发明内容
根据本发明的各示例性实施例的一个方面,提供一种提高将电极组件容纳在绝缘袋中的工作效率的二次电池。
根据至少一个示例性实施例,一种二次电池,包括:电极组件,包括第一电极、第二电极和在所述第一电极与所述第二电极之间的隔板;绝缘袋,具有开放顶部并且其中容纳所述电极组件;壳体,其中容纳所述电极组件和所述绝缘袋;和密封所述壳体的盖板,其中所述绝缘袋包括:从一侧延伸到相对侧的第一侧面部分;从所述一侧延伸到所述相对侧并且面对所述第一侧面部分的第二侧面部分;在所述一侧从所述第一侧面部分的上端延伸的第一延伸部分;和在所述相对侧从所述第二侧面部分的上端延伸的第二延伸部分。
所述第一侧面部分的上端可低于所述第二延伸部分的上端。
所述第二侧面部分的上端可低于所述第一延伸部分的上端。
所述绝缘袋可进一步包括:将所述第一侧面部分在所述一侧的端部连接到所述第二侧面部分在所述一侧的端部的第三侧面部分;和将所述第一侧面部分在所述相对侧的端部连接到所述第二侧面部分在所述相对侧的端部的第四侧面部分。
所述第三侧面部分和所述第四侧面部分可分别包括:在其中心处的密封部分;从所述密封部分延伸到所述第一侧面部分的第一子侧面部分;和从所述密封部分延伸到所述第二侧面部分的第二子侧面部分。
所述密封部分可通过热粘合形成。
所述绝缘袋可进一步包括:从所述第三侧面部分的上端向上延伸的第三延伸部分;和从所述第四侧面部分的上端向上延伸的第四延伸部分。
所述第三延伸部分可从所述第三侧面部分的所述密封部分和所述第一子侧面部分的上端向上延伸,并且所述第四延伸部分可从所述第四侧面部分的所述密封部分和所述第二子侧面部分的上端向上延伸。
所述第一延伸部分和所述第三延伸部分可一起延伸。
所述第二延伸部分和所述第四延伸部分可一起延伸。
所述绝缘袋可进一步包括从所述第一侧面部分的底端、所述第二侧面部分的底端、所述第三侧面部分的底端以及所述第四侧面部分的底端延伸的底面部分。
所述二次电池可进一步包括:与所述第一电极电连接并穿过所述盖板向外延伸的第一电极端子;和与所述第二电极电连接并穿过所述盖板向外延伸的第二电极端子。
所述第一电极可包括未涂覆第一活性物质且朝向所述第一侧延伸的第一未涂覆部分,所述第二电极可包括未涂覆第二活性物质且朝向所述相对侧延伸的第二未涂覆部分,并且所述第一电极端子可被焊接到所述第一未涂覆部分,且所述第二电极端子可被焊接到所述第二未涂覆部分。
所述第一电极端子可穿过限定在所述第一延伸部分中的第一联接通孔,并且所述第二电极端子可穿过限定在所述第二延伸部分中的第二联接通孔。
所述第一延伸部分和所述第二延伸部分可具有三角形形状、四边形形状或半圆形形状。
所述第一侧面部分和所述第二侧面部分可具有比所述电极组件更高的高度。
所述二次电池可进一步包括插入到所述电极组件与所述绝缘袋之间并电连接到所述电极组件的所述第一电极或所述第二电极的针刺安全装置。
所述绝缘袋可由聚丙烯材料构成。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地对各示例性实施例进行说明。
以下将描述根据示例性实施例的二次电池的构造。
图1A表示根据示例性实施例的二次电池的透视图,图1B表示沿图1A中的线1b-1b截取的剖视图,图1C表示沿图1A中的线1c-1c截取的剖视图。
参见图1A至1C,根据示例性实施例的二次电池100包括电极组件110、壳体120、第一电极端子130、第二电极端子140、盖板150、针刺安全装置(nailsafety device)160和绝缘袋170。壳体120包括两个宽侧面121a和121b、两个窄侧面122a和122b以及一个底表面123。壳体120在顶部开放。电极组件110与电解液一起被容纳在壳体120中。在以下描述中,壳体120的窄侧面122a还可以被称作一侧,并且壳体120的另一个窄侧面122b还可以被称作另一侧。
电极组件110包括第一电极111、第二电极112和隔板113。电极组件110可以以近似胶卷形状形成,或者可以以层叠方式来构造。第一电极111可为正极板,且第二电极112可为负极板。在其它实施例中,第一电极111可为负极板,且第二电极112可为正极板。第一电极111可包括第一金属箔和第一电极活性物质。第一电极111可包括未涂覆第一电极活性物质的第一未涂覆部分111a,且第一未涂覆部分111a可穿过隔板113的一侧伸出到外部。在第一电极111是正极板的情况下,第一金属箔可为铝,并且第一活性物质可为锂基氧化物。第二电极112同样可以包括第二金属箔和第二活性物质。第二电极112还包括未涂覆第二电极活性物质的第二未涂覆部分112a,并且第二未涂覆部分112a可穿过隔板113的另一侧伸出到外部。因此,第一未涂覆部分111a和第二未涂覆部分112a可关于中心处的隔板113沿相反的方向伸出。在第二电极112是负极板的情况下,第二金属箔可为铜,且第二活性物质可为石墨。当然,可用于各示例性实施例中的材料并不限于在此所描述的材料。隔板113被定位于第一电极111和第二电极112之间。隔板113可实际被设置在第一电极111的任一侧面上或者第二电极112的任一侧面上。另外,隔板113被设置在电极组件110的最外边缘处,以防止电极组件110的特定区域与壳体120、盖板150以及针刺安全装置160之间发生短路。隔板113可由选自PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)及其等价物中的任何一种材料形成,但并不限于这些材料。
电极组件110的第一未涂覆部分111a和第二未涂覆部分112a分别朝向窄侧面122a和122b形成。同样,壳体120可由选自铝、铜、铁、SUS(不锈钢)、陶瓷、聚合物及其等价物中的一种材料形成,但并不限于这些材料。
第一电极端子130形成为包括第一延伸部分131、第二延伸部分132、焊接部分133、螺栓延伸部分134和螺母135。第一延伸部分131形成在电极组件110的一端。同样,第二延伸部分132在第一延伸部分131的上方部分延伸。焊接部分133从第一延伸部分131的一部分延伸,并且以特定的深度插入到电极组件110的第一电极111或者第一未涂覆部分111a中。焊接部分133被焊接到第一未涂覆部分111a。螺栓延伸部分134从第二延伸部分132延伸,并穿过盖板150伸出到外部。螺母135被联接到螺栓延伸部分134,并将第一电极端子130牢固地固定到盖板150上。
第二电极端子140包括第一延伸部分141、第二延伸部分142、焊接部分143、螺栓延伸部分144和螺母145。第一延伸部分141形成在电极组件110的另一端。同样,第二延伸部分142从第一延伸部分141的上方部分延伸。焊接部分143从第一延伸部分141的一部分延伸,并且以特定的深度插入到电极组件110的第二电极112或者第二未涂覆部分112a中。焊接部分被焊接到第二未涂覆部分112a。螺栓延伸部分144从第二延伸部分142延伸,并穿过盖板150到外部。螺母145被联接到螺栓延伸部分144,用于将第二电极端子140牢固地固定到盖板150上。
盖板150形成为包括绝缘体151a和151b、电解液塞152和安全排气孔153。当覆盖壳体120时,盖板150允许第一电极端子130和第二电极端子140向外伸出。盖板150和壳体120之间的边界可通过激光来焊接。绝缘体151a和151b可分别形成在第一电极端子130和第二电极端子140的螺栓延伸部分134和144的外周界上。电解液塞152可覆盖电解液注入孔。安全排气孔153可以以相对较小的厚度形成在盖板150中。盖板150可由与壳体120相同的材料形成。第一电极端子130和第二电极端子140通过绝缘体151a和151b与盖板150电绝缘。通过此构造,可使壳体120和盖板150为电中性。也就是说,壳体120和盖板150不具有极性(正极性或负极性)。然而,壳体120和盖板150可根据情况而被赋予极性。
针刺安全装置160可包括第一导电板161、第二导电板162和位于第一导电板161与第二导电板162之间的绝缘膜163。针刺安全装置160被设置在电极组件110与壳体120之间。针刺安全装置160可被设置在电极组件110与壳体120的宽侧面121a和121b中的至少一个之间。第一导电板161与第一电极111电连接。特别地,第一导电板161被焊接到第一电极111。第二导电板162与第二电极112电连接。特别地,第二导电板162被焊接到第二电极112。绝缘膜163防止第一导电板161和第二导电板162在针刺安全装置160工作之前形成电短路电路。因此,如果绝缘膜163因刺穿或挤压而被扯裂或破坏,则针刺安全装置160的第一导电板161和第二导电板162立即电短路。由于针刺安全装置160的第一导电板161和第二导电板162具有低电阻,当短路时不会产生很多热量,而是迅速消耗大量电流。因此,由于二次电池100的刺穿或挤压而产生的热量很少,因而提高了二次电池的安全性和可靠性。
绝缘袋170可为顶部开放的袋形状。绝缘袋170被设置在电极组件110与壳体120之间。在一个实施例中,绝缘袋170可由绝缘材料PP(聚丙烯)形成,但并不限于此。
在进一步的细节中,绝缘袋170包括第一侧面部分171、第二侧面部分172、第一延伸部分173、第二延伸部分174、第三侧面部分175、第四侧面部分176和底面部分177。同样,绝缘袋170可进一步包括第三延伸部分178和第四延伸部分179。
第一侧面部分171可为板形并形成在电极组件110与壳体120的宽侧面121b之间,从一侧延伸到另一侧。
第二侧面部分172可为板形并相对于第一侧面部分171形成在电极组件110与壳体的另一宽侧面121a之间,从一侧延伸到另一侧。
第一延伸部分173从第一侧面部分171顶部的一侧向上延伸。
第二延伸部分174从第一侧面部分172顶部的另一侧向上延伸。
第三侧面部分175将第一侧面部分171的一侧与第二侧面部分172的一侧连接。特别地,第三侧面部分175可包括密封部分175a、从密封部分175a延伸到第一侧面部分171的第一子侧面部分175b、以及从密封部分175a延伸到第二侧面部分172的第二子侧面部分175c。
第四侧面部分176将第一侧面部分171的另一侧与第二侧面部分172的另一侧连接。特别地,第四侧面部分176可包括密封部分176a、从密封部分176a延伸到第一侧面部分171的第一子侧面部分176b、从密封部分176a延伸到第二侧面部分172的第二子侧面部分176c。
底面部分177从第一侧面部分171的底部、第二侧面部分172的底部、第三侧面部分175的底部和第四侧面部分176的底部延伸。
第三延伸部分178从第三侧面部分175的密封部分175a和第一子侧面部分175b的顶部向上延伸。同样,第三延伸部分178可从第一延伸部分173延伸。
第四延伸部分179从第四侧面部分176的密封部分176a和第二子侧面部分176c的顶部向上延伸。同样,第四延伸部分179可从第二延伸部分174延伸。
以下将对绝缘袋170的结构和制造过程进行更详细的描述。
在以下描述中,将详细描述根据各示例性实施例的二次电池中的绝缘袋的构造和将电极组件容纳在绝缘袋内的过程。
图2A至图2D为将电极组件容纳到根据示例性实施例的二次电池的绝缘袋中的过程的示意图。
参见图2A至图2C,绝缘袋170通过弯曲并密封平行四边形绝缘片而形成。具体地,形成绝缘袋170的绝缘片被弯曲使得第一侧面部分171面对第二侧面部分172。此时,第一侧面部分171的顶部低于第二延伸部分174的顶部。同样,第二侧面部分172的顶部低于第一延伸部分173的顶部。然后,执行密封过程,将绝缘片的一个边缘与另一边缘被热粘合以形成密封部分175a和176a。这样,绝缘袋170形成为带有开放顶部的口袋形状。用平行四边形绝缘片形成的绝缘袋170还具有形成在第三侧面部分175的密封部分175a和第一子侧面部分175b的顶部的第三延伸部分178。另外,绝缘袋170具有形成在第四侧面部分176的密封部分176a和第二子侧面部分176c的顶部的第四延伸部分179。
第一延伸部分173在一侧具有在第二侧面部分172上方延伸的表面,且第二延伸部分174在另一侧具有在第一侧面部分171上方延伸的表面。因此,技术人员或机器可抓住所述自由表面并将第一延伸部分173和第二延伸部分174拉开,然后将电极组件110插入绝缘袋170中。因此,根据各示例性实施例的绝缘袋170允许第一侧面部分171和第二侧面部分172分离,而无需考虑在绝缘片上产生静电。
同样,当电极组件110被容纳在绝缘袋170内部时,第一侧面部分171、第二侧面部分172、第三侧面部分175和第四侧面部分176的顶部被形成为高于电极组件110顶部的高度。也就是说,参照电极组件110的高度H2来控制绝缘膜的高度H1,以使电极组件110不与壳体120相接触。
以下,将详细描述根据其它示例性实施例的二次电池中的绝缘袋的构造和将电极组件容纳在绝缘袋内部的过程。
图3A至图3E为表示将电极组件容纳到根据另一示例性实施例的二次电池的绝缘袋中的过程的示意图。
参见图3A至图3E,其中根据另一示例性实施例的绝缘袋270,与图2A至2D中的绝缘袋170相比,未形成第三延伸部分178和第四延伸部分179,且第一延伸部分273和第二延伸部分274的构造不同。因此,以下对绝缘袋270的描述将提供关于第一延伸部分273和第二延伸部分274的更多细节,而不提供与图2A至2D中的绝缘袋170相同的元件的详细描述。
绝缘袋270包括第一侧面部分271、第二侧面部分272、第一延伸部分273、第二延伸部分274、第三侧面部分275、第四侧面部分276和底面部分277。
第一侧面部分271从一侧延伸到相对侧。同样,第二侧面部分272从一侧延伸到相对侧,面对第一侧面部分271。当电极组件110被容纳在绝缘袋270内部时,第一侧面部分271、第二侧面部分272、第三侧面部分275和第四侧面部分276的顶部被形成为高于电极组件110顶部的高度。也就是说,参照电极组件110的高度H2来控制绝缘膜的高度H1,以使电极组件110不与壳体120相接触。
第一延伸部分273从第一侧面部分271的一侧向上延伸。而且,在一个实施例中,第一延伸部分273为矩形,但本发明并不限于此。第一联接通孔273a可限定在与第一电极端子130的螺栓延伸部分134相对应的第一延伸部分273中。根据另一示例性实施例的绝缘袋270可通过将第一联接通孔273a与螺栓延伸部分134相联接而获得绝缘袋270与电极组件110的牢固联接。
第二延伸部分274从第二侧面部分272的相对侧向上延伸。而且,在一个实施例中,第二延伸部分274为矩形,但本发明并不限于此。第二联接通孔274a可限定在与第二电极端子140的螺栓延伸部分144相对应的第二延伸部分274中。根据另一示例性实施例的绝缘袋270可通过将第二联接通孔274a与螺栓延伸部分144相联接而获得绝缘袋270与电极组件110的牢固联接。
在以下描述中,将详细描述根据其它示例性实施例的二次电池中的绝缘袋的构造和将电极组件容纳在绝缘袋内部的过程。
图4A至图4E为表示将电极组件容纳到根据另一示例性实施例的二次电池的绝缘袋中的过程的示意图。
参见图4A至图4E,根据另一示例性实施例的绝缘袋370与图3A至图3E中的绝缘袋270不同于第一延伸部分373和第二延伸部分374的结构。因此,以下对绝缘袋370的描述将提供关于第一延伸部分373和第二延伸部分374的更多细节,而与图3A至3D中的绝缘袋270相同的元件的详细描述将不被重复。
绝缘袋370包括第一侧面部分371、第二侧面部分372、第一延伸部分373、第二延伸部分374、第三侧面部分375、第四侧面部分376和底面部分377。
第一侧面部分371从一侧延伸到相对侧。同样,第二侧面部分372从一侧延伸到相对侧,面对第一侧面部分371。
第一延伸部分373在第一侧面部分371的顶部从一侧向上延伸。而且,在一个实施例中,第一延伸部分373为三角形,但本发明并不限于此。第一联接通孔373a可限定在与第一电极端子130的螺栓延伸部分134相对应的第一延伸部分373中。根据另一示例性实施例的绝缘袋370可通过将第一联接通孔373a与螺栓延伸部分134相联接而获得绝缘袋370与电极组件110的牢固联接。
第二延伸部分374在第二侧面部分372的顶部从相对侧向上延伸。而且,在一个实施例中,第二延伸部分374为三角形,但本发明并不限于此。第二联接通孔374a可限定在与第二电极端子140的螺栓延伸部分144相对应的第二延伸部分374中。根据另一示例性实施例的绝缘袋370可通过将第二联接通孔374a与螺栓延伸部分144相联接而获得绝缘袋370与电极组件110的牢固联接。
以下,将详细描述根据其它示例性实施例的二次电池中的绝缘袋的构造和将电极组件容纳在绝缘袋内部的过程。
图5A至图5E为表示将电极组件容纳到根据另一示例性实施例的二次电池的绝缘袋中的过程的示意图。
参见图5A至图5E,根据另一示例性实施例的绝缘袋470与图3A至图3E中的绝缘袋270不同于第一延伸部分473和第二延伸部分474的结构。因此,以下对绝缘袋470的描述将提供关于第一延伸部分473和第二延伸部分474的更多细节,而不提供与图3A至3E中的绝缘袋270相同的元件的详细描述。
绝缘袋470包括第一侧面部分471、第二侧面部分472、第一延伸部分473、第二延伸部分474、第三侧面部分475、第四侧面部分476和底面部分477。
第一侧面部分471从一侧延伸到相对侧。同样,第二侧面部分472从一侧延伸到相对侧,面对第一侧面部分471。
第一延伸部分473在第一侧面部分471的顶部从一侧向上延伸。而且,在一个实施例中,第一延伸部分473为半圆形,但本发明并不限于此。第一联接通孔473a可限定在与第一电极端子130的螺栓延伸部分134相对应的第一延伸部分473中。根据另一示例性实施例的绝缘袋470可通过将第一联接通孔473a与螺栓延伸部分134相联接而获得绝缘袋470与电极组件110的牢固联接。
第二延伸部分474在第二侧面部分472的顶部从相对侧向上延伸。而且,在一个实施例中,第二延伸部分474为半圆形,但本发明并不限于此。第二联接通孔474a可限定在与第二电极端子140的螺栓延伸部分144相对应的第二延伸部分474中。根据另一示例性实施例的绝缘袋470可通过将第二联接通孔474a与螺栓延伸部分144相联接而获得绝缘袋470与电极组件110的牢固联接。
根据各示例性实施例的二次电池通过在绝缘袋的上方部分上具有第一延伸部分和第二延伸部分解决了由于静电而导致的对打开绝缘袋的限制。因此,根据示例性实施例的二次电池提高了将电极组件容纳到绝缘袋内部的效率。
根据各示例性实施例的二次电池还通过在限定于绝缘袋的第一延伸部分和第二延伸部分中的第一联接通孔和第二联接通孔与第一电极端子和第二电极端子之间提供联接而在电极组件和绝缘袋之间提供联接力。
本文公开了具有绝缘袋的二次电池的各示例性实施例,尽管采用了特定术语,但是这些特定术语应该仅以上位和描述性的意义来使用和理解,而并非用于限定的目的。因此,本领域普通技术人员将理解的是,可以在不脱离所附权利要求阐述的本公开的精神和范围的情况下,可以进行各种形式上和细节上的改变。