二次電池及包括該二次電池的二次電池組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二次電池及包括該二次電池的二次電池組，所述二次電池包括：用于加強(qiáng)強(qiáng)度的第一部件，其設(shè)置在密封容納于袋內(nèi)部的電極體一側(cè)面或兩側(cè)面；第二部件，其在高溫下變形，能夠使電極體緊貼，因此即使在高溫下產(chǎn)生氣體使袋鼓起，也防止容納于袋內(nèi)部的電極體界面電阻的增大，從而能夠防止性能降低，并且通過防止電極體變形來防止微短路，從而能夠提高安全性。
【專利說明】二次電池及包括該二次電池的二次電池組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過防止容納于袋（瓜罕霍）內(nèi)部的電極體的界面電阻增大，從 而能夠防止性能降低，并且通過防止電極體變形來防止微短路，由此能夠提高安全性的二 次電池及包括該二次電池的二次電池組。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，二次電池與一次電池不同，能夠進(jìn)行充放電，因此適用于如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、 筆記本電腦、混合動(dòng)力汽車等多種領(lǐng)域，并且正在對(duì)其進(jìn)行活躍的研究。作為二次電池，可 例舉鎳鎘電池、鎳金屬氫電池、鎳氫電池、鋰二次電池。并且，在二次電池中尤其對(duì)具有高能 量密度和放電電壓的鋰二次電池進(jìn)行了很多研究，并且得到普及而被廣泛使用。
[0003] 并且，鋰二次電池可制造成多種形狀，具有代表性的形狀可例舉鋰離子電池主要 使用的圓筒型（cylinder type)和棱柱型（prismatic type)，最近備受矚目的聚合物鋰電 池制造成具有柔軟性的袋型（pouched type)，因此其形狀比較靈活。
[0004] 這里，袋型二次電池形成為通過袋密封電極體，以使袋內(nèi)部容納電極體，與電極體 連接的電極接頭（_ __)向袋外部突出。
[0005] 但是，這種袋型二次電池通過充放電引起的溫度上升，在高溫下袋內(nèi)部產(chǎn)生氣體， 而產(chǎn)生袋鼓起的膨脹（swelling)現(xiàn)象，因此具有電極體的界面電阻增大而導(dǎo)致二次電池 性能降低的問題。并且，因膨脹現(xiàn)象電極體發(fā)生變形，而發(fā)生微短路，因此具有起火危險(xiǎn)性 變大的問題。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] US8133609B2(2012. 03. 13)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] (一）要解決的技術(shù)問題
[0010] 本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種二次電 池及包括該二次電池的二次電池組，其在高溫時(shí)即使袋鼓起也能使電極體緊貼，由此能夠 防止電極體的界面電阻增大、變形以及微短路。
[0011] (二）技術(shù)方案
[0012] 為了達(dá)到如上所述的目的，本發(fā)明的二次電池包括：袋；電極體，其密封容納于所 述袋內(nèi)部；第一部件，其設(shè)置在所述袋的內(nèi)部，且設(shè)置在所述電極體的一側(cè)或兩側(cè)，來支撐 電極體；以及第二部件，其在所述袋內(nèi)部與所述第一部件并排設(shè)置，且設(shè)置在所述第一部件 與袋之間，隨著溫度的上升，向袋側(cè)鼓起變形。
[0013] 并且，所述第二部件至少一側(cè)固定結(jié)合在第一部件。
[0014] 并且，所述第二部件以常溫為基準(zhǔn)，隨著溫度的上升變形程度增加。
[0015] 并且，所述第二部件在袋內(nèi)部產(chǎn)生氣體之前開始變形。
[0016] 并且，所述第二部件的截面變形成弧形。
[0017] 并且，即使溫度上升，所述第二部件的一部分不變形，不變形的部分維持與所述第 一部件并排。
[0018] 并且，本發(fā)明的二次電池組包括：二次電池，其多個(gè)并排層壓排列，并進(jìn)行電連接； 殼體，其內(nèi)部容納所述多個(gè)二次電池；以及電極端子，其形成于所述殼體，與配置在最外側(cè) 的二次電池的電極接頭連接，其中，所述二次電池的第二部件形成為變形后不恢復(fù)到原形 狀，維持變形后的狀態(tài)，在溫度上升引起所述二次電池膨脹時(shí)，所述電極端子和最外側(cè)二次 電池電極接頭發(fā)生短路，不再連接。
[0019] (三）有益效果
[0020] 本發(fā)明的二次電池在高溫時(shí)即使袋鼓起也能夠維持使電極體緊貼的狀態(tài)，通過防 止電極體的界面電阻增大，能夠防止二次電池的性能降低。
[0021] 并且，能夠通過防止電極體變形來防止微短路，具有降低二次電池起火和爆炸的 危險(xiǎn)性的優(yōu)點(diǎn)。
[0022] 并且，本發(fā)明的二次電池組通過變形后不恢復(fù)的第二部件防止過充電和過放電， 具有提高安全性的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1和圖2是表示本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池的分解立體圖和組裝立體圖。
[0024] 圖3是表示圖2的M'方向剖面圖。
[0025]圖4是表示隨著溫度上升導(dǎo)致第二部件變形后的狀態(tài)的剖面圖。
[0026] 圖5是表示本發(fā)明的第二部件的變形實(shí)施例的剖面圖。
[0027]圖6是表示本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池組的剖面示意圖。
[0028]圖7是表示本發(fā)明的二次電池的第二部件變形導(dǎo)致膨脹后的二次電池組的剖面 示意圖。
[0029] 附圖標(biāo)記說明
[0030] 1000 :二次電池 100 :袋
[0031] 2〇0:電極體 210:電極接頭 t〇〇32] 300 :第一部件 400 :第二部件
[0033] 410 :水平部 420 :變形部
[0034] 1100:殼體 1200:電極端子
[0035] 2000 :二次電池組

【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，參照附圖，對(duì)如上所述的本發(fā)明的二次電池及二次電池組進(jìn)行詳細(xì)說明。 [0037]圖1和圖2是表示本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池的分解立體圖和組裝立體圖，圖3 和圖4是本發(fā)明的二次電池的剖面圖，圖3表示變形前的狀態(tài)，圖 4表示隨著溫度上升導(dǎo)致 變形后的狀態(tài)的剖面圖。
[0038]如圖所示，本發(fā)明一實(shí)施例的二次電池1〇〇〇包括：袋100 ;電極體200,其密封容 納于所述袋100內(nèi)部；第一部件300,其設(shè)置在所述袋100內(nèi)部，且設(shè)置在所述電極體 200的 一側(cè)或兩側(cè)，來支撐電極體200 ;第二部件400,其在所述袋1〇〇內(nèi)部與所述第一部件300并 排設(shè)置，且設(shè)置在所述第一部件300與袋1〇〇之間，隨著溫度的上升，向袋 100側(cè)鼓起變形。
[0039] 首先，如圖1和圖2所示，袋100形成為能夠包覆密封電極體200,且電極體200 的一側(cè)或兩側(cè)延伸形成電極接頭210,使袋 100只密封包覆除電極接頭210以外的電極體 200 〇
[0040] 艮卩，袋100形成為密封電極體200，在袋100內(nèi)部容納電極體200的狀態(tài)下，熱融合 袋100的邊緣，而使電極體200被密封，電極接頭210向袋100的外部引出。
[0041] 此時(shí)，袋100可由鋁層壓包裝材料制成，且鋁層壓包裝材料是在薄鋁（A1)片上蒸 鍍?nèi)缇垡蚁≒E)等塑膠薄膜而制作的薄且柔軟形態(tài)的包裝材料，能夠確保與電極體2〇〇的 絕緣，通過熱融合向外部引出所述電極接頭210,從而便于密封。
[0042] 在電極體200的一側(cè)或兩側(cè)可以形成電極接頭210。即在電極體200的一側(cè)形成 正極接頭和負(fù)極接頭，或者在電極體2〇〇的一側(cè)形成正極接頭，另一側(cè)形成負(fù)極接頭。
[0043] 并且，電極體200由多個(gè)正極板和負(fù)極板并排交替地層壓形成，正極板與負(fù)極板 之間分別設(shè)有隔膜。這種電極體200為了防止正極板和負(fù)極板的電短路，可在正極板和負(fù) 極板之間以及配置在最外圍的正極板和負(fù)極板外側(cè)緊貼設(shè)置隔膜。
[0044] 并且，密封容納有電極體200的袋100內(nèi)部可填充電解質(zhì)，且電解質(zhì)作為可使正 極板和負(fù)極板之間的離子移動(dòng)的中間介質(zhì)，可形成為液體（liquid)、膠體（gel)或固體 (solid)形態(tài)。此時(shí)，電解質(zhì)填充到袋100內(nèi)部，透過正極板與負(fù)極板之間的隔膜傳遞離子。
[0045] 第一部件300設(shè)置在袋100內(nèi)部，且可設(shè)置在電極體200的一側(cè)或兩側(cè)。此時(shí)，優(yōu) 選地，第一部件300以緊貼在電極體200的狀態(tài)容納于袋100內(nèi)部后被密封，從而能夠支撐 電極體200,且第一部件300由高剛性材質(zhì)制成為板型，緊貼在電極體200上，以防止電極 體200變形，且第一部件300形成為與電極體200相同的大小，以便緊貼在電極體200的整 面。
[0046] 并且，第一部件300可僅設(shè)置在電極體200的一側(cè)，如圖所示，也可以在電極體200 的兩側(cè)設(shè)置有第一部件300,使其緊貼在電極體200的兩側(cè)，防止電極體200變形。
[0047] 第二部件400設(shè)置在袋100內(nèi)部，且與第一部件300并排設(shè)置。并且，第二部件 400設(shè)置在第一部件300與袋100之間，隨著溫度的上升向袋100側(cè)鼓起變形。
[0048] S卩，如圖3所示，第二部件400以緊貼在第一部件300上并排層壓的方式設(shè)置在袋 100內(nèi)部，如圖4所示，隨著充放電而電極體200溫度上升，第二部件400向袋100側(cè)彎曲鼓 起。
[0049] 此時(shí)，第二部件400可由形狀記憶合金或雙金屬等制成，使其隨著溫度的變化而 發(fā)生形態(tài)變形。
[0050] 在此，二次電池中，隨著充放電導(dǎo)致電極體200的溫度上升，則因袋100內(nèi)部填充 的電解質(zhì)蒸發(fā)導(dǎo)致袋100鼓起，或由電極體200的微短路導(dǎo)致溫度上升，產(chǎn)生易燃性氣體。 因此電極體200無法緊貼，構(gòu)成電極體200的正極板、負(fù)極板以及隔膜的界面電阻增大，可 能引起二次電池的性能降低。
[0051] 并且，由袋100內(nèi)部產(chǎn)生的氣體導(dǎo)致袋100鼓起的同時(shí)，電極體200發(fā)生變形，因 此可發(fā)生微短路，使得產(chǎn)生可燃性氣體，從而存在起火和爆炸的危險(xiǎn)。
[0052] 因此，本發(fā)明實(shí)施例的二次電池1000中，隨著充放電，電極體200溫度上升，則第 二部件400向袋100側(cè)鼓起彎曲變形，第一部件300通過變形的第二部件400緊貼電極體 200,由此構(gòu)成電極體200的層壓而成的正極板、負(fù)極板及隔膜緊貼，因此能夠維持不使界 面電阻增大，具有能夠防止二次電池性能降低的優(yōu)點(diǎn)。并且，電極體200不發(fā)生變形，因此 能夠防止電極體200的微短路，具有能夠減少因短路導(dǎo)致產(chǎn)生可燃性氣體、起火以及爆炸 的危險(xiǎn)性的優(yōu)點(diǎn)。
[0053] 此時(shí)，所述第二部件400的至少一側(cè)可結(jié)合固定在第一部件300上。即，第二部件 400可形成為結(jié)合在第一部件300上而一側(cè)固定的一體型，第二部件400也可形成為兩側(cè)與 第一部件300結(jié)合，或者兩側(cè)及中央部結(jié)合的形態(tài)。如此，形成為第二部件400結(jié)合在第一 部件300的狀態(tài)，能夠易于組裝，第二部件400固定在第一部件上，因此即使第二部件400 隨著溫度上升而變形，也能夠防止第二部件400在袋100內(nèi)部向平面方向的脫離以及由此 導(dǎo)致的袋100破損（撕裂）。
[0054] 并且，所述第二部件400能夠形成為以常溫為基準(zhǔn)，隨著溫度上升變形程度增加。 艮P，能夠形成為，在常溫下，第二部件400以沒有變形的平板形態(tài)緊貼在第一部件300與袋 100之間，隨著溫度上升變形程度增加，逐漸向袋1〇〇側(cè)彎曲鼓起。這是因?yàn)?，隨著溫度上 升，袋100內(nèi)部產(chǎn)生的氣體可能增多，因此形成為隨著溫度第二部件400變形程度增加，即 使溫度繼續(xù)上升，也能夠使得電極體200完全緊貼。因此，能夠阻止溫度上升導(dǎo)致電極體 200的界面電阻增大，從而能夠防止二次電池性能降低。
[0055] 并且，所述第二部件400可形成為在袋100內(nèi)部產(chǎn)生氣體之前開始變形。這是因 為，若袋1〇〇內(nèi)部產(chǎn)生氣體，則袋1〇〇鼓起而不能使電極體200緊貼，因此形成為使第二部 件400從產(chǎn)生氣體前的溫度開始變形。此時(shí)，開始產(chǎn)生氣體的溫度約為30?至40°C，因此 優(yōu)選形成為使第二部件400在約30°C前開始變形。
[0056] 并且，所述第二部件400截面變形成弧形。即，隨著溫度上升，第二部件400變形， 且截面變形成弧形，由此能夠通過第二部件400的變形均勻分散作用于袋100的力。因此， 能夠防止由第二部件400變形導(dǎo)致袋100破損的同時(shí)，發(fā)生變形的第二部件400兩側(cè)對(duì)第 -部件300進(jìn)行加壓，從而能夠使電極體200緊貼。并且，第二部件400的截面變形成弧形， 因此變形前平面形狀的第二部件400也能夠變形成中央部鼓起的球面形狀。
[0057] 并且，即使溫度上升，所述第二部件400也有一部分不發(fā)生變形，不發(fā)生變形的部 分能夠維持與所述第一部件300并排。即，如圖 5所示，第二部件400形成有變形部42〇, 以便只有中央部鼓起變形，并且形成有水平部410,以使兩側(cè)不發(fā)生變形，水平部410能夠 以與第一部件300并排的狀態(tài)緊貼。因此，第二部件400發(fā)生變形時(shí)，能夠使第一部件300 更加穩(wěn)定地緊貼在電極體200上。此時(shí)，如圖5a所示，第二部件400的兩側(cè)可形成為水平 部410,整個(gè)外緣也可形成為水平部410。并且，如圖5b所示，還可構(gòu)成為第二部件400兩 側(cè)及中央部形成為水平部410,水平部410之間形成變形部420。并且，可以形成多個(gè)變形 部420,且可以形成凸印形狀(翻a全i SEH)等多種形狀。
[0058] 并且，本發(fā)明的二次電池組2000包括：二次電池1000,其多個(gè)并排層壓排列，并進(jìn) 行電連接；殼體1100,其內(nèi)部容納有所述多個(gè)二次電池1000 ;以及電極端子1200,其形成于 所述殼體1100,與配置在最外側(cè)的二次電池1000的電極接頭210連接，其中，所述二次電池 1000的第二部件400形成為變形后不恢復(fù)到原形狀，而維持變形后的狀態(tài)，在溫度上升導(dǎo) 致所述二次電池1000膨脹時(shí)，所述電極端子12〇〇和最外側(cè)二次電池1000的電極接頭210 發(fā)生短路，不再連接。
[0059] 即，如圖6所示，殼體1100內(nèi)部容納有并排層壓排列的多個(gè)二次電池1000,二次電 池1000進(jìn)行電連接。并且，形成于殼體1100的電極端子1200與最外側(cè)二次電池1000的電 極接頭210連接。此時(shí)，電極端子1200和電極接頭210結(jié)合成施加特定大小以上的力時(shí)能 夠相互短路。并且，二次電池1000形成為第二部件400隨著溫度上升發(fā)生變形后，即使溫 度下降也不再恢復(fù)原形狀而維持變形后的狀態(tài)。因此，如圖7所示，若因外部溫度上升或二 次電池內(nèi)部電池單元損傷沖擊導(dǎo)致電池單元溫度上升而使二次電池1000膨脹，則二次電 池1000層壓形成的長(zhǎng)度沿層壓的方向增大，由此結(jié)合而電連接的電極接頭210和電極端子 1200相互分離，切斷電連接。此時(shí)，即使溫度下降，二次電池1〇〇〇的第二部件400也不恢復(fù) 原形狀，而維持變形后的狀態(tài),因此二次電池1000層壓形成的長(zhǎng)度不再縮小，電極接頭210 和電極端子1200維持短路的狀態(tài)。
[0060] 如上所述的本發(fā)明的二次電池組利用第二部件在過充電和過放電時(shí)發(fā)生變形后 不恢復(fù)的特性，具有能夠用作安全裝置的優(yōu)點(diǎn)。
[0061] 這里，袋100內(nèi)部因微短路產(chǎn)生大量氣體時(shí)，即使產(chǎn)生的氣體使袋100的一部分 裂開或破裂，導(dǎo)致氣體排出至袋100的外部，通過維持變形狀態(tài)的第二部件400,二次電池 1000的形態(tài)能夠以鼓起的狀態(tài)維持，因此能夠防止發(fā)生短路的二次電池的過充電和過放 電。
[0062] 本發(fā)明并不限定于所述實(shí)施例，其適用范圍廣泛，而且本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員在不脫離權(quán)利要求書所保護(hù)的的本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行多種變形。
【權(quán)利要求】
1. 一種二次電池，其特征在于，包括： 袋； 電極體，其密封容納于所述袋的內(nèi)部； 第一部件，其設(shè)置在所述袋的內(nèi)部，且設(shè)置在所述電極體的一側(cè)或兩側(cè)，來支撐電極 體； 第二部件，其在所述袋內(nèi)部與所述第一部件并排設(shè)置，且設(shè)置在所述第一部件與袋之 間，隨著溫度的上升，向袋側(cè)鼓起變形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述第二部件的至少一側(cè)與第一部 件固定結(jié)合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述第二部件以常溫為基準(zhǔn)，隨著溫 度的上升變形程度增加。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述第二部件在袋內(nèi)部產(chǎn)生氣體之 前開始變形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述第二部件的截面變形成弧形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，即使溫度上升，所述第二部件的一部 分不變形，不變形的部分維持與所述第一部件并排。
7. -種二次電池組，其特征在于，包括： 權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的二次電池，其多個(gè)并排層壓排列，并進(jìn)行電連接； 殼體，其內(nèi)部容納有所述多個(gè)二次電池；以及 電極端子，其形成于所述殼體，與配置在最外側(cè)的二次電池的電極接頭連接， 其中，所述二次電池的第二部件變形后不恢復(fù)到原形狀，而維持變形后的狀態(tài)，在溫度 上升引起所述二次電池膨脹時(shí)，所述電極端子和最外側(cè)二次電池電極接頭發(fā)生短路，不再 連接。
【文檔編號(hào)】H01M2/34GK104241591SQ201410281356
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】孔明哲 申請(qǐng)人:Sk新技術(shù)株式會(huì)社