KR102375393B1 - 리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리 및 에너지 저장 장치 - Google Patents

리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리 및 에너지 저장 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원은 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리 및 리튬 이온 전지에 관한 것이다. 해당 덮개판 어셈블리는, 덮개판 본체, 압력 방출부 및 중심 도체를 포함하되, 상기 덮개판 본체는 중부에 통공을 구비하고, 상기 통공을 연장시켜 실린더를 형성하고, 상기 실린더는 상기 덮개판 본체의 적어서 하나의 표면에서 돌출되며; 상기 압력 방출부는 상기 실린더 내에 위치하고 상기 실린더와 밀봉 연결되며, 상기 압력 방출부는 링형상을 이루고, 상기 압력 방출부는 상기 덮개판 본체의 변형에 응하여 균열이 생기고, 또는 상기 덮개판 본체에서 이탈되며; 상기 중심 도체는 상기 압력 방출부의 내환에 설치되고, 축방향에 따라 상기 압력 방출부를 통과한다. 해당 덮개판 어셈블리는 안전성이 훌륭하고, 차지하는 공간이 작다.

Description

리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리 및 에너지 저장 장치
본 출원은 에너지 전환 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리 및 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
기존의 리튬 이온 전지, 특히는 고전력의 동력에 이용되는 리튬 이온 전지에 대해 방폭 압력 방출 구조 또는 장치를 설계하여, 리튬 이온 전지를 장기간 사용하는 과정에서 또는 열폭주의 과정에서 내부 기압이 과도로 상승될 때, 즉시적으로 압력 방출을 진행하여, 폭파가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일부 기술방안에서, 덮개판은 방폭 압력 방출의 기능을 구비한다. 해당 덮개판은 상부커버, 하부커버와 상부커버와 하부커버 사이의 방폭 다이어프램을 포함한다. 내부 기압이 정격값을 초과하는 경우, 폭파 다이어프램은 파괴되어, 압력 방출을 진행한다. 해당 압력 방출 구조는 통상 원기둥형 리튬 이온 전지의 덮개판에 이용된다. 해당 압력 방출 구조는 차단, 압력 방출 등 기능을 구비한다. 하지만 단점은 구조가 복잡하고, 부품이 비교적 많고 장비가 복잡하여, 높이 상에서 차지하는 공간이 비교적 크고, 셀의 공간 이용률이 낮다.
그러므로, 새로운 기술방안을 제공하여, 상기 기술문제를 해결해야 한다.
본 출원의 하나의 목적은 리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리의 새로운 기술방안을 제공함에 있다.
본 출원의 제1측면에 따르면, 리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리를 제공한다. 해당 덮개판 어셈블리는, 덮개판 본체, 압력 방출부 및 중심 도체를 포함하고, 상기 덮개판 본체는 중부에 통공을 구비하고, 상기 통공을 연장시켜 실린더를 형성하고, 상기 실린더는 상기 덮개판 본체의 적어서 하나의 표면에서 돌출되며; 상기 압력 방출부는 상기 실린더 내에 위치하고 상기 실린더와 밀봉 연결되며, 상기 압력 방출부는 링형상을 이루고, 상기 압력 방출부는 상기 덮개판 본체의 변형에 응하여 균열이 생기고, 또는 상기 덮개판 본체에서 이탈되며; 상기 중심 도체는 상기 압력 방출부의 내환에 설치되고, 축방향에 따라 상기 압력 방출부를 통과한다.
선택적으로, 상기 압력 방출부는 무기 비금속 재료이다.
선택적으로, 상기 압력 방출부의 재질은 유리 또는 도자기이다.
선택적으로, 상기 실린더는 상기 덮개판 본체의 그중 하나의 표면에서 돌출되며, 상기 덮개판 본체, 상기 압력 방출부와 상기 중심 도체의 상기 실린더와 맞대는 일측은 서로 평평하게 일치된다.
선택적으로, 상기 덮개판 본체와 상기 중심 도체는 각각 리튬 이온 전지의 하나의 전극으로 하고, 상기 압력 방출부는 상기 실린더의 자유단의 단면을 커버하는 연신부를 포함한다.
선택적으로, 상기 덮개판 본체의 바깥 변두리는 일측을 향해 연장되어, 링형상 연결부를 형성한다.
선택적으로, 상기 실린더는 상기 덮개판 본체와 수직된다.
선택적으로, 상기 실린더의 상기 덮개판 본체와 연결되는 부위를 근부로 정의하고, 상기 근부의 외측에는 외부 사각면을 형성한다.
선택적으로, 상기 실린더의 덮개판 본체와 연결되는 부위를 근부로 정의하고, 상기 근부의 내측에는 내부 사각면을 형성하며, 상기 압력 방출부는 상기 내부 사각면으로 둘러싼 영역 내에 충진된다.
선택적으로, 상기 중심 도체는 상기 압력 방출부의 적어서 하나의 단면에서 돌출된다.
선택적으로, 상기 덮개판의 외표면에는 절연층이 설치되고, 상기 절연층은 상기 압력 방출부의 상단면을 커버하고, 상기 중심 도체의 상단면은 노출된다.
본 공개의 다른 하나의 실시예에 따르면, 리튬 이온 전지를 제공한다. 해당 리튬 이온 전지는, 에너지 전환 수단, 하우징 및 덮개판 어셈블리를 포함하고; 상기 하우징은 실린더부를 포함하고, 상기 에너지 전환 수단은 상기 실린더부가 둘러싼 캐비티 내에 위치하고; 상기 덮개판 본체는 상기 실린더부의 일단에 커버되고, 상기 덮개판 본체와 상기 중심 도체는 각각 상기 에너지 전환 수단의 2개 전극과 연결된다.
선택적으로, 상기 덮개판 어셈블리의 실린더는 상기 캐비티 내부를 향해 돌출되고, 상기 에너지 전환 수단은 상기 실린더와 상기 방출부와 서로 대응하는 부위에서 요홈 구조를 형성한다.
선택적으로, 상기 중심 도체와 상기 요홈 구조 사이에 간극을 형성하고, 상기 중심 도체는 러그를 통해 상기 에너지 전환 수단의 하나의 전극과 연결되고, 상기 러그는 상기 간극 내에 신축 가능한 구조를 형성한다.
본 공개의 다른 하나의 실시예에 따르면, 리튬 이온 전지를 제공한다. 해당 리튬 이온 전지는, 에너지 전환 수단, 하우징 및 덮개판 어셈블리를 포함하고; 상기 하우징은 실린더부를 포함하고, 상기 에너지 전환 수단은 상기 실린더부가 둘러싼 캐비티 내에 위치하고; 상기 덮개판 본체는 상기 실린더부의 일단에 커버되고, 상기 덮개판 본체와 상기 중심 도체는 각각 상기 에너지 전환 수단의 2개 전극과 연결되며; 상기 실린더부단에는 내부로 향한 닫음부를 형성하고, 상기 링형상 연결부는 상기 닫음부의 외측에 씌워져 설치된다.
본 공개의 하나의 실시예에 따르면, 덮개판 본체, 압력 방출부와 중심 도체는 동일층에 위치하고, 더 작은 두께를 가지며, 높이 방향에서 차지하는 공간은 작다. 다수층으로 설치된 덮개판 어셈블리에 비하여, 이러한 구조의 구조는 간단하고, 더 쉽게 조립할 수 있다.
이외에, 압력 방출부는 압력 방출 작용을 하고, 리튬 이온 전지의 안전성능을 향상시킨다.
이외에, 중심 도체는 전도 기능을 가지고, 해당 덮개판 어셈블리는 리튬 이온 전지의 적어서 하나의 전극으로 할 수 있다.
이외에, 실린더와 압력 방출부 사이는 더 훌륭한 밀봉 연결을 형성하여, 덮개판 본체의 두께가 비교적 작은 조건 하에 좋은 밀봉 효과를 가지고, 핀타입 건전지 또는 단추형 건전지 등 소형 에너지 저장 수단에 적용된다.
아래에 도면을 참조하여 본 출원의 예시적 실시예에 대해 상세한 서술을 진행하고, 본 출원의 기타 특징 및 그 유리한 점은 더 명확하게 된다.
명세서에 결합되어 명세서를 구성하는 일부분 도면은 본 출원의 실시예를 나타내고, 또한 명세서와 함께 본 출원의 원리를 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개판 어셈블리를 나타낸 단면도;
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2종 덮개판 어셈블리를 나타낸 단면도;
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3종 덮개판 어셈블리를 나타낸 단면도;
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제4종 덮개판 어셈블리를 나타낸 단면도;
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개판 어셈블리와 하우징을 나타낸 배치도;
도6-7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 나타낸 단면도이다.
도면을 참조하여 본 출원의 각종 예시적 실시예를 서술한다. 유의할 사항은 다른 구체적 설명이 있는 외에, 이러한 실시예에서 서술한 부품과 단계의 상대적 배치, 숫자 표현식과 값은 본 출원의 범우를 한정하지 않는다.
아래에 적어서 하나의 예시적 실시예의 서술은 실제상에서 단지 서술적일 뿐, 절대로 본 출원 및 그 응용 또는 사용에 대한 어떠한 제한도 하지 않는다.
관련분야의 당업자가 알고 있는 기술, 방법과 장치에 대해서 상세한 토론을 하지 않지만, 적당한 상황 하에는, 상기 기술, 방법과 디바이스는 명세서의 일부분으로 간주하면 된다.
여기서 나타내고 논의하는 모든 예에서, 어떠한 구체적 값은 단지 예시적으로 해석될 뿐, 한정을 하려는 것은 아니다. 그러므로, 예시적 실시예의 기타 예는 부동한 값을 구비한다.
유의할 사항은, 유사한 부호와 자모는 아래의 도면에서 유사한 항을 표시하고, 그러므로 일단 어느 항이 하나의 도면에서 정의되면, 따르는 도면에서는 이에 대해 진일보 토론을 할 필요가 없다.
본 공개의 하나의 실시예에 따르면, 리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리를 제공하고, 해당 덮개판 어셈블리는 덮개판 본체(11), 압력 방출부(12)와 중심 도체(13)를 포함한다.
덮개판 본체(11)는 원형, 장방형, 타원형 등을 이룬다. 덮개판 본체(11)의 전체는 편상을 이룬다. 덮개판 본체(11)의 재질은 금속, 플라스틱 등이다. 예를 들면, 금속은 철기 팽창 합금, 스테인리스강, 코바 합금 등이다.
덮개판 본체(11)의 중부는 통공을 구비한다. 예를 들면, 통공은 원형 구멍, 장방형 구멍, 타원형 구멍 또는 기타 형상의 구멍이다.
통공은 연장되어 실린더(15)를 형성한다. 예를 들면, 실린더(15)와 덮개판 본체(11)는 일체로 형성된다. 실린더(15)는 덮개판 본체(11)의 적어서 하나의 표면에서 돌출된다. 예를 들면, 실린더(15)와 덮개판 본체(11)는 수직된다. 이는 압력 방출부(12)의 구조가 더욱 규정화 된다.
단연히, 기타 실시예에서, 실린더(15)와 덮개판 본체(11)의 협각은 예각 또는 둔각을 이룬다. 이로써, 동일하게 압력 방출 작용을 한다.
압력 방출부(12)는 실린더(15)에 위치하고, 실린더(15)와 밀봉 연결된다. 실린더(15)는 통일 직경의 실린더(15)이고, 예를 들면, 원기둥형, 장방형 또는 기타 형상의 각기둥형이고; 변경 직경의 실린더(15)일 수도 있으며, 예를 들면, 각뿔대형, 원뿔대형 등이다. 압력 방출부(12)는 밀봉 연결을 형성하기만 하면 된다.
압력 방출부(12)는 덮개판 본체(11)의 변형에 응하여 금이 생성되고 또는 덮개판 본체(11)에서 이탈된다. 압력 방출부(12)는 링형상을 이룬다. 압력 방출부(12)는 절연 재료이고, 예를 들면, 무기 비금속 재료이다. 이러한 재료는 강인성이 작고, 취성이 크며, 균열이 쉽게 생기는 특성을 가짐으로써, 하우징 본체 내부 압력 강도가 설정값에 도달하면 즉시로 압력 방출을 진행할 수 있다.
예를 들면, 리튬 이온 전지의 내부 기압이 설정값에 도달하는 경우, 덮개판 본체(11)는 현저한 변형이 발생한다. 해당 변형은 실린더(15)를 압력 방출부(12)에 작용하고, 예를 들면, 실린더(15)의 적어서 일부분은 압력 방출부(12)를 압축하여, 압력 방출부(12)가 균열이 생기게 하고, 또는 압력 방출부(12)와 실린더(15) 사이는 틈이 형성된다. 금과 틈은 모두 기체의 압력 방출 통로를 형성하고, 이는 내부 기체가 방출해 나가도록 하고, 또는 금과 틈이 서로 연통하여 압력 방출 통로를 형성한다.
예를 들면, 리튬 이온 전지의 내부 기압이 신속히 상승될 때, 압력 방출부(12)의 적어서 국부적으로 내부 고압의 작용을 받으므로 실린더(15) 내에서 이탈되며, 이로써 압력 방출 통로를 형성하여, 신속히 압력 방출을 진행한다.
기타 실시예에서, 덮개판 본체(11)의 변형은 기압을 받는데 한정되지 않는다. 또한 리튬 이온 전지는 외력 압박을 받아서 변형이 생긴다. 변형은 압력 방출부(12)가 이탈되게 한다. 손상된 리튬 이온 전지내부의 에너지 전환 수단은 사용과정에서, 기체를 생산하면, 해당 기체는 통공을 통해 방출된다.
중심 도체(13)는 압력 방출부(12)의 내환에 설치되고, 축방향을 따라 압력 방출부(12)를 관통한다. 중심 도체(13)의 재질은 금속이고, 예를 들면, 스테인리스강, 탄소강, 코바 합금 등이다.
해당 예어서, 덮개판 본체(11), 압력 방출부(12)와 중심 도체(13)는 동일한 층에 위치하고, 더 작은 두께를 구비하므로 높이 방향에서 차지하는 공간은 작다. 다수층으로 설치된 덮개판 어셈블리에 비하여, 이러한 구조는 간단하고, 조립이 더 쉽게 되었다.
이외에, 압력 방출부(12)는 압력 방출 작용을 하기에 리튬 이온전지의 안정성을 향상시킨다.
이외에, 중심 도체(13)는 전도 기능을 구비하고, 해당 덮개판 어셈블리는 리튬 이온 전지의 적어서 하나의 전극으로 한다.
이외에, 실린더(15)와 압력 방출부(12) 사이는 더 훌륭한 밀봉 연결을 형성한다. 이는 덮개판 본체(11)의 두께가 비교적 작은 조건 하에 훌륭한 밀봉 효과를 계속 구비하게 하고, 핀타입 건전지 또는 단추형 건전지 등 소형 에너지 저장 수단에 적용된다.
하나의 예에서, 압력 방출부(12)의 재질은 유리 또는 도자기이다. 제작할 때, 유리 또는 도자기의 블랭크를 통공에 설치한다. 중심 도체(13)는 블랭크 중에 내장된다. 따라서 블랭크에 대해 예비 소성을 진행하여, 구조 강도를 획득하며, 압력 방출부(12)와 통공 및 중심 도체(13)가 밀봉 연결(즉 봉합)을 형성하게 한다.
예를 들면, 유리 재질을 선택할 때, 압력 방출부(12)는 유리 세라믹스, 붕규산 유리, 인산 유리 또는 기타 특종 유리이다. 유리는 실체 구조, 중공 구조 또는 할로우 구조를 형성할 수 있고, 압력 방출 압력 강도의 요구를 만족하기만 하면 된다.
하나의 예에서, 실린더(15)는 덮개판 본체(11)의 하나의 표현에서 돌출된다. 덮개판 본체(11), 압력 방출부(12)와 중심 도체(13)의 시린더(15)와 맞대는 일측은 서로 평평하게 일치하다.
리튬 이온 전지로 조립한 후, 덮개판 본체(11)의 셀(19)에 접근하는 하나의 표면을 내표면으로 정의하고, 셀(19)을 멀리하는 표면을 외표면으로 정의한다. 예를 들면, 도1-2에서 도시한 바와 같이. 실린더(15)는 외표면에서 돌출되고, 내표면은 평평하게 일치된다. 이로써, 실린더(15)는 하우징 내부의 공간을 차지하지 않는다.
또는, 도3에서 도시한 바와 같이. 실린더(15)는 내표면에서 돌출되고, 외표면은 평평하게 일치한다. 이러한 구조는 리튬 이온 전지의 외형을 정규화하게 하고, 공간 이용율이 높다.
이러한 두가지 돌출 방식에서, 압력 방출부(12)와 실린더(15) 사이는 모두 훌륭한 밀봉 연결을 형성하게 한다.
기타 예에서, 도4에서 도시한 바와 같이, 실린더(15)는 내표면과 외표면을 향해 돌출된다. 이로써 실린더(15)와 압력 방출부(12)사이의 봉합 면적은 더 크고, 밀봉 효과는 더 훌륭하며, 이는 압력 방출 시의 임계압력값이 더 높은 것을 필요로 한다.
하나의 예에서, 도3에서 도시한 바와 같이, 덮개판 본체(11)와 중심 도체(13)는 각각 리튬 이온 전지의 하나의 전극으로 한다. 예를 들면, 중심 도체(13)는 양극으로 한다. 덮개판 본체(11)는 음극으로 한다. 압력 방출부(12)는 실린더(15)의 자유단의 단면의 연신부(21)를 포함한다.
자유단은 실린더(15)의 덮개판 본체(11)에서 멀어지는 일단을 가리킨다. 실린더(15)가 외표면에서 돌출될 때, 연신부(21)는 자유단의 단면을 커버한다. 중심 도체(13)가 도선을 통해 외부 전기회로와 연결할 때, 연신부(21)의 존재로 인해, 도선은 실린더(15)와 접촉하지 않으며, 이로써 단락이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도3에서 도시한 바와 같이, 실린더(15)가 내표면에서 돌출될 때, 연신부(21)는 자유단의 단면을 커버한다. 중심 도체(13)가 러그 또는 도선을 통해 셀(19)과 연결될 때, 연신부(21)의 존재로 인하여, 셀 또는 도선이 실린더(15)와 접촉하지 않으며, 이로써 단락이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
실린더(15)가 내표면과 외표면에서 돌출될 때, 연신부(21)는 두개 자유단의 단면을 커버한다. 동시에 효과적으로 단락이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
하나의 일시예에서, 도5에서 도시한 바와 같이, 덮개판 본체(11)의 바깥 변두리는 일측을 향해 연신되어, 링형상 연결부(23)을 형성한다. 조립을 진행할 때, 링형상 연결부(23)는 하우징의 개구단에 결합되고, 예를 들면, 링형상 연결부(23)는 개구단의 내측 또는 외측에 위치한다. 링형상 연결부(23)는 더 큰 연결 면적을 구비하여, 덮개판 본체(11)와 하우징의 연결을 쉽게 한다. 예를 들면, 레이저 용접, 저항 용접, 롤그루브 등 방식을 통해 연결을 진행한다.
실린더(15)의 하우징 본체와 연결되는 부위를 근부로 정의한다. 근부가 직각인 경우, 도1에서 도시한 바와 같이, 근부에 쉽게 응력이 집중된다. 하우징 본체의 변형은 근부에서 비교적 큰 응력이 생성되어, 근부에 소성 변형이 생기게 한다. 이로써, 하우징 본체의 변형은 실린더(15)의 가로방향에서의 이동을 일으키지 않고, 즉 하우징 본체의 변형은 실린더(15)에 전달될 수 없으며, 실린더(15)는 압축 또는 압력 방출부(12)를 스트레칭시키지 않으며, 균열과 금을 형성하지 않는다. 리튬 이온 전지의 방폭 수단은 효과를 상실한다.
이러한 기술문제를 해결하기 위해, 하나의 예에서, 실린더(15)는 근부의 외측에 외부 사각면(도2의 R1에서 도시한 바와 같이)을 형성한다. 외부 사각면은 효과적으로 근부에서 생긴 응력 집중을 감소시킬 수 있으며, 하우징 본체의 변형은 신속하게 실린더(15)에 전달될 수 있다. 이로써, 실린더(15)의 상반부분은 압력 방출부(12)를 압축시키고, 하반부분은 압력 방출부(12)를 연신시키며, 더 쉽게 압력 방출 통로를 형성한다.
이외에, 압력 방출부(12)의 높이는 너무 작게 하기 어렵고, 예를 들면, 높이는 0.5mm보다 작다. 일부 소형의 리튬 이온 전지가 요구하는 압력 방출 압력 강도는 아주 작다. 이는 압력 방출부(15)의 효과적 높이가 0.2mm、0.3mm、0.4mm일 수 있고, 심지어 더 작을 수도 있다. 하지만 기존의 가공 기술로는 도달하기 어렵다.
하나의 예에서, 실린더(15)는 근부에서의 내측에 내부 사각면(도2의 R2에서 도시한 바와 같음)을 형성한다. 압력 방출부(12)는 내부 사각면으로 둘러싼 영역 내에 충진시킨다. 압력 방출부(12)는 직선 구간(도2의 b에서 도시한 바와 같음)과 만곡 구간을 포함한다. 직선 구간과 실린더(15) 사이는 효과적인 밀봉 연결을 형성한다.
압력 방출부(12)의 효과적인 높이, 즉 직선 구간의 사이즈는 압력 방출 압력 강도에 대해 결정적 작용을 한다. 직선 구간의 길이는 클 수록 압력 방출 압력 강도가 더 크고; 반대로, 직선 구간의 길이가 작을 수록 압력 방출 압력 강도는 더 작다. 압력 방출부(12)의 내부 사면각이 둘러싼 구역 내에 위치한 부분(즉 만곡 구간)은 압력 방출 압력 강도에 대한 작용은 아주 작다. 내부 사각면를 설치하여 효과적으로 직선 구간과 실린더(15)의 밀봉 연결 면적을 감소시키고, 압력 방출부(12)의 효과적 높이는 감소된다.
이로써, 압력 방출부(12)의 전체적 높이는 0.5mm이며 더 클수도 있고, 만곡 구간이 압력 방출 압력 강도에 대한 영향이 작으므로, 압력 방출부(12)의 효과적 높이는 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm에 도달하거나 심지어 더 작다. 이는 방폭 수단이 더 작은 압력 방출 압력 강도를 가지게 하여, 소형 리튬 이온 전지, 예를 들면, 핀타입 건전지 또는 단추형 건전지의 사용 요구를 만족시킨다.
하나의 예에서, 도6-7에서 도시한 바와 같이, 중심 도체(13)는 압력 방출부(12)의 적어서 하나의 단면에서 돌출된다. 해당 예에서, 중심 도체(13)와 기타 부재가 전기적으로 연결될 때, 예를 들면, 도선을 통해 또는 FPCB와 연결을 진행하고, 도선 또는 FPCB는 실린더(15)를 쉽게 접촉하지 않는다.
이외에, 레이저 용접 시, 중심 도체(13)가 압력 방출부(12)에 돌출될 때, 도선 또는 FPCB가 더 쉽게 중심 도체(13)에 위치 확정되어, 용접된 위치를 더 정확하게 한다.
하나의 예에서, 도7에서 도시한 바와 같이, 덮개판의 외표면에는 절연층(16)이 설치된다. 절연층(16)은 압력 방출부(12)의 상단면을 커버한다. 중심 도체(13)의 상단면은 노출된다.
예를 들면, 절연층(16)는 플라스틱, 고무, 실리카겔 등 재료로 박막을 형성한다. 박막은 덮개판의 외표면과 압력 방출부(12)에 부착된다. 박막의 중부에는 중심 도체(13)가 돌출될 수 있는 홀이 구비된다.
또는, 절연층(16)은 절연 재료로 제조된 절연 코팅층이다.
해당 예에서, 절연층(16)은 효과적으로 도선 또는 FPCB가 중심 도체(13)와 연결될 때, 덮개판 본체(11)와 접촉하는 것을 방지한다. 이로써, 효과적으로 단락이 생기는 것을 방지할 수 있다.
이외에, 절연층은 효과적으로 압력 방출부(12)가 외부 물체와 부딛치는 것을 방지할 수 있다.
본 공개의 다른 하나의 실시예에 따르면, 리튬 이온 전지를 제공한다. 리튬 이온 전지의 형상은 원기둥형, 장방체형, 원기둥형 또는 기타 형상이다.
해당 리튬 이온 전지는 에너지 전환 수단, 하우징 및 상기 덮개판 어셈블리를 포함한다. 에너지 전환 수단은 화학에너지와 전기에너지 사이의 전환에 이용되고, 예를 들면, 리튬 이온 전지의 셀(19) 등이다.
하우징은 실린더부(24)를 포함한다. 예를 들면, 실린더부(24)의 횡단면은 원형, 장방형, 타원형 등을 이룬다. 에너지 전환 수단은 실린더부(24)로 둘러싼 캐비티 내에 위치한다.
덮개판 본체(11)는 실린더부(24)의 일단에 커버된다. 덮개판 본체(11)와 중심 도체(13)는 각각 에너지 전환 수단의 2개 전극과 연결된다. 예를 들면, 덮개판 본체(11)와 중심 도체(13)는 각각 리튬 이온 전지의 양극, 음극으로 한다.
예를 들면, 덮개판 어셈블리는 2개이다. 2개 덮개판 본체(11)는 각각 실린더부(24)에 상대하는 양단에 설치된다.
또한, 덮개판 어셈블리는 하나이다. 실린더부(24)의 덮개판 어셈블리와 상대하는 일단은 보텀부(25)이다. 보텀부(25)와 실린더부(24)는 일체로 형성된다.
해당 리튬 이온 전지는 안선계수가 높고, 에너지 밀도도 높은 특징을 가진다.
하나의 예에서, 덮개판 어셈블리의 실린더(15)는 캐비티 내로 돌출된다. 에너지 전환 수단은 실린더(15)와 압력 방출부(12)와 서로 대응하는 부위에 요홈 구조를 형성한다.
예를 들면, 리튬 이온 전지의 셀(19)은 코일 구조이다. 셀(19)는 중심칼럼(20)과 막전극을 포함한다. 막전극은 양극 재료, 음극 재료와 양극 재료와 음극 재료 사이의 격리막을 포함한다. 막전극은 중심 칼럼(20)에 코일된다. 코일구조의 중부에는 요홈 구조가 형성되고, 즉 변두리와 중부에는 차이를 형성한다. 조립을 진행할 때, 실린더(15)와 압력 방출부(12)는 요홈 구조 내에 위치한다.
이러한 설치 방식은 충분히 하우징 내부의 공간을 이용하고, 이는 셀(19)이 더 많은 전기 에너지를 저장하게 한다. 리튬 이온 전지의 에너지 밀도는 더 높다.
하나의 예에서, 중심 도체(13)와 요홈 구조 사이에는 간극(14)이 형성된다. 중심 도체(13)은 러그와 에너지 전환 수단의 하나의 전극(예를 들면, 셀(19)의 양극 재료)과 연결된다. 러그는 간극(14) 내에 신축 구조(22)를 형성한다. 신축 구조(22)는 즉 러그가 예비로 남긴 설정된 길이이고, 이로써 실제 수요에 의해 연장 또는 단축시키며, 러그의 단부의 위치는 실제 수요에 의해 위치 확정을 진행하고, 고정되어 변하지 않는 것은 아니다. 이러한 방식을 통해, 기타 부품 조립에 대한 정밀 요구를 감소시키고, 리튬 이온 전지 조립의 난이도를 감소시킬 수 있다.
예를 들면, 신축 구조는 U형, 접이식, 웨이브형 등 구조일 수 있지만, 이에 한하지 않고, 해당분야 당업자는 실제 수요에 의해 선택을 할 수 있다.
본 공개의 다른 하나의 실시예에 따르면, 리튬 이온 전지를 제공한다. 도5에 도시한 바와 같이, 해당 예는, 덮개판 본체(11)의 바깥 변두리는 일측을 향해 연장되어, 링형상 연결부(23)를 형성한다. 덮개판 본체(11)는 실린더부(24)의 일단을 커버한다. 에너지 전환 수단(예를 들면, 셀(19))은 실린더부(24) 내에 위치한다. 덮개판 본체(11)와 중심 도체(13)는 각각 에너지 전환 수단의 2개 전극과 연결된다.
덮개판 본체(11)의 바깥 변두리는 일측을 향해 연장되어 링형상 연결부(23)를 형성한다. 실린더부(24)의 단은 내부로 향한 닫음부(26)를 형성한다. 닫음부(26)는 즉 실린더부(24)의 개구부에 내부로 수축되는 구조를 형성한다. 링형상 연결부(23)는 닫음부(26)의 외측에 씌워져 설치된다. 링형상 연결부(23)와 닫음부(26)은 겹쳐진다. 예를 들면, 레이저 용접, 저항 용접, 롤그루브 등 방식을 통해 덮개판 본체(11)와 하우징을 함께 연결한다. 링형상 연결부(23)는 덮개판 본체(11)와 하우징의 조립을 쉽게 할 수 있다.
하나의 예에서, 해당 리튬 이온 전지의 절연 강도는 1000V을 초과한다. 리튬 이온 전지의 밀봉 압력 등급은 전통적 플라스틱 리벳 리튬 이온 전지의 압력 등급의 적어서 3개 수량급을 초과한다.
예를 통해 본 출원의 일부 특징 실시예에 대해 상세한 설명을 진행하였지만, 해당분야 당업자라면 이해 가능한 것은, 상기 예는 단지 설명 목적일 뿐, 본 출원의 범위를 한정하려는 것은 아니다. 해당분야 당업자라면 이해 가능한 것은, 본 출원의 범위와 사상을 벗어나지 않는 상황 하에, 실시예에 대해 수정을 진행할 수 있다. 본 출원의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.
11:덮개판 본체; 12:압력 방출부; 13:중심 도체; 14:간극; 15:실린더; 16:절연층; 19: 셀; 20: 중심칼럼; 21:연신부; 22:신축 구조; 23: 링형상 연결부; 24:실린더부; 25:보텀부; 26: 닫음부.

Claims (13)

  1. 덮개판 본체, 압력 방출부 및 중심 도체를 포함하되,
    상기 덮개판 본체는 중부에 통공을 구비하고, 상기 통공을 연장시켜 실린더를 형성하고, 상기 실린더는 상기 덮개판 본체의 적어서 하나의 표면에서 돌출되며;
    상기 압력 방출부는 상기 실린더 내에 위치하고 상기 실린더와 밀봉 연결되며, 상기 압력 방출부는 링형상을 이루고, 상기 압력 방출부는 내부 압력 강도가 설정값에 도달하면 상기 덮개판 본체의 변형에 응하여 균열이 생기고, 또는 상기 덮개판 본체에서 이탈되며;
    상기 중심 도체는 상기 압력 방출부의 내환에 설치되고, 축방향에 따라 상기 압력 방출부를 통과하고,
    상기 실린더의 상기 덮개판 본체와 연결되는 부위를 근부로 정의하고, 상기 근부의 외측에는 외부 사각면을 형성하고, 상기 근부의 내측에는 내부 사각면을 형성하며, 상기 압력 방출부는 상기 내부 사각면으로 둘러싼 영역 내에 충진되고,
    상기 압력 방출부는 상기 내부 사각면을 사용하여 형성되는 직선 구간 및 만곡 구간을 포함하고, 상기 직선 구간과 상기 실린더 사이는 밀봉 연결을 형성하며, 상기 만곡 구간은 상기 내부 사각면이 둘러싼 영역 내에 위치하는, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 방출부는 무기 비금속 재료인, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압력 방출부의 재질은 유리 또는 도자기인, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는 상기 덮개판 본체의 그중 하나의 표면에서 돌출되며, 상기 덮개판 본체, 상기 압력 방출부와 상기 중심 도체의 상기 실린더와 맞대는 일측은 서로 평평하게 일치되는, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 덮개판 본체와 상기 중심 도체는 각각 리튬 이온 전지의 하나의 전극으로 하고, 상기 압력 방출부는 상기 실린더의 자유단의 단면을 커버하는 연신부를 포함하는, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 덮개판 본체의 바깥 변두리는 일측을 향해 연장되어, 링형상 연결부를 형성하는, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는 상기 덮개판 본체와 수직되는, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중심 도체는 상기 압력 방출부의 적어서 하나의 단면에서 돌출되는, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 덮개판의 외표면에는 절연층이 설치되고, 상기 절연층은 상기 압력 방출부의 상단면을 커버하고, 상기 중심 도체의 상단면은 노출되는, 리튬 이온 전지에 이용되는 덮개판 어셈블리.
  11. 에너지 전환 수단, 하우징 및 제1항에 따른 덮개판 어셈블리를 포함하되,
    상기 하우징은 실린더부를 포함하고, 상기 에너지 전환 수단은 상기 실린더부가 둘러싼 캐비티 내에 위치하고;
    상기 덮개판 본체는 상기 실린더부의 일단에 커버되고, 상기 덮개판 본체와 상기 중심 도체는 각각 상기 에너지 전환 수단의 2개 전극과 연결되는, 리튬 이온 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 덮개판 어셈블리의 실린더는 상기 캐비티 내부를 향해 돌출되고, 상기 에너지 전환 수단은 상기 실린더와 상기 방출부와 서로 대응하는 부위에서 요홈 구조를 형성하는, 리튬 이온 전지.
  13. 삭제
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