CN104701468A - 用于车辆的高电压电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高电压电池，其包括电极组件。袋形外壳由边缘部密封以覆盖电极组件，并且具有在外壳的一侧形成的开放入口，以允许电解质通过开放入口注入到外壳中。出口与入口连接并将外壳内生成的气体排出到车辆外部。
Description
技术领域
本公开内容涉及当高电压电池的袋型二次电池过充电或暴露于高温时克服对安全有不利影响的各种危险因素的高电压电池。
背景技术
可充放电的二次电池作为电动汽车、混合动力电动汽车等的动力源已经吸引了注意力，其被提出用于克服使用化石燃料的常规汽油车、柴油车等的空气污染。
中到大型装置，例如车辆的中到大型电池系统，根据高功率输出和大容量的要求通过电连接多个电池单元而形成。主要用作中到大型电池系统的单元电池的袋型锂离子聚合物二次电池(高电压电池)与用于小型装置中的相同系列电池相比具有相对大的尺寸、优异的稳定性且轻质，因而对较小且轻质的便携式电子装置是有利的。
然而，当锂二次电池的内部压力由于过充电而增加时，发生袋型外壳膨胀。当膨胀发生时，电池部分被修改，因此电池局部短路。
此外，当电池过充电或暴露于高温时，由于电解质与极板的活性材料层之间的反应或电解质与活性材料层之间的分解反应，产生具有高点火可能性的气体，从而引起电池的点火或爆炸。
因此，韩国专利特开公开第10-1082498A号公开了一种袋型电池，其包括具有第一树脂层、第二树脂层和布置在第一树脂层与第二树脂层之间的金属层的袋型外壳。在袋型外壳中布置电极组件，其中在该袋型外壳中形成排气部。排气部的与金属层、第一树脂层和第二树脂层相应的总厚度小于排气部的与剩余部分相应的厚度。
然而，前述的袋型电池没有用于排出袋型外壳中生成的气体的路径。当该气体被引入车辆中时，该气体可能对乘客有不利影响或可能与火花等反应，引起爆炸。
因此，需要一种包括安全性装置的高电压电池，该安全性装置克服达到参考水平的电池内部压力并迅速防止膨胀，从而在最初防止损坏或爆炸。
相关技术的描述是为了帮助理解本公开内容，并不应被解释为本领域的普通技术人员已知的常规技术。
发明内容
本公开内容的一方面提供一种包括安全性装置的高电压电池，该安全性装置克服达到参考水平的电池内部压力并迅速防止膨胀，从而在最初防止损坏或爆炸。
根据本公开内容的示例性实施方式，高电压电池包括电极组件。袋形外壳由边缘部密封以覆盖电极组件，并且具有在外壳的一侧形成的开放入口，以便通过该开放入口将电解质注入到外壳中。出口与开放入口连接并将外壳中生成的气体排出到车辆外部。
外壳的入口可以与电极组件垂直。
外壳边缘部的一侧比另一侧更宽，并且入口和出口形成于较宽侧。
入口可以包括在其中形成的应力集中部，当在外壳内生成气体时，该应力集中部容易破裂。
应力集中部可以具有缺口形状，其具有指向电极组件的尖端部。
出口可以与电极组件平行并且出口的端部可以以设定的长度弯曲。
出口可以与入口垂直。
出口可以单独形成并且可以与外壳的入口联接。
附图说明
图1～3是示出根据本公开内容的实施方式的高电压电池的图。
图4～6是示出根据本公开内容的另一实施方式的高电压电池的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本公开内容的示例性实施方式的高电压电池。
图1～3是示出根据本公开内容的实施方式的高电压电池的图。根据本实施方式的高电压电池包括电极组件100。袋形外壳300由边缘部300密封以覆盖电极组件100，并且在外壳300的一侧具有开放入口330，以允许电解质通过该开放入口注入到外壳300中。出口500与入口330连接并将外壳300中生成的气体排出到车辆外部。
如图1所示，外壳300具有矩形形状并且包括在相对两侧形成的电池接头(cell tap)370。电极组件100与外壳300联接。用于将电解质注入到外壳300中的入口330形成于边缘部310。入口330可以与电极组件100垂直，以使入口330的面积最小化，从而保持真空状态。具体地，外壳300的边缘部310配置成，边缘部310的一侧比另一侧更宽，并且入口330和出口500形成于较宽侧。
在入口330中形成可容易破裂的应力集中部350，以便当气体在外壳300中生成引起膨胀时，容易将气体排出到外壳300的外部。在图1～3中，应力集中部350具有但不限于缺口形状，其具有朝向电极组件100形成的尖端部，但是可以具有任何形状例如缺口形状或圆形，只要电极组件100受压以集中应力即可。
如从图2可以看出的，当电解质填充完成时，外壳300的入口330通过密封除应力集中部350以外的剩余部分而被密封。即使应力集中部350可以单独形成，但根据本实施方式，除应力集中部350以外的剩余部分可以被密封以形成应力集中部350，从而防止制造成本增加。
此外，与外壳300外部连接的出口500形成于应力集中部350并形成为与入口330垂直。出口500形成在外壳300的边缘部310的较宽侧并且与电极组件100平行。出口500的端部以设定长度弯曲，以便将外壳300中生成的气体排出到车辆外部。
图3示出应力集中在应力集中部350上使得当发生膨胀时，电极组件100的入口330破裂的情况。当在外壳300中生成气体时，如果发生膨胀，则气体对外壳300加压，使得作为外壳300最薄弱部分的入口330的应力集中部350破裂。外壳300中生成的气体通过破裂的入口330和出口500排出到车辆外部。关于应力集中部350，入口330的前部破裂，但是其后部不破裂，使得外壳300中生成的气体不通过除出口500以外的其他部分排出。
图4～6是示出根据本公开内容的另一实施方式的高电压电池的图。根据本实施方式的高电压电池包括电极组件100。袋形外壳300由边缘部300密封以覆盖电极组件100，并且具有在外壳300的一侧形成的开放入口330，以允许电解质通过该开放入口注入到外壳300中。出口500与入口330连接并将外壳300中生成的气体排出到车辆外部。
如图4所示，外壳300具有矩形形状并且在相对两侧包括电池接头370。电极组件100与外壳300联接。用于将电解质注入到外壳300中的入口330形成在边缘部310中。外壳300的入口330可以形成为与电极组件100垂直，以使入口330的面积最小化，从而保持真空状态。具体地，外壳300的边缘部310配置成，四侧具有相同的宽度，并且入口330在一侧形成。
与图1～3所示出的实施方式不同，由于难以在边缘部310中同时形成入口330和出口500，因此出口500单独形成并与边缘部310联接而不是形成于边缘部310。
在入口330中形成可容易破裂的应力集中部350，以便当气体在外壳300中生成引起膨胀时，容易将该气体排出到外壳300的外部。在图4～6中，应力集中部350具有但不限于缺口形状，其具有朝向电极组件100形成的尖端部，但是可以具有选自缺口形状、圆形的任何形状，只要电极组件100受压以集中应力即可。
如从图5可以看出的，当电解质填充完成时，外壳300的入口330通过密封除应力集中部350以外的剩余部分而被密封。即使应力集中部350可以单独形成，但根据本实施方式，除应力集中部350以外的剩余部可以被密封以形成应力集中部350。
由于应力集中部350需要在气体在外壳300中生成时容易破裂，同时最大程度地密封外壳300，因此尖端部在外壳300的边缘部310的一侧的最外端部处指向电极组件100，并且应力集中部350的前侧被密封以保持真空状态。
图6示出应力集中在应力集中部350上使得当发生膨胀时，电极组件100的入口330破裂的情况。当在外壳300中生成气体时，如果发生膨胀，气体对外壳300加压，使得应力集中在作为外壳300最薄弱部分的应力集中部350的尖端部，并且应力集中部350破裂以打开入口330。单独形成的出口500与入口330联接，以便通过出口500将外壳300中生成的气体排出到车辆外部。
关于常规袋型外壳的使用，当不利问题例如过充电、过电压、高温、短路等出现时，可燃气体在外壳内生成并与点火源结合，从而引起点火、爆炸等。因此，关于前述的高电压电池，当在外壳中生成参考量的气体时，如果内部压力达到参考水平，应力集中部破裂，使得所生成的气体通过出口排出到车辆外部，从而迅速防止膨胀并在最初防止点火或爆炸，从而确保电池的稳定性。
此外，当使用袋型外壳时，外壳内生成的气体可以与冷却器分开，并且外壳内生成的气体可以使用具有简单结构的出口和应力集中部被排出到车辆外部，以保护乘客免受有毒气体，从而防止气体引起的二次安全事故。
虽然本公开内容关于具体的示例性实施方式进行展示和描述，但对于本领域的技术人员来说明显的是，在不偏离由权利要求限定的本公开内容的主旨和范围的情况下，可以对本公开内容做出各种改变和更改。
Claims (8)
1.一种高电压电池，包括：
电极组件；
袋形外壳，由边缘部密封以覆盖所述电极组件，并且具有在所述外壳的一侧形成的开放入口，以允许电解质通过所述开放入口注入到所述外壳中；以及
出口，与所述入口连接并用于将所述外壳中生成的气体排出到车辆外部。
2.根据权利要求1所述的高电压电池，其中所述外壳的入口与所述电极组件垂直。
3.根据权利要求1所述的高电压电池，其中所述外壳的边缘部的一侧比另一侧更宽，并且所述入口和所述出口形成于较宽侧。
4.根据权利要求1所述的高电压电池，其中所述入口包括在其中形成的应力集中部，当在所述外壳内生成气体时，所述应力集中部容易破裂。
5.根据权利要求4所述的高电压电池，其中所述应力集中部具有缺口形状，其具有指向所述电极组件的尖端部。
6.根据权利要求1所述的高电压电池，其中所述出口与所述电极组件平行，并且所述出口的端部以设定长度弯曲。
7.根据权利要求1所述的高电压电池，其中所述出口与所述入口垂直。
8.根据权利要求1所述的高电压电池，其中所述出口单独形成并且与所述外壳的入口联接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111052432A (zh) * | 2017-10-17 | 2020-04-21 | 株式会社Lg化学 | 包括防裂结构的袋形电池壳体及其制造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102135267B1 (ko) * | 2017-06-07 | 2020-07-17 | 주식회사 엘지화학 | 전해액 재주입 가능한 배터리 셀, 배터리 팩, 배터리 팩의 전해액 재주입 시스템 및 배터리 팩의 전해액 재주입 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090130552A1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-05-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cap assembly and secondary battery using the same |
| CN103022591A (zh) * | 2008-06-12 | 2013-04-03 | 株式会社Lg化学 | 具有改进的冷却剂流量分布均一性的中型或大型电池组盒 |
| CN103155212A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-06-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有在电池电芯排气时邻近电芯保护措施的电池 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4249698B2 (ja) | 2004-11-25 | 2009-04-02 | 日本電気株式会社 | フィルム外装電気デバイスおよびフィルム外装電気デバイス集合体 |
| KR101037042B1 (ko) | 2007-12-10 | 2011-05-26 | 주식회사 엘지화학 | 안전성이 개선된 파우치형 이차전지 |
| KR101082498B1 (ko) | 2007-12-10 | 2011-11-11 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 전지 |
| KR101408623B1 (ko) | 2009-09-17 | 2014-06-17 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 리튬 이온 폴리머 전지 및 그 제조방법 |
| KR101082196B1 (ko) | 2009-12-23 | 2011-11-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 및 이차 전지의 제조방법 |
| KR101357311B1 (ko) | 2011-07-26 | 2014-02-03 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차전지 및 그의 제조방법 |
-
2014
- 2014-08-13 US US14/459,306 patent/US9419257B2/en active Active
- 2014-09-05 CN CN201410451959.7A patent/CN104701468B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090130552A1 (en) * | 2007-11-19 | 2009-05-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cap assembly and secondary battery using the same |
| CN103022591A (zh) * | 2008-06-12 | 2013-04-03 | 株式会社Lg化学 | 具有改进的冷却剂流量分布均一性的中型或大型电池组盒 |
| CN103155212A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-06-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有在电池电芯排气时邻近电芯保护措施的电池 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111052432A (zh) * | 2017-10-17 | 2020-04-21 | 株式会社Lg化学 | 包括防裂结构的袋形电池壳体及其制造方法 |
| US11394080B2 (en) | 2017-10-17 | 2022-07-19 | Lg Energy Solution, Ltd. | Pouch-shaped battery case comprising crack prevention structure and method of manufacturing the same |
| CN111052432B (zh) * | 2017-10-17 | 2023-12-15 | 株式会社Lg新能源 | 包括防裂结构的袋形电池壳体及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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