CN116711138A - 二次电池及其制造方法、和电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及二次电池，该二次电池包括：电极组件；以及袋，该袋容纳电极组件，其中，所述袋包括：两个第一盖，其分别设置在电极组件的在厚度方向上的两个表面处；以及两个第二盖，其分别设置在电极组件的在整体宽度方向上的两个表面处。第一盖和第二盖的彼此面对的边缘侧由第一密封部密封，并且第一盖和第二盖的指向相同方向的端部表面由第二密封部密封，其中，设置两个第二盖以分别与在电极组件的整体方向上的侧表面紧密接触。

Description

二次电池及其制造方法、和电池组

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年8月24日提交的韩国专利申请No.10-2021-0111973和2022年8月19日提交的韩国专利申请No.10-2022-0104340的优先权，在此通过引用将其整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及二次电池、用于制造该二次电池的方法以及电池组，并且更具体地说，涉及包括具有提高冷却空气传递效率的新颖结构的袋的二次电池、用于制造该二次电池的方法以及电池组。

背景技术

一般来说，不同于不可充电的一次电池，二次电池是指可充电和可放电的。二次电池正被广泛用于移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机、电动车辆等。

二次电池分类为其中电极组件嵌入金属罐中的罐型二次电池和其中电极组件嵌入袋中的袋型二次电池。

圆柱形二次电池包括具有其中电极和隔膜卷绕成卷芯形状的结构的电极组件、容纳电极组件的罐和安装在罐的开口中的盖组件。

袋型二次电池包括其中电极和隔膜交替设置的电极组件以及容纳电极组件的袋，并且袋包括容纳单个单元的容纳部和密封容纳部的密封部。

电极包括正极和负极。

上述袋型二次电池可以制造成各种形式，因为其中电极和隔膜交替设置的电极组件也可以容易地改变尺寸和容量。另外，由于有效地利用了袋型二次电池的空间，所以有利于提高能量密度。

另外，该袋设置有在对折状态下密封密封部的端部以增加密封力的双面折叠(DSF)部。

提供了一种电池组，其提供有具有上述结构的袋型二次电池。电池组包括提供为在厚度方向上设置的电池模块和提供在电池模块的侧部上以冷却多个袋型二次电池的冷却构件。

然而，该电池组存在如下问题：由于袋的密封部设置为DSF部，所以冷却构件的冷空气不能充分地传递到袋的容纳部。也就是说，由于DSF部设置于冷却构件和袋的容纳部之间，所以冷却构件和容纳部可能彼此无法紧密接触。因此，冷却构件的冷空气可能无法直接传递到容纳部，因此，这限制了提高冷却空气传递效率。

发明内容

技术问题

用于解决以上问题的本发明的一个目的在于提供一种二次电池、用于制造该二次电池的方法和电池组，在该二次电池中实现具有新颖结构的袋以改善工艺的简化，尤其是冷却构件和袋的容纳部彼此紧密接触，因此，冷却构件的冷空气直接传递到袋的容纳部，以提高冷却空气传递效率。

技术方案

用于实现上述目的的本发明的二次电池包括：电极组件；以及袋，其被配置为容纳电极组件，其中袋包括：分别设置在电极组件的在厚度方向的两个表面上的两个第一盖；分别设置在电极组件的在全宽方向上的两个表面上的两个第二盖，其中，第一盖和第二盖的彼此面对的边缘表面由第一密封部密封，第一盖和第二盖的指向相同方向的端表面由第二密封部密封，以及两个第二盖与电极组件的在全宽方向上的两个表面紧密接触。

第一密封部可以是通过密封第一盖和第二盖的彼此面对的边缘表面而设置的，并且第一密封部可以弯折以与第一盖的表面紧密接触。

二次电池还可以包括粘附层，通过粘附层第一密封部粘附到第一盖的表面。

第二密封部可以是通过密封两个第一盖的端表面而设置的，其中，第二盖的端表面可以插入在两个第一盖的端表面之间，以与第一盖的端表面一起被密封。

第一盖可以具有其中保护层、第一金属层和绝缘层从内到外依次设置的结构，以及第二盖可以具有其中保护层、第二金属层和绝缘层从内到外依次设置的结构，其中，第二金属层的导热率可以大于第一金属层的导热率。

第一金属层可以由铜(Cu)制成，以及第二金属层可以由铝(Al)制成。

根据本发明的一种用于制造二次电池的方法包括以下工艺：设置分别覆盖电极组件的在厚度方向上的两个表面的两个第一盖，以及设置分别覆盖电极组件的在全宽方向上的两个表面的两个第二盖；初次制造工艺，该初次制造工艺形成密封第一盖和第二盖的彼此面对的边缘表面的第一密封部以制造半组装袋；容纳工艺，该容纳工艺将电极组件容纳在半组装袋中；以及二次制造工艺，该二次制造工艺形成密封设置在半组装袋中的第一盖和第二盖的指向相同方向的端表面的第二密封部以制造组装袋，其中，当在容纳工艺中在电极组件容纳于半组装袋中时，两个第二盖分别与电极组件的在全宽方向上的两个表面紧密接触。

在初次制造工艺中，可以通过将第一盖和第二盖的彼此面对的边缘表面在彼此紧密接触的状态下密封，来形成第一密封部。

在二次制造工艺中，可以通过将两个第二盖的端表面折叠以将折叠的端表面插入在两个第一盖的端表面之间，然后将两个第一盖的端表面热熔融，以将两个第一盖的端表面与两个第二盖的端表面一起密封，来形成第二密封部。

该方法还可以包括：在二次制造工艺之后，将第一密封部弯折以与第一盖的表面紧密接触的弯折工艺。

弯折工艺还可以包括使第一密封部能够通过粘附层粘附到第一盖的表面的工艺。

在设置工艺中，第一盖可以具有其中保护层、第一金属层和绝缘层由内到外依次设置的结构，并且第二盖可以具有其中保护层、第二金属层和绝缘层从内到外依次设置的结构，其中第二金属层的导热率可以大于第一金属层的导热率。

本发明的电池组包括电池模块，在该电池模块中二次电池设置为多个二次电池，其中多个二次电池被设置为其中袋的第一盖彼此对应地布置的电池模块。

该电池组还可以包括使电池模块冷却的冷却构件，其中冷却构件可以设置为与袋的第二盖紧密接触。

在多个二次电池之间还可以设置有散热垫。

技术效果

本发明的二次电池可以包括设置有两个第一盖和两个第二盖的袋。这里，第一盖和第二盖的彼此面对的边缘表面可以由第一密封部密封，并且第一盖和第二盖的指向相同方向的端表面可以由第二密封部密封。由于这些特性，可以制造具有新颖结构的袋。具体来说，密封部可以设置在袋的边缘上，使得冷却构件和袋的第二盖彼此面接触以提高冷却性能。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的二次电池的立体图。

图2是例示了根据本发明第一实施方式的二次电池的袋的分解立体图。

图3是根据本发明的第一实施方式的二次电池的截面图。

图4是图3中所示的的部分A的放大图。

图5是根据本发明的第一实施方式的二次电池的正视图。

图6是例示了根据本发明的相对于第一盖的层叠结构的截面图。

图7是例示了根据本发明的相对于第二盖的层叠结构的截面图。

图8是例示了根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法的流程图。

图9是例示了根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法中设置工艺的立体图。

图10是例示了根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法中的初次制造工艺的立体图。

图11是例示了根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法中的容纳工艺的正视图。

图12是例示了根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法中的二次制造工艺的立体图。

图13是例示了根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法中的弯折工艺的立体图。

图14是根据本发明的第二实施方式的电池组的侧视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图，以使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术构思的方式，详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以不同的形式体现，并且不应被解释为限于在此阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，省略了对于描述本发明不必要的任何内容，并且附图中相似的附图标记也指代相似的元件。

[根据本发明的第一实施方式的二次电池]

如图1所示，根据本发明的第一实施方式的二次电池100包括电极组件110和容纳电极组件110的袋120。

电极组件

电极组件110具有其中电极和隔膜交替设置的结构。另外，电极组件110包括设置在每个电极上的电极接头、联接到电极接头的电极引线111和设置在电极引线111上的引线膜112。

袋

如图2至图5所示，袋120被构造为密封地容纳电极组件110并且包括分别设置在电极组件在厚度方向上的两个表面(当在图1中观察时电极组件的顶表面和底表面)上的两个第一盖121以及分别设置在电极组件110的在全宽方向上的两个表面(当在图1中观察时，电极组件的左表面和右表面)的两个第二盖122。

第一盖121在垂直方向上水平地设置在电极组件110的两个表面上，如图1所示。另外，每个第一盖121具有当在图2中观察时在电极组件110的全宽方向上的两侧中的每侧上的第一边缘表面121a，以及当在图2中观察时在电极组件110的在全长方向上的两端中的每侧上的第一端表面121b。

第二盖122垂直地设置在当在图1中观察时分别在电极组件110的在左右方向上的两个表面上。另外，每个第二盖122具有当在图1中观察时在电极组件110的在垂直方向上的两侧中的每侧上的第二边缘表面122a以及当在图2中观察时在电极组件110的在全长方向上的两端中的每端上的第二端表面122b。

这里，第一盖121和第二盖122的彼此面对的边缘表面具有相同的长度，以便于密封。

如图6和图7所示，第一盖121具有其中树脂层1211、第一金属层1212和绝缘层1213从袋的内部向外层叠的结构。另外，第二盖122具有其中树脂层1221、第二金属层1222和绝缘层1223从袋的内侧向内层叠的结构。具体来说，第一盖121和第二盖122各具有矩形膜形状，如图2所示。

这里，第一盖的树脂层和第二盖的树脂层由相同的材料制成，并且第一盖的绝缘层和第二盖的绝缘层由相同的材料制造。然而，第一盖的第一金属层与第二盖的金属层由不同的材料制成。

两个第一盖具有相同尺寸。另选地，两个第一盖可以依据电极组件的层叠结构而具有不同尺寸。两个第二个盖具有相同尺寸。另选地，两个第一盖可以依据电极组件的层叠结构而具有不同尺寸。

每个第一盖可以设置有两个或更多个袋式薄膜。也就是说，可以通过根据电极组件的面积连接两个或更多个袋式薄膜来制造第一盖。

第二盖可以设置有两个或更多个袋式薄膜。也就是说，可以通过根据电极组件的厚度连接两个或更多个袋式薄膜来制造第一盖。

这里，第一盖121和第二盖122中的每一个具有密封地容纳电极组件110的密封结构。也就是说，第一盖121和第二盖122的彼此面对的边缘表面由第一密封部123密封，以密封袋120的边缘表面，并且第一盖121和第二盖122的指向相同方向的端表面由第二密封部124密封，以密封电极组件110的前表面和后表面。

也就是说，通过将彼此面对的第一盖121的第一边缘和第二盖122的第二边缘在彼此紧密接触的状态下密封，来设置第一密封部123。这里，第一密封部可以涂覆有绝缘材料，以提高绝缘性。

在密封两个第一端表面121b的同时提供第二密封部124，以及设置在两个第二盖122上的第二端表面122b设置为在第二密封部124插入在设置于两个第一盖121上的第一端表面121b之间的同时，与第一盖121的端表面一起被密封。也就是说，在两个第一端表面121b与两个第二端表面122b密封在一起的同时提供第二密封部124。

换言之，可以在通过第一密封部123和第二密封部124密封两个第一盖121和两个第二盖122的同时，制造具有电极组件容纳空间的袋120。

这里，两个第二盖122可以设置为在全宽方向上分别与电极组件的两个表面紧密接触。因此，电极组件中产生的热量可以通过第二盖直接快速释放到外部，结果，可以极大地抑制电极组件的温度升高。

第二盖的第二金属层1222可以由导热率大于第一盖的第一金属层1212的导热率的金属材料制成。例如，第一金属层由铜(Cu)制成，而第二金属层由导热率大于铜(Cu)的导热率的铝(Al)制成。也就是说，本申请的特征在于：第二盖的第二金属层采用导热率大于第一盖的第一金属层的导热率的金属，并且由于该特性，电极组件中产生的热量可以在传递到第二盖的同时快速释放到外部。

参照图4，袋120的第一密封部123可以在处于第一盖121的方向上的同时与第一盖121的表面接触，因此，可以减小电极组件110的体积，并且可以更大程度地确保第二盖122的外周表面的暴露面积。这使得冷却构件与第二盖122的表面紧密接触，从而确保接触面积大，因此，冷却构件的冷空气可以直接传递到袋120的表面以改善冷空气传递效率。

袋120还包括粘附层125。这里，粘附层125设置在第一密封部123和第一盖121之间，并且第一密封部123粘附到第一盖121的表面。因此，第一密封部123可以附接到第一盖121的表面以便不分离。

由于具有这种构造的袋120包括两个第一盖121和两个第二盖122，因此不需要执行单独的形成工艺，因此，可以实现具有新颖结构的袋120。具体而言，可以在简化方面改善工艺，并且结果，可以提高可加工性和效率。此外，作为袋的侧部的第二盖122的暴露面积可以增加，以提高与冷却构件的粘附性，从而提高冷空气传递效率。

因此，在根据本发明的第一实施方式的二次电池100中，可以制造具有新颖结构并包括第一盖、第二盖、第一密封部和第二密封部的袋120，因此，可以改善工艺的简化，并且具体而言，可以增加与冷却装置的粘附性以提高冷空气传递效率。

在下文中，将描述根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法。

[根据本发明的第一实施方式的用于制造二次电池的方法]

如图8所示，根据本发明的用于制造二次电池的方法包括设置工艺、初次制造工艺、容纳工艺、二次制造工艺和弯折工艺。

设置工艺

在设置工艺中，如图9所示，设置覆盖电极组件110的在厚度方向上的两个表面的两个第一盖121中的每一个。接下来，设置覆盖电极组件110的在全宽方向上的两个表面的两个第二盖122中的每一个。

这里，每个第一盖121具有当在图2中观察时在电极组件110的在全宽方向上的两侧中的每侧上的第一边缘表面121a以及当在图2中观察时在电极组件110的在全长方向上的两端中的每端上的第一端表面121b。每个第二盖122具有当在图2中观察时在电极组件110的在垂直方向上的两侧中的每侧上的第二边缘表面122a以及当在图2中观察时在电极组件110的在全长方向上的两端中的每端上的第二端表面122b。

第一盖121和第二盖122的彼此面对的边缘表面具有相同的长度。

参照图6和图7，第一盖121具有其中树脂层1211、第一金属层1212和绝缘层1213从袋的内部向外层叠的结构。另外，第二盖122具有其中树脂层1221、第二金属层1222和绝缘层1223从袋的内部向内层叠的结构。

第二盖的第二金属层1222可以由导热率大于第一盖的第一金属层1212的导热率的金属材料制成。例如，第一金属层由铜(Cu)制成，而第二金属层由导热率大于铜(Cu)的导热率的铝(Al)制成。

初次制造工艺

如图10所示，在初次制造工艺中，形成密封第一盖121和第二盖122的彼此面对的边缘表面的第一密封部123，以制造半组装袋120A。这里，通过将第一盖121和第二盖122的彼此面对的边缘表面在彼此紧密接触的状态下密封，来形成第一密封部123。然后，可以制造具有矩形框形状的半组装袋120A。

容纳工艺

在容纳工艺中，如图11所示，电极组件110容纳在半组装袋120A中。

这里，当电极组件110容纳在半组装袋120A中时，两个第二盖122分别与电极组件110的在全宽方向上的两个表面紧密接触。因此，由于第二盖和电极组件之间的紧密接触，在电极组件中产生的热量可以被快速吸收到第二盖然后释放到外部，并且结果，可以极大地抑制电极组件温度升高。

具体来说，由于设置在第二盖中的第二金属层由铝制成，因此可以提高导热性，并且结果，可以极大地抑制电极组件的温度升高。

二次制造工艺

在二次制造工艺中，如图12所示，形成密封设置在半组装袋120A中的第一盖121和第二盖122的指向相同方向的端表面的第二密封部124，以制造组装袋120(在下文中，称为袋)。

也就是说，将两个第二盖122的端表面折叠，然后插入两个第一盖121的端表面之间。接下来，两个第一盖121的端表面彼此紧密接触。接着，将两个第一盖121的端表面与两个第二盖122的端表面在一起热熔融以密封。然后，可以制造第二密封部124。

在二次制造工艺之后，该方法还可以包括选择性地弯折第一密封部123以粘附到第一盖121的表面的弯折工艺。

弯折工艺

在弯折工艺中，如图13所示，第一密封部123朝向第一盖121弯折，以与第一盖121的表面紧密接触。

在此，弯折工艺还可以包括通过粘附层125将第一密封部123结合至第一盖121的表面以增加第一密封部123的固定力的工艺。

当完成上述工艺时，可以制造图1所示的二次电池100。

在下文中，在本发明的另一实施方式的描述中，与上述实施方式具有相同功能的组成部分在附图中被给予相同的附图标记，因此将省略重复描述。

[根据本发明的第二实施方式的电池组]

根据本发明的第二实施方式的电池组包括多个二次电池100，如图14所示。此处，每个二次电池100包括电极组件110和袋120，袋120包括分别设置在电极组件110的在厚度方向上的两个表面上的两个第一盖121和分别设置在电极组件110的在全宽方向上的两个表面上的两个第二盖122。

二次电池100与第一实施方式中描述的二次电池具有相同的构造和功能，因此将省略重复描述。

因此，由于根据本发明的第二实施方式的电池组包括具有新颖结构的袋120，因此可以改善制造和工艺的简化，并且可以提高生产率。

根据本发明的第二实施方式的电池组包括冷却电池模块的冷却构件200，并且冷却构件200与袋120的第二盖122紧密接触。

这里，冷却构件200可以与袋120的第二盖122面接触，因此，从冷却构件200产生的冷空气可以直接传递到第二盖122，从而改善冷空气传递效率。

根据本发明的第二实施方式的电池组还包括设置在多个二次电池100之间的散热垫300，并且散热垫300可以释放从二次电池100产生的热量，以提高冷却效率。

因此，本发明的范围由所附权利要求，而不是前述描述和其内所描述的示例性实施方式来限定。在与本发明的权利要求等同的含义内以及在权利要求内所做的各种修改被视为在本发明的范围内。

[附图标记的描述]

100：二次电池

110：电极组件

111：电极引线

112：引线膜

120：袋

121：第一盖

121a：第一边缘表面

121b：第一端表面

122：第二盖

122a：第二边缘表面

122b：第二端表面

123：第一密封部

124：第二密封部

125：粘附层

200：冷却构件

300：散热垫

Claims (15)

1.一种二次电池，该二次电池包括：

电极组件；以及

袋，该袋被配置为容纳所述电极组件，

其中，所述袋包括：

两个第一盖，该两个第一盖分别设置在所述电极组件的在厚度方向的两个表面上；

两个第二盖，该两个第二盖分别设置在所述电极组件的在全宽方向上的两个表面上，

其中，所述第一盖和所述第二盖的彼此面对的边缘表面由第一密封部密封，所述第一盖和所述第二盖的指向相同方向的端表面由第二密封部密封，并且

所述两个第二盖与所述电极组件的在所述全宽方向上的两个表面紧密接触。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一密封部是通过密封所述第一盖和所述第二盖的彼此面对的所述边缘表面而设置的，并且

所述第一密封部弯折以与所述第一盖的表面紧密接触。

3.根据权利要求2所述的二次电池，该二次电池还包括粘附层，通过该粘附层所述第一密封部粘附到所述第一盖的表面。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二密封部是通过密封所述两个第一盖的端表面而设置的，

其中，所述第二盖的端表面插入在所述两个第一盖的端表面之间，以与所述第一盖的端表面一起被密封。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一盖具有其中保护层、第一金属层和绝缘层从内到外依次设置的结构，并且

所述第二盖具有其中保护层、第二金属层和绝缘层从内到外依次设置的结构，

其中，所述第二金属层的导热率大于所述第一金属层的导热率。

6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，所述第一金属层由铜(Cu)制成，并且

所述第二金属层由铝(Al)制成。

7.一种用于制造二次电池的方法，该方法包括以下工艺：

设置分别覆盖电极组件的在厚度方向上的两个表面的两个第一盖，并且设置分别覆盖所述电极组件的在全宽方向上的两个表面的两个第二盖；

初次制造工艺，该初次制造工艺形成密封所述第一盖和所述第二盖的彼此面对的边缘表面的第一密封部以制造半组装袋；

容纳工艺，该容纳工艺将所述电极组件容纳在所述半组装袋中；以及

二次制造工艺，该二次制造工艺形成密封设置在所述半组装袋中的所述第一盖和所述第二盖的指向相同方向的端表面的第二密封部以制造组装袋，

其中，当在所述容纳工艺中所述电极组件容纳于所述半组装袋中时，所述两个第二盖分别与所述电极组件的在所述全宽方向上的两个表面紧密接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述初次制造工艺中，通过将所述第一盖和所述第二盖的彼此面对的边缘表面在彼此紧密接触的状态下密封，来形成所述第一密封部。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述二次制造工艺中，通过将所述两个第二盖的端表面折叠以将折叠的端表面插入在所述两个第一盖的端表面之间，然后将所述两个第一盖的端表面热熔融，以将所述两个第一盖的端表面与所述两个第二盖的端表面一起密封，来形成所述第二密封部。

10.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括以下工艺：在所述二次制造工艺之后，将所述第一密封部弯折以与所述第一盖的表面紧密接触的弯折工艺。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述弯折工艺还包括使所述第一密封部能够通过粘附层粘附到所述第一盖的表面的工艺。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，在设置工艺中，所述第一盖具有其中保护层、第一金属层和绝缘层从内到外依次设置的结构，并且所述第二盖具有其中保护层、第二金属层和绝缘层从内到外依次设置的结构，

其中，所述第二金属层的导热率大于所述第一金属层的导热率。

13.一种电池组，该电池组包括电池模块，在该电池模块中设置有多个根据权利要求1所述的二次电池，

其中，多个所述二次电池被设置为其中袋的第一盖彼此对应地布置的所述电池模块。

14.根据权利要求13所述的电池组，该电池组还包括冷却构件，该冷却构件使所述电池模块冷却，

其中，所述冷却构件被设置为与所述袋的第二盖紧密接触。

15.根据权利要求13所述的电池组，其中，在多个所述二次电池之间还设置有散热垫。