用于車輛的高電壓電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開內容涉及當高電壓電池的袋型二次電池過充電或暴露于高溫時克服對安全有不利影響的各種危險因素的高電壓電池。
【背景技術】
[0002]可充放電的二次電池作為電動汽車、混合動力電動汽車等的動力源已經吸引了注意力，其被提出用于克服使用化石燃料的常規汽油車、柴油車等的空氣污染。
[0003]中到大型裝置，例如車輛的中到大型電池系統，根據高功率輸出和大容量的要求通過電連接多個電池單元而形成。主要用作中到大型電池系統的單元電池的袋型鋰離子聚合物二次電池(高電壓電池)與用于小型裝置中的相同系列電池相比具有相對大的尺寸、優異的穩定性且輕質，因而對較小且輕質的便攜式電子裝置是有利的。
[0004]然而，當鋰二次電池的內部壓力由于過充電而增加時，發生袋型外殼膨脹。當膨脹發生時，電池部分被修改，因此電池局部短路。
[0005]此外，當電池過充電或暴露于高溫時，由于電解質與極板的活性材料層之間的反應或電解質與活性材料層之間的分解反應，產生具有高點火可能性的氣體，從而引起電池的點火或爆炸。
[0006]因此，韓國專利特開公開第10-1082498A號公開了一種袋型電池，其包括具有第一樹脂層、第二樹脂層和布置在第一樹脂層與第二樹脂層之間的金屬層的袋型外殼。在袋型外殼中布置電極組件，其中在該袋型外殼中形成排氣部。排氣部的與金屬層、第一樹脂層和第二樹脂層相應的總厚度小于排氣部的與剩余部分相應的厚度。
[0007]然而，前述的袋型電池沒有用于排出袋型外殼中生成的氣體的路徑。當該氣體被引入車輛中時，該氣體可能對乘客有不利影響或可能與火花等反應，引起爆炸。
[0008]因此，需要一種包括安全性裝置的高電壓電池，該安全性裝置克服達到參考水平的電池內部壓力并迅速防止膨脹，從而在最初防止損壞或爆炸。
[0009]相關技術的描述是為了幫助理解本公開內容，并不應被解釋為本領域的普通技術人員已知的常規技術。
【發明內容】
[0010]本公開內容的一方面提供一種包括安全性裝置的高電壓電池，該安全性裝置克服達到參考水平的電池內部壓力并迅速防止膨脹，從而在最初防止損壞或爆炸。
[0011]根據本公開內容的示例性實施方式，高電壓電池包括電極組件。袋形外殼由邊緣部密封以覆蓋電極組件，并且具有在外殼的一側形成的開放入口，以便通過該開放入口將電解質注入到外殼中。出口與開放入口連接并將外殼中生成的氣體排出到車輛外部。
[0012]外殼的入口可以與電極組件垂直。
[0013]外殼邊緣部的一側比另一側更寬，并且入口和出口形成于較寬側。
[0014]入口可以包括在其中形成的應力集中部，當在外殼內生成氣體時，該應力集中部容易破裂。
[0015]應力集中部可以具有缺口形狀，其具有指向電極組件的尖端部。
[0016]出口可以與電極組件平行并且出口的端部可以以設定的長度彎曲。
[0017]出口可以與入口垂直。
[0018]出口可以單獨形成并且可以與外殼的入口聯接。
【附圖說明】
[0019]圖1?3是示出根據本公開內容的實施方式的高電壓電池的圖。
[0020]圖4?6是示出根據本公開內容的另一實施方式的高電壓電池的圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 在下文中，將參照附圖描述根據本公開內容的示例性實施方式的高電壓電池。
[0022]圖1?3是示出根據本公開內容的實施方式的高電壓電池的圖。根據本實施方式的高電壓電池包括電極組件100。袋形外殼300由邊緣部300密封以覆蓋電極組件100，并且在外殼300的一側具有開放入口 330，以允許電解質通過該開放入口注入到外殼300中。出口 500與入口 330連接并將外殼300中生成的氣體排出到車輛外部。
[0023]如圖1所示，外殼300具有矩形形狀并且包括在相對兩側形成的電池接頭(celltap)370。電極組件100與外殼300聯接。用于將電解質注入到外殼300中的入口 330形成于邊緣部310。入口 330可以與電極組件100垂直，以使入口 330的面積最小化，從而保持真空狀態。具體地，外殼300的邊緣部310配置成，邊緣部310的一側比另一側更寬，并且入口 330和出口 500形成于較寬側。
[0024]在入口 330中形成可容易破裂的應力集中部350，以便當氣體在外殼300中生成引起膨脹時，容易將氣體排出到外殼300的外部。在圖1?3中，應力集中部350具有但不限于缺口形狀，其具有朝向電極組件100形成的尖端部，但是可以具有任何形狀例如缺口形狀或圓形，只要電極組件100受壓以集中應力即可。
[0025]如從圖2可以看出的，當電解質填充完成時，外殼300的入口 330通過密封除應力集中部350以外的剩余部分而被密封。即使應力集中部350可以單獨形成，但根據本實施方式，除應力集中部350以外的剩余部分可以被密封以形成應力集中部350，從而防止制造成本增加。
[0026]此外，與外殼300外部連接的出口 500形成于應力集中部350并形成為與入口 330垂直。出口 500形成在外殼300的邊緣部310的較寬側并且與電極組件100平行。出口500的端部以設定長度彎曲，以便將外殼300中生成的氣體排出到車輛外部。
[0027]圖3示出應力集中在應力集中部350上使得當發生膨脹時，電極組件100的入口330破裂的情況。當在外殼300中生成氣體時，如果發生膨脹，則氣體對外殼300加壓，使得作為外殼300最薄弱部分的入口 330的應力集中部350破裂。外殼300中生成的氣體通過破裂的入口 330和出口 500排出到車輛外部。關于應力集中部350，入口 330的前部破裂，但是其后部不破裂，使得外殼300中生成的氣體不通過除出口 500以外的其他部分排出。
[0028]圖4?6是示出根據本公開內容的另一實施方式的高電壓電池的圖。根據本實施方式的高電壓電池包括電極組件100。袋形外殼300由邊緣部300密封以覆蓋電極組件100，并且具有在外殼300的一側形成的開放入口 330，以允許電解質通過該開放入口注入到外殼300中。出口 500與入口 330連接并將外殼300中生成的氣體排出到車輛外部。
[0029]如圖4所示，外殼300具有矩形形狀并且在相對兩側包括電池接頭370。電極組件100與外殼300聯接。用于將電解質注入到外殼300中的入口 330形成在邊緣部310中。外殼300的入口 330可以形成為與電極組件100垂直，以使入口 330的面積最小化，從而保持真空狀態。具體地，外殼300的邊緣部310配置成，四側具有相同的寬度，并且入口 330在一側形成。
[0030]與圖1?3所示出的實施方式不同，由于難以在邊緣部310中同時形成入口 330和出口 500，因此出口 500單獨形成并與邊緣部310聯接而不是形成于邊緣部310。
[0031]在入口 330中形成可容易破裂的應力集中部350，以便當氣體在外殼300中生成引起膨脹時，容易將該氣體排出到外殼300的外部。在圖4?6中，應力集中部350具有但不限于缺口形狀，其具有朝向電極組件100形成的尖端部，但是可以具有選自缺口形狀、圓形的任何形狀，只要電極組件100受壓以集中應力即可。
[0032]如從圖5可以看出的，當電解質填充完成時，外殼300的入口 330通過密封除應力集中部350以外的剩余部分而被密封。即使應力集中部350可以單獨形成，但根據本實施方式，除應力集中部350以外的剩余部可以被密封以形成應力集中部350。
[0033]由于應力集中部350需要在氣體在外殼300中生成時容易破裂，同時最大程度地密封外殼300，因此尖端部在外殼300的邊緣部310的一側的最外端部處指向電極組件100，并且應力集中部350的前側被密封以保持真空狀態。
[0034]圖6示出應力集中在應力集中部350上使得當發生膨脹時，電極組件100的入口330破裂的情況。當在外殼300中生成氣體時，如果發生膨脹，氣體對外殼300加壓，使得應力集中在作為外殼300最薄弱部分的應力集中部350的尖端部，并且應力集中部350破裂以打開入口 330。單獨形成的出口 500與入口 330聯接，以便通過出口 500將外殼300中生成的氣體排出到車輛外部。
[0035]關于常規袋型外殼的使用，當不利問題例如過充電、過電壓、高溫、短路等出現時，可燃氣體在外殼內生成并與點火源結合，從而引起點火、爆炸等。因此，關于前述的高電壓電池，當在外殼中生成參考量的氣體時，如果內部壓力達到參考水平，應力集中部破裂，使得所生成的氣體通過出口排出到車輛外部，從而迅速防止膨脹并在最初防止點火或爆炸，從而確保電池的穩定性。
[0036]此外，當使用袋型外殼時，夕卜殼內生成的氣體可以與冷卻器分開，并且外殼內生成的氣體可以使用具有簡單結構的出口和應力集中部被排出到車輛外部，以保護乘客免受有毒氣體，從而防止氣體引起的二次安全事故。
[0037]雖然本公開內容關于具體的示例性實施方式進行展示和描述，但對于本領域的技術人員來說明顯的是，在不偏離由權利要求限定的本公開內容的主旨和范圍的情況下，可以對本公開內容做出各種改變和更改。
【主權項】
1.一種高電壓電池,包括: 電極組件； 袋形外殼，由邊緣部密封以覆蓋所述電極組件，并且具有在所述外殼的一側形成的開放入口，以允許電解質通過所述開放入口注入到所述外殼中；以及 出口，與所述入口連接并用于將所述外殼中生成的氣體排出到車輛外部。
2.根據權利要求1所述的高電壓電池，其中所述外殼的入口與所述電極組件垂直。
3.根據權利要求1所述的高電壓電池，其中所述外殼的邊緣部的一側比另一側更寬，并且所述入口和所述出口形成于較寬側。
4.根據權利要求1所述的高電壓電池，其中所述入口包括在其中形成的應力集中部，當在所述外殼內生成氣體時，所述應力集中部容易破裂。
5.根據權利要求4所述的高電壓電池，其中所述應力集中部具有缺口形狀，其具有指向所述電極組件的尖端部。
6.根據權利要求1所述的高電壓電池，其中所述出口與所述電極組件平行，并且所述出口的端部以設定長度彎曲。
7.根據權利要求1所述的高電壓電池，其中所述出口與所述入口垂直。
8.根據權利要求1所述的高電壓電池，其中所述出口單獨形成并且與所述外殼的入口聯接。
【專利摘要】本發明涉及一種高電壓電池，其包括電極組件。袋形外殼由邊緣部密封以覆蓋電極組件，并且具有在外殼的一側形成的開放入口，以允許電解質通過開放入口注入到外殼中。出口與入口連接并將外殼內生成的氣體排出到車輛外部。
【IPC分類】H01M2-12, H01M2-02
【公開號】CN104701468
【申請號】CN201410451959
【發明人】林度暻, 崔帝勛, 金錫亨, 金東建
【申請人】現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年9月5日
【公告號】US20150162574