二次电池

技术领域

本发明的实施例涉及一种二次电池。

背景技术

二次电池被反复地充电和放电，通常，低容量二次电池可用于便携式电子装置，诸如蜂窝电话、笔记本电脑或摄像机，高容量二次电池可用于电动车辆等。

二次电池通常包括电极组件、容纳电极组件和电解质的罐以及密封罐的盖组件。这里，电极组件包括正电极板、负电极板和置于正电极板与负电极板之间的隔膜，并且被卷绕为所谓的果冻卷型。正电极板电连接到盖组件，负电极板电连接到罐的底部，为此，正极集流板和负极集流板分别焊接到正电极板的未涂覆部分和负电极板的未涂覆部分。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景技术的理解，因此其可以包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供了一种二次电池，在该二次电池中，通过在电极组件的电极板的未涂覆部分处形成凹口来提供电极接线片，并且集流板可以与电极接线片紧密地表面接触。

另外，本发明提供了一种二次电池，该二次电池能够在弯曲和挤压电极接线片时确保电极板的稳定性。

技术方案

根据本发明实施例的二次电池包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板和置于第一电极板与第二电极板之间的隔膜，并且被卷绕成果冻卷形状，第一电极板涂覆有第一电极活性物质并且具有沿着其上端形成的第一未涂覆部分，第二电极板涂覆有第二电极活性物质并且具有沿着其下端形成的第二未涂覆部分；罐，用于容纳电极组件；盖组件，用于密封罐；第一集流板，通过与第一未涂覆部分接触而电连接到盖组件；以及第二集流板，通过与第二未涂覆部分接触而电连接到罐，其中，第一未涂覆部分和/或第二未涂覆部分具有这样的结构：多个等腰梯形的电极接线片在具有以特定角度(α)并从第一未涂覆部分和/或第二未涂覆部分的最接近卷绕轴的起点以预定间隔形成的凹口的情况下布置成彼此相邻，因此第一未涂覆部分和/或第二未涂覆部分朝向卷绕轴弯曲。

另外，在其处形成第n个凹口的点与起点之间的距离(c

其中，r

另外，从起点开始的第n个电极接线片的基部的长度(l

其中，r

另外，绝缘层可以设置在涂覆有第一电极活性物质的部分与第一未涂覆部分之间以及涂覆有第二电极活性物质的部分与第二未涂覆部分之间的区域中的至少一者中。

另外，绝缘层可以形成为沿着纵向方向具有均匀的宽度。

有益效果

本发明的实施例提供了一种二次电池，其中，通过在电极组件的电极板的未涂覆部分上形成凹口来提供电极接线片，并且具有特定角度的V形凹口从未涂覆部分的起点以预定间隔形成，因此当电极接线片朝向卷绕轴弯曲时，可以使电极接线片平坦，同时具有与电极组件的顶表面基本上对应的面积。从而使集流板能够与电极接线片紧密地表面接触。因此，二次电池可以具有大致均匀的焊接强度和电阻。

另外，本发明提供了一种二次电池，其中，绝缘层形成在电极板的涂覆有电极活性物质的部分和未涂覆部分之间的区域中，以支撑其下方的电极接线片，从而防止电极板在电极接线片(未涂覆部分)被弯曲和挤压时不适当地变形，并且进一步防止短路。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的二次电池的剖视图。

图2是根据本发明的实施例的二次电池的电极组件的第一电极板的前视图，其顺序地示出了电极组件未被卷绕的状态。

图3是图2的部分A的放大图。

图4是根据本发明的实施例的二次电池的电极组件的第一电极板的平面图，其顺序地示出了电极组件被卷绕并且电极接线片被弯曲的状态。

图5示出了图4中具有中心角φ的扇形的形状近似为等腰三角形。

具体实施方式

在下文中，将详细地描述本发明的实施例。

然而，本发明的主题可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的示例(或示例性)实施例。相反，提供这些示例实施例使得本发明将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员传达本发明的方面和特征。

另外，在附图中，为了简洁和清楚起见，夸大了各种组件的尺寸或厚度。同样的附图标记始终指同样的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。另外，将理解的是，当元件A被称为“连接到”元件B时，元件A可以直接连接到元件B，或者可以在它们之间存在中间元件C，使得元件A和元件B彼此间接连接。

这里使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制发明。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也旨在包括复数形式。另外，还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含或包括”和/或其变型时，说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

将理解的是，尽管可以在这里使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或部分与另一个构件、元件、区域、层和/或部分区分开。因此，例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分。

为了易于描述，这里可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等的空间相对术语来描述如图中示出的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。将理解的是，除了图中描绘的方位之外，空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的元件或特征被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其他元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以涵盖上方和下方两种方位。

图1是根据本发明的实施例的二次电池100的剖视图。

参照图1，二次电池100包括电极组件110、罐120、盖组件130、第一集流板141和第二集流板142。

电极组件110包括第一电极板111、第二电极板112和隔膜113，并且被卷绕成所谓的果冻卷形状。

第一电极板111可以是正电极板。在这种情况下，第一电极板111可以由例如铝箔制成，并且第一电极活性物质111a可以涂覆在其上。这里，第一电极活性物质111a可以包括例如过渡金属氧化物，并且可以遍及第一电极板111的除了一端之外的剩余区域涂覆。例如，可以将第一电极活性物质111a涂覆到第一电极板111的除了上端之外的剩余区域。换句话说，可以沿着第一电极板111的上端形成未涂覆第一电极活性物质111a的部分，即第一未涂覆部分111b。

另外，第二电极板112可以是负电极板。在这种情况下，第二电极板112可以由例如铜箔或镍箔制成，并且第二电极活性物质可以涂覆在其上。这里，第二电极活性物质可以包括例如石墨或碳，并且可以遍及第二电极板112的除了另一端之外的剩余区域涂覆。例如，可以将第二电极活性物质涂覆到第二电极板112的除了下端之外的剩余区域。换句话说，可以沿着第二电极板112的下端形成未涂覆第二电极活性物质的部分，即，第二未涂覆部分。

当然，在一些情况下，第一电极板111可以是负电极板，并且第二电极板112可以是正电极板。

第一电极板111的第一未涂覆部分111b和第二电极板112的第二未涂覆部分中的至少一者(在本实施例中，第一未涂覆部分111b和第二未涂覆部分中的两者)可以具有沿着对应的电极板的纵向方向在每个预定位置处形成的具有特定角度的V形凹口，从而提供电极接线片。因此，第一未涂覆部分111b和第二未涂覆部分在具有以特定角度(α)并以预定间隔形成的凹口的情况下被构造为使得多个等腰梯形的电极接线片平行布置而彼此相邻，稍后将对此进行更详细地描述。

隔膜113可以由聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯和聚丙烯的复合膜制成，并且可以位于第一电极板111与第二电极板112之间。隔膜113可以防止第一电极板111与第二电极板112之间的短路，同时使锂离子能够移动。

罐120通常形成为具有敞开的顶表面的圆柱的形状，并且容纳电极组件110和电解质。

盖组件130结合到罐120的顶端并且密封罐120。

另外，盖组件130包括盖板131、安全排气孔132、电极引线133和垫圈134。

盖板131包括向上突出的端部，并且具有在端部周围用于排放气体的孔。

当内部压力因由于过充电或其他异常情况在二次电池中产生的气体而超过特定压力时，安全排气孔132可以自发地破裂，从而通过排放内部气体来防止二次电池爆炸。

电极引线133使盖板131和电极组件110的第一电极板111通过第一集流板141能够彼此电连接，稍后将对此进行描述。

垫圈134围绕盖板131和安全排气孔132，并且使盖板131和安全排气孔132与罐120绝缘。

第一集流板141焊接到第一电极板111的第一未涂覆部分111b并且电连接到盖组件130的电极引线133。

另外，第二集流板142焊接到第二电极板112的第二未涂覆部分，并且电连接到罐120的底部。

因此，如以上陈述的，如果第一电极板111是正电极板并且第二电极板112是负电极板，则盖板131可以具有正极性，并且罐120可以具有负极性。

图2是根据本发明的实施例的二次电池100的电极组件110的第一电极板111的前视图，其顺序地示出了电极组件未被卷绕的状态。图3是图2的部分A的放大图。

图4是根据本发明的实施例的二次电池100的电极组件110的第一电极板111的平面图，其顺序地示出了电极组件110被卷绕并且电极接线片被弯曲的状态。作为参考，电极接线片以阴影部分表示。

首先，参照图2和图3，如以上陈述的，第一未涂覆部分111b具有其中具有特定角度(α)的凹口沿着第一电极板111的纵向方向形成在每个预定位置处的结构，使得多个等腰梯形的电极接线片连续地平行布置以彼此相邻。

更具体地，参照图2和图3连同图4，当第一电极板111被卷绕θ[rad]时，绕卷绕轴的第一电极板111上的任意点的半径(r)满足下面的等式1：

【等式1】

其中，r

另外，t是在第一电极板111卷绕360°时半径的增量，并且可以是由第一电极板111、第二电极板112和隔膜113的厚度确定的常数。

如果对等式1相对于θ进行积分，则在第一电极板111卷绕θ时，可以获得第一电极板111上的起点和任意点之间的弧的长度L，如下面的等式2所示：

【等式2】

如果每当第一电极板111以预定角度(φ[rad])卷绕时都形成一个凹口，则第一未涂覆部分111b具有各自距起点预定距离(c

【等式3】

其中，n是自然数，例如，其处形成第一凹口的点与起点之间的距离为c

如果图4中的绕卷绕轴具有中心角φ的扇形的形状在图4中近似为具有顶角φ[rad]的等腰三角形，如图5中所示，则每个等腰梯形的电极接线片的基部的长度(l

【等式4】

其中，n是自然数，例如，从起点开始的第一电极接线片的基部的长度是l

参照图5，可以看出的是，在等腰三角形中，φ+2β＝π，并且参照图3，α+2β＝π，因此φ＝α。

结果，当调整等式4时，每个等腰梯形的电极接线片的基部的长度(l

【等式5】

另外，每个等腰梯形的电极接线片的高度可以基本上等于或略大于t。

因此，当第一未涂覆部分111b朝向卷绕轴弯曲时，电极组件110的顶表面可以被覆盖而没有任何间隙。

特别地，当第一未涂覆部分111b朝向卷绕轴弯曲时，多个电极接线片可以不彼此随机叠置，而是可以具有与电极组件110的顶表面基本上对应的面积。因此，由于可以改善平坦度，所以第一集流板141与第一未涂覆部分111b紧密地表面接触，并且二次电池可以具有基本上均匀的焊接强度和电阻，从而改善焊接质量。

另外，如图2中所示，第一电极板111具有绝缘层111c，绝缘层111c具有基本上均匀的宽度，绝缘层111c沿着第一电极板111的纵向方向设置在涂覆有第一电极活性物质111a的部分与第一未涂覆部分111b之间。

绝缘层111c用于在第一未涂覆部分111b的弯曲部分下方支撑第一未涂覆部分111b。因此，当第一未涂覆部分111b(即，电极接线片)被弯曲和挤压时，能够防止第一电极板111的顶部不适当地变形的现象，并且即使第一电极板111变形，也可以防止在第一电极板111的顶部处第一电极板111与第二电极板112之间的短路。

第二未涂覆部分可以以与上述方式相同的方式形成。

即，第二未涂覆部分也具有沿着第二电极板112的纵向方向在每个预定位置处形成的具有特定角度(α[rad])的V形凹口，使得多个等腰梯形的电极接线片中的电极接线片彼此平行地连续地相邻布置。

这里，其处形成第n个凹口的点与第二未涂覆部分的最靠近卷绕轴的起点之间的距离(c

【等式6】

从起点开始的第n个电极接线片的基部的长度(l

【等式7】

另外，具有基本上均匀的宽度的绝缘层可以沿着第二电极板112的纵向方向设置在涂覆有第二电极活性物质的部分与第二未涂覆部分之间。

将不进一步给出关于这一点的重复描述。

虽然已经描述了前述实施例以实践本发明的二次电池，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。