CN106981596B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

根据一个或多个实施例的二次电池包括：电极组件，包括：包括第一电极接线片的第一电极板、包括第二电极接线片的第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；壳体，包括：容纳电极组件的主体、在主体的上部处的盖板以及在主体的下部处的底板；电极端子，包括：被电连接到第一电极接线片并延伸穿过盖板的第一电极端子以及经由壳体被电连接到第二电极接线片并在盖板上的第二电极端子；以及在底板中的第一安全通气部，其中底板的外表面限定了与第一安全通气部连通的第一排气槽。

Description

二次电池
相关申请的交叉引用
此申请要求于2015年10月2日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请10-2015-0139129的优先权和权益，其内容通过引用被整体合并于此。
技术领域
本发明的实施例涉及二次电池。
背景技术
总地来说，高容量的电池通过卷绕大量的电极板并将卷绕结构插入具有给定体积的罐中来制造。另外，为了增大被涂覆在电极板上的活性物质的量，罐内由集流体所占据的体积应减小。然而，为了生产高输出的电池，集流效率应保持。因此，高容量的电池通常通过每圈在集流体上形成电极接线片从而形成多接线片电极组件来制造。
因为电极组件的电极接线片被电连接到形成在罐的顶端上的电极端子，电流路径可以沿正电极端子、电极组件和负电极端子建立。因此，电极组件易于劣化。
另外，当在罐的顶端形成安全通气部以选择性地经其释放气体时，由于释放的气体的高压，热量可能集中在罐的顶端。这样，二次电池可能具有降低的安全性。
发明内容
本发明的实施例提供了可以通过延长电流流动通路减小二次电池的劣化、并且可以通过在不同位置包括当二次电池的内部压力增加时可释放内部气体的安全通气部来增强安全性的二次电池。
本发明的上述和其它方面将在下面对示例性实施例的描述中进行描述，或者将从其变得显而易见。
根据本发明的一个或多个实施例的一个方面，一种二次电池包括：电极组件，包括：包括第一电极接线片的第一电极板、包括第二电极接线片的第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；壳体，包括：容纳电极组件的主体、在主体的上部处的盖板以及在主体的下部处的底板；电极端子，包括：被电连接到第一电极接线片并延伸穿过盖板延伸的第一电极端子以及经由壳体被电连接到第二电极接线片并在盖板上的第二电极端子；以及在底板中的第一安全通气部，其中底板的外表面限定了与第一安全通气部连通的至少一个第一排气槽。
另外，二次电池可以进一步包括在盖板中的第二安全通气部。
第一安全通气部的厚度可以小于第二安全通气部的厚度。
第一电极接线片可以从电极组件朝盖板延伸，并且第二电极接线片可以从电极组件朝底板延伸。
底板可以限定第一开口，第一安全通气部可以包括：在第一开口处被联接到底板并限定了第一通气开口的罩通气部以及在第一通气开口处被联接到罩通气部的第一通气板，并且罩通气部的外表面可以限定与第一排气槽连通的第二排气槽。
第二电极接线片可以被电连接到罩通气部。
二次电池可以进一步包括将第二电极接线片和罩通气部电连接的辅助电极接线片。
第二电极接线片可以限定第二开口，辅助电极接线片可以限定第三开口，第二开口和第三开口可以被布置在第一通气板上方。
第一排气槽可以从第一安全通气部的边缘延伸到底板的边缘。
第一排气槽可以延伸横跨第一安全通气部。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它方面将变得更显而易见，附图中：
图1是根据本发明的一个或多个实施例的二次电池的透视图；
图2是沿图1的线I-I'截取的剖视图；
图3和图4是示出了图2所示的第一安全通气部和排气通路的结构的剖视图；
图5是示出了根据本发明的一个或多个实施例的壳体的底部、第一安全通气部和底板的局部分解透视图；
图6是示出了根据本发明的一个或多个实施例的底板和第一安全通气部的局部剖视图；
图7是根据本发明的一个或多个实施例的二次电池的透视图；
图8是沿图7的线II-II'截取的剖视图；和
图9是示出了图8所示的二次电池的顶部部分的透视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更详细地描述示例性实施例，在所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，不应当被认为仅限于本文所例示的实施例。相反，提供这些实施例作为示例是为了使得本公开将是充分和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的方面和特征。因此，对于本领域普通技术人员来说对于完整理解本发明的方面和特征不是必须的工艺、元件和技术可以不被描述。在图中，为了清楚，元件、层和区域的相对尺寸可能被夸大。
将理解的是，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离本发明的精神和范围。
出于易于描述的目的，在本文中可使用诸如“之下”、“下方”、“下”、“下面”、“上方”、“上”等的空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。将理解的是，除了图中描述的方位之外，空间相对术语意在包含设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中设备被翻转，被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件将然后被定向为在其它元件或特征的“上方”。因此，术语“下方”和“下面”可以包括上方和下方两种方位。设备可被另外定向(例如旋转90度或者在其它方位)，本文使用的空间相对描述符应进行相应的解释。
将理解的是，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“被连接到”或“被联接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上，被直接连接到或直接联接到另一元件或层，或者可以存在一个或多个中间元件或中间层。另外，还将理解的是，当元件或层被称为在两个元件或两个层“之间”时，它可以是这两个元件或两个层之间的唯一元件或唯一层，或者也可以存在一个或多个中间元件或中间层。
本文使用的术语仅用于描述特定的示例性实施例，并不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式的“一个”和“一”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和“包含”表明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目的一个或多个的任意和所有组合。当放在一列元件之前时，诸如“至少一个”的表述修饰的是整列元件，而不是修饰该列中的单独元件。
如本文所用，术语“基本上”、“大约”和类似术语被用作近似的术语，而不是作为程度的术语，并且旨在包括本领域普通技术人员公认的在测量或计算值的固有偏差。此外，当描述本发明的实施例时，使用“可以”指的是“本发明的一个或多个实施例”。如本文所用，术语“使用”和“被用来”可以被认为分别和术语“利用”和“被利用来”同义。此外，术语“示例性”意指示例或例示。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解，例如那些在常用字典中定义的术语应该被解释为具有与它们在相关领域和/或本说明书的上下文中含义一致的含义，不应以理想化或过于正式的意义来解释，除非在本文中明确地如此定义。
图1是根据本发明的一个或多个实施例的二次电池的透视图，图2是沿图1的线I-I'截取的剖视图，图3和图4是示出了图2所示的第一安全通气部和排气通路的结构的剖视图，图5是示出了根据本发明的一个或多个实施例的壳体的底部、第一安全通气部和底板的局部分解透视图，图6是示出了根据本发明的一个或多个示例性实施例的底板和第一安全通气部的局部剖视图。
参考图1至图6，根据本发明的一个或多个示例性实施例的二次电池100包括电极组件110、壳体120、电极端子130和第一安全通气部140。
电极组件110可以包括第一电极板111、第二电极板112和隔板113。
第一电极板111通过将诸如石墨或碳的第一电极活性物质111c涂敷在包括诸如镍箔或铜箔的金属箔的第一电极集流体111b上来形成。第一电极板111可包括从第一电极集流体111b的其中没有涂覆第一电极活性物质111c的区域朝盖板122延伸和突出的多个第一电极接线片111a。第一电极接线片111a通过用于制造电极组件110的卷绕工艺被排列(例如，被排列在预定的位置)，从而形成了多接线片结构。第一电极接线片111a被电连接到第一电极端子131，并且可以提供在第一电极板111和第一电极端子131之间的电流流动通路(或通道或路径)。
第二电极板112通过将诸如过渡金属氧化物的第二电极活性物质112c涂敷在包括诸如铝箔的金属箔的第二电极集流体112b上来形成。第二电极板112可包括从第二电极集流体112b的其中没有涂覆第二电极活性物质112c的区域朝底板123延伸和突出的多个第二电极接线片112a。因此，第一电极接线片111a和第二电极接线片112a可在相反的方向上延伸。第二电极接线片112a通过用于制造电极组件110的卷绕工艺被排列(例如，被排列在预定的位置)，从而形成了多接线片结构。第二电极接线片112a被电连接到壳体120，并且可以提供在第二电极板112和壳体120之间的电流流动通路。
隔板113可被插入在第一电极板111和第二电极板112之间，以防止或减少短路并允许诸如锂离子的离子的运动。隔板113具有比第一电极板111和第二电极板112更大的宽度，使得隔板113向上和向下突出(或延伸)超出第一电极板111和第二电极板112。因此，隔板113可以防止第一电极板111和第二电极板112在电极组件110的上下方向上直接接触壳体120的内表面。
如上所述，第一电极板111可以用作负电极，第二电极板112可用作正电极。然而，本发明不限于此，在一些实施例中，第一电极板111可以用作正电极，第二电极板112可用作负电极。
壳体120可以由诸如铝、铝合金和/或镀镍钢的导电金属制成，并可以具有大致六面体的形状。壳体120可包括主体121、盖板122和底板123。
主体121可具有包括顶部开口和底部开口的矩形筒状，并可以形成用于容纳电极组件110的容纳空间。
盖板122可以被联接到主体121的顶端(或上端)，以密封主体121的顶部开口。第一端子开口(例如，第一端子孔)122a可以被形成在盖板122的一个边缘处。第一电极端子131的第一电极销131b可被插入到并穿过第一端子开口122a。
底板123可被联接到主体121的底端(或下端)，以密封主体121的底部开口。第一安全通气部140可被提供在底板123的中心或其附近。因为底板123接触二次电池100可被布置或定位在其上的安装表面，壳体120中产生的内部气体可能不能在第一安全通气部140操作时被适当释放。然而，在根据本发明的一个或多个实施例的二次电池100中，具有宽度(例如，预定宽度)的多个第一排气槽125a1和125b1被限定在底板123的接触安装表面的外表面中，并与第一安全通气部140连通(或被连接到其上)。这样，当第一安全通气部140操作时，壳体120中产生的气体可以沿着由第一排气槽125a1和125b1与安装表面建立的排气通路被释放(例如，平稳释放)到壳体120的外部。
第一排气槽125a1和125b1从第一安全通气部140的边缘延伸到底板123的边缘，并且可以被构造为穿过(或跨过)第一安全通气部140延伸。第一排气槽125a1和125b1在下面参考第一安全通气部140进一步描述。
壳体120的内表面可以被绝缘，使得壳体120与电极组件110电绝缘。
电极端子130可包括第一电极端子131和第二电极端子132。
第一电极端子131可以被联接到盖板122，并且可以被电连接到第一电极接线片111a。第一电极端子131可包括第一下端子板131a、第一电极销131b和第一上端子板131c。
第一下端子板131a的底表面(或下表面)可以被电连接到第一电极接线片111a，第一下端子板131a的顶表面(或上表面)可以被联接到第一电极销131b。另外，第一下端子板131a可由下绝缘构件126与壳体120的内表面电绝缘。
第一电极销131b的下部可被联接到第一下端子板131a。第一电极销131b的上部可以穿过在盖板122中限定的第一端子开口122a，并可突出到壳体120的外部。在第一电极销131b被插入到第一上端子板131c的第二端子开口(例如，第二端子孔)131ab之后，第一电极销131b可以被铆接，以被联接到第二端子开口131ab。密封衬垫124可与第一电极销131b一起(例如，以便包围第一电极销131b)被插入在第一端子开口122a中。密封衬垫124可以将第一电极销131b与盖板122绝缘，同时密封第一端子开口122a。
第一上端子板131c被设置在盖板122上，并可由上绝缘构件127与盖板122电绝缘。台阶部分可被形成在上绝缘构件127的上边缘。台阶部分可远离盖板122的上表面突出，以包围第一上端子板131c的下侧表面的一部分，并且可以固定第一上端子板131c，以防止或减少其旋转。
第二电极端子132可以被联接到盖板122，并且可以经由壳体120被电连接到第二电极接线片112a。第二电极端子132可具有与第一上电极板131c相同或基本相同的结构。
第一安全通气部140可以被安装在底板123中的第一开口123a中(或处)。第一安全通气部140可以包括罩通气部141和第一通气板142。
罩通气部141可被联接到第一开口123a以密封第一开口123a，并可以由和底板123相同或基本相同的材料制成。
第一通气开口(例如，第一通气孔)141a可在罩通气部141的中心或其附近，第一通气板142可被联接到第一通气开口141a。
另外，被分别连接到第一排气槽125a1和125b1的第二排气槽125a2和125b2可以被限定在罩通气部141的内表面中。例如，如图5所示，在第一方向和第二方向(例如，分别为长度方向和宽度方向)跨过(或横穿)第一安全通气部140的第一排气槽125a1和125b1被限定在底板123的外表面中。另外，第二排气槽125a2和125b2可以被分别连接到第一排气槽125a1和125b1(或与其对准)，并且可以被限定在罩通气部141的外表面中。排气槽125a1、125b1、125a2和125b2可以与第一通气板142连通(或被连接到其上)，使得壳体120内的高压气体可以在第一通气板142操作时被平稳地释放。
罩通气部141可以比第一通气板142厚。例如，罩通气部141的厚度D1可以是大约0.3mm。
罩通气部141可以被电连接到第二电极接线片112a。为了增加罩通气部141和第二电极接线片112a之间的联接力，将罩通气部141和第二电极接线片112a彼此连接的辅助电极接线片112d可以被提供在罩通气部141和第二电极接线片112a之间。
第二开口112ba可以被形成在第二电极接线片112a中，第三开口112ca可以被形成在辅助电极接线片112d中。第二开口112ba和第三开口112ca被形成为对应于第一通气板142，使得当第一通气板142操作时壳体120的内部气体A可以通过第一通气开口141a被释放(例如，平稳地释放或排出)。
当底板123和安装表面彼此接触时，排气槽125可以与安装表面一起建立排气通路。例如，当壳体120的内部压力超过第一压力(例如，预定的第一压力)时，第一通气板142可由于第一凹口142a破裂，从而第一通气开口141a被打开。这样，如图3所示，壳体120中积累的气体A(例如，高压气体)可通过第一通气开口141a被释放，并沿着由排气槽125和安装表面建立的排气通路被排出到壳体120的外部。
第一通气板142可被联接到第一通气开口141a。第一凹口142a可以被形成在第一通气板142的顶表面上，以允许第一通气板142在第一压力下被打开。
第一通气板142可以比罩通气部141薄。例如，第一通气板142的厚度D2可以是大约0.15mm。
图7是根据本发明的一个或多个实施例的二次电池的透视图，图8是沿图7的线II-II'截取的剖视图，图9是示出了图8所示的二次电池的顶部部分的透视图。
除了如图7至图9所示第二安全通气部150'被安装在盖板122'中之外，图7至图9所示的二次电池100'具有与如上所述的根据一个或多个示例性实施例的二次电池100的结构相似的结构。
第二安全通气部150'被安装在形成在盖板122'的中心(或其附近)的第二通气开口(例如，第二通气孔)122b'中(或处)，并且可以包括具有第二凹口152的第二通气板151。
当壳体120'的内部压力超过第二压力(例如，预定的第二压力)时，第二通气板151可以由于第二凹口152而破裂，使得第二通气开口122b'打开。因此，在壳体120'中累积的内部气体可以通过第二通气开口122b'被释放(或排出)。
第二压力可以大于第一压力。因此，在第一压力下，第一安全通气部140可以比第二安全通气部150'更早操作，当(或如果)壳体120'的内部压力达到第二压力时，第二安全通气部150'可以操作。这样，第二通气板151的厚度D3可以大于第一通气板142的厚度D2。例如，第一通气板142的厚度D2为大约0.15mm时，第二通气板151的厚度D3可以为大约0.2mm。
因为除了第二安全通气部150'的结构之外，根据一个或多个示例性实施例的二次电池100'具有与如上所述的二次电池100基本相同的结构，对二次电池100'的附加描述被省略。
根据本发明的一个或多个示例性实施例，安全通气部被形成在壳体的接触安装表面的底面中，从而防止或减少由于高压废气使得热产生集中在电极端子处(或上)导致的热失控的可能性。
另外，与安全通气部连通的排气槽被限定在壳体的底表面中，从而有利于平稳的排气。
此外，电极接线片在不同的方向上延伸，电极接线片中的一个被电连接到壳体，以延长电流流动通路，由此降低(或最小化)电极组件的劣化的可能性。
此外，另一安全通气部被提供在盖板中，并可以在壳体的底表面中的安全通气部没有适当操作时操作，由此提高二次电池的安全性。
尽管已经参考其示例性实施例具体示出和描述了本发明，本领域普通技术人员将理解，可以在不脱离由下述权利要求及其等同方案限定的本发明的精神和范围的情况下在本文中对形式和细节进行各种改变。

Claims (9)

1.一种二次电池，包括：
电极组件，包括：
包括第一电极接线片的第一电极板；
包括第二电极接线片的第二电极板；和
在所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板；
壳体，包括：
容纳所述电极组件的主体；
在所述主体的上部处的盖板；和
在所述主体的下部处的底板；
电极端子，包括：
被电连接到所述第一电极接线片并延伸穿过所述盖板的第一电极端子；和
经由所述壳体被电连接到所述第二电极接线片并在所述盖板上的第二电极端子；和
在所述底板中的第一安全通气部，
其中所述底板的外表面限定了与所述第一安全通气部连通的第一排气槽，
其中第一开口在所述底板中，
其中所述第一安全通气部包括：
在所述第一开口处被联接到所述底板并限定了第一通气开口的罩通气部；和
在所述第一通气开口处被联接到所述罩通气部的第一通气板，并且
其中所述罩通气部的外表面限定了与所述第一排气槽连通的第二排气槽。
2.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括在所述盖板中的第二安全通气部。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述第一安全通气部的厚度小于所述第二安全通气部的厚度。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一电极接线片从所述电极组件朝所述盖板延伸，并且
其中所述第二电极接线片从所述电极组件朝所述底板延伸。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第二电极接线片被电连接到所述罩通气部。
6.根据权利要求5所述的二次电池，进一步包括将所述第二电极接线片和所述罩通气部电连接的辅助电极接线片。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中第二开口在所述第二电极接线片中，
其中第三开口在所述辅助电极接线片中，并且
其中所述第二开口和所述第三开口被布置在所述第一通气板上方。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一排气槽从所述第一安全通气部的边缘延伸到所述底板的边缘。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一排气槽延伸横跨所述第一安全通气部。
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