CN109863620B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

公开了一种二次电池。根据本发明，在二次电池着火的情形中，二次电池内的气体和材料在二次电池着火时可被顺利地排出以提高二次电池的安全性。为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种二次电池，包括：电极组件；容纳电极组件的电池罐；以及施加到电池罐的涂覆部，其中电池罐包括细长部，细长部的厚度比电池罐的其他区域的厚度薄，涂覆部被施加到细长部，涂覆部由拉伸强度小于细长部的拉伸强度的金属材料制成。

Description

二次电池
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年4月13日提交的韩国专利申请第10-2017-0047937号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种二次电池，更具体地，涉及一种具有能够有效排出二次电池内的气体的结构的二次电池。
背景技术
在能够被重复地充放电的二次电池(secondary battery)的情形中，确保安全性很重要。为了确保这种二次电池的安全性，根据相关技术，罐型(can-type)二次电池设置有安全排气口，安全排气口设置在二次电池的上部并且在二次电池内的压力增加时破裂，以将二次电池内的气体排出到外部。
二次电池内的压力增加的原因可不同。作为其中一个原因，在二次电池着火的情形中，二次电池内的压力剧烈增加，因此存在安全事故等的巨大风险。特别是，在二次电池着火的情形中，在安全排气口破裂时形成的气体排出路径可被二次电池中燃烧的电极和隔膜阻挡。在此情形中，因为二次电池内的气体和材料没有被适当地排出，所以存在诸如爆炸等之类的安全事故的巨大风险。
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的是通过使二次电池内的气体和材料在二次电池着火时被顺利地排出来提高二次电池的安全性。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种二次电池，包括：电极组件；容纳所述电极组件的电池罐；以及施加到所述电池罐的涂覆部，其中所述电池罐包括细长部，所述细长部的厚度比所述电池罐的其他区域的厚度薄，所述涂覆部被施加到所述细长部，所述涂覆部由拉伸强度小于所述细长部的拉伸强度的金属材料制成。
所述电池罐可包括设置在所述电池罐的上部并且具有向内凹陷的形状的卷边部，所述细长部和所述涂覆部可设置在所述卷边部下方。
所述细长部的厚度与所述涂覆部的厚度之和可与所述电池罐的其他区域的厚度相同。
所述细长部可具有在不同方向上延伸的至少两个表面彼此交叉的形状。
所述细长部可具有在不同方向上放射状延伸的至少两个表面彼此交叉的形状。
至少两个表面彼此交叉的区域的厚度可小于除交叉区域之外的区域的厚度。
所述细长部的厚度与所述电池罐中的除所述细长部之外的其他相邻区域的厚度的比率可以是0.6到0.7。
所述细长部可具有0.09mm到0.11mm的厚度，所述电池罐中的与所述细长部相邻的其他区域可具有0.14mm到0.16mm的厚度。
所述细长部和所述涂覆部可设置在所述电池罐的所述卷边部与中央部分之间。
所述涂覆部可由铝材料制成。
所述涂覆部的拉伸强度与所述细长部的拉伸强度的比率可以是0.5到0.7。
有益效果
根据本发明，在二次电池着火的情形中，二次电池内的气体和材料可在二次电池着火时被顺利地排出以提高安全性。
附图说明
图1是图解根据本发明一实施方式的二次电池的结构的侧视图。
图2是根据本发明一实施方式的二次电池中的形成细长部和涂覆部的区域的放大侧剖面视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本发明的二次电池的结构。
图1是图解根据本发明一实施方式的二次电池的结构的侧视图，图2是根据本发明一实施方式的二次电池中的形成细长部和涂覆部的区域的放大侧剖面视图。
根据本发明的二次电池可以是罐型(can-type)二次电池或圆柱型二次电池。
参照图1和图2，根据本发明一实施方式的二次电池1可包括形成二次电池1的主体的电池罐10。包括电极和隔膜的电极组件(未示出)可被容纳在电池罐10中。
设置在电池罐10的上部并且具有向内凹陷的形状的卷边部12可形成在二次电池1的电池罐10中。
继续参照图1和图2，根据本发明一实施方式的二次电池1的电池罐10可包括细长部14，细长部14的厚度比电池罐10的其他区域的厚度薄。电池罐10的除细长部14之外的其他区域可具有均匀的厚度并且可具有比细长部14的厚度厚的厚度。
如图1和图2所示，当从外部观察时，细长部14可具有从电池罐10的外部表面向内凹陷的形状。然而，替换地，细长部14可具有从电池罐10的内部表面向外凹陷的形状。就是说，根据本发明另一实施方式的二次电池1的细长部14可具有凹陷到电池罐10的内部的形状。
根据本发明一实施方式，二次电池1的电池罐10包括厚度比其他区域的厚度薄的细长部14。因此，当二次电池1内的压力由于二次电池的着火或爆炸而异常增加时，具有相对薄的厚度的细长部14可首先破裂以快速排出二次电池内的气体和材料。
特别是，根据相关技术，为了二次电池的安全性，经常设置用于将二次电池内的气体排出到外部的安全排气口。然而，当二次电池着火时，用于排出气体的路径在燃烧期间可被二次电池内的电极或隔膜阻挡。因此，气体或材料不会被顺利地排出。然而，根据本发明，由于细长部形成在二次电池的侧表面，即使二次电池着火，二次电池内的气体或材料也可被顺利地排出。
继续参照图1和图2，根据本发明一实施方式的细长部14具有在不同方向上延伸的至少两个表面彼此交叉的形状。图1图解了其中细长部14具有两个表面彼此交叉以形成一个交叉区域的交叉形状的情形。然而，本发明的实施方式不限于此。例如，细长部14可具有彼此交叉的三个或更多个表面以形成两个或更多个交叉区域。或者，细长部14可具有两个或更多个表面彼此放射状交叉的形状。
另外，细长部14中的至少两个表面彼此交叉的区域的厚度可小于除该至少两个表面彼此交叉的区域之外的区域的厚度。
根据本发明，细长部14可具有不同方向上延伸的至少两个表面彼此交叉的形状。由于两个或更多个表面彼此交叉的区域的厚度小于除该两个或更多个表面彼此交叉的区域之外的区域的厚度，所以当两个或更多个表面彼此交叉的区域发生破裂时，破裂可扩展到两个或更多个表面没有彼此交叉的区域，从而，更多量的气体可被快速排出。另外，由于二次电池内的大量气体通过破裂部以不同方向被排出，所以二次电池内的气体可被有效排出。
细长部可设置在卷边部12的下部。特别是，如图1所示，细长部14可设置在电池罐10的卷边部12与中央部分之间。在圆柱型电池的情形中，通常在二次电池的上部设置安全排气口，其用于在由于二次电池内的压力增加而导致的紧急情况下排出气体。即使安全排气口在由于二次电池内的压力增加而导致的紧急情况下破裂，发生破裂的区域也可能被二次电池内的异物阻挡。在此情形中，二次电池爆炸的风险增加。根据本发明，由于细长部14设置在电池罐10的卷边部12与中央部分之间，即设置在二次电池的上部，所以如果设置在二次电池的上部的安全排气口没有起作用，则填充在二次电池的上部的气体可通过破裂的细长部14被排出。
细长部14的厚度与电池罐10中的除该细长部之外的其他相邻区域的厚度的比率可以是0.6到0.7。优选地，细长部14的厚度与电池罐10中的除该细长部之外的其他相邻区域的厚度的比率可以是0.65到0.68。当细长部14的厚度较薄，即细长部14的厚度与其他区域的厚度的比率小于0.6时，即使二次电池内的压力处于正常状态，也会在细长部中发生破裂。另一方面，当细长部14的厚度较厚，即细长部14的厚度与其他区域的厚度的比率超过0.7时，即使二次电池内的压力异常增加，也可能不会在细长部中发生破裂。
例如，细长部14具有从0.09mm到0.11mm范围的厚度，而电池罐10中的与细长部14相邻的其他区域可具有从0.14mm到0.16mm范围的厚度。
根据本发明一实施方式的二次电池可进一步包括施加到电池罐10的涂覆部16。在此，涂覆部16可被施加到细长部14并且具有小于细长部14的拉伸强度。另外，细长部14的厚度与涂覆部16的厚度之和可与电池罐10的其他区域的厚度基本相同。与细长部14相同，涂覆部16也可设置在卷边部12下方。例如，涂覆部16可设置在电池罐10的卷边部12与中央部分之间。
另外，如上所述，细长部14可设置在电池罐10的外部或者设置在电池罐10的内部。此外，涂覆部16也可设置在电池罐10的外部或者设置在电池罐10的内部。
根据本发明，涂覆部16可加固电池罐10的形成有细长部14的区域。就是说，由于涂覆部形成在细长部上，当细长部形成在电池罐的内部时，涂覆部可保护细长部免受电极组件或电解质的影响。当细长部形成在电池罐的外部时，涂覆部可在保护细长部免受外部环境或外部物体影响的同时，防止细长部由于插入到细长部中的外部异物而被损坏或腐蚀。然而，即使在此情形中，涂覆部仍可具有小于细长部的拉伸强度，使得细长部的破裂以将气体排出到外部的功能得以继续保持。然而，如果涂覆部16由拉伸强度大于细长部14的材料制成，细长部中发生的破裂可被中断。因此，优选的是，涂覆部由拉伸强度小于细长部的拉伸强度的材料制成。特别是，优选的是，涂覆部由拉伸强度小于细长部的拉伸强度的金属材料制成。
在此，涂覆部的拉伸强度与细长部的拉伸强度的比率可以是0.5到0.7。更优选地，涂覆部的拉伸强度与细长部的拉伸强度的比率可以是0.55到0.65。
当涂覆部具有太小的拉伸强度时，涂覆部的保护二次电池免受外部冲击的效果劣化。另一方面，当涂覆部具有太大的拉伸强度时，即使二次电池内的压力异常增加，也不会在涂覆部中发生破裂。
例如，涂覆部16可具有150Mpa到200Mpa的拉伸强度。更优选地，涂覆部16可具有170Mpa到180Mpa的拉伸强度。
根据本发明的二次电池的电池罐可以是镍(Nickel)制成的罐。根据本发明的涂覆部16可由拉伸强度小于镍的拉伸强度的材料制成。
根据本发明的二次电池的电池罐10可由例如镍、SUS(Steel Use Stainless)或其合金的金属材料制成，优选地，可由SUS制成。
根据本发明的二次电池的涂覆部16可由例如铝材料的金属材料制成。例如，涂覆部16可由铝合金制成。在此，用于涂覆部16的铝合金可含有重量比为98％至99％的铝和重量比为1％至2％的锰。用于涂覆部16的铝合金可以是Al 3003。
如上所述，与涂覆部16由诸如氟树脂或聚烯烃树脂之类的树脂(resin)材料制成的情形相比，当二次电池的涂覆部16由金属材料制成时，由于二次电池内的压力增加而导致的细长部的破裂可在细长部的整个区域上顺利地均匀进行。
合金通常具有比树脂高的热导率。特别是，铝合金可具有比树脂显著高的热导率。在此，当二次电池内的温度和压力由于二次电池内的异常状态而增加时，二次电池内的热量可被传递到涂覆部。结果，二次电池内的热量可被均匀地传递到涂覆部的整个区域以快速引起破裂。另一方面，在树脂材料的情形中，由于热导率降低，当二次电池中发生诸如着火之类的剧烈温度变化时，热量可被集中到局部区域，从而，树脂可融化或热变形。如上所述，当树脂融化或热变形时，破裂部可被融化的树脂阻挡，或者破裂可被延误。
虽然已经参照具体实施方式描述了本发明的实施方式，但对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不背离下面的权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变和修改。

Claims (9)

1.一种二次电池，包括：
电极组件；
容纳所述电极组件的电池罐；以及
施加到所述电池罐的涂覆部，
其中所述电池罐包括细长部，所述细长部的厚度比所述电池罐的其他区域的厚度薄，
所述涂覆部被施加到所述细长部，所述涂覆部由拉伸强度小于所述细长部的拉伸强度的金属材料制成，
其中所述细长部的厚度与所述电池罐中的除所述细长部之外的其他相邻区域的厚度的比率是0.6到0.7，并且
其中所述涂覆部的拉伸强度与所述细长部的拉伸强度的比率是0.5到0.7。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电池罐包括设置在所述电池罐的上部并且具有向内凹陷的形状的卷边部，
所述细长部和所述涂覆部设置在所述卷边部下方。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述细长部的厚度与所述涂覆部的厚度之和与所述电池罐的其他区域的厚度相同。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述细长部具有在不同方向上延伸的至少两个表面彼此交叉的形状。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述细长部具有在不同方向上放射状延伸的至少两个表面彼此交叉的形状。
6.根据权利要求4所述的二次电池，其中至少两个表面彼此交叉的区域的厚度小于除交叉区域之外的区域的厚度。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述细长部具有0.09mm到0.11mm的厚度，
所述电池罐中的与所述细长部相邻的其他区域具有0.14mm到0.16mm的厚度。
8.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述细长部和所述涂覆部设置在所述电池罐的所述卷边部与中央部分之间。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述涂覆部由铝材料制成。
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