專利名稱：袋狀鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰二次電池，尤其涉及具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的袋狀鋰二次電池，使得同等的電壓施加于殼體和正電極接頭。
背景技術(shù)：
一般而言，與一次電池不同，由于例如數(shù)碼相機(jī)、移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備的發(fā)展，對可充電二次電池的研究已經(jīng)非常廣泛。二次電池包括鎳-鎘電池、鎳-金屬氫化物電池、鎳-氫電池、鋰二次電池等。
鋰二次電池的工作電壓是鎳-鎘電池或鎳-金屬氫化物電池的三倍，鋰二次電池通常具有3.6V或更高的工作電壓，通常用作便攜式電子設(shè)備的電源。每單位重量的鋰二次電池還具有更高的能量密度。近來在便攜式電子設(shè)備中鋰二次電池使用量的增加就是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)。
鋰二次電池可根據(jù)所用電解質(zhì)的類型分為液體電解質(zhì)電池和聚合物電解質(zhì)電池。一般來說，含有液體電解質(zhì)的鋰二次電池被稱作鋰離子電池，含有聚合物電解質(zhì)的鋰二次電池被稱作鋰聚合物電池。
鋰二次電池可制造成各種形狀。鋰離子電池通常制造成圓柱形或棱柱形。近來，更多的注意力集中在可容納在撓性袋中的鋰聚合物電池。鋰聚合物電池操作安全、重量輕，因此適用于體積小、重量輕的便攜式電子設(shè)備。
參見圖1，常規(guī)的袋狀鋰二次電池10包括電池單元11和提供用于容納電池單元11的空間12a的殼體12。
通過沿一個(gè)方向卷繞正電極板、隔板和負(fù)電極板的疊層的方式、或者通過反復(fù)層疊正電極板、隔板和負(fù)電極板的方式形成電池單元11。電池單元11的正電極板和負(fù)電極板分別電連接到正電極接頭13和負(fù)電極接頭14。
正電極接頭13和負(fù)電極接頭14的每一個(gè)的端部經(jīng)過殼體12的密封部分12b，延伸到殼體12的外部。正電極接頭13和負(fù)電極接頭14向外延伸的端部連接到保護(hù)電路板的端口(未示出)。
位于殼體12的密封部分12b的正電極接頭13和負(fù)電極接頭14的每一個(gè)的一部分用密封帶15纏繞以防止電短路。
殼體12是由中間金屬箔和貼在中間金屬箔的相對表面上的內(nèi)、外絕緣膜構(gòu)成的袋子，這種袋狀殼體非常有柔性。
殼體12具有用于容納電池單元11的空間12a，如上所述。圍繞空間12a的邊緣形成可熱熔的密封部分12b。
圖2A是沿圖1中的線I-I取向的截面放大圖。圖2B是圖2的局部放大圖。
參見圖2A和2B，殼體12由金屬箔例如鋁箔制成的中間層12c和貼在中間層12c的相對面上作為保護(hù)層的內(nèi)層12d和外層12e構(gòu)成的復(fù)合膜制成。
在殼體12的空間12a中裝入包括相互層疊的正電極板11a、隔板11c和負(fù)電極板11b的卷狀物的電池單元11。正電極接頭13和負(fù)電極接頭14分別從正電極板11a和負(fù)電極板11b引出，如圖1所示。如上所述，正電極接頭13和負(fù)電極接頭14的每一個(gè)的端部露出到殼體12的外部，用密封帶15纏繞位于密封部分12b中的正電極接頭13和負(fù)電極接頭14的每一個(gè)的一部分。
在具有上述結(jié)構(gòu)的袋狀鋰二次電池10的制造過程中，正電極板11a和負(fù)電極板11b分別電連接到正電極接頭13和負(fù)電極接頭14，并將正電極板11a、隔板11c和負(fù)電極板11b的疊層卷繞起來以形成電池單元11。
在進(jìn)行伸長步驟使得各正電極接頭13和負(fù)電極接頭14的端部露出殼體12之外以后，將電池單元11放置在殼體12的空間12a中。
在此狀態(tài)下，將預(yù)定量的熱量和壓力施加到殼體12的密封部分12b，完成袋狀鋰二次電池10的制造。對袋狀鋰二次電池10進(jìn)行包括充電、老化、放電等的一系列的化成工藝，使袋狀鋰二次電池10在結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定，并確定它是否正常工作。
然而，常規(guī)袋狀鋰二次電池10具有下述問題。
在對作為由絕緣內(nèi)層12d、金屬中間層12c和絕緣外層12e構(gòu)成的復(fù)合膜的殼體12進(jìn)行構(gòu)形時(shí)在內(nèi)層12d中出現(xiàn)了小縫隙的情況下，在運(yùn)轉(zhuǎn)電池10時(shí)正電極接頭13和負(fù)電極接頭14會電連接到中間層12c。
當(dāng)由于內(nèi)層12d的損壞造成由鎳板制成的負(fù)電極接頭14接觸由鋁制成的中間層12c的時(shí)候，這是尤為嚴(yán)重的問題，這是因?yàn)闅んw12就具有了負(fù)電位。結(jié)果，在電池工作時(shí)，由于在中間層12c和來自電解液并粘接到中間層12c表面的鋰離子之間的電位差，造成了中間層12c不能再由內(nèi)層12d保護(hù)而腐蝕。
隨著殼體12的逐漸腐蝕，中間層12c分解，在殼體12中形成縫隙并讓外部空氣經(jīng)過該縫隙進(jìn)入殼體12中。
隨著潮濕的空氣進(jìn)入殼體12中，在空氣中的水分與處于充電狀態(tài)的電池單元11反應(yīng)，尤其是與電池單元11的負(fù)電極板11b反應(yīng)，并產(chǎn)生氣體。產(chǎn)生的氣體可使殼體12膨脹并打開鋰二次電池10的電池組的密封部分12b。
因此，在制成鋰二次電池10之后的化成工藝中，需要檢查是否由于內(nèi)層12d的損壞而造成了在中間層12c和負(fù)電極接頭14之間的電接觸。
然而，甚至在由于在中間層12c和負(fù)電極接頭14之間的電接觸造成袋狀鋰二次電池10嚴(yán)重腐蝕和膨脹的時(shí)候，人們也會根據(jù)從化成工藝中測出的袋狀鋰二次電池10的電壓值而確定它處于正常充電狀態(tài)。換句話說，不可能精確判斷袋狀鋰二次電池10是否正常工作。此外，鋰二次電池10的膨脹引起電池組的變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種袋狀鋰二次電池，該電池具有電連接到袋狀殼體的正電極板，從而響應(yīng)于在電池工作時(shí)殼體的損壞造成的電池單元的負(fù)電極板接觸殼體會引起短路。因此，在電池開路電壓中的變化是可檢測到的，更容易檢測出袋狀鋰二次電池的故障。
本發(fā)明的其它方案和/或優(yōu)點(diǎn)部分列在下面的說明書中，部分從說明書中就很容易看出，或可通過對本發(fā)明的實(shí)踐得知。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，袋狀鋰二次電池包括電池單元，包括正電極板、負(fù)電極板、和設(shè)置在正電極板和負(fù)電極板之間的隔板；與正電極板電連接的正電極接頭；與負(fù)電極板電連接的負(fù)電極接頭；具有容納電池單元的空間和圍繞該空間的密封邊緣的殼體；以及向正電極接頭和殼體施加正電極電壓的正電極電壓施加單元。
殼體可包括包含金屬薄膜的中間層；和分別覆蓋在中間層的相對表面的內(nèi)、外層。通過露出一部分中間層并將中間層的露出部分和正電極接頭電連接，從而形成正電極電壓施加單元。作為選擇，通過去除殼體的一部分內(nèi)層以露出一部分中間層并使正電極接頭的外表面與中間層的露出部分接觸，從而形成正電極電壓施加單元。通過使正電極接頭的外表面與殼體中間層的外部露出邊緣接觸，從而形成正電極電壓施加單元。


根據(jù)下面結(jié)合附圖對實(shí)施方式的以下描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將更為明顯并且更容易理解，其中圖1是常規(guī)二次電池的平面圖；圖2A是沿圖1的線I-I截取的截面圖；圖2B是圖2A的局部放大圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的袋狀鋰二次電池的分解透視圖；圖3B是圖3A中的電池單元的放大圖；圖3C是圖3A中的殼體的放大圖；圖4A是在圖3A中形成正電極接頭的區(qū)域的局部放大截面圖；圖4B是圖4A的局部放大截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的袋狀鋰二次電池的分解透視圖；圖6A是在圖5中形成正電極接頭的區(qū)域的局部放大截面圖；圖6B是圖6A的局部放大截面圖；圖7A是在圖5中形成負(fù)電極接頭的區(qū)域的局部放大截面圖；圖7B是圖7A的局部放大截面圖；和圖8是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的袋狀鋰二次電池的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中描述了本發(fā)明的實(shí)施例，其中相同的參考標(biāo)記通篇代表相同的元件。下面參考附圖描述實(shí)施方式，從而解釋本發(fā)明。
圖3A表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的鋰二次電池30。圖3B和3C分別是圖3A中的電池單元31和殼體310的詳細(xì)圖。
參見圖3A至3C，鋰二次電池30包括電池單元31和容納電池單元31的殼體310。電池單元31包括正電極板32、負(fù)電極板33和插在正電極板32和負(fù)電極板33之間、以使電極板彼此絕緣的隔板34。電池單元31可具有膠卷型結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，將正電極板32、隔板34和負(fù)電極板33的單個(gè)疊層卷繞起來，或者把包括正電極板32、隔板34和負(fù)電極板33的多個(gè)疊層的層疊結(jié)構(gòu)卷繞起來。參照膠卷型電池單元描述這種實(shí)施方式。
用包含鋰氧化物基粘合劑、導(dǎo)電劑等的正電極活性材料層涂覆由條狀薄金屬板例如鋁箔制成的正電極集電器，由此形成正電極板32。正電極接頭35電連接到正電極板32。正電極接頭35可由鋁板制成，并用正電極密封帶36纏繞。
用包含碳基粘合劑、導(dǎo)電劑等的負(fù)電極活性材料層涂覆由條狀薄金屬板例如銅箔制成的負(fù)電極集電器，由此形成負(fù)電極板33。負(fù)電極接頭37電連接到負(fù)電極板33。負(fù)電極接頭37可由鎳板制成，并用負(fù)電極密封帶38纏繞。
在正電極板32和負(fù)電極板33之間插入至少一個(gè)隔板34以便絕緣。隔板34可由聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚乙烯-聚丙烯復(fù)合膜制成。隔板34可具有比正電極板32和負(fù)電極板33更寬的寬度，從而防止在正電極板32和負(fù)電極板33之間短路。
殼體310包括上殼體320和連接到上殼體320的下殼體330，從而形成密封空間?？蓪⒏魃蠚んw320和下殼體330的至少一個(gè)邊緣固定地連接在一起。當(dāng)上殼體320和下殼體330連接在一起時(shí)，殼體310可具有六面體形狀。
下殼體330具有容納電池單元31的空間331和圍繞空間331的下密封邊緣332。上殼體320具有對應(yīng)于下密封邊緣332的上密封邊緣322。在將電池單元31放入空間331中之后，可將上密封邊緣322和下密封邊緣332熱熔合以密封殼體310。
上殼體320和下殼體330可由基本上相同的材料制成。殼體310可包括由柔性金屬例如鋁箔制成的中間層340，通過在中間層340的內(nèi)表面上涂覆聚合物而形成為防護(hù)層、以防止與電解質(zhì)反應(yīng)的內(nèi)層350，以及通過在中間層340的外表面上涂覆聚合物而形成為防護(hù)層、以防止中間層340暴露于空氣中的外層360。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的袋狀鋰二次電池30的特點(diǎn)在于，借助正電壓施加單元將正電位施加于與正電極板32電連接的正電極接頭35和殼體310的中間層340。
圖4A是圖3中的袋狀鋰二次電池的局部截面圖，圖4B是圖4A的局部放大截面圖。
參見圖4A和4B，電池單元31容納在殼體310中，該電池單元31通過卷繞正電極板32、隔板34和負(fù)電極板33的疊層而形成。在圍繞容納電池單元31的空間331的上殼體320的上密封邊緣332和下殼體330的下密封邊緣332之間，設(shè)置連接到正電極板32的正電極接頭35和連接到負(fù)電極板33的負(fù)電極接頭37(參見圖3A)。
各正電極接頭35和負(fù)電極接頭37的端部伸出到已經(jīng)通過施加熱量和壓力而熱熔合的上殼體320和下殼體330之外。各正電極接頭35和負(fù)電極接頭37接觸上密封邊緣322和下密封邊緣332的一部分用密封帶38纏繞。這部分正電極接頭35用正電極密封帶36纏繞，這部分負(fù)電極接頭37用負(fù)電極密封帶38纏繞。
通過正電極電壓施加單元將正電極接頭35電連接到殼體310。特別是，位于上密封邊緣322和下密封邊緣332之間的正電極接頭35的未纏繞部分35a沒有用正電極密封帶36纏繞，直接接觸下密封邊緣332。位于未纏繞部分35a的兩側(cè)上的正電極接頭35的部分分別用第一和第二正電極密封帶部分36a和36b纏繞。作為選擇，當(dāng)用密封帶36纏繞正電極接頭35時(shí)，位于上、下密封邊緣322和332之間的正電極接頭35的一側(cè)部分可保持不纏繞。
對應(yīng)于正電極接頭35的未纏繞部分35a的一部分殼體310沒有內(nèi)層350，這樣由金屬薄膜例如鋁箔制成的中間層340的露出部分341就與正電極接頭35的未纏繞部分35a電連接。
為了使正電極接頭35的未纏繞部分35a和中間層340的露出部分341之間更好地進(jìn)行接觸，正電極接頭35的未纏繞部分35a可向下彎曲，形成凹部35b。凹部35b的頂點(diǎn)接觸中間層340的露出部分341。
由于正電極接頭35的凹部35b與殼體310的中間層340的露出部分341電連接，因此當(dāng)電池工作時(shí)就將相同的正電極電位施加于正電極接頭35和中間層340。與正電極接頭35不同，負(fù)電極接頭37位于上、下密封邊緣322和332之間的部分完全用負(fù)電極密封帶38纏繞起來。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的袋狀鋰二次電池30中，殼體310與正電極接頭35電連接并具有正電極電壓，但與負(fù)電極接頭37絕緣。
通過對正電極接頭35的未纏繞部分35a進(jìn)行彎曲，由此形成了凹部35b，所述凹部35b是通過用第一、第二正電極密封帶部分36a和36b卷繞在未纏繞部分35a的兩側(cè)上的上述部分而得到的?？赏ㄟ^刮去或通過控制熱熔合處理中的溫度而形成中間層340的露出部分341。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的鋰二次電池50。圖6A是圖5的局部截面圖，表示在袋狀鋰二次電池50中的正電極接頭55。圖6B是圖6A的局部放大圖。
參見圖5，鋰二次電池50包括電池單元51和容納電池單元51的殼體510。電池單元51包括以膠卷或疊層結(jié)構(gòu)的正電極板52、隔板54和負(fù)電極板53。正電極接頭55從正電極板52中伸出并用正電極密封帶56纏繞。負(fù)電極接頭57從負(fù)電極板53中伸出并用負(fù)電極密封帶58纏繞。正電極接頭55可由鋁板制成。負(fù)電極接頭57可由鎳板制成。
殼體510包括上殼體520和連接到上殼體520的下殼體530。當(dāng)利用至少一條鉸接公共邊連接在一起時(shí)，上殼體520和下殼體530可形成六面體。下殼體530具有容納電池單元51的空間531和圍繞該空間531的下密封邊緣532。上殼體520具有對應(yīng)于下密封邊緣532的上密封邊緣522。如圖6B所示，殼體510可包括由撓性金屬例如鋁箔制成的中間層540、通過在中間層540的內(nèi)表面上涂覆聚合物而形成的內(nèi)層550、以及通過在中間層540的外表面上涂覆聚合物而形成的外層560。
伸出到殼體510之外的各正電極接頭55和負(fù)電極接頭57的端部分別電連接到在保護(hù)電路板60中的正電極引線61和負(fù)電極引線62，所述保護(hù)電路板60被安裝成當(dāng)電池過充電時(shí)切斷電流。
由于袋狀鋰二次電池50的正電極接頭55連接到保護(hù)電路板60，因此可通過外部正電極電壓施加單元將正電極電壓施加給殼體510。
參見圖6A和6B，把通過卷繞正電極板52、隔板54和負(fù)電極板53的疊層而形成的電池單元51裝入殼體510中。正電極接頭55的端部從上殼體520的上密封邊緣522和圍繞容納電池單元51的下殼體530的空間531形成的下密封邊緣532之間伸出到殼體510之外。
在密封的上、下殼體520和530之間、伸出的正電極接頭55的端部用正電極密封帶56纏繞。正電極接頭55的伸出端部朝著殼體510至少折疊一次，并電連接到在保護(hù)電路板60中的正電極引線61上。
伸出上、下密封邊緣522和532之外預(yù)定長度的正電極接頭55的折疊未纏繞部分55a沒有用正電極密封帶56纏繞。作為進(jìn)行切割以形成殼體510的結(jié)果，露出了與上、下密封邊緣522和532對齊的殼體510的中間層540的邊緣541。
折成與保護(hù)電路板60連接的正電極接頭55的未纏繞部分55a與中間層540的邊緣541電連接。為了在正電極接頭55和殼體510之間更穩(wěn)定地電連接，可局部地去除在下密封邊緣532之上的殼體510的外層560的一部分，從而使正電極接頭55的未纏繞部分55a與通過外層560的去除部分露出的殼體510的中間層540電連接。
如上所述，由于伸出到殼體510之外的正電極接頭55的未纏繞部分55a與中間層540的邊緣541或通過外層560的去除部分露出的中間層540的另一部分電連接，因此當(dāng)電池工作時(shí)可將相同的正電極電位施加于正電極接頭55和殼體510。
與正電極接頭55不同，負(fù)電極接頭57與殼體510絕緣，如圖7A和7B所示。尤其是，負(fù)電極接頭57在圍繞容納電池單元51的空間531的上、下密封邊緣522和532之間伸出到殼體510之外。負(fù)電極接頭57的端部伸出到密封的上、下殼體520、530之外并用負(fù)電極密封帶58卷繞。與正電極接頭55一樣，用負(fù)電極密封帶58纏繞的負(fù)電極接頭57的伸出端朝著殼體510至少折疊一次，并電連接到在保護(hù)電路板60中的負(fù)電極引線62。
然而，與正電極接頭55不同，對應(yīng)于中間層540的邊緣541的負(fù)電極接頭57的折疊部分57a完全用負(fù)電極密封帶58纏繞以與殼體510絕緣。負(fù)電極接頭57沒有與殼體50的中間層540的邊緣541電連接，即使當(dāng)折疊后以與保護(hù)電路板60連接時(shí)也是如此。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的這種實(shí)施方式的、圖5中的袋狀鋰二次電池50中，殼體510與正電極接頭55電連接并具有正電極電壓，但與負(fù)電極接頭57絕緣。
圖8是根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施方式的袋狀鋰二次電池的局部截面圖。參見圖8，將通過卷繞正電極板82、隔板84和負(fù)電極板83的疊層而形成的電池單元81裝入殼體830中。連接到正電極板82的正電極接頭85經(jīng)由圍繞著容納電池單元81的殼體830中的空間831而形成的密封的上、下密封邊緣822和832伸出到殼體830之外。用正電極密封帶86纏繞位于上、下密封邊緣822、832之間的一部分正電極接頭85，從而當(dāng)上、下密封邊緣822、832熱熔合時(shí)提供更緊密的密封。
正電極接頭85通過正電極電壓施加單元與殼體830電連接。正電極電壓施加單元包括導(dǎo)電銷800，導(dǎo)電銷800穿過殼體830和正電極接頭85。由鋁箔制成的殼體830的中間層通過導(dǎo)電銷800與正電極接頭85電連接。結(jié)果，當(dāng)電池工作時(shí)，正電極電壓可同時(shí)施加于殼體830和正電極接頭85。雖然未示出，但負(fù)電極接頭與殼體830絕緣。
在下面的實(shí)施例中，對具有上述結(jié)構(gòu)的袋狀鋰二次電池進(jìn)行電壓測量和腐蝕試驗(yàn)，這些電壓測量和腐蝕試驗(yàn)經(jīng)常在化成工藝中進(jìn)行。結(jié)果如下。
{實(shí)施例1至3}制造圖3A至4B中所示的袋狀鋰二次電池30。通過卷繞正電極板32、隔板34和負(fù)電極板33的疊層、然后放入殼體310的空間331中，由此制成了膠卷型電池單元31。連接到電池單元31的各正電極接頭35和負(fù)電極接頭37的端部經(jīng)由上、下密封邊緣322和332伸出到殼體310之外。
用正電極絕緣條36部分地卷繞經(jīng)由上、下密封邊緣322、332伸出的正電極接頭35，從而露出未纏繞部分35a。在上、下密封邊緣322、332之間的負(fù)電極接頭37的一部分完全用負(fù)電極絕緣條38卷繞。
在正電極接頭35的未卷繞部分35a中形成凹部35b。將對應(yīng)于凹部35b的、殼體310的一部分內(nèi)層350除去，以使凹部35b接觸在內(nèi)層350的去除部分下面的中間層340，從而使正電極接頭35與殼體310電連接。
將殼體310的上、下密封邊緣322、332在壓力下熱密封以提供袋狀鋰二次電池30。
{對比例1至3}除了伸出到殼體之外的正電極接頭和負(fù)電極接頭分別用正電極絕緣帶和負(fù)電極絕緣帶完全纏繞、沒有形成凹部以及沒有去除殼體的內(nèi)層之外，以與實(shí)施例1相同的方式制造袋狀鋰二次電池，這樣正電極接頭和負(fù)電極接頭都與殼體絕緣。
采用在實(shí)施例1至3和對比例1至3中制造的袋狀二次電池，測量相對于時(shí)間和腐蝕程度的開路電壓(OCV)。此外，觀察到膨脹是否發(fā)生。如果在袋狀二次電池中出現(xiàn)了腐蝕或膨脹，由于在殼體中產(chǎn)生了微裂紋，因此在負(fù)電極接頭和殼體之間的短路更易發(fā)生。
結(jié)果示于表1中。
表1

如表1所示，在剛剛制成后，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的實(shí)施例1至3的袋狀鋰二次電池分別具有4.1840V、4.1844V和4.1841V的開路電壓，在它們的外觀上沒有變化。在制成1天后，實(shí)施例1至3的袋狀鋰二次電池分別具有4.1838V、4.1819V和4.0169V的開路電壓，僅在實(shí)施例3中出現(xiàn)局部腐蝕。在制成5天后，實(shí)施例1至3的袋狀鋰二次電池分別具有4.1835V、1.8200V和0.8560V的開路電壓，在三個(gè)電池中都沒有出現(xiàn)膨脹。但在實(shí)施例2和3中制造的鋰二次電池中出現(xiàn)了局部腐蝕。
從上面可以看出，在制成1天之后，在實(shí)施例1至3的袋狀鋰二次電池的開路電壓中都沒有大的變化。然而，在5天之后出現(xiàn)腐蝕，在實(shí)施例3的鋰二次電池中的開路電壓從約4.2V降至約1.82V。這是因?yàn)闅んw的內(nèi)層通過腐蝕損壞。內(nèi)層的損壞使具有與正電極接頭相反極性的負(fù)電極接頭與被施加了正電極電壓的殼體的中間層接觸，由此引起短路。
據(jù)了解，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式制造的袋狀鋰二次電池中沒有膨脹是因?yàn)橛啥搪芬鸬碾姵胤烹?。由于出現(xiàn)短路而使鋰二次電池放電，鋰離子遷移到正電極板，在負(fù)電極板中沒有反應(yīng)，因此即使在鋰二次電池暴露于水分中時(shí)也不會產(chǎn)生氣體。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在實(shí)施例1至3的袋狀鋰二次電池中，由殼體內(nèi)層的損壞而造成的電位腐蝕可由開路電壓的變化測量出來。此外，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的袋狀鋰二次電池中，即使在它們的殼體腐蝕時(shí)，也沒有出現(xiàn)膨脹。
同時(shí)，如表1中所示，在對比例1至3中制造的袋狀鋰二次電池分別具有4.1846V、4.1847V和4.1823V的開路電壓，在其外觀上沒有變化。在制成1天后，對比例1至3的鋰二次電池的開路電壓相對保持穩(wěn)定，分別為4.1837V、4.1846V和4.1822V。此外，三個(gè)鋰二次電池中有兩個(gè)腐蝕。即使在制成5天后，對比例1至3的鋰二次電池的開路電壓仍相對穩(wěn)定，分別為4.1832V、4.1841V和4.1817V。此外，對比例1至3的所有鋰二次電池都腐蝕和膨脹。
如上所述，在常規(guī)袋狀鋰二次電池中，甚至在制成達(dá)5天后在開路電壓方面也沒有變化。然后，對于所采用的常規(guī)電池，在充電狀態(tài)中水分滲入鋰二次電池并通過與正電極板的反應(yīng)產(chǎn)生氣體，因此使常規(guī)電池膨脹。換句話說，常規(guī)袋狀鋰二次電池的問題在于，甚至在它們膨脹時(shí)，它們的開路電壓也幾乎恒定，這意味著不可能精確地確定常規(guī)電池的工作是否正常。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的實(shí)施方式的袋狀鋰二次電池具有以下作用。
首先，由于將正電極電壓同時(shí)施加于殼體的金屬中間層和電池的正電極接頭，因此當(dāng)由于殼體內(nèi)層的損壞而使負(fù)電極接頭接觸殼體的金屬中間層時(shí)容易引起短路，從而能夠檢測開路電壓的變化，篩選出出現(xiàn)故障的二次電池。
其次，即使當(dāng)鋰二次電池的袋狀殼體腐蝕時(shí)，在由于短路而引起放電的鋰二次電池的負(fù)電極板中沒有反應(yīng)發(fā)生，這樣能夠防止膨脹，確保鋰二次電池的安全。此外，容納鋰二次電池的電池組的熔合密封部分沒有因膨脹而破裂，但仍保持密封。
雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的幾個(gè)例子，但很顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以在不脫離本發(fā)明的原理和精神的條件下對這些實(shí)施例進(jìn)行修改，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書和其等同物加以限定。
權(quán)利要求
1.一種袋狀鋰二次電池，包括電池單元，包括正電極板；負(fù)電極板；和設(shè)置在正電極板和負(fù)電極板之間的隔板；與正電極板電連接的正電極接頭；與負(fù)電極板電連接的負(fù)電極接頭；具有容納電池單元的空間和圍繞該空間的密封邊緣的殼體；以及向正電極接頭和殼體施加正電極電壓的正電極電壓施加單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中殼體包括包含金屬薄膜的中間層；和分別覆蓋在中間層的相對表面上的內(nèi)、外層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的袋狀鋰二次電池，其中通過露出一部分中間層并將中間層的露出部分和正電極接頭電連接，從而形成正電極電壓施加單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的袋狀鋰二次電池，其中通過刮除或通過控制熱熔合工藝的溫度，從而形成中間層的露出部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的袋狀鋰二次電池，其中通過去除殼體的一部分內(nèi)層以露出一部分中間層并使正電極接頭的外表面與中間層的露出部分接觸，從而形成正電極電壓施加單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的袋狀鋰二次電池，其中通過使正電極接頭的外表面與殼體中間層的外部露出邊緣接觸，從而形成正電極電壓施加單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的袋狀鋰二次電池，其中殼體的中間層的外部露出邊緣與殼體的密封邊緣對齊。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的袋狀鋰二次電池，其中通過去除殼體的一部分外層以露出一部分中間層并使正電極接頭的外表面與該中間層的露出部分接觸，從而形成正電極電壓施加單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的袋狀鋰二次電池，其中通過下述方式形成正電極電壓施加單元利用正電極密封帶部分地纏繞從正電極板伸出的正電極接頭的部分，此正電極接頭的部分設(shè)置在殼體的密封邊緣處，使得在正電極接頭的兩個(gè)纏繞部分之間形成未纏繞部分，去除殼體對應(yīng)于正電極接頭的該未纏繞部分的一部分內(nèi)層以露出一部分中間層，將正電極接頭的該未纏繞部分電連接到該中間層的露出部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的袋狀鋰二次電池，其中正電極接頭的該未纏繞部分具有凹部以與中間層的露出部分形成穩(wěn)定的電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的袋狀鋰二次電池，其中通過將正電極接頭的露出部分折疊以使折疊部分電連接到中間層的外部露出邊緣而形成正電極電壓施加單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的袋狀鋰二次電池，其中殼體的中間層的外部露出邊緣與殼體的密封邊緣對齊。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的袋狀鋰二次電池，其中通過去除殼體的一部分外層以露出一部分中間層，并使正電極接頭的露出部分電連接到中間層的露出部分，從而形成正電極電壓施加單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的袋狀鋰二次電池，其中負(fù)電極接頭折疊到殼體的密封邊緣的外部，利用負(fù)電極密封帶纏繞負(fù)電極接頭的折疊部分，從而與中間層的露出部分電絕緣。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中正電極電壓施加單元包括導(dǎo)電銷，以將殼體和正電極接頭電連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的袋狀鋰二次電池，其中該導(dǎo)電銷穿過正電極接頭和至少一部分殼體。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中該殼體的中間層包括鋁箔。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中該正電極接頭包括鋁板。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中該負(fù)電極接頭包括鎳板。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中通過將正電極活性材料層涂覆在正電極集電器的至少一個(gè)表面上而形成正電極板。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中通過將負(fù)電極活性材料層涂覆在負(fù)電極集電器的至少一個(gè)表面上而形成負(fù)電極板。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中該隔板包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、或聚乙烯-聚丙烯復(fù)合膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的袋狀鋰二次電池，其中該殼體包括連接到下殼體部分的上殼體部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的袋狀鋰二次電池，其中相連的上殼體部分和下殼體部分形成六面體形狀。
25.一種袋狀鋰二次電池，包括電池單元；容納電池單元的殼體；和從電池單元伸出的正電極接頭；其中一部分正電極接頭電連接到殼體。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的袋狀鋰二次電池，其中殼體包括圍繞殼體的密封邊緣，在此密封邊緣中設(shè)置正電極接頭的電連接部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的袋狀鋰二次電池，其中用電極密封帶覆蓋除所述電連接部分之外的、在密封邊緣中設(shè)置的一部分正電極接頭。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的袋狀鋰二次電池，其中殼體包括導(dǎo)電中間層；和分別設(shè)置在中間層的相對表面上的內(nèi)、外層。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的袋狀鋰二次電池，其中該部分正電極接頭電連接到?jīng)]有被內(nèi)層覆蓋的中間層部分。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的袋狀鋰二次電池，其中該部分正電極接頭電連接到?jīng)]有被外層覆蓋的中間層部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的袋狀鋰二次電池，進(jìn)一步包括導(dǎo)電連接構(gòu)件，其中該部分正電極接頭通過該導(dǎo)電連接構(gòu)件電連接到殼體。
32.一種袋狀鋰二次電池，包括電池單元；容納電池單元的殼體；從電池單元伸出的正電極接頭；和從電池單元伸出的負(fù)電極接頭；其中殼體與正電極接頭電連接并具有正電極電荷，但與負(fù)電極電絕緣。
33.一種袋狀鋰二次電池，包括電池單元；容納電池單元的殼體；從電池單元伸出的正電極接頭；和從電池單元伸出的負(fù)電極接頭；其中將來自電池單元的正電極電壓施加于殼體和正電極接頭。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的袋狀鋰二次電池，其中對應(yīng)于負(fù)電極接頭與殼體電接觸引起短路，從而產(chǎn)生二次電池開路電壓的變化。
全文摘要
一種袋狀鋰二次電池，包括電池單元，具有正電極板、負(fù)電極板和設(shè)置在正電極板和負(fù)電極板之間的隔板；與正電極板電連接的正電極接頭；與負(fù)電極板電連接的負(fù)電極接頭；具有容納電池單元的空間和圍繞該空間的密封邊緣的殼體；以及向正電極接頭和殼體施加正電極電壓的正電極電壓施加單元。
文檔編號H01M10/38GK1574443SQ20041006946
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者金由美 申請人:三星Sdi株式會社