CN110024173A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的二次电池包括：电池壳体，电池壳体包括容纳电极组件和电解质的容纳部；流体入口/出口(Port)，流体入口/出口设置在电池壳体中，以提供流体通过流体入口/出口可移动的移动通路，使得能够进行内部气体的排出和电解质的再注入；气体排出部，气体排出部限制通过流体入口/出口的内部气体的排出；和电解质再注入部，电解质再注入部设置为通过流体入口/出口再注入电解质。

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7月4日提交的韩国专利申请第10-2017-0084895号的优先权的权益，通过引用将该专利申请的全部内容结合在此。
技术领域
本发明涉及一种二次电池。
背景技术
与原电池不同，二次电池是可再充电的，此外，小型化和高容量的可能性较高。因而，近来正在进行对二次电池的诸多研究。随着技术发展和对移动装置的需求增加，对作为能源的二次电池的需求正在快速增加。
根据电池壳体的形状，二次电池分为硬币型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。在这种二次电池中，安装在电池壳体中的电极组件是具有电极和隔膜进行堆叠的结构的可充电放电的电力产生装置。
电极组件可大致分为：其中隔膜插置在每个都设置为涂覆有活性材料的片形式的正极与负极之间，然后正极、隔膜和负极进行卷绕的果冻卷(Jelly-roll)型电极组件；其中多个正极和负极在它们之间具有隔膜的情况下按顺序堆叠的堆叠型电极组件；以及其中堆叠型单位电池与具有较长长度的隔离膜一起卷绕的堆叠/折叠型电极组件。
近来，其中堆叠/折叠型电极组件内置在设置为铝层压片的袋型电池壳体中的袋型电池由于其制造成本低、重量轻、易于形状变形等而引起了更多关注，因而其应用正逐渐增加。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是提供一种当二次电池劣化时容易再生其性能的二次电池。
此外，本发明的另一个方面是提供一种在不破坏或损坏二次电池的情况下能够进行电解质的再注入和将内部气体排出到外部的二次电池。
此外，本发明的再一个方面是提供一种当二次电池的内部压力等于或大于预定水平时，内部气体被自动排出到外部的二次电池。
技术方案
根据本发明一实施方式的二次电池包括：电池壳体，所述电池壳体包括容纳电极组件和电解质的容纳部；流体入口/出口(Port)，所述流体入口/出口设置在所述电池壳体中，以提供流体通过所述流体入口/出口可移动的移动通路，使得能够进行内部气体的排出和电解质的再注入；气体排出部，所述气体排出部限制通过所述流体入口/出口的内部气体的排出；和电解质再注入部，所述电解质再注入部设置为通过所述流体入口/出口再注入电解质，其中所述气体排出部包括：覆盖并密封所述移动通路的密封盖；和给所述密封盖施加弹力以覆盖所述移动通路的弹性构件，其中，当内部气体具有大于所述弹性构件的弹力的压力时，被所述密封盖覆盖的所述移动通路打开，以将内部气体排出到所述电池壳体的外部。
有益效果
根据本发明，可设置能够进行电解质的再注入和内部气体的排出的气体排出部和电解质再注入部，从而在不破坏或损坏二次电池的情况下再注入电解质并将内部气体排出到外部。
此外，根据本发明，可设置气体排出部来限制内部气体的排出，使得当二次电池的内部压力等于或大于预定压力时，内部气体被自动排出。
此外，根据本发明，可设置气体过滤部，从而在二次电池的内部气体被排出时过滤有害气体。
此外，根据本发明，电解质再注入部可包括由聚四氟乙烯材料制成的注入塞。因而，当通过使用注射器注入电解质时，注入塞中的注入针所穿过的部分可自动收缩，从而容易重新密封。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的二次电池的正视图。
图2是根据本发明一实施方式的二次电池的分解透视图。
图3是沿图2的线A-A’截取的主要部分的剖面图。
图4是沿图2的线A-A’截取的主要部分的分解剖面图。
图5是图4中的区域B的放大剖面图。
图6是沿图2的线B-B’截取的剖面图。
图7是根据本发明另一实施方式的二次电池的分解透视图。
图8是根据本发明另一实施方式的二次电池的侧视图。
具体实施方式
本发明的目的、具体优点和新颖的特征将从以下结合附图的详细描述变得更加显而易见。应当注意，尽可能以相同的标记来给本申请中附图的组件添加参考标记，尽管它们显示在其他附图中。此外，本发明可以以不同的形式实施，不应被解释为限于在此阐述的实施方式。在本发明下面的描述中，将省略可能不必要地使本发明的主旨模糊不清的相关技术的详细描述。
图1是根据本发明一实施方式的二次电池的正视图，图2是根据本发明一实施方式的二次电池的分解透视图，图3是沿图2的线A-A’截取的主要部分的剖面图。
参照图1至图3，根据本发明一实施方式的二次电池100包括：容纳电极组件120和电解质的电池壳体110、设置在电池壳体110中的流体入口/出口130、限制内部气体排出的气体排出部140、以及设置为再注入电解质的电解质再注入部150。
此外，根据本发明一实施方式的二次电池100可进一步包括在内部气体被排出时过滤内部气体的气体过滤部160。
图4是沿图2的线A-A’截取的主要部分的分解剖面图，图5是图4中的区域B的放大剖面图，图6是沿图2的线B-B’截取的剖面图。
下文中，将参照图1至图6更详细地描述根据本发明一实施方式的二次电池。
参照图2和图6，电池壳体110具有将电极组件120和电解质容纳于其中的容纳部111。
电极组件120可以是可充电放电的电力产生元件，并且具有其中电极123和隔膜124组合并交替堆叠的结构。此外，电极组件120可包括电连接至电极123的电极引线125。在此，电极引线125可包括连接至电极123的一侧和伸出到电池壳体110外部的另一侧。
电极123可包括正极121和负极122。在此，电极组件120可具有其中正极121/隔膜124/负极122交替堆叠的结构。
隔膜124由绝缘材料制成，以将正极121与负极122电绝缘。在此，隔膜124例如可由诸如聚乙烯或聚丙烯之类的具有微孔的聚烯烃类树脂膜制成。
参照图1和图2，电池壳体110中可设置有流体入口/出口130，以提供流体通过该流体入口/出口130可移动的移动通路，使得内部气体被排出并且电解质被再注入。
此外，流体入口/出口130可设置在电池壳体110的两端中的每一端中。在此，例如，可分别在电池壳体110的两端的两侧中设置四个流体入口/出口130。
此外，参照图3和图4，流体入口/出口130可具有多个排出孔132，多个排出孔132形成连接至移动通路131的通路。
此外，流体入口/出口130可具有多个通孔133，注射器10的注入针11是在移动通路131的方向上通过多个通孔133可插入的。
在此，例如，在平面上，多个排出孔132可形成在流体入口/出口130的中央部分，多个通孔133可形成在流体入口/出口130的两侧。
参照图4和图6，气体排出部140可限制通过流体入口/出口130的移动通路131的内部气体的排出。
此外，气体排出部140可包括：覆盖并密封流体入口/出口130的移动通路131的密封盖141和142；以及给密封盖141和142施加弹力以使密封盖141和142覆盖移动通路131的弹性构件145。
因而，当内部气体具有大于弹性构件145的弹力的压力时，被密封盖141和142覆盖的移动通路131可被打开，以将内部气体排出到电池壳体110的外部。
例如，密封盖141和142可成对设置，以分别覆盖并密封设置在电池壳体110的两端中的流体入口/出口130的移动通路131。在此，弹性构件145可设置在该成对的密封盖141和142之间，以在该成对的密封盖141和142彼此更靠近的方向上施加弹力。
此外，密封盖141和142可覆盖具有排出孔132的流体入口/出口130的外表面，以密封排出孔132。
此外，密封盖141和142中的每一个可具有盖孔141a，注入针11插入盖孔141a中，以穿过注入构件151。在此，盖孔141a可提供与流体入口/出口130的通孔133连接的通路，使得注入针11可插入到注入构件151中。
在此，在根据本发明一实施方式的二次电池110中，注入构件151、流体入口/出口130的通孔133、以及密封盖141和142的盖孔141a可以以直线布置在对应位置处。因而，注射器10的注入针11可插入到密封盖141和142中的每一个的盖孔141a中，然后穿过流体入口/出口130的通孔133，以将电解质再注入到电池壳体110的容纳部111中并且收集要排出的内部气体。
此外，参照图2、图4和图5，可通过层压例如硬陶瓷(Ceramic)盖(Cover)141b、橡胶片(Sheet)141c和硅胶(Silica gel)141d来形成密封盖141和142中的每一个。
在此，例如，可通过在硬陶瓷盖141b上依次层压橡胶片141c和硅胶141d来形成密封盖141和142中的每一个。
在此，又例如，可通过在硬陶瓷盖141b的内侧上依次层压橡胶片141c和硅胶141d来形成密封盖141和142中的每一个。就是说，可依次层压硬陶瓷盖141b、橡胶片141c、硅胶141d、橡胶片141c和硬陶瓷盖141b来形成密封盖141和142中的每一个。
例如，可设置四个密封盖141和142，以分别密封设置在电池壳体110的两端的两侧上的四个流体入口/出口130的外表面。就是说，例如，成对的密封盖141和142可设置成两对，因而，这两对密封盖141和142可分别设置在电池壳体110的两侧上。
弹性构件145例如可设置为多个螺旋弹簧。此外，弹性构件145的两端可分别固定至成对的密封盖141和142。在此，例如，可提供四个弹性构件145以分别设置在密封盖141和142的四个角部处。
参照图3和图4，可设置电解质再注入部150，使得通过流体入口/出口130再注入电解质。
此外，电解质再注入部150包括设置在移动通路131上的注入构件151。
用于再注入电解质的注射器10的注入针11可穿过注入构件151。在注入之后，注入构件151中的注入针11所穿过的部分可收缩，从而被重新密封。
在此，注入构件151可由高收缩性材料制成。
在此，注入构件151例如可由聚四氟乙烯(PTFE,Polytetrafluoroethylene)材料制成。
气体过滤部160可设置在移动通路131上以靠近流体入口/出口130，由此在内部气体被排出时过滤有害成分。
此外，例如，气体过滤部160可设置在移动通路上的中央侧，并且注入构件151可设置在移动通路上的气体过滤部160的两侧中的每一侧。
此外，气体过滤部160可包括多孔陶瓷板161和层压在多孔陶瓷板161上的多个过滤层。
在此，多个过滤层可包括依次层压的第一过滤器162、第二过滤器163和第三过滤器164，使得内部气体通过通过第一过滤器162、第二过滤器163和第三过滤器164而被过滤。
在此，例如，第一过滤器162可包括碳粉过滤器(Charcoal Dust Filter)，第二过滤器163可包括碳过滤器(Charcol Filter)，第三过滤器164可包括气溶胶过滤器(AerosolFilter)。
根据本发明一实施方式的二次电池110可进一步包括围绕气体过滤部160和注入构件151的侧表面的侧壳体(Case)170。在此，侧壳体170可由硬陶瓷制成。因而，当穿过注入构件151的注入针11被移除时，注入构件151可收缩，从而容易密封注入构件151中的注入针11所穿过的部分。就是说，由于穿过注入构件151的注入针11产生的力作用在横向方向上，所以硬陶瓷可围绕注入构件151的侧表面，从而当注入针11穿过注入构件151时，防止注入构件151在横向方向上扩展。因而，可保持注入构件151中的注入针11所穿过的部分的收缩力，因而在注入针11被移除之后，穿透的部分可收缩，从而容易被密封。
图7是根据本发明另一实施方式的二次电池的分解透视图，图8是根据本发明另一实施方式的二次电池的侧视图。
参照图7和图8，根据本发明另一实施方式的二次电池200包括：容纳电极组件120和电解质的电池壳体110、设置在电池壳体110中的流体入口/出口130、限制内部气体排出的气体排出部240、以及设置用来再注入电解质的电解质再注入部150。在此，在根据本发明另一实施方式的二次电池200中，气体排出部240可包括：覆盖并密封流体入口/出口130的移动通路131的密封盖241、242、243和244；以及给密封盖241、242、243和244施加弹力以使密封盖241、242、243和244覆盖移动通路131的弹性构件245、246、247和248。
下文中，将参照图7和图8详细描述根据本发明另一实施方式的二次电池。
参照图7和图8，根据本发明另一实施方式的二次电池200与根据前述实施方式的二次电池100不同之处在于，气体排出部240的密封盖241、242，243和244设置为多个并且被多个弹性构件245、246、247和248弹性支撑，以分别密封多个流体入口/出口130。因而，将简要描述该实施方式与根据前述实施方式重复的内容，此外将主要描述它们之间的区别。
更详细地说，在根据本发明另一实施方式的二次电池200中，电池壳体110中设置有多个流体入口/出口130。在此，气体排出部240可设置为多个。多个气体排出部240可分别设置在多个流体入口/出口130上，以单独限制通过多个流体入口/出口130的内部气体的排出。
此外，例如，可分别在电池壳体110的两端的两侧上设置四个流体入口/出口130。在此，气体排出部240的密封盖241、242、243和244可设置为多个。例如，可设置四个密封盖241、242、243和244来分别覆盖并密封流体入口/出口130的移动通路131。
在此，弹性构件245、246、247和248可分别弹性支撑多个密封盖241、242、243和244。在此，弹性构件245、246、247和248可设置为多个，以分别支撑密封盖241，242，243和244的两侧。就是说，例如，可在密封盖241、242、243和244中的一个上设置两个或四个弹性构件，以分别弹性支撑密封盖241、242、243和244。在此，弹性构件245、246、247和248中的每一个可具有固定至电池壳体110的一端和固定至密封盖241、242、243和244中的每一个的另一端。
尽管参照其示例性实施方式具体示出和描述了本发明，但应当理解本发明的范围不限于根据本发明的二次电池。本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下可对其在形式和细节上进行各种变化。
此外，将通过所附权利要求阐明本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种二次电池，包括：
电池壳体，所述电池壳体包括容纳电极组件和电解质的容纳部；
流体入口/出口(Port)，所述流体入口/出口设置在所述电池壳体中，以提供流体通过所述流体入口/出口可移动的移动通路，使得能够进行内部气体的排出和电解质的再注入；
气体排出部，所述气体排出部限制通过所述流体入口/出口的内部气体的排出；和
电解质再注入部，所述电解质再注入部设置为通过所述流体入口/出口再注入电解质，
其中所述气体排出部包括：
覆盖并密封所述移动通路的密封盖；和
给所述密封盖施加弹力以覆盖所述移动通路的弹性构件，
其中，当内部气体具有大于所述弹性构件的弹力的压力时，被所述密封盖覆盖的所述移动通路打开，以将内部气体排出到所述电池壳体的外部。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述流体入口/出口设置在所述电池壳体的两端中的每一端上，
所述密封盖成对设置，以分别覆盖并密封设置在所述电池壳体的两端中的所述移动通路，并且
所述弹性构件设置在成对的所述密封盖之间，以在成对的所述密封盖彼此更靠近的方向上施加弹力。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述弹性构件包括多个螺旋弹簧。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述流体入口/出口具有排出孔，所述排出孔形成连接至所述移动通路的通路，并且
所述气体排出部的所述密封盖覆盖具有所述排出孔的所述流体入口/出口的外表面，以密封所述排出孔，由此密封所述移动通路。
5.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括气体过滤部，所述气体过滤部设置在所述移动通路上以靠近所述流体入口/出口，由此在内部气体被排出时过滤有害成分。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述电解质再注入部包括设置在所述移动通路上的注入构件，并且
在用于再注入电解质的注射器的注入针穿过所述注入构件从而注入电解质之后，所述注入构件中的所述注入针所穿过的部分收缩并密封。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述注入构件由聚四氟乙烯(PTFE,Polytetrafluoroethylene)材料制成。
8.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述气体过滤部设置在所述移动通路上的中央侧，并且所述注入构件设置在所述移动通路上的所述气体过滤部的两侧中的每一侧。
9.根据权利要求8所述的二次电池，进一步包括围绕所述气体过滤部和所述注入构件中的每一个的侧表面的外周的侧壳体。
10.根据权利要求9所述的二次电池，其中所述侧壳体由硬陶瓷(Ceramic)制成。
11.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述气体过滤部包括：
多孔陶瓷板；和
层压在所述多孔陶瓷板上的多个过滤层。
12.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述流体入口/出口中设置有排出孔，所述排出孔形成连接至所述移动通路的通路，
所述气体排出部的所述密封盖覆盖具有所述排出孔的所述流体入口/出口的外表面，以密封所述排出孔，由此密封所述移动通路，
所述密封盖中设置有盖孔，使得所述注入针插入以穿过所述注入构件，并且
所述流体入口/出口中对应于所述盖孔设置有通孔。
13.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述密封盖是通过层压硬陶瓷盖、橡胶片(Sheet)和硅胶(Silica gel)形成的。
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