圆柱形电池单元、包括该圆柱形电池单元的电池组和车辆。根据本公开的实施例的圆柱形电池单元包括：卷芯，其具有向上突出的第一电极接头和向下突出的第二电极接头；电池罐，其被配置为通过顶部开口容纳卷芯并且电连接到第二电极接头；第一集电板，其在卷芯的上部处联接到第一电极接头；绝缘收缩管，具有用于覆盖所述第一集电板的至少一部分的第一覆盖部分和用于覆盖所述卷芯的外周的顶端的第二覆盖部分；以及顶盖，其电连接到所述第一集电板并被配置为覆盖所述开口。被配置为覆盖所述开口。被配置为覆盖所述开口。
【技术实现步骤摘要】
圆柱形电池单元、包括该圆柱形电池单元的电池组和车辆
[0001]本申请要求于2021年8月30日在韩国提交的韩国专利申请No.10
‑
2021
‑
0115064和于2022年8月8日在韩国提交的韩国专利申请No.10
‑
2022
‑
0098565的优先权，它们的公开内容通过引用并入本文。
[0002]本公开涉及圆柱形电池单元，包括圆柱形电池单元的电池组和包括电池组的车辆。
技术介绍
[0003]易于根据产品组应用并且具有诸如高能量密度的电特性的二次电池不仅普遍地应用于便携式装置，而且还应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)。这些二次电池作为用于改善生态友好性和能量效率的新能源而受到关注，因为它们不仅具有显著减少化石燃料的使用的主要优点，而且不会因使用能量而产生任何副产物。
[0004]目前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池，镍氢电池、镍锌电池等。这种单元二次电池单元(unit secondary battery cell)，即单元电池单元，具有约2.5V至4.5V的工作电压。因此，当需要更高的输出电压时，可以通过串联连接多个电池单元来配置电池组。此外，根据电池组所需的充电/放电容量，多个电池单元可以并联连接以形成电池组。因此，可以根据所需的输出电压和/或充电/放电容量来不同地设置包括在电池组中的电池单元的数量。
[0005]另一方面，作为单元二次电池单元的类型，已知圆柱形、方形和袋型电池单元。在圆柱形电池单元的情况下，在正极和负极之间插置作为绝缘体的隔膜，并将其卷绕以形成卷芯(jelly
‑
roll)型电极组件，然后将卷芯型电极组件插入电池罐中以构成电池。此外，引线接头可以连接到正极和负极中的每一个的未涂覆部分，并且引线接头连接到用作电极端子的部件以电连接电极组件和电极端子。然而，根据具有这种结构的传统圆柱形电池单元，由于电流集中在联接到正极未涂覆部分和/或负极未涂覆部分的窄引线接头中，所以电阻大，产生的热量大，并且电流收集效率不佳。
[0006]为了解决这个问题，正极的未涂覆部分和负极的未涂覆部分被设计成分别位于卷芯型电极组件的顶端和底端，并且集电板联接到未涂覆部分，从而提出具有改进的电流收集效率的结构的圆柱形电池单元。
[0007]然而，根据这种圆柱形电池单元结构，由于正极的未涂覆部分和负极的未涂覆部分突出到卷芯外部，因此存在正极的未涂覆部分和电池罐彼此接触的可能性。如果正极的未涂覆部分和电池罐形成电接触，则可能发生短路。如果电池内部发生短路，则电池可能被加热或爆炸。因此，需要提供用于防止向上突出的正极的未涂覆部分与电池罐之间的电接触的绝缘构件。
[0008]因此，需要寻找一种能够提供同时具有低电池单元内部电阻和低短路风险的圆柱形电池单元的方法，以及包括该圆柱形电池单元的电池组和车辆。
技术实现思路
[0009]技术问题
[0010]本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开致力于减小圆柱形电池单元的内部电阻并同时防止电池单元的内部短路。
[0011]此外，本公开致力于最小化由被用于防止卷芯的电极接头和电池罐之间的接触的组件所占据的空间，以提高电池单元的能量密度并允许卷芯平滑地插入电池罐中。
[0012]此外，本公开致力于增加卷芯的总高度与电池罐的总高度的比率以提高圆柱形电池单元的能量密度。
[0013]然而，本公开所要解决的技术目的不限于上述内容，本领域技术人员根据以下公开内容将清楚地理解本文未提及的其他目的。
[0014]技术方案
[0015]在本公开的一个方面中，提供了一种圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元包括：卷芯，其具有向上突出的第一电极接头和向下突出的第二电极接头；电池罐，该电池罐被配置成通过顶部开口容纳该卷芯并且电连接至该第二电极接头；第一集电板，所述第一集电板在所述卷芯的上部处连接到所述第一电极接头；绝缘收缩管，其具有用于覆盖所述第一集电板的至少一部分的第一覆盖部分和用于覆盖所述卷芯的外周的顶端的第二覆盖部分；以及顶盖，所述顶盖电连接到所述第一集电板并且被配置为覆盖所述开口。
[0016]这里，第一集电板的直径可以对应于卷芯的直径。
[0017]此外，第一集电板的直径可以小于卷芯的直径，并且第一覆盖部分可以覆盖第一电极接头和第一集电板两者。
[0018]同时，卷芯可以包括第一区域和第二区域，在第一区域中，第一电极接头具有第一长度，在第二区域中，第一电极接头具有第二长度，第二区域位于第一区域的外周缘。
[0019]第一长度可以形成为比第二长度更长。
[0020]从电池罐的内周到第一区域和第二区域之间的边界的距离可以等于或长于通过压入电池罐的外周而形成的卷边部分的压入深度。
[0021]卷边部分的最下端可以形成在第一集电板的下方。
[0022]这里，第一集电板可以覆盖卷芯的第一区域。
[0023]此时，第一覆盖部分可覆盖卷芯的第二区域和第一集电板。
[0024]同时，第一覆盖部分可以连接到第二覆盖部分，并且第一覆盖部分的径向延伸长度可以形成为大于或等于通过压入电池罐的外周而形成的卷边部分的压入深度。
[0025]同时，绝缘收缩管可以包括当施加热量时收缩的可热收缩材料。
[0026]同时，圆柱形电池单元还可以包括容纳在电池罐中的电解质，并且绝缘收缩管可以是不与电解质发生化学反应的材料。
[0027]同时，第二覆盖部分的延伸长度可以大于或等于第一电极接头的延伸长度。
[0028]同时，本公开提供一种电池组，其包括至少一个根据前述实施例的电池单元。
[0029]此外，本公开提供一种车辆，其包括至少一个根据前述实施例的电池组。
[0030]有利效果
[0031]根据本公开，可以减小电池单元的内部电阻，同时可以防止电池单元的内部短路。
[0032]具体地，根据本公开，通过在电极组件的上部和下部中的每一个上形成电极接头
以增加电极接头的面积，可以减小电池单元的内部电阻。
[0033]此外，根据本公开，通过经由相对简单的结构防止电极接头和电池罐之间的电接触，可以防止圆柱形电池单元内部的短路。
[0034]此外，根据本公开，可以最小化由被用于防止卷芯的电极接头和电池罐之间接触的组件所占据的空间。因此，根据本公开，可提高电池单元的能量密度，且可平稳地执行将卷芯插入电池罐中的过程。
[0035]此外，根据本公开，可以增加卷芯的总高度与电池罐的总高度的比率，从而增加圆柱形电池单元的能量密度。
[0036]因此，根据本公开，可以提供一种具有降低内部电阻、防止内部短路、提高过程效率和提高能量密度的结构的圆柱形电池单元，以及包括该圆柱形电池单元的电池组和车辆。
[0037]另外，本公开可以具有将在各个实施例中描述的各种其他效果，或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元包括：卷芯，所述卷芯具有向上突出的第一电极接头和向下突出的第二电极接头；电池罐，所述电池罐被配置成通过顶部开口容纳所述卷芯并且电连接至所述第二电极接头；第一集电板，所述第一集电板在所述卷芯的上部处联接到所述第一电极接头；绝缘收缩管，所述绝缘收缩管具有用于覆盖所述第一集电板的至少一部分的第一覆盖部分和用于覆盖所述卷芯的外周的顶端的第二覆盖部分；以及顶盖，所述顶盖电连接到所述第一集电板并被配置为覆盖所述顶部开口。2.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一集电板的直径对应于所述卷芯的直径。3.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一集电板的直径小于所述卷芯的直径，并且其中，所述第一覆盖部分覆盖所述第一电极接头和所述第一集电板两者。4.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述卷芯包括第一区域和第二区域，在所述第一区域中，所述第一电极接头具有第一长度，在所述第二区域中，所述第一电极接头具有第二长度，所述第二区域位于所述第一区域的外周缘。5.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一长度被形成为比所述第二长度更长。6.根据权利要求5所述的圆柱形电池单元，其中，从所述电池罐的内周到所述第一区域和所述第二区域之间的边界的距离等于或长于通过压入所述电池罐的外周而形成的卷边部分的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏起，姜宝炫，金度均，闵建宇，崔修智，皇甫光洙，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。