CN107667443B - 用于二次电池的盖组件 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及一种用于二次电池的盖组件以及包含该盖组件的二次电池。具体而言，CID过滤器固定在所述盖组件中，从而即使在因安全通气孔的破裂而排放气体时，CID短路压力也不会受影响。
Description
技术领域
本申请主张于2015年6月5日在韩国递交的韩国专利申请第10-2015-0079826号的优先权，其公开内容通过引用的方式并入本文中。本公开内容涉及一种用于二次电池的盖组件以及包含其的二次电池。更具体而言，本公开内容涉及一种用于二次电池的、其中固定有CID过滤器的盖组件，从而即使在因安全通气孔的破裂而排放气体时，CID短路压力也不会受影响，以及包含该盖组件的二次电池。
背景技术
根据二次电池使用的电池壳体的形状，二次电池分为圆柱形电池和棱柱形电池，其中电极组件容纳在圆柱形或者棱柱形金属罐中；以及袋型电池，其中电极组件容纳在由铝叠片制成的袋型壳体中。
容纳在电池壳体中的电极组件是一种能够进行充电和放电的、具有阴极/隔板/阳极结构的发电装置。电极组件分为包卷形结构，其通过如下方式获得：将隔板插置于长片状的、涂布有活性材料的阴极和阳极之间，然后对其进行卷绕；和堆叠型结构，其中具有隔板插置其间的多个阴极和阳极进行顺序堆叠。包卷型电极组件由于其包括易于制造和高每单位重量能量密度的优势而被广泛使用。包卷型电极组件通常用于圆柱形电池中。
包卷型电极组件在电池的充电和放电期间经历着反复的膨胀和收缩，结果，其倾向于变形。在充电和放电期间，应力集中在电极组件的中心部，导致电极穿透隔板并与在中心处的金属针接触，造成内部短路。由内部短路引起的热量导致了有机溶剂的分解和气体的生成。气体增加了电池的内部压力，造成电池的破裂。当因外部冲击而发生内部短路时，电池内部的气体压力会增加。
已进行多种尝试以解决电池的安全性问题。例如，设计一种圆柱形电池的盖组件，从而将用于排出高压气体的安全通气孔、诸如用于在高温下中断电流的PTC装置的安全装置、用于当电池内部压力升高之时中断电流的电流中断装置(CID)等、以及形成凸出终端以保护装置的顶盖等，通过密封垫圈固定在一起。一般来说，密封垫圈设计为从下方支撑CID以防止浮动。然而，在这种下方支撑结构中，CID过滤器可能并未充分地固定，并且因来自于电池内部或者外部的冲击而可能发生浮动。特别是，当在电池内部产生气体时，CID可能被气体所浮动，并且气体的排放可能中断。除此之外，如果CID过滤器以并未充分固定的状态焊接至安全通气孔，组装加工性能可能无法令人满意，因为不易控制CID过滤器和顶盖的气体排放孔的位置。
图1示出在韩国专利申请公布第2012-0041511号中公开的圆柱形二次电池的盖组件的结构。该盖组件包括顶盖110、PTC安全装置120、安全通气孔130、电流中断装置(current interrupting device,CID)150、CID垫圈140以及密封垫圈160。安全通气孔130形成为其中心部向下凸出，槽口131形成在中心部的附近。CID 150可以至少部分地焊接至安全通气孔130的底端。因此，安全通气孔130的向下凸出部在正常的状态下与CID 150接触。但是，当安全通气孔130的形状随着内部压力因气体产生而升高发生反转时，CID 150与安全通气孔130之间的电连接被中断。CID垫圈140配置为环绕CID 150的外圆周，密封垫圈160安置为环绕顶盖110、安全装置120和安全通气孔130的边缘且向下支撑CID 150。尽管CID装置被垫圈向下支撑，但其顶部或者侧面并未被固定。因此，当产生气体时，CID装置非常有可能发生浮动。因此，有必要解决这一问题。
发明内容
技术问题
本公开内容设计为解决现有技术的问题，因此本公开内容涉及提供一种CID过滤器紧密地固定在其中的盖组件，从而即使在因安全通气孔的破裂而排放气体时，CID也不会在电池内部被气体的流动所浮动，CID短路压力不会受影响，以及涉及一种包含该盖组件的二次电池。将易于理解的是，本公开内容的这些以及其他目的和优势可以通过在所附权利要求及其组合中所示出的方式来实现。
技术方案
本公开内容提供了一种盖组件以及包含该盖组件的二次电池。
本公开内容的第一示例性实施方式涉及一种装配有固定型CID的盖组件，其包括：由圆形金属板制成的安全通气孔，其中，缩进部设在所述安全通气孔的中心处，一个或者更多个槽口形成在围绕所述缩进部的同心圆上；由圆形金属板制成的CID(电流中断装置)包括过滤器部和支撑部，所述过滤器部具有气体排放孔、在CID的中心凸出并由此结合至所述安全通气孔的缩进部的中心部、以及形成在围绕所述中心部的同心圆上的槽口，所述支撑部具有等于或者大于所述过滤器部直径的外直径，并且呈环形地装配在所述过滤器部上，所述过滤器部与所述支撑部以高度差一体形成；以及CID垫圈，置于所述安全通气孔和所述CID之间，且使所述安全通气孔与所述CID绝缘，其中，所述安全通气孔具有向下凸出的CID固定部，所述CID固定部形成在槽口形成于其上的同心圆与所述圆形金属板的外圆周之间的同心圆上，且所述CID固定部直接或者间接地向下支撑所述CID。
本公开内容的第二示例性实施方式涉及第一示例性实施方式，其中，所述安全通气孔具有至少两个向下凸出的CID固定部。
本公开内容的第三示例性实施方式涉及第一示例性实施方式或第二示例性实施方式，其中，所述盖组件包括：顶盖，其中装配有气体排放孔并形成有凸出端子；以及垫圈，其中形成有倾斜部或者阶梯部，所述垫圈环绕并密封包括所述安全通气孔、所述CID、所述CID垫圈以及所述顶盖的盖组件装置的外圆周。
本公开内容的第四示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第三示例性实施方式中的任意一项，其中，所述安全通气孔的中心部与所述CID的凸出部的接点强度大于在所述安全通气孔和所述CID中形成的所有单独槽口的断裂强度。
本公开内容的第五示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第四示例性实施方式中的任意一项，其中，所述CID垫圈为环形，阶梯部形成在外圆周处，所述阶梯部对应所述CID过滤器部和所述CID支撑部的高度差，以及所述阶梯部就位于所述CID的高度差上。
本公开内容的第六示例性实施方式涉及第五示例性实施方式，其中，所述CID垫圈具有围绕所述环的内圆周向上形成的凸出部，所述CID支撑部就位于所述阶梯部和所述凸出部之间。
本公开内容的第七示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第六示例性实施方式中的任意一项，其中，所述CID由于所述安全通气孔的CID固定部向下支撑所述CID垫圈的上侧而被固定。
本公开内容的第八示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第七示例性实施方式中的任意一项，其中，所述CID由于所述安全通气孔的CID固定部向下支撑所述CID垫圈的上侧而被固定，并且所述CID由于所述CID支撑部就位于所述垫圈的倾斜部或者阶梯部上而被所述垫圈向上支撑。
本公开内容的第九示例性实施方式涉及第二示例性实施方式至第八示例性实施方式中的任意一项，其中，当沿着轴向看时，装配在所述顶盖处的气体排放孔和装配在所述CID处的气体排放孔装配在相同位置处。
本公开内容的第十示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第九示例性实施方式中的任意一项，所述盖组件进一步包括在顶盖和所述安全通气孔之间的PTC装置。
本公开内容的第十一示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第十示例性实施方式中的任意一项，其中，所述CID支撑部就位于所述垫圈的倾斜部或者阶梯部上，从而防止电解质的泄露。
本公开内容的第十二示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第十一示例性实施方式中的任意一项，其中，所述安全通气孔进一步包括底槽口，所述底槽口形成在所述CID固定部形成于其上的同心圆和所述圆形金属板的外圆周之间的同心圆上。
本公开内容的第十三示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第十二示例性实施方式中的任意一项，其中，所述CID垫圈具有形成在所述安全通气孔的表面上朝向安全通气孔就位于其上的部分的无规物。
本公开内容的第十四示例性实施方式涉及第一示例性实施方式至第十三示例性实施方式中的任意一项，其中，所述安全通气孔进一步包括底槽口，所述底槽口形成在所述CID固定部形成于其上的同心圆和所述圆形金属板的外圆周之间的同心圆上，且所述CID垫圈具有形成在所述安全通气孔的表面上朝向安全通气孔就位于其上的部分的无规物，其中，所述无规物形成为接触所述底槽口。
本公开内容也涉及一种圆柱形二次电池，包括根据第一示例性实施方式至第十四施示例性实施方式中任意一项的盖组件。
有益效果
CID过滤器被紧密地固定，从而即使在当因安全通气孔的破裂而排放气体时，CID在电池内部也不会被气体的流动所浮动，并且CID短路压力不会受影响。
附图说明
附图图示出本公开内容优选的示例性实施方式，并与前述公开内容一起用来提供本公开内容的技术特征的进一步理解。因此，本公开内容不会被解读为受限于这些附图。
图1示出根据现有技术的圆柱形二次电池的盖组件的截面。
图2示出根据本公开内容一具体示例性实施方式的圆柱形二次电池的盖组件的截面。
图3示出根据本公开内容一具体示例性实施方式的圆柱形二次电池的顶盖。
图4示出根据本公开内容一具体示例性实施方式的圆柱形二次电池的安全通气孔。
图5示出根据本公开内容一具体示例性实施方式的圆柱形二次电池的CID。
图6为根据本公开内容一具体示例性实施方式的盖组件的内部装置的分解透视图。
图7和图8示意性地示出根据本公开内容一具体示例性实施方式的盖组件。
图9示出根据本公开内容一具体示例性实施方式形成的两个或者更多个CID固定部。
图10a和图10b示出根据本公开内容一具体示例性实施方式在CID垫圈中形成的凸出部。
图11示出根据本公开内容一具体示例性实施方式形成的两个或者更多个CID固定部和在CID垫圈中形成的凸出部。
具体实施方式
在下文中，更详细地描述本公开内容。应当理解的是，在说明书和所附权利要求书中所使用的术语或者词语不应被解释为通常含义或者字典含义，而是应当在允许发明人为了最佳解释合适地定义术语的原则的基础上根据对应本公开内容技术方面的含义和理念进行解读。因此，在本文中提出的描述和附图为仅出于图示目的的优选实施例，并非意在限制本公开内容的范围，因此应当理解的是，可存在着多种在提交这一申请之时能够替换它们的其他等价物和变形。
本公开内容涉及一种盖组件，其中电流中断装置(current interruptingdevice，CID)被紧密地固定在盖组件内部，从而CID不会被气体的流动所浮动，以及涉及一种包含该盖组件的二次电池。
本公开内容的盖组件包括：
由圆形金属板制成的安全通气孔，其中，缩进部设在所述安全通气孔的中心处，槽口形成在围绕所述缩进部的第一同心圆上；
由圆形金属板制成的电流中断装置(CID)，包括过滤器部和支撑部，所述过滤器部具有气体排放孔、在CID的中心凸出并由此结合至所述安全通气孔缩进部的中心部、以及形成在围绕所述中心部的同心圆上的槽口，所述支撑部具有等于或者大于所述过滤器部直径的外直径，并且呈环形地装配在所述过滤器部上，所述过滤器部与所述支撑部以高度差一体形成；以及
CID垫圈，置于所述安全通气孔和所述电流中断装置之间，且使所述安全通气孔与所述电流中断装置绝缘，
其中，所述安全通气孔装配有向下支撑CID的CID固定部，所述CID固定部在位于所述安全通气孔的第一同心圆和所述圆形金属板的外圆周之间的第二同心圆上向下凸出。
在本公开内容一具体的示例性实施方式中，所述CID固定部可以通过将安全通气孔的金属板弯曲成向下凸出而形成。在本公开内容一具体的示例性实施方式中，所述CID固定部可以形成为具有沿着所述同心圆的圆周的连续沟槽(参见图6的420a)。所述沟槽可以具有V形或者U形的截面，虽然并不局限于此。
另外，在本公开内容一具体的示例性实施方式中，可以形成两个或者更多个CID固定部。作为一具体实例，向下凸出的第一CID固定部可以形成在位于安全通气孔的第一同心圆和圆形金属板的外圆周之间的第二同心圆上，第二CID固定部可以形成在第一CID固定部内部或者外部的同心圆上。除此之外，一个或者更多个CID固定部可以进一步形成在第二CID固定部的外部。关于第一CID固定部的描述可以参照关于第二CID固定部和额外的CID固定部的形状。
图9和图11示意性地示出所形成的两个或者更多个CID固定部。当形成有两个或者更多个CID固定部时，CID固定部被弯曲至之字形，并用于减少在盖组件的组装期间发生的外部力。除此之外，它们可以用于在电池的使用期间使内部压力分布均匀化。
在本公开内容中，CID固定部可以通过经由另一内部装置直接或者间接地接触而装配成向下支撑CID。
一般来说，通过将CID的中心部焊接至安全通气孔的缩进部来将CID固定至安全通气孔。然而，当冲击因坠落等原因施加至电池时，或者当安全通气孔因气体生成导致升高的内部压力而破裂时，固定至安全通气孔的CID可能会浮动。在这种情况下，可能无法将CID维持在预定的短路压力下，并且可能会引发电池的短路。
本公开内容设计为将CID稳定地固定并结合至安全通气孔，以防止CID的浮动。安全通气孔设计为通过向下支撑CID来固定CID的位置。
另外，在本公开内容中，盖组件包括密封垫圈510a，其环绕并密封包括安全通气孔、CID、CID垫圈以及顶盖的盖组件装置的外圆周。在本公开内容一具体的示例性实施方式中，倾斜部或者阶梯部可以形成在密封垫圈中，从而CID的支撑部就位于阶梯部或者倾斜部上。因此，CID可以被向上支撑。
图2示出本公开内容一具体的示例性实施方式。参照该图，CID通过向下凸出的安全通气孔的CID固定部而被向下支撑，并且被密封垫圈的阶梯部向上支撑。
密封垫圈的阶梯部或者倾斜部由于该垫圈被夹住而可以自然地形成。如图2所示，当垫圈用电池罐夹住时，垫圈部分地就位于卷边部上，且剩余部分被推向罐的内部。由于垫圈以预定的角度向重力方向弯曲，因而可以形成密封垫圈的阶梯部或者倾斜部。或者，阶梯部可以形成为具有适当的形状，从而CID的支撑部448a能够稳定地就位。
同时，由于CID支撑部就位于倾斜部上然后被夹住，因而可以形成阶梯部。在这一制程期间，由于压力施加在CID支撑部和垫圈之间，并且垫圈被部分地推动，因而可以自然地形成阶梯部。如果在夹住期间压力并未施加在CID支撑部和密封垫圈510a之间，CID支撑部可能仍然就位于倾斜部上。
除了上述的方法之外，倾斜部或者阶梯部可以通过任何已知的方法形成在密封垫圈510a内。这就是说，阶梯部可以经由附加工艺在密封垫圈510a中通过人工地雕刻沟槽而形成。
当CID以这种方式被向上或者向下地固定时，即使在因坠落等施加冲击至电池时，CID也可以被更紧密地支撑。换言之，有别于现有的电池具有在其中仅通过焊接将CID固定至安全通气孔的结构，在本公开内容的盖组件中，CID被固定为由安全通气孔和密封垫圈向上以及向下支撑。因此，它针对施加至电池的冲击表现出更为优异的安全性。特别是，即使在结合至安全通气孔的CID部分因施加至电池的冲击而与其脱离时，由于CID保持紧密地固定至安全通气孔，因而CID表现出更为优异的安全性。
在本公开内容中，安全通气孔的缩进部与CID的中心部的接点强度应当大于在安全通气孔和CID中形成的所有单独槽口的断裂强度。这是因为缩进部至少在安全通气孔的槽口破裂并打开前，安全通气孔的缩进部和CID的中心部之间的接点应当保持未脱离。如果接点在安全通气孔的槽口破裂之前脱离，会无法达到由CID带来的电流中断效果。因此，期望的是安全通气孔的缩进部与CID的中心部的接点强度尽可能地强，其上限没有特别地限制。
具体而言，在本公开内容中，当沿着轴向看时，装配在顶盖处的气体排放孔和装配在CID处的气体排放孔可以装配在相同位置处。当这些气体排放孔装配在相同位置处时，由于气体排放通路变成直线，因而改善了气体排放效率。
在本公开内容的一示例性实施方式中，安全通气孔可以进一步包括底槽口，所述底槽口形成在CID固定部形成于其上的同心圆和圆形金属板的外圆周之间的同心圆上。在一具体的示例性实施方式中，底槽口形成在安全通气孔的底侧上，从而槽口的开口部朝向盖组件的底侧，并与密封垫圈接触。另外，在本公开内容的一示例性实施方式中，密封垫圈可以进一步具有形成在密封垫圈的表面上朝着安全通气孔就位于其上的部分的无规物。
在本公开内容一具体的示例性实施方式中，本公开内容的盖组件可以具有底槽口和无规物两者，且无规物可以形成为与底槽口的开口部接触。
在本公开内容中，可以在顶盖和安全通气孔之间进一步包括PTC装置(未示出)。尽管PTC装置通常插置在顶盖和安全通气孔之间，但PTC装置也可以不存在。由于在电池内部温度升高时，PTC(正温度系数)装置随着其电阻大幅度地增加而中断了电流。因为这是在相关技术中广泛熟知的装置，故省略了更为详细的描述。作为PTC装置，可以没有限制地使用在本领域中已知的那些。
在下文中，参照附图更详细地描述本公开内容的各示例性实施方式。然而，提供以下各示例性实施方式是为了提高对本公开内容的理解，本公开内容的范围并不限于此。
图2示出根据本公开内容一示例性实施方式的盖组件的结构。参照图2，盖组件400a具有如下结构：安装在罐200a的上卷边部的密封垫圈500a、在盖组件内部的顶盖410a、用于降低内部压力的安全通气孔420a与CID440a彼此接触。CID垫圈510a可以插置在安全通气孔420a和CID 440a之间以将安全通气孔420a与CID 440a电绝缘。圆柱形二次电池100a可以通过如下方法制备：将电极组件(未示出)插入罐200a中，将电解质注入其中以及将盖组件400a安装在罐200a的开口上端上。
图3为作为本公开内容的盖组件的一个元件的顶盖410a的分解图。顶盖410a由于其中心向上凸出而用作与外电路连接用的阴极端子，顶盖410a具有沿着凸出部形成的多个气体排放孔412a，罐中被压缩的气体可以通过这些气体排放孔排放。
图4为作为本公开内容的盖组件的一个元件的安全通气孔420a的分解图。安全通气孔420a由薄圆板制成且具有形成在围绕中心的第一同心圆上的槽口422a，通过该薄圆板电流能够传递。它的中心为锯齿状以形成缩进部421a。缩进部421a结合至位于其下的CID440a的中心部444a。尽管在图中示出为安全通气孔420a具有位于一个同心圆上的闭合曲线形状的一个槽口，但槽口的数量和形状可以根据需要改变。例如，具有闭合曲线或者开放曲线形状的槽口可以进一步形成在第一同心圆的内部或者外部的第二同心圆上，所述第二同心圆具有与槽口422a形成于其上的第一同心圆相同的圆心。如果形成两个或者更多个槽口，即使在一个槽口因电池的内部压力而破裂时，缩进部421a也免于与安全通气孔420a完全脱离。如果缩进部421a完全脱离，由于其在电池内部自由浮动，因而可能导致短路。在这种情况下，一个槽口(第一槽口)可以比其他槽口(第二槽口)更深地形成，从而第一槽口的接点强度小于其他槽口的接点强度。
第一槽口和第二槽口形成在安全通气孔420a的上侧上，从而这些槽口的开口部朝向盖组件400a的上侧。
当罐200a的内部压力升高超过临界值时，安全通气孔由于形成在安全通气孔420a中的槽口422a破裂而向上变形。然后，缩进部421a被向上推动，结合至其底端的CID的中心部444a与CID 440a脱离，由此中断电流并防止气体生成。由于生成的气体通过顶盖410a的气体排放孔412a排放，因而电池得以确保。
当安全通气孔420a的缩进部421a与CID的中心部444a因安全通气孔420a的槽口破裂而分离开来时，CID 440a因气体流动会偏离其原始位置。在根据本公开内容的盖组件中，安全通气孔420a装配有固定CID 440a位置的CID固定部423a。因此，即使在安全通气孔的缩进部421a与CID的中心部444a分离时，由于CID固定部423a向下支撑CID 440a的外圆周，因而CID得以防止脱离。在一具体的示例性实施方式中，CID固定部423a的凸出底侧设计为向下压制CID过滤器部的上侧，CID固定部的侧面设计为侧面压制CID过滤器部与CID支撑部的高度差。具体而言，向下凸出的CID固定部423a的深度和形状可以对应CID过滤器部446a和CID支撑部448a的高度差的高度和形状，从而CID 440a和CID固定部423a其间没有间隔地彼此接触。
在本公开内容一具体的示例性实施方式中，在CID固定部423a和CID440a之间进一步装配CID垫圈510a，从而将CID 440a与安全通气孔420a电绝缘。CID垫圈为具有预定宽度的圆环形状。阶梯部形成在CID垫圈510a的外圆周处以便对应CID 440a的CID过滤器446a和CID 440a的CID支撑部448a的高度差。形成CID固定部423a以便对应阶梯部的形状，从而通过没有间隔地接触而支撑CID、CID垫圈和CID固定部。
在本公开内容一具体的示例性实施方式中，CID垫圈510a可以具有围绕环的内圆周向上形成的凸出部。在这种情况下，在根据本公开内容的盖组件中，CID支撑部可以没有间隔地就位于阶梯部和CID垫圈的凸出部之间。图10a和图10b示意性地示出在CID垫圈的环的内圆周处形成的向上凸出的凸出部。参照这些附图，具有对应凸出部和阶梯部之间距离的宽度W1的沟槽形成在CID垫圈中，凸出部和阶梯部作为侧壁，安全通气孔的CID固定部就位于该沟槽上。在本公开内容一具体的示例性实施方式中，沟槽的侧壁和CID固定部可以其间没有间隔地紧密设置。
另外，在本公开内容一具体的示例性实施方式中，由于CID就位于密封垫圈500a的阶梯部上，且被密封垫圈的阶梯部向上支撑，因此CID的位置被紧密地固定，尽管有气体的流动，还是可以防止CID的偏离或者浮动。
在本公开内容一具体的示例性实施方式中，安全通气孔420a的外部可以弯曲至具有
形，从而安全通气孔420a环绕顶盖410a的外圆周。由于安全通气孔的外圆周如上所述地弯曲至部分地环绕顶盖410a的上侧，因而提供了如下的效果：用于泄露至电池外部的通路得到延伸。因此，即使在电池内部压力因气体生成等而升高时，也可以防止电解质的泄露。
图5示出作为本公开内容的盖组件的一个元件的CID 440a。CID 440a是导电圆板。它用于在排放电池内部的气体时中断电流，且安装在安全通气孔420a之下。
在由圆形金属板制成的CID 440a中，气体排放口442a与结合至安全通气孔缩进部421a的中心部444a装配在CID 440a的中心处，过滤器部446a和支撑部448a一体形成，在所述过滤器部446a中槽口443a形成在围绕中心部的同心圆上，所述支撑部448a具有等于或者大于过滤器部直径的外直径且呈环形地装配在过滤器部上。这就是说，CID 440a由作为底圆板部的过滤器部446a和在其上所设的具有更大外直径的支撑部448a组成。
当压缩气体因电池内部升高的压力施加至安全通气孔420a时，安全通气孔的缩进部421a被向上推动，焊接至缩进部421a的中心部444a随着槽口443a被切开而从过滤器部446a分离开来。
图6为本公开内容的盖组件400a的分解透视图。从图6可见，本公开内容的盖组件400a可以通过如下方式制备：将CID垫圈510a设置在CID上，将安全通气孔就位于其上，将顶盖堆叠于其上，然后用垫圈环绕所得堆叠的外圆周。
参照图6，它与现有盖组件的结构在以下方面类似：顶盖410a与安全通气孔420a紧密地与彼此接触，并且通过用垫圈500a环绕而被固定。然而，区别在于：从安全通气孔420a向下凸出的CID支撑部423a紧密地向下支撑CID垫圈510a和CID 440a以紧密地固定CID。
图7和图8示出根据本公开内容一示例性实施方式的盖组件。
参照图7，安全通气孔在CID固定部和圆形金属板的外圆周之间的同心圆上进一步装配有底槽口。具体而言，该底槽口形成在安全通气孔的底侧上，从而槽口的开口部朝向CID垫圈。第二槽口可以具有三角形、矩形、半圆形等形状的横截面，尽管并不局限于此。
图8示出根据本公开一具体的示例性实施方式的盖组件。参照该图，密封垫圈具有形成在安全通气孔的表面上、朝向安全通气孔就位于其上的部分的无规物，且无规物可以形成为朝向底槽口的开口部。
本公开内容的圆柱形二次电池包括以上所述的本公开内容的盖组件。对于圆柱形二次电池除了该盖组件之外的技术特征和构成，能够使用现有技术的那些而无限制。由于它们为本领域技术人员所广泛地熟知，因此将省略关于其的详细描述。
尽管本公开内容使用有限的示例性实施方式和附图进行了描述，对于本领域技术人员将显而易见的是，本公开内容并不会被它们所限制，而且能够在所附权利要求书和它们的等价物的范围内做出多种变化和改进。
实施例
1、电池的制备
制备用于具有3.58V标称电压和3000mAh容量的锂二次电池的电极组件。在该电极组件中，碳用作阳极，锂锰氧化物用作阴极。将制得的电极组件装载在圆柱形铝电池罐中，在注入电解质之后，使用根据比较例或者实施例1-实施例2的盖组件密封电池罐的上端。电解质为含有1M LiPF6的碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯7：3(体积/体积)的混合物。
作为盖组件，在安全通气孔中不具有CID固定部且具有在图1中所示截面的盖组件用于比较例。对于实施例1和实施例2，分别使用在安全通气孔中具有一个和两个CID固定部且具有图2和图9所示截面的盖组件。
2、操作压力分布的测量
在标称电压范围内反复充电和放电的同时监测在比较例以及实施例1和实施例2中制备的电池的内部压力的变化，直到CID被激活。
相对于盖组件预设的操作压力为100％，测量在比较例以及实施例1和实施例2中制备的电池的操作压力的降低。结果总结在表1中。
[表1]
| 实际操作压力 | 操作压力的降低 | |
| 比较例 | 87.5％ | 12.5％ |
| 实施例1 | 94.4％ | 5.6％ |
| 实施例2 | 97.2％ | 2.8％ |
[主要元件的详细描述]
100、100a、100b、100c、100d、100e：圆柱形二次电池
400、400a、400b、400c、400d、400e：盖组件
410a、410b、410c、410d、410e：顶盖
420a、420b、420c、420d、420e：安全通气孔
440a、440b、440c、440d、440e：CID
200、200a、200b、200c、200d、200e：电池罐
412a、412b、412c、412d、412e：气体排放孔
500a、500b、500c、500d、500e：密封垫圈
510a、510b、510c、510d、510e：CID垫圈
421a：缩进部
422a：槽口
423a：CID固定部
444a：CID中心部
443a：槽口
448a：支撑部
446a：过滤器部
442a：气体排放孔
Claims (15)
1.一种盖组件，所述盖组件装配有固定型电流中断装置，所述盖组件包括：
由圆形金属板制成的安全通气孔，其中，缩进部设在所述安全通气孔的中心处，一个或者更多个槽口形成在围绕所述缩进部的同心圆上；
电流中断装置，所述电流中断装置由圆形金属板制成，所述电流中断装置包括过滤器部和支撑部，所述过滤器部具有气体排放孔、在所述电流中断装置的中心凸出并由此结合至所述安全通气孔的缩进部的中心部、以及形成在围绕所述中心部的同心圆上的槽口，所述支撑部具有等于或者大于所述过滤器部的直径的外直径，并且呈环形地装配在所述过滤器部上，所述过滤器部与所述支撑部以高度差一体形成；和
电流中断装置垫圈，所述电流中断装置垫圈设置在所述安全通气孔和所述电流中断装置之间，且将所述安全通气孔与所述电流中断装置绝缘，
其中，所述安全通气孔具有向下凸出的电流中断装置固定部，所述电流中断装置固定部形成在所述槽口形成于其上的同心圆与所述安全通气孔的圆形金属板的外圆周之间的同心圆上，且所述电流中断装置固定部直接或者间接地向下支撑所述电流中断装置，
其中所述电流中断装置固定部的凸出底侧设计为向下压制所述过滤器部的上侧，并且所述电流中断装置固定部的侧面设计为侧面压制所述过滤器部与所述支撑部的高度差，其中向下凸出的所述电流中断装置固定部的深度和形状对应所述过滤器部和所述支撑部的高度差的高度和形状。
2.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述安全通气孔具有至少两个向下凸出的电流中断装置固定部。
3.根据权利要求1所述的盖组件，所述盖组件包括：
顶盖，其中装配有气体排放孔并形成有凸出端子；和
密封垫圈，其中形成有倾斜部或者阶梯部，所述密封垫圈环绕并密封包括所述安全通气孔、所述电流中断装置、所述电流中断装置垫圈以及所述顶盖的盖组件装置的外圆周。
4.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述安全通气孔的缩进部与所述电流中断装置的中心部的接点强度大于在所述安全通气孔和所述电流中断装置中形成的所有单独槽口的断裂强度。
5.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述电流中断装置垫圈为环形，阶梯部形成在外圆周处，所述阶梯部对应所述电流中断装置过滤器部和所述电流中断装置支撑部的高度差，所述阶梯部就位于所述电流中断装置的所述高度差上。
6.根据权利要求5所述的盖组件，其中，所述电流中断装置垫圈具有围绕所述环的内圆周向上形成的凸出部，所述电流中断装置固定部就位于所述阶梯部和所述凸出部之间。
7.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述电流中断装置由于所述安全通气孔的电流中断装置固定部向下支撑所述电流中断装置垫圈的上侧而被固定。
8.根据权利要求3所述的盖组件，其中，所述电流中断装置由于所述安全通气孔的电流中断装置固定部向下支撑所述电流中断装置垫圈的上侧而被固定，所述电流中断装置由于所述电流中断装置支撑部就位于所述密封垫圈的倾斜部或者阶梯部上而被所述密封垫圈向上支撑。
9.根据权利要求3所述的盖组件，其中，当沿着轴向看时，装配在所述顶盖处的气体排放孔和装配在所述电流中断装置处的气体排放孔装配在相同位置处。
10.根据权利要求3所述的盖组件，所述盖组件进一步包括在所述顶盖和所述安全通气孔之间的正温度系数装置。
11.根据权利要求3所述的盖组件，其中，所述电流中断装置支撑部就位于所述密封垫圈的倾斜部或者阶梯部上，从而防止电解质的泄露。
12.根据权利要求1所述的盖组件，其中，所述安全通气孔进一步包括底槽口，所述底槽口形成在所述电流中断装置固定部形成于其上的同心圆和所述安全通气孔的圆形金属板的外圆周之间的同心圆上。
13.根据权利要求3所述的盖组件，其中，所述密封垫圈具有形成在所述密封垫圈的表面上朝着所述安全通气孔就位于其上的部分的无规物。
14.根据权利要求3所述的盖组件，其中，所述安全通气孔进一步包括底槽口，所述底槽口形成在所述电流中断装置固定部形成于其上的同心圆和所述安全通气孔的圆形金属板的外圆周之间的同心圆上，且所述密封垫圈具有形成在所述密封垫圈的表面上朝着所述安全通气孔就位于其上的部分的无规物，其中所述无规物形成为接触所述底槽口。
15.一种圆柱形二次电池，包括根据权利要求1至14中任意一项所述的盖组件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211223 Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: LG Energy Solution Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: LG CHEM, Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |