用于車輛的高壓電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于車輛的高壓電池，該高壓電池旨在解決危及安全性的幾個因素，諸如當高壓電池中的袋型二次電池被暴露于過充電或者基本上高溫時。
【背景技術】
[0002]可再充電的二次電池已經作為電動車輛、混合電動車輛等的電源受到關注，其被提出以解決各種問題，諸如由現有的使用化石燃料的汽油車輛或者柴油車輛引起的大氣污染。因為它們需要相當高的輸出和大容量，所以諸如車輛的設備利用具有彼此連接的多個電池單元的中型和大型電池系統。廣泛地用作中型和大型電池系統中的單元電池的袋型鋰離子聚合物二次電池(例如，高壓電池)的尺寸相當大，安全性優異，并且與小型設備中使用的相同類型的電池相比重量輕。因此，有利于實現便攜式電子設備的輕巧。
[0003]然而，在袋型鋰二次電池中，當電池被外部金屬穿透時，可能由于內部短路而發生爆炸或者燃燒。具體地，當高容量鋰二次電池用于車輛時，內部能量的量是巨大的，因此引起提高對于穿透安全性的關注。現有技術的袋型二次電池包括電極組件、殼體、陽極片、陰極片、和連接構件。電極組件具有陽極板、隔板和陰極板。殼體在其中容納電極組件并且具有密封部，并且通過順序地堆疊熱融合層(thermal fus1n layer)、金屬層和絕緣層來形成。陽極片電連接至陽極板，具有圍繞從陽極板向外突出的陽極片的一部分的片薄膜。陰極片電連接至陰極板，具有圍繞從陰極板向外突出的陰極片的一部分的片薄膜。連接構件用作強力地將金屬層電連接至陽極片。
[0004]然而，即使在上述袋型二次電池中，當電池被穿透時，絕緣層可能導致對應于絕緣層的厚度的電流放電延遲時間。導電板之間的絕緣層抑制充電或放電時在袋單元(pouchcell)中所產生的熱量的耗散，并且當電池被穿透時在導電板之間的穿透部分中流動強電流。具體地，由于圍繞穿透部分突然地和局部地產生的發熱，絕緣層的物質可以被劣化，因此導致變形或者膨脹。此外，安全構件的存在可能不利地增加袋單元的重量。
[0005]因此，需要一種在電池被穿透時具有由于絕緣層而導致的最小的延遲時間、導電板之間具有改善的導熱性、在導電板之間不受到變形或者膨脹、并且不需要增加袋單元的重量或者尺寸的高壓電池。
[0006]上述僅旨在幫助對本發明背景的理解，并且并不旨在意味著本發明落入現有技術和為本領域技術人員已知的范圍內。
【發明內容】
[0007]因此，本發明提供用于車輛的高壓電池，該高壓電池在穿透出現時具有由于絕緣層而導致的最小延遲時間、導電板之間的改善的導熱性、防止導電板之間出現變形或者膨脹以及防止袋單元的重量或者大小增加。
[0008]根據本發明的一個方面，用于車輛的高壓電池可包括:具有陰極板、陽極板、和設置在陰極板和陽極板之間的隔板的電極組件；和耦接至電極組件的外表面的安全構件，安全構件可以具有電連接至陰極板的第一導電板，和電連接至陽極板并且具有在其表面上的絕緣表面的第二導電板。
[0009]電極組件可以被卷繞成凝膠卷(jelly roll)(例如,交替層)的形式。安全構件可以形成具有第一導電板和第二導電板并且具有位于第一導電板和第二導電板之間的絕緣表面的層。第一導電板可以由銅制成和第二導電板可以由鋁制成。第二導電板可以通過鋁陽極氧化來處理以形成絕緣表面。另外，安全構件可被形成為具有對應于電極組件的外表面的面積的大小。第一延伸部可以從安全構件的第一導電板的側面突出，并且第一電極片可以從電極組件的陰極板的側面突出，從而電連接第一延伸和第一電極片。第二延伸部可以從安全構件的第二導電板的側面突出，并且第二電極片可以從電極組件的陽極板的側面突出，從而電連接第二延伸和第二電極片。
[0010]作為從上述描述顯而易見的是，用于車輛的高壓電池可以增加袋單元的物理硬度以確保更有效地發揮電池的模塊化所需要的耐用性，并且，當在諸如車輛碰撞或者外力損壞的異常條件下出現內部短路時，主短路路徑可以形成在安全構件中，因此誘導能量排出而不燃燒。此外，當執行的放熱反應超過預定的溫度時，安全構件和電極組件之間的聚合物層可以逐漸熔化，因此誘導吸熱反應并且從而降低袋單元內的溫度。
[0011]用于車輛的高壓電池的優點在于，在凝膠卷(例如，交替層)，即，電極組件的堆疊過程中，可以進一步堆疊預堆疊的安全構件，因此克服常規袋單元在穿透時的缺點，并且排除了除第一導電板和第二導電板之外的額外材料的必要性。因此，本發明的高壓電池在袋單元被穿透時可以消除對應于常規的絕緣板的延遲時間，因此允許電流更加迅速地放電，而沒有由于穿透導致的延遲時間。
[0012]用于車輛的高壓電池的優點在于，在安全構件中沒有額外的絕緣板插入在第一導電板和第二導電板之間，以增加導電板之間的導熱性、提高熱輻射、并且防止當電池被穿透時由于局部發熱而引起的導電板之間的變形或者膨脹。此外，因為可以從第一導電板和第二導電板兩者獲得傳導性(conductivity),所以可以使厚度最小化。絕緣板可以被除去，并且因此可以消除絕緣板的重量考慮，簡化袋單元的結構，減小電池的成本，和提高電池的適銷性。
【附圖說明】
[0013]結合附圖，通過以下詳細說明，將更為清晰地理解本發明的上述及其他目標、特征和優點，其中:
[0014]圖1是示出根據本發明的示例性實施方式的用于車輛的高壓電池的安全構件的示例性示圖；
[0015]圖2是根據本發明的示例性實施方式的沿著圖1的線A-A截取的示例性剖視圖；
[0016]圖3和圖4是示出根據本發明的示例性實施方式的鋁薄片的頂部和底部的示例性示圖；
[0017]圖5是示出根據本發明的示例性實施方式的耦接至凝膠卷的安全構件的示例性示圖；以及
[0018]圖6是根據本發明的示例性實施方式的沿著圖5的線B-B截取的示例性剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]應當理解,本文中所使用的術語“車輛(vehicle) ”或“車輛的(vehicular) ”或其他類似術語包括廣義的機動車輛，諸如包括運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的載客車輛；包括各種小船、海船的船只；航天器等；并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電混合動力車、氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如，燃料來源于非汽油能源)，如本文所指，混合動力車輛是具有兩種或以上動力源的車輛，例如，汽油動力和電動力車輛。
[0020]本文中所使用的措辭僅是為了描述特定實施方式而并不旨在對本發明進行限制。除非上下文另有明確說明，否則如本文中所使用的單數形式“一(a)”、“一(an)”及“該”也旨在包括復數形式。還應當理解，當術語“包括”和/或“包含”用于本說明書時，其描述了存在所述特征、整體、步驟、操作、元件及/或組件，但并不排除存在或附加有一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其組合。作為本文中所用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項的任何及所有組合。
[0021]在下文，將參考附圖描述根據本發明的示例性實施方式的用于車輛的高壓電池。圖1是示出根據本發明的示例性實施方式的用于車輛的高壓電池的安全構件300的示例性示圖，圖2是沿圖1中的線A-A截取的示例性剖視圖，以及圖3和圖4是示出鋁薄片330的頂部和底部的示例性示圖。此外，圖5是示出耦接至凝膠卷100的安全構件300的示例性示圖，以及圖6為沿著圖5中的線B-B截取的示例性剖視圖。
[0022]根據本發明的示例性實施方式，高壓電池可以包括電極組件100和安全構件300。電極組件100可以包括陰極板110、陽極板130、和設置在陰極板110和陽極板130之間的隔