专利名称：具有改进的完工带的二次电池以及制造这种二次电池的方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及二次电池以及制造这种二次电池的方法，具体而言，涉及具有改进的完工带的二次电池，防止了对二次电池的胶卷形电极结构进行卷绕时在此带下气泡的形成。
2.相关技术的描述由于和镍-镉(Ni-Cd)电池和镍-氢(Ni-MH)电池相比，锂二次电池的高工作电压和每单位重量的优异能量密度，因此它们能够充放电并迅速地发展起来。锂二次电池可以根据所采用的电解质类型分为液体电解质电池和聚合物电解质电池。一般来说，采用液体电解质的电池称作锂离子电池，采用聚合物电解质的电池称作锂聚合物电池。
具体而言，采用液体电解质的二次电池采用胶卷形电极结构，此结构具有分别涂覆了正负极活性材料的正负极板，隔板设置在正负极板之间。这种结构以螺旋的方式卷绕，称作胶卷形。将具有胶卷形的电极组件放在电池壳内，例如罐或袋内，电解液注入到电池壳中。
在卷绕依次层叠的正极板、隔板及负极板的过程中，需要用胶带完善所卷绕的电极卷，这样胶卷不会松开。通常在这最后的步骤中采用胶带。通常称作完工带的这种胶带具有粘结到电池结构的外层和其自身的粘结侧，以卷绕的状态保持胶卷结构。
参考
图1A，胶卷电极结构10包括完工带20，以保持胶卷结构10的最外端16。此结构具有正极接片12和负极接片14，完工带20围绕着胶卷结构和最外端16。更普遍地，如图1A所示，在卷绕胶卷前就贴着完工带20，完工带20用于卷绕胶卷10。此外，完工带在胶卷10和放置胶卷的电池壳(未示出)的内部之间提供电绝缘。
完工带20由薄的聚合物膜制成。结果，可能在完工带20和胶卷10之间的粘结表面处存留有空气。空气存留部分22产生气泡，如图1B所示。气泡使胶卷的表面变得不均匀，增加了电池体积，会妨碍胶卷10向电池壳中的插入，在胶卷放入电池壳中时引起破裂。因为由例如薄聚乙烯材料制成的完工带20在前端粘结到胶卷10之前具有粘结到胶卷10的尾端，因此出现了空气存留部分22，这样连续地进行绕带工艺是不可能的。
日本特开平2001-155744公开了一种非水电解质二次电池，其中，在电极的最外部分没有卷绕隔板，露出了正极或负极用集流体。卷绕完工带，留下一部分露出的电极组件。但是，非水二次电池的完工带仍具有上述问题。
日本特开平2001-185224公开了一种二次电池，它具有窄的完工带，用于在宽度方向和长度方向上卷绕电极组件。但是，在长度方向上绕带会使制造工艺复杂，即使完工带窄了，也仍存在存留空气的部分。
为了在充放电循环过程中有效地排出在电极组件中产生的气体，日本特开平2001-273931公开了一种具有带排气孔的绝缘带的电池。此绝缘带设置在电极组件的下部。但是，绝缘带不是会在胶卷形电极结构完工过程中存留空气的完工带。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种二次电池，该电池包括卷绕电极组件和完工带，所述电极组件具有依次层叠并以螺旋方式卷绕的正极板、隔板和负极板，所述完工带具有多个渗透孔，完工带粘结到卷绕电极组件的外表面及完工带自身，渗透孔允许空气从卷绕电极组件的外表面和完工带之间排出。
优选地，在完工带中的孔是圆的，这些孔可以是均匀或非均匀地设置。
根据本发明制造二次电池的方法，包括依次地层叠正极板、隔板、负极板以形成电极结构，将完工带粘结到电极结构的正负极板之一的表面上，完工带包括多个渗透孔，向完工带的自由端施加拉力并以螺旋方式卷绕电极结构，完工带覆盖并粘结到电极结构作为外表面，这样，在卷绕过程中在电极结构和完工带之间存留的空气从渗透孔穿出，从而防止了在完工带和电极结构之间形成气泡。
根据本发明制造二次电池的另一种方法，包括依次地层叠正极板、隔板、负极板以形成电极结构，以螺旋形卷绕具有外表面的电极结构，以将包括多个渗透孔的完工带卷绕在螺旋结构上、覆盖外表面以及将完工带粘接到其自身的方式将此带粘结到所述外表面上，这样，在电极结构和完工带之间存留的空气在卷绕过程中就会穿过渗透孔，从而防止了在完工带和电极结构之间形成气泡。
图1A描述了在常规胶卷形电极结构上卷绕的完工带，图1B描述当如图1A所示卷绕完工带时在完工带下方形成的存留空气部分。
图2A和2B是根据本发明的完工带的透视图；图3描述了在棱柱形电池的电极组件上卷绕的根据本发明的完工带。
图4描述了在圆柱形电池的电极组件上卷绕的根据本发明的完工带。
发明的详细描述参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
图2A表示了根据本发明的完工带30。完工带30可以由各种材料制成，所用材料可以是电绝缘的或导电的。在前一种情况中，完工带使胶卷形电极结构与电池壳电绝缘，而导电带提供了向电池壳的电连接。优选地，完工带是聚合物带，例如聚乙烯。
如图2A所示，完工带30具有多个穿透的孔32。在图2A描述的带中，孔32是以均匀的图形、按均匀的间隔有规则地设置的。孔防止在利用完工带30卷绕的胶卷形电极结构的表面上形成气泡。优选地，完工带30包括用于粘接胶卷形电极结构的最外层和完工带30自身的一侧上的粘结剂。
图2B示出另一种具有孔32’的完工带30’，在此带30’中不是以均匀图形设置孔32’。相反，孔32’的设置是不规则的，不以任何均匀图形。图3和4示出了带30的实施方式，在那些实施方式中也可以采用带30’。
将完工带粘接到胶卷上并利用所施加的拉力卷绕以形成胶卷的外表面。如果在完工带30和30’中的孔32和32’太大，那么在卷绕完工带的过程中受到拉力的孔部分会扩大和变形，或者完工带会撕破。因此，优选在完工带中孔尽可能地小，以致于它们受到拉力的影响很小。这些孔优选地是象针孔一样小。另外，优选孔是圆形或椭圆形。如果孔在完工带的表面呈角度，那么当完工带利用所施加的拉力卷绕在或用于卷绕电极胶卷时就会发生破裂。
图3描述了设置到棱柱形电池的卷绕电极组件10的具有孔32的完工带30。参考图3，当具有孔32的完工带30卷绕在电极组件10的侧表面并粘结到其上时，在电极组件10的表面和完工带30之间存留的空气和产生的气泡通过孔32排出，显著减少了气泡。如果采用完工带30’也会取得相同的效果。
同样，可以把完工带30应用到圆截面电极组件40，如图4所示。参考标记42、44分别代表正极接片和负极接片。此外，在此实施方式中可以选择性地采用完工带30’。
虽然未示出，但是根据本发明的完工带还可以用于这种情况。在那种设置中，完工带安装在卷绕电极组件的最外端，而不是用于卷绕电极组件。
具有根据本发明的完工带的二次电池具有下述优点和作用。
首先，存留的空气不会留在电极组件表面和完工带之间。
第二，避免了电极组件体积的增加。
第三，减少了除去存留气体所延长的时间，提高了生产效率。
虽然参考优选实施方式特别地示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离由附加权利要求所限定的本发明的实质和范围的条件下，可以对本发明进行形式和细节方面的各种变化。
权利要求
1.一种二次电池，包括卷绕电极组件，它具有依次层叠并以螺旋方式卷绕的正极板、隔板和负极板；具有多个渗透孔的完工带，完工带粘结到卷绕电极组件的外表面和完工带自身，渗透孔允许空气从卷绕电极组件的外表面和完工带之间排出。
2.根据权利要求1的二次电池，其中在完工带中的孔以具有均匀间隔的图形设置。
3.根据权利要求1的二次电池，其中在完工带中的孔以非均匀间隔设置。
4.根据权利要求1的二次电池，其中在完工带中的孔是圆截面的。
5.根据权利要求1的二次电池，其中渗透孔是针孔。
6.根据权利要求1的二次电池，其中完工带包括用于粘结所述外表面和完工带自身的粘结剂。
7.一种制造二次电池的方法，包括依次地层叠正极板、隔板、负极板以形成电极结构；将完工带粘结到电极结构的正负极板之一的表面上，完工带包括多个渗透孔；以及向完工带的自由端施加拉力并以螺旋方式卷绕电极结构，完工带覆盖并粘结到电极结构作为外表面，这样，在卷绕过程中在电极结构和完工带之间存留的空气从渗透孔穿出，从而防止了在完工带和电极结构之间气泡的形成。
8.根据权利要求7的方法，其中在完工带中的孔以具有均匀间隔的图形设置。
9.根据权利要求7的方法，其中在完工带中的孔以非均匀间隔设置。
10.根据权利要求7的方法，其中在完工带中的孔是圆截面的。
11.根据权利要求7的方法，其中渗透孔是针孔。
12.根据权利要求7的方法，其中完工带包括用于粘结所述外表面和完工带的粘结剂。
13.一种制造二次电池的方法，包括依次地层叠正极板、隔板、负极板以形成电极结构；以螺旋形卷绕具有外表面的电极结构；以及通过将包括多个渗透孔的完工带卷绕在螺旋结构上、覆盖其外表面并且将完工带粘接到其自身的方式将此带粘结到所述外表面上，这样，在电极结构和完工带之间存留的空气在卷绕过程中就会从渗透孔穿出，从而防止了在完工带和电极结构之间气泡的形成。
14.根据权利要求13的方法，其中在完工带中的孔以具有均匀间隔的图形设置。
15.根据权利要求13的方法，其中在完工带中的孔以非均匀间隔设置。
16.根据权利要求13的方法，其中在完工带中的孔是圆截面的。
17.根据权利要求13的方法，其中渗透孔是针孔。
18.根据权利要求13的方法，其中完工带包括用于粘结所述外表面和完工带的粘结剂。
全文摘要
一种二次电池，具有防止气泡在胶卷形电极结构和完工带之间形成的完工带。二次电池包括卷绕电极组件和完工带，卷绕电极组件具有依次层叠的正极板、隔板和负极板，完工带具有渗透孔并且粘结到卷绕电极组件的外侧表面。渗透孔允许空气排出，防止在带下气泡的形成。
文档编号H01M10/04GK1424785SQ02156338
公开日2003年6月18日 申请日期2002年11月6日 优先权日2001年11月6日
发明者郑铉济 申请人:三星Sdi株式会社