CN111033812A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次电池。根据本发明的二次电池包括：电极组件，在该电极组件中，正极、隔膜和负极交替组合和堆叠；以及袋，在所述袋中容纳所述电极组件，其中，所述隔膜被设置在所述正极和所述负极之间，并且包括：第一隔膜，在所述第一隔膜中，形成在面对所述正极和所述负极的方向上穿透的穿通孔；以及第二隔膜，该第二隔膜覆盖所述第一隔膜的所述穿通孔并且第二隔膜的一端连接到所述袋，其中，当由于过充电而产生内部气体时，所述袋膨胀，由此使所述第二隔膜移动，该第二隔膜敞露所述第一隔膜的所述穿通孔，使得所述正极和所述负极通过所述穿通孔彼此接触。

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11月1日提交的韩国专利申请No.10-2017-0144685的优先权权益，该韩国专利申请的全部内容特此以引用方式并入。
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
与原电池不同，可再充电的二次电池是可再充电的，另外，尺寸紧凑且容量高的可能性高。因此，最近，正在进行许多关于可再充电的二次电池的研究。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迅速增加。
根据电池壳体的形状，二次电池被分为硬币型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。在这样的二次电池中，安装在电池壳体中的电极组件是可充电和可放电的电力产生装置，其具有电极和隔膜堆叠在其中的结构。
另外，电极组件可以被大致分为蛋糕卷型电极组件、堆叠型电极组件和堆叠/折叠型电极组件，在蛋糕卷型电极组件中，在正极和负极之间插置隔膜，正极和负极中的每个被设置为涂覆有活性材料的片材的形式，然后卷绕正极、隔膜和负极，在堆叠型电极组件中，顺序堆叠多个正极和负极，且隔膜位于正极和负极之间，在堆叠/折叠型电极组件中，将堆叠型单位单元与长度长的分离膜卷绕在一起。
二次电池可能由于其过充电而有着火和爆炸的风险，因此，必须防止二次电池过充电。
发明内容
技术问题
本发明的一方面是提供一种二次电池，其能够在该二次电池过充电时中断过充电。
技术方案
一种二次电池，该二次电池包括：电极组件，在该电极组件中，正极、隔膜和负极交替组合以被层压；以及袋，在所述袋中容纳所述电极组件，其中，所述隔膜包括：第一隔膜，该第一隔膜被设置在所述正极和所述负极之间并且具有在面对所述正极和所述负极的方向上穿透的穿通孔；以及第二隔膜，该第二隔膜覆盖所述第一隔膜的所述穿通孔并且具有连接到所述袋的一端，其中，当由于过充电而产生内部气体时，所述袋膨胀，以允许所述第二隔膜移动从而敞露所述第一隔膜的所述穿通孔，使得所述正极和所述负极通过所述穿通孔彼此接触。
有益效果
根据本发明，隔膜可以被设置成以下形式：当在二次电池被过充电的同时通过产生气体而使袋膨胀时，使正极和负极彼此短路，以由于内部短路而中断电力供应，由此中断过充电。
附图说明
图1是例示了根据本发明的实施方式的二次电池中在袋膨胀之前的状态的概念截面图。
图2是例示了根据本发明的实施方式的二次电池中在袋膨胀之后的状态的概念截面图。
图3是根据本发明的另一实施方式的二次电池的概念截面图。
图4是图3的部分A的放大截面图。
具体实施方式
根据以下结合附图进行的详细描述，本发明的目的、特定优点和新颖特征将变得更清楚。应该注意，尽可能为本说明书中的附图中的组件添加相同的参考标号，即使这些组件是在其它附图中例示的。另外，本发明可以按照不同的方式来实施并且不应该被理解为限于本文中阐述的实施方式。在下面对本发明的描述中，将省略会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是例示了根据本发明的实施方式的二次电池中在袋膨胀之前的状态的概念截面图。
参照图1，根据本发明的实施方式的二次电池100包括电极组件120和袋110，在电极组件120中，正极121、隔膜124和隔膜125以及负极122彼此交替地组合，袋110容纳电极组件120。另外，隔膜124和隔膜125包括设置在正极121和负极122之间的第一隔膜124和第二隔膜125。
下文中，将参照图1和图2更详细地描述根据本发明的实施方式的二次电池。
参照图1，电极组件120可以是可充电和可放电的电力产生元件，并且具有其中电极123和隔膜124和隔膜125相对于彼此交替层压和组合的结构。
电极123可以包括正极121和负极122。这里，电极组件120可以具有其中正极121/隔膜124和隔膜125/负极122交替层压的结构。这里，隔膜124和隔膜125中的每一个可以被设置在正极121和负极122之间，并且被设置在正极121的外部和负极122的外部。
隔膜124和隔膜125由绝缘材料制成，以使正极121与负极122电绝缘。这里，例如，隔膜124、125可以由诸如具有微孔的聚乙烯或聚丙烯这样的聚烯烃类的树脂膜制成。
图2是例示了根据本发明的实施方式的二次电池中在袋膨胀之后的状态的概念截面图。
参照图1和图2，隔膜124和隔膜125可以包括设置在正极121和负极122之间的第一隔膜124和第二隔膜125。
第一隔膜124可以具有穿通孔124a，穿通孔124a在面对正极121和负极122的方向上穿透。
第二隔膜125可以覆盖第一隔膜124的穿通孔124a并且具有连接到袋110的一端。
另外，第二隔膜125可以具有固定到袋110的内表面的一端。因此，当袋110由于产生内部气体而膨胀时，第二隔膜125可以相对于正极121、隔膜124和隔膜125以及负极122层压的方向在横向方向上移动。
这里，第一隔膜124可以被粘合以固定到彼此面对的正极121或负极122，并且第二隔膜125可以在没有粘合到彼此面对的正极121或负极122的情况下能滑动地设置。
第二隔膜125的一端可以被固定到袋110的相对于正极121、隔膜124和隔膜125以及负极122层压的方向在横向方向上设置的一部分。
另外，在正常状态下测量的第二隔膜125的另一端与第一隔膜124的穿通孔124a之间的间隔距离a可以小于当产生内部气体时袋的膨胀宽度b。因此，当袋膨胀时，会露出穿通孔124a。
特别地，间隔距离a可以小于袋110的能允许膨胀宽度。因此，可以在可允许范围内确定地确保电池的安全性。
第一隔膜124可以被层压在正极121的一个表面上，第二隔膜125可以被层压在第一隔膜124的一个表面上，并且负极122可以被层压在第二隔膜125的一个表面上。
袋110可以包括容纳电极组件120和电解液的容纳部111。
此外，袋110可以由例如柔性材料制成。
例如，袋可以由多个层构成。这里，中间层可以被设置为铝(Al)层，并且两个层中的每个可以被设置为由合成树脂制成的树脂层。
又如，袋110可以由多个层构成，在这多个层中，聚丙烯(PP)层、尼龙层、铝(Al)层和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层按从容纳部111的内部到外部的顺序层压。
在根据本发明的实施方式的上述二次电池100中，当袋110因由于过充电产生的内部气体而膨胀时，第二隔膜125的一端可以在袋110的膨胀方向上移动，以允许第二隔膜125的覆盖第一隔膜124的穿通孔124a的部分移动，从而使穿通孔124a敞露。因此，当发生过充电时，第一隔膜124的穿通孔124a可以由于袋110的膨胀而敞露，以允许设置在第一隔膜124两侧上的正极121和负极122通过第一隔膜124的穿通孔124a彼此接触，由此造成短路。因此，电力供应可能因内部短路而中断，以中断过充电。由于利用袋110的安全范围设计短路，因此不会出现由于内部短路引起的着火。
图3是根据本发明的另一实施方式的二次电池的概念截面图，并且图4是图3的部分A的放大截面图。
参照图3和图4，根据本发明的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的不同之处在于，设置了用于将第二隔膜125的一端固定到袋110的固定单元230。因此，将简要描述该实施方式的与根据前述实施方式的内容重复的内容，并且还将主要描述它们之间的差异。
根据本发明的另一实施方式的二次电池200包括电极组件120和袋110，在电极组件120中正极121、隔膜124和隔膜125以及负极122相对于彼此交替层压和组合，袋110容纳电极组件120。另外，隔膜124和隔膜125包括设置在正极121和负极122之间的第一隔膜124和第二隔膜125。此外，还可以设置用于将第二隔膜125的一端固定到袋110的固定单元230。
更详细地，固定单元230可以将第二隔膜125的一端固定到袋110。
这里，当第二隔膜125的一端通过固定单元230固定到袋110时，可以将绝缘层231涂覆到固定单元230的外表面，以使袋110与固定单元230电绝缘。
这里，固定单元230可以包括例如铆钉。
因此，在根据本发明的另一实施方式的二次电池200中，由于第二隔膜125的一端通过固定单元230固定到袋110，因此当袋110由于过充电而膨胀时，在第二隔膜125的一端没有与袋110分开的情况下，第二隔膜125的一端可以在袋110的膨胀方向上容易地移动。因此，当袋110膨胀时，第二隔膜125的一端可以在袋110的膨胀方向上移动，以允许第二隔膜125的覆盖第一隔膜124的穿通孔124a的部分移动，从而容易地使穿通孔124a敞露。结果，当发生过充电时，第一隔膜124的穿通孔124a可以由于袋110的膨胀而敞露，以允许设置在第一隔膜124两侧的正极121和负极122通过第一隔膜124的穿通孔124a彼此接触，由此造成短路并且容易地中断过充电。
虽然已经参照本发明的示例性实施方式具体示出和描述了本发明，但是要理解，本发明的范围不限于根据本发明的二次电池。本领域的普通技术人员将理解的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在本文中进行形式和细节上的各种改变。
此外，本发明的保护范围将由随附权利要求来阐明。

Claims (8)

1.一种二次电池，该二次电池包括：
电极组件，在所述电极组件中，正极、隔膜和负极被交替组合以被层压；以及
袋，在所述袋中容纳所述电极组件，
其中，所述隔膜包括：
第一隔膜，所述第一隔膜被设置在所述正极和所述负极之间并且具有在面对所述正极和所述负极的方向上穿透的穿通孔；以及
第二隔膜，所述第二隔膜覆盖所述第一隔膜的所述穿通孔并且具有连接到所述袋的一端，
其中，当由于过充电而产生内部气体时，所述袋膨胀，以允许所述第二隔膜移动从而敞露所述第一隔膜的所述穿通孔，使得所述正极和所述负极通过所述穿通孔彼此接触。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二隔膜的所述一端被固定到所述袋的内表面，并且
当所述袋由于产生所述内部气体而膨胀时，所述第二隔膜相对于所述正极、所述隔膜和所述负极层压的方向在横向方向上移动。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一隔膜被层压在所述正极的一个表面上，所述第二隔膜被层压在所述第一隔膜的一个表面上，并且所述负极被层压在所述第二隔膜的一个表面上。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一隔膜被粘合以固定到彼此面对的所述正极或所述负极，并且所述第二隔膜在没有粘合到彼此面对的所述正极或所述负极的情况下能滑动地设置。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二隔膜的一端被固定到所述袋的相对于所述正极、所述隔膜和所述负极层压的方向在横向方向上设置的一部分，并且
在正常状态下测量的所述第二隔膜的另一端与所述第一隔膜的所述穿通孔之间的间隔距离小于所述袋的能允许膨胀宽度。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二隔膜的一端通过固定单元被固定到所述袋。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述固定单元包括铆钉。
8.根据权利要求6或7所述的二次电池，其中，绝缘层被涂覆到所述固定单元的外表面。
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