具有Z字形密封部的二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种二次电池，其中电极组件容纳在电池壳中，其中所述电池壳由包含树脂层和金属层的层压片制成，且通过在容纳所述电极组件的状态下密封其外周表面而被密封，并且在所述电池壳的所述外周表面处的密封部中的至少一个设置有至少两个连续形成的凹进部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有Z字形密封部的二次电池
本专利技术涉及一种包含Z字形密封部的二次电池，并且更加特别地涉及一种其中电极组件容纳在电池壳中的二次电池，其中电池壳由包含树脂层和金属层的层压片制成且通过在容纳电极组件的状态下密封其外周表面而被密封，并且在电池壳的外周表面处的密封部中的至少一个设置有至少两个连续形成的凹进部。
技术介绍
随着移动装置技术继续发展并且对其的需求继续增加，对于作为能源的电池的需求正在快速地增加。因此，对于可以满足各种需要的电池的各种研究已经在进行中。另外，因为近来对于环境问题的关注正在增加，所以对于能够替代作为空气污染的主要原因之一的、使用化石燃料的车辆如汽油车辆、柴油车辆等的电动车辆(EV)、混合EV(HEV)等的研究正在积极进行中。作为EV、HEV等的电源，主要使用镍金属氢化物二次电池。然而，对于具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池的研究在积极进行中并且某些这样的锂二次电池可商购获得。虽然锂二次电池具有优异的电特性并且是相对轻质的，但是由于其安全性问题，锂二次电池尚未被广泛地使用。为了增强这种锂二次电池的安全性，已经尝试使用正温度系数元件、温度保险丝、减压保护电路等以防止温度的增加。然而，虽然这些锂二次电池包含上述元件，但是在异常条件下可能由于电池内部的异常反应而产生气体。当前制造的二次电池基本上具有内部真空结构。这种结构旨在通过从电池的内部移除反应性气体而抑制潜在的副反应。然而，由于这点，当在异常条件下产生气体时，二次电池会被大量的气体填充，直至将气体排放到外部并且其排放时间延迟，这增加了二次电池爆炸的风险。因此，为了解决上述问题，如图1到3中所示，常规上已经尝试了在电池壳的密封部处形成通风孔部。特别地，参考图1到3，在设置在电池单元10、20或30的电池壳14一侧的密封部处形成通风孔部15、25或35。图1的电池单元10的通风孔部15具有从电池壳14的内部朝向外部凹进的形状。图2的电池单元20的通风孔部25具有修改的宽度。图3的电池单元30的通风孔部35具有其中杂质等嵌入密封部中的结构。通风孔部15、25和35具有如下结构：当电池壳14的内部压力增加时，通风孔部15、25和35由于集中在其上的应力而破裂并且因此将在电池壳14内部产生的气体排放到外部。因此，根据使得通风孔部破裂的临界压力来确定具有这种结构的通风孔部的具体尺寸。然而，图1到3中分别示出的通风孔部15、25和35具有可能因在充放电期间发生的、电池单元10、20和30的膨胀和收缩而容易地被损坏的结构。另外，即使当根据临界压力将通风孔部设计成具有特定尺寸时，通风孔部仍可能在达到临界压力之前破裂，因为如上所述通风孔部可能容易被损坏。因此，非常迫切的需要开发一种二次电池，该二次电池可以与其中电池单元的内部压力达到临界压力的情况一致地被准确地通风。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决相关技术的前述问题并且实现长期以来追求的技术目标。特别地，本专利技术的一个目的在于提供一种二次电池，所述二次电池通过在电池壳的外周表面处的密封部处连续地形成凹进部而具有增强的安全性并且具有在二次电池的内部压力达到临界压力时可以可靠地排放气体的结构。另外，本专利技术的另一个目的在于提供一种二次电池，所述二次电池通过以如下方式减少爆炸的风险而具有增强的安全性：使得当异常运行条件不是相对严重时使电池壳通风并且因此由其排放内部气体。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种二次电池，其中电极组件容纳在电池壳中，其中所述电池壳由包含树脂层和金属层的层压片制成且通过在容纳所述电极组件的状态下密封其外周表面而被密封，并且在所述电池壳的所述外周表面处的密封部中的至少一个设置有至少两个连续形成的凹进部。如上所述，常规的通风孔部具有可能因在电池单元的充放电期间发生的、电池单元的膨胀和收缩而容易地被损坏的结构与其中内部压力和应力仅集中于其特定区域上的结构。因此，具有上述结构的通风孔部可能更早地破裂，虽然它们没有达到临界压力，并且因此通风孔部的总体运行可靠性低。相比之下，在根据本专利技术的二次电池中，连续地形成至少两个凹进部并且因此在内部产生的压力可以分布到凹进部。因此，当二次电池的内部压力达到临界压力时，可以与其一致地准确地安全地进行气体排放。特别地，根据本专利技术的电池壳由包含树脂层和金属层的层压片制成并且这种材料具有其中层压片的外周表面的密封部因电池单元的重复膨胀和收缩，即，外力的重复施加而变形或断裂或具有减小的刚性的疲劳断裂性质。而且，设计成具有比其它密封部更弱的结构从而由于内部压力而通风的通风孔部具有其中这种疲劳断裂现象被促进的结构。因此，即使根据临界压力将通风孔部设计成具有特定尺寸，具有单一结构的常规通风孔部仍可能因重复的外力而经历疲劳断裂，并且因此，通风孔部可能在比设定的临界压力更低的压力下通风或者在非预期的压力下通风。然而，根据本专利技术的电池壳包含具有如下结构的通风孔部：多个凹进部彼此相邻地布置并且因此内部压力或者外力可以分布到凹进部。因此，上述疲劳断裂的发生可以显著地减少并且因此可以使电池壳响应于设定的临界压力而准确地通风。在一个具体实施方式中，凹进部可以具有如下结构：在电极组件的方向上的边界线上形成在电池壳的外周表面处的密封部并且至少两个凹进部连续地形成为具有Z字形形状。Z字形形状可以例如是其中当在水平横截面上观看时至少两个多边形彼此相邻或者至少两个半圆形彼此相邻的形状。特别地，Z字形形状不受特别限制，只要该形状使得在电池壳中产生的压力或应力能够分布到凹进部即可。例如，Z字形形状可以是其中至少两个三角形、四边形或者椭圆形彼此相邻的形状。在一个具体实施方式中，连续地形成的凹进部的总长度可以是在外周表面处的密封部的长度的5％～40％，并且凹进部的数目可以是2～10。特别地，当凹进部的总长度小于在外周表面处的密封部的长度的5％时，难以如上所述在相对低的内部压力下获得气体排放效果。另一方面，当凹进部的总长度超过在外周表面处的密封部的总长度的40％时，密封部的密封力可能减小。凹进部的凹进深度可以是密封部的宽度的5％～50％，并且凹进部的宽度可以是密封部的宽度的5％～50％。特别地，当凹进部的凹进深度或者宽度超过密封部的宽度的50％时，密封部的密封力可能减小。另一方面，当凹进部的凹进深度或者宽度小于密封部的宽度的5％时，难以获得期望的效果。在某些情况中，电池壳可以包含为了使电池壳的内部保持在常压下而注射的惰性气体。可商购获得的二次电池基本上具有内部真空结构。设计这种结构是为了通过移除电池壳内部的反应性气体而防止各种潜在的副反应。然而，由于这一点，当由于电池的异常反应如过充电等而在二次电池内部产生气体时，在电池被通风之前需要相对长的时间，结果，内部异常反应加剧并且爆炸的风险增加。相比之下，在其中将惰性气体注射到二次电池中以将其内部保持在常压状态下的情况中，当如上所述的异常反应发生时，二次电池在相对短的时期内具有增加的内部压力，从而被通风。因此，可以防止这种异常反应的加剧并且还可以减小爆炸的风险。惰性气体可以是不在二次电池内部引起单独的电化学反应的任何气体并且可以例如是选自氦气、氮气和氩气的至少一种气体。在其制造过程中在移除在为了活化二次电池而进行的初始充放电期间产生的气体之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，其中电极组件容纳在电池壳中，其中所述电池壳由包含树脂层和金属层的层压片制成，且所述电池壳通过在容纳所述电极组件的状态下密封外周表面而被密封，并且在所述电池壳的所述外周表面处的密封部中的至少一个设置有至少两个连续形成的凹进部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.02 KR 10-2012-00109131.一种二次电池，其中电极组件容纳在电池壳中，其中所述电池壳由包含树脂层和金属层的层压片制成，且所述电池壳通过在容纳所述电极组件的状态下密封外周表面而被密封，并且在所述电池壳的所述外周表面处的密封部中的至少一个设置有至少两个连续形成的凹进部，其中所述凹进部具有如下结构：在所述电极组件的方向上的边界线上形成有在所述电池壳的所述外周表面处的所述密封部，并且至少两个凹进部连续地形成为具有Z字形形状，其中所述Z字形形状是其中当在水平横截面上观看时至少两个多边形彼此相邻或者至少两个半圆形彼此相邻的形状，使得在电池壳中产生的压力或应力能够分布到所有凹进部，其中所述电池壳包含为了使所述电池壳的内部保持在常压下而注射的惰性气体。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述连续形成的凹进部的总长度是在所述外周表面处的所述密封部的长度的5％～40％。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹进部的数目是2～10。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述凹进...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成龙，李汉浩，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR