專利名稱：二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及二次電池。特別地，實(shí)施例針對(duì)具有裸電池(barecell)與保護(hù)電路模塊(PCM)的改善的結(jié)合的二次電池。
背景技術(shù)：
因?yàn)槎坞姵赜性S多應(yīng)用，所以在各種領(lǐng)域?qū)Χ坞姵剡M(jìn)行許多研究。特別地，鋰離子二次電池通常具有3. 7V的操作電壓，這是鎳鎘電池和鎳氫電池的三倍高。因?yàn)樗峁└叩拿繂挝恢亓磕芰繌?qiáng)度，所以使用鋰離子二次電池作為便攜電子設(shè)備的電源正在迅速增長。鋰離子二次電池能在它本身內(nèi)蓄積高能量。如果在鋰離子二次電池內(nèi)發(fā)生內(nèi)部短路，則蓄積在鋰離子二次電池內(nèi)的能量將在短時(shí)間內(nèi)放出，導(dǎo)致鋰離子二次電池?zé)龤Щ蛘呱踔帘?。為了避免那些風(fēng)險(xiǎn)，鋰離子二次電池配置有各種安全構(gòu)件。安全構(gòu)件一般通過將連接端子例如弓I線板焊接到裸電池而與裸電池電連接在電池被過度充電或者過熱的情況下，這些安全構(gòu)件可切斷裸電池與外部電負(fù)載之間的電連接，從而防止電流流動(dòng)。保護(hù)電路、PCT(正溫度系數(shù)，下文稱為“PCT”)元件、或者雙金屬(bimetal)可用于安全構(gòu)件。裸電池可容納于配備有安全構(gòu)件的殼中?；蛘?，裸電池可以不容納于殼中。不使用殼時(shí)，二次電池的尺寸和重量可以減小，也使得配備有二次電池的便攜設(shè)備的尺寸和重量減小。然而，沒有殼的二次電池可能在裸電池與安全構(gòu)件之間的連接部分處具有差的機(jī)械強(qiáng)度或耐熱性。當(dāng)經(jīng)歷外部沖擊時(shí)，連接部分可被損壞，由此導(dǎo)致電池中的安全問題。此外，在已有的袋型(pouch type)電池中，難以進(jìn)行接片彎曲，因?yàn)橥ǔＰ枰糜诖拿芊獠糠值慕^緣帶，其具有較低的機(jī)械強(qiáng)度。此外，因?yàn)楦采w材料和PCM的結(jié)合的機(jī)械強(qiáng)度相應(yīng)地差，所以電池中可能出現(xiàn)安全問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例通過改善裸電池與PCM的結(jié)合并固定PCM在裸電池中的位置而增
大產(chǎn)率。特別地，在袋型二次電池中，密封部分的機(jī)械強(qiáng)度得到改善。因此，使接片彎曲得以容易地進(jìn)行而沒有使用絕緣帶。袋型二次電池還可包括頂和底被暴露的覆蓋材料。因此， PCM與裸電池更穩(wěn)固地結(jié)合，二次電池的強(qiáng)度通過覆蓋材料而得到提高，提供了具有改善的安全性的二次電池。根據(jù)一實(shí)施例，袋型二次電池包括裸電池，裸電池包括電極組件和容納電極組件的袋，其中裸電池包括在裸電池的一端的第一側(cè)；模制部分，覆蓋裸電池的第一側(cè)的至少一部分；以及電路模塊，設(shè)置在模制部分之上。根據(jù)另一實(shí)施例，袋型二次電池還包括從電極組件和袋延伸的至少一個(gè)接片，其中模制部分沿袋的一端形成，且其中接片通過模制部分中的開口暴露。
根據(jù)另一實(shí)施例，暴露的接片在模制部分上彎折且平行于裸電池的第一側(cè)。模制部分也可在裸電池的與至少一橫向邊緣相鄰且在該橫向邊緣的相對(duì)兩端的邊緣上進(jìn)一步向外延伸。模制部分可基本接觸電路模塊的整個(gè)長側(cè)。在長側(cè)的相對(duì)兩端，模制部分還接觸電路模塊的與長側(cè)相鄰的側(cè)。模制部分還可在裸電池的與至少一橫向邊緣相對(duì)的邊緣上向外延伸。

根據(jù)一實(shí)施例，在裸電池的兩側(cè)，模制部分是圓的、多邊形的或矩形的。根據(jù)一實(shí)施例，模制部分還包括在該第一側(cè)之上的至少一結(jié)構(gòu)以定位電路模塊。根據(jù)一實(shí)施例，模制部分還包括在該第一側(cè)之上的至少兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)以定位電路模塊。根據(jù)一實(shí)施例，二次電池還包括覆蓋電路模塊的殼，其中殼包括一個(gè)或更多槽； 以及一個(gè)或更多突起，與一個(gè)或更多槽對(duì)應(yīng)地形成在模制部分的表面上，其中模制部分通過將突起插入槽中而耦合到殼。根據(jù)一實(shí)施例，二次電池還包括粘合劑以將模制部分粘合到殼。根據(jù)一實(shí)施例，模制部分僅沿袋的末端的長側(cè)的內(nèi)表面形成。根據(jù)一實(shí)施例，模制部分沿袋的末端的長側(cè)的內(nèi)和外表面形成。根據(jù)一實(shí)施例，二次電池還包括裸電池周圍的外部材料，其中外部材料具有上和下開口。


附圖與說明書一起示出本發(fā)明的某些實(shí)施例，且與文字描述一起用于說明本發(fā)明的原理。圖1是透視圖，示出袋型裸電池的上部分；圖2A是透視圖，示出常規(guī)的袋型二次電池；圖2B是示出根據(jù)常規(guī)袋型二次電池的接片彎曲的視圖；圖3A是透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的袋型二次電池；圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池的接片彎曲的視圖；圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池中的模制部分的一側(cè)、PCM和覆蓋 PCM的殼的視圖；圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PCM殼的內(nèi)部的視圖；圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的覆蓋材料和袋型二次電池的視圖；圖5B是透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的還包括覆蓋材料的袋型二次電池；圖6是示出常規(guī)罐型裸電池的視圖；以及圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的罐型二次電池的視圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以在權(quán)利要求描述的范圍內(nèi)以各種方式變化和修改；因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，下面的描述僅例舉某些實(shí)施例。即使相同的構(gòu)件示于不同的附圖中，也應(yīng)注意，它們盡可能由很多相同附圖標(biāo)記表示。此外，為了描述方便和清楚，圖中可夸大或減小尺寸或厚度，且尺寸或厚度可以不同于實(shí)際層的尺寸或厚度。下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。 圖1是示出用于袋型二次電池的普通裸電池的視圖，圖2A和2B是根據(jù)相關(guān)技術(shù)示出絕緣帶貼附到裸電池的密封部分且接片被彎曲的視圖。參照?qǐng)D1，裸電池10通過將電極組件插入袋中而形成。電極組件一般包括負(fù)極板、 正極板和隔板。此外，電極組件具有分別與極板電連接的接片30。圖1所示的裸電池10包括在袋型二次電池中。袋型二次電池包括密封所述袋的密封部分20。接片30分別穿過密封部分20部分地暴露于外。使用可熱密封材料，密封部分20通過施加熱和/或壓力到袋的邊緣而形成。在圖2A和2B中，使接片30彎曲改善了 PCM與裸電池10之間的電連接。在彎曲接片30之前，絕緣帶40貼附到袋和接片30的接觸部分。絕緣帶40僅提供來防止短路而沒有其他功能，即使它非常昂貴。此外，密封部分20不具有足夠的強(qiáng)度來在彎曲時(shí)支承接片30。因此，難以一致地彎曲接片30。圖3A和3B示出根據(jù)本發(fā)明的二次電池，其中模制部分形成在袋的密封部分處且模制部分具有階梯式高度。根據(jù)實(shí)施例的袋型二次電池包括PCM、覆蓋PCM的殼、包括電極組件的裸電池、以及容納電極組件的袋。袋具有密封部分，接片30通過密封部分被部分暴露。密封部分可包括模制部分，模制部分和PCM安裝部分可形成在裸電池的至少一側(cè)。參照?qǐng)D3A和3B，袋的密封部分具有形成在袋的密封部分中的在袋和PCM之間的模制部分50。模制部分50可在密封部分中覆蓋PCM的僅一個(gè)截面50a。模制部分50也可覆蓋PCM的一個(gè)截面50a和兩側(cè)50b。優(yōu)選地，模制部分50覆蓋接觸PCM的整個(gè)密封部分。形成在密封部分的長側(cè)截面上的模制部分50a能防止短路。模制部分50a在彎曲接片30的工藝中也可具有與常規(guī)絕緣帶類似的功能。此外，模制部分50可增大密封部分 20的機(jī)械強(qiáng)度。模制部分50可覆蓋裸電池10的兩側(cè)和底部。模制部分50的形狀可修改為平的平面形、多邊形、或者圓形。形狀取決于二次電池的設(shè)計(jì)。圖3A-3B示出圓形53。如上所述，覆蓋裸電池10的側(cè)面的模制部分50起到二次電池的殼的作用。此外，二次電池應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，即使沒有額外的殼。模制部分50可包括PCM安裝部分60。PCM安裝部分60是PCM位于裸電池10中的地方。PCM安裝部分60可形成在裸電池10的任何一側(cè)。優(yōu)選地，PCM安裝部分60形成為與接片相鄰。此外，如圖3A和3B所示，PCM安裝部分60可包括PCM安裝結(jié)構(gòu)61和62。PCM安裝結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)或更多，且包括第一和第二安裝結(jié)構(gòu)61和62。第一和第二安裝結(jié)構(gòu)61 和62示于圖3A中。優(yōu)選地，第一和第二安裝結(jié)構(gòu)61和62的形狀不同。第一和第二安裝結(jié)構(gòu)61和62能防止PCM的端子顛倒地插入在裸電池10中。因此，將PCM與裸電池10結(jié)合的工藝得到簡化，從而可以減少錯(cuò)誤率。圖4A示出一實(shí)施例，其中PCM和覆蓋PCM的殼連接到模制部分，圖4B示出殼的內(nèi)部。
在圖4A中，一個(gè)或更多突起形成在模制部分50的外側(cè)的下部分，一個(gè)或更多槽81 形成在覆蓋PCM的殼80的與突起52對(duì)應(yīng)的位置處。在接片30被彎曲之后，PCM 70置于 PCM安裝部分中。之后，殼80覆蓋裸電池10的PCM 70和模制部分50。此時(shí)，殼80接觸模制部分50的外側(cè)，突起52與槽81結(jié)合(圖4B)。在圖4A中，突起52形成在模制部分50的外側(cè)的下部，槽81形成在殼80中與突起對(duì)應(yīng)的位置處。因此，突起和槽僅需形成在彼此對(duì)應(yīng)的位置處，使得槽和突起的位置和數(shù)量可以根據(jù)二次電池的設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)匦薷?。此外，粘合材料可以進(jìn)一步用于確保更穩(wěn)固的結(jié)合?；蛘?，當(dāng)不形成突起和槽時(shí)，可以僅使用粘合材料諸如膠水。參照?qǐng)D2A和2B，常規(guī)袋型二次電池具有密封部分20和接片30的機(jī)械強(qiáng)度低的問題。因此，難以彎曲接片30，且彎曲形狀不一致。在圖3A-3B中，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池的密封部分通過存在模制部分50 而具有改善的機(jī)械強(qiáng)度。模制部分可僅形成在密封部分的長側(cè)之內(nèi)。此外，模制部分還可具有覆蓋密封部分的長側(cè)外側(cè)的模制表面。優(yōu)選地，模制表面具有階梯式高度51，密封部分的接片30形成在該處。優(yōu)選地，較低的部分在內(nèi)側(cè)。模制部分50使密封部分更牢固，階梯式高度51使得彎曲接片30更容易。因此，彎曲的接片具有一致的形狀(見圖3B)。另一方面，圖5A-5B是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的袋型二次電池的視圖。袋型二次電池還包括頂和底部開放的覆蓋材料。圖5A示出模制部分形成在密封部分中之前的覆蓋材料和裸電池，圖5B示出包括覆蓋材料的裸電池。在根據(jù)實(shí)施例的袋型二次電池中，裸電池10包括覆蓋材料90。如上所述，在模制部分形成在密封部分20中之前，覆蓋材料90可覆蓋裸電池10。覆蓋材料90可覆蓋裸電池 10，除了裸電池的頂部和底部以外。除了頂部和底部之外，裸電池10部分地或者全部地被覆蓋材料90包封。優(yōu)選地，如圖所示，除了裸電池的頂部和底部之外，裸電池10被完全包封。此外，頂部和底部開放部分中的任何一個(gè)可包括具有接片30的密封部分。在圖5A和 5B中，裸電池的接片被暴露。覆蓋材料可以是片形或管形。在片形的情況下，如圖所示，片形覆蓋材料90覆蓋裸電池10。覆蓋材料90的一個(gè)邊緣和另一邊緣可通過粘合材料例如膠水粘附?；蛘撸?dāng)覆蓋材料是管形時(shí)，裸電池10可插入到覆蓋材料中。在根據(jù)實(shí)施例的還包括覆蓋材料90的裸電池中，覆蓋材料90支持二次電池，使得密封部分的機(jī)械強(qiáng)度得到改善。因此，可以更容易地形成模制部分且更穩(wěn)固地結(jié)合裸電池 10 禾口 PCM。此外，覆蓋材料90能增大二次電池的機(jī)械強(qiáng)度。因?yàn)楦采w材料是非導(dǎo)電材料，所以為二次電池提供電安全性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，袋型二次電池還包括覆蓋材料90。覆蓋材料90增大二次電池的機(jī)械強(qiáng)度，且允許二次電池滿足電安全性要求。下面描述根據(jù)本發(fā)明另一方面的罐型二次電池的實(shí)施例。 圖6示出罐型裸電池和引線板，圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有模制部分的罐型二次電池。參照?qǐng)D6，電極組件(未示出)包括負(fù)極板、正極板和隔板。電極組件容納于罐110 中，蓋組件120利用焊接工藝封閉罐110的開口。
在常規(guī)罐型二次電池中，將需要若干構(gòu)件來將PCM固定到裸電池100且將它電連接到電池外部。如圖6所示，對(duì)于常規(guī)電池，將需要固定突起122來固定PCM在蓋組件上的位置。此外，端子構(gòu)件諸如引線板123將焊接到蓋組件以用于與裸電池100的電連接。電池的材料成本由于固定突起122和引線板123而增大，且電池的制造成本由于額外的工藝諸如焊接而增大。此外，突起122和引線板123不足以將PCM等在電和物理上穩(wěn)定地固定到裸電池100。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的罐型二次電池包括PCM、覆蓋PCM的殼、電極組件、罐和蓋組件。罐容納電極組件，蓋組件封閉罐的開口。此外，裸電池的至少一側(cè)包括模制部分和其上的PCM安裝部分。與常規(guī)二次電池不同，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二次電池中，形成模制部分以將PCM 固定和電連接到裸電池。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二次電池不需要固定突起或引線板。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的罐型二次電池的視圖。參照?qǐng)D7，模制部分200形成在裸電池100的頂部且位于裸電池與PCM之間。模制部分200可僅接觸PCM的一個(gè)截面200a?；蛘?，模制部分200可覆蓋PCM的一個(gè)截面200a和兩側(cè)200b。模制部分200與PCM之間的接觸面積越大，PCM越穩(wěn)固地與裸電池100結(jié)合。此外，模制部分200可部分或完全接觸PCM的截面。優(yōu)選地，模制部分200 接觸PCM的整個(gè)截面。在圖中，模制部分200接觸PCM的一個(gè)長側(cè)和兩個(gè)短側(cè)。模制部分200可形成在裸電池100的任何部分上。然而，模制部分200優(yōu)選形成在蓋組件(圖6中的120)上以容易地與PCM電連接。模制部分可延長為例如包括裸電池100的兩側(cè)和底部。在裸電池100的兩側(cè)延伸的模制部分可根據(jù)二次電池的設(shè)計(jì)而適當(dāng)?shù)匦薷?。例如，模制部分的形狀可具有平坦的平面形、多邊形、或圓形。圖7示出其中模制部分200具有圓形狀的實(shí)施例。如上所述，覆蓋裸電池的側(cè)面的模制部分可用作二次電池的殼。因此，可以改善常規(guī)罐型二次電池的機(jī)械強(qiáng)度，甚至不添加殼到二次電池。此外，難以根據(jù)電子裝置設(shè)計(jì)的改變來改變常規(guī)罐型二次電池的外觀。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的罐型二次電池中，可以通過簡單地改變模制部分的形狀而容易地改變罐型二次電池的外觀。此外，模制部分200可包括PCM安裝部分300。PCM安裝部分300是PCM位于裸電池100中的地方且可以形成在裸電池100的任何一側(cè)。優(yōu)選將PCM安裝部分形成至裸電池 100的電極121被形成的部分處，以容易地在PCM安裝部分300中形成電極121。如圖7所示，PCM安裝部分300可包括PCM安裝部分310和320。PCM安裝結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)或更多。在圖7中，示出第一和第二安裝結(jié)構(gòu)310和320。優(yōu)選地，第一和第二安裝結(jié)構(gòu)310和320的形狀不同。第一和第二安裝結(jié)構(gòu)310和320能防止PCM的端子顛倒地插到裸電池10中，且能固定PCM的位置。 如上所述，模制部分200可包括突起210，覆蓋PCM的殼可包括一個(gè)或更多槽。突起210可形成在模制部分200的外側(cè)的下部分處，與突起對(duì)應(yīng)的槽可形成在覆蓋PCM的殼上。模制部分200和覆蓋PCM的殼能通過突起和槽結(jié)合。裸電池100可與PCM結(jié)合且然后 PCM可被殼覆蓋。在該結(jié)構(gòu)中，殼接觸模制部分的外側(cè)且通過突起和槽在接觸部分處與模制部分結(jié)合。具有突起和槽的部分僅需對(duì)應(yīng)于槽和突起，無需固定。此外，當(dāng)不形成突起和槽時(shí)，可以用粘合材料例如膠水實(shí)現(xiàn)結(jié)合。
本申請(qǐng)要求2010年4月13日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/323752的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括裸電池，包括電極組件和容納該電極組件的袋，其中該裸電池包括在該裸電池的一端的第一側(cè)；模制部分，覆蓋該裸電池的該第一側(cè)的至少一部分；以及電路模塊，設(shè)置于該模制部分之上。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該模制部分在該裸電池的第一橫向邊緣上從該第一側(cè)向外延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的二次電池，還包括至少一個(gè)接片，從該電極組件和該袋延伸，其中該模制部分沿該袋的一端形成，且其中該接片通過該模制部分中的開口暴露。
4.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其中暴露的該接片在該模制部分上彎折且平行于該裸電池的第一側(cè)。
5.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中該模制部分還在該裸電池的在該第一橫向邊緣的相對(duì)兩端處的側(cè)邊緣上向外延伸。
6.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該模制部分基本接觸該電路模塊的整個(gè)長側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的二次電池，其中該模制部分還接觸所述電路模塊的在所述長側(cè)的相對(duì)兩端且與所述長側(cè)相鄰的各側(cè)。
8.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中該模制部分還在該裸電池的與該第一橫向邊緣相對(duì)的第二橫向邊緣上向外延伸。
9.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該模制部分在該裸電池的兩側(cè)為圓的、多邊形的或矩形的。
10.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該模制部分包括在該第一側(cè)上的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)以定位該電路模塊。
11.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中該模制部分包括在該第一側(cè)上的至少兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)以定位該電路模塊。
12.如權(quán)利要求1所述的二次電池，還包括殼，覆蓋該電路模塊，其中該殼包括一個(gè)或更多槽；以及一個(gè)或更多突起，與所述一個(gè)或更多槽對(duì)應(yīng)地形成在該模制部分的表面上，其中該模制部分通過將所述突起插入所述槽中而耦合到所述殼。
13.如權(quán)利要求12所述的二次電池，還包括粘合劑以將該模制部分粘合到所述殼。
14.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中所述模制部分僅沿所述袋的末端的長側(cè)的內(nèi)表面形成。
15.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中所述模制部分沿所述袋的末端的長側(cè)的內(nèi)表面和外表面形成。
16.如權(quán)利要求2所述的二次電池，還包括在該裸電池周圍的外部材料，其中該外部材料具有上開口和下開口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種二次電池，包括裸電池，包括電極組件和容納該電極組件的袋，其中該裸電池包括在該裸電池的一端的第一側(cè)；模制部分，覆蓋該裸電池的該第一側(cè)的至少一部分；以及電路模塊，設(shè)置于該模制部分之上。
文檔編號(hào)H01M2/02GK102222807SQ20111009209
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者樸相鎮(zhèn), 白云成, 金佑徹 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社