CN118040226A - 通气装置 - Google Patents

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金橡熏
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Abstract

为了解决问题，根据本发明实施方式的插入到二次电池的袋的密封部中的通气装置包括：壳体，所述壳体插入在密封部的两个表面之间，从而与密封部一起被密封；片材，所述片材形成在壳体中，并且将袋的内部和外部彼此连通的通道穿过所述片材；板簧，所述板簧根据袋的内部压力打开和关闭通道，并且所述板簧由具有弹性的金属制成；和球，所述球设置在片材与板簧之间，从而在通道的出口侧与片材接触或分开，由此打开和关闭通道，其中球具有半球形形状，以附接至板簧的内表面。

Description

通气装置
本申请是申请号为201980018373.2、国际申请号为PCT/KR2019/017195、国际申请日为2019年12月6日、发明名称为“通气装置”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月25日提交的韩国专利申请第10-2019-0022033号的优先权的权益，通过援引将上述专利申请整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种通气装置，更具体地，涉及插入到二次电池的袋的密封部中以将袋内的气体排出到外部，并且在关闭状态下使板簧的弯曲最小化的至少一个通气装置。
背景技术
通常，二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这种二次电池正在被应用于诸如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏装置(Portable Game Device)、电动工具(Power Tool)、电动自行车(E-bike)等之类的小型产品以及诸如电动车辆和混合动力车辆、用于存储多余电力或可再生能源的电力存储装置以及备用电力存储装置之类的需要高功率的大型产品，并且在这些小型产品和大型产品中使用。
根据容纳电极组件的壳体的材料，这种二次电池分为袋型(Pouch Type)二次电池和罐型(Can Type)二次电池。在袋型(Pouch Type)二次电池中，电极组件容纳在由柔性聚合物材料制成的袋中。此外，在罐型(Can Type)二次电池中，电极组件容纳在由金属或塑料制成的壳体中。
因各种问题，诸如由于外部冲击引起的内部短路、由于过充电和过放电引起的热量产生、由于所产生的热量引起的电解质分解、以及热失控现象，二次电池的安全性可劣化。特别是，当由于电解质的分解而产生气体，从而使二次电池内的压力增加时，发生二次电池爆炸的问题。
特别是，当二次电池重复地充电和放电时，通过电解质与电极活性材料之间的电化学反应产生气体。在此，所产生的气体可使二次电池的内部压力增加，从而引起诸如部件之间的结合力减弱、二次电池的壳体的损坏、保护电路的提早操作、电极的变形、内部短路、爆炸等之类的问题。因而，在罐型(Can Type)二次电池的情况下，设置诸如CID过滤器和安全通气件之类的保护构件，从而在壳体的内部压力增加时物理中断电连接。然而，在根据相关技术的袋型(Pouch Type)二次电池的情况下，没有充分地设置保护构件。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供插入到二次电池的袋的密封部中以将袋内的气体排出到外部，并且在关闭状态下使板簧的弯曲最小化的至少一个通气装置。
本发明的目的不限于上述目的，而是本领域技术人员根据下面的描述将清楚地理解本文中未描述的其他目的。
技术方案
为了解决上述问题，根据本发明的插入到二次电池的袋的密封部中的通气装置包括：壳体，所述壳体插入在所述密封部的两个表面之间，从而与所述密封部一起被密封；片材，所述片材形成在所述壳体中，并且将所述袋的内部和外部彼此连通的通道穿过所述片材；板簧，所述板簧根据所述袋的内部压力打开和关闭通道，并且所述板簧由具有弹性的金属制成；和球，所述球设置在所述片材与所述板簧之间，从而在所述通道的出口侧与所述片材接触或分开，由此关闭或打开所述通道，其中所述球具有半球形形状，以附接至所述板簧的内表面。
此外，所述板簧可包括：形成在其中央的中央部分；和从所述中央部分向外延伸的外围部分，其中所述球可附接至所述中央部分，并且可在所述外围部分中冲出有排气孔。
此外，所述板簧可包括具有向外凸出的帽形状的一侧并且设置有供所述片材和所述球插入其中的插入空间。
此外，所述板簧的另一侧的端部可朝向插入到所述插入空间中的所述片材弯曲。
此外，所述板簧可具有平板形状并且接触所述片材。
此外，在所述片材中，所述通道的出口侧的表面的内周边缘可被倒角或倒圆。
此外，在所述片材中，所述通道的出口侧的表面的外周边缘可被倒角或倒圆。
此外，所述壳体可包括具有彼此不同的形状或尺寸的上壳体和下壳体。
此外，所述下壳体可具有比所述上壳体的宽度小的宽度。
此外，所述上壳体可具有圆柱形状，并且所述下壳体可具有椭圆柱形状。
此外，本发明提供了：一种袋型二次电池，在所述袋型二次电池中，所述通气装置插入到袋的密封部中；一种电池模块，所述电池模块包括所述袋型二次电池作为单元电池；和一种包括所述电池模块的装置。
所述装置可包括计算机、笔记本电脑、智能电话、移动电话、平板电脑、可穿戴电子装置、电动工具(power tool)、电动车辆(Electric Vehicle，EV)、混合动力电动车辆(Hybrid Electric Vehicle，HEV)、插电式混合动力电动车辆(Plug-in Hybrid ElectricVehicle，PHEV)或电力储存装置。
电池模块和装置的结构以及它们的制造方法在本领域中是众所周知的，因而在此将省略其详细描述。
其他实施方式的细节包括在详细描述和附图中。
有益效果
本发明的实施方式可至少具有以下效果。
在通气装置关闭的状态下板簧的弯曲可被最小化，从而减小各通气装置之间打开压力的偏差。
此外，可减小制造通气装置之前设计的打开压力的数值与实际的打开压力之间的偏差。
本发明的效果不受前述描述的限制，因而在本申请中涉及更多不同的效果。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的包括通气装置的二次电池的组装图。
图2是图1的制造完成的二次电池的透视图。
图3是根据本发明实施方式的形成电池壳体的袋膜的剖面图。
图4是根据本发明实施方式的通气装置的透视图。
图5是其中球具有球形形状的通气装置的示意图。
图6是根据本发明实施方式的片材的示意图。
图7是图解根据本发明的实施方式，球安放在片材上的状态的示意图。
图8是根据本发明实施方式的板簧的示意图。
图9是图解根据本发明的实施方式，板簧围绕片材和球的状态的示意图。
图10是图解根据本发明的实施方式，板簧的另一侧的端部朝向片材弯曲的状态的示意图。
图11是图解根据本发明实施方式的通过将板簧和片材插入到壳体中而制造的通气装置的构造的示意图。
图12是图解根据本发明实施方式的通气装置的操作的操作示图。
图13是图解根据本发明另一实施方式的通气装置制造完成的状态的示意图。
图14是图解根据本发明另一实施方式的通气装置的操作的操作示图。
具体实施方式
将通过以下参照附图描述的实施方式阐明本发明的优点和特征及其实现方法。然而，本发明可以以不同的形式实施，不应被解释为限于在此阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式是为了使本公开内容全面和完整，并将本发明的范围充分传递给本领域技术人员。此外，本发明仅由权利要求的范围限定。相似的参考数字通篇表示相似的元件。
除非不同地定义了本发明中使用的术语，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，除非在说明书中明确且明显地进行了定义，否则在常用字典中定义的术语不被理想地或过度地解释为具有形式上的含义。
在以下描述中，技术术语仅用于解释具体的示例性实施方式，而不是限制本发明。在本申请中，除非特别提及，否则单数形式的术语可包括复数形式。“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”的含义不排除所提及的部件之外的其他部件。
下文中，将参照附图详细地描述优选实施方式。
图1是根据本发明实施方式的包括通气装置15的二次电池1的组装图，图2是图1的制造完成的二次电池1的透视图。
在制造袋型二次电池1的过程中，首先，将其中电极活性材料、粘合剂和增塑剂彼此混合的浆料施加至正极集流体和负极集流体，以制造诸如正极和负极之类的电极。之后，将负极和正极分别堆叠在隔膜(Separator)的两侧上，以形成具有预定形状的电极组件10，然后，将电极组件10插入到电池壳体13中，注入电解质，并且执行密封。
具体地，电极组件(Electrode Assembly)10包括诸如正极和负极之类的两种类型的电极、以及插置在电极之间以使电极彼此绝缘的隔膜。电极组件10可以是堆叠型、果冻卷型、堆叠折叠型等。这两种电极，即，正极和负极的每一种具有其中活性材料浆料被施加至具有金属箔或金属网形状的电极集流体的结构。通常可通过将颗粒活性材料、辅助导体、粘合剂和增塑剂与添加的溶剂一起搅拌来形成该浆料。该溶剂可在后续工序中去除。
如图1中所示，电极组件10包括电极接片(Electrode Tab)11。电极接片11从电极组件10的正极和负极的每一个伸出，从而在电极组件10的内部和外部之间提供电子移动的通路。电极组件10的集流体由涂布有电极活性材料的部分和其上未被施加电极活性材料的末端、即未涂布部分构成。此外，可通过切割未涂布部分或者通过超声波焊接将单独的导电构件连接至未涂布部分来形成电极接片11。如图1中所示，电极接片11可沿相同方向从电极组件10的一侧伸出，但本发明不限于此。例如，电极接片11可沿彼此不同的方向伸出。
在电极组件10中，电极引线(Electrode Lead)12通过点焊(Spot)连接至电极接片11。此外，电极引线12的一部分被绝缘部14围绕。绝缘部14可设置成被限制在密封部134内以便结合至电池壳体13，电池壳体13的上壳体131和下壳体132在密封部134处被热熔合。此外，可防止电极组件10产生的电力通过电极引线12流到电池壳体13，并且可保持电池壳体13的密封。因而，绝缘部14可由具有非导电性的不导电的非导体制成。通常，尽管主要使用易于附接至电极引线12并且具有相对较薄厚度的绝缘胶带作为绝缘部14，但本发明不限于此。例如，可使用各种构件作为绝缘部14，只要该构件能够将电极引线12绝缘即可。
电极引线12包括正极引线121和负极引线122，正极引线121具有连接至正极接片111的一端，从而沿正极接片111伸出的方向延伸，负极引线122具有连接至负极接片112的一端，从而沿负极接片112伸出的方向延伸。另一方面，如图1中所示，正极引线121和负极引线122的另一端全部伸出到电池壳体13的外部。结果，在电极组件10中产生的电力可被提供到外部。此外，由于正极接片111和负极接片112的每一个形成为沿各个方向伸出，所以正极引线121和负极引线122的每一个可沿各个方向延伸。
正极引线121和负极引线122可由彼此不同的材料制成。就是说，正极引线121可由与正极集流体相同的材料、即铝(Al)材料制成，负极引线122可由与负极集流体相同的材料、即铜(Cu)材料或涂有镍(Ni)的铜材料制成。此外，电极引线12的伸出到电池壳体13外部的部分可设置为端子部分并且电连接至外部端子。
电池壳体13是由柔性材料制成的袋。下文中，将描述电池壳体13是袋的情况。此外，电池壳体13容纳电极组件10，使得电极引线12的一部分、即端子部分暴露，然后电池壳体13被密封。如图1中所示，电池壳体13包括上壳体131和下壳体132。可在下壳体132中形成具有容纳电极组件10的容纳空间1331的杯部133，并且上壳体131可覆盖容纳空间1331的上侧，使得电极组件10不会分离到电池壳体13的外部。在此，如图1中所示，可在上壳体131中形成具有容纳空间1331的杯部133，以在上部中容纳电极组件10。如图1中所示，上壳体131的一侧和下壳体132的一侧可彼此连接。然而，本发明不限于此。例如，上壳体131和下壳体可单独制造以彼此分离。
在电池壳体13的上壳体131和下壳体132彼此接触之后，可将形成在边缘的密封部134密封。在此，如图1中所示，根据本发明的实施方式，通气装置15插入在密封部134的两个表面之间，从而与密封部134一起被密封，因此被固定在密封部134内。此外，通气装置15包括将电池壳体13的内部和外部彼此连通的通道。当电池壳体13的内部压力增加时，内部气体被排出到外部，从而调节压力。下面将详细描述通气装置15。
当将电极引线12连接至电极组件10的电极接片11，并且在电极引线12的一部分上设置绝缘部14时，可将电极组件10容纳在设置于下壳体132的杯部133中的容纳空间1331中，并且上壳体131可覆盖容纳空间1331的上部。此外，注入电解质，并且将设置在上壳体131和下壳体132的每一个的边缘的密封部134密封。在二次电池1的充电和放电期间，电解质可移动由电极的电化学反应产生的锂离子。电解质可包括作为锂盐和高纯度有机溶剂的混合物的非水有机电解质或使用聚合物电解质的聚合物。如图2中所示，可通过上述方法制造出袋型二次电池1。
图3是根据本发明实施方式的形成电池壳体13的袋膜135的剖面图。
通过对袋膜135进行拉制(Drawing)来制造电池壳体13。就是说，拉伸袋膜135来形成杯部133，从而制造电池壳体13。如图3中所示，袋膜135包括气体阻隔层(Gas BarrierLayer)1351、表面保护层(Surface Protection Layer)1352和密封剂层(Sealant Layer)1353。
气体阻隔层1351可确保电池壳体13的机械强度，阻挡二次电池1外部的气体或水分的引入和排出，并且防止电解质泄漏。通常，气体阻隔层1351包括金属。特别是，气体阻隔层1351主要使用铝箔(Al Foil)。铝可确保预定水平或更高的机械强度，但是重量轻。因而，铝可确保对电极组件10和电解质的电化学性质的补偿和散热。然而，本发明不限于此。例如，气体阻隔层1351可由各种材料制成。例如，气体阻隔层1351可由选自由铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)和铝(Al)构成的群组中的一种材料、或两种以上材料的混合物制成。在此，当气体阻隔层1351由含铁的材料制成时，可提高机械强度。当气体阻隔层1351由含铝的材料制成时，可提高柔性。因而，可考虑到气体阻隔层1351的特性来使用形成气体阻隔层1351的材料。
表面保护层1352由聚合物制成并且设置在最外层，以保护二次电池1免受外部摩擦和碰撞，并且还将电极组件10与外部电绝缘。在此，最外层表示以气体阻隔层1351为基准，与电极组件10的设置方向相反，即，沿向外方向的方向。表面保护层1352可由选自由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸类聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳族聚酰胺、尼龙(Nylon)、聚酯、聚苯撑苯并二恶唑、聚芳酯、特氟隆和玻璃纤维构成的群组中的至少一种或多种材料制成。特别是，使用主要具有耐磨性和耐热性的诸如尼龙树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的聚合物。此外，表面保护层1352可具有由一种材料制成的单层结构、或其中两种以上材料分别形成为层的复合层结构。
密封剂层1353由聚合物制成并且设置在最内层，以直接接触电极组件10。当通过使用冲头等来拉制(Drawing)具有如上所述堆叠结构的袋膜135时，其一部分被拉伸以形成具有袋状的容纳空间1331的杯部133，制造出袋型电池壳体13。此外，在将电极组件10容纳在容纳空间1331中时，注入电解质。之后，当上壳体131和下壳体132可彼此接触，并且对密封部134施加热压缩时，密封剂层1353可彼此结合，以密封电池壳体13。在此，由于密封剂层1353直接接触电极组件10，因此密封剂层1353必须具有绝缘特性。此外，由于密封剂层1353接触电解质，因此密封剂层1353必须具有耐腐蚀性。此外，由于电池壳体13的内部被完全密封以防止材料在电池壳体13的内部和外部之间移动，因此必须实现高密封性。就是说，其中密封剂层1353彼此结合而成的密封部134应当具有优异的结合强度。通常，密封剂层1353可由选自由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸类聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、聚苯撑苯并二恶唑、聚芳酯、特氟隆和玻璃纤维构成的群组中的至少一种或多种材料制成。特别是，密封剂层1353可使用诸如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)之类的聚烯烃类树脂。聚丙烯(PP)在诸如拉伸强度、刚性、表面硬度、耐磨性和耐热性之类的机械性能方面以及诸如耐腐蚀性之类的化学性质方面都是优异的，因而被主要用于制造密封剂层1353。此外，密封剂层1353可由流延聚丙烯(CatedPolypropylene)或聚丙烯-丁烯-乙烯三元共聚物制成。此外，密封剂层1353可具有由一种材料制成的单层结构、或其中两种以上材料分别形成为层的复合层结构。
图4是根据本发明实施方式的通气装置15的透视图。
根据本发明实施方式的二次电池1进一步包括至少一个排气装置15。根据本发明实施方式，在通气装置15的关闭状态下板簧153的弯曲可被最小化，从而减小各通气装置15之间打开压力的偏差。此外，可减小制造通气装置15之前设计的打开压力的数值与实际的打开压力之间的偏差。在此，打开压力是指当通气装置15打开时电池壳体13内的特定压力。
为此，根据本发明实施方式的插入到二次电池1的袋的密封部134中的通气装置15包括：壳体151，壳体151插入在密封部134的两个表面之间，从而与密封部134一起被密封；片材152，片材152形成在壳体151中，并且将袋的内部和外部彼此连通的通道154穿过片材152；板簧153，板簧153根据袋的内部压力打开和关闭通道154，并且板簧153由具有弹性的金属制成；和球155，球155设置在片材152与板簧153之间，从而在通道154的出口侧与片材152接触或分开，由此关闭或打开通道154。球155可具有半球形形状，以附接至板簧153的内表面。
壳体151可插入在密封部134的两个表面之间，从而与密封部134一起被密封。当壳体151插入在密封部134的两个表面之间时，作为密封部134的最内层的密封剂层1353接触壳体151。此外，当施加热量和压力时，密封部134的密封剂层1353被熔合以与壳体151一起被密封。如图4中所示，壳体151可包括上壳体1511和下壳体1512，在上壳体1511与下壳体1512之间可形成台阶部分。因为上壳体1511和下壳体1512具有彼此不同的形状或尺寸，因此可形成台阶部分。例如，上壳体1511可具有圆柱形状的横截面，下壳体1512可具有椭圆柱形状的横截面。或者，下壳体1512可具有比上壳体1511的宽度小的宽度。因而，下壳体1512可插入在密封部134的两个表面之间，从而与密封部134一起被密封。因而，下壳体1512可熔合至密封部134的内表面，并且上壳体1511可突出到袋的外部。
在此，如果下壳体1512具有过大的宽度，则密封部134在尺寸上必然变形。因而，密封部134的密封可被破坏。因而，下壳体1512可具有比密封部134的厚度小的宽度。特别是，优选地，横截面的长轴具有6mm以下的宽度。此外，如上所述，下壳体1512可具有椭圆柱形状，其具有椭圆形横截面。因而，下壳体1512可容易密封至密封部134，并且密封可长时间保持而不会损坏。
此外，如果上壳体1511具有过大的尺寸，则突出到袋的外部的上壳体1511会与设置在上壳体1511附近的其他二次电池1发生冲突。因而，可难于组装二次电池1的封装或模块。因而，上壳体1511可具有比密封部134的厚度小的宽度。特别是，优选地，横截面具有8mm以下的直径。然而，本发明不限于此。例如，上壳体1511和下壳体1512可具有各种形状，例如，彼此没有区分开的一个圆柱形状。
片材152可形成在壳体151中。此外，将袋的内部和外部彼此连通的通道154可形成为穿过片材152的中央。下面将详细描述片材152。
板簧153可由金属制成，以根据袋的内部压力打开和关闭形成在片材152中的通道154。特别是，当袋的内部压力小于特定压力时，板簧153关闭通道154的出口1541。此外，当袋的内部压力逐渐增加而超过特定压力时，板簧153可与片材152分开，以打开通道154的出口1541。
根据相关技术，通过使用螺旋弹簧打开和关闭通道154。然而，必须将通气装置小型化，以便插入到二次电池1的密封部134中。然而，如果像相关技术一样使用螺旋弹簧，则通气装置在结构上会复杂化并且在小型化方面受到限制。因而，根据本发明的实施方式，可使用板簧153来简化通气装置15的结构并且使通气装置15小型化，从而插入到二次电池1的密封部134中
图5是其中球55具有球形形状的通气装置5的示意图。
球55可设置在板簧53与片材52之间，从而与片材52接触或分开，由此关闭或打开通道54。然而，当球55具有如图5中所示的球形形状时，即使球55接触片材52以关闭通道54的状态是其中外力相对最小地作用于板簧53的状态，板簧53也会大幅弯曲。因此，当制造多个通气装置5时，存在多个通气装置5之间的打开压力根据板簧53的弯曲程度而产生偏差的问题。此外，存在制造通气装置5之前设计的打开压力的数值与制造通气装置5之后实际的打开压力的数值之间产生偏差的问题。
此外，由于板簧53的弯曲状态长时间保持，因此板簧53中发生蠕变(Creep)现象，从而减小了板簧53的寿命并且还减小了整个通气装置5的寿命。
图6是根据本发明实施方式的片材152的示意图。
片材152形成在壳体151中，并且通道154穿过片材152。片材152可由金属制成以提高耐久性，但是也可由聚合物制成以防止部件之间的间隙。具体地，聚合物可包括聚烯烃类(Polyolefine)聚合物，诸如聚丙烯(PP)。如图6中所示，在片材152中，通道154的出口侧的表面的内周边缘被倒角(Chamfering)或倒圆(Filleting)。
图7是图解根据本发明的实施方式，球155安放在片材152上的状态的示意图。
根据本发明的实施方式，球155可具有半球形形状并且设置于形成在片材152中的通道154的出口侧。此外，球155可设置在板簧153与片材152之间，从而接触片材152或与片材152分开，由此关闭或打开通道154。球155可由聚合物制成，以更加提高相对于片材152的粘附性。然而，球155可由金属制成，以提高耐久性。
球155可具有半球形形状并且附接至板簧153的内表面。在此，为了更容易附接至板簧153，球155中的除半球形表面以外的平面附接至板簧153的内表面。片材152的被倒角或倒圆的表面1521具有预定的斜度。如图7中所示，球155的半球形表面可面向片材152的一个表面1521，并且可容易安放。
球155具有比片材152的一个表面1521的最宽宽度小并且比片材152的一个表面1521的最窄宽度大的直径，使得球155容易安放在片材152上。然后，当安放球155时，球155的平面形成在大约与片材152的最高点相似的高度处。结果，由于即使在球155关闭通道154的状态下板簧153也不会大幅弯曲，因此可减小各通气装置15之间打开压力的偏差，并且还可减小制造通气装置15之前设计的打开压力的数值与实际的打开压力之间的偏差。更优选地，球155的平面可略微高于片材152的最高点。结果，板簧153的弹力可有效地施加至球155，以提高球155对片材152的粘附性。
图8是根据本发明实施方式的板簧153的示意图。
板簧153可通过模制金属板来制造。金属板具有宽而薄的板形状并且由金属制成。特别是，金属板可包括铝(Al)或不锈钢(STS)。此外，可执行通过冲头拉伸金属板的拉制(Drawing)工艺来制造板簧153。特别是，可将金属板安放在模具上，并且剥离器可固定金属板。然后，金属板可通过冲头被拉伸以执行拉制。如图8中所示，在如上所述制造的板簧153中，一侧1530具有向外凸出的帽(Cap)形状并且设置有供片材152插入其中的插入空间1534。板簧153的一侧1530可指如图8中所示的帽形状的顶部。然而，本发明不限于此。例如，板簧153的一侧1530可包括各种部分。
板簧153具有弹力，以根据袋的内部压力与球155一起打开和关闭形成在片材152中的通道154。为此，优选在板簧153的一侧1530中冲出排气孔1533。在此，板簧153的一侧1530包括形成在其中央的中央部分1531和从中央部分1531向外延伸的外围部分1532。此外，由于球155附接到一侧1530的中央部分1531的底表面，从而关闭形成在片材152中的通道154，因此在中央部分1531中不冲出排气孔1533。因此，优选在板簧153的一侧1530的外围部分1532中冲出排气孔1533。
根据排气孔1533的形成形状和面积，通气装置15的打开压力可改变。因此，可调整排气孔1533的形状和面积，从而调整通气装置15的打开压力。在此，打开压力是指当通气装置15打开时袋内的特定压力。
图9是图解根据本发明的实施方式，板簧153围绕片材152和球155的状态的示意图。
当制造出板簧153时，如图9中所示，将片材152和球155插入到插入空间1534中。结果，板簧153围绕片材152和球155的外围。当片材152和球155插入到插入空间1534中时，优选通道154的出口侧面对板簧153的一侧1530。因此，当袋的内部压力小于特定压力时，板簧153的一侧1530从形成在片材152中的通道154的出口侧向内推动球155，从而关闭通道154。
球155形成为半球形形状，并且球155中的除球155的半球形表面以外的平面附接至板簧153的内表面。在此，当粘合剂施加至球155的平面，并且将片材152和球155插入到插入空间1534中时，球155的平面附接至板簧153的中央部分1531的内表面。在此，在首先将球155安放在片材152上之后，可将球155和片材152插入到板簧153的插入空间1534中，但不限于此。例如，在将球155附接至板簧153之后，可将片材152插入到插入空间1534中。
如上所述，可在板簧153的一侧1530的外围部分1532中形成排气孔1533。因此，当袋的内部气体向外推动板簧153的一侧1530时，通道154打开，使得气体泄漏到通道154的出口1541。在此，泄漏的气体必须通过排气孔1533排出到外部。因此，在片材152中，通道154的出口侧的表面的外周边缘可被倒角(Chamfering)或倒圆(Filleting)。结果，气体可被引导至排气孔1533。此外，板簧153的一侧1530被向外推动，以提供板簧153的一侧1530的外围部分1532向内移动的空间。
图10是图解根据本发明的实施方式，板簧153的另一侧的端部1535朝向片材152弯曲的状态的示意图。
优选板簧153牢固地固定至片材152。因而，当袋的内部气体通过球155向外推动板簧153的一侧1530时，板簧153的一侧1530向外移动。在此，板簧153不是整体滑动，而是仅板簧153的一侧1530变形而移动。如果板簧153滑动，则板簧153会从通气装置15分离。特别是，仅一侧1530的中央部分1531可被向外推动，而一侧1530的外围部分1532可向内移动。因而，袋的内部气体可通过通道154排放到外部。
根据本发明的实施方式，在片材152和球155插入到插入空间1534中之后，将板簧153的另一侧的端部1534朝向片材152弯曲，如图10中所示。结果，即使袋的内部气体向外推动板簧153的一侧1530，也可防止板簧153与片材152分开(分离)，从而将板簧153固定至通气装置15，而不会使板簧153从通气装置15分离。
图11是图解根据本发明实施方式的通过将板簧153和片材152插入到壳体151中而制造的通气装置15的构造的示意图。
如图11中所示，插入有片材152的板簧153被插入到壳体151中。结果，可完成制造根据本发明实施方式的通气装置15。如上所述制造的通气装置15被插入到袋的密封部134中，从而一起被密封。
在此，如果壳体151包括上壳体1511和下壳体1512，则优选板簧153和片材152被包括在上壳体1511中。此外，如图11中所示，优选板簧153的一侧1530面向上壳体1511的开口端。因此，气体可通过形成在一侧1530中的排气孔1533排放到外部。
此外，如上所述，板簧153不是整体上滑动，而是在被固定的状态下仅一侧1530变形。因而，优选当板簧153插入到壳体151中时，板簧153与壳体151之间的间隙被最小化，使得摩擦力较大地作用在板簧153的外周表面与壳体151的内周表面之间。然而，本发明不限于此。为了进一步增大摩擦力，可增加板簧153的外周表面或壳体151的内周表面的表面粗糙度，使得摩擦系数增大。此外，可通过各种方法将板簧153固定至壳体151，例如，在板簧153与壳体151之间施加单独的粘合剂的方法、或者从板簧153和壳体151中的一个突出突起并且在板簧153和壳体151中的另一个中形成凹槽的方法。
图12是图解根据本发明实施方式的通气装置15的操作的操作示图。
此外，当在高温下储存二次电池1时，电解质与电极活性材料之间的电化学反应由于高温而迅速加速，从而产生气体。
当在袋中产生气体而逐渐增加袋的内部压力并因此超过特定压力时，如图12中所示，气体将球155向外推动。结果，由于球155被推动，板簧153的一侧1530也被向外推动。此外，板簧153可与片材152分开，使得球155与片材152分开，以打开通道154的出口1541。因此，袋内的气体可通过通道154和排气孔1533排出到外部。在此，如上所述，优选的是板簧153相对于片材152不滑动。
当袋内的气体被充分排出到外部时，袋的内部压力再次减小，因而向外推动板簧153的气体压力减小。然而，板簧153由金属制成，因而具有弹性。因而，当袋的内部压力小于特定压力时，板簧153由于板簧153的弹性而返回到其原始位置。此外，由于板簧153的弹力，球155被从形成在片材152中的通道154的出口侧向内推动。结果，球155与片材152的一个表面1521紧密接触，从而关闭通道154的出口1541。
图13是图解根据本发明另一实施方式的通气装置15a制造完成的状态的示意图。
根据本发明一实施方式，板簧153具有其一侧1530向外凸出的帽(Cap)形状，并且片材152和球155被插入到形成在板簧153中的插入空间1534中。然而，由于板簧153具有帽形状，因此不容易将球155的平面附接至板簧153的内表面的正确位置。
因此，在根据本发明另一实施方式的通气装置15a中，如图13中所示，板簧153a具有平板形状并且接触片材152a。此外，单独的固定环(未示出)可插入到上壳体1511中，从而固定至板簧153a的上部。固定环具有弹性，并且在插入到上壳体1511中时可被施加外力以减小直径，然后在插入到上壳体1511中之后，外力可去除，从而再次增大直径。因而，当弹力作为法向力作用于上壳体1511的内周表面时，可增加固定环与上壳体1511的内周表面之间的摩擦力。
因此，根据本发明的另一实施方式，球155可容易附接至板簧153a的中央部分1531a的内表面的精确位置，并且板簧153a可通过单独的固定环而容易固定至壳体1511的内部。
图14是图解根据本发明另一实施方式的通气装置15a的操作的操作示图。
在根据本发明另一实施方式的通气装置15a中，当袋的内部压力超过特定压力时，如图14中所示，气体将球155向外推动，因而随着球被推动，板簧153a也被向外推动。此外，板簧153可与片材152a分开，使得球155与片材152a分开，从而打开通道154的出口1541。因而，袋内的气体可通过通道154和排气孔1533排出到外部。
当袋内的气体被充分排放到外部时，袋的内部压力再次减小，因而向外推动板簧153a的气体压力减小。因而，当袋的内部压力小于特定压力时，板簧153a由于板簧153a的弹力而返回到其原始位置。此外，由于板簧153a的弹力，球155被从形成在片材152a中的通道154的出口1541的一侧向内推动。结果，球155与片材152a的一个表面1521紧密接触，从而关闭通道154的出口1541。
本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不改变技术构思或实质特征的情况下，本发明可以以其他特定形式来实施。因此，以上公开的实施方式被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求内及其等同含义内进行的各种修改被认为落在本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种插入到二次电池的袋的密封部中的通气装置，所述通气装置包括：
壳体，所述壳体插入在所述密封部的两个表面之间，从而与所述密封部一起被密封；
片材，所述片材形成在所述壳体中，并且将所述袋的内部和外部彼此连通的通道穿过所述片材；
板簧，所述板簧根据所述袋的内部压力打开和关闭通道，并且所述板簧由具有弹性的金属制成；和
球，所述球设置在所述片材与所述板簧之间，从而在所述通道的出口侧与所述片材接触或分开，由此关闭或打开所述通道，
其中所述球具有半球形形状，并且所述球中的除半球形表面以外的平面附接至所述板簧的内表面，
其中所述板簧包括具有向外凸出的帽形状的一侧并且设置有供所述片材和所述球插入其中的插入空间。
2.如权利要求1所述的通气装置，其中所述板簧包括：
形成在其中央的中央部分；和
从所述中央部分向外延伸的外围部分，
其中所述球附接至所述中央部分，并且
在所述外围部分中冲出有排气孔。
3.如权利要求1所述的通气装置，其中所述板簧的另一侧的端部朝向插入到所述插入空间中的所述片材弯曲。
4.如权利要求1所述的通气装置，其中，在所述片材中，所述通道的出口侧的表面的内周边缘被倒角或倒圆。
5.如权利要求1所述的通气装置，其中，在所述片材中，所述通道的出口侧的表面的外周边缘被倒角或倒圆。
6.如权利要求1所述的通气装置，其中所述壳体包括具有彼此不同的形状或尺寸的上壳体和下壳体。
7.如权利要求6所述的通气装置，其中所述下壳体具有比所述上壳体的宽度小的宽度。
8.如权利要求6所述的通气装置，其中所述上壳体具有圆柱形状，并且
所述下壳体具有椭圆柱形状。
9.一种袋型二次电池，在所述袋型二次电池中，如权利要求1所述的通气装置插入到袋的密封部中。
10.一种电池模块，所述电池模块包括如权利要求9所述的袋型二次电池作为单元电池。
11.一种包括如权利要求10所述的电池模块的装置。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述装置包括计算机、笔记本电脑、智能电话、移动电话、平板电脑、可穿戴电子装置、电动工具、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或电力储存装置。
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