具有容纳电极连接件的凹口的卷绕电池单元制造技术

本发明专利技术涉及具有容纳电极连接件的凹口的卷绕电池单元。所公开实施例涉及一种卷芯型电池的设计，该卷芯型电池包括卷绕成卷芯的、涂覆有中间分隔件层的交替的阳极层和阴极层。交替的阳极层和阴极层分别涂覆有阳极活性涂层和阴极活性涂层。第一公共凹口和第二公共凹口沿着卷芯的至少一侧形成。公共阴极突片可粘结到第一公共凹口内的阴极突片，公共阳极突片可粘结到第二公共凹口内的阳极突片。卷芯型电池还包括包围卷芯的袋状物。公共阳极突片和公共阴极突片可延伸穿过袋状物，以提供电池单元的阴极端子和阳极端子。

【技术实现步骤摘要】

本公开实施例一般涉及用于便携式电子装置的电池。更具体地，本公开实施例涉及卷芯型(jelly-roll)电池单元的设计，该卷芯型电池单元包括容纳到从电池单元延伸的电极突片的连接件的凹口。
技术介绍
目前，可充电电池用于为各种各样的便携式电子装置供电，这些电子装置包括膝上型计算机、平板计算机、智能电话和数字音乐播放器。在本文中还被称为卷绕电池设计的卷芯型电池设计被用于许多这样的电池设计中。卷芯型电池单元包括由具有介于中间的分隔件层的活性材料所覆盖的交替的阳极层和阴极层。这些层随后卷绕成“卷芯型”构造。卷芯型电池通常包括导电突片，导电突片耦合到阳极和阴极并且延伸超出电池单元的外周，向便携式电子装置内的电路系统供电。遗憾的是，到这些导电突片的连接件增加了电子单元的整体轮廓，这导致浪费的空间(例如，没有被电池的能量产生部分使用的空间)，从而减小了电池单元的有效能量密度。因此，所需要是减少因到为外部电路供电的导电突片的连接件造成的浪费空间的卷芯型电池设计。
技术实现思路
在一些方面，本公开针对一种包括卷芯的电池单元。卷芯包括卷绕在一起的层，所述层包括阴极层、阳极层和设置在每一个阴极层和阳极层之间的分隔件层。第一公共凹口和第二公共凹口沿着所述卷芯的至少一侧形成。未经涂覆的阴极突片在所述第一公共凹口中从至少一个阴极层延伸，未经涂覆的阳极突片在所述第二公共凹口中从至少一个阳极层延伸。公共阴极突片粘结到所述第一公共凹口内的每一个未经涂覆的阴极突片。公共阳极突片粘结到所述第二公共凹口内的每一个未经涂覆的阳极突片。在其他方面，本公开针对一种制造电池单元的方法。在阳极层、阴极层和一个或多个分隔件层中切割出凹口对。从与阴极突片和阳极突片关联的区域消融阴极层和阳极层上的活性材料。阴极层、阳极层和分隔件层被卷起，形成包括第一公共凹口和第二公共凹口的卷芯。在其他方面，本公开针对具有处理器、存储器、显示器和如本文所述的电池单元的便携式计算装置。在一些实施例中，通过折叠未经涂覆的阳极突片，将公共阳极突片粘结到未经涂覆的阳极突片；将折叠后的未经涂覆的阳极突片粘结在一起；以及将公共阳极突片粘结到经折叠-粘结的未经涂覆的阳极突片。在一些实施例中，第一公共凹口和第二公共凹口形成在电池单元的同一侧。在一些实施例中，第一公共凹口和第二公共凹口形成在电池单元的对向侧。附图说明图1A图示出根据所公开实施例的卷芯型电池单元。图1B提供了图1A中描绘的卷芯型电池单元的层的详细视图。图2示出根据说明性实施例的卷绕构造的卷芯型电池单元的顶视图。图3A至图3D图示出按照所公开实施例如何折叠电极突片并且将它们粘结到公共电极突片。图3E示出图示出按照所公开实施例的折叠电极突片并且将它们粘结到公共电极突片的处理的流程图。图4A至图4B图示出按照所公开实施例的电极凹口的多个可能位置。图5A至图5B图示出按照所公开实施例的电极凹口可如何采取穿过卷芯型电池单元的内部区域的孔的形式。图6图示出按照所公开实施例的制造阴极层的技术。图7A至图7B图示出按照所公开实施例的用阴极和阳极形成具有第一凹口和第二凹口的卷芯。图7A示出根据说明性实施例的卷芯的侧视图。图7B图示出图7A的阴极层和阳极层的部分，但是是在卷绕成卷芯之前。图8A示出根据说明性实施例的具有分别在公共阴极凹口和公共阳极凹口的对向部分上的阴极突片和阳极突片的卷芯的侧视图。图8B图示出图8A的阴极层和阳极层的部分，但是是在卷绕成卷芯之前。图9A示出根据说明性实施例的具有分别在公共阴极凹口和公共阳极凹口的相邻部分上的阴极突片和阳极突片的卷芯的侧视图。图9B图示出图9A的阴极层和阳极层的部分，但是是在卷绕成卷芯之前。图10A示出根据说明性实施例的具有在对向侧并且相对彼此交错的公共阴极凹口和公共阳极凹口的卷芯的侧视图。图10B图示出图10A的阴极层和阳极层的部分，但是是在卷绕成卷芯之前。图11A示出根据说明性实施例的具有在对向侧并且相对彼此对准的公共阴极凹口和公共阳极凹口的卷芯的侧视图。图11B图示出图11A的阴极层和阳极层的一部分，但是是在卷绕成卷芯之前。图12A至图12B图示出阴极层和阳极层中的每个中的大小有所不同的凹口。图13示出包括具有卷绕构造的一组层的一个或多个电池单元的便携式电子装置的示意图。具体实施方式提出以下描述使本领域的任何技术人员能够形成并且使用所公开实施例，并且是在特定应用及其需要的背景下提供。本领域的技术人员将容易清楚对所公开实施例的各种修改，并且在不脱离所公开实施例的精神和范围的情况下，本文中定义的总体原理可应用于其他实施例和应用。因此，所公开实施例不限于示出的实施例，但将符合与本文中公开的原理和特征一致的最宽范围。卷芯型电池单元图1A图示出了根据所公开实施例的卷芯型电池单元100。卷芯型电池单元100可包括锂-聚合物或向电子装置供电的其他合适单元，电子装置诸如是便携式计算机、移动电话、平板计算机、便携式媒体播放器、数字相机、或其他类型的电池供电的电子装置。还可通过卷芯型电池单元100为电子装置的组合供电。如图1A中所示，卷芯型电池单元100包括具有卷绕构造的卷芯102。在图1A中，卷芯型电池单元100被描绘为具有长方形横截面。然而，该描绘只是出于说明目的，不旨在成为限制。卷芯102可表现出螺旋形(或圆柱形)横截面，椭圆形横截面、长方形横截面、或从卷芯型电池单元100的组装得到的一些其他横截面。卷芯102包括具有带有阴极活性涂层的阴极集流器的阴极电极(被称为“阴极层”)、分隔件(被称为“分隔件层”)和具有带有阳极活性涂层的阳极集流器的阳极电极(被称为“阳极层”)。例如，卷芯102内相邻一组层可包括通过一个分隔件材料(例如，可容纳电解质或以其他方式充当电解质的导电聚合物)分隔的一个阴极层(例如，涂覆有锂化合物的铝箔)和一个阳极层(例如，涂覆有碳的铜箔)。然而，总体上，卷芯102包括其间插入分隔件层的阴极层和阳极层的交替序列。卷芯102内的序列可包括任何数量的阴极层、阳极层和分隔件层。此外，该序列可起始并且终止于阴极层、阳极层、或分隔件层中的任一个。例如，而非限制地，该序列可包括阳极层、第一分隔件层、阴极层、和第二分隔件层。该序列可被卷绕成卷芯，使得第一分隔件层安置在阴极活性涂层和阳极活性涂层之间的第一界面中并且第二分隔件层安置在阴极集流器和阳极集流器之间的第二层界面中。分隔件层的性质可按照它们所安置于的界面而变化。例如，而非限制地，活性涂层之间的分隔件层(例如，第一分隔件层)可以是电绝缘和离子导电的。并且，集流器之间的分隔件层(例如，第二分隔件层)可以是电绝缘而非离子导电的。对于分隔件层，其他材料性质及其组合是可能的。在卷芯102形成卷绕构造之后，卷芯102可被封入电池外壳103(例如，袋状物)中，并且一组导电突片104、106可延伸穿过电池外壳中(例如，使用密封带形成)的密封件，以提供电池单元的端子。例如，第一导电突片104可耦合到阴极层(例如，可耦合到阴极集流器的一个或多个部分)，而第二导电突片106可耦合到阳极层(例如，可耦合到阳极集流器的一个或多个部分)。导电突片104、106可用于将卷芯型电池单元100与一个或多个其他电池单元电耦合，以形成电池组，或者可将卷芯型电池单元100直接电耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池单元，包括：卷芯，包括卷绕在一起的多层，所述多层包括阴极层、阳极层以及设置在每一个阴极层和阳极层之间的一个或多个分隔件层；第一公共凹口和第二公共凹口，沿着所述卷芯的至少一侧形成；未经涂覆的阴极突片，在所述第一公共凹口中从至少一个阴极层延伸；未经涂覆的阳极突片，在所述第二公共凹口中从至少一个阳极层延伸；公共阴极突片，粘结到所述第一公共凹口内的每一个未经涂覆的阴极突片；以及公共阳极突片，粘结到所述第二公共凹口内的每一个未经涂覆的阳极突片。

【技术特征摘要】
2015.09.30 US 62/235,060;2016.01.08 US 14/991,6861.一种电池单元，包括：卷芯，包括卷绕在一起的多层，所述多层包括阴极层、阳极层以及设置在每一个阴极层和阳极层之间的一个或多个分隔件层；第一公共凹口和第二公共凹口，沿着所述卷芯的至少一侧形成；未经涂覆的阴极突片，在所述第一公共凹口中从至少一个阴极层延伸；未经涂覆的阳极突片，在所述第二公共凹口中从至少一个阳极层延伸；公共阴极突片，粘结到所述第一公共凹口内的每一个未经涂覆的阴极突片；以及公共阳极突片，粘结到所述第二公共凹口内的每一个未经涂覆的阳极突片。2.根据权利要求1所述的电池单元，还包括包围所述卷芯的袋状物，其中，所述公共阳极突片和所述公共阴极突片延伸穿过所述袋状物，以分别提供电池单元的阴极端子和阳极端子。3.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述公共阴极突片与每一个未经涂覆的阴极突片之间的粘结包括粘结到所述公共阴极突片的经折叠-粘结的阴极突片。4.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述公共阳极突片与每一个未经涂覆的阳极突片之间的粘结包括粘结到所述公共阳极突片的经折叠-粘结的阳极突片。5.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一公共凹口和所述第二公共凹口设置在所述电池单元的同一侧。6.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一公共凹口和所述第二公共凹口设置在所述电池单元的对向侧。7.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一公共凹口和所述第二公共凹口中的任一个包括被包含在所述电池单元的侧面内的包含凹口。8.根据权利要求1所述的电池单元，还包括所述电池单元的内部区域中的孔，所述孔延伸穿过所述卷芯的所述卷绕在一起的多层，其中，对应的导电突片延伸到所述孔中。9.一种制造电池单元的方法，包括：在阳极层中切割出多个阳极凹口对，所述阳极层包括涂覆有阳极活性涂层的阳极集流器，在阴极层中切割出多个阴极凹口对，所述阴极层包括涂覆有阴极活性涂层的阴极集流器；在一个或多个分隔件层中切割出多个分隔件凹口对；从与阳极突片关联的阳极区域消融所述阳极活性涂层，从而形成所述阳极突片；从与阴极突片关联的阴极区域消融所述阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·K·舒，曾庆程，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US