CN111668395A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

提供了一种二次电池，所述二次电池包括：电极组件；壳体，容纳电极组件；盖组件，密封壳体；第一绝缘构件，位于电极组件的侧面上，第一绝缘构件具有暴露电极组件的底表面的至少一部分的开口；以及第二绝缘构件，位于壳体的底部上并且面对电极组件的底表面，第二绝缘构件具有与在第一绝缘构件中的开口的面积对应的面积。

Description

二次电池
于2019年3月5日在韩国知识产权局提交且名称为“二次电池”的第10-2019-0025248号韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
实施例涉及一种二次电池。
背景技术
二次电池是可以提供用于将电能转换成化学能并存储化学能的优异能量密度的电力存储系统。与不能再充电的原电池不同，二次电池是可再充电的，并且可以用于IT装置，诸如智能电话、蜂窝电话、笔记本计算机、平板PC等。这样的二次电池可以具有包括高能量密度、高功率输出和稳定性的有利特性。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对所描述的技术的背景的理解，因此其可以包含不形成对本领域普通技术人员而言在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
通过提供二次电池可以实现实施例，所述二次电池包括：电极组件；壳体，容纳电极组件；盖组件，密封壳体；第一绝缘构件，位于电极组件的侧面上，第一绝缘构件具有暴露电极组件的底表面的至少一部分的开口；以及第二绝缘构件，位于壳体的底部上并且面对电极组件的底表面，第二绝缘构件具有与在第一绝缘构件中的开口的面积对应的面积。
第一绝缘构件可以位于电极组件的底表面的外边缘上。
第一绝缘构件可以沿着电极组件的底表面的外边缘周向地延伸，使得开口暴露电极组件的底表面的中心部分。
第一绝缘构件可以覆盖电极组件的侧表面的底部部分。
第一绝缘构件可以环绕电极组件的与电极组件的底表面相邻的侧面。
第一绝缘构件可以包括位于电极组件的底表面的外边缘上的底表面部分和覆盖电极组件的侧表面的底部部分的侧表面部分。
第一绝缘构件可以是其中底表面部分从侧表面部分连续地延伸的一片式整体结构。
底表面部分可以沿着电极组件的底表面的边缘周向地延伸，使得开口暴露电极组件的底表面的中心部分，而侧表面部分可以环绕电极组件的与电极组件的底表面相邻的侧面。
第一绝缘构件和第二绝缘构件中的至少一个可以包括绝缘且耐化学的胶带。
第一绝缘构件和第二绝缘构件中的至少一个可以包括绝缘且耐化学的涂料。
附图说明
对于本领域技术人员而言，特征将通过参照附图详细描述示例性实施例变得清楚，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的二次电池的透视图。
图2示出了根据本公开的实施例的二次电池的分解透视图。
图3示出了根据本公开的实施例的二次电池的电极组件的透视图。
图4示出了根据本公开的实施例的二次电池的壳体的透视图。
图5示出了根据本公开的另一实施例的二次电池的电极组件的透视图。
图6示出了根据本公开的另一实施例的二次电池的壳体的透视图。
图7示出了根据本公开的又一实施例的二次电池的电极组件的透视图。
图8示出了根据本公开的又一实施例的二次电池的壳体的透视图。
图9至图11示出了根据本公开的实施例的将第一绝缘构件附着到二次电池的电极组件的工艺中的阶段。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更充分地描述示例实施例；然而，它们可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分地传达示例性实施方式。
在附图中，为了示出的清楚，可以夸大层和区域的尺寸。还将理解的是，当层或元件被称为“在”另一层或元件“上”时，该层或元件可以直接在其他层或元件上，或者也可以存在中间层。另外，还将理解的是，当层被称为“位于”两层“之间”时，该层可以是位于两层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。同样的附图标记始终表示同样的元件。
如在这里使用的，术语“或”和“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和所有组合。另外，将理解的是，当元件A被称为“连接到”元件B时，元件A可以直接连接到元件B或者中间元件C可以存在于元件A与元件B之间，使得元件A和元件B彼此间接连接。
这里使用的术语仅是出于描述具体实施例的目的，而不意图成为公开的限制。如这里使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。
还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、数字、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或附加一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
将理解的是，尽管可以在这里使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应该受限于这些术语。这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或部分与另一构件、元件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，例如，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分。
为了易于描述，在这里可以使用诸如“在……下面”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等的空间相对术语，来描述如附图中示出的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，除了包括图中描绘的方位之外，空间相对术语还意在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“下方”或“下面”的元件或特征随后将被定位为“在”所述其他元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。
图1示出了根据本公开的实施例的二次电池100的透视图，图2示出了图1中所示的二次电池100的分解透视图。图3示出了图1中所示的二次电池100的电极组件110的透视图。图4示出了图1中所示的二次电池100的壳体120的透视图，该透视图示出了壳体120的内部。
参照图1至图4，二次电池100可以包括电极组件110、壳体120、盖组件130、第一端子140、第二端子150、第一绝缘构件160和第二绝缘构件170。
在实施方式中，如图2中所示，包括第一电极板111、第二电极板112和隔板113的电极组件110可以以卷芯(jelly-roll)构造来卷绕。这里，第一电极板111可以为正电极板而第二电极板112可以为负电极板，反之亦然。
第一电极板111可以包括第一电极集流体和涂覆在第一电极集流体的部分上的第一电极活性物质。这里，第一电极集流体的其上未涂覆第一电极活性物质的部分(将被称为第一电极未涂覆部分111a)可以用作在第一电极板111和第一电极板111的外部之间流动的电流的通道。在实施方式中，如果第一电极板111是正电极板，则第一电极集流体可以由金属箔(金属箔由例如铝或铝合金制成)制成，并且第一电极活性物质可以包括例如过渡金属氧化物。在实施方式中，第一电极未涂覆部分111a可以包括多个第一电极未涂覆部分，多个第一电极未涂覆部分可以全部从电极组件110突出预定高度，以在电极组件110的顶端的一侧处(例如，在左侧处)对齐。
第二电极板112可以包括第二电极集流体和涂覆在第二电极集流体的部分上的第二电极活性物质。这里，第二电极集流体的其上未涂覆第二电极活性物质的部分(将被称为第二电极未涂覆部分112a)可以用作在第二电极板112和第二电极板112的外部之间流动的电流的通道。在实施方式中，如果第二电极板112是负电极板，则第二电极集流体可以由金属箔(金属箔由例如铜或镍制成)制成，并且第二电极活性物质可以包括例如石墨或炭。在实施方式中，第二电极未涂覆部分112a可以包括多个第二电极未涂覆部分，多个第二电极未涂覆部分可以全部从电极组件110突出预定高度，以在电极组件110的顶端的另一侧处(例如，在右侧处)对齐。
隔板113可以在第一电极板111与第二电极板112之间，以帮助防止或基本上防止在第一电极板111与第二电极板112之间发生电短路并且促进锂离子的移动。在实施方式中，隔板113可以由例如聚乙烯、聚丙烯或由聚丙烯和聚乙烯制成的复合膜制成。
壳体120可以容纳具有电解质的电极组件110。在实施方式中，如附图所示，壳体120可以具有内部空间并且可以具有拥有顶部开口的一般六面体形状。壳体120可以由导电金属(例如，铝或铝合金)制成。在实施方式中，电解质可以包括有机溶剂(例如碳酸亚乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)或碳酸二甲酯(DMC))和锂盐(例如LiBF4或LiPF6)。
盖组件130可以包括盖板131、塞子132和安全阀133。
盖板131可以通过例如激光焊接结合到壳体120的顶端以密封壳体120，并且可以由与壳体120的材料相同的材料制成。另外，盖板131可以包括用于将电解质注入到壳体120的内部空间的电解质注入孔和用于排出壳体120的内部压力的排气孔。
塞子132可以用于在电解质通过电解质注入孔被注入到壳体120的空间中之后关闭电解质注入孔。
安全阀133可以安装在排气孔上，并且可以具有当壳体120的内部压力达到预定压力时容易切割的凹口，从而最终排出壳体120的内部压力。
第一端子140可以由金属制成，并且可以电连接到第一电极板111的第一电极未涂覆部分111a。例如，如上所述，如果第一电极板111是正电极板，则第一端子140可以用作正电极端子。
第一端子140可以作为整体从盖板131向上突出，并且可以在生产盖板131时通过锻造而与盖板131一体地形成。
第二端子150可以由金属制成，并且可以电连接到第二电极板112的第二电极未涂覆部分112a。例如，如上所述，如果第二电极板112是负电极板，则第二端子150可以用作负电极端子。
第一绝缘构件160可以设置在电极组件110的侧面处。例如，第一绝缘构件160可以包括开口160a，以允许电极组件110的底表面的至少一部分直接暴露于壳体120的内部空间。
在实施方式中，如图3中所示，第一绝缘构件160可以沿着电极组件110的底表面的边缘定位(例如，可以部分地覆盖电极组件110的底表面的外圆周部分)。例如，开口160a可以向下暴露电极组件110的底表面的中心。
在实施方式中，第一绝缘构件160可以包括完全不与电解质反应或基本上不与电解质反应的绝缘且耐化学的胶带(tape)。在这种情况下，第一绝缘构件160可以沿着电极组件110的底表面的边缘以环的形状设置，以随后附着到电极组件110的底表面。
在实施方式中，第一绝缘构件160可以包括完全不与电解质反应或基本上不与电解质反应的绝缘且耐化学的涂料(例如，UV涂料、烤漆或粉末涂料)。例如，第一绝缘构件160可以沿着电极组件110的底表面的边缘设置。
第二绝缘构件170可以设置在壳体120的底部上，如图4中所示。
例如，第二绝缘构件170的尺寸可以被设置为具有与第一绝缘构件160的开口160a的面积相对应或互补的面积。例如，第二绝缘构件170的面积可以基本上等于或略大于第一绝缘构件160的开口160a的面积。
在实施方式中，当壳体120容纳电极组件110时，第二绝缘构件170可以被定位为与第一绝缘构件160的开口160a对应或对准。
在实施方式中，第二绝缘构件170可以由绝缘且耐化学的胶带制成以附着到壳体120的底部，或者可以由绝缘且耐化学的涂料制成以涂覆在壳体120的底部上。
在实施方式中，可以通过第一绝缘构件160和第二绝缘构件170确保电极组件110与壳体120之间(例如，电极组件110的底表面和壳体120的底部(例如，内底表面)之间)的绝缘。例如，可以通过第一绝缘构件160确保与电极组件110的底表面的边缘对应的部分的绝缘，可以通过第二绝缘构件170确保与电极组件110的底表面的中心对应的部分(例如，与第一绝缘构件160的开口160a对应的部分)的绝缘。
另外，电极组件110的底表面可以通过第一绝缘构件160的开口160a部分地暴露，并且可以提高对于电极组件110的电解质浸渍能力。
另外，如上所述，第一绝缘构件160和第二绝缘构件170可以由胶带或涂料制成，并且与使用单独的厚绝缘块相比，可以实现增加电池容量、节约组件成本等的效果。
图5示出了根据本公开的另一实施例的二次电池的电极组件110的透视图，该透视图示出了从下方观看的电极组件110。图6示出了根据本公开的另一实施例的二次电池的壳体120的透视图，该透视图示出了壳体120的内部。
除了第一绝缘构件260和第二绝缘构件270的构造之外，根据本实施例的二次电池可以与上面参照图1至图4描述的二次电池100基本上相同。可以省略类似元件的重复解释。
参照图5，第一绝缘构件260可以包括向下暴露电极组件110的整个底表面的开口260a。例如，第一绝缘构件260可以覆盖电极组件110的侧表面的底部部分(例如，电极组件110的接近壳体120的底端的部分)。例如，第一绝缘构件260可以环绕电极组件110的与电极组件110的底端(例如，电极组件110的插入到壳体120中的一端)相邻的侧面。
例如，开口260a的面积可以最大化，从而进一步提高对于电极组件110的电解质浸渍能力并防止电极组件110的退绕。
在这种情况下，第二绝缘构件270的尺寸可以被设置为具有与壳体120的整个底部(以及相应地电极组件110的整个底表面)对应的面积，如图6中所示。
图7示出了根据本公开的又一实施例的二次电池的电极组件110的透视图，该透视图示出了从下方观看的电极组件110。图8示出了根据本公开的又一实施例的二次电池的壳体120的透视图。
除了第一绝缘构件360的构造之外，根据本实施例的二次电池可以与上面参照图1至图4描述的二次电池100基本上相同。可以省略类似元件的重复解释。
参照图7，第一绝缘构件360可以具有底表面部分361和侧表面部分362。
底表面部分361可以包括向下暴露电极组件110的底表面的部分的开口361a。例如，底表面部分361可以沿着电极组件110的底表面的边缘定位，并且开口361a可以向下暴露电极组件110的底表面的中心(例如，类似于图3中示出的构造)。
侧表面部分362可以覆盖电极组件110的侧表面的底部部分(例如，类似于图5中所示的构造)。
例如，第一绝缘构件360的底表面部分361可以与上面参照图1至图4描述的二次电池100的第一绝缘构件160类似地构造，侧表面部分362可以与参照图5和图6描述的根据另一实施例的二次电池的第一绝缘构件260类似地构造。例如，第一绝缘构件360可以具有与图3和图5的第一绝缘构件160和260的结构的组合相对应的结构。例如，第一绝缘构件360可以是包括从侧表面部分362连续延伸的底表面部分361的一片式整体结构。
在实施方式中，第二绝缘构件370的尺寸可以被设置为具有与第一绝缘构件360的底表面部分361的开口361a相对应或互补的面积，如图8中所示，并且当壳体120容纳电极组件110时，第二绝缘构件370可以被定位为与第一绝缘构件360的底表面部分361的开口361a对应或对准。
图9至图11示出了当第一绝缘构件360包括胶带时，在根据本公开的实施例的二次电池中将第一绝缘构件360附着到电极组件110的工艺中的阶段。
首先，当第一绝缘构件360包括胶带时，胶带可以具有其水平长度基本上等于或略大于电极组件110的侧表面的边缘的近似矩形形状。
如图9中所示，可以将第一绝缘构件360附着到电极组件110，以覆盖电极组件110的侧表面的底部部分。例如，可以将第一绝缘构件360附着到电极组件110，以使第一绝缘构件360的底端突出越过或超过电极组件110的底端。
这里，第一绝缘构件360的覆盖电极组件110的侧表面的底部部分的部分可以是以上描述的侧表面部分362。
接下来，如图10和图11中所示，可以向内折叠第一绝缘构件360的突出超过电极组件110的底端的部分，以附着到电极组件110的底表面。
这里，向内折叠部分可以是以上描述的底表面部分361。另外，电极组件110的底表面的底表面部分361未到达的区域可以是开口361a。开口361a的面积可以根据第一绝缘构件360的突出超过电极组件110的底端的部分(如图9中所示，例如，向内折叠部分)的长度来适当地调节，如图10和图11中所示。
另外，可以在壳体120的底部上设置第二绝缘构件370，然后可以将电极组件110插入壳体120中，接着通过盖组件130密封壳体120，从而完成根据本公开的二次电池。
在实施方式中，这种二次电池的制造方法可以包括将第二绝缘构件370设置在壳体120的底部上并将第一绝缘构件360附着到电极组件110的步骤，或者可以基本上同时执行这些步骤。
一个或更多个实施例可以提供一种二次电池，该二次电池能够提高对于电极组件的电解质浸渍能力，同时确保电极组件与壳体之间的绝缘。
一个或更多个实施例可以提供一种二次电池，该二次电池包括在电极组件的底表面与壳体的底部之间的第一绝缘构件和第二绝缘构件，从而确保电极组件与壳体之间的绝缘。另外，第一绝缘构件可以包括允许电极组件的底表面的至少一部分直接暴露于壳体的内部空间的开口，从而提高对于电极组件的电解质浸渍能力。
这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但是它们被使用并且仅被解释为一般的和描述性的意义，而不是出于限制的目的。在一些情况下，如在提交本申请时对本领域普通技术人员将明显的，除非另有具体指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (10)

1.一种二次电池，所述二次电池包括：
电极组件；
壳体，容纳电极组件；
盖组件，密封壳体；
第一绝缘构件，位于电极组件的侧面上，第一绝缘构件具有暴露电极组件的底表面的至少一部分的开口；以及
第二绝缘构件，位于壳体的底部上并且面对电极组件的底表面，第二绝缘构件具有与在第一绝缘构件中的开口的面积对应的面积。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中，第一绝缘构件位于电极组件的底表面的外边缘上。
3.如权利要求2所述的二次电池，其中，第一绝缘构件沿着电极组件的底表面的外边缘周向地延伸，使得开口暴露电极组件的底表面的中心部分。
4.如权利要求1所述的二次电池，其中，第一绝缘构件覆盖电极组件的侧表面的底部部分。
5.如权利要求4所述的二次电池，其中，第一绝缘构件环绕电极组件的与电极组件的底表面相邻的侧面。
6.如权利要求4所述的二次电池，其中，第一绝缘构件包括：
底表面部分，位于电极组件的底表面的外边缘上；以及
侧表面部分，覆盖电极组件的侧表面的底部部分。
7.如权利要求6所述的二次电池，其中，第一绝缘构件是底表面部分从侧表面部分连续地延伸的一片式整体结构。
8.如权利要求6所述的二次电池，其中：
底表面部分沿着电极组件的底表面的边缘周向地延伸，使得开口暴露电极组件的底表面的中心部分，并且
侧表面部分环绕电极组件的与电极组件的底表面相邻的侧面。
9.如权利要求1所述的二次电池，其中，第一绝缘构件和第二绝缘构件中的至少一个包括绝缘且耐化学的胶带。
10.如权利要求1所述的二次电池，其中，第一绝缘构件和第二绝缘构件中的至少一个包括绝缘且耐化学的涂料。
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