專利名稱：使用兩個(gè)或更多個(gè)單元電池的高容量電池組電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括兩個(gè)或更多個(gè)單元電池的高容量電池組電 池，并且更具體而言，涉及一種包括兩個(gè)或更多個(gè)堆疊-折疊型電池 ("單元電池，，)的二次電池，所述堆疊-折疊型電池("單元電池，，)是通過(guò) 使用長(zhǎng)分隔薄板將被構(gòu)造為其中具有相同極性的電極位于每一電極組 件的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極組件("雙電池
(bicell)")與被構(gòu)造為其中具有不同極性的電極位于每一電極組件 的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極組件("全電池(full cell)")進(jìn)行巻繞來(lái)制造的，其中該單元電池被安裝在電池殼中，每 一單元電池具有一個(gè)或多個(gè)從其每一末端突出的電極終端，并且所述 單元電池被安裝在所述電池殼的容納部中，使得所述單元電池被布置 為堆疊布置結(jié)構(gòu)或者平面布置結(jié)構(gòu)，同時(shí)所述單元電池的電極終端彼 此相連。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)設(shè)備的日益發(fā)展以及對(duì)移動(dòng)設(shè)備的需求不斷增加，對(duì)于 二次電池的需求也急劇增加。在這些二次電池中有一種具有高能量密 度、高運(yùn)行電壓、優(yōu)良的保存性和服務(wù)壽命等特征的鋰二次電池，其 被廣泛用作各類(lèi)電子產(chǎn)品以及移動(dòng)設(shè)備的能量源。
基于二次電池的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它們通?？杀环譃閳A柱形電池、 棱形電池和袋形電池。尤其是，能夠以高集成度堆疊并具有小的寬長(zhǎng) 比的棱形電池和袋形電池已引起了較多關(guān)注。
基于電極組件的結(jié)構(gòu)，可通常將構(gòu)造二次電池的具有陰極/分隔板 /陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的電極組件電池分為凝膠巻(巻繞)型電極組件或者堆疊型 電極組件。通過(guò)以下步驟制造凝膠巻型電極組件，即用電極活性材料 涂覆將用作集電器的金屬箔片，千燥并壓制所述已涂覆的金屬箔片， 將所述已干燥并壓制的金屬箔片切割成具有預(yù)定寬度和長(zhǎng)度的帶的形 式，使用分隔板將陽(yáng)極和陰極彼此隔離，并螺旋巻繞陽(yáng)極/分隔板/陰極結(jié)構(gòu)。所述凝膠巻型電極組件適合于圓柱形電池；然而，所述凝膠 巻型電極組件不適合于棱形電池或袋形電池，因?yàn)殡姌O活性材料可能 被分離，并且其空間利用率較低。另一方面，堆疊型電極組件是一種 被構(gòu)造為在其中多個(gè)陰極單元電池和多個(gè)陽(yáng)極單元電池被一個(gè)堆疊在 另一個(gè)上的結(jié)構(gòu)的電極組件。堆疊型電極組件的優(yōu)點(diǎn)在于堆疊型電極 組件可被構(gòu)造為棱形結(jié)構(gòu)；然而，堆疊型電極組件的缺點(diǎn)在于制造該 堆疊型電極組件的過(guò)程很復(fù)雜和麻煩，并且當(dāng)堆疊型電極組件受到外 部沖擊時(shí)，會(huì)推動(dòng)其電極，從而導(dǎo)致在該堆疊型電極組件內(nèi)發(fā)生短路。 為了解決上述問(wèn)題，研發(fā)了一種具有新穎結(jié)構(gòu)的電極組件，其是 凝膠巻型電極組件和堆疊型電極組件的結(jié)合，即一種被構(gòu)造為如下結(jié) 構(gòu)的堆疊-折疊型電極組件在該結(jié)構(gòu)中使用長(zhǎng)的連續(xù)分隔薄膜折疊全 電池或雙電池，所述全電池具有預(yù)定單元尺寸的陰極/分隔板/陽(yáng)極結(jié)
分隔板/陰極i陽(yáng)極)結(jié)構(gòu)。'關(guān)于這種堆疊-折疊型電:組件的實(shí)例在韓 國(guó)專利申請(qǐng)開(kāi)文本 No. 2001-82058 、 No. 2001-82059 和 No. 2001-82060中被公開(kāi)，上述申請(qǐng)都已經(jīng)以本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人名 義提交。
通常，通過(guò)增加構(gòu)造堆疊-折疊型電極組件的全電池或雙電池的數(shù) 量，來(lái)增加堆疊-折疊型電極組件的容量。然而，隨著全電池或雙電池 的數(shù)量增加，需要大量的工作時(shí)間來(lái)折疊所增加的全電池或雙電池。 另外，當(dāng)一些電池發(fā)生故障時(shí)，所述電極組件也發(fā)生故障。
同時(shí)，韓國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)文本No. 2004-0054201和 No. 2004-0092533公開(kāi)了彼此并聯(lián)連接兩個(gè)或更多個(gè)堆疊或巻繞型電
極組件，并將所連接的電極組件安裝進(jìn)袋形電池殼或棱形電池殼中， 以增加二次電池的容量的技術(shù)，盡管所述電極組件沒(méi)有被構(gòu)造為上述
堆疊-折疊型結(jié)構(gòu)。然而，這些技術(shù)存在的問(wèn)題在于，兩個(gè)或更多個(gè)電 極組件僅在其電極終端處彼此耦合，以實(shí)現(xiàn)電極組件之間的電連接， 并且所述電極終端僅從所述電極組件一側(cè)的末端突出，因此二次電池 的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常低。當(dāng)將二次電池暴露在諸如沖擊和振動(dòng)等的外部 環(huán)境中時(shí)(這種情況在需要高容量的二次電池中經(jīng)常發(fā)生)，該問(wèn)題成 為降低二次電池穩(wěn)定性的主要因素之一。因此，急需一種技術(shù)來(lái)增加二次電池的容量并增加構(gòu)造二次電池 的電池之間的電耦合力和物理耦合力，從而提高二次電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問(wèn)題以及其他待解決的技術(shù)問(wèn)題而作出了本發(fā)明。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種二次電池，其中在構(gòu)造所述二次電 池的電池之間的電耦合力和物理耦合力被增加，從而提高了所述二次 電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種二次電池，其中通過(guò)簡(jiǎn)單的裝配過(guò) 程大大增加了所述二次電池的容量。
本發(fā)明的再一目的是提供一種包括多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的二次電池 的中型或大型電池模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)提供一種包括兩個(gè)或更多個(gè)堆疊-折疊型電池("單元電池")的二次電池可實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，所述 堆疊-折疊型電池是通過(guò)使用長(zhǎng)分隔薄板將被構(gòu)造為其中具有相同極 性的電極位于每一電極組件的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極 組件("雙電池")與被構(gòu)造為其中具有不同極性的電極位于每一電極 組件的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極組件("全電池")進(jìn)行 巻繞來(lái)制造的，其中所述單元電池被安裝在電池殼中，每一單元電池 具有一個(gè)或多個(gè)從其每一相對(duì)的末端突出的電極終端，并且所述單元 電池被安裝到所述電池殼的容納部，使得所述單元電池被布置為堆疊 布置結(jié)構(gòu)或者平面布置結(jié)構(gòu)，同時(shí)該單元電池的電極終端被彼此相連。
因此，根據(jù)本發(fā)明的二次電池的優(yōu)點(diǎn)在于，在一個(gè)電池殼中包括 有兩個(gè)或更多個(gè)單元電池，從而增加了二次電池的容量，構(gòu)造所述二
而彼此電連接和機(jī)械連接，從而提高了所述二次電池抵抗諸如沖擊和 振動(dòng)之類(lèi)的外部環(huán)境的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，所述兩個(gè)或更多個(gè)單元電 池穩(wěn)定地彼此耦合成為單個(gè)單元體，因此在裝配所述二次電池的過(guò)程 中，處理所述單元電池是非常容易和方便的。
7在上述常規(guī)的二次電池中，所述常規(guī)的二次電池被構(gòu)造為這樣的 結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)或更多個(gè)單元電池僅在位于單元電池一側(cè)的末端的電 極終端區(qū)域(上端)處彼此連接，并且電極終端從電池殼向外突出，另 一方面，單元電池在其另一側(cè)的末端(下端)處彼此分離。因此，當(dāng)常 規(guī)的二次電池受到外部沖擊或振動(dòng)時(shí)，所述單元電池的上端的電極終 端區(qū)域可輕易地被破壞掉。另外，在所述二次電池的裝配過(guò)程中，由 于所述單元電池的下端結(jié)構(gòu)是分離的，所以對(duì)該單元電池的處理是非 常困難的。根據(jù)本發(fā)明的二次電池依靠其獨(dú)特結(jié)構(gòu)，同時(shí)解決了上述 問(wèn)題。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，每一單元電池包括預(yù)定數(shù)量的全電池或 雙電池。
所述全電池是一種被構(gòu)造為陰極/分隔板/陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的單元電池。 具體而言，所述全電池是一種在其相對(duì)的各側(cè)處分別放置有陰極和陽(yáng) 極的電池。例如，所述全電池可以是具有陰極/分隔板/陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的基 本結(jié)構(gòu)的電池，或者是具有陰極/分隔板/陽(yáng)極/分隔板/陰極/分隔板/ 陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的電池。為了使用全電池來(lái)構(gòu)造單元電池，需要將多個(gè)全電 池一個(gè)在另一個(gè)上地堆疊，使得所述陰極和陽(yáng)極朝向彼此，同時(shí)在所 述全電池之間布置一分隔薄膜。
另一方面，所述雙電池是一種在其相對(duì)的各側(cè)處放置有相同電極 的電池，即一種具有陰極-陰極結(jié)構(gòu)的電池或者具有陽(yáng)極-陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的 電池。例如，所述雙電池可以是一種被構(gòu)造為陰極/分隔板/陽(yáng)極/分隔 板/陰極結(jié)構(gòu)的電池，或者被構(gòu)造為陽(yáng)極/分隔板/陰極/分隔板/陽(yáng)極結(jié) 構(gòu)的電池。為了4吏用雙電池來(lái)構(gòu)造單元電池，需要將多個(gè)雙電池一個(gè) 在另一個(gè)上地堆疊，使得具有陰極/分隔板/陽(yáng)極/分隔板/陰極結(jié)構(gòu)的 雙電池(陰極雙電池)，和具有陽(yáng)極/分隔板/陰極/分隔板/陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的 雙電池(陽(yáng)極雙電池)朝向彼此，同時(shí)在該雙電池之間布置一分隔薄膜。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用雙電池來(lái)構(gòu)造每一單元電池。優(yōu)選地，考
慮到電池的裝配過(guò)程和運(yùn)行性能，雙電池的數(shù)量為3至30個(gè)。
如上所述，電極終端彼此相連的單元電池被構(gòu)造為堆疊布置結(jié)構(gòu) 或平面布置結(jié)構(gòu)。"堆疊布置結(jié)構(gòu)，，是指其中沿單元電池的厚度方向 布置該單元電池，以使得所述單元電池彼此相鄰的結(jié)構(gòu)。"平面布置結(jié)構(gòu)"是指其中沿單元電池的橫向方向布置該單元電池，使得所述單 元電池彼此相鄰的結(jié)構(gòu)。在平面布置結(jié)構(gòu)中，另外使用連接部件來(lái)連 接位于所述單元電池的相同側(cè)的末端的電極終端。
在根據(jù)本發(fā)明的二次電池中，所述單元電池可以是彼此并聯(lián)連接 或彼此串聯(lián)連接。
作為堆疊布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例，每一單元電池可 具有一個(gè)在其每一末端形成的電極終端，沿所述單元電池的厚度方向 堆疊該單元電池，使得具有相同極性的電極終端指向相同方向，并且
連接，從而所述單元電池被彼此并聯(lián)連接。
具體而言，當(dāng)兩個(gè)單元電池(第一單元電池和第二單元電池)#皮彼 此連接來(lái)構(gòu)造電極組件時(shí)，在每一單元電池的一側(cè)的末端形成陰極終 端，在所述每一單元電池的另一側(cè)的末端形成陽(yáng)極終端。例如，布置 第一單元電池，使得所述第一單元電池的陰極終端指向單元電池的下
端(基于所完成的電池組電池的方向)，并且布置第二單元電池，使得 所述第二單元電池的陰極終端指向單元電池的下端，同時(shí)將所述第二
單元電池布置在所述第一單元電池的下方。即，所述第一單元電池堆 疊到所述第二單元電池之上。將形成在所述單元電池的一側(cè)的末端的 第一單元電池的陰極終端和第二單元電池的陰極終端彼此耦合，并且 將形成在單元電池的另一側(cè)的末端的第一單元電池的陽(yáng)極終端和第二 單元電池的陽(yáng)極終端彼此耦合。從而，將所述兩個(gè)單元電池一個(gè)堆疊 在另一個(gè)上，同時(shí)所述單元電池,皮彼此并聯(lián)連接。
視情況，每一單元電池可具有在其每一末端形成的兩個(gè)電極終端， 在每一單元電池的每一末端形成的電極終端具有相同極性或不同極 性。具體而言，可在每一單元電池的每一側(cè)的末端形成一對(duì)陰極和陽(yáng) 極終端，因此一共四個(gè)電極終端成對(duì)突出。在該結(jié)構(gòu)中，沿著單元電 池的厚度方向堆疊該單元電池，使得具有相同極性的電極終端彼此相 鄰，并且將單元電池的具有相同極性的電極終端在其相對(duì)的末端彼此 耦合，由此所述單元電池被彼此并聯(lián)連接。
作為平面布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例，每一單元電池可 具有一個(gè)在其每一末端形成的電極終端，沿所述單元電池的橫向方向布置單元電池，同時(shí)所述單元電池彼此相鄰，使得具有相同極性的電 極終端指向相同方向，并且所述單元電池的具有相同極性的電極終端 通過(guò)連接部件在其相對(duì)的末端彼此耦合，由此所述單元電池^皮彼此并 聯(lián)連接。
在平面布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)中，需要使用連接部件連接所述單元 電池的電極終端，所述電極終端在所述單元電池的橫向方向上彼此平 行地間隔開(kāi)。優(yōu)選地，所述連接部件是由導(dǎo)電材料制成的電極引線， 用來(lái)電連接多個(gè)電極頭。在包括堆疊或堆疊/折疊型電極組件的常規(guī)的 電池中，通常用電極引線電連接電極頭。在根據(jù)本發(fā)明的具有平面布 置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的電池中，通過(guò)使用電極引線實(shí)現(xiàn)單元電池之間的 并聯(lián)連接。因此，與常規(guī)的電池相比，才艮據(jù)本發(fā)明的二次電池沒(méi)有另 外包括連接部件。
具體而言，當(dāng)兩個(gè)單元電池(第三單元電池和第四單元電池)被彼 此連接以構(gòu)造電極組件時(shí)，在每一單元電池的一側(cè)的末端形成陰極終 端，在每一單元電池的另一側(cè)的末端形成陽(yáng)極終端。例如，布置第三 單元電池，使得所述第三單元電池的陰極終端指向單元電池的下端， 并且布置第四單元電池，使得所述第四單元電池的陰極終端指向單元 電池的下端，同時(shí)使得所述第四單元電池與所述第三單元電池的一側(cè) 相接觸。在這種平面布置結(jié)構(gòu)中，第三單元電池的陰極終端和第四單 元電池的陰極終端通過(guò)電極引線彼此耦合，第三單元電池的陽(yáng)極終端 和第四單元電池的陽(yáng)極終端通過(guò)電極引線彼此耦合。因此，所述兩個(gè) 單元電池被布置在同一平面上，同時(shí)所述單元電池被彼此并聯(lián)連接。
在上述說(shuō)明中，所述單元電池被彼此并聯(lián)連接。然而，視情況， 所述單元電池可被彼此串聯(lián)連接。在通過(guò)彼此串聯(lián)連接單元電池所構(gòu) 造的電池組電池中，所述電池組電池以相對(duì)較高的電壓進(jìn)^f亍充電和放 電。因此，需要使諸如電極活性材料和電解質(zhì)之類(lèi)的電池組電池組件 在高壓狀態(tài)下安全。
作為串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，每一單元電池可具有一個(gè)在其每 一末端形成的電極終端，沿單元電池的縱向方向布置該單元電池，使 具有相同極性的電極終端指向相同方向，相鄰兩個(gè)單元電池的具有不 同極性的電極終端在其相向的末端彼此串聯(lián)連接，并且彎曲電極終端連接區(qū)域以使得單元電池一個(gè)在另一個(gè)上地堆疊。
具體而言，當(dāng)兩個(gè)單元電池(第五單元電池和第六單元電池)-皮彼 此連接來(lái)構(gòu)造電極組件時(shí)，在每一單元電池的一側(cè)的末端形成陰極終 端，在每一單元電池的另一側(cè)的末端形成陽(yáng)極終端。例如，布置第五 單元電池，使得所述第五單元電池的陰極終端指向單元電池的上端， 并且布置第六單元電池，使得所述第六單元電池的陰極終端指向單元 電池的上端，同時(shí)所述第六單元電池的陰極終端相鄰于位于所述第五 單元電池下端的陽(yáng)極終端。因此，第五單元電池的下端朝向第六單元 電池的上端，并且第五單元電池的陽(yáng)極終端耦合至第六單元電池的陰 極終端，從而使兩個(gè)單元電池彼此串聯(lián)連接。此外，可彎曲電極終端 連接區(qū)域使得所述單元電池一個(gè)在另一個(gè)上地堆疊。
在這種結(jié)構(gòu)中，所述單元電池的不彼此耦合的剩余電極終端，可 偏向所述單元電池的左側(cè)和右側(cè)，使得當(dāng)單元電池被安裝進(jìn)電池殼時(shí)， 電池殼 一側(cè)的電極終端彼此間隔開(kāi)預(yù)定距離。
-現(xiàn)情況，單元電池中的一個(gè)可包括長(zhǎng)分隔薄板，并且單元電池通 過(guò)熱熔焊彼此耦合，同時(shí)所述分隔薄板的剩余末端圍繞所有的單元電 池。這種結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增加了單元電池之間的耦合力，從而提高了二次 電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，將根據(jù)本發(fā)明的二次電池應(yīng)用到袋形二次電池中，所述 袋形二次電池具有安裝在由薄板制成的袋形殼內(nèi)的電極組件，所述袋 形殼由包括金屬層和樹(shù)脂層的薄板諸如鋁薄板等制成。
根據(jù)本發(fā)明的二次電池，優(yōu)選用于制造具有高容量的中型或大型 電池模塊或電池組。然而，不具體限制所述高容量的范圍。
因此，本發(fā)明提供一種包括多個(gè)作為單元電池的二次電池的中型 或大型電池模塊，以及一種包括一個(gè)或多個(gè)中型或大型電池模塊以及 用于控制電池模塊運(yùn)行的控制單元的中型或大型電池組。
中型或大型電池模塊和電池組的結(jié)構(gòu)以及制造中型或大型電池模 塊和電池組的方法在本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中是公知的，因此不再對(duì) 其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明的中型或大型電池組，優(yōu)選地用作需要高輸出和大容 量的電能并且向其施加諸如振動(dòng)和沖擊的各種外力的各種設(shè)備的能量
11源，所述設(shè)備例如是電動(dòng)車(chē)輛、混合電動(dòng)車(chē)輛、電動(dòng)摩托車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)。


通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，可更加清晰地理解本發(fā)明的上述
和其他目的、特征以及其他優(yōu)點(diǎn)，其中
圖l是一個(gè)立體圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案的構(gòu)造 二次電池的單元電池的堆疊布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)；
圖2是一個(gè)立體圖，示出了作為圖1的一個(gè)變體的單元電池的平 面布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)；
圖3是一個(gè)立體圖，示出了作為圖1的一個(gè)變體的單元電池的堆 疊布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，其中每一單元電池具有一對(duì)從其每一側(cè)面突 出的陰極終端和陽(yáng)極終端；
圖4是一個(gè)構(gòu)造圖1的二次電池的單元電池的局部截面圖5是一個(gè)立體圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案的構(gòu) 造二次電池的單元電池的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)；以及
圖6是一個(gè)示出了包括圖5的單元電池的二次電池的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。然而，應(yīng)注意， 本發(fā)明的范圍并不限于所示出的實(shí)施方案。
圖l是一個(gè)立體圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案的構(gòu)造 二次電池的單元電池的堆疊布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。
參考圖1,單元電池(第一單元電池和第二單元電池)100和200被 構(gòu)造為這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中折疊多個(gè)具有堆疊結(jié)構(gòu)的雙電池，所 述雙電池在其相對(duì)的側(cè)面具有相同電極，同時(shí)在這些雙電池之間放置 分隔薄板。在圖4中，更加詳細(xì)地示出了雙電池的結(jié)構(gòu)。
參考圖4，第一單元電池100被構(gòu)造為這樣的結(jié)構(gòu)，其中將具有 陰極/分隔板/陽(yáng)極/分隔板/陰極結(jié)構(gòu)的雙電池150和152與具有陽(yáng)極/ 分隔板/陰極/分隔板/陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的雙電池151交替折疊，同時(shí)在雙電池 150、 151和152之間放置長(zhǎng)的分隔薄板160。分隔薄板160所具有的長(zhǎng)度足以折疊構(gòu)造第一單元電池100的雙電池150、 151和152。分隔 薄板160的剩余末端圍繞第二單元電池200。
再次參考圖1，第一單元電池100和第二單元電池200都各自包 括多個(gè)雙電池。第一單元電池100具有從其相對(duì)的末端突出的陽(yáng)極終 端110和陰極終端120。類(lèi)似地，第二單元電池200具有從其相對(duì)的 末端突出的陽(yáng)極終端210和陰極終端220。布置陽(yáng)極終端120和220, 使得陽(yáng)極終端120和220指向相應(yīng)的單元電池的上端。因此，第一單 元電池IO(M皮堆疊到第二單元電池200上。在單元電池100和200的 相對(duì)的末端，通過(guò)熔焊，將陽(yáng)極終端IIO和210彼此耦合，并且將陰 極終端120和220彼此耦合。因此，所述兩個(gè)單元電池100和20(M皮 布置為一個(gè)堆疊布置結(jié)構(gòu)，在該堆疊布置結(jié)構(gòu)中單元電池100和200 彼此并聯(lián)連接。
圖2和圖3是典型地示出了圖1的變體的立體圖。
圖2中的結(jié)構(gòu)不同于圖1中的結(jié)構(gòu)，即圖2中的單元電池被布置 為平面布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。參考圖2，布置第三單元電池300,使得 第三單元電池300的陽(yáng)極終端310指向單元電池的上端；并且布置第 四單元電池400， 4吏得第三單元電池400的陽(yáng)極終端410指向單元電 池的上端。第四單元電池400的一側(cè)與第三單元電池300的一側(cè)相接 觸。第三單元電池300的陽(yáng)極終端310和第四單元電池400的陽(yáng)極終 端410通過(guò)熔焊耦合至電極引線360。類(lèi)似地，第三單元電池300的 陰極終端320和第四單元電池400的陰極終端420也通過(guò)熔焊耦合至 另一電極引線362。因此，第三單元電池300和第四單元電池400祐L 彼此并聯(lián)連接，同時(shí)第三單元電池300和第四單元電池400被布置到 相同平面以構(gòu)造成電池組電池。
將電池組電池安裝到袋形殼370中，該袋形殼370所具有的長(zhǎng)度 大致對(duì)應(yīng)于第三單元電池300的寬度和第四單元電池400的寬度之和。
用于將第三單元電池300和第四單元電池400彼此并聯(lián)連接的電 極引線360和362從袋形殼370部分地向外露出，以形成輸入和輸出 終端。
圖3示出了單元電池的堆疊布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)；然而，圖3中 的結(jié)構(gòu)不同于圖1中的結(jié)構(gòu)，即從每一單元電池的每側(cè)突出了一對(duì)陰
13極和陽(yáng)極終端。參考圖3,第五單元電池500和第六單元電池60(M皮 構(gòu)造為成對(duì)的陰極和陽(yáng)極終端從各自的單元電池的相對(duì)的側(cè)面突出的 結(jié)構(gòu)。形成在第五單元電池500上端的電極終端510和520可以是相 同的電極或者不同的電極。當(dāng)?shù)谖鍐卧姵?00的上端電極終端510 和520都是相同的陽(yáng)極時(shí)，第六單元電池600的上端電極終端610和 620也都是相同的陽(yáng)極。第五單元電池500和第六單元電池600之間 的耦合關(guān)系與圖1中的相同。因此，由第五單元電池500和第六單元 電池600的上端電極終端510、 520、 610和620在電池組電池的上端 形成陽(yáng)極，由第五單元電池500和第六單元電池600的下端電極終端 511、 521、 611和621在電池組電池的下端形成陰極。
作為另一實(shí)例，形成在第五單元電池500上端的電極終端510和 520可以是不同的電極，即分別是陽(yáng)極和陰極。在這種情況下，第六 單元電池600的上端電極終端610和620也分別是陽(yáng)極和陰極。第五 單元電池500的電極終端510和520與第六單元電池600的電極終端 610和620并聯(lián)連接，使得具有相同極性的電極彼此相連。第五單元 電池500和第六單元電池600的下端電極終端511、 521、 611和621 具有與如上所述的相同的電極結(jié)構(gòu)和連接方式。因此，第五單元電池 500和第六單元電池600被布置為堆疊布置型并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，以構(gòu)造 成在其上端和下端形成具有陰極和陽(yáng)極的電池組電池。由于已出現(xiàn)了 具有不同結(jié)構(gòu)的各種類(lèi)型的設(shè)備，因此希望基于設(shè)備的獨(dú)特形狀來(lái)使 用具有上述修改結(jié)構(gòu)的電池組電池。
圖5是一個(gè)立體圖，典型地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方 案的構(gòu)造二次電池的單元電池的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。
參考圖5，布置第七單元電池700,使得第七單元電池700的陽(yáng)極 終端710指向單元電池的上端；并且布置第八單元電池800,使得第 八單元電池800的陽(yáng)極終端810指向單元電池的上端。此外，第八單 元電池800位于第七單元電池700的下端，因此，第八單元電池800 的陽(yáng)極終端810鄰近于第七單元電池700的陰極終端720。通過(guò)熔焊 將第八單元電池800的陽(yáng)極終端810耦合至第七單元電池700的陰極 終端720，使得所述兩個(gè)單元電池700和800 ,皮彼此串聯(lián)連接。
彎曲兩個(gè)電池單元700和800的電極終端720和810之間的連接區(qū)域，從而將單元電池700和800布置為堆疊布置結(jié)構(gòu)，并且接著將 堆疊的單元電池700和800安裝到電池殼900的容納部910中，以制 造二次電池1000。 二次電池100的結(jié)構(gòu)在圖6中清楚地示出。
參考圖6，通過(guò)連接兩個(gè)單元電池700和800，以4吏得從單元電池 700和800的一側(cè)的末端突出的電極終端720和810彼此耦合，將所 述已連接的單元電池700和800安裝進(jìn)電池殼900的容納部910，并 用蓋子密封電池殼900的容納部910，來(lái)制造二次電池1000。
將所述兩個(gè)單元電池700和800的不彼此耦合的電極終端720和 810離心布置在各自的單元電池700和800的一側(cè)的末端，使得當(dāng)單 元電池700和800 ;故安裝進(jìn)電池殼900時(shí)，電極終端720和810突出 且同時(shí)彼此間隔布置。為了便于理解，圖6示出在第七單元電池700 的陽(yáng)極終端710和第八單元電池800的陰極終端820之間存在高度差； 然而，在實(shí)際的電池制造過(guò)程中，安裝第七單元電池700的陽(yáng)極終端 710和第八單元電池800的陰極終端820,使得陽(yáng)極終端710和陰極終 端820位于電池殼900的前端。當(dāng)將第七單元電池700的陽(yáng)極終端710 和第八單元電池800的陰極終端820安裝到相同平面時(shí)，可使用電極 引線(未示出)。
一種根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造二次電池的方法，其使用具有如圖1到3中 所示出的并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)的兩個(gè)單元電池100和200; 300和400; 500 和600,該二次電池基本相同于圖6中的二次電池；然而，前者與后 者的不同之處在于，作為外部輸入和輸出終端的陽(yáng)極終端和陰極終端 分別從電池殼900的上端和下端中突出。
盡管已出于示例性目的，公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是本 領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解在不偏離所附的權(quán)利要求書(shū)中所公開(kāi)的 本發(fā)明的范圍和精神，可做出多種修改、添加和替換。
工業(yè)應(yīng)用性
正如從上述說(shuō)明顯而易見(jiàn)的，單元電池之間的電耦合力和物理耦 合力被增加。因此，根據(jù)本發(fā)明的高容量二次電池顯示出提高的結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性。另外，通過(guò)簡(jiǎn)單的裝配過(guò)程，可大大提高根據(jù)本發(fā)明的二次 電池的容量。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括兩個(gè)或更多個(gè)堆疊-折疊型電池(“單元電池”)，所述堆疊-折疊型電池是通過(guò)使用長(zhǎng)分隔薄板將被構(gòu)造為其中具有相同極性的電極位于每一電極組件的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極組件(“雙電池”)與被構(gòu)造為其中具有不同極性的電極位于每一電極組件的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極組件(“全電池”)進(jìn)行卷繞來(lái)制造的，其中所述單元電池被安裝在電池殼中，每一單元電池具有一個(gè)或多個(gè)從其每一相對(duì)的末端突出的電極終端，并且所述單元電池被安裝到所述電池殼的容納部，使得所述單元電池被布置為堆疊布置結(jié)構(gòu)或者平面布置結(jié)構(gòu)，同時(shí)所述單元電池的電極終端被彼此連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中每一單元電池包括預(yù)定 數(shù)量的雙電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次電池，其中所述雙電池的數(shù)量是3 至30個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述單元電池被彼此并 聯(lián)連接或者串聯(lián)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其中每一單元電池具有一個(gè) 在其每一末端形成的電極終端，沿單元電池的厚度方向堆疊該單元電 池，使得具有相同極性的電極終端指向相同方向，并且所述單元電池 的具有相同極性的電極終端在其相對(duì)的末端被彼此耦合，由此使所述 單元電池被彼此并聯(lián)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其中每一單元電池具有兩個(gè) 在其每一末端形成的電極終端，形成在所述每一單元電池的每一末端 的電極終端具有相同極性，沿單元電池的厚度方向堆疊該單元電池， 使得具有相同極性的電極終端彼此相鄰，并且所述單元電池的具有相 同極性的電極終端在其相對(duì)的末端被彼此耦合，由此使所述單元電池 被彼此并聯(lián)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其中每一單元電池具有兩個(gè) 在其每一末端形成的電極終端，形成在所述每一單元電池的每一末端 的電極終端具有不同極性，沿單元電池的厚度方向堆疊該單元電池，使得具有相同極性的電極終端彼此相鄰，并且所述單元電池的具有相 同極性的電極終端在其相對(duì)的末端被彼此耦合，由此使所述單元電池 被彼此并聯(lián)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其中每一單元電池具有一個(gè) 在其每一末端形成的電極終端，沿單元電池的^黃向方向布置該單元電 池，同時(shí)所述單元電池被彼此相鄰，使得具有相同極性的電極終端指 向相同方向，并且通過(guò)連接部件使所述單元電池的具有相同極性的電 極終端在其相對(duì)的末端被彼此耦合，由此使所述單元電池被彼此并聯(lián) 連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的二次電池，其中所述連接部件是由導(dǎo)電 材料制成的電極引線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其中每一單元電池具有一 個(gè)在其每一末端形成的電極終端，堆疊所述單元電池使得具有相同極 性的電極終端指向相反方向，并且所述單元電池的具有不同極性的電 極終端在其相向的末端被彼此耦合，由此使所述單元電池被彼此串聯(lián) 連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的二次電池，其中所述單元電池的不彼 此耦合的剩余電極終端偏向所述單元電池的左側(cè)和右側(cè)，使得當(dāng)所述 單元電池被安裝進(jìn)電池殼時(shí)，所述電池殼的一側(cè)的電極終端被彼此間 隔開(kāi)預(yù)定if巨離。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述電池殼是由包括 金屬層和樹(shù)脂層的薄板制成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的二次電池，其中所示電池殼是由鋁薄 板制成的袋形殼。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述單元電池中的一 個(gè)單元電池包括長(zhǎng)分隔薄板，所述單元電池通過(guò)熱熔焊被彼此耦合， 同時(shí)所述分隔薄板的剩余末端圍繞所有單元電池。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述電池是高容量電池。
16. —種中型或大型電池模塊，包括多個(gè)作為單元電池的根據(jù)權(quán) 利要求1到15中任一項(xiàng)所述的二次電池。
17. —種中型或大型電池組，包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求16 所述的中型或大型電池模塊以及控制所述電池模塊運(yùn)行的控制單元。
全文摘要
公開(kāi)了一種包括兩個(gè)或更多個(gè)堆疊-折疊型電池(“單元電池”)的二次電池，所述堆疊-折疊型電池是通過(guò)使用長(zhǎng)分隔薄板將被構(gòu)造為其中具有相同極性的電極位于每一電極組件的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極組件(“雙電池”)與被構(gòu)造為其中具有不同極性的電極位于每一電極組件的相對(duì)的各側(cè)的堆疊型結(jié)構(gòu)的小尺寸電極組件(“全電池”)進(jìn)行卷繞來(lái)制造的，其中所述單元電池安裝在電池殼中，每一單元電池具有一個(gè)或多個(gè)從其每一相對(duì)的末端突出的電極終端，單元電池被安裝到電池殼的容納部，使得將單元電池布置為堆疊布置結(jié)構(gòu)或者平面布置結(jié)構(gòu)，同時(shí)將所述單元電池的電極終端彼此連接。根據(jù)本發(fā)明，增加了單元電池之間的電耦合力和物理耦合力。因此，根據(jù)本發(fā)明的高容量二次電池顯示出提高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。另外，通過(guò)簡(jiǎn)單的裝配過(guò)程，可大大提高根據(jù)本發(fā)明的二次電池的容量。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101496194SQ200780027717
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者劉光虎, 樸賢雨, 柳志憲 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)