CN111725473A - 二次电池 - Google Patents

Abstract

一种二次电池，包括：电极组件，包括第一电极板和第二电极板以及在电极组件的相反侧突出的电极未涂覆部分；容纳电极组件的壳体；集流体，包括电极连接部分和端子连接部分，该电极连接部分位于与电极未涂覆部分中的第一电极未涂覆部分对应的区域处并且包括位于电极连接部分的表面中的联接槽，该端子连接部分从电极连接部分弯折并且在电极组件上方延伸；以及子接线片，包括联接到联接槽的第一区域和从第一区域弯折并连接到第一电极未涂覆部分的第二区域。

Description

二次电池

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0031255号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开的实施例的方面涉及二次电池。

背景技术

与不能被充电的一次电池不同，二次电池可被充电和放电。以包括单个电池单元的包的形式封装的低容量二次电池可以用作例如蜂窝电话或摄像机的各种便携式小型电子设备的电源，而具有几十至几百个彼此连接的电池单元的高容量二次电池可以用作例如混合动力车辆、电动车辆等中的电动机驱动器的电源，。

二次电池可以制造成各种形状，例如圆柱形和棱柱形。二次电池被构造使得包括正极板和负极板及作为绝缘***于其间的隔板的电极组件以及电解质被容纳在壳体中，并且盖板被安装在壳体上。电极组件可以通过集流体被电连接到电极端子。这里，壳体的体积可取决于集流体的结构。因此，可能希望能够在有限尺寸内实现更大的容量的二次电池。

发明内容

根据本公开的实施例的方面，提供了一种具有改进的放热性和增加的电极组件容量的二次电池。

根据本发明的一个或多个实施例，二次电池包括：电极组件，包括第一电极板和第二电极板、以及在电极组件的相反侧突出的电极未涂覆部分；容纳电极组件的壳体；集流体，包括电极连接部分和端子连接部分，电极连接部分位于与电极未涂覆部分中的第一电极未涂覆部分对应的区域处并且包括位于电极连接部分的表面中的联接槽，端子连接部分从电极连接部分弯折并且在电极组件上方延伸；和子接线片，包括联接到联接槽的第一区域和从第一区域弯折并连接到第一电极未涂覆部分的第二区域。

子接线片可具有与联接槽的深度相等的厚度。

电极连接部分可以包括第一表面和第二表面，该第一表面面向电极组件的侧表面，第一电极未涂覆部分从该侧表面伸出，该第二表面与第一表面相对并面向壳体，并且联接槽可以位于第一表面中。

子接线片的第二区域可以与第一电极未涂覆部分一起被弯折以被联接到电极连接部分。

子接线片的第二区域可以与电极连接部分的第二表面接触。

第一电极未涂覆部分可以通过子接线片的第二区域被联接到电极连接部分的第二表面，同时面向壳体。

联接槽可以通过减小电极连接部分的供子接线片的第一区域联接的部分的厚度来形成。

联接槽可以通过增加电极连接部分的除了供子接线片的第一区域联接的部分之外的区域的厚度来形成。

电极连接部分可以从电极组件的侧表面看时鉴于电极组件的堆叠方向是朝向一侧非对称的。

如上所述，在根据实施例的二次电池中，由于联接到子接线片的联接槽位于集流体中，所以内部空间的损失可以被最小化或减少，由此增加了相同体积内的电极组件的容量。

此外，由于联接到子接线片的联接槽位于集流体的厚度增加的集流体中，所以根据本公开的二次电池的放热性可以把改善，同时最小化或减少内部空间损失。

附图说明

图1是根据本公开实施例的二次电池的透视图。

图2是沿着图1中的线A-A截取的剖视图。

图3是图2的区域“P”的放大剖视图。

图4是示出了集流体与子接线片之间的联接关系的分解透视图。

图5是示出了集流体和子接线片彼此联接的状态的透视图。

图6是沿着图5的线B-B截取的剖视图。

图7是沿着图5的线C-C截取的剖视图。

图8和9分别是分解透视图和透视图，示出了电极组件与集流体之间的联接关系。

图10是示出集流体联接到电极组件的状态的侧视图。

图11是示出集流体联接到电极组件的状态的放大局部透视图。

具体实施方式

在此，将进一步详细描述本公开的一些示例实施例。然而，本公开的主题可以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的示例(或示例性)实施例。相反，提供这些示例实施例是为了使本公开彻底和完整，并将向本领域技术人员传达本公开的方面和特征。

此外，在附图中，为了简洁和清楚，各个部件的尺寸或厚度可能被夸大。贯穿全文，相同的数字指代相同的元件。如此处所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。此外，应当理解，当元件A被称为被“连接到”元件B时，元件A可被直接连接到元件B，或者一个或多个中间元件C可以存在于其间，使得元件A和元件B被彼此间接连接。

本文使用的术语是为了描述特定实施例的目的，而不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应当进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”或“包含”和/或“包括有”或“包含有”指定所陈述的特征、数字、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。

为了便于描述，本文可以使用空间相对术语，例如“下方”、“以下”、“下面”、“以上”、“上面”等，来描述如图中所示的一个元件或特征与另一(另外多个)元件或(另外多个)特征的关系。应当理解，空间相对术语旨在涵盖除了图中描绘的定向之外的二次电池在使用或操作中的不同定向。例如，如果图中的二次电池被翻转，则被描述为在其他元件或特征“以下”或“下方”的元件将于是被定向在其他元件或特征“上”或“以上”。因此，示例性术语“以下”可以涵盖以上和以下二者的定向。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。应当进一步理解，例如那些在常用词典中定义的术语，应当被解释为具有与它们在相关领域的背景中的含义相一致的含义，并且不应当以理想化或过于正式的意义来解释，除非本文明确地如此定义。

图1是根据本公开实施例的二次电池的透视图。图2是沿着图1的线A-A截取的剖视图。图3是图2的区域“P”的放大剖视图。图4是示出集流体与子接线片之间的联接关系的分解透视图。图5是示出集流体和子接线片彼此联接的状态的透视图。图6是沿着图5的线B-B截取的剖视图。图7是沿着图5的线C-C截取的剖视图。图8和9分别是示出了电极组件与集流体之间的联接关系的分解透视图和透视图。图10是示出集流体联接到电极组件的状态的侧视图。图11是示出集流体联接到电极组件的状态的放大局部透视图。

首先参考图1至图3，根据实施例的二次电池100包括电极组件110、集流体120和130、子接线片140、壳体150和盖组件160。

电极组件110可以通过堆叠多个叠层来生产，每个叠层包括作为薄板或薄层的第一电极板、隔板和第二电极板。这里，第一电极板可以用作正电极，而第二电极板可以用作负电极。当然，第一电极板和第二电极板的极性可以颠倒，并可根据本领域普通技术人员的选择来配置。

在实施例中，第一电极板通过在例如由铝制成的金属箔形成的第一电极集流体上涂覆例如过渡金属氧化物的第一电极活性物质而形成。第一电极板包括作为其上没有涂覆第一电极活性物质的区域的第一电极未涂覆部分111。第一电极未涂覆部分提供电流在第一电极板与第一电极板的外部之间流动的通道。

在实施例中，当多个第一电极板被堆叠时，第一电极未涂覆部分111可以重叠在相同位置，形成多重接线片结构。在实施例中，第一电极未涂覆部分111可以突出到电极组件110的第一侧，并且可以包括彼此焊接的多个第一电极未涂覆部分111，形成第一集流体接线片。在实施例中，第一集流体接线片与第一电极板一体形成，并从堆叠的第一电极板中的每个引出，从而提高电极组件110的集流效率。然而，在另一实施例中，根据本领域技术人员的选择，第一集流体接线片可以与第一电极板分别形成。

在实施例中，第二电极板通过在例如由铜或镍制成的金属箔形成的第二电极集流体上涂覆例如石墨或碳的第二电极活性物质而形成。第二电极板包括作为其上没有涂覆第二电极活性物质的区域的第二电极未涂覆部分112。

在实施例中，当堆叠多个第二电极板时，第二电极未涂覆部分112可以重叠在相同位置，形成多重接线片结构。在实施例中，第二电极未涂覆部分112可以突出到电极组件110的第二侧，并且可以包括彼此焊接在一起的多个第二电极未涂覆部分112，形成第二集流体接线片。

隔板可以位于第一电极板与第二电极板之间，以防止或基本上防止电短路，并允许锂离子移动。隔板可以由聚乙烯、聚丙烯、或由聚丙烯和聚乙烯制成的复合膜制成。然而，本公开的实施例不限于上述隔板的材料。

电极组件110与电解质一起容纳在壳体150中。电解质可以包括溶解在例如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)或碳酸二甲酯(DMC)的有机溶剂中的例如LiPF₆或LiBF₄的锂盐。此外，电解质可以是液相、固相或凝胶相。

集流体120和130包括电连接到第一电极板的第一集流体120和电连接到第二电极板的第二集流体130。

第一集流体120由诸如铝的导电材料制成，并且与延伸到电极组件110的第一侧的第一电极未涂覆部分111接触，以于是被电连接到第一电极板。

参考图4至图7，在实施例中，第一集流体120包括第一端子连接部分121和第一电极连接部分125，并且弯折区域位于第一端子连接部分121与第一电极连接部分125之间。

在实施例中，第一端子连接部分121位于电极组件110上方，并平行于盖板161，这将在后面描述。例如，第一端子连接部分121位于电极组件110与盖板161之间，并且可以被成型为基本平坦的板。在实施例中，第一端子连接部分121包括端子孔122和熔断孔123。这里，熔断孔123定位为比端子孔122更靠近弯折区域。稍后将描述的第一端子164被联接到端子孔122。熔断孔123可以成型为矩形，例如垂直于第一端子连接部分121的细长矩形，但是本公开的实施例不限于此。熔断孔123可以被成型为减小第一端子连接部分121的截面面积。如果由于二次电池100发生电短路而导致大量电流在二次电池100中流动，则在二次电池100中产生热量，并且熔断孔123所位于的区域可能因所产生的热量而熔化并切断，从而切断电流流动。在实施例中，模制构件124位于第一端子连接部分121的端部以覆盖熔断孔123。在实施例中，模制构件124可以从第一端子连接部分121延伸到第一电极连接部分125。在实施例中，模制构件124可以通过嵌入模制形成在第一端子连接部分121中。此外，模制构件124可以防止或基本防止当熔断孔123所位于的区域被熔化和切割时产生电弧。模制构件124通常可由绝缘材料制成，例如聚丙烯或聚乙烯，但不限于此。

第一电极连接部分125从第一端子连接部分121的端部弯折，然后向下延伸，并位于电极组件110的一侧，并且位于与第一电极未涂覆部分111对应的区域处。第一电极未涂覆部分111被连接到第一电极连接部分125。

参考图4至图7，第一电极连接部分125具有第一表面125a和与第一表面125a相对的第二表面125b。第一表面125a面向电极组件110，而第二表面125b面向壳体150。联接槽126位于第一电极连接部分125的第一表面125a中。一个子接线片140被联接到联接槽126。联接槽126可以在第一电极连接部分125的长度方向上延伸。在实施例中，联接槽126具有等于子接线片140的厚度的深度。因此，如果子接线片140联接到联接槽126，则第一电极连接部分125的第一表面125a平坦地形成。联接槽126可以通过在第一电极连接部分125的供子接线片140联接的部分处形成槽来提供(即，通过减小供子接线片140联接的部分的厚度)，或者通过增加除了供子接线片140联接的部分之外的区域的厚度来提供。在前一种情况下，联接槽126可以减小第一电极连接部分125和子接线片140彼此联接的部分的厚度，从而最小化或减小内部空间损失，并最终增加二次电池100的容量。在后一种情况下，相对于相同的体积和容量，联接槽126可以增加第一电极连接部分125的总厚度，从而改善放热性。例如，如果二次电池100发生电短路，则大量电流会在二次电池100中流动，并从而产生热量。如上所述，可以通过增加第一电极连接部分125的厚度来降低热导率，从而改善放热性。

在实施例中，第一电极连接部分125从第一端子连接部分121的端部弯折，然后延伸，以从电极组件110的侧表面看时鉴于电极组件110的堆叠方向是朝向一侧非对称的(即，以被偏移)。也就是说，在实施例中，第一电极连接部分125相对于堆叠的电极组件110的中央部分仅形成在一侧(例如，图10中的左或右)。以这种方式，如果第一电极连接部分125鉴于堆叠的电极组件110的堆叠方向朝向一侧偏移，则多个第一电极未涂覆部分111可以大致在电极组件110的中央聚集在一起，以随后被容易地连接到第一电极连接部分125。换句话说，由于第一电极连接部分125被形成为鉴于电极组件110的堆叠方向朝向一侧偏移，所以第一电极未涂覆部分111的长度可以被最小化或减小。

第二集流体130由诸如镍的导电材料制成，并且与延伸到电极组件110的第二侧的第二电极未涂覆部分112接触，以于是被电连接到第二电极板。第二集流体130包括第二端子连接部分131和第二电极连接部分135。这里，弯折区域位于第二端子连接部分131与第二电极连接部分135之间。另外，第二端子165电连接到第二端子连接部分131。在实施例中，第二集流体130具有与第一集流体120相同的构造，并且将不给出其重复说明。

子接线片140分别电联接到第一电极连接部分125和第二电极连接部分135。在实施例中，联接到第一电极连接部分125和第二电极连接部分135的子接线片140可以具有相同的构造，但是可以由不同的材料制成。例如，联接到第一电极连接部分125的子接线片140可以由铝或铝合金制成，联接到第二电极连接部分135的子接线片140可以由铜或铜合金制成。将通过示例的方式针对联接到第一电极连接部分125的子接线片140进行以下描述。

子接线片140包括联接到第一电极连接部分125的联接槽126的第一区域141、以及从第一区域141弯折的第二区域142。第一区域141可以首先联接到位于第一电极连接部分125的第一表面125a中的联接槽126，然后通过焊接固定到第一电极连接部分125。在实施例中，子接线片140和第一电极连接部分125可以通过激光焊接、电阻焊接或超声波焊接彼此焊接。在实施例中，子接线片140具有比第一电极连接部分125更小的厚度，以便在后续工艺中容易弯折。第二区域142从第一区域141弯折(例如，垂直弯折)成L形构造。电极组件110的第一电极未涂覆部分111被焊接到第二区域142。在实施例中，子接线片140的第二区域142和第一电极未涂覆部分111被再次弯折以联接到第一电极连接部分125的第二表面125b。这里，第二区域142被弯折以与第一电极连接部分125的第二表面125b接触。也就是说，焊接到第二区域142的第一电极未涂覆部分111被定位成面向壳体150。因此，如图3至图11所示，子接线片140的第一区域141、第一电极连接部分125、子接线片140的第二区域142和第一电极未涂覆部分111以该顺序布置在电极组件110与壳体150之间。

参考图8和图9，现在将根据实施例描述第一电极未涂覆部分111和第一集流体120之间的联接关系。首先，如图8所示，第一集流体120被联接到盖组件160，并且子接线片140的第一区域141通过焊接固定到第一电极连接部分125的联接槽126。然后，子接线片140的第二区域142垂直于第一区域141弯折，以具有大致为L形构造。当然，子接线片140可以在第一区域141和第二区域142彼此垂直定位的状态下被焊接到联接槽126。接下来，突出到电极组件110的第一侧的第一电极未涂覆部分111被焊接到子接线片140的第二区域142。这里，多个第一电极未涂覆部分111可以彼此焊接，形成单个集流体接线片。

接下来，如图9所示，子接线片140被弯折，使得子接线片140的第二区域142与第一电极连接部分125的第二表面125b接触。因此，子接线片140可以大致弯折成U形构造。在实施例中，子接线片140和第一电极未涂覆部分111可以通过焊接固定到第一电极连接部分125。

如上所述，子接线片140被联接到第一电极连接部分125的联接槽126，以便不从第一电极连接部分125突出，从而最小化或减少内部空间损失，由此增加二次电池100的容量。

壳体150可以由导电金属制成，例如铝、铝合金或镀镍钢，并且可以具有大致六面体形状，其具有开口，电极组件110通过该开口***并放置在壳体150中。盖板161联接到壳体150的开口以密封壳体150。在实施例中，壳体150的内表面经受绝缘处理，以防止或基本防止在壳体150内部发生电短路。此外，根据本公开的一些实施例，电极组件110的电极可以通过盖板161电连接到壳体150。在这种情况下，壳体150的内表面的绝缘处理也可以使得其能够防止或基本防止内部电短路。在实施例中，壳体150可以用作例如正电极。

盖组件160联接到壳体150的顶部(开口)。在实施例中，盖组件160包括盖板161、电解质注入孔162、安全排气口163、第一端子164、第二端子165、衬垫166、第一端子板167、第二端子板168、紧固板169和下绝缘构件170。

盖板161可以密封壳体150的开口，并且可以由与壳体150相同的材料制成。作为示例，盖板161可以通过激光焊接联接到壳体150。另外，盖板161可以是电独立的，或者在一些情况下可以电连接到第一集流体120和第二集流体130之一。

在实施例中，用于注入电解质的电解质注入孔162位于盖板161中。电解质通过电解质注入孔162注入壳体150内，然后电解质注入孔162被塞子162a密封。

在实施例中，具有比盖板161的其他区域更小厚度的安全排气口163大致位于盖板161的中央。当壳体150的内部压力高于特定压力(例如，预设的破裂压力)时，安全排气口163破裂，从而防止或基本防止根据本公开实施例的二次电池100***。

第一端子164和第二端子165形成为分别穿过盖板161。第一端子164联接到第一端子连接部分121的端子孔122，以于是被电连接到第一集流体120。类似地，第二端子165联接到第二端子连接部分131的端子孔，以于是被电连接到第二集流体130。

衬垫166位于第一端子164和第二端子165中的每个与盖板161之间。衬垫166被配置为覆盖第一端子164和第二端子165中的每个的外侧，并且由绝缘材料制成。衬垫166密封第一端子164和第二端子165中的每个与盖板161之间的间隙。衬垫166防止或基本防止外部湿气渗透到二次电池100中，并且防止或基本防止容纳在二次电池100中的电解质流出。

第一端子板167联接到从盖板161向上突出的第一端子164。在第一端子板167联接到第一端子164之后，第一端子164的顶部可以被铆接，或者第一端子板167与第一端子164之间的边界表面可以被焊接，以于是被固定到第一端子164。

第二端子板168联接到从盖板161向上突出的第二端子165。在第二端子板168联接到第二端子165之后，第二端子165的顶部可以被铆接，或者第二端子板168与第二端子165之间的边界表面可以被焊接，以于是被固定到第二端子165。

紧固板169位于盖板161与第一端子板167之间以及盖板161与第二端子板168之间。紧固板169可以由导电材料或绝缘材料制成。例如，位于第一端子板167下方的紧固板169可以由导电材料制成，而位于第二端子板168下方的紧固板169可以由绝缘材料制成。在这种情况下，第一端子164可以具有与盖板161相同的极性。另外，如果紧固板169由绝缘材料制成，则第一端子164和第二端子165可以从盖板161电断开。

下绝缘构件170位于第一集流体120与盖板161之间以及第二集流体130与盖板161之间，从而使第一集流体120和第二集流体130与盖板161电绝缘。

在实施例中，由于具有与其联接的子接线片140的联接槽126形成在集流体120中，根据本公开实施例的二次电池100可以最小化或减少内部空间损失，从而增加相同体积内的电极组件110的容量。

此外，根据本公开实施例的二次电池100包括形成在集流体120中的联接槽126，联接槽126以集流体120的厚度增加的方式具有联接到其上的子接线片140，从而改善放热性，同时最小化或减少内部空间损失。

虽然已经参照本公开的一个或多个示例实施例具体示出和描述了根据本公开的二次电池，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (9)

1.一种二次电池，包括：

电极组件，包括第一电极板和第二电极板以及在所述电极组件的相反侧突出的电极未涂覆部分；

壳体，容纳所述电极组件；

集流体，包括电极连接部分和端子连接部分，所述电极连接部分位于与所述电极未涂覆部分中的第一电极未涂覆部分对应的区域处并且包括在所述电极连接部分的表面中的联接槽，所述端子连接部分从所述电极连接部分弯折并且在所述电极组件上方延伸；和

子接线片，包括联接到所述联接槽的第一区域和从所述第一区域弯折并连接到所述第一电极未涂覆部分的第二区域。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述子接线片具有与所述联接槽的深度相等的厚度。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电极连接部分包括第一表面和第二表面，所述第一表面面向所述电极组件的侧表面，该侧表面包括从其延伸的所述第一电极未涂覆部分，所述第二表面与所述第一表面相对并面向所述壳体，并且所述联接槽位于所述第一表面中。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述子接线片的所述第二区域与所述第一电极未涂覆部分一起被弯折以被联接到所述电极连接部分。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述子接线片的所述第二区域与所述电极连接部分的所述第二表面接触。

6.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述第一电极未涂覆部分通过所述子接线片的所述第二区域被联接到所述电极连接部分的所述第二表面，同时面向所述壳体。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述联接槽通过减小所述电极连接部分的供所述子接线片的所述第一区域联接的部分的厚度来形成。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述联接槽通过增加所述电极连接部分的除了供所述子接线片的所述第一区域联接的部分之外的区域的厚度来形成。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电极连接部分从所述电极组件的侧表面看时鉴于所述电极组件的堆叠方向是朝向一侧非对称的。

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