[发明专利]具有高安全性的二次电池

说明书

本申请是国际申请日为2006年10月23日、国际申请号为PCT/KR2006/004306的PCT国际申请的、进入中国国家阶段的、国家申请号为200680041709.X、题为“具有高安全性的二次电池”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有高安全性的二次电池，更具体地，涉及由这样的结构构建而成的二次电池，由具有阴极/隔板/阳极排列方式的电极组件装设于电池壳体中，所述电池壳体由包含树脂层和金属层的层压板制得，所述电极组件的电极分接头与对应的电极导线相连，且所述电极组件密封于所述电池壳体中，而所述电极导线暴露于所述电池壳体的外侧，其中保护膜附接于所述电极分接头与所述电极导线之间的相连区域，用于密封所述电极分接头与所述电极导线之间的相连区域，并因而，所述相连区域由所述保护膜密封，不像常规二次电池，其由电极分接头与电极导线之间的相连区域暴露于电池壳体中的结构构建而成，由此保护所述电极导线面授外部撞击，例如电池的掉落，从而不会发生内部短路，因而增加了电池的安全性。

背景技术

因为移动设备日益发展，而且这些移动设备的需求也增加，所以作为这些移动设备能源的二次电池的需求也急速增加。它们中锂二次电池具有高的能量密度和电压，长的使用寿命，以及低的自放电率，其已商业化并被广泛使用。

基于电极和电解质的构成，锂二次电池可分为锂离子电池，锂离子聚合物电池，或锂聚合物电池。它们中，因为锂离子聚合物电池具有低的电解质泄漏机率并易于制造，而被大量使用。锂离子聚合物电池（LiPB）由这样的结构构建而成，电极组件通过热焊接电极（阴极与阳极）与隔板制造，并被电解质浸渍。通常，锂离子聚合物电池由堆叠式电极组件的结构构建而成，所述电极组件以密封状态装设于由层压板制得的袋形壳体中。据此，锂离子聚合物电池通常是指袋型电池。

图1及图2是有代表性的包括堆叠式电极组件的锂离子聚合物电池的通常结构的一般示意图。

参考这些图示，锂离子聚合物电池100由这样的结构构建而成，包含阴极、阳极以及分别装设于阴极与阳极间的隔板的电极组件300装设于袋型电池壳体200中，电极组件300的阴极和阳极分接头301和302分别与两个电极导线400和410焊接，且电极组件300密封于电池壳体200中，而电极导线400和410暴露于电池壳体200的外侧。

电池壳体200由柔性包覆材料制得，例如层压板。电池壳体200包括壳本体210，壳本体210具有用于接收电极组件300的中空容置部230，以及盖体220连接至该壳本体210的一侧。

锂离子聚合物电池100的电极组件300可由果酱卷（jelly-roll）式结构附加于图1中的堆叠式结构构建而成。堆叠式电极组件300由阴极分接头301和阳极分接头302分别与电极导线400及410焊接的结构构建而成，且绝缘膜500附接于电极导线400和410的上和下表面，用于保护电极导线400和410与电池壳体200间的电绝缘与密封能力。

当锂二次电池，例如锂离子聚合物电池，暴露于高温时，或当因过放电、外部短路、钉子穿透、局部损坏或跌落引起的短路而导致大量电流于短时间内流过时，因红外线热生成使电池变热从而电池可能着火或爆炸。当电池的温度增加，电解质与电极间的反应加速。结果，产生反应热，因此电池的温度进一步增加，其加速电解质与电极间的反应。结果，电池的温度急速增加，因而电解质与电极间的反应加速。这种恶性循环造成电池的温度大幅增加的热失控现象。当电池的温度增加至预定温度层次时，电池可能着火。同样地，气体作为电解质及电极间反应的结果产生，因而电池的内部压力增加。当电池的内部压力增加至预定压力层次时，锂二次电池可能爆炸。锂二次电池着火或爆炸的可能性是锂二次电池最致命的缺点。

尤其是，由柔性包覆材料制得的锂离子聚合物电池的电池壳体具有低的强度。结果，当电池掉落或外部撞击力施加于电池时，锂离子聚合物电池的电池壳体容易变形。如图2所示，在电池壳体200中的电极组件300的上端具有空间230a，使得电极组件的电极分接头通过焊接与电极导线400和410接触。因此，当因电池的掉落引起的外部撞击力在电池的上端施加于电池时，电极组件300朝向形成于电极组件300上端的空间230移动，因而电极导线400和410的焊接部分（主要是阴极区域）接触到电极组件300的最外面的电极（主要是，阳极集流体）或电极组件300的上端，使得可能发生内部短路。当使用电池时，电池的掉落经常发生。因此，非常需要一种可更有效保护电池安全性的技术。