CN208298925U - 电池单元 - Google Patents

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Abstract

根据本实用新型的一个实施方式的电池单元包括：电极组件；一对电极引线，其电连接到电极组件；电池壳体，其用于将所述一对电极引线的一部分暴露于外并容纳电极组件；电解液入口，其形成在电池壳体中并且可连接到用于在真空状态下注入电解液的电解液注入装置，使得电解液可被注入到电池壳体中；以及入口帽，其覆盖电解液入口并且被安装在电解液入口上以可根据用户的操作从电解液入口拆卸。

Description

电池单元
技术领域
本公开涉及电池单元。
本申请要求2016年1月29日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2016-0011418 的优先权，其公开通过引用并入本文。
背景技术
高度适用于各种产品并表现出诸如高能量密度等的优异电性质的二次电池不仅常用在便携式装置中，而且还用在由电源驱动的电动车辆(EV)或混合动力车辆 (HEV)中。二次电池作为增强能源效率和环境友好性的新能源正在受到关注，因为化石燃料的使用会大大减少并且在能源消耗期间不产生副产物。
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。单位二次电池单元(即，单位电池单元)的操作电压为约2.5V至4.2V。因此，如果需要更高的输出电压，则可将多个电池单元串联连接以配置电池组。另外，根据电池组所需的充电/放电容量，多个电池单元可并联连接以配置电池组。因此，包括在电池组中的电池单元的数量可根据所需的输出电压或所需的充电/放电容量而不同地设定。
此外，当多个电池单元串联或并联连接以配置电池组时，通常首先配置由至少一个电池单元组成的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其它部件来配置电池组。
当制造电池单元时，将电解液注入到容纳电极组件的电池壳体中。为了注入电解液，在传统电池单元制造工艺中，在将电池单元设置在真空状态的真空室中之后，将电解液注入到真空室中，然后如果电解液被完全注入，则在真空室中密封电池壳体。
然而，对于传统电池单元，应该提供用于将电解液注入到真空室中并密封电池壳体的设施，因此由于复杂的设施而难以实现。这是增加电池单元的制造成本并降低生产率的主要因素。
另外，对于传统电池单元，电池壳体应该被切割，然后在真空状态下再次密封以便移除气态产物。
此外，在传统电池单元制造完成之后，不可能将附加电解液注入到电池壳体中或者从电池壳体移除气体。
因此，需要寻找一种可允许电解液容易地注入到其电池壳体中并且还确保将来易于管理的电池单元。
实用新型内容
技术问题
因此，本公开涉及提供一种允许电解液容易地注入到其电池壳体中并且还确保将来易于管理的电池单元。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池单元，该电池单元包括：电极组件；一对电极引线，其电连接到电极组件；电池壳体，其被配置为容纳电极组件并将所述一对电极引线的一部分暴露于外；电解液注入孔，其形成在电池壳体中并且可连接到在真空状态下注入电解液的电解液注入装置以使得电解液被注入到电池壳体中；以及注入孔帽，其被配置为覆盖电解液注入孔并且被安装到电解液注入孔以可通过用户操纵从电解液注入孔拆卸。
注入孔帽可通过螺纹连接到电解液注入孔。
电解液注入孔可具有用于将电解液注入到电池壳体中的内部空腔并且突出到电池壳体之外。
当在真空状态下注入电解液时，电解液注入装置可被插入到电解液注入孔的外周中。
电解液注入孔的外周和注入孔帽的内周可分别具有用于螺纹连接的螺纹。
电解液注入孔可具有用于将电解液注入到电池壳体中的内部空腔并且突出到电池壳体的内部。
当在真空状态下注入电解液时，电解液注入装置可被插入到电解液注入孔的内周中。
电解液注入孔的内周和注入孔帽的外周可分别具有用于螺纹连接的螺纹。
在注入孔帽的外周可形成用于防止在用户操纵期间打滑的至少一个防滑槽。
电解液注入装置可包括：注入圆筒，其连接到电解液注入孔；真空单元，其设置在注入圆筒处以将电池壳体的内部减压至真空状态；以及电解液单元，其设置在注入圆筒处以向电池壳体中提供电解液。
有益效果
根据如上的各种实施方式，可提供一种允许电解液容易地注入到其电池壳体中并且还确保将来易于管理的电池单元。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式并且与上述公开一起用于提供本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的实施方式的电池单元的图。
图2是示出图1的电池单元的部分A的横截面图。
图3至图6是示出电解液被注入到图1的电池单元中的图。
图7至图9是示出根据本公开的另一实施方式的电池单元的图。
图10是示出根据本公开的另一实施方式的电池单元的图。
图11是示出根据本公开的另一实施方式的电池单元的图。
图12是示出根据本公开的实施方式的制造电池单元的方法的流程图。
具体实施方式
通过参照附图详细描述本公开的实施方式，本公开将变得更显而易见。应该理解，本文所公开的实施方式仅仅是为了更好地理解本公开的例示，本公开可按照各种方式来修改。另外，为了易于理解本公开，附图未按实际比例绘制，而是一些部件的尺寸可能被夸大。
图1是示出根据本公开的实施方式的电池单元的图，图2是示出图1的电池单元的部分A的横截面图。
参照图1和图2，电池单元10可以是袋型二次电池。可使用电解液注入装置50 (稍后说明)利用电解液e(参见图6)来填充电池单元10。
电解液注入装置50可包括注入圆筒51、真空单元56和电解液单元58。
注入圆筒51可被安装以连接到电池单元10的内部并且其中具有预定流动路径。详细地，注入圆筒51可连接到电解液注入孔500(稍后说明)，并且电池单元10内部的电解液e和空气可通过注入圆筒51的流动路径流动。
真空单元56连接到注入圆筒51并且可将电池单元10的内部减压至真空状态。真空单元56可抽吸电池单元10内部的空气以使得电池单元10进入真空状态。
电解液单元58连接到注入圆筒51并且可将电解液e注入到电池单元10中。电解液单元58可在电池单元10通过真空单元56而进入真空状态之后向电池单元10 供应电解液e。
再看电池单元10，电池单元10可包括电极组件100、电池壳体200、电极引线 300、绝缘带400、电解液注入孔500和注入孔帽600。
电极组件100可包括正极板、负极板和分隔物。电极组件100是本领域熟知的，因此这里将不再详细地描述。
电池壳体200可由包括树脂层和金属层的层压片制成并且容纳电极组件100。可使用电解液注入装置50利用电解液e来填充电池壳体200。
电池壳体200的边缘将电极引线300(稍后说明)的一部分暴露于外，并且可被密封以保持电极组件100和电解液e在其中气密。可在使用电解液注入装置50注入电解液e之前或之后执行密封工艺。
电极引线300成对提供，并且一对电极引线300可包括正极引线和负极引线。一对电极引线300连接到电极组件100并且可突出到电池壳体200之外。
绝缘带400可按照与电极引线300的数量对应的数量提供。换言之，绝缘带400 可成对提供。一对绝缘带400可防止电池壳体200与电极引线300之间的短路并且改进电池边缘200的密封。
一对绝缘带400可由具有绝缘和热融合的膜制成。例如，一对绝缘带400可由选自聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的任一种材料层(单层或多层)制成。
电解液注入孔500形成在电池壳体200的一侧，并且可连接到电解液注入装置 50以将电解液e注入到电池壳体200中。如上所述，在连接到电池壳体200之后，电解液注入装置50可将电池壳体200减压至真空状态，然后将电解液e注入到电池壳体200中。
电解液注入孔500具有用于注入电解液e的内部空腔503并且可突出到电池壳体200之外。另外，可在电解液注入孔500的外周506形成用于与注入孔帽600(稍后说明)螺纹连接的螺纹。
当安装电解液注入装置50时可将注入圆筒51插入到电解液注入孔500的外周 506中。因此，电解液注入装置50可更稳定地安装到电解液注入孔500。
注入孔帽600覆盖电解液注入孔500并且可被安装到电解液注入孔500以根据用户操纵可从电解液注入孔500拆卸。
因此，注入孔帽600在从电解液注入孔500拆卸时可打开电池壳体200的内部，并且在被安装到电解液注入孔500时可密封电池壳体200的内部。
注入孔帽600可通过螺纹连接到电解液注入孔500以易于根据用户操纵来移除和安装。为此，可在注入孔帽600的内周602形成与电解液注入孔500的螺纹对应的螺纹。
可在注入孔帽600的外周606形成防滑槽608。防滑槽608用于防止在用户操纵期间打滑，并且可形成为沿着与根据用户操纵的旋转方向垂直的注入孔帽600的长度方向(Y轴方向)具有预定长度。另外，防滑槽608可按照多个提供并且彼此间隔开预定距离。
以下，将更详细地描述电池单元10的电解液注入工艺。
图3至图6是示出电解液被注入到图1的电池单元中的图。
参照图3，当电解液e(参见图6)被注入到电池单元10中以便制成电池单元10 时，制造商等可根据用户操纵将注入孔帽600与电解液注入孔500分离以打开电池壳体200。这里，用户操纵可通过简单地转动注入孔帽600以解除螺纹连接来执行。
如果注入孔帽600被分离，则电解液注入孔500将电池壳体200的内部暴露于外。如果电池壳体200填充有气体等，则也可通过分离注入孔帽600容易地从电池壳体 200移除气体等。
因此，在此实施方式中，由于可仅通过分离注入孔帽600来移除电池壳体200 中的气体等，制造电池单元10所需的气袋切割工艺以及在气袋切割工艺之后再次需要的密封工艺可被省略。
参照图4，此后，制造商等可将电解液注入装置50连接到打开的电解液注入孔500。此时，电解液注入装置50围绕电解液注入孔500的外周506被插入，因此可被稳定地安装到电解液注入孔500。
此后，制造商等可使用电解液注入装置50的真空单元56将电池壳体200内部的空气通过电解液注入孔500和注入圆筒51注入到真空单元56中，以使得电池壳体 200的内部被减压至真空状态。
在这种情况下，在真空状态下容易地将电解液e注入到电极组件100中。另外，当电解液e被注入到电池壳体200中时，防止空气中的水分或异物进入电池壳体200。
参照图5，如果电池壳体200的内部进入真空状态，则制造商等可使用电解液注入装置50的电解液单元58通过电解液圆筒51和电解液注入孔500将电解液e(参见图6)注入到电池壳体200中。
参照图6，如果电解液e被完全注入，则制造商等可将电解液注入装置50与电解液注入孔500分离。此后，制造商等可根据用户操纵再次将注入孔帽600安装到电解液注入孔500以密封电池壳体200的内部。这里，用户操纵可通过简单地转动注入孔帽600以螺纹连接来执行。
如上所述，在此实施方式的电池单元10中，当使用可根据用户操纵方便地拆卸的注入孔帽600以及连接到电解液注入装置50的电解液注入孔500来制造电池单元 10时，可更容易地将电解液e注入到电池壳体200中或者容易地将电池壳体200内部的气体移除到外部。
另外，在此实施方式的电池单元10中，不仅在制造电池单元10时，而且在制造电池单元10之后的任何时间，借助于可拆卸的注入孔帽600，可更容易地将电解液e 注入到电池壳体200中或者容易地将电池壳体200内部的气体移除到外部。
此外，在此实施方式的电池单元10中，可在注入电解液e之前或之后的任何时间独立地执行用于密封电池壳体200的密封工艺。
此外，如上所述，在此实施方式的电池单元10中，当制造电池单元10时，用于电池单元10的气袋切割工艺以及在气袋切割工艺之后执行的密封工艺可被省略。
因此，可降低此实施方式的电池单元10的制造成本并且显著增加电池单元10 的生产率。
另外，在使用此实施方式的电池单元10时，容易注入电解液e并移除气体，从而促使易于管理电池单元10。
图7至图9是示出根据本公开的另一实施方式的电池单元的图。
此实施方式的电池单元20基本上与前一实施方式中的电池单元10(参见图1) 相同或相似，因此不再详细描述相同或相似的部件，将仅详细描述不同的特征。
参照图7至图9，电池单元20可包括电极组件150、电池壳体250、电解液注入孔550和注入孔帽620。另外，尽管图中未示出，此实施方式的电池单元20还可包括前一实施方式的电极引线300(参见图1)和绝缘带400(参见图1)。
电极组件150和电池壳体250与前一实施方式的电极组件100(参见图1)和电池壳体200(参见图1)相似，因此这里不再详细描述。
电解液注入孔550具有内部空腔以用于将电解液e(参见图6)注入到电池壳体 250中，并且可形成为突出到电池壳体250中。
电解液注入装置50可被插入到电解液注入孔550的内周552中。因此，电解液注入装置50可被稳定地安装到电解液注入孔550，此后，可使用真空单元56将电池壳体250的内部减压至真空状态，并且电解液e(参见图6)可被注入到电池壳体250中。
此外，电解液注入装置50还可包括如图9所示的安装圆筒59。安装圆筒59被安装到注入圆筒51的下侧并且可在安装注入圆筒51的电解液注入孔550时支撑注入圆筒51。
当安装电解液注入装置50时，安装圆筒59可紧密地附着到电池壳体250的表面。安装圆筒59可防止注入圆筒51扭曲或翘曲，并且防止异物渗入到注入圆筒51中。
此外，注入圆筒51可被设置为能够在安装圆筒59的垂直方向上滑动。因此，在注入圆筒51完全接触电池壳体250的表面之后，注入圆筒51可在向下滑动的同时被安装到电解液注入孔550。在这种情况下，注入圆筒51可更紧密和稳定地安装到电解液注入孔550。
另外，电解液注入孔550的内周552可具有用于与注入孔帽620(稍后说明)的帽体640螺纹连接以及用于解除螺纹连接的螺纹。
注入孔帽620可包括帽头630和帽体640。
当安装注入孔帽620时，帽头630可覆盖电解液注入孔550。帽头630被形成为具有比电解液注入孔550的直径更大的直径，并且当安装注入孔帽620时，帽头630 在电解液注入孔550的上侧(+Y轴方向)与电池壳体250接触。
因此，当安装注入孔帽620时，帽头630可更可靠地密封电解液注入孔550，从而更有把握地防止异物等渗入到电解液注入孔550中。
帽体640从帽头630向下(-Y轴方向)延伸并且当安装注入孔帽620时可通过螺纹连接到电解液注入孔550的内周552。为此，可在帽体640的外周646形成与电解液注入孔550的螺纹对应的螺纹。
图10是示出根据本公开的另一实施方式的电池单元的图。
此实施方式的电池单元30基本上与前一实施方式中的电池单元10(参见图1) 相同或相似，因此不再详细描述相同或相似的部件，将仅详细描述不同的特征。
参照图10，电池单元30可包括电极组件170、电池壳体270、电解液注入孔570 和注入孔帽650。此外，尽管图中未示出，此实施方式的电池单元30还可包括前一实施方式的电极引线300(参见图1)和绝缘带400(参见图1)。
电极组件170和电池壳体270与前一实施方式的电极组件100(参见图1)和电池壳体200(参见图1)相似，因此这里不再详细描述。
电解液注入孔570可形成在电池壳体270的一侧以具有厚度与电池壳体270相同的内部空腔。可在电解液注入孔570的内周572形成用于与注入孔帽650(稍后说明) 螺纹连接的螺纹。
注入孔帽650可包括帽头660和帽体670。
帽头660覆盖电解液注入孔570并且形成为具有比电解液注入孔570的内部空腔更大的直径以在安装注入孔帽650时与电池壳体270的一侧接触。
帽体670从帽头660向下(-Y轴方向)延伸并且可在安装注入孔帽650时通过螺纹连接到电解液注入孔570的内周572。为此，可在帽体670的外周676形成与电解液注入孔570的螺纹对应的螺纹。
帽体670也可例如通过装配而非通过螺纹连接来可拆卸地安装到电解液注入孔570。在这种情况下，在帽体670和电解液注入孔570处形成螺纹的工艺可被省略。
图11是示出根据本公开的另一实施方式的电池单元的图。
此实施方式的电池单元40基本上与前一实施方式中的电池单元10(参见图1) 相同或相似，因此不再详细描述相同或相似的部件，将仅详细描述不同的特征。
参照图11，电池单元40的注入孔帽690可被设置在电池壳体200的两侧(X轴方向)中的一侧(+X轴方向)。换言之，注入孔帽690可形成在电池壳体200的未设置电极引线300的一侧(+X轴方向)。另外，注入孔帽690可被设置在两侧(X轴方向)，而非仅设置在一侧(+X轴方向或-X轴方向)。此外，图中未描绘的电解液注入孔可形成在电池壳体200的与注入孔帽690的位置对应的部分处。
图12是示出根据本公开的实施方式的制造电池单元的方法的流程图。
参照图12，在将电解液注入到电池单元中以制造电池单元时，制造商等可根据用户操纵将覆盖设置在电池单元的电池壳体处的电解液注入孔的注入孔帽分离 (S10)。当注入孔帽被分离时，电池壳体的内部可暴露于外。
此后，制造商等可连接电解液注入装置以用于将电解液注入到电解液注入孔中(S20)。此时，电解液注入装置可在被插入到电解液注入孔中时被稳定地固定。
如果电解液注入装置被完全安装，则制造商等可使用电解液注入装置将电池壳体的内部减压至真空状态(S30)，然后，可使用电解液注入装置将电解液注入到电池壳体中(S40)。
如果电解液被完全注入到电池壳体中，则制造商等可将电解液注入装置与电解液注入孔分离(S50)并且可根据用户操纵再次将注入孔帽安装到电解液注入孔以覆盖电解液注入孔(S60)。
如上所述，如果使用根据此实施方式的制造电池单元的方法，则当制造电池单元时，可根据简单的用户操纵将电解液更容易地注入到电池单元的电池壳体中。
尽管已示出和描述了本公开的实施方式，但是应该理解，本公开不限于所描述的特定实施方式，本领域技术人员可在本公开的范围内进行各种改变和修改，并且这些修改不应根据本公开的技术构思和观点单独地理解。

Claims (10)

1.一种电池单元，其特征在于，该电池单元包括：
电极组件；
一对电极引线，该一对电极引线电连接到所述电极组件；
电池壳体，该电池壳体被配置为容纳所述电极组件并将所述一对电极引线的一部分暴露于外；
电解液注入孔，该电解液注入孔形成在所述电池壳体中并且能够连接到在真空状态下注入电解液的电解液注入装置以使得所述电解液被注入到所述电池壳体中；以及
注入孔帽，该注入孔帽被配置为覆盖所述电解液注入孔并且被安装到所述电解液注入孔以能够通过用户操纵从所述电解液注入孔拆卸。
2.根据权利要求1所述的电池单元，
其特征在于，所述注入孔帽通过螺纹连接到所述电解液注入孔。
3.根据权利要求2所述的电池单元，
其特征在于，所述电解液注入孔具有用于将所述电解液注入到所述电池壳体中的内部空腔，并且所述电解液注入孔突出到所述电池壳体之外。
4.根据权利要求3所述的电池单元，
其特征在于，当在所述真空状态下注入所述电解液时，所述电解液注入装置被插入到所述电解液注入孔的外周中。
5.根据权利要求3所述的电池单元，
其特征在于，所述电解液注入孔的外周和所述注入孔帽的内周分别具有用于螺纹连接的螺纹。
6.根据权利要求2所述的电池单元，
其特征在于，所述电解液注入孔具有用于将所述电解液注入到所述电池壳体中的内部空腔，并且所述电解液注入孔突出到所述电池壳体的内部。
7.根据权利要求6所述的电池单元，
其特征在于，当在所述真空状态下注入所述电解液时，所述电解液注入装置被插入到所述电解液注入孔的内周中。
8.根据权利要求6所述的电池单元，
其特征在于，所述电解液注入孔的内周和所述注入孔帽的外周分别具有用于螺纹连接的螺纹。
9.根据权利要求2所述的电池单元，
其特征在于，在所述注入孔帽的外周形成用于防止在用户操纵期间打滑的至少一个防滑槽。
10.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述电解液注入装置包括：
注入圆筒，该注入圆筒连接到所述电解液注入孔；
真空单元，该真空单元被设置在所述注入圆筒处以将所述电池壳体的内部减压至真空状态；以及
电解液单元，该电解液单元被设置在所述注入圆筒处以向所述电池壳体中提供电解液。
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