專利名稱：袋型二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種袋型(pouch-type)二次電池，更具體地講，涉及一種表現(xiàn) 出減少包層的膨脹和腐蝕的袋型二次電池。
背景技術(shù)：
隨著諸如視頻錄像機(jī)、便攜式電話和便攜式計(jì)算機(jī)的便攜式電子裝置在 提高性能的同時(shí)變得更輕，正致力于對作為他們的電源的二次電池的研究。 合適的二次電池的例子包括鎳鎘電池、鎳氪電池、鎳鋅電池和鋰二次電池。
在這些種類的二次電池中，由于鋰二次電池尺寸小、容量高、操作電壓 高并且單位重量能量密度好，所以鋰二次電池被廣泛應(yīng)用于多種工業(yè)領(lǐng)域。 鋰二次電池根據(jù)電解質(zhì)的類型被分為使用液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池和使用聚 合物電解質(zhì)的鋰聚合物電池。
鋰二次電池還可以根據(jù)插入有電極組件的罐(can)的形狀分為圓柱型電 池、方型(prism-type)電池和袋型電池。袋型二次電池包括通常具有多層結(jié)構(gòu) 的袋式包層，所述多層結(jié)構(gòu)包括金屬箔層及涂敷在金屬箔層的上下表面上的 樹脂層。因此，袋型電池通常在重量上比圓柱型電池或方型電池更輕。因此， 利用袋型二次電池能夠有效地減輕二次電池的重量并能夠提供各種形狀。
典型的袋型二次電池包括例如通過縱向地折疊矩形包層而形成的上包層 和下包層。下包層具有通過諸如擠壓工藝形成在該下包層中的空間。下包層 中的空間以"凝膠巻(jelly roll)"形式容納電極組件，在凝膠巻中巻起正極板、 分隔件和負(fù)極板的層狀結(jié)構(gòu)。在密封的袋型二次電池中，下包層的邊緣和上 包層與其相對應(yīng)的邊緣彼此密封，并對該包裝進(jìn)行加壓。
用以提供與外部裝置的電連接的電極片形成在電極組件的正極板和負(fù)極
包層的一側(cè)突出。電極片通常為具有合適的厚度和尺寸的鋁、銅或鎳，以用 作沒有大的電壓降的電流路徑。
為了提高包層內(nèi)的聚合物層與電極片之間的附著力，聚合物層的表面可以包含粘合劑，或者可以將膠帶附于電極片的與包層疊置的部分。
當(dāng)將上包層與下包層熱熔到一起時(shí)，如果溫度和壓力過高，或熔合得過 長，則包層內(nèi)的聚合物層會被擠出或被破壞，從而導(dǎo)致電極片和包層的金屬 箔之間的短路。如果在電極片和金屬箔之間發(fā)生短路，則電池通過金屬箔在 兩個(gè)電極片之間放電，導(dǎo)致過熱和/或膨脹，從而降低制造成品率。如果在負(fù) 極片和包層的金屬箔之間發(fā)生短路，則金屬箔偏置到負(fù)極電位。金屬箔在小 于大約1伏的電位發(fā)生腐蝕。
結(jié)果，由于包層的密封能力下降，所以電極組件中的有機(jī)電解液會蒸發(fā)， 外部的濕氣和氧穿透包層，在包層內(nèi)產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致包層膨脹。

發(fā)明內(nèi)容
一些實(shí)施例提供一種袋型二次電池，在該袋型二次電池中，通過故意使 包層中的金屬層與正極片短路來防止包層的腐蝕和膨脹。
一些實(shí)施例提供一種袋型二次電池，該袋型二次電池包括電極組件， 包括正極板、負(fù)極板和分隔件；負(fù)極片，電連接到負(fù)極板并具有第一膠帶； 正極片，電連接到正極板并具有第二膠帶，其中，正極片所穿過的第二膠帶 的一個(gè)或兩個(gè)端部^f立于密封部分的內(nèi)部。
其他實(shí)施例提供一種袋型二次電池，該袋型二次電池包括電極組件， 包括正極板、負(fù)極板和分隔件；包層，容納所述電極組件；負(fù)極片，電連接 到負(fù)極板并具有第一膠帶；正極片，電連接到正極板并具有厚度比第一膠帶
的厚度薄的第二膠帶。
第二膠帶由比第 一膠帶的材料軟的材料制成。
包層包括金屬層，由金屬制成；熱熔層，形成在金屬層的一個(gè)面上； 絕緣層，形成在金屬層的與熱熔層相對的一面上。 金屬層處于電連接到正極片的狀態(tài)。
一些實(shí)施例提供一種袋型二次電池，該袋型二次電池包括包層，包括 密封部分；電極組件，包括正極板、負(fù)極板和分隔件，其中，電極組件設(shè)置 在包層中；負(fù)極片，電結(jié)合到負(fù)極板并穿過密封部分延伸到包層外；正極片， 電結(jié)合到正極板并穿過密封部分延伸到包層外；第一膠帶，設(shè)置在負(fù)極片和 密封部分之間；第二膠帶，設(shè)置在正極片和密封部分之間，其中，第二膠帶 的包括遠(yuǎn)離電極組件的第 一端部和接近電極組件的第二端部，第二膠帶的第一端部和第二端部的至少一個(gè)位于密封部分的內(nèi)部。
在一些實(shí)施例中，包層包括上包層；下包層，所述下包層包括大小足 以容納電極組件的空間，其中，上包層和下包層共用一條邊。
在一些實(shí)施例中，密封部分包括上密封部分，設(shè)置在上包層的邊緣上； 下密封部分，設(shè)置在下包層的邊緣上。
在一些實(shí)施例中，包層包括熱熔層；絕緣層；金屬層，設(shè)置在熱熔層 和絕緣層之間。在一些實(shí)施例中，金屬層電結(jié)合到正極片。在一些實(shí)施例中， 金屬層包含鋁、鋁合金、鋼或不銹鋼。在一些實(shí)施例中，熱熔層包含流延聚 丙錄。
在一些實(shí)施例中，第二膠帶包含比第一膠帶的材料軟的材料。在一些實(shí) 施例中，第二膠帶比第一膠帶薄。在一些實(shí)施例中，第二膠帶包含熔點(diǎn)比第 一膠帶的材料的熔點(diǎn)低的材料。
在一些實(shí)施例中，正極片比負(fù)極片厚。在一些實(shí)施例中，正極片的厚度 與第二膠帶的厚度之和大約等于負(fù)極片的厚度與第 一膠帶的厚度之和。
一些實(shí)施例提供一種袋型二次電池，該袋型二次電池包括電極組件， 包括正極板、負(fù)極板和分隔件；包層，容納電極組件；負(fù)極片，電結(jié)合到負(fù) 極板；第一膠帶，設(shè)置在負(fù)極片上；正極片，電結(jié)合到正極板；第二膠帶， 設(shè)置在正極片上，其中，第二膠帶比第一膠帶薄。
在一些實(shí)施例中，包層包括上包層，具有設(shè)置在其邊緣上的上密封部 分；下包層，具有設(shè)置在其邊緣的下密封部分，其中，下包層包括用于容納 電極組件的空間。
在一些實(shí)施例中，包層包括金屬層，包括第一面和第二面；熱熔層， 形成在金屬層的第一面上；絕緣層，形成在金屬層的第二面上。在一些實(shí)施 例中，金屬層電結(jié)合到正極片。在一些實(shí)施例中，金屬層包含鋁、鋁合金、 鋼或不銹鋼。在一些實(shí)施例中，熱熔層包含流延聚丙烯(CPP)。
在一些實(shí)施例中，第二膠帶包含比第一膠帶的材料軟的材料。在一些實(shí) 施例中，第二膠帶包含熔點(diǎn)比第一膠帶的材料的熔點(diǎn)低的材料。
在一些實(shí)施例中，正極片比負(fù)極片厚。在一些實(shí)施例中，正極片的厚度 與第二膠帶的厚度之和大約等于負(fù)極片的厚度與第 一膠帶的厚度之和。


6通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他特征
和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得更加清楚，其中
圖1A是示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的袋型二次電池的分解透視圖； 圖1B是示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的裝配的袋型二次電池的俯視圖； 圖1C是示出了才艮據(jù)第一示例性實(shí)施例的袋型二次電池的正極片部分的
側(cè)面剖視圖2A是示出了根據(jù)第二示例性實(shí)施例的裝配的袋型二次電池的俯視圖； 圖2B是示出了根據(jù)第二示例性實(shí)施例的袋型二次電池的正極片部分的 側(cè)面剖視圖3A是示出了根據(jù)第三示例性實(shí)施例的裝配的袋型二次電池的俯視圖； 圖3B是示出了根據(jù)第三示例性實(shí)施例的袋型二次電池的正極片部分的 側(cè)面剖一見圖4A是示出了根據(jù)第四示例性實(shí)施例的袋型二次電池的分解透視圖； 圖4B是示出了根據(jù)第四示例性實(shí)施例的袋型二次電池的主視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖在下文中更充分地描述示例性實(shí)施例。在附圖中，為了 清楚起見，夸大了層的厚度以及區(qū)域。在整個(gè)說明書中，相同的標(biāo)號表示相 同的元件。
圖1A是示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的袋型二次電池的分解透視圖。 圖1B是示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的裝配的袋型二次電池的俯視圖。圖 1C是示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的袋型二次電池的正極片部分的側(cè)面剖 視圖。
參照圖1A至圖1C，示出的棵電池(barecell)形式的袋型二次電池包括密 封在包層300中的電極組件400，包層300包括上包層100和下包層200。
在其他實(shí)施例中，袋型二次電池具有芯包(corepack)形式，在所述芯包形 式中，包括安全元件(例如，保護(hù)電路、PTC元件和/或熱敏電阻)的印刷電路 板與二次電池和保護(hù)電路板電結(jié)合，從而防止由電池的非正常操作導(dǎo)致的事 故，比如過熱、過充電和過放電。 一些實(shí)施例還包括用于保護(hù)袋型二次電池 芯包的外觀的金屬殼。
在示出的實(shí)施例中，上包層100和下包層200共用一條公用邊，而其它邊是打開的以容納電極組件400。
通過任何合適的方法(例如，通過擠壓工藝)，在上包層100和下包層200 兩者中或在上包層100和下包層200之一中形成大小和結(jié)構(gòu)方面足以容納電 極組件400的空間210。在示出的實(shí)施例中，空間210形成在下包層200中。 下密封部分220形成在下包層200的邊緣上，并用作通過熱熔來密封空間210 的密封表面。上密封部分120形成在上包層100上并對應(yīng)于下密封部分220。
包層300具有包括熱炫層310、金屬層320和絕緣層330的多層結(jié)構(gòu)， 其中，熱熔層310具有熱熔特性以作為密封劑，金屬層320提供機(jī)械強(qiáng)度并 作為阻止?jié)駳夂脱醯钠琳蠈?。熱熔?10形成在金屬層320的一個(gè)面上，絕 緣層330形成在金屬層320的與熱熔層310相對的另 一面上。金屬層320包 含任何合適的材料，例如，包含鋁、鋁合金、鋼、不銹鋼等。熱熔層310包 含流延聚丙烯(cast polypropylene, CPP)等。絕緣層330包含聚對苯二曱酸乙二 醇酯(PET)、尼龍等。
電極組件400包括以凝膠巻形式巻起的正極板410、負(fù)極板420和分隔 件430的層狀結(jié)構(gòu)。正極板410具有涂覆在其上的正極活性材料，負(fù)極板420 具有涂覆在其上的負(fù)極活性材料。分隔件430置于正極板410和負(fù)極板420 之間，以使正極板410和負(fù)極板420絕緣。正極板410可以由鋁制成。正極 片415關(guān)于凝月交巻的纏繞軸軸向地從正極板410的一側(cè)延伸出。負(fù)極板420 可以由鎳(Ni)制成。負(fù)極片425關(guān)于凝膠巻的纏繞軸軸向地從負(fù)極板420的一 側(cè)延伸。
粘性的膠帶(tabtape)510和520設(shè)置在正極片415和負(fù)極片425的與密封 部分120和220疊置的部分上。優(yōu)選地，形成在正極片415上的膠帶510與 形成在負(fù)極片425上的膠帶520不同，以使得在上密封部分120和下密封部 分220熱熔到一起時(shí)，正極片415可以容易地與包層的金屬層320短路。
在圖1B和圖1C中詳細(xì)示出的區(qū)域A中，正極片415的膠帶510包括未 伸到密封部分120和220的外邊緣的遠(yuǎn)離電極組件400的端部511,即，從 密封部分120和220的外邊緣凹進(jìn)的端部511,這樣，不會將正極片415與 上密封部分120和下密封部分220完全隔離。對于負(fù)極片425的膠帶520, 端部521 乂人上密封部分120和下密封部分220突出，因而4吏負(fù)極片425與上 密封部分120和下密封部分220隔離。
因此，負(fù)極片425的膠帶520纏繞負(fù)極片425,使得負(fù)極片425不與上密封部分120和下密封部分220短路，而在區(qū)域A中，正極片415與上密封 部分120和下密封部分220不受膠帶510的干擾而直接熱熔到一起，使得正 極片415與上密封部分120和下密封部分220的金屬層短路。由于正極片415與上密封部分120和下密封部分220的金屬層短路，所 以所述金屬層未達(dá)到小于大約1伏的腐蝕電位，從而防止包層中的腐蝕和膨 脹。正極片415的膠帶510最好包含比負(fù)極片425的膠帶520的材料軟和/ 或熔點(diǎn)低的材料，以使膠帶510能夠更快地熔化，從而更容易使正極片415 短路。圖2A和圖2B分別是示出了根據(jù)第二示例性實(shí)施例的裝配狀態(tài)的袋型二 次電池的俯視圖和側(cè)面剖視圖。在圖2A和圖2B與圖1A至圖1C中，相同 的標(biāo)號(例如，120、 220、 400、 415、 425和520)表示相同的部件，因此省略 對這些部件的詳細(xì)描述。參照圖2A和2B中的區(qū)域B,對于設(shè)置在正極片415上的膠帶510'，膠 帶510'的接近電極組件400的端部513在上密封部分120和下密封部分220 內(nèi)部終止，即，從上密封部分120和下密封部分220內(nèi)邊緣凹進(jìn)。對于設(shè)置 在負(fù)極片425上的月交帶520,接近電極組件400的端部523延伸到上密封部 分120和下密封部分220外。設(shè)置在負(fù)極片425上的膠帶520纏繞負(fù)極片425, 使得負(fù)極片425不與上密封部分120和下密封部分220短路，而在區(qū)域B中， 正極片415與上密封部分120和下密封部分220不受膠帶510'的干擾而直接 熱熔到一起，使得正極片415與上密封部分120和下密封部分220的金屬層 短路。由于正極片415與上密封部分120和下密封部分220的金屬層短路， 所以所述金屬層未達(dá)到小于大約1伏的腐蝕電位，從而防止包層中的腐蝕和 膨脹。正極片415的膠帶510'最好包含比負(fù)極片425的膠帶520的材料軟和/ 或熔點(diǎn)低的材料，以使膠帶510'能夠更快地熔化，從而更容易使正極片415 短路。圖3A和圖3B分別是示出了根據(jù)第三示例性實(shí)施例的裝配狀態(tài)的袋型二 次電池的側(cè)視圖和側(cè)面剖視圖。在圖3A和圖3B與圖1A至圖1C中，相同 的標(biāo)號(例如，120、 220、 400、 425和530)表示相同的部件，因此省略對這些 部件的詳細(xì)描述。參照圖3A和圖3B,在膠帶510〃被設(shè)置在正極片415上的情況下，遠(yuǎn)離 電極組件400的端部515和接近電極組件400的端部517均位于上密封部分 120和下密封部分220內(nèi)，在上密封部分120和下密封部分220內(nèi)凹進(jìn)和/或 不延伸到上密封部分120和下密封部分220外，如圖3A和3B中的區(qū)域C和 區(qū)域D所示。相反，在膠帶520被設(shè)置在負(fù)極片425上的情況下，遠(yuǎn)離電極組件400 的端部525和接近電極組件400的端部527延伸到上密封部分120和下密封 部分220外。設(shè)置在負(fù)極片425上的膠帶520纏繞在負(fù)極片425的周圍，使得負(fù)極片 425不與上密封部分120和下密封部分220短;洛，而在區(qū)i或C和區(qū)域D中， 正極片415與上密封部分120和下密封部分220不受膠帶510〃的干擾而直接 熱熔到一起，使得正極片415與上密封部分120和下密封部分220的金屬層 短路。由于正極片415與上密封部分120和下密封部分220的金屬層短路， 所以所述金屬層未達(dá)到小于大約1伏的腐蝕電位，因此防止包層的腐蝕和膨 脹。正極片415的膠帶510〃最好包含比負(fù)極片425的膠帶520的材料軟和/ 或熔點(diǎn)低的材料，以使膠帶510〃能夠更快地熔化，從而更容易使正極片415 短路。即，根據(jù)第一到第三示例性實(shí)施例，對于纏繞在正極片周圍的膠帶的兩 個(gè)邊緣，所述邊緣的一個(gè)或兩者在包層的密封部分內(nèi)凹進(jìn)或位于包層的密封 部分內(nèi)部，使得正極片和密封部分可以不受膠帶的干擾而被熔合到一起，并 且能夠容易地使正極片和密封部分的金屬層短路。這樣，由于正極片與密封 部分的金屬層短路，所以，所述金屬層未達(dá)到小于大約1伏的腐蝕電位，因 此防止包層中的腐蝕和膨脹。圖4A和圖4B是示出了根據(jù)第四示例性實(shí)施例的袋型二次電池的分解透 視圖和主視圖。在圖4A和圖4B與圖1A至圖1C中，相同的標(biāo)號(例如，100 到430)表示相同的部件，因而省略對其的詳細(xì)描述。粘性的膠帶710和720布置在從正極板410突出的正才及片615和從負(fù)極 板420突出的負(fù)極片625的與上密封部分120和下密封部分220疊置的部分 上。正極片615的膠帶710比負(fù)極片625的膠帶720薄。當(dāng)密封部分120和 220在預(yù)定的溫度和壓力下被熔合時(shí)，較薄的膠帶710被損壞，從而使正極片615與包層的金屬層320短路。當(dāng)正極片615與上密封部分120和下密封 部分220的金屬層320短路時(shí)，金屬層320未達(dá)到小于大約1伏的腐蝕電位， 從而防止包層中的腐蝕和膨脹。在示出的實(shí)施例中，具有相對較薄的膠帶710的正極片615比具有相對 較厚的膠帶720的負(fù)極片625相對厚。正極片615和膠帶710的厚度和大約 等于負(fù)極片625和膠帶720的厚度和。因此，解決了由于在接線片位置的厚 度不同導(dǎo)致的密封部分熔合不良的問題。盡管第四示例性實(shí)施例被獨(dú)立于第一至第三示例性實(shí)施例來描述，但是 第四示例性實(shí)施例可以被應(yīng)用于第一至第三示例性實(shí)施例中的任何一個(gè)。如上所述，能夠防止包層的金屬層的腐蝕，并能夠防止由包層內(nèi)產(chǎn)生的 氣體而導(dǎo)致的膨脹。
權(quán)利要求
1、 一種袋型二次電池，包括 包層，包括密封部分；電極組件，包括正極板、負(fù)極板和分隔件，其中，電極組件設(shè)置在包層中;負(fù)極片，電結(jié)合到負(fù)極板并穿過密封部分延伸到包層外； 正極片，電結(jié)合到正極板并穿過密封部件延伸到包層外； 第一膠帶，設(shè)置在負(fù)極片和密封部分之間；第二膠帶，設(shè)置在正極片和密封部分之間，其中，第二膠帶包括遠(yuǎn)離電 極組件的第一端部和接近電極組件的第二端部，并且，第二膠帶的第一端部 和第二端部中的至少一個(gè)位于密封部分的內(nèi)部。
2、 如權(quán)利要求1所述的袋型二次電池，其中，包層包括 上包層；下包層，包括大小足以容納電極組件的空間， 其中，上包層和下包層共用一條邊。
3、 如權(quán)利要求1所述的袋型二次電池，其中，密封部分包括 上密封部分，設(shè)置在上包層的邊緣上；下密封部分，設(shè)置在下包層的邊緣上。
4、 如權(quán)利要求1所述的袋型二次電池，其中，包層包括 熱熔層；絕緣層；金屬層，設(shè)置在熱熔層和絕緣層之間。
5、 如權(quán)利要求4所述的袋型二次電池
6、 如權(quán)利要求5所述的袋型二次電池，
7、 如權(quán)利要求4所述的袋型二次電池
8、 如權(quán)利要求1所述的袋型二次電池， 的材料軟的材料。
9、 如權(quán)利要求1所述的袋型二次電池，
10、 如權(quán)利要求1所述的袋型二次電池，其中，正極片比負(fù)極片厚。
11、 如權(quán)利要求1所述的袋型二次電池，其中，第二膠帶包含熔點(diǎn)比第其中 其中 其中金屬層電結(jié)合到正極片( 金屬層包含鋁或鋁合金' 熱熔層包含流延聚丙烯,其中，第二膠帶包含比第一膠帶 其中，第二膠帶比第一膠帶薄。一膠帶的材料的熔點(diǎn)低的材料。
12、 如權(quán)利要求IO所述的袋型二次電池，其中，正極片的厚度與第二膠 帶的厚度之和等于負(fù)極片的厚度與第 一膠帶的厚度之和。
13、 一種袋型二次電池，包括 電才及組件，包括正極^反、負(fù)極板和分隔件； 包層，容納電極組件；負(fù)極片，電結(jié)合到負(fù)極板； 第一膠帶，設(shè)置在負(fù)極片上； 正極片，電結(jié)合到正極板； 第二膠帶，設(shè)置在正極片上，其中，第二膠帶比第一膠帶薄。
14、 如權(quán)利要求13所述的袋型二次電池，其中，包層包括 上包層，具有設(shè)置在其邊緣上的上密封部分；下包層，具有設(shè)置在其邊緣上的下密封部分， 其中，下包層包括用于容納電極組件的空間。
15、 如權(quán)利要求14所述的袋型二次電池，其中，包層包括 金屬層，包括第一面和與第一面相對的第二面；熱熔層，形成在金屬層的第一面上； 絕緣層，形成在金屬層的第二面上。
16、 如權(quán)利要求15所述的袋型二次電池，其中，金屬層電結(jié)合到正極片。
17、 如權(quán)利要求16所述的袋型二次電池，其中，金屬層包含鋁或鋁合金。
18、 如權(quán)利要求15所述的袋型二次電池，其中，熱熔層包含流延聚丙烯。
19、 如權(quán)利要求13所述的袋型二次電池，其中，第二膠帶包含比第一膠 帶的材料軟的材料。
20、 如權(quán)利要求13所述的袋型二次電池，其中，正極片比負(fù)極片厚。
21、 如權(quán)利要求13所述的袋型二次電池，其中，第二膠帶包含熔點(diǎn)比第 一膠帶的材料的熔點(diǎn)低的材料。
22、 如權(quán)利要求20所述的袋型二次電池，其中，正極片的厚度與第二膠 帶的厚度之和等于負(fù)極片的厚度與第 一膠帶的厚度之和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種袋型二次電池，該二次電極包括電極組件，包括正極板、負(fù)極板和分隔件；負(fù)極片，電連接到負(fù)極板并具有第一膠帶；正極片，電連接到正極板并具有第二膠帶，其中，正極片所穿過的第二膠帶的一個(gè)或兩個(gè)端部位于密封部分的內(nèi)部。
文檔編號H01M2/08GK101312253SQ20081009126
公開日2008年11月26日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者鄭東祐 申請人:三星Sdi株式會社