各實施方式涉及一種二次電池以及制造該二次電池的方法。

背景技術(shù)：

一般而言，二次電池是能夠被充電和放電的電池，并可以包括鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰電池。具體地，鋰二次電池具有3.6V或更大的驅(qū)動電壓，其是被普遍用作電子設(shè)備的電源的鎳鎘二次電池的三倍。此外，鋰二次電池具有每單位質(zhì)量的相對高的能量密度。

鋰二次電池根據(jù)所使用的電解質(zhì)的類型而分為基于液體電解質(zhì)的電池和基于聚合物電解質(zhì)的電池。利用液體電解質(zhì)的電池一般被稱為鋰離子電池，利用聚合物電解質(zhì)的電池一般被稱為鋰聚合物電池。

此外，取決于容納電極組件的殼體的形狀，鋰二次電池可以形成為各種形狀，包括通常用于鋰離子電池的圓柱型和棱柱型以及通常用于鋰聚合物電池的袋型(pouch type)。

在袋型鋰二次電池中，袋殼體通常包括金屬箔層和由合成樹脂制成的多個層。與利用金屬罐的圓柱形或棱柱形的鋰二次電池相比，袋型鋰二次電池的優(yōu)點在于：其能夠顯著地減小電池的重量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

各實施方式針對一種二次電池，該二次電池包括：袋，具有在袋的相反兩側(cè)中的至少一個處向內(nèi)凹入的凹入部分；電極組件，包括第一電極板、第二電極板和隔板，隔板設(shè)置在第一電極板和第二電極板之間，電極組件在袋內(nèi)；以及引線接頭(lead tab)，聯(lián)接到電極組件并暴露到袋的外面。隔板在電極組件的厚度方向上在與袋的凹入部分相對應(yīng)的不同區(qū)域處從第一電極板或第二電極板突出不同的突出長度。

隔板的突出長度可以沿電極組件的厚度方向逐漸增大。

隔板可以在與袋的凹入部分相對應(yīng)的區(qū)域處圍繞電極組件的側(cè)表面。

隔板從第一電極板或第二電極板突出的最大長度可以小于或等于電極組件的厚度。

隔板可以形成為與第一電極板和第二電極板一起堆疊的單獨的片。隔板可以形成為以Z字形的構(gòu)造穿過第一電極板和第二電極板之間的區(qū)域的單個伸長的片。

凹入部分可以在袋的至少一個內(nèi)角超過90度的區(qū)域處被斜切。

各實施方式還針對一種二次電池的制造方法，該制造方法包括：通過交替地堆疊第一電極板和第二電極板且使隔板插置在第一電極板和第二電極板之間而堆疊電極組件，隔板包括從第一電極板和第二電極板突出的區(qū)域；沿電極組件的厚度切割隔板的從第一電極板或第二電極板突出的區(qū)域；以及將電極組件插入袋中，使得隔板的區(qū)域的在切割之后保持從第一電極板或第二電極板突出的部分形成圍繞電極組件的側(cè)表面的蓋部分(cover portion)。

切割隔板的所述區(qū)域可以在沿電極組件的厚度的豎直方向上進行或在相對于豎直方向成一角度的方向上進行。

在切割隔板的所述區(qū)域之后，從第一電極板或第二電極板突出的蓋部分的長度可以在電極組件的厚度方向上逐漸增大。

將電極組件插入袋中可以被進行，使得蓋部分位于電極組件的側(cè)表面和袋之間。

附圖說明

通過參照附圖詳細描述示范性實施方式，特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯，附圖中：

圖1示出根據(jù)實施方式的二次電池的透視圖；

圖2示出圖1所示的二次電池的分解透視圖；

圖3示出分解透視圖，其描繪圖1中示出的二次電池的電極組件的堆疊方法；

圖4示出描繪圖1中示出的二次電池的電極組件的平面圖；

圖5示出沿圖4的線A-A截取的截面圖；

圖6示出截面圖，其描繪切割圖1中示出的二次電池的電極組件中的隔板的工藝步驟；

圖7示出截面圖，其描繪在圖6中示出的切割之后的電極組件；

圖8示出截面圖，其描繪其中隔板的蓋部分覆蓋圖7中示出的電極組件的側(cè)表面的狀態(tài)；

圖9示出截面圖，其描繪其中圖8中示出的電極組件被安裝在袋中的狀態(tài)；

圖10示出根據(jù)另一實施方式的二次電池的透視圖；以及

圖11示出圖10中示出的二次電池的分解透視圖。

具體實施方式

現(xiàn)在，將在下文參照附圖更全面地描述示例實施方式；然而，它們可以以不同的形式實施，而不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的實施方式。而是，提供這些實施方式使得本公開將全面和完整，并將示范性的實施充分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

在附圖中，為了圖示的清晰，可以夸大層和區(qū)域的尺寸。相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。

圖1示出根據(jù)實施方式的二次電池的透視圖，圖2示出圖1中示出的二次電池的分解透視圖。

參照圖1和圖2，根據(jù)實施方式的二次電池100可以包括袋110、容納在袋110中的電極組件120、以及聯(lián)接到電極組件120并暴露到袋110之外的引線接頭130。

袋110可以形成為多層的片狀結(jié)構(gòu)。袋110可以包括形成內(nèi)表面并用于提供絕緣和熱熔合的聚合物片、形成外表面并用于保護的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)片、尼龍片或PET-尼龍復(fù)合片、以及提供機械強度的金屬片。(為了便于說明起見，以下的描述將通過示例的方式關(guān)于“尼龍片”進行。)金屬片可以插置在聚合物片和尼龍片之間，并可以由例如鋁片形成。

袋110可以包括：第一殼體構(gòu)件111，具有頂部開口并通過內(nèi)部空間容納電極組件120；和第二殼體構(gòu)件112，成形為基本上平坦的板并密封第一殼體構(gòu)件111。

第二殼體構(gòu)件112可以與第一殼體構(gòu)件111結(jié)合以覆蓋容納在第一殼體構(gòu)件111中的電極組件110。在此狀態(tài)下，熱熔合可以沿第一殼體構(gòu)件111和第二殼體構(gòu)件112的周邊進行，從而密封袋110。

當(dāng)袋110的讓引線接頭130從其突出的區(qū)域被定義為前部區(qū)域時，袋110 可以具有形成在前部區(qū)域的兩個相反的邊緣處的凹入部分110a。凹入部分110a可以具有相對于與袋110的前部區(qū)域相反的后部區(qū)域而向內(nèi)凹入的斜切拐角。由于凹入部分110a，袋110可以具有六邊形的形狀，該六邊形在前部區(qū)域中具有大于或等于90度的內(nèi)角。當(dāng)根據(jù)實施方式的二次電池100將被插入其中的裝置具有例如不規(guī)則的形狀(諸如，在二次電池100被用于圓形裝置諸如智能手表中的情形下的圓形空間)時，二次電池100可以適合于該裝置的形狀。凹入部分110a的位置和數(shù)目可以根據(jù)該裝置的設(shè)計而可變地調(diào)整。因此，根據(jù)實施方式的二次電池100可以被安裝在具有各種形狀的裝置的空間中。盡管圖1和圖2僅示出凹入部分110a形成在袋110的前部區(qū)域的相反兩側(cè)處，但是凹入部分110a也可以僅形成在袋110的前部區(qū)域的相反兩側(cè)之一處。

電極組件120可以配置為使得第一電極板121和第二電極板122被交替地堆疊，使隔板123插置在兩者之間。第一電極板121可以是正電極板，第二電極板122可以是負電極板。在一些實施中，第一電極板121和第二電極板122的極性可以對換。為了說明方便起見，以下的描述將假設(shè)第一電極板121是正電極板并且第二電極板122是負電極板來進行。

電極組件120可以與電解質(zhì)一起被容納在袋110中。電解質(zhì)可以包括有機溶劑(諸如碳酸次乙酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC))和鋰鹽(諸如LiPF₆或LiBF₄)。

第一電極板121可以通過在由例如金屬箔(諸如鋁(Al)箔)制成的第一集流器上涂覆第一電極活性材料(諸如，例如過渡金屬氧化物)而形成。第一電極板121可以包括沒有涂覆第一電極活性材料的未涂覆區(qū)域。未涂覆區(qū)域可以用作在第一電極板與第一電極板的外部之間流動的電流的通道。

第二電極板122可以通過在由例如金屬箔(諸如銅或鎳箔)制成的第二集流器上涂覆第二電極活性材料(諸如，例如石墨或碳)而形成。第二電極板122可以包括沒有涂覆第二電極活性材料的未涂覆區(qū)域。

第一電極板121和第二電極板122可以具有斜切形狀以與袋110的第一殼體構(gòu)件111的內(nèi)部空間的形狀一致。例如，第一電極板121和第二電極板122可以分別具有形成在適應(yīng)于袋110的形狀的位置處的凹入部分121a和122a。第一電極板121和第二電極板122可以成形為與形成在袋110的第一殼體構(gòu)件111中的空間的形狀一致，使得電極組件120可以插入袋110中。

位于第一電極板121和第二電極板122之間的隔板123可以防止第一電極板121和第二電極板122之間的電短路，并可以僅允許鋰離子通過。隔板123可以由合適的隔板材料諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的復(fù)合膜形成。

隔板123可以包括覆蓋第一電極板121的凹入部分121a和第二電極板122的凹入部分122a的蓋部分123a。蓋部分123a可以配置為圍繞第一電極板121的凹入部分121a的側(cè)表面和第二電極板122的凹入部分122a的側(cè)表面，從而有助于防止凹入部分121a和122a直接接觸第一殼體構(gòu)件111。第一電極板121和第二電極板122可以被蓋部分123a保護而不與袋110的第一殼體構(gòu)件111直接接觸。

在二次電池100中，如果袋110的內(nèi)部溫度升高，則可能從袋110產(chǎn)生的氣體以及由于所產(chǎn)生的氣體而施加的內(nèi)部壓力會集中在具有不規(guī)則形狀的第一電極板121的凹入部分121a和具有不規(guī)則形狀的第二電極板122的凹入部分122a上。第一電極板121的凹入部分121a和第二電極板122的凹入部分122a可以被蓋部分123a保護而不被這樣的內(nèi)部壓力損壞。第一電極板121和第二電極板122關(guān)于形狀不規(guī)則性具有增大的自由度。因此，根據(jù)實施方式的二次電池100可以被插入具有各種形狀的裝置空間中。

引線接頭130可以電連接到電極組件120，并可以突出且暴露到袋110的外面。引線接頭130可以包括可形成為伸長的條帶的第一電極接頭131和第二電極接頭132。第一電極接頭131和第二電極接頭132可以分別電連接到第一電極板121和第二電極板122中的相應(yīng)一個，分別形成正電極和負電極。第一電極接頭131和第二電極接頭132可以通過與電極組件120(包括第一電極板121、第二電極板122和隔板123)堆疊在一起而形成。當(dāng)?shù)谝灰€接頭131是正電極接頭時，第一引線接頭131可以由鋁制成。當(dāng)?shù)诙€接頭132是負電極接頭時，第二引線接頭132可以由銅制成。第一引線接頭131和第二引線接頭132的極性和材料可以根據(jù)設(shè)計選擇而變化。

絕緣構(gòu)件131a和132a可以分別聯(lián)接到第一電極接頭131和第二電極接頭132與袋110交叉的相應(yīng)區(qū)域。絕緣構(gòu)件131a和132a可以使袋120與第一電極接頭131和第二電極接頭132電絕緣，并可以即使在第一電極接頭131和第二電極接頭132所在的區(qū)域也保持密封狀態(tài)。

在下文，將更詳細地描述形成根據(jù)實施方式的二次電池的電極組件以及 將電極組件插入袋中的方法的各步驟。

圖3示出分解透視圖，其描繪圖1中示出的二次電池的電極組件的堆疊方法；圖4示出平面圖，其描繪圖1中示出的二次電池的電極組件；圖5示出沿圖4的線A-A截取的截面圖；圖6示出截面圖，其描繪切割圖1中示出的二次電池的電極組件中的隔板；圖7示出截面圖，其描繪在圖6中示出的切割之后的電極組件；圖8示出截面圖，其描繪其中隔板的蓋部分覆蓋圖7中示出的電極組件的側(cè)表面的狀態(tài)；圖9示出截面圖，其描繪其中圖8中示出的電極組件被安裝在袋中的狀態(tài)。

參照圖3，在根據(jù)實施方式的二次電池100中，電極組件120可以通過交替地堆疊具有不規(guī)則形狀的第一電極板121和第二電極板122而形成，使隔板123設(shè)置在第一電極板121和第二電極板122之間。第一電極板121和第二電極板122中的每個可以成形為六邊形平面，該六邊形平面包括形成在電極組件120的前部區(qū)域的相反兩側(cè)的凹入部分121a或122a，如上所述。

隔板123可以形成為單獨的片，然后布置在第一電極板121和第二電極板122之間。在另一些實施中，隔板123可以形成為具有由圖3中的虛線表示且彼此連接的部分的單個伸長的片，以允許隔板123以Z字形的方式穿過第一電極板121和第二電極板122之間的區(qū)域。在任一情況下，隔板123可以允許第一電極板121和第二電極板122在電學(xué)上彼此獨立。

在堆疊期間，每個隔板123可以具有矩形形狀而不是不規(guī)則形狀。因此，在堆疊期間，可以省略對隔板123單獨地進行的額外工藝。

參照圖4和圖5，堆疊的電極組件120可以配置為使得由虛線表示的第一電極板121和第二電極板122的頂表面和底表面被隔板123覆蓋。隔板123可以覆蓋與第一電極板121的凹入部分121a和第二電極板122的凹入部分122a相對應(yīng)的區(qū)域。隔板123可以包括從第一電極板121的凹入部分121a和第二電極板122的凹入部分122a突出的突出部分123a'。

參照圖6，隔板123的突出部分123a'可以通過切割工具被共同地切割。切割可以在隔板123被堆疊的狀態(tài)下在豎直方向上進行。例如，包括隔板123的電極組件120可以具有在豎直方向上的厚度，隔板123的突出部分123a'可以在它們被向下按壓的同時被切割，如圖6所示。為了加工隔板123的突出部分123a'從而具有適當(dāng)?shù)拈L度，切割可以利用根據(jù)由本領(lǐng)域技術(shù)人員做出的選擇而選擇的各種切割角度進行。

參照圖7，示出由所述切割產(chǎn)生的電極組件120的結(jié)構(gòu)。當(dāng)隔板123被共同切割時，隔板123的突出部分123a'可以具有與上述蓋部分123a相同的結(jié)構(gòu)。例如，由切割產(chǎn)生的蓋部分123a可以具有從最下面的結(jié)構(gòu)到最上面的結(jié)構(gòu)按比例減小的各種長度l₁至l_n。(如在比較圖6和7中可見的，圖6中示出的最上面的蓋部分123a將是圖7中示出的最下面的蓋部分123a。例如，在切割之后，電極組件120可以被顛倒以提供圖7中示出的取向。)最下面的蓋部分123a和最上面的蓋部分123a之間的結(jié)構(gòu)的長度可以以預(yù)定比率減小。當(dāng)隔板123被共同切割時，每個長度之間的差異可以由于電極組件120的厚度而產(chǎn)生，并可以在需要時通過改變切割角度而調(diào)整。

最下面的隔板123的蓋部分123a的長度l₁可以小于或等于電極組件120的厚度t₁。如下面將描述的，當(dāng)蓋部分123a覆蓋第一電極板121的凹入部分121a和第二電極板122的凹入部分122a時，最下面的隔板123的蓋部分123a的長度l₁可以被選擇為不超過電極組件120的厚度t₁，使得蓋部分123a將不妨礙袋110的第二殼體構(gòu)件112的在第一殼體構(gòu)件111的頂部處的聯(lián)接和密封。因此，可以實現(xiàn)袋110的密封。

參照圖8和圖9，隔板123的蓋部分123a可以被向上彎曲以圍繞第一電極板121的凹入部分121a和第二電極板122的凹入部分122a。在這樣的狀態(tài)下，電極組件120可以被插入袋110的第一殼體構(gòu)件111中。此外，雖然圖8和圖9被示出為分開的附圖，但是當(dāng)圖7中示出的電極組件120被插入第一殼體構(gòu)件111中時，圖7中示出的電極組件可以在隔板123的蓋部分123a處自然地變形，產(chǎn)生圖9中示出的電極組件120。此外，單獨的帶(tape)可以被施加到蓋部分123a的側(cè)表面以附接到電極組件120的頂表面，從而防止蓋部分123a返回到其初始位置。

第一殼體構(gòu)件111的頂部可以被第二殼體構(gòu)件112覆蓋。第一殼體構(gòu)件111和第二殼體構(gòu)件112可以熔合到彼此，從而完成二次電池100的整個構(gòu)造。

如上所述，依照根據(jù)實施方式的二次電池100，在配置為使得第一電極板121、第二電極板122和隔板123被堆疊的電極組件120中，隔板123可以被共同地切割為與第一電極板121和第二電極板122的不規(guī)則形狀一致。由于電極組件120的厚度，蓋部分123a可以被切割為具有階梯式變化的長度。如此形成的蓋部分123a可以覆蓋第一電極板121的凹入部分121a和第 二電極板122的凹入部分122a，從而在袋110中保護凹入部分121a和122a并有助于防止凹入部分121a和122a被袋110的內(nèi)部壓力損壞。

在下文，將描述根據(jù)另一實施方式的二次電池的構(gòu)造。

圖10示出根據(jù)另一實施方式的二次電池的透視圖，圖11示出圖10中描繪的二次電池的分解透視圖。在本實施方式中，與上述實施方式相同的功能部件由相同的附圖標(biāo)記表示，以下的描述將集中在本實施方式和上述實施方式之間的差異上。

參照圖10和圖11，根據(jù)另一實施方式的二次電池200可以在平面圖中具有基本上八邊形形狀。二次電池200可以包括袋210、容納在袋210內(nèi)的電極組件220、以及聯(lián)接到電極組件220并暴露到袋210之外的引線接頭130。

像在之前的實施方式中一樣，袋210可以包括形成在前部區(qū)域的相反兩側(cè)的凹入部分110a，引線接頭130從前部區(qū)域暴露到外面。袋210還可以包括形成在后部區(qū)域的相反兩側(cè)的凹入部分210a以與凹入部分110a對稱。因此，袋210的整體形狀可以是八邊形，從而當(dāng)二次電池200被容納在基本上圓形的裝置空間中時減少空間的浪費。

電極組件220可以具有八邊形形狀從而與袋210的形狀一致。像在之前的實施方式中一樣，電極組件220還可以包括形成在前部區(qū)域的相反兩側(cè)的蓋部分123a以及形成在后部區(qū)域的相反兩側(cè)的蓋部分223a以彼此對稱，其中引線接頭130從前部區(qū)域突出。因此，在電極組件220中，蓋部分123a和223a可以保護具有不規(guī)則形狀的凹入部分。

經(jīng)由總結(jié)和回顧，實施方式提供了一種二次電池及其制造方法，該二次電池能夠被適應(yīng)性地制造為與各種形狀一致從而解決裝置的要求并從電極組件在袋中的密封和保護的角度表現(xiàn)出改善的性能。

根據(jù)實施方式，在配置為使得第一電極板、第二電極板和隔板堆疊的電極組件中，隔板可以被共同地切割從而與第一電極板和第二電極板的不規(guī)則形狀一致，從而由于電極組件的厚度而形成具有階梯式變化的長度的蓋部分。如此形成的蓋部分可以覆蓋第一電極板和第二電極板的凹入部分，從而在袋中保護凹入部分并有助于防止凹入部分被袋的內(nèi)部壓力損壞。

這里已經(jīng)公開了示例實施方式，雖然采用了特定的術(shù)語，但是它們僅以一般性和描述性的含義來使用和解釋，而不是為了限制的目的。在一些情況下，如到本申請的提交為止對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯然的，關(guān)于 特定實施方式描述的特征、特性和/或元件可以被單獨地使用，或者可以與關(guān)于其它實施方式描述的特征、特性和/或元件結(jié)合地使用，除非另外特別說明。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以進行形式和細節(jié)上的各種改變，而沒有脫離由權(quán)利要求書所闡述的本公開的精神和范圍。

于2015年6月29日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交且發(fā)明名稱為“二次電池及其制造方法”的韓國專利申請第10-2015-0092172號通過引用整體地結(jié)合于此。