專利名稱：電池單元、夾具及制造電池單元的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個或多個實施例涉及一種絕緣膜附著夾具及一種使用其制造的電池單元。
背景技術(shù)：
通常，二次電池是不同于不可再充電一次電池的可再充電電池，其被廣 泛地用于諸如移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)和膝上型計算機的小型高科技電子裝置中。在各種類型的二次電池中，與將電極組件裝入金屬罐中的有角或圓柱形二次電池的電池容量相比，將電極組件容納并密封在柔軟的袋形殼體中的袋型二次電池提供了更高的電池容量，這是由于袋型殼體的厚度比金屬罐的厚度小很多。因袋型殼體的纖薄性，所以能夠提供用于較大電極組件的空間，因而與整體外部尺寸相同的其他二次電池所可以達到的容量和電能密度相比，產(chǎn)生更高的容量和電能密度。雖然袋型殼體可以增大電池的容量，并可以容易地以不同的形狀制造，但袋型殼體易于破裂。在殼體破裂時，包括在袋型殼體中的導(dǎo)電金屬組件與陰極板之間發(fā)生快速產(chǎn)生的腐蝕，導(dǎo)致短路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種用于袋型電池的設(shè)計，該設(shè)計防止在袋的制造中存在的金屬層和電極組件之間發(fā)生電短路。本發(fā)明的另一方面提供了一種制造電池的方法，該電池具有袋中的金屬層與袋型電池的其他導(dǎo)電組件之間不易發(fā)生電短路的設(shè)計。本發(fā)明的又一方面提供了一種用于制造電池的夾具的設(shè)計，在制造過程中，夾具能夠在電池的組件之間沿其縱向或較長長度達到精確且可重復(fù)的對準。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電池單元，該電池單元包括電極組件；殼體，容納電極組件，殼體包括通過第一翼部分和第二翼部分沿相對的邊緣終止的前部和背部，第一翼部分與第二翼部分相對地設(shè)置；以及絕緣膜，沿前部與第一翼部分和第二翼部分中的一個翼部分之間的匯合處的長度彎曲，絕緣膜沿第一翼部分和第二翼部分中的所述一個翼部分的長度粘附到并覆蓋所述前部以及第一翼部分和第二翼部分中的所述一個翼部分。絕緣膜中的一對孔可按照相對于匯合處的長度平行的隊列保持。絕緣膜可以具有粘附到第一翼部分和第二翼部分中的所述一個翼部分的第一部分以及粘附到殼體的所述前部的第二部分。絕緣膜的第二部分可以沿與第一部分基本垂直的方向延伸。電極組件可以包括延伸到殼體的外部的陰極接線片和陽極接線片。電極組件可以包括陰極板、陽極板以及布置在陰極板和陽極板之間的分隔件，陰極接線片可以連接到陰極板，陽極接線片可以連接到陽極板。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種夾具，該夾具包括支撐件；單元安裝件，結(jié)合到所述支撐件并提供傾斜表面以將電池單元保持在所述傾斜表面上；以及膜支撐件，布置在所述支撐件的頂部上并包括平坦表面以支撐絕緣膜的至少一部分，所述平坦表面具有防止絕緣膜移動的多個固定構(gòu)件和多個吸孔。所述支撐件可以包括多個支撐部件，可通過調(diào)節(jié)支撐部件的相對位置來調(diào)節(jié)所述支撐件的高度。所述支撐件可以包括第一支撐件、第二支撐件和第三支撐件，第一支撐件可以為基體，第二支撐件可以從第一支撐件垂直地延伸，第三支撐件可以布置在第二支撐件的頂部附近，膜支撐件可以布置在第三支撐件上。膜支撐件相對于所述支撐件可以是可旋轉(zhuǎn)的。第二支撐件可以具有長槽，長槽通過一個螺栓結(jié)合到第三支撐件中的結(jié)合孔，第二支撐件中的長槽可以基本上大于第三支撐件中的結(jié)合孔，以允許膜支撐件和第三支撐件相對于第一支撐件和第二支撐件升高和下降。膜支撐件還可以包括真空口，真空口與吸孔連通并附接到與真空裝置連接的管。每個固定構(gòu)件可以 從膜支撐件的所述平坦表面突出，以引導(dǎo)絕緣膜并將絕緣膜對準在所述平坦表面上。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造電池單元的方法，該方法包括下述步驟通過將電極組件插入下殼體中的容納空間中，將上殼體和下殼體密封到一起，以及通過將上殼體密封到下殼體的殼體的邊緣翻疊而在裸電池的相對側(cè)形成第一翼部分和第二翼部分，來制備裸電池；將裸電池放置在夾具的安裝空間上，使得第一翼部分朝上并在夾具的膜支撐件附近；將第一絕緣膜固定到夾具的膜支撐件上；將第一絕緣膜的第一部分附著到裸電池的第一翼部分；將附著有第一絕緣膜的第一部分的裸電池從夾具移除；以及將第一絕緣膜的第二部分附著到裸電池的前表面。該方法還可以包括以與上面將第一絕緣膜附著到第一翼部分的方法相似的方法將第二絕緣膜附著到裸電池的第二翼部分。將第一絕緣膜固定到膜支撐件上的步驟可以包括放置第一絕緣膜，其中，將從膜支撐件突出的多個固定構(gòu)件插入到布置在第一絕緣膜和襯紙中的每個中的孔中，襯紙附著到第一絕緣膜的一側(cè)；以及將吸力施加到形成在膜支撐件中并被襯紙覆蓋的吸孔。將第一絕緣膜固定到膜支撐件上的步驟可以包括放置第一絕緣膜，襯紙附著到第一絕緣膜的一偵U，從膜支撐件突出的多個固定構(gòu)件插入到布置在襯紙的未被第一絕緣膜覆蓋的部分中的孔中；以及將吸力施加到形成在膜支撐件中并被襯紙覆蓋的吸孔。將第一絕緣膜的第一部分附著到裸電池的第一翼部分的步驟可以包括相對于安裝在夾具上的裸電池向上旋轉(zhuǎn)膜支撐件和第一絕緣膜的組合；通過除去襯紙的相應(yīng)的第一部分，來暴露在從膜支撐件的邊緣突出的第一絕緣膜的第一部分的底部上的粘合劑；以及通過向下旋轉(zhuǎn)膜支撐件和第一絕緣膜的組合來將絕緣膜的第一部分粘附到裸電池的第一翼部分。將第一絕緣膜的第二部分附著到裸電池的前表面的步驟可以包括從第一絕緣膜的第二部分除去襯紙的第二部分；以及將第一絕緣膜的第二部分翻疊到裸電池的前表面上，使得第一絕緣膜的第二部分與第一絕緣膜的第一部分垂直。


當結(jié)合附圖考慮時，通過參照以下的詳細描述，本發(fā)明的更完全的理解以及本發(fā)明的許多附隨優(yōu)點將易于明顯，同時變得更好理解，在附圖中，相同的標記表示相同或相似的組件，其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電池單元的斜視圖；圖2是示出圖I的電池單元的分解斜視圖；圖3是示出圖I的電池單元的殼體和電極組件的斜視圖；圖4是沿圖I中的剖面線IV-IV截取的剖視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的絕緣膜附著夾具的斜視圖；圖6A和圖6B是示出圖5的夾具的第二支撐件和第三支撐件的相對位置的側(cè)剖視圖；圖7A是示出通過使用圖5的夾具附著到裸電池的絕緣膜的斜視圖； 圖7B是圖7A中的絕緣膜的分解斜視圖；圖8是示出絕緣膜和裸電池安裝在圖5的夾具上的狀態(tài)的斜視圖；圖9是圖8的側(cè)視圖；圖10是示出裸電池和絕緣膜與圖9的夾具分開的狀態(tài)的斜視圖；圖11是示出附著有絕緣膜的裸電池在圖10的狀態(tài)下再次安裝在夾具上的狀態(tài)的視圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電池單元的斜視圖；圖13A是示出附著到圖12的電池單元的殼體的絕緣膜的斜視圖；圖13B是圖13A的分解斜視圖；圖14是示出絕緣膜和裸電池安裝在夾具上的狀態(tài)的斜視圖；圖15是示出附著有絕緣膜的裸電池與圖14的夾具分開的狀態(tài)的斜視圖；圖16是斜視圖，該斜視圖示出了包括附著有絕緣膜的第一翼部分的裸電池在圖15的狀態(tài)下再次安裝在夾具上的狀態(tài)；圖17是沿圖I的剖面線IV-IV截取的放大剖視圖；以及圖18A和圖18B是斜視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的兩個實施例，將附著到絕緣膜的襯紙或剝離紙與從膜支撐件延伸出的對準銷精確地對準。
具體實施例方式將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的優(yōu)點和特征以及實現(xiàn)該優(yōu)點和特征的方法，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，并且不應(yīng)該將本發(fā)明解釋成局限于這里提出的實施例；而是，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完全的，并且這些實施例將把本發(fā)明的構(gòu)思充分地傳達給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。同時，這里使用的術(shù)語僅用于描述具體實施例的目的，并且不意圖限制示例性實施例。如這里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否則單數(shù)形式的“一個(種)”和“所述(該)”也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，這里使用的術(shù)語“包括”及其變形說明存在所述特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、組件和/或它們的組，但不排除存在或添加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、組件和/或它們的組。將理解的是，雖然這里可以使用術(shù)語第一、第二等來描述不同的元件，但這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件與另一個元件區(qū)分開?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖I至圖4，圖I是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電池單元10的斜視圖，圖2是示出圖I的電池單元10的分解斜視圖，圖3是示出圖I的電池單元10的殼體120和電極組件110的斜視圖，圖4是沿圖I中的線IV-IV截取的剖視圖。參照圖I至圖4，電池單元10包括裸電池B和絕緣膜130，裸電池B包括電極組件110和殼體120，絕緣膜130附著到裸電池B的一側(cè)或多側(cè)。電極組件110包括陽極板111、陰極板112以及設(shè)置在陽極板111和陰極板112之間的分隔件113。陽極板111包括陽極活性材料部分和非陽極活性材料部分，通過將陽極活性材料施加到由鋁等制成的陽極集流體的表面上來形成陽極活性材料部分，非陽極活性材料部分不具有陽極活性材料。例如，陽極活性材料可以是鋰硫?qū)倩衔锘蛑T如LiCo02、LiNiO2, LiMnO2或LiMnO4的鋰過渡金屬氧化物。具有預(yù)定長度的陽極接線片114附著到非陽極活性材料部分。陰極板112包括陰極活性材料部分和非陰極活性材料部分，通過將陰極活性材料施加到由鎳等制成的陰極集流體的表面上來形成陰極活性材料部分，非陰極活性材料部分不具有陰極活性材料。陰極活性材料可以是碳材料(例如結(jié)晶碳、碳復(fù)合物或碳纖維)、鋰金 屬或鋰合金。具有預(yù)定長度的陰極接線片115附著到非陰極活性材料部分。可以通過將分隔件113插在陽極板111和陰極板112之間以形成堆疊件并卷繞堆疊件以產(chǎn)生膠卷(jelly-roll)形狀來制造電極組件110。電極組件110包括陽極接線片114和陰極接線片115，以電連接到外部。陽極接線片114電連接到陽極板111，陰極接線片115電連接到陰極板112。絕緣帶116和117可以分別設(shè)置在陽極接線片114和陰極接線片115上，以使陽極接線片114和陰極接線片115與上殼體部分120a和下殼體部分120b絕緣。殼體120將電極組件110容納在其中，并且包括上殼體部分120a和下殼體部分120b。上殼體部分120a形成殼體120的背表面120ab,而下殼體部分120b形成殼體120的前表面120bf。上殼體部分120a和下殼體部分120b沿著它們的邊緣整體地粘附到彼此，以將電極組件110密封在其內(nèi)。容納有電極組件110的容納空間S可通過壓力加工形成在下殼體部分120b中。殼體120可以具有包括熱結(jié)合層121、金屬層122和絕緣層123在內(nèi)的多層結(jié)構(gòu)，熱結(jié)合層121具有熱熔性并用作密封構(gòu)件，金屬層122包括金屬，保持機械強度并用作用于防止潮氣和氧滲透的阻擋件。熱結(jié)合層121形成在金屬層122的第一表面上，絕緣層123形成在金屬層122的第二表面上,金屬層122的第二表面與金屬層122的第一表面相對。金屬層122可以由諸如鋁、鋼或不銹鋼的材料制成。熱結(jié)合層121可以是由例如流延聚丙烯形成的聚烯烴層。絕緣層123可以由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或尼龍制成，然而，本實施例不限于此。在將電極組件110容納在下殼體部分120b的容納空間S內(nèi)之后，可以通過熱結(jié)合技術(shù)等將上殼體部分120a和下殼體部分120b的邊緣粘附到彼此。陽極接線片114和陰極接線片115通過平臺部分126伸出，平臺部分126是上殼體部分120a和下殼體部分120b之間的粘附表面中的任意一個，第一翼部分124a和第二翼部分124b(可以稱作翼部分124)設(shè)置在與平臺部分126垂直的側(cè)部。第一翼部分124a和第二翼部分124b彎曲以圍繞裸電池B的側(cè)表面。在這種情況下，第一翼部分124a和第二翼部分124b可以彎曲成與下殼體部分120b的側(cè)表面基本平行。參照圖4，第一翼部分124a和第二翼部分124b形成為使得上殼體部分120a和下殼體部分120b彼此疊置并且金屬層122通過第一翼部分124a和第二翼部分124b的端部部分地暴露。如果在長時間使用電池單元10時電解質(zhì)泄漏，則可能通過金屬層122發(fā)生短路。為了防止發(fā)生該短路，需要將金屬層122絕緣。殼體120可以由上殼體部分120a (即，背部)、下殼體部分120b (即，前部)、第一翼部分124a和第二翼部分124b構(gòu)成,上殼體部分120a形成殼體120的背表面120ab并與下殼體部分120b相對地定位并匹配地接合，下殼體部分120b形成殼體120的前表面120bf，第一翼部分124a與第二翼部分124b相對地定位，其中，第一翼部分124a和第二翼部分124b中的每個在位置上與前部的邊緣密封到背部處的接縫對應(yīng)。上殼體部分和下殼體部分中的每個可以由電絕緣層、熱結(jié)合層以及布置在電絕緣層和熱結(jié)合層之間的金屬層構(gòu)成，電絕緣膜沿接縫的長度粘附到每個翼部分并覆蓋每個翼部分，所述接縫形成于由對應(yīng)的翼部分124和殼體120的前表面120bf形成的匯合處。在一個示例性設(shè)計中，二次電池可以由電極組件、殼體和絕緣膜構(gòu)成，殼體接納地容納電極組件的插入，殼體包括前表面、與前表面相對設(shè)置的背表面、第一翼部分和與第一翼部分相對設(shè)置的第二翼部分，絕緣膜沿前·表面與第一翼部分和第二翼部分中每個翼部分之間的匯合處的長度彎曲，同時，絕緣膜中的一對孔按照相對于匯合處的長度平行的隊列保持，絕緣膜沿第一翼部分和第二翼部分的長度粘附到并覆蓋前表面與第一翼部分和第二翼部分中每個翼部分相鄰的部分。如在圖4和圖17中，絕緣膜沿前表面與第一翼部分和第二翼部分中每個翼部分之間的匯合處的長度彎曲，同時，絕緣膜的一個邊緣以相對于匯合處的長度平行的布置保持，絕緣膜沿第一翼部分和第二翼部分的長度粘附到并覆蓋前表面與第一翼部分和第二翼部分中每個翼部分相鄰的部分。電絕緣膜130設(shè)置在裸電池B的兩側(cè)以圍繞翼部分124，從而維持作為裸電池B的邊緣部分的翼部分124的密封狀態(tài)并防止通過金屬層122發(fā)生短路。彎曲成基本上具有L形狀的每個絕緣膜130包括與每個翼部分124對應(yīng)的第一部分131和從第一部分131彎曲的第二部分132。如果絕緣膜130是平直的而不是彎曲的，并且每個絕緣膜130僅包括第一部分131，則絕緣膜130可能不會與裸電池B緊密地接觸并且可能脫離裸電池B。在裸電池B厚度小時，這可能變得更嚴重。此外，金屬層122可能直接暴露到外部。絕緣膜130的第一部分131粘附到翼部分124的外表面，絕緣膜130的第二部分132粘附到裸電池B以與第一部分131基本上垂直。如果翼部分124彎曲成與下殼體部分120b的側(cè)表面120bs基本平行，則絕緣膜130的第二部分132粘附到下殼體部分120b的前表面120bf，使得翼部分124與裸電池B緊密地接觸?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，現(xiàn)在將討論通過使用如上所述地構(gòu)造的電池單元10的制造方法來將絕緣膜130附著到裸電池B的夾具。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的絕緣膜附著夾具(在下文中稱作“夾具”)的斜視圖。夾具包括支撐件30、單元安裝件40和膜支撐件50。支撐件30形成夾具的框架。例如，在單獨地形成第二支撐件32、第三支撐件33和用作基體的第一支撐件31之后，可以將第一支撐件31、第二支撐件32和第三支撐件33結(jié)合到彼此來形成夾具的框架。例如，可以通過使用諸如螺栓的機械緊固構(gòu)件將第一支撐件31和與第一支撐件31垂直的第二支撐件32可拆卸地結(jié)合到彼此?？梢酝ㄟ^使用諸如螺栓的機械緊固構(gòu)件將第二支撐件32和用于將第二支撐件32連接到膜支撐件50的第三支撐件33結(jié)合到彼此?？蛇x擇地，可以通過使用諸如焊接的永久方法將第一支撐件31與第二支撐件32以及第二支撐件32與第三支撐件33結(jié)合?？蛇x擇地，可以整體地形成夾具的框架。也就是說，第一支撐件31為基體，第二支撐件32從第一支撐件31垂直地延伸，第三支撐件33布置在第二支撐件32的頂部附近，膜支撐件50布置在第三支撐件33上?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6A和圖6B，圖6A和圖6B是示出圖5的夾具的第二支撐件32和第三支撐件33的相對位置的側(cè)剖視圖。參照圖6A和圖6B，第二支撐件32和第三支撐件33通過使用螺栓Cl結(jié)合到彼此，在這種情況下，其中插有螺栓Cl的結(jié)合孔H2和H3分別形成在第二支撐件32和第三支撐件33中。形成在第二支撐件32中的諸如長槽的結(jié)合孔H2沿土Dl方向(垂直方向)縱向地形成，因此，可以調(diào)節(jié)第三支撐件33與第二支撐件32的相對位置。例如，如果螺栓Cl穿過形成在第二支撐件32中的諸如長槽的結(jié)合孔H2的最下端以及第三支撐件33的結(jié)合孔H3，則第三支撐件33設(shè)置在從第一支撐件31的底表面起的最低位置處，并且連接到第三支撐件33的膜支撐件50設(shè)置在最低位置處。如果螺栓Cl穿過形 成在第二支撐件32中的諸如長槽的結(jié)合孔H2的最上端以及第三支撐件33的結(jié)合孔H3，則第三支撐件33設(shè)置在從第一支撐件31的底表面起的最高位置處，并且連接到第三支撐件33的膜支撐件50設(shè)置在最高位置處。如上所述，可以通過調(diào)節(jié)第二支撐件32和第三支撐件33的相對位置來調(diào)節(jié)膜支撐件50的高度。例如，如果絕緣膜130附著到具有小尺寸的裸電池B，則可以將膜支撐件50調(diào)節(jié)成具有低的高度，如果絕緣膜130附著到具有大尺寸的裸電池B，則可以將膜支撐件50調(diào)節(jié)成具有高的高度。以這樣的方式，可以將絕緣膜130附著到各種類型的裸電池B。單元安裝件40提供用于將裸電池B安裝在其上的安裝空間R，以將絕緣膜130附著到裸電池B。將裸電池B安裝在安裝空間R中，使得第一翼部分124a與膜支撐件50相鄰地設(shè)置。安裝空間R可以具有傾斜的表面，使得裸電池B穩(wěn)定地安裝在安裝空間R中。雖然在圖8中傾斜地安裝裸電池B，但本實施例不限于此。只要裸電池B的第一翼部分124a與膜支撐件50相鄰地設(shè)置，裸電池B的布置就不受限制。如圖5中所示，膜支撐件50包括吸孔52以及固定構(gòu)件60，固定構(gòu)件60向上突出以引導(dǎo)絕緣膜130并確定絕緣膜130在膜支撐件50上的正確位置。固定構(gòu)件60是引導(dǎo)絕緣膜130和襯紙140相對于膜支撐件50的位置的突起。固定構(gòu)件60可以布置在膜支撐件50的兩端，固定構(gòu)件60至少穿過附著到絕緣膜130的襯紙140并且也可能穿過絕緣膜130，以相對于膜支撐件50引導(dǎo)絕緣膜130以及使絕緣膜130與膜支撐件50對準。吸孔52也用于通過吸氣將絕緣膜130固定到膜支撐件50。更具體地講，吸孔52通過吸氣將附著到絕緣膜130的襯紙(或剝離紙)140固定到膜支撐件50。使用通過管(未示出)連接到真空口55的真空裝置(未示出)來執(zhí)行通過使用吸孔52對絕緣膜130的固定。流體連接到吸孔52的真空口 55設(shè)置在膜支撐件50的一側(cè)，所述管將真空口 55流體連接到真空裝置。因此，在本發(fā)明中，在吸孔52處的吸力與固定構(gòu)件60的使用的組合用于將絕緣膜130固定到膜支撐件50并使絕緣膜130與膜支撐件50對準。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7A和圖7B，圖7A是示出通過使用夾具附著到裸電池B的每個絕緣膜130的斜視圖，圖7B是圖7A中的絕緣膜130的分解斜視圖。參照圖7A和圖7B，絕緣膜130包括粘附表面以附著到裸電池B，并設(shè)置有附著到粘附表面的襯紙140。最終附著到裸電池B的側(cè)部的絕緣膜130包括絕緣材料。絕緣膜130可以粗略地分為兩部分，即，上面參照圖I和圖2描述的第一部分131和第二部分132。通過將粘附材料施加到絕緣膜130的一個表面形成粘附表面。可選擇地，可以通過將雙面膠帶而不是粘附材料附著到絕緣膜130的一個表面來形成粘附表面。為了防止外來物質(zhì)在絕緣膜130附著到裸電池B之前自身附著到粘附表面，在粘附表面上設(shè)置襯紙140。襯紙140可以包括第一襯紙141和第二襯紙142。第一襯紙141與絕緣膜130的第一部分131對應(yīng)，第二襯紙142與絕緣膜130的第二部分132對應(yīng)。當絕緣膜130設(shè)置在膜支撐件50上時，第一部分131從膜支撐件50向翼部分124突出，同時第二部分132設(shè)置在膜支撐件50上。因此，當絕緣膜130設(shè)置在膜支撐件50上時，除去第一襯紙141，第二襯紙142仍然附著到絕緣膜30和膜支撐件50。襯紙140的尺寸可以大于絕緣膜130的尺寸。例如，由于第二襯紙142的尺寸可 以大于絕緣膜130的第二部分132的尺寸，所以絕緣膜130可以通過第二襯紙142固定到膜支撐件50。為此，在第二襯紙142中形成與固定構(gòu)件60對應(yīng)的通孔142h?，F(xiàn)在將參照圖8至圖11解釋絕緣膜130在夾具上的布置以及通過使用夾具將絕緣膜130附著到裸電池B的工藝。圖8是示出絕緣膜130和裸電池B安裝在圖5的夾具上的狀態(tài)的斜視圖，而圖9是圖8的側(cè)視圖。參照圖8，裸電池B安裝在單元安裝件40的安裝空間R中，使得第一翼部分124a與膜支撐件50平行。在參照圖7A和圖7B描述的狀態(tài)下，將第二襯紙142的通孔142h與固定構(gòu)件60對準，然后將固定構(gòu)件60插入到第二襯紙142的通孔142h中，從而引導(dǎo)并對準第二襯紙142的位置。接下來，除去第一襯紙141，絕緣膜130的第一部分131從膜支撐件50向第一翼部分124a突出，同時絕緣膜130的第二部分132設(shè)置在膜支撐件50上，第二襯紙142位于絕緣膜130的第二部分132和膜支撐件50之間。由于吸孔52形成在第二襯紙142下方，所以第二襯紙142通過吸氣以及通過固定構(gòu)件60而固定。如果僅使用固定構(gòu)件60固定第二襯紙142,則因通孔142h與固定構(gòu)件60之間的偏差會導(dǎo)致發(fā)生細微的位置誤差。然而，由于使用固定構(gòu)件60和吸孔52 二者的固定結(jié)構(gòu)可以提前防止絕緣膜130移動，所以絕緣膜130可以精確地附著到第一翼部分124a上。現(xiàn)在參照圖9，膜支撐件50的第一端可樞轉(zhuǎn)地結(jié)合到第三支撐件33的第一端。膜支撐件50可繞著沿D3方向的軸樞轉(zhuǎn)，其中，該D3方向與裸電池B的側(cè)表面平行。例如，當膜支撐件50繞著軸向后傾斜而面朝上時，如上所述的其上設(shè)置有第二襯紙142的絕緣膜130也向后傾斜，從而達到圖9中示出的位置。在這種情況下，隨著膜支撐件50樞轉(zhuǎn)，絕緣膜130的粘附表面被暴露的第一部分131可以附著到第一翼部分124a的外表面。通過旋轉(zhuǎn)膜支撐件50可以精確地對準第一翼部分124a和絕緣膜130。因此，即使裸電池B的厚度小，也可以容易地且簡單地將絕緣膜130粘附到其?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10和圖11，圖10是示出粘附到裸電池B的絕緣膜的第一部分131與圖9的夾具分開的狀態(tài)的斜視圖，圖11是示出附著有絕緣膜130的裸電池B在圖10的狀態(tài)下再次安裝在夾具上的狀態(tài)的斜視圖。
參照圖9和圖10，將絕緣膜130的第一部分131附著到第一翼部分124a，然后將裸電池B和絕緣膜的組合與夾具分開。在這種情況下，可以通過使用形成在單元安裝件40的下邊緣中的凹槽41容易地將裸電池B與夾具分開。參照圖10，在絕緣膜130的第一部分131附著到第一翼部分124a的狀態(tài)下，除去第二襯紙142。接下來，將絕緣膜130的第二部分132附著到殼體120的前表面120bf。在這種情況下，絕緣膜130的第二部分132連接到第一部分131，同時如上所述地被彎曲成相對第一部分131基本垂直。以該方式，絕緣膜130附著到形成在裸電池B的第一側(cè)的第一翼部分124a。為了將絕緣膜130附著到形成在裸電池B的第二側(cè)(裸電池B的第二側(cè)與裸電池B的第一側(cè)相對)的第二翼部分124b，將裸電池B再次安裝在夾具上?，F(xiàn)在參照圖11，當將裸電池B安裝在單元安裝件40上時，將第二翼部分124b設(shè)置成與膜支撐件50相鄰。將絕緣膜130附著到第二翼部分124b的工藝與參照圖7至圖10描述的工藝相同，因此，這里將不再給出對其的詳細解釋?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖12，圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電池單元20的斜視圖。參·照圖12，電池單元20包括電極組件110、殼體120和絕緣膜130’。如上參照圖I至圖4描述的，每個絕緣膜130’的第一部分131’粘附到每個翼部分124，第二部分132’粘附到前表面 120bfo然而，圖I的電池單元10與圖12的電池單元20之間的差異在于通孔132h’形成在覆蓋翼部分124的絕緣膜13(V中，其中，翼部分124形成在電池單元20的兩側(cè)。下面的解釋將側(cè)重該差異?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖13A和圖13B，圖13A和圖13B分別是在使用前的每個絕緣膜130’ /襯紙140’組合的斜視圖和分解斜視圖。參照圖13A和圖13B，絕緣膜130’包括在一側(cè)上的粘附表面以附著到殼體120，并設(shè)置有附著到粘附表面的襯紙140’。最終附著到殼體120的側(cè)部的絕緣膜130’包括絕緣材料。絕緣膜130’可以粗略地分為兩部分，即，第一部分131’和第二部分132’。通過將粘附材料施加到絕緣膜130’的一個表面形成粘附表面。可選擇地，可以通過將雙面膠帶而不是粘附材料附著到絕緣膜130’的一個表面來形成粘附表面。為了防止在使用之前外來物質(zhì)附著到絕緣膜130’的粘附材料，將襯紙140’布置在粘附表面上。襯紙140’可以包括與第一部分131’對應(yīng)的第一襯紙141’和與第二部分132’對應(yīng)的第二襯紙 142，。第一襯紙141’與絕緣膜130’的第一部分13P對應(yīng)，第二襯紙142’與絕緣膜130’的第二部分132’對應(yīng)。當絕緣膜130’設(shè)置在膜支撐件50上時，第一部分131’從膜支撐件50向翼部分124突出，第二部分132’設(shè)置在膜支撐件50上。因此，當絕緣膜130’設(shè)置在膜支撐件50上時，除去第一襯紙141’，并且第二襯紙142’仍然附著到絕緣膜30’的第二部分132’。襯紙140’的尺寸可以大于絕緣膜130’的尺寸，并且還可以小于圖7A和圖7B中的襯紙140的尺寸。雖然在圖7A和圖7B的第一實施例中，通孔142h僅形成在第二襯紙142中，但在圖13A和圖13B中，通孔132h’和142h’形成在絕緣膜130’的第二部分132’和第二襯紙142’中?，F(xiàn)在將參照圖14至圖16解釋通過使用夾具將圖13A和圖13B中的絕緣膜130’附著到裸電池B的工藝。圖14至圖16的夾具與圖5至圖9的夾具相同?，F(xiàn)在參照圖14，圖14是示出絕緣膜130’和裸電池B安裝在夾具上的狀態(tài)的斜視圖。如圖14中所示，電池單元20安裝在單元安裝件40的安裝空間R中，使得第一翼部分124a被設(shè)置成與膜支撐件50相鄰并與膜支撐件50平行。在參照圖13A和圖13B描述的狀態(tài)下，將膜支撐件50的固定構(gòu)件60與分別形成在絕緣膜130’的第二部分132’中和襯紙的第二部分142’中的通孔132h’和142h’對準。然后通過使用固定構(gòu)件60將絕緣膜130’和襯紙140’固定到膜支撐件50。也可以通過吸孔52將附著到絕緣膜130’的襯紙140’附著到膜支撐件。接下來，當除去第一襯紙141’時，絕緣膜130’的第一部分131’從膜支撐件50向第一翼部分124a突出，并且第一部分131’的粘附表面面對第一翼部分124a，同時絕緣膜130’的第二部分132’仍然固定到膜支撐件50上。由于吸孔52形成在第二襯紙142’下方，所以第二襯紙142’通過吸氣固定到膜支撐件50。如果僅使用固定構(gòu)件60將絕緣膜130’的第二部分132’和第二襯紙142’設(shè)置在膜支撐件50上，則因通孔132h’和142h’與固定構(gòu)件60之間的偏差會導(dǎo)致發(fā)生細微的位置誤差。然而，由于使用固定構(gòu)件60和吸孔52 二者的固定結(jié)構(gòu)可以提前防止絕緣膜130’ 移動，所以絕緣膜130’可以精確地附著到電池20上的適當位置。像第一實施例中一樣，第二實施例的膜支撐件50可以繞著沿D3方向延伸的軸樞轉(zhuǎn)，其中，該D3方向與裸電池B的側(cè)表面平行。因此，通過旋轉(zhuǎn)膜支撐件50，可以使第一翼部分124a與絕緣膜130’的第一部分131’精確地對準。現(xiàn)在參照圖15，斜視圖示出了在裸電池B已經(jīng)與圖14的夾具分開之后絕緣膜130’的第一部分131’附著到裸電池B的第一翼部分124a的狀態(tài)。參照圖14和圖15，在絕緣膜130’附著到第一翼部分124a的狀態(tài)下，除去第二襯紙142’，然后，將絕緣膜130’的第二部分132’附著到殼體120的前表面120bf。在這種情況下，絕緣膜130’的第二部分132’附著到第一部分131’，同時被彎曲成相對于第一部分131’基本垂直,從而絕緣膜130’防止第一翼部分124a暴露到外部。現(xiàn)在參照圖16，斜視圖示出了與圖15示出的二次電池一致的包括附著有絕緣膜130’的第一翼部分124a的裸電池B被再次安裝在夾具上。為了將另一絕緣膜130’附著到第二翼部分124b，將裸電池B再次安裝在夾具上?，F(xiàn)在參照圖16，當將裸電池B安裝在單元安裝件40上時，將第二翼部分124b設(shè)置成與膜支撐件50相鄰。將另一絕緣膜130’附著到第二翼部分124b的工藝與上面參照圖14和圖15描述的工藝相同，因此，這里將不再給出對其的詳細解釋。圖17是沿圖I的剖面線IV-IV截取的放大剖視圖。如圖17中所示，匯合處155形成在翼部分124b接近殼體120的前表面120bf之處。絕緣膜130覆蓋殼體120的暴露的邊緣部分150,以防止暴露的金屬層122被腐蝕。如圖17中所不,上殼體部分120a和下殼體部分120b在翼部分124處折疊在一起。上殼體部分120a形成殼體120的背表面120ab以及折疊在翼部分124中的邊緣部分或翼部分120aw。同樣地，下殼體部分120b形成殼體的前表面120bf以及在翼部分124中折疊到翼部分120aw上的邊緣部分120bw。圖18A是斜視圖，該斜視圖示出了在圖I至圖11示出的實施例中，將附著到絕緣膜的襯紙或剝離紙與從膜支撐件延伸出的對準銷(或固定構(gòu)件)60對準，其中，僅剝離紙被穿孔而絕緣膜未被穿孔。附著到絕緣膜130的襯紙140也可以通過吸孔52附著到膜支撐件50。圖18B是斜視圖，該斜視圖示出了如在圖12至圖16的實施例中，將穿有一對對準孔132h’的絕緣膜130’與襯紙140’中的孔142h’和從膜支撐件50延伸出的對準銷60對準。附著到絕緣膜130’的襯紙140’也可以通過吸孔52附著到膜支撐件50。上殼體部分120a和下殼體部分120b中的每個可以由電絕緣層、熱結(jié)合層以及布置在電絕緣層和熱結(jié)合層之間的金屬層構(gòu)成，電絕緣膜沿接縫(該接縫形成于殼體120的上殼體部分120a和下殼體部分120b的對應(yīng)的翼部分形成的匯合處)的長度粘附到并覆蓋每個翼部分。在一個示例性設(shè)計中，二次電池可以由電極組件、殼體構(gòu)成，殼體接納地容納電極組件的插入，殼體120包括上殼體部分120a和附著到上殼體部分120a的下殼體部分120b，其中，上殼體部分120a和下殼體部分120b的相對的邊緣翻疊，從而產(chǎn)生翼部分124a和 124b ο商業(yè)上可接受的無泄漏的二次電池與易泄漏的二次電池之間的差異在于在制造電池過程中保持范圍非常窄的偏差和精度。為了確保二次電池的無泄漏特征，需要相對于接縫(該接縫形成于由第一翼部分和第二翼部分中的對應(yīng)的翼部分和前部形成的匯合處)的長度來精確地且準確地放置絕緣膜，這是因為不平行地布置絕緣膜的邊緣將具有對接縫 的覆蓋不足或覆蓋不充分的風險，這樣顯著增大了電解質(zhì)泄漏的風險以及伴隨的、二次電池的導(dǎo)電金屬組件的裸表面被暴露的風險。前面的描述提供了可以用適用于制造無泄漏二次電池的夾具構(gòu)造的可再充電二次電池的制造和使用以及用于制造用容納電極組件的殼體構(gòu)造的二次電池的方法的細節(jié)。殼體包括通過第一翼部分和第二翼部分沿相對邊緣終止的前部和背部，絕緣膜沿接縫(該接縫形成于由第一翼部分和第二翼部分中的對應(yīng)的翼部分和前部形成的匯合處)的長度彎曲，同時剝離紙中的一對孔或者可選擇地剝離紙和絕緣膜二者中的一對孔例如通過穿過這些孔的一對分開的對準銷以相對于其中一個匯合處的長度平行的隊列保持，絕緣膜粘附到并覆蓋前部與第一翼部分和第二翼部分中的對應(yīng)的一個翼部分相鄰的部分，從而防止電解質(zhì)的泄漏并防止二次電池的導(dǎo)電金屬組件的腐蝕?？蛇x擇地，絕緣膜的一個邊緣可以通過膜支撐件表面的表面形狀或膜支撐件表面內(nèi)的凹進并結(jié)合與通孔(所述通孔穿過剝離紙或穿過絕緣膜和剝離紙二者)接合的對準銷或者結(jié)合鄰近剝離紙的縱向邊緣的對準銷、按照相對于匯合處的長度幾乎理想的、平行的隊列保持，其中，絕緣膜沿第一翼部分和第二翼部分的長度粘附到并覆蓋前部以及第一翼部分和第二翼部分中的每個。因此，考慮到電池的微小尺寸、殼體的纖薄性以及無泄漏電池與易泄漏電池之間的極小的偏差差異，在制造過程中，沿膜支撐表面的長度配有間隔開的對準銷與吸洞或吸孔結(jié)合的夾具的構(gòu)造精確地且準確地確保了絕緣膜的長度的邊緣與由殼體的前部與第一翼部分和第二翼部分形成的匯合處產(chǎn)生的接縫之間的高度一致性。因此，前面的范例滿足對袋型電池、制造這樣的袋型電池的方法和適合于制造袋型電池的夾具進行不同設(shè)計的需要，該袋型電池、制造袋型電池的方法和制造袋型電池的夾具降低了電解質(zhì)從電池單元泄漏的可能性、防止袋型殼體中的導(dǎo)電金屬層和電極組件的電極之間發(fā)生電短路。雖然已參照本發(fā)明的示例性實施例具體地示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此可以做出形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種電池單元,所述電池單元包括 電極組件； 殼體，容納電極組件，殼體包括通過第一翼部分和第二翼部分沿相對的邊緣終止的前部和背部，第一翼部分與第二翼部分相對地設(shè)置；以及 絕緣膜，沿前部與第一翼部分和第二翼部分中的一個翼部分之間的匯合處的長度彎曲，絕緣膜沿第一翼部分和第二翼部分中的所述一個翼部分的長度粘附到并覆蓋所述前部以及第一翼部分和第二翼部分中的所述一個翼部分。
2.如權(quán)利要求I所述的電池單元，其中，絕緣膜中的一對孔按照相對于匯合處的長度平行的隊列保持。
3.如權(quán)利要求I所述的電池單元，其中，絕緣膜具有粘附到第一翼部分和第二翼部分中的所述一個翼部分的第一部分以及粘附到殼體的所述前部的第二部分。
4.如權(quán)利要求3所述的電池單元，其中，絕緣膜的第二部分沿與第一部分基本垂直的方向延伸。
5.如權(quán)利要求I所述的電池單元，其中，電極組件包括延伸到殼體的外部的陰極接線片和陽極接線片。
6.如權(quán)利要求5所述的電池單元，其中，電極組件包括陰極板、陽極板以及布置在陰極板和陽極板之間的分隔件，陰極接線片連接到陰極板，陽極接線片連接到陽極板。
7.一種夾具，所述夾具包括 支撐件； 單元安裝件，結(jié)合到所述支撐件并提供傾斜表面以將電池單元保持在所述傾斜表面上；以及 膜支撐件，布置在所述支撐件的頂部上并包括平坦表面以支撐絕緣膜的至少一部分，所述平坦表面具有防止絕緣膜移動的多個固定構(gòu)件和多個吸孔。
8.如權(quán)利要求7所述的夾具，其中，所述支撐件包括多個支撐部件，能夠通過調(diào)節(jié)支撐部件的相對位置來調(diào)節(jié)所述支撐件的高度。
9.如權(quán)利要求7所述的夾具，其中，所述支撐件包括第一支撐件、第二支撐件和第三支撐件，第一支撐件為基體，第二支撐件從第一支撐件垂直地延伸，第三支撐件布置在第二支撐件的頂部附近，膜支撐件布置在第三支撐件上。
10.如權(quán)利要求7所述的夾具，其中，膜支撐件能夠相對于所述支撐件旋轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的夾具，其中，第二支撐件具有長槽，長槽通過一個螺栓結(jié)合到第三支撐件中的結(jié)合孔，第二支撐件中的長槽基本上大于第三支撐件中的結(jié)合孔，以允許膜支撐件和第三支撐件相對于第一支撐件和第二支撐件升高和下降。
12.如權(quán)利要求7所述的夾具，其中，膜支撐件還包括真空口，真空口與吸孔連通并附接到與真空裝置連接的管。
13.如權(quán)利要求7所述的夾具，其中，每個固定構(gòu)件從膜支撐件的所述平坦表面突出，以弓I導(dǎo)絕緣膜并將絕緣膜對準到所述平坦表面上。
14.一種制造電池單元的方法，所述方法包括下述步驟 通過將電極組件插入下殼體中的容納空間中，將上殼體和下殼體密封到一起，以及通過將上殼體密封到下殼體的殼體的邊緣翻疊而在裸電池的相對側(cè)形成第一翼部分和第二翼部分，來制備裸電池； 將裸電池放置在夾具的安裝空間上，使得第一翼部分朝上并在夾具的膜支撐件附近； 將第一絕緣膜固定到夾具的膜支撐件上； 將第一絕緣膜的第一部分附著到裸電池的第一翼部分； 將附著有第一絕緣膜的第一部分的裸電池從夾具移除；以及 將第一絕緣膜的第二部分附著到裸電池的前表面。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，所述方法還包括根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法將第二絕緣膜附著到裸電池的第二翼部分。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將第一絕緣膜固定到膜支撐件上的步驟包括 放置第一絕緣膜，其中，將從膜支撐件突出的多個固定構(gòu)件插入到布置在第一絕緣膜和襯紙中的每個中的孔中，襯紙附著到第一絕緣膜的一側(cè)；以及 將吸力施加到形成在膜支撐件中并被襯紙覆蓋的吸孔。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將第一絕緣膜固定到膜支撐件上的步驟包括 放置第一絕緣膜，襯紙附著到第一絕緣膜的一側(cè)，從膜支撐件突出的多個固定構(gòu)件插入到布置在襯紙的未被第一絕緣膜覆蓋的部分中的孔中；以及 將吸力施加到形成在膜支撐件中并被襯紙覆蓋的吸孔。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將第一絕緣膜的第一部分附著到裸電池的第一翼部分的步驟包括 相對于安裝在夾具上的裸電池向上旋轉(zhuǎn)膜支撐件和第一絕緣膜的組合； 通過除去襯紙的與第一絕緣膜的第一部分相應(yīng)的第一部分，來暴露第一絕緣膜的在從膜支撐件的邊緣突出的第一部分的底部上的粘合劑；以及 通過向下旋轉(zhuǎn)膜支撐件和第一絕緣膜的組合來將絕緣膜的第一部分粘附到裸電池的第一翼部分。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將第一絕緣膜的第二部分附著到裸電池的前表面的步驟包括 從第一絕緣膜的第二部分除去襯紙的第二部分；以及 將第一絕緣膜的第二部分翻疊到裸電池的前表面上，使得第一絕緣膜的第二部分與第一絕緣膜的第一部分垂直。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池單元、一種夾具及一種制造該電池單元的方法。殼體包括通過第一翼部分和第二翼部分沿相對的邊緣終止的前部和背部，背部與前部相對地設(shè)置，絕緣膜沿前部與第一翼部分和第二翼部分中的每個翼部分之間的匯合處的長度彎曲，絕緣膜中的一對孔按照相對于匯合處的長度平行的隊列保持，絕緣膜粘附到并覆蓋前部以及第一翼部分和第二翼部分中對應(yīng)的一個翼部分，以防止電解質(zhì)的泄漏以及導(dǎo)致的二次電池的導(dǎo)電金屬組件的腐蝕。
文檔編號H01M10/04GK102903863SQ20121026456
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者洪成鎬 申請人:三星Sdi株式會社