產生也增加。這可以從以下數學表達式確定。 [數學表達式1] R = rXl/s Q=i2XR
在此，R為極耳30的電阻，r為極耳30的電阻率，l為極耳30的長度， s為極耳30的截面面積，Q為極耳30產生的熱，i為電流。
因此，可以增加極耳30的橫截面面積，以增加電池的輸出，并減少極 耳30產生的熱。然而，此方法存在的問題是，增加了極耳30的厚度，但外 裝飾材料50和極耳30之間的密封性能因此變差。
圖2是表示極耳30'和聚合物膜40根據傳統(tǒng)技術彼此連接的狀態(tài)的透視 圖，圖3是沿圖2的線L1-L1截取的橫截面視圖。從圖2和圖3可以很容易 看出，在極耳30'的厚度d增加到不小于預定值的情況下，例如200um，環(huán) 繞極耳30'的聚合物膜40不能與極耳30'的側表面緊密接觸，因此，在聚合 物膜40和極耳30'的側表面之間產生間隙A。也就是說，由于外裝飾材料50 和極耳30不能完全密封，外部的濕氣可能通過間隙A進入鋰二次電池中， 或電解液可能通過間隙A而泄漏到外部。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明致力于在現有技術中出現的上述問題，本發(fā)明的目的之一 在于提供一種鋰二次電池，其中增加極耳的厚度，以減少極耳產生的熱。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種鋰二次電池，該鋰二次電池構造為即4吏 增加了極耳的厚度，也可以保持極耳周圍的密封性能。
為了達到以上目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種鋰二次電池， 所述鋰二次電池包括電極組件、外裝飾材料以及聚合物膜，所述電極組件具 有至少一個從電極組件的側面凸出的極耳，所述外裝飾材料環(huán)繞并密封所述 電極組件以及所述極耳除了其遠端部分外的部分，所述聚合物膜置于所述夕卜 裝飾材料和極耳之間，以提高所述外裝飾材料和極耳之間的粘接性，其中， 當所述極耳的厚度不小于預定厚度時，所述極耳形成為具有保證由所述極耳 的上下表面之一和所述極耳的鄰接側面所限定的內角為鈍角的截面形狀，從 而以提高所述極耳和聚合物膜之間的粘接性。
根據本發(fā)明的另一方面，所述預定的厚度不小于大約200 u m。
根據本發(fā)明的另一方面，所述極耳的橫截面形狀關于垂直軸線兩側對 稱，并關于其中心回轉對稱，或關于水平軸線上下對稱。
根據本發(fā)明的另一方面，所述極耳的橫截面形狀具有側表面，每個側表 面為圓形并與所述極耳的上下表面彼此連接。
根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包括 電極組件、外裝飾材料以及一對聚合物膜，所述電極組件具有至少一個從電 極組件的側面凸出的極耳，所述外裝飾材料環(huán)繞并密封所述電極組件除了其 遠端部分外的部分，所述一對聚合物膜置于所述外裝飾材料和極耳之間，以 提高所述外裝飾材料和極耳之間的粘接性，并覆蓋所述極耳的上下表面，其 中，當所述極耳的厚度不小于預定厚度時，凸出部分形成于所述一對聚合物 膜的相對地面對的表面上，因而，靠近所述極耳的兩端的凸出部分之間測量
的距離大于所述極耳的寬度，從而提高所述極耳和聚合物膜之間的粘接性。
根據本發(fā)明的又一方面，所述預定厚度不小于200ym。


圖1是表示鋰二次電池的透視圖2是表示極耳和聚合物膜根據傳統(tǒng)技術彼此連接的狀態(tài)的透視圖； 圖3是沿圖2的線L1-L1截取的截面圖4是表示根據本發(fā)明第一實施方式的極耳和聚合物膜彼此連接的狀態(tài) 的透視圖5是表示沿圖4的線L2-L2截取的截面圖6是表示根據本發(fā)明第一實施方式的第一變化方式的極耳和聚合物月莫 彼此連接的狀態(tài)的透視圖7是沿圖6的線L3-L3截取的截面圖8是表示根據本發(fā)明第一實施方式的第二變化方式的極耳和聚合物膜 彼此連接的狀態(tài)的透視圖9是沿圖8的線L4-L4截取的截面圖10是表示根據本發(fā)明第一實施方式的第三變化方式的極耳和聚合物 膜彼此連接的狀態(tài)的透視圖11是表示沿圖10的線L5-L5截取的截面圖12是表示根據本發(fā)明第二實施方式的極耳和聚合物膜彼此連接的狀 態(tài)的透視圖；以及
圖13和圖14是沿圖12的線L6-L6截取的截面圖。
具體實施例方式
下面將更加具體地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，該實施方式的實施例表
示在附圖中。無論在什么情況下，在全部圖中和說明中，同樣的參考數字用 于表示同樣或相似的部件。
圖4是表示根據本發(fā)明第一實施方式的極耳和聚合物膜彼此連接的狀態(tài)
的透視圖，圖5是表示沿圖4的線L2-L2截取的截面圖。
參照圖4和圖5，根據本發(fā)明第一實施方式的鋰二次電池的特征在于， 極耳32具有大約不小于200 u m的實際厚度d，以減少極耳32所產生的熱， 其特征還在于，極耳32具有平行四邊形的截面形狀。因此，極耳32和聚合 物膜40可以彼此緊密結合，因而，外裝飾材料50和極耳32彼此緊密接觸， 從而提高密封性能。當觀測極耳32的橫截面形狀時，極耳32的一對對角面 對的角中的任一個具有為鈍角的內角。極耳32的橫截面形狀關于極耳32的 中心回轉對稱。
更具體地說明，在根據本發(fā)明的鋰二次電池中，為了減少極耳32產生 的熱，極耳32具有約為200 500um的厚度。在這點上，由于極耳32形成 為具有平行四邊形的橫截面形狀，極耳32和聚合物膜40可以彼此緊密接觸。 因此，可以提高連接到聚合物膜40的外裝飾材料50和極耳32之間的粘字妾 性。此時，由于根據所述一對聚合物膜40之間測量的厚度的位置差，因具 有厚度為d的極耳的存在而改變的情況，在進行熱擠壓過程或結合過程中， 鋰二次電池可能出現變形和泄漏。但是，在根據本發(fā)明的鋰二次電池中，由 于極耳32和聚合物膜40彼此緊密接觸，從而可以防止出現如在傳統(tǒng)技術中 產生的間隙A (參見圖2)。
作為參考，外裝飾材料50包括堆疊的熱密封層、阻擋層和基極層。具 體地說，熱密封層由聚烯烴樹脂組成，標準是使用能夠通過熱進行粘合的 聚合物膜，以保證該熱密封層便于粘接到金屬的極耳。聚合物膜可以包括堆 疊的聚烯烴層，可粘接的TPX層，以及酸降解型聚烯烴層組成。聚烯烴層 設置為面對外裝飾材料的熱密封層，而酸降解型聚烯烴層設置為面對金屬的
極耳，以方便外裝飾材料50和極耳32之間的粘接。
在實施本發(fā)明的鋰二次電池10中(參見圖1)，當說明外裝飾材料50 環(huán)繞具有直角平行六面體形結構的電 的該結構竹; 為本發(fā)明的實施方式而給出。因此，在本領域普通技術人員將很容易理解， 本發(fā)明的特征可以應用于具有金屬極耳從外裝飾材料凸出的結構的所有,里 二次電池中，而與鋰二次電池的形狀和尺寸無關。
其次，圖6是表示根據本發(fā)明第一實施方式的第一變化方式的極耳和聚 合物膜彼此連接的狀態(tài)的透視圖，圖7是表示沿圖6的線L3-L3截取的截面 圖。
參照圖6和圖7，根據本發(fā)明第一實施方式的第一變化方式的鋰二次電 池的特征在于，極耳34具有不小于約200nm的實際厚度，以減少極耳34 產生的熱，其特征還在于，極耳34具有梯形的截面形狀。因此，極耳34和 聚合物膜40可以彼此緊密粘接在一起，因而，外裝飾材料50和極耳34彼 此緊密接觸，從而提高密封性能。當觀測極耳34的截面形狀時，極耳34的 一對相對面對的上角中的每一個都具有為鈍角的內角。極耳34的橫截面形 狀關亍極耳34的垂直軸線兩側對稱。雖然圖4中所示的梯形截面形狀具有 比下表面長的上表面，但容易理解的是，梯形截面形狀可以具有比上表面長 的下表面。
更具體地說明，在根據本發(fā)明的該變化方式的鋰二次電池中，由于極耳 34形成為具有梯形截面形狀，極耳34和聚合物膜40可以彼此緊密接觸。因 此，可以提高連接到聚合物膜40的外裝飾材料50和極耳34之間的粘接性。 此時，由于極耳34的上下表面的長度彼此不同，聚合物膜40的需要量彼此 不同，當處理聚合物膜40時，這可能產生困難。但是，在根據本發(fā)明的鋰 二次電池中，由于極耳34和聚合物膜40彼此緊密接觸，因而可以防止出現 如在傳統(tǒng)技術中產生的間隙A (參見圖2)。其次，圖8是表示根據本發(fā)明第一實施方式的第二變化方式的極耳和聚
合物膜彼此連接的狀態(tài)的透視圖，圖9是表示沿圖8的線L4-L4截取的截面圖。
參照圖8和圖9，根據本發(fā)明第一實施方式的第二變化方式的鋰二次電 池的特征在于，極耳36具有不小于200um的實際厚度，以減少極耳36產 生的熱，其特征還在于，極耳36具有在水平方向伸長的六邊形的截面形狀。 因此，極耳36和聚合物膜40可以彼此緊密粘接在一起，因而，外裝飾材米斗 50和極耳36彼此緊密接觸，從而提高密封性能。當觀測極耳36的截面形狀 時，極耳36的兩個上角和兩個下角中的每一個，也就是說，極耳36的四個 角的每一個都具有為鈍角的內角。極耳36的截面形狀關于極耳36的垂直軸 線兩側對稱，并關于極耳36的水平軸線上下對稱，并關于極耳36的中心回 轉對稱。
更具體地說明，在根據本發(fā)明第一實施方式的該變化方式的鋰二次電 也 中，由于極耳36形成為具有在水平方向伸長的六邊形截面形狀，極耳36和 聚合物膜40可以彼此緊密接觸。因此，可以提高連接到聚合物膜40的外裝 飾材料50和極耳36之間的粘接性。具體地說，與上述實施方式及其變化方 式不同，由于根據在所述一對聚合物膜40之間測量的厚度的位置差為恒定 的，且連接到極耳36的上下表面的聚合物膜40的需要量相同，所以可以保 證正確性。此外，在根據本發(fā)明的鋰二次電池中，由于極耳36和聚合物膜 40彼此緊密接觸，從而可以防止出現如在傳統(tǒng)技術中產生的間隙A (參見圖 2)。
其次，圖10是表示根據本發(fā)明第一實施方式的第三變化方式的極耳和 聚合物膜彼此連接的狀態(tài)的透視圖，圖11是表示沿圖10的線L5-L5截取的
截面圖。
參照圖10和圖11，根據本發(fā)明第一實施方式的第三變化方式的鋰二次
電池的特征在于，極耳38的每個側面都具有圓形的截面形狀。因而，極耳
38和聚合物膜40可以彼此緊密粘接在一起，因此，外裝飾材料50和極耳 38彼此緊密接觸，從而提高密封性能。也就是說，由于極耳38的兩個側表 面都形成為具有圓形的截面形狀，當與傳統(tǒng)技術的垂直側表面比較時，極耳 38和聚合物膜40可以彼此緊密接觸。
其次，圖12是表示根據本發(fā)明第二實施方式的極耳和聚合物膜彼此連 接的狀態(tài)的透視圖，圖13是極耳和聚合物膜的分解視圖，圖14是表示沿圖 12的線L6-L6截取的截面圖。
參照圖12到圖14，根據本發(fā)明第二實施方式的鋰二次電池的特征在于， 極耳30'具有不小于約為200ym的實際厚度d，以減少極耳30'產生的熱， 其特征還在于，凸出部分44a和44b形成于所述一對聚合物膜42的相對面 對的表面上，因而，位于靠近極耳30'的兩端的凸出部分44a之間和凸出部 分44b之間測量的距離大于極耳30'的寬度，從而以提高極耳30'和聚合物膜 42之間的粘接性。因此，極耳30'和聚合物膜42可以彼此緊密粘接在一起， 因而，外裝飾材料50和極耳30'彼此緊密接觸，從而提高密封性能。也就是 說，當上膜42a與下膜42b粘接，同時將極耳30'夾在中間時，由于形成于 上下膜42a和42b相對面對的表面上的凸出部分44a和44b彼此結合在一起， 所以，對應于傳統(tǒng)技術中的間隙A (參見圖2)的每個區(qū)域44都可以由凸出 部分44a和44b所產生的結合而填充。
更具體地說明，在根據本發(fā)明的該實施方式的鋰二次電池中，由于所述 一對聚合物膜42包括形成有凸出部分44a和44b的上下膜42a和42b，所述 凸出部分44a之間的間隔距離大于極耳30'的寬度，所述凸出部分44b之間 的間隔距離大于極耳30'的寬度，極耳30'的寬度不小于200um，極耳30'和 聚合物膜42可以彼此緊密地接觸。因此，可以提高連接到聚合物膜42的外 裝飾材料50和極耳30'之間的粘接性。
工業(yè)實用性
由以上說明可知，本發(fā)明涉及一種鋰二次電池，該鋰二次電池采用厚度
不小于200um的極耳，以減少極耳產生的熱。在所述鋰二次電池中，為了
防止在極耳和外裝飾材料(聚合物膜)之間限定有間隙，極耳形成為具有才弟 形、平行四邊形或圓形的截面形狀，從而以提高極耳和聚合物膜之間的粘宇妾 性。另外，為了保證極耳和外裝飾材料(聚合物膜)之間的緊密接觸，凸出 部分形成于一對聚合物膜的內表面上，從而提高極耳和聚合物膜之間的粘宇妾 性。
因此，在根據本發(fā)明的鋰二次電池中，通過改變極耳的截面形狀或在連 接到極耳的聚合物膜上形成凸出部分，即使極耳的厚度增加，也可以提高極 耳和聚合物膜之間(也就是說，在極耳和外裝飾材料之間)的密封性能，從 而可以防止外部物質如濕氣等從外部進入到鋰二次電池中或防止電解液泄 漏到外部。
雖然為了解釋的目的說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本領域的普通技 術人員應該明白，在不脫離附屬權利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的前 提下，可以做出各種修改、增加和替代。
權利要求
1.一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包括電極組件、外裝飾材料以及聚合物膜，所述電極組件具有至少一個從電極組件的側面凸出的極耳，所述外裝飾材料環(huán)繞并密封所述電極組件以及所述極耳上的除該極耳遠端部分外的部分，所述聚合物膜置于所述外裝飾材料和極耳之間，以提高所述外裝飾材料和極耳之間的粘接性，其中，當所述極耳的厚度不小于預定厚度時，所述極耳形成為具有保證由所述極耳的上下表面之一和所述極耳的相鄰側面所限定的內角為鈍角的截面形狀，以提高所述極耳和聚合物膜之間的粘接性。
2. 根據權利要求1所述的電池，其中所述預定厚度為不小于大約200 pm。
3. 根據權利要求2所述的電池，其中所述極耳的截面形狀為相對于垂直 軸線兩側對稱。
4. 根據權利要求2所述的電池，其中所述極耳的截面形狀為相對于該極 耳的中心回轉對稱。
5. 根據權利要求2所述的電池，其中所述極耳的截面形狀為相對于水平 軸線上下對稱。
6. 根據權利要求2所述的電池，其中所述極耳的截面形狀具有側表面， 每個側表面為圓形并與所述極耳的上下表面彼此連接。
7. —種鋰二次電池，所述鋰二次電池包括電極組件、外裝飾材料以及一 對聚合物膜；所述電極組件具有至少一個從電極組件的側面凸出的極耳；所 述外裝飾材料環(huán)繞并密封所述電極組件以及所述極耳上的除該極耳遠端部分外的部分；所述一對聚合物膜置于所述外裝飾材料和極耳之間，以提高戶萬 述外裝飾材料和極耳之間的粘接性，并覆蓋所述極耳的上下表面；其中，當 所述極耳的厚度不小于預定厚度時，凸出部分形成于所述一對聚合物膜的木目 面對的表面上，因而，靠近所述極耳的兩端的凸出部分之間測量的距離大于 所述極耳的寬度，由此提高所述極耳和聚合物膜之間的粘接性。
8.根據權利要求7所述的電池，其中所述預定厚度為不小于200 pm。
全文摘要
一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包括電極組件、外裝飾材料以及聚合物膜，所述電極組件具有至少一個從電極組件的一側凸出的極耳，所述外裝飾材料環(huán)繞并密封電極組件以及極耳除其遠端部分外的部分，所述聚合物膜設置于外裝飾材料和極耳之間，以提高外裝飾材料和極耳之間的粘接性。當極耳的厚度不小于預定厚度時，極耳形成為具有保證由極耳的上下表面之一和極耳的鄰接側面所限定的內角為鈍角的截面形狀，以提高極耳和聚合物膜之間的粘接性。
文檔編號H01M2/30GK101176224SQ200680016339
公開日2008年5月7日 申請日期2006年5月9日 優(yōu)先權日2005年5月12日
發(fā)明者吳全根, 樸殷成, 李垠周 申請人:Sk能源株式會社