相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2016年1月18日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2016-0006074號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。

背景

1.領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有最大內(nèi)部空間的電池單元。

2.相關(guān)技術(shù)的描述

通常，二次電池可再充電，容量大，包括鎳鎘(ni-cd)電池、鎳氫(ni-h)電池和鋰離子(li-ion)電池等。在上述電池中，鋰離子電池因其使用壽命長(zhǎng)、容量大等優(yōu)異特性已作為下一代能源備受關(guān)注。

鋰二次電池的工作電壓為3.6v或更高，可為便攜式電子裝置提供動(dòng)力?；蛘?，幾個(gè)鋰二次電池可以彼此串聯(lián)，并用于高輸出混合動(dòng)力車輛中。由于鋰二次電池的工作電壓比鎳鎘電池或鎳-金屬氫化物(n-mh)電池的工作電壓高三倍，并且每單位重量的能量密度比較高，鋰二次電池的使用迅速增長(zhǎng)。

通常，鋰二次電池可以電池單元為基礎(chǔ)進(jìn)行制造。另外，根據(jù)外部材料的形狀，鋰二次電池被劃分為罐式(can-type)二次電池，其中電極組件插入金屬罐中，和袋式(pouch-type)二次電池，其中電極組件插入鋁(al)層壓板的袋(pouch)中。

通常，上述二次電池可通過這樣的方式制造：將電解液(electrolyte)注入其中，并密封外部材料，電極組件容納外部材料中。

圖1是相關(guān)技術(shù)袋式電池單元的組成的分解透視圖，圖2是說明圖1所示的電池單元組裝后狀態(tài)的透視圖。另外，圖3是沿圖2的i-i'線獲得的截面圖。

參照?qǐng)D1至圖3，相關(guān)技術(shù)袋式電池單元通常包括電極組件10和容納電極組件10的袋式殼體20。

在這種情況下，電極組件10可包括電極板，即，陽極板和陰極板。另外，在陽極板和陰極板之間可插入隔膜(separator，未示出)。而且，每個(gè)陽極板和每個(gè)陰極板可包括一個(gè)或多個(gè)極耳(electrodetaps)11，即，陽極極耳和陰極極耳。

陽極極耳和陰極極耳分別連接到電極引線12，即，連接到陽極引線和陰極引線。另外，部分的陽極引線和部分的陰極引線可暴露在袋式殼體20的外面，從而作為電極端子(electrodeterminal)以便電連接到二次電池的外部元件，即，不同的二次電池或外部器件。

如圖1所示，電極組件10可形成為堆疊結(jié)構(gòu)。在這種情況下，堆疊的電極組件是指具有以下結(jié)構(gòu)的電極組件：其包括多個(gè)陽極板和多個(gè)陰極板，且陽極板和陰極板交替堆疊，隔膜插入陽極板和陰極板之間。

殼體20包括上殼體21和下殼體22。另外，電極組件10和電解液容納在由上殼體21和下殼體22形成的內(nèi)部空間中。在上殼體21和下殼體22中，可沿著其邊緣形成密封部分s，以密封內(nèi)部空間。另外，密封部分s可彼此結(jié)合(密封)，從而密封內(nèi)部空間。

殼體20可形成為其中包括al薄膜的形式，以保護(hù)內(nèi)部組件(例如電極組件10、電解液等)，增補(bǔ)電學(xué)和化學(xué)性能，并且通過電極組件10和電解液改善其散熱性能。

另外，al薄膜插入使用絕緣材料形成的絕緣層之間，以具有針對(duì)二次電池的內(nèi)部構(gòu)件(例如電極組件10和電解液)或二次電池的外部上的不同構(gòu)件的電絕緣性能。

然而，相關(guān)技術(shù)的袋式殼體可能不具有相對(duì)高的硬度水平。所以，如圖3所示，在將電解液注入其中并從中排出氣體的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)殼體形狀塌陷(collapses)并被壓破(crushed)的問題(參考箭頭)。

在殼體形狀塌陷的情況下，殼體的內(nèi)部空間不能保持，而是減小。因此，可能出現(xiàn)待填充電解液的空間也減小的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)方面可提供一種可以保持殼體的形狀并確保(securing)其內(nèi)部空間的電池單元。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，電池單元包括：殼體，其包括界定容納空間的深度的側(cè)壁部分和從側(cè)壁部分延伸并使容納空間完整的平面部分；以及電極組件，其以以下方式形成：多個(gè)電極板堆疊并容納在殼體的容納空間中。另外，側(cè)壁部分包括第一側(cè)壁和從第一側(cè)壁向外突出并擴(kuò)大容納空間的第二側(cè)壁。

在示例性實(shí)施方案中，第二側(cè)壁與平面部分所在的平面之間的傾角(angleofinclination)可比第一側(cè)壁與該平面之間的傾角窄。

在示例性實(shí)施方案中，第一側(cè)壁的傾角形成為比第二側(cè)壁的傾角寬，且小于90°。

在示例性實(shí)施方案中，電池單元可包括將第一側(cè)壁連接到第二側(cè)壁的連接部分。

在示例性實(shí)施方案中，可在連接部分與第一側(cè)壁相交(meet)的部分和連接部分與第二側(cè)壁相交的部分中形成兩條折線。

在示例性實(shí)施方案中，兩條折線可以以兩條折線中的每一條的端部相交(meet)的方式形成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，電池單元包括：電極組件，其包括堆疊的多個(gè)電極板和從多個(gè)電極板中的每一個(gè)中延伸的極耳；以及殼體，其包括容納多個(gè)電極板的第一容納部分和容納極耳的第二容納部分。此外，第一容納部分和第二容納部分形成為具有不同寬度。

附圖說明

結(jié)合附圖，從下面詳細(xì)的描述中將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它方面、特征以及其他優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1是相關(guān)技術(shù)袋式電池單元的組成的分解透視圖。

圖2是說明圖1所示的電池單元組裝后狀態(tài)的透視圖；

圖3是沿圖2的線i-i'獲取的截面圖；

圖4是根據(jù)示例性實(shí)施方案的袋式電池單元的示意分解透視圖；

圖5是說明圖4所示的電池單元組裝后狀態(tài)的透視圖；

圖6是沿圖5的線ii-ii'獲取的截面圖；

圖7是圖4所示的電池單元的側(cè)視圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明的不同示例性實(shí)施方案的電池單元的示意透視圖。

具體實(shí)施方式

本文中使用的術(shù)語僅描述特定實(shí)施方案，并且本發(fā)明不限于此。除非上下文另有明確說明，如本文所使用的單數(shù)形式“一(a)”、“一個(gè)(an)”和“所述(the)”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”時(shí)，其明確說明所述特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或其組合的存在，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或其組合。

在下文中，將參考說明本發(fā)明實(shí)施方案的示意圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方案。在附圖中，例如，由于制造技術(shù)和/或公差，所示形狀的改變是可以預(yù)計(jì)的。因此，本發(fā)明的實(shí)施方案不應(yīng)被解釋為限于本文所示的區(qū)域的特定形狀，例如，不限于包括由制造造成的形狀變化。以下實(shí)施方案也可由一個(gè)或其組合構(gòu)成。

圖4是根據(jù)示例性實(shí)施方案的袋式電池單元的示意分解透視圖，而圖5是說明圖4所示的電池單元組裝后狀態(tài)的透視圖。另外，圖6是沿圖5的線ii-ii'獲取的截面圖，圖7是圖4所示的電池單元的側(cè)視圖。

參照?qǐng)D4至圖7，根據(jù)示例性實(shí)施方案，袋式電池單元包括電極組件100和殼體200。

電極組件100包括多個(gè)電極板和極耳110，并且被容納在殼體200的容納部分204中。在這種情況下，電極板包括陽極板和陰極板。另外，電極組件100可形成為堆疊結(jié)構(gòu)，其中陽極板和陰極板的相對(duì)寬的表面彼此相對(duì)，其間插入隔膜。

陽極板和陰極板可形成為涂覆有活性物質(zhì)漿料的集電體(currentcollector)的結(jié)構(gòu)。通常，以以下方式形成漿料：攪拌添加有溶劑的粒狀活性物質(zhì)、輔助導(dǎo)體(auxiliaryconductor)、粘合劑、增塑劑等。

同樣，電極組件100可包括在垂直方向上堆疊的多個(gè)陽極板和多個(gè)陰極板。在這種情況下，多個(gè)陽極板和多個(gè)陰極板中的每一個(gè)可包括極耳110。另外，極耳110可與具有相同極性的不同極耳110接觸并連接到具有相同極性的電極引線120。

殼體200包括第一殼體210和第二殼體220。第一殼體210和第二殼體220中的每一個(gè)可包括密封部分202和容納部分204。

密封部分202可設(shè)置為沿著容納部分204的周邊的邊緣部分。

第一殼體210的密封部分202和第二殼體220的密封部分202彼此結(jié)合，并封閉由容納部分204形成的內(nèi)部空間。

密封部分202利用熱熔法結(jié)合，但是本發(fā)明不限于此。另外，為了顯著減小密封部分202的面積，密封部分202可以形成為以下形式：在密封部分結(jié)合在一起之后至少折疊一次。

容納部分204可以形成為具有容器的形狀并且提供內(nèi)部空間。在這種情況下，密封部分202可以形成為在形成為具有容器形狀的容納部分204的端部處展開。

容納部分204的內(nèi)部空間可包含電極組件100和電解液(未示出)。如圖4所示，容納部分204可形成在第一殼體210和第二殼體220的整體中。然而，根據(jù)需要，容納部分204可僅形成在第一殼體210和第二殼體220中的一個(gè)中。

此外，根據(jù)示例性實(shí)施方案，容納部分204可包括平面部分205和側(cè)壁部分206。

平面部分205可被設(shè)置為具有較大面積的表面，并且可提供容納部分204的內(nèi)部空間的底表面或上表面。因此，平面部分205可以以平面部分205從側(cè)壁部分206延伸并使內(nèi)部空間完整的方式形成。

另外，平面部分205可以形成為具有與電極組件100的面積相對(duì)應(yīng)的尺寸，并且形成為與密封部分202基本平行。

側(cè)壁部分206可從密封部分202延伸并連接到平面部分205的周邊(perimeter)。

因此，側(cè)壁部分206可界定容納部分204的內(nèi)部空間的深度。

側(cè)壁部分206可包括第一側(cè)壁206a、第三側(cè)壁206b、第二側(cè)壁206c和連接部分206d。

參照?qǐng)D4，第一側(cè)壁206a可形成在電池單元的相對(duì)的兩側(cè)面(opposingsides)上，形成為四邊形形狀。在這種情況下，其上形成第一側(cè)壁206a的兩側(cè)面可被設(shè)置為電極組件100的電極引線120從中伸出的側(cè)面。在示例性實(shí)施方案的情況下，電極引線120可以從由電池單元形成的矩形短側(cè)面伸出。因此，第一側(cè)壁206a可設(shè)置在短側(cè)面上。

第三側(cè)壁206b可形成在平面部分205的相對(duì)的兩側(cè)面上，并且可設(shè)置在電池單元的長(zhǎng)側(cè)面上，垂直于第一側(cè)壁206a。

如圖7所示，第一側(cè)壁206a和密封部分202之間或第一側(cè)壁206a和平面部分205之間的傾角可定義為θ1。第三側(cè)壁206b的傾角可定為比第一側(cè)壁206a的傾角θ1寬，但本發(fā)明的構(gòu)造不限于此。

以與隨后描述的示例性實(shí)施方案相同的方式，第一側(cè)壁206a和第三側(cè)壁206b的傾角可以形成為相等，或者第三側(cè)壁206b的傾角可形成為比第一側(cè)壁206a的傾角窄。

以與第一側(cè)壁206a相同的方式，第二側(cè)壁206c可設(shè)置在電池單元的短側(cè)面上(電極引線120設(shè)置于電池單元的短側(cè)面上)，并且可置于(interposed)第一側(cè)壁206a之間。

因此，每個(gè)第一側(cè)壁206a可形成在電池單元的拐角(corner)內(nèi)，而第二側(cè)壁206c可設(shè)置為從第一側(cè)壁206a向外突出。

如圖7所示，第二側(cè)壁206c和密封部分202之間或第二側(cè)壁206c和平面部分205之間的傾角可定義為θ2。在這種情況下，第二側(cè)壁206c的傾角θ2可定義為比第一側(cè)壁206a的傾角θ1窄。

因此，第一側(cè)壁206a的傾角θ1可形成為比第二側(cè)壁206c的傾角θ2寬，并且小于90°。另外，第二側(cè)壁206c可形成為在朝向密封部分202的方向上進(jìn)一步從第一側(cè)壁206a向外突出。

根據(jù)示例性實(shí)施方案，電池單元可保持為具有與如圖1所示的相關(guān)技術(shù)電池單元相同的尺寸。因此，當(dāng)?shù)诙?cè)壁206c向外突出時(shí)，可以減小第二側(cè)壁206c形成于其中的密封部分202的結(jié)合面積。

在可以保持密封部分202的結(jié)合可靠性的范圍內(nèi)，第二側(cè)壁206c可最大程度地突出。

將第一側(cè)壁206a連接到第二側(cè)壁206c的連接部分206d可以形成在第二側(cè)壁206c的相對(duì)的端部(ends)上。

由于第二側(cè)壁206c形成的傾角不同于第一側(cè)壁206a形成的傾角，連接部分206d可將第一側(cè)壁206a連接到第二側(cè)壁206c，并且可插入到第一折線c1和第二折線c2之間。在這種情況下，第一折線c1可設(shè)置為在第一側(cè)壁206a與連接部分206d相交的部分中形成的折線。另外，第二折線c2可以設(shè)置為形成在連接部分206d與第二側(cè)壁206c相交的部分中形成的折線。

殼體200可形成為在第一折線c1和第二折線c2中沿不同方向彎曲。因此，容納部分204的側(cè)壁部分206可具有相對(duì)高的硬度水平以防止殼體200的外部形狀變形。

就相關(guān)技術(shù)來說，在將電解液注入到殼體中并從中排出氣體的過程中，可能出現(xiàn)殼體的形狀塌陷并且其一部分被壓碎的問題。在這種情況下，由于殼體的側(cè)壁整體塌陷，并且殼體的內(nèi)部空間減小，如圖3所示，填充有電解液的空間也可能減小。

因此，不可將所需量的電解液注入其中，或者電解液可在電極組件100和平面部分205之間流動(dòng)，所以可設(shè)置平面部分205與電極組件100間隔開。因此，電池單元被制造為具有電池單元的相對(duì)表面凸起(swell)的形狀。

然而，根據(jù)示例性實(shí)施方案，電池單元可包括具有不同傾角的第一側(cè)壁206a和第二側(cè)壁206c，第一側(cè)壁206a和第二側(cè)壁206c形成在電極引線120從中伸出的側(cè)面上的。另外，由于第一側(cè)壁206a和第二側(cè)壁206c的傾角可以不同，在第一側(cè)壁206a和第二側(cè)壁206c之間可形成多條折線c1和c2。

第一折線c1和第二折線c2可形成為在相反的方向上彎曲，從而增加了支撐平面部分205的硬度水平。因此，即使在殼體200中的氣體被除去的情況下，也不會(huì)使殼體200的側(cè)壁部分206容易塌陷。

因此，由于可確保最大的內(nèi)部空間，所以內(nèi)部空間可充分填充電解液，從而防止電池單元的相對(duì)的表面凸起。

此外，第一側(cè)壁206a和第三側(cè)壁206b可盡可能大面積的與電極組件100接觸，并且可使電極組件100固定。因此，即使在第二側(cè)壁206b向外延伸的情況下，也可抑制電極組件100在殼體200中的移動(dòng)。

此外，根據(jù)示例性實(shí)施方案，殼體的容納空間可包括具有不同傾角的第一側(cè)壁206a和第二側(cè)壁206c。因此，容納空間可分成由第一側(cè)壁206a和第三側(cè)壁206b形成的第一容納部分和由第二側(cè)壁206c形成的第二容納部分。另外，第一容納部分可用作容納堆疊的電極板的空間，而第二容納部分可用作容納從電極板和電極引線120延伸的極耳110的空間。

因此，第一容納部分和第二容納部分可形成為具有不同的寬度。

同時(shí)，示例性實(shí)施方案舉例說明了第二側(cè)壁206c僅形成在設(shè)置有電極引線的短側(cè)面上的情況，但是本發(fā)明的構(gòu)造不限于此。例如，第二側(cè)壁206c也可形成于其中形成有第三側(cè)壁206b的長(zhǎng)側(cè)面上。然而，密封部分的寬度在第三側(cè)壁206b上可顯著較小。因此，在第二側(cè)壁206c形成在第三側(cè)壁206b上的情況下，可增加電池單元的寬度。

本發(fā)明不限于上述示例性實(shí)施方案，并且可進(jìn)行各種修改。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的不同示例性實(shí)施方案的電池單元的示意透視圖。

在示例性實(shí)施方案的情況中，電池單元可以以與上述示例性實(shí)施方案中的電池單元類似的方式配置，并且可以僅在第三側(cè)壁的結(jié)構(gòu)上有所不同。因此，將省略與上述示例性實(shí)施方案相同的部件的描述，僅描述它們之間的差別。

參照?qǐng)D8，根據(jù)示例性實(shí)施方案，可形成電池單元使得第一側(cè)壁206a和第三側(cè)壁206b具有相同的傾角。

另外，第一折線c1的一端和第二折線c2的一端可形成為與平面部分205在一點(diǎn)相交，而第一折線c1的另一端和第二折線c2的另一端可形成為與密封部分202在不同點(diǎn)相交。

由于上述構(gòu)造，平面部分205可形成為完全矩形形狀，因此使電極組件更穩(wěn)定地固定于其上。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，可提供一種即使在殼體中的氣體被除去的情況下也不會(huì)使殼體的側(cè)壁部分容易塌陷的電池單元。因此，可確保最大的內(nèi)部空間并且在其中可填充足量的電解液。另外，可防止電池單元的相對(duì)表面凸起。

雖然以上已經(jīng)示出和描述了示例性實(shí)施方案，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行修改和變化。