CN115244762A - 二次电池和包括该二次电池的装置 - Google Patents

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CN115244762A CN202180020433.1A CN202180020433A CN115244762A CN 115244762 A CN115244762 A CN 115244762A CN 202180020433 A CN202180020433 A CN 202180020433A CN 115244762 A CN115244762 A CN 115244762A
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Abstract

根据本公开内容的实施例的二次电池包括：果冻卷电极组件，其中阴极片、阳极片和插入在所述阴极片与所述阳极片之间的隔膜卷绕在一起；和安装有所述果冻卷电极组件的电池壳体，其中所述电池壳体被配置为使得朝向所述果冻卷电极组件的中心凹陷的流路形成在所述电池壳体的下部，所述流路包括第一流路和位于所述第一流路的中心的第二流路，所述第二流路的上部朝向所述第一流路的上部开口。

Description

二次电池和包括该二次电池的装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0128637号和于2021年10月5日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0131694号的优先权，通过引用将所述韩国专利申请的全部公开内容并入本文。
本公开内容涉及二次电池和包括该二次电池的装置，更具体地，涉及一种具有提高的冷却性能的二次电池和包括该二次电池的装置。
背景技术
随着技术发展和对移动装置需求的增加，对电池作为能源的需求正在迅速增加。特别是，二次电池作为电动自行车、电动车辆、混合动力车辆等动力驱动装置的能源、以及诸如手机、数码相机、笔记本电脑和可穿戴装置之类的移动装置的能源而备受关注。
根据电池壳体的形状，二次电池分为电极组件内置在圆柱形金属罐中的圆柱形电池、电极组件内置在棱柱形金属罐中的棱柱形电池、和电极组件内置在由铝层压板形成的袋型壳体中的袋型电池。其中，圆柱形电池具有容量较大、结构稳定的优点。
特别是，在要求高输出的大容量二次电池的情况下，随着电池的直径和/或尺寸增加，厚度也增加。使用传统的外部冷却方法可能难以在二次电池内部进行充分的冷却。此外，二次电池内部的均匀冷却是不可能的。此外，传统的外部冷却方法可能会在二次电池内部形成过大的温度梯度，从而导致二次电池的性能出现偏差和劣化，也可能存在因锂沉积或过热而引起火灾的风险。因此，考虑到二次电池的大容量，需要开发具有提高的冷却性能的二次电池。
发明内容
技术问题
本公开内容的一个目的是提供一种具有提高的冷却性能的二次电池和包括该二次电池的装置。
本公开内容的目的不限于上述目的，本领域技术人员通过以下详细描述和附图应当清楚地理解本文中未描述的其他目的。
技术方案
根据本公开内容的一个方面，提供了一种二次电池，包括：果冻卷电极组件，其中阴极片、阳极片和插入在所述阴极片与所述阳极片之间的隔膜卷绕在一起；和安装有所述果冻卷电极组件的电池壳体，其中所述电池壳体被配置为使得朝向所述果冻卷电极组件的中心凹陷的流路形成在所述电池壳体的下部，所述流路包括第一流路和位于所述第一流路的中心的第二流路，所述第二流路的上部朝向所述第一流路的上部开口。
在所述第一流路和所述第二流路的至少一个中可形成有突起。
所述突起可形成在所述第一流路上。
所述突起可包括至少两个突起。
所述突起可由散热片形成。
所述至少两个突起可彼此间隔相同的距离。
所述突起可形成为直线形或半圆形。
所述第一流路的直径可小于所述果冻卷电极组件的中心的直径。
所述第一流路和所述第二流路的高度可小于所述果冻卷电极组件的高度。
喷嘴可连接到所述第二流路的下部，并且所述喷嘴可对所述第二流路的内部施加正压或负压。
至少两个连接部可位于所述第一流路与所述第二流路之间。
所述连接部可从所述第一流路或所述第二流路的下部延伸到上部。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种包括上述二次电池的装置。
有益效果
根据实施例，本公开内容的二次电池和包括该二次电池的装置可提高冷却性能。
本公开内容的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从详细描述和附图中清楚地理解以上未描述的其他效果。
附图说明
图1是根据本公开内容的一个实施例的二次电池的局部截面图；
图2是图1的二次电池中包含的流路的下部的放大图；
图3是示出外部喷嘴连接到图1的二次电池的结构的图；
图4和图5是根据本公开内容的另一实施例的二次电池的局部截面图；
图6是示意性地示出根据本公开内容的另一实施例的包括在二次电池中的流路的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开内容的各种实施例，以便本领域技术人员能够容易地实施它们。本公开内容可以以各种不同的方式修改，并且不限于在此阐述的实施例。
与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开内容，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开内容不必限于附图中所示的那些。在附图中，为了清楚起见夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了描述方便，一些层和区域的厚度被夸大。
此外，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”某个部件时，除非另有说明，否则意味着该部分可进一步包括其他部件，而不排除其他部件。
此外，在整个说明书中，当称为“平面”时，意味着从上方观察的目标部分，并且当称为“截面”时，意味着从竖直切割的截面部分的侧面观察的目标部分。
现在，将描述根据本公开内容的实施例的二次电池。然而，本文的二次电池不限于圆柱形电池，可以以相同或相似的内容描述具有各种形状的二次电池。
图1是根据本公开内容的实施例的二次电池的局部截面图。图2是图1的二次电池中包含的流路的下部的放大图。
参考图1，根据本公开内容的实施例的二次电池100包括：果冻卷电极组件110，其中阴极片、阳极片和插入在阴极片与阳极片之间的隔膜卷绕在一起；和安装有果冻卷电极组件110的电池壳体120。这里，电池壳体120被配置为使得朝向果冻卷电极组件110的中心凹陷的流路130和140形成在电池壳体120的下部。
因此，根据本实施例的二次电池100被配置为使得流路130和140形成在电池壳体120的下部，因此流入和移动至流路130和140的流体可以吸收在果冻卷电极组件110的中心产生的热量。由此，根据本实施例的二次电池100可以提高冷却性能。
流路130和140包括第一流路130和位于第一流路130的中心的第二流路140。这里，第二流路140的上部朝向第一流路130的上部开口。因此，流入第二流路140或从第二流路140流出到第一流路130的流体可以朝向第一流路130的上部在所有方向上移动。
此外，第一流路130和第二流路140允许流体移动通过它们的上部。在一个示例中，流入第二流路140的流体移动到第二流路140的上部并流入第一流路130的上部。流入第一流路130的上部的流体可以朝向第一流路130的下部移动。相反，流入第一流路130的流体移动到第一流路130的上部并流入第二流路140的上部。流入第二流路140的上部的流体可以朝向第一流路130的下部移动。
由此，流路130及140包括第一流路130及第二流路140，流入流路130及140的流体可依序移动通过第一流路130和第二流路140，使得流体的移动路径可以形成很长。此外，形成长的流体移动路径可以增加流体流入流路130和140的时间。此外，可以提高果冻卷电极组件110的冷却性能。
此外，流路130和140允许流体分别移动通过第一流路130和第二流路140的上部，使得由第一流路130和第二流路140形成的移动路径可以形成得更长。此外，不仅在与电池壳体的外表面相邻的果冻卷电极组件110的中心，也在果冻卷电极组件110的中心的上端容易地进行冷却。
参考图1和图2，第一流路130和第二流路140的直径可以小于果冻卷电极组件110的中心的直径。特别地，第一流路130的直径小于果冻卷电极组件110的中心的直径，第二流路140的直径可以小于第一流路130的直径。此外，第一流路130和第二流路140的高度可以小于果冻卷电极组件110的高度。具体地，第一流路130的高度小于果冻卷电极组件110的高度，第二流路140的高度可以小于第一流路130的高度。
参考图1和图2，根据本实施例的二次电池100可被配置为使得至少两个连接部150位于第一流路130和第二流路140之间。此外，连接部150可以从第一流路130或第二流路140的下部延伸至上部。
因此，连接部150可以将第二流路140固定到第一流路130而不干扰流入或移动到第一流路130和第二流路140的流体。
作为示例，连接部150可以由诸如散热片的材料形成。然而，连接部150的材料不限于散热片，在本实施例中可以包括任何具有高导热率的构件。
因此，连接部150除了具有将第一流路130和第二流路140相互固定的效果外，还能够增加沿连接部150移动的流体的移动时间，因此可以进一步提高冷却性能。
图3是示出外部喷嘴连接到图1的二次电池的结构的图。参考图3，在根据本实施例的二次电池100中，喷嘴200可以连接到第二流路140的下部。这里，喷嘴200可以对第二流路140的内部施加正压或负压。
参考图3的(a)，当喷嘴200对第二流路140的内部施加负压时，通过喷嘴200，第二流路140的内部的流体移动到第二流路140的下部，并且第一流路130的上部的流体填充到第二流路140的上部。由此，第一流路130下部的流体也移动到第一流路130的上部，第一流路130的下部允许外部流体移动到第一流路130的内部。
类似地，参考图3的(b)，当喷嘴200对第二流路140的内部施加正压时，通过喷嘴200，第二流路140的内部的流体的移动到第二流路140的上部，第一流路130的内部的流体移动到第一流路130的下部。由此，第一流路130的下部的流体向外部移动。
因此，在根据本实施例的二次电池100中，当喷嘴150连接到流路130和140并且施加正压或负压时，流路130和140的内部的流体可以流过由第一流路130和第二流路140所形成的移动路径。由此，能够顺利地进行与流路130和140相邻的果冻卷电极组件110的中心的冷却，通过从喷嘴200施加压力能够进一步提高冷却性能。
图4和图5是根据本公开内容的另一个实施例的二次电池的局部截面图。
参考图4和图5，突起135可以形成在第一流路130和第二流路140的至少一个中。
作为示例，突起135可以形成在第一流路130上。这里，突起135可以形成在第一流路130上并且可以朝向第二流路140突出。因此，突起135形成在与果冻卷电极组件110相邻的第一流路130上，使得可进一步提高果冻卷电极组件110的冷却性能。
然而，突起135的位置不限于此，也可以形成在第一流路130和第二流路140两者上。
更具体地，突起135的高度可以小于第一流路130和第二流路140之间的距离。因此，第一流路130包括突起135，使得在第一流路130与第二流路140之间流动的流体的移动时间加长，也可以提高冷却性能。
此外，突起135可以包括至少两个突起。至少两个突起可以彼此间隔开相同的距离。因此，在根据本实施例的二次电池100中，在第一流路130和第二流路140之间流动的流体的冷却程度可以是均匀的。然而，本公开内容不限于此，至少两个突起也可以不对称地间隔开或者间隔开不均匀的距离。
此外，突起135包括至少两个突起，并且这些突起可以由散热片形成。因此，通过在第一流路130与第二流路140之间流动的流体，根据本实施例的二次电池100可以进一步提高冷却性能。
此外，参考图4和图5，突起135包括至少两个突起，并且这些突起可以形成为直线形或半圆形。更优选地，突起可以具有平缓形成的边缘。因此，在根据本实施例的二次电池100中，在第一流路130和第二流路140之间流动的流体可以容易地移动而不会停滞在特定部分。
图6是示意性地示出根据本公开内容的另一实施例的包括在二次电池中的流路的截面图。
参考图6的(a)，在根据本实施例的二次电池中，可以沿着第一流路130和第二流路140之间形成以螺旋形式延伸的突起135。更具体地，突起135可以沿第一流路130和第二流路140之间的倾斜方向延伸。
如此，突起135在第一流路130与第二流路140之间延伸的长度可最大化，使得可延长在第一流路130与第二流路140之间流动的流体的移动时间。也就是说，相对于注入流体的量，流体与第一流路130的接触时间可以有效地增加，并且冷却性能也可以相应地提高。
参见图6的(b)，在根据本实施例的二次电池中，在第一流路130和第二流路140之间形成突起135，并且突起135可以包括至少两个矩形板状突起。此时，与图4和图5类似，每个突起可以彼此间隔开相同的距离。然而，本公开内容不限于此，每个突起也可以不对称地或以不均匀的距离彼此间隔开。
由此，突起135包括板状突起，使得可增加在第一流路130与第二流路140之间流动的流体的接触面积，由此也可提高冷却性能。此外，突起135形成在与果冻卷电极组件110相邻的第一流路130上，使得可以进一步提高果冻卷电极组件110的冷却性能。
参考图6的(c)，在根据本实施例的二次电池中，突起135形成在第一流路130和第二流路140之间，并且突起135可以沿着第一流路130延伸。此时，突起135可以位于远离第二流路140的位置。
由此，突起135具有沿第一流路130延伸的形状，使得在第一流路130与第二流路140之间流动的流体的接触面积可以最大化，由此也可提高冷却性能。此外，突起135形成在与果冻卷电极组件110相邻的第一流路130上，使得可以进一步提高果冻卷电极组件110的冷却性能。
上述二次电池可以应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆等交通工具，但是本公开内容不限于此，并且也可以应用于能够使用二次电池的各种装置。
尽管上面已经详细描述了本公开内容的优选实施例，但是本公开内容的范围不限于此，本领域技术人员可以使用在所附权利要求中限定的本公开内容的基本概念进行各种修改和改进，这也落入本公开内容的范围内。
[附图标记说明]
100：二次电池
110：果冻卷电极组件
120：电池壳体
130：第一流路
140：第二流路
150：连接部
200：喷嘴

Claims (13)

1.一种二次电池，包括：
果冻卷电极组件，其中阴极片、阳极片和插入在所述阴极片与所述阳极片之间的隔膜卷绕在一起；和
安装有所述果冻卷电极组件的电池壳体，
其中所述电池壳体被配置为使得朝向所述果冻卷电极组件的中心凹陷的流路形成在所述电池壳体的下部，
其中所述流路包括第一流路和位于所述第一流路的中心的第二流路，
其中所述第二流路的上部朝向所述第一流路的上部开口。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中：
在所述第一流路和所述第二流路的至少一个中形成有突起。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中：
所述突起形成在所述第一流路上。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其中：
所述突起包括至少两个突起。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中：
所述突起由散热片形成。
6.根据权利要求4所述的二次电池，其中：
所述至少两个突起彼此间隔相同的距离。
7.根据权利要求4所述的二次电池，其中：
所述突起形成为直线形或半圆形。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中：
所述第一流路的直径小于所述果冻卷电极组件的中心的直径。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中：
所述第一流路和所述第二流路的高度小于所述果冻卷电极组件的高度。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中：
喷嘴连接到所述第二流路的下部，
所述喷嘴对所述第二流路的内部施加正压或负压。
11.根据权利要求1所述的二次电池，其中：
至少两个连接部位于所述第一流路与所述第二流路之间。
12.根据权利要求11所述的二次电池，其中：
所述连接部从所述第一流路或所述第二流路的下部延伸到上部。
13.一种装置，包括根据权利要求1所述的二次电池。
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