CN115280566A - 二次电池 - Google Patents

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朴政炫
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丁贤基
金文城
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Abstract

本发明涉及一种支撑电极组件的中心部分以增强稳定性和可靠性的二次电池。例如，公开了一种二次电池，该二次电池包括：电极组件，通过卷绕第一电极板、隔膜和第二电极板而形成；壳体，用于容纳电极组件；集流板，电连接到第一电极板并且结合到电极组件的上部；以及核心绝缘构件，在集流板的上部处结合到电极组件的卷绕中心，其中，核心绝缘构件包括具有内孔的插入部和从插入部的上端沿水平方向延伸的凸缘部。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池。
背景技术
与常规不能再充电的一次电池不同，二次电池可以再充电。由单个电池单体组成的低容量二次电池可以用作各种便携式小型电子装置(诸如智能电话、功能电话、笔记本计算机、数码相机和摄像机)的电源。其中数十个电池单体连接在电池组中的高容量二次电池可以用作马达驱动器(诸如，混合动力车辆或电动车辆中的马达驱动器)的电源。这种锂离子二次电池可以根据构造分类为圆柱形二次电池、棱柱形二次电池和袋形二次电池。
具体地，圆柱形二次电池通常包括圆柱形电极组件、电极组件结合到其的圆柱形壳体、注入到壳体中以使锂离子能够移动的电解质以及结合到壳体的一侧以防止电解质泄漏并防止电极组件分离的盖组件。
在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此其可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种支撑电极组件的中心部以增强稳定性和可靠性的二次电池。
技术方案
根据本发明的二次电池可包括：电极组件，通过卷绕第一电极板、隔膜和第二电极板而形成；壳体，用于容纳电极组件；集流板，电连接到第一电极板并且结合到电极组件的上部；以及核心绝缘构件，在集流板的上部处结合到电极组件的卷绕中心，其中，核心绝缘构件包括具有内孔的插入部和从插入部的上端沿水平方向延伸的凸缘部。
集流板可以包括形成在中心的中心孔，并且插入部可以通过中心孔插入到电极组件中。
插入部的长度可以大于第一电极板从隔膜的上端突出的长度。
插入部可以从凸缘部竖直地形成。
内孔的上直径和下直径可以彼此相等，并且插入部的上端的厚度可以大于下端的厚度。
内孔的上直径可以大于下直径，并且插入部的上端和下端的厚度可以彼此相等。
核心绝缘构件可以位于凸缘部和插入部之间，并且还可以包括固定槽，集流板固定到固定槽。
插入部可以包括切口部，切口部从顶部延伸到底部并将插入部分成多个区域。
当将电解质注入到壳体中时，切口部可以打开。
核心绝缘构件还可以包括延伸部，延伸部从凸缘部的一侧沿水平方向延伸以覆盖集流板的一部分。
有益效果
在根据本发明的实施例的二次电池中，通过包括结合到电极组件的卷绕中心的核心绝缘构件，可以防止电极组件的中心部分在电解质注入之后塌陷，从而增强二次电池的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的二次电池的剖视图。
图2是示出二次电池的一部分的分解透视图。
图3a是示出根据本发明的实施例的核心绝缘构件的透视图，并且图3b是其剖视图。
图4a是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的透视图，并且图4b是其剖视图。
图5a是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的透视图，并且图5b是其剖视图。
图7a是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的正视图，并且图7b是其平面图。
图8a是示出当注入电解质时图7a的核心绝缘构件的状态的正视图，并且图8b是其平面图。
图9是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
提供本发明的示例是为了向本领域技术人员更完整地解释本发明，并且可以以各种其他形式修改以下示例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此阐述的示例实施例。相反，提供这些示例实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员传达本发明的方面和特征。
另外，在附图中，为了简洁和清楚起见，夸大了各种组件的尺寸或厚度。同样的附图标记始终表示同样的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。
在此使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制公开。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
图1是示出根据本发明的实施例的二次电池的剖视图。图2是示出二次电池的一部分的分解透视图。图3a是示出根据本发明的实施例的核心绝缘构件的透视图，并且图3b是其剖视图。
参照图1和图2，根据本发明实施例的二次电池100包括电极组件110、第一集流板120、第二集流板130、壳体140、盖组件150和核心绝缘构件160。
电极组件110可以包括第一电极板111和第二电极板112以及置于第一电极板111与第二电极板112之间的隔膜113。电极组件110可以通过以果冻卷的形式卷绕第一电极板111、隔膜113和第二电极板112的层压体来形成。这里，第一电极板111可以用作正电极，并且第二电极板112可以用作负电极。
第一电极板111可以通过将第一电极活性物质(诸如过渡金属氧化物)施涂到由金属箔(诸如铝)形成的第一电极集流体来形成。在第一电极板111中，可以形成未施涂第一电极活性物质的第一电极未涂覆部分111a。第一电极未涂覆部分111a可以突出到电极组件110的上部以电连接到第一集流板120。在一些示例中，第一电极未涂覆部分111a可以突出超过第二电极板112和隔膜113。
第二电极板112可以通过将第二电极活性物质(诸如石墨或碳)施涂到由金属箔(诸如铜或镍)形成的第二电极集流体来形成。在第二电极板112中，可以形成未施涂第二电极活性物质的第二电极未涂覆部分112a。第二电极未涂覆部分112a可以突出到电极组件110的下部以电连接到第二集流板130。在一些示例中，第二电极未涂覆部分112a可以突出低于第一电极板111和隔膜113。
第一集流板120可以结合到电极组件110的上部，并且可以电连接到第一电极未涂覆部分111a。第一集流板120可以由圆形板形成，以对应于电极组件110的横截面。第一集流板120可以包括中心孔121、外周孔122、焊接部123和引线接片124。
中心孔121可以位于第一集流板120的中心处，并且外周孔122可以位于中心孔121的外周上。电解质可以通过中心孔121和外周孔122注入到壳体140中。另外，核心绝缘构件160可以结合到中心孔121。
引线接片124可以电连接到第一集流板120的一侧。外周孔122可以不形成在第一集流板120的与引线接片124连接的部分中。引线接片124可以连接到盖组件150，以将第一集流板120电连接到盖组件150。也就是说，引线接片124的一端可以电连接到第一集流板120，并且引线接片124的另一端可以电连接到盖组件150。当然，引线接片124可以与第一集流板120一体地形成。例如，第一集流板120的一部分可以形成为延伸以构成引线接片124，并且引线接片124可以弯曲以电连接到盖组件150。
焊接部123形成为从第一集流板120向下突出的凹槽的形式，并且可以形成多个焊接部。例如，如图2中所示，焊接部123包括四个凹槽，并且可以以“+”形状布置。也就是说，各个焊接部123可以布置成相对于第一集流板120的中心以90度的间隔彼此间隔开。同时，在本发明中，焊接部123的数量不受限制，并且焊接部123的数量可以不少于4或更少。在一些示例中，焊接部123可以位于外周孔122之间。焊接部123可以焊接到电极组件110的第一电极未涂覆部分111a。在这种情况下，焊接部123可以通过激光焊接、超声波焊接、电阻焊接等连接到第一电极未涂覆部分111a。
第二集流板130可以结合到电极组件110的下部，并且可以电连接到第二电极未涂覆部分112a。第二集流板130可以由圆形板形成，以对应于电极组件110的横截面。第二集流板130可以包括连接部131、外周孔132和焊接部133。
连接部131可以形成为从第二集流板130向下突出。连接部131可以大致形成在第二集流板130的中心处，并且可以电连接到稍后将描述的壳体140的底板142。在一些示例中，连接部131可以形成在与第一集流板120的中心孔121对应的部分中。例如，连接部131可以通过激光焊接、超声波焊接、电阻焊接等电连接到壳体140。
外周孔132可以围绕连接部131形成。外周孔132是电解质移动通过的孔，并且多个外周孔132可以形成在第二集流板130中。在一些示例中，外周孔132可以形成在焊接部133之间。
焊接部133以从第二集流板130向上突出的凹槽的形式形成，并且可以形成多个焊接部133。例如，如图2中所示，焊接部133可以具有四个凹槽，并且可以布置成“+”形状。也就是说，焊接部133可以以与第一集流板120的焊接部123的方式相同的方式形成，但是不同之处在于仅突出方向彼此相反。焊接部133可以焊接到电极组件110的第二电极未涂覆部分112a。这里，焊接部133可以通过激光焊接、超声波焊接、电阻焊接等连接到第二电极未涂覆部分112a。
壳体140包括侧板141和底板142，侧板141是具有预定直径的圆柱体以形成容纳电极组件110的空间，底板142密封侧板141的下部。在插入电极组件110之后，打开壳体140的顶部开口以密封电极组件110。用于防止电极组件110移动的卷边部143可以形成在壳体140的上部处。此外，用于固定盖组件150的压接部144形成在壳体140的最上端处。
盖组件150包括上盖151、结合到上盖151的下部的安全通气孔152、结合到安全通气孔152的下部的下盖153、位于安全通气孔152与下盖153之间的绝缘体154、结合到下盖133的下部并电连接到安全通气孔152的子板155以及置于安全通气孔152的外周与壳体140之间的垫圈156。子板155电连接到第一集流板120的引线接片124。
核心绝缘构件160可以结合到电极组件110的中心。具体地，核心绝缘构件160结合到与电极组件110的上部结合的第一集流板120的中心孔121，并且可以位于电极组件110的卷绕中心处。在一些示例中，核心绝缘构件160可以由绝缘材料形成。核心绝缘构件160可以包括插入部161和凸缘部165。
插入部161可以成形为具有内孔162的圆柱体。电解质可以通过内孔162注入到壳体140中。在一些示例中，内孔162的上直径和下直径可以彼此相等。插入部161可以从凸缘部165向下延伸。在一些示例中，插入部161可以从凸缘部165竖直地形成。插入部161可以穿透第一集流板120的中心孔121并且插入到电极组件110的卷绕中心中。这里，由于插入部161插入到中心孔121中，因此内孔162的直径小于中心孔121的直径。插入部161可以插入到电极组件110的中心，以防止第一电极板111、第二电极板112或隔膜113朝向电极组件110的中心弯曲或塌陷。
插入部161的长度可以大于第一电极未涂覆部分111a的长度。由于第一电极未涂覆部分111a突出高于隔膜113和第二电极板112，因此插入部161应形成为具有至少大于第一电极未涂覆部分111a的长度，并因此可以同时支撑第一电极板111、第二电极板112和隔膜113。在一些示例中，插入部161的长度可以大于其中电极组件110中第一电极板111从隔膜113突出的长度。另外，插入部161的厚度T1可以形成为使得上端和下端彼此相等。
凸缘部165可以形成为从插入部161的顶部向外(沿水平方向)延伸。凸缘部165可以延伸到内孔162的外侧，并且可以部分地覆盖第一集流板120的上部。例如，凸缘部165可以以大致环形形状延伸到第一集流板120的中心孔121的外部。在一些示例中，凸缘部165可以不覆盖外周孔122和焊接部123。
如上所述，核心绝缘构件160可以结合到电极组件110的卷绕中心以支撑电极组件110，从而防止电极组件110的中心部分在注入电解质之后塌陷，从而增强二次电池100的稳定性和可靠性。
在下文中，将描述核心绝缘构件的各种实施例。
图4a是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的透视图，并且图4b是其剖视图。
参照图4a和图4b，核心绝缘构件260可以包括插入部261和凸缘部265。为了容易地插入到中心孔121和电极组件110的卷绕中心中，插入部261可以形成为从顶部到底部变薄。也就是说，插入部261的上端的厚度T1可以大于下端的厚度T2(T1>T2)。在这种情况下，内孔262可以形成为使得上端和下端的直径彼此相等。在一些示例中，插入部261的外径可以形成为从顶部到底部减小。换句话说，插入部261的外表面可以形成为倾斜的。
图5a是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的透视图，并且图5b是其剖视图。
参照图5a和图5b，核心绝缘构件360可以包括插入部361和凸缘部365。插入部361可以形成为直径从顶部到底部逐渐减小的漏斗形状。另外，可以在插入部361内部形成注入电解质的内孔362，并且内孔362可以形成为使得上端的直径大于下端的直径。在这种情况下，插入部361可以形成为在其上端和下端处具有相同的厚度T1。如上所述，由于插入部361的直径从顶部到底部逐渐减小，所以核心绝缘构件360可以容易地插入到第一集流板120和电极组件110中。
图6是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的剖视图。
参照图6，核心绝缘构件460可以包括插入部461、内孔462、凸缘部465和固定槽467。图6的核心绝缘构件460类似于图5b的核心绝缘构件360，但是还可以包括固定槽467。例如，插入部461、内孔462和凸缘部465可以对应于图5b的插入部361、内孔362和凸缘部365。
固定槽467可以形成在凸缘部465与插入部461之间。固定槽467可以位于凸缘部465的下部处和插入部461的上端处。固定槽467可以形成在插入部461的上端周围。固定槽467可以是从插入部461的外表面(表面)向内(即，朝向核心绝缘构件460的中心)形成的槽。因此，在固定槽467与插入部461之间产生台阶。固定槽467可以用于将核心绝缘构件460固定到第一集流板120。例如，当核心绝缘构件460插入到第一集流板120的中心孔121中时，中心孔121周围的第一集流板1220插入到固定槽467中。另外，由于固定槽467与插入部461之间的台阶，核心绝缘构件460可以不容易与中心孔121分离，并且可以稳定地固定到第一集流板120。
图7a是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的正视图，并且图7b是其平面图。图8a是示出当注入电解质时图7a的核心绝缘构件的状态的正视图，并且图8b是其平面图。
参照图7a和图7b，核心绝缘构件560可以包括插入部561和凸缘部565。这里，凸缘部565可以形成为对应于上述凸缘部165、265、365和465。
插入部561可以通过形成在其侧面上的切口部561a分成多个区域。切口部561a可以形成为从插入部561的顶部延伸到底部。插入部561的上端连接到凸缘部565。另外，如图7b中所示，在插入部561中，由切口部561a分开的区域在正常时间彼此接触，从而可以看不到形成在插入部561内部的内孔562。同时，当核心绝缘构件560结合到第一集流板120和电极组件110并且注入电解质时，插入部561的多个区域和切口部561a可以由于电解质而彼此分离。因此，如图8a和图8b中所示，当注入电解质时，插入部561的切口部561a可以彼此间隔开以形成内孔562，并且电解质可以通过内孔562注入到电极组件110中。
图9是示出根据本发明的另一实施例的核心绝缘构件的剖视图。
参照图9，核心绝缘构件660可以包括插入部661、内孔662、凸缘部665和延伸部669。图9的核心绝缘构件660可以类似于图5b的核心绝缘构件360，但是还可以包括延伸部669。例如，插入部661、内孔662和凸缘部665可以形成为对应于图5b的插入部361、内孔362和凸缘部365。
延伸部669可以形成为从凸缘部665的一侧沿水平方向延伸。在一些示例中，延伸部669可以延伸到第一集流板120的上部以覆盖外周孔122的一部分。另外，延伸部669可以不从第一集流板120延伸到形成引线接片124的部分。也就是说，核心绝缘构件660包括延伸到凸缘部665的一侧的延伸部669，因此可以是不对称的。延伸部669延伸到第一集流板120的上部，从而防止第一集流板120在壳体140被按压或弯曲时变形或抬升。
虽然已经提供了前述实施例来实施根据本发明的二次电池，但是应当理解的是，在此描述的实施例应当仅被认为是描述性的，而不是出于限制的目的，并且在不脱离由所附权利要求限定的公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。
工业实用性
发明可以用于二次电池领域。

Claims (10)

1.一种二次电池，所述二次电池包括：
电极组件，通过卷绕第一电极板、隔膜和第二电极板而形成；
壳体，用于容纳所述电极组件；
集流板，电连接到所述第一电极板并且结合到所述电极组件的上部；以及
核心绝缘构件，在所述集流板的上部处结合到所述电极组件的卷绕中心，
其中，所述核心绝缘构件包括具有内孔的插入部和从所述插入部的上端沿水平方向延伸的凸缘部。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述集流板包括形成在中心的中心孔，并且所述插入部通过所述中心孔插入到所述电极组件中。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述插入部的长度大于所述第一电极板从所述隔膜的上端突出的长度。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述插入部从所述凸缘部竖直地形成。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述内孔的上直径和下直径彼此相等，并且所述插入部的上端的厚度大于下端的厚度。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述内孔的上直径大于下直径，并且所述插入部的上端和下端的厚度彼此相等。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述核心绝缘构件位于所述凸缘部与所述插入部之间，并且还包括固定槽，所述集流板固定到所述固定槽。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述插入部包括从顶部延伸到底部并将所述插入部分成多个区域的切口部。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，当将电解质注入到所述壳体中时，所述切口部打开。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述核心绝缘构件还包括延伸部，所述延伸部从所述凸缘部的一侧沿水平方向延伸以覆盖所述集流板的一部分。
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