专利名称：二次电池的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及二次电池，更具体地，涉及具有提高的安全性的二次电池。
背景技术：
近来，二次电池已经广泛用作便携式电子设备的电源。此外，由于便携式电子设备越来越多地用于各种场合，所以对于高容量的二次电池的需求迅速增加。因此，正在进行广泛研究以改善二次电池的安全性。
发明内容
本发明的一方面提供一种抑制正极板与负极板之间的短路的二次电池。本发明的另一方面提供一种在高温下稳定地使用的二次电池。本发明的又一方面提供容易地对准正极板和负极板的二次电池。根据本发明的一方面，二次电池包括电极组件，包括第一板、第二板、以及设置在第一板和第二板之间的隔板，其中第一板包括活性部分和从活性部分延伸的非活性部分，其中第二板包括活性部分和从活性部分延伸的非活性部分；设置在第一板的非活性部分上的陶瓷材料；以及电池盒，容纳电极组件。根据一实施方式，陶瓷材料面对第二板的活性部分。陶瓷材料可以与第一板的活性部分相邻。陶瓷材料可以与第一板的活性部分和非活性部分之间的界面相邻地设置。根据一实施方式，第一板通过在基板的第一表面和基板的相对的第二表面的至少之一上涂覆第一活性材料而形成，其中第一板的活性部分通过基板的被涂覆的部分定义，第一板的非活性部分通过基板的没有被涂覆的部分定义，其中陶瓷材料在非活性部分处形成在基板的第一表面和第二表面的至少之一上。根据一实施方式，第一板通过在第一基板的第一表面和第二表面上涂覆第一活性材料而形成，其中在第一表面上的第一活性材料的厚度等于在第二表面上的第一活性材料的厚度，以及其中在第一表面或第二表面上的陶瓷材料的厚度为从大约30微米到第一板的厚度与基板的厚度之间的差的大约一半。根据一实施方式，在第一表面或第二表面上的陶瓷材料的厚度为从大约30微米到第一表面或第二表面上的第一活性材料的厚度。陶瓷材料可以包括Al203、BaTi04、TiO2和SiO2中的至少一种。陶瓷材料可以包括Al203、BaTi04、Ti0jP SiO2中重量比从7:3至1:1的其中两种材料，其中在重量比为7:3的情形下Al2O3或TiO2占七份，BaTiO4或SiO2占三份。
附图与说明书一起示出本发明的实施方式，并与文字描述一起用于说明本发明的原理，在附图中图I是根据本发明的一个实施方式的二次电池的分解透视图2示出组成图I的电极组件的第一板、第二板、以及设置在第一板和第二板之间的隔板；图3是根据实施方式的正极板的侧视图；图4是根据本发明的另一实施方式的二次电池的分解透视图；以及图5示出组成图4的电极组件的第一板、第二板、以及设置在第一板和第二板之间的隔板。
具体实施例方式现在将详细参考本发明的某些实施方式，其示例在附图中示出。以下通过参考附图描述实施方式从而解释本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施且不应被理解为限于在此阐述的具体实施方式
。而是，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并且
将向本领域的技术人员全面传达本发明的范围。将理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”或者“连接到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上，或者该元件或层可以电连接到所述另一元件或层并且存在居间元件或层。此外，为了清晰和简洁，可以不提供某些部件或元件的描述，相同的附图标记在整个说明书中一般指代相同的元件。在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施方式。图I至图3示出本发明的一个实施方式。图I是根据本发明一实施方式的二次电池的分解透视图，图2示出组成图I的电极组件的第一板、第二板、以及设置在第一板和第二板之间的隔板(s印arator)。根据所示实施方式的二次电池10包括电极组件，其中该电极组件具有第一板，其包括第一活性部分112和第一非活性部分111，活性部分112通过用活性材料涂覆基板而形成；第二板120,设置在第一板110上且包括第二活性部分122和第二非活性部分121，第二活性部分122通过用活性材料涂覆基板而形成；和隔板130，设置在第一板110和第二板120之间，其中第一非活性部分111包括在第一板110和第二板120层叠时处于与第二活性部分122相应的位置中的陶瓷层50。第一非活性部分111和第二非活性部分121可以分别是第一板110和第二板120的没有用活性材料涂覆的部分，并且可以从活性部分112和122延伸。参见图I，根据本实施方式的二次电池10可以通过将电极组件100和电解质(未示出)容纳在电池盒20中而制得。电池盒20可以包括容纳电极组件100的主体部以及覆盖该主体部的盖。密封部21可以形成在主体部的边缘上。二次电池10可以通过将电极组件100和电解质容纳在电池盒20的主体部中、然后在将盖紧密附接到主体部的同时热熔合密封部21而制得。这里，电极组件100的第一非活性部分111和第二非活性部分121可以分别形成有第一电极引线片30和第二电极引线片40。第一电极引线片30和第二电极引线片40可以通过密封部21而暴露于电池盒20的外部。第一电极引线片30和第二电极引线片40可以分别包括引线膜32和42。引线膜32和42可以形成在第一电极引线片30和第二电极引线片40的接触密封部21的部分上。引线膜32和42可以抑制可能在第一电极引线片30和第二电极引线片40与密封部21热熔合时发生的短路。此外，引线膜32和42可以改善电极引线片30和40与密封部21之间的粘接强度，从而防止电解质泄漏。电解质可以包括锂盐和非水有机溶剂，其中锂盐起锂离子源的作用，非水有机溶剂用作能使电化学反应中涉及的离子传递的媒介。参考图1，根据本实施方式的电极组件100可以通过卷绕第一板110、第二板120、以及设置在第一板110和第二板120之间的隔板130而形成。图2示出没有卷绕的图I的电极组件100，其中隔板130、第二板120、隔板130和第一板110顺序地层叠。这里，第一板110和第二板120可以以不同的顺序层叠。层叠的第一和第二板110和120以及插置在第一和第二板110和120之间的隔板130可以被绕成本实施方式的电极组件100。第一板110可以是正极板。正极板可以包括通过用正极活性材料涂覆基板而形成的正极活性部分112以及没有用正极活性材料涂覆的非活性部分111。一般地，基板可以是
具有高导电性且不会引起化学变化的任何材料。形成正极活性部分112的正极活性材料可以包括包含锂的分层的(layered)化合物。第二板120可以是负极板。负极板可以包括通过用负极活性材料涂覆基板而形成的负极活性部分122以及没有用负极活性材料涂覆的非活性部分121。基板可以是导电的金属，形成负极活性部分122的负极活性材料可以包括石墨。在下文中，为了方便起见，第一板110被称为正极板以及第二板120被称为负极板，但不限于此。隔板130可以设置在正极板110和负极板120之间以抑制由于板110和120之间的接触而可能发生的短路。一般地，隔板130是具有高离子渗透性和高机械强度的绝缘薄膜。当二次电池10暴露于高温时，隔板130能收缩，使得正极板110和负极板120的活性部分112和122能暴露于外。此外，当多个正极板110和多个负极板120层叠时，板可能没有被适当地对准。在该情形下，当具有不同极性的板彼此直接接触时，可能发生短路。特别地，正极板110的与负极板120相应的非活性部分111可能易受短路损伤。为防止该短路，陶瓷层50可以进一步形成在第一非活性部分111的邻近正极板110的活性部分112的任一表面上。一般地，第一非活性部分111的邻近正极活性部分112的部分可以设置为面对负极活性部分122，隔板130设置在其间。在该情形下，当设置在板之间的隔板130收缩或被分离时，正极板110和负极板120能彼此接触从而引起短路。因而，第一非活性部分111可以包括在正极板110和负极板120层叠时与负极活性部分122相应的位置中的陶瓷层50。图3是根据本实施方式的正极板110的侧视图。参考图3，正极板110包括通过用正极活性材料涂覆基板113的上下表面而形成的正极活性部分112。此外，正极板110包括具有陶瓷层50的第一非活性部分111，在第一非活性部分111上的陶瓷层50可以形成在第一非活性部分111的上下两个表面上。此外，陶瓷层50可以沿正极板110的正极活性部分112与第一非活性部分111之间的边界面形成。第一非活性部分111可以包括从第一非活性部分111暴露于外的第一电极引线片30 (见图I)。当形成在基板113的上表面上的正极活性部分112和形成在其下表面上的正极活性部分112具有相同的厚度时，第一非活性部分111上的陶瓷层50的厚度(X)可以是正极板110的总厚度与基板113的厚度之间的差的O. 5倍。一般地，陶瓷层50的厚度(X)可以为从30微米到形成在基板113的相同表面上的正极活性部分112的厚度(y)。在其中陶瓷层50的厚度(X)小于30微米的情形下，陶瓷层50不会具有足以稳定地防止正极板Iio与负极板120之间的短路的性能，将难以均匀地形成厚度，导致处理成本增加。在其中陶瓷层50的厚度(X)大于正极活性部分112的厚度(y)的情形下，当正极板110、负极板120、和插置的隔板130层叠且卷绕时，其中设置陶瓷层50的部分具有相对大的厚度。因此，板在卷绕时没有被适当地对准。此外，在卷绕板时，陶瓷层50的厚度增加，这可能破坏电池盒20的密封。因此，电解质可能泄漏。因而，陶瓷层50的厚度(X)可以为从30微米到形成在基板113的相同表面上的正极活性部分112的厚度(y)。在本实施方式中，形成在基板113的上表面上的正极活性部分112的厚度(y)与形成在下表面上的正极活性部分112的厚度(y)相同，但是它们在其它实施方式中可以不同。当正极活性部分112的厚度(y)根据位置而不同时，陶瓷层50的厚度(X)可以基于形成在基板113的相同表面上的正极活性部分112的厚度(y)而确定。陶瓷层50可以包括例如Al203、BaTi04、Ti02和SiO2的至少之一。这里，陶瓷层50可以包括在Al203、BaTi04、Ti02和SiO2之中的两种材料以从7:3至I: I的重量比混合的混合物。图4和图5示出本发明的另一实施方式。在以下的描述中，将不提供与参考图I至图3说明的那些类似的细节。图4是根据本发明另一实施方式的二次电池的分解透视图；图5示出组成图4的电极组件的第一板、第二板、以及设置在第一板和第二板之间的隔板。根据本实施方式的二次电池60包括电极组件200，该电极组件200具有正极板210，包括活性部分212和第一非活性部分211，该活性部分212通过用活性材料涂覆基板而形成；负极板220，设置在正极板210上且包括活性部分222和第二非活性部分221，第二活性部分222通过用活性材料涂覆基板而形成；以及隔板230，设置在正极板210与负极板220之间，其中第一非活性部分211包括在与负极板220相应的位置的陶瓷层51。第一非活性部分211和第二非活性部分221可以分别是正极板210和负极板220的没有用活性材料涂覆的部分，并且可以从活性部分212和222延伸。这里，电极组件200的第一非活性部分211和第二非活性部分221可以通过使用模子进行冲压而形成为以矩形形状从正极板210和负极板220的活性材料涂覆部212和222延伸。冲压的第一和第二非活性部分211和221可以与具有引线膜32和42的第一和第二电极引线片30和40熔合，从而形成熔合部31和41。例如，第一非活性部分211和第二非活性部分221可以起正极板210和负极板220的第一引线片和第二引线片的作用。参考图4，本发明的电极组件200包括层叠的多个正极板210和多个负极板220，并且隔板230设置在板之间。图5示出组成图4的电极组件200的单元，本发明的电极组件200通过层叠多个单元而制得。详细地，每个单元包括一个负极板220、层叠在负极板220上方的正极板210、以及插置在板之间的隔板230。负极板220和正极板210交替地层叠，其中隔板230插置在其间，由此形成根据本实施方式的二次电池60。这里，板可以以不同的顺序层叠。在该层叠结构中，第一非活性部分211是与负极板220相应的部分，并且可能易受短路的损伤。为了抑制短路，与负极板220相应的第一非活性部分211可以包括陶瓷层51。这里，第一非活性部分211的邻近正极活性部分212的部分可以设置为面对负极活性部分222，隔板230设置在其间，因而最容易受短路损伤。因而，在第一非活性部分211上的陶瓷层51可以与正极活性部分212相邻地形成。陶瓷层51可具有与负极板220不同的极性，并可以形成为覆盖非活性部分211的很可能与负极板220接触的前部分，从而抑制与负极板220的短路。此外，通过层叠正极板210而形成的多个第一非活性部分211可以包括熔合部31，其通过焊接而与第一电极引线片30连接。熔合部31可以通过激光焊接或电阻焊而形成。当陶瓷层51设置在熔合部31上时，它可能在第一非活性部分211和第一电极引线片30焊接时被损坏。或者，陶瓷层51可能妨碍第一非活性部分211和第一电极引线片30的熔合。因而，陶瓷层51可以形成为覆盖第一非活性部分211的除了第一非活性部分211的熔合部31之外的前部分。如上所述，本发明的实施方式提供防止正极板和负极板短路以提高安全性的二次电池。此外，提供一种在高温下稳定地使用而不会具有点火(ignition)问题的二次电池。此外，提供一种其中正极板和负极板容易地对准以提高生产力的二次电池。虽然已经结合某些实施方式描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是，相反地，旨在覆盖权利要求及其等效物的精神和范围内包括的各种变形和等效布置。本申请要求享有2011年7月12日向美国专利商标局提交的第61/507，080号美国临时申请以及2012年5月31日向美国专利商标局提交的第13/485,648号美国专利申请的优先权和权益，其内容通过弓I用结合于此。
权利要求
1.一种二次电池，包括 电极组件，包括第一板、第二板、以及设置在所述第一板和所述第二板之间的隔板， 其中所述第一板包括活性部分和从所述活性部分延伸的非活性部分， 其中所述第二板包括活性部分和从所述活性部分延伸的非活性部分； 设置在所述第一板的所述非活性部分上的陶瓷材料；以及 电池盒，容纳所述电极组件。
2.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述陶瓷材料面对所述第二板的所述活性部分。
3.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述陶瓷材料与所述第一板的所述活性部分相邻。
4.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述陶瓷材料与所述第一板的所述活性部分和所述非活性部分之间的界面相邻地设置。
5.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述陶瓷材料包括Al203、BaTi04、Ti02和SiO2中的至少一种。
6.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述陶瓷材料包括Al203、BaTi04、Ti02和SiO2中重量比为7:3至1:1的其中两种材料，其中在重量比为7:3的情形下Al2O3或TiO2占七份，BaTiO4或SiO2占三份。
7.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述第一板是正极板，其中所述第一板的所述活性部分包括涂覆在第一基板上的正极活性材料，其中所述第二板是负极板，以及其中所述第二板的所述活性部分包括涂覆在第二基板上的负极活性材料。
8.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述电极组件中的所述第一板、所述第二板以及所述隔板被卷绕。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述第一板通过在基板的第一表面和所述基板的相对的第二表面的至少之一上涂覆第一活性材料而形成，其中所述第一板的所述活性部分通过所述基板的被涂覆的部分定义，所述第一板的非活性部分通过所述基板的没有被涂覆的部分定义，其中所述陶瓷材料在所述非活性部分处形成在所述基板的所述第一表面和所述第二表面的至少之一上。
10.根据权利要求9所述的二次电池，其中所述第一板通过在所述第一基板的所述第一表面和所述第二表面上涂覆第一活性材料而形成，其中在所述第一表面上的所述第一活性材料的厚度等于在所述第二表面上的所述第一活性材料的厚度，以及其中在所述第一表面或所述第二表面上的所述陶瓷材料的厚度为从大约30微米到所述第一板的厚度与所述基板的厚度之间的差的大约一半。
11.根据权利要求9所述的二次电池，其中在所述第一表面或所述第二表面上的所述陶瓷材料的厚度为从大约30微米到所述第一表面或所述第二表面上的所述第一活性材料的厚度。
12.根据权利要求I所述的二次电池，其中所述第一板和所述第二板交替地层叠，隔板设置在所述第一板和所述第二板之间。
13.根据权利要求12所述的二次电池，其中所述陶瓷材料设置在所述第一板的所述非活性部分的第一表面或相对的第二表面的至少之一上。
14.根据权利要求12所述的二次电池，还包括交替层叠的多个第一板和第二板，其中隔板设置在相邻的板之间；在所述第一板上的多个非活性部分；在所述第二板上的多个非活性部分；以及设置在所述第一板的所述非活性部分上的多个陶瓷层。
15.根据权利要求14所述的二次电池，其中所述第一板的所述非活性部分在第一焊接部分被焊接到第一电极引线片，其中所述第二板的所述非活性部分在第二焊接部分被焊接到第二电极引线片，以及其中所述陶瓷层形成在所述第一板的所述非活性部分的第一端，所述焊接部分形成在所述第一板的所述非活性部分的第二相对端。
16.—种二次电池,包括 电极组件，包括第一板、第二板、以及设置在所述第一板和第二板之间的隔板， 其中所述第一板包括活性部分和从所述活性部分延伸的非活性部分， 其中所述第二板包括活性部分和从所述活性部分延伸的非活性部分；以及 陶瓷材料，在所述陶瓷材料提供所述第一板和所述第二板之间的绝缘的位置处设置在所述第一板上，由此防止所述第一板和所述第二板之间的短路。
17.根据权利要求16所述的二次电池，其中所述陶瓷材料被定位使得在所述隔板由于热而收缩时防止短路。
全文摘要
本发明提供一种二次电池。该二次电池包括电极组件，包括第一板、第二板、以及设置在第一板和第二板之间的隔板，其中第一板包括活性部分和从活性部分延伸的非活性部分，其中第二板包括活性部分和从活性部分延伸的非活性部分；设置在第一板的非活性部分上的陶瓷材料；以及容纳电极组件的电池盒。
文档编号H01M4/02GK102881937SQ20121023978
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月11日 优先权日2011年7月12日
发明者安昶范 申请人:三星Sdi株式会社