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二次电池

阅读：120发布：2021-03-01

IPRDB可以提供二次电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种二次电池。该二次电池具有形成于容纳电极组件的罐上的安全通风口。该安全通风口以槽的形状形成，且槽的深度变化。该安全通风口的断裂位置通过调节该安全通风口的深度进行控制。在所述电极组件插入所述罐中并与所述安全通风口接触时，防止该安全通风口损坏所述电极组件。，下面是二次电池专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种二次电池，包括：

罐；

容纳于所述罐中的电极组件；以及

设置于容纳所述电极组件的所述罐上的安全通风口，其中所述安全通风口包括彼此相交以限定角度的直线，所述直线包括以与所述电极组件插入所述罐中的方向相同的方向设置的第一线、以与所述第一线垂直的方向设置并与该第一线分开的第二线、和以与所述第一线和所述第二线都倾斜的方向设置的第三线，该第三线将所述第一线连接至所述第二线，并且其中第一线的深度逐渐增大到与所述第三线相交的点，所述第三线的深度是恒定的，并且所述第二线的深度从与所述第三线相交的点逐渐减小。

2.一种二次电池，包括：

罐；

容纳于所述罐中的电极组件；以及

设置于容纳所述电极组件的所述罐上的安全通风口，其中所述安全通风口包括彼此相交以限定角度的直线，所述直线包括以与所述电极组件插入所述罐中的方向相同的方向设置的第一线、以与所述第一线垂直的方向设置并与该第一线分开的第二线、和以与所述第一线和所述第二线都倾斜的方向设置的第三线，该第三线将所述第一线连接至所述第二线，并且其中所述第一线的深度逐渐增大到与所述第三线相交的点，所述第三线的深度从与所述第一线相交的点逐渐减小到所述第三线的中点，然后从所述第三线的所述中点逐渐增大到与所述第二线相交的点，并且所述第二线的深度从与所述第三线相交的点逐渐减小。

3.一种二次电池，包括：

罐；

容纳于所述罐中的电极组件；以及

设置于容纳所述电极组件的所述罐上的安全通风口，其中所述安全通风口包括彼此相交以限定角度的直线，所述直线包括以与所述电极组件插入所述罐中的方向相同的方向设置的第一线、以与所述第一线垂直的方向设置并与该第一线分开的第二线、和以与所述第一线和所述第二线都倾斜的方向设置的第三线，该第三线将所述第一线连接至所述第二线，并且其中所述安全通风口的深度从所述第一线到所述第三线逐渐增大，然后从所述第二线逐渐减小。

4.一种二次电池，包括：

罐；

容纳于所述罐中的电极组件；以及

设置于容纳所述电极组件的所述罐上的安全通风口，其中所述安全通风口包括彼此相交以限定角度的直线，所述直线包括以与所述电极组件插入所述罐中的方向相同的方向设置的第一线，以及以与所述第一线垂直的方向设置的第二线，该第二线被连接至所述第一线，并且其中所述第一线的深度逐渐增大到与所述第二线相交的点，所述第二线的深度从与所述第一线相交的点逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述第一线与所述第二线在所述罐的边角附近并面向所述罐的边角彼此连接。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的二次电池，其中所述安全通风口的宽度沿着该安全通风口的长度方向变化。

说明书全文

二次电池

[0001] 优先权要求

[0002] 本申请基于并要求于2007年9月14日提交到韩国知识产权局(KIPO)的韩国专利申请No.10-2007-0093700的优先权，该申请的全部内容通过参考合并于此。

技术领域

[0003] 本发明涉及二次电池，更具体地说，本发明涉及一种包括具有可调节的断裂位置的安全通风口的二次电池。

背景技术

[0004] 小型且轻质的便携式电力/电子设备，例如便携式电话、笔记本电脑、可携式摄像机等，正被积极地开发和制造。因此，便携式电力/电子设备具有内置电池组，以便即使在外部电源难以获得的地方，这些设备也能运行。近来，考虑到经济因素，这些电池组使用能够充电/放电的二次电池。此外，二次电池由于用作混合机动车的电池而正引起关注，这种混合机动车需要高能量密度和高功率输出，并且二次电池的产品开发也正在进行。

[0005] 二次电池的代表性示例包括镍-镉(Ni-Cd)电池、镍-氢(Ni-MH)电池、锂(Li)电池、锂离子(Li-离子)电池，等等。

[0006] 尤其是，锂离子电池的工作电压大约是广泛用于便携式电子设备的电力供给的镍-镉电池或镍-氢电池的工作电压的3倍。而且，从每单位重量的能量密度高的角度来看，锂离子电池得到广泛使用。锂离子电池使用锂类氧化物作为正电极活性物质，并且使用碳物质作为负电极活性物质。通常，电池按照电解液的类型被分为液态电解液电池和聚合电解液电池。使用液态电解液的电池被称为锂离子电池，而使用聚合电解液的电池被称为锂聚合物电池。在将电解液容纳于金属壳体、袋型壳体等中时，并且壳体的形状可以以圆柱型、正方型、袋型等作为示例，锂离子电池或者锂聚合物电池得到使用。

[0007] 包括锂离子电池和锂聚合物电池的二次电池被密封，并且在该二次电池中安装有安全通风口，这样在二次电池因为过充电、过放电、内部短路等变得过热并被配置为释放过多气体时，能够使容纳二次电池的壳体的一部分打开以释放气体，从而防止二次电池的爆炸。

[0008] 然而，这种安全通风口的结构使得预测该安全通风口的断裂形状很困难，这是因为在安全通风口被打开以防止二次电池的爆炸时，该安全通风口的断裂位置并不一致。因此，设计具有诸如塑料盖之类的辅助接合构造的结构以及接合位置是非常困难的。

[0009] 此外，还存在的问题在于，在容纳于壳体中的电极组件被插入罐中时，接触安全通风口的电极组件可被扯裂。

发明内容

[0010] 因此，提出本发明来解决上述问题，本发明的一方面在于提供一种包括具有可调节的断裂位置的安全通风口的二次电池。

[0011] 此外，本发明的另一方面在于提供一种包括安全通风口的二次电池，该二次电池在电极组件被插入罐中并接触安全通风口时，具有防止该安全通风口损坏电极组件的效果。

[0012] 根据本发明的一个实施例，二次电池包括设置于容纳电极组件的罐上的安全通风口，其中该安全通风口具有槽的形状，并且该槽的深度变化。

[0013] 所述安全通风口的深度可以沿着所述电极组件插入所述罐中的方向逐渐增大。

[0014] 另外，所述安全通风口的宽度可以沿着该安全通风口的长度方向变化。

[0015] 所述安全通风口的槽的深度可以以恒定梯度变化。

[0016] 根据本发明的另一实施例，所述安全通风口可以由彼此相交以形成角度的直线、由彼此相交以形成弯曲的直线和曲线、或由彼此相交以形成弯曲的曲线形成。

[0017] 根据本发明的又一实施例，所述安全通风口可以包括：以与所述电极组件插入所述罐中的方向相同的方向形成的第一线；以与所述第一线垂直的方向形成以与该第一线分开的第二线；和以与所述第一线和所述第二线倾斜的方向形成以将所述第一线和所述第二线连接的第三线。

[0018] 根据本发明的又一实施例，所述第一线的深度可以逐渐增大到与所述第三线相交的点，所述第三线的深度可以是恒定的，并且所述第二线的深度可以从与所述第三线相交的点逐渐减小。此外，所述第一线的深度可以逐渐增大到与所述第三线相交的点，所述第三线的深度可以从与所述第一线相交的点逐渐减小到所述第三线的中点，然后可以从所述第三线的中点逐渐增大到与所述第二线相交的点，并且所述第二线的深度可以从与所述第三线相交的点逐渐减小。另外，所述安全通风口的深度可以从所述第一线到所述第三线逐渐增大，然后可以从所述第二线逐渐减小。

[0019] 根据本发明的又一实施例，所述安全通风口可以包括以与所述电极组件插入所述罐中的方向相同的方向形成的第一线，和以与所述第一线垂直的方向形成以被连接至所述第一线的第二线。

[0020] 根据本发明的又一实施例，所述第一线与所述第二线可以在所述罐的边角附近并面向该罐的边角彼此连接。

[0021] 根据本发明的又一实施例，所述第一线的深度可以逐渐增大到与所述第二线相交的点，并且所述第二线的深度可以从与所述第一线相交的点逐渐减小。

[0022] 因此，根据本发明实施例的二次电池具有通过调节安全通风口的深度来控制该安全通风口的断裂位置的效果。

[0023] 此外，根据本发明实施例的二次电池在所述电极组件被插入所述罐中并接触所述安全通风口时，具有防止该安全通风口损坏电极组件的效果。

附图说明

[0024] 通过参见以下结合附图来考虑的详细描述，本发明变得更好理解，由此对本发明的更完整的认知以及许多所伴随的优势将变得更加显而易见，在附图中，相同的附图标记指代相同或类似的部件，其中：

[0025] 图1A为根据本发明实施例的二次电池的分解透视图。

[0026] 图1B为图1A的装配后二次电池的透视图。

[0027] 图1C为沿图1B中的线I-I所截取的二次电池的部分剖面图。

[0028] 图1D为图1B中的二次电池的正视图。

[0029] 图1E为图1D中的二次电池在安全通风口断裂后的正视图。

[0030] 图1F为图1D中的二次电池的一个改进示例。

[0031] 图1G为图1D中的二次电池的另一改进示例。

[0032] 图2为根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

[0033] 图3为根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

[0034] 图4A为根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

[0035] 图4B为图4A中的二次电池在安全通风口打开后的正视图。

[0036] 图5为根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

[0037] 图6为根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

具体实施方式

[0038] 在下文中，参照附图来详细描述本发明的示例性实施例，在附图中相同的附图标记代表相同的元件，因此省略重复的描述。

[0039] 图1A为根据本发明实施例的二次电池的分解透视图。图1B为图1A的装配后二次电池的透视图。图1C为沿图1B中的线I-I所截取的二次电池的部分剖面图。图1D为图1B中的二次电池的正视图。图1E为图1D中的二次电池在安全通风口断裂后的正视图。图1F为图1D中的二次电池的一个改进示例。图1G为图1D中的二次电池的另一改进示例。

[0040] 如图1A和图1B所示，根据本发明的二次电池100包括电极组件110、罐120和盖组件130。

[0041] 首先，电极组件110可以通过层压连接至正电极接线片114的正极板111、连接至负电极接线片115的负极板112以及隔板113，然后卷绕所述层压板而形成。

[0042] 正极板111包括正电极集电体和正电极涂覆部分。正电极涂覆部分可以包括含有锂的层状化合物、用于提高粘合力的粘合剂以及用于提高导电性的导电材料。正电极集电体通常由铝制成，用作在正电极涂覆部分产生的电荷的传输通道，并且支撑该正电极涂覆部分。正电极非涂覆部分(未示出)形成于正极板111的未形成正电极涂覆部分的一端上，并连到正电极接线片114。

[0043] 负极板112包括负电极集电体和负电极涂覆部分。负电极涂覆部分包含碳，并且可以包括通常主要被使用的硬质碳，或石墨，以及用于提高活性物质颗粒之间的粘合力的粘合剂。负电极集电体通常由铜制成，用作在负电极涂覆部分产生的电荷的传输通道，并且支撑负电极涂覆部分。负电极非涂覆部分(未示出)形成于负极板112的未形成负电极涂覆部分的一端上，并连到负电极接线片115。

[0044] 隔板113插置于正极板111与负极板112之间，以使正极板111与负极板112绝缘，并且允许来自正极板111和负极板112的电荷通过。通常，隔板113由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成。不过，本发明不局限于这些材料。

[0045] 罐120具有开口部分，因此能够容纳电极组件110。罐120包含电解液。罐120还具有设置于该罐的较大表面之一上的安全通风口121，并且安全通风口121在容纳电极组件110的密封罐120中的内部压力增大到临界压力值时打开。该安全通风口121能以线槽的形状形成，从而一打开就更容易地排出内部气体。此外，在考虑电极组件110的结构时，罐120可以形成为角形或圆形。罐120具有在电极组件110顶部上的绝缘壳体136，以及设置于罐120的开口部分上的盖板131。盖板131和罐120然后通过焊接等连在一起。罐120通常由铝制成。不过，本发明不局限于这种材料。

[0046] 盖组件130包括：盖板131，该盖板131具有电解液注入孔131a和形成于该电解液注入孔131a上以密封该电解液注入孔131a的电解液注入孔盖131b，该盖板131被电连接至正电极接线片114，并密封罐120的开口部分；电极端子132，该电极端子132设置于盖板131的中心孔上，并被电连接至负电极接线片115；绝缘垫圈133，该绝缘垫圈133缠绕电极端子132以使电极端子132与盖板131绝缘；绝缘壳体136，该绝缘壳体136具有用于使正电极接线片114和负电极接线片115从中突出的孔，并设置于电极组件110顶部之上以与电极组件110的上表面绝缘；端子板134，该端子板134提供用于使电极端子132的部分被挤压并被固定的孔；和绝缘板135，该绝缘板135使端子板134与盖板131绝缘。绝缘垫圈
133、绝缘壳体136和绝缘板135可以由绝缘材料制成，例如由聚丙烯树脂、聚乙烯树脂等制成，而电极端子132、盖板131和端子板134可以由导电金属材料制成，例如由导电的铝、含有铝的合金、镍、含有镍的合金等制成。不过，本发明并不局限于盖组件130的这些材料。

[0047] 参照图1C来进一步阐述安全通风口121，以线槽的形状形成的安全通风口121的深度可以变化，并且深度的这种变化可以沿着安全通风口121的形状，通过冲压机按照压制方法压制或者通过移动金属销一次成型。然而，本发明的形成安全通风口121的方法并不局限于这些方法。利用这些方法形成的具有变化深度的安全通风口121，因为变化的深度，而形成塑性变形发生相对严重的位置121a。在电极组件(未示出)被放置并密封在具有这种安全通风口121的罐120中，然后罐120中的内部压力增大到超出临界值时，具有最大深度的塑性变形发生严重的位置121a首先打开。因此，通过安全通风口121的深度变化，所期望的位置首先被打开。

[0048] 此外，安全通风口121的深度可以以恒定梯度(121c/121b＝常数)变化。随着安全通风口121深度的变化，塑性变形发生严重的位置首先被打开。安全通风口121张开的打开时间能通过以恒定梯度设置安全通风口121的深度变化而进行变化。也就是说，在将形成为具有陡梯度的深度的安全通风口121的打开时间与形成为具有缓梯度的深度的安全通风口121的打开时间进行比较时，形成为具有陡梯度的深度的安全通风口121具有更短的打开时间。因此，安全通风口121的打开时间可以通过调节安全通风口121的深度变化的梯度进行控制。换句话来说，安全通风口121的断裂位置可以通过调节该安全通风口121的打开时间进行控制。

[0049] 此外，参照图1D，安全通风口121形成为包括：第一线121d，该第一线121d以与图1A中所示的电极组件110插入罐120中的方向相同方向形成；第二线121e，该第二线121e以与第一线121d垂直的方向形成以与该第一线121d分开；和第三线121f，该第三线121f以与第一线121d和第二线121e倾斜的方向形成以将第一线121d和第二线121e连接。参照图1E，图1E描述具有这种结构的安全通风口121被打开时的形状，第三线121f被形成的位置首先打开，然后第一线121d和第二线121e同时裂口以张开。如果安全通风口121在第三线121f的深度制得较深，那么第三线121f打开就更容易，以便能够更确定地获得图1E中所示的结果。第三线121f也可以形成为连接第一线121d和第二线121e的曲线。另外，第一线121d、第二线121e和第三线121f也可以形成为曲线，使得曲线的曲率变化更平滑，从而在通风口121断裂时能控制断裂形状。

[0050] 另外，安全通风口121的深度沿着电极组件110插入罐120中的方向逐渐增大。也就是说，电极组件110被滑到罐120中。参照图1C，以逐渐增大的深度向罐120的内部突出的安全通风口121，引导沿图中箭头所示的方向被插入的电极组件110滑到所述罐中。由于安全通风口121的深度逐渐增大以引导电极组件110滑到罐中，因此在电极组件被插入罐120中时，通过安全通风口121的内部突出部分可防止电极组件110的外表面被扯裂。

[0051] 如图1D所示，安全通风口121可以由彼此相交以形成角度的直线形成。如图1F所示，安全通风口121S1可以由彼此相交以形成弯曲的直线和曲线形成。而且，如图1G所示，安全通风口121S2可以由彼此相交以形成弯曲的曲线形成。这样，在直线和曲线被选择性地用于形成角度或弯曲时，可从形成有角度的边界点或从弯曲位置开始进行断裂。

[0052] 图2为根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

[0053] 如图2所示，示出了图示从第一线221d到第二线221e的深度221dt的相对比值的图。为了便于断裂，安全通风口221能被形成为使得：第一线221d的深度221dt逐渐增大到与第三线221f相交的点，第三线221f的深度221dt从第一线221d与第三线221f之间相交的点到第三线221f与第二线221e之间相交的点是恒定的，以及第二线221e的深度221dt从与第三线221f相交的点逐渐减小。这种变化被提供，以通过使第三线221经受最严重的塑性变形而产生断裂首先发生的位置。

[0054] 图3为根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

[0055] 如图3所示，安全通风口321还能被形成为使得：第一线321d的深度321dt逐渐增大到与第三线321f相交的点，第三线321f的深度321dt从第一线321d与第三线321f之间相交的点到逐渐减小到第三线321f的中点，且该深度321dt再从第三线321f的中点逐渐增大到第三线321f与第二线321e相交的点，以及第二线321e的深度321dt从与第三线321f相交的点逐渐减小到第二线321e的末端部分。因此，断裂能够首先发生在由位于第一线321d与第三线321f之间的一个相交点和位于第三线321f与第二线321e之间的另一相交点组成的两个相交点处。

[0056] 图4A是根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。图4B是图4A的二次电池在安全通风口打开后的正视图。

[0057] 如图4A所示，安全通风口421还能被形成为使得：深度421dt从第一线421d到第三线421f逐渐增大，以及深度421dt从位于第三线421f与第二线421e之间相交的点逐渐减小到第二线421e的末端部分。这样预期使从第一线421d到第三线421f的深度形成不对称的变化。因此，在从第一线421d到第三线421f的深度变化是不对称产生时，断裂发生在第三线421f与第二线421e之间相交的点处，且在该交点处深度最大，这样，如图4B所示，安全通风口421以与图1E所示的裂口的方向不同的方向形成裂口。

[0058] 图5是根据本发明的又一实施例的二次电池的正视图。

[0059] 如图5所示，安全通风口521能被形成为包括：第一线521d，该第一线521d以与电极组件(未示出)插入罐120中的方向相同的方向形成；和第二线521e，该第二线521e以与第一线521d垂直的方向形成以被连接至该第一线521d。第一线521d和第二线521e能在罐120的边角附近并面向罐120的边角彼此连接。

[0060] 此外，如图5所示，第一线521d的深度521dt可以逐渐增大到与第二线521e相交的点，然后第二线521e的深度521dt可以从与第一线521d相交的点逐渐减小到第二线521e的末端部分。这样，安全通风口521的断裂能发生在第一线521d与第二线521e之间相交的点处。

[0061] 图6是根据本发明又一实施例的二次电池的正视图。

[0062] 如图6所示，安全通风口621的宽度可以沿着该安全通风口621的长度方向变化。图6示出图1D所示的安全通风口的变化宽度。安全通风口621的宽度的这种变化也可以与安全通风口621的打开时间相关联。也就是说，在将安全通风口621的具有较大宽度621W2的位置与安全通风口621的具有较小宽度621W1的位置进行比较时，具有较大宽度621W2的位置的打开时间比具有较小宽度621W1的位置的打开时间相对更长。因此，本发明可以具有通过调节安全通风口621的宽度和深度来控制安全通风口621的断裂位置的效果。

标题	发布/更新时间	阅读量
通风口-专利编号CN103369913A	2020-05-11	312
通风口装置-专利编号CN104180488A	2020-05-13	89
空气通风口-专利编号CN103155733A	2020-05-13	449
通风口-专利编号CN105584319B	2020-05-11	764
一种通风口-专利编号CN104236042A	2020-05-13	431
通风口-专利编号CN102095243A	2020-05-12	747
通风口-专利编号CN104340008A	2020-05-11	314
通风口装置-专利编号CN107278168A	2020-05-12	122
通风口-专利编号CN105584319A	2020-05-11	197
可变通风口-专利编号CN109703335A	2020-05-12	231

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