CN121663120A - 电极组件和制造包括电极组件的二次电池的方法 - Google Patents

电极组件和制造包括电极组件的二次电池的方法

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CN121663120A CN202510743190.4A CN202510743190A CN121663120A CN 121663120 A CN121663120 A CN 121663120A CN 202510743190 A CN202510743190 A CN 202510743190A CN 121663120 A CN121663120 A CN 121663120A
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Abstract

本公开涉及电极组件和制造包括电极组件的二次电池的方法。根据本公开的电极组件包括:正电极板、负电极板、位于正电极板和负电极板之间的隔膜以及电连接到正电极板的电极接线片。电极接线片包括包含第一金属的第一部分和至少部分地围绕第一部分的包含第二金属的第二部分。

Description

电极组件和制造包括电极组件的二次电池的方法
技术领域
本公开的实施例的各方面涉及电极组件和制造包括电极组件的二次电池的方法。
背景技术
二次电池是可再充电电池,这意指该电池可以多次充电和放电。二次电池被广泛地应用于各种应用,包括电子装置(诸如智能电话、笔记本电脑和平板电脑)、电动车辆、太阳能发电系统和应急电源系统。特别是,具有高能量密度和优异的充放电效率的锂离子电池被用于各种电子装置和电动车辆。
如果发生外部短路或类似情况,二次电池单体内的内部压力可能会增加,这可能会使电流中断装置(CID)起作用。然而,由于电流中断装置可能仅在二次电池单体的温度和/或压力显著升高时才被触发,因此仅依赖电流中断装置会导致电池组中相邻的二次电池单体的损坏。因此,除了电流中断装置之外,还需要额外的装置来防止对相邻的二次电池单体的损坏。
本背景技术部分公开的以上信息是为了增强对本公开的背景的理解,因此,它可包含不构成相关(或现有)技术的信息。
发明内容
为了解决以上描述的问题,本公开的实施例的各方面提供一种电极组件和一种制造包括该电极组件的二次电池的方法。
本公开的这些和其他方面和特征将在本公开的实施例的下述描述中描述,或者将从本公开的实施例的下述描述中而明显。
根据本公开的一实施例,一种电极组件包括:正电极板、负电极板、位于正电极板和负电极板之间的隔膜以及电连接到正电极板的电极接线片,其中,电极接线片包括包含第一金属的第一部分和至少部分地围绕第一部分的包含第二金属的第二部分。
根据本公开的一实施例,第二金属的熔点可以高于第一金属的熔点。
根据本公开的一实施例,第一金属的熔点可以在50℃~280℃的范围内。
根据本公开的一实施例,第一金属可以是包括砷(As)、铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)和铟(In)中的至少两种的合金,并且第二金属可以是包括铝(Al)的金属。
根据本公开的一实施例,第一部分可以位于电极接线片的中心,第一部分的所有表面被第二部分围绕。
根据本公开的一实施例,第一部分的至少一个表面可以暴露到电极接线片的外部。
根据本公开的一实施例,电极接线片可以包括:第一板状部分,由第一金属制成;第二板状部分,由第二金属制成并设置在第一板状部分的第一表面上;以及第三板状部分,由第二金属制成并设置在第一板状部分的与第一表面相反的第二表面上,并且其中第一板状部分的一对侧表面可以暴露到电极接线片的外部。
根据本公开的一实施例,第一部分的厚度可以是电极接线片的厚度的30%以下。
根据本公开的一实施例,第一部分的宽度可以是电极接线片的宽度的至少75%。
根据本公开的一实施例,一种制造电极接线片的方法可以包括:将由第一金属制成的第一板状部分定位在两个第二板状部分之间,两个第二板状部分中的每一个可以由第二金属制成;以及对第一板状部分和两个第二板状部分执行辊压工艺。
根据本公开的一实施例,在辊压工艺中,位于第一部分的上表面上的第二部分的厚度和位于第一部分的下表面上的第二部分的厚度可以是相同的。
根据本公开的一实施例,电极接线片被配置为使得当其温度升高到高于第一金属的熔点的温度时,第一部分熔化,然后第二部分短路。
根据本公开的一实施例,熔化的第一部分可以被排放到电极接线片的外部。
根据本公开的一实施例,一种用于制造二次电池的方法包括:将电极组件设置在壳体内;电连接电极组件的电极接线片和盖组件;以及将盖组件联接到壳体的一端,其中,电极接线片包括包含第一金属的第一部分和至少部分地围绕第一部分的包含第二金属的第二部分。
根据本公开的一实施例,该方法可以进一步包括:制备由第一金属制成的第一板状部分;制备两个第二板状部分,两个第二板状部分中的每一个可以由第二金属制成;将第一板状部分定位在两个第二板状部分之间;以及对第一板状部分和两个第二板状部分执行辊压工艺。
根据本公开的一实施例,第二金属的熔点可以高于第一金属的熔点。
根据本公开的一实施例,第一金属可以是包括砷(As)、铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)和铟(In)中的至少两种的合金,并且第二金属可以是包括铝(Al)的金属。
根据本公开的一实施例,第一部分可以位于电极接线片的中心,第一部分的所有表面被第二部分围绕。
根据本公开的一实施例,第一部分的至少一个表面可以暴露到电极接线片的外部。
根据本公开的一实施例,执行辊压工艺可以包括:将位于第一部分的上表面上的第二部分的厚度和位于第一部分的下表面上的第二部分的厚度控制为是相同的。
根据本公开的一些实施例,包括电极组件的二次电池包括能够短路的电极接线片(例如,正电极接线片),从而在二次电池单元经历内部劣化和内部压力升高之前,能够最小化对电池组的损坏。
然而,本公开的方面和特征不限于以上描述的那些,并且本领域技术人员将从以下描述的详细描述中清楚地理解未提及的其他方面和特征。
附图说明
附于本说明书的附图例示本公开的实施例,并且与本公开的详细描述一起进一步描述本公开的方面和特征。因此,本公开不应理解为限于附图。
图1例示根据本公开的一些实施例的圆柱形二次电池。
图2是根据本公开的第一实施例的二次电池的电极接线片的透视图。
图3的部分(a)、(b)是根据本公开的一些实施例的制造二次电池的电极接线片的方法的示例。
图4的部分(a)-(c)例示根据本公开的一些实施例的二次电池中的电极接线片的短路过程。
图5和图6各自例示根据本公开的第二实施例的二次电池的电极接线片。
图7例示根据本公开的第三实施例的二次电池的电极接线片。
图8例示根据本公开的一些实施例的袋型二次电池。
图9是根据本公开的一些实施例的制造二次电池的方法的流程图,其可以描述制造图1中示出的二次电池的方法。
图10是根据本公开的一些实施例的制造电极接线片的方法的流程图。
一些附图标记的说明
10:电极接线片
11:第一金属部 12:第二金属部
30:辊压装置
100:圆柱形二次电池
110:壳体
111:底部 112:侧壁
120:电极组件
121:负电极板 122:正电极板
123:隔膜 124:负电极接线片
126:第一绝缘板 127:第二绝缘板
130:中心销
140:盖组件
141:顶板 142:中间板
143:绝缘板 144:底板
800:袋型二次电池
810:电极组件
811:负电极接线片 812:负电极板
814:正电极板 816:隔膜
822:负电极引线 824:正电极引线
826:接线片膜
830:袋
832:密封部
具体实施方式
下文中,将参考所附附图详细描述本公开的实施例。本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被理解为限于一般性的或词典的含义,并且应基于发明人可成为他/她自己的词典编纂者以适当地定义术语概念用于以最佳方式解释他/她的发明的原则解释为与本公开的技术思想一致的含义和概念。
本说明书中描述的实施例和附图中例示的配置仅为本公开的一些实施例,并且不代表本公开的所有技术思想、方面和特征。因此,应理解,可存在各种等同物和修改,可替换或修改在提交本申请时在本文中描述的实施例。
将理解,当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时,其可直接在其他元件或层上、连接到或联接到其他元件或层,或者也可存在一个或多个居间元件或层。当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时,不存在居间元件或层。例如,当第一元件被描述为“联接”或“连接”到第二元件时,第一元件可直接联接或连接到第二元件,或者第一元件可经由一个或多个居间元件间接联接或连接到第二元件。
在附图中,为了清楚例示,各种元件、层等的尺寸可被放大。相同的附图标记标注相同的元件。如在本文中使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关列举项目的任何和所有组合。进一步,在描述本公开的实施例时使用“可”涉及“本公开的一个或多个实施例”。表述诸如“…中的至少一个”和“…中的任何一个”,当在元件列表之前/之后时,修饰整个元件列表,而不修饰列表中的单个元件。当短语诸如“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“选自由A、B和C的组中的至少一个”或“选自由A、B和C中的至少一个”用于标注元件A、B、C的列表时,该短语可指A、B和C的任何和所有合适的组合或子集,诸如A、B、C、A和B、A和C、B和C或A和B和C。如在本文中使用的,术语“使用”和“被使用”可分别视为与术语“利用”和“被利用”同义。如在本文中使用的,术语“基本上”、“约”和类似术语用作近似术语,而不是程度术语,并且旨在说明本领域普通技术人员将认识到的测量或计算值的固有变化。
将理解,尽管在本文中可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区、层和/或区段,但这些元件、部件、区、层或区段不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件、部件、区、层或区段与另一元件、部件、区、层或区段区分开来。因此,下面讨论的第一元件、部件、区、层或区段可被称为第二元件、部件、区、层或区段,而不背离示例实施例的教导。
为了易于描述,空间相对术语,诸如“之下”、“下面”、“下”、“上面”和“上”等,在本文中可用来描述一个元件或特征与图中例示的另一元件或特征的关系。将理解,除附图中描绘的定向之外,空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同定向。例如,如果附图中的装置被翻转,则描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件将定向在其它元件或特征的“上面”或“上方”。因此,术语“下面”可涵盖上面和下面两种定向。装置可以其他方式定向(旋转90度或以其他定向),并且在本文中使用的空间相对描述符应因此解释。
在本文中使用的术语用于描述本公开的实施例,并且不旨在限制本公开。除非上下文另外清楚地指示,如在本文中使用的,单数形式“一”旨在也包括复数形式。将进一步理解,术语“包括”当在本说明书中使用时指出所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
而且,在本文中公开和/或阐述的任何数值范围旨在包括阐述范围内包含的具有相同数值精度的所有子范围。例如,“1.0~10.0”的范围旨在包括阐述的最小值1.0与阐述的最大值10.0之间(并且包括最小值1.0和最大值10.0)的所有子范围,即,具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值,诸如,例如2.4~7.6。在本文中阐述的任何最大数值限制旨在包括其中包含的所有较低数值限制,并且在本说明书中阐述的任何最小数值限制旨在包括在其中包含的所有较高数值限制。因此,申请人保留修改本说明书(包括权利要求书)的权利,以明确阐述在本文中明确阐述的范围内包含的任何子范围。
将两个被比较的元件、特征等称为“相同”可意指它们“基本上相同”。因此,短语“基本上相同”可以包括本领域中具有被认为偏差低的情况,例如,偏差为5%或更低。另外,当某个参数在给定区中被称为均匀时,这可意指它在平均值方面为均匀的。
在整个说明书中,除非以其他方式叙述,每个元件可为单数或复数。
将任意元件布置在另一元件“上面(或下面)”或“上(下方)”可意指该任意元件可设置为与该元件的上(或下)表面接触,并且另一元件也可介于该元件和设置在该元件上(或下方)的任意元件之间。
另外,将理解,当部件称为“连结”、“联接”或“连接”到另一部件时,各部件可直接“连结”、“联接”或“连接”到彼此,或者另一部件可“介于”各部件之间。
在整个说明书中,除非以其他方式叙述,当叙述“A和/或B”时,它意指A、B或A和B。即,“和/或”包括列举的多个项目的任何或所有组合。除非以其他方式指出,当提到“C~D”时,其意指C以上并且D以下。
图1例示根据本公开的一些实施例的圆柱形二次电池。
参考图1,根据本公开的一个或多个实施例的圆柱形锂离子二次电池100可以包括壳体110、电极组件120和盖组件140。此外,在一些实施例中,圆柱形锂离子二次电池100可以包括中心销130。进一步,在根据本公开的一个或多个实施例的二次电池100中,盖组件140还可以执行电流中断操作,并且,因此有时可被称为电流中断装置(CID)。
壳体110可以具有圆柱形罐的形状。壳体110可以具有大致圆形的底部111和从底部111的圆周(或周界)向上延伸(例如,延伸预定长度)的圆柱形侧壁112。在二次电池100的制造工艺期间,壳体110的顶部分是敞开的。因此,在二次电池100的组装工艺期间,电极组件120和中心销130可以与电解质一起插入壳体110中。壳体110可以由例如钢、不锈钢、铝、铝合金或其等同物制成,但不限于此。
电极组件120可以容纳在壳体110内部。电极组件120可以包括在负电极集流体板上涂覆有负电极活性物质(例如石墨、碳等)的负电极板121、在正电极集流体板上涂覆有正电极活性材料(例如,诸如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等的过渡金属氧化物)的正电极板122以及位于负电极板121和正电极板122之间以防止它们之间的短路同时允许锂离子从中通过的隔膜123。此外,负电极板121、正电极板122和隔膜123可以被卷绕成大致圆柱形的形状。在一个实施例中,负电极集流体可以由铜(Cu)箔制成,正电极集流体可以用铝(Al)箔制成,并且隔膜可以由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成,但本发明不限于此。
用于可再充电锂电池的正电极可以包括正电极集流体和正电极集流体上的正电极活性物质层。正电极活性物质层可以包括正电极活性物质,并且可以进一步包括粘结剂和/或导电材料(例如,电导性材料)。
例如,正电极可以进一步包括可用作牺牲正电极的组分。
基于100wt%的正电极活性物质层,正电极活性物质的量可为约90wt%~约99.5wt%。基于100wt%的正电极活性物质层,粘结剂和导电材料的量可分别为约0.5wt%~约5wt%。
粘结剂用于将正电极活性物质颗粒彼此附接,并且也将正电极活性物质附接到集流体。粘结剂的示例可以包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、包括环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、(甲基)丙烯酸酯化苯乙烯-丁二烯橡胶、环氧树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚酯树脂和尼龙等作为非限制性示例。
导电材料可用于赋予电极导电性(例如,电导性)。不会引起化学变化(例如,不会在可再充电锂电池中引起不希望的化学变化)并且传导电子的任何材料都可在电池中使用。导电材料的示例可以包括:碳类材料,诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米纤维和碳纳米管;以金属粉末或金属纤维的形式包含铜、镍、铝、银等的金属类材料;诸如聚苯衍生物的导电聚合物;或其混合物。
Al箔可用作正电极集流体,但本公开不限于此。
此外,可以将从电极组件120向下凸出并延伸一定长度(例如,合适长度)的负电极接线片124焊接到负电极板121,并且可以将从电极组件120向上凸出并延伸一定长度(例如,合适长度)的正电极接线片10焊接到正电极板122,但相反的配置是可能的。此外,例如,负电极接线片124可以由铜(Cu)或镍(Ni)制成,并且正电极接线片10可以由铝(Al)制成,但本公开不限于此。
此外,电极组件120的负电极接线片124可以焊接到壳体110的底部111。因此,壳体110可以用作负电极。当然,可替代地,正电极接线片10可以焊接到壳体110的底部111,并且在这种实施例中,壳体110可以用作正电极。这里,正电极接线片10或负电极接线片124可以将电极组件120与盖组件140电连接。
此外,盖组件140可以联接到壳体110的一端。例如,二次电池100可以包括联接到壳体110的第二绝缘板127,第二绝缘板127具有在中心的第一孔127a和形成在中心外部(例如,位于中心外围)的多个第二孔127b并且可以介于电极组件120和盖组件140之间。第二绝缘板127防止电极组件120与盖组件140电接触。例如,第二绝缘板127防止电极组件120的负电极板121与盖组件140电接触。如果由于二次电池的异常而产生大量气体(或当由于二次电池的异常而产生大量气体时),第一孔127a允许气体快速朝向盖组件140移动,并且第二孔127b允许正电极接线片10从中穿透(或延伸穿过)并焊接到盖组件140。此外,剩余的第二孔127b允许电解质在电解质注入过程中快速流入到电极组件120中。
此外,第一绝缘板126的第一孔126a和第二绝缘板127的第一孔127a的直径形成为小于中心销130的直径,从而防止中心销130由于外部冲击而电接触壳体110的底部111或盖组件140。
中心销130具有中空圆管的形状,并且可以联接到电极组件120的中心。中心销130可以由例如钢、不锈钢、铝、铝合金或聚对苯二甲酸丁二醇酯制成,但本公开不限于此。中心销130在电池充电和放电期间抑制(或防止)电极组件120的变形,并用作二次电池内部产生的气体的通道。当然,在一些实施例中,可以省略中心销130。
盖组件140可以包括顶板141、中间板142、绝缘板143和底板144。
中间板142位于顶板141下方,并且可以具有基本上平坦的形状。
当从底部观察时,绝缘板143可以形成为具有合适宽度(例如,预定宽度)的圆环形状。此外,绝缘板143将中间板142和底板144彼此绝缘。绝缘板143可以介于例如中间板142和底板144之间,然后进行超声焊接,但本公开不限于此。
如果发生外部短路或类似情况,二次电池单体内的内部压力可能会增加。增加的压力可能会使电流中断装置起作用。例如,外部短路可能导致二次电池单体内的电流流动。结果,在二次电池单体中可能发生副反应和热失控,这可能导致内部压力增加。当二次电池单体的内部压力升高时,电流中断装置可以起作用,从而将二次电池单体置于绝缘状态。可替代地,在其中在低电阻区域中发生外部短路的情况下,可以切割电极接线片,从而将二次电池单体置于绝缘状态。
当电流中断装置是将二次电池单体置于绝缘状态的唯一装置时,相邻的二次电池单体可能会损坏。例如,当在高电阻区域中发生外部短路时,电流中断装置可能不会起作用,直到内部压力达到并超过预定阈值。换句话说,电流中断装置只能通过二次电池单体的快速劣化或通过大量气体的产生而起作用。在这种情况下,二次电池的温度可能会增加,这可能会对相邻的二次电池单体产生不利影响,导致电池组损坏。
在本公开的一些实施例中,提供电极接线片10以在二次电池单体的温度达到高温之前防止损坏相邻的二次电池。在一个实施例中,电极接线片10可以包括具有低熔点的合金层,这可以在电流中断装置起作用之前引起电极接线片10的绝缘状态。因此,在二次电池单体升高到高温之前,可以使电池组稳定。
将参考图2至图10详细描述电极接线片10。
图2是根据本公开的第一实施例的二次电池的电极接线片的透视图。
参考图2,根据本公开的一些实施例的电极接线片10可以电连接到电极组件120的正电极板122。在一个实施例中,电极接线片10可以是正电极接线片。正电极接线片可以由条形金属板形成,并通过包括具有优异导电性的金属材料来制造,诸如铝(Al)板。因此,包含第一金属的第一部分11和包含第二金属的第二部分12可以是板状的。但是本公开不限于这种配置。
在一个实施例中,电极接线片10可以包括第一部分11和围绕第一部分11的至少一部分的第二部分12。例如,如图2中所例示的,第一部分11的长度D1可以等于或小于第二部分12的长度D2。这里,电极接线片10的长度是指在如图2中所示的Z轴方向上延伸的长度,Z轴方向对应于电极接线片10的纵向方向。即,Z轴方向可以是电极接线片10延伸的方向。
在一实施例中,第一部分11可以位于电极接线片10的中心,第一部分11的所有侧面(表面)都被第二部分12围绕。在本实施例中,第一部分11的长度D1可以小于第二部分12的长度D2。此外,第一部分11的宽度和厚度可以小于第二部分12的宽度和厚度。
在一实施例中,第二金属的熔点可以高于第一金属的熔点。例如,在第二金属为铝的情况下,第二金属的熔点可以是660℃,并且第一金属的熔点可在50℃~280℃的范围内。在一实施例中,第一金属可以是包括砷(As)、铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)和铟(In)中的至少两种的合金。并且第二金属可以是包括铝(Al)的金属。因此,随着二次电池的温度升高,第一部分11可能会在第二部分12之前熔化,并且由于其中电流路径变窄的第二部分12中高电阻的发生,可能会局部地产生高热量。高热量可能导致电极接线片10中的短路。因此,在相邻的二次电池单体被损坏之前,二次电池单体可以达到绝缘状态。
图3例示根据本公开的一些实施例的用于制造二次电池的电极接线片的方法的示例。
参考图3的部分(a),由第一金属制成的板状金属可以位于各自由第二金属制成的两个板状金属之间。这里,电极接线片10可以通过使用辊压装置30执行辊压工艺来形成。辊压工艺是指其中将金属材料送入两个旋转辊之间以加工金属的工艺。在本公开中,以辊压工艺为例进行描述,但用于制造电极接线片10的方法不限于辊压工艺。
参考图3的部分(b),可以控制辊压工艺,使得位于第一部分11的上表面上的第二部分12的厚度L2和位于第一部分11的下表面上的第二部分12的厚L2相同。这里,如图3的部分(b)中所描绘的,第一部分11的厚度L1和第二部分12的厚度L2可以是在电极接线片10的x-y截面上在y轴方向上延伸的长度。结果,第一部分11可以被第二部分12围绕并且位于电极接线片10的中心。
在一实施例中,第一部分11的厚度L1可以是电极接线片10的总厚度的30%以下。在一实施例中,第一部分11的厚度L1和位于第一部分11的上表面或下表面上的第二部分12的厚度L2可以是3:4的比率。在另一实施例中,第一部分11的厚度L1和位于第一部分11的上表面或下表面上的第二部分12的厚度L2可以是2:5的比率。第一部分11可以被制成以具有厚度L1,该厚度L1在第一部分11由于二次电池的劣化而熔化时足以在电极接线片10中引起短路。
在一实施例中,相对于电极接线片10的中心C,第一部分11的宽度W1可以是电极接线片10的宽度W2的至少75%。这里,如图3的部分(b)中所描绘的,第一部分11宽度W1和电极接线片10的宽度W2可以是在电极接线片10的x-y截面上在x轴方向上延伸的长度。第一部分11可以被制成以具有宽度W1,该宽度W1在第一部分11由于二次电池的劣化而熔化时足以在电极接线片10中引起短路。
图4例示根据本公开的实施例的二次电池中的电极接线片的短路过程。
参考图4的部分(a)、(b),当电极接线片10的温度升高到高于第一金属的熔点的温度时,第一部分11熔化。例如,在其中在二次电池单体中发生诸如外部短路的事件的情况下,二次电池单体中可能会局部地产生高电阻和高热量。
参考图4的部分(c),具有比第二部分12低的熔点的第一部分11在第二部分12之前熔化。此后,随着第一部分11熔化,第二部分12可能短路。因此,电极接线片10可能短路。这里,熔化的第一部分11可以被排放到电极接线片10的外部。通过这种方式,可以将二次电池单体置于绝缘状态,从而最小化对相邻二次电池单体的损坏。
如以上所描述的,根据本公开的实施例,二次电池可以包括能够短路的电极接线片10。因此,在二次电池单元经历内部劣化之前和在内部压力升高之前,能够最小化对电池组的损坏。
图5和图6各自例示根据本公开的第二实施例的二次电池的电极接线片。在下文中,为了方便起见,以下描述将集中于与图2中描述的实施例的不同之处。
在一实施例中,第一部分11的至少一个表面可以暴露到电极接线片10的外部。参考图5,第一部分11的左侧表面可以在电极接线片10的侧表面处暴露到电极接线片10的外部。通过在电极接线片10的左侧表面处暴露第一部分11的左侧表面,在第一部分11熔化时,第二部分12可以容易地短路。
参考图6,第一部分11的右侧表面可以在电极接线片10的侧表面处暴露到电极接线片10的外部。通过在电极接线片10的右侧表面处暴露第一部分11的右侧表面,在第一部分11熔化时,第二部分12可以容易地短路。
在一实施例中,第一部分11的宽度W1可以是电极接线片10的总宽度W2的至少75%。因此,第一部分11可以被制成以具有宽度W1,该宽度W1在第一部分11由于二次电池的劣化而熔化时足以在电极接线片10中引起短路。
如图5和图6中所例示的,当第一部分11的至少一个表面暴露到电极接线片10的外部时,熔化的第一部分11可以有效地排放到电极接线片10的外部。
图7例示根据本公开第三实施例的二次电池的电极接线片。在下文中,为了方便起见,以下描述将集中于与图2中描述的实施例的不同之处。
参考图7,电极接线片10的至少一部分可以包括第一板状部分、第二板状部分和第三板状部分。第一板状部分11可由第一金属制成,并且第二板状部分12可由第二金属制成并设置在第一板状部分11的表面上。此外,第三板状部分12可以由第二金属制成并设置在第一板状部分11的与第一表面相反的第二表面上。这里,第一板状部分11的侧表面暴露到电极接线片10的外部。
在一实施例中,第一部分11的厚度L1可以是电极接线片10的总厚度的30%以下。在一实施例中,第一部分11的厚度L1和设置在第一部分11的上表面或下表面上的第二部分12的厚度L2可以是3:4的比率。在另一实施例中,第一部分11的厚度L1和设置在第一部分11的上表面或下表面上的第二部分12的厚度L2可以是2:5的比率。第一部分11可以被制成以具有厚度L1,该厚度L1在第一部分11由于二次电池的劣化而熔化时足以在电极接线片10中引起短路。
图8例示根据本公开的实施例的袋型二次电池。在下文中,为了方便起见,以下描述将集中于与图1中描述的实施例的不同之处。
参考图8,袋型二次电池800包括电极组件810和容纳电极组件810的袋830。
电极组件810包括作为第一电极板的负电极板812、作为第二电极板的正电极板814和介于其间的隔膜816。进一步,电极组件810可以包括正电极接线片10和负电极接线片811。负电极板812可以包括电连接到负电极未涂覆部分的负电极接线片811,并且正电极板814可以包括电连接到正电极未涂覆部分的正电极接线片10。负电极接线片811和正电极接线片10分别焊接到外部端子的负电极引线822和正电极引线824以电连接到外部。用于与袋830绝缘的接线片膜826附接到负电极引线822和正电极引线824。
隔膜816由多孔材料制成,并且可以由诸如聚乙烯或聚丙烯等的聚烯烃制成。
在电极组件810容纳在袋830中的状态下,袋830的边缘的密封部832彼此接触(例如,在袋830的底部分的周围的密封部分832与袋830的顶部分(例如,盖)的相应外围区域接触)以进行密封。该密封在接线片膜826设置在密封部832之间的状态下执行。如图8中所示,接线片膜826附接到负电极引线822和正电极引线824的每一个的形式被定义为“可分离的接线片膜”(例如,这种密封结构被称为可分离的密封结构)。
根据本公开的一些实施例的电极接线片10可以电连接到电极组件810的正电极板814。即,电极接线片10可以是正电极接线片。
在一实施例中,电极接线片10可以凸出到袋830的外部。由条形金属板形成的正电极接线片可以通过包括具有优异导电性的金属材料来制造,诸如铝(Al)板。因此,第一部分和第二部分可以是板状的。但是本公开不限于这样的实施例。
在本公开的一些实施例中,提供电极接线片10以在二次电池单体的温度达到高温之前防止损坏相邻的二次电池。如以上在实施例中所描述的,电极接线片10可以包括具有低熔点的合金层,这可以在电流中断装置起作用之前引起电极接线片10的绝缘状态。因此,在二次电池单体升高到高温之前,可以确保电池组的稳定性。
电极接线片10不仅可以用于图1的圆柱形二次电池100和图8的袋型二次电池,还可以用于棱柱形二次电池和硬币型二次电池。例如,根据本公开的实施例的电极接线片10可用于棱柱形二次电池的正极接线片和硬币型二次电池的正电极接线片。
图9是根据本公开的实施例的制造二次电池的方法的流程图,该方法可以是制造图1中所示的二次电池100的方法。
参考图9,方法S900可以从在壳体内设置包括正电极板、隔膜和负电极板的电极组件开始(步骤S910)。
电极组件和盖组件可以使用电极接线片电连接(步骤S920)。这里,电极接线片可以连接到电极组件的正电极板。也就是说,电极接线片可以是正电极接线片。由条形金属板形成的正电极接线片可以通过包括具有优异导电性的金属材料来制造,诸如铝(Al)板。如以上所描述的,电极接线片可以包括包含第一金属的第一部分和围绕第一部分的至少一部分的包含第二金属的第二部分。
盖组件可以联接到壳体的一端(步骤S930)。
在一实施例中,第二金属的熔点可以高于第一金属的熔点。例如,在第二金属为铝的情况下,第二金属的熔点可以是660℃,并且第一金属的熔点可以在50℃~280℃的范围内。例如,第一金属可以是包括砷(As)、铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)和铟(In)中的至少两种的合金。第二金属可以是包括铝(Al)的金属。因此,随着二次电池的温度升高,第一金属在第二金属之前熔化,这可能会在电极接线片中导致短路。因此,在相邻的二次电池单体被损坏之前,二次电池单体可以达到绝缘状态。
如图2中所例示的,在一实施例中,第一部分的长度可以等于或小于电极接线片的长度。这里,电极接线片的长度可以指在Z轴方向上延伸的长度。
在一实施例中,第一部分可以位于电极接线片的中心,第一部分的所有表面都被第二部分围绕。在另一示例中,第一部分的一些表面可以暴露到电极接线片的外部。
在一实施例中,第一部分的厚度可以是电极接线片总厚度的30%以下。在一实施例中,第一部分的厚度和位于第一部分的上表面或下表面上的第二部分的厚度可以是3:4的比率。在另一实施例中,第一部分的厚度和位于第一部分的上表面或下表面上的第二部分的厚度可以是2:5的比率。第一部分可以被制成以具有厚度,该厚度在第一部分由于二次电池的劣化而熔化时足以在电极接线片中引起短路。
在一实施例中,相对于电极接线片的中心C,第一部分的宽度可以是电极接线片的宽度的至少75%。这里,第一部分的宽度和第二部分的宽度可以是在电极接线片的x-y截面上在x轴方向上延伸的长度。第一部分可以被制成以具有宽度,该宽度在第一部分由于二次电池的劣化而熔化时足以在电极接线片中引起短路。
在一个实施例中,当电极接线片的温度升高到高于第一金属的熔点的温度时,第一部分可能会熔化。例如,当在二次电池单体中发生诸如外部短路的事件时,二次电池单体中可能会局部地产生高电阻和高热量。
由于第一金属具有比第二金属低的熔点,因此第一部分可能会在第二部分之前熔化。此后,随着第一部分熔化,第二部分可能短路。也就是说,电极接线片可能短路。熔化的第一部分可以被排放到电极接线片的外部。通过这种方式,可以将二次电池单元引导到绝缘状态,从而最小化对相邻二次电池单体的损坏。
如以上所描述的,根据本公开的一些实施例,二次电池可以包括能够短路的电极接线片,从而在二次电池单体经历内部劣化和内部压力升高之前能够最小化对电池组的损坏。
图10是根据本公开的一些实施例的制造电极接线片的方法的流程图。
参考图10,方法S1000可以从制备由第一金属制成的第一板状部分开始(步骤S1010)。同时,可以制备两个第二板状部分,两个第二板状部分中的每一个由第二金属制成(步骤S1020)。
随后,可将第一板状部分定位在两个第二板状部分之间(步骤S1030)。
此后,可以对第一板状部分和两个第二板状部分执行辊压工艺(步骤S1040)。在辊压工艺期间,位于第一部分的上表面上的第二部分的厚度和位于第一部分的下表面上的第二部分的厚度可以是相同的。
尽管以上相对于本公开的实施例对本公开进行描述,但本公开不限于此。在本公开的精神内,本领域技术人员可对其进行各种修改和变化。

Claims (20)

1.一种电极组件,包括:
正电极板;
负电极板;
位于所述正电极板和所述负电极板之间的隔膜;以及
电极接线片,电连接到所述正电极板,
其中,所述电极接线片包括包含第一金属的第一部分和至少部分地围绕所述第一部分的包含第二金属的第二部分。
2.根据权利要求1所述的电极组件,其中,所述第二金属的熔点高于所述第一金属的熔点。
3.根据权利要求2所述的电极组件,其中,所述第一金属的所述熔点在50℃~280℃的范围内。
4.根据权利要求2所述的电极组件,其中所述第一金属是包括砷、铅、锡、镉和铟中的至少两种的合金,并且所述第二金属是包括铝的金属。
5.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一部分位于所述电极接线片的中心,所述第一部分的所有表面被所述第二部分围绕。
6.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一部分的至少一个表面暴露到所述电极接线片的外部。
7.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述电极接线片包括:
第一板状部分,由所述第一金属制成;
第二板状部分,由所述第二金属制成并设置在所述第一板状部分的第一表面上;以及
第三板状部分,由所述第二金属制成并设置在所述第一板状部分的与所述第一表面相反的第二表面上,并且
其中,所述第一板状部分的一对侧表面暴露到所述电极接线片的外部。
8.根据权利要求1所述的电极组件,其中,所述第一部分的厚度是所述电极接线片的厚度的30%以下。
9.根据权利要求1所述的电极组件,其中,所述第一部分的宽度是所述电极接线片的宽度的至少75%。
10.根据权利要求1所述的电极组件,其中,所述电极接线片被配置为使得当所述电极接线片的温度升高到高于所述第一金属的熔点的温度时,所述第一部分熔化,然后所述第二部分短路。
11.根据权利要求10所述的电极组件,其中,所述电极接线片被配置为使得熔化的所述第一部分被排放到所述电极接线片的外部。
12.一种制造根据权利要求1所述的电极组件的方法,其中,所述电极接线片是通过将由所述第一金属制成的第一板状部分定位在两个第二板状部分之间并对所述第一板状部分和所述两个第二板状部分执行辊压工艺而形成的,所述两个第二板状部分中的每一个由所述第二金属制成。
13.根据权利要求12所述的制造所述电极组件的方法,其中,在所述辊压工艺中,位于所述第一部分的上表面上的所述第二部分的厚度和位于所述第一部分的下表面上的所述第二部分的厚度是相同的。
14.一种制造二次电池的方法,所述方法包括:
将电极组件设置在壳体内;
连接所述电极组件的电极接线片和盖组件;以及
将所述盖组件联接到所述壳体的一端,
其中,所述电极接线片包括包含第一金属的第一部分和至少部分地围绕所述第一部分的包含第二金属的第二部分。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述电极接线片是通过以下步骤制成的:
制备由所述第一金属制成的第一板状部分;
制备两个第二板状部分,所述两个第二板状部分中的每一个由所述第二金属制成;
将所述第一板状部分定位在所述两个第二板状部分之间;以及
对所述第一板状部分和所述两个第二板状部分执行辊压工艺。
16.根据权利要求14所述的方法,其中所述第二金属的熔点高于所述第一金属的熔点。
17.根据权利要求14所述的方法,其中所述第一金属是包括砷、铅、锡、镉和铟中的至少两种的合金,并且所述第二金属是包括铝的金属。
18.根据权利要求14所述的方法,其中所述第一部分位于所述电极接线片的中心,所述第一部分的所有表面被所述第二部分围绕。
19.根据权利要求14所述的方法,其中所述第一部分的至少一个表面暴露到所述电极接线片的外部。
20.根据权利要求15所述的方法,其中,所述执行所述辊压工艺包括:
将位于所述第一部分的上表面上的所述第二部分的厚度和位于所述第一部分的下表面上的所述第二部分的厚度控制为是相同的。
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