具有带有在施加过电流时自毁的自切割部分的电极的二次电池制造技术

技术编号:5396713 阅读:213 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在本说明书中公开了一种用作中型或大型电池组的单元电池的平板形二次电池,该二次电池具有可以被充电和放电的电极组件,该电极组件以密封状态安装在包括金属层和树脂层的薄板形电池壳内,该电极组件具有在电池壳的密封部分向外突出的电极终端,其中至少一个电极终端在与密封部分间隔一预定距离的位置处设有自切割部分,该自切割部分具有小于电极终端的剩余部分的竖直截面面积的竖直截面面积,以使得该自切割部分在过电流在二次电池中流动时首先断裂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于中型或大型电池组的二次电池,更具体而言, 涉及一种用作中型和大型电池组的单元电池的平板形二次电池,该二 次电池被构造为这样的结构一一电极终端中的至少一个在与电池壳的 密封部分间隔一预定距离的位置处设有自切割部分,该自切割部分能 够在过电流在二次电池中流动时首先断裂,从而确保二次电池的安全。
技术介绍
近来,可以充电和》文电的二次电池已经广泛用作无线移动i殳备的 能量来源。此外,作为电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)的能量 来源,二次电池已经吸引了大量关注,这些车辆已被开发用来解决由 现有的使用石化燃料的汽油车辆和柴油车辆所引起的诸如空气污染的 问题。小型移动设备使用 一个或几个小型电池单元用于每个设备。另一 方面,诸如车辆等的中型或大型设备使用具有多个相互电连接的电池 单元的电池組作为单元电池,因为高输出和大容量对于中型或大型设 备是必需的。优选地,如果可能,将中型或大型电池组制造得具有小尺寸和小 重量。因此,棱形电池或袋形电池通常用作中型或大型电池组的电池 单元,该棱形电池或袋形电池可以以高集成度堆叠并且具有小重量容 量比。特别地,当前对袋形电池产生了更多的兴趣,因为袋形电池的 重量轻、袋形电池电解质泄露的可能性小并且袋形电池的制造成本低。图1是一个示出了用来制造中型或大型电池组的常规代表性锂离 子聚合物二次电池(在下文,经常被称作袋形电池)的制造过程的典型视图。参照图1,通过将具有阴极/分隔板/阳极结构的电极组件300安 装在由包括聚合树脂和铝的薄板制成的袋形电池壳200中,以及在电极引线410和420从电池壳200的上端露出来的同时将电池壳200密 封,来制造袋形电池IOO。电池壳200包括上盖230和具有接收部分210的下壳220。电池 壳200被构造为折叠型的结构,在该折叠型结构中下壳220和上盖230 在电池壳200的下端相互整体连接。在电极组件300定位在接收部分 210之后,下壳220的上端和侧边缘222结合到上盖230的对应部分, 以使得电池壳200 ;故密封。因此,电池壳200的上端和侧边缘222在 电池装配之后形成密封部分。从电极组件300突出的电极头310和320连接到电极引线410和 420。薄树脂膜形密封件500附接到在电池壳200和电极引线410和 420之间的耦合区域,所述密封件用于防止电解质泄露、防止包含在 空气中的湿气渗入电池中、以及确保电极引线410和420的电绝缘。图2是示出了图1中所示的袋形电池的电极终端耦合部分的局部 放大视图。参照图2,在阴极引线410和阳极引线420从由铝薄板制成的电 池壳200的上端露出的同时,阴极引线410和阳极引线420被密封, 所述阴极引线和阳极引线与被构造为阴极/分隔板/阳极式结构的电极 组件(未示出)电连接。将密封件500分别插在电池壳200和电极引 线410和420之间。通过将上盖230附接到下壳220,同时对上盖230 和下壳220施加热和压力,来实现电池壳的上盖230和下壳220之间 的结合。在本说明书中,密封部分指示通过上盖230和下壳220之间 的结合形成的电池壳200的边缘。密封件500的相应区域被包括在该 密封部分内。镍-金属氢化物二次电池已经广泛用作用于中型和大型电池组的 单元电池(电池单元)。但是,近来已经以与小型二次电池相同的方 式对具有高输出容量比的锂二次电池进行了许多研究,并且某些锂二 次电池目前处于商业应用。但是,锂二次电池存在问题锂二次电池 的安全性十分低。特别地,由于先前描述的各种优点,如图1所示的 袋形电池优选地用作中型或大型电池组的单元电池;但是,袋形电池 也存在问题电池壳的机械强度低,并且当密封部分互相分离时诸如 电解质的易燃材料会泄露从而导致起火。起火是非常严重的危险因素,它降低了具有相互电连接以提供高输出和大容量的多个单元电池的中 型或大型电池组的安全性。引起中型或大型电池组的非正常运行的一个主要因素是在中型或 大型电池组中的短路。因此,中型或大型电池组包括各种安全设备, 例如保险丝和保护电路。这些安全设备防止在中型或大型电池中出现短路;但是,当高电流瞬间流过时,例如当外部物质(特别是电导体) 能够确保中型或大型电池组的安全性。
技术实现思路
技术问题因此,本专利技术致力于解决上述问题以及其它仍未解决的技术问题。 具体地,本专利技术的目的是提供一种二次电池,该二次电池构造为二次电池的安全性在过电流因外部短路而在二次电池中流动时得到4呆证的结构。本专利技术的另一目的是提供一种包括作为单元电池的二次电池的中 型或大型电池组。 技术方案根据本专利技术的一个方面,上述和其它目的可以通过提供一种用作 中型或大型电池组的单元电池的平板形二次电池来实现,该二次电池 具有可以被充电和放电的电极组件,该电极组件以密封状态安装在包括金属层和树脂层的薄板形电池壳内,该电极组件具有在电池壳的密 封部分向外突出的电极终端,其中至少一个电极终端在与密封部分间 隔预定距离的位置处设有自切割部分,该自切割部分具有小于电极终 端的剩余部分的竖直截面面积的竖直截面面积,以使得该自切割部分 在过电流在二次电池中流动时首先断裂。在根据本专利技术的二次电池中,当过电流因中型或大型电池组的异 常运行而在二次电池中瞬间流动时,电极终端的自切割部分在过热的 电极终端产生的热被传递到电池壳的密封部分以使得密封部分分离之 前断裂。因此,防止了诸如电解质的易燃材料的泄露,并且二次电池 的运行中断,从而二次电池的安全性得到保证。此外,即使当具有比6密封部分分离时所在的电流值更小的值的过电流在二次电池中流动 时,根据本专利技术的二次电池的电极终端也断裂。因此,二次电池的安 全性得到保证。如先前所限定的,根据本专利技术的二次电池通常被构造为平板形结 构,因此,当利用二次电池来制造中型或大型电池组时,多个二次电 池可以以高集成度一个在另一个上地堆叠。平板形结构具有大的长度 厚度比和宽度与厚度比。优选地,平板形结构是矩形或正方形结构。电池壳被构造为薄板形结构,包括金属层和树脂层以防止湿气渗 入电池壳、防止电解质从电池壳泄露以及当电池壳被密封时提供密封 性。在一个优选实施方案中,电池壳由包括金属层和树脂层的薄板制成,并且电池壳被构造为这样的结构电极组件安装在具有一个或多 个整体成形的表面的一体式薄板构件中,并且该一体式薄板构件的开 口区域互相结合以使得该一体式薄板构件被密封;或者被构造为这样 的结构电极组件安装在一个完全分离的两件式薄板构件之间,并且 该两件式薄板构件的边缘的接触区域互相结合以使得该两件式薄板构 件被密封。薄板的代表性实施例可以是在其相对的主表面形成有树脂 层的铝薄板。在一个优选实施方案中,根据本专利技术的二次电池是袋形 二次电池。电极组件并不特别限定,只要电极组件包括可以充电和放电的阴 极和阳极。例如,电极组件可以构造为具有阴极/分隔板/阳极布置的 凝胶巻型或堆叠型结构。优选地,电极组件是堆叠型电极组件。在一 个优选实施方案中,所述电极组件用于锂离子电池或者锂离子聚合物 电池中,所述锂离子电池或锂离子聚合物电池使用锂金属氧化物作为 阴极活性材料以及利用含碳材料用作阳极活性材料。尽管锂二次电池 具有如前所述的有益的性能和优点,锂二次本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用作中型或大型电池组的单元电池的平板形二次电池,该二次电池具有可以被充电和放电的电极组件,该电极组件以密封状态安装在包括金属层和树脂层的薄板形电池壳内,该电极组件具有在电池壳的密封部分外突出的电极终端,其中至少一个电极终端在与密封部分间隔预定距离的位置处设有自切割部分,该自切割部分具有小于所述至少一个电极终端的剩余部分的竖直截面面积的竖直截面面积,以使得该自切割部分在过电流在二次电池中流动时首先断裂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔宰熏李雨哲刘智相南宫檍申宇镇郑道阳
申请(专利权)人:株式会社LG化学
类型:发明
国别省市:KR[韩国]

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