[发明专利]高能可充电锂电池的壳体

说明书

技术领域

本发明涉及一种高能锂聚合物电池的单体电池壳体。

更具体地，本发明涉及一种壳体，用于保护多个柔性锂聚合物单体电池，具有减小体积的紧凑结构，具有简单的组装工艺，并且使高能充电或放电过程中产生的热量最少。

背景技术

一般地，与一次电池不同，二次电池是可以充电和放电的。对二次电池的研究已经使二次电池适用于高科技领域，例如数码相机、手机、笔记本电脑或混合动力汽车。作为二次电池的例子，已经有镍一镉电池、镍一金属氢化物电池、镍一氢电池、可充电锂电池和其它电池。在这些电池中，可充电锂电池的工作电压为3.6V或更高，并且用作便携式电子产品的电源。此外，将数个可充电锂电池串联连接可以用于混合动力汽车。可充电锂电池的工作电压是镍一镉电池或镍一金属氢化物电池的3倍。此外，可充电锂电池的单位重量的能量密度高。基于这些原因，可充电锂电池的使用快速增长。

可充电锂电池可以制成不同形状，例如，圆柱形或棱柱形，这可以用于锂离子电池。锂聚合物电池最近引起极大关注，它可以制成柔性袋式，从而其形状可以有不同变化。此外，锂聚合物电池的稳定性优异且重量轻，因此其优点是实现小巧而轻便的便携式电子产品。

参看图1，传统的袋式可充电锂电池10包括电池部分11和壳体12。壳体12提供在其中容纳电池部分11的空间12a。

电池部分11是通过依次放置阳极板、隔膜和阴极板并将它们沿一个方向卷绕而制成，或者是通过层叠多层阳极板、隔膜和阴极板而制成。电池部分11的每块电极板电连接到阳极端子13或阴极端子14。

每个阳极端子13和阴极端子14的一端伸出壳体12的密封表面12b。阳极端子13和阴极端子14的伸出端连接到保护电路板的端子，这在附图中未表示。

在每个阳极端子13和阴极端子14的外表面与密封表面12b的接合处缠绕密封胶带15，从而防止壳体12与电极端子13和14之间短路。

壳体12不是由厚金材料(thick gold material)制成的圆柱形或棱柱形罐状结构，而是一种袋式结构，该结构中间层是金属箔，附着于金属箔相反两面上的是由绝缘膜制成的内层和外层。这样，袋式结构具有优异的韧性，从而可以根据需要进行弯曲。如上所述，壳体12具有在其中容纳电池部分11的空间12a，并且在沿空间12a边缘热熔合的表面上具有密封面12b。

图2是沿图1的线1-1的放大图。

参看附图，壳体12包括具有中间层12c、内层12d和外层12e的复合膜。中间层12c是由金属箔制成的，例如铝箔。内层12d和外层12e包括绝缘膜，贴在中间层12c的内外表面上以保护中间层12c。

电池部分11具有依次设置的阳极板11a、隔膜11c和阴极板11b，装在壳体12的空间12a中。阳极端子13和阴极端子14从阳极板11a和阴极板11b伸出，如图1所示。电极端子13和14的末端穿过壳体12的密封面12b露在外面。密封胶带15在密封面12b中缠绕每个电极端子13和14的外表面。

如上所述构成的袋式可充电锂电池10的电池部分11通过以下工艺制得。首先，将阳极端子13和阴极端子14电连接到阳极板11a和阴极板11b。接着，依次排列阳极板11a、隔膜11c和阴极板11b。在这种状态下，将它们沿一个方向缠绕，由此制成电池部分11。

将完成的电池部分11通过拉拔过程(drawing process)装在具有空间12a的壳体12中。在安装过程中，每个电极端子13和14的一端露在壳体12外部。在这种状态下，对壳体12的密封面12b施加预定的加热和压力，从而执行热熔合。由此完成袋式可充电锂电池10。将完成的袋式可充电锂电池10经过一系列成型过程，包括充电操作、老化操作、放电操作，从而检测缺陷电池，并稳定电池结构。

韩国专利申请公开号2005-594披露了有关封装袋式可充电锂电池的方法的现有技术。根据这篇文献，袋式可充电锂电池对壳体的金属层和阳极端子施加相同正电拉，从而破坏壳体内层。由于内层破坏，则当阴极端子与壳体金属层彼此接触时造成短路，从而容易检测到开路电压差。

同时，当需要高能锂电池时，如在混合动力汽车中，将几十或几百个如图1和图2所示的袋式电池层叠并串联，从而提供高电压。

由于袋式锂聚合物电池包括容易弯折或弯曲的易碎铝袋，因此必须通过强的壳体来保护袋，以便长时间使用。根据现有技术，为了串联连接袋，通过具有电路图案的PCB(印刷电路板)连接每个袋的阳极端子和阴极端子。然后将连接的袋置于壳体中。