不规则结构的电池单元和采用该电池单元的电池模块的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供一种电池单元，包括：可充电/可放电的电极组件，该电极组件被安装在板状电池壳体中；阴极端子和阳极端子，该阴极端子和阳极端子从电池壳体的一端突出，其中电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离；及凹陷部分，该凹陷部分形成在电池本体的一侧处。
【专利说明】不规则结构的电池单元和采用该电池单元的电池模块
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种新颖结构的电池单元和一种包括该电池单元的电池组，并且更具体地，涉及一种被构造成具有以下结构的电池单元:其中，能够被充电和放电的电极组件被安装在板状电池壳体中，阴极端子和阳极端子从电池壳体的一端突出，当从上方观察时电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离，并且凹陷部分被形成在电池本体的一侧处。
【背景技术】
[0002]随着移动装置的日益发展及对这种移动装置的需求的增加，对二次电池的需求也急剧增加。在这样的二次电池之中，锂二次电池呈现高的能量密度和工作电压及优异的充电保持能力和使用寿命特性，该锂二次电池已广泛用作各种电子产品以及移动装置的能量源。
[0003]基于其外观，锂二次电池可以分为圆柱形电池、棱柱形电池或袋状电池。基于电解质的类型，锂二次电池还可以分为锂离子电池、锂离子聚合物电池或锂聚合物电池。
[0004]最近的移动装置小型化的趋势已经增加了对于具有小厚度的棱柱形电池或袋状电池的需求。特别地，当前更多的兴趣集中于这种袋状电池，这是因为这种袋状电池的形状容易改变，袋状电池的制造成本低，并且袋状电池的重量轻。
[0005]通常，袋状电池是在袋状电池壳体中具有在密封状态下的电解质和电极组件的电池，电池壳体由包括树脂层和金属层的层压片制成。安装在电池壳体中的电极组件被构造成果冻卷(卷绕)式结构、堆叠式结构或组合(堆叠/折叠)式结构。
[0006]图1是典型示出包括堆叠式电极组件的袋状二次电池的结构的视图。参考图1，袋状二次电池1被构造成具有下述结构:其中，电极组件30在密封状态下安装在袋状电池壳体20中，使得两个电极引线40和41暴露于外部，该两个电极引线40和41与电极组件30的阴极突片31及阳极突片32电连接，该电极组件30包括阴极、阳极和分别设置在阴极和阳极之间的隔板。
[0007]电池壳体20包括:壳体本体21，该壳体本体21具有凹陷的容纳部23，电极组件30位于该凹陷的容纳部23中；及盖22，该盖22被一体地连接到壳体本体21。
[0008]电池壳体20由层压片制成，该层压片包括:外侧树脂层20A，该外侧树脂层20A构成该层压片的最外侧部分；隔离金属层20B，该隔离金属层20B防止物质穿透；及内侧树脂层20C，该内侧树脂层用于密封。
[0009]堆叠式电极组件30的阴极突片31和阳极突片32分别通过焊接而联接到电极引线40和41。另外，绝缘膜50附接到电极引线40和41中的每个的顶部和底部，以当使用热焊接装置(未示出)将壳体本体21的上端24与盖22的上端彼此热焊接时，防止在该热焊接装置与电极引线40、41之间发生短路，并确保电极引线40、41与电池壳体20之间的密封。
[0010]然而，近年来，根据对于细长型设计或各种其它设计的趋势变化，需要新型的电池单元。
[0011]另外，上述电池单元被构造成具有相同的尺寸或相同的容量以组成电池组。为此，鉴于应用该电池组的装置的设计为了制造轻量而薄的电池组，有必要减少电池组的容量或修改装置的设计，使得增大装置的尺寸。此外，在改变装置的设计期间，电连接是复杂的，结果是难以制造出满足所期望的条件的电池组。
[0012]因此，对于如下的电池单元和包括该电池单元的电池组存在着高度需求:能够根据应用电池组的装置的形状而使用电池单元，同时维持电池组的容量。
【发明内容】
[0013]技术问题
[0014]因此，为了解决上述问题及其它必须解决的技术问题，已经制作了本发明。
[0015]作为解决上述问题的各种广泛和深入的研究和试验的结果，本申请的发明人已经开发一种电池单元，该电池单元被构造以具有新颖结构，在该新颖结构中，能够被充电和放电的电极组件被安装在板状电池壳体中，阴极端子和阳极端子从电池壳体的一端突出，使得电极端子向一侧偏离，并且凹陷部分被形成在电池本体的一侧处，基于此能够制造具有各种容量和尺寸的电池单元。
[0016]因此，本发明的目的是提供一种包括上述电池单元的电池模块，该电池模块被安装在应用电池模块的装置的各种空间中，由此能够最大地利用装置的内部空间，电池模块甚至可以被安装在难以安装传统的电池模块的空间中以及狭小的空间中，并且能够提供具有新颖结构的电池单元和包括该电池单元的电池模块，基于该新颖结构能够设计各种类型的电池模块。
[0017]技术解决方案
[0018]根据本发明的一个方面，能够通过提供一种电池单元来实现上述及其它目的，该电池单元被构造以具有如下结构，在该结构中，能够被充电和放电的电极组件被安装在板状电池壳体中，阴极端子和阳极端子从电池壳体的一端突出，当从上面观察时电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离，并且凹陷部分被形成在电池本体的一侧处。
[0019]根据本发明的电池单元是以如上所述的特定结构为基础。因此，能够基于根据本发明的电池单元制造具有各种容量和尺寸的电池单元。另外，包括根据本发明的电池单元的电池模块可以被安装在应用电池模块的装置的各种空间中。因此，能够最大地利用装置的内部空间。此外，根据本发明的电池模块甚至可以被安装在难以安装传统的电池模块的空间中以及狭小的空间中。因此，能够设计各种类型的电池模块。
[0020]在优选示例中，电池单元可以是锂离子电池或者锂离子聚合物电池。然而，本发明不限于此。
[0021]此外，电池单元通常可以是具有小厚度的薄的电池。例如，电池单元可以是棱柱形电池或者袋状电池。
[0022]电池壳体可以是由包括金属层和树脂层的层压片制成。电池单元的代表性示例可以是袋状电池，该袋状电池包括电池壳体，该电池壳体由包括铝和树脂的层压片制成。
[0023]袋状电池可以被构造以具有如下结构，在该结构中，阴极/隔板/阳极结构的电极组件在如下状态下被安装在电池壳体中，即:电极组件连接到从电池壳体向外突出的电极端子。金属层可以是由铝材料制成。
[0024]如以上所限定的，当从上方观察时电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离。当从上方观察时电池本体的竖直中心轴线意指当从上方观察时在竖直方向上正好通过电池本体的中间的轴线。
[0025]可以提供在竖直方向上正好通过电池本体的中间的多个轴线。轴线可以具有相同的长度。替代地，轴线可以被分类成具有小长度的短轴线和具有比短轴线大的长度的长轴线。
[0026]在优选示例中，电极端子位于电池单元的短轴线上的电池单元的一端处。
[0027]另外，电极端子可以从电池本体的中心轴线偏离。
[0028]具体地，在电极端子从电池本体的中心轴线偏离的结构中，取决于各种条件可以改变电极端子的偏离程度。在优选示例中，电极端子可以从电池本体的中心轴线偏离到这样的程度以致于当从上方观察时电极端子从电池本体的竖直中心轴线完全地偏离。
[0029]在该说明书中，表述“电极端子从电池本体的竖直中心轴线完全地偏离”可以意指电极端子以如下状态形成，即，电极端子与电池本体的竖直中心轴线间隔开。
[0030]另外，电极端子中的每个的宽度均可以等于电池本体的宽度的1/20至1/5，但是电极端子中的每个的宽度没有被特别地限制。例如，在一种情况下，电极端子中每个的宽度是电池本体的宽度的大约1/10并且电极端子从电池本体的中心轴线偏离到这样的程度以致于当从上方观察时电极端子从电池本体的竖直中心轴线完全地偏离，则能够进一步增加被形成在电池本体的一端处的凹陷部分的宽度并且基于应用电池单元的装置的各种形状灵活地设计凹陷部分的宽度。
[0031]同时，凹陷部分可以被形成在与电池本体的一侧相同的侧面处，当从上方观察时电极端子从该电池本体的一侧突出。另外，凹陷部分可以具有当从上方观察时与电池本体的宽度的1/5至1/2相等的宽度和当从上方观察时与电池本体的长度的1/20至1/2相等的深度，但是凹陷部分的宽度和深度没有被特别地限制。
[0032]当从上方观察时凹陷部分可以相对于电池本体的竖直中心轴线对称。
[0033]可以基于应用电池单元的装置的各种条件，诸如形状、内部空间及与其它部件的干涉，在设计上改变凹陷部分的宽度、深度及对称。
[0034]因此，能够基于装置的形状和内部空间灵活地设计和制造根据本发明的电池单元。另外，能够灵活地设计和制造根据本发明的电池单元使得与被安装在装置中的其它部件的干涉被避免，由此装置的内部空间利用和集成被改进。
[0035]在另一优选示例中，本发明提供一种电池单元，该电池单元被构造以具有如下结构，在该结构中，能够充电和放电的电极组件被安装在板状电池壳体中，阴极端子和阳极端子从电池壳体的一端突出，当从上方观察时电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离，凹陷部分被形成在电池本体的一侧处，并且电极组件具有在竖直截面中在一个方向上增加的厚度。
[0036]具体地，电极组件可以被构造以具有如下结构，在该结构中具有不同平面尺寸的两个或者更多个电极或者单元单体(unit cell)被堆叠。
[0037]单元单体中的每个均可以是堆叠式电极组件，该堆叠式电极组件包括阴极、阳极及隔板，该电极组件被构造以具有堆叠结构，在该堆叠结构中，在隔板被布置在阴极和阳极之间的状态下堆叠阴极和阳极。在该情况下，电极组件可以是组合式电极组件。
[0038]基于应用电池单元的装置的各种条件，诸如形状、内部空间及与其它部件的干涉，可以在设计上改变凹陷部分的宽度、深度及堆叠结构。另外，能够基于装置的形状和内部空间灵活地设计和制造根据本发明的电池单元。
[0039]基于装置的形状和内部空间可以灵活地设计和制造具有上述构造的电池单元。另夕卜，能够灵活地设计和制造根据本发明的电池单元使得与被安装在装置中的其它部分的干涉被避免，由此装置的内部空间利用和集成被改进。
[0040]根据本发明的另一方面，提供一种电池模块，该电池模块包括具有上述构造的电池单元作为单元电池，其中电池单元包括两个或者更多个电池单元。电池模块包括电池单元，该电池单元被基于装置的形状和内部空间灵活地设计和制造。因此，根据本发明的电池模块具有高的内部空间利用和集成。
[0041 ] 在另一优选示例中，本发明提供一种电池模块，该电池模块被构造以具有如下结构，在该结构中在平面中布置具有不同平面尺寸或者容量的两个或者更多个单元电池，单元电池中的每个均具有电极端子，当从上方观察时该电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离，并且凹陷部分被形成在电池本体的一侧处。
[0042]具体地，单元电池中的每个均可以包括能够被充电和放电的电极组件，电极组件被安装在板状电池壳体中，并且电极端子可以从电池壳体的一端突出。
[0043]另外，单元电池的电极端子可以经由电缆、汇流条或者电路板被彼此电连接，该电缆、汇流条或者电路板布置在单元电池中的每个的一侧或相反两侧处。
[0044]具有上述构造的电池模块包括电池单元，该电池单元可以被基于装置的形状和内部空间灵活地设计和制造。因此，根据本发明的电池模块具有高的内部空间利用和集成。
[0045]根据本发明的又一方面，提供一种装置，该装置包括具有上述构造的电池模块作为电源。可以从移动电话、便携式计算机、智能电话、平板PC、智能板(smart pad)、上网本、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插入式混合动力电动车辆及蓄电装置之中选择装置。
[0046]装置的结构和制造该装置的方法在本发明所属的领域中是公知的，因此将省略其详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]从结合附图作出的以下详细描述可以更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征及其它优点，其中:
[0048]图1是示出传统的电池单元的透视图；
[0049]图2是示出根据本发明的实施例的电池单元的平面图；
[0050]图3是示出根据本发明的另一实施例的电池单元的平面图；
[0051]图4是示出根据本发明的另一实施例的电池单元的平面图；
[0052]图5是示出根据本发明的又一实施例的电池单元的以垂直截面的侧视图；及
[0053]图6是示出电池组的平面图，该电池组包括根据本发明的实施例的电池单元。
【具体实施方式】
[0054]现在，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。然而，应注意的是，本发明的范围不受到所示意的实施例限制。
[0055]图2是典型地示出根据本发明的实施例的电池单元的平面图。参考图2，电池单元200被构造以具有如下结构，在该结构中阴极/隔板/阳极结构的电极组件210被安装在袋状电池壳体220中。通常，电池单元200被构造以具有四边形的板状结构。S卩，电池单元100被构造以当三维地观察时具有薄的长方体结构。
[0056]阴极端子231和阳极端子232从电池壳体220的一端突出。当从上方观察时电极端子231和232从电池壳体220的竖直中心轴线240向一侧偏离。
[0057]另外，凹陷部分250被形成在电池壳体220的一侧处。图3和图4是示出根据本发明的其它实施例的电池单元的竖直截面图。
[0058]参考图3，在设计中基于凹陷部分350的宽度W和长度L可以灵活地改变被形成在电池单元300的一侧处的凹陷部分350的区域SI。
[0059]参考图4，凹陷部分450被形成在电池单元400的一侧处。结果，电池壳体420被分成左壳体部401和右壳体部402。基于应用电池单元的装置的条件可以在设计上灵活地改变凹陷部分450的区域S2，该凹陷部分450的区域S2基于左壳体部401和右壳体部402的长度BL和BR而形成。
[0060]图5是示出根据本发明的又一实施例的电池单元的以竖直截面的侧视图。参考图5，电极组件510、520及530具有不同的长度AL、BL及CL和不同的容量，该电极组件510、520及530以电极组件510、520及530竖直地堆叠的状态安装在电池壳体501中。被竖直地堆叠的电极组件510、520及530被构造以具有如下结构，在该结构中被竖直地堆叠的电极组件510、520及530的厚度朝向电极端子502增加，该电极端子502从电池壳体501向外突出。
[0061]同时，电极组件510、520及530的容量与各自的电极组件510、520及530的长度AL、BL及CL、高度AH-BH、BH-CH及CH、和宽度(未示出)的乘积成比例。
[0062]在电池单元500的这样的独特的结构中，由于电极组件510、520及530具有不同尺寸，所以空闲空间(spare space) S3被限定在电池单元500的右上端处。空闲空间与电极组件510、520及530的长度、高度、及宽度成反比例。
[0063]空闲空间被提供以应付应用电池单元的装置的条件，诸如不规则的内部空间或者与其它部件的干涉。也可以基于应用的条件在设计上灵活地改变厚度增加方向和堆叠厚度增加的程度。
[0064]图6是典型地示出电池组的平面图，该电池组包括根据本发明的实施例的电池单元。参考图6，电池单元610、620、630及640被安装在电路板601上。另外，各自电池单元610,620,630及640的电极端子611、612、621及622被彼此电连接或者经由被形成在电路板601上的电路602被电连接到外部输出端子603和604。
[0065]具体地，两个电池单元610和620被安装在电路板601的左部处使得各自的电池单元610和620的凹陷部分613和623被彼此接合。借助于传统的矩形电池单元不实现基于接合的结构。基于电路板601的各种条件可以在设计上灵活地改变电池单元。因此，由根据本发明的电池单元组成的电池模块具有被显著地改进的内部集成。
[0066]另外，电池单元630和640被布置在电路板601的右部处使得各自的电池单元630和640的凹陷部分633和643彼此对置。结果，由两个凹陷部分633和643限定空闲空间S4。由凹陷部分653将另一空闲空间S5限定在电池单元640下方，该凹陷部分653形成电池单元650处，该电池单元650竖直平行地布置。上和下空闲空间S4和S5可以被用作用于电子电路部件(未示出)的安装空间或者用作避免与其它部件空间干涉的空间。
[0067]因此，基于应用电池组的装置的条件可以在设计上灵活地改变包括根据本发明的电池单元的电池组，由此实现被显著地改进的内部集成。
[0068]尽管为了说明性目的已经公开本发明的示例性实施例，但本领域的技术人员将会认识到，在不背离如所附的权利要求书中公开的本发明的精神和范围的情况下，能够进行各种修改、添加和替代。
[0069]工业实用性
[0070]如从上面的描述显然的是，根据本发明的电池单元被构造以具有如下结构，在该结构中能够被充电和放电的电极组件被安装在板状电池壳体中，阴极端子和阳极端子从电池壳体的一端突出使得阴极端子和阳极端子向一侧偏离，并且凹陷部分被形成在电池本体的一侧处。因此，能够制造具有各种容量和尺寸的电池单元。
[0071]另外，可以将包括根据本发明的上述电池单元的电池模块安装在应用电池模块的装置的各种空间中。因此，能够最大地利用装置的内部空间。此外，根据本发明的电池模块甚至可以被安装在难以安装传统的电池模块的空间中以及狭小的空间中。因此，能够提供具有新颖结构的电池单元和包括该电池单元的电池模块，基于该新颖的结构能够设计各种类型的电池模块。
【权利要求】
1.一种电池单元，所述电池单元被构造成具有如下结构，即:能够充电和放电的电极组件被安装在板状电池壳体中，阴极端子和阳极端子从所述电池壳体的一端突出，当从上方观察时，电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离，并且凹陷部分形成在所述电池本体的一侧处。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电池单元是锂离子电池或者锂离子聚合物电池。
3.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电池壳体由层压片制成，所述层压片包括金属层和树脂层。
4.根据权利要求3所述的电池单元，其中，所述金属层由铝材料制成。
5.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电极端子位于所述电池单元的在其短轴上的一端处。
6.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电极端子从所述电池本体的中心轴线偏离。
7.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电极端子中的每一个的宽度等于所述电池本体的宽度的1/20至1/5。
8.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述凹陷部分形成在与所述电池本体的当从上方观察时所述电极端子所突出的一侧相同的一侧处。
9.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述凹陷部分的宽度等于当从上方观察时所述电池本体的宽度的1/5至1/2。
10.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述凹陷部分的深度等于当从上方观察时所述电池本体的长度的1/20至1/2。
11.根据权利要求1所述的电池单元，其中，当从上方观察时，所述凹陷部分相对于所述电池本体的竖直中心轴线对称。
12.—种电池单元，所述电池单元被构造成具有如下结构，即:能够充电和放电的电极组件被安装在板状电池壳体中，阴极端子和阳极端子从所述电池壳体的一端突出，当从上方观察时所述电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离，凹陷部分被形成在所述电池本体的一侧处，并且在竖直截面中，所述电极组件具有在一个方向上增加的厚度。
13.根据权利要求12所述的电池单元，其中，所述电极组件被构造成具有如下结构，即:具有不同平面尺寸的两个或者更多个电极或者单元单体被堆叠。
14.一种电池模块，所述电池模块包括作为单元电池的根据权利要求1或者13所述的电池单元，其中所述电池单元包括两个或者更多个电池单元。
15.一种电池模块，所述电池模块被构造成具有如下结构，即:在平面中布置具有不同平面尺寸或者容量的两个或者更多个单元电池，所述单元电池中的每一个均具有电极端子，当从上方观察时所述电极端子从电池本体的竖直中心轴线向一侧偏离，并且凹陷部分形成在所述电池本体的一侧处。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中，所述单元电池中的每一个均包括能够充电和放电的电极组件，所述电极组件被安装在板状电池壳体中，并且所述电极端子从所述电池壳体的一端突出。
17.根据权利要求15所述的电池模块，其中，所述单元电池的所述电极端子经由布置在所述单元电池中的每一个的一侧或相反两侧处的电缆、汇流条或者电路板彼此电连接。
18.一种装置，所述装置包括作为电源的根据权利要求14所述的电池模块。
19.一种装置，所述装置包括作为电源的根据权利要求15所述的电池模块。
20.根据权利要求18或者19所述的装置，其中，所述装置选自移动电话、便携式计算机、智能电话、平板PC、智能板、上网本、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆及蓄电装置。
【文档编号】H01M10/052GK104247094SQ201380021763
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2012年5月7日
【发明者】姜景元, 郑炫哲, 金基雄, 权盛振 申请人:株式会社Lg 化学