[发明专利]弯曲形状的电池及包括该电池的电池组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种弯曲形状的电池及包括该电池的电池组件。

更具体地，是关于一种电极组件以与含浸电解液的状态内置于可变电池壳体的电池，其特征在于所述电极组件和电池壳体在轴向的垂直断面上相对于中心部其两侧端部向同一方向一起弯曲形成曲面。

背景技术

随着对移动机器的技术开发和其需求的增长，作为能源的二次电池的需求急剧增长。这样的二次电池中，对具有高能量密度和放电电压的锂二次电池的研究被广泛进行并且被常用化而广泛应用。

作为典型，在电池形状方面，对以薄的厚度用于手机等产品的角形二次电池和袋状二次电池需求增加；在材料方面，对高能量密度、高放电电压、高输出稳定性的锂离子电池、锂离子聚合物电池等这样的锂二次电池的需求变高。

关于这样的二次电池，随着消费者的趣向，电子设备逐渐趋于小型化、薄型化，为使对不必要的空间浪费达到最小，因而要求的电池形状依然是小型化和薄型化。因而，使电池的形状随设备的形状而实现多样化，并且需要有效地使用设备的内部空间。

特别是，最近设备的设计本身对需求者的产品选择上起着非常重要要素的作用，因此抛开考虑生产性等的现有的平面性设计而进行多样的设计。例如，手机，笔记本电脑等这样的设备考虑到人体工程性设计，以具有规定曲面的方式而设计。

这样，在外面形成有曲面形状的设计被开发多数并被实用化，产品化的电池大部分为平面形状因此招致不必要的空间浪费，这样的空间引起电池安装稳定性差从而因外部冲击而游动，有可能产生电池损伤的问题。

从而，当形成有曲面形状的设备的要安装电池的位置上形成有曲面时，迫切需求如下结构的电池：相应部位弯曲从而具有曲面，以使其在这样的设备上能够稳定地安装。

与此相关，存在一部分在电极组件形成曲面的现有技术。例如，美国专利公开第2007/0059595号卷绕式(jelly roll type)电极组件公开了一种垂直于卷绕轴的断面具有弯曲形状的电池。根据所述技术，该弯曲形状通过利用凹形加热器和凸型加热器的热压成型而形成。

另外，日本专利申请公开第1999-307130号公开了一种利用直径相互不同的两个辊子(roll)，对堆栈型电极组件进行热压，制造弯曲结构的电池的方法。

但是，所述技术全部都是对电极组件自身进行热压成型，因而产生电池劣化这样的严重问题。另外，所述电子技术以卷绕式电极组件(jelly roll)为对象，在应力集中的中心部引起更大的应力，具有电极组件扭曲等变形大的问题。与此相反，所述后者的技术使用了堆栈型电极组件，具有如下问题，即：当由加热辊子施压时，由前端应力而使部分极板之间相互非均匀地被推移，在电极组件两端部可能产生短路。

而且，这些所述技术在电极组件状态下进行引起弯曲变形的工序，因而电池壳体也不得不一同产生变形，因此增加工程上的负担。另外，在电池壳体安装了弯曲的电极组件的状态下注入电解液并充电时，具有在弯曲过程中电极组件内在的应力通过电解液的可塑作用而恢复的倾向，由此具有如下问题：电极组件端部受到电池壳体内面的施压从而短路的可能性增加。

从而，迫切需要弯曲形状的二次电池(电池)，来解决所述这样的问题，并且使电池在轴向上形成缓和的曲面。

发明内容

所要解决的课题

本发明目的在于解决上述那样现有技术的问题点和一直以来的技术课题。

本申请的发明者进行了有深度的研究和多种试验，确认了以下事实并终于完成了本发明：当电池包含可变性电池壳体、在轴向垂直断面上相对于中心部其两侧端部向同一方向一同弯曲时，与具有形成的曲面外形的设备形状对应地安装电池，使不必要的空间浪费达到最低，能够随消费者趣向而开发具有多样设计的设备，并能够解决如上述那样的短路危险性的增加等现有技术的问题点。

解决课题的方法

基于以上，本发明的电池是一种阳极、隔膜、阴极层叠结构的电极组件以含浸有电解液的状态内置于可变电池壳体的电池，所述电极组件和电池壳体在轴向垂直断面上相对于中心部其两侧端部向同一方向缓和地一同弯曲的方式构成。

从而，当为具有形成有曲面外形的设备，或外面虽是平面形状但电池的安装部位的形状为曲面的设备时，与此相应地安装在轴向上形成曲面的本发明电池，则安装部位具有紧密结构而使不必要的空间浪费达到最小，并且能够随消费者趣向而开发具有多样设计的设备。