CN220400662U - 锂二次电池 - Google Patents

锂二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN220400662U
CN220400662U CN202321713035.0U CN202321713035U CN220400662U CN 220400662 U CN220400662 U CN 220400662U CN 202321713035 U CN202321713035 U CN 202321713035U CN 220400662 U CN220400662 U CN 220400662U
Authority
CN
China
Prior art keywords
secondary battery
lithium secondary
pouch
electrode assembly
battery according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202321713035.0U
Other languages
English (en)
Inventor
李根俊
金圭范
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK On Co Ltd
Original Assignee
SK On Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SK On Co Ltd filed Critical SK On Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of CN220400662U publication Critical patent/CN220400662U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1243—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure characterised by the internal coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/085—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H01M50/129—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • H01M50/133—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/231—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks having a layered structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/10—Batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

根据示例性实施例的锂二次电池包括：电极组件；以及袋，容纳所述电极组件，所述袋可以包括：容纳部，容纳所述电极组件；外周部，位于所述容纳部周围；以及涂覆部，沿着所述容纳部的内侧面形成，并且与所述电极组件的侧部隔开。

Description

锂二次电池
技术领域
本实用新型涉及一种锂二次电池。更具体地，涉及一种包括容纳电极组件的袋的锂二次电池。
背景技术
二次电池是能够反复充电和放电的电池，随着信息通信和显示产业的发展，二次电池作为便携式摄像机、移动电话和笔记本电脑等便携式电子通信设备的动力源而广泛应用。另外，近年来，作为混合动力汽车等环保汽车的动力源，也开发并应用了包括二次电池的电池组。
作为二次电池可以例举锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等，其中锂二次电池的工作电压和单位重量的能量密度高，有利于充电速度和轻量化，因此正在积极开发和应用。
锂二次电池可以包括电极组件和电解质，所述电极组件包括正极、负极和隔膜(隔板(separator))，所述电解质用于浸渍所述电极组件。所述锂二次电池可以进一步包括容纳所述电极组件和电解质的例如袋形态的外装材料。
袋形态的外装材料一般由容纳电极组件后用于密封的基材层、金属层和用于粘合基材层和金属层的粘合层等形成。
另一方面，电极组件以长方体形态容纳在袋中，并且由于电极组件的棱角或顶点部分尖锐，可能会损坏袋的棱角。另外，袋的棱角也容易因外部摩擦而产生裂纹，这可能会使电池单元内部的电解液流出，导致电池劣化或爆炸。因此，为了确保电池安全性，有必要加强袋型外装材料的耐久性。
例如，韩国公开专利公报第10-2014-0030431号公开了一种改善结构安全性的袋壳体，但其制造工艺繁琐，并且不能充分提供电池安全性。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的一个技术问题是提供一种结构安全性改善的锂二次电池。
(二)技术方案
根据示例性实施例的锂二次电池包括：电极组件；以及袋，容纳所述电极组件，所述袋可以包括：容纳部，容纳所述电极组件；外周部，位于所述容纳部周围；以及涂覆部，沿着所述容纳部的内侧面形成，并且与所述电极组件的侧部隔开。
在一个实施例中，所述袋可以包括由所述涂覆部和所述电极组件的所述侧部之间的隔开空间限定的台阶部区域。
在一个实施例中，所述台阶部区域的长轴方向上的平均宽度与所述容纳部的长轴长度之比可以为1/50至1/5。
在一个实施例中，所述涂覆部的平均厚度与所述袋的平均厚度之比可以为1/50至1/10。
在一个实施例中，所述容纳部可以进一步包括中心面，所述中心面在厚度方向上与所述电极组件面对，所述涂覆部可以仅形成在所述容纳部的所述内侧面上，并且不形成在所述中心面上。
在一个实施例中，所述外周部可以包括密封面，所述涂覆部可以没有形成在所述密封面上。
在一个实施例中，所述容纳部可以包括彼此面对的第一容纳部和第二容纳部，并且所述外周部可以进一步包括用于分离所述第一容纳部和所述第二容纳部的折叠面。
在一个实施例中，所述涂覆部可以不形成在所述折叠面上。
在一个实施例中，所述袋可以具有包括密封层、金属层和包覆层的层叠结构。
在一个实施例中，所述密封层可以包括聚烯烃基树脂，所述金属层可以包括铝，所述包覆层可以包括尼龙。
在一个实施例中，所述涂覆部的拉伸强度可以大于所述密封层的拉伸强度。
(三)有益效果
根据示例性实施例，在锂二次电池中，涂覆部可以沿着袋容纳部的内侧面形成。因此，可以通过涂覆部防止袋的损坏。
例如，可以防止在电极组件的棱角部分与袋反复接触或在锂二次电池的移动和使用过程中发生的袋裂纹和损坏。因此，可以提高锂二次电池的结构安全性。
在锂二次电池中，涂覆部沿着袋容纳部的内侧面形成，因此可以防止电池的厚度变厚。另外，在制造电池模块时，可以增加模块内可容纳的电池数量。因此，可以改善组装性并增加能量密度。
根据一个实施例的锂二次电池可以有效且方便地改善袋的结构安全性，而无需新的机构或改进设备。
附图说明
图1和图2分别是示出根据示例性实施例的锂二次电池的示意性立体图。
图3是沿图1的A-A'线在厚度方向上切割的截面图。
图4是沿图1的B-B'线在厚度方向上切割的截面图。
图5示出了根据示例性实施例的锂二次电池袋的层叠结构。
具体实施方式
本实用新型的一个实施例提供一种包括容纳电极组件的袋的锂二次电池。
以下参照附图更详细地说明本实用新型的实施例。然而，本说明书所附的下列附图是举例说明本实用新型的优选实施例，与上述发明内容一起起到进一步理解本实用新型的技术思想的作用，因此本实用新型不应被解释为仅限于这些附图中记载的事项。
本实用新型中使用的术语“上侧”、“下侧”、“一侧”、“内侧”、“上部”、“下部”等并非限定绝对位置或顺序，而是用于区分不同构造或部分的相对含义。
图1是示出根据示例性实施例的锂二次电池的示意性立体图。图2是示意性地示出根据示例性实施例的锂二次电池的一个容纳部中容纳电极组件的状态的立体图。
参照图1和图2，锂二次电池10可以包括电极组件200和包围并容纳电极组件200的袋100。
在一个实施例中，在电极组件200的两侧部可以分别形成有第一电极接头270和第二电极接头275。在一个实施例中，第一电极接头270和第二电极接头275都可以形成在电极组件200的一侧部。
在一个实施例中，电极接头270、275的一部分可以被绝缘部277包围。例如，绝缘部277可以将电极接头270、275与袋100粘合，并且可以防止从电极组件200产生的电通过电极接头270、275流向袋100并保持密封。
袋100可以包括容纳电极组件200的容纳部110和位于所述容纳部110周围的外周部120。
容纳部110可以包括彼此面对的第一容纳部111和第二容纳部113。容纳部110可以具有从外周部120凹入预定深度而设置的凹槽(recess)形状。电极组件200可以容纳在容纳部110中，并且容纳部110可以具有能够容纳电极组件200的足够的尺寸和形状。
在一个实施例中，容纳部110的内表面可以包括内侧面(未示出)和中心面115。所述内侧面可以指沿着电极组件200的厚度围绕电极组件200并且沿着容纳部110的边缘侧壁形成的区域。中心面115可以指容纳部110的内表面中连接到所述内侧面并且在厚度方向上与电极组件200面对的区域。
外周部120可以指围绕容纳电极组件200的容纳部110的袋100的内表面区域。外周部120可以包括接头引出部(未示出)和侧外周部(未示出)，所述接头引出部形成在电极接头270、275被引出的部分，所述侧外周部形成在电极接头270、275未被引出的部分。
例如，在电极组件200的两侧部(例如，上侧部和下侧部)可以分别形成第一电极接头270和第二电极接头275，并且分别形成在所述两侧部上的第一电极接头270和第二电极接头275可以通过分别形成在袋100的上侧部和下侧部的接头引出部突出到外部。
例如，第一电极接头270和第二电极接头275都可以形成在电极组件200的一侧部(例如，上侧部或下侧部)，并且形成在所述一侧部的第一电极接头270和第二电极接头275可以通过形成在袋100的上侧部或下侧部的接头引出部突出到外部。
在一个实施例中，外周部120的内表面可以包括密封面121。密封面121可以指例如在电池制造工艺中的袋密封工艺中密封夹具接触并粘附的面。
外周部120的内表面可以进一步包括折叠面123。例如，容纳部110可以通过折叠面123分离为第一容纳部111和第二容纳部113。如图2所示，第二容纳部113可以容纳电极组件200的下部，并且第一容纳部111可以覆盖电极组件200的上部。在部分实施例中，电极组件200的下部可以插入第一容纳部111中，并且第二容纳部113可以覆盖电极组件200的上部。
另外，折叠面123不限于特定结构，例如，还可以具有以预定高度突出的结构，还可以是虚拟线段或虚拟区域。
电极组件200插入第一容纳部111或第二容纳部113中，并且第一容纳部111或第二容纳部113沿着折叠面123折叠，因此电极组件200可以被袋100包围。在这种情况下，第一容纳部111和第二容纳部113可以彼此面对，并且第一容纳部111的外周部和围绕第二容纳部113的外周部也可以彼此面对并接触。可以通过使用夹具沿着彼此面对并接触的外周部120的边缘挤压或熔接外周部120来形成密封面121。
涂覆部130沿着袋的容纳部110的内侧面形成，并且可以与电极组件200的一侧部隔开。
在部分实施例中，涂覆部130可以沿着容纳部110的内侧面形成在部分内侧面上，也可以形成在整个内侧面上。在一个实施例中，涂覆部130可以形成在容纳部110的整个内侧面的50％以上的内侧面上，并且优选地形成在容纳部110的整个内侧面上。在这种情况下，当移动和使用锂二次电池10时，可以有效地防止袋100的棱角被电极组件200损坏。
另外，可以防止由于裂纹或电解液引起的袋100的结构变质(变色、腐蚀或分解)，从而确保电池的安全性。另外，可以有效地改善锂二次电池10的结构安全性，而无需新的机构或改进设备。
在一个实施例中，涂覆部130可以包括高分子化合物。高分子化合物可以是在热或光(UV)照射时通过化学反应形成交联键以形成分子间键的固化性物质。例如，所述高分子化合物可以包括聚丁二烯、聚氨酯、聚酰亚胺、乙酸酯、聚酯、聚苯硫醚(Polyphenylenesulfide，PPS)、聚丙烯(polypropylene)、苯乙烯-丁二烯基共聚物、(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚丙烯腈、聚氯乙烯、多氟化合物、聚乙烯醇和聚氰基丙烯酸酯等。由于涂覆部130包括所述高分子化合物，可以增强袋100内表面的弹性力和恢复力，因此可以提高结构强度。
例如，涂覆部130可以通过沿着容纳部110的内侧面涂覆或涂布包括所述高分子化合物的涂覆液而形成。另外，涂覆部130也可以通过粘附包括所述高分子化合物的膜或胶带而形成。
根据需要，所述涂覆液可以包括选自水、甘油、乙二醇、丙二醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、碳酸乙烯酯、糠醇、甲醇和吡咯烷酮的一种或两种以上的溶剂。
在部分实施例中，相对于100重量份的所述溶剂，所述高分子化合物的含量可以是1重量份至50重量份、5重量份至40重量份或10重量份至40重量份。在上述范围内，可以进一步提高袋100的耐刮擦性和耐化学性。
在部分实施例中，根据需要，所述涂覆液可以进一步包括光引发剂和增稠剂。
在一个实施例中，涂覆部130的平均厚度与袋100的平均厚度之比可以是1/50至1/10，例如可以是1/30至1/10。在所述范围内，涂覆部130可以充分发挥保护袋100免受冲击的保护层作用，从而进一步改善袋100的结构安全性。
所述平均厚度可以是沿着袋100或涂覆部130的轮廓测量袋100或涂覆部130的厚度并计算其算术平均值的值。在一个实施例中，当袋100或涂覆部130的厚度恒定时，所述平均厚度可以表示所述恒定的厚度。
台阶部(terrace)区域140可以是袋100中容纳电极组件200的容纳部110中除电极组件200之外的空间。另外，台阶部区域140可以是涂覆部130和电极组件200的一侧部隔开形成的空间。台阶部区域140的长轴方向可以与容纳部110的短轴方向相同，台阶部区域140的短轴方向可以与容纳部110的长轴方向相同。
在一个实施例中，台阶部区域140的长轴方向上的平均宽度与容纳部110的长轴长度之比可以是1/50至1/5，例如可以是1/25至1/5。例如，随着电池的反复使用，电极组件200可能会膨胀，因此为了容纳膨胀的电极组件200而可能需要袋100中的冗余空间，例如台阶部区域140。另外，由于台阶部区域140的平均宽度形成为容纳部110的长轴长度的1/5以下，因此可以通过最小化袋容纳部110中的空的空间来进一步增加电池的能量密度。
所述平均宽度可以是沿着台阶部区域140的长轴方向的轮廓测量台阶部区域140的宽度并计算其算术平均值的值。在一个实施例中，当所述长轴方向上的台阶部区域140的宽度恒定时，所述平均宽度可以表示所述恒定的宽度。
图3是沿图1的A-A'线在厚度方向上切割的截面图。
在一个实施例中，涂覆部130可以仅形成在袋的容纳部110的内侧面上，并且可以不形成在容纳部110的中心面115上。因此，可以集中保护由于电极组件200和袋100的频繁接触而对袋100内壁造成损坏。另外，在这种情况下，可以防止电池的厚度变厚，并且在制造电池模块时，可以增加模块内可容纳的电池数量。因此，可以改善电池组装性并增加能量密度。
在一个实施例中，涂覆部130可以从容纳部110的内侧面部分地延伸到中心面115上。例如，涂覆部130可以形成在整个中心面115的50％以下的中心面115上，并且优选地，可以形成在整个中心面115的20％以下的中心面115上。因此，涂覆部130可以整体保护袋100的内表面棱角部分和袋100免受外部冲击的影响。
在一个实施例中，涂覆部130可以不形成在密封面121上。在一个实施例中，涂覆部130可以不形成在折叠面123上。当涂覆部130形成在密封面121上或折叠面123上时，在所期望的防止在袋100的棱角处产生裂纹方面存在结构局限性。优选地，涂覆部130可以仅形成在袋100的容纳部110的内表面上。
图4是沿图1的B-B'线在厚度方向上切割的截面图。参照图4，电极组件200可以包括正极230、负极240和介于正极230和负极240之间的隔膜250。此外，为了便于描述，图4中未示出涂覆部。
正极230可以包括正极集电体210和通过将正极活性物质涂覆到正极集电体210上而形成的正极活性物质层215。所述正极活性物质可以包括能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子的化合物。
正极230可以通过将正极浆料涂覆到正极集电体210上后进行干燥和压制来制造。所述正极浆料可以通过在溶剂中将所述正极活性物质与粘合剂、导电材料和/或分散材料等进行混合和搅拌来制备。
正极集电体210可以包括在锂二次电池10的充电/放电电压范围内没有反应性并且易于涂覆和粘附电极活性物质的金属材料。正极集电体210可以包括例如不锈钢、镍、铝、钛、铜或其合金，优选可以包括铝或铝合金。
所述正极活性物质可以包括锂-过渡金属复合氧化物颗粒。例如，所述锂-过渡金属复合氧化物颗粒可以包括镍(Ni)，并且可以进一步包括钴(Co)或锰(Mn)中的至少一种。
所述锂-过渡金属复合氧化物颗粒可以用以下化学式1表示。
[化学式1]
Li1+aNi1-(x+y)CoxMyO2
在所述化学式1中，-0.05≤a≤0.2、0.01≤x≤0.3、0.01≤y≤0.3，M可以是选自Mn、Al、Mg、Sr、Ba、B、Si、Ti、Ta、Zr和W的一种或多种元素。
在一个实施例中，在所述化学式1中，0.05≤a≤0.2，0.01≤x≤0.2，0.01≤y≤0.2，M可以是选自Mn和Al的一种或多种元素。
所述粘合剂可以包括例如偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)等有机粘合剂或者丁苯橡胶(SBR)等水基粘合剂，并且可以与羧甲基纤维素(CMC)等增稠剂一起使用。
例如，作为正极用粘合剂，可以使用PVDF基粘合剂。在这种情况下，可以减少用于形成正极活性物质层的粘合剂的量，并且可以提高二次电池的输出和容量。
可以包括所述导电材料以促进活性物质颗粒之间的电子移动。例如，所述导电材料可以包括石墨、碳黑、石墨烯、碳纳米管等碳基导电材料；锡、氧化锡、氧化钛；以及包括LaSrCoO3、LaSrMnO3等钙钛矿(perovskite)物质等的金属基导电材料。
负极240可以包括负极集电体220和通过将负极活性物质涂覆到负极集电体220上而形成的负极活性物质层225。
作为所述负极活性物质，可以使用本技术领域中已知的任何能够吸留和脱嵌锂离子的物质，对其没有特别的限制。例如，可以使用结晶碳、非晶碳、碳复合物、碳纤维等碳系列材料；锂合金；硅(Si)基活性物质等。作为所述非晶碳的示例，可以包括硬碳、焦炭、中间相碳微球(mesocarbon microbead，MCMB)、中间相沥青基碳纤维(mesophase pitch-basedcarbon fiber，MPCF)等。
作为所述结晶碳的示例，可以包括天然石墨、人造石墨、石墨化焦炭、石墨化MCMB、石墨化MPCF等石墨基碳。作为所述锂合金中包含的元素，可以列举铝、锌、铋、镉、锑、硅、铅、锡、镓或铟等。
所述硅基活性物质可以包括SiOX(0<x<2)或包含锂化合物的SiOx(0<x<2)。包含锂化合物的SiOx可以是包含硅酸锂的SiOx。硅酸锂可以存在于SiOx(0<x<2)颗粒的至少一部分中，例如，可以存在于SiOx(0<x<2)颗粒的内部和/或表面。硅酸锂可以包括Li2SiO3、Li2Si2O5、Li4SiO4、Li4Si3O8等。
所述硅基活性物质还可以包括例如碳化硅(SiC)等硅-碳复合化合物。
负极集电体220可以包括不锈钢、铜、镍、铝、钛或其合金。优选地，负极集电体220可以包括铜或铜合金。
例如，可以通过在溶剂中将所述负极活性物质与上述粘合剂、导电材料、增稠剂等一起混合和搅拌来制备为浆料形态。可以通过将所述浆料涂覆到负极集电体220的至少一面上后进行干燥和压制来制造包括负极活性物质层225的负极240。
作为所述粘合剂和所述导电材料，可以使用与针对正极活性物质层215描述的物质实质上相同或相似的物质。为了与碳基活性物质的相容性，用于形成负极活性物质层225的粘合剂可以包括例如丁苯橡胶(SBR)等水基粘合剂，并且可以与诸如羧甲基纤维素(CMC)的增稠剂一起使用。
可以在正极230和负极240之间设置隔膜250。隔膜250可以包括由乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物以及乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等聚烯烃基高分子制造的多孔高分子膜。所述隔膜还可以包括由高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)纤维等形成的无纺布。
在部分实施例中，负极240的面积(例如，与隔膜250的接触面积)和/或体积可以比正极230大。因此，从正极230生成的锂离子例如可以顺利地移动到负极240，而不会在中间析出。因此，通过与上述复合氢氧化物颗粒或正极活性物质的组合，可以更容易地实现同时提高输出和安全性的效果。
根据一个实施例，电芯(cell)由正极230、负极240和隔膜250限定，并且多个电芯层叠以形成例如果冻卷(jelly roll)形状的电极组件。例如，可以通过对所述隔膜进行卷绕(winding)、层叠(lamination)、折叠(folding)、堆叠(stacking)等来形成所述电极组件。
电极组件200与电解质一起容纳在袋100中，因此可以限定锂二次电池10。作为所述电解质，可以使用非水电解液。
非水电解液包括作为电解质的锂盐和有机溶剂，所述锂盐例如用Li+X-表示，作为所述述锂盐的负离子(X-)，可以包括F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、PF6 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-等。
作为所述有机溶剂，可以包括例如碳酸丙烯酯(propylene carbonate，PC)、碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，EC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、二甲基亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、碳酸亚乙烯酯、环丁砜、γ-丁内酯、亚硫酸丙烯酯和四氢呋喃等。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
根据一个实施例的锂二次电池10可以是全固态锂二次电池，在这种情况下，正极、负极和电解质可以进行改变或调节使用。
电极接头可以分别设置在各电芯中的正极集电体210和负极集电体220并且从正极集电体210和负极集电体220延伸到袋100的一侧部。所述电极接头可以包括与袋100的所述一侧部一起熔接并延伸到袋100的外部或暴露于袋100的外部的第一电极接头270和第二电极接头275。
图5示出了根据示例性实施例的锂二次电池袋的层叠结构。
参照图5，袋100可以具有包括密封层101、金属层105和包覆层109的层叠结构。另外，可以在密封层101和金属层105之间形成第一粘合层103，并且可以在金属层105和包覆层109之间形成第二粘合层107。
参照图2，密封层101可以位于在电极组件200容纳在袋的第一容纳部111或第二容纳部131中之后第一容纳部111或第二容纳部131沿着折叠面123折叠时彼此面对的表面上。密封层101可以在分别围绕彼此接触的第一容纳部111或第二容纳部131的外周部120的边缘密封面121中彼此接合以密封袋100。
例如，密封层101可以包括熔接性物质，在这种情况下，袋100可以通过热熔接等密封。密封层101可以具有选自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸基高分子、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳纶、尼龙、聚酯、聚对苯撑苯并二噁唑、聚芳酯、聚四氟乙烯和玻璃纤维的组中的任意一种物质组成的单膜结构或两种以上物质组成的复合膜结构。
优选地，密封层101是聚丙烯，可以包括均聚聚丙烯和改性聚丙烯的层叠体。例如，密封层101的总厚度可以约为60μm至100μm，优选可以约为70μm至90μm。
金属层105可以防止外部的水分、气体等渗透到电极组件200侧，从而提高袋100的机械强度，并且可以防止注入袋100中的化学物质泄漏到外部。
例如，金属层105可以包括铁(Fe)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铝(Al)及其合金等，还可以包括碳。优选地，金属层105可以包括铝(Al)。在这种情况下，可以进一步提高袋100的柔性。另外，金属层105的厚度可以约为30μm至50μm，优选可以约为35μm至45μm。
包覆层109可以包括尼龙，在这种情况下，所述尼龙可以被双轴拉伸。例如，包覆层109的厚度可以约为10μm至20μm。
在一个实施例中，密封层101、金属层105和包覆层109可以通过粘合层103、107紧贴并粘附。例如，粘合层103、107的厚度可以约为3μm以下。例如，粘合层103、107的厚度可以约为0.1μm至3μm。当粘合层103、107的厚度满足所述范围时，可以提高各层的粘合力，同时防止袋100的厚度变得过厚。
参照图2和图5，涂覆部130的拉伸强度可以大于密封层101的拉伸强度。例如，当密封层101作为聚丙烯而包括所述均聚丙烯和所述改性聚丙烯的层叠体时，密封层101的拉伸强度(ASTM D638)可以是140MPa至200MPa。例如，当涂覆部130包括聚酰亚胺时，拉伸强度(ASTM D638)可以是150MPa至250MPa。当涂覆部130的拉伸强度大于密封层101的拉伸强度时，可以进一步提高耐性，即使从外部施加物理力，也可以有效地保护袋100。
以下，为了帮助理解本实用新型，提出了优选实施例，但这些实施例仅举例说明本实用新型，并非限制所附的权利要求书，在本实用新型的范围和技术思想范围内，可以对实施例进行各种变更和修改，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，并且这种变更和修改包括在所附的权利要求书中。
实施例和比较例
(1)制造电极组件
将LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2作为正极活性物质、将碳黑作为导电材料、将聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘合剂并且以95:3:2的质量比组成来制备正极浆料。通过将所述正极浆料涂覆到铝基材上并进行干燥和压制来制造正极。
通过使用92重量％的人造石墨、2重量％的丁苯橡胶(SBR)基粘合剂作为负极活性物质、使用1重量％的CMC作为增稠剂、使用5重量％的非晶人造石墨作为导电材料来制备负极浆料。通过将所述负极浆料涂覆到铜基材上并进行干燥和压制来制造负极。
将制造的所述正极和所述负极隔着聚乙烯(PE)隔膜(15μm)设置以形成电芯并卷绕以制造电极组件。
(2)制备涂覆液
通过在作为溶剂的NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone)中混合15wt％的聚酰亚胺来制备涂覆液(粘度：2000～2500cps)。
(3)制造锂二次电池
准备袋(密封层：PP膜80μm，金属层：铝薄膜40μm，包覆层：尼龙膜15μm)，将所述(2)中制备的涂覆液喷射到袋容纳部的整个内侧面以形成厚度为5μm的涂层。根据ASTM D638测量的所述密封层的拉伸强度为140MPa，根据ASTM D638测量的所述涂层的拉伸强度为160MPa。
在将电极组件容纳在所述袋中后密封所述袋。之后，在注入电解液后密封以制造二次电池。通过在以EC/EMC/DEC(25/45/30；体积比)的混合溶剂制备1M LiPF6溶液后加入0.5重量％的1,3-丙磺内酯(PS)来制备所述电解液。
如表1所示，通过改变袋内的涂覆部位置，制造根据实施例和比较例的锂二次电池。
【表1】
涂覆部位置
实施例1 袋容纳部的整个内侧面(整体内侧面的100％)
实施例2 袋容纳部的部分内侧面(整体内侧面的50％)
比较例1 袋容纳部的中心面
比较例2 袋容纳部的外周部
实验例
(1)评价安全性
将根据实施例和比较例的锂二次电池放置在用于振动评价的支架上，然后针对SOC(state of charge)为100％的电池的5个面，在25℃下，在8小时期间，在10～20m/s2的均方根加速度(RMS acceleration)条件下，如表2所示改变振动频率和功率谱密度(PowerSpectrum Density)并评价前后的容量、功率、电阻的变化及外观检查来评价振动性。评价结果见下表3。
【表2】
<评价标准>
正常：振动测试前后容量、功率、电阻(小于1％)、外观(撕裂或变形)没有变化，未发生安全问题(温度上升1～2℃、起火)
异常：振动测试前后容量、功率、电阻(1％以上)、外观(撕裂或变形)发生变化，发生安全问题(温度上升1～2℃、起火)
【表3】
振动性评价
实施例1 正常
实施例2 正常
比较例1 异常
比较例2 异常
参照表3，沿着袋容纳部的内侧面涂覆的实施例的振动性评价均为正常，可以确认电池安全性得到改善。
相反，沿着袋容纳部的中心面或袋外周部涂覆的比较例的振动性评价为异常，可知在提高电池的安全性方面存在局限性。
因此，确认了即使在袋中形成涂覆部，根据形成位置也会影响安全性的改善。

Claims (11)

1.一种锂二次电池，其特征在于，包括：
电极组件；以及
袋，容纳所述电极组件，
所述袋可以包括：
容纳部，容纳所述电极组件；
外周部，位于所述容纳部周围；以及
涂覆部，沿着所述容纳部的内侧面形成，并且与所述电极组件的侧部隔开。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述袋包括由所述涂覆部和所述电极组件的所述侧部之间的隔开空间限定的台阶部区域。
3.根据权利要求2所述的锂二次电池，其特征在于，
所述台阶部区域的长轴方向上的平均宽度与所述容纳部的长轴长度之比为1/50至1/5。
4.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述涂覆部的平均厚度与所述袋的平均厚度之比为1/50至1/10。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述容纳部进一步包括中心面，所述中心面在厚度方向上与所述电极组件面对，
所述涂覆部仅形成在所述容纳部的所述内侧面上，并且不形成在所述中心面上。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述外周部包括密封面，所述涂覆部不形成在所述密封面上。
7.根据权利要求6所述的锂二次电池，其特征在于，
所述容纳部包括彼此面对的第一容纳部和第二容纳部，并且所述外周部进一步包括用于分离所述第一容纳部和所述第二容纳部的折叠面。
8.根据权利要求7所述的锂二次电池，其特征在于，
所述涂覆部不形成在所述折叠面上。
9.根据权利要求1所述的锂二次电池，其特征在于，
所述袋具有包括密封层、金属层和包覆层的层叠结构。
10.根据权利要求9所述的锂二次电池，其特征在于，
所述密封层包括聚烯烃基树脂，所述金属层包括铝，所述包覆层包括尼龙。
11.根据权利要求10所述的锂二次电池，其特征在于，
所述涂覆部的拉伸强度大于所述密封层的拉伸强度。
CN202321713035.0U 2022-08-04 2023-07-03 锂二次电池 Active CN220400662U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0097384 2022-08-04
KR1020220097384A KR20240019562A (ko) 2022-08-04 2022-08-04 리튬 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN220400662U true CN220400662U (zh) 2024-01-26

Family

ID=89608983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202321713035.0U Active CN220400662U (zh) 2022-08-04 2023-07-03 锂二次电池

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240047791A1 (zh)
KR (1) KR20240019562A (zh)
CN (1) CN220400662U (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101517044B1 (ko) 2012-08-29 2015-05-06 주식회사 엘지화학 다수의 전극조립체 수납부가 형성된 케이스를 포함하는 이차전지

Also Published As

Publication number Publication date
US20240047791A1 (en) 2024-02-08
KR20240019562A (ko) 2024-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7563539B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR101408539B1 (ko) 이차전지용 파우치 및 파우치형 이차전지
WO2019139272A1 (ko) 가스 흡착층을 포함하는 전지케이스
KR20100094363A (ko) 비수 전해질 이차 전지
JP6667932B2 (ja) 多孔性構造の冷却兼用緩衝部材を含む電池モジュール
KR20080112653A (ko) 안전성이 향상된 이차전지용 케이스 및 이를 포함하고 있는리튬 이차전지
KR20170045564A (ko) 전지케이스의 내면이 전기 절연성 소재로 코팅되어 있는 전지셀
CN113193225A (zh) 锂二次电池
CN111952658A (zh) 锂二次电池
KR20100097820A (ko) 파우치형 이차전지
JP7476936B2 (ja) フィルム外装電池、組電池および前記フィルム外装電池の製造方法
KR20060092429A (ko) 고정부재를 포함하고 있는 안전성이 향상된 이차전지
CN114901766B (zh) 用于二次电池的溶胀带和包括其的圆柱型二次电池
US11916225B2 (en) Lithium secondary battery
CN113972356A (zh) 锂二次电池
US20230246272A1 (en) Electrochemical apparatus and electronic apparatus
CN110603682B (zh) 非水性电解液和包含其的锂二次电池
KR20180092364A (ko) 리튬 이차 전지
CN220400662U (zh) 锂二次电池
KR20210124063A (ko) 이차전지용 스웰링 테이프 및 이를 포함하는 원통형 이차전지
KR101738542B1 (ko) 전극조립체 고정용 필름을 포함하는 전지셀
KR101864882B1 (ko) Ptfe계 물질을 포함하는 전지케이스
US20230318095A1 (en) Secondary battery
KR20190072203A (ko) 탄소 물질을 포함하는 원통형 전지
JP2014071985A (ja) リチウムイオン電池

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant