專利名稱：電池隔離物的制作方法
電池隔離物
背景技術(shù)：
電池包括對陰極和陽極進行電分隔的隔離物。隔離物將電極(即，陰極和陽極)彼此分離，但允許電池內(nèi)的離子流過隔離物。因此，隔離物防止了由陰極和陽極之間的直接電接觸而可能產(chǎn)生的短路。另外，隔離物根據(jù)隔離物的結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)而影響電池的內(nèi)阻、穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、工作溫度以及諸如放電和充電速率之類的動力參數(shù)。



圖I示出了電池隔離物的說明性實施例。圖2A和2B是圖I的隔離物的頂視圖。圖2C是根據(jù)另一說明性實施例的隔離物的頂視圖。圖3示出了電池的說明性實施例。圖4A和4B分別是根據(jù)另一說明性實施例的電池的縱向截面圖和橫向截面圖。
具體實施例方式在一個實施例中，一種用于電池的隔離物可以包括多孔膜；以及與多孔膜的兩端相關(guān)聯(lián)的第一滾軸和第二滾軸。第一滾軸可以纏繞有多孔膜的一部分，并且配置為進行旋轉(zhuǎn)以展開膜。第二滾軸可以配置為進行旋轉(zhuǎn)以卷起膜?？梢詫⒍嗫啄さ膬啥朔謩e固定到第一滾軸和第二滾軸。第一和第二滾軸可以協(xié)同旋轉(zhuǎn)，使得從第一滾軸上展開多孔膜的一部分。通過第二滾軸卷起的多孔膜的長度可以與第一和第二滾軸之間的距離相同。第二滾軸可以配置為沿與第一滾軸的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)以卷起膜。此外，第二滾軸可以配置為沿與第一滾軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)以卷起膜。隔離物還可以包括旋轉(zhuǎn)裝置，可操作地與第二滾軸相連以相對于多孔膜旋轉(zhuǎn)第二滾軸。第二滾軸的一端可以配置為接收從外部施加的扭矩以旋轉(zhuǎn)第二滾軸。第一和第二滾軸可以分別由抗電化學材料制成。抗電化學材料可以包括鋼、鋁、塑料或者復合材料。多孔膜可以由無紡纖維、聚合物和無機合成物中的至少一種制成。在另一實施例中，一種電池可以包括陰極和陽極；以及隔離物，用于分離陰極和陽極。隔離物可以包括多孔膜以及與多孔膜的兩端相關(guān)聯(lián)的第一和第二滾軸。第一滾軸可以纏繞有多孔膜的一部分，并且配置為進行旋轉(zhuǎn)以展開膜。第二滾軸可以配置為進行旋轉(zhuǎn)以卷起膜。電池還可以包括旋轉(zhuǎn)裝置，可操作地與第二滾軸相連以相對于多孔膜旋轉(zhuǎn)第二滾軸。電池還可以包括傳感器，配置為檢測置于第一滾軸和第二滾軸之間展開的多孔膜的堵塞值。
堵塞值可以是電池的期望電壓和由電池產(chǎn)生的電壓之間的差值。當傳感器檢測到堵塞值超過參考值時，第二滾軸可以卷起多孔膜。電池還可以包括殼體，用于容納陰極、陽極和隔離物。殼體可以包括分別圍繞第一滾軸和第二滾軸的第一密封和第二密封，以防止殼體中容納的電解液在第一和第二滾軸與殼體之間經(jīng)過。殼體可以具有開口，第二滾軸的一端通過該開口暴露在外。殼體還可以包括第三密封，以防止殼體中容納的電解液通過開口泄漏。在以下具體實施方式
中，參考了作為具體實施方式
一部分的附圖。在附圖中，除非上下文另有規(guī)定，類似的符號一般表示類似的部件。在具體實施方式
部分、附圖和權(quán)利要求中描述的說明性實施例并非意味著限制。在不脫離這里所展現(xiàn)主題的精神和范圍的情況·下，可以利用其他實施例，并且可以進行其他變化。應該理解的是，這里一般性描述且在附圖中圖示的本公開的方案可以按照多種不同的配置進行排列、替代、組合、分離和設計，所有這些均屬于本文明示的內(nèi)容。圖I示出了電池用隔離物的說明性實施例。這里所使用的術(shù)語電池可以包括用于將存儲的化學能轉(zhuǎn)換為電能的任意裝置。此外，電池可以包括不可逆地將化學能轉(zhuǎn)換為電能的一次電池；或者可再充電的二次電池。圖I示出了隔離物100，包括多孔膜130以及與多孔膜130的兩端相關(guān)聯(lián)的第一滾軸110和第二滾軸120。在一個實施例中，多孔膜130可以包括卷起部分131以及與卷起部分131相連的展開部分132。具體地，圖I示出了第一滾軸110纏繞有多孔膜130的卷起部分131，而第二滾軸120與展開部分132相關(guān)聯(lián)。因為第二滾軸120可以與展開部分132的一端相關(guān)聯(lián)而相對的另一端與卷起部分131相連，所以第二滾軸120可以與第一滾軸110平行地間隔開，相距展開部分132的寬度。在一個實施例中，第一滾軸110可以纏繞有多孔膜130的卷起部分131，并且配置為旋轉(zhuǎn)以展開多孔膜130的卷起部分131。第二滾軸120可以配置為旋轉(zhuǎn)以卷起多孔膜130的展開部分132。第一滾軸110和第二滾軸120可以協(xié)同旋轉(zhuǎn)，使得將多孔膜130的卷起部分131從第一滾軸110松開，而多孔膜130的展開部分132纏繞到第二滾軸120上。下文中將詳細描述第一滾軸110和第二滾軸120的旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，第一滾軸110和第二滾軸120中的任一個或者兩者都可以包括棘齒(ratchet)(未示出)，以使得第一滾軸110或第二滾軸120只沿一個旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，并且防止第一滾軸110或第二滾軸120沿相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。例如，可以將棘齒設置在第二滾軸120上，以與第二滾軸120 —起旋轉(zhuǎn)，并且與設置在容納隔離物100的殼體(未示出)中設置的棘爪(pawl)嚙合。棘齒可以具有齒狀物,每一齒狀物具有中等斜面和陡峭斜面。當棘齒沿一個旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時，棘爪在齒狀物的中等斜面上滑動。當棘齒沿相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時，棘爪按壓抵靠在一個齒狀物的陡峭斜面上以防止棘齒的旋轉(zhuǎn)，從而防止第二滾軸120的旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，第一滾軸110和第二滾軸120可以由抗電化學材料制成，以防止第一滾軸100和第二滾軸120受到第一滾軸110和第二滾軸120所在的電池中發(fā)生的電化學反應的損壞?？闺娀瘜W材料非受限示例可以包括鋼、鋁、塑料或者合成材料。第一滾軸110和第二滾軸120與多孔膜130的兩端相關(guān)聯(lián)。在一個實施例中，可以將多孔膜130的兩端分別固定到第一滾軸110和第二滾軸120。圖I示出了將多孔膜130的一端(例如，多孔膜130的卷起部分131的一端)沿第一滾軸110的縱向方向放置且固定到第一滾軸110的表面上。圖I還示出了將多孔膜130的另一端(例如，沒有與多孔膜的卷起部分131相連的多孔膜130的展開部分132的一端)沿第二滾軸120的縱向方向放置且固定到第二滾軸120的表面上。因為將多孔膜130的兩端都固定到第一滾軸110和第二滾軸120，當?shù)谝粷L軸110和第二滾軸120旋轉(zhuǎn)時多孔膜130可以卷起或展開。在另一個實施例中，可以通過粘合劑將多孔膜130的兩端分別附著到第一滾軸110和第二滾軸120?？梢韵蚨嗫啄?30的一端的表面涂覆粘合劑、并且將其附著至第一滾軸110的表面。也可以向多孔膜130的另一端的表面涂覆粘合劑、并且將其附著至第二滾軸120的表面。粘合劑可以包括不影響電池中電化學反應的材料，例如聚偏二氟乙烯或者聚乙烯醇。在再一個實施例中，可以通過裝配(fitting)將多孔膜130的兩端分別固定到第 一滾軸110和第二滾軸120。例如，第一滾軸110和第二滾軸120各自均可以具有狹縫(未示出)以裝配多孔膜130的每一端。狹縫可以沿第一滾軸110和第二滾軸120的縱向方向設置，并且狹縫的長度可以與多孔膜130端部的長度實質(zhì)上相同。第一滾軸110的狹縫和第二滾軸120的狹縫可以分別保持多孔膜130的兩端，使得多孔膜130不會與第一滾軸110和第二滾軸120相分離。在又一個實施例中，可以通過熱焊將多孔膜130的兩端分別固定到第一滾軸110和第二滾軸120。當向多孔膜130的兩端加熱時，多孔膜130的兩端可以熔化以焊接和固定到第一滾軸110和第二滾軸120。多孔膜130可以具有電荷能夠通過其中的多個小孔(未示出)。多孔膜可以由無紡纖維、聚合物和無機合成物中的至少一種制成。多孔膜130的厚度可以小于約30 y m或者在約10至30iim之間。多孔膜130中的一個小孔的尺寸可以是約0. I至2iim或者約0. I至 I ii m。在一個實施例中，隔離物100還可以包括旋轉(zhuǎn)裝置(未示出)，所述旋轉(zhuǎn)裝置可操作地與第二滾軸120相連以相對于多孔膜130旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。旋轉(zhuǎn)裝置可以放置于第二滾軸120的端部121和122中的任一個或兩個上，并且與第二滾軸120機械連接。旋轉(zhuǎn)裝置可以將第二滾軸120繞第二滾軸120的中心軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)裝置可以通過具有隔離物100的電池或者外部電源供電。在一個實施例中，第二滾軸120可以在端部121和122中的任一個或者兩者處從外部接收扭矩來旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。第二滾軸120的端部121或122可以具有凹口，所述凹口能夠與諸如螺絲刀之類的外部工具嚙合。用戶或者外部設備可以使外部工具與第二滾軸120的一個端部121或122上的凹口嚙合，并且繞第二滾軸120的中心軸旋轉(zhuǎn)第二滾軸120以卷起多孔膜130。在一個實施例中，旋轉(zhuǎn)裝置可以從外部接收扭矩以旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。例如，旋轉(zhuǎn)裝置可以具有凹口，所述凹口能夠與外部工具嚙合。用戶或者外部設備可以使外部工具與旋轉(zhuǎn)裝置的凹口嚙合并且旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)裝置，從而旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。因此，旋轉(zhuǎn)裝置可以通過來自具有隔離物100的電池或者任意外部電源供應的電能來進行操作，或者也可以通過來自外部的扭矩來進行操作。
下面將參考圖2A和2B描述隔離物100的一個操作周期。這里所使用的術(shù)語“隔離物100的一個操作周期(operation cycle) ”可以是指這樣的一個周期第一滾軸110和第二滾軸120協(xié)同旋轉(zhuǎn)，以使多孔膜130的展開部分132部分地或者全部地被多孔膜130的卷起部分131替換。圖2A和2B是圖I的隔離物100的頂視圖。圖2A和2B示出了隔離物100，包括第一滾軸110、與第一滾軸110間隔開的第二滾軸120以及將第一滾軸110和第二滾軸120相連的多孔膜130。在圖2A中，將多孔膜130的一端(例如，卷起部分131的一個末端)固定到第一滾軸110。將多孔膜130的卷起部分131沿一個方向(例如，順時針方向“A”)纏繞到第一滾軸110。第一滾軸110配置為繞其中心軸沿與卷起部分131的卷起方向“A”相同的方向旋轉(zhuǎn)，使得當?shù)谝粷L軸110沿方向“A”旋轉(zhuǎn)時展開多孔膜130的卷起部分131。
將多孔膜130的另一端(例如，沒有與卷起部分131相連的展開部分132的一端)固定到第二滾軸120，使得當?shù)诙L軸120繞其中心軸旋轉(zhuǎn)時，多孔膜130的另一端可以與第二滾軸120 —起旋轉(zhuǎn)。第二滾軸120可以沿與部分131的卷起方向“A”相反的方向“B”旋轉(zhuǎn)，卷起方向“A”是與第一滾軸110的旋轉(zhuǎn)方向“A”相同的方向。當將多孔膜130的展開部分132 (位于第一滾軸110和第二滾軸120之間)用多孔膜130的卷起部分131替換時，第二滾軸120可以旋轉(zhuǎn)以朝著第二滾軸120拖曳展開部分132。例如，可以使第二滾軸120如圖2A所示地沿逆時針方向“B”旋轉(zhuǎn)。如上所述，第二滾軸120可以響應于從旋轉(zhuǎn)裝置提供的旋轉(zhuǎn)力或者施加至第二滾軸120的一端(例如，圖I的端部121或122)的扭矩而旋轉(zhuǎn)。當?shù)诙L軸120響應于旋轉(zhuǎn)力朝著第二滾軸120旋轉(zhuǎn)和拖曳展開部分132時，所述力可以通過展開部分132而傳遞給第一滾軸110，因為展開部分132與卷起部分131相連，而卷起部分131的一端固定到第一滾軸110上。換句話說，當?shù)诙L軸120旋轉(zhuǎn)時，可以將展開部分132纏繞到第二滾軸120上，并且因此可以從第一滾軸110拖曳與展開部分132相連的卷起部分131，其結(jié)果是使得第一滾軸旋轉(zhuǎn)以展開卷起部分131。因此，卷起部分131和第一滾軸110可以響應于經(jīng)由展開部分132所傳遞的動力或者扭矩而旋轉(zhuǎn)。例如，卷起部分131可以與第一滾軸110—起沿方向“A”旋轉(zhuǎn)，方向“A”是與第二滾軸120的旋轉(zhuǎn)方向“B”相反的方向，如圖2A所示。當?shù)诙L軸120旋轉(zhuǎn)時，可以將展開部分132纏繞到第二滾軸120上。此外，當通過第二滾軸120旋轉(zhuǎn)第一滾軸110時，卷起部分131可以解開并且朝著第二滾軸120移動。盡管說明了當?shù)诙L軸120沿逆時針方向“B”旋轉(zhuǎn)時多孔膜130的卷起部分131和第一滾軸110沿順時針方向“A”旋轉(zhuǎn)，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的是，相反方向的旋轉(zhuǎn)也是可應用的，即卷起部分131和第一滾軸110沿逆時針方向“B”旋轉(zhuǎn)，并且第二滾軸120沿順時針方向“A”旋轉(zhuǎn)。圖2B說明了在操作周期中已經(jīng)將多孔膜130的展開部分132整體替換為多孔膜130的卷起部分131的隔離物100。如上所述，當?shù)诙L軸120沿逆時針方向“B”旋轉(zhuǎn)時，可以通過第二滾軸120纏繞展開部分132。與此同時，當?shù)谝粷L軸110沿順時針方向“A”旋轉(zhuǎn)時，通過第一滾軸110展開卷起部分131，卷起部分131的展開量與第二滾軸120纏繞的展開部分132相同。因此，從第一滾軸110上展開了一部分卷起部分131，并且成為關(guān)聯(lián)在第一滾軸Iio和第二滾軸120之間的新展開部分132’(圖2B)。因此，多孔膜130的展開部分132可以用曾卷起、但由于第一滾軸110旋轉(zhuǎn)而展開的多孔膜130的新展開部分132’
來替換。因為已經(jīng)將卷起部分131的一部分提供作為新的展開部分132’，所以在一個操作周期之后，卷起部分131’可能具有比先前的卷起部分131短的長度，縮短的長度與新的卷起部分132’的長度相同。例如，在將多孔膜130的展開部分132整體替換為多孔膜130的新卷起部分132’的情況下，在一個操作周期之后由第二滾軸120卷起的多孔膜130的長度可以與第一滾軸110和第二滾軸120之間的距離實質(zhì)上相同。在另一實施例中，第二滾軸120、卷起部分131和第一滾軸110可以全都沿相同的方向旋轉(zhuǎn)。例如，圖2C示出了隔離物200，其中第二滾軸120、卷起部分131和第一滾軸110沿相同的方向旋轉(zhuǎn)。如果將多孔膜130的卷起部分131沿逆時針方向“B”纏繞到第一滾軸110上，則當?shù)诙L軸120沿逆時針方向“B”旋轉(zhuǎn)時，卷起部分131和第一滾軸110沿逆時針方向“B”旋轉(zhuǎn)。 在第二滾軸包括上述棘齒的一個實施例中，用戶可以檢測在替換多孔膜130的展開部分132期間由第二滾軸120卷起的多孔膜130的長度。在棘齒的旋轉(zhuǎn)期間，由于棘齒和棘爪之間的接觸產(chǎn)生了聲音或振動。因為聲音或者振動發(fā)生的次數(shù)依賴于第二滾軸120的旋轉(zhuǎn)角度，用戶可以使用聲音或振動的發(fā)生次數(shù)來計算第二滾軸120的旋轉(zhuǎn)角度，并且基于第二滾軸120的直徑和第二滾軸120的旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系來計算由第二滾軸120卷起的多孔膜130的長度。因此，用戶可以使用由棘齒和棘爪產(chǎn)生的聲音或者振動來容易地調(diào)節(jié)由第二滾軸120卷起的多孔膜130的長度。隨后將描述包括隔離物100的電池的說明性實施例。圖3示出了電池300的說明性實施例。圖3示出了電池300包括陰極310、陽極和320以及分離陰極310和陽極320的隔離物100。隔離物100包括多孔膜130、第一滾軸110和第二滾軸120。與圖I和圖2A、2B相同的元件表示為與圖I和圖2A、2B相同的參考數(shù)字，并且為了描述的簡便而省略對于相同元件的解釋。陰極310和陽極320可以設置在相對于隔離物100的相反兩側(cè)。具體地，圖3示出了在陰極310和陽極320之間設置多孔膜130的展開部分132?？梢园l(fā)生還原以在陰極310處產(chǎn)生陽離子，并且可以發(fā)生氧化以在陽極320處產(chǎn)生陰離子。這些電化學反應可以產(chǎn)生電能，使得電池300向與電池300電連接的電子設備供應電能。在一個實施例中，如上所述，在電池300中產(chǎn)生的電能可以提供給第二滾軸120以旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。圖3還示出了電池300包括殼體340以容納陰極310、陽極320和隔離物100。為了解釋殼體340中容納的元件，在圖3中省略了殼體340的上部。殼體340可以限定電池300的外表面，并支撐電池300的元件(例如，陰極310、陽極320和隔離物100)。殼體340可以填充有電解液，用于陰極310和陽極320之間的電連接。電解液的非受限示例可以是酸、堿或鹽的離子溶液。殼體340可以具有凹槽以可旋轉(zhuǎn)地支撐隔離物100的第一滾軸110和第二滾軸120。殼體340可以由抗電化學材料制成，以防止殼體340受到在電池300中發(fā)生的電化學反應的損壞。此外，殼體340可以將電池300與外部隔離。殼體340的材料的非受限示例可以包括鋼、鋁、塑料或合成材料。殼體340的材料可以與第一滾軸110或第二滾軸120的材料實質(zhì)上相同。在一個實施例中，當電池300中包括的隔離物100的多孔膜130的堵塞超過閾值時，可以將多孔膜130替換為新的多孔膜。具體地，多孔膜130的堵塞可能是由于多孔膜130的熔化或者污染物質(zhì)嵌入到多孔膜130的小孔中引起的。多孔膜130的熔化可能是由于在電池300中的電化學反應期間產(chǎn)生的或者源于外部的熱引起的。這種熱可能會增加電池300的溫度，從而熔化多孔膜130?？赡芮度氲蕉嗫啄?30的小孔中的污染物質(zhì)可能包括在電解液中，或者是來自陰極310或陽極320的顆粒。因為多孔膜130的堵塞退化了電池300的性能，用新的多孔膜替換堵塞的多孔膜130防止了性能退化。例如，如果多孔膜130的展開部分132堵塞，則隔離物100可以用從卷起部分131供應的多孔膜130的新部分(例如，圖2B中的132’)來替換堵塞的展開部分132。為了替換堵塞的多孔膜，第二滾軸120可以旋轉(zhuǎn)，并且通過多孔膜130使得第一滾軸110旋轉(zhuǎn)。當?shù)诙L軸120旋轉(zhuǎn)時，可以將堵塞的展開部分132纏繞到第二滾軸120，并且可以從第一滾 軸131展開卷起部分131以在陰極310和陽極320之間提供多孔膜130的新部分。如果通過第二滾軸120卷起的多孔膜130的長度與第一滾軸110和第二滾軸120之間的距離實質(zhì)上相同，則第二滾軸120可以停止旋轉(zhuǎn)，導致停止第一滾軸110的旋轉(zhuǎn)。因此，可以用從第一滾軸110供應的多孔膜130的新部分替換多孔膜130的展開部分132。只要發(fā)生展開部分132的堵塞，就可以重復上述操作。圖4A和4B是根據(jù)另一說明性實施例的電池的縱向截面圖和橫向截面圖。除了陰極310、陽極320、隔離物100和殼體340之外，電池400還可以包括但一對或多對軸承451、452和461、462、第一至第三密封471至473、旋轉(zhuǎn)裝置480、開口 441和傳感器430。與圖1、2A、2B和3相同的元件表示為與圖1、2A、2B和3相同的參考數(shù)字，并且為了描述的簡便而省略對于相同元件的解釋。圖4A示出了軸承451和452配置為圍繞第一滾軸110的頂部和底部，以及軸承461和462配置為圍繞第二滾軸120的頂部和底部。在一個實施例中，可以將軸承451和452與第一滾軸110同軸地分別放置于殼體340的頂部和底部，如圖4A所示。同樣，可以將軸承461和462與第二滾軸120同軸地分別放置于殼體340的頂部和底部，如圖4A所示。例如，軸承451、452、461和462各自均可以包括固定到殼體340的外緣和由外緣可旋轉(zhuǎn)地支撐的內(nèi)緣。外緣可以固定到殼體340使得外緣不會旋轉(zhuǎn)。外緣可以插入到殼體340中設置的凹口中。軸承451、452、461和462的內(nèi)緣可以相對于軸承451、452、461和462的外緣旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，第一滾軸110可以裝配到軸承451和452的內(nèi)緣中，并且第二滾軸120可以裝配到軸承461和462的內(nèi)緣中，使得在滾軸110和120的旋轉(zhuǎn)期間內(nèi)緣可以與第一滾軸110和第二滾軸120 —起旋轉(zhuǎn)。因此，第一滾軸110和第二滾軸120可以由軸承451、452、461和462以及殼體340可旋轉(zhuǎn)地支撐。圖4還示出了第一密封471以防止殼體340中容納的電解液在第一滾軸110和殼體340之間經(jīng)過。在一個實施例中，第一密封471可以配置為支撐第一滾軸110和多孔膜130的卷起部分131。例如，第一密封471可以是弧形容器(參見圖4B)。第一密封471可以在第一密封471的頂部和底部表面上具有頂部和底部開口。因此，可以通過頂部和底部開口將第一滾軸110插入到第一密封471中。在另一實施例中，第一密封471面對殼體340的外表面可以接觸殼體340，使得在第一密封471和殼體340之間不存在間隙。因此，電解液不能在第一密封471和殼體340之間流過。因為第一滾軸110的纏繞有多孔膜130的卷起部分131的那部分可以由第一密封471圍繞，所以第一密封471可以防止多孔膜130的卷起部分131接觸殼體340內(nèi)的電解液。因此，可以防止卷起部分131參與陰極310和陽極320之間的電化學反應，并且防止其接觸電解液中包括的污染物質(zhì)。在另一實施例中，第一密封471可以在第一密封471的側(cè)表面中具有狹縫。多孔膜130的展開部分132可以通過第一密封471的狹縫，并且可以與第二滾軸120連接。圖4A還示出了第二密封472以防止殼體340中容納的電解液在第二滾軸120和殼體340之間經(jīng)過。在一個實施例中，第二密封472可以配置為圍繞第二滾軸120。例如，第二密封472可以是與471類似的弧形容器(參見圖4B)。與第一密封471類似，第二密封472可以在第二密封472的頂部和底部表面上具有頂部和底部開口，以通過第二密封472的開口收納第二滾軸120。 在另一實施例中，第二密封472面對殼體340的外表面可以接觸殼體340，使得在第二密封472和殼體340之間不存在間隙。因為在第一密封471、第二密封472和殼體340之間不存在間隙，所以電解液只能通過多孔膜130的展開部分132，從而防止了電解液直接將陰極和陽極相連。在另一實施例中，第二密封472可以在第二密封472的側(cè)表面中具有狹縫。多孔膜130的展開部分132可以通過第二密封472的狹縫。通過第二密封472的狹縫的展開部分132可以纏繞到第二滾軸120。圖4A進一步示出了旋轉(zhuǎn)裝置480，旋轉(zhuǎn)裝置480可操作地與第二滾軸120相連以旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。在一個實施例中，旋轉(zhuǎn)裝置480可以放置到第二滾軸120的一端122上并且與第二滾軸120機械相連。在另一實施例中，旋轉(zhuǎn)裝置480可以放置到另一端(例如121)上或者放置到兩端121和122上，如上所述。旋轉(zhuǎn)裝置480可以將電力轉(zhuǎn)換為機械旋轉(zhuǎn)力，并且提供機械旋轉(zhuǎn)力以旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。旋轉(zhuǎn)裝置480可以與電池400的陰極310和陽極320電連接，并且從而可以通過電池400向旋轉(zhuǎn)裝置480供電。替代地，旋轉(zhuǎn)裝置480可以與外部電源電連接。例如，旋轉(zhuǎn)裝置480可以具有從旋轉(zhuǎn)裝置480縱向延伸的轉(zhuǎn)軸(未示出)。轉(zhuǎn)軸可以由旋轉(zhuǎn)裝置480中包括的軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐?？梢韵蛐D(zhuǎn)裝置480供應電力，并且旋轉(zhuǎn)裝置480的轉(zhuǎn)軸可以通過旋轉(zhuǎn)裝置480中通過將電力轉(zhuǎn)換為機械力而提供的力來旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)裝置480轉(zhuǎn)軸可以與第二滾軸120相連以旋轉(zhuǎn)第二滾軸。圖4A進一步示出了在殼體340中形成的開口 441。在一個實施例中，開口 441可以配置為將第二滾軸120的一端(例如121)暴露在外。第二滾軸120的端部121可以配置為接收從外部施加的扭矩以旋轉(zhuǎn)第二滾軸120。端部121可以具有凹口，所述凹口能夠與諸如螺絲刀之類的外部工具嚙合。用戶或者外部設備可以通過殼體340的開口 441來將外部工具與第二滾軸120的凹口嚙合，并且繞第二滾軸120的中心軸旋轉(zhuǎn)第二滾軸120，以通過旋轉(zhuǎn)外部工具來卷起多孔膜130。盡管圖4A示出了在第二滾軸120的端部121上形成開口 441，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該明白，可以在第二滾軸120的另一端(即，端部122)上形成開口 441，或者可以在殼體340中在第二滾軸120的兩端形成兩個開口，在這種情況下，第二滾軸120的兩端都接收從外部施加的扭矩。圖4A還示出了第三密封473以防止殼體340中包括的電解液通過開口 441泄漏。第三密封473可以插入到開口 441中并且圍繞第二滾軸120的端部121。第三密封473可以是橡膠或者塑料密封圈(packing)或者軸承型密封，其配置為允許第二滾軸120的旋轉(zhuǎn)。圖4B示出了傳感器430，配置為檢測放置于第一滾軸110和第二滾軸120之間的多孔膜130的展開部分132的堵塞值。盡管在圖4B示出了傳感器430設置在殼體440中，也可以將傳感器530設置在殼體340的外部。 在一個實施例中，展開部分132的堵塞值可以是電池400的期望電壓和由電池400產(chǎn)生的電壓之間的差值。例如，期望電壓可以是在尚未用過的電池400的初始狀態(tài)下由電池400產(chǎn)生的電壓。如果在使用電池400期間多孔膜130的展開部分132中的小孔堵塞，則盡管電池400完全充電，由電池400產(chǎn)生的電壓變得小于電池400的期望電壓。于是，電 池400的期望電壓和由電池400產(chǎn)生的電壓之間的差值變大。傳感器430可以檢測所述差值是否超過參考值。參考值可以在期望電壓的10%至40%或者20%至30%的范圍內(nèi)。在另一實施例中，展開部分132的堵塞值可以是第一電流和第二電流之間的差值。第一電流是陰極310和隔離物100之間的電流，而第二電流是陽極320和隔離物100之間的電流。在本實施例中，傳感器430可以設置在殼體340內(nèi)。傳感器430可以包括設置在陰極310和隔離物100之間的第一感測元件431以及設置在陽極320和隔離物100之間的第二感測元件432。第一感測元件431和第二感測元件432可以固定到殼體340并且由殼體340支撐，并且彼此電連接。第一感測元件431可以檢測第一電流，而第二感測元件432可以檢測第二電流。如果多孔膜130的展開部分132中的小孔堵塞，則電荷難以從陰極310或陽極310通過展開部分132中的小孔。于是，第一電流和第二電流之間的差值變大。傳感器430可以檢測第一電流和第二電流之間的差值是否超過參考值一定的量，例如參考值的120%至180%或者140%至170%。參考值可以是未用過的電池中第一電流和第二電流之間的初始差值。隔離物100可以配置為使得當傳感器430檢測到堵塞值超過參考值時第二滾軸120卷起多孔膜130的展開部分132。當傳感器430檢測到堵塞值超過參考值時，傳感器430可以控制旋轉(zhuǎn)裝置480旋轉(zhuǎn)，使得第二滾軸120卷起多孔膜130的展開部分132。旋轉(zhuǎn)裝置480可以旋轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)裝置480相連的第二滾軸120，并且第二滾軸120可以通過多孔膜130旋轉(zhuǎn)第一滾軸110。如以上針對圖3所述，根據(jù)第一滾軸110和第二滾軸120的協(xié)同旋轉(zhuǎn)，多孔膜130的展開部分132可以替換為從第一滾軸110供應的多孔膜130的新部分。只要發(fā)生展開部分132的堵塞，就可以重復上述操作。盡管在圖4A和4B中示出了隔離物100、陰極310、陽極320以及第一和第二密封471、472各自的數(shù)目是1，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該理解，可以在殼體340中設置多個隔離物100、陰極310、陽極320或者第一和第二密封471、472。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該理解，對于這里公開的這一和其他過程和方法，可以按照不同的順序?qū)崿F(xiàn)在所述過程和方法中執(zhí)行的功能。另外，所概括的步驟和操作只是作為示例提供，并且所述步驟和操作中的一些可以是可選的、組合為更少的步驟和操作或者擴展成更多的步驟和操作，而不會脫離所公開實施例的本質(zhì)。本公開不局限于在該申請中描述的具體實施例，這些實施例意在說明各種方案。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚，在不脫離本公開精神和范圍的情況下可以進行許多改進和變化。除了這里所列舉的方法和設備之外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)前述描述將清楚本公開范圍內(nèi)在功能上等效的方法和設備。這些改進和變化均落在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。本公開只受到所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求應享有的等同物的所有范圍的限制。應該理解，本公開不局限于具體的方法、試劑、化合物成分或生物系統(tǒng)，這些當然是可以變化的。還應該理解，這里使用的術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，而不是為了限制。至于本文中任何關(guān)于多數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從多數(shù)形式轉(zhuǎn)換為單數(shù)形式，和/或從單數(shù)形式轉(zhuǎn)換為多數(shù)形式，以適合具體環(huán)境和/或應用。為清楚起見，在此明確聲明單數(shù)形式/多數(shù)形式可互換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，一般而言，所使用的術(shù)語，特別是所附權(quán)利要求中(例如，在所附權(quán)利要求的主體部分中)使用的術(shù)語，一般地應理解為“開放”術(shù)語(例如，術(shù)語“包括”應解釋為“包括但不限于”，術(shù)語“具有”應解釋為“至少具有”等)。本領(lǐng)域技術(shù)人 員還應理解，如果意在所引入的權(quán)利要求中標明具體數(shù)目，則這種意圖將在該權(quán)利要求中明確指出，而在沒有這種明確標明的情況下，則不存在這種意圖。例如，為幫助理解，所附權(quán)利要求可能使用了引導短語“至少一個”和“一個或多個”來引入權(quán)利要求中的特征。然而，這種短語的使用不應被解釋為暗示著由不定冠詞“一”或“一個”引入的權(quán)利要求特征將包含該特征的任意特定權(quán)利要求限制為僅包含一個該特征的實施例，即便是該權(quán)利要求既包括引導短語“一個或多個”或“至少一個”又包括不定冠詞如“一”或“一個”(例如，“一”和/或“一個”應當被解釋為意指“至少一個”或“一個或多個”)；在使用定冠詞來引入權(quán)利要求中的特征時，同樣如此。另外，即使明確指出了所引入權(quán)利要求特征的具體數(shù)目，本領(lǐng)域技術(shù)人員應認識到，這種列舉應解釋為意指至少是所列數(shù)目(例如，不存在其他修飾語的短語“兩個特征”意指至少兩個該特征，或者兩個或更多該特征)。另外，在使用類似于“A、B和C等中至少一個”這樣的表述的情況下，一般來說應該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B和C中至少一個的系統(tǒng)”應包括但不限于單獨具有A、單獨具有B、單獨具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。在使用類似于“A、B或C等中至少一個”這樣的表述的情況下，一般來說應該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B或C中至少一個的系統(tǒng)”應包括但不限于單獨具有A、單獨具有B、單獨具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應理解，實質(zhì)上任意表示兩個或更多可選項目的轉(zhuǎn)折連詞和/或短語，無論是在說明書、權(quán)利要求書還是附圖中，都應被理解為給出了包括這些項目之一、這些項目任一方、或兩個項目的可能性。例如，短語“A或B”應當被理解為包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。另外，在以馬庫什組描述本公開的特征或方案的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員應認識至IJ，本公開由此也是以該馬庫什組中的任意單獨成員或成員子組來描述的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，出于任意和所有目的，例如為了提供書面說明，這里公開的所有范圍也包含任意及全部可能的子范圍及其子范圍的組合。任意列出的范圍可以被容易地看作充分描述且實現(xiàn)了將該范圍至少進行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作為非限制性示例，在此所討論的每一范圍可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，所有諸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之類的語言包括所列數(shù)字，并且指代了隨后可以如上所述被分成子范圍的范圍。最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，范圍包括每一單獨數(shù)字。因此，例如具有I 3個單元的組是指具有1、2或3個單元的組。類似地,具有I 5個單元的組是指具有1、2、3、4或5個單元的組，以此類推。根據(jù)前述描述，應該理解的是這里已經(jīng)為了說明的 目的而描述了本公開的各種實施例，并且可以在不脫離本公開的范圍和精神的情況下進行各種修改。因此，這里公開的各種實施例并非是限制，本公開的真實范圍和精神由所附權(quán)利要求表征。
權(quán)利要求
1.ー種用于電池的隔離物，所述隔離物包括 多孔膜；以及 與多孔膜的兩端相關(guān)聯(lián)的第一滾軸和第二滾軸； 其中，第一滾軸纏繞有多孔膜的一部分，并且配置為進行旋轉(zhuǎn)以展開膜；以及 第二滾軸配置為進行旋轉(zhuǎn)以卷起膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，其中多孔膜的兩端分別固定到第一滾軸和第二滾軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，其中第一滾軸和第二滾軸協(xié)同旋轉(zhuǎn)，使得從第一滾軸上展開多孔膜的所述部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，其中通過第二滾軸卷起的多孔膜的長度與第一滾軸和第二滾軸之間的距離相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，其中第二滾軸配置為沿與第一滾軸的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)以卷起膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，其中第二滾軸配置為沿與第一滾軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)以卷起膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，還包括旋轉(zhuǎn)裝置，可操作地與第二滾軸相連以相對于多孔膜旋轉(zhuǎn)第二滾軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，其中第二滾軸的一端被配置為接收從外部施加的扭矩以旋轉(zhuǎn)第二滾軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述隔離物，其中第一滾軸和第二滾軸分別由抗電化學材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隔離物，其中抗電化學材料包括鋼、鋁、塑料或者復合材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隔離物，其中多孔膜由無紡纖維、聚合物和無機合成物中的至少ー種制成。
12.—種電池，包括 陰極和陽極；以及 隔離物，用于分離陰極和陽極， 其中，隔離物包括多孔膜以及與多孔膜的兩端相關(guān)聯(lián)的第一滾軸和第二滾軸， 其中，第一滾軸纏繞有多孔膜的一部分，并且配置為進行旋轉(zhuǎn)以展開膜，以及 第二滾軸配置為進行旋轉(zhuǎn)以卷起膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池，還包括旋轉(zhuǎn)裝置，可操作地與第二滾軸相連以相對于多孔膜旋轉(zhuǎn)第二滾軸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池，還包括傳感器，被配置為檢測置于第一滾軸和第二滾軸之間展開的多孔膜的堵塞值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池，其中堵塞值是電池的期望電壓和由電池產(chǎn)生的電壓之間的差值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池，其中當傳感器檢測到堵塞值超過參考值時，第二滾軸卷起多孔膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池，還包括殼體，用于容納陰極、陽極和隔離物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池，其中殼體包括分別圍繞第一滾軸和第二滾軸的第一密封和第二密封，以防止殼體中容納的電解液在第一和第二滾軸與殼體之間經(jīng)過。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池，其中殼體具有開ロ，第二滾軸的一端通過所述開ロ暴露在外。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池，其中殼體還包括第三密封，以防止殼體中容納的電解液通過開ロ泄漏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電池的隔離物和電池。隔離物包括多孔膜、第一滾軸和第二滾軸。第一和第二滾軸與多孔膜的兩端相關(guān)聯(lián)。第一滾軸纏繞有多孔膜的一部分，并且配置為進行旋轉(zhuǎn)以展開膜。第二滾軸配置為沿與第一滾軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)以卷起膜。
文檔編號H01M2/14GK102859753SQ201080066103
公開日2013年1月2日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者孫春植 申請人:孫春植