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    • 专利摘要:
    本發明提供一種二次電池，其具有一陰極/隔離膜/陽極結構的膠捲結構，且此結構係安裝於一圓柱形電池殼體中，其中，一板形絕緣體係安裝於該膠捲頂部上，包括：一多孔進氣口，使氣體排放並使電極端子穿透；以及複數個精細孔，其允許電解質溶液通過，但不允許大小在100 μm以上的外來物質通過。
    公开号:TW201301628A
    申请号:TW101120869
    申请日:2012-06-11
    公开日:2013-01-01
    发明作者:Do-Gyun Kim；Dong-Myung Kim；Sang-Bong Nam；Dong-Sub Lee；Jun-Ho Moon；Sang-Sok Jung
    申请人:Lg Chemical Ltd；
    IPC主号:H01M10-00
    专利说明:
    具高產率及高安全性之二次電池
    本發明係關於一種具有高產率及高安全性的二次電池。尤其是，本發明係關於一種二次電池，其具有一陰極/隔離膜/陽極結構的膠捲結構，且該結構係安裝於一圓柱形電池殼體中，其中，一板形絕緣體係安裝於該膠捲頂部上，包括：一多孔進氣口，使氣體排放並使電極端子的穿透能夠進行；以及複數個精細孔，其允許電解質溶液通過，但不允許大小在100 μm以上的外來物質通過。
    行動裝置相關技術的發展以及其需求的增加使得對作為能源之二次電池的需求快速成長。在二次電池中，具有高驅動電壓、高儲電能力及優越使用壽命性質之鋰二次電池係被廣泛地用作為各種不同的電子產品之電源，包括行動裝置等。
    依據電池殼體的形狀，二次電池可分為分別安裝於圓柱形及矩形金屬容器中的圓柱形及矩形電池，以及安裝於由鋁層壓板所構成之袋狀殼體中的袋狀電池。其中，圓柱形電池具有較高的電容量以及優越的結構穩定性。安裝於電池殼體中的電極組件為一能夠充電及放電的發電裝置，且其具有陰極/間隔層/陽極的堆疊結構。電極組件可分為：膠捲式電極組件，其中係包括一插入陰極與陽極之間的隔離膜，每一電極組件係由活性材料塗佈的長片所構成，並進行捲繞；堆疊式電極組件，其中複數個陰極和複數個陽極係依一隔離膜插入該陰極與陽極之間的順序堆疊；以及一堆/折疊式電極組件，其係一膠捲式及一堆疊式的結合，其中，膠捲式電極組件具有容易製造且單位質量的能量密度高等優點。
    圖1顯示一傳統的圓柱形二次電池。圖2及圖3顯示一般用於圓柱形二次電池的絕緣體之平面圖。
    參閱該等圖式，藉由將一膠捲式電極組件120安裝於電池殼體130中，將電解液注入電池殼體130，以及將具有電極端子(例如，因極端子；圖未式)之蓋組件140耦合至該殼體130的開頂，以製造圓柱形二次電池100。
    藉由將隔離膜123插入陰極121與陽極122之間，並且將所得結構捲成圓型以得到電極組件120。將圓柱形中心栓150插入該膠捲的核心(中心)。中心栓150通常係由金屬所構成，以賦予預定強度，並且具有圓彎曲板材之中空狀圓柱形結構。這類的中心栓150設置並支持該電極組件，並且作為一通道，使在充放電以及運作期間，由內部反應所產生的氣體可以進行排放。
    此外，板形絕緣體180a係安裝於該電極組件120之頂部上，並且在其中心提供一連接中心栓150之貫穿孔151的進氣口181a，以使氣體排放，且該電極組件120的陰極分接頭142係可連接至蓋組件140的蓋板145。
    然而，該排列於膠捲頂部上的絕緣體180a係一結構，在將電解質溶液注入電池的過程中，該結構係會阻絕電解質溶液滲透進入電池的通道。因此，該電解質溶液僅能透過該連結中心栓150及排除該絕緣體180a的區域之開口181a滲透進入電池，故不利地需要長時間來進行電解質的注入，並且最後會導致生產效率的降低。
    為了改善電解質溶液的滲透性，如圖3所示，提供一部分連接件180b，其具有一結構，在該結構中，複數個貫穿孔182b圍繞著開口181b形成。
    然而，已發現此結構具有嚴重的安全性問題。亦即，導電雜質粒子，例如在製造及/或組裝蓋組件140、電池殼體130、以及諸如此類等的製程中所產生的金屬粉末，透過穿過絕緣體180b中的貫穿孔182b滲透進入該電極組件120，因此不利地導致短路或電池壽命惡化。
    因此，對於在組裝電池的過程中加強電解質溶液之注入加工性以及避免外來物質併入，進而改善使用壽命之二次電池的需求持續地增加中。
    因此，本發明旨在解決上述及其他尚未解決之技術問題。
    為了解決上述問題，如同各種廣泛且深入的研究與試驗，本案之發明人發展出一具有如下文所述之特定形狀的絕緣體，並且發現該絕緣體可避免在像是焊珠熔接成膠捲等的組裝製程期間所產生之外來物質的併入，以防止電池出現瑕疵、改善安全性、以及加強電解質溶液的注入能力。以此發現為基礎而完成本發明。
    根據本發明之一態樣，提供一二次電池，其具有一陰極/隔離膜/陽極結構的膠捲結構安裝於一圓柱形電池殼體中，其中，一板形絕緣體係安裝於該膠捲頂部上，該板形絕緣體係包括：一多孔進氣口，以使氣體排放並使電極端子進行穿透；以及複數個精細孔，其能允許電解質溶液通過，但不允許大小在100 μm以上的外來物質通過。
    據此，在電解質溶液注入期間，本發明之二次電池不會有使大小為100 μm以上之外來物質混合入膠捲的風險，因此可省略篩選及移除外來物質的製程，進而有利地大幅改善產率，並且不會有因外來物質併入所導致之短路的風險，以及改善安全性。
    此外，由於電解質溶液係透過精細孔注入，且注入通道係為分枝，因此能縮短注入時間，改善了注入能力。
    較佳地，精細孔提供作為絕緣體之固有功能的電絕緣，並且在電解質溶液注入期間，對於電解質溶液具有高滲透性，以及為了避免大小在100 μm以上之外來物質的滲透，該精細孔的大小為1 μm至100 μm。
    精細孔的位置以及其間距並無特別限制，只要可提供避免外來物質混合進入、電解質溶液注入能力及氣體排放等功效即可。
    在一具體實施例中，為了避免大小在100 μm以上之外來物質混合進入、改善電解質溶液注入能力與氣體排放，故以一預定距離將該精細孔自該絕緣體的整個表面間隔開來。
    當電解質溶液注入該形成於絕緣體之整個表面上的精細孔時，可進一步使注入通道分枝、改善注入能力、縮短注入時間，在精細孔間的距離固定下恆定注入速率，以及將該電解質溶液均勻地浸入該膠捲，因而有利地改善電池特性。
    此外，將在絕緣體之整個表面上的各個精細孔彼此以一預定距離間隔開來，係能提供氣體排放及通過。考量氣體的擴散情況，當氣體透過分枝的通道排放時，則可增加放電速率。該精細孔係在縱向上具有一均勻直徑之一貫穿孔的形式，或在縱向上具有一非均勻直徑之一連接孔。該貫穿孔及該連接孔的形狀係與電解質溶液的通道及在絕緣體中的氣體有關。
    具體地，該具有均勻直徑的貫穿孔形狀係形成二維通道，而該具有非均勻直徑的連接孔形狀係形成三維通道。就電解質溶液之均勻注入以及氣體擴散而言，該精細孔較佳在縱向上具有一非均勻直徑的連接孔。
    任何材料皆可用於該絕緣體而無特別限制，只要其具有絕緣性質即可。該絕緣體可由一電性絕緣的聚合物樹脂或一電性絕緣的聚合物複合材料所組成，並且，具體地，該聚合物樹脂可為一或多個擇自由下列所組成之群組：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、天然橡膠及合成橡膠。
    本發明之絕緣體可具有各種不同的形狀。
    在一較佳實施例中，該絕緣體可包括一聚合物樹脂或複合材料所模製之一材料，以及具有精細孔穿透過該模製材料(plate-typed body)之一結構。此時，該精細孔在縱向上可具有一均勻直徑之一貫穿孔的形狀。
    在另一較佳實施例中，該絕緣體可包括一多孔織布或不織布，其中由於片材之形狀特性或材料所固有的性質，該多孔織布或不織布可讓電解質溶液容易滲透。此時，該絕緣體在縱向上可具有一非均勻直徑之一連接孔的形狀。然而，在該多孔的織布結構中，精細孔在縱向上可形成具有一均勻直徑的貫穿孔。
    一般來說，在圓柱形二次電池的製造期間，將該絕緣體切割成允許一預定壓板(pressing sheet)插入圓柱形電池殼體中的形狀大小，且該具有一織布或不織布結構的絕緣體片材可免於出現因該壓板而導致的彎曲現象，因此可有利地改善產率。由此可知，較佳係採用具有一織布或不織布結構的絕緣體。
    具體地，該絕緣體可包括一織布，且在該織布中，精細孔係由一聚合物樹脂或複合材料所構成的長纖維所形成。
    再者，該絕緣體可包括一不織布，且在該不織布中，精細孔係由一聚合物樹脂或複合材料所構成的短纖維所形成，以及藉由透過針軋或熱融合，或利用一黏著劑將該短纖維部分連接，以形成該不織布。
    在一具體實施例中，該絕緣體包括由短纖維所構成的不織布，而藉由熱融合所連接的部分，係以一預定距離配置於該絕緣體的整個表面上，且具有一未熱融合之屏障形狀的複數個突出部係用以以增強該絕緣體的機械強度，其中該突出部係配置於該連接的部分之間。
    該絕緣體的厚度較佳為0.1 mm至0.5 mm。當該絕緣體的厚度太小時，該絕緣體將不足以發揮固有的絕緣性質，另一方面，當該絕緣體的厚度太大時，會使得在具有恆定尺寸之電池殼體中之膠捲的大小縮減，並且會導致電池電容減少。
    較佳地，本發明之二次電池可應用於膠捲浸滲於含鋰的電解質溶液所製得之鋰二次電池。
    一般而言，鋰二次電池包括一陰極、一陽極、一隔離膜、一含鋰水性電解質溶液以及諸如此類等。
    例如，藉由將一漿料塗佈至一陰極電流收集器，接著進行乾燥和輥軋滾製，來製造該陰極，其中該漿料係藉由將一包含陰極活性材料以及選擇性包含導電材料、黏合劑、填充劑、及諸如此類等的陰極混合物，與一溶劑，例如NMP，混合所製備而得。
    該陰極活性材料的例子包括但不限於：層狀化合物，例如氧化鋰銅(LiCoO2)或氧化鋰鎳(LiNiO2)或由一或多個過度金屬所取代之化合物；鋰錳氧化物，例如Li1+yMn2-yO4(其中y為0至0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、及LiMnO2；鋰銅氧化物(Li2CuO2)；釩氧化物，例如LiV3O8、LiFe3O4、V2O5、及Cu2V2O7；Ni位型鋰鎳氧化物，以化學式LiNi1-yMyO2(其中M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，y=0.01至0.3)所表示；鋰錳複合材料氧化物，以化學式LiMn2-yMyO2(其中M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，y=0.01 to 0.1)或化學式Li2Mn3MO8(其中M=Fe、Co、Ni、Cu或Zn)所表示；LiMn2O4，其中部分的鋰被鹼土金屬離子所取代；二硫化合物；Fe2(MoO4)3以及諸如此類等。
    該陰極電流收集器通常被製造成厚度為3至500 μm。可使用任何陰極電流收集器而沒有特別限制，只要其在製造的電池中具有適合的導電性而不會造成不良的化學變化即可。該陰極電流收集器的例子包括：不鏽鋼、鋁、鎳、鈦、燒結碳，以及經碳、鎳、鈦、或銀表面處理之鋁或不鏽鋼。這些電流收集器在其表面上包括細微的不平整，以增強了對電極活性材料的黏著性。此外，該電流收集器可以各種形式來使用，包括薄膜、片材、箔片、網、多孔結構、泡沫及不織布。
    以該包括陰極活性材料之混合物的總重量為基準，該導電材料的添加量通常為1至30 wt%。可使用任何導電材料而沒有特別限制，只要其在電池中具有適合的導電性而不會造成不良的化學變化即可。導電材料的例子包括：包括石墨的導電材料；碳黑，例如碳黑、乙炔黑、Ketjen黑、槽製炭黑、爐黑、燈黑、及熱裂解碳黑；導電纖維，例如碳纖維及金屬纖維；金屬粉末，例如氟化碳粉、鋁粉及鎳粉；導電晶鬚，例如氧化鋅及鈦酸鉀；導電金屬氧化物，例如氧化鈦；以及聚苯衍生物。
    該黏合劑係一可強化電極活性材料與導電材料及電流收集器的結合之組成分。以該包括陰極活性材料之混合物的總重量為基準，該黏合劑的添加量通常為1至30 wt%。該黏合劑的例子包括：聚亞乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素(CMC)、澱粉、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯吡咯酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯二烯三元聚合物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁二烯橡膠、氟橡膠及各種不同的共聚物。
    該填充劑係一選擇性用來抑制電極膨脹的組成分。可使用任何填充劑而沒有特別限制，只要其在製造的電池中不會造成不良的化學變化並且為一纖維材料即可。該填充劑的例子包括：烯烴聚合物，例如聚乙烯及聚丙烯；以及纖維材料，例如玻璃纖維及碳纖維。
    將該隔離膜插設在該陰極及陽極之間。該隔離膜係使用具有高離子滲透性及機械強度的絕緣薄膜。該隔離膜通常具有0.01至10 μm的孔洞直徑以及5至300 μm的厚度。就該隔離膜而言，係使用由像是聚丙烯及/或玻璃纖維等的烯烴聚合物或聚乙烯所構成之片材或不織布。當固態電解質，例如聚合物，用來作為該電解質時，該固態電解質亦可同時作為該隔離膜及電解質。
    例如，藉由將一漿料塗佈至一陽極電流收集器，接著進行乾燥和輥軋滾製，來製造該陽極，其中該漿料係藉由將一包含陽極活性材料與一溶劑，例如NMP，混合所製備而得。該陽極混合物更可選擇性地包含上述之組成分。
    該陽極活性材料的例子包括：碳，例如硬質碳、石墨系碳；金屬複合材料氧化物，例如LixFe2O3(0x1)、LixWO2(0x1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me：Mn、Fe、Pb、Ge；Me’：Al、B、P、Si、I族、II族及III族原素、鹵素；0<x1；1y3；1z8)；鋰金屬；鋰合金；矽系合金；錫系合金；金屬氧化物，例如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4、及Bi2O5；導電聚合物，例如聚乙炔；鋰銅鎳系材料及諸如此類等。
    該陽極電流收集器通常被製造成厚度為3至500 μm。可使用任何陽極電流收集器而沒有特別限制，只要其在製造的電池中具有適合的導電性而不會造成不良的化學變化即可。該陽極電流收集器的例子包括：銅、不鏽鋼、鋁、鎳、鈦、燒結碳，以及經碳、鎳、鈦、或銀表面處理之銅或不鏽鋼、以及鋁鉻合金。與該陰極電流收集器相似，該電流收集器在其表面上包括細微的不平整，以增強了對電極活性材料的黏著性。此外，該電流收集器可以各種形式來使用，包括薄膜、片材、箔片、網、多孔結構、泡沫及不織布。
    同時，該電解質係由非水性電解質及鋰鹽所組成。較佳的電解質例子包括：非水性有機溶劑、有機固態電解質、無機固態電解質以及諸如此類等。
    該非水性溶劑的例子包括：非質子有機溶劑，例如N-甲基-2-吡咯烷酮、丙烯碳酸酯、乙烯碳酸酯、丁烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯、γ-丁內酯、1,2-二甲氧基乙烷、四羥黃酮(tetrahydroxy franc)、2-甲基四氫呋喃、二甲基亞碸、1,3-二氧戊環、甲醯胺、二甲基甲醯胺、二氧戊環、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、亞磷酸三酯、三甲氧甲烷、二氧戊環衍生物、四氫噻吩(sulfolane)、甲基四氫噻吩、1,3-二甲基-2-四氫咪唑酮、丙烯碳酸酯衍生物、四氫呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯、及丙酸乙酯。
    該有機固態電解質包括：聚乙烯衍生物、聚乙烯氧化物衍生物、聚丙烯氧化物衍生物、亞磷酸酯聚合物、聚精氨酸賴氨酸(poly agitation lysine)、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚亞乙烯氟化物以及含有離子解離基團之聚合物。
    該無機固態電解質的例子包括：氮化物、鹵化物、以及鋰的硫酸鹽，例如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH、以及Li3PO4-Li2S-SiS2。
    該鋰鹽係可快速溶解於上述非水性電解質中的材料，且其例子包括：LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷鋰、較低階脂肪族羧酸鋰、四苯硼酸鋰及醯亞胺。
    此外，為了改善充電/放電特性以及阻燃性，可將例如：吡啶、三乙基亞磷酸酯、三乙醇胺、環醚、乙二胺、n-乙二醇二甲醚(n-glyme)、六磷酸三胺、硝基苯衍生物、硫、醌亞胺染劑、N-取代之噁唑烷酮、N,N-取代之咪唑啶、乙二醇二烷基醚、銨鹽、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化鋁、或諸如此類等，添加至該非水性電解質中。為了具有耐燃性，該非水性電解質可視需要而更包括含鹵溶劑，例如四氯化碳及三氟乙烯。此外，為了改善高溫儲存特性，該非水性電解質可額外地包含二氧化碳氣體、氟-乙烯碳酸酯(FEC)、丙烯磺內酯(PRS)或氟-乙烯碳酸酯(FEC)。
    本發明一裝置，包括一作為電源的二次電池，且本發明之裝置在優越的使用壽命及安全性方面，較佳可用於行動裝置，例如：一行動電話、一可攜式電腦、一電動車(EVs)、一混成電動車(HEVs)、一插入式混成電動車、以及長壽及高安全性之電力儲存的裝置。
    該鋰二次電池的結構及製造方法、中型及大型電池模組、以及包括該作為單元電池之鋰二次電池的裝置在所屬技術領域中已廣為所知，故在此省略其詳細描述。
    由上述可知，本發明之二次電池可省略篩選及移除外來物質的製程，以及在一些殼體中，可有利地省略用於避免或移除彎曲現象的製程，將該絕緣體切割成預定大小，並且將電解質溶液的注入通道分枝，因此可大幅改善產率。
    此外，本發明之二次電池，並且不會有因外來物質之混入所導致之短路的風險，並改善排氣，因此可強化安全性。
    再者，當膠捲平均地浸滲在電解質溶液中時，本發明之二次電池可改善速率特性。
    再者，本發明之二次電池包括一絕緣體，由於突出部具有一未熱融合之複數個屏障形狀，因此可增強該絕緣體的機械強度。
    以下以實施例並配合圖式詳細說明本發明，然其並非用以限定本發明，以下實施例僅用於說明本發明，且不限制本發明之範疇及精神。
    圖4係根據本發明之一實施例，顯示一絕緣體之平面示意圖。
    參閱圖4及圖1，一二次電池100，其具有一陰極121/隔離膜123/陽極結構122的膠捲120結構係安裝於一圓柱形電池殼體130中，其中，一絕緣體180安裝於該膠捲120頂部上。
    該絕緣體180c係由聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)所組成，其厚度約為0.4 mm，其中在該絕緣體180c之一側配置有一進氣口181c，且在該絕緣體180c之整個表面上係具有有直徑為10至30 μm的複數個精細孔182c，且該精細孔彼此之間以一預定距離間隔開來。
    據此，當將電解質溶液注入時，電解質溶液會透過該複數個精細孔182c滲透進入該絕緣體180c的整個表面，因此可大大地改善注入能力以及避免短路的發生。
    以下以實施例詳細說明本發明。這些實施例僅為說明本發明，其並非用以限定本發明。 [實施例1]
    在厚度為0.4 mm的絕緣體中，寬6 mm長2.5 mm的矩形進氣口係穿過該絕緣體的一側，且在該絕緣體之整個表面上係均勻分佈有直徑為1至30 μm的複數個精細孔，且該精細孔彼此之間以一約10至約30 μm的預定距離間隔開來，其中該絕緣體係利用聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)片材所製造，如圖4所示。然後，將該絕緣體設置至一膠捲的頂部上，其中將一陰極/隔離膜/陽極結構以一中心栓為中心軸捲起，以製造一18650標準規格(直徑18 mm，長65 mm)的圓柱形二次電池，此時，電池組裝的製程中所產生之細微金屬粉末係呈現排列於該絕緣體之上的狀態，。 [實施例2]
    絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了在該絕緣體之整個表面上均勻分佈有直徑為100 μm的複數個精細孔，且該精細孔彼此之間以一約120 μm的預定距離間隔開來。 [實施例3]
    絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了以聚丙烯(PP)片材做為該絕緣體的材料，來取代聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)片材。 [實施例4]
    利用聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)織布製造一具有凹槽壓花圖樣結構的絕緣體，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)織布可作為形成15 μm之精細孔的絕緣體材料。絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了所使用之絕緣體材料不同。 [實施例5]
    利用聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)織布製造一具有凹槽壓花圖樣結構的絕緣體，其中該聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)織布可作為形成平均15 μm之精細孔的絕緣體材料。絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了所使用之絕緣體材料不同。 [比較例1]
    絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了不包括複數個孔洞以外，如圖2所示。 [比較例2]
    絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了形成三個直徑2.5 mm的貫穿孔，如圖3所示。 [比較例3]
    絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了在該絕緣體之整個表面上均勻分佈有直徑為150 μm的複數個精細孔，且該精細孔彼此之間以一約120 μm的預定距離間隔開來。 [比較例4]
    絕緣體及二次電池的製造方法與比較例1大致相同，除了以聚丙烯(PP)片材做為該絕緣體的材料，來取代聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)片材。 [比較例5]
    絕緣體及二次電池的製造方法與實施例1大致相同，除了以不會形成精細孔的聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)織布作為該絕緣體材料。 [試驗例1]
    對在實施例1至5以及比較例1至5中所製造的二次電池進行電解質溶液浸滲試驗(impregnation testing)。其結果如下表1所示。該電解質溶液浸滲試驗的進行係藉由：將1M LiPF6碳酸酯電解質溶液注入所製造的圓柱形電池殼體；測量直到膠捲的浸滲比達100%時所花費的時間；重複此製程四次並且計算此四值的平均值。
    此外，將一蓋組件焊接至所製造之二次電池的開頂，以製備10個樣本。將該樣品進行充電放電測試，以及確認短路情形。其結果如下表1所示。
    由表1可知，相較於比較例1至4，依據本發明之實施例1至5的電池可大幅地縮短電解質溶液浸滲時間。也就是說，由此可知，電解質溶液可有效率地滲透穿過絕緣體中的複數個精細孔。
    相較於比較例1的電池，比較例2的電池具有較好的浸滲結果，但卻會增加短路的機會，比較例3的電池亦呈現與比較例1和2的電池相當的浸滲結果，但卻呈現出更高的短路率。此乃導因於金屬粉末滲入至相對較大的孔洞中，導致膠捲中出現短路的情況。
    再者，相較於比較例1，比較例5由於使用織布所構成的絕緣體，因此可稍微縮短浸滲時間。相較於使用其中具有複數個精細孔之絕緣體的實施例4，比較例5呈現出相同的短路率以及大相逕庭的浸滲時間。
    另一方面，相較於實施例1和2的電池，比較例1的電池呈現出較高短路率，雖然在安裝有比較例1的電池於其上的絕緣體上並沒有精細孔穿過。高短路率乃被認為導因於：在實施例1及2的電池中，當金屬粉末陷入精細孔中時，會抑制金屬粉末的移動，但在比較例1的電池中，金屬粉末可在絕緣體的平滑表面自由移動，並且穿過該進氣口或絕緣體的周圍移動至該膠捲。
    由於實施例3與實施例1僅有片材的材料不同，因此實施例3的電池大致上具有與實施例1的電池相同的浸滲及短路情形。
    再者，相較於比較例1、4或5的電池，由於精細孔形成於織物結構中而非單獨形成精細孔，因此使用粗織布及不織布之實施例4及實施例5的電池可大幅縮減浸滲時間。
    同時，相較於使用PET片材的比較例1，比較例5的電池使用沒有形成精細孔的織布，因此其浸滲時間稍有改善；但與實施例相比，比較例5的電池之浸滲情形則呈現劣化。
    雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明申請專利範圍之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾。
    100‧‧‧二次電池
    120‧‧‧電極組件
    121‧‧‧陰極
    122‧‧‧陽極
    123‧‧‧隔離膜
    130‧‧‧殼體
    140‧‧‧蓋組件
    141
    142‧‧‧陰極分接頭
    145‧‧‧蓋板
    150‧‧‧中心栓
    151‧‧‧貫穿孔
    180a‧‧‧絕緣體
    181a‧‧‧進氣口
    180b‧‧‧絕緣體
    181b‧‧‧進氣口
    182b‧‧‧貫穿孔
    180c‧‧‧絕緣體
    181c‧‧‧進氣口
    182c‧‧‧精細孔
    為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：圖1係一圓柱形二次電池之代表性截面示意圖。
    圖2係一實施例之圖1二次電池的絕緣體之平面圖。
    圖3係另一實施例之圖1二次電池的絕緣體之平面圖。
    圖4係本發明一實施例之絕緣體之平面圖。
    180c‧‧‧絕緣體
    181c‧‧‧進氣口
    182c‧‧‧精細孔
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] 一種二次電池，具有一陰極/隔離膜/陽極結構的膠捲結構，且該結構係安裝於一圓柱形電池殼體中，其中，一板形絕緣體係安裝於該膠捲頂部上，該板形絕緣體係包括：一多孔進氣口，使氣體排放並使電極端子穿透；以及複數個精細孔，係允許電解質溶液通過，但不允許大小在100 μm以上的外來物質通過。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該精細孔的大小為1 μm至100 μm。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該精細孔以一預定距離分散於該絕緣體的整個表面上。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該精細孔係在縱向上具有一均勻直徑之一貫穿孔的形式。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該精細孔係在縱向上具有一非均勻直徑之一連接孔。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該絕緣體係由一電性絕緣的聚合物樹脂或一電性絕緣的聚合物複合材料所組成。
    [7] 如申請專利範圍第6項所述之二次電池，其中該聚合物樹脂係一或多個擇自由下列所組成之群組：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚乙烯對苯二甲酸酯、天然橡膠及合成橡膠。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該絕緣體係包括利用一聚合物樹脂或複合材料所模製之一材料，且具有該些精細孔穿透過該模製的材料之一結構。
    [9] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該絕緣體包括一織布，且在該織布中，該些精細孔係由一聚合物樹脂或複合材料所構成的長纖維所形成。
    [10] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該絕緣體包括一不織布，且在該不織布中，該些精細孔係由一聚合物樹脂或複合材料所構成的短纖維所形成。
    [11] 如申請專利範圍第10項所述之二次電池，其中透過針軋或熱融合，或利用一黏著劑將該短纖維部分連接，以形成一不織布。
    [12] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該絕緣體包括由短纖維所構成的一不織布，藉由熱融合所連接的部分，係以一預定距離配置於該絕緣體的整個表面上，且具有未熱融合之一屏障形狀的複數個突出部，係配置於該連接的部分之間。
    [13] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該絕緣體的厚度為0.1 mm至0.5 mm。
    [14] 如申請專利範圍第1項所述之二次電池，其中該電池為一鋰二次電池。
    [15] 一種裝置，包括如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之二次電池作為一電源。
    [16] 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中該裝置係擇自：一行動電話、一可攜式電腦、一電動車、一混成電動車、一插入式混成電動車、以及一用於電力儲存的裝置。
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