[發明專利]具有切口凹槽的矩形可充電電池

有效

• 申請號: 201080042832.X
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN102576826A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李鎮樹;李吉永;金鎮;安諄昊;成周桓
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸弋;王偉

技術領域

本發明涉及一種具有安全槽的棱柱形二次電池，更具體來說，涉及一種如下的棱柱形二次電池，其包括以密封狀態安裝在棱柱形電池盒中的電極組件，所述電池盒包括在其頂部開口的六面體盒體以及聯接到盒體的開口頂部的盒蓋，所述六面體盒體由金屬材料制成，所述盒蓋具有電極端子，其中盒體的厚度為0.4mm或更小，所述盒體在顯示出等于電池盒在高壓狀態下的最大應力(S_MAX)的40％或更小的應力分布的區域處設置有線狀安全槽，所述安全槽被構造成當電池中出現高壓時破裂，并且安全槽被構造成下述結構，在所述結構中盒體的剩余厚度(“排放口厚度”)在縱向方向上從安全槽的相反兩端朝向中間減小。

背景技術

隨著移動裝置的不斷發展以及對這種移動裝置需求的增加，對于作為移動裝置的能量源的二次電池的需求也急劇增加。在這樣的二次電池中包括具有高能量密度和高放電電壓的鋰二次電池，對其已進行了大量研究，并且目前正被商業化和廣泛使用。

根據電池盒的形狀，二次電池可以被分類為電極組件安裝在圓柱形金屬容器中的圓柱形電池、電極組件安裝在棱柱形金屬容器中的棱柱形電池、或電極組件安裝在由鋁層壓片形成的袋狀盒中的袋狀電池。

安裝在電池盒中的電極組件是電力生成元件，具有陰極/分隔件/陽極的堆疊結構，其可以充電和放電。電極組件可以被分類為蛋卷(jelly?roll)型電極組件或堆疊型電極組件，所述蛋卷型電極組件被構造成施加有活性材料的長片狀陰極與長片狀陽極卷繞且分隔件被布置在陰極與陽極之間的結構，所述堆疊型電極組件被構造成具有預定尺寸的多個陰極和陽極順序堆疊且分隔件被相應地布置在陰極與陽極之間的結構。

根據使用狀態和條件，二次電池可能暴露于各種環境。為了用戶的安全，需要防止二次電池爆炸。一般來說，電池爆炸可能是由異常操作狀態引起的電池內的高溫和高壓導致的，所述異常操作狀態例如是電池的內部短路、充電超出了容許電流和電壓、暴露于高溫、由于跌落引起的撞擊。由于這些原因，盡管電池的形狀彼此不同，但每個電池都設置有高壓釋放裝置，用于釋放作為電池爆炸的直接原因的電池的高壓。

例如，為了釋放高壓，圓柱形電池具有安裝在盒蓋組件上的特殊結構的安全板，棱柱形電池具有形成在盒蓋或電池盒處的安全槽，袋狀電池被構造成使得層壓片的接縫部分(密封部分)彼此隔開而不使用另外的安全槽。

在通常的棱柱形二次電池中，在鋁電池盒處形成封閉類型或局部開口類型的安全槽，以便安全槽可以被切開。

例如，棱柱形二次電池具有形成在電池盒側面處的局部開口類型的安全槽。

圖1的安全槽30形成在棱柱形二次電池的盒20的側面的角落，采取小弧線的形狀。安全槽是局部開口類型的。也就是說，安全槽位于盒的表現出相對高應力的區域，使得彎曲的安全槽能夠在電池的內部壓力過度增加時破裂。

具有如上所述結構的安全槽的優點在于安全槽能夠相對靈敏地對電池內產生的高壓做出響應；然而，該安全槽的缺點在于在電池設計期間難以正確地設定所需的臨界壓力值。

也就是說，如前所述，高應力施加于盒側面的角落區域，其結果是安全槽可能甚至在低壓下也容易破裂。尤其是當電池盒的厚度小時，安全槽對高壓的響應更靈敏，結果引起安全槽的無意破裂。

因此，需要減小在表現出高應力的區域處形成的安全槽的尺寸和深度。然而，當安全槽的尺寸和深度太小時，安全槽可能不容易破裂。

此外，預計安全槽的形狀對于在異常電池狀況下實現電池的可靠運行來說，也是非常重要的因素。

因此，非常有必要開發能夠在電池內部壓力增加時通過安全槽的均勻破裂從電池快速放出氣體的棱柱形電池，在所述電池的開發中綜合考慮了電池盒的厚度、以應力為基礎的安全槽的位置以及安全槽的形狀、長度和深度。

發明內容

技術問題

因此，做出了本發明以解決上述問題以及尚未得到解決的其他問題。

作為為了解決上述問題而進行的各種廣泛深入的研究和實驗的結果，本發明的發明人發現，當在電池盒側面表現出相對低應力的區域處形成特定結構和特定形狀的安全槽時，安全槽在適當條件下可靠地破裂，從而提高了電池的安全性。

因此，本發明的目的是提供具有能夠有效破裂的改進結構的安全槽的棱柱形二次電池。

技術解決方案