圆柱形电池单元、电池组和包括其的车辆，及其制造方法技术

本公开公开了圆柱形电池单元、电池组和包括其的车辆，及其制造方法。该圆柱形电池单元包括：蛋糕卷型电极组件，其中，具有片状形状的第一电极板和第二电极板以及插置在其间的隔膜沿一个方向卷绕；电池罐，其具有容纳电极组件的开口部分和与开口部分相对的部分封闭部分，并且电连接到第二电极板；集电板，其电连接到第一电极板；单元端子，其通过电池罐的封闭部分的穿孔连接到集电板；以及绝缘体，其插置在电池罐和集电板之间。在电池罐和集电板之间。在电池罐和集电板之间。

【技术实现步骤摘要】
圆柱形电池单元、电池组和包括其的车辆，及其制造方法


[0001]本公开涉及圆柱形电池单元、包括该圆柱形电池单元的电池组以及包括该电池组的车辆。

技术介绍

[0002]易于根据产品组而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应用于便携式装置，而且应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)。
[0003]这些二次电池作为改善生态友好性和能效的新能源而受到关注，因为其不仅具有显著减少化石燃料的使用的主要优点，而且还不从能量的使用会产生任何副产物。
[0004]当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。这种单位二次电池单元具有约2.5V至4.5V的工作电压。
[0005]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充电/放电容量中的至少一个来不同地设置包括在电池组中的电池单元的数量和电连接模式。
[0006]另一方面，作为二次电池单元的类型，已知有圆柱形、方形和袋型电池单元。在圆柱形电池单元的情况下，作为绝缘体的隔膜插置在正极和负极之间，并且其被卷绕以形成蛋糕卷型(jelly
‑
roll type)电极组件，然后该蛋糕卷型电极组件与电解质一起插入电池罐中以构成电池。
[0007]这里，当电池罐连接到负极或正极(通常是负极)并且具有极性时，在电池罐和蛋糕卷型电极组件之间也需要绝缘。
[0008]同时，随着圆柱形电池单元最近被应用于电动车辆，圆柱形电池单元的形状因子正在增大。也就是说，与具有诸如18650和21700的形状因子的传统圆柱形电池单元相比，圆柱形电池单元的直径与高度比正在增大。形状因子的增大导致能量密度的增大、防止热失控的安全性的增加以及冷却效率的提高。此外，在具有增大的形状因子的圆柱形电池单元的情况下，电池罐和蛋糕卷型电极组件之间的绝缘变得更加重要。
[0009]插入圆柱形电池单元中以用于绝缘的绝缘体通常以片(sheet)的形式制造。然而，当片状绝缘体放置在蛋糕卷型电极组件上并且插入电池罐中时，绝缘体可能会移动。因此，由于绝缘体从正确的位置分离，所以绝缘可能劣化并且可能出现缺陷。

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种电极组件、一种圆柱形电池单元、一种电池组和一种包括该电池组的车辆，在该电极组件中，绝缘体固定到电池罐并且不移动，从而当蛋糕卷型电极组件随后插入到电池罐中时，绝缘体可以在正确的位置联接到蛋糕卷型电极组件，从而提高绝缘性并且防止缺陷的发生。
[0012]本公开还旨在提供一种使用具有改进结构的圆柱形电池单元制造的电池组以及包括该电池组的车辆。
[0013]然而，本公开所要解决的技术目标不限于上述内容，并且本领域技术人员将会从以下公开内容中清楚地理解在此未提及的其它目标。
[0014]技术方案
[0015]在本公开的一个方面，提供了一种圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元包括：蛋糕卷型电极组件，其中，具有片状形状的第一电极板和第二电极板以及插置在第一电极板和第二电极板之间的隔膜沿一个方向卷绕；电池罐，其具有容纳电极组件的开口部分和与开口部分相对的部分封闭部分，并且电连接到第二电极板；集电板，其电连接到第一电极板；单元端子，其通过电池罐的封闭部分的穿孔连接到集电板；以及绝缘体，其插置在电池罐和集电板之间。
[0016]优选地，电极组件的第一电极板可以在其长边端处包括未涂覆活性材料层的第一未涂覆部分，并且第一未涂覆部分可以在基于电极组件的中心而形成多个卷绕圈的同时暴露于隔膜的外部，从而自身用作电极接头并且电连接到集电板。
[0017]优选地，绝缘体的形状可以对应于蛋糕卷型电极组件的截面形状。
[0018]在一个方面，可以在绝缘体的外周上设置至少一个突起，使得当电极组件容纳在电池罐中时，绝缘体通过配合联接到电池罐。
[0019]优选地，突起可以设置为多个，并且多个突起可以在绝缘体的外周上以预设间隔设置。
[0020]优选地，突起可以在绝缘体的外周上以相同间隔彼此隔开。
[0021]在另一方面，可以在绝缘体的面向电池罐的封闭部分的内表面的表面上形成热熔融层，使得当电极组件容纳在电池罐中时，绝缘体通过热熔融固定到电池罐。
[0022]在又一方面，可以在与电池罐接触的绝缘体的上表面上形成粘合层，使得当电极组件容纳在电池罐中时，绝缘体通过粘合固定到电池罐。
[0023]在又一方面，绝缘体可以通过双面胶带固定到电池罐。
[0024]优选地，可以在从绝缘体的外周连接的绝缘体的上表面中形成至少一个通孔，使得电解质移动通过所述至少一个通孔。
[0025]优选地，通孔可以设置为多个，并且多个通孔可以以预设间隔彼此隔开。
[0026]优选地，多个通孔可以布置在从绝缘体的中央部分朝向绝缘体的外周形成的一条直线上。
[0027]优选地，多个通孔可以布置在从绝缘体的中央部分朝向绝缘体的外周径向地布置的多条直线中的每一条上。
[0028]优选地，多个通孔的布置间隔可以沿径向方向增大或减小。
[0029]优选地，通孔的直径可以为1.0mm至3.0mm。
[0030]在一个方面，从绝缘体的中心到突起的端部的距离可以大于电极组件的半径。
[0031]在另一方面，从绝缘体的中心到突起的端部的距离可以大于电池罐的内径。
[0032]优选地，绝缘体的边缘可以具有与电池罐的封闭部分的角部的截面形状互补的截面形状。
[0033]优选地，绝缘体的厚度可以对应于电池罐的封闭部分的内表面和集电板之间的距
离。
[0034]优选地，绝缘体的厚度可以为0.8mm或更大并且为1.6mm或更小。
[0035]在一个方面，绝缘体的上部可以与电池罐的封闭部分的内表面接触，并且绝缘体的下部可以与集电板的上表面接触。
[0036]优选地，绝缘体可以包括绝缘聚合物材料。
[0037]优选地，绝缘体可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚丙烯(PP)制成，或者绝缘体可以通过向聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚丙烯PP添加耐热添加剂和阻燃剂中的至少一者而制成。
[0038]优选地，绝缘体可以由具有弹性的材料制成。
[0039]优选地，绝缘体可以具有形成在其中央部分并且具有预设直径的中央孔，并且中央孔可以暴露单元端子的下部。
[0040]优选地，绝缘带可以附接到电极组件的外周至少到与绝缘体的边缘相对应的点。
[0041]在一个方面，第一未涂覆部分的至少部分区域可以沿电极组件的卷绕方向分成多个分段。
[0042]在另一方面，多个分段可以沿电极组件的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形电池单元，所述圆柱形电池单元包括：蛋糕卷型电极组件，其中，具有片状形状的第一电极板和第二电极板以及插置在所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔膜沿一个方向卷绕；电池罐，所述电池罐具有容纳所述电极组件的开口部分和与所述开口部分相对的部分封闭部分，并且电连接到所述第二电极板；集电板，所述集电板电连接到所述第一电极板；单元端子，所述单元端子通过所述电池罐的所述封闭部分的穿孔连接到所述集电板；以及绝缘体，所述绝缘体插置在所述电池罐和所述集电板之间。2.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述电极组件的所述第一电极板在其长边端处包括未涂覆活性材料层的第一未涂覆部分，并且所述第一未涂覆部分在基于所述电极组件的中心而形成多个卷绕圈的同时暴露于所述隔膜的外部，从而自身用作电极接头并且电连接到所述集电板。3.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体的形状对应于所述蛋糕卷型电极组件的截面形状。4.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，在所述绝缘体的外周上设置至少一个突起，使得当所述电极组件容纳在所述电池罐中时，所述绝缘体通过配合联接到所述电池罐。5.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，所述突起设置为多个，并且其中，所述多个突起在所述绝缘体的外周上以预设间隔设置。6.根据权利要求5所述的圆柱形电池单元，其中，所述突起在所述绝缘体的外周上以相同间隔彼此隔开。7.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，在所述绝缘体的面向所述电池罐的所述封闭部分的内表面的表面上形成热熔融层，使得当所述电极组件容纳在所述电池罐中时，所述绝缘体通过热熔融固定到所述电池罐。8.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，在所述绝缘体的与所述电池罐接触的上表面上形成粘合层，使得当所述电极组件容纳在所述电池罐中时，所述绝缘体通过粘合固定到所述电池罐。9.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体通过双面胶带固定到所述电池罐。10.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，在从所述绝缘体的外周连接的所述绝缘体的上表面中形成至少一个通孔，使得电解质移动通过所述至少一个通孔。11.根据权利要求10所述的圆柱形电池单元，其中，所述通孔设置为多个，并且其中，所述多个通孔以预设间隔彼此隔开。12.根据权利要求11所述的圆柱形电池单元，
其中，所述多个通孔布置在从所述绝缘体的中央部分朝向所述绝缘体的外周形成的一条直线上。13.根据权利要求11所述的圆柱形电池单元，其中，所述多个通孔布置在从所述绝缘体的中央部分朝向所述绝缘体的外周径向地布置的多条直线中的每一条上。14.根据权利要求11所述的圆柱形电池单元，其中，所述多个通孔的布置间隔沿径向方向增大或减小。15.根据权利要求10所述的圆柱形电池单元，其中，所述通孔的直径为1.0mm至3.0mm。16.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，从所述绝缘体的中心到所述突起的端部的距离大于所述电极组件的半径。17.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，从所述绝缘体的中心到所述突起的端部的距离大于所述电池罐的内径。18.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体的边缘具有与所述电池罐的所述封闭部分的角部的截面形状互补的截面形状。19.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体的厚度对应于所述电池罐的所述封闭部分的内表面和所述集电板之间的距离。20.根据权利要求19所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体的厚度为0.8mm或更大并且为1.6mm或更小。21.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体的上部与所述电池罐的所述封闭部分的内表面接触，并且其中，所述绝缘体的下部与所述集电板的上表面接触。22.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体包括绝缘聚合物材料。23.根据权利要求22所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体由聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚丙烯PP制成，或者所述绝缘体通过向聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚丙烯PP添加耐热添加剂和阻燃剂中的至少一者而制成。24.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体由具有弹性的材料制成。25.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体具有形成在其中央部分并且具有预设直径的中央孔，并且所述中央孔暴露所述单元端子的下部。26.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，绝缘带附接到所述电极组件的外周至少到与所述绝缘体的边缘相对应的点。27.根据权利要求2所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一未涂覆部分的至少部分区域沿所述电极组件的卷绕方向分成多个分
段。28.根据权利要求27所述的圆柱形电池单元，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏起，姜宝炫，金度均，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：