不具有卷边部的圆柱形电池单元制造技术

本发明专利技术披露了一种圆柱形电池单元，包括：果冻卷型电极组件，配置成具有其中正极和负极在隔膜设置在正极与负极之间的状态下进行卷绕的结构；不具有卷边部的圆柱形电池壳体；位于圆柱形电池壳体的开口上端处的盖组件；和衬垫，被安装成围绕安全排气部的外周和安全排气部的下表面的一部分，以便保持盖组件与圆柱形电池壳体之间的绝缘，其中盖组件包括：安全排气部，配置成在电池壳体中的压力增加时破裂以便排气；安装在安全排气部上的盖板，盖板中形成有用于排气的通孔；和电流中断构件，附接至安全排气部的下端，用于在电池壳体中的压力增加时中断电流，并且其中衬垫位于电池壳体的开口上表面的外周部分上并且结合至用于固定盖组件的垫片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不具有卷边部的圆柱形电池单元
本申请要求于2017年9月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2017-0117208号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。本专利技术涉及一种不具有卷边部的圆柱形电池单元，更具体地，涉及一种圆柱形电池单元，其配置成具有这样的结构，其中果冻卷型电极组件被容纳在不具有卷边部的圆柱形电池壳体中，并且其中围绕安全排气部的外周和安全排气部的下表面的一部分的衬垫结合至固定盖组件的垫片，以便保持圆柱形电池壳体与盖组件之间的绝缘，由此电池单元的容量与被省略的卷边部的尺寸成比例地增加。
技术介绍
可充电和放电的二次电池已广泛用作无线移动设备的能源。此外，二次电池作为被开发用于来解决由于使用化石燃料的现有汽油车辆和柴油车辆而导致的诸如空气污染之类的问题的电动车辆和混合动力电动车辆的能源已引起了相当大的关注。因此，二次电池由于其优点而被用在越来越多的应用中，并且在未来，二次电池有望应用于更多的应用和产品。一般来说，基于电池壳体的形状，二次电池分为具有安装在圆柱形金属罐中的电极组件的圆柱形电池、具有安装在棱柱形金属罐中的电极组件的棱柱形电池、以及具有安装在由铝层压片制成的袋形壳体中的电池组件的袋形电池。安装在电池壳体中的电极组件是包括正极、负极、以及插置在正极与负极之间的隔膜并且能够充电和放电的发电元件。电极组件分为果冻卷型电极组件或堆叠型电极组件，果冻卷型电极组件配置成具有其中施加有活性材料的长片型正极和长片型负极在隔膜设置在正极与负极之间的状态下进行卷绕的结构，堆叠型电极组件配置成具有其中具有预定尺寸的多个正极和具有预定尺寸的多个负极在隔膜分别设置在正极与负极之间的状态下顺序地堆叠的结构。果冻卷型电极组件的优点在于易于制造果冻卷型电极组件并且果冻卷型电极组件具有较高的每单位重量的能量密度。图1是示意性地示出具有卷边部的一般圆柱形电池单元的上部的垂直截面图。参照图1，通过将果冻卷型电极组件130放置在圆柱形罐101中限定出的容纳单元中，将电解液注入容纳单元中，使得电极组件130完全被电解液浸渍，并且将盖组件110结合至圆柱形罐的开口上端来制造圆柱形电池单元100。盖组件110连接至正极接片131，并且盖组件110配置成具有这样的结构，其中在顶盖102和用于降低内部压力的安全排气部103彼此紧密接触的状态下，顶盖102和安全排气部103设置在用于保持气密性的衬垫105中，衬垫安装至圆柱形罐的压接部和卷边部120的上部内表面。顶盖102的中间部分向上突出，使得在顶盖102连接至外部电路时顶盖102用作正极端子，并且沿着顶盖102的突出部分的外周形成有多个通孔，圆柱形罐中的气体通过多个通孔被排出到圆柱形罐之外。然而，在圆柱形罐形成有卷边部的情况下，圆柱形罐的高度减小，从而降低了电池单元的容量。此外，在执行卷边工艺时圆柱形罐的高度或直径发生变化的情况下，需要改变卷边条件。结果，生产率降低，并且成本增加。为了解决这些问题，专利文献1披露了一种不具有卷边部的圆柱形电池单元。然而，所披露的圆柱形电池单元配置成具有这样的结构，其中盖组件通过过盈装配插入圆柱形罐中，并且盖组件的外周被焊接到圆柱形罐。因此，在盖组件的组装期间，盖组件或圆柱形罐可容易被损坏。专利文献2披露了一种不具有卷边部的圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元配置成在圆柱形罐的内表面上形成突起或支撑结构，以便固定盖组件。然而，该专利文献没有披露能够通过改变用于保持圆柱形罐与盖组件之间的绝缘的衬垫的结构来增加电池单元的容量的技术。因此，为了增加圆柱形电池单元的容量，迫切需要一种能够将盖组件结合至圆柱形壳体而不损坏盖组件且同时将其中容纳果冻卷型电极组件的圆柱形罐中限定出的无效空间的尺寸最小化的技术。-相关技术文献(专利文献0001)韩国专利申请公开第2016-00885858号(专利文献0002)韩国专利申请公开第2007-0080866号
技术实现思路
技术问题鉴于上述问题和尚未解决的其他技术问题进行了本专利技术，本专利技术的目的在于提供一种圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元配置成具有这样的结构，其中果冻卷型电极组件被容纳在不具有卷边部的圆柱形电池壳体中，并且其中用于保持盖组件与圆柱形电池壳体之间的绝缘的衬垫围绕安全排气部的外周和安全排气部的下表面的一部分，并且所述衬垫结合至固定盖组件的垫片，由此其中容纳果冻卷型电极组件的圆柱形电池壳体的尺寸与被省略的卷边部的尺寸成比例地增加。因此，可提供一种具有与电极组件容纳单元的尺寸的增加成比例地增加的容量的圆柱形电池单元。技术方案根据本专利技术的一个方面，可通过提供一种圆柱形电池单元实现上述和其他目的，所述圆柱形电池单元包括：果冻卷型电极组件，所述果冻卷型电极组件配置成具有其中正极和负极在隔膜设置在正极与负极之间的状态下进行卷绕的结构；不具有卷边部的圆柱形电池壳体；盖组件，所述盖组件位于圆柱形电池壳体的开口上端处；和，衬垫，所述衬垫被安装成围绕安全排气部的外周和所述安全排气部的下表面的一部分，以便保持所述盖组件与所述圆柱形电池壳体之间的绝缘，其中所述盖组件包括：所述安全排气部，所述安全排气部配置成在所述电池壳体中的压力增加时破裂以便排气；安装在所述安全排气部上的盖板，所述盖板中形成有用于排气的通孔；和电流中断构件，所述电流中断构件附接至所述安全排气部的下端，用于在所述电池壳体中的压力增加时中断电流，其中所述衬垫位于所述电池壳体的开口上表面的外周部分上，并且结合至用于固定所述盖组件的垫片。通常，圆柱形电池单元配置成使得包括电流中断装置(CurrentInterruptDevice,CID)和正温度系数(PTC)元件(PositiveTemperaturecoefficientElement)的顶盖结合至圆柱形罐的开口上端，以便保证圆柱形电池单元的安全性，所述电流中断装置用于在电池单元异常操作时中断电流并减小电池单元中的压力大小，所述正温度系数元件用于当电池单元中的温度增加时通过增加电池单元电阻来中断电流。为了将顶盖结合至圆柱形罐，圆柱形罐的上端部分向内凹入预定宽度，将顶盖装在圆柱形罐的上端，并且圆柱形罐的上端部分弯曲以形成卷边部，使得顶盖的外周被卷边部包围。使用卷边部结合顶盖是基于制造圆柱形罐的金属的塑性变形和高机械强度来实现的，由此稳定地保持顶盖的结合。然而，由于卷边部的形成导致电池壳体中的空间减小，从而降低了电池单元的容量。如在本专利技术中，在位于圆柱形电池壳体的开口上表面上的垫片结合至盖组件的情况下，盖组件在附接至垫片的状态下得以固定，由此可从电池壳体省略用于固定盖组件的卷边部。如上所述，由于使用不具有卷边部的电池壳体，因此可省去形成卷边部的工序，由此可省去为了形成卷边部而调节电池单元的尺寸的工序并且因而可降低成本。此外，由于省去了形成卷边部的工序，因此不必使用配置成具有围绕盖板的上表面的一部分的结构的衬垫。本专利技术中使用的衬垫可配置成具有围绕盖板的外周或安全排气部的外周、以及安全排气部的下表面的一部分的结构。此外，果冻卷型电极组件的高度可与被省略的卷边部的高度成比例地增加，因此可提供具有与电极组件的体积增加而成比例地增加的容量的圆柱形电池单元。在一具体示例中，衬垫可经由热塑性粘合剂层结合至垫片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱形电池单元，包括：果冻卷型电极组件，所述果冻卷型电极组件配置成具有其中正极和负极在隔膜设置在所述正极与所述负极之间的状态下进行卷绕的结构；不具有卷边部的圆柱形电池壳体；盖组件，所述盖组件位于所述圆柱形电池壳体的开口上端处；和衬垫，所述衬垫被安装成围绕安全排气部的外周和所述安全排气部的下表面的一部分，以便保持所述盖组件与所述圆柱形电池壳体之间的绝缘，其中，所述盖组件包括：所述安全排气部，所述安全排气部配置成在所述电池壳体中的压力增加时破裂以便排气；安装在所述安全排气部上的盖板，所述盖板中形成有用于排气的通孔；和电流中断构件，所述电流中断构件附接至所述安全排气部的下端，用于在所述电池壳体中的压力增加时中断电流，其中，所述衬垫位于所述电池壳体的开口上表面的外周部分上，并且结合至用于固定所述盖组件的垫片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.09.13 KR 10-2017-01172081.一种圆柱形电池单元，包括：果冻卷型电极组件，所述果冻卷型电极组件配置成具有其中正极和负极在隔膜设置在所述正极与所述负极之间的状态下进行卷绕的结构；不具有卷边部的圆柱形电池壳体；盖组件，所述盖组件位于所述圆柱形电池壳体的开口上端处；和衬垫，所述衬垫被安装成围绕安全排气部的外周和所述安全排气部的下表面的一部分，以便保持所述盖组件与所述圆柱形电池壳体之间的绝缘，其中，所述盖组件包括：所述安全排气部，所述安全排气部配置成在所述电池壳体中的压力增加时破裂以便排气；安装在所述安全排气部上的盖板，所述盖板中形成有用于排气的通孔；和电流中断构件，所述电流中断构件附接至所述安全排气部的下端，用于在所述电池壳体中的压力增加时中断电流，其中，所述衬垫位于所述电池壳体的开口上表面的外周部分上，并且结合至用于固定所述盖组件的垫片。2.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中所述衬垫经由热塑性粘合剂层结合至所述垫片。3.根据权利要求2所述的圆柱形电池单元，其中，所述热塑性粘合剂层是选自由聚氨酯(Polyurethane,PU)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚乙烯醇(Polyvinylalcohol,PVA)、硅(Silicon)基树脂，环氧(epoxy)基树脂、聚酯(Polyester)、异氰酸酯(isocyanate)基树脂和工程塑料(Engineeringplastic)构成的群组中的至少一种，并且所述工程塑料是聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)、聚酮(Polyketone,PK)、含氟聚合物(fluoropolymer,FP)、液晶聚合物(Liquidcrystalpolymer,LCP)、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidenefluoride,PVDF)、聚苯硫醚(Polyphenylenesulfide,PPS)、聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide,PPA)、聚酰胺(Polyamide,PA)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(Polycyclohex...

【专利技术属性】
技术研发人员：申亢秀，金度均，郑湘锡，李炳国，李炳九，闵建，金餐培，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR