CN103367688B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池，包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板和在所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；第一集电体，电连接到所述第一电极板，并具有熔断区域；壳体，容纳所述电极组件和所述第一集电体；盖板，与所述壳体联接，并具有短路孔；第一短路构件，位于所述短路孔中；第二短路构件，与所述盖板的顶表面分隔开，并面对所述第一短路构件，所述第二短路构件被电连接到所述第二电极板；和引导构件，引导从所述壳体内产生的气体移动到所述第一短路构件。

Description

二次电池
技术领域
各实施例涉及一种二次电池。
背景技术
二次电池可以是可再充电电池，而一次电池是不可再充电电池。低容量二次电池可以包括组形式的电池单元，并可以被用在便携式小型电子设备中，例如移动电话和可携式摄像机中。高容量二次电池可以包括相互连接的数十个电池组，并可以被用作电源用于驱动例如混合动力车辆的电机。
发明内容
各实施例致力于一种二次电池，包括：电极组件，包括第一电极板、第二电极板和在所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；第一集电体，电连接到所述第一电极板，并具有熔断区域；壳体，容纳所述电极组件和所述第一集电体；盖板，与所述壳体联接，并具有短路孔；第一短路构件，位于所述短路孔中；第二短路构件，与所述盖板的顶表面分隔开，并面对所述第一短路构件，所述第二短路构件被电连接到所述第二电极板；和引导构件，引导从所述壳体内产生的气体移动到所述第一短路构件。
所述引导构件可以包括在所述引导构件的第一侧处的第一开口和在所述引导构件的第二侧处的第二开口，并且所述引导构件可以被以管道形式提供。
所述引导构件的所述第一侧被连接到所述第一集电体，使得所述第一开口被定位为面向所述熔断区域。
在所述引导构件的所述第二侧处的所述第二开口部可以被定位为面向所述第一短路构件，并且可以与所述第一短路构件和所述盖板的底表面分隔开。
所述引导构件的所述第二侧可以朝向所述第一短路构件突出。
所述引导构件的所述第二侧可以突出使得所述第二开口被定位为面向所述第一短路构件，并且被连接到所述盖板的底表面，并且所述第二侧的突出部可以包括与所述壳体的内部空间连通的至少一个第三开口。
所述熔断区域可以具有比所述第一集电体的其它区域的截面更小的截面。
所述第一短路构件可以与所述第二短路构件分隔，使得当大于预定压力的压力被施加到所述第一短路构件时，所述第一短路构件电接触所述第二短路构件。
所述引导构件可以引导从所述熔断区域产生的气体通过所述引导构件移动到所述第一短路构件，使得所述气体对所述第一短路构件施加压力。
所述第一电极板可以被电连接到所述壳体和所述第一短路构件。
各实施例还致力于一种二次电池，包括：壳体；所述壳体中的电极组件，所述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；与所述壳体联接的盖板，所述盖板具有短路孔；在所述短路孔中的第一短路构件，所述第一短路构件电连接到所述第一电极；与所述第一短路构件分隔的第二短路构件，所述第二短路构件电连接到所述第二电极；和引导构件，引导从所述壳体内产生的气体移动到所述第一短路构件。
所述引导构件可以具有带有第一开口和第二开口的管道的形式。
所述二次电池可以进一步包括具有熔断区域的集电体，并且所述第一开口可以被定位以接纳所述熔断区域中产生的气体。
所述第二开口可以被定位以将由所述管道运送的气体引向所述第一短路构件，所述第二开口可以与所述第一短路构件和所述盖板的底表面分隔开。
所述第二开口可以位于所述引导构件的突起上，所述突起朝向所述第一短路构件突出。
所述第二开口可以被定位以将由所述管道运送的气体引向所述第一短路构件，所述第二开口可以位于所述引导构件的突起上，并且所述突起可以被连接到所述盖板的底表面并包括与所述壳体的内部空间连通的第三开口。
所述第一短路构件可以与所述第二短路构件分隔，使得当施加到所述第一短路构件的压力大于预定压力时，所述第一短路构件电接触所述第二短路构件。
附图说明
通过参照附图详细描述各示例性实施例，各特征对本领域普通技术人员来说将变得明显，其中：
图1示出根据实施例的二次电池的透视图；
图2示出沿图1的线I-I’截取的剖视图；
图3A示出根据实施例的第一集电体和该第一集电体的第一熔断区域的透视图；
图3B示出根据实施例的第一集电体和该第一集电体的第二熔断区域的透视图；
图3C示出根据实施例的第一集电体和该第一集电体的第三熔断区域的透视图；
图4示出根据实施例的第二集电体的透视图；
图5A示出根据实施例的第一引导构件的透视图；
图5B示出根据实施例的第二引导构件的透视图；和
图5C示出根据实施例的第三引导构件的透视图。
具体实施方式
2012年4月06日在韩国知识产权局提交且名称为“二次电池”的第10-2012-0036292号韩国专利申请通过引用其全部被合并于此。
下面将参照附图在下文中更加充分地描述各示例实施例；然而，各示例实施例可以被实施为不同的形式并且不应被理解为限于本文所展示的各实施例。相反，这些实施例被提供使得本公开将全面和完整，并将向本领域技术人员充分传达发明的范围。
在附图中，为了图示的清楚性各尺寸可能被夸大。还将理解的是，当元件被提及为在另一元件“上”时，其能够直接在该另一元件上，或还可存在中间元件。进一步，还将理解的是，当元件被提及为在两个元件“之间”时，其能够是两个元件之间的唯一元件，或者还可能存在一个或多个中间元件。相似的附图标记始终指代相似的元件。
图1是示出根据实施例的二次电池100的透视图。图2是沿图1的线I-I’截取的剖视图。
参见图1和图2，二次电池100可以包括电极组件110、第一集电体120、第二集电体130、壳体140、盖组件150、第一短路构件160、第二短路构件161和引导构件170。
电极组件110可以通过例如卷绕或堆叠第一电极板111、隔板113和第二电极板112来形成，第一电极板111、隔板113和第二电极板112可具有例如薄板或薄膜形状。第一电极板111可以用作正电极，第二电极板112可以用作负电极。
第一电极板111可以通过在由金属箔（例如铝箔）形成的第一电极集电体上涂覆第一电极活性物质（例如过渡金属氧化物）来形成，并可以包括其上未涂覆第一电极活性物质的第一电极未涂覆部分111a。第一电极未涂覆部分111a可以用作电流在第一电极板111与第一电极板111的外部之间流动的通路。用于形成第一电极板111的材料可以是合适的材料。
第二电极板112可以通过在由金属箔（例如镍或铜箔）形成的第二电极集电体上涂覆第二电极活性物质（例如石墨或碳）来形成，并可以包括其上未涂覆第二电极活性物质的第二电极未涂覆部分112a。第二电极未涂覆部分112a可以用作电流在第二电极板112与第二电极板112的外部之间流动的通路。用于形成第二电极板112的材料可以是合适的材料。
第一电极板111和第二电极板112可以相互改变它们的极性。
隔板113可以被设置在第一电极板111与第二电极板112之间以防止短路并允许例如锂离子的移动，并可以由例如聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯和聚丙烯的复合膜形成。用于形成隔板113的材料可以是合适的材料。
电极组件110的两端可以与分别电连接到第一电极板111和第二电极板112的第一集电体120和第二集电体130联接。
第一集电体120可以由导电材料（例如铝或铝合金）形成，并可以接触从电极组件110的一端伸出的第一电极未涂覆部分111a，从而被电连接到第一电极板111。第一集电体120可以包括第一连接部121、第一延伸部123、第一端子孔124和第一熔断孔125。后面将更加详细地描述第一集电体120的构造。
第二集电体130可以由导电材料（例如铜、铜合金、镍或镍合金）形成，并可以接触从电极组件110的另一端伸出的第二电极未涂覆部分112a，从而被电连接到第二电极板112。第二集电体130可以包括第二连接部131、第二延伸部133和第二端子孔134。后面将更加详细地描述第二集电体130的构造。
壳体140可以由导电材料（例如铝、铝合金或镀镍钢）形成，并可以具有大致六面体形状且具有开口，电极组件110、第一集电体120和第二集电体130通过该开口可以被插入和放置。壳体140和盖组件150在图2中被示出为被组装从而盖组件150位于该开口中。壳体140的内表面可以被处理以与电极组件110、第一集电体120和第二集电体130以及盖组件150绝缘。例如，壳体140可以具有极性，比如正极性。
盖组件150可以被联接到壳体140。盖组件150可以包括盖板151、第一电极端子152、第二电极端子153、多个衬垫154和多个螺母155。盖组件150还可以包括塞156、通气板157、连接板158、上绝缘构件159、第一短路构件160、第二短路构件161和多个下绝缘构件162。
盖板151可以封闭壳体140的开口，并可以由与壳体140的材料相同的材料形成。盖板151可以具有与壳体140相同的极性。
第一电极端子152可以穿过盖板151的侧部并可以被电连接到第一集电体120。第一电极端子152可以形成为柱状，并可以包括暴露于盖板151的上侧的上柱体和设置在盖板151下方的下柱体。螺纹可以形成在上柱体的外圆周表面上。下柱体可以包括凸缘152a以防止第一电极端子152从盖板151移除。第一电极端子152的位于152a下方的部分可以被装配到第一集电体120的第一端子孔124中.第一电极端子152可以被电连接到盖板151。
第二电极端子153可以穿过盖板151的另一侧部并可以被电连接到第二集电体130。由于第二电极端子153可以为与第一电极端子152相同的形状，所以其描述将不再重复（在图2中，第二电极端子的凸缘被标记为153a）。第二电极端子153可以与盖板151绝缘，而第一电极端子152可以被电连接到盖板151。
衬垫154中的每一个可以由绝缘材料形成，并可以被设置在盖板151与各个第一和第二电极端子152和153的每一个之间以密封盖板151与各个第一和第二电极端子152和153的每一个之间的空间。衬垫154可以防止湿气进入到二次电池100中，或防止电解质从二次电池100泄漏。
螺母155可以沿着形成在第一和第二电极端子152和153上的螺纹被联接到各个第一和第二电极端子152和153，并可以将各个第一和第二电极端子152和153固定到盖板151。
塞156可以封闭盖板151的电解质注入孔151a。通气板157可以被安装在盖板151的通气孔151b中，并可以具有可在设定压力下打开的凹痕157a。
连接板158可以被设置在第一电极端子152与盖板151之间，并可以被螺母155迫使以紧密接触盖板151和衬垫154。第一电极端子152可以被装配在连接板158中。连接板158可以将第一电极端子152电连接到盖板151。
上绝缘构件159可以被设置在第二电极端子153与盖板151之间，并可以紧密接触盖板151和衬垫154。第二电极端子153可以被装配在上绝缘构件159中。上绝缘构件159可以将第二电极端子153与盖板151相互绝缘。
下绝缘构件162中的每一个可以被设置在盖板151与各个第一和第二集电体120和130的每一个之间以防止不必要的短路。
第一短路构件160可以被安装在盖板151的短路孔151c中，并可以具有与盖板151相同的极性。第一短路构件160可以包括反转板，该反转板可包括向下凸出的圆形部分和固定到盖板151的边缘部分。
当二次电池100的内部压力大于设定压力（例如由于过充电或外部短路）时，第一短路构件160可以反转并可以向上突出。即，二次电池100的内部压力可以使第一短路构件160的形状为向上凸起。外部短路可以意味着暴露于壳体140的外部的第一和第二电极端子152和153与外部导电材料形成短路。
第二短路构件161可以被设置在盖板151的外部，并可以与盖板151分隔开。第二短路构件161还可以通过空间151d而与第一短路构件160分隔。也就是，第二短路构件161可以被设置在上绝缘构件159上，并可以延伸以覆盖短路孔151c。第二电极端子153可以被装配到第二短路构件161中。第二短路构件161可以被电连接到第二电极端子153。当二次电池100的内部压力大于设定压力（例如由于过充电或外部短路）时，第一短路构件160可以反转并可以向上突出以接触第二短路构件161，从而第二短路构件161和第一短路构件160形成短路。
当二次电池100被过充电时，第一短路构件160可以反转以与第二短路构件161形成短路。在此情况下，高电流可能流过二次电池100，并且二次电池100可能产生热量。产生的热量可以切断第一集电体120的熔断区域，从而将二次电池100电断开（例如使得第一电极端子152不再被电连接到第一电极板111）。
当外部短路发生时，第二电极端子153、第二集电体130、电极组件110、第一集电体120和第一电极端子152可以形成第一电流路径。此时，第一集电体120的熔断区域熔化，产生电弧，并且因电弧产生气体。引导构件170引导由熔断区域产生的气体以更有效（例如直接）地移动到第一短路构件160，使得气体的压力可以迅速集中在第一短路构件160上。后面将更详细地描述引导构件170的构造。
当由引导构件170供给的气体的压力等于或大于特定值时，第一短路构件160可以反转以与第二短路构件161形成短路。于是，二次电池100可以不仅具有第一电流路径，而且具有由第二电极端子153、第二短路构件161、第一短路构件160和壳体140形成的第二电流路径。在此情况下，集中在第一集电体120的熔断区域上的电流量可以减小以消除电弧。
例如，如果在没有引导构件170的情况下发生外部短路，则尽管电弧气体增加壳体140的内部压力，第一集电体120的熔断区域中产生的电弧的传播时间可能短于用于操作第一短路构件160所用的时间。由此，第一短路构件160可能无法操作。也就是，如果第一集电体120被电连接到壳体140，第一集电体120中产生的电弧可能传播到壳体140并可能在壳体140中形成孔。电弧气体可能通过该孔从壳体140释放，并且用于正常操作第一短路构件160（例如使第一短路构件160反转）所需的压力可能无法获得。
由此，引导构件170迅速引导第一短路构件160与第二短路构件161之间的短路形成，以在初始电弧传播到二次电池100的其它部分之前转移由外部短路产生的初始电弧，从而改进二次电池100的安全性。
在下文中，将参照附图提供第一集电体和第一集电体的熔断区域的更详细的描述。特别地，第一集电体120A、120B和120C以及与其对应的第一至第三熔断区域126a、126b、126c将作为根据各种实施例的例子而被描述。
图3A是示出根据实施例的第一集电体120A和第一集电体120A的第一熔断区域126a的透视图。
参见图3A，第一集电体120A可以包括第一连接部121和第一延伸部123。
第一集电体120A的第一连接部121可以以板的形式被提供在电极组件110的上侧与盖组件150的下侧之间。第一连接部121可以具有连接宽度Wc。第一熔断区域126a可以被设置在第一连接部121的侧部分中，并且第一端子孔124可以被设置在第一连接部121的另一侧部分中。第一连接部121的设置有第一端子孔124的侧部分可以不与第一熔断区域126a重叠（例如第一端子孔124可以位于第一连接部121的与第一熔断区域126a的侧部分相反的侧部分上），并且盖组件150的第一电极端子152可以被装配到第一端子孔124中。
第一熔断孔125a可以被设置在第一连接部121的第一熔断区域126a中。由于第一熔断区域126a具有第一熔断孔125a，第一熔断区域126a可以具有更小的截面（例如比第一集电体120A的除了包括第一端子孔124的区域之外的其余区域更小的截面）。第一熔断孔125a可以具有合适的形状（例如沿着第一连接部121的宽度方向伸长的四边形形状），并且第一熔断孔125a可以被提供多个。如此，由于第一熔断区域126a可以具有第一熔断孔125a，第一熔断区域126a可以具有比第一集电体120A的其它区域的截面更小的截面。由此，如果大量的电流（例如因短路）流过第一集电体120A时，热量可能产生并可能熔化第一熔断区域126a以阻断电极组件110与壳体140和盖板151（包括第一端子152）的每一个之间的电流。在此情况下，可能由于刺穿二次电池100的外部导电物质穿过壳体140或用作正电极的盖板151而引起短路。
第一延伸部123可以从第一连接部121的端部沿与第一连接部121不同的方向延伸（例如第一延伸部123和第一连接部121可以被弯折），并可以以板的形式提供以基本上接触第一电极未涂覆部分111a。第一延伸部123可以具有大于连接宽度Wc的延伸宽度We。由此，当二次电池100的内部压力等于或大于设定压力时，来自二次电池100的气体可以有效地移动穿过通气板157的开口。第一连接部121可以在转角C处被连接到第一延伸部123。第一连接部121可以在转角C处垂直于第一延伸部123。
尽管在图3A中第一熔断区域126a可以被设置在第一连接部121中，但第一熔断区域126a可以被设置在第一延伸部123的区域中，例如设置在最靠近转角C的区域中（例如使得第一熔断区域126a不接触电解质）。
图3B是示出根据实施例的第一集电体120B和第一集电体120B的第二熔断区域126b的透视图。
第一集电体120B除了第二熔断区域126b之外可以与第一集电体120A相同。由于第一集电体120B可以具有多个第二熔断孔125b，所以第二熔断区域126b可以具有更小的截面（例如比第一集电体120B的除了包括第一端子孔124的区域之外的其余区域更小的截面）。
图3C是示出根据实施例的第一集电体120C和第一集电体120C的第三熔断区域126c的透视图。
第一集电体120C除了第三熔断区域126c之外可以与第一集电体120A和120B相同。第三熔断区域126c可以被提供为引线的形式，并可以具有更小的截面（例如比第一集电体120C的除了包括第一端子孔124的区域之外的其余区域更小的截面）。为此，第三熔断区域126c可以具有小于第一集电体120C的宽度，例如小于连接宽度Wc的宽度，或可以具有小于第一集电体120C的厚度，例如小于连接厚度Tc的厚度。
图4是示出根据实施例的第二集电体130的透视图。
参见图4，第二集电体130可以包括第二连接部131和第二延伸部133。
第二连接部131可以以板形式被提供在电极组件110的上侧与盖组件150的下侧之间。第二连接部131可以具有连接宽度Wc。第二端子孔134可以被设置在第二连接部131中。盖组件150的第二电极端子153可以被装配到第二端子孔134中。
第二延伸部133可以从第二连接部131的端部沿与第二连接部131不同的方向延伸（例如第二延伸部133和第二连接部131可以被弯折），并可以以板的形式提供以基本上接触第二电极未涂覆部分112a。第二延伸部133可以具有大于连接宽度Wc的延伸宽度We。第二连接部131可以在转角C处被连接到第二延伸部133。第二连接部131可以在转角C处垂直于第二延伸部133。
在下文中，将参照附图提供引导构件170的更详细的描述。根据各种实施例的第一至第三引导构件170A、170B和170C被例示作为引导构件170。
图5A是示出根据实施例的第一引导构件170A的透视图。
参见图5A，第一引导构件170A可以包括在侧部171处的第一开口部171a和在侧部173处的第二开口部173a，并可以以管道的形式被提供。
侧部171可以被连接到第一集电体120，使得第一开口部171a被定位为面向熔断区域126a、126b或126c。第一开口部171a可以被定位为面向熔断区域126a、126b或126c，使得基本上由熔断区域产生的所有气体都流入到第一开口部171a中。也就是，如图2所示，第一熔断孔125可以在两侧被第一集电体120包围，在第三侧被下绝缘构件162包围，并且在第四侧被引导构件170的第一开口部包围。
侧部173的第二开口部173a可以被定位为面向第一短路构件160，并可以朝向第一短路构件160延伸并突出。第一引导构件170A可以在第一开口部171a与第二开口部173a之间不具有另外的开口。由此，由熔断区域126a、126b或126c产生的气体可以从设置有熔断区域126a、126b或126c的位置F穿过第一引导构件170A移动到设置有第一短路构件160的位置F’。由于侧部173可以具有突出结构，所以电弧气体的压力可以更有效地集中在第一短路构件160上。侧部173可以与第一短路构件160和盖板151的底表面分隔特定距离。当二次电池100被过充电时，二次电池100的内部压力可以增大以操作第一短路构件160。为此，侧部173可以与盖板151分隔开以形成空间，壳体140的内部空间通过该空间与第一短路构件160连通。
第一引导构件170A可以被设置在电极组件110与盖板151之间。由此，第一引导构件170A可以防止电极组件110在壳体140内移动。由于第一引导构件170A可以被设置在第一短路构件160与第一集电体120的熔断区域126a、126b或126c之间的最小距离内，所以当外部短路发生时，第一引导构件170A能够更迅速地操作第一短路构件160。
图5B是示出根据实施例的第二引导构件170B的透视图。
参见图5B，第二引导构件170B可以包括侧部171处的第一开口部171b和侧部175处的第二开口部175b，并可以以管道的形式被提供。
侧部171可以被连接到第一集电体120，使得第一开口部171b被定位为面向熔断区域126a、126b或126c。第一开口部171b可以被定位为面向熔断区域126a、126b或126c，使得基本上由熔断区域产生的所有气体都流入到第一开口部171b中。也就是，如图2所示，第一熔断孔125可以在两侧被第一集电体120包围，在第三侧被下绝缘构件162包围，并且在第四侧被引导构件170的第一开口部包围。
侧部175的第二开口部175b可以被定位为面向第一短路构件160。第二引导构件170B可以在第一开口部171b与第二开口部175b之间不具有另外的开口。由此，由熔断区域126a、126b或126c产生的气体可以从设置有熔断区域126a、126b或126c的位置F穿过第二引导构件170B移动到设置有第一短路构件160的位置F’。第二引导构件170B的侧部175可以具有平坦结构，并且可以不向上突出。与第一引导构件170A的侧部173相似，第二引导构件170B的侧部175可以与第一短路构件160和盖板151的底表面分隔特定距离。由于第二开口部175b与第一短路构件160之间的空间（例如通过该空间壳体140的内部空间与第一短路构件160连通）可以大于第一引导构件170A与第一短路构件160之间的空间，所以第二引导构件170B可以增加第一短路构件160对过充电的敏感性。
图5C是示出根据实施例的第三引导构件170C的透视图。
参见图5C，第三引导构件170C可以包括侧部171处的第一开口部171c和侧部177处的第二开口部177C 1和多个第三开口部177C2及177C3，并可以以管道的形式被提供。
侧部171可以被连接到第一集电体120，使得第一开口部171c被定位为面向熔断区域126a、126b或126c。第一开口部171c可以被定位为面向熔断区域126a、126b或126c，使得基本上由熔断区域产生的所有气体都流入到第一开口部171c中。也就是，如图2所示，第一熔断孔125可以在两侧被第一集电体120包围，在第三侧被下绝缘构件162包围，并且在第四侧被引导构件170的第一开口部包围。
侧部177可以具有突出结构，使得第二开口部177C 1被定位为面向第一短路构件160。第三引导构件170C可以在第一开口部171c与第二开口部177C1之间不具有另外的开口。由此，由熔断区域126a、126b或126c产生的气体可以从设置有熔断区域126a、126b或126c的位置F穿过第三引导构件170C移动到设置有第一短路构件160的位置F’。第三开口部177C2和177C3可以被设置在侧部177的侧表面中，但是其位置不限于此。至少第三开口部177C2和177C3之一可以提供空间，通过该空间壳体140的内部空间与第一短路构件160连通。第三开口部177C2和177C3可以限定从侧部177突出的突出部177P1和177P2。突出部177P1和177P2可以被连接到盖板151的底表面，使得侧部177能够被固定到盖板151。
第一至第三引导构件170A、170B和170C中的任意一个可以被设置在电极组件110与盖板151之间。由此，第一至第三引导构件170A、170B和170C的厚度和宽度可以被设计为不会影响二次电池100的整体大小，其可以是合适的大小。
作概要和回顾，二次电池可以被制造为具有各种形状，比如例如圆柱形形状和棱柱形形状。电解质和电极组件（可以通过将隔板作为绝缘体插入到正电极板与负电极板之间形成）可以被安装在壳体中，并且盖组件（可以被提供有电极端子）可以被安装在壳体上，从而形成二次电池。
外部短路可熔化二次电池的熔断区域，从而可产生电弧。这种电弧可传播到二次电池的除熔断区域之外的其它区域，由此导致事故比如着火或爆炸。相反，本文中公开的各实施例的二次电池可以具有抵抗外部短路的高安全性。
根据本发明的实施例，二次电池具有抵抗过充电和外部短路的高安全性。
在此公开了各示例实施例，并且尽管采用特定术语，其仅以普通和描述性的含义被使用和将被理解，并非用于限制的目的。在一些情况下，如对提交本申请的本领域普通技术人员清楚明显的是，除非特别指出之外，关于特定实施例描述的各特征、各特性和/或各元件可以被单独使用或与关于其它各实施例描述的各特征、各特性和/或各元件结合使用。因此，本领域技术人员应理解的是，在不脱离如以下权利要求所展示的本发明的精神和范围的情况下能够进行形式和细节的各种改变。

Claims (16)

1.一种二次电池，包括：
电极组件，包括第一电极板、第二电极板和在所述第一电极板与所述第二电极板之间的隔板；
第一集电体，电连接到所述第一电极板，并具有熔断区域；
壳体，容纳所述电极组件和所述第一集电体；
盖板，与所述壳体联接，并具有短路孔；
下绝缘构件，设置在所述盖板和所述第一集电体之间；
第一短路构件，位于所述短路孔中；
第二短路构件，与所述盖板的顶表面分隔开，并面对所述第一短路构件，所述第二短路构件被电连接到所述第二电极板；和
引导构件，引导从所述熔断区域产生的气体移动到所述第一短路构件；
其中所述引导构件包括在所述引导构件的第一侧处的第一开口和在所述引导构件的第二侧处的第二开口；并且
其中所述熔断区域在所述下绝缘构件和所述引导构件的所述第一开口之间被所述第一集电体环绕。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中
所述引导构件被以管道形式提供。
3.如权利要求2所述的二次电池，其中所述引导构件的所述第一侧被连接到所述第一集电体，使得所述第一开口被定位为面向所述熔断区域。
4.如权利要求2所述的二次电池，其中在所述引导构件的所述第二侧处的所述第二开口部被定位为面向所述第一短路构件，并且与所述第一短路构件和所述盖板的底表面分隔开。
5.如权利要求4所述的二次电池，其中所述引导构件的所述第二侧朝向所述第一短路构件突出。
6.如权利要求2所述的二次电池，其中：
所述引导构件的所述第二侧突出使得所述第二开口被定位为面向所述第一短路构件，并且被连接到所述盖板的底表面，并且
所述第二侧的突出部包括与所述壳体的内部空间连通的至少一个第三开口。
7.如权利要求1所述的二次电池，其中所述熔断区域具有比所述第一集电体的其它区域的截面更小的截面。
8.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一短路构件与所述第二短路构件分隔，使得当大于预定压力的压力被施加到所述第一短路构件时，所述第一短路构件电接触所述第二短路构件。
9.如权利要求1所述的二次电池，其中所述第一电极板被电连接到所述壳体和所述第一短路构件。
10.一种二次电池，包括：
壳体；
在所述壳体中的电极组件，所述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；
与所述壳体联接的盖板，所述盖板具有短路孔；
在所述短路孔中的第一短路构件，所述第一短路构件电连接到所述第一电极；
与所述第一短路构件分隔的第二短路构件，所述第二短路构件电连接到所述第二电极；
具有熔断区域的集电体；
设置在所述盖板和所述集电体之间的下绝缘构件；和
引导构件，引导从所述熔断区域产生的气体移动到所述第一短路构件；
其中所述引导构件包括在所述引导构件的第一侧处的第一开口和在所述引导构件的第二侧处的第二开口；并且
其中所述熔断区域在所述下绝缘构件和所述引导构件的所述第一开口之间被所述集电体环绕。
11.如权利要求10所述的二次电池，其中所述引导构件具有带有所述第一开口和所述第二开口的管道的形式。
12.如权利要求11所述的二次电池，其中所述集电体被电连接到所述第一电极或所述第二电极，其中所述第一开口被定位以接纳所述熔断区域中产生的气体。
13.如权利要求12所述的二次电池，其中所述第二开口被定位以将由所述管道运送的气体引向所述第一短路构件，所述第二开口与所述第一短路构件和所述盖板的底表面分隔开。
14.如权利要求13所述的二次电池，其中所述第二开口位于所述引导构件的突起上，所述突起朝向所述第一短路构件突出。
15.如权利要求12所述的二次电池，其中：
所述第二开口被定位以将由所述管道运送的气体引向所述第一短路构件，所述第二开口位于所述引导构件的突起上，并且
所述突起被连接到所述盖板的底表面并包括与所述壳体的内部空间连通的第三开口。
16.如权利要求10所述的二次电池，其中所述第一短路构件与所述第二短路构件分隔，使得当施加到所述第一短路构件的压力大于预定压力时，所述第一短路构件电接触所述第二短路构件。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9225002B2 (en) * 2013-10-24 2015-12-29 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery having fuse unit
KR102119049B1 (ko) * 2013-12-16 2020-06-04 삼성에스디아이 주식회사 절연 케이스를 갖는 이차 전지
KR102273768B1 (ko) * 2014-04-01 2021-07-06 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR102226513B1 (ko) * 2014-06-02 2021-03-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US10008710B2 (en) 2014-08-04 2018-06-26 Johnson Controls Technology Company Overcharge protection assembly for a battery module
KR102332447B1 (ko) 2015-02-26 2021-11-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6328842B2 (ja) * 2015-02-27 2018-05-23 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両
KR101733745B1 (ko) * 2015-04-07 2017-05-08 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102371192B1 (ko) * 2015-08-07 2022-03-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102371193B1 (ko) * 2015-08-10 2022-03-07 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
WO2017171002A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社 豊田自動織機 蓄電装置
US11233289B2 (en) 2016-08-01 2022-01-25 Cps Technology Holdings Llc Weldable aluminum terminal pads of an electrochemical cell
US10938017B2 (en) 2016-08-01 2021-03-02 Cps Technology Holdings Llc Overcharge protection assembly for a battery cell
EP3491683A1 (en) 2016-08-01 2019-06-05 Johnson Controls Technology Company Overcharge protection systems for prismatic lithium ion battery cells having neutral or non-conductive packaging
US11158902B2 (en) * 2016-10-24 2021-10-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Rectangular secondary battery
CN109792029B (zh) * 2016-11-15 2021-08-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及电池模组
CN108807827A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 比亚迪股份有限公司 一种电极引出片及电池
JP6955387B2 (ja) * 2017-08-03 2021-10-27 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
JP6962167B2 (ja) * 2017-12-12 2021-11-05 三洋電機株式会社 二次電池
CN109037761A (zh) * 2018-07-17 2018-12-18 江苏海基新能源股份有限公司 一种方形铝壳锂离子电池及装配方法
JP7442269B2 (ja) 2019-03-29 2024-03-04 三洋電機株式会社 二次電池
JPWO2021060006A1 (zh) 2019-09-26 2021-04-01
CN114207932A (zh) 2019-09-26 2022-03-18 三洋电机株式会社 二次电池
CN116031586B (zh) * 2023-02-09 2023-06-27 深圳海润新能源科技有限公司 储能装置和用电设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2761815B1 (fr) * 1997-03-24 1999-09-24 Alsthom Cge Alcatel Generateur electrochimique a electrodes spiralees dont la securite est amelioree en cas de degagement gazeux
JP2000077058A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Alps Electric Co Ltd 電池の電路遮断機構
EP2088635A4 (en) * 2006-10-13 2011-08-03 Panasonic Corp BATTERY PACK, DEVICE MOUNTED ON THE BATTERY PACK AND CONNECTION STRUCTURE FOR A BATTERY PACK
WO2008051219A1 (en) 2006-10-23 2008-05-02 Utc Fuel Cells, Llc Electrode substrate for electrochemical cell from carbon and cross-linkable resin fibers
FR2910723B1 (fr) 2006-12-22 2009-03-20 Accumulateurs Fixes Dispositif de securite pour accumulateur etanche.
US9413031B2 (en) * 2009-03-24 2016-08-09 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Apparatus and system for an internal fuse in a battery cell
KR101072956B1 (ko) * 2009-03-30 2011-10-12 에스비리모티브 주식회사 이차전지
KR101097220B1 (ko) * 2009-10-30 2011-12-21 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
US8440336B2 (en) 2009-12-08 2013-05-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery with short circuit member
KR101042808B1 (ko) * 2010-01-26 2011-06-20 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
US9099732B2 (en) * 2010-06-11 2015-08-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery having a fuse with an insulating blocking member
US20120052341A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Duk-Jung Kim Rechargeable battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP6091815B2 (ja) 2017-03-08
US9490468B2 (en) 2016-11-08
KR101715963B1 (ko) 2017-03-27
JP2013219003A (ja) 2013-10-24
US20130266830A1 (en) 2013-10-10
CN103367688A (zh) 2013-10-23
KR20130113802A (ko) 2013-10-16
EP2648246A1 (en) 2013-10-09
EP2648246B1 (en) 2015-04-15

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