CN116547860A - 可再充电电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例的一种二次电池包括：电极组件；电池外壳，所述电池外壳接收所述电极组件，并且具有打开的顶部；和帽组件，所述帽组件被联接到所述电池外壳的所述打开的顶部。所述帽组件包括：安全性排气件；和CID过滤器，所述CID过滤器位于所述安全性排气件的下方。所述安全性排气件被从顶端暴露于外侧，并且具有竖直地穿透所述安全性排气件的排气孔，并且所述CID过滤器具有竖直地穿透所述CID过滤器并且被连接到所述排气孔的CID孔。从所述电极组件延伸的第一电极接线片被结合到所述CID过滤器，并且所述CID孔由所述第一电极接线片关闭或者打开。

Description

可再充电电池及其制造方法
技术领域
该申请要求在2021年6月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0072370号的优先权和利益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及一种可再充电电池及其制造方法，并且特别地涉及一种用于排放在激活过程中产生的气体的可再充电电池及其制造方法。
背景技术
近来，对由于化石燃料的耗尽和环境污染而导致的能源价格上涨的关注已经增加，并且对环境友好的可替代能源的需求已经成为未来生活不可或缺的因素。因此，对诸如核能、太阳能、风能和潮汐能的各种发电技术的研究已经持续进行，并且对用于有效地使用如上所述地产生的能量的电力存储设备的兴趣也已经增加。
特别地，根据用于移动装置的技术的发展以及对移动装置的需求的增加，对作为能源的电池的需求已经快速地增加。因此，已经对可以满足各种需要的电池进行了很多研究。
代表性地，对具有包括高能量密度、良好的放电电压和输出稳定性的优点的锂可再充电电池(诸如锂离子电池或者锂离子聚合物电池)存在高需求。
这种可再充电电池取决于电极组件的结构进行分类，在该电极组件中，正电极、负电极以及介于正电极和负电极之间的分隔件被堆叠。其代表性示例可以包括：果冻卷型(缠绕型)的电极组件，在该果冻卷型(缠绕型)的电极组件中，具有长片状形状的正电极和负电极在分隔件介于其间的情况下被缠绕；堆叠型的电极组件，在堆叠型的电极组件中，以预定尺寸单位切割的多个正电极和负电极在分隔件介于其间的情况下被顺序地堆叠；等。
近来，作为具有果冻卷型和堆叠型被混合从而解决果冻卷型和堆叠型的电极组件的问题的高级结构的电极组件，已经开发了一种堆叠/折叠型的电极组件，在该堆叠/折叠型的电极组件中，被设置在分隔件上的通过在分隔件介于其间的情况下堆叠预定单位的正电极和负电极而获得的单元单体被顺序地缠绕。
另外，取决于外壳的形状，可再充电电池可以被分类成：电极组件嵌入在圆柱形外壳中的圆柱形可再充电电池；电极组件嵌入在棱柱形外壳中的棱柱形可再充电电池；和电极组件嵌入在层压片材的袋型外壳中的袋型可再充电电池。
同时，当可再充电电池满足适合使用意图的性能并且同时地配备有安全性时，可再充电电池可以适当地在市场中使用。当设计可再充电电池时，同时地考虑性能和安全性来确定设计因素。所设计和制造的电池需要评估诸如寿命、高速率特性或者高温/低温特性的性能，并且评估诸如过度充电、过度放电、冲击、钉子测试或者热盒的安全性。
在各种类型的可再充电电池中，圆柱形可再充电电池可以包括电流中断装置(CID)过滤器，当在诸如过度充电的异常状态中在可再充电电池中突然地产生气体并且内部压力增加至大于预定水平时，该电流中断装置(CID)过滤器用于阻断在电极端子和电极接线片之间的电流并且防止另外的反应。
图1示出传统的圆柱形可再充电电池的局部截面视图。
参考图1，电极组件20可以被接收在圆柱形外壳30中，并且帽组件40可以被安装在圆柱形外壳30的打开的上部上，由此制造圆柱形可再充电电池10。
电极组件20可以是第一电极21、第二电极22和分隔件23被缠绕的果冻卷型电极组件。
帽组件40可以包括上帽41、用于降低内部压力的安全性排气件42以及电流中断装置(CID)过滤器43。上帽41和安全性排气件42可以紧密地彼此附接，并且安全性排气件42可以被连接到CID过滤器43的中心。从第一电极21突出的第一电极接线片21t可以被连接到CID过滤器43的下端。这里，第一电极21可以是正电极，并且第一电极接线片21t可以是正电极接线片。
如上所述，上帽41可以被直接地/间接地连接到安全性排气件42、CID过滤器43和第一电极接线片21t，由此被电连接到电极组件20，并且可以在功能上用作电极端子。
另外，可以设置：垫片70，该垫片70用于在帽组件40和圆柱形外壳30之间的密封；和CID垫片80，该CID垫片80用于包裹CID过滤器43的边缘。
图2示出当图1的圆柱形可再充电电池的内部压力增加时的局部截面视图。
参考图2，当圆柱形可再充电电池10被暴露于高温条件或者进入异常操作状态以因此增加内部压力时，安全性排气件42的形状被反转，并且CID过滤器43被分离以阻断电流。详细地，CID过滤器43被划分成连接到安全性排气件42的部分43a以及连接到第一电极接线片21t的部分43b，并且在在功能上用作电极端子的上帽41与第一电极接线片21t之间的电流的流动被阻断。而且，当内部压力显著增加时，安全性排气件42的凹口部分断裂，安全性排气件42被打开，并且内部气体被排放。
当以与传统的圆柱形可再充电电池10类似的方式装备上帽41时，其结构刚性是优良的，但是当安全性排气件42被打开并且内部气体被排放时，由于上帽41而导致空间部分低，安全性排气件42未被完全打开，并且气体排放受到限制。此外，CID过滤器43可能未被清楚地分离，并且电流可能在异常操作状态中连续地流动。
通常，锂可再充电电池经历化成过程，即，用于制造过程的激活过程。激活过程代表用于组装电池并且执行充电和放电以激活电池的过程，从而在充电时，从正电极提供的锂离子移动到负电极并且嵌入负电极中，并且在此情形中，固体电解质界面(SEI)膜被形成在负电极的表面上。激活过程通常随着在预定范围内以恒定电流或者恒定电压重复充电和放电而进行。
关于激活过程，随着电极膜的形成或者单体中的水分的分解而产生大量的气体，并且激活过程所产生的气体是大量的，并且连续地与电极膜反应，从而需要用于排放该气体的过程。这被称作除气过程。
然而，参考图1和图2，传统的圆柱形可再充电电池10在电解质溶液被注射之后必须维持密封状态，从而不容易排放激活过程所产生的气体。当在激活过程中产生的气体未被排放时，在正电极和负电极之间的电池反应受到阻碍，并且可能对电池的初始容量、固体电解质界面(SEI)的稳定形成和寿命性能实现特性造成不好的影响。此外，气体未能被排放，这对安全性的评估结果造成影响。
结果，需要开发用于排放在激活过程中产生的气体的圆柱形可再充电电池。
发明内容
技术问题
本发明致力于提供一种用于在激活过程之后排放气体的可再充电电池及其制造方法。
然而，本发明的实施例所要解决的任务可以不限于上文描述的任务，并且可以在本发明中所包括的技术范围的范围内以各种方式扩展。
技术方案
本发明的实施例提供一种可再充电电池，所述可再充电电池包括：电池外壳，所述电池外壳用于接收电极组件，并且包括打开的上部；和帽组件，所述帽组件被组合到所述电池外壳的所述打开的上部。所述帽组件包括安全性排气件和CID过滤器，所述CID过滤器被设置在所述安全性排气件的下方。所述安全性排气件在上部处被暴露于外侧，形成了从顶部到底部地穿透所述安全性排气件的排气孔，并且CID孔被形成在所述CID过滤器中，所述CID孔从顶部到底部地穿透，并且被连接到所述排气孔。从所述电极组件延伸的第一电极接线片被结合到所述CID过滤器，并且所述CID孔由所述第一电极接线片关闭或者打开。
所述排气孔和所述CID孔可以被设置在同一垂直线上，并且已经关闭所述CID孔的所述第一电极接线片可以通过所述排气孔和所述CID孔被暴露于外侧。
所述排气孔可以具有比所述CID孔的直径大的直径。
所述第一电极接线片可以包括上接线片部分和下接线片部分。所述下接线片部分可以被连接到所述电极组件，并且所述上接线片部分的连接到所述下接线片部分的第一端可以被结合到所述CID过滤器。
所述上接线片部分的第二端可以被紧密地附接到所述CID过滤器的下侧或者从所述CID过滤器的下侧隔开，以关闭或者打开所述CID孔。
所述第一电极接线片可以包括具有弹性恢复力的材料，并且所述上接线片部分的所述第二端可以被弹性地紧密地附接到所述CID过滤器的所述下侧。
所述CID孔的内周的下部可以被焊接并结合到所述上接线片部分。
所述第一电极接线片可以包括突起，所述突起被插入所述CID孔中。
所述可再充电电池可以进一步包括密封球，所述密封球被插入所述CID孔中。
所述电池外壳的上部的一端可以被弯折，以包裹所述安全性排气件的外周并且形成压接部分。
本发明的另一个实施例提供一种用于制造可再充电电池的方法，所述方法包括：将电极组件接收到电池外壳中，所述电池外壳具有打开的上部；将包括安全性排气件和CID过滤器的帽组件组合到所述电池外壳的打开的上部；激活所述电极组件，由此执行激活阶段；以及通过被形成在所述安全性排气件中的排气孔和被形成在所述CID过滤器中的CID孔将在所述激活中产生的气体排放到外侧，由此执行气体排放。所述安全性排气件在上部处被暴露于外侧。从所述电极组件延伸的第一电极接线片在关闭所述CID孔的同时被结合到所述CID过滤器。在所述气体排放中，可以穿过所述排气孔和所述CID孔向下挤压所述第一电极接线片，以打开所述CID孔，从而所述气体可以穿过所述CID孔和所述排气孔被排放到外侧。
在所述气体排放中，可以穿过所述排气孔和所述CID孔插入杆构件或者吸气装置，以向下挤压所述第一电极接线片。
在所述气体排放之后，挤压所述第一电极接线片的力可以被移除，并且所述第一电极接线片可以返回到初始位置，以再次关闭所述CID孔。
所述方法可以进一步包括：在所述气体排放之后，焊接所述CID孔的内周的下部和所述第一电极接线片，由此执行焊接。
所述方法可以进一步包括：穿过所述排气孔将密封球插入所述CID孔中，由此执行密封球插入。
所述方法可以进一步包括：熔合被插入所述CID孔中的所述密封球。
有利效果
根据本发明的实施例，上帽被移除，并且安全性排气件被暴露于外侧，以消除对安全性排气件的空间限制，从而当内部压力增加时，安全性排气件可以被完全打开，并且气体可以被有效地排放。
此外，在安全性排气件被暴露于外侧时，通过在安全性排气件中形成另外的排气孔，可以容易地排放在激活过程中产生的气体。因此，可以解决电极组件由于气体而膨胀或变形的问题或者由于剩余气体泡沫而引起锂的析出的问题。
本发明的效果不限于上文提到的效果，并且本领域技术人员能够从权利要求的描述中清楚地理解未提到的其它效果。
附图说明
图1示出传统的圆柱形可再充电电池的局部截面视图。
图2示出当图1的圆柱形可再充电电池的内部压力增加时的局部截面视图。
图3示出根据本发明的实施例的可再充电电池的分解立体图。
图4示出被包括在图3的可再充电电池中的安全性排气件的截面立体图。
图5示出根据本发明的实施例的可再充电电池的上部的截面视图。
图6示出图5的放大部分“A”。
图7示出根据本发明的修改实施例的其上形成有突起的第一电极接线片。
图8示出根据本发明的实施例的插入CID孔中的密封球。
图9到图15示出根据本发明的实施例的用于制造可再充电电池的方法的截面视图。
具体实施方式
将在下文中参考示出了本发明的实施例的附图更充分地描述本发明。本领域技术人员将会认识到地，在均不偏离本发明的精神或者范围的情况下，所描述的实施例可以以各种不同方式修改。
将省略与描述无关的部分以清楚地描述本发明，并且贯穿本说明书地，相同的元件将由相同的附图标记标注。
为了更好的理解和容易描述，绘图中所示的每一个构造的尺寸和厚度被任意地示出，但是本发明不限于此。在绘图中，为了清楚，层、膜、面板、区域等的厚度被放大。为了解释方便，某些层和区域的厚度被夸大。
将理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作在另一个元件“上”时，该元件能够直接地在该另一个元件上，或者还可以存在居间元件。相比之下，当元件被称作“直接地”在另一个元件“上”时，不存在居间元件。词语“上”或者“上方”意味着位于目标部分上或下，并且不一定必需意味着基于重力方向位于目标部分的上侧上。
除非明确地描述为相反的情况，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型将被理解为意味着包括所陈述的元件但是不排除任何其它元件。
短语“在平面视图中”意味着从顶部观察目标部分，并且短语“在截面视图中”意味着观察其目标部分被从一侧垂直地切割的截面。
图3示出根据本发明的实施例的可再充电电池的分解立体图。图4示出被包括在图3的可再充电电池中的安全性排气件的截面立体图。图5示出根据本发明的实施例的可再充电电池的上部的截面视图。特别地，图5示出当图3中所示的可再充电电池的相应部分被组装时的相对于xz平面的截面的上部的截面视图。
参考图3到图5，可再充电电池100包括：电极组件200；电池外壳300，该电池外壳300用于接收电极组件200，并且包括打开的上部；和帽组件400，该帽组件400被组合到电池外壳300的打开的上部。
电极组件200可以包括第一电极210、第二电极220和隔膜230。第一电极210、第二电极220和隔膜230可以彼此缠绕，以形成果冻卷型电极组件200。隔膜230可以被设置在第一电极210和第二电极220之间。
虽然未详细示出，但是可以通过在第一电极集电器上施加电极活性材料来形成第一电极210。第一电极接线片213可以根据诸如焊接的方法被附接到第一电极集电器中的未被施加电极活性材料并且暴露第一电极集电器的部分。
可以通过将电极活性材料施加到第二电极集电器来形成第二电极220。此外，第二电极接线片223可以根据诸如焊接的方法被附接到第二电极集电器中的未被施加电极活性材料并且暴露第二电极集电器的部分。
其中，第一电极210可以是正电极，并且第二电极220可以是负电极。相应地，第一电极接线片213可以是正电极接线片，并且第二电极接线片223可以是负电极接线片。此外，关于被缠绕的电极组件200，第一电极接线片213和第二电极接线片223可以在相反方向上突出。如在图3中所示，第一电极接线片213可以在帽组件400所位于的方向(z轴线方向)上突出，并且第二电极接线片223可以在电池外壳300的底部所位于的方向(-z轴线方向)上突出。第一电极接线片213可以被连接到帽组件400，并且第二电极接线片223可以被连接到电池外壳300的底部。即，帽组件400和电池外壳300可以分别地在功能上用作可再充电电池100的电极端子。
电池外壳300可以接收浸渍有电解质溶液的电极组件200，可以包括金属材料，并且可以是圆柱形外壳。
帽组件400包括安全性排气件410以及位于安全性排气件410下方的电流中断装置(CID)过滤器420。安全性排气件410在上部处被暴露于外侧。排气孔410H被形成在安全性排气件410中，以从顶部到底部地穿透，并且形成了CID孔420H，该CID孔420H从顶部到底部地穿透CID过滤器420并且被连接到排气孔410H。这里，排气孔410H被连接到CID孔420H意味着这些孔中的空间彼此连接。
关于移除了上帽的帽组件400，不同于传统的圆柱形可再充电电池10(参考图1)，安全性排气件410在上部处被暴露于外侧。
安全性排气件410可以位于CID过滤器420上，并且可以被电连接到CID过滤器420。详细地，安全性排气件410的除了排气孔410H之外的中心部分可以被物理地且电气地连接到CID过滤器420的除了CID孔420H之外的第一部分421。从电极组件200延伸的第一电极接线片213被结合到CID过滤器420。详细地，从第一电极210突出的第一电极接线片213可以被结合到CID过滤器420的下端。
安全性排气件410是电流流过的薄膜结构，并且该安全性排气件410可以是圆盘板。安全性排气件410、CID过滤器420和第一电极接线片213被顺序地连接，并且安全性排气件410可以在功能上用作用于引导电极组件200的电连接的电极端子。
CID过滤器420是电流流过的板构件，并且用于排放气体的出口422H可以被形成在该CID过滤器420中。此外，CID过滤器420可以包括连接到安全性排气件410的第一部分421以及连接到第一电极接线片213的第二部分422，第一部分421可以位于CID过滤器420的中心部分上，并且第二部分422可以位于CID过滤器420的外周上。
当可再充电电池100的内部压力增加时，安全性排气件410的形状可以反转。在安全性排气件410的形状反转时，CID过滤器420的第一部分421也升高，从而CID过滤器420的第一部分421和第二部分422可以彼此分离。为了根据内部压力的增加来引发分离，在第一部分421和第二部分422之间的间隔可以被设计成具有稍弱的刚性。通过第一部分421和第二部分422的分离，在安全性排气件410和第一电极接线片213之间流动的电流被阻断。
此外，如在图5中所示，诸如凹槽的凹口结构可以被设置到安全性排气件410。在内部压力增加时，凹口结构断裂或撕裂，以打开安全性排气件410，并且内部气体然后被排放。在传统的圆柱形可再充电电池10(参考图1)的情形中，上帽41位于安全性排气件42上，从而空间部分低，并且安全性排气件42未被完全打开。因此，气体未被有效地排放。上帽41可能阻碍气体排放。不同于此，关于根据本实施例的可再充电电池100，安全性排气件410在不具有上帽的上部处被暴露于外侧，从而当内部压力增加时，安全性排气件410的形状可以自由地反转或者分离。因此，与传统的圆柱形可再充电电池10相比较，可再充电电池100在气体排放时更有效率，并且在异常操作状态中，根据第一部分421和第二部分422的分离，电流可以被更清楚地阻断。
现在将详细地描述根据本实施例的排气孔410H、CID孔420H和第一电极接线片213的构造。
图6示出图5的放大部分“A”。
参考图5和图6，如上所述，从电极组件200延伸的第一电极接线片213被结合到CID过滤器420。CID孔420H由第一电极接线片213关闭或者打开。
排气孔410H被连接到CID孔420H。特别地，安全性排气件410可以被组合到CID过滤器420，并且排气孔410H可以在安全性排气件410被组合到CID过滤器420的部分上被连接到CID孔420H。更详细地，CID孔420H可以被形成在CID过滤器420中的连接到安全性排气件410的第一部分421上。
详细地，当第一电极接线片213被紧密地附接到CID过滤器420时，CID孔420H被关闭，并且当第一电极接线片213被从CID过滤器420隔开时，CID孔420H被打开。
将稍后描述，长杆可以被设置成穿透安全性排气件410的排气孔410H和CID过滤器420的CID孔420H，并且已经关闭CID孔420H的第一电极接线片213可以被向下挤压。CID孔420H然后被打开，并且在将要描述的激活过程中产生的气体可以穿过CID孔420H和排气孔410H被排放到外侧。因此，可以解决电极组件由于剩余气体而膨胀或变形的问题或者由于剩余气体而引起锂的析出的问题。
此外，由于上帽被从可再充电电池100移除，因此长杆可以容易地穿透排气孔410H和CID孔420H。换言之，杆可以被插入以挤压第一电极接线片213，而不破坏排气孔410H和CID孔420H。
由于CID孔420H由第一电极接线片213关闭，因此可再充电电池100可以在激活过程中稳定地执行充电和放电。通过在激活过程之后向下挤压第一电极接线片213，内部气体可以穿过打开的CID孔420H被排放到外侧。当气体排放结束时，第一电极接线片213和CID孔420H被焊接以进行密封，由此防止电解质溶液的泄漏。将参考图9到图15详细描述上文提到的制造过程。
排气孔410H和CID孔420H可以具有使杆可以被插入的最小直径。例如，排气孔410H和CID孔420H可以具有1到3mm的直径，并且因此，电池外壳300中的气体可以被排放到外侧，并且可以防止异物通过排气孔410H和CID孔420H流入。
排气孔410H和CID孔420H可以位于同一垂直线上。排气孔410H和CID孔420H可以被设置在上下方向上，并且可以位于同一垂直线上。阻挡CID孔420H的第一电极接线片213可以通过排气孔410H和CID孔420H从外侧可视。结果，可以容易地从可再充电电池100的外侧发现CID孔420H是否完成。由于上帽被从可再充电电池100移除，因此可以进一步容易地发现CID孔420H是否完成。
由于排气孔410H和CID孔420H位于直线上，因此通过有效地挤压第一电极接线片213，CID孔420H可以被打开。排气孔410H可以被形成在安全性排气件410的中心点上，并且CID孔420H可以被形成在CID过滤器420的中心点上，由此最小化刚性的减弱。
作为本发明的另一个实施例，排气孔410H和CID孔420H的一部分可以位于同一垂直线上。例如，排气孔410H和CID孔420H的一半可以位于同一垂直线上，并且其另一半可以位于不同的垂直线上。相应地，可以防止不必要的物质或者异物流入排气孔410H和CID孔420H中，并且可以防止第一电极接线片213由于不需要的物质而被挤压。
排气孔410H的直径d1可以大于CID孔420H的直径d2。当用于挤压第一电极接线片213的长杆被插入排气孔410H中时，由于杆的流动现象，可能不容易将杆插入。排气孔410H可以具有比CID孔420H大的直径，由此允许杆容易穿透。特别地，可以防止排气孔410H被挤压第一电极接线片213的杆损坏。如上所述，安全性排气件410的形状必须被反转或者分离，从而防止可再充电电池100的爆炸，并且可能由于排气孔410H及其周边部分的损坏而产生缺陷。为了防止这种情况，排气孔410H的直径可以大于CID孔420H的直径。例如，排气孔410H的直径可以是3mm，并且CID孔420H的直径可以是2mm。
如上所述，安全性排气件410被组合到CID过滤器420，并且排气孔410H可以在安全性排气件410被组合到CID过滤器420的部分处被连接到CID孔420H。特别地，排气孔410H的外周表面可以被结合到CID孔420H的外周表面。详细地，排气孔410H的下外周表面可以被焊接并结合到CID孔420H的上外周表面，以形成结合部分W。即，安全性排气件410可以被结合到CID过滤器420以彼此密封，并且可以防止通过安全性排气件410和CID过滤器420的异物的流入或者电解质溶液到排气孔410H和CID孔420H的泄漏。
第一电极接线片213可以包括上接线片部分213a和下接线片部分213b。下接线片部分213b可以被连接到电极组件200。即，下接线片部分213b可以从电极组件200延伸。
连接到下接线片部分213b的上接线片部分213a的第一端可以被结合到CID过滤器420。特别地，上接线片部分213a的第一端可以被焊接并结合到CID过滤器420的下侧，由此形成结合部分W。
上接线片部分213a的第二端可以被紧密地附接到CID过滤器420的下侧/从CID过滤器420的下侧隔开，并且可以关闭/打开CID孔420H。详细地，当关闭CID孔420H的上接线片部分213a由将要描述的杆挤压时，上接线片部分213a的第二端从CID过滤器420隔开，并且CID孔420H被打开。当已经挤压上接线片部分213a的第二端的力被移除时，上接线片部分213a的第二端通过上接线片部分213a的弹性恢复力而被紧密地附接到CID过滤器420，并且关闭CID孔420H。
根据这种情况，对于可再充电电池100的激活过程，第一电极接线片213可以稳定地密封CID孔420H，并且在激活过程之后，第一电极接线片213可以从CID过滤器420隔开，以打开CID孔420H并且排放气体。
第一电极接线片213可以包括具有弹性恢复力的材料，并且上接线片部分213a的第二端可以被弹性地紧密地附接到CID过滤器420。当已经挤压上接线片部分213a的第二端的外力被移除时，上接线片部分213a的第二端通过弹性恢复力被快速地返回到初始位置，由此快速且稳定地关闭CID孔420H。第一电极接线片213可以是包括具有弹性恢复力的材料的合金钢。
在气体被排放之后，CID孔420H的内周的下部可以被焊接并结合到第一电极接线片213的上接线片部分213a。即，在气体被排放之后，紧密地附接到CID过滤器420的下侧的上接线片部分213a的第二端被结合到CID过滤器420，并且CID孔420H被完全密封。结果，可以在气体被排放之后防止异物的流入或者电解质溶液的泄漏。
图7示出根据本发明的修改实施例的其上形成有突起的第一电极接线片。
参考图7，根据修改实施例的第一电极接线片213可以包括插入CID孔420H中的突起213a-1。详细地，如上所述，第一电极接线片213可以包括上接线片部分213a和下接线片部分213b，并且突出的突起213a-1可以被形成在上接线片部分213a上。
突起213a-1增加在第一电极接线片213和CID孔420H之间的密封力，并且突起213a-1可以具有与CID孔420H的直径相同的直径。突起213a-1被插入CID孔420H中，并且增加在第一电极接线片213和CID孔420H之间的密封力。特别地，突起213a-1被形成为具有半球形隆起结构，从而突起213a-1可以被容易地组合到CID孔420H/从CID孔420H分离。
图8示出根据本发明的实施例的插入CID孔中的密封球。
参考图5、图6和图8，根据本实施例的可再充电电池100可以进一步包括插入CID孔420H中的密封球500。当在激活过程之后产生的气体的排放结束时，密封球500可以被插入CID孔420H中。密封球500密封CID孔420H，该密封球500具有圆柱形或者球形形状，并且该密封球500穿过排气孔410H被插入CID孔420H中并且密封CID孔420H。
在此情形中，圆柱形或者球形的密封球500可以通过球焊接被结合到CID孔420H。球焊接代表用于通过将球形元件发射到直径小于该球的孔来阻挡该孔的结合方法。即，在被填充到CID孔420H中之前的密封球500的直径可以大于CID孔420H的内部直径。可以通过强力地发射密封球500并且将其强制地插入CID孔420H中来阻挡CID孔420H。图8示出密封球500通过球焊接被插入并结合到CID孔420H的状态。
密封球500也可以被插入CID孔420H中，并且可以通过热熔合装置(未示出)被熔合。相应地，密封球500被结合到CID孔420H的内周，并且可以增加在CID孔420H和密封球500之间的密封力。
在此情形中，由于当上帽被移除时安全性排气件410被暴露于外侧，因此CID孔420H容易被密封。传统的圆柱形可再充电电池10(参考图1)在CID孔被形成时具有上帽41，从而在气体被排放之后基本上难以再次阻挡CID孔。孔必须被形成在上帽41和安全性排气件42中以排放气体，并且因为存在上帽41，所以阻挡被形成在安全性排气件42和CID过滤器43中的孔是复杂且困难的。不同于此，关于帽组件400，安全性排气件410被暴露在最上部分上，从而容易通过使用用于在CID孔420H的内周的下部与上接线片部分213a之间执行焊接和结合或者在排放气体之后插入密封球500的方法来密封CID孔420H。
参考图3到图5，电池外壳300可以包括压接部分300C和卷边部分300B。卷边部分300B指示圆柱形电池外壳300的在电极组件200的中心方向上内凹的一部分，并且防止电极组件200的流动。
压接部分300C位于卷边部分300B的上部上，指示用于包裹帽组件400的部分，并且被用于稳定地组合帽组件400。电池外壳300的上部的一端可以被弯折，以包裹帽组件400并且形成压接部分300C。详细地，电池外壳300的上部的所述一端可以被弯折，以包裹安全性排气件410的外周并且形成压接部分300C。
密封垫片700可以被安设在压接部分300C和卷边部分300B中，以增加在帽组件400和电池外壳300之间的密封力。垫片700可以拦截在帽组件400和电池外壳300之间的电连接。垫片700位于电池外壳300和帽组件400之间，并且电池外壳300的上部的所述一端可以被弯折，以执行压接组合并且形成压接部分300C。即，通过压接组合，帽组件400可以被安设，可再充电电池100可以被密封，并且电池外壳300可以与帽组件400绝缘。垫片700可以位于压接部分300C和安全性排气件410之间。
弯曲部分410B可以被形成在安全性排气件410上。详细地，如在图4和图5中所示，安全性排气件410的一个部分可以被向上弯折，以形成弯曲部分410B。由于形成了弯曲部分410B，所以可以减小在压接组合时传递到安全性排气件410的变形。此外，如上所述，由于在异常操作状态中安全性排气件410的形状被反转，所以CID过滤器420的第一部分421也升高，使得CID过滤器420的第一部分421和第二部分422彼此分离。根据这种情况，电流的流动被拦截，并且理想的是，在安全性排气件410和CID过滤器420之间形成间隔，从而有效地阻断电流的流动。因此，向上弯折的弯曲部分410B可以被形成为在最小化帽组件400的高度的同时增加在安全性排气件410和CID过滤器420之间的间隔。
在上文描述的压接组合的情形中，强物理压缩可能被施加到帽组件400，并且帽组件400可能因此被损坏。特别地，在以本实施例的类似的方式在没有上帽的情况下暴露安全性排气件410的结构中，安全性排气件410可能被损坏。当使安全性排气件410比现有技术厚从而补充安全性排气件410的刚性时，当内部压力增加时可能没有准确地实现安全性排气件410的形状的反转或者分离。
关于根据本实施例的帽组件，安全性排气件410的厚度不是简单地增加，而是卷曲部410C可以被设置在安全性排气件410中的对应于压接部分300C的部分上。详细地，安全性排气件410可以包括在安全性排气件410的外周上弯折的卷曲部410C。为了便于描述，图3和图4示出在卷曲部410C被形成之前的凸缘部410F，并且图5示出凸缘部410F被向内弯折以形成卷曲部410C。
电池外壳300的压接部分300C可以在垫片700处于压接部分300C和安全性排气件410之间的情况下包裹安全性排气件410，并且详细地，电池外壳300的压接部分300C可以包裹安全性排气件410的卷曲部410C，并且可以实现压接组合。安全性排气件410的中心部分被制成为单层，并且由压接部分300C包裹的安全性排气件410的外周可以被制成为双层。即，由于设置了卷曲部410C，所以可以防止在压接组合时产生的安全性排气件410的损坏，并且当内部压力增加时，安全性排气件410的形状的反转或分离不受阻碍。
现在将参考图9到图15描述根据本发明的实施例的一种用于制造可再充电电池的方法。将不提供上文描述的内容的重复部分。
图9到图15示出根据本发明的实施例的用于制造可再充电电池的方法的截面视图。详细地，示出了可再充电电池的上部的截面。
参考图3、图4和图9，用于制造可再充电电池的方法包括：将电极组件200接收在具有打开的上部的电池外壳300中，并且将包括安全性排气件410和CID过滤器420的帽组件400组合在电池外壳300的打开的上部上。在此情形中，如上所述，电极组件200可以具有第一电极210、第二电极220和隔膜230被缠绕的果冻卷形状，并且电池外壳300可以是圆柱形外壳。可以在组合帽组件400之前连同电极组件200一起将电解质溶液注射到电池外壳300中。
帽组件400的安全性排气件410在上部处被暴露于外侧，排气孔410H被形成在安全性排气件410中，并且CID孔420H被形成在CID过滤器420中。安全性排气件410和CID过滤器420的详细结构对应于已经描述的结构，从而这些描述将被省略。
参考图5和图6，当设置帽组件400时，在CID孔420H被关闭的同时将从电极组件200延伸的第一电极接线片213结合到CID过滤器420的下侧。这里，如上所述，第一电极接线片213可以包括上接线片部分213a和下接线片部分213b。
在帽组件400的组合时，上接线片部分213a被紧密地附接到CID过滤器420的下侧，并且上接线片部分213a的第二端被移动以关闭CID孔420H。上接线片部分213a的第一端被焊接并结合到CID过滤器420的下侧。换言之，上接线片部分213a的第二端被紧密地附接到包括CID孔420H的CID过滤器420的下侧并且完成CID孔420H，并且上接线片部分213a的第一端被焊接到CID过滤器420。以这种形式，CID过滤器420被连接到第一电极接线片213。特别地，第一电极接线片213在CID孔420H的方向上具有弹性力，从而CID孔420H被维持处于关闭状态中。
如在图7中所示，当突起213a-1被形成在第一电极接线片213的上接线片部分213a上时，可以在CID过滤器420被连接到第一电极接线片213时将突起213a-1插入CID孔420H中。
参考图9和图10，帽组件400的组合可以包括通过弯折电池外壳300的上部的一端300U而形成的用于包裹安全性排气件410的压接部分300C。详细地，垫片700位于帽组件400的安全性排气件410和电池外壳300之间，并且电池外壳300的上部的一端300U可以被弯折，以执行压接组合。
在此情形中，安全性排气件410可以包括在安全性排气件410的外周处弯折的卷曲部410C，并且可以执行压接组合，使得压接部分300C可以包裹卷曲部410C。可以通过向内弯折面向上的凸缘部410F(参考图4)来形成卷曲部410C。
参考图10，根据本实施例的用于制造可再充电电池的方法包括：激活电极组件200，由此执行激活阶段。在第一电极接线片213关闭CID孔420H的同时，可以通过在预定范围内以恒定电流或恒定电压重复充电和放电来执行激活。激活阶段代表用于重复充电和放电以在负电极表面上形成固体电解质界面(SEI)膜并且选择低电压的过程。可以通过向在功能上用作电极端子的安全性排气件410和电池外壳300施加恒定电流或恒定电压来重复充电和放电。对于激活阶段，随着电极组件和电解质溶液的相互反应，在电池外壳300中产生气体，并且气体被积聚在电池外壳300中并且增加压力。
参考图11，根据本实施例的用于制造可再充电电池的方法包括：通过被形成在安全性排气件410中的排气孔410H和被形成在CID过滤器420中的CID孔420H将在激活阶段中产生的气体排放到外侧，由此排放气体。详细地，在气体排放阶段中，穿过排气孔410H和CID孔420H将第一电极接线片213向下挤压，以打开CID孔420H，并且气体穿过通过CID孔420H和排气孔410H被排放到外侧。第一电极接线片213中的上接线片部分213a被挤压。
在气体排放阶段中，穿过排气孔410H和CID孔420H插入杆构件1000，以向下挤压第一电极接线片213。以类似的方式，杆构件1000可以向下挤压第一电极接线片213中的上接线片部分213a。CID孔420H被打开，并且在电池外壳300中产生的气体穿过CID孔420H和排气孔410H被排放到外侧。
特别地，由于上帽被从可再充电电池100移除，所以容易允许杆构件1000穿过排气孔410H和CID孔420H。换言之，在不破坏排气孔410H和CID孔420H的情况下，可以通过插入杆来挤压第一电极接线片213。由于上帽被移除，所以气体可以被顺畅地排放。
参考图12，根据修改实施例的用于制造可再充电电池的方法可以包括：通过使用吸气装置1100来排放气体。详细地，可以穿过排气孔410H和CID孔420H插入另外的吸气装置1100而不是图11中所示的杆构件1000，以向下挤压第一电极接线片213的上接线片部分213a。在CID孔420H被打开的同时，吸气装置1100可以吸走电池外壳300中的气体。与插入杆构件1000的情形相比较，可以更有效地移除电池外壳300中的气体。
参考图13，在气体被排放之后，被施加以挤压第一电极接线片213的力被移除，第一电极接线片213可以返回到初始位置，并且CID孔420H可以被再次关闭。挤压第一电极接线片213的力的移除意味着杆构件1000或者吸气装置1100的移除。当CID孔420H被关闭时，气体排放结束。
根据本实施例的用于制造可再充电电池的方法可以进一步包括：在气体排放之后，焊接CID孔420H的内周的下部和第一电极接线片213，由此执行焊接。详细地，另外的焊接装置(未示出)被插入以穿过排气孔410H和CID孔420H，并且将CID孔420H的内周的下部焊接到第一电极接线片213。图13示出通过焊接在对应的部分上形成结合部分W。特别地，在上接线片部分213a被紧密地附接到CID孔420H的同时，上接线片部分213a和CID孔420H的内周被焊接，以密封在CID过滤器420和第一电极接线片213之间的间隙。由此，CID孔420H可以在气体排放阶段之后被初步密封。
参考图14，根据本实施例的用于制造可再充电电池的方法可以进一步包括：穿过排气孔410H将密封球500插入CID孔420H中，由此执行密封球插入阶段。在密封球插入阶段中，密封球500可以根据强制插入方法被插入CID孔420H中。由此，CID孔420H可以被有效地密封。详细地，密封球500可以通过球焊接方法被结合到CID孔420H。CID孔420H可以是圆形通孔，并且密封球500可以具有圆柱形或者球形形状。密封球500可以被强力地发射到CID孔420H，并且密封球500可以被插入CID孔420H中。
参考图15，根据本实施例的用于制造可再充电电池的方法可以进一步包括：熔合被插入CID孔420H中的密封球500。详细地，熔合装置1200可以穿过排气孔410H被插入，并且可以将热量施加到密封球500。相应地，部分地熔合的密封球500被结合到CID孔420H的内周。CID孔420H然后可以被完全密封。
在激活阶段中，根据电极膜的形成或者单体中的水分的分解而产生大量的气体，并且激活过程所产生的气体具有大的量，并且连续地与电极膜反应，从而需要用于将该气体排放的过程。如上所述，根据本发明的实施例制造的可再充电电池100排放在激活阶段中产生的气体并且最终被密封，从而可以解决电极组件由于剩余气体而膨胀或变形的问题或者由于剩余气体泡沫而引起锂的析出的问题。
已经使用了诸如前、后、右、左、顶和底的代表方向的术语，但是这些术语是为了便于描述，并且可以取决于目标材料的位置或者观察者的位置而改变。
多个上文描述的根据本实施例的可再充电电池可以构造电池模块。该电池模块可以与诸如电池管理系统(BMS)或冷却系统的各种控制和保护系统一起地安设，并且可以构造电池组。
所述可再充电电池、所述电池模块或者所述电池组能够应用于各种类型的装置。详细地，所述可再充电电池、所述电池模块或者所述电池组可以被应用于交通装置，诸如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆和能量存储系统(ESS)，但是不限于此，并且可以被应用于能够使用可再充电电池的各种装置。
虽然已经结合目前被认为是实用实施例的内容描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在涵盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
附图标记说明
100：可再充电电池
200：电极组件
300：电池外壳
400：帽组件
410：安全性排气件
410H：排气孔
420：CID过滤器
420H：CID孔

Claims (16)

1.一种可再充电电池，包括：
电极组件；
电池外壳，所述电池外壳用于接收所述电极组件，并且包括打开的上部；和
帽组件，所述帽组件被组合到所述电池外壳的所述打开的上部，
其中，所述帽组件包括安全性排气件和CID过滤器，所述CID过滤器被设置在所述安全性排气件的下方，
所述安全性排气件在上部处被暴露于外侧，
形成了从顶部到底部地穿透所述安全性排气件的排气孔，
在所述CID过滤器中形成了CID孔，所述CID孔从顶部到底部地穿透，并且被连接到所述排气孔，
从所述电极组件延伸的第一电极接线片被结合到所述CID过滤器，并且
所述CID孔由所述第一电极接线片关闭或者打开。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，
所述排气孔和所述CID孔被设置在同一垂直线上，并且
已经关闭所述CID孔的所述第一电极接线片通过所述排气孔和所述CID孔被暴露于外侧。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，
所述排气孔具有比所述CID孔的直径大的直径。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，
所述第一电极接线片包括上接线片部分和下接线片部分，
所述下接线片部分被连接到所述电极组件，并且
所述上接线片部分的连接到所述下接线片部分的第一端被结合到所述CID过滤器。
5.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中，
所述上接线片部分的第二端被紧密地附接到所述CID过滤器的下侧或者从所述CID过滤器的下侧隔开，以关闭或者打开所述CID孔。
6.根据权利要求5所述的可再充电电池，其中，
所述第一电极接线片包括具有弹性恢复力的材料，并且
所述上接线片部分的所述第二端被弹性地紧密地附接到所述CID过滤器的所述下侧。
7.根据权利要求4所述的可再充电电池，其中，
所述CID孔的内周的下部被焊接并结合到所述上接线片部分。
8.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，
所述第一电极接线片包括突起，所述突起被插入所述CID孔中。
9.根据权利要求1所述的可再充电电池，进一步包括：
密封球，所述密封球被插入所述CID孔中。
10.根据权利要求1所述的可再充电电池，其中，
所述电池外壳的上部的一端被弯折，以包裹所述安全性排气件的外周并且形成压接部分。
11.一种用于制造可再充电电池的方法，包括：
将电极组件接收到电池外壳中，所述电池外壳具有打开的上部；
将包括安全性排气件和CID过滤器的帽组件组合到所述电池外壳的打开的上部；
激活所述电极组件，由此执行激活阶段；以及
通过被形成在所述安全性排气件中的排气孔和被形成在所述CID过滤器中的CID孔将在所述激活中产生的气体排放到外侧，由此执行气体排放，
其中，所述安全性排气件在上部处被暴露于外侧，
从所述电极组件延伸的第一电极接线片在关闭所述CID孔的同时被结合到所述CID过滤器，并且
在所述气体排放中，穿过所述排气孔和所述CID孔向下挤压所述第一电极接线片，以打开所述CID孔，从而所述气体穿过所述CID孔和所述排气孔被排放到外侧。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，
在所述气体排放中，
穿过所述排气孔和所述CID孔插入杆构件或者吸气装置，以向下挤压所述第一电极接线片。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，
在所述气体排放之后，挤压所述第一电极接线片的力被移除，并且所述第一电极接线片返回到初始位置，以再次关闭所述CID孔。
14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
在所述气体排放之后，焊接所述CID孔的内周的下部和所述第一电极接线片，由此执行焊接。
15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
穿过所述排气孔将密封球插入所述CID孔中，由此执行密封球插入。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
熔合被插入所述CID孔中的所述密封球。
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