CN215896634U - 二次电池以及包括二次电池的电池模块 - Google Patents

二次电池以及包括二次电池的电池模块 Download PDF

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Abstract

提供了一种二次电池以及包括二次电池的电池模块。根据本实用新型的一个方面，提供了一种二次电池，包括：设置在外壳的一个表面上并且具有导电性的电路单元，其中构成电路单元的第一部分和第二部分向外壳的一侧突出。根据本实用新型，可检测二次电池内的压力异常增大的状态，以中断二次电池的操作，从而提高安全性。

Description

二次电池以及包括二次电池的电池模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月4日提交的韩国专利申请第10-2019-0066142 号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
技术领域
本实用新型涉及一种二次电池以及包括二次电池的电池模块，更具体地，涉及一种与根据相关技术的二次电池相比具有提高的稳定性的二次电池以及包括二次电池的电池模块。
背景技术
能够重复充电和放电的二次电池需要确保在发生异常操作时不会发生起火或爆炸。例如，当二次电池内的压力因二次电池的短路等而超过预定值时，需要中断电流流过二次电池。
二次电池根据其结构或制造方法可分为圆柱型二次电池、棱柱型二次电池、袋型二次电池等。在这些二次电池之中，袋型二次电池具有其中电极组件容纳在片形袋外壳中的结构，电极组件具有电极和隔膜交替设置的结构。特别是，袋型二次电池因其相对简单的工序和较低的制造成本而被广泛使用。
然而，根据相关技术，因为袋型二次电池未设置当二次电池内的压力异常增大时所需的安全装置，所以在确保安全性方面存在问题。
实用新型内容
技术问题
因此，本实用新型要解决的问题是提供一种袋型二次电池，该袋型二次电池检测二次电池内的压力异常增大的状态，以中断二次电池的操作，从而提高安全性。
技术方案
为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，一种二次电池，所述二次电池包括：电极组件；配置为容纳所述电极组件的片型外壳；和电路单元，所述电路单元设置在所述外壳的一个表面上并且具有导电性，其中所述电路单元包括：向所述外壳的一侧突出的第一部分；第二部分，所述第二部分平行于所述第一部分而与所述第一部分彼此间隔开并且向所述外壳的所述一侧突出；和配置为将所述第一部分连接至所述第二部分的第三部分，其中，当由于所述外壳的变形而导致施加至所述电路单元的力超过预定值时，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分中的至少一个断开，使得流过所述电路单元的电流的大小改变。
所述电路单元可具有U形。
所述第一部分和所述第三部分可彼此垂直相接，并且所述第二部分与所述第三部分可彼此垂直相接。
当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第一部分和所述第二部分可断开。
当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第三部分可断开。
所述第一部分的宽度和所述第二部分的宽度可相同。
所述第三部分可具有比所述第一部分和所述第二部分的每一个的宽度大的宽度。
当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第三部分可沿所述第三部分的宽度方向断开。
当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第三部分可沿所述第三部分的长度方向断开。
所述电路单元可设置在作为所述外壳的主平面(main plane)的顶表面或底表面上。
为了实现上述目的，根据本实用新型的第二方面，一种电池模块，所述电池模块包括：所述二次电池；和控制器，所述控制器连接至所述电路单元，以检测所述电路单元的电流或电阻的变化，从而控制对所述二次电池中流动的电流的中断。
有益效果
根据本实用新型，袋型二次电池可检测二次电池内的压力异常增大的状态，以中断二次电池的操作，从而提高安全性。
附图说明
图1是图解根据本实用新型一实施方式的二次电池的结构的平面图。
图2是图解由于根据本实用新型一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的一示例的平面图。
图3是图解由于根据本实用新型一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的另一示例的平面图。
图4是图解根据本实用新型另一实施方式的二次电池的结构的平面图。
图5是图解由于根据本实用新型另一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的一示例的平面图。
图6是图解由于根据本实用新型另一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的另一示例的平面图。
图7是图解根据本实用新型的电池模块的结构的平面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本实用新型的二次电池、电池模块的结构、以及制造二次电池的方法。
二次电池
图1是图解根据本实用新型一实施方式的二次电池的结构的平面图，图2 是图解由于根据本实用新型一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的一示例的平面图。此外，图3是图解由于根据本实用新型一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的另一示例的平面图。
如图1中所示，根据本实用新型的二次电池10可包括外壳100。外壳100 可以是片型外壳并且可容纳电极组件(未示出)。
如图1中所示，当从上方观察根据本实用新型的二次电池10时，外壳100 可具有大致矩形的形状。在这种情况下，如图1中所示，外壳100可具有在长度L方向上延伸并且还在宽度W方向上延伸的结构。此外，虽然在附图中没有直接示出，但是外壳100还可具有向下延伸至地面，即，在厚度方向上延伸的结构。在此，外壳100的长度方向和宽度方向可以指构成电极组件的电极和隔膜延伸的方向，外壳100的厚度方向可以指构成电极组件的电极和隔膜堆叠的方向。
随后，参照图1，根据本实用新型的二次电池10可包括设置在外壳100 的一个表面上的电路单元200。电路单元200可在具有预定电阻的同时具有导电性。更优选地，电路单元200可附接至外壳100的一个表面。
此外，电流可流过电路单元200。如下面将描述的，流过电路单元200的电流可用于检测根据二次电池10的内部压力增大而引起的体积变化。
电路单元200可设置在作为外壳100的主平面(main plane)的顶表面或底表面上。图1图解了电路单元200设置在外壳100的顶表面上的情况。
如图1中所示，根据本实用新型的二次电池10的电路单元200可包括：向外壳100的一侧突出的第一部分210；和第二部分220，第二部分220平行于第一部分210而与第一部分210间隔开并且向外壳100的所述一侧突出。就是说，根据本实用新型，电路单元200的第一部分210和第二部分220可在相同方向上从外壳100突出。图1图解了第一部分210和第二部分220经由外壳 100的左侧从外壳100突出的情况。
当电路单元200的一端和另一端如本实用新型中那样在相同方向上突出时，可更加简化包括具有电路单元200的多个二次电池10的电池模块的结构。就是说，根据本实用新型，与其中电路单元的一端和另一端在彼此不同的方向上突出的情况相比，电路单元200的突出部分被限制于外壳100的一侧。因此，即使当使用每一个都包括电路单元200的二次电池10制造电池模块时，电路单元200的突出部分也可被限制于电池模块的一侧，从而更加简化电池模块的结构。
此外，电路单元200可进一步包括将第一部分210连接至第二部分220 的第三部分230。就是说，如图1中所示，第三部分230的一端可连接至第一部分210，并且第三部分230的另一端可连接至第二部分220。
根据本实用新型，当二次电池10的内部压力增大，因而二次电池10的外壳100的体积增大时，力施加至设置在外壳100的一个表面上的电路单元200。结果，电路单元200变形。
当施加至电路单元200的力超过预定值时，电路单元200的一部分(即，第一部分、第二部分或第三部分)发生断开。
就是说，根据本实用新型，电路单元200可被制造成使得当施加至电路单元200的力超过预定值时，电路单元200的至少一部分断开。例如，根据本实用新型，当施加至电路单元200的力的大小超过特定值A时，电路单元200 可在其至少一部分中断开。根据本实用新型，电路单元200的断开引起电路单元200的变形。结果，电路单元200的电阻也会改变。
因此，当电路单元200的一部分发生断开时，流过电路单元200的电流的大小也改变。根据本实用新型，可通过检测当电路单元200的一部分由于二次电池10的内部压力增大而断开时所发生的流过电路单元200的电流的变化来确定二次电池10的内部电压是否异常。
如上所述，电路单元200可设置在作为外壳100的主平面的顶表面或底表面上。在这种情况下，也可考虑将电路单元200设置在外壳100的侧表面上。然而，当二次电池10的内部压力增大，因而外壳100的体积增大时，通常是电极组件的体积增大。在这种情况下，电极组件主要在电极组件的厚度方向上膨胀，在电极组件的长度方向或宽度方向上膨胀相对不明显。因此，当将电路单元200设置在外壳100的侧表面上时，不会正确地检测电极组件的膨胀。因而，更优选地，电路单元200可设置在作为外壳100的主平面的顶表面或底表面上。或者，电路单元200可设置在外壳100的顶表面和底表面二者上。
此外，根据本实用新型，如图1中所示，电路单元200可具有U形。当电路单元200具有I形时，即使由于二次电池10的内部压力增大引起外壳100 变形而导致超过预定值的力施加至电路单元200的一部分，电路单元200的该部分也不会发生断开。例如，当由于制造问题而使电路单元200的局部部分的厚度大于其他部分的厚度时，该局部部分的刚性会异常地大，因而电路单元 200不会发生断开。
然而，当电路单元200具有如本实用新型中那样的U形时，即使超过预定值的力施加至电路单元200的一部分(例如，第一部分)而该部分没有断开，电路单元200的被施加与超过预定值的该力大致相同大小的力的其他部分(例如，第二部分)也可断开。结果，当二次电池的内部压力增大时，可更可靠地发生电路单元200的断开。
如图1中所示，电路单元200的第一部分210和第三部分230可彼此垂直相接，并且第二部分220和第三部分230也可彼此垂直相接。此外，第一部分 210的宽度和第二部分220的宽度可相同。
根据本实用新型一实施方式，如图2中所示，当施加至电路单元200的力超过预定值时，第一部分210和第二部分220可一起断开。在这种情况下，由于电路单元200的电阻无限大，所以没有电流流过电路单元200。可在第一部分210和第二部分220的每一个上形成凹口部分(未示出)，使得第一部分 210和第二部分220更可靠地发生断开。
然而，根据本实用新型一实施方式，如图3中所示，当施加至电路单元 200的力超过预定值时，第三部分230可断开。即使在这种情况下，由于电路单元200的电阻无限大，所以没有电流流过电路单元200。可在第三部分230 上形成凹口部分(未示出)，使得第三部分230更可靠地发生断开。
根据本实用新型一实施方式，构成电路单元200的第一部分210、第二部分220和第三部分230的宽度可相同。
图4是图解根据本实用新型另一实施方式的二次电池的结构的平面图，图 5是图解由于根据本实用新型另一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的一示例的平面图。此外，图6是图解由于根据本实用新型另一实施方式的二次电池的外壳的体积增大而导致电路单元被切断的另一示例的平面图。
与本实用新型的前述实施方式不同，根据本实用新型另一实施方式，如图 4中所示，电路单元200的第三部分230可具有比第一部分210和第二部分220 的每一个的宽度大的宽度。
根据本实用新型另一实施方式，如图5中所示，当施加至电路单元200 的力超过预定值时，第三部分230可沿其宽度方向断开。在这种情况下，由于电流仅流过第三部分的与电路单元200的第一部分210和第二部分220连接的部分，所以电路单元200的有电流流过的部分的电阻增大。因此，流过电路单元200的电流的大小减小。在这种情况下，第三部分230的宽度方向可以指第三部分230进行延伸以连接至第一部分210和第二部分220的方向。
然而，与此不同，根据本实用新型另一实施方式，如图6中所示，当施加至电路单元200的力超过预定值时，第三部分230可沿其长度方向断开。在这种情况下，由于电路单元200的电阻无限大，所以没有电流流过电路单元200。
类似于本实用新型前述实施方式的情况，在本实用新型另一实施方式的情况下，可在第三部分230中形成凹口部分(未示出)，使得第三部分230更可靠地发生断开。
电池模块
图7是图解根据本实用新型的电池模块的结构的平面图。
如图7中所示，根据本实用新型的电池模块1可包括二次电池10和控制器300，控制器300电连接至二次电池10的电路单元200，以检测电路单元 200的电流或电阻的变化，从而中断在二次电池10中流动的电流。可设置多个二次电池10。可用上面的描述代替二次电池10的构造和结构的描述。
根据本实用新型，当电路单元200的一部分因二次电池10的内部压力增大而断开时，由于电路单元200的电阻改变，流过电路单元200的电流的大小也可改变。控制器300可检测电阻或电流的大小的变化，以中断其中电路单元 200断开的二次电池10的操作。
制造二次电池的方法
参照图1至图6，根据本实用新型的制造二次电池的方法可包括：第一步骤，制备电极组件和片型外壳100；第二步骤，将电极组件容纳在外壳100中；和第三步骤，在外壳100的一个表面上设置具有导电性的电路单元200。
在此，如图1和图4中所示，在第三步骤中，电路单元200的两端可向外壳100的一侧突出。
根据本实用新型一实施方式，在第三步骤中，可通过将具有导电性的油墨施加至外壳100的一个表面来形成电路单元200。或者，根据本实用新型另一实施方式，在第三步骤中，可通过将印刷电路板(printed circuit board)附接至外壳100的一个表面来形成电路单元200。更具体地，根据本发明另一实施方式，可通过将诸如金属线之类的导电物体插入到印刷电路板中来形成电路单元200。
虽然已经参照具体实施方式描述了本实用新型的实施方式，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不背离由以下权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可做出各种改变和修改。

Claims (11)

1.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括：
电极组件；
配置为容纳所述电极组件的片型外壳；和
电路单元，所述电路单元设置在所述外壳的一个表面上并且具有导电性，
其中所述电路单元包括：
向所述外壳的一侧突出的第一部分；
第二部分，所述第二部分平行于所述第一部分而与所述第一部分彼此间隔开并且向所述外壳的所述一侧突出；和
配置为将所述第一部分连接至所述第二部分的第三部分，
其中，当由于所述外壳的变形而导致施加至所述电路单元的力超过预定值时，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分中的至少一个断开，使得流过所述电路单元的电流的大小改变。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电路单元具有U形。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一部分和所述第三部分彼此垂直相接，并且
所述第二部分与所述第三部分彼此垂直相接。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第一部分和所述第二部分断开。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第三部分断开。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一部分的宽度和所述第二部分的宽度相同。
7.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述第三部分具有比所述第一部分和所述第二部分的每一个的宽度大的宽度。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第三部分沿所述第三部分的宽度方向断开。
9.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，当施加至所述电路单元的力超过所述预定值时，所述第三部分沿所述第三部分的长度方向断开。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述电路单元设置在作为所述外壳的主平面的顶表面或底表面上。
11.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括：
根据权利要求1所述的二次电池；和
控制器，所述控制器连接至所述电路单元，以检测所述电路单元的电流或电阻的变化，从而控制对所述二次电池中流动的电流的中断。
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