CN111033799A - 具有气体排放构件的袋型二次电池 - Google Patents

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Abstract

公开了一种袋型二次电池。更具体地，公开了一种具有气体排放构件的袋型二次电池，该袋型二次电池包括：电极组件，包括正极、负极和插置在正极与负极之间的隔膜；袋型壳体，配置成包裹电极组件；设置在袋型壳体的边缘的预定区域中以便彼此面对的一对绝缘膜；正极引线，其一侧电连接至电极组件的正极集流体，并且其另一侧经过该一对绝缘膜之间而伸出到袋型壳体之外；负极引线，其一侧电连接至电极组件的负极集流体，并且其另一侧经过该一对绝缘膜之间而伸出到袋型壳体之外；和插置在该一对绝缘膜之间的气体排放构件，气体排放构件配置成将袋型壳体中产生的气体排放到外部，由此防止电池的膨胀现象和爆炸。

Description

具有气体排放构件的袋型二次电池
技术领域
本申请要求于2018年4月23日递交的韩国专利申请第2018-0046719号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容整体结合在此。
本发明涉及一种袋型二次电池，更具体地，涉及一种具有气体排放构件的袋型二次电池，其中气体排放构件设置在一对绝缘膜之间，该气体排放构件配置成排放气体，由此防止电池的膨胀现象和爆炸。
背景技术
随着移动装置不断发展以及对这些移动装置的需求增加，能够充电和放电的二次电池被用作各种移动装置的能源。此外，作为对现有使用化石燃料的汽油和柴油车辆的替代品提出的电动车辆和混合动力电动车辆的能源，二次电池也引起了相当大的关注。
基于电池壳体的形状，二次电池可分为具有安装在圆柱形金属罐中的电极组件的圆柱形电池、具有安装在棱柱形金属罐中的电极组件的棱柱形电池、和具有安装在由铝层压片制成的袋型壳体中的电极组件的袋型电池。
安装在电池壳体中的电极组件是配置成具有以下结构且能够充电和放电的电力产生元件，该结构包括正极、负极和插置在正极与负极之间的隔膜。电极组件分为果冻卷型电极组件或堆叠型电极组件，果冻卷型电极组件配置成具有其中被施加活性材料的长片型正极和长片型负极在正极与负极之间设置有隔膜的状态下进行卷绕的结构，堆叠型电极组件配置成具有其中多个具有预定尺寸的正极和多个具有预定尺寸的负极在正极与负极之间分别设置有隔膜的状态下按顺序堆叠的结构。果冻卷型电极组件优点在于，易于制造果冻卷型电极组件以及果冻卷型电极组件具有较高的每单位重量的能量密度。
如图1中所示，这种二次电池配置成具有以下结构：电极组件20安装在袋型电池壳体10中并且正极接片21和负极接片22分别焊接至暴露到电池壳体10之外的两个电极引线31和32。通常，在一对绝缘膜41附接至电极引线31的上表面和下表面并且一对绝缘膜42附接至电极引线32的上表面和下表面的状态下，壳体的边缘被密封。
另外，二次电池通过其中来自正极的锂金属氧化物的锂离子反复嵌入(intercalation)到诸如石墨电极之类的负极中，以及锂离子反复从负极脱嵌(deintercalation)的过程进行充电和放电。然而，若由于外部冲击、二次电池的过充电或二次电池的过放电而导致二次电池中的短路，这种二次电池可产生热量。结果，在二次电池中电解质可分解，并且在二次电池中可发生热失控。就是说，二次电池的安全性在诸多方面受到质疑。特别是，当二次电池反复充电和放电时，电解质和电极活性材料彼此电化学反应，由于这种电化学反应的结果产生的气体而导致的电池爆炸被认为是非常严重的问题。
作为解决上述问题的常规技术的示例，韩国专利申请公开第2013-0048419号公开了一种袋型二次电池，其包括：电极组件、配置成容纳电极组件的袋型壳体、构成袋型壳体的上层压片和下层压片、通过将上层压片和下层压片热熔合而形成的密封部、从密封部暴露的正极接片和负极接片、以及安全通气件，安全通气件具有插入构成密封部的上层压片和下层压片之间的合金，该合金具有比密封部低的熔点，该合金配置成在预定温度下熔化。该常规技术优点在于，当二次电池的温度达到基准水平时，安全通气件开启，由此可防止电池着火或爆炸。
然而，为了开启安全通气件，电池的内部温度必须要升高。此外，必须单独制造在所需温度下可熔的合金。由于这些原因，不可能确保防止电池的爆炸，此外，制造成本不可避免地增加。
(现有技术文献)
(专利文献0001)韩国专利申请公开第2013-0048419号
发明内容
技术问题
鉴于上述问题做出了本发明，本发明的一个目的是提供一种具有能够可靠地将电池中产生的气体排放到外部的气体排放构件的袋型二次电池。
本发明的另一个目的是提供一种具有气体排放构件的袋型二次电池，其中制造电池的成本增加被最小化并且确保电池的安全性。
技术方案
根据本发明，可通过提供一种具有气体排放构件的袋型二次电池实现上述和其他目的，该袋型二次电池包括：电极组件100，所述电极组件包括正极、负极和插置在所述正极与所述负极之间的隔膜；袋型壳体200，所述袋型壳体配置成包裹所述电极组件100；设置在所述袋型壳体200的边缘的预定区域中以便彼此面对的一对绝缘膜330；正极引线310，所述正极引线的一侧电连接至所述电极组件100的正极集流体，并且所述正极引线的另一侧经过所述一对绝缘膜330之间而伸出到所述袋型壳体200之外；负极引线320，所述负极引线的一侧电连接至所述电极组件100的负极集流体，并且所述负极引线的另一侧经过所述一对绝缘膜330之间而伸出到所述袋型壳体200之外；和插置在所述一对绝缘膜330之间的所述气体排放构件340，所述气体排放构件配置成将所述袋型壳体200中产生的气体排放到外部。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述气体排放构件340可包括：主体部342，所述主体部设置有内部为空的气体移动通道343，所述气体移动通道配置成将所述袋型壳体200中产生的气体排放到外部；位于所述气体移动通道343中的弹簧345；和球部346，所述球部配置成在邻接所述弹簧345的状态下垂直或水平移动的同时开启和关闭所述气体移动通道343。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，在所述主体部342的外表面处可设置有凹凸部347。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述凹凸部347可包括沿所述主体部342的长度方向形成的至少一个沟道349。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述沟道349的位于所述袋型壳体200的向内方向上的一侧可不与所述绝缘膜330重叠，使得所述袋型壳体200中产生的气体被引入到所述沟道349中。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述凹凸部347可仅设置在所述主体部342的外表面的一部分处。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述凹凸部347可沿所述主体部342的长度方向设置，并且可在所述主体部的指向所述袋型壳体200外部的预定位置处设置有无凹凸的部分348。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述沟道349的位于所述袋型壳体的向内方向上的一侧可不与所述绝缘膜330重叠，并且所述沟道349的设置有所述无凹凸的部分348的另一侧可与所述绝缘膜330重叠，使得所述袋型壳体200中产生的气体被引入到所述沟道349中。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述沟道349的位于所述袋型壳体200的向内方向上的部分可与所述袋型壳体200的内部连通，使得所述袋型壳体200中产生的气体被引入到所述沟道349中。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，可在所述主体部342的指向所述袋型壳体200外部的预定位置处设置有无凹凸的部分348，所述无凹凸的部分设置成与所述绝缘膜330重叠。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述主体部342可具有圆形剖面、椭圆形剖面和四边形剖面中任意之一。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，所述气体排放构件340可由金属或塑料制成。
根据本发明的袋型二次电池可应用于包括袋型二次电池的电池模块。
此外，电池模块可应用于包括电池模块的电池组。
附图说明
图1是示出常规的袋型二次电池的分解透视图。
图2是示出根据本发明优选实施方式的具有气体排放构件的袋型二次电池的正视图。
图3(a)是示出图2中所示的袋型二次电池的主要部分的放大正视图，图3(b)是其平面图。
图4是图解根据本发明优选实施方式的气体排放构件的内部结构的剖面图。
图5和图6是分别图解根据本发明第一变形例和第二变形例的气体排放构件的外部结构的透视图。
图7是示出第一实施方式的视图，其图解了其中图5中所示的气体排放构件和绝缘膜彼此接合的状态。
图8是示出第二实施方式的视图，其图解了其中图5中所示的气体排放构件和绝缘膜彼此接合的状态。
图9是示出第三实施方式的视图，其图解了其中图5中所示的气体排放构件和绝缘膜彼此接合的状态。
图10是示出气体排放构件的剖面形状的视图。
图11是示出其中气体排放构件和绝缘膜基于变形例的引线构件彼此接合的状态的视图。
具体实施方式
在本申请中，应当理解，术语“包括”、“具有”或“包含”等指定了本申请中描述的特征、整体、步骤、操作、部件、部分或它们的组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、部件、部分或它们的组合。
此外，将在整个附图中使用相同的参考标记来指代执行相似功能或操作的部分。在本申请中称一个部分连接至另一个部分的情况下，该一个部分不仅可直接连接至该另一个部分，而且该一个部分还可经由另外的部分间接连接至该另一个部分。此外，包括某一元件不意味着排出其他元件，而是指可进一步包括这些元件，除非有相反表述。
下文中，将参照附图描述根据本发明的具有气体排放构件的袋型二次电池。
图2是示出根据本发明优选实施方式的具有气体排放构件的袋型二次电池的正视图，图3(a)是示出图2中所示的袋型二次电池的主要部分的放大正视图，图3(b)是其平面图。
参照图2和图3，根据本发明优选实施方式的袋型二次电池包括电极组件100、袋型壳体200和引线构件300。
电极组件100可以是果冻卷型电极组件、堆叠型电极组件、堆叠/折叠型电极组件、或层压/堆叠型电极组件，果冻卷型电极组件配置成具有其中长片型正极和长片型负极在正极与负极之间插置有隔膜的状态下进行卷绕的结构，堆叠型电极组件包括单元电池，每个单元电池配置成具有其中矩形的正极和负极在正极与负极之间插置有隔膜的状态下堆叠的结构，堆叠/折叠型电极组件配置成具有其中在单元电池设置于长隔离膜上的状态下单元电池进行卷绕的结构，层压/堆叠型电极组件配置成具有其中在单元电池之间插置有隔膜的状态下单元电池进行堆叠从而彼此附接的结构。然而，本发明不限于此。
袋型壳体200是配置成容纳电极组件100的壳体，并且一般配置成具有包括内部层、金属层和外部层的层压片结构。
内部层直接接触电极组件100。由于该原因，内部层必须表现出绝缘性和对电解质溶液的耐受性。此外，为了与外部的隔离，内部层必须表现出密封性。就是说，通过将内部层热粘合而形成的密封部必须表现出优异的热粘合强度。
内部层的材料可选自表现出优异的耐化学性和优良的密封性的聚烯烃基树脂，诸如聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸乙酯或聚丁烯；聚氨酯树脂；和聚酰亚胺树脂。然而，本发明不限于此。表现出优异的机械性能，诸如抗拉强度、刚性、表面硬度和耐冲击性，以及优异的耐化学性的聚丙烯是最优选的。
邻接内部层的金属层对应于配置成防止水分或各种气体从外部渗透到电池中的阻挡层。重量轻且表现出优异的成形性的铝薄膜可用作金属层的优选材料。
外部层设置在金属层的另一表面。外部层可由表现出优异的抗拉强度、防水分渗透能力和防气体渗透能力的耐热聚合物制成，使得外部层在保护电极组件的同时表现出耐热性和耐化学性。在一个示例中，外部层可由尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。然而，本发明不限于此。
上述本发明的壳体200可以以各种方式制造。例如，可按顺序堆叠内部层、金属层和外部层的各个膜，然后可利用干法层压(Dry Lamination)或挤出层压(ExtrusionLamination)将各个膜彼此层压，由此可制造壳体。
另外，在袋型壳体的全部四个侧表面处形成沿袋型壳体200的边缘形成的密封部210，以便保持袋型二次电池的密封状态。在将电极组件100容纳在壳体200中之后，将壳体210热熔合，以形成密封部210。然而，很显然，可使用本发明所属领域中经常使用的方法形成密封部210。
一般来说，包括正极引线310和负极引线320的引线配置成具有以下结构：附接至电极组件100的上端的正极接片(未示出)和负极接片(未示出)通过焊接分别电连接至正极引线310和负极引线320并且引线暴露于壳体200之外。
此时，为了可靠地确保绝缘性和密封性，在密封部210中的其中正极引线310和负极引线320所处的区域中设置彼此面对的一对绝缘膜330，并且正极引线310和负极引线320设置成经过该一对绝缘膜330之间而延伸。
具体地，在密封袋型壳体200的工序过程中，在袋型壳体200的与正极引线310和负极引线320接触的部分处压力变得相对较高，由此袋型壳体200的内部层被损坏的概率会增加。结果，袋型壳体200不会被可靠地密封，这可导致有缺陷的产品。特别是，在密封时袋型壳体200的内部层被损坏的情况下，直接邻接内部层的金属层被直接暴露于外部。金属层的暴露部分可电接触正极引线310和负极引线320，由此诸如短路之类的事故的发生概率会较高。
因此，为了防止如上所述在密封袋型壳体200时可能导致的较差密封的发生以及确保电绝缘性，在正极引线310和负极引线320的每一个的上表面和下表面上设置一对绝缘膜330。
在此，绝缘膜330的材料可以是表现出电绝缘性的热塑性树脂、热固性树脂和光固化树脂之一。例如，绝缘膜的材料可以是苯乙烯丁二烯树脂、苯乙烯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸基树脂、酚醛树脂、酰胺基树脂、丙烯酸酯基树脂或它们的改性树脂。然而，绝缘膜的材料没有特别限制，只要该材料是能够执行上述功能的树脂即可。
在该一对绝缘膜330之间插置有气体排放构件340，气体排放构件340配置成将袋型壳体200中产生的气体排放到外部。气体排放构件340的一侧设置在袋型壳体200中，并且气体排放构件340的另一侧伸出到绝缘膜330之外。如前所述，在电池中可发生其中由于各种原因，诸如反复充电和放电、过充电或发生短路而在二次电池中产生诸如二氧化碳或一氧化碳之类的气体，由此壳体膨胀的膨胀(swelling)现象。根据情况，电池甚至可能会爆炸。
气体排放构件340配置成将如上所述在电池的袋型壳体200中产生的气体排放到外部。将参照图4详细描述根据本发明优选实施方式的气体排放构件的内部结构，图4是图解气体排放构件的内部结构的剖面图。
根据本发明优选实施方式的气体排放构件340可配置成具有包括头部341和主体部342的近似“T”形。亦或，可省略头部341，由此气体排放构件可仅包括主体部342。
主体部342设置有具有预定内径的气体移动通道343，使得袋型壳体200中产生的气体可通过气体移动通道343移动，并且设置有具有比气体移动通道的内径稍小的外径的弹簧345，使得弹簧的一侧被设置在气体移动通道343的开口侧附近的抓卡突起344以限制弹簧移动的方式卡住。此外，在弹簧345的另一侧设置有配置成开启和关闭气体移动通道343的球部346。
根据具有上述构造的气体排放构件340，当袋型壳体200中的压力达到预定水平时，球部345向上推动弹簧345。结果，产生的气体通过气体移动通道343排放到外部，由此可防止发生电池的膨胀现象或爆炸。此外，在由暂时现象导致气体产生的情况下，弹簧345恢复，由此球部345再次关闭气体移动通道343。因而，可连续使用二次电池。
图5和图6是分别图解根据本发明第一变形例和第二变形例的气体排放构件的外部结构的透视图，图7是示出第一实施方式的视图，其图解了其中图5中所示的气体排放构件和绝缘膜彼此接合的状态。
根据本发明的每个变形例的气体排放构件就其内部结构，诸如气体移动通道343、抓卡突起344、弹簧345和球部346而言与图4中所示的气体排放构件340相同，与图4中所示的气体排放构件不同之处仅在于主体部342的外部形状。因此，下文中将仅详细描述主体部的外部形状。
根据本发明的每个变形例的气体排放构件340具有形成在主体部342的外表面的预定区域的凹凸部347。具体地，如图5和图6中所示，优选在主体部342的外表面的中间区域设置凹凸部347，凹凸部347具有沿主体342的长度方向形成的至少一个沟道349，使得气体可沿沟道349移动，并且更优选在主体部342的上部和下部形成平滑表面，即，无凹凸的部分348，使得凹凸部347位于无凹凸的部分之间。
此外，如图7中所示，沟道349的向内指向的一端位于与每个绝缘膜330的下边缘相同的线上，使得袋型壳体200中产生的气体被引入到如上所述具有形成在无凹凸的部分348之间的凹凸部347的气体排放构件340中。
由于如上所述在绝缘膜330之间插置有气体排放构件340，气体排放构件340具有设置在主体部342的外表面的凹凸部347和无凹凸的部分348，因此可以可靠地防止由于膨胀(swelling)导致的二次电池的爆炸。由于如前所述气体排放构件340在气体移动通道343中包括球部346和弹簧345，因此当袋型壳体200中的压力达到预定水平时，气体排放构件340能够将气体排放到外部。然而，由于球部346或弹簧345的故障，气体可能会不被排放，因而袋型壳体可不断膨胀。特别是，当连续排放大量气体时，可仅在气体移动通道343的截面面积足够大的情况下防止电池的爆炸。然而，由于考虑到二次电池的特性，气体排放构件340的外径优选是几十mm或更小，更具体是20mm或更小，因此不可避免地受到限制。
相比之下，如图7中所示，绝缘膜330在附接至凹凸部347的突出区域的状态下包裹凹凸部347的突出区域，指向袋型壳体200内部的沟道入口349’与袋型壳体200的内部连通，并且绝缘膜330紧密地接触指向袋型壳体200外部的无凹凸的部分348。因此，即使在袋型壳体200中的压力突然增加的情况下，通过沟道入口349’引入的气体沿沟道349移动，并且之间具有相对较低粘合力的无凹凸的部分348和绝缘膜330首先彼此分离，由此气体被排放到无凹凸的部分348的中央，或者气体排放构件340与绝缘膜330分离。因而，可防止大型事故的发生。
另外，凹凸部347在图5和图6中被示出为从主体部342的外表面突出。亦或，凹凸部347可以以凹陷的状态形成在主体部342的外表面中。
此外，气体排放构件340可由金属或塑料制成。更优选地，气体排放构件340由表现出相对较高密封性的金属制成。
接下来，图8是示出第二实施方式的视图，其图解了其中图5中所示的气体排放构件和绝缘膜彼此接合的状态。在第二实施方式中，沟道349的一端延伸到每个绝缘膜330的下边缘下方，即，延伸到壳体200的内部。根据第二实施方式，包括沟道入口349’的沟道349的一部分处于完全开启的状态。结果，气体可更容易移动，不必精确地对准每个绝缘膜330的下边缘与沟道349的一端，由此较易制造。
图9是示出第三实施方式的视图，其图解了其中图5中所示的气体排放构件和绝缘膜彼此接合的状态，其中沟道349的一端位于每个绝缘膜330的下边缘下方，此外，沟道349的一端延伸到主体部342的一端。第三实施方式具有与第二实施方式的优点相似的优点，因此，将省略其详细描述。
另外，如图10中所示，气体排放构件340的剖面可以是圆形的、椭圆形的或四边形的。
图11是示出其中气体排放构件和绝缘膜基于变形例的引线构件彼此接合的状态的视图，其中正极引线310和/或负极引线320可配置成其左表面、右表面和上表面围绕气体排放构件340的形状。
在气体排放构件340以上述结构设置的情况下，即使在增加气体排放构件340的情况下，也可将电池组的体积的损失最小化，因为正极引线和负极引线与现有的正极引线和负极引线相同，由此可增加电池组的能量密度。此外，根据本发明的气体排放构件340还可应用于其中单独设置气体排放构件340的电池。此外，优点在于，即使不对制造设备进行大的改变，也可进行制造。
尽管详细描述了本发明的具体细节，但本领域技术人员将理解到，其详细描述仅仅是公开了本发明的优选实施方式，因而不限制本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解到，在不背离本发明的范畴和技术构思的情况下，各种变化和修改是可能的，并且很显然，这种变化和修改落入所附权利要求的范围内。
(参考标记的描述)
100：电极组件
200：袋型壳体
210：密封部
300：引线构件
310：正极引线
320：负极引线
330：绝缘膜
340：气体排放构件
341：头部
342：主体部
343：气体移动通道
344：抓卡突起
345：弹簧
346：球部
347：凹凸部
348：无凹凸的部分
349：沟道
349’：沟道入口
工业实用性
在根据本发明的袋型二次电池中，在一对绝缘膜之间插置有气体排放构件，由此可将电池中产生的气体排放到外部，因而可防止电池的膨胀现象或爆炸的发生。
此外，在根据本发明的袋型二次电池中，插置在一对绝缘膜之间的气体排放构件在其外表面设置有凹凸部和无凹凸的部分。即使在产生大量气体的情况下，之间具有相对较低粘合强度的无凹凸的部分和绝缘膜彼此分离，气体被排放到外部。因而，可大大降低电池的爆炸风险。

Claims (14)

1.一种具有气体排放构件的袋型二次电池，所述袋型二次电池包括：
电极组件，所述电极组件包括正极、负极和插置在所述正极与所述负极之间的隔膜；
袋型壳体，所述袋型壳体配置成包裹所述电极组件；
设置在所述袋型壳体的边缘的预定区域中以便彼此面对的一对绝缘膜；
正极引线，所述正极引线的一侧电连接至所述电极组件的正极集流体，并且所述正极引线的另一侧经过所述一对绝缘膜之间而伸出到所述袋型壳体之外；
负极引线，所述负极引线的一侧电连接至所述电极组件的负极集流体，并且所述负极引线的另一侧经过所述一对绝缘膜之间而伸出到所述袋型壳体之外；和
插置在所述一对绝缘膜之间的所述气体排放构件，所述气体排放构件配置成将所述袋型壳体中产生的气体排放到外部。
2.如权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述气体排放构件包括：主体部，所述主体部设置有内部为空的气体移动通道，所述气体移动通道配置成将所述袋型壳体中产生的气体排放到外部；位于所述气体移动通道中的弹簧；和球部，所述球部配置成在邻接所述弹簧的状态下垂直或水平移动的同时开启和关闭所述气体移动通道。
3.如权利要求2所述的袋型二次电池，其中所述主体部进一步设置有形成在其外表面的凹凸部。
4.如权利要求3所述的袋型二次电池，其中所述凹凸部包括沿所述主体部的长度方向形成的至少一个沟道。
5.如权利要求4所述的袋型二次电池，其中所述沟道的位于所述袋型壳体的向内方向上的一侧不与所述绝缘膜重叠，使得所述袋型壳体中产生的气体被引入到所述沟道中。
6.如权利要求3所述的袋型二次电池，其中所述凹凸部仅设置在所述主体部的外表面的一部分处。
7.如权利要求6所述的袋型二次电池，其中所述凹凸部沿所述主体部的长度方向设置，并且其中在所述主体部的指向所述袋型壳体外部的预定位置处设置有无凹凸的部分。
8.如权利要求7所述的袋型二次电池，其中所述沟道的位于所述袋型壳体的向内方向上的一侧不与所述绝缘膜重叠，并且所述沟道的设置有所述无凹凸的部分的另一侧与所述绝缘膜重叠，使得所述袋型壳体中产生的气体被引入到所述沟道中。
9.如权利要求4所述的袋型二次电池，其中所述沟道的位于所述袋型壳体的向内方向上的部分与所述袋型壳体的内部连通，使得所述袋型壳体中产生的气体被引入到所述沟道中。
10.如权利要求9所述的袋型二次电池，其中在所述主体部的指向所述袋型壳体外部的预定位置处设置有无凹凸的部分，所述无凹凸的部分设置成与所述绝缘膜重叠。
11.如权利要求2所述的袋型二次电池，其中所述主体部具有圆形剖面、椭圆形剖面和四边形剖面中任意之一。
12.如权利要求2所述的袋型二次电池，其中所述气体排放构件由金属或塑料制成。
13.一种电池模块，包括如权利要求1至12任一项所述的袋型二次电池。
14.一种电池组，包括如权利要求13所述的电池模块。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115428247A (zh) * 2020-05-13 2022-12-02 株式会社Lg新能源 二次电池

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102341465B1 (ko) * 2018-05-10 2021-12-22 주식회사 엘지에너지솔루션 벤팅 장치 및 그의 제조 방법
KR20210051733A (ko) * 2019-10-31 2021-05-10 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법
KR20210155279A (ko) * 2020-06-15 2021-12-22 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지
KR20220007437A (ko) * 2020-07-10 2022-01-18 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지
EP4145598A1 (en) * 2020-11-06 2023-03-08 LG Energy Solution, Ltd. Battery cell and battery module including same
US11916240B2 (en) 2020-12-08 2024-02-27 Lg Energy Solution, Ltd. Secondary battery and battery module including the same
KR20220101578A (ko) * 2021-01-11 2022-07-19 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈
KR20220107611A (ko) * 2021-01-25 2022-08-02 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 벤팅 장치 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지
KR20220109333A (ko) 2021-01-28 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 및 전지셀 제조 장치
US20220336917A1 (en) * 2021-04-14 2022-10-20 Lg Energy Solution, Ltd. Secondary Battery
US20220336914A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Lg Energy Solution, Ltd. Secondary Battery
KR20230025140A (ko) * 2021-08-13 2023-02-21 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 파우치 백 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지
KR20230071273A (ko) 2021-11-16 2023-05-23 주식회사 엘지에너지솔루션 벤팅 장치 및 이를 포함하는 이차전지
DE102022200014A1 (de) 2022-01-04 2023-07-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Sicherheitsvorrichtung zur Anordnung in einer Zellwandung einer Batteriezelle, Batteriezelle, Batteriemodul sowie Herstellverfahren für eine Batteriezelle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101651194A (zh) * 2008-08-14 2010-02-17 上海比亚迪有限公司 一种锂离子电池
US20100239895A1 (en) * 2006-08-28 2010-09-23 Lg Chem, Ltd. Secondary battery including one-way exhaust valve
KR20120069297A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 주식회사 엘지화학 전해액 재충전이 가능한 이차 전지
JP2016031934A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 エスケー イノベーション カンパニー リミテッドＳｋ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． パウチ型リチウム二次電池のベンティングシステム
DE102014018751A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-16 Daimler Ag Elektrochemischer Energiespeicher und Batterie
CN106067525A (zh) * 2015-04-22 2016-11-02 Sk新技术株式会社 二次电池和具有该二次电池的电池模块
CN107925033A (zh) * 2015-09-01 2018-04-17 株式会社Lg化学 电池单元及其制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980060805A (ko) 1996-12-31 1998-10-07 손욱 전지의 캡 조립체
JP4867158B2 (ja) 2004-11-19 2012-02-01 トヨタ自動車株式会社 フィルム外装型蓄電装置
KR101049820B1 (ko) 2008-08-04 2011-07-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20130048419A (ko) 2011-11-02 2013-05-10 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차전지
KR101908583B1 (ko) * 2012-06-28 2018-10-17 에스케이이노베이션 주식회사 가스 포집 및 배출이 용이한 이차전지모듈
KR101268296B1 (ko) * 2012-11-16 2013-05-28 주식회사 유니크 축전지용 벤트 캡
KR102257850B1 (ko) 2014-07-18 2021-05-28 에스케이이노베이션 주식회사 관형 통로체를 갖는 파우치형 리튬 이차전지
KR20160102615A (ko) * 2015-02-23 2016-08-31 박준혁 농약 분무기용 양방향 피스톤 복열식 고효율 펌프장치
KR101877534B1 (ko) 2016-10-28 2018-07-11 주종문 식물재배 베드 장착용 분무 수경 플랫폼 조립체

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100239895A1 (en) * 2006-08-28 2010-09-23 Lg Chem, Ltd. Secondary battery including one-way exhaust valve
CN101651194A (zh) * 2008-08-14 2010-02-17 上海比亚迪有限公司 一种锂离子电池
KR20120069297A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 주식회사 엘지화학 전해액 재충전이 가능한 이차 전지
JP2016031934A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 エスケー イノベーション カンパニー リミテッドＳｋ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． パウチ型リチウム二次電池のベンティングシステム
DE102014018751A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-16 Daimler Ag Elektrochemischer Energiespeicher und Batterie
CN106067525A (zh) * 2015-04-22 2016-11-02 Sk新技术株式会社 二次电池和具有该二次电池的电池模块
CN107925033A (zh) * 2015-09-01 2018-04-17 株式会社Lg化学 电池单元及其制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115428247A (zh) * 2020-05-13 2022-12-02 株式会社Lg新能源 二次电池
CN115428247B (zh) * 2020-05-13 2024-01-09 株式会社Lg新能源 二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
EP3671898A4 (en) 2020-12-09
JP2020534650A (ja) 2020-11-26
EP3671898A1 (en) 2020-06-24
KR20190123059A (ko) 2019-10-31
KR102361569B1 (ko) 2022-02-10
US11177532B2 (en) 2021-11-16
US20200321577A1 (en) 2020-10-08
CN111033799B (zh) 2022-03-25
JP7049541B2 (ja) 2022-04-07
WO2019208911A1 (ko) 2019-10-31

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