技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例涉及一種二次電池。

背景技術(shù)：

具有多個(gè)串聯(lián)/并聯(lián)結(jié)構(gòu)的相當(dāng)大電池包可以通過(guò)使用多個(gè)單元電芯(unit cell)并且將單元電芯彼此串并聯(lián)連接來(lái)制造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)施例可以通過(guò)提供一種二次電池來(lái)實(shí)現(xiàn)，該二次電池包括：殼體，具有提供多個(gè)容納空間的一個(gè)或更多個(gè)隔壁；多個(gè)電極組件，與電解質(zhì)位于容納空間中，所述多個(gè)電極組件包括電極接線片；帽組件，包括密封殼體的頂部的帽板，帽組件使電極接線片從帽組件引出并且具有通過(guò)電極接線片電連接所述多個(gè)電極組件的第一連接接線片，隔壁被浸漬有電解質(zhì)。

隔壁可以切斷電子在容納空間之間的移動(dòng)，并且可以使電解質(zhì)的溶劑和鹽轉(zhuǎn)移到所述多個(gè)容納空間之中的相鄰的容納空間。

每個(gè)隔壁可以是包括聚氨酯和定向聚苯乙烯(OPS)中的一種或更多種的膜型多孔層。

殼體可以包括外殼，外殼具有用于容納所述多個(gè)電極組件的主體部和從主體部的頂端的外圍延伸并且突出得比主體部的頂端高的延伸部，外殼可以包括第一內(nèi)層、第一外層以及置于第一內(nèi)層與第一外層之間的第一功能層，第一內(nèi)層和第一外層可以包括塑料材料，第一功能層可以包括金屬和無(wú)機(jī)化合物的一種或更多種。

帽組件還可以包括結(jié)合到殼體的頂端的蓋，蓋覆蓋帽板和電極端子，電極端子電連接到電極接線片并在穿過(guò)蓋的同時(shí)暴露到外側(cè)，蓋可以包括第二 內(nèi)層、第二外層以及置于第二內(nèi)層和第二外層之間的第二功能層，第二內(nèi)層和第二外層可以包括塑料材料，第二功能層可以包括金屬和無(wú)機(jī)化合物的一種或更多種。

殼體和蓋可以彼此結(jié)合，使得殼體的延伸部和蓋的底部彼此焊接。

階梯部可以通過(guò)延伸部形成在主體部的頂端處，O型環(huán)或墊圈可以結(jié)合到帽板的邊緣，帽板可以利用O型環(huán)或墊圈結(jié)合到階梯部。

與隔壁的邊緣對(duì)應(yīng)的多個(gè)插槽可以位于殼體的內(nèi)表面和帽板的底表面上，O型環(huán)或墊圈可以結(jié)合到隔壁的邊緣，隔壁可以利用O型環(huán)或墊圈與插槽接合。

在所述多個(gè)電極組件中，位于每個(gè)容納空間之間的電極組件可以通過(guò)第一連接接線片彼此串聯(lián)連接。

帽組件還可以包括第二連接接線片，當(dāng)所述多個(gè)電極組件分別位于容納空間中時(shí)，各容納空間中的電極組件可以通過(guò)第二連接接線片彼此并聯(lián)連接。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述，特征對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得明顯，在附圖中：

圖1示出根據(jù)實(shí)施例的二次電池的透視圖；

圖2示出彼此組裝的根據(jù)實(shí)施例的蓋和殼體的透視圖；

圖3示出沿圖1的線I-I′截取的剖視圖；

圖4示出圖3的部分A的放大圖；

圖5示出圖3的部分B的放大圖；

圖6示出圖3的部分C的放大圖；

圖7示出沿圖1的線II-II′截取的剖視圖；

圖8示出去除根據(jù)實(shí)施例的蓋和殼體的二次電池的平面圖；

圖9中的(a)和(b)示出根據(jù)實(shí)施例的帽板的平面圖和剖視圖；以及

圖10示出根據(jù)另一實(shí)施例的二次電池的平面圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖在下文中更充分地描述示例實(shí)施例，然而，示例實(shí)施例可以以不同的形式實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)該解釋為受限于在這里闡述的實(shí)施例。相反， 這些實(shí)施例被提供為使得本公開(kāi)將是徹底的和完整的，并且將把示例性實(shí)施方式充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

在附圖中，層和區(qū)域的尺寸可以為了圖示的清楚而被夸大。同樣的附圖標(biāo)記始終表示同樣的元件。

圖1示出根據(jù)實(shí)施例的二次電池的透視圖，圖2示出彼此組裝的根據(jù)實(shí)施例的蓋和殼體的透視圖，圖3示出沿圖1的線I-I′截取的剖視圖，圖4示出圖3的部分A的放大圖，圖5示出圖3的部分B的放大圖，圖6示出圖3的部分C的放大圖，圖7示出沿圖1的線II-II′截取的剖視圖，圖8示出去除根據(jù)實(shí)施例的蓋和殼體的二次電池的平面圖，圖9中的(a)和(b)示出根據(jù)實(shí)施例的帽板的平面圖和剖視圖。

參照?qǐng)D1至圖9，根據(jù)實(shí)施例的二次電池1000可以包括殼體100、電極組件200和帽組件300。

如圖3中所示，殼體100可以包括主體部110A、延伸部110B和隔壁(partition wall)120。這里，可以將主體部110A和延伸部110B稱作外殼110。

主體部110A可以容納電極組件200并且可以成形為具有頂部開(kāi)口的長(zhǎng)方體(例如，呈具有頂部開(kāi)口的長(zhǎng)方體形狀)。主體部110A可以包括第一內(nèi)層111、第一功能層112和第一外層113。

可以形成主體部110A的最內(nèi)結(jié)構(gòu)的第一內(nèi)層111可以由塑料材料制成。

可置于第一內(nèi)層111與第一外層113之間的第一功能層112可以包括金屬和無(wú)機(jī)化合物的一種或更多種。

例如，第一功能層112可以在第一內(nèi)層111與第一外層113之間形成為金屬-無(wú)機(jī)化合物基薄膜或者金屬箔或金屬片。當(dāng)?shù)谝还δ軐?12形成為金屬-無(wú)機(jī)化合物基薄膜時(shí)，第一功能層112可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)和鍍覆中的一種來(lái)形成。當(dāng)?shù)谝还δ軐?12形成為金屬箔或金屬片時(shí)，第一功能層112可以通過(guò)利用多個(gè)注射模具將金屬箔或金屬片設(shè)置在第一內(nèi)層111與第一外層113之間來(lái)形成。

可以形成主體部110A的最外結(jié)構(gòu)的第一內(nèi)層113可以由塑料材料制成。例如，第一外層113可以使用顯示與容納在殼體100中的電解質(zhì)具有較少反應(yīng)性并且具有絕緣性質(zhì)的材料來(lái)形成。

第一功能層112可以阻擋濕氣或氣體。第一內(nèi)層111和第一外層113可以支持第一功能層112。

延伸部110B可以從主體部110A的頂端的外圍延伸并且可以突出為比主體部110A的頂端高。延伸部110B可以以圍繞主體部110A的頂端的外圍的側(cè)壁的形式沿主體部110A的頂端的外圍形成，并且階梯部110a可以通過(guò)延伸部110B形成在主體部110A的頂端處。

延伸部110B可以形成為從主體部110A延伸，并且與主體部110A相似，延伸部110B可以包括第一內(nèi)層111、第一功能層112和第一外層113。

如上所述，殼體100可以形成為使得由金屬或/和無(wú)機(jī)化合物制成的功能層可以插入塑料殼體中，殼體100與相當(dāng)?shù)慕饘贇んw相比而言可以在形狀的自由度、輕的重量和制造成本方面具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)相同的強(qiáng)度、耐蒸汽性、膨脹控制、耐化學(xué)性、耐磨性和散熱性。

隔壁120可以包括安裝在殼體100中的多個(gè)隔壁，例如，多個(gè)容納空間S1、S2、S3、S4和S5。例如，如圖3中所示，第一至第五容納空間S1、S2、S3、S4和S5可以通過(guò)四個(gè)隔壁120形成在殼體100中。

隔壁120可以浸漬(例如，可以浸漬有)容納在第一至第五容納空間S1、S2、S3、S4和S5中的電解質(zhì)，并且可以將容納的電解質(zhì)提供到第一至第五容納空間S1、S2、S3、S4和S5。

在殼體100中容納的電解質(zhì)可以隨時(shí)間流逝被耗盡，并且電解質(zhì)的量或濃度可以改變。例如，在容納空間中容納的電解質(zhì)可以與在同該容納空間相鄰的另一容納空間中容納的電解質(zhì)隔離開(kāi)，并且可以在容納空間之間產(chǎn)生電解質(zhì)的分散差異。耗盡的電解質(zhì)的顯著差異可以是使電池電芯性能退化的因素之一。

根據(jù)本實(shí)施例，為了解決因例如耗盡的電解質(zhì)的顯著差異引起的問(wèn)題，當(dāng)在第一至第五容納空間S1、S2、S3、S4和S5中的每個(gè)中容納的電解質(zhì)具有恒定濃度時(shí)，一些電解質(zhì)可以浸漬在隔壁120中。當(dāng)在第一至第五容納空間S1、S2、S3、S4和S5中容納的電解質(zhì)之間有濃度差異時(shí)，浸漬在隔壁120中的電解質(zhì)的溶劑和鹽可以轉(zhuǎn)移到容納濃度相對(duì)低的電解質(zhì)的容納空間。浸漬在隔壁120中的電解質(zhì)的溶劑和鹽可以在滲透壓的作用下轉(zhuǎn)移到容納空間。隔壁120可以切斷電子在第一至第五容納空間S1、S2、S3、S4和S5之間的移動(dòng)。

隔壁120可以包括有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料或有機(jī)/無(wú)機(jī)材料。例如，每個(gè)隔壁120可以形成為包括聚氨酯和定向聚苯乙烯(OPS)中的一種或更多種的 膜型多孔層。

在電解質(zhì)浸漬于隔壁120中的狀態(tài)下，形成為薄膜或者金屬箔或金屬片的每個(gè)隔壁120可以具有增大的厚度，電芯之間的公差可以被最小化。

第一O型環(huán)或墊圈121可以結(jié)合到每個(gè)隔壁120的邊緣。為了防止電解質(zhì)被容納空間不必要地共用，第一O型環(huán)或墊圈121可以密封每個(gè)隔壁120與外殼110之間的部分以及每個(gè)隔壁120與帽組件300之間的部分。

如上所述，隔壁120可以被構(gòu)造為切斷電子在容納空間之間的移動(dòng)，同時(shí)電解質(zhì)被容納空間共用，因例如耗盡的電解質(zhì)在容納空間之間的顯著差異引起的電池性能的退化可以被最小化。

如圖5和圖7中所示，第一插槽111a可以形成在第一內(nèi)層111中，如圖6和圖9中所示，第二插槽310a可以形成在帽板310的底表面中。第一插槽111a和第二插槽310a可以形成為與隔壁120的邊緣對(duì)應(yīng)。隔壁120的邊緣可以與第一O型環(huán)或墊圈121一起插入到第一插槽111a和第二插槽310a中以彼此接合。隔壁120的側(cè)邊緣和底邊緣可以插入到第一插槽111a中并且隔壁120的頂邊緣可以插入到第二插槽310a中，第一側(cè)壁120可以更緊密地結(jié)合到殼體100。此外，隔壁120可以更容易地安裝在外殼110中。

如圖3中所示，電極組件200可以包括第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e并且可以與電解質(zhì)一起被容納在殼體100中。例如，第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e可以分別逐一地被容納在第一至第五容納空間S1、S2、S3、S4和S5中。第一電極組件200a可以被容納在第一容納空間S1中，第二電極組件200b可以被容納在第二容納空間S2中，第三電極組件200c可以被容納在第三容納空間S3中，第四電極組件200d可以被容納在第四容納空間S4中，第五電極組件200e可以被容納在第五容納空間S5中。

第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e中的每個(gè)可以通過(guò)將第一電極板、第二電極板和隔膜卷繞或疊置來(lái)進(jìn)行構(gòu)造。第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e可以包括可電連接到第一電極板的第一電極接線片211a、211b、211c、211d和211e以及可電連接到第二電極板的第二電極接線片212a、212b、212c、212d和212e。

第一電極接線片211a、211b、211c、211d和211e以及第二電極接線片212a、212b、212c、212d和212e可以在穿過(guò)帽板310的同時(shí)暴露于帽板310 的頂部。

帽組件300可以包括帽板310、多個(gè)連接接線片321、蓋330、第一電極端子341和第二電極端子342。

帽板310可以密封殼體100的可敞口的頂部，并且帽板310可以使尺寸和形狀與殼體100的頂部對(duì)應(yīng)。例如，帽板310可以成形為矩形板(例如，呈矩形板的形狀)。

第二插槽310a可以形成在帽板310的底表面上以使隔壁120的頂邊緣插入其中。允許對(duì)應(yīng)的電極接線片穿過(guò)的多個(gè)接線片孔310b可以形成在帽板310的多個(gè)部分處，所述多個(gè)部分與第一電極接線片211a、211b、211c、211d和211e以及第二電極接線片212a、212b、212c、212d和212e對(duì)應(yīng)。第三墊圈313可以與接線片孔310b組裝，接線片孔310b可以被更緊密地密封。

第二O型環(huán)或墊圈311可以結(jié)合到帽板310的邊緣，殼體100的頂部可以被更緊密地密封。

帽板310可以插入到延伸部110B中并且然后可以安裝在主體部110A的頂端上以結(jié)合到殼體100。如圖4中所示，階梯部110a可以因延伸部110B形成在主體部110a的頂端處，帽板310可以組裝在階梯部110a上。

第一連接接線片321可以通過(guò)第一電極接線片211a、211b、211c、211d和211e以及第二電極接線片212a、212b、212c、212d和212e電連接到第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e。

在多個(gè)連接接線片321中，例如，第一電極組件200a的第二電極接線片212a可以連接到第二電極組件200b的第一電極接線片211b，第二電極組件200b的第二電極接線片212b可以連接到第三電極組件200c的第一電極接線片211c，第三電極組件200c的第二電極接線片212c可以連接到第四電極組件200d的第一電極接線片211d，第四電極組件200d的第二電極接線片212d可以連接到第五電極組件200e的第一電極接線片211e，第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e可以彼此串聯(lián)連接。

蓋330可以具有成形為大體上長(zhǎng)方體(例如，呈大體上長(zhǎng)方體形狀)的敞口底部，并且可以結(jié)合到殼體100的頂端，以允許蓋330的敞口底部面向殼體100的敞口頂部。例如，在蓋330的底部被插入到殼體100的延伸部110B中的狀態(tài)下，蓋330和延伸部110B可以彼此焊接。

如圖3中所示，蓋330可以包括第二內(nèi)層331、第二功能層332和第二 外層333。

可以形成蓋330的最內(nèi)結(jié)構(gòu)的第二內(nèi)層331可以由塑料材料制成。

可置于第二內(nèi)層331和第二外層333之間的第二功能層332可以包括金屬和無(wú)機(jī)化合物的一種或更多種。

例如，第二功能層332可以在第二內(nèi)層331與第二外層333之間形成為金屬-無(wú)機(jī)化合物基薄膜或者金屬箔或金屬片。當(dāng)?shù)诙δ軐?32形成為金屬-無(wú)機(jī)化合物基薄膜時(shí)，第二功能層332可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)和鍍覆中的一種來(lái)形成。當(dāng)?shù)诙δ軐?32形成為金屬箔或金屬片時(shí)，第二功能層332可以通過(guò)將金屬箔或金屬片置于第二內(nèi)層331與第二外層333之間來(lái)形成。

可以形成蓋330的最外結(jié)構(gòu)的第二外層333可以由塑料材料制成。例如，第二外層333可以使用顯示與容納在殼體100中的電解質(zhì)具有較少反應(yīng)性并且具有絕緣性質(zhì)的材料形成。

第二功能層332可以阻擋濕氣或氣體。第二內(nèi)層331和第二外層333可以支持第二功能層332。

多個(gè)端子孔330a可以形成在蓋330中。第一電極端子341和第二電極端子342可以穿過(guò)端子孔330a，第四墊圈334可以與蓋330組裝，蓋330可以被更緊密地密封。

第一電極端子341可以電連接到第一電極組件200a的第一電極接線片211a。第二電極端子342可以電連接到第五電極組件200e的第二電極接線片212e。

第一電極組件200a的第一電極接線片211a可以是在彼此串聯(lián)連接的第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e中具有最高電壓電平的端子，第五電極組件200e的第二電極接線片212e可以是在第一至第五電極組件200a、200b、200c、200d和200e中具有最低電壓電平的端子。

圖10示出根據(jù)另一實(shí)施例的二次電池的平面圖。

在圖10示出的實(shí)施例中，與先前的實(shí)施例不同，可以在單個(gè)容納空間中容納多個(gè)電極組件。容納在單個(gè)容納空間中的多個(gè)電極組件可以彼此并聯(lián)連接，相鄰的容納空間之間的電極組件可以彼此串聯(lián)連接，并且與根據(jù)先前實(shí)施例的二次電池不同，根據(jù)本實(shí)施例的二次電池還可以包括第二_第一連接接線片322和第二_第二連接接線片323。

第二_第一連接接線片322可以將容納在一個(gè)單個(gè)容納空間中的電極組件的第一電極接線片彼此連接，第二_第二連接接線片323可以將容納在一個(gè)單個(gè)容納空間中的電極組件的第二電極接線片彼此連接。

在第一_第一電極組件200a1、第一_第二電極組件200a2和第一_第三電極組件200a3中，例如，第一_第一電極組件200a1的第一電極接線片211a1、第一_第二電極組件200a2的第一電極接線片211a2和第一_第三電極組件200a3的第一電極接線片211a3可以通過(guò)第二_第一連接接線片322彼此連接，第一_第一電極組件200a1的第二電極接線片212a1、第一_第二電極組件200a2的第二電極接線片212a2和第一_第三電極組件200a3的第二電極接線片212a3可以通過(guò)第二_第二連接接線片323彼此連接，第一_第一電極組件200a1、第一_第二電極組件200a2和第一_第三電極組件200a3可以彼此并聯(lián)連接。

根據(jù)實(shí)施例，在電芯-包集成結(jié)構(gòu)中，將電池電芯彼此分開(kāi)的隔壁可以構(gòu)造為切斷電子的移動(dòng)同時(shí)在容納空間之間共用電解質(zhì)，可以使因例如耗盡的電解質(zhì)在容納空間之間的顯著差異而退化的電芯性能最小化。

外部殼體可以形成為使得由金屬或/和無(wú)機(jī)化合物制成的功能層可以插入到塑料殼體中，外部殼體與相當(dāng)?shù)慕饘贇んw相比而言在形狀的自由度、重量的輕型化和制造成本方面可以具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)相同的強(qiáng)度、耐蒸汽性、膨脹控制、耐化學(xué)性、耐磨性和散熱性。

通過(guò)總結(jié)和回顧，為了制造相當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)串聯(lián)/并聯(lián)電池包，在安放電池電芯時(shí)會(huì)需要數(shù)量增大的組件和許多工藝步驟，并且數(shù)量增大的組件和許多工藝步驟會(huì)導(dǎo)致多個(gè)串聯(lián)/并聯(lián)電池包的制造成本的增加。

在電芯-包集成結(jié)構(gòu)中，單元電芯和電解質(zhì)可以直接被容納在單個(gè)殼體中?？梢蕴峁┒鄠€(gè)電芯室以使單元電芯在電池包中彼此分開(kāi)。

然而，容納在殼體中的電解質(zhì)可以隨時(shí)間流逝而耗盡，并且電解質(zhì)的量和濃度可以改變。例如，容納在容納空間中的電解質(zhì)可以與容納在同該容納空間相鄰的另一個(gè)容納空間中的電解質(zhì)隔離開(kāi)，在容納空間之間可以引起電解質(zhì)的分散差異。耗盡的電解質(zhì)的顯著差異可以使電池電芯性能退化。

實(shí)施例提供了一種二次電池，該二次電池可以使組件的數(shù)量和制造成本最小化并且可以使因例如電解質(zhì)的分散差異導(dǎo)致的電芯性能的退化最小化。

在這里已經(jīng)公開(kāi)了示例實(shí)施例，并且盡管使用了特定術(shù)語(yǔ)，但是僅以一 般性的和描述性的含義來(lái)使用和解釋它們，而非出于限制性的目的。在某些情況下，如截止到本申請(qǐng)?zhí)峤粫r(shí)的本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的，除非另有特定指明，結(jié)合具體實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨(dú)使用或者與結(jié)合其他實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件組合使用。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離如權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種改變。