CN116670910A - 二次电池 - Google Patents

Abstract

二次电池包括电极组件；电极引线，连接到所述电极组件；壳体，配置为在其中容纳所述电极组件；引线膜，配置为包围所述电极引线的外表面的一部分并且插入所述电极引线和所述壳体之间；排气区域，形成在所述壳体的至少一部分中；和排气构件，插入所述排气区域中，并且配置为包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯。

Description

二次电池

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年04月15日提交的韩国专利申请No.10-2021-0049378和于2021年11月04日提交的韩国专利申请No.10-2021-0150951的优先权，该两项专利申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。

技术领域

本公开涉及一种二次电池，并且更具体地，涉及一种具有排气构件(vent member)的二次电池。

背景技术

二次电池高度适用于各种产品并且表现出优异的如高能量密度等的电气性能。二次电池通常不仅用于便携式设备，还用于由电源驱动的电动汽车(EV)或混合动力电动汽车(HEV)。二次电池作为一种提高环境友好性和能源效率的新能源受到关注，因为它可以大大减少化石燃料的使用，并且在能源消耗过程中不会产生副产物。

目前广泛使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。

二次电池通常具有这样的结构，其中包括至少一个具有正极/隔膜/负极结构的单元电池的电极组件容纳于层压板的壳体中，层压板中外层、金属阻挡层和密封剂层被依次层压，并且将密封剂层的密封剂树脂融合以密封电极组件。

在常规的二次电池中，电池可能由于诸如二次电池内部短路、过度充电或过度放电、温度控制等各种原因而着火。此时，可能会产生热传播，其中二次电池内部的温度快速上升，同时热量传递到相邻的电池，这可能会进一步加剧火势。

当热传播发生时，即当二次电池的内部温度上升时，为了将气体对电极造成的损坏最小化，需要定向的排气特性以沿一个方向排出气体。然而，常规的二次电池具有难以在特定方向上引发气体排出的问题。

因此，本公开意在通过在特定方向上引发气体排出以提供一种具有改进的安全性的二次电池。

发明内容

本文公开了一种具有排气构件的二次电池。

根据本公开的一方面，提供了一种二次电池。所述二次电池可以包括电极组件；电极引线，连接到所述电极组件；壳体，配置为在其中容纳所述电极组件；引线膜，配置为包围所述电极引线的外表面的一部分并且插入所述电极引线和所述壳体之间；排气区域，形成在所述壳体的至少一部分中；和排气构件，插入所述排气区域中并且配置为包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯。

继续根据这一方面，所述排气构件可以包含具有6至8个碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯。

继续根据这一方面，所述壳体可以包括形成为密封所述电极组件的密封部。所述密封部可以包含密封剂树脂。所述排气构件包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯，并且可以具有比密封剂树脂更低的熔点。

继续根据这一方面，在100℃至120℃下，所述排气构件可以熔化以排气。

继续根据这一方面，在1.5atm以上的压力下，所述排气构件可以排气。

继续根据这一方面，在100℃以上，所述排气构件的最大密封强度可以小于6kgf/15mm。

继续根据这一方面，在100℃以上，所述排气构件的平均密封强度可以小于4.5kgf/15mm。

继续根据这一方面，在室温至60℃下，所述排气构件的最大密封强度可以为6kgf/15mm以上。

继续根据这一方面，在室温至60℃下，所述排气构件的平均密封强度可以为4.5kgf/15mm以上。

继续根据这一方面，在茂金属催化剂的存在下，可以使所述线性低密度聚乙烯聚合。

继续根据这一方面，在具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯中，基于100重量％的包含6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯，具有6个以上碳数的共聚单体的含量可以为15重量％以下。

继续根据这一方面，所述线性低密度聚乙烯的多分散性指数(PDI)可以为4以下。

继续根据这一方面，所述密封剂树脂的结晶温度和所述线性低密度聚乙烯的结晶温度之间的差可以为10℃以下。

继续根据这一方面，所述线性低密度聚乙烯的结晶温度可以为90℃至115℃。

继续根据这一方面，所述线性低密度聚乙烯的熔点可以为100℃至130℃。

继续根据这一方面，所述线性低密度聚乙烯的重均分子量可以为100,000g/mol至400,000g/mol。

继续根据这一方面，所述排气区域可以位于所述密封部中。

继续根据这一方面，所述排气区域可以位于壳体的边角处(corner)的密封部中。

继续根据这一方面，所述二次电池可以为软包型(pouch-type)二次电池。

继续根据这一方面，在100℃至120℃下，所述排气构件的最大密封强度可以小于6kgf/15mm。

继续根据这一方面，在100℃至120℃下，所述排气构件的平均密封强度可以小于4.5kgf/15mm。

继续根据这一方面，在具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯中，基于100重量％的线性低密度聚乙烯，具有6个以上碳数的共聚单体的含量可以为5重量％至15重量％。

继续根据这一方面，所述线性低密度聚乙烯的多分散性指数(PDI)可以为1至4。

继续根据这一方面，在120℃以上，所述排气构件的最大密封强度可以小于3kgf/15mm。

继续根据这一方面，在120℃以上，所述排气构件的平均密封强度可以小于2kgf/15mm。

根据本公开的一个实施方案的二次电池可以包括包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的排气构件，因此可以引发气体向排气区域排出。由此，改善了电池的安全性。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施方案，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开的一个实施方案的二次电池的分解透视图。

图2是示出根据本公开的一个实施方案的二次电池的平面图。

图3是示出根据本公开的一个实施方案的二次电池中发生排气的状态的图。

图4是示出根据本公开的另一个实施方案的二次电池的平面图。

图5是示出根据本公开的另一个实施方案的二次电池的平面图。

图6是示出根据本公开的另一个实施方案的二次电池的平面图。

图7是示出根据本公开的另一个实施方案的二次电池的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方案。在描述之前，应该理解的是，本说明书和所附权利要求书中使用的术语不应理解为限于常用的和字典的含义，而是基于允许发明人可以适当地定义术语的含义以最好地说明发明的原则，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来理解。

因此，本文中提出的描述仅仅是用于说明目的的优选实例，并不意在限制本公开的范围，因此应该理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等同和修改。

根据本公开的一个方面的二次电池包括电极组件；电极引线，连接到所述电极组件；壳体，配置为容纳所述电极组件；引线膜，配置为包围所述电极引线的外表面的一部分并且插入所述电极引线和所述壳体之间；排气区域，形成在所述壳体的至少一部分中；和排气构件，插入所述排气区域中并且配置为包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯。

图1和图2示出了根据本公开的一个实施方案的二次电池。

二次电池10包括连接了电极引线11的电极组件12和壳体13。

电极组件12包括正极板、负极板和隔膜。在电极组件12中，正极板和负极板可以依次层压，中间插入隔膜。

所述正极板可以包括由具有优异的导电性、例如铝(Al)箔的金属薄膜制成的正极集电体，和涂布在其至少一个表面上的正极活性材料层。另外，所述正极板可以在其一侧端部包括由例如铝(Al)材料的金属材料制成的正极接片。所述正极接片可以从所述正极板的一侧端部突出。所述正极接片可以焊接到所述正极板的一侧端部上，或者用导电粘合剂结合到所述正极板的一侧端部上。

所述负极板可以包括由例如铜(Cu)箔的导电金属薄膜制成的负极集电体，和涂布在其至少一个表面上的负极活性材料层。另外，所述负极板可以在其一侧端部包括由例如镍(Ni)材料的金属材料制成的负极接片。所述负极接片可以从所述负极板的一侧端部突出。所述负极接片可以焊接到所述负极板的一侧端部上，或者用导电粘合剂结合到所述负极板的一侧端部上。

所述隔膜位于所述正极板和所述负极板之间，以使所述正极板和所述负极板彼此电绝缘。所述隔膜可以为多孔膜，使得锂离子可以在正极板和负极板之间通过。所述隔膜可以包括，例如，使用聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的多孔膜或它们的复合膜。

可以在所述隔膜的表面上设置无机涂层。所述无机涂层可以具有这样的结构，其中无机粒子通过粘合剂彼此结合，以在粒子之间形成间隙体积。

所述电极组件12可以为果酱卷(jelly-roll)(卷绕型)电极组件，其具有其中长片式正极和负极与插入在中间的隔膜卷绕的结构，堆叠的(堆叠型)电极组件具有其中多个被切割成预定尺寸的单元的正极和负极与插入在中间的隔膜依次堆叠的结构，堆叠/折叠型电极组件具有其中预定单元的正极和负极与插入在中间的隔膜堆叠卷绕的双电池或全电池的结构等。

壳体13用于容纳电极组件12。

在本公开的一个实施方案中，如图1所示，壳体13可以包括用于容纳电极组件12的容纳部13a，和形成为密封电极组件12的密封部13b。

密封部13b可以包含密封剂树脂，并且可以将密封剂树脂沿着容纳部13a的外周边融合以密封电极组件12。

在本公开的一个实施方案中，壳体13可以设置为具有多层结构的薄膜形式，所述多层结构包括用于防止外部冲击的外层、用于阻挡湿气的金属阻挡层和用于密封壳体的密封剂层。

所述外层可以包括使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、共聚酯、聚碳酸酯、尼龙等的聚酯类膜，并且可以配置为单层或多层。

所述金属阻挡层可以包含铝、铜等。

所述密封剂层可以包含密封剂树脂，并且可以配置为单层或多层。

所述密封剂树脂可以包含聚丙烯(PP)、酸改性聚丙烯(PPa)、无规聚丙烯、乙烯丙烯共聚物或它们中的两种或更多种。乙烯丙烯共聚物可以包含但不限于乙烯丙烯橡胶、乙烯丙烯嵌段共聚物等。

在本公开的一个实施方案中，壳体13可以为软包形式(pouch form)。

软包型电池壳体13可以包括上软包和下软包。如果壳体13包括上软包和下软包，则在将上软包和下软包定位成使得其的密封剂树脂彼此面对之后，可以通过加热和加压使面对的密封剂树脂彼此融合，以具有密封所述电池的结构。

密封部13b的融合可以为热融合、超声波融合等，但是没有特别的限定，只要密封部13b能够融合即可。

在一些实施方案中，密封部13b可以密封在壳体13的四个或三个周边上。在三面密封结构中，在一个软包片上形成上软包和下软包之后，将上软包和下软包之间的边界表面弯曲，使得形成在上软包和下软包上的电极组件容纳部13a重叠，并且在这种状态下，除了弯曲部之外，其余三面的边缘被密封。

如图1所示，电极引线11可以容纳在壳体13中，使得其一部分暴露于壳体13的外部。

根据本公开的一个实施方案的二次电池10包括引线膜14。引线膜14包围电极引线11的外表面的一部分。并且引线膜14插入电极引线11和壳体13之间。例如，引线膜14可以在电极引线11突出或延伸远离壳体13的部分中插入电极引线11和壳体13的密封部13b之间，以帮助电极引线11和壳体13的结合。

参照图1和图2，根据本公开的一个实施方案的二次电池10具有形成在壳体13的至少一部分中的排气区域(未示出)，并且排气构件15可以插入排气区域。当热传播发生时，排气构件15可以引导气体沿特定的方向排出，从而改善电池的安全性。

排气构件15和壳体13可以通过热融合的方法而重叠。在另一个实例中，排气构件15和壳体13可以通过如胶水的粘合剂的方法进行重叠。在另一个实例中，排气构件15和壳体13可以通过夹子等的方法物理地彼此连接。在另一个实例中，排气构件15的至少一部分可以嵌入构成壳体13的膜中，例如密封剂树脂。

排气构件15包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯。由于排气构件15包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯，所以壳体13的密封性能在常温范围内，例如，在室温至60℃下是优异的，并且插入排气构件15的壳体的密封强度在高温下，例如，100℃以上降低，从而实现或触发排气。

图3是示出根据本公开的一个实施方案的二次电池中发生排气的状态的图。具体地，图3是示出根据本公开的一个实施方案的二次电池中的排气构件的剖视图。

参照图3，在电池正常工作的温度下，所述排气构件用于从外部密封壳体。如果电池的温度由于电池的异常操作而过度升高，则随着排气构件的熔化，排气构件插入的部分的密封强度降低。因此，可以将排出气体引导到这一部分。例如，当电池内部的气体压力施加到排气构件和电池壳体之间的界面时，在排气构件和电池壳体之间形成间隙，从而引导气体向其排出。

在本公开的一个实施方案中，排气构件15可以包含具有6至8个碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯。

在本公开的一个实施方案中，具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯可以具有比密封剂树脂更低的熔点。如果具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯具有比密封剂树脂更低的熔点，则线性低密度聚乙烯在高温下可以比密封剂树脂熔化得更快。与包含密封剂树脂的壳体部分在高温下的密封强度相比，插入排气构件15的部分的密封强度可以进一步降低，从而可以容易地实现排气特性。

在本公开的一个实施方案中，具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的熔点可以为100℃至130℃、或105℃至125℃、或110℃至120℃。如果具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯满足上述范围，则在高温例如100℃以上，可以降低插入排气构件15的壳体13的密封强度，从而可以容易地实现排气特性。

可以使用差示扫描量热计(DSC)来测量具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的熔点。例如，以10℃/分钟将样品的温度从30℃升高至280℃，在280℃保持10分钟，以10℃/分钟冷却至30℃，然后在30℃保持10分钟。然后，在以10℃/分钟将样品的温度从30℃升高至280℃之后，可以通过将温度在280℃保持10分钟来测量熔点。

在本公开的一个实施方案中，在100℃至120℃下排气构件15可以排气，以将气体从容纳部排出(expel)或排出(exhaust)到二次电池外部。具体地，在100℃至120℃下排气构件15可以以1.5atm以上的压力排气。由于排气构件15在上述温度范围和/或上述压力条件下排气，因此在电池正常操作过程中更容易密封电池，并且仅在电池异常操作过程中引起气体排出。

在本公开的一个实施方案中，在100℃以上，排气构件15的最大密封强度可以小于6kgf/15mm、或小于5kgf/15mm、或小于4.5kgf/15mm。在本公开的一个实施方案中，在100℃至120℃，排气构件15的最大密封强度可以小于6kgf/15mm、或小于5kgf/15mm、或小于4.5kgf/15mm。在本公开的一个实施方案中，在120℃以上，排气构件15的最大密封强度可以小于3kgf/15mm、或小于2kgf/15mm、或小于1kgf/15mm、或小于0.5kgf/15mm。如果排气构件15在上述温度范围内满足上述密封强度，则在高温下，例如，100℃以上，可以降低壳体13的插入排气构件15的部分的密封强度，从而可以容易地实现排气特性。

在本公开的一个实施方案中，在室温至60℃下，排气构件15的最大密封强度可以为6kgf/15mm以上、或8kgf/15mm以上、或10kgf/15mm以上。如果排气构件15在上述温度范围内满足上述密封强度，则即使插入排气构件15，壳体13的其中插入排气构件15的部分在电池的正常操作过程中也可以具有优异的密封强度，这可以容易地确保电池的密封性能。

在本公开的一个实施方案中，在100℃以上，排气构件15的最大密封强度可以小于6kgf/15mm，在室温至60℃，排气构件15的最大密封强度可以为6kgf/15mm以上。如果排气构件15满足上述密封强度，则在高温下，例如，在100℃以上，可以降低壳体13的插入排气构件15的部分的密封强度，从而可以容易地实现排气特性。另外，由于壳体13在电池的正常操作过程中具有优异的密封强度，因此可以容易地确保电池的密封性能。

在本公开的一个实施方案中，在100℃以上，排气构件15的平均密封强度可以小于4.5kgf/15mm、或小于3kgf/15mm。在本公开的一个实施方案中，在100℃至120℃，排气构件15的平均密封强度可以小于4.5kgf/15mm、或小于3kgf/15mm。在本公开的一个实施方案中，在120℃以上，排气构件15的平均密封强度可以小于2kgf/15mm或小于1kgf/15mm、或小于0.5kgf/15mm。如果排气构件15在上述温度范围内满足上述密封强度，则在高温例如100℃以上，可以降低壳体13的插入排气构件15的部分的密封强度，从而可以更容易地实现排气特性。

在本公开的一个实施方案中，在室温至60℃，排气构件15的平均密封强度可以为4.5kgf/15mm以上、或5kgf/15mm以上、或6kgf/15mm以上、或7kgf/15mm以上。如果排气构件15在上述温度范围内满足上述密封强度，则即使插入排气构件15，壳体13中插入排气构件15的部分在电池的正常操作过程中也可以具有优异的密封强度，从而容易地确保密封性能。

在本公开的一个实施方案中，在100℃以上，排气构件15的平均密封强度可以小于4.5kgf/15mm。在室温至60℃，排气构件15的平均密封强度可以为4.5kgf/15mm以上。如果排气构件15在上述温度范围内具有上述密封强度，则在高温例如100℃以上，可以降低壳体13的插入排气构件15的部分的密封强度，从而可以容易地实现排气特性。另外，由于壳体13在电池的正常操作过程中具有优异的密封强度，因此可以容易地确保电池的密封性能。

根据温度的排气构件15的密封强度可以通过在将壳体13的其中插入排气构件15的部分切割成15mm的宽度和5cm的长度之后，然后使用UTM夹具在两端展开至180°的状态下夹住其两端，以5mm/min的速度进行拉伸试验来测量。

此时，最大密封强度是指当壳体13被破损时的最大值，平均密封强度是指当最大密封强度是4.5kgf/15mm以上时，壳体13以4.5kgf/15mm拉伸8mm时的平均值，和当最大密封强度小于4.5kgf/15mm时，壳体13以最大密封强度拉伸8mm时的平均值。

在本公开的一个实施方案中，在茂金属催化剂存在下，可以使具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯聚合。如果在茂金属催化剂存在下，使具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯聚合，则与在Ziegler-Natta催化剂的存在下聚合的情况相比，在密封强度和性能方面可能更有优势。

在本公开的一个实施方案中，基于100重量％的具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯，具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯中6个以上碳数的共聚单体的含量可以为15重量％以下、或12重量％以下、或11.8重量％以下、或10重量％以下、或9重量％以下、或8重量％以下或7.6重量％以下。同时，与100重量％具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯相比，6个以上碳数的共聚单体的含量可以为5重量％以上、或7.6重量％以上、或8重量％以上、或9.0重量％以上、或10重量％以上、或11.8重量％以上或12重量％以上。如果6个以上碳数的共聚单体的含量满足上述范围，则在电池的正常操作过程中，可以容易地确保密封强度不会由于分子之间的堆积密度的降低而降低。

可以使用H-NMR测量6个以上碳数的共聚单体的含量。例如，在使用热风枪将约10mg的样品完全溶解于约0.6mL的三氯乙烯溶剂中之后，可以在NMR管中对其取样，并且使用H-NMR进行测量。

在本公开的一个实施方案中，具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的重均分子量可以为100，000g/mol至400,000g/mol、或200,000g/mol至350,000g/mol、或230,000g/mol至300，000g/mol。如果具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的重均分子量满足上述范围，则在电池的正常操作过程中可以提高密封强度。

在本公开的一个实施方案中，具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的多分散性指数(PDI)可以为4以下、或3.8以下、或3.796以下、或3.5以下、或3.023以下、或3以下、或2.7以下、或2.674以下。另外，所述多分散性指数(PDI)可以为1.0以上。如果具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的多分散性指数满足上述范围，则分子量分布窄，因此在电池的正常操作过程中密封强度和性能可以更优异。

通过凝胶渗透色谱法(GPC)可以在以下条件下测量具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的重均分子量和多分散性指数。

-色谱柱：Tosoh，HLC-8321GPC/HT

-溶剂：TCB(三氯苯)+0.04％BHT(用0.1％的CaCl₂干燥后)

-流速：1.0ml/min

-样品浓度：1.5mg/ml

-剂量：300μl

-柱温：160℃

-检测器：RI检测器

-标准：聚苯乙烯(用三阶函数校准)

在本公开的一个实施方案中，所述密封剂树脂的结晶温度和具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度可以相似。例如，密封剂树脂的结晶温度和具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度之间的差异可以为10℃以下或者5℃以下。另外，密封剂树脂的结晶温度与具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度之间的差异可以为0.1℃以上。如果密封剂树脂的结晶温度和具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度之间的差异满足上述范围，则在电池的正常操作过程中，密封剂树脂和具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯可以具有更优异的融合特性。

在本公开的一个实施方案中，具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度可以为90℃至115℃、或95℃至110℃、或100℃至110℃、或105℃至110℃。如果具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度满足上述范围，则密封剂树脂和具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯可以具有改善的融合特性。

在本公开的一个实施方案中，所述密封剂树脂的结晶温度和具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度之间的差异可以为10℃以下，并且具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的结晶温度可以为90℃至115℃。

可以使用差示扫描量热计(DSC)测量结晶温度。例如，可以以10℃/分钟将样品的温度从30℃升高至280℃，在280℃保持10分钟，以10℃/分钟冷却至30℃，在30℃保持10分钟。然后，在以10℃/分钟将样品的温度从30℃升高至280℃之后，可以通过将温度在280℃保持10分钟来测量结晶温度。

在本公开的一个实施方案中，排气构件15可以具有各种形状，使得气体容易地被导向排气区域。例如，排气构件15可以具有薄膜形状。

排气构件15可以形成为具有预设尺寸的预定厚度。

如图1和图2所示，在本公开的一个实施方案中，排气构件(15)可以位于密封部中。

参照图2，排气构件15可以位于壳体的边角处的密封部中。例如，排气构件15可以位于密封部的边角侧，其中电极引线11暴露于外部。特别地，除了电极引线11之间的区域之外，排气构件15可以位于电极引线11旁边的密封部。如果排气构件15位于电极引线11暴露于外部的密封部的边角侧，则可以将朝向电极引线11排气的气体量最小化，从而进一步提高电池的安全性。

在本公开的一个实施方案中，如果密封部13b在三个侧面上被密封，则壳体的弯曲侧和排气构件15的一端可以紧密连接。

另外，排气构件15可以插入壳体13中，使得其插入长度可以变化，或者其排气压力和位置可以根据设计要求来控制。此处，排气构件的插入长度是指基于电极引线的突出方向的排气构件的一端和另一端之间的距离的最大值。

例如，如图4所示，排气构件15的插入长度可以小于密封部13b的宽度。例如，排气构件15的插入长度可以小于密封部13b的宽度的约50％。此处，密封部13b的宽度是指基于电极引线11的突出方向的密封部13b的一端和另一端之间的距离的最大值。

或者，如图5所示，排气构件15的插入长度可以大于密封部13b的宽度。例如，排气构件15可以被插入以通过容纳部13a暴露出壳体13。

在本公开的一个实施方案中，排气构件15还可以包括用于改善布置的粘合剂层。

图6是示出根据本公开的另一个实施方案的二次电池的平面图。

参照图6，排气构件15可以位于除电极引线11暴露于外部的密封部之外的密封部中。

图7是示出根据本公开的另一个实施方案的二次电池的平面图。

参照图7，排气构件15可以位于电极引线11暴露于外部的密封部中。例如，排气构件15可以位于电极引线11和电极引线11之间的密封部中。

由于根据本公开的实施方案的二次电池包括包含具有6个以上碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的排气构件，因此可以更方便和有效地实现通过降低高温下的密封强度在特定方向上用于排出气体的定向排气，从而，将当热传播发生时，即当二次电池的内部温度升高时，由气体引起的对电极的损坏最小化。

在本公开的一个实施方案中，二次电池可以为圆柱形、棱柱形或软包型二次电池。其中，所述二次电池可以为软包型二次电池。

在下文中，将详细描述实施例以帮助理解本公开。然而，根据本公开的实施方案可以以各种其他形式进行修改，并且本公开的范围不应理解为限于以下实施例。提供本公开的实施例是为了向具有本领域一般知识的技术人员更全面地解释本公开。

实施例1

在其上依次层压有聚(对苯二甲酸乙二醇酯)/铝箔/聚丙烯树脂的上软包和下软包，以使聚丙烯树脂彼此面对的方式设置之后，将其中正极/隔膜/负极依次堆叠的电极组件容纳在其中。

之后，将包含在茂金属催化剂的存在下聚合的具有6个碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯(ExxonMobile，Exceed^TM，1018)的排气构件插入聚丙烯树脂之间，然后热融合，由此制造二次电池。

实施例2

除了将包含在茂金属催化剂的存在下聚合的具有6个碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯(LG Chem，Lucene^TM，SP311)的排气构件插入聚丙烯树脂之间之外，以与实施例1相同的方式制造二次电池。

实施例3

除了将包含在茂金属催化剂的存在下聚合的具有8个碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯(Dow，Elite^TM，5401GT)的排气构件插入聚丙烯树脂之间之外，以与实施例1相同的方式制造二次电池。

比较例1

在其上依次层压有聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))/铝箔/聚丙烯树脂的上软包和下软包，以使聚丙烯树脂彼此面对的方式设置之后，将其中正极/隔膜/负极依次堆叠的电极组件容纳在其中。

之后，将聚丙烯树脂热融合，由此制造二次电池。

比较例2

除了将包含在Ziegler-Natta催化剂的存在下聚合的具有4个碳数的共聚单体的线性低密度聚乙烯的排气构件插入聚丙烯树脂之间之外，以与实施例1相同的方式制造二次电池。

比较例3

除了将包含高密度聚乙烯(HDPE F04660)的排气构件插入聚丙烯树脂之间之外，以与实施例1相同的方式制造二次电池。

评价例1：评价用于排气构件的树脂的物理性能

如下表1所示，对实施例1至实施例3和比较例2中排气构件使用的树脂(即，在此也称为“排气树脂”)和比较例1中使用的密封剂树脂的熔点、共聚单体含量、重均分子量、多分散性指数和结晶温度进行测量。

(1)测量熔点和结晶温度

对比较例1中使用的密封剂树脂和实施例1至实施例3和比较例2的排气构件中使用的排气树脂的熔点和结晶温度进行如下测量。

使用差示扫描量热计(DSC)以10℃/min将样品温度从30℃升高至280℃，在280℃下维持10分钟，以10℃/min冷却至30℃，然后在30℃下维持10分钟。此后，在以10℃/min将样品的温度从30℃升高至280℃之后，通过将温度在280℃保持10分钟来测量熔点和结晶温度。

(2)测量共聚单体含量

使用H-NMR测量比较例1中使用的密封剂树脂和在实施例1至实施例3和比较例2的排气构件中使用的排气树脂的共聚单体含量。

使用加热枪将约10mg的样品完全溶解在约0.6mL的三氯乙烯溶剂中，然后在NMR管中取样，并且使用H-NMR测量。

(3)测量重均分子量和多分散性指数

在以下条件下，使用凝胶渗透色谱法(GPC)测量比较例1中使用的密封剂树脂和实施例1至实施例3和比较例2的排气构件中使用的排气树脂的重均分子量和多分散性指数。

-色谱柱：Tosoh，HLC-8321GPC/HT

-溶剂：TCB(三氯苯)+0.04％BHT(用0.1％的CaCl₂干燥后)

-流速：1.0ml/min

-样品浓度：1.5mg/ml

-剂量：300μl

-柱温：160℃

-检测器：RI检测器

-标准：聚苯乙烯(用三阶函数校准)

表1

评价例2：根据温度测量密封强度

在实施例1至实施例3和比较例2至比较例3中制造的二次电池中，在以下温度下将插入有排气构件的壳体的部分切割成15mm的宽度和5cm的长度之后，然后使用UTM夹具在两端展开至180°的状态下夹住其两端，以5mm/min的速度进行拉伸试验。此时壳体的密封强度如下表2所示。

在比较例1中制造的二次电池中，在以下温度下将密封部的壳体切割成15mm的宽度和5cm的长度之后，然后使用UTM夹具在两端展开至180°的状态下夹住其两端，以5mm/min的速度进行拉伸试验。此时壳体的密封强度如下表2所示。

此时，最大密封强度是指壳体破损时的最大值，平均密封强度是指当最大密封强度是4.5kgf/15mm以上时，壳体以4.5kgf/15mm拉伸8mm时的平均值，和当最大密封强度小于4.5kgf/15mm时，壳体以最大密封强度拉伸8mm时的平均值。

表2

如表2所示，确定在实施例1至3中制造的二次电池的其中插入有排气构件的壳体部分在室温至60℃下的最大密封强度和平均密封强度，与比较例1中制造的二次电池的壳体在室温至60℃下的最大密封强度和平均密封强度相似。另外，在实施例1至实施例3中制造的二次电池的其中插入有排气构件的壳体部分在100℃以上的最大密封强度和平均密封强度，明显低于比较例1中制造的二次电池的壳体在100℃以上的最大密封强度和平均密封强度。

因此，在实施例1至实施例3中制造的具有排气构件的二次电池可以在电池的正常操作过程中确保适当的密封强度，并且当电池由于异常现象被加热至高温时，可以通过密封强度减弱的排气构件排出气体。在比较例1中制造的二次电池可以在电池的正常操作过程中确保适当的密封强度。然而，当电池由于异常现象被加热至高温时，气体向未指定的方向排出，这将引起电池着火。

在比较例2和比较例3中制造的二次电池中，其中插入有排气构件的壳体的部分在室温至60℃下的最大密封强度和平均密封强度，显著低于实施例1至实施例3中制造的二次电池的壳体在室温至60℃下的最大密封强度和平均密封强度。在100℃以上的温度下，密封强度太低，而无法测量。由此，确定在比较例2和比较例3中制造的二次电池在电池的正常操作过程中不能确保适当的密封强度。

Claims (25)

1.一种二次电池，包括：

电极组件；

电极引线，连接到所述电极组件；

壳体，配置为在其中容纳所述电极组件；

引线膜，配置为包围所述电极引线的外表面的一部分，所述引线膜插入所述电极引线和所述壳体之间；

排气区域，形成在所述壳体的至少一部分中；和

排气构件，插入所述排气区域中，其中，所述排气构件包含具有碳数为6个以上的共聚单体的线性低密度聚乙烯。

2.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件包含具有碳数为6至8个的共聚单体的线性低密度聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述壳体包括密封部，形成为密封所述电极组件，

所述密封部包含密封剂树脂，并且

所述排气构件的线性低密度聚乙烯的熔点比所述密封剂树脂低。

4.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在100℃至120℃下熔化以排出气体。

5.根据权利要求4所述的二次电池，

其中，所述排气构件在1.5atm以上的压力下排气。

6.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在100℃以上的最大密封强度小于6kgf/15mm。

7.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在100℃以上的平均密封强度小于4.5kgf/15mm。

8.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在室温至60℃下的最大密封强度为6kgf/15mm以上。

9.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在室温至60℃下的平均密封强度为4.5kgf/15mm以上。

10.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，在茂金属催化剂的存在下，所述线性低密度聚乙烯通过聚合来制备。

11.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，基于100重量％的所述线性低密度聚乙烯，碳数为6个以上的共聚单体的含量为15重量％以下。

12.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述线性低密度聚乙烯的多分散性指数(PDI)为4以下。

13.根据权利要求3所述的二次电池，

其中，所述密封剂树脂的结晶温度与所述线性低密度聚乙烯的结晶温度之差为10℃以下。

14.根据权利要求13所述的二次电池，

其中，所述线性低密度聚乙烯的结晶温度为90℃至115℃。

15.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述线性低密度聚乙烯的熔点为100℃至130℃。

16.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述线性低密度聚乙烯的重均分子量为100,000g/mol至400,000g/mol。

17.根据权利要求3所述的二次电池，

其中，所述排气区域位于所述密封部中。

18.根据权利要求17所述的二次电池，

其中，所述排气区域位于所述壳体的边角处的密封部中。

19.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述二次电池为软包型二次电池。

20.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在100℃至120℃下的最大密封强度小于6kgf/15mm。

21.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在100℃至120℃下的平均密封强度小于4.5kgf/15mm。

22.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，基于100重量％的所述线性低密度聚乙烯，碳数为6个以上的共聚单体的含量为5重量％至15重量％。

23.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述线性低密度聚乙烯的多分散性指数(PDI)为1至4。

24.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在120℃以上的最大密封强度小于3kgf/15mm。

25.根据权利要求1所述的二次电池，

其中，所述排气构件在120℃以上的平均密封强度小于2kgf/15mm。