CN114365340A - 二次电池的壳体、包括该二次电池的壳体的二次电池及制造该二次电池的壳体的方法 - Google Patents

二次电池的壳体、包括该二次电池的壳体的二次电池及制造该二次电池的壳体的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种二次电池的壳体、包括该二次电池的壳体的二次电池及制造该二次电池的壳体的方法。根据本发明，形成在二次电池的壳体中的气体排放装置可包括凹进部，其中在所述凹进部中可形成有被切割的切开区域，并且当主体部中的空白空间的压力超过预定值时，可通过凹进部的切开区域形成排放气体的通路。

Description

二次电池的壳体、包括该二次电池的壳体的二次电池及制造 该二次电池的壳体的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月8日提交的韩国专利申请第10-2019-0124914号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种二次电池的壳体、包括该二次电池的壳体的二次电池及制造该二次电池的壳体的方法，更具体地，涉及一种具有能够在二次电池的内部压力增加时排放二次电池内的气体的结构的二次电池的壳体、包括该二次电池的壳体的二次电池及制造该二次电池的壳体的方法。
背景技术
可重复充电和放电的二次电池(secondary battery)可根据它们的结构和制造方法分为圆柱型二次电池、袋型二次电池、棱柱型二次电池等。其中，圆柱型二次电池通常具有电极组件被容纳在圆柱形的电池罐中，并且电池罐的上部被顶盖密封的结构。
这种二次电池可具有在使用或充电过程中由于异常原因而在内部产生气体的问题。通常随着由于二次电池的异常操作而导致的温度升高产生气体。如果产生过多气体，则二次电池可能会爆炸，如果温度上升过多，则二次电池可能会起火。
特别是，在圆柱型二次电池的情况下，根据相关技术设置诸如CID过滤器和安全通气件之类的安全装置。尽管如此，仍存在当产生气体或者二次电池内部的温度升高时无法完全保证安全性的问题。
发明内容
技术问题
因此，为了解决上述问题，本发明的目的是当由于在二次电池中产生气体而导致压力增加时通过快速排放二次电池内的气体来提高二次电池的安全性。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种二次电池的壳体，所述壳体包括：主体部，所述主体部形成所述壳体的主体并且在所述主体部中形成有空白空间；和气体排放装置，所述气体排放装置形成在所述主体部中，并且当所述主体部中的所述空白空间的压力超过预定值时，所述气体排放装置形成将存在于所述主体部中的所述空白空间中的气体排放到外部的通路，其中所述气体排放装置包括朝向所述主体部中的所述空白空间凹进的凹进部，在所述凹进部中形成有被切割的切开区域，并且当所述主体部中的所述空白空间的压力超过所述预定值时，通过所述凹进部的所述切开区域形成所述通路。
所述凹进部可包括第一凹进区域和第二凹进区域，其中所述第一凹进区域和所述第二凹进区域可以以所述凹进部的所述切开区域作为边界彼此面对。
所述壳体可进一步包括：通过使所述第一凹进区域的至少一部分和所述第二凹进区域的至少一部分彼此附着而形成的第一附着部，其中，当所述主体部中的所述空白空间的压力超过所述预定值时，所述附着部的附着力可被释放，以形成所述通路。
所述第一附着部可与所述主体部的内表面分隔开。
所述凹进部可形成在所述主体部的底表面中。
所述凹进部进而形成为沿着所述主体部的所述底表面的外周具有封闭的曲线形状。
形成在所述凹进部中的所述切开区域可设置为多个。
所述凹进部可进一步包括第三凹进区域和第四凹进区域，其中所述第三凹进区域和所述第四凹进区域可以以所述凹进部的多个所述切开区域中的一个作为边界彼此面对，并且所述壳体可进一步包括：通过使所述第三凹进区域的至少一部分和所述第四凹进区域的至少一部分彼此附着而形成的第二附着部。
为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了一种二次电池，包括：具有电极和隔膜交替设置的结构的电极组件；和容纳所述电极组件的所述二次电池的壳体。
为了实现上述目的，根据本发明的第三个方面，提供了一种制造二次电池的壳体的方法，所述方法包括：制备步骤，制备包括主体部的壳体，所述主体部中形成有空白空间；切开区域形成步骤，切割所述主体部的表面的至少一部分，以在所述主体部中形成切开区域；凹进步骤，将在所述切开区域形成步骤中形成的所述切开区域朝向所述主体部中的所述空白空间凹进；和附着步骤，使在所述凹进步骤中凹进的区域的至少一部分彼此附着。
在所述切开区域形成步骤中，可切割所述主体部的表面中的彼此间隔开的两个区域，以在所述主体部中形成两个切开区域。
有益效果
根据本发明，当在二次电池中产生气体因而压力增加时，可快速排放二次电池内部的气体，从而提高二次电池的安全性。
附图说明
图1是图解根据本发明一实施方式的二次电池的壳体的正常结构的垂直剖面图。
图2是图解根据本发明一实施方式的二次电池的壳体中设置的气体排放装置的正常结构的垂直剖面图。
图3是图解当通过根据本发明一实施方式的二次电池的壳体中的气体排放装置排放气体时，二次电池的壳体的结构的垂直放大剖面图。
图4是图解当通过根据本发明一实施方式的二次电池的壳体中的气体排放装置排放气体时，气体排放装置的结构的垂直放大剖面图。
图5是图解当在垂直方向上观看时，在二次电池的壳体中形成气体排放装置的区域的状态的平面图。
图6是图解根据本发明另一实施方式的二次电池的壳体中设置的气体排放装置的正常结构的垂直剖面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本发明的二次电池的壳体的结构。
*二次电池的壳体
图1是图解根据本发明一实施方式的二次电池的壳体的正常结构的垂直剖面图，图2是图解根据本发明一实施方式的二次电池的壳体中设置的气体排放装置的正常结构的垂直剖面图。
根据本发明的二次电池的壳体可以是用于圆柱型二次电池的壳体。因此，根据本发明的二次电池的壳体可具有上侧开放的圆柱形状。然而，即使当壳体具有圆柱形状以外的其他形状时，也可应用根据本发明的二次电池的壳体。下文中，为方便起见，“二次电池的壳体”将被称为“壳体”。
如图1中所示，根据本发明的壳体100可包括主体部100a，主体部100a形成壳体的主体并且还在其中形成有空白空间。
此外，根据本发明的壳体100可进一步包括形成在主体部100a中的气体排放装置110。当壳体100的主体部100a中的空白空间的压力超过预定值时，气体排放装置110可形成用于将存在于主体部100a中的空白空间中的气体排放到外部的通路。
根据本发明，气体排放装置110可与壳体100的主体部100a一体形成。气体排放装置与主体部一体形成可指气体排放装置由与主体部相同的材料制成，并且还指主体部和气体排放装置密不可分地彼此结合，使得在不损坏主体部本身的情况下难以将气体排放装置与主体部分离。
如图1中所示，气体排放装置110可形成在主体部100a的底表面中。
参照图2，在气体排放装置110中可形成朝向主体部100a内部的空白空间凹进的区域。就是说，气体排放装置110可包括朝向主体部100a中的空白空间凹进的凹进部112。
继续参照图2，凹进部112可包括第一凹进区域112a和第二凹进区域112b。此外，在凹进部112中可形成具有切割形状的切开区域，并且第一凹进区域112a和第二凹进区域112b可以以凹进部112的切开区域作为边界彼此面对。就是说，根据本发明，在其中每个都具有朝向主体部100a中的空白空间凹进的形状的第一凹进区域112a和第二凹进区域112b彼此接触的区域中可形成切开区域。如上所述，由于气体排放装置110可形成在主体部100a的底表面中，所以凹进部112也可形成在主体部100a的底表面中。
根据本发明，凹进部112的至少一部分可以以形成在凹进部112中的切开区域作为边界彼此附着。参照图2，第一凹进区域112a的至少一部分和第二凹进区域112b的至少一部分可彼此附着，以形成附着部114。如图2中所示，第一凹进区域112a的两端之中的与主体部100a中的空白空间相邻的一端和第二凹进区域112b的两端之中的与主体部100a中的空白空间相邻的一端彼此附着，以形成附着部114。
如上所述，凹进部112可形成在主体部100a的底表面中。在此，如图2中所示，附着部114可与主体部100a的内表面S分隔开。
图3是图解当通过根据本发明一实施方式的二次电池的壳体中的气体排放装置排放气体时，二次电池的壳体的结构的垂直放大剖面图，图4是图解当通过根据本发明一实施方式的二次电池的壳体中的气体排放装置排放气体时，气体排放装置的结构的垂直放大剖面图。
参照图1至图2，虽然在气体排放装置110中形成有切开区域，但是在切开区域中形成附着部114，因此气体排放装置110通常是关闭的。
然而，当壳体100的主体部100a中的空白空间的压力超过预定值时，形成在气体排放装置110中的附着部114的附着力可被释放，从而形成通过形成在凹进部112中的切开区域来排放存在于壳体100的空白空间中的气体的通路。
就是说，参照图3和图4，当壳体100的主体部100a中的空白空间的压力超过预定值时，形成在气体排放装置110中的附着部114的附着力可被释放。结果，第一凹进区域112a和第二凹进区域112b可彼此分隔开，并且第一凹进区域112a和第二凹进区域112b的每一个的两端之中的与主体部100a中的空白空间相邻的一端可移动到壳体100的外侧。因而，壳体100内部的气体可通过由于附着部114的释放而形成的通路排放到外部。
此外，根据本发明，由于第一凹进区域112a和第二凹进区域112b的每一个的两端之中的形成为与主体部100a中的空白空间相邻的一端移动到壳体100的外侧，所以在移动过程中壳体100的内部空间的体积增加。因而，当壳体100的内部压力快速增加时，也可暂时降低压力，以防止壳体100爆炸。
图5是图解当在垂直方向上观看时，在二次电池的壳体中形成气体排放装置的区域的状态的平面图。
如图5中所示，根据本发明的壳体100的主体部100a中形成的气体排放装置110可沿着主体部100a的底表面的外周具有封闭的曲线形状。特别是，在气体排放装置110中，凹进部112可形成为沿着主体部100a的底表面的外周具有封闭的曲线形状。在这种情况下，当主体部中的空白空间的压力超过预定值时，主体部中的气体可沿着主体部100a的底表面的外周高速均匀排放。更优选地，凹进部112可形成为沿着主体部100a的底表面的外周具有圆形形状。
图6是图解根据本发明另一实施方式的二次电池的壳体中设置的气体排放装置的正常结构的垂直剖面图。
根据本发明的另一实施方式，形成在气体排放装置110的凹进部112中的切开区域可设置为多个。例如，可如图6中所示形成两个切开区域。
更具体地，根据本发明的另一实施方式，除了第一凹进区域112a和第二凹进区域112b以外，气体排放装置110的凹进部112还可包括第三凹进区域112c和第四凹进区域112d。在这种情况下，第一凹进区域112a和第二凹进区域112b可以以形成在凹进部112中的两个切开区域中的一个作为边界彼此面对，并且第三凹进区域112c和第四凹进区域112d可以以两个切开区域中的另一个作为边界彼此面对。
在这种情况下，第一凹进区域112a的至少一部分和第二凹进区域112b的至少一部分可彼此附着，以形成第一附着部114a，并且第三凹进区域112c的至少一部分和第四凹进区域112d的至少一部分可彼此附着，以形成第二附着部114b。与根据本发明一个实施方式的情况类似，在根据本发明另一个实施方式的情况下，第一凹进区域112a的两端之中的与主体部100a中的空白空间相邻的一端和第二凹进区域112b的两端之中的与主体部中的空白空间相邻的一端彼此附着，以形成第一附着部114a，并且第三凹进区域112c的两端之中的与主体部100a中的空白空间相邻的一端和第四凹进区域112d的两端之中的与主体部中的空白空间相邻的一端彼此附着，以形成第二附着部114b。
二次电池
根据本发明的二次电池可包括：具有电极和隔膜交替设置的结构的电极组件、和容纳电极组件的二次电池的壳体。用对上述壳体100的描述代替对二次电池的壳体的描述。
制造二次电池的壳体的方法
下文中，将参照前面关于图1至图6和二次电池的壳体的内容描述根据本发明的制造二次电池的壳体的方法。
根据本发明的制造二次电池的壳体的方法可包括：制备步骤，制备包括主体部100a的壳体100，主体部100a中形成有空白空间；和切开区域形成步骤，切割主体部100a的表面的至少一部分，以在主体部100a中形成切开区域。在切开区域形成步骤中，可在主体部100a的底表面中形成切开区域，并且切开区域可沿着主体部100a的底表面的外周具有封闭的曲线形状。更优选地，切开区域可沿着主体部100a的底表面的外周具有圆形形状。
此外，根据本发明的制造二次电池的壳体的方法可进一步包括：凹进步骤，将在切开区域形成步骤中形成的切开区域朝向主体部100中的空白空间凹进；和附着步骤，使在凹进步骤中凹进的区域的至少一部分彼此附着。
可通过凹进步骤形成上述的凹进部112，并且可通过附着步骤形成上述的附着部114，或第一附着部114a和第一附着部114b。
根据本发明，在切开区域形成步骤中，可形成两个切开区域。就是说，在根据本发明的制造二次电池的壳体的方法中的切开区域形成步骤中，可切割主体部100a的表面中的彼此间隔开的两个区域，以在主体部100a中形成两个切开区域。当通过切开区域形成步骤形成两个切开区域时，可在附着步骤之后在两个切开区域中分别形成附着部114a和114b。
虽然已经参照具体实施方式描述了本发明的实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，不背离随后权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种变化和修改。
[标号说明]
100：壳体
100a：主体部
110：气体排放装置
112：凹进部
112a：第一凹进区域
112b：第二凹进区域
112c：第三凹进区域
112d：第四凹进区域
114：附着部
114a：第一附着部
114b：第二附着部。

Claims (11)

1.一种二次电池的壳体，包括：
主体部，所述主体部形成所述壳体的主体并且在所述主体部中形成有空白空间；和
气体排放装置，所述气体排放装置形成在所述主体部中，并且当所述主体部中的所述空白空间的压力超过预定值时，所述气体排放装置形成将存在于所述主体部中的所述空白空间中的气体排放到外部的通路，
其中所述气体排放装置包括朝向所述主体部中的所述空白空间凹进的凹进部，
在所述凹进部中形成有被切割的切开区域，并且
当所述主体部中的所述空白空间的压力超过所述预定值时，通过所述凹进部的所述切开区域形成所述通路。
2.根据权利要求1所述的壳体，其中所述凹进部包括第一凹进区域和第二凹进区域，
其中所述第一凹进区域和所述第二凹进区域以所述凹进部的所述切开区域作为边界彼此面对。
3.根据权利要求2所述的壳体，进一步包括：通过使所述第一凹进区域的至少一部分和所述第二凹进区域的至少一部分彼此附着而形成的第一附着部，
其中，当所述主体部中的所述空白空间的压力超过所述预定值时，所述附着部的附着力被释放，以形成所述通路。
4.根据权利要求3所述的壳体，其中所述第一附着部与所述主体部的内表面分隔开。
5.根据权利要求1所述的壳体，其中所述凹进部形成在所述主体部的底表面中。
6.根据权利要求5所述的壳体，其中所述凹进部形成为沿着所述主体部的所述底表面的外周具有封闭的曲线形状。
7.根据权利要求2所述的壳体，其中形成在所述凹进部中的所述切开区域设置为多个。
8.根据权利要求7所述的壳体，其中所述凹进部进一步包括第三凹进区域和第四凹进区域，
其中所述第三凹进区域和所述第四凹进区域以所述凹进部的多个所述切开区域中的一个作为边界彼此面对，并且
所述壳体进一步包括：通过使所述第三凹进区域的至少一部分和所述第四凹进区域的至少一部分彼此附着而形成的第二附着部。
9.一种二次电池，包括：
具有电极和隔膜交替设置的结构的电极组件；和
容纳所述电极组件的根据权利要求1所述的二次电池的壳体。
10.一种制造二次电池的壳体的方法，所述方法包括：
制备步骤，制备包括主体部的壳体，所述主体部中形成有空白空间；
切开区域形成步骤，切割所述主体部的表面的至少一部分，以在所述主体部中形成切开区域；
凹进步骤，将在所述切开区域形成步骤中形成的所述切开区域朝向所述主体部中的所述空白空间凹进；和
附着步骤，使在所述凹进步骤中凹进的区域的至少一部分彼此附着。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述切开区域形成步骤中，切割所述主体部的表面中的彼此间隔开的两个区域，以在所述主体部中形成两个切开区域。
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