CN115425338A - 袋型二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种袋型二次电池。本发明的一个方面提供一种袋型二次电池，包括：壳体材料，用于容纳电极组件，电极片从该电极组件引出，壳体包括在袋型二次电池的四个侧面中的三个侧面上形成的密封部以及在剩余一个侧面上形成的紧密接触部；并且密封部包括延伸部，相对于紧密接触部垂直突出，并且形成在密封部中的与紧密接触部相邻的部分中。

Description

袋型二次电池及其制造方法
本申请是申请日为2017年12月20日，申请号为2017800780397，发明名称为“袋型二次电池及其制造方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的各个实施例总体涉及一种袋型二次电池及其制造方法。
背景技术
随着低碳绿色增长成为全球性问题，绿色能源产业正受到极大关注。近来，电动车辆和用于存储可再生能源的能量存储装置的开发在应对化石燃料的枯竭和二氧化碳的减少方面引起了极大关注。
与内燃发动机车辆不同，仅由存储在二次电池中的电能提供动力的电动车辆不产生任何废气。然而，仅基于来自二次电池的电能为电动车辆提供动力需要二次电池具有高能量密度以减小电池的体积和重量。虽然已经取得了显著进步，但是电动车辆对改进的、更高能量密度的二次电池具有强烈需求。而且，对延长其寿命并且即使长时间暴露于高温也保持其性能的这种二次电池具有强烈需求。
可以通过利用壳体材料包裹电极组件来形成典型的袋型二次电池。此处，通过密封容纳电极组件的壳体材料的最外部分形成密封部。然而，当在密封部突出的状态下组装二次电池模块时，二次电池模块的总体积由于密封部而增大，使得二次电池模块的能量密度可降低。
现有技术文献
专利文献公开号为10-1520153(2015年5月7日)的韩国专利公开
发明内容
待解决的技术问题
本发明的实施例提供一种袋型二次电池模块及其制造方法，该袋型二次电池模块能够通过将袋型二次电池模块的密封部形成地更小来提高二次电池模块的密度。
本发明的实施例提供一种袋型二次电池模块及其制造方法，该袋型二次电池模块减少通过将壳体材料附接至二次电池模块而形成的密封部的体积增加。
本发明的实施例提供一种袋型二次电池、冷却效率提高的袋型二次电池模块及其制造方法。
技术方案
本发明的一个方面提供一种袋型二次电池，包括：壳体材料，该壳体材料被配置成容纳电极组件，电极片从该电极组件引出，壳体材料包括在袋型二次电池的四个侧面中的三个侧面上形成的密封部并且包括在剩余一个侧面上形成的紧密接触部，并且密封部包括延伸部，相对于紧密接触部垂直突出，并且形成在密封部中的与紧密接触部相邻的部分中。
凹陷部可以形成在紧密接触部的纵向方向上。
在将电极组件容纳在壳体材料中之前，可以在壳体材料中形成多个容纳空间和圆形部，该多个容纳空间被配置成容纳电极组件，该圆形部具有向上凸起的形状并且位于多个容纳空间之间的间隔处，并且凹陷部可以是圆形部的至少一部分。
壳体材料可以包括铝或铝合金。
本发明的另一方面提供一种袋型二次电池的制造方法，该方法包括：提供连接至电极片的电极组件；形成壳体材料，具有向上凸起的形状的圆形部在壳体材料上形成在多个容纳空间之间的间隔处，该多个容纳空间被配置成容纳电极组件；将电极组件容纳在壳体材料的多个容纳空间中的一个容纳空间中，使得电极片被引导到外部；在电极组件容纳在容纳空间中的状态下，在壳体材料上形成与电极组件的侧表面中的至少一个侧表面紧密接触的紧密接触部；通过在除紧密接触部之外的部分处结合壳体材料来形成密封部；以及在密封部中邻近于紧密接触部的部分处形成相对于紧密接触部垂直突出预定长度的延伸部。
可以使用压床来形成壳体材料的形状，壳体材料可以片材形式被提供并且可以被压向压床所在的一侧，在压床中形成多个容纳空间和具有向上凸起的形状的圆形部，该圆形部形成在容纳空间之间的间隔处。
当多个容纳空间中的剩余一个容纳空间覆盖电极组件时，圆形部可以沿着电极组件的侧表面中的至少一个侧表面伸展。
圆形部伸展并且可以形成与电极组件紧密接触的紧密接触部。
壳体材料可以包括铝或铝合金。
有益效果
本发明的实施例提供一种袋型二次电池模块及其制造方法，该袋型二次电池模块能够通过将袋型二次电池模块的密封部形成地更小来提高二次电池模块的密度。
本发明的实施例提供一种袋型二次电池模块及其制造方法，该袋型二次电池模块减少通过将壳体材料紧密附接至二次电池模块而形成的密封部的体积增加。
本发明的实施例提供一种袋型二次电池模块及其制造方法，在该袋型二次电池模块中，被配置成冷却二次电池模块的冷却板不仅可以被布置在二次电池模块的布置方向侧，而且可以被布置在垂直于布置方向的方向上，从而提高冷却效率。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的袋型二次电池的立体图。
图2是根据本发明的实施例的袋型二次电池的平面图。
图3是示出根据本发明的实施例的壳体材料和压床的视图。
图4a是示出根据本发明的实施例的电极组件布置在壳体材料的容纳空间中的状态的视图。
图4b是示出根据本发明的实施例的壳体材料沿电极组件的外周结合的状态的视图。
具体实施方式
以下参照附图详细地描述本发明的各个实施例。然而，注意的是，本发明可以不同的形式和变型实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。
在发明的描述中，当确定对相关的公知功能的详细描述会不必要地模糊本发明的主旨时，可以省略对其的详细描述。下面描述的一些术语通过考虑本发明中的功能来定义，并且含义可以例如根据用户或操作者的意图或习惯而变化。因此，应基于整个说明书的范围来解释术语的含义。
本发明的精神和范围由所附权利要求书限定。以下对实施例的描述旨在向本发明所属领域的普通技术人员充分解释本发明。
例如，用于电动车辆和各种电气装置中的二次电池可以是锂离子电池的袋型电池或锂聚合物电池的袋型电池。如本文所使用的，袋型二次电池包括锂离子电池的袋型电池或锂聚合物电池的袋型电池。
图1是根据本发明的实施例的袋型二次电池10的立体图。图2是根据本发明的实施例的袋型二次电池10的平面图。
参照图1和图2，袋型二次电池10可以包括壳体材料15，该壳体材料15被配置成容纳电极组件11(图4中所示)，电极片12a和12b从该电极组件11突出到壳体材料15的外部。壳体材料15可以包括与电极组件11的至少一个侧表面紧密接触的紧密接触部153。壳体材料15还可以包括密封部151，该密封部151通过在除紧密接触部153之外的部分处结合壳体材料15而形成。密封部151可以包括延伸部152，该延伸部152在密封部151中邻近于紧密接触部153的部分处相对于紧密接触部153垂直突出预定长度L。
袋型二次电池10可以包括电极组件11以及正电极片12a和负电极片12b，正电极片12a和负电极片12b从电极组件11突出到壳体材料15的外部。电极组件11可以是利用插设在正电极板和负电极板之间的卷型隔膜以螺旋形式缠绕的卷绕形状。然而，电极组件11不限于此，并且可以具有正电极板、隔膜和负电极板顺序堆叠的堆叠形状。此外，正电极片12a和负电极片12b可以分别电连接到正电极板和负电极板，并且可以从电极组件11的两端突出。然而，本发明不限于此，并且正电极片12a和负电极片12b可以从电极组件11的一端突出并且彼此间隔开。在本发明的实施例中，将描述电极片12a和12b从电极组件11的两端突出的情况。
壳体材料15可以容纳电极组件11，其中电极片12a和12b从电极组件11引出。壳体材料15可以包括铝。将铝用于壳体材料15对于获得足够的小型化、减轻重量、变薄以及抵抗严酷的热环境和机械冲击可以是有利的。在壳体材料15中可以形成凹陷形状的多个容纳空间155(图4a中示出)，并且电极组件11可以设置在第一容纳空间155a中。在电极组件11被放置在第一容纳空间155a中之后，可以沿着电极组件11的外周结合壳体材料15。
密封部151可以通过沿着电极组件11的外周结合壳体材料15而形成。密封部151通过结合壳体材料15形成并且可以沿着围绕壳体材料15的侧表面的四个侧面形成。此处，电极片12a和12b可以在电极组件11的两端突出到密封部151的外部。例如，电极片12a和12b可以在电极组件11的纵向方向(即，图2中的竖直方向)上从电极组件11的两端突出。然而，本发明不限于此。例如，当电极片12a和12b从电极组件11的一端突出并且彼此间隔开时，电极片12a和12b可以从电极组件11的一端突出到密封部151的外部。
二次电池模块的体积可以增大多达密封部151形成的长度。因此，在根据本发明的实施例的袋型二次电池10中，壳体材料15不沿形成电极组件11的侧表面的四个侧面形成，而是形成为在形成电极组件11的侧表面的四个侧面中的至少一个侧面上与电极组件11紧密接触，从而减小二次电池模块的体积。
壳体材料15与形成电极组件11的侧表面的四个侧面中的至少一个侧表面紧密接触。壳体材料15的与电极组件11紧密接触的部分在本文中被称为紧密接触部。所示实施例的紧密接触部153形成为与电极组件11的侧表面的四个侧面中的一个侧面紧密接触。因此，当组装二次电池模块时，密封部151的多余部分减小，从而可以减少在相邻的二次电池之间可以形成的空间。也就是说，因为壳体材料15可以形成为与电极组件11的侧表面中的一个表面紧密接触，并且该一个表面是不形成电极片12a和12b的表面，所以相邻的二次电池可以彼此紧密接触而其间不会产生空间。因此，当组装袋型二次电池10时，其体积效率可以增大。
根据本发明的实施例的密封部151可以包括至少一个延伸部152，该延伸部152在邻近于电极片12a和12b的位置处突出预定长度。
延伸部152可以在邻近于紧密接触部153的部分处相对于紧密接触部153垂直突出设定或预定长度L。延伸部152可以具有小于几毫米(mm)的设定或预定长度L。预定长度L可以小于20mm。优选地，预定长度L可以小于10mm。延伸部152可以在相同方向上突出。延伸部152可以在与电极片12a和12b突出的方向垂直的方向上突出。延伸部152突出的位置可以是电极组件11的不形成电极片12a和12b的至少一侧。
可以通过在袋型二次电池10的侧表面的四个侧面中的至少一个侧面上形成紧密接触部153来提高袋型二次电池10的冷却效率。例如，根据实施例，紧密接触部153可以与能够冷却袋型二次电池10的冷却板(未示出)等接触。例如，可以平行堆叠多个二次电池10，使得多个二次电池10中的每一个的紧密接触部153向下，并且能够冷却袋型二次电池10的冷却板可以设置在多个二次电池10的底侧，以与多个二次电池10中的每一个的紧密接触部153接触。
冷却板可以具有扁平形状并且可以放置成与紧密接触部153紧密接触。位于紧密接触部153的两端并且在竖直方向上从紧密接触部153延伸的延伸部152可以用于保持袋型二次电池10相对于冷却板的布置。例如，根据实施例，可以在冷却板中以预定间隔(布置袋型二次电池10的间隔)形成能够容纳延伸部152的凹槽，用于接收延伸部152，从而使多个二次电池10牢固地保持在冷却板上。
此外，在紧密接触部153的中间位置处可以形成凹陷部(参见图4b中的154)并且凹陷部在纵向方向上延伸。与在紧密接触部153的其它部分处相比，电极组件11和壳体材料15可以在凹陷部154处彼此更紧密接触，因此电极组件11和壳体材料15之间的热传递可以通过凹陷部154而更有效。因此，形成凹陷部154可以更有效地冷却袋型二次电池10。
此外，将描述根据本发明的实施例的袋型二次电池10的制造方法。
图3是示出根据本发明的实施例的壳体材料15和压床机架200的视图。
如图3所示，壳体材料15可以放置在压床机架200的顶部上，然后压向压床机架200以呈压床机架200的形状。
压床机架200可以包括多个容纳空间260和圆形部件240，该多个容纳空间260包括第一容纳空间260a和第二容纳空间260b，该圆形部件240形成在第一容纳空间260a和第二容纳空间260b之间的间隔处。此外，压床机架200可以包括密封部件220，以形成壳体材料15的密封部151。
容纳空间260是被配置成容纳电极组件11的空间，并且可以具有凹陷形状。虽然根据图3的压床机架200仅示出了一对容纳空间260a和260b，但是本发明不限于此。根据一些实施例，压床机架200可以包括多对容纳空间，用于形成一次可以容纳多个电极组件的壳体材料。
可以在各个容纳空间260a和260b之间的间隔处形成圆形部件240。圆形部件240可以被形成为在与容纳空间260的凹陷方向相反的方向上凸起地突出。圆形部件240可以具有凸起弯曲的形状。例如，圆形部件240的横截面可以是半圆的。
虽然圆形部件240的形状不受限制，但是当圆形部件240的横截面是半圆的时，圆形部件240的横截面的圆周可以是图3中所示的从A侧到B侧的半圆形圆周d。此处，A侧是指邻近于第一容纳空间260a的侧，B侧是指邻近于第二容纳空间260b的侧。圆形部件240的最高部分可以位于与密封部件220相同或基本相同的高度。然而，本发明不限于此，并且圆形部件240的最高部分可以低于密封部件220。
另外，圆形部件240可以防止壳体材料15在制造过程中破损，在制造过程中，壳体被压向压床机架200以使壳体材料15呈压床机架的形状。这是因为圆形部件240具有向上凸起的形状，使得可以通过圆形部件240的形状使由圆形部件240接收的应力集中最小化。因此，能够防止壳体材料15破损。
壳体材料15可以包括铝或铝合金的片材的形式被提供，并且可以被压向压床机架200所在的一侧。因此，壳体材料15可以被压制成压床机架200的形状。
图4a是示出根据本发明的实施例的电极组件11布置在壳体材料15的容纳空间155中的状态的视图。图4b是示出根据本发明的实施例的壳体材料15沿着电极组件11的外周结合的状态的视图。
参照图4a和图4b，当通过压床机架200压制了壳体材料15时，电极组件11可以容纳在壳体材料15的容纳空间155中。
在以下描述中，在壳体材料15的容纳空间155中，首先放置电极组件11的空间被定义为第一容纳空间155a并且不是首先放置电极组件11的空间被称为第二容纳空间155b。
形成壳体材料15的形状，并且电极组件11可以被放置在壳体材料15的第一容纳空间155a中。
当电极组件11被放置在第一容纳空间155a中时，然后壳体的圆形部15a可以展开并沿着电极组件11的侧表面中的至少一个侧表面伸展。
圆形部15a可以具有向上凸起弯曲的形状。例如，圆形部15a的横截面可以是半圆的。因此，具有凸起形状的圆形部15a可以沿电极组件11的一个侧表面伸展。
此处，圆形部15a紧密接触的表面可以是不形成电极片12a和12b的表面。也就是说，当圆形部15a展开时，可以形成与电极组件11紧密接触的紧密接触部153。
如上所述，可以在紧密接触部153中形成与圆形部15a的中央对应的凹陷部154，同时具有凸起形状的圆形部15a与电极组件11的一个侧表面紧密接触。此外，虽然圆形部15a的形状不受限制，但是当圆形部15a的横截面是半圆的时，圆形部15a在关于圆形部15a的垂直横截面中的圆周长度可以是半圆的圆周d。也就是说，圆形部15a的圆周可以为图4a中所示的从A侧到B侧的半圆圆周d。此处，A侧是指邻近于第一容纳空间155a的侧，B侧是指邻近于第二容纳空间155b的侧。因此，圆形部15a可以是由A到B的弯曲表面形成的部分。壳体材料15的圆形部15a中，除了成为紧密接触部153的部分之外的部分可以是延伸部152的一部分。由于圆形部15a的形状对应于弯曲表面，所以如图4b所示，当折叠壳体材料15时，与电极组件11不紧密接触的部分(延伸部152中邻近于紧密接触部153的部分)可以略微突出。
当圆形部15a与电极组件11紧密接触时，第二容纳空间155b可以覆盖电极组件11的上侧。
因此，电极组件11被容纳并密封在壳体材料15中，从而可以形成袋型二次电池10。
虽然上面已经详细描述了本发明的各个实施例，但是本领域技术人员可以理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对实施例进行各种修改。因此，本发明的范围不是由所描述的实施例限定，而是由所附权利要求书限定，并且涵盖落入所附权利要求书的范围内的等同方案。
[附图标记的描述]
10：袋型二次电池
11：电极组件
12：电极片
15：壳体材料
15a：圆形部
151：密封部
152：延伸部
153：紧密接触部
154：凹陷部
155：容纳空间

Claims (13)

1.一种袋型二次电池，包括：
壳体材料，容纳电极组件，所述壳体材料包括形成为相互间隔开的第一容纳空间和第二容纳空间，以及连接所述第一容纳空间和所述第二容纳空间的连接部，
其中密封部通过将所述壳体材料在所述袋型二次电池的四个侧面中的三个侧面上结合而形成，
其中接触部被形成在所述袋型二次电池的剩余一个侧面的所述连接部上；
其中延伸部被形成在所述接触部的两个端部上并且在所述接触部面向的方向上突出，并且
其中凹陷部形成在所述延伸部之间的所述接触部上。
2.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述凹陷部朝向所述电极组件凸出。
3.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述凹陷部在所述接触部上凹陷。
4.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述凹陷部形成在所述接触部的纵向方向上。
5.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中在将所述电极组件容纳在所述壳体材料中之前，在所述壳体材料中形成弯形部，所述弯形部在与所述第一容纳空间和所述第二容纳空间的凹陷方向相反的方向上突出。
6.根据权利要求5所述的袋型二次电池，其中当所述壳体材料容纳所述电极组件时，所述弯形部展开并形成所述连接部。
7.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其中所述壳体材料包括铝或铝合金。
8.一种袋型二次电池的制造方法，所述方法包括：
提供连接至电极片的电极组件；
形成壳体材料，具有向上凸起的形状的弯形部被形成在所述壳体材料上的具有向上凹陷形状的第一容纳空间和第二容纳空间之间；
将所述电极组件容纳在所述壳体材料的所述第一容纳空间和所述第二容纳空间中的一个容纳空间中，使得所述电极片向外部突出；
在所述电极组件容纳在所述容纳空间中的状态下，在所述弯形部上形成紧密接触部，所述紧密接触部与所述电极组件的侧表面中的至少一个侧表面紧密接触；
通过在除所述紧密接触部之外的部分处结合所述壳体材料来形成密封部；以及
在所述紧密接触部的两个端部处形成延伸部。
9.根据权利要求8所述的方法，其中凹陷部形成在所述延伸部之间的所述紧密接触部上。
10.根据权利要求8所述的方法，其中使用压床来形成所述壳体材料的形状，所述壳体材料以片材形式被提供并且被压向所述压床所在的一侧，在所述压床中形成所述第一容纳空间和所述第二容纳空间，所述壳体材料形成所述第一容纳空间和所述第二容纳空间以及弯形部，所述第一容纳空间和所述第二容纳空间具有向上凹陷的形状，所述弯形部在所述第一容纳空间和所述第二容纳空间之间并具有朝向上凸起的形状。
11.根据权利要求8所述的方法，其中当所述第一容纳空间和所述第二容纳空间中剩余一个容纳空间覆盖所述电极组件时，所述弯形部沿着所述电极组件的侧表面中的至少一个侧表面伸展。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述弯形部伸展并且形成与所述电极组件紧密接触的紧密接触部。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述壳体材料包括铝或铝合金。
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