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具有包括气体发生材料的粘合单元的圆柱形二次电池制造技术

技术编号:40737798 阅读:7 留言:0更新日期:2024-03-25 19:58
本发明专利技术公开了一种圆柱形二次电池,该圆柱形二次电池构造成具有添加有粘合单元的结构,该粘合单元包括粘合材料、导电材料和气体发生材料,粘合单元构造成将用作圆柱形二次电池的正极端子的盖组件与果冻卷型电极组件的正极接片联接至彼此。

【技术实现步骤摘要】

本申请要求于2018年6月4日提交的韩国专利申请no.2018-0064172的优先权的权益,该申请的全部公开内容在此通过参引并入本文中。本专利技术涉及一种具有包括气体发生材料的粘合单元的圆柱形二次电池,并且更具体地涉及一种构造成具有如下结构的圆柱形二次电池,在该结构中,果冻卷型电极组件的正极接片通过包括粘合材料、导电材料和气体发生材料的粘合单元联接至盖组件。


技术介绍

1、可以充电和放电并且可以重复使用的二次电池已经被用作便携式电子设备、电力工具、电动车辆、电力存储系统等的能源,并且对高输出和大容量的二次电池的需求增加。

2、基于电池壳体的形状,二次电池被分为圆柱形二次电池、方形二次电池以及袋状二次电池,其中,圆柱形二次电池具有安装在圆柱形金属罐中的电极组件,方形二次电池具有安装在方形金属罐中的电极组件,袋状二次电池具有安装在由铝层压板制成的袋状壳体中的电极组件。

3、安装在电池壳体中的电极组件是发电元件,发电元件构造成具有正极、隔离件和负极堆叠的结构并且可以被充电和放电。电极组件分为果冻卷型电极组件或堆叠型电极组件,果冻卷型电极组件被构造成具有如下的结构:其中将涂覆有活性材料的片型正极和片型负极以在正极与负极之间设置有隔离件的状态下卷绕,堆叠型电极组件被构造成具有如下的结构: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以在所述正极与所述负极之间分别设有隔离件的状态下依次堆叠。果冻卷型电极组件的优点在于果冻卷型电极组件易于制造,并且在于果冻卷型电极组件每单位重量的能量密度高。由于这些原因,果冻卷型电极组件已被广泛地制造。果冻卷型电极组件通常应用于圆柱型电池。

4、通常,在圆柱形二次电池中,果冻卷型电极组件的正极接片联接至盖组件,使得顶盖用作正极端子。正极接片和盖组件通过焊接——例如激光焊接——而联接至彼此。

5、然而,在焊接过程中,可能产生残留的异物,从而可能损坏电极组件的外观,或者使顶盖变形。

6、因此,需要一种技术,该技术能够解决在形成圆柱形二次电池的正极端子时发生的问题并且能够防止二次电池的过充电。

7、与此相关,专利文献1公开了一种下述的结构:在该结构中,多个第一电极接片以与子板和中间板都接合的方式设置在子板和中间板的下方,其中,内部电阻随着接合结构的接触紧密度的增大而减小,从而降低了不良焊接的可能性。

8、即,专利文献1公开了一种能够降低二次电池的内部电阻的结构,但是除了可能产生异物的焊接方法以外,未提议任何其他联接方法。

9、专利文献2公开了一种如下的结构:在该结构中,端子板被附接于导电胶的上表面,负极端子通过形成在端子板中的中空部而被电连接,并且导电胶的下表面附接有负极接片。然而,专利文献2中公开的二次电池被构造为具有下述结构:在该结构中,导电胶熔化或变形,并且因此,负极接片与负极端子的连接部分彼此分离使得负极接片和负极端子彼此间隔开,从而释放它们之间的电连接。

10、专利文献3公开了一种构造成具有如下结构的盖组件,在该结构中,包括依次堆叠的顶盖和安全气孔的堆叠体的外周表面被主垫圈包裹,并且其中,电流中断装置接合至安全气孔的下侧,在电流中断装置处堆叠体的外周表面包覆有辅助垫圈,其中,通过辅助垫圈防止了主垫圈的下垂。

11、专利文献4公开了一种如下的结构:在该结构中,在通过缠绕正极、负极和多孔隔离件而形成的电极的最内侧,将导线围绕正极和负极中的一者的基板缠绕至少1.5匝,以形成电极芯,电极接片附接到基板的缠绕开始部分与1.5匝部分之间的区域,电极接片的端部连接到盖组件。

12、然而,专利文献3和专利文献4没有提出能够解决在将电极端子与电极接片彼此连接的过程中出现的问题的方案。

13、因此,存在对下述技术的很高的需求,其能够容易地在圆柱形二次电池的果冻卷型电极组件的正极接片与盖组件之间形成连接结构,并能够在短期内释放电连接、且能够防止由可能会在焊接期间产生的异物等所引起的问题的发生。

14、(现有技术文件)

15、(专利文献1)韩国专利申请公开no.2017-0081449

16、(专利文献2)韩国专利申请公开no.2003-0044512

17、(专利文献3)韩国专利申请公开no.2011-0039934

18、(专利文献4)韩国专利申请公开no.2001-0054738


技术实现思路

1、技术问题

2、本专利技术是鉴于上述问题而作出的,并且本专利技术的目的是提供一种圆柱形二次电池,该圆柱形二次电池配置成使得它能够防止在将电极接片与盖组件彼此电连接的过程中异物的产生,或防止盖组件在上述过程中摇晃。

3、技术方案

4、根据本专利技术,上述和其他目的可以通过提供一种如下的圆柱形二次电池来实现,该圆柱形二次电池包括:

5、果冻卷型电极组件,果冻卷型电极组件构造为具有如下的结构:片型正极和片型负极以在正极与负极之间布置有隔离件的状态下被卷绕;圆筒形的电池壳体,其构造成收纳果冻卷型电极组件;以及盖组件,该盖组件被安装到圆筒形的电池壳体的敞开的上端,其中,盖组件的下端面经由粘合单元连接至果冻卷型电极组件的正极接片,并且粘合单元包括粘合材料、导电材料以及气体发生材料。

6、粘合剂材料可以由选自由聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛和聚酯丙烯酸酯构成的组中的至少一者制成。

7、导电材料可以由选自由金、银、铜和铝的合金、石墨、炭黑、导电纤维、金、银、铜以及铝构成的组中的至少一者制成。

8、气体发生材料可以为碳酸锂(li2co3)、caco3、k2co3、na2co3、或者baco3。

9、气体发生材料的含量可以大于导电材料的含量的20重量%并且小于导电材料的含量的100重量%。

10、当圆柱形二次电池的电压增大时,气体发生材料可以开始反应,由此粘合单元可以膨胀,导电材料的颗粒可以变得彼此间隔开,并且电流的流动可以被中断。

11、气体发生材料开始反应的温度可以低于粘合材料的熔化温度。

12、当圆柱形二次电池的电压增大时,粘合单元的联接力可以由于粘合材料的熔化而被减小,由此正极接片可以与盖组件分离。

13、盖组件可以被构造成具有如下的结构:该结构可以包括排气构件并且可以省去ptc元件,排气构件可以位于盖组件的下端,并且果冻卷型电极组件可以延长以具有与被省去的ptc元件的厚度相对应的附加长度。

14、在由于气体发生材料的反应而使粘合单元的联接弱化的情况下,盖组件的排气构件的形状可以倒置,由此使排气构件可以与正极接片分离。

15、盖组件可以构造成具有包括排气构件并且省去了ptc元件和电流中断装置的结构,排气构件可以位于盖组件的下端,并且果冻卷型电极组件可以延长以具有与省去的ptc元件和电流中断装置的厚度相对应的附加长度。

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【技术保护点】

1.一种圆柱形二次电池,包括:

2.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述粘合材料由选自由聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛和聚酯丙烯酸酯构成的组中的至少一者制成。

3.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述导电材料由选自由金、银、铜和铝的合金、石墨、炭黑、导电纤维、金、银、铜以及铝构成的组中的至少一者制成。

4.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述气体发生材料为Li2CO3、CaCO3、K2CO3、Na2CO3、或者BaCO3。

5.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述气体发生材料的含量大于所述导电材料的含量的20重量%并且小于所述导电材料的含量的100重量%。

6.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,当所述圆柱形二次电池的电压增大时,所述气体发生材料开始反应,由此所述粘合单元膨胀,所述导电材料的颗粒变得彼此间隔开,并且电流的流动中断。

7.根据权利要求6所述的圆柱形二次电池,其中,所述气体发生材料开始反应的温度低于所述粘合材料的熔化温度。</p>

8.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,当所述圆柱形二次电池的电压增大时,所述粘合单元的联接力由于所述粘合材料的熔化而减小,由此所述正极接片与所述盖组件分离。

9.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,在由于所述气体发生材料的反应而使所述粘合单元的联接变弱的情况下,所述盖组件的所述排气构件的形状被倒置,从而使所述排气构件与所述正极接片分离。

10.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述盖组件构造成具有省去电流中断装置的结构。

11.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述排气构件构造成具有向下凹的结构,并且所述排气构件具有构造成破裂的切口部分。

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【技术特征摘要】

1.一种圆柱形二次电池,包括:

2.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述粘合材料由选自由聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛和聚酯丙烯酸酯构成的组中的至少一者制成。

3.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述导电材料由选自由金、银、铜和铝的合金、石墨、炭黑、导电纤维、金、银、铜以及铝构成的组中的至少一者制成。

4.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述气体发生材料为li2co3、caco3、k2co3、na2co3、或者baco3。

5.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,所述气体发生材料的含量大于所述导电材料的含量的20重量%并且小于所述导电材料的含量的100重量%。

6.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池,其中,当所述圆柱形二次电池的电压增大时,所述气体发生材料开始反应,由此所述粘...

【专利技术属性】
技术研发人员:金京旼
申请(专利权)人:株式会社LG新能源
类型:发明
国别省市:

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