CN217691371U - 包括腐蚀防止层的圆筒形二次电池 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及包括腐蚀防止层的圆筒形二次电池，该圆筒形二次电池包括：包括：凝胶卷型的电极组件，其具备第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为基准向一个方向卷取而成的结构；电池罐，其收纳上述电极组件且包括金属镀覆层；接合引线板，其将上述电池罐和电极组件接合；及腐蚀防止层，其在上述电池罐的外部底面的上述接合引线板和上述电池罐熔化而形成的焊接部中配置在上述电池罐的外部表面受损的部位。

Description

包括腐蚀防止层的圆筒形二次电池
技术领域
本申请主张2021年3月8日向韩国专利局提出的韩国专利申请第 10-2021-0030319号的申请日的权益，在该韩国专利申请的文献中公开的所有内容包括在本说明书中。
本实用新型涉及腐蚀防止层的制造方法及圆筒形二次电池，更具体地，涉及包括能够防止电池罐的腐蚀的腐蚀防止层的圆筒形二次电池。
背景技术
以往的圆筒形二次电池具备将连接凝胶卷电极组件和外部端子的极耳焊接到凝胶卷电极组件的箔而连接的结构。这样的结构的圆筒形二次电池存在电流路径(path) 受限且凝胶卷电极组件本身的电阻较高的问题。
为了改善这样的问题，试图通过增加极耳的数量来降低电阻，但想要充分地确保电流路径或将电阻降低到所希望的水平为止是有限的。为了消除这样的限制，试图在适用于电池罐的焊接工序中降低电阻。
但是，圆筒形二次电池的电池罐外部通常由金属镀覆层构成，电极的焊接工序为激光焊接，在由金属镀覆层构成的电池罐的外部中能够进行底部焊接，因此构成电池罐的外部的金属镀覆层可能受损。
这样，如果金属镀覆层受损，则表面被暴露在空气中，导致电池罐被腐蚀。
为了解决上述问题，可在金属镀覆层涂布防锈液之后进行清洗。但是，即便如此，能够容易去除防锈液成分，因此电池罐容易被腐蚀。
因此，需要一种能够综合地解决上述问题而有效地防止电池罐的腐蚀的其他对策。
实用新型内容
实用新型要解决的课题
为了解决上述问题，本实用新型的一个目的在于提供一种包括腐蚀防止层的圆筒形二次电池。
但是，本实用新型要解决的课题不限于上述课题，本领域技术人员可从后述的实用新型的说明清楚地理解本说明书中未提及的其他课题。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本实用新型提供下述侧面的包括腐蚀防止层的二次电池。
根据本实用新型的一个侧面，提供一种圆筒形二次电池，其包括：
凝胶卷型的电极组件，其具备第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为基准向一个方向卷取而成的结构；
电池罐，其收纳上述电极组件且包括金属镀覆层；
接合引线板，其将上述电池罐和电极组件接合；及
腐蚀防止层，其在上述电池罐的外部底面的上述接合引线板和上述电池罐熔化而形成的焊接部中配置在上述电池罐的外部表面受损的部位。
实用新型效果
根据本实用新型的一个侧面的包括腐蚀防止层的圆筒形二次电池能够防止由通过电池罐上的焊接而产生的金属镀覆层的损坏部位导致的电池罐的腐蚀，由此防止产品的不合格。
根据本实用新型的一个侧面的包括腐蚀防止层的圆筒形二次电池在活性化工序(通常，高温高湿的条件(约65℃以上的温度、约90％以上的湿度)下放置大致24小时) 中不会发生变形。
但是，通过本实用新型而获得的效果不限于上述效果，本领域技术人员可从后述的实用新型的说明清楚地理解本说明书中未提及的其他技术效果。
附图说明
图1A～图1C及图2A～图2C是示出本实用新型的一个体现例的概略图，具体为，示出了本发明的腐蚀防止层用树脂通过紫外线而被硬化来形成腐蚀防止层的结构。
(符号说明)
1：电池罐
2：金属镀覆层
3：焊接部
4：腐蚀防止层用树脂
5：喷嘴
6：腐蚀防止层
7：紫外线
8：UV灯
具体实施方式
本实用新型可实现各种变更，包括各种体现例，但将特定体现例图示于附图中，并基于此进行详细说明。但是，这并非要将本实用新型限定为特定的实施形态，本实用新型可包括属于本实用新型的技术思想及技术范围的所有变更、均等物或代替物。
在本说明书中，第一、第二、A、B等用语用于对各个构成要件进行说明，但上述构成要件不限于上述用语。上述用语仅用于将一个构成要件与其他构成要件区别开。例如，在不脱离本实用新型的权利范围的情况下，可将第一构成要件命名为第二构成要件，类似地也可将第二构成要件命名为第一构成要件。
在本说明书中，“及/或”这一用语包括多个相关项目的组合或多个相关项目中的一部分。
在本说明书中，在将某个构成要件表述为单数的情况下，只要本说明书中不另外定义，则可包括多数的情况。
在本说明书中，关于“包括”、“具备”等用语，在本说明书中没有特别明示的情况下，表示本说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、工序、构成要件、部件等或它们的组合的存在，并非排除其他特征、数字等。
在本说明书中，用语‘电池罐’具备开口部、圆筒形状的侧部及底部(或者，底面)，通常由金属或合金的材质构成。优选为，电池罐由镀镍铁(包括含镍金属镀覆层和铁的电池罐)构成。
另外，上述‘电池罐’是收纳二次电池的电极组件的物体。上述电池罐为圆筒形，其大小为两端部的圆形的直径为30mm至55mm，高度为60mm至120mm。例如，圆筒形电池罐的圆形直径x高度为40mmx60mm、40mmx80mm或40mmx90mm、40mmx120mm。
在本说明书中，用语‘二次电池(Secondary battery)’是指通过再充电而可长时间反复使用的电池。二次电池根据电极活性物质而分为镍镉二次电池、锂离子二次电池等。
在本说明书中，用语‘圆筒形二次电池’是指具备圆柱状或与此类似的形态的二次电池。圆筒形二次电池通过每个体积的能源密度高的特性，多用于大容量的电子、电子设备，以将多个结合而构成电池组的形态使用。例如，圆筒形二次电池具备将贯通***到开口部的相反侧的底部的铆钉用作阴极，将电池罐本身用作阳极的结构。
在本说明书中，用语‘第一电极’为阴极，用语‘第二电极’为阳极或者是与此相反的情况。
在本说明书中，用语‘阴极’包括阴极集流体和涂布到阴极集流体的至少一面的阴极活性物质。作为阴极集流体的例子，可以是铝或合金等，但不限于此。作为阴极活性物质的例子，可以是含锂过渡金属氧化物等，但不限于此。
在本说明书中，用语‘阳极’包括阳极集流体和涂布到阳极集流体的至少一面的阳极活性物质。作为阳极集流体的例子，可以是铜或合金等，但不限于此。作为阳极活性物质的例子，可以是碳材料等，但不限于此。
在本说明书中，用语‘分离膜’作为介于上述阴极及上述阳极之间的膜而起到将阴极和阳极分离且使阻断电路时所需的离子容易移动。作为分离膜的例子，可以是由聚烯烃类膜构成的微细多孔性薄膜等，但不限于此。
在本说明书中，用语‘液相物质’是指在常温(约25oC)下保持液体状态的物质。
在本说明书中，用语‘紫外线硬化性’是指通过紫外线而硬化的性质，例如，某个物质为‘紫外线硬化性’的情况下，是指某个物质通过紫外线而变僵硬而实现硬化。
在本说明书中，用语‘金属镀覆层’是指，涂布在电池罐的外部表面的层，其包括金属镀覆材料。例如，可以是镍镀覆层。
在本说明书中，用语‘损坏部位’是指，通过焊接工序而导致电池罐的外部(用金属镀覆层涂布的情况下，还包括金属镀覆层)受损的区域。焊接工序通常在电池罐的底部的外部执行。但是，通过这样的焊接工序而损坏金属镀覆层。由此，容易暴露在空气、水分等腐蚀环境而露出电解液。
在没有特别定义的情况下，包括技术用语或科学用语在内的本说明书中使用的所有用语具备本领域的技术人员在一般情况下理解的意思相同的意思。
下面，参照附图，对本实用新型的优选的实施例进行详细的说明。
根据本实用新型的一个体现例，提供一种圆筒形二次电池的腐蚀防止层的制造方法，该圆筒形二次电池包括：凝胶卷型的电极组件，其具备第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为基准向一个方向卷取而成的结构；电池罐，其收纳上述电极组件并包括金属镀覆层；及接合引线板，其将上述电池罐和电极组件接合，
上述方法包括如下步骤：
(A)在焊接上述电池罐的外部底面时，在上述接合引线板和上述电池罐熔化而形成的焊接部中，在上述金属镀覆层受损的部位涂布腐蚀防止层用树脂；及
(B)通过紫外线使上述腐蚀防止层用树脂硬化而形成腐蚀防止层，
上述腐蚀防止层用树脂包括1种以上的液相物质，
上述1种以上的液相物质为紫外线硬化性物质，具备1cP以上且5000cP以下的粘度。
例如，上述腐蚀防止层用树脂具备1cP以上、200cP以上、400cP以上、600cP 以上、800cP以上、1000cP以上、1200cP以上、1400cP以上、1600cP以上、1800c P以上、2000cP以上、2200cP以上或2400cP以上的粘度。
另外，上述腐蚀防止层用树脂具备5000cP以下、4800cP以下、4600cP以下、 4400cP以下、4200cP以下、4000cP以下、3800cP以下、3600cP以下、34OOcP以下、3200cP以下、3000cP以下、2800cP以下或2600cP以下的粘度。
关于上述体现例，参照图1A～图1C及/或图2A～图2C，图示了腐蚀防止层用树脂4通过紫外线7而被硬化来形成腐蚀防止层6。
关于上述体现例，参照图2B，喷射上述腐蚀防止层用树脂4而涂布到电池罐1 上，图2C示出了照射紫外线7而使上述腐蚀防止层用树脂4硬化的形态即形成腐蚀防止层6的过程。喷射方法为通常的方法。
在上述体现例中使用的腐蚀防止层用树脂阻断对电池罐的损坏部位的空气或水分接触这样的腐蚀因素而防止腐蚀。作为腐蚀防止层用树脂，使用以紫外线硬化性及低粘度为特征的腐蚀防止层用树脂。由这样的树脂形成的腐蚀防止层的厚度均匀地形成，能够防止在腐蚀防止层中产生的气泡，在耐热性、传热性等侧面上提供优异的物性。另外，由上述腐蚀防止层用树脂形成的腐蚀防止层不会通过活性化工序(通常，在高温高湿的条件(约65℃以上的温度、约90％以上的湿度)下大致放置24小时)而变形。
提供在本领域中适当的方法来执行腐蚀防止层用树脂的涂布方法。上述喷射通过喷嘴5这样的装备而执行，关于适用于喷嘴的排出量和排出压力，可选择为在本技术领域中适当的范围。通过UV灯8这样的装备来执行上述紫外线7的照射，关于作为 UV灯的光源而适用的光的波长，可选择在本技术领域中适当的范围。
上述体现例的腐蚀防止层的制造方法中，关于上述腐蚀防止层用树脂使用紫外线硬化性的1种以上的液相物质，因此工序简单。另外，使用具备1cP以上且5000cP 以下的低粘度的1种以上的液相物质，因此能够均匀地形成由腐蚀防止层用树脂形成的腐蚀防止层的厚度，并防止在腐蚀防止层上产生的气泡，在耐热性、传热性等侧面上提供优异的物性。另外，通过上述制造方法而形成的腐蚀防止层阻断对金属镀覆层的空气或水分接触这样的腐蚀因素而防止电池罐的腐蚀。另外，由上述体现例的腐蚀防止层用树脂形成的腐蚀防止层不会通过后续的活性化工序(通常，在高温高湿的条件(约65℃以上的温度、约90％以上的湿度)下大致放置24小时)而变形。
特别地，能够解决通过以往的喷墨打印方法形成的涂层被剥落而导致发生腐蚀的问题。
根据本实用新型的追加的体现例，提供腐蚀防止层的制造方法，其中，上述腐蚀防止层用树脂还包括发光物质，
上述腐蚀防止层的制造方法还包括如下步骤：
(C)通过紫外线而确认上述电池罐上涂布腐蚀防止层用树脂的状态。
上述体现例的制造方法中，通过腐蚀防止层用树脂中的发光物质而确认在电池罐的外部表面受损的部位上涂布腐蚀防止层用树脂的状态，由此能够有效地达到防止腐蚀的效果。
根据需要，通过存在于圆筒形二次电池的内部的气体而导致压力上升的情况下，为了将内部气体排出到外部，在电池罐具备开裂阀。在该情况下，还包括避开开裂阀而形成腐蚀防止层的步骤。
在追加的体现例中，提供腐蚀防止层的制造方法，其中，上述腐蚀防止层用树脂包括选自环氧类树脂、丙烯酸酯类树脂、硅类树脂及聚氨酯丙烯酸类树脂中的一种以上树脂。
关于上述体现例，参照图2B，将包括选自上述环氧类树脂、丙烯酸酯类树脂、硅类树脂及聚氨酯丙烯酸类树脂中的一种以上树脂的腐蚀防止层用树脂4喷射而涂布到电池罐1上，图2C图示了照射紫外线7而将上述腐蚀防止层用树脂4硬化的形态即形成腐蚀防止层6的过程。
在上述体现例的腐蚀防止层的制造方法中，上述腐蚀防止层用树脂包括选自具备紫外线硬化性及低粘度特性的环氧类树脂、丙烯酸酯类树脂、硅类树脂及聚氨酯丙烯酸类树脂中的一种以上树脂，因此在形成腐蚀防止层时工序简单，能够均匀地形成腐蚀防止层的厚度，并防止在腐蚀防止层产生的气泡，在耐热性、传热性等侧面上提供优异的物性。
根据本实用新型的追加的体现例，提供腐蚀防止层的制造方法，其中上述(B) 步骤的硬化时间为5秒以上且30秒以下。
优选为，上述硬化时间为5秒以上、10秒以上或15秒以上。
优选为，上述硬化时间为30秒以下、25秒以下或20秒以下。
关于上述体现例，参照图2B，喷射上述腐蚀防止层用树脂4而涂布到电池罐1 上。另外，图2C图示了将紫外线7照射5秒以上且30秒以下而将上述腐蚀防止层用树脂4硬化并形成腐蚀防止层6的过程。
在上述体现例的腐蚀防止层的制造方法中，通过5秒以上且30秒以下的短时间的硬化时间，提供工序的迅速性，对于满足上述范围的二次电池确保安全性。
根据追加的体现例，提供腐蚀防止层的制造方法，其中，上述电池罐包括铁。
根据追加的体现例，提供腐蚀防止层的制造方法，其中，上述金属镀覆层包括镍。
在上述体现例的制造方法中，具备金属镀覆层(或者，包括镍)而一次性地防止电池罐的腐蚀。但是，从外部焊接电池罐的底面的情况下，上述金属镀覆层也被熔化而导致电池罐的表面被暴露。但是，在上述体现例的情况下，在将包括金属镀覆层的电池罐焊接之后，在通过焊接而受损的部位配置腐蚀防止层，从而能够防止电池罐的表面被暴露。
根据本实用新型的追加的体现例，提供腐蚀防止层的制造方法，其中，上述腐蚀防止层的厚度大于1μm且小于10μm。
优选为，上述腐蚀防止层的厚度大于1μm、2μm、3μm、4μm或5μm。
优选为，上述腐蚀防止层的厚度小于10μm、9μm、8μm、7μm或6μm。
在满足上述体现例的厚度的范围的情况下，能够实现对二次电池的单元尺寸范围的最佳化。
根据本实用新型的追加的体现例，提供通过上述体现例中的任一个制造方法而制造的腐蚀防止层。
关于上述体现例，参照图1A～图1C或图2A～图2C，腐蚀防止层6是位于涂布到电池罐1的金属镀覆层2上的焊接部3上的腐蚀防止层用树脂通过紫外线7被硬化而形成的。
上述体现例的腐蚀防止层阻断对金属镀覆层的空气或水分接触这样的腐蚀因素而防止电池罐的腐蚀。腐蚀防止层用树脂使用紫外线硬化性及低粘度的1种以上的液相物质，因此利用它来形成的腐蚀防止层的厚度均匀，几乎不发生气泡，在耐热性、传热性等侧面上具备优异的物性。另外，腐蚀防止层不会通过活性化工序(通常，在高温高湿的条件(约65℃以上的温度、约90％以上的湿度)下大致放置24小时)而变形。
另外，上述腐蚀防止层还能够解决通过以往的喷墨打印方法而形成的涂层剥落而引起腐蚀的问题。
根据本实用新型的一个体现例，提供一种圆筒形二次电池，其包括：
凝胶卷型的电极组件，其具备第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为基准向一个方向卷取而成的结构；
电池罐，其收纳上述电极组件并包括金属镀覆层；
接合引线板，其将上述电池罐和电极组件接合；及
腐蚀防止层，其是通过上述腐蚀防止层的制造方法中的任一个方法而制造的。
或者，根据本实用新型的一个体现例，提供一种圆筒形二次电池，其包括：
凝胶卷型的电极组件，其具备第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为基准向一个方向卷取而成的结构；
电池罐，其收纳上述电极组件且包括金属镀覆层；
接合引线板，其将上述电池罐和电极组件接合；及
腐蚀防止层，其在上述电池罐的外部底面的上述接合引线板和上述电池罐熔化而形成的焊接部上配置在上述电池罐的外部表面受损的部位。
关于上述体现例，图1C或图2C图示了具备第一电极、分离膜及第二电极依次层叠而卷取而成的结构的电极组件(未图示)和位于涂布在电池罐的外部底面1的金属镀覆层2的焊接部3上的腐蚀防止层6。
上述体现例的二次电池包括腐蚀防止层，该腐蚀防止层阻断对于金属镀覆层的空气或水分接触这样的腐蚀因素而防止电池罐的腐蚀，厚度均匀，几乎不发生气泡，在耐热性、传热性等侧面上具备优异的物性。另外，包括通过活性化工序(通常，高温高湿的条件(约65℃以上的温度、约90％以上的湿度)下大致放置24小时)而不会变形的腐蚀防止层。因此，包括上述腐蚀防止层的圆筒形二次电池具备稳定性及/或安全性。另外，在包括上述腐蚀防止层的情况下，能够将圆筒形二次电池的不合格率最小化。
根据需要，通过存在于圆筒形二次电池内部的气体导致压力上升的情况下，为了将内部气体排出到外部，在电池罐具备开裂阀。在该情况下，避开开裂阀而形成腐蚀防止层。
根据追加的体现例，提供圆筒形二次电池，其中，上述腐蚀防止层包括腐蚀防止层用树脂，
上述腐蚀防止层用树脂为选自环氧类树脂、丙烯酸酯类树脂、硅类树脂及聚氨酯丙烯酸类树脂中的一种以上树脂。
关于上述体现例，图2B图示了喷射包括选自上述环氧类树脂、丙烯酸酯类树脂、硅类树脂及聚氨酯丙烯酸类树脂中的一种以上树脂的腐蚀防止层用树脂4而涂布到电池罐1上的情况。
在上述体现例的圆筒形二次电池中，作为腐蚀防止层用树脂而包括选自具备紫外线硬化性及低粘度特性的环氧类树脂、丙烯酸酯类树脂、硅类树脂及聚氨酯丙烯酸类树脂中的一种以上树脂，因此在形成腐蚀防止层时工序简单，腐蚀防止层的厚度均匀，能够防止在腐蚀防止层中产生的气泡，在耐热性、传热性等侧面上能够提供优异的物性。
根据追加的体现例，提供圆筒形二次电池，其中，上述腐蚀防止层用树脂还包括发光物质。
上述体现例的圆筒形二次电池通过腐蚀防止层用树脂中的发光物质而确认在电池罐的外部表面受损的部位涂布腐蚀防止层用树脂的状态，由此能够更有效地防止腐蚀。
根据追加的体现例，提供圆筒形二次电池，其中，上述电池罐包括铁。
根据追加的体现例，提供圆筒形二次电池，其中，上述金属镀覆层包括镍。
上述体现例的圆筒形二次电池具备金属镀覆层(或者包括镍)而能够一次性地防止包括铁的电池罐的腐蚀。但是，在从外部焊接电池罐的底面的情况下，上述金属镀覆层也被熔化，由此电池罐的表面被暴露。但是，在上述体现例的情况下，在焊接包括金属镀覆层的电池罐之后，在通过焊接而受损的部位配置腐蚀防止层，从而防止电池罐的表面被暴露。
根据追加的体现例，提供圆筒形二次电池，其中，上述腐蚀防止层的厚度大于1μm且小于10μm以下。
优选为，上述腐蚀防止层的厚度大于1μm、2μm、3μm、4μm或5μm。
优选为，上述腐蚀防止层的厚度小于10μm、9μm、8μm、7μm或6μm。
在满足上述体现例的厚度的范围的情况下，能够将二次电池的单元尺寸范围最佳化。
以上，对本实用新型的优选的体现例进行了说明，但本实用新型不限于此，可在权利要求书和实用新型的详细的说明的范围内进行各种变形实施，这也属于实用新型的范围。

Claims (5)

1.一种圆筒形二次电池，其特征在于，包括：
凝胶卷型的电极组件，其具备第一电极、第二电极及介于它们之间的分离膜以卷取轴为基准向一个方向卷取而成的结构；
电池罐，其收纳上述电极组件；
接合引线板，其将上述电池罐和电极组件接合；及
腐蚀防止层，其在上述电池罐的外部底面的上述接合引线板和上述电池罐熔化而形成的焊接部中配置在上述电池罐的外部表面受损的部位,
在上述电池罐的外部表面涂布有金属镀覆层。
2.根据权利要求1所述的圆筒形二次电池，其特征在于，
上述腐蚀防止层包括腐蚀防止层用树脂，
上述腐蚀防止层用树脂为选自环氧类树脂、丙烯酸酯类树脂、硅类树脂及聚氨酯丙烯酸类树脂中的一个树脂。
3.根据权利要求1所述的圆筒形二次电池，其特征在于，
上述电池罐是铁。
4.根据权利要求1所述的圆筒形二次电池，其特征在于，
上述金属镀覆层是镍。
5.根据权利要求1所述的圆筒形二次电池，其特征在于，
上述腐蚀防止层的厚度大于1μm且小于10μm。
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