堆叠的蓄电池制造技术

技术编号:7156792 阅读:271 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供了具有改进的过充电特性的堆叠的蓄电池。在该堆叠的蓄电池中,堆叠的电池元件的叠层用外部封装膜密封。在该叠层中,平板状正电极或平板状负电极被容纳在袋状分隔器中使得正电极引线端子或负电极引线端子引出的方向与分隔器的机器方向一致;合成树脂膜粘合在袋状分隔器的两个外表面上,该合成树脂膜跨过与分隔器的机器方向一致的边缘,其附着强度大于分隔器的热收缩应力且其软化点高于分隔器的软化点;并且被容纳在袋状分隔器中的正电极或负电极以及不被包含在袋状分隔器中的反电极被相对布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种堆叠的蓄电池,该堆叠的蓄电池含有通过堆叠平板状正电极和负电极获得的电池元件,该电池元件被密封在膜状外壳中。正电极或负电极被包含在袋状分隔器中并且与相应反电极堆叠。
技术介绍
锂离子电池以及其它大的充电一放电容量电池被广泛用于各种便携的电池供电装置(包含蜂窝电话)。在比如电动汽车、电动自行车、电动工具和电能存储器之类的这种应用中也需要具有大的充电一放电容量的有效蓄电池。这些高功率电池使用一种堆叠的电池,其中平板状正电极和平板状负电极被堆叠在一起,分隔器布置在平板状正电极和平板状负电极之间。正电极使用铝箔用作集流器。正电极的集流器涂覆有锂-过渡金属复合氧化物颗粒以及赋予导电性的制剂(比如炭黑)。类似地,负电极使用铜箔用作集流器。负电极的集流器涂覆有炭颗粒(比如石墨颗粒)以及赋予导电性的制剂(比如炭黑)。为了制作平板状正电极和负电极,相应电极活性材料被施加到用作集流器在其预定区域上的带状铝箔和带状铜箔。其上未沉积活性材料层的相应未涂覆区域与所述被涂覆区域一体形成,用以连接翼片从而提供电连接。为了制作比如锂离子电池的堆叠的蓄电池,平板状正电极和负电极被堆叠在一起并且分隔器布置于其间,以形成电池元件,该电池元件进而密封在膜状外壳中。尽管体积能量密度和质量能量密度是期望的,但是密封在膜状外壳中的堆叠的蓄电池并没有包封在刚性外部容器中且因此在它们的电池元件在过充电膨胀时可能影响周围环境。因而,需要有效的对策来应对与高容量堆叠的蓄电池的过充电关联的问题。堆叠的锂离子电池中使用的平板状正电极被包含在袋状分隔器中用以与负电极堆叠。尽管与彼此独立布置的分隔器板相比,袋状分隔器可以提高电池的可靠性,但是在这些袋状分隔器被过度加热并且经历热收缩时或者在这些袋状分隔器暴露于由电解质溶液在超过电流测试标准的苛刻条件下过充电时分解生成的高压气体时,这些袋状分隔器可能变形。这种变形可能造成所述袋在通过例如热熔合工艺而接合的其接合区中破裂。结果, 正电极可能会接触负电极。某些不含水电解质蓄电池含有包封在金属外部容器中的卷绕式电池元件。这些电池中使用的分隔器可能经历热收缩并且可能电接触外壳。为了防止这些电池中在热收缩的分隔器与外壳之间的电接触,提出了使用居间绝缘体构件,所述构件是比分隔器更有效的绝缘体(参考例如专利文献1)。类似地,已经提出了不含水电解质蓄电池,其中绝缘体构件附着到卷绕式电池元件的分隔器(参考例如专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献 1 JP-A-2000-251866专利文献 2 JP-A-2006-196276。
技术实现思路
技术问题某些堆叠的蓄电池含有平板状正电极和平板状负电极的堆叠,其中正电极或负电极被包含在袋状分隔器中。本专利技术的目的是提供这样的堆叠的蓄电池,其中在显著超过抵消过充电当前所要求的电池性能的测试条件下,防止电池失控(runaway)。特别地,本专利技术的目的是提供锂离子电池形式的堆叠的蓄电池,其中在比由IEC标准规定的10V-1C条件明显更加极端的36V-1C的条件下防止了电池失控。解决问题的方案本专利技术涉及一种堆叠的蓄电池,其中平板状正电极或者平板状负电极被包含在袋状分隔器中,该袋状分隔器取向成使得正引线端子或负引线端子引出的方向与分隔器的机器方向对齐;合成树脂膜在该袋状分隔器的两侧跨过接合区的边缘被施加到该袋状分隔器,该合成树脂膜具有高于由该分隔器的热收缩造成的应力的附着强度并且具有高于该分隔器的软化点的软化点;并且被包含在该袋状分隔器中的正电极或负电极与不被包含在该分隔器中的反电极以相对的方式堆叠以形成堆叠的电池元件,该堆叠的电池元件进而被密封在膜状外壳中。本专利技术涉及上述堆叠的蓄电池,其中在该袋状分隔器的两侧跨过接合区的边缘被施加到该分隔器的合成树脂膜的一部分被包含在该袋状分隔器内的该正电极或该负电极在堆叠方向上投影的投影部中。另外,本专利技术涉及上述堆叠的蓄电池,其中该袋状分隔器和负电极被堆叠在一起, 同时由该袋状分隔器的外围以及该负电极的除引出电极引线端子的边缘以外的两个相邻侧来定位。本专利技术涉及上述堆叠的蓄电池,其中用于定位正电极或负电极的定位区被形成在该袋状分隔器内。本专利技术的有益效果在本专利技术的堆叠的蓄电池中,正电极或负电极被包含在袋状分隔器中,所述袋状分隔器被取向成使得电极引线端子引出的方向与该分隔器的机器方向对齐。合成树脂膜在该袋状分隔器的外部的两侧并且跨过与分离器的机器方向对齐的边缘被施加到该袋状分隔器。 该合成树脂膜具有高于由该分隔器的热收缩造成的应力的附着强度。包含正电极或负电极的分离器与平板状反电极堆叠以形成堆叠的电池元件,该堆叠的电池元件进而被密封在膜状外壳中。这种构造可以在明显高于预期的电压被施加而造成过充电时防止袋状分隔器在接合区破裂。这种过充电会造成产生气体而使压力增加或者产生导致由分隔器热收缩造成的应力的热量,导致分隔器的破裂。结果,可以防止在分隔器破裂且正电极接触负电极时发生的电池失控。附图说明图1为说明本专利技术的堆叠的蓄电池的一个实施例的图示。图IA为堆叠的蓄电池的透视图。图IB为沿图IA中的线A-A’截取的截面图。图IC为图IB的与图IC对应的部分的放大视图。图2为说明制造本专利技术的堆叠的蓄电池过程中的各步骤的图示。图2A、2B、2C、2E 和2F为说明相应步骤的图示。图2D为沿图2B中的线A-A’截取的截面图。图3为说明本专利技术的堆叠的蓄电池的另一实施例的图示。图3A为堆叠的蓄电池的透视图。图:3B为沿图3A中的线A-A’截取的截面图。图3C为图;3B的与图3C对应的部分的放大视图。具体实施例方式现在将参考锂离子电池描述本专利技术的堆叠的蓄电池。在这种电池中,被包含在袋状分隔器中的正电极与负电极堆叠以形成电池元件,该电池元件进而密封在膜状外壳中。 当利用比用于过充电的国际安全标准规定的10V-1C条件显著更高的高电压和高充电速率对该电池充电时,由于电解质溶液分解产生气体,压力可能增加,或者由于分隔器的热收缩可能产生应力。结果,在袋状分隔器的熔合功能被激活之前袋状分隔器在其接合区中可能破裂,造成破裂区域附近的正电极直接接触负电极。本专利技术人已经发现,通过防止在袋状分隔器的熔合功能被激活之前袋状分隔器在其接合区中破裂,从而阻止离子渗透跨过分隔器,当该堆叠的蓄电池以比预期更高的电压和更高的速率过充电时,该电池可能对周围环境造成的影响可以被最小化。 现在将参考附图描述本专利技术。图1为说明本专利技术的堆叠的蓄电池的一个实施例的图示。图IA为堆叠的蓄电池的透视图。图IB为沿图IA中的线A-A’截取的截面图。图IC为图IB的与图IC对应的部分的放大视图。参考锂离子电池描述的本专利技术的堆叠的蓄电池1包括矩形平板状正电极和矩形平板状负电极。堆叠的蓄电池1包含密封在膜状外壳5中的电池元件3。电池元件3包含袋状分隔器30,所述袋状分隔器30包含矩形平板状正电极10且与矩形平板状负电极20堆叠,并且袋状分隔器30布置在正电极和负电极之间。正电极10具有沉积在正电极收集器12上的正电极活性材料层14并且具有连接到其的相应正引线端子16。一组正引线端子16接合在一起并连接到正电极端子18,该正电极端子通过密封区7进而引出到外部。类似地,负电极20具有沉积在负电极收集器22 上的负电极本文档来自技高网
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【技术保护点】
1. 一种堆叠的蓄电池,其特征在于,平板状正电极或平板状负电极被包含在袋状分隔器中,该袋状分隔器被取向成使得正引线端子或负引线端子引出的方向与该分隔器的机器方向对齐;合成树脂膜在该袋状分隔器的两侧跨过接合区的边缘被施加到该袋状分隔器,该合成树脂膜具有高于由该分隔器的热收缩造成的应力的附着强度并且具有高于该分隔器的软化点的软化点;并且被包含在该袋状分隔器中的正电极或负电极与不被包含在该分隔器中的反电极以相对的方式堆叠以形成堆叠的电池元件,该堆叠的电池元件进而被密封在膜状外壳中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:大道寺孝夫
申请(专利权)人:NEC能源元器件株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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