CN109873109A - 袋型二次电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种袋型二次电池及其制造方法，该袋型二次电池可以包括：电极组件；电极接线片，其与电极组件连接；袋状壳体，其以密封状态容纳电极组件和电极接线片；以及引线接线片，其在与电极接线片连接的状态下，穿过袋状壳体而延伸至外部，其中，引线接线片包括设置在袋状壳体中的弯曲连接部以及设置在弯曲连接部侧部上的断开部，该断开部具有相对小的截面积并且当施加过电流或者袋状壳体膨胀时断开。
Description
技术领域
本发明涉及袋型二次电池及其制造方法，其配置为将袋状壳体中电极接线片和引线接线片的连接部分所占据的空间最小化。
背景技术
可充放电的二次电池不仅被广泛用作移动设备的能源，而且还用作诸如电动车辆和混合动力车辆的各种工业领域中的能源。
根据形状，二次电池可以分为圆柱型、矩形型和袋型。其中，袋型二次电池由于每单位重量的能量密度高、成本低、易变形而广泛应用于各种领域。
袋型二次电池可以包括：具有正极板、负极板和隔离件的电极组件；连接至电极组件的正极接线片和负极接线片；用于以密封状态容纳电极组件的袋状壳体；以及在与各电极接线片连接的状态下从袋状壳体向外延伸的引线接线片。
这种袋型二次电池在诸如过充电、暴露于高温、掉落等异常状态下可能会过热，导致内部气体膨胀或爆炸。因此，采取安全措施来防止袋型二次电池过热或爆炸是重要的。
通常，当袋状壳体由于过热等而膨胀时，引线接线片断裂，使得电流中断。然而，具有安全模块的袋型二次电池可能体积庞大，因为它不仅需要确保袋状壳体中用于连接电极接线片和引线接线片的空间，而且还需要确保用于布置安全模块的空间。即，由于在袋状壳体中电极组件占据的空间之外的无用空间(用于连接电极接线片的空间等)增加，所以限制了能量密度的增加。
在本背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明总体背景的理解，而不可视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各方面涉及提供袋型二次电池及其制造方法，其配置为用于通过将电极接线片和引线接线片的连接部分以及安全模块所占据的空间最小化来增加能量密度。
本发明的其他各个方面将在下面的描述中部分阐述，并且部分地通过描述而变得明显，或者可以通过本发明的实践而得出。
根据本发明的一个方面，可以提供一种袋型二次电池，包括：电极组件；电极接线片，其与电极组件连接；袋状壳体，其以密封状态容纳电极组件和电极接线片；以及引线接线片，其在与电极接线片连接的状态下，穿过袋状壳体延伸至外部，其中，引线接线片包括设置在袋状壳体中的弯曲连接部以及设置在弯曲连接部的侧部的断开部，该断开部具有相对小的截面积并且当施加过电流或袋状壳体膨胀时断开。
袋状壳体可以包括：主体，其覆盖电极组件外周；和盖，其密封地联接到主体的两个端部开口并且引线接线片穿过上述盖。
主体的两个端部开口和盖可以通过附着到盖外周的密封剂来密封联接。
当模制上述盖时，引线接线片可以一体联接至上述盖，并且弯曲连接部可以位于盖的内侧。
弯曲连接部可以以“S”形弯曲，并且断开部以凹口形式设置在与盖相邻的侧部上。
根据本发明的另一方面，可以提供一种制造袋型二次电池的方法，包括：主体联接处理，将袋状壳体的主体联接至设置有电极接线片的电极组件的外周；盖模制处理，以与引线接线片成一体的状态模制袋状壳体的盖；引线接线片联接处理，将引线接线片联接至电极接线片；引线接线片弯曲处理，使盖和电极接线片之间的引线接线片弯曲以形成弯曲连接部；以及盖联接处理，在形成弯曲连接部之后，将盖的外周密封联接至主体的两个端部。
根据本发明的另一方面，可以提供一种制造袋型二次电池的方法，包括：盖模制处理，以与引线接线片成一体的状态模制袋状壳体的盖；引线接线片联接处理，将引线接线片联接至与电极组件连接的电极接线片；引线接线片弯曲处理，使盖和电极接线片之间的引线接线片弯曲以形成弯曲连接部；以及主体联接处理，在形成弯曲连接部之后，将袋状壳体的主体联接至电极组件的外周，同时将主体的两个端部密封地联接至盖的外周。
制造袋型二次电池的方法还可以包括：断开部形成处理，在盖模制处理之前，在引线接线片上形成具有凹口形状的断开部。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将从结合在本文中的附图和以下具体实施方式中变得显而易见或在其中得以更详细地阐明，附图和具体实施方式一起用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池的透视图；
图2是沿图1中的线A-A'截取的截面图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的制造袋型二次电池的方法中的引线接线片连接处理的视图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的制造袋型二次电池的方法中的盖联接处理的视图；
图5示出当根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池膨胀时引线接线片的断开部断裂的状态；
图6示出根据本发明的示例性实施例的制造袋型二次电池的方法；
图7和图8示出根据本发明的另一示例性实施例的制造袋型二次电池的方法；以及
图9示出根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池的盖和引线接线片的联接部分的变型例。
可以理解的是，附图不一定按比例绘制，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种特征的有所简化的表示。如本文所公开的包括例如具体尺寸、方向、位置和形状的本发明的具体设计特征，将部分地由特定预期的应用和使用环境来确定。
在附图中，贯穿附图的多若干图，附图标记表示本发明的相同或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并在以下予以说明。虽然将结合本发明的示例性实施例描述本发明，但是应当理解，本描述并非旨在将本发明限制于这些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖本发明的这些示例性实施例，而且涵盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的思想和范围内的各种替代方案、变型、等同物和其他实施例。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。提供以下实施例以将本发明的精神完整地传达给本发明所属领域的普通技术人员。本发明不限于本文示出的示例性实施例，而是可以以其他实施方式来实施。附图不旨在以任何方式限制本发明的范围，并且为了清楚地说明，可放大部件的尺寸。
图1是根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池的透视图，并且图2是沿图1中的线A-A'截取的截面图。
参照图1和图2，袋型二次电池100可以包括：电极组件110；以密封状态容纳电极组件110的袋状壳体120；分别从电极组件110的两端延伸到电极组件110外部的正极接线片111和负极接线片112；以及在与电极接线片111和112连接的状态下从袋状壳体120向外延伸的引线接线片113和114。
电极组件110可以包括正极板、负极板和隔离件。电极组件110可以具有如下结构，其中正极板和负极板顺序堆叠，隔离件介于两者之间。此外，电极组件110可以是卷绕型电极组件，其中长片状正极板和负极板卷绕，隔离件插入两者之间，或者可以是堆叠/折叠型电极组件，其中双电池(bi-cell)或全电池(full cell)卷绕，其中预定单元的正极板和负极板堆叠，隔离件插入两者之间。
正极板可以包括：正极集电体，包括具有优良导电性的薄金属板(例如，铝箔)；和正极活性材料层，涂覆在其两个表面上。正极板可以具有正极集电体区域，在其两个表面上没有形成正极活性材料层，即，正极未涂覆区域。包括金属材料(例如，铝(Al))的正极接线片111可以与正极板的正极未涂覆部分的一个端部接合。
负极板可以包括：负极集电体，包括导电金属薄板(例如，铜(Cu)箔)；和负极活性材料层，涂覆在其两个表面上。负极板具有负极集电体区域，在其两个表面上没有形成负极活性材料层，即，负极未涂覆部分。包括金属材料(例如，镍(Ni))的负极接线片112可以与负极板的一个端部接合。
隔离件设置在正极板和负极板之间，并且可以以多孔膜的形式形成，以使正极板和负极板彼此电绝缘并使锂离子等在正极板和负极板之间通过。这种隔离件可以包括使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或其复合膜的多孔膜。
用于密封电极组件110的袋状壳体120可以包括围绕并密封电极组件110外周的主体121以及密封地联接主体121两个端部处的开口127的盖122和123。主体121可以由诸如铝层压片的软材料形成。盖122和123可以通过树脂材料的注射塑模来设置，以与主体121的两个端部处的开口127的尺寸相对应。盖122和123的外周通过图2所示的密封剂125密封地联接至主体121的两个端部。
电极接线片111和112分别设置在电极组件110的面向盖122和123的两个端部处，并且分别连接至延伸到袋状壳体120外部的引线接线片113和114。即，引线接线片113和114在与电极接线片111和112连接的状态下穿过袋状壳体120的盖122和123延伸至外部。引线接线片113和114可以在盖122和123注射塑模的模制处理中插入模具中，使得其中间部分与盖122和123一体地结合。
引线接线片113和114包括弯曲连接部113a和114a以及断开部115。弯曲连接部113a和114a通过引线接线片113和114在电极接线片111和112与盖122和123之间的位置处的弯曲变形而形成。断开部115可以设置为在弯曲连接部113a和114a的侧部上具有相对小的截面积的凹口形式。
如图5所示，鉴于这种袋型二次电池100的这种结构，当发生过电流或过充电时，袋状壳体120内部产生气体，袋状壳体120的内部压力增加，并且袋状壳体120的盖122和123由于内部压力的增加而膨胀，因此断开部115断裂，从而切断电流。因此，可以防止袋型二次电池100爆炸。断开部115可以设置在与盖122和123相邻的位置处，使得当盖122和123膨胀时断开部115可以断裂。
利用上述配置，通过具有至少一个弯曲部分的弯曲连接部113a和114a将断开部115设置为靠近电极接线片111和112，使得袋状壳体120中电极接线片111和112与引线接线片113和114的连接部分以及断开部115占据的空间最小化。
图9示出盖123和引线接线片114的联接部分的变型例。在图9的示例中，在模制盖123的处理中，引线接线片114的弯曲连接部114a的两侧固定至盖123，其中断开部115介于两者之间。即，引线接线片114可以通过从盖123向外延伸的第一部分114b和弯曲连接部114a一侧的第二部分114c固定至盖123，其中断开部115介于两者之间。在当前情况下，如果盖123由于袋状壳体120内的压力升高而膨胀变形，则断开部115可以很容易地断裂。
以下，将描述制造这种袋型二次电池的方法。
参照图6，制造袋型二次电池100的方法可以包括主体联接处理141、盖模制处理142、引线接线片联接处理143、弯曲连接部形成处理144以及盖联接处理145。
如图1和图2所示，在主体联接处理141中，袋状壳体120的主体121联接至电极组件110，以将在两个端部处具有电极接线片111、112的电极组件110封闭并密封。以此方式，主体121以密封状态覆盖电极组件110的外周，其中主体的两个端部打开。此外，电极接线片111和112也位于主体121内。
如图6所示，盖模制处理142可以与主体联接处理141同时或在其之前以单独处理执行。在盖模制处理142中，盖122和123在引线接线片113和114插入模具的状态下通过注射塑模来形成。以此方式，引线接线片113和114与盖122和123可以制造为一体状态。
设置在引线接线片113和114上的断开部115可以在盖模制处理142之前在引线接线片113和114的表面上形成为凹口形式。
如图3所示，在引线接线片联接处理143中，与盖122和123联接的线性引线接线片113和114(形成弯曲连接部之前)通过焊接连接至电极组件110的电极接线片111和112。此时，由于袋状壳体120的主体121以及盖122和123彼此间隔开，所以引线接线片113和114可以在干扰最小的情况下联接。
如图4所示，在弯曲连接部形成处理144中，在联接引线接线片113和114之后，电极接线片111和112与盖122和123之间的引线接线片(盖内侧的引线接线片)弯曲成‘S’形，从而形成弯曲连接部113a和114a。可以使用单独的夹具以形成弯曲连接部113a和114a。当如上所述形成弯曲连接部113a和114a时，盖122和123的外周位于主体121的两个端部附近，以处于可与主体121接合的状态。
在盖联接处理145中，在形成弯曲连接部113a和114a之后，先前附着在盖122和123外周处的密封剂125附着并密封至主体121的开口，以完成制造过程。以此方式，电极组件110、电极接线片111和112、弯曲连接部113a和114a以及断开部115以密封状态位于袋状壳体120中。
在根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池100中，由于弯曲连接部113a和114a的形成，断开部115(安全模块)形成在引线接线片113和114上的部分可以靠近电极接线片111和112，并且袋状外壳120的主体121以及盖122和123连接的部分可以位于电极接线片111和112与引线接线片113和114连接的部分的外侧。因此，能量密度配置为通过将袋状壳体120中电极接线片111和112与引线接线片113和114连接的部分以及引线接线片113和114上形成断开部115的部分所占据的空间最小化而增加。
参照图5和图9，在根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池100中，当在过电流或过充电期间由于电极组件110的过热而导致袋状壳体120膨胀时，引线接线片113和114的断开部115断开，从而电流中断。因此，能够防止袋型二次电池100爆炸。
图7和图8示出制造袋型二次电池的方法的另一示例性实施例。根据与图6的示例不同的图7和图8所示的制造方法，袋型二次电池100可以通过依次执行盖模制处理151、引线接线片联接处理152、弯曲连接部形成处理153和主体联接处理154制造而成。
如上所述，在盖模制处理151中，袋状壳体120的盖122和123与引线接线片113和114一体地模制而成。同样在图7和图8的示例中，设置在引线接线片113和114上的断开部115可以在盖模制处理151之前在引线接线片113和114的表面上形成为凹口形式。
在引线接线片联接处理152中，与盖122和123联接的引线接线片113和114连接至电极组件110的电极接线片111和112。此时，弯曲连接部113a和114a没有处于在引线接线片113和114中形成的状态。此外，袋状壳体120的主体121没有处于与电极组件110的外周联接的状态。
在弯曲连接部形成处理153中，在联接引线接线片113和114之后，电极接线片111和112与盖122和123之间的引线接线片(盖内侧的引线接线片)弯曲成“S”形以形成弯曲连接部113a和114a。
在主体联接处理154中，在形成弯曲连接部113a和114a之后，袋状壳体120的主体121联接到电极组件110的外周，同时主体121的两个端部密封地联接到先前附着到盖122和123外周上的密封剂125以完成制造。
图6的袋型二次电池的制造方法与图7和图8的袋型二次电池的制造方法在处理中彼此部分不同，但最终可以制造相同形式的二次电池。
如上所述，显而易见的是，在根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池中，引线接线片的断开部(安全模块)可以通过形成弯曲连接部而位于电极接线片附近，并且袋状壳体的主体联接到袋状壳体的盖的部分可以位于电极接线片与引线接线片彼此连接的部分的外侧。因此，可以通过将袋状壳体中电极接线片和引线接线片的连接部分以及形成在引线接线片上的断开部所占据的空间最小化来增加能量密度。
此外，在根据本发明的示例性实施例的袋型二次电池中，当过电流流过或者由于电极组件的过热而导致袋状壳体膨胀时，电流可以由于引线接线片的断裂而中断。
为了在所附权利要求中方便说明和准确定义，使用词语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后方”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”和“向后”等，参照示例性实施例的特征在附图中所示的位置来描述这些特征。
为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的具体示例性实施例的以上描述。该描述并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的确切形式，并且鉴于上述教导，显然多种变型和变化是可能的。选择和描述示例性实施例是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使本领域的技术人员能够实施和利用本发明的各种示例性实施例及其各种替代方案和变型。旨在由所附权利要求及其等同物来限定本发明的范围。
Claims (11)
1.一种袋型二次电池，包括：
电极组件；
电极接线片，连接至所述电极组件；
袋状壳体，以密封状态容纳所述电极组件和所述电极接线片；以及
引线接线片，在与所述电极接线片连接的状态下，穿过所述袋状壳体从所述袋状壳体内部延伸至外部，
其中，所述引线接线片包括：
设置在所述袋状壳体中的弯曲连接部；和
设置在所述弯曲连接部的侧部上的断开部，所述断开部具有相对小的截面积并且配置为当对所述引线接线片施加过电流或者所述袋状壳体膨胀时断开。
2.根据权利要求1所述的袋型二次电池，
其中，所述袋状壳体包括：
主体，覆盖所述电极组件的外周；和
盖，密封地联接至所述主体的第一端部开口和第二端部开口，并且所述引线接线片在所述盖的第一侧穿过所述盖。
3.根据权利要求2所述的袋型二次电池，
其中，所述主体的第一端部开口和第二端部开口与所述盖通过涂敷到所述盖外周的密封剂密封地联接。
4.根据权利要求2所述的袋型二次电池，
其中，当模制所述盖时，所述引线接线片一体地联接至所述盖，并且，所述弯曲连接部位于所述盖内侧。
5.根据权利要求2所述的袋型二次电池，
其中，所述弯曲连接部以“S”形弯曲，并且所述断开部以凹口形式设置在与所述盖相邻的侧部上。
6.根据权利要求2所述的袋型二次电池，其中，所述弯曲连接部的一部分在所述盖的第二侧处与所述盖连接。
7.根据权利要求6所述的袋型二次电池，其中，所述断开部设置在所述盖的第一侧和第二侧之间的弯曲连接部上。
8.一种制造袋型二次电池的方法，包括以下步骤：
将袋状壳体的主体联接至设置有电极接线片的电极组件的外周；
以与引线接线片的至少一部分成一体的状态来模制所述袋状壳体的盖；
将所述引线接线片联接至所述电极接线片；
使所述盖和所述电极接线片之间的引线接线片弯曲以形成弯曲连接部；以及
在形成所述弯曲连接部之后，将所述盖的外周密封地联接至所述主体的第一端部和第二端部。
9.根据权利要求8所述的制造袋型二次电池的方法，还包括：在盖模制处理之前，在所述引线接线片上形成具有凹口形式的断开部。
10.一种制造袋型二次电池的方法，包括以下步骤：
以与引线接线片的至少一部分成一体的状态来模制袋状壳体的盖；
将所述引线接线片联接至与电极组件连接的电极接线片；
使所述盖和所述电极接线片之间的引线接线片弯曲以形成弯曲连接部；以及
在形成所述弯曲连接部之后，将所述袋状壳体的主体联接至所述电极组件的外周，同时将所述主体的第一端部和第二端部密封地联接至所述盖的外周。
11.根据权利要求10所述的制造袋型二次电池的方法，还包括：在盖模制处理之前，在所述引线接线片上形成具有凹口形式的断开部。
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