[發明專利]用于二次電池的部件及其制造方法、以及使用該部件制造的二次電池和多電池系統

有效

• 申請號: 201280022728.3
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN103534839B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 梁正勛;崔丞惇;全志勛;趙永錫
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M2/30
• 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

本發明涉及二次電池技術，更具體地，涉及提高了二次電池安全性的用于二次電池的部件和制造該部件的方法，以及使用該部件制造的二次電池。

背景技術

本申請要求2011年6月17日提交的韓國專利申請No.10-2011-0059255的優先權，該韓國申請的公開內容在此通過引用的方式并入。

本申請要求2011年9月16日提交的韓國專利申請No.10-2011-0093615的優先權，該韓國申請的公開內容在此通過引用的方式并入。

本申請要求2012年6月15日提交的韓國專利申請No.10-2012-0064368的優先權，該韓國申請的公開內容在此通過引用的方式并入。

隨著諸如攝像機、移動電話、便攜式PC機等的便攜式電子產品的使用的增加，二次電池通常用作主電源，因此，二次電池的重要性也在提高。

與不可充電的二次電池不同的是，人們對可充電和放電的二次電池進行了廣泛的研究，以便它們可用在高科技產業中迅速發展的數字照相機、移動電話、筆記本電腦、電動工具、電動自行車、電動車輛、混合動力車輛、大容量電力存儲設備等。

特別地，與例如鉛蓄電池、NiCd電池、NiMH電池、Li-Zinc電池等相比，由于鋰二次電池每單位重量的能量密度較高且可快速充電，所以，鋰二次電池的使用在增加。

鋰二次電池具有3.6V或更高的工作電壓，且用作便攜式電子設備的電源，或者，多個鋰二次電池串聯或并聯連接，以用于高功率電動車輛、混合動力車輛、電動工具、電動自行車、電力存儲設備、UPS等。

而且，由于鋰二次電池的工作電壓高達NiCd電池或NiMH電池的工作電壓的三倍，并且具有優異的每單位重量能量密度特性，所以，鋰二次電池的使用在廣泛地擴展。

根據電解質的類型，鋰二次電池可以分為使用液體電解質的鋰離子電池和使用聚合物固體電解質的鋰離子聚合物電池。鋰離子聚合物電池又可根據聚合物固體電解質的類型而分為兩種電池類型：不包含電解質溶液的全固體鋰離子聚合物電池；以及，包含電解質溶液且使用膠體型聚合物電解質的鋰離子聚合物電池。

通常，使用液體電解質的鋰離子電池被收納在柱形或棱柱形的金屬罐狀容器內，并被密閉地密封以便于使用。然而，由于使用金屬罐狀容器的罐式二次電池的形狀是固定的，所以，以罐式二次電池作為電源的電子產品在設計上受到限制，且其體積難以減小。因此，已開發了袋狀鋰二次電池并投入使用，通過將電極組件和電解質收納在由膜制成的袋封裝內并隨后進行密封來制成該袋狀鋰二次電池。

然而，當鋰二次電池過熱時，可能存在爆炸的危險，因此，確保二次電池的安全性是非常必要的。鋰二次電池的過熱由各種因素引起。一個因素是鋰二次電池中存在過電流。即，如果過大電流流過鋰二次電池，則由于焦耳加熱而產生熱量，因此電池的內部溫度迅速升高。溫度的這種升高導致了電解質的分解反應，該分解反應又引起熱流動（thermal running），從而導致電池不可避免地爆炸。當尖銳的金屬物穿透鋰二次電池時，或者如果陰極板和陽極板之間的絕緣因為介于陰極板和陽極板之間的隔離膜的收縮而被破壞時，或者，如果由于充電電路異常或與外部相連的負載異常而導致施加了沖擊電流（rush current）時，會發生過電流。

為了保護鋰二次電池免受異常狀況（例如過電流）的影響，電池在使用前通常聯接到保護電路，并且，該保護電路包括熔斷元件，當發生過電流時，該熔斷元件不可逆地斷開充電或放電電流所流經的線路。

圖1是示出了與鋰二次電池聯接的保護電路的構造中的熔斷元件的布置結構和運行機制的電路圖。

如圖1所示，該保護電路包括：熔斷元件10，熔斷元件10用于在發生過電流時保護電池組；感測電阻器20，感測電阻器20用于感測過電流；微控制器30，微控制器30用于監測過電流的產生并在發生過電流時操作所述熔斷元件10；以及開關40，開關40用于切換工作電流向熔斷元件10中的流入。

熔斷元件10安裝在與電池組件20的最外側端子連接的主線路內。該主線路是充電電流或放電電流所流經的電線。圖1示出了熔斷元件10安裝在高電壓一側的線路（PACK+）內。

熔斷元件10具有三個端子，其中兩個端子與充電電流或放電電流所流經的主線路接觸，余下的一個端子與開關40接觸。而且，熔斷元件10包括熔斷器11和電阻器12，熔斷器11與所述主線路串聯連接并在預定溫度下熔斷，電阻器12對熔斷器11施加熱量。