CN107925033B - 电池单元及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池单元，所述电池单元包括：设有电极片的电极组件；容纳电极组件的壳体，所述壳体的至少一部分边缘被密封以提供密封表面；电极引线，所述电极引线耦接至电极片并引出壳体之外；引线膜，所述引线膜布置在电极引线的顶表面和底表面的每一个上并与密封表面耦接在一起，所述电极引线布置在壳体的密封表面上；以及主气体排放管，所述主气体排放管布置在壳体中并有一端埋置于引线膜中，其中，所述引线膜的一部分被切割，以使得主气体排放管的一端暴露于外部，以便通过暴露于外部的主气体排放管而将壳体中的气体排放至外部。

Description

电池单元及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请主张于2015年9月1日递交的韩国专利申请第10-2015-0123728号的优先权，其全部内容通过引用结合至本文中。
技术领域
本发明涉及一种电池单元以及制造该电池单元的方法，更具体而言，涉及一种于其中构建有气体排放管的电池单元以及制造该电池单元的方法。
背景技术
通常，二次电池(secondary battery)是指可充电和可放电的电池，不同于不可充电的原电池。这种二次电池正广泛地应用于诸如移动电话、笔记本计算机以及摄像机之类的高科技电子领域。
发明内容
技术问题
根据现有技术的二次电池包括多个电池单元。所述电池单元的每一个都包括电极组件、电解质、以及容纳所述电极组件和所述电解质的袋。
在此，所述电池单元通过如下方法制造：将电极组件和电解质容纳于袋中，然后将所述袋的边缘密封。所制造的电池单元经历充电/放电过程以改善电池性能。
然而，在根据现有技术的电池单元中，当进行充电/放电过程时在袋中会产生气体。因此，存在着袋膨胀同时发生爆炸的问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种电池单元，其中在电池单元的一侧中构建气体排放管，以通过所述气体排放管而迅速地排放在电池单元中所产生的气体；以及一种制造该电池的方法。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的电池单元包括：电极组件，所述电极组件设有电极片；壳体，所述壳体容纳电极组件，所述壳体的至少一部分边缘被密封以提供密封表面；电极引线，所述电极引线耦接至电极片并引出壳体之外；引线膜，所述引线膜布置在电极引线的顶表面和底表面的每一个上并与密封表面耦接在一起，所述电极引线布置在壳体的密封表面上；以及主气体排放管，所述主气体排放管布置在壳体中并有一端埋置于引线膜中，其中，所述引线膜的一部分被切割，以使得主气体排放管的一端暴露于外部，以便通过暴露于外部的主气体排放管将壳体中的气体排放至外部。
通过将已切割的引线膜再次热融，可将主气体排放管暴露于外部的一端与引线膜一起密封并完成。
主气体排放管可由具有阻热性和绝缘性的材料制成。
主气体排放管的一端可插入布置于电极引线侧部处的引线膜。
电池单元可进一步包括辅助气体排放管，所述辅助气体排放管布置在壳体中并有一端埋置于壳体的密封表面中。
密封表面的一部分可被切割，以使得辅助气体排放管的一端暴露于外部，以便通过所述辅助气体排放管而将壳体中的气体排放至外部。
通过将已切割的密封表面再次热融，可将辅助气体排放管暴露于外部的一端与密封表面一起密封并完成。
一种用于制造根据本发明的电池单元的方法包括：制备步骤(S10)，制备电极引线耦接至其上的电极组件；容纳步骤(S20)，将电极组件容纳在壳体中，使得电极引线的末端伸出所述壳体之外；布置步骤(S30)，将引线膜布置在电极引线的顶表面和底表面的每一个上，所述电极引线布置在壳体的密封表面上；埋置步骤(S40)，将主气体排放管的一端埋置到引线膜中，处于主气体排放管布置在壳体中的状态；以及密封步骤(S50)，将壳体的整个密封表面热融以完成电池单元。
在密封步骤(S50)之后，所述方法可以进一步包括：充电/放电步骤(S60)，对完成的电池单元进行充电/放电；以及气体排放步骤(S70)，将在完成充电/放电的电池单元中所产生的气体排放至外部，其中，在气体排放步骤(S70)中，引线膜的一部分被切割，以使得主气体排放管的一端暴露于外部，以便通过所述主气体排放管的暴露的一端而将壳体中的气体排放至外部。
在气体排放步骤(S70)之后，所述方法可以进一步包括再次密封步骤(S80)，将其中布置有主气体排放管的一端的引线膜热融以密封主气体排放管的一端。
在埋置入步骤(S40)中，辅助气体排放管可以进一步布置在壳体中，所述辅助气体排放管的一端可被埋置以使其不暴露于壳体的密封表面的外部。
在密封步骤(S50)中，通过将壳体的整个密封表面热融，可将辅助气体排放管的一端与所述密封表面一起密封。
在气体排放步骤(S70)中，密封表面可被切割以使得辅助气体排放管的一端暴露于外部，以便通过所述辅助气体排放管而额外地排放壳体中的气体。
在再次密封步骤(S80)中，可将已切割的密封表面热融以将辅助气体排放管的一端密封在一起。
有益效果
本发明具有如下效果：
第一，于其中构建有气体排放管的电池单元可设置为在进行充电/放电时将气体排放管暴露于外部，由此稳定地排放电池单元中所产生的气体。
第二，当再次密封电池单元时，暴露于外部的气体排放管可与电池单元一起进行密封，因而气体排放管可稳定地封口；
第三，气体排放管可构建在电池单元中。在此，气体排放管的一端可埋置于引线膜中。因此，通过切割引线膜可将气体排放管暴露于外部以改善使用便利性；
第四，辅助气体排放管可进一步设置在电池单元中，以迅速且彻底地排放电池单元内部的气体。
附图说明
图1为根据本发明的电池单元的平面图。
图2为沿着图1的线A-A得到的截面图。
图3为沿着图1的线B-B得到的截面图。
图4为沿着图1的线C-C得到的截面图。
图5为图示用于制造根据本发明的电池单元的方法的流程图。
图6至图12为图示用于制造根据本发明的电池单元的方法的图；图6为图示制备电极组件的制备步骤的图；图7为图示将电极组件容纳在壳体中的容纳步骤的图；图8为图示将引线膜布置在电极引线上的布置步骤的图；图9为图示埋置气体排放管的埋置步骤的图；图10为图示将气体排放至气体排放管的气体排放步骤的图；以及图11和图12为图示再次密封气体排放管和辅助气体排放管的再次密封步骤的图。
具体实施方式
在下文中，本发明的实施方式将参照附图以如下的方式进行详细描述：本发明的技术思想可被本发明所属领域中具有普通技能的人员容易地执行。然而，本发明可以以不同的形式实施，且不应当解读为受限于本文中所公开的实施方式。在附图中，为了清楚起见省略任何对于描述本发明无必要的事物，且附图中相同的编号表示相同的元件。
如图1所示，根据本发明的电池单元包括：电极组件110，其上布置有电极片111；壳体120，所述壳体容纳电极组件110，且所述壳体的至少一部分边缘被密封以提供密封表面122；电极引线130，所述电极引线耦接至电极片111以引出壳体120之外；引线膜140，所述引线膜布置在电极引线130的顶表面和底表面的每一个上，电极引线130布置在壳体120的密封表面122上，并且所述引线膜与密封表面耦接在一起；以及主气体排放管150，所述主气体排放管布置在壳体120内部并有一端埋置于引线膜140中。
电极组件110包括具有不同于彼此极性的第一电极和第二电极，以及布置在第一电极和第二电极之间的隔板。另外，电极片111布置在第一电极和第二电极中的每一个上。
壳体120包括其中容纳有电极组件110的容纳部121以及沿着容纳部121的边缘布置的密封表面122，所述密封表面被热融以密封容纳部121。
电极引线130耦接至电极组件110的电极片111，并具有布置为暴露于壳体120外部的前端。
引线膜140改善了电极引线130和壳体120之间的密封性，引线膜140布置在电极引线130的顶表面和底表面的每一个上，电极引线130布置在壳体120的密封表面122上。
在此，引线膜140的前表面和后表面延伸为暴露至密封表面122的外部(如图1所示的左侧和右侧)，以便改善引线膜140和密封表面122之间的密封性。引线膜140的侧部延伸至引线膜140的侧向(密封表面的纵向)，以使得在引线膜140和密封表面122之间不产生间隔。
主气体排放管150将在密封的电池单元中所产生的气体排放出去。主气体排放管150具有扁平的圆柱形状，构建在壳体120中，且具有埋置于引线膜140中的一端。在此，主气体排放管150可具有一直埋置至暴露于密封表面122的外部的引线膜140的一端。因此，主气体排放管150的一端仅通过切割引线膜140即可暴露于外部。
另外，主气体排放管150埋置于布置在电极引线130的侧部处的引线膜140中。这样做是因为引线膜140易于切割，并且即使引线膜140被切割，引线膜140和电极引线130之间的密封性也得以维持。
如上所述，主气体排放管150设置为构建在壳体120中的状态。当在壳体120中产生气体时，引线膜140可被切割以暴露出主气体排放管。因此，壳体120中的气体可通过主气体排放管150排放至外部，然后从壳体120的内部除去。
当壳体120中的气体彻底地除去时，通过将引线膜140再次热融，将主气体排放管150暴露于外部的一端与引线膜140一起密封并完成。
主气体排放管150由具有阻热性和绝缘性的材料制成，以防止主气体排放管150被电解质和在壳体120中产生的气体而损坏。
根据本发明的电池单元进一步包括埋置于壳体120的密封表面122中的辅助气体排放管160。
这就是说，尽管主气体排放管150迅速地排放了在其上布置有引线膜140的壳体120中的气体，但是布置在引线膜140的相对侧上的壳体120中的气体可能残留而未被排放。因此，辅助气体排放管160可构建在壳体120的密封表面122中，残留在壳体120中的气体可以通过辅助气体排放管160完全地排放。
辅助气体排放管160布置在壳体120中，且有一端埋置于壳体120的密封表面122中。在此，密封表面122的一部分被切割，以使得辅助气体排放管160暴露于外部以便通过辅助气体排放管160而将壳体120中的气体排放至外部。
通过将已切割的密封表面122再次热融，可将辅助气体排放管160暴露于外部的一端与密封表面122一起密封并完成。因此，辅助气体排放管无需使用单独的额外装置可被密封。
以下将描述用于制造包括上述组件的电池单元的方法。
如图5所示，用于制造根据本发明的电池单元的方法包括：制备步骤(S10)，制备电极引线130耦接至其上的电极组件110；容纳步骤(S20)，将电极组件110容纳在壳体120中，使得电极引线130的末端伸出壳体120之外；布置步骤(S30)，将引线膜140布置在电极引线130的顶表面和底表面的每一个上，电极引线130布置在壳体120的密封表面122上；埋置步骤(S40)，将主气体排放管150的一端埋置到引线膜140中，处于主气体排放管150布置在壳体120中的状态；以及密封步骤(S50)，将壳体120的整个密封表面122热融以完成电池单元；充电/放电步骤(S60)，对完成的电池单元进行充电/放电；气体排放步骤(S70)，通过主气体排放管150将在完成充电/放电的电池单元中所产生的气体排放至外部；以及再次密封步骤(S80)，将其中布置有主气体排放管150的一端的引线膜140热融以密封主气体排放管150的一端。
如图6所示，制备步骤(S10)是制备电极组件110的步骤。将具有不同于彼此极性的第一电极和第二电极与位于其间的隔板进行卷绕，以制造电极组件110。另外，电极引线130耦接至布置在所制造的电极组件110的电极上的电极片111。因此，通过上述过程制得电极组件110。
如图7所述，容纳步骤(S20)是将制得的电极组件容纳在壳体中的步骤。在此，电极组件110容纳在壳体120中，从而电极引线130的一端暴露于壳体120的外部。
如图8所示，布置步骤(S30)是布置引线膜的步骤。在此，引线膜140布置在电极引线130的顶表面和底表面的每一个上，电极引线130布置在壳体120的密封表面122上。在此，引线膜140具有比密封表面122更大的宽度，以改善密封性。
如图9所示，埋置步骤(S40)是将主气体排放管和辅助气体排放管嵌入的步骤。在此，主气体排放管150的一端埋置于引线膜140中，处于被构建在壳体120的容纳部121中的状态。在此，将主气体排放管150的一端插入为一直埋置至暴露于密封表面122的外部的引线膜140。特别地，气体排放管150埋置于布置在电极引线130的侧部处的引线膜140中，以改善主气体排放管150的外部暴露和密封性。
另外，辅助气体排放管160的一端埋置于密封表面122中，处于被构建在壳体120的容纳部121中的状态。
密封步骤(S50)是将壳体120密封的步骤。在此，将壳体120的整个密封表面122热融并密封。因此，引线膜140和主气体排放管150的一端与密封表面122耦接在一起。另外，辅助气体排放管160的一端与密封表面122耦接在一起。
在此，当密封步骤(S50)完成时，完成了未充电的电池单元，然后该电池单元进行充电和放电，并因而被激活。
这就是说，充电/放电步骤(S60)是用于将电池单元进行充电/放电的步骤。在此，电池单元通过电极引线130进行充电和放电。在此，当电池单元充电和放电时，在壳体120中气体产生。因此，执行用于将壳体120中的气体排放至外部的气体排放步骤(S70)。
如图10所示，在气体排放步骤(S70)中，将主气体排放管150布置于其中的引线膜140进行切割以便将主气体排放管150暴露于外部，同时，壳体120中的气体通过主气体排放管150排放至外部。
在此，气体可能残留在壳体120中。因此，将辅助气体排放管160布置于其中的密封表面122进行额外地切割，以将辅助气体排放管160暴露于外部。结果，残留在壳体120中的气体可通过辅助气体排放管160排放至外部。
当气体被彻底地排放时，执行将主气体排放管150和辅助气体排放管160密封的再次密封步骤(S80)。
如图11所示，在再次密封步骤(S80)中，将主气体排放管150布置于其中的引线膜140进行热融和再次密封。在此，主气体排放管150与引线膜140一起密封并完成。
另外，如图12所示，将辅助气体排放管160布置于其中的密封表面122进行热融和再次密封。在此，辅助气体排放管160与密封表面122一起密封并完成。
因此，在根据本发明的电池单元中，当充电/放电时在壳体中所产生的气体可通过主气体排放管和辅助气体排放管排放至外部。特别地，由于气体是通过管道进行排放，因而可以更稳定地排放气体。
因此，本发明的范围是通过所附的权利要求书而非通过前述的说明以及其中所述的示例性实施方式而进行限定。在本发明权利要求的等效含义内以及在权利要求书内所做出的各种改进被视为在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种电池单元，包括：
电极组件，所述电极组件设有电极片；
壳体，所述壳体容纳所述电极组件，所述壳体的至少一部分边缘被密封以提供密封表面；
电极引线，所述电极引线耦接至所述电极片并引出所述壳体之外；
引线膜，所述引线膜布置在所述电极引线的顶表面和底表面的每一个上，所述引线膜布置在所述壳体的密封表面上并与所述密封表面耦接在一起；以及
主气体排放管，所述主气体排放管布置在所述壳体中并有一端埋置于所述引线膜中，
其中，所述引线膜的一部分被切割，以使得所述主气体排放管的一端暴露于外部，以便通过暴露于外部的主气体排放管将壳体中的气体排放至外部，
其中，所述引线膜的侧部延伸至所述引线膜的侧向，以使得在所述引线膜和所述密封表面之间不产生间隔，
其中，所述主气体排放管的一端插入布置于所述电极引线侧部处的引线膜，并且
其中，所述主气体排放管具有一直埋置至暴露于所述密封表面的外部的所述引线膜的一端。
2.如权利要求1所述的电池单元，其中，通过将已切割的引线膜再次热融，将所述主气体排放管暴露于外部的一端与所述引线膜一起密封并完成。
3.如权利要求1所述的电池单元，其中，所述主气体排放管是由具有阻热性和绝缘性的材料制成。
4.如权利要求1所述的电池单元，进一步包括辅助气体排放管，所述辅助气体排放管布置在所述壳体中并有一端埋置于所述壳体的密封表面中。
5.如权利要求4所述的电池单元，其中，所述密封表面的一部分被切割，以使得所述辅助气体排放管的一端暴露于外部，以便通过所述辅助气体排放管将所述壳体中的气体排放至外部。
6.如权利要求5所述的电池单元，其中，通过将已切割的密封表面再次热融，将所述辅助气体排放管暴露于外部的一端与所述密封表面一起密封并完成。
7.一种用于制造电池单元的方法，所述方法包括：
制备步骤(S10)，制备电极引线耦接至其上的电极组件；
容纳步骤(S20)，将所述电极组件容纳在壳体中，使得电极引线的末端伸出所述壳体之外；
布置步骤(S30)，将引线膜布置在所述电极引线的顶表面和底表面的每一个上，并且将所述引线膜布置在所述壳体的密封表面上；
埋置步骤(S40)，将主气体排放管的一端埋置到所述引线膜中，处于主气体排放管布置在壳体中的状态；以及
密封步骤(S50)，将所述壳体的整个密封表面热融以完成电池单元，
其中，所述引线膜的侧部延伸至所述引线膜的侧向，以使得在所述引线膜和所述密封表面之间不产生间隔，
其中，所述主气体排放管的一端插入布置于所述电极引线侧部处的引线膜，并且
其中，所述主气体排放管具有一直埋置至暴露于所述密封表面的外部的所述引线膜的一端。
8.如权利要求7所述的方法，在所述密封步骤(S50)之后，进一步包括：
充电/放电步骤(S60)，对完成的电池单元进行充电/放电；以及
气体排放步骤(S70)，将在完成充电/放电的电池单元中所产生的气体排放至外部，
其中，在所述气体排放步骤(S70)中，所述引线膜的一部分被切割，以使得所述主气体排放管的一端暴露于外部，以便通过所述主气体排放管暴露的一端将所述壳体中的气体排放至外部。
9.如权利要求8所述的方法，在所述气体排放步骤(S70)之后，进一步包括再次密封步骤(S80)，将其中布置有所述主气体排放管的一端的所述引线膜热融以密封所述主气体排放管的一端。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在所述埋置步骤(S40)中，辅助气体排放管进一步布置在所述壳体中，所述辅助气体排放管的一端被埋置以使得所述一端暴露于所述壳体的密封表面的外部。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在所述密封步骤(S50)中，通过将所述壳体的整个密封表面热融，将所述辅助气体排放管的一端与所述密封表面一起密封。
12.如权利要求11所述的方法，其中，在所述气体排放步骤(S70)中，所述密封表面被切割，以使得所述辅助气体排放管的一端暴露于外部，以便通过所述辅助气体排放管额外地排放所述壳体中的气体。
13.如权利要求12所述的方法，其中，在所述再次密封步骤(S80)中，将已切割的密封表面热融以将所述辅助气体排放管的一端密封在一起。
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