包括热膨胀带的安全性提高的电池单元及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种包括热膨胀带的安全性提高的电池单元及其制造方法，其中包括多个电池单元的电池组被配置成使得通过采用热膨胀带，将在充电/放电过程期间产生的热量以及由此产生的内部气体排放到电池单元的外部。因而，本发明专利技术通过排放袋型二次电池中产生的气体可提高袋型二次电池组的安全性。此外，本发明专利技术利用二次电池中产生的气体的压力，因而可在不设置单独装置和外部电源的情况下操作。而且，由于具有热膨胀特性的固定单元的配置，本发明专利技术可执行反复的气体排放。

Battery Cell Including Thermal Expansion Belt for Safety Improvement and Its Manufacturing Method

The present invention relates to a battery cell comprising a thermal expansion band and a manufacturing method thereof. The battery pack comprising a plurality of battery cells is configured so that the heat generated during the charging/discharging process and the resulting internal gas are discharged to the outside of the battery cell by using the thermal expansion band. Therefore, the safety of the bag type secondary battery pack can be improved by discharging the gas generated in the bag type secondary battery. In addition, the present invention utilizes the pressure of the gas generated in the secondary battery, so that it can be operated without setting a separate device and an external power supply. Moreover, due to the configuration of a fixed unit with thermal expansion characteristics, the invention can perform repeated gas emissions.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括热膨胀带的安全性提高的电池单元及其制造方法
本专利技术一般涉及一种包括热膨胀带的安全性提高的电池单元及其制造方法。更具体地，本专利技术涉及一种包括热膨胀带的安全性提高的电池单元及其制造方法，其中包括多个电池单元的电池组被配置为使得通过采用热膨胀带，将在充电/放电过程期间产生的热量以及由此产生的内部气体排放到电池单元的外部。
技术介绍
一般来说，二次电池的代表例包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池等。这种二次电池不仅应用于诸如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏装置、动力工具、电动自行车等之类的小尺寸产品，而且还应用于诸如电动车辆、混合动力车辆等之类的需要高输出的大尺寸产品、用于存储新的可再生能源和过剩电力的电力存储装置、以及备用电力存储装置。同时，电动车辆、混合动力车辆、电力存储装置等中使用的大容量电池包括彼此串联和/或并联连接的多个单元电池组件。由彼此连接的多个单元电池构成的电池以电池组形式放置并且重复充电/放电过程，从而必须控制每个单元电池和电池组的状态。锂二次电池根据形状可制造成各种类型。锂二次电池的代表类型可包括圆柱型(cylindricaltype)、棱柱型(prismatictype)、袋型等(pouchtype)。特别是，袋型二次电池采用柔性壳体，即袋，因而形状上相对自由。此外，袋型二次电池易于制造且成本低，从而在二次电池工业中越来越流行。然而，这种袋型二次电池是通过添加有机溶剂和增塑剂来制造的，从而提高输出或容量特性。当袋型二次电池在充电放电过程中被过充电或者由于缺陷而在内部短路时，电池温度快速升高，这导致在电池中产生易燃气体，并且导致其中袋膨胀的膨胀(swelling)现象。为了防止这种膨胀现象，必须适当移除或排放袋中的气体。特别是，正在进行研究以在不给一般电池组的部件增加用于气体排放的额外部件的情况下解决该问题。注意的是，韩国专利申请公开第10-2016-0095439号(2016年8月11日)公开了一种电池模块，包括：二次电池单元，所述二次电池单元包括以预定间隔水平和垂直布置的多个二次电池，每个二次电池具有电极端子和安全排气孔，电极端子和安全排气孔设置在每个二次电池的一侧；按压板，所述按压板用于以带状围绕二次电池单元的外表面并且以预定压力按压二次电池单元；管道，所述管道与安全排气孔连通并使从安全排气孔排放的气体流到第一位置；和绝缘盖，所述绝缘盖具有结合到绝缘盖以在第一位置处与管道连通的排气孔构件。注意的是，日本专利申请公开第2011-071097号(2011年4月7日)公开了一种二次电池装置，包括：多个电池单元，每个电池单元具有设置有单元端子的上表面、与上表面相对的下表面、以及将上表面和下表面彼此连接的侧表面；第一支撑框架，所述第一支撑框架具有第一凹部，第一凹部支撑多个电池单元的每一个，多个电池单元布置成使得单元端子布置成直线且位于同一平面上，并且第一凹部与每个电池单元的上表面衔接，第一支撑框架具有使电池单元的单元端子暴露的开口；第二支撑框架，所述第二支撑框架具有第二凹部，第二凹部支撑多个电池单元的每一个并且与每个电池单元的下表面衔接；第三支撑框架，所述第三支撑框架具有支撑每个电池单元的侧表面的圆柱部；与从第一支撑框架的开口暴露的每个电池单元的单元端子电连接的总线；和具有底部和侧壁的外壳，所述底部与支撑多个电池单元的第二支撑框架相对，所述侧壁在底部处竖起并且在围绕第三支撑框架的同时结合至第一支撑框架。注意的是，日本专利第5993209号(2016年8月26日)公开了一种电池冷却结构，其配置成使得：包括多个单元电池的电池组被容纳在容器中，并且壳体具有将冷却空气引入壳体中的空气入口和排放冷却空气的空气出口，由此通过冷却空气冷却电池组，其中单元电池是锂离子二次电池或镍氢二次电池，并且空气入口或空气出口设置有耐火封闭构件，当起火时，耐火封闭构件热膨胀，从而封闭空气入口或空气出口。耐火封闭构件由包含膨胀起始温度等于或小于270度的膨胀材料的热膨胀耐火树脂材料制成，并且管道构件连接至空气入口或空气出口。耐火封闭构件具有设置成围绕空气入口或空气出口的外周表面的圆柱部，并且耐火封闭构件的圆柱部插置在空气入口或空气出口与管道构件之间。注意的是，韩国专利申请公开第10-2013-0117637号(2013年10月28日)公开了一种二次电池，包括：具有电极接片的电极组件；附接至电极接片并且具有至少一个引线孔的电极引线；袋状壳体，袋状壳体容纳电极组件，使得电极引线伸出到袋状壳体外部；和密封带，密封带具有形成在与引线孔对应的区域中的排气图案，并且密封带插置在电极引线与袋状壳体的内表面之间。然而，仍未提出包括热膨胀带并且配置成在不设置单独气体排放装置的情况下有效控制电池单元和电池组的内部温度和气体排放，从而提高电池组的稳定性并提高其充电/放电性能的、安全性提高的电池单元及其制造方法。相关技术文献(专利文献0001)韩国专利申请公开第2016-0095439号(2016年8月11日)(专利文献0002)日本专利申请公开第2011-071097号(2011年4月7日)(专利文献0003)日本专利第5993209号(2016年8月26日)(专利文献0004)韩国专利申请公开第2013-0117637号(2013年10月28日)
技术实现思路
技术问题因此，考虑到相关技术中产生的上述问题进行了本专利技术，本专利技术提供一种包括热膨胀带的安全性提高的电池单元及其制造方法，其中设置有能够排放袋型二次电池中产生的气体的装置。此外，本专利技术提供一种在制造锂二次电池组的工艺中不设置额外部件的情况下排放电池单元中的气体的制造方法。此外，本专利技术提供一种电池单元固定单元，根据袋型锂二次电池的充电/放电性能，该电池单元固定单元对于电池组的温度控制和电池组中产生的气体的排放来说具有物理和化学稳定性。技术方案为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种制造锂二次电池组的方法，所述方法包括：形成袋型电池单元的第一步骤，所述袋型电池单元配置成通过袋密封电极组件和电解质，并且正极接片和负极接片从所述袋的一侧伸出到所述袋的外部；将所述第一步骤中形成的多个袋型电池单元堆叠的第二步骤；使用固定单元固定所述第二步骤的所述多个袋型电池单元以形成单元模块的第三步骤；和将所述第三步骤中形成的多个单元模块布置在模块壳体中的第四步骤，其中所述固定单元具有当袋型电池单元的温度升高时排放所述袋型电池单元中的气体的功能。此外，所述固定单元可具有热膨胀特性。此外，所述固定单元可以是热膨胀聚合物。此外，所述固定单元可具有条带形状、带形状、管形状和盒形状中的一种或至少两种形状。此外，可在所述第三步骤中在所述单元模块的表面上形成保护电路或PTC电路。此外，所述热膨胀聚合物可由选自由PE、PP、PS、PVC、压克力和丁基树脂构成的组中的任意一种组成。此外，在所述电池单元的温度等于或大于80℃时执行通过所述固定单元排放所述袋型电池单元中的气体的功能。此外，所述固定单元可由包括膨胀石墨和所述热膨胀聚合物的复合结构构成。此外，所述固定单元的膨胀压力可为0.2N/mm2至1.5N/mm2。此外，可提供一种装置，所述装置包括通过所述制造锂二次电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造锂二次电池组的方法，所述方法包括：形成袋型电池单元的第一步骤，所述袋型电池单元配置成通过袋密封电极组件和电解质，并且正极接片和负极接片从所述袋的一侧伸出到所述袋的外部；将所述第一步骤中形成的多个袋型电池单元堆叠的第二步骤；使用固定单元固定所述第二步骤的所述多个袋型电池单元以形成单元模块的第三步骤；和将所述第三步骤中形成的多个单元模块布置在模块壳体中的第四步骤，其中所述固定单元具有当袋型电池单元的温度升高时排放所述袋型电池单元中的气体的功能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.16 KR 10-2017-00211991.一种制造锂二次电池组的方法，所述方法包括：形成袋型电池单元的第一步骤，所述袋型电池单元配置成通过袋密封电极组件和电解质，并且正极接片和负极接片从所述袋的一侧伸出到所述袋的外部；将所述第一步骤中形成的多个袋型电池单元堆叠的第二步骤；使用固定单元固定所述第二步骤的所述多个袋型电池单元以形成单元模块的第三步骤；和将所述第三步骤中形成的多个单元模块布置在模块壳体中的第四步骤，其中所述固定单元具有当袋型电池单元的温度升高时排放所述袋型电池单元中的气体的功能。2.如权利要求1所述的方法，其中所述固定单元具有热膨胀特性。3.如权利要求2所述的方法，其中所述固定单元是热膨胀聚合物。4.如权利要求2所述的方法，其中所述固定单元具有条带形状、带形状、管形状和盒形状中的一种或至少两种形状。5.如权利要求1所述的方法，其中在所述第三步骤中在所述单元模块的表面上形成保护电路或PTC电路。6.如权利要求3所述的方法，其中所述热膨胀聚合物由选自由PE、PP、PS、PVC、压克力和丁基树脂构成的组中的任意一种组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛眞荣，成东昱，郑邵美，张大成，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR