CN116472644A - 再注入电解质的方法以及能够再注入电解质的二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种再注入电解质的方法以及能够再注入电解质的二次电池。根据本发明的再注入电解质的方法是一种再注入电解质到二次电池中的方法，在该二次电池中，电极组件和电解质容纳在软包中。软包包括形成有功能孔的铝片材和层压在铝片材上的聚合物层。该方法包括通过打开功能孔将另外的电解质通过功能孔注入软包中的再注入工序，以及在再注入工序之后密封软包的密封工序。

Description

再注入电解质的方法以及能够再注入电解质的二次电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年12月23日提交的韩国申请第10-2020-0182659号的优先权益，该申请的全部内容通过引用并入文中。
技术领域
本发明涉及一种软包以及包括该软包的二次电池及其制造方法。
背景技术
近来，对二次电池进行了大量的研究和开发，因为不同于一次电池，二次电池是可充电的，并且有可以减小尺寸和增加容量。随着技术发展和对移动设备的需求的增加，对以二次电池作为电源的需求急剧增加。
根据电池壳体的形状二次电池分为硬币型电池、圆柱型电池、方型电池和软包型电池。二次电池中，安装在电池壳体中的电极组件具有电极和隔膜的堆叠结构，并且是一种可充放电的发电元件。
电极组件可大致分为通过在涂覆有活性材料的片状正极和负极之间插设隔膜来卷绕的卷绕型电极组件，其间插设有隔膜的多个正极和负极依次堆叠的堆叠型电极组件，以及用长的隔膜来卷绕堆叠型单元电池的堆叠折叠型电极组件。
近来，具有将堆叠型或堆叠折叠型电极组件嵌入铝材层压薄片的软包型电池壳体中的结构的软包型电池由于其制造成本低、重量轻、易于改变形状等特点获得了很多的关注，并且其使用量逐渐增加。
然而，存在这样的问题，即，在对二次电池重复充电和放电的过程中，电解质会被消耗因此而发生性能的变差。
[现有技术文献](专利文献)韩国专利公开号10-2014-0015647
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是提供一种再注入电解质的方法以及能够再注入电解质的二次电池，通过该再注入电解质的方法，易于再注入电解质。
技术方案
根据本发明的一个实施例的再注入电解质的方法是一种再注入电解质到电极组件和电解质容纳在软包中的二次电池中的方法。软包可以包括形成有功能孔的铝片材和层叠在铝片材上的聚合物层。该方法可包括通过打开功能孔将另外的电解质通过功能孔注入软包中的再注入工序，以及在再注入工序之后密封功能孔的密封工序。
此外，根据本发明的一个实施例，能够再注入电解质的二次电池包括电极组件和容纳该电极组件的软包，在该电极组件中，电极和隔膜交替堆叠并彼此结合，该软包包括铝片材和与铝片材层压的聚合物层，在铝片材中形成有功能孔，并且在铝片材中的功能孔的内周面上设置涂层部分。
有益效果
根据本发明，该二次电池使用在形成有功能孔的铝片材上层压有聚合物层的软包，从而易于通过功能孔再注入电解质。在二次电池中，软包内的气体可通过功能孔透过聚合物层并易于被向外排出。
附图说明
图1是示出应用于根据本发明的一个实施例的再注入电解质的方法二次电池在软包中容纳电极组件之前的状态下的平面图。
图2是沿图1中的线A-A′截取的横截面图。
图3是示出根据本发明的实施例的应用于二次电池再注入电解质的方法的平面图。
图4是沿图3中的线B-B′截取的横截面图。
图5是示出图4中的区域C的放大横截面图。
图6是示出根据本发明的实施例的应用于再注入电解质的方法中的再注入工序的概念的横截面图。
图7是示出根据本发明的实施例的应用于再注入电解质的方法中的密封工序的概念的横截面图。
具体实施方式
本发明的目的、有益效果、以及技术特征将通过以下的参照附图描述的实施例来阐明。应该注意的是，附图中相同或相似的部件尽可能用相同的附图标记表示，即使它们在不同的附图中示出。本发明可以以不同的形式实施，并且不应解释为限于这里所述的实施例。此外，将排除可能使本发明的主题模糊的不必要的相关公知技术的详细描述。
再注入电解质的方法
图1是示出应用于根据本发明的一个实施例的再注入电解质的方法二次电池在软包中容纳电极组件之前的状态下的平面图，图2是沿图1中的线A-A′截取的横截面图。图3是示出根据本发明的实施例的应用于二次电池再注入电解质的方法的平面图。图4是沿图3中的线B-B′截取的横截面图。图5是示出图4中的区域C的放大横截面图。
图6是示出根据本发明的实施例的应用于再注入电解质的方法中的再注入工序的概念的横截面图。图7是示出根据本发明的实施例的应用于再注入电解质的方法中的密封工序的概念的横截面图。图6和图7是通过放大图4中的区域C来说明再注入工序和密封工序的相应示例的示意图。
如图1至7所示，根据本发明的实施例再注入电解质到二次电池中的方法是再注入电解质到二次电池100中的方法，二次电池100的电极组件120和电解质容纳在软包110中。软包110包括形成有功能孔113a的铝片材113以及层压在铝片材113上的聚合物层111和116。该方法包括通过功能孔1 13a将另外的电解质注入软包110的再注入工序，以及在再注入工序之后密封功能孔113a的密封工序。
进一步而言，如图1至图5所示，根据本发明的实施例的再注入电解质到二次电池100中的方法是一种再注入电解质到通过交替堆叠电极和隔膜而组装的电极组件120以及电解质容纳在软包110中的二次电池100中的方法。
软包110包括形成有功能孔113a的铝片材113以及层压在铝片材113上的聚合物层111和116。涂层部分113b可以形成在铝片材113中的功能孔1 13a的内周表上。涂层部分113b可包含绝缘和耐化学腐蚀性的材料。因此，在聚合物层111和116的对应于功能孔113a的部分形成孔之后，在随后的再注入电解质过程中再注入电解质，然后通过密封工序密封，可以防止铝片材113由于电解质与功能孔113a接触而被氧化，或者可以防止电流通过功能孔113a在电极组件120与铝片材113之间传导。例如，涂层部分113b可以包含硅，但是涂层部分113b的材料不必仅限于此。
如图4和图6所示，在再注入工序中，通过功能孔113a将另外的电解质注入软包110中。在再注入工序中，功能孔113a可以通过利用工具P打开覆盖功能孔113a的聚合物层111和116的部分。
在一个实施例中，在再注入工序中，通过刺穿聚合物层111和116的覆盖功能孔113a的部分，通过功能孔113a注入另外的电解质。
在另一个实施例中，在再注入工序中，通过将注入针穿过聚合物层111和116的覆盖功能孔113a的部分，通过功能孔113a注入另外的电解质。
聚合物层111和116可包括第一聚合物层116和第二个聚合物层111。第一聚合物层116、铝片材113和第二聚合物层111从内向外依次堆叠在容纳有电极组件120的软包110中。第一聚合物层116和第二聚合物层111可形成在铝片材113的两个表面上并覆盖形成在铝片材113中的功能孔1 13a。第一聚合物层116和第二聚合物层111可以分别包括聚合物材料。因此，覆盖功能孔113a的第一聚合物层116和第二聚合物层111可分别包括可透过例如CO和CO2的气体的聚合物材料，从而内部气体可以排出，并且可以防止电解质通过功能孔113a泄漏。
在再注入工序，电解质可以通过打开第一聚合物层116和第二聚合物层111的覆盖功能孔113a的部分，通过功能孔113a注入软包110内。在软包110中，可以在铝片材113和第二聚合物层111之间进一步层叠尼龙层112。在再注入工序，电解质可以通过打开第一聚合物层116，尼龙层112以及第二聚合物层111的覆盖功能孔113a的部分，通过功能孔113a注入软包110内。
在一个实施例中，第一聚合物层116可由聚丙烯(PP)材料制成，第二聚合物层111可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成。
在另一个实施列中，在第一聚合物层116中，容纳电极组件120的内层可以由聚丙烯(PP)材料制成，而面向铝片材113的外层可以由聚邻苯二甲酰胺(PPA)材料制成。第二聚合物层111可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成。
如图4和图7所示，在密封工序中，可以在再注入工序之后密封功能孔113a。
在密封工序中，可以通过密封在第二聚合物层111中开口并且与功能孔113a相对应的孔部来密封功能孔113a。在密封工序中，可以用密封材料R填充在第二聚合物层111中开口并且与功能孔113a对应的孔部来密封功能孔113a。
在一个实施例中，在密封工序中，可以使用树脂材料R来密封第二聚合物层111中开口的部分。
在另一个实施例中，在密封工序中，可以使用与第二聚合物层111相同的材料来密封第二聚合物层111中开口的部分。
因此，使用与第二聚合物层111相同的材料密封第二聚合物层111中开口的部分，第二聚合物层111的材料包括可透过CO和CO2的气体的聚合物材料，使得即使在再注入电解质后通过密封工序将注入部分密封，内部气体仍可以排出，并且可以防止电解质通过功能孔113a泄漏。
能够再注入电解质的二次电池
在下文中，将描述根据本发明的实施例的能够再注入电解质的二次电池。
如图1至图4所示，根据本发明的实施例的能够再注入电解质的二次电池100包括通过电极和隔膜交替堆叠而组装的电极组件120和容纳电极组件120的软包110。软包110包括铝片材113和与铝片材113层压的聚合物层111和116。在铝片材113中形成有功能孔113a。
根据本发明的实施例的能够再注入电解质的二次电池100属于应用了根据上述实施例的电解质可注入方法的二次电池100。因此，将省略或简要提供与上述实施例相同的内容，并且将集中描述该实施例的不同之处。
更具体地，根据本发明的实施例的能够再注入电解质的二次电池100中，电极组件120是可充放电的发电元件，并且通过电极和隔膜交替堆叠组装而成。
电极可包括正极和负极，正极、隔膜和负极可以交替设置。
此外，电极组件120可进一步包括连接到电极端部的电极引线130。电极组件120可以通过电极引线130与外部设备电连接。
软包110可以容纳电极组件120，可在软包110中形成容纳电极组件120的容纳部分。
此外，软包110可以包括铝片材113以及与铝片材113层压的聚合物层111和116。
铝片材113可以形成铝材片才层。
功能孔113a可以形成在铝片材113中。功能孔113a可以在铝片材113上形成，大小大约为1至9mm。
功能孔113a可形成为相对于铝片材113以及聚合物层111和116的堆叠方向穿透铝片材113。
功能孔113a可形成在软包110中的电极组件120与软包110的外周面之间。
另外，功能孔113a可以形成在铝片材130部分中的设置有电极引线130的一侧。
聚合物层111和116可包括第一聚合物层116和第二聚合物层111。第一聚合物层116和第二聚合物层111可以形成在铝片材113的两个表面上并覆盖形成在铝片材113中的功能孔113a。第一聚合物层116和第二聚合物层111可以分别包括聚合物材料。因此，覆盖功能孔113a的第一聚合物层116和第二聚合物层111中可以分别包括可透过例如CO和CO2的气体的聚合物材料，从而内部气体可以排出，并且可以防止电解质通过功能孔113a泄漏。
如图4和图5所示，涂层部分113b可设置在铝片材113中的功能孔1 13a的内周面上。
涂层部分113b可用于覆盖铝片材113中的功能孔113a的整个内周面。涂层部分113b可包含绝缘和耐化学腐蚀性的材料。因此，在聚合物层111和116的与功能孔1 13a相对应的部分形成孔，并且再注入电解质，然后密封，可以防止铝片材113由于电解质与功能孔113a接触而被氧化，或者可以防止电流通过功能孔113a在电极组件120与铝片材113之间传导。也就是说，涂层部分113b沿着功能孔113a的内周面形成，从而在对应于功能孔113a的部分中形成孔之后，当电解质通过第一聚合物层116的孔部进入铝片材113中的功能孔113a时，可以防止电解质与铝片材113直接接触。然后在再注入电解质之后密封第二聚合物层111的孔部。此外，涂层部分113b沿着功能孔113a的内周面形成，从而可以防止电极组件120通过第一聚合物层116的孔部与铝片材113直接接触。
例如，涂层部分113b可以包含硅，但是本发明的涂层部分113b的材料不必限于此。
此外，第一聚合物层116、铝片材113以及第二聚合物层111可以从内向外堆叠在容纳有电机组件120的软包110中。在软包110中，第一聚合物层116，铝片材113和第二聚合物层111可以堆叠并粘附，其中每一层的厚度大约为10至90μm。此外，在软包110中，可以进一步在铝片材113和第二聚合物层111之间层叠尼龙层112。尼龙层112是由尼龙材料制成的使得气体可从其中透过。当第一聚合物层116和第二聚合物层111与铝片材113中的功能孔113a相对应的部分形成孔以再注入电解质时，可在尼龙层112中形成相应的孔。
第二聚合物层111可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成。
在一个实施例中，第一聚合物层116可以由聚丙烯(PP)材料制成。
在另一个实施例中，在第一聚合物层116中，容纳电极组件120的内层可以由聚丙烯(PP)材料制成，而面向铝片材113的外层可以由聚邻苯二甲酰胺(PPA)材料制成。
如图3所示，密封部分S可形成在软包110的外周面上以密封软包110的内部。密封部分S可通过在第三方向或第四方向上热熔接软包110的外周面而形成。
尽管本发明已经参照有限的实施例和附图进行了描述，但本发明并不限于此，并且本发明相关领域的普通技术人员可以在本发明的技术思想范围内以各种方式实施本发明。
此外，本发明的范围可由所附权利要求限定。
[附图标记说明]100：二次电池
110：软包
111：第二聚合物层112：尼龙层
113：铝片材
113a：功能孔
113b：涂层部分
116：第一聚合物层120：电极组件130：电极引线

Claims (20)

1.一种再注入电解质到二次电池中的方法，电极组件和电解质容纳在软包中，所述软包包括形成有功能孔的铝片材以及层叠在所述铝片材上的聚合物层，所述方法包括：
再注入工序，通过打开所述功能孔将另外的电解质通过功能孔注入到所述软包中；以及
密封工序，在所述再注入工序之后，密封所述功能孔。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述再注入工序中，通过刺穿所述聚合物层的覆盖所述功能孔的部分，通过所述功能孔注入所述另外的电解质。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述再注入工序中，通过将注入针刺入所述聚合物层的覆盖所述功能孔的部分，通过所述功能孔注入所述另外的电解质。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物层包括第一聚合物层和第二聚合物层，
其中，所述第一聚合物层、所述铝片材以及所述第二聚合物层从内向外堆叠在容纳有所述电极组件的所述软包中，并且
在所述再注入工序中，通过打开所述第一聚合物层和所述第二聚合物层的覆盖所述功能孔的部分，将所述电解质通过所述功能孔注入所述软包中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述密封工序中，通过密封所述第二聚合物层中与所述功能孔相对应的开口部分来密封所述功能孔。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述密封工序中，使用树脂材料密封所述第二聚合物层的所述开口部分。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述密封工序中，使用与所述第二聚合物层相同的材料密封所述第二聚合物层的开口部分。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一聚合物层由聚丙烯(PP)材料制成，所述第二聚合物层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一聚合物层的容纳所述电极组件的内层由聚丙烯(PP)材料制成，所述第一聚合物层的面向所述铝片材的外层由聚邻苯二甲酰胺(PPA)材料制成，并且
所述第二聚合物层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述铝片材上的所述功能孔的内周面上形成有涂层部分。
11.根据权利要求10所述方法，其中，所述涂层部分包含绝缘和耐化学腐蚀性的材料。
12.一种能够再注入电解质的二次电池，所述二次电池包括：
电极组件，其中彼此电极和隔膜交替堆叠并彼此结合；以及
软包，所述软包中容纳有所述电极组件，
其中，所述软包包括铝片材和与所述铝片材层叠的聚合物层，
在所述铝片材中形成有功能孔，并且
在所述铝片材的所述功能孔的内周面上设置有涂层部分。
13.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述涂层部分涂覆为覆盖所述铝片材中的所述功能孔的整个内周面。
14.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述涂层部分包含绝缘和耐化学腐蚀性的材料。
15.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述涂层部分包含硅。
16.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述功能孔相对于所述铝片材和所述聚合物层的堆叠方向穿透所述铝片材。
17.根据权利要求12所述的二次电池，其中，所述聚合物层包括第一聚合物层和第二聚合物层，
其中，所述第一聚合物层、所述铝片材以及所述第二聚合物层从内向外堆叠在容纳所述电极组件的软包中。
18.根据权利要求17所述的二次电池，其中，所述第一聚合物层由聚丙烯(PP)材料制成，第二聚合物层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成。
19.根据权利要求17所述的二次电池，其中，所述第一聚合物层的容纳所述电极组件的内层由聚丙烯(PP)材料制成，所述第一聚合物层的面向所述铝片材的外层由聚邻苯二甲酰胺(PPA)材料制成，并且
所述第二聚合物层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制成。
20.根据权利要求18所述的二次电池，其中，所述功能孔形成在所述电极组件和所述软包的外周面之间。
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