CN115191057A - 电池单元及包括该电池单元的电池模块 - Google Patents

电池单元及包括该电池单元的电池模块 Download PDF

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Abstract

一种根据本发明的实施方式的电池单元,该电池单元包括:电池壳体,在电池壳体中在所述容纳部分中安装有电极组件,电池壳体包括密封部分,该密封部分具有通过热熔融来密封其外周的结构;电极引线,其电连接至电极接头并经由密封部分从电池壳体向外突出,该电极接头被包括在电极组件中;以及引线膜,其位于电极引线的上部和下部中的至少一个中的与密封部分相对应的部分处,其中,在引线膜的内部形成有凹部,并且凹部经由密封部分延伸并且被封闭在引线膜中。

Description

电池单元及包括该电池单元的电池模块
技术领域
本申请要求于2021年1月11日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2021-0003185的优先权。
本公开涉及一种电池单元及包括该电池单元的电池模块,并且更具体地说,涉及改进了电池单元内部产生的气体的向外排放的电池单元以及包括该电池单元的电池模块。
背景技术
随着技术的发展及对移动装置需求的增加,对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。特别地,二次电池作为不仅用于诸如移动电话、数码相机、笔记本和可穿戴装置的移动装置而且还用于诸如电动自行车、电动车辆和混合动力车辆的动力装置的能源受到极大关注。
依据电池壳体的形状,这些二次电池分类为电池组件包括在圆柱状或棱柱状金属罐中的圆柱状电池和棱柱状电池,以及电池组件包括在铝层压片的袋状壳体中的袋状电池。这里,包括在电池壳体中的电池组件是电力元件,该电力元件包括正极、负极和置于正极和负极之间的隔膜并且能够充电和放电,并且分类为果冻卷型和层叠型,在果冻卷型中,涂敷有活性物质的长片状的正极和负极在隔膜置于它们之间的情况下卷绕,在层叠型中。多个正极和负极在隔膜置于它们之间的情况下顺序地层叠。
在这些二次电池当中,特别地,层叠型或层叠/折叠型电池组件包括在由铝层压片制成的袋状电池壳体中的袋状电池由于制造成本低、重量轻、易于改装而正在越来越多地被使用。
图1是示出了传统电池单元的俯视图。图2是沿图1的轴线a-a′截取的截面图。参照图1和图2,传统的电池单元10包括电池壳体20,电池壳体20具有容纳部分21和密封部分25,在容纳部分21中安装有电池组件11,密封部分25通过热熔融来密封电池壳体20的外周而形成。这里,电池单元10包括经由密封部分25突出到电池壳体20之外的电极引线30,以及位于电极引线30的上部和下部与密封部分25之间的引线膜40。
然而,随着近年来电池单元的能量密度增加,存在的问题在于:电池单元内部产生的气体量也增加。在传统的电池单元10的情况下,不包括能够排出在电池单元内部产生的气体的部件,因此由于气体产生而可能在电池单元中发生排气。另外,水分可能渗入因排气而损坏的电池单元中,这可能会引起副反应,并且存在电池性能劣化并产生附加气体的问题。因此,越来越需要开发一种电池单元,该电池单元使电池单元内部产生的气体的向外排放得到改进。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决相关技术的问题,因此本公开旨在提供一种电池单元及包括该电池单元的电池模块,该电池单元改进了电池单元内部产生的气体的向外排放的。
本公开要解决的目的不限于上述目的,并且本领域技术人员可以从本说明书和附图清楚地理解这里未提及的目的。
技术方案
在本公开的一个方面中,提供了一种电池单元,该电池单元包括:电池壳体,所述电池壳体具有容纳部分和密封部分,在所述容纳部分中安装有电极组件,所述密封部分通过以热熔融来密封所述电池壳体的外周而形成;电极引线,其电连接至电极接头,该电极接头包括在电极组件中并经由密封部分突出到电池壳体之外;以及引线膜,其位于电极引线的上部和下部中的至少一个中的与密封部分相对应的部分处,其中,在引线膜的内部形成有凹部,并且凹部经由密封部分延伸并封闭在引线膜内部。
电池单元还可以包括内层,其被配置为覆盖引线膜的凹部的内表面的至少一个表面。
内层的材料与引线膜的材料相比可以具有更高的熔点,并且可以不与电解液反应。
引线膜可以含有聚烯烃基材料。
内层可以含有聚烯烃基材料、氟基材料和多孔陶瓷基材料中的至少一种。
引线膜的的长度可以大于电极引线的宽度。
凹部可以位于电极引线上方。
凹部可以位于电极引线的端部与引线膜的端部之间。
引线膜所述引线膜的宽度可以大于所述密封部分的宽度并且小于所述电极引线的长度。
凹部的两个端部可以分别位于密封部分的端部与引线膜的端部之间。
凹部可以具有矩形形状。
凹部可以包括彼此连接的一对第一凹部和一对第二凹部,第一凹部可以沿电极引线的突出方向延伸,以及第二凹部可以沿密封部分的长度方向延伸。
引线膜可以包括第一引线膜和第二引线膜,第一引线膜可以位于电极引线的上部,以及第二引线膜可以位于电极引线的下部。
电极引线可以位于第一引线膜和第二引线膜之间,且第一引线膜和第二引线膜可以彼此连接。
凹部可以位于第一引线膜和第二引线膜中的至少一个中。
凹部的一个端部与电池壳体的外表面相比可以位于更外侧。
凹部的另一端部与电池壳体的内表面相比可以位于更内侧。
凹部的与电池壳体的外表面相比位于更外侧的面积可以与凹部的与电池壳体的内表面相比位于更内侧的面积相同。
凹部的与电池壳体的外表面相比位于更外侧的面积可以大于凹部的与电池壳体的内表面相比位于更内侧的面积。
基于电极引线的突出方向,引线膜的围绕凹部的前表面的宽度可以为2mm以上。
引线膜的围绕凹部的上表面的厚度可以为100μm至300μm。
引线膜在60℃可以具有20Barrer至60Barrer的气体渗透率。
引线膜在25℃、50%RH的条件下在10年内可以具有0.02g至0.2g的水分渗透量。
在本公开的另一方面,还提供了一种电池模块,其包括上述的电池单元。
技术效果
根据实施方式,本公开提供了一种在引线内部具有凹部的电池单元以及包括该电池单元的电池模块,因此可以改善在电池单元内部产生的气体的向外排放。
本公开的效果不限于以上效果,并且本领域技术人员通过本说明书和附图将清楚地理解这里未提及的效果。
附图说明
图1是示出了传统电池单元的俯视图。
图2是沿图1的轴线a-a′截取的截面图。
图3是示出了根据本实施方式的电池单元的俯视图。
图4是示出了包括在图3的电池单元中的电极引线的立体图。
图5是沿图4的轴线c-c′截取的截面图。
图6是沿图4的轴线d-d′截取的截面图。
图7是沿图3的轴线b-b′截取的截面图。
图8是示出了在电池单元内部产生并排出到外部的气体的流动的图。
图9是示出了图3的电池单元中的电极引线的放大图。
图10是示出了根据图9的另一实施方式的电极引线的图。
图11是示出根据图9的(a)中的密封部分的位置的电极引线的放大图。
具体实施方式
在下文中,参照附图,将详细描述本公开的各种实施方式,以便容易被本领域技术人员容易实现。本公开可以以各种不同的形式实现并且不限于本文描述的实施方式。
为了清楚地解释本公开,省略了与描述无关的部分,并且在整个说明书中相同或相似的部件被赋予相同的附图标记。
另外,由于附图中所示的每个部件的大小和厚度是为了便于描述而任意表示的,因此本公开并非必须限于附图。为了在附图中清楚地表示各个层和区域,厚度被放大。此外,在附图中,为了便于说明,夸大了一些层和区域的厚度。
另外,在整个说明书中,当某一部分“包括”某个部件时,除非另有提及,否则这意味着可以进一步包括其他部件,而不是排除其他部件。
另外,在整个说明书中,当提及“俯视图”时,是指从上方观察到的目标部分,当提及“截面图”时,是指从侧面观察到的目标部分的垂直切割截面。
在下文中,将描述根据本公开的实施方式的袋状电池单元100。然而,这里将基于袋状电池单元100的两个侧表面中的一个侧表面进行描述,但并非必须限于此,并且在另一个侧表面的情况下可以描述相同或相似的内容。
图3是示出了根据本实施方式的电池单元的俯视图。
参照图3,根据该实施方式的电池单元100包括电池壳体200、电极引线300和引线膜400。
电池壳体200包括其内安装电极组件110的容纳部分210,以及通过热熔密封电池壳体的外周而形成的密封部分250。电池壳体200可以是包括树脂层和金属层的层压片。更具体地说,电池壳体200可以由层压片制成,并且可以包括形成最外层的外树脂层、防止材料渗透的阻挡金属层和用于密封的内树脂层。
此外,电极组件110可以具有果冻卷型(卷绕型)、层叠型(层压型)或复合型(层叠/折叠型)的结构。更具体地说,电极组件110可以包括正极、负极和设置在它们之间的隔膜。
在下文中,将主要描述电极引线300和引线膜400。
图4是示出了包括在图3的电池单元中的电极引线的立体图。
参照图3和图4,电极引线300电连接到电极组件110中包括的电极接头(未示出),并经由密封部分250突出到电池壳体200之外。另外,引线膜400位于在电极引线300的上部和下部中的至少一个中的对应于密封部分250的部分。因此,引线膜400可以提高密封部分250和电极引线300的密封属性,同时防止在热熔期间在电极引线300中发生短路。
图5是沿图4的轴线c-c′截取的截面图。图6是沿图4的轴线d-d′截取的截面图。
参照图5和图6,在引线膜400中,在引线膜400的内部形成有凹部450,凹部450经由密封部分250延伸但是封闭在引线膜400中。
因此,在引线膜400中,在电池壳体200内部产生的气体可以由于与凹部450内部的压力差而被排到凹部450,并且被引入到凹部450中的气体由于压力差可以朝向外部排出。另外,由于引线膜400的凹部450是封闭的,所以凹部450不会暴露于电池壳体200内部的电解液,并且可以确保袋的气密性和耐久性。
通过调整凹部450在电池壳体200的内侧和外侧中的每一侧中暴露出的面积,可以控制排出气体的量。
图7是沿图3的轴线b-b′截取的截面图。
参照图7,凹部450的一端与电池壳体200的内表面可以位于更内侧。另外,凹部450的另一端与电池壳体200的外表面相比可以位于更外侧。
这里,电池壳体200的内表面是指电池壳体200的密封部分250在电池内侧的端部。另外,电池壳体200的外表面是指电池壳体200的密封部分250在电池外侧的端部。
因此,引线膜400可以使凹部450的面积最大化并排出大量气体。
在本公开的一个实施方式中,凹部450的与电池壳体200的外表面相比位于更外侧的面积可以与凹部450的与电池壳体200的内表面相比位于更内侧的面积相同。
在本公开的另一实施方式中,凹部450的与电池壳体200的外表面相比位于更外侧的面积可以大于凹部450的与电池壳体200的内表面相比位于更内侧的面积。排气量与排气面积和压力的乘积成正比。由于电池壳体200内部的压力大于电池壳体200外部的压力,因此如果凹部450的与电池壳体200的外表面相比位于更外侧的面积大于凹部450与电池壳体200的内表面相比位于更内侧的面积,则电池壳体200内部产生的气体可以更容易排出到外部。
在本公开的一个实施方式中,凹部450的与电池壳体200的外表面相比位于更外侧的面积可以是40mm2至80mm2。这是基于在60℃、1个大气压的内部压力下,每天可以排出约0.5cc至3cc的气体的大小。另外,这是在25℃、50%RH的条件下在10年内水分渗入量可以为0.02g至0.2g的大小。
参照图7,引线膜400的围绕凹部450的上表面和/或下表面的厚度H可以是100μm至300μm,或者100μm至200μm。如果引线膜400的围绕凹部450的上表面的厚度H满足以上范围,则电池壳体200内部的气体可以更容易地排出到外部。
参照图7,基于电极引线300的突出方向,引线膜400的围绕凹部450的前表面和/或后表面的宽度W可以是2mm以上,或者2mm至3mm。这里,引线膜400的围绕凹部450的前表面的宽度是指在凹部450处的电池壳体200的外端与在引线膜400处的电池壳体200的外端之间的距离的最大值,而引线膜400的围绕凹部450的后表面的宽度是指在凹部450处的电池壳体200的内端与在引线膜400处电池壳体200的内端之间的距离的最大值。如果引线膜400的围绕凹部450的前和/或后表面的宽度W满足以上范围,则可以容易地防止在电池壳体200内部产生气体被排出到外部的同时引线膜400被撕裂的现象。
图8是示出了在电池单元内部产生并排出到外部的气体的流动的图。
参照图8,在电池单元100内部产生的气体可以朝向引线膜400的凹部450排出。这里,电池单元100的内部压力高于凹部450的内部压力,并且由此产生的压力差可以作为气体的驱动力。另外,由于从电池单元100的内部引入的气体,凹部450的内部可以与外部具有压力差,使得被引入凹部450中的气体可以被排出到外部。
因此,在电池单元100内部产生的气体可以朝向凹部450排出,并且被引入凹部450中的气体可以容易地朝向外部排出。另外,也可以增加在电池单元100内部产生并被排出到外部的气体量。
此时,在电池壳体200内部产生的气体可以经由凹部450和围绕凹部450的上表面的引线膜400沿Z轴方向排出。例如,当凹部450暴露于电池壳体200的外部时,在电池壳体200内部产生的气体可以经由凹部450和围绕凹部的上表面的引线膜400沿Z轴方向排出。
在本公开的一个实施方式中,引线膜400的气体渗透率在60℃可以是20Barrer(巴)至60Barrer,或30Barrer至40Barrer。例如,引线膜400的二氧化碳气体渗透率可以满足以上范围。另外,基于200μm的引线膜400的厚度,气体渗透率在60℃可以满足以上范围。如果引线膜400的气体渗透率满足以上范围,则可以更有效地排出在二次电池内部产生的气体。
在本说明中,可以通过ASTM F2476-20来测量气体渗透率。
在本公开的一个实施方式中,在25℃、50%RH的条件下,引线膜400的水分渗透量在10年内可以是0.02g至0.2g,或0.02g至0.04g,或0.06g、或0.15g。如果引线膜400的水分渗透量满足以上范围,则可以更有效地防止水分从引线膜400渗透。
在本公开的一个实施方式中,引线膜400在60℃的条件下具有20Barrer至60Barrer的气体渗透率,在25℃、50%RH的条件下在10年内具有0.02g至0.2g的水分渗透量。如果引线膜400的气体渗透率和水
分渗透量满足以上范围,则可以在排出在二次电池内部产生的气体的同时更有效地防止水分从外部渗入。
可以采用ASTM F 1249方法来测量引线膜400的水分渗透量。此时,可以使用由MCOON官方认证的装备来测量水分渗透量。
在本公开的一个实施方式中,引线膜400可以包括聚烯烃基树脂。例如,引线膜400可以包括满足上述气体渗透率和/或水分渗透量值的聚烯烃基树脂。聚烯烃基树脂可以包括选自由聚丙烯、聚乙烯和聚二氟乙烯(PVDF)构成的组中的至少一种材料。虽然引线膜400含有聚丙烯,但引线膜400的气体渗透率在60℃可以是20Barrer至60Barrer。此外,水分渗透量可以为0.06g至0.15g。在这种情况下,可以更有效地排出在二次电池内部产生的气体,并且可以容易地防止水分从外部渗入。
另外,由于引线膜400由上述材料制成,因此引线膜400可以保持电池单元100的气密性并防止内部电解液泄漏。
另外,参照图5和6,引线膜400还可以包括覆盖凹部450的内表面中的至少一个的内层410。
例如,参照图5的(a)和图6的(a),凹部450中的内层410可以覆盖引线膜400的整个表面。也就是说,内层410可以形成在凹部450的整个内表面上。
因此,即使引线膜400在位于电极引线300的上部和下部中的至少一个中的状态下与密封部分250一起热熔融,凹部450可以通过内层410保留在非热熔融状态中。
作为另一示例,参照图5的(b)和图6的(b),内层410可以覆盖凹部450的内表面当中的上表面或下表面。也就是说,凹部450可以具有形成在彼此面对的上表面和下表面中的至少一个上的内层410。
因此,在引线膜400使形成在凹部450中的内层410最小化的同时,凹部450可以通过内层410保留在非热熔融状态。另外,可以简化制造工艺并且可以降低成本。
更具体地说,内层410可以由与构成引线膜400的材料相比具有更高熔点的材料制成。另外,内层410可以由不与容纳于电池壳体200中的电解液反应的材料制成。因此,由于内层410由上述材料制成,因此内层410不会单独与电解液反应并且不会在高温热熔融工艺中引起热熔融、热变形等,使得凹部450可以保持是空的。另外,电池壳体200中产生的气体可以容易地排出到外部。
在本公开的一个实施方式中,内层410的厚度可以为100μm以下。
在本公开的一个实施方式中,内层410的透气率可以为40Barrer以上。例如,内层410的二氧化碳渗透度可以满足以上范围。
例如,内层410可以包括聚烯烃基材料、氟基材料和多孔陶瓷基材料中的至少一种。例如,内层410可以包括满足以上气体渗透率值的聚烯烃基材料、氟基材料和多孔陶瓷基材料中的至少一种。聚烯烃基材料可以包括选自由聚丙烯、聚乙烯和聚二氟乙烯(PVDF)构成的组中的至少一种材料。氟基材料可以包括选自由聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯构成的组中的至少一种材料。另外,内层410可以包括吸气材料,使得可以增加气体渗透率同时可以使透水性最小化。作为示例,吸气材料可以是氧化钙(CaO)、氧化钡(BaO)、氯化锂(LiCl)、二氧化硅(SiO2)等,并且可以使用与水(H2O)反应的任何材料,而不用仅限于此。
内层410可以在引线膜400和内层410之间具有粘合材料,或者可以与引线膜400一起被拉伸并粘合到引线膜400上。粘合材料可以包括丙烯酸基材料。特别地,当内层410与引线膜400一起被拉伸时,内层410的气体渗透率可以是40Barrer以上。
图9是示出了图3的电池单元中的电极引线的放大图。图10是示出了图9的另一实施方式的电极引线的图。图11是示出了根据图9的(a)中的密封部分的位置的电极引线的放大图。
参照图9和图10,在引线膜400中,凹部450可以形成在相对于电极引线300的各种位置处。
例如,如图9的(a)和图10的(a)所示,在引线膜400中,凹部450可以位于电极引线300上方。更具体地说,凹部450可以形成在与电极引线300的中央相对应的位置处。
作为另一示例,如图9的(b)和图10的(b)所示,引线膜400的长度可以大于电极引线300的宽度,并且凹部450可以位于电极引线300的端部和引线膜400的端部之间。这里,引线膜400的长度是指在与电极引线300的突出方向正交的方向上引线膜400的一个端部与另一端部之间的距离的最大值,并且电极引线300的宽度是指在与电极引线300的突出方向正交的方向上电极引线300的一个端部与另一端部之间的距离的最大值。换言之,在引线膜400中,凹部450可以形成在避开电极引线300的位置处。然而,凹部450的位置不限于上述,并且凹部450可以形成在引线膜400内的适当位置处。
因此,通过调整形成在引线膜400中的凹部450的位置,可以控制引线膜400的耐久性和气密性。另外,如果需要,通过根据凹部450的位置调整凹部450的大小,可以简化制造工艺并降低成本。
参照图9和图10,在引线膜400中,凹部450可以形成为各种形状。
例如,如图9所示,凹部450可以包括彼此连接的一对第一凹部和一对第二凹部,其中第一凹部可以沿着电极引线300的突出方向延伸并且第二凹部可以沿着密封部分250的长度方向延伸。这里,密封部分250的长度方向是指与电极引线300的突出方向垂直的方向。
作为另一示例,凹部450可以具有如图10所示的矩形形状。这里,引线膜400的宽度可以大于密封部分250的宽度并且可以小于电极引线300的长度。这里,引线膜400的宽度是指在电极引线300的突出方向上引线膜的一个端部和另一端部之间距离的最大值。密封部分250的宽度是指在电极引线300的突出方向上密封部分250的一个端部和另一端部之间距离的最大值。电极引线300的长度是指在电极引线300的突出方向上电极引线300的一个端部和另一端部之间距离的最大值。此时,凹部450的两个端部可以分别位于密封部分250的端部和引线膜400的端部之间。然而,凹部450的形状不限于以上,并且凹部450可以在引线膜400内以适当的形状形成。
因此,通过调整形成在引线膜400中的凹部450的形状,可以控制引线膜400的耐久性和气密性。另外,通过根据需要改变凹部450的形状,可以简化制造工艺并降低成本。
参照图11,在引线膜400中,凹部450的与外部相邻的一个表面可以与引线膜400的端部相邻地形成。与图11的(a)和图11的(b)相比,即使改变与引线膜400接触的密封部分250的位置,也可以发现对凹部450的与外部相邻的一个表面没有影响。在此,虽然图11涉及具有图9的形状的凹部450,但是相同的描述可以应用于图10的情况。
因此,在本实施方式中,在根据在热熔融工艺中产生的引线膜400和密封部分250的位置的误差范围内,凹部450的与外部相邻的一个表面可以基于电池壳体200均匀地保持位于外部的面积,并且也可以均匀地保持电池壳体200中被引入凹部450的气体可以排出到外部的面积。因此,存在以下优点:还可以保持凹部450的排气效果。
参照图4至图6,引线膜400可以包括第一引线膜和第二引线膜,第一引线膜可以位于电极引线300的上部,而第二引线膜可以位于电极引线300的下部。此时,电极引线300可以在位于第一引线膜和第二引线膜之间的状态下与密封部分250一起被热熔融,使得第一引线膜和第二引线膜可以彼此连接。
因此,引线膜400可以防止电极引线300的侧表面暴露于外部,同时提高密封部分250和电极引线300的密封属性。
例如,在引线膜400中,凹部450可以位于第一引线膜和第二引线膜中的至少一个中。更具体地说,在引线膜400中,凹部450可以基于电极引线300而形成在第一引线膜或第二引线膜中,或者凹部450可以基于电极引线300而形成在第一引线膜和第二引线膜二者上。然而,凹部450的数量不限于以上,并且可以以适当的数量形成引线膜400。
因此,通过调整形成在引线膜400中的凹部450的数量,可以控制引线膜400的耐久性和气密性。此外,通过根据需要使凹部450的数量最小化,可以简化制造工艺并降低成本。
作为示例,通过电池单元100内部的气体,凹部450与图7相比可以朝向上侧和下侧局部地扩展。然而,在本实施方式中,由于凹部450从电池壳体的内部和外部封闭,因此膨胀程度可相对小,并且因此部件的变形也可相应地变小。
根据本公开的另一实施方式的电池模块包括上述电池单元。同时,根据该实施方式的一个或更多个电池模块可以被封装在电池组壳体中以形成电池组。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种装置。这些装置可以是诸如电动自行车、电动车辆、混合动力电动车辆之类的交通工具,但本公开不限于此,并且本公开可以应用于可以使用电池模块及包括该电池模块的电池组的各种装置,这也在本公开的权利范围内。
尽管以上已经详细描述了本公开的优选实施方式,但是本公开的权利范围不限于此,并且本领域的技术人员使用在所附权利要求中限定的本公开的基本概念做出的各种修改和改进也落入本公开的权利范围内。

Claims (24)

1.一种电池单元,该电池单元包括:
电池壳体,所述电池壳体具有容纳部分和密封部分,在所述容纳部分中安装有电极组件,所述密封部分通过以热熔融来密封所述电池壳体的外周而形成;
电极引线,所述电极引线电连接至被包括在所述电极组件中的电极接头并且经由所述密封部分突出到所述电池壳体之外;以及
引线膜,所述引线膜位于所述电极引线的上部和下部中的至少一个中的与所述密封部分对应的部分处,
其中,在所述引线膜的内部形成有凹部,并且
所述凹部经由所述密封部分延伸并且封闭在所述引线膜内部。
2.根据权利要求1所述的电池单元,该电池单元还包括:
内层,该内层被配置为覆盖所述引线膜的凹部的内表面的至少一个表面。
3.根据权利要求2所述的电池单元,
其中,所述内层的材料与所述引线膜的材料相比具有更高的熔点,并且不与电解液反应。
4.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述引线膜含有聚烯烃基材料。
5.根据权利要求3所述的电池单元,
其中,所述内层含有聚烯烃基材料、氟基材料和多孔陶瓷基材料中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述引线膜的长度大于所述电极引线的宽度。
7.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述凹部位于所述电极引线上方。
8.根据权利要求6所述的电池单元,
其中,所述凹部位于所述电极引线的端部与所述引线膜的端部之间。
9.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述引线膜的宽度大于所述密封部分的宽度并且小于所述电极引线的长度。
10.根据权利要求9所述的电池单元,
其中,所述凹部的两个端部分别位于所述密封部分的端部与所述引线膜的端部之间。
11.根据权利要求10所述的电池单元,
其中,所述凹部具有矩形形状。
12.根据权利要求10所述的电池单元,
其中,所述凹部包括彼此连接的一对第一凹部和一对第二凹部,
所述第一凹部沿所述电极引线的突出方向延伸,并且
所述第二凹部沿所述密封部分的长度方向延伸。
13.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述引线膜包括第一引线膜和第二引线膜,
所述第一引线膜位于所述电极引线的上部,并且
所述第二引线膜位于所述电极引线的下部。
14.根据权利要求13所述的电池单元,
其中,所述电极引线位于所述第一引线膜与所述第二引线膜之间,并且所述第一引线膜和所述第二引线膜彼此连接。
15.根据权利要求14所述的电池单元,
其中,所述凹部位于所述第一引线膜和所述第二引线膜中的至少一个中。
16.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述凹部的一个端部与所述电池壳体的外表面相比位于更外侧。
17.根据权利要求16所述的电池单元,
其中,所述凹部的另一端部与所述电池壳体的内表面相比位于更内侧。
18.根据权利要求16所述的电池单元,
其中,所述凹部的与所述电池壳体的外表面相比位于更外侧的面积与所述凹部的与所述电池壳体的内表面相比位于更内侧的面积相同。
19.根据权利要求16所述的电池单元,
其中,所述凹部的与所述电池壳体的外表面相比位于更外侧的面积大于所述凹部的与所述电池壳体的内表面相比位于更内侧的面积。
20.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,基于所述电极引线的突出方向,所述引线膜的围绕所述凹部的前表面的宽度为2mm以上。
21.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述引线膜的围绕所述凹部的上表面的厚度为100μm至300μm。
22.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述引线膜在60℃具有20Barrer至60Barrer的气体渗透率。
23.根据权利要求1所述的电池单元,
其中,所述引线膜在25℃、50%RH的条件下在10年内具有0.02g至0.2g的水分渗透量。
24.一种电池模块,该电池模块包括根据权利要求1所述的电池单元。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024092306A (ja) * 2022-12-26 2024-07-08 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188765A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd 薄型電池
CN104254934A (zh) * 2013-01-11 2014-12-31 株式会社Lg化学 包括集成阳极导线和阴极导线的二次电池及其制造方法
CN105684183A (zh) * 2013-09-24 2016-06-15 株式会社Lg化学 包括用于保护电极突片-引线接合部的膜件的袋状电池单元
KR20170096852A (ko) * 2016-02-17 2017-08-25 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그의 제조방법
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
CN110036507A (zh) * 2017-07-06 2019-07-19 株式会社Lg化学 包括其中形成有不对称凹口的电极引线的袋形二次电池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101370265B1 (ko) * 2012-04-17 2014-03-04 주식회사 엘지화학 이차전지, 이에 적용되는 이차전지용 부품 및 이차전지의 제조 방법
KR20140087773A (ko) * 2012-12-31 2014-07-09 주식회사 엘지화학 안정성이 향상된 파우치형 이차전지
US10141550B2 (en) * 2016-10-20 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Pouch battery cell assembly for traction battery
KR102361569B1 (ko) * 2018-04-23 2022-02-10 주식회사 엘지에너지솔루션 가스배출수단이 구비된 파우치형 이차전지
KR102531814B1 (ko) 2018-05-02 2023-05-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 상부 전극 및 플라즈마 처리 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188765A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd 薄型電池
CN104254934A (zh) * 2013-01-11 2014-12-31 株式会社Lg化学 包括集成阳极导线和阴极导线的二次电池及其制造方法
CN105684183A (zh) * 2013-09-24 2016-06-15 株式会社Lg化学 包括用于保护电极突片-引线接合部的膜件的袋状电池单元
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
KR20170096852A (ko) * 2016-02-17 2017-08-25 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그의 제조방법
CN110036507A (zh) * 2017-07-06 2019-07-19 株式会社Lg化学 包括其中形成有不对称凹口的电极引线的袋形二次电池

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