CN107710489A - 电池壳体、二次电池和用于制造二次电池的方法 - Google Patents

电池壳体、二次电池和用于制造二次电池的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及二次电池。所述二次电池包括：电极组件，其具有通孔；以及电池壳体，其容纳电极组件并且具有贯穿式开口，所述通孔被插入到所述贯穿式开口中，其中电池壳体包括：下部壳体，其包括容纳电极组件的容纳部，和具有所述通孔被插入到其中的所述贯穿式开口的下部内密封部；以及上部壳体，其包括盖部和上部内密封部，所述盖部联接到下部壳体的上部部分以完成所述容纳部，所述上部内密封部具有与下部内密封部的前端联接的联接孔。

Description

电池壳体、二次电池和用于制造二次电池的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年12月16日提交的韩国专利申请2015-0180248及2016年11月24日提交的韩国专利申请2016-0157558的优先权权益，这两个韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及电池壳体、二次电池及用于制造二次电池的方法，并且更特别地，本发明涉及开口的空间利用率被最大化的电池壳体、二次电池及用于制造二次电池的方法。
背景技术
一般来说，不同于不可充电的一次电池，二次电池指可充电且可放电的电池。此二次电池广泛用在高科技电子领域中，例如移动电话、笔记本电脑和摄像机。
近年来，公开了具有竖直穿过二次电池的中央部分的开口的二次电池。
发明内容
技术问题
一种二次电池包括：电极组件，其具有竖直通孔；以及袋状壳体，其容纳电极组件，并具有穿过所述通孔的开口。
此处，袋状壳体包括密封外边缘的外密封表面及密封开口的周向表面的内密封表面。在顶表面和底表面同时被按压配合的状态下，外密封表面和内密封表面被加热以密封。
然而，在上述的二次电池中，因为外密封表面和内密封表面布置在开口上，所以开口的空间被明显减小，使得开口的空间利用率降低。
已做出本发明来解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种电池壳体、二次电池及制造二次电池的方法，在所述电池壳体中，具有开口的袋状壳体在结构方面得以改进，以防止开口的空间减小，由此将空间利用率最大化。
技术解决方案
为了实现上述目的，根据本发明的实施例的二次电池包括：电极组件，其具有通孔；和电池壳体，其容纳电极组件并且具有贯穿式开口，所述通孔被插入到该贯穿式开口中，其中电池壳体包括：下部壳体，其包括容纳电极组件的容纳部和具有贯穿式开口的下部内密封部，所述通孔插入到该贯穿式开口中；和上部壳体，其包括盖部和上部内密封部，所述盖部与下部壳体的上部部分连接以完成容纳部，所述上部内密封部具有与下部内密封部的前端联接的联接孔。
上部内密封部可具有：内密封表面，其具有与下部内密封部的前端联接的联接孔；和连接表面，其具有与内密封表面的底表面联接的内端和连接到盖部的外端，并且开口凹槽可被限定在内密封表面与连接表面之间。
布置在贯穿式开口上的下部内密封部和布置在开口凹槽上的内密封表面可同时被压配合，以密封下部内密封部和上部内密封部。
下部内密封部的前端和上部壳体的顶表面可具有相同的高度。
上部内密封部的顶表面和盖部的顶表面可具有相同的高度。
电极组件可包括具有尺寸逐渐增大的通孔的多个基础单元，并且所述多个基础单元可从具有最小尺寸的基础单元到具有最大尺寸的基础单元依次向上堆叠，并且上部内密封部可插入到基础单元中的最下部基础单元的通孔的内表面与最上部基础单元的内表面之间的空间中。
可以设置将相互对应的下部壳体的一端部和上部壳体的一端部相互连接的连接部。
彼此密封的下部外密封部和上部外密封部可分别设置在除所述下部壳体的所述端部和所述上部壳体的所述端部之外的其余的端部上。
根据本发明的实施例的制造二次电池的方法包括：制造具有通孔的电极组件的步骤(a)；制造电池壳体的步骤(b)，所述电池壳体包括下部壳体和上部壳体，所述下部壳体和上部壳体相对于一端部被折叠，其中下部壳体包括容纳电极组件的容纳部和插入到通孔中且具有插入凹槽的下部内密封部，并且上部壳体包括完成容纳部的盖部和具有与下部内密封部的前端联接的联接孔的上部内密封部；将电极组件插入在下部壳体与上部壳体之间的步骤(c)；密封下部内密封部和上部内密封部之间的被联接部分的步骤(d)；以及切割彼此紧密附接的下部内密封部的插入凹槽的底表面和上部内密封部的表面以形成所述通孔被插入到其中的贯穿式开口的形成步骤(e)。
上部内密封部可具有：内密封表面，其具有与下部内密封部的前端联接的联接孔；和连接表面，其具有与内密封表面的底表面联接的内端和连接到盖部的外端，并且开口凹槽可被限定在内密封表面与连接表面之间。
在步骤(d)中，布置在插入凹槽上的下部内密封部和布置在开口凹槽上的内密封表面可同时被压配合，以密封下部内密封部和上部内密封部。
在步骤(b)中，将下部壳体连接到上部壳体的连接部可布置在相互对应的下部壳体的一端部和上部壳体的一端部上，被彼此密封的下部外密封部和上部外密封部可分别布置在除所述下部壳体的所述端部和上部壳体的所述端部之外的其余的端部上，并且步骤(d)可还包括密封下部外密封部和上部外密封部的过程。
步骤(a)可包括制造具有尺寸逐渐增大的通孔的多个基础单元的步骤，以及将多个基础单元从具有最小尺寸的基础单元到具有最大尺寸的基础单元依次向上堆叠的步骤。
根据本发明的实施例的电池壳体包括：下部壳体，其包括容纳部，和布置在容纳部的中央处并具有贯穿式开口的下部内密封部；和上部壳体，其包括与下部壳体的上部部分联接以完成容纳部的盖部和具有与下部内密封部的前端联接的联接孔的上部内密封部。
上部内密封部可具有：内密封表面，其具有与下部内密封部的前端联接的联接孔；和连接表面，其具有与内密封表面的底表面联接的内端及连接到盖部的外端，并且开口凹槽可被限定在内密封表面与连接表面之间。
布置在贯穿式开口上的下部内密封部和布置在开口凹槽上的内密封表面可同时被压配合，以密封下部内密封部和上部内密封部。
下部壳体和上部壳体可包括：连接部，其将相互对应的下部壳体的一端部和上部壳体的一端部相互连接；以及下部外密封部和上部外密封部，所述下部外密封部和上部外密封部被彼此密封，并分别布置在除所述下部壳体的所述端部和所述上部壳体的所述端部之外的其余的端部上。
有利效果
根据本发明的二次电池可包括具有贯穿式开口的电池壳体，所述贯穿式开口竖直地穿过，以确保贯穿式开口的大空间，并提高了空间利用率。
另外，根据本发明的二次电池可包括电池壳体，其中电池壳体包括下部壳体和上部壳体。下部壳体可包括具有贯穿式开口的下部内密封部，并且上部壳体可包括上部内密封部，下部内密封部被插入到上部内密封部中且联接到上部内密封部。因此，可确保贯穿式开口的大开口。
另外，在根据本发明的电池壳体中，下部内密封部的前端和上部壳体的顶表面可设置在相同的高度上，以防止二次电池的厚度增大。
另外，在根据本发明的电池壳体中，上部内密封部可具有内密封表面和连接表面，以更容易密封下部内密封部和上部内密封部。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的二次电池的透视图。
图2是沿着图1的线A-A截取的横截面图。
图3是沿着图1的线B-B截取的横截面图。
图4是图示根据本发明的实施例的制造二次电池的方法的流程图。
图5到图9是图示根据本发明的实施例的制造二次电池的方法的视图，其中图5是图示制造电极组件的步骤的视图，图6是图示制造电池壳体的步骤的视图，图7是图示将电极组件插入到电池壳体中的步骤的视图，图8是密封电池壳体的步骤的视图，并且图9是图示形成贯穿式开口的步骤的视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例，以使得本发明的技术构思可容易由本发明所属领域的普通技术人员执行。然而，本发明可按不同形式体现且不应被解释为限于本文中所阐述的实施例。在附图中，为了清楚起见，将省略对于描述本发明来说不必要的任何内容，另外，附图中的相同附图标记标示相同元件。
[根据实施例的二次电池]
如图1到图3所图示，根据本发明的实施例的二次电池100包括：电极组件110，其具有通孔；以及电池壳体120，其容纳电极组件110并具有贯穿式开口，所述通孔被插入到该贯穿式开口中。
电极组件
参照图2，电极组件110包括在竖直方向上堆叠的多个基础单元111。所述多个基础单元111中的每一个具有多个电极和多个分隔物交替堆叠的结构。
此处，电极组件110具有在基础单元111的堆叠方向上穿过的通孔110a。也就是说，在多个基础单元111中限定的通孔堆叠以在竖直方向上彼此连接，来制造具有通孔110a的电极组件110。
在所述多个基础单元111中限定的通孔可具有不同尺寸，即逐渐增加的尺寸。也就是说，基础单元111可从具有最小通孔的基础单元111到具有最大通孔的基础单元111向上堆叠。因此，电极组件110可以使通孔110a的横截面具有呈大致阶梯状的倒梯形形状。
电池壳体
电池壳体120容纳要密封的电极组件110。电池壳体120包括下部壳体121和上部壳体122，其中下部壳体121和上部壳体122分别布置在电极组件110的顶表面和底表面上，并且彼此联接以容纳电极组件110。此处，电池壳体120可具有贯穿式开口120a，通孔110a被插入到该贯穿式开口120a中。
下部壳体121包括容纳部和下部内密封部121b，所述容纳部容纳电极组件110，下部内密封部121b布置在容纳部121a的中央处并具有通孔被插入到其中的贯穿式开口120a。
此处，下部内密封部121b具有在与通孔110a相同的方向上延伸的竖直贯穿式开口120a。贯穿式开口120a的内周表面121a-1可被限定为竖直表面以确保大空间。
另外，下部内密封部121b的前端可延伸直到通孔110a的顶表面，即处于与上部壳体122相同的高度上，以最大程度地确保贯穿式开口120a的竖直空间。
上部壳体122联接到下部壳体121的顶表面。上部壳体122包括：盖部122a，其联接到下部壳体121的上部部分，以完成容纳部121a；以及上部内密封部122b，其具有联接孔122b-1，插入到通孔110a中的、下部内密封部121b的前端被联接到联接孔122b-1。也就是说，上部内密封部122b的联接孔122b-1联接到下部内密封部121b，以改进上部内密封部122b与下部内密封部121b之间的联接。
上部内密封部122b从盖部122a向下延伸。此处，需要用于将彼此紧密附接的下部内密封部121b和上部内密封部122b压配合并热熔合的空间。此处，下部内密封部121b可穿过开口120a在上部内密封部122b的方向上被压配合。另一方面，上部内密封部可以不在下部内密封部121b的方向上被压配合。
因此，上部内密封部122b具有的形状能够在下部内密封部121b的方向上被压配合，以执行密封操作。例如，上部内密封部122b从盖部122a以“U形”或“V形”的横截面设置，从而限定向上开放的开口凹槽122c。因此，上部内密封部122b可穿过开口凹槽122c在下部内密封部121b的方向上被压配合，以执行密封操作。
更详细地说，上部内密封部122b具有：内密封表面122b-2，其具有联接孔122b-1，下部内密封部121b的前端联接到该联接孔122b-1；和连接表面122b-3，所述连接表面122b-3具有与内密封表面122b-2的底表面联接的内端和向上折叠并联接到盖部122a的外端。
也就是说，上部内密封部122b具有内密封表面122b-2和连接表面122b-3。开口凹槽122c被限定在内密封表面122b-2与连接表面122b-3之间。布置在开口凹槽122c中的内密封表面122b-2在下部内密封部121b的方向上被压配合，以执行密封操作。
具有内密封表面122b-2和连接表面122b-3的上部内密封部122b可向下突起。向下突起的上部内密封部122b插入到电极组件110的最下部基础单元111的通孔的内表面与最上部基础单元111的通孔的内表面之间的空间中。因此，可设置上部内密封部122b，而不使电极组件110的形状或电池壳体120的形状变形。
具有上述组成部分的电池壳体120可具有贯穿式开口120a，电极组件110的通孔110a被插入到该贯穿式开口120a中。特别地，贯穿式开口120a可确保大空间并提高空间利用率，这是因为在周向表面121b-1上在不存在突起部分或突出部分。
电池壳体120包括将下部壳体121的一端部和上部壳体122的一端部彼此连接的连接部123。也就是说，在电池壳体120中，上部壳体122通过以连接部123为中心可以被朝向下部壳体121折叠，使得上部壳体122和下部壳体121布置成相互对应。
如图3所图示，电池壳体120包括下部外密封部121c和上部外密封部122d，所述下部外密封部121c和所述上部外密封部122d被彼此密封并布置在除下部壳体121的所述端部和上部壳体122的所述端部之外的其余的端部上，用以提高下部壳体121和上部壳体122的可密封性。
上部内密封部122b的顶表面和盖部122a的顶表面具有相同的高度，以防止电池壳体120的厚度增大。
因此，根据本发明的实施例的二次电池100可确保在电池壳体120中限定的贯穿式开口120a的大空间，从而提高空间利用率。
在根据本发明的实施例的二次电池100中，仅电池壳体120可作为独立产品来商品化。
[根据实施例的电池壳体]
也就是说，根据本发明的实施例的电池壳体120包括：容纳部121a；下部壳体121，其包括布置在容纳部121a的中央处且具有贯穿式开口120a的下部内密封部121b；盖部122a，其联接到下部壳体121的上部部分，以完成容纳部121a；和上部壳体122，其包括上部内密封部122b，所述上部内密封部122b具有与下部内密封部121b的前端联接的联接孔122b-1。
[根据实施例的用于制造二次电池的方法]
下文中，将描述根据本发明的实施例的用于制造二次电池的方法。
如图4到图9所图示，根据本发明的实施例的制造二次电池的方法包括：步骤(a)，即制造具有通孔的电极组件；步骤(b)，即制造包括下部壳体和上部壳体的电池壳体，下部壳体和上部壳体相对于一端部被折叠，其中下部壳体包括容纳电极组件的容纳部和插入到所述通孔中且具有插入凹槽的下部内密封部，并且上部壳体包括完成容纳部的盖部和具有与下部内密封部的前端联接的联接孔的上部内密封部；步骤(c)，即将电极组件插入在下部壳体与上部壳体之间；步骤(d)，即密封下部内密封部和上部内密封部之间的被联接部分；以及形成步骤(e)，即切割彼此紧密附接的下部内密封部的插入凹槽的底表面和上部内密封部的表面以形成贯穿式开口，所述通孔被插入到该贯穿式开口中。
步骤(a)
如图5所图示，步骤(a)是制造电极组件的步骤，并且包括制造多个基础单元的过程及堆叠所述多个基础单元的过程。
在制造基础单元的过程中，各自具有通孔的多个电极和各自具有通孔的多个分隔物交替堆叠以制造基础单元111。此处，电极的通孔和分隔物的通孔彼此连接，以在基础单元111中提供通孔。
在制造基础单元的过程中，制造具有尺寸逐渐增大的通孔的多个基础单元111。
在堆叠基础单元的过程中，所述多个基础单元111被堆叠以制造电极组件110。此处，所述多个基础单元111从具有最小通孔的基础单元111到具有最大通孔的基础单元111向上堆叠。因此，电极组件110具有尺寸向上逐渐增大的通孔110a。也就是说，参照图5，通孔110a可具有尺寸向上逐级增大的形状。
步骤(b)
如图6所图示，步骤(b)是制造电池壳体的步骤。在步骤(b)中，制造包括下部壳体121和上部壳体122的电池壳体120，下部壳体121的一端部和上部壳体122的一端部通过连接部123来彼此连接。
也就是说，电池壳体120被折叠以使得下部壳体121和上部壳体122关于将下部壳体121与上部壳体122连接的所述端部彼此重叠。
此处，下部壳体121包括容纳部121a和下部内密封部121b，所述容纳部121a在其顶表面中具有容纳电极组件110的容纳空间，并且所述下部内密封部121b布置在容纳部121a的表面(当在图6中观察时，底表面)上、向上延伸以插入到通孔110a中并具有向下开放的插入凹槽。
上部壳体122包括：盖部122a，其完成容纳部121a；和上部内密封部122b，其具有与下部内密封部121b的前端联接的联接孔122b-1。
此处，上部内密封部122b具有：内密封表面122b-2，其具有与下部内密封部121b的前端联接的联接孔122b-1；和连接表面122b-3，其具有与内密封表面122b-2的底表面联接的内端，和向上折叠并联接到盖部122a的外端。开口凹槽122c形成在内密封表面122b-2和连接表面122b-3之间。
另外，下部外密封部121c和上部外密封部122d分别形成在除下部壳体121的所述端部和上部壳体122的所述端部之外的其余的端部上。
步骤(c)
如图7所图示，步骤(c)是用于将电极组件插入到电池壳体中的步骤。在步骤(c)中，将电极组件110插入到下部壳体121的容纳部121a中。此处，下部壳体121的下部内密封部121b插入到电极组件110的通孔110a中，然后联接到上部壳体122的联接孔121b-1。
步骤(d)
如图8所图示，步骤(d)是密封电池壳体的步骤。在步骤(d)中，将上部热熔合构件320布置在上部内密封部122b的开口凹槽122c中，并将下部热熔合构件310布置在下部内密封部121b的插入凹槽中。接着，在上部热熔合构件320沿着下部热熔合构件310的方向被压配合的状态下施加热，以密封下部内密封部121b和上部内密封部122b。
另外，在下部外密封部121c和上部外密封部122d被压配合的状态下施加热，以执行密封操作。
步骤(e)
如图9所图示，步骤(e)是形成所通孔被插入到其中的贯穿式开口的步骤。在步骤(e)中，切割下部内密封部121b的插入凹槽的底表面。因此，形成所述通孔110a被插入到其中的贯穿式开口120a，以完成二次电池100。
因此，在根据本发明的实施例的制造二次电池的方法中，可制造具有贯穿式开口的二次电池，并且还可确保该贯穿式开口的大空间以提高空间利用率。
因此，本发明的范围由随附权利要求书限定，而不是由前文描述以及本文所述的示例性实施例限定。在本发明的权利要求的等同物的含义内及在权利要求内作出的各种修改应被视为在本发明的范围中。

Claims (17)

1.一种二次电池，包括：
电极组件，所述电极组件具有通孔；和
电池壳体，所述电池壳体容纳所述电极组件并且具有贯穿式开口，所述通孔被插入到所述贯穿式开口中，
其中所述电池壳体包括：
下部壳体，所述下部壳体包括容纳部和下部内密封部，所述容纳部容纳所述电极组件，所述下部内密封部具有所述通孔被插入到其中的所述贯穿式开口；以及
上部壳体，所述上部壳体包括盖部和上部内密封部，所述盖部被联接到所述下部壳体的上部部分以完成所述容纳部，并且所述上部内密封部具有与所述下部内密封部的前端联接的联接孔。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述上部内密封部具有：内密封表面，所述内密封表面具有与所述下部内密封部的所述前端联接的所述联接孔；和连接表面，所述连接表面具有与所述内密封表面的底表面联接的内端和连接到所述盖部的外端，并且
在所述内密封表面与所述连接表面之间限定有开口凹槽。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，布置在所述贯穿式开口上的所述下部内密封部和布置在所述开口凹槽上的所述内密封表面同时被压配合，以密封所述下部内密封部和所述上部内密封部。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述下部内密封部的所述前端和所述上部壳体的顶表面具有相同的高度。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述上部内密封部的顶表面和所述盖部的顶表面具有相同的高度。
6.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述电极组件包括多个基础单元，所述多个基础单元具有尺寸逐渐增大的通孔，并且所述多个基础单元从具有最小尺寸的基础单元到具有最大尺寸的基础单元依次向上堆叠，并且
所述上部内密封部被插入到所述基础单元中的最下部的基础单元的通孔的内表面与最上部的基础单元的内表面之间的空间中。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中设有连接部，所述连接将相互对应的所述下部壳体的一端部和所述上部壳体的一端部彼此连接。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中，彼此密封的下部外密封部和上部外密封部分别布置在除所述下部壳体的所述端部和所述上部壳体的所述端部之外的其余的端部上。
9.一种用于制造二次电池的方法，所述方法包括：
制造电极组件的步骤(a)，所述电极组件具有通孔；
制造电池壳体的步骤(b)，所述电池壳体包括下部壳体和上部壳体，所述下部壳体和所述上部壳体相对于一端部被折叠，其中所述下部壳体包括容纳所述电极组件的容纳部和插入到所述通孔中并具有插入凹槽的下部内密封部，并且所述上部壳体包括完成所述容纳部的盖部和具有与所述下部内密封部的前端联接的联接孔的上部内密封部；
将所述电极组件插入在所述下部壳体与所述上部壳体之间的步骤(c)；
将所述下部内密封部和所述上部内密封部之间的被联接部分密封的步骤(d)；以及
将彼此紧密附接的所述下部内密封部的所述插入凹槽的底表面和所述上部内密封部的表面切割以形成贯穿式开口的形成步骤(e)，所述通孔被插入到所述贯穿式开口中。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述上部内密封部具有：内密封表面，所述内密封表面具有与所述下部内密封部的所述前端联接的所述联接孔；和连接表面，所述连接表面具有与所述内密封表面的底表面联接的内端和连接到所述盖部的外端，并且
在所述内密封表面与所述连接表面之间限定开口凹槽。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述步骤(d)中，布置在所述插入凹槽上的所述下部内密封部和布置在所述开口凹槽上的所述内密封表面同时被压配合，以密封所述下部内密封部和所述上部内密封部。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤(b)中，将所述下部壳体连接到所述上部壳体的连接部被布置在相互对应的所述下部壳体的一端部和所述上部壳体的一端部上，
彼此密封的下部外密封部和上部外密封部分别布置在除所述下部壳体的所述端部和所述上部壳体的所述端部之外的其余的端部上，并且
所述步骤(d)还包括密封所述下部外密封部和所述上部外密封部的过程。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤(a)包括：制造多个基础单元的步骤，所述多个基础单元具有尺寸逐渐增大的通孔；以及将所述多个基础单元从具有最小尺寸的基础单元到具有最大尺寸的基础单元依次向上堆叠的步骤。
14.一种电池壳体，包括：
下部壳体，所述下部壳体包括容纳部和布置在所述容纳部的中央处的下部内密封部，所述下部内密封部具有贯穿式开口；以及
上部壳体，所述上部壳体包括：盖部，所述盖部联接到所述下部壳体的上部部分以完成所述容纳部；和上部内密封部，所述上部内密封部具有与所述下部内密封部的前端联接的联接孔。
15.根据权利要求14所述的电池壳体，其中，所述上部内密封部具有：内密封表面，所述内密封表面具有与所述下部内密封部的所述前端联接的所述联接孔；和连接表面，所述连接表面具有与所述内密封表面的底表面联接的内端和连接到所述盖部的外端，并且
在所述内密封表面与所述连接表面之间限定开口凹槽。
16.根据权利要求15所述的电池壳体，其中，布置在所述贯穿式开口上的所述下部内密封部和布置在所述开口凹槽上的所述内密封表面同时被压配合，以密封所述下部内密封部和所述上部内密封部。
17.根据权利要求14所述的电池壳体，其中，所述下部壳体和所述上部壳体包括：连接部，所述连接部将相互对应的所述下部壳体的端部和所述上部壳体的一端部彼此连接；和彼此密封的下部外密封部和上部外密封部，所述下部外密封部和所述上部外密封部分别布置在除所述下部壳体的所述端部和所述上部壳体的所述端部之外的其余的端部上。
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