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锂聚合物二次电池

阅读：857发布：2021-03-03

IPRDB可以提供锂聚合物二次电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种锂聚合物二次电池，包括：包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的隔板的电极组件；缠绕在所述电极组件的侧表面周围的外部构件；联结至所述外部构件的盖；以及位于所述电极组件与所述盖之间的端子保护构件。，下面是锂聚合物二次电池专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种锂聚合物二次电池，包括：

包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的隔板的电极组件；

缠绕在所述电极组件的侧表面周围的外部构件；

联结至所述外部构件的盖；以及

位于所述电极组件与所述盖之间的端子保护构件。

2.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件具有与所述电极组件的边缘对应的尺寸和形状。

3.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件包括平面部分和连接至所述平面部分的外壁。

4.根据权利要求3所述的锂聚合物二次电池，其中所述平面部分具有端子开口，电极端子通过所述端子开口突出。

5.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件包括绝缘材料，所述绝缘材料包括聚丙烯或聚乙烯。

6.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件联结至所述外部构件的内表面。

7.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件与所述外部构件的内表面分离。

8.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件被压配合至所述电极组件。

9.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件位于所述电极组件上。

10.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述端子保护构件联结至所述盖。

11.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，进一步包括二次保护器件，所述二次保护器件位于所述端子保护构件与所述盖之间，并且电连接至所述电极组件。

12.根据权利要求11所述的锂聚合物二次电池，其中所述二次保护器件包括温度保险丝。

13.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，进一步包括位于所述端子保护构件上的电路板，所述电路板包括保护电路。

14.根据权利要求13所述的锂聚合物二次电池，其中所述电路板位于所述盖上。

15.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述外部构件的两个表面联结在一起以形成密封件。

16.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述外部构件包括气室，充电和放电期间产生的气体被排放到所述气室，并且其中所述气室具有一侧，电解液通过该侧注入。

17.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述外部构件包括具有矩形片形状的层压膜。

18.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述外部构件具有170μm与

300μm之间的厚度。

19.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述外部构件通过堆叠外层、屏蔽层和内层而形成。

20.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述盖包括联结至所述电极组件的上端的第一盖和联结至所述电极组件的下端的第二盖。

21.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述盖具有电极接线片存放空间。

22.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述盖具有限定腔室的帽形。

23.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述盖包括聚丙烯或聚乙烯。

24.根据权利要求1所述的锂聚合物二次电池，其中所述盖被焊接至所述外部构件。

25.根据权利要求24所述的锂聚合物二次电池，其中所述焊接是热焊接。

说明书全文

锂聚合物二次电池

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2009年11月16日递交的韩国专利申请No.10-2009-0110520的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

[0003] 实施例涉及二次电池，更具体地涉及锂聚合物二次电池。

背景技术

[0004] 一般而言，锂聚合物二次电池通常通过将电极组件和电解液存放在袋型外壳中而形成。在这种情况下，电极组件经常包括正极板、负极板以及位于正极板与负极板之间的隔板。

[0005] 这种锂聚合物二次电池通常不包括用于保护电极端子的结构，因此，易受到外部的机械冲击。

[0006] 具体而言，高容量锂聚合物二次电池包括具有多个单元电池和多个隔板的堆叠型或卷绕型电极组件。由于多个电极接线片从高容量锂聚合物二次电池延伸，因此如果电极接线片被移动，则会产生短路。

[0007] 另外，在对高容量电池进行充电或放电时，通过电极组件的电极接线片从电极端子处产生强热。因此，电池可能会由于强热而起火花或爆炸。

发明内容

[0008] 根据本发明的一个方面，提供一种锂聚合物二次电池，其中保护电池不受外部的机械冲击。

[0009] 根据本发明的另一方面，提供一种高容量锂聚合物二次电池，其防止包括电极接线片的电极端子的移动，从而防止由于电极接线片的移动而导致的短路。

[0010] 根据本发明的又一方面，提供一种高容量锂聚合物二次电池，其防止电池由于包括电极接线片的电极端子所产生的热量而起火花和爆炸。

[0011] 在一个实施例中，提供一种锂聚合物二次电池，包括：具有第一电极、第二电极以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的隔板的电极组件；缠绕在所述电极组件的侧表面周围的外部构件；联结至所述外部构件的盖；以及位于所述电极组件与所述盖之间的端子保护构件。

[0012] 在一个实施例中，所述端子保护构件具有与所述电极组件的边缘大体对应的尺寸和形状。另外，所述端子保护构件可以包括平面部分和连接至所述平面部分的外壁，并且所述平面部分可以具有端子开口，电极端子通过所述端子开口突出。

[0013] 在一个实施例中，所述端子保护构件由诸如聚丙烯或聚乙烯之类的绝缘材料制成，并且可以例如通过压配合而联结至所述外部构件的内表面。

[0014] 在一个实施例中，二次保护器件位于所述端子保护构件与所述盖之间，并且电连接至所述电极组件。所述二次保护器件可以包括温度保险丝。另外，包括保护电路的电路板可以位于所述端子保护构件上。

[0015] 在一个实施例中，所述外部构件包括气室，充电和放电期间所产生的气体被排放到所述气室，并且其中所述气室具有一侧，电解液通过该侧注入。

附图说明

[0016] 通过以下参照附图对示例性实施例进行的详细描述，以上及其它特征和方面对于本领域技术人员来说将变得更明显，附图中：

[0017] 图1是示出根据实施例的锂聚合物二次电池的分解透视图；

[0018] 图2是示出图1的部分II的放大图；

[0019] 图3是示出装配后图1的锂聚合物二次电池的透视图；

[0020] 图4是图3的截面图；以及

[0021] 图5是示出包括气室的图1的锂聚合物二次电池的透视图。

具体实施方式

[0022] 现在将参照附图在下文中对示例性实施例进行更充分的描述；然而，这些实施例可以以不同的形式实现，而不应当被解释为限于此处记载的实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开内容全面且完整，并且向本领域技术人员更充分地传达本发明的范围。

[0023] 下文中，将参照附图详细描述实施例。

[0024] 图1是示出根据实施例的锂聚合物二次电池的分解透视图。图2是示出图1的部分II的放大图。图3是示出装配后图1的锂聚合物二次电池的透视图。图4是图3的截面图。图5是示出包括气室的锂聚合物二次电池的透视图。

[0025] 参见图1至图4，锂聚合物二次电池100：包括电极组件110，电极组件110包括分别附有具有不同极性以向外部传递电流的多个电极接线片114和115的第一电极111和第二电极112以及位于第一电极111与第二电极112之间的隔板113；环绕电极组件110的外部构件120；以及例如通过热焊接被焊接至外部构件120的相应第一端和第二端的第一盖130和第二盖140。电极组件110通过顺序堆叠第一电极111、隔板113和第二电极112或者通过将第一电极111、隔板113和第二电极112卷绕成胶卷形状而形成。

[0026] 在电极组件110与第一盖130之间安装端子保护构件150，并且在端子保护构件150与第一盖130之间安装二次保护器件160。在端子保护构件150的上侧安装电路板170。

[0027] 电极组件110的第一电极111可以是正极板，并且第二电极112可以是负极板。在这种情况下，电极接线片114和115可以分别是正板板111的正极接线片和负极板112的负极接线片。然而，极板的极性可以反转。

[0028] 正极板111包括正极集电体和位于正极集电体上的正极涂覆部分。正极集电体的末端或边缘部分被提供有正极未涂覆部分。正极接线片114被附着到正极未涂覆部分。这样，正极接线片114电连接至外部电路，从而使得收集在正极集电体中的电子流向外部电路。在一个实施例中，正极集电体和正极接线片114由具有高导电率的铝(Al)形成。正极接线片114可以例如通过超声波焊接被附着到正极未涂覆部分。正极涂覆部分通过将诸如锂钴氧化物(LiCoO2)之类的锂金属氧化物与导电材料和粘结剂进行混合而形成，用于插入和提取锂离子。在将正极接线片114焊接至正极未涂覆部分之后，将带附着到正极接线片114以防止正极接线片114脱落。

[0029] 负极板112包括收集通过化学反应产生的电子的负极集电体和位于负极集电体的上部的负极涂覆部分。负极集电体的末端被提供有负极未涂覆部分。负极接线片115被附着到负极未涂覆部分。这样，负极接线片115电连接至外部电路，从而使得收集在负极集电体中的电子流向外部电路。将带附着到负极接线片115以防止负极接线片115从负极未涂覆部分脱落。负极集电体可以由具有高导电率的铜(Cu)或镍(Ni)形成。负极接线片115可以由镍(Ni)形成。负极涂覆部分通过将碳材料与导电材料和粘结剂进行混合而形成，用于插入和提取锂离子。

[0030] 附着到正极板111的正极接线片114被焊接至第一电极端子116。附着到负极板112的负极接线片115被焊接至第二电极端子117。

[0031] 外部构件120缠绕在被卷绕电极组件110的侧表面周围或者环绕被卷绕电极组件110的侧表面。被卷绕电极组件110的两侧被压缩以具有大体长方体形状。在这种情况下，外部构件120缠绕在电极组件110的大侧表面周围。电极组件110和电解液存放在外部构件120内部。外部构件120的两个表面或两侧例如通过热焊接被焊接在一起，以形成密封件124。密封件124的一侧可以被提供有气室，电解液通过该气室注入，并且充电/放电期间产生的气体通过该气室排放。气室的结构将在后面描述的制造方法的描述中更详细地进行描述。

[0032] 外部构件120由具有基本矩形形状的层压膜组成。层压膜具有从大约170μm至大约300μm范围的厚度。因此，层压膜具有有高抗冲击性能的高强度，以保护电极组件并防止电解液泄漏。当层压膜的厚度小于170μm时，难以提供充分的抗冲击性。当层压膜的厚度大于300μm时，相对于金属罐型外部构件来说，难以增大电池的容量。

[0033] 外部构件120包括屏蔽层121、位于屏蔽层121的第一表面上的外层122以及位于屏蔽层121的第二表面上的内层123。

[0034] 屏蔽层121可以由金属形成，其中金属可以是铁(Fe)、镍(Ni)和铝(Al)中至少之一。屏蔽层121的金属具有高机械强度和高抗蚀性。因此，提高了外部构件120的机械强度和外部构件120对电解液的抗蚀性。屏蔽层121的金属可以具有从大约20％至大约60％范围的延展率。相应地，屏蔽层121可以具有从大约20μm至大约150μm范围的厚度。

[0035] 外层122位于外部构件120的外表面上，并且可以是具有高抗拉强度、高抗冲击强度和高耐用性的尼龙和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中之一。外层122可以以层压方式在高温下形成于屏蔽层121的外表面上。外层122可以具有从大约5μm至大约30μm范围的厚度。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)可以构成合金膜。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中可以不包括粘合剂成分。在这种情况下，在屏蔽层121的表面涂上粘合剂，然后，将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)附着到该表面。

[0036] 内层123位于外部构件120的内表面上。内层123可以由改性的聚丙烯(CPP)形成。内层可以具有从大约30μm至大约150μm范围的厚度。

[0037] 第一盖130在连接至正极接线片114的第一电极端子116和连接至负极接线片115的第二电极端子117延伸通过第一盖的位置处联结至电极组件110。第一盖130具有基本长方体形状，其具有限定腔室的开口表面，并且第一盖130具有与电极组件110基本对应的尺寸。也就是说，第一盖130具有有内表面的帽形。第一盖130可以由聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)之一形成，但本公开内容不限于此。

[0038] 第二盖140在不具有第一电极端子116和第二电极端子117的位置处联结至电极组件110。第二盖140可以具有与电极组件110的尺寸大体对应的长方体帽形。可替代地，第二盖140可以具有板形。第二盖140可以由聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)之一形成，但本公开内容不限于此。

[0039] 端子保护构件150保护正极接线片114、负极接线片115以及分别连接至正极接线片114和负极接线片115的第一电极端子116和第二电极端子117。

[0040] 端子保护构件150具有与电极组件110的截面大体对应的尺寸和形状。也就是说，端子保护构件150可以包括具有与电极组件110的边缘大体对应的尺寸的外壁。

[0041] 可替代地，端子保护构件150可以包括竖直部分(外壁151)和连接至外壁151的水平部分(平面部分152)。平面部分152被提供有端子开口153，第一电极端子116和第二电极端子117穿过端子开口153。端子保护构件150由诸如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)之类的绝缘材料形成。

[0042] 端子保护构件150可以例如通过热焊接被焊接至外部构件120的内表面。在这种情况下，端子保护构件150的外壁151例如通过热焊接被焊接至外部构件120的内表面。这样，由于端子保护构件150位于电极组件110与第一盖130之间，因此当外部构件120被固定至端子保护构件150时，外部构件120被更稳定地固定至单电池。

[0043] 可替代地，端子保护构件150不需要被焊接至外部构件120。在这种情况下，端子保护构件150可以通过在第一电极端子116和第二电极端子117延伸的位置处将端子保护构件150压配合至电极组件110而被联结。此外，应当理解，压配合至电极组件110的端子保护构件150可以例如通过热焊接被焊接至外部构件120。

[0044] 可替代地，端子保护构件150可以在第一电极端子116和第二电极端子117延伸的位置处被放置在电极组件110的上表面上。

[0045] 端子保护构件150可以例如通过热焊接被焊接至第一盖130。也就是说，由于端子保护构件150和第一盖130由诸如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)之类的材料形成，因此它们可以例如通过热焊接容易地彼此焊接在一起。因此，第一盖130和端子保护构件150适于保护电极组件110的第一电极端子116、第二电极端子117、正极接线片114以及负极接线片115免受外部冲击。

[0046] 正温度系数(PTC)器件或温度保险丝可以用于二次保护器件160。在当前实施例中，如果电极组件110过热，则利用温度保险丝切断电流。

[0047] 包括保护电路的电路板170安装在第一盖130中。外端子171安装在电路板170的表面上以向外部传递通过电极组件110的第一电极端子116和第二电极端子117传输的电流。

[0048] 现在将对制造如上所述配置的二次电池的方法进行描述。

[0049] 将正极板111、隔板113和负极板112顺序堆叠并卷绕以形成大体为胶卷形状的电极组件110。然后，将正极接线片114附着到正极板111的未涂覆部分，并且将负极接线片115附着到负极板112的未涂覆部分。将正极接线片114焊接至第一电极端子116，并且将负极接线片115焊接至第二电极端子117。

[0050] 端子保护构件150在第一电极端子116和第二电极端子117延伸通过端子保护构件的位置处联结至电极组件110的上端。也就是说，第一电极端子116和第二电极端子117穿过端子保护构件150的端子开口153。在这点上，可以将端子保护构件150压配合至电极组件110的一侧，或者仅仅放置在电极组件110的该侧上。

[0051] 端子保护构件150保护第一电极端子116、第二电极端子117、正极接线片114以及负极接线片115免受外部冲击。此外，端子保护构件150防止第一电极端子116和第二电极端子117的移动。

[0052] 从端子保护构件150突出的第一电极端子116电连接至电路板170中具有第一极性的内端子。穿过端子保护构件150的第二电极端子117电连接至用作安全器件的温度保险丝160。温度保险丝160电连接至电路板170中具有第二极性的内端子。

[0053] 电路板170安装在第一盖130中，并且电路板170的内端子电连接至外端子171。外端子171突出到第一盖130之外，以从电池向外部传递电流。

[0054] 因此，包括端子保护构件150、温度保险丝160和电路板170的第一盖130联结至电极组件110的上端。第二盖140联结至电极组件110的下端。

[0055] 外部构件120环绕电极组件110的侧表面以及第一盖130和第二盖140的侧表面，并且外部构件120的两个边缘彼此重叠以形成密封件124。将外部构件120的上端与第一盖130的下端焊接在一起，例如热焊接在一起，并且将外部构件120的下端与第二盖140的上端焊接在一起，例如热焊接在一起。第一盖130和第二盖140由聚丙烯形成，并且外部构件120的内表面由改性的聚丙烯(CPP)形成。因此，外部构件120以及第一盖130和第二盖140由基本上相同的材料形成以保证有效的粘合条件。

[0056] 另外，可以将外部构件120焊接至，例如热焊接至构成端子保护构件150的外壁的竖直部分151的外表面。

[0057] 在当前实施例中，可以提供单独的气室，以将电解液注入外部构件120的内部。

[0058] 参见图5，气室220位于延伸部分210上，延伸部分210在外部构件120的电极组件存放空间180处从密封件124的一侧延伸。电解液注入通道230被设置为将电极组件存放空间180连接至气室220。因此，通过气室220和电解液注入通道230将电解液注入电极组件存放空间180中。在充电和放电期间，电极组件存放空间180中产生的气体被排放到气室220。当充电和放电完成时，移除气室220和位于气室220周围的延伸部分210，并且对外部构件120的密封件124进行加热、压缩并密封以完成电池的制造。

[0059] 根据实施例，锂聚合物二次电池在不使用独立的外部组的情况下保护电极组件和电极端子免受外部机械冲击。

[0060] 另外，根据实施例，电极接线片被固定布置，并且基本上防止了电极接线片的移动，从而防止电池中的短路，因此提高了电池的可靠性。

[0061] 进一步，根据实施例，基本上防止了电池由于电极接线片产生的强热而导致的诸如爆炸和起火花之类的事故。

[0062] 此处已公开了示例性实施例，虽然采用了特定术语，但这些术语仅从一般和描述性意义上使用和被解释，而不用于限制的目的。因此，本领域普通技术人员应当明白，可以在不背离所附权利要求书中记载的本发明的精神和范围的情况下，在形式和细节方面进行各种改变。

标题	发布/更新时间	阅读量
受保护电极结构-专利编号CN105122501B	2020-05-11	555
氮气保护封焊电极-专利编号CN104148794B	2020-05-13	398
电极保护膜形成剂-专利编号CN102713736B	2020-05-13	785
钽保护层电极加工工艺-专利编号CN104532291B	2020-05-13	303
金属电极电池用保护层-专利编号CN110476283A	2020-05-12	635
电极的保护层-专利编号CN107848247A	2020-05-11	912
一种石墨电极保护方法-专利编号CN107043276A	2020-05-12	1018
受保护电极结构-专利编号CN105122501A	2020-05-11	706
电极保护装置-专利编号CN100344403C	2020-05-11	152
电极保护套-专利编号CN206297918U	2020-05-12	474

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