电池单元和包括该电池单元的电池模组制造技术

在此公开了一种电池单元和包括该电池单元的电池模组。该电池单元配置成使得电极组件安装在袋形单元壳体中，电极组件包括正极和负极，正极和负极在正极与负极之间插置有隔膜的状态下进行堆叠，其中，从多个电极板向外伸出的电极接片接合至电极引线的第一引线端，作为与第一引线端相反的一端的电极引线的第二引线端在与电极板堆叠的方向平行的状态下位于单元壳体的外表面上，并且设置在第一引线端与第二引线端之间的引线主体在保持与电极板堆叠的方向平行的状态下设置成面对电极组件的最外部表面。结果，可提高安装有电池单元的装置的内部空间的利用率，可简化制造电池模组的工艺并且可降低制造电池模组的成本。

The battery unit and the battery module including the battery unit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池单元和包括该电池单元的电池模组
本技术涉及一种包括设置成面对电极组件的外表面的电极引线的电池单元和包括该电池单元的电池模组。
技术介绍
化石燃料使用的快速增长加速了对可替代能源或清洁能源的需求，已对利用电化学的发电和蓄电进行了积极研究。利用这种电化学能的电化学装置的典型示例是已越来越多用在各种领域中的二次电池。近年来，随着诸如便携式计算机、便携式电话和相机之类的便携式装置日益发展和对这种移动装置的需求增加，对作为这种移动装置的能源的二次电池的需求也急剧增加。在这种二次电池之中，锂二次电池表现出较高的充电放电特性，表现出长寿命特性并且环境友好，已对锂二次电池进行了诸多研究并且锂二次电池目前被商业化和广泛使用。安装在电池壳体中的电极组件是具有正极、隔膜和负极进行堆叠的结构并且可被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被施加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多个具有预定尺寸的正极和多个具有预定尺寸的负极在隔膜分别设置在正极与负极之间的状态下按顺序进行堆叠的结构。已开发了作为果冻卷型电极组件和堆叠型电极组件的组合的具有改进结构的堆叠/折叠型电极组件。堆叠/折叠型电极组件配置成具有其中布置有每个都具有正极/隔膜/负极结构并具有预定单元尺寸的多个全电池(fullcell)，或者布置有每个都具有正极(或负极)/隔膜/负极(或正极)/隔膜/正极(或负极)结构并具有预定单元尺寸的多个双电池(bicell)的结构，该结构利用长的连续隔离膜进行折叠。另外，作为二次电池之一的锂二次电池具有比其他二次电池更低的重量和更高的能量密度，因而对锂二次电池的需求处于增长趋势。特别是，对于棱柱形电池来说，从堆叠有多个电极板和多个隔膜的电极组件向外伸出的电极接片的体积、以及在与电极接片连接的状态下向外伸出的电极引线的体积过度地增加了二次电池的体积，由此二次电池的能量密度降低。此外，在安装有二次电池的装置中形成了不必要的无效空间。图1是示意性示出包括堆叠型电极组件的一般常规袋形电池单元的分解透视图。参照图1，由参考标记10表示的袋形电池单元配置成具有电极组件30安装在袋形电池壳体20中的结构，在该结构中，电极组件的电极接片31和32分别焊接至两个电极引线40和41，并且电池壳体20在电极引线从电池壳体向外暴露的状态下被密封。电极引线位于电极接片伸出的方向上。由于接片-引线接合部和电极引线，电池单元的容量减小，由此电池单元的总能量容量减小。为了解决这些问题，近年来提出了具有各种新颖结构的电池。然而，提出的电池仍未满意地解决上述问题。由于该原因，对适合于装置的小型化并且具有提高的能量密度的电池的需求一直在持续。因此，急需能够根本解决上述问题的技术。
技术实现思路
技术问题为解决上述问题以及其他还要解决的技术问题而提出本技术。作为解决上述问题的各种广泛且深入的研究和实验的结果，本申请的专利技术人发现，如将在下面描述的，在其中电极引线的一端接合至电极接片，并且其中电极引线的引线主体在与多个电极板堆叠的方向平行的状态下设置成面对电极组件的最外部表面，使得电极引线的另一端位于单元壳体的外表面上的情形中，电极引线不会从电极组件向外伸出，可减小被接片-引线接合部和电极引线占据的电池单元的不必要的无效空间的尺寸，并且可提高安装有电池单元的装置的内部空间的利用率。基于这些发现完成了本技术。技术方案根据本技术的一个方面，可通过提供电池单元实现上述和其他目的，所述电池单元配置成使得电极组件安装在袋形单元壳体中，所述电极组件包括正极和负极，所述正极和所述负极在所述正极与所述负极之间插置有隔膜的状态下进行堆叠，其中，从多个电极板向外伸出的电极接片接合至电极引线的第一引线端，作为与所述第一引线端相反的一端的所述电极引线的第二引线端在与所述电极板堆叠的方向平行的状态下位于所述单元壳体的外表面上，并且设置在所述第一引线端与所述第二引线端之间的引线主体在保持与所述电极板堆叠的方向平行的状态下设置成面对所述电极组件的最外部表面。在常规的电极组件中，电极接片和接片-引线接合部伸出，从而占据电池单元的预定体积，由此在电池单元中形成对二次电池的容量的提高没有贡献的空间。相比之下，在根据本技术的电极组件中，减小了对二次电池的容量的提高没有贡献的、被电极接片和接片-引线接合部占据的空间的尺寸，由此可相当大地提高二次电池的能量密度。在具体示例中，所述电极引线可配置成使得：在其中所述第二引线端、所述引线主体和所述第一引线端在与所述电极接片向外伸出的方向平行的情况下布置成按顺序设置的状态下，所述第一引线端接合至所述电极接片，并且所述引线主体的一部分以180度的角度水平弯折，使得所述第二引线端位于所述单元壳体的所述外表面上。此外，所述电极引线可配置成使得：在其中所述引线主体和所述第一引线端在与所述电极接片向外伸出的方向平行的情况下布置成按顺序设置的状态下，所述第一引线端接合至所述电极接片，并且形成所述第二引线端的辅助引线进一步接合至所述引线主体。具体地说，所述辅助引线可通过焊接连接至所述引线主体，并且所述辅助引线可由金属材料制成，从而充当引线。另外，所述电极接片和所述第一引线端的接合部可以以90度的角度垂直弯折，从而面对所述电极组件的侧表面。由于电极接片和第一引线端的接合部弯折从而面对电极组件的侧表面，所以可有效减小其中电极接片和电极引线从电极组件向外伸出的结构中所形成的不必要空间的尺寸。电极接片和第一引线端的接合部不是必须以90度的角度弯折。电极接片和第一引线端的接合部可基于电极接片伸出的方向以75度至105度的角度朝向电极组件的侧表面弯折。然而，在电极接片和第一引线端的接合部朝向电极组件的侧表面过度弯折的情形中，电极接片可能与电极板的侧表面接触，由此可能发生短路，因而可降低电池单元的安全性。由于该原因，对于电极引线来说表现出足够的强度，从而即使对其施加外部冲击也保持弯折就足够了。可在弯折的电极接片与电极组件的侧表面之间设置保护构件。另外，可通过弯折单个扁平引线或通过焊接两个单独的引线制造根据本技术的电极引线。此外，可使用具有与电极引线的形状对应的形状的模具制造根据本技术的电极引线。如上所述，由于电极引线在保持与电极板堆叠的方向平行的状态下位于电极组件的表面上，从而面对电极组件的最外部表面，所以根据本技术的电极组件不具有其中电极引线从电极组件向外伸出的结构，由此可减小不必要的无效空间的尺寸。此外，与电极接片连接的电极引线的部分朝向电极组件的侧表面弯折，由此可在保持相同容量的同时相当大地减小电池单元的体积。此外，在使用根据本技术的电池单元制造电池模组的情形中，如将在后面描述的，不必执行用于将电池单元互相连接的焊接工艺，因此可简化地制造电池模组。因而，本技术在制造成本和制造工艺方面是有利的。具体地说，在与所述电极板堆叠的方向平行的状态下位于所述单元壳体的所述外表面上的所述第二引线端的尺寸可等于其上设置有所述第二引线端的所述单元壳体的所述外表面的平面尺寸的10％至95％。第二引线端实质上是与外部装置电连接的部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池单元，所述电池单元配置成使得电极组件安装在袋形单元壳体中，所述电极组件包括正极和负极，所述正极和所述负极在所述正极与所述负极之间插置有隔膜的状态下进行堆叠，其特征在于，从多个电极板向外伸出的电极接片接合至电极引线的第一引线端，作为与所述第一引线端相反的一端的所述电极引线的第二引线端在与所述电极板堆叠的方向平行的状态下位于所述单元壳体的外表面上，并且设置在所述第一引线端与所述第二引线端之间的引线主体在保持与所述电极板堆叠的方向平行的状态下设置成面对所述电极组件的最外部表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.18 KR 10-2017-00083551.一种电池单元，所述电池单元配置成使得电极组件安装在袋形单元壳体中，所述电极组件包括正极和负极，所述正极和所述负极在所述正极与所述负极之间插置有隔膜的状态下进行堆叠，其特征在于，从多个电极板向外伸出的电极接片接合至电极引线的第一引线端，作为与所述第一引线端相反的一端的所述电极引线的第二引线端在与所述电极板堆叠的方向平行的状态下位于所述单元壳体的外表面上，并且设置在所述第一引线端与所述第二引线端之间的引线主体在保持与所述电极板堆叠的方向平行的状态下设置成面对所述电极组件的最外部表面。2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述单元壳体由包括金属层和树脂层的层压片制成，并且所述单元壳体的外边缘通过热熔合密封。3.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述隔膜插置在所述引线主体与所述电极组件的所述最外部表面之间。4.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述电极引线配置成使得：在其中所述第二引线端、所述引线主体和所述第一引线端在与所述电极接片向外伸出的方向平行的情况下布置成按顺序设置的状态下，所述第一引线端接合至所述电极接片，并且所述引线主体的一部分以180度的角度水平弯折，使得所述第二引线端位于所述单元壳体的所述外表面上。5.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述电极引线配置成使得：在其中所述引线...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴鍾弼，郑根昌，高约翰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：新型
国别省市：韩国,KR