CN115769425A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二次电池。根据本发明的二次电池包括：电极组件，在该电极组件中，电极和分隔件交替堆叠以卷绕；罐状件，在该罐状件中，接纳电极组件，并且该罐状件包括穿过其上端形成的开口和向内弯曲以在罐状件的外部形成凹槽的卷边部；盖组件，该盖组件稳定地安置在卷边部上以覆盖罐状件的开口；灭火化学品，该灭火化学品接纳在凹槽中以熄灭二次电池中可能发生的火；以及密封部，该密封部用于密封凹槽。

Description

二次电池
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年7月28日提交的韩国专利申请第10-2020-0094042号的优先权权益，该韩国专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
与一次电池不同，二次电池是可充电的，而且，紧凑的尺寸和高容量的可能性很高。因此，近来，对二次电池进行了许多研究。随着技术的发展和对移动装置的需求的增加，对作为能量源的二次电池的需求迅速增加。
根据电池盒的形状，可充电电池被分成硬币型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。二次电池容纳电极组件和电解质。在这样的二次电池中，安装在电池盒中的电极组件是可充电和可放电的电力生成装置，该电力生成装置具有电极和分隔件堆叠的结构。
电极组件可以大致分成：果冻卷(jelly roll)型电极组件，在该果冻卷型电极组件中，分隔件被插置在正极与负极之间，正极和负极中的每一者均设置为涂覆有活性材料的片状件的形式，然后，正极、分隔件和负极被卷绕(wound)；堆叠型电极组件，在该堆叠型电极组件中，多个正极和多个负极依次堆叠，其中分隔件介于正极与负极之间；以及堆叠/折叠型电极组件，在该堆叠/折叠型电极组件中，堆叠型单元电池与具有长的长度的分隔膜一起卷绕。
圆柱形电池由果冻卷型电极组件和包含电极组件的罐状件构成。
典型的圆柱形电池在各种条件(过充电、高温和外部冲击)下具有被点燃的风险。
另外，当圆柱形电池被点燃时，存在没有能够自行灭火或者防止火势蔓延的装置的问题。
[现有技术文献](专利文献)韩国专利公开第10-2014-0015647号
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是提供在电池被点燃时能够通过灭火剂使其熄灭的二次电池。
技术方案
根据本发明的实施方式的一种二次电池包括：电极组件，在该电极组件中，电极和分隔件交替堆叠以卷绕；罐状件，该罐状件被配置成在其中容纳电极组件，在该罐状件的上端具有开口，并且设置有向内弯曲以形成凹入的凹槽的卷边部；盖组件，该盖组件安置在卷边部上以覆盖罐状件的开口；灭火剂，该灭火剂容纳在凹入的凹槽中以在二次电池被点燃时使着火熄灭；以及密封部，该密封部被配置成密封凹入的凹槽。
根据本发明的实施方式的电池组可以包括根据本发明的实施方式的二次电池。
有利效果
根据本发明，灭火剂可以设置在罐状件的卷边部中，并且卷边部中的容纳有灭火剂的部分可以由密封部来密封，以在电池被点燃时通过灭火剂来灭火。
另外，灭火剂可以设置为压缩灭火剂，其在二次电池被点燃时喷射，并且因此可以容易地使周围空间中的火熄灭或者防止火势蔓延。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的二次电池的截面图。
图2是示出根据本发明的实施方式的在二次电池中喷射灭火剂之前的状态的截面图。
图3是示出根据本发明的实施方式的在二次电池中喷射灭火剂的状态的截面图。
图4是根据本发明的另一实施方式的二次电池的截面图。
图5是根据本发明的另一实施方式的二次电池中的罐状件的立体图。
图6是示出根据本发明的另一实施方式的在二次电池中喷射灭火剂之前的状态的截面图。
图7是示出根据本发明的另一实施方式的在二次电池中喷射灭火剂的状态的截面图。
具体实施方式
本发明的目的、特定优点和新颖特征将通过以下结合附图进行的详细描述而变得更加明显。应当注意的是，附图标记尽可能以相同的标记添加到本说明书中的附图的部件，即使这些部件在其他附图中示出。此外，本发明可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。在本发明的以下描述中，将省略可能不必要地使本发明的主旨模糊的相关技术的详细描述。
根据实施方式的二次电池
图1是根据本发明的实施方式的二次电池的截面图，图2是示出根据本发明的实施方式的在二次电池中喷射灭火剂之前的状态的截面图，以及图3是示出根据本发明的实施方式的在二次电池中喷射灭火剂的状态的截面图。
参照图1至图3，根据本发明的实施方式的二次电池100包括电极组件110、容纳电极组件110的罐状件130、覆盖罐状件130的开口132的盖组件140、在发生着火时灭火的灭火剂150、以及使凹入的凹槽134密封的密封部160。
更详细地，电极组件110可以是可充电和可放电的电力生成元件，并且电极组件110具有电极113和分隔件114交替堆叠的结构。此处，电极组件110可以形成为电极113和分隔件114交替堆叠以卷绕的形状。此处，电极组件110可以设置为以圆形或椭圆形卷绕的形状。
电极113可以包括正极111和负极112。此外，分隔件114将正极111与负极112彼此分隔并且使正极111与负极112彼此电绝缘。此处，在电极组件110中，正极111、分隔件114和负极112可以交替组合以卷绕。
正极111可以包括正极集电器和设置在正极集电器的一个表面上的正极活性材料。此处，正极111可以包括正极未涂覆部分，该正极未涂覆部分是在其上未堆叠正极活性材料的区域。
例如，正极集电器可以设置为由铝材料制成的箔。
正极活性材料可以包括锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、磷酸铁锂或者包含上述材料中的至少一种材料的化合物或混合物。
负极112可以包括负极集电器和堆叠在负极集电器的一个表面上的负极活性材料。此处，负极112可以包括负极未涂覆部分，该负极未涂覆部分是在其上未堆叠负极活性材料的区域。
负极集电器可以由例如由铜(Cu)材料制成的铜箔制成。
负极活性材料可以包括合成石墨、锂金属、锂合金、碳、石油焦、活性炭、石墨、硅化合物、锡化合物、钛化合物或其合金。此处，负极活性材料还可以包括例如非石墨基的SiO(二氧化硅)或SiC(碳化硅)。
分隔件114可以由绝缘材料制成以使正极111与负极112彼此绝缘。
此外，分隔件114可以是例如由微孔聚乙烯、聚丙烯或其组合物制成的多层膜，或者是用于固体聚合物电解质或凝胶型聚合物电解质例如聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈或聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物的聚合物膜。
罐状件130在其中容纳电极组件110，并且可以在罐状件130的上端中形成开口132。此处，罐状件130可以形成为其中形成有容纳部131的圆柱形形状，该容纳部131中容纳有电极组件110。
另外，罐状件130可以包括金属材料。此处，罐状件130可以包括例如铝材料或铜材料。
此外，可以形成卷边部133，该卷边部133被形成为向内弯曲使得盖组件140安装在罐状件130上以在卷边部133外侧形成凹入的凹槽134。
另外，可以在罐状件130的卷边部133的上部分上形成包裹并固定盖组件140的边缘的压接部135。此处，压接部135可以包括形成在罐状件130的纵向方向上的外周部分和垂直于罐状件130的纵向方向的上端。
盖组件140可以安置在卷边部133上以覆盖罐状件130的开口132。
另外，盖组件140可以包括设置在二次电池100的上部分处的顶盖141、设置在顶盖141下方的安全通气口143、设置在安全通气口143下方的电流阻挡构件144以及包裹顶盖141和安全通气口143中的每一个的外周表面的衬垫145。此处，衬垫145可以密封盖组件140与罐状件130之间的间隙并且使盖组件140与罐状件130之间的间隙绝缘。
顶盖141可以具有出口，并且顶盖141设置在二次电池100的上最外部分处。
另外，顶盖141可以包括在其上端的突出端子以及电连接至容纳在二次电池100中的电极组件110的正极端子。
安全通气口143可以设置在二次电池100内部而不是顶盖141内部。因此，当二次电池100的内部压力增加时，安全通气口143的形状可能朝顶盖141反转以破裂。
电流阻挡构件144可以设置在安全通气口143下方，并且电流阻挡构件144包括连接至安全通气口143的中央部分以及不连接至安全通气口143的外部分。
在电流阻挡构件144中，其中央部分的上端可以与安全通气口143的中央部分123的下端接触，并且当内部压力增加时，安全通气口143的中央部分123可以移动至顶盖141，并且可以释放安全通气口143与电流阻挡构件144之间的接触以释放电连接。
根据本发明的实施方式的二次电池100可以包括附接至电极113并且电连接至电极113的电极引线120。
电极引线120可以包括连接至正极111的正极引线121以及连接至负极112的负极引线。
参照图1，正极引线121可以沿设置盖组件140的方向(即向上方向)形成，并且正极引线121电连接至电流阻挡构件144，并且负极引线可以沿向下方向电连接至罐状件130的下部。
灭火剂150可以容纳在罐状件130的凹入的凹槽134中以在二次电池100被点燃时灭火。
另外，灭火剂150可以设置为包含压缩气体的压缩灭火剂，并且因此在二次电池被点燃时喷射以灭火。
此外，灭火剂150可以由哈龙(Halon)气体、氮气和二氧化碳中的至少任一种或更多种制成。
密封部160可以密封凹入的凹槽134。因此，可以通过密封部160来密封其中容纳有灭火剂150的罐状件130的凹入的凹槽134。
密封部160可以包括橡胶材料。因此，灭火剂可以容易地注入凹入的凹槽134中。即，例如，注射器可以穿过密封部160以将灭火剂150注入凹入的凹槽134中，并且然后，可以将热施加至注射器所穿过的部分以密封该部分，或者该部分可以通过其自身的弹力来收缩以被密封。
密封部160可以由粘合橡胶制成并且因此附接至罐状件130以覆盖凹入的凹槽134。此处，在用粘合橡胶附加地粘合至罐状件130之后，可以施加热和压力，使得灭火剂通过热熔合固定至罐状件130的外表面。
在如上所述配置的二次电池100中，根据本发明的实施方式，灭火剂150可以设置在罐状件130的卷边部133上，并且卷边部133中的容纳灭火剂150的部分可以通过密封部160来密封以在电池被点燃时通过灭火剂150来灭火或防止火势蔓延。特别地，灭火剂150可以设置为包含压缩气体的压缩灭火剂150并且在二次电池100被点燃时喷射以使周围空间中的火熄灭或者防止火势蔓延。此处，当电池被点燃时，包含压缩气体的灭火剂150可以被加热以释放密封部160的密封然后喷射灭火剂150，或者灭火剂150可以被喷射至密封部160的被着火的热熔化的部分。
根据另一实施方式的二次电池
在下文中，将描述根据本发明的另一实施方式的二次电池。
图4是根据本发明的另一实施方式的二次电池的截面图，图5是根据本发明的另一实施方式的二次电池中的罐状件的立体图，图6是示出根据本发明的另一实施方式的在二次电池中喷射灭火剂之前的状态的截面图，以及图7是示出根据本发明的另一实施方式的在二次电池中喷射灭火剂的状态的截面图。
参照图4至图7，根据本发明的另一实施方式的二次电池200包括电极组件110、容纳电极组件110的罐状件230、覆盖罐状件230的开口232的盖组件140、在发生着火时灭火的灭火剂150、以及使凹入的凹槽234密封的密封部160。
根据本发明的另一实施方式的二次电池200与根据本发明的前述实施方式的二次电池的不同之处在于，在罐状件230的卷边部233上还形成有凹口236和237。因此，在二次电池200的另一实施方式中，将省略或简要描述与根据本发明的前述实施方式的二次电池重复的内容，并且将主要描述它们之间的差异。
更详细地，罐状件230可以在其中容纳电极组件110，并且可以在罐状件230的上端中形成开口232。此处，罐状件230可以形成为其中形成有容纳部231的圆柱形形状，该容纳部231中容纳有电极组件110。
另外，罐状件230可以包括金属材料。此处，罐状件230可以包括例如铝材料或铜材料。
此外，可以形成卷边部233，该卷边部233被形成为向内弯曲使得盖组件140安装在罐状件230上以在卷边部233外侧形成凹入的凹槽234。
可以在卷边部233中形成凹口236和237。因此，当二次电池200被点燃时，卷边部233的凹口236和237可能破裂，并且因此，容纳在凹入的凹槽234中的灭火剂150可以喷射以容易地使周围空间中的火熄灭。
凹口236和237可以形成在卷边部233的外表面230b和内表面230a中的至少一个中。此处，凹口236和237中的每一个可以形成为三角形凹槽形状。
罐状件230可以形成为圆柱形形状，并且凹口236和237可以沿卷边部233的外周表面或内周表面形成。此处，凹口236和237可以沿卷边部233的外周表面或内周表面不连续地或连续地形成。
此外，凹口236和237可以例如在卷边部233上形成为一条或更多条线。
此外，凹口236和237可能被二次电池200被点燃时所生成的火焰熔化，或者可能因着火而生成的高内压而破裂，或者含有压缩气体的灭火剂150可能被着火的热加热，并且因此凹口236和237可能因灭火剂150例如任一种或更多种因素而破裂。因此，在罐状件230的容纳部231与其中容纳有灭火剂150的凹入的凹槽234之间的灭火剂150的喷射通道可以形成在熔化或破裂的凹口246和237的部分中。因此，当二次电池200被内部点燃时，凹口236和237可能熔化或破裂，使得灭火剂150被喷射至二次电池200中以使内部着火熄灭。
此处，凹口236和237可以例如在与安全通气口143的破裂压力相同或更高的压力下破裂。对于另一示例，凹口236和237可以在低于安全通气口143的破裂压力的压力下破裂。
可以在罐状件230的卷边部233的上部分上形成包裹并固定盖组件140的边缘的压接部235。
灭火剂150可以容纳在凹入的凹槽234中以在二次电池200被点燃时灭火。
另外，灭火剂150可以设置为包含压缩气体的压缩灭火剂，并且因此在二次电池200被点燃时喷射以灭火。
此外，灭火剂150可以由哈龙气体、氮气和二氧化碳中的至少任一种或更多种制成。
密封部160可以密封凹入的凹槽234。因此，可以通过密封部160来密封其中容纳有灭火剂150的凹入的凹槽234。
另外，密封部160可以包括橡胶材料。
此外，密封部160可以由粘合橡胶制成并且因此可以附接至罐状件230以覆盖凹入的凹槽234。
此外，当电池被点燃时，包含压缩气体的灭火剂150可以被加热以释放密封部160的密封然后喷射灭火剂150，或者灭火剂150可以被喷射至密封部160的被着火的热熔化的部分。
此处，当设置有灭火剂150和密封部160的二次电池200被点燃时，可以使着火熄灭，并且当在二次电池200的周围或相邻电池中发生火灾时，可以容易地使周围空间中的火熄灭。
电池组包括根据实施方式和另一实施方式的如上所述配置的二次电池。电池组可以包括多个二次电池和容纳多个二次电池的电池组盒。此处，多个二次电池可以串联电连接或并联电连接。
尽管已经参照本发明的示例性实施方式特别地示出和描述了本发明，但是应当理解的是，本发明的范围不限于根据本发明的二次电池。本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明在形式和细节上做出各种改变。
此外，本发明的保护范围将通过所附的权利要求书来阐明。
[附图标记的描述]
100，200：二次电池
110：电极组件
111：正极
112：负极
113：电极
114：分隔件
120：电极引线
121：正极引线
130，230：罐状件
131，231：容纳部
132，232：开口
133，233：卷边部
134，234：凹入的凹槽
135，235：压接部
140：盖组件
141：顶盖
143：安全通气口
144：电流阻挡构件
145：衬垫
150：灭火剂
160：密封部
230a：内表面
230b：外表面
236，237：凹口

Claims (10)

1.一种二次电池，包括：
电极组件，在所述电极组件中，电极和分隔件交替堆叠以卷绕；
罐状件，所述罐状件被配置成在其中容纳所述电极组件，在所述罐状件的上端具有开口，并且设置有向内弯曲以形成凹入的凹槽的卷边部；
盖组件，所述盖组件安置在所述卷边部上以覆盖所述罐状件的所述开口；
灭火剂，所述灭火剂容纳在所述凹入的凹槽中，以在所述二次电池被点燃时使着火熄灭；以及
密封部，所述密封部被配置成密封所述凹入的凹槽。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述灭火剂被设置为包含压缩气体的压缩灭火剂，以在所述二次电池被点燃时喷射，从而使周围空间中的火熄灭。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述灭火剂由哈龙气体、氮气和二氧化碳中的至少任意一种或更多种制成。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述密封部包括橡胶材料。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述密封部由粘合橡胶制成以粘附至所述罐状件以覆盖所述凹入的凹槽。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，在所述罐状件的所述卷边部中形成有凹口。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述凹口形成在所述卷边部的外表面和内表面中的至少一个表面中。
8.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述罐状件形成为圆柱形形状，并且
所述凹口沿所述卷边部的外表面或内表面形成。
9.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述凹口形成为三角形凹槽形状。
10.一种电池组，包括权利要求1至9中任一项所述的二次电池。
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