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CN108604662A - 二次电池和用于补充二次电池的电解质的方法 - Google Patents

二次电池和用于补充二次电池的电解质的方法 Download PDF

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CN108604662A CN201780008799.0A CN201780008799A CN108604662A CN 108604662 A CN108604662 A CN 108604662A CN 201780008799 A CN201780008799 A CN 201780008799A CN 108604662 A CN108604662 A CN 108604662A
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Abstract

本发明涉及一种二次电池和一种用于补充二次电池的电解质的方法。根据本发明的二次电池包括：电池外壳，所述电池外壳包括其中容纳电极和电解质的容纳部分；和用于另外注入电解质的密封构件，所述密封构件设置在电池外壳的一部分上，以将电解质另外注入电池外壳的容纳部分中并密封注入部分。

Description

二次电池和用于补充二次电池的电解质的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年8月26日提交的韩国专利申请No.10-2016-0109485的优先权，在此通过引用将其全部内容并入。
技术领域
本发明涉及二次电池和用于补充二次电池的电解质的方法。
背景技术
与原电池不同，二次电池是可再充电的，并且尺寸紧凑和容量高的可能性也很高。因此，近来，许多关于二次电池的研究正在进行。随着技术发展和对移动装置需求的增加，二次电池作为能源的需求正在迅速增加。
根据电池外壳的形状，二次电池被分类为纽扣型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。在这样的二次电池中，安装在电池外壳中的电极组件是具有其中堆叠有电极和隔板的结构的可充电和可放电的发电装置。
电极组件可大致分类为胶状卷型电极组件、堆叠型电极组件和堆叠/折叠型电极组件，在所述胶状卷型电极组件中，隔板插入在正极和负极之间，正极和负极的每个被设置为涂覆有活性材料的片形式，然后缠绕正极、隔板和负极；在所述堆叠型电极组件中，其间具有隔板的多个正极和负极被顺序堆叠；在所述堆叠/折叠型电极组件中，堆叠型单元电池利用具有很长长度的隔板膜缠绕在一起。
近来，堆叠/折叠型电极组件被内置在设置为铝层压片的袋型电池外壳中的袋型电池因其制造成本低、重量轻、易于形状变形等而受到很多关注，因此其用途逐渐增加。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是提供一种二次电池和一种用于补充二次电池的电解质的方法，其中电解质能够另外注入到所述二次电池中并且所述二次电池在注入电解质后重新密封。
技术方案
根据本发明的实施例的二次电池可包括：电池外壳，包括其中容纳电极和电解质的容纳部分；和用于另外注入电解质的密封构件，设置在所述电池外壳的一部分上，以将所述电解质另外注入到所述电池外壳的所述容纳部分中并密封注入部分，其中用于另外注入电解质的密封构件穿过所述电池外壳的内部和外部，使得通过所述密封构件的穿透部分注入所述电解质。
根据本发明实施例的用于补充二次电池的电解质的方法可包括：允许注入针穿过用于另外注入电解质的密封构件的注入准备工艺，所述密封构件穿过电池外壳的内部和外部并且形成在所述电池外壳的一部分上，使得所述注入针穿过所述密封构件的穿透部分以注入电解质；通过所述注入针将所述电解质另外注入所述电池外壳的容纳部分中的注入工艺，电极组件和所述电解质容纳在所述容纳部分中；和在所述注入针从用于另外注入电解质的密封构件移除之后，密封所述注入针穿过的所述密封构件的部分的密封工艺。
技术效果
根据本发明，用于另外注入电解质的密封构件可设置在电池外壳的一部分上，以将电解质另外注入电池中。在注入电解质之后，密封构件可以重新密封。
此外，用于另外注入电解质的密封构件可由热塑性构件制成。因此，当施加热量时，密封构件可具有流动性，使得用于注入电解质的针容易穿过密封构件。当在移除注入针之后施加热量时，可容易地密封密封构件的被针穿过的部分。这里，热塑性构件可以由硅酮密封剂制成。因此，即使在进行热处理工艺时，也可使用于另外注入电解质的密封构件的材料损坏最小化。因此，电解质的重复和另外补充可能是容易的。
此外，用于另外注入电解质的密封构件可设置为高收缩构件，以在移除注入针时通过其自收缩力而密封穿透部分，由此密封用于另外注入电解质的密封构件而不进行单独的密封处理。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的二次电池的透视图。
图2是示出根据本发明的第一实施例的二次电池的主要部分的截面图。
图3是示出根据本发明的第二实施例的二次电池的主要部分的截面图。
图4是示出根据本发明的第三实施例的二次电池的主要部分的截面图。
图5是示出根据本发明的第四实施例的二次电池的主要部分的截面图。
图6是示出在根据本发明一实施例的用于补充二次电池的电解质的方法中的注入准备工艺和注入工艺的实例的视图。
图7是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中的在注入电解质之后移除了注入针的状态的实例的视图。
图8是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中的密封工艺的实例的视图。
图9是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中的密封工艺的另一个实例的视图。
图10是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中的密封工艺的又一个实例的视图。
具体实施例
根据下面结合附图进行的详细描述，本发明的目的、具体优点和新颖特征将变得更加明显。应当注意，尽可能地以相同的附图标记对本说明书中的附图部件添加附图标记，即使这些部件是在其他附图中示出的。而且，本发明可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。在本发明的以下描述中，可能会不必要地模糊本发明要点的相关技术的详细描述将被省略。
图1是根据本发明的第一实施例的二次电池的透视图，并且图2是示出根据本发明的第一实施例的二次电池的主要部分的截面图。
参考图1和图2，根据本发明的第一实施例的二次电池100包括容纳电极组件120和电解质G的电池外壳110和用于另外注入电解质G的密封构件130，该密封构件130设置在电池外壳110的一部分上。
在下文中，将参考图1和图2更详细地描述根据本发明的第一实施例的二次电池。
电池外壳110包括第一外壳111和第二外壳112，并且还包括其中容纳电极组件120和电解质G的容纳部分113。这里，电池外壳110具有空间部分113a，在所述空间部分113a中电极组件120未设置在容纳部分120中。这里，空间部分113a形成在电池外壳110中，使得用于另外注入电解质G的密封构件130与空间部分113a相邻。
电极组件120可以是可充电和可放电的发电元件，并且具有电极123和隔板(separator)124组合并交替堆叠的结构。此外，电极组件120可包括电连接至电极123的电极引线125。
电极123可以包括正极121和负极122。这里，电极组件120可具有正极121/隔板124/负极122交替堆叠的结构。
隔板124由绝缘材料制成，以使正极121与负极122电绝缘。这里，隔板124可以例如由具有微孔的聚烯烃基树脂膜(例如聚乙烯或聚丙烯)制成。
用于另外注入电解质G的密封构件130可设置在电池外壳110的一部分上，使得在将电解质G另外注入到电池外壳110的容纳部分113中之后密封该电池外壳110的注入部分。
另外，用于另外注入电解质G的密封构件130可设置为穿过电池外壳110的内部和外部，使得密封构件130的一部分被穿透以注入电解质G。
此外，用于另外注入电解质G的密封构件130可由热塑性构件制成。因此，当施加热量时，密封构件可具有流动性，使得注入针易于穿过密封构件。当在移除了注入针之后施加热量时，可以容易地密封具有注入针穿过的通孔的注入部分。
这里，热塑性构件可由例如硅酮密封剂(silicone sealant)制成。因此，当向用于另外注入电解质G的密封构件130施加热量时，可更好地提高流动性，使得注入针更容易地通过密封构件130。此外，尽管重复执行热处理工艺，但是对用于另外注入电解质G的密封构件130的材料损坏可以最小化。另外，当在施加热量以允许注入针通过之后移除注入针，然后再次施加热量时，注入部分可恢复到其原始形状。也就是说，当在执行注入的同时将热量施加到用于另外注入电解质G的密封构件130的穿透部分时，可填充该穿透部分以完全密封该注入部分。
图3是示出根据本发明第二实施例的二次电池的主要部分的截面图。
参考图3，根据本发明的另一实施例的二次电池200进一步包括在电池外壳210上的突出端214，以支撑用于另外注入电解质G的密封构件230，由此防止密封构件230与电池外壳210分离。
这里，突出端214在用于另外注入电解质G的密封构件230的方向上从电池外壳210的内表面和外表面中的每一个突出，以支撑用于另外注入电解质G的密封构件230，由此防止密封构件230朝向电池外壳210的内部和外部分离。这里，举例来说，突出端214可突出以沿着用于另外注入电解质G的密封构件230的上端和下端中的每一个的边缘设置。
图4是示出根据本发明的第三实施例的二次电池的主要部分的截面图。
参考图4，根据本发明的第三实施例的二次电池300包括：容纳电极组件120和电解质G的电池外壳310；设置在电池外壳310的一部分上的用于另外注入电解质G的密封构件330；和附接至用于另外注入电解质G的密封构件330的密封带340。
根据本发明的第三实施例的二次电池300与根据第一实施例的二次电池100和根据第二实施例的二次电池200的不同之处在于，用于另外注入电解质G的密封构件330设置为高收缩构件以允许密封带340施加到用于另外注入电解质G的密封构件330。因此，将简要描述本实施例与根据第一和第二实施例重复的内容，并且，将主要描述它们之间的差异。
更详细地，用于另外注入电解质G的密封构件330可设置为高收缩构件，因此注入部分可以通过其自收缩力密封。这里，高收缩构件可以由例如硅酮橡胶(silicone rubber)制成。
此外，密封带340可附接至用于另外注入电解质G的密封构件330的外表面，以另外地密封该注入部分。这里，密封带340可设置为例如卡普顿胶带(Kapton tape)。这里，卡普顿胶带可具有优异的耐热性、耐寒性、耐化学性、绝缘性、耐电压性等，以提高密封性，由此保护用于另外注入电解质G的密封构件330抵抗各种环境。
图5是示出根据本发明的第四实施例的二次电池的主要部分的截面图。
参考图5，根据本发明的第四实施例的二次电池400包括容纳电极组件120和电解质G的电池外壳410和用于另外注入电解质G的密封构件430，该密封构件430设置在电池外壳410的一部分上。这里，在根据本发明的第四实施例的二次电池400中，用于另外注入电解质G的密封构件430可包括热塑性构件、高收缩构件、散热构件433。
根据本发明的第三实施例的二次电池300与根据第一实施例的二次电池100、根据第二实施例的二次电池200和根据第三实施例的二次电池300的不同之处在于，用于另外注入电解质G的密封构件430包括热塑性构件、高收缩构件、散热构件433。因此，将简要描述本实施例的与根据第一、第二和第三实施例重复的内容，并且，将主要描述它们之间的差异。
更详细地，在用于另外注入电解质的密封构件430中，密封构件430的相对于电池外壳410的容纳部分而言的外部部分431可设置为热塑性构件，以通过施加热量来密封注入部分。此外，密封构件430的内部部分432可设置为高收缩构件，以通过其自收缩力来密封注入部分。这里，热塑性构件可以由硅酮密封剂制成，并且高收缩构件可由硅酮橡胶制成。因此，用于另外注入电解质G的密封构件430的注入部分可被双重密封以提供更大的密封力。
此外，用于另外注入电解质G的密封构件430可进一步包括设置在外部部分431与内部部分432之间的散热构件433，以阻挡外部部分431与内部部分432之间的热传递。这里，散热构件433可由卡普顿材料(Kapton material)制成。这里，散热构件433可被设置为例如卡普顿带。
图6是示出在根据本发明一实施例的用于补充二次电池的电解质的方法中的注入准备工艺和注入工艺的实例的视图；图7是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中，在注入电解质之后移除了注入针的状态的实例的视图；并且图8是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中的密封工艺的实例的视图。
在下文中，将参考图6至图10更详细地描述根据本发明的实施例的用于补充二次电池的电解质的方法。
参考图6至图8，根据本发明的实施例的用于补充二次电池的电解质的方法包括注入准备工艺、注入工艺和密封工艺。此外，根据本发明的实施例的用于补充二次电池的电解质的方法可进一步包括带附接工艺。
更详细地说，参考图6，在注入准备工艺中，注入针11穿过用于另外注入电解质G的密封构件130，该用于另外注入电解质G的密封构件130穿过电池外壳110的内部和外部，并形成在电池外壳110的一部分上，使得注入针11穿过密封构件的穿透部分以注入电解质G。
此外，在注入准备工艺中，注入针11可穿过用于另外注入电解质G的密封构件130，使得电解质G通过用于另外注入电解质G的密封构件130而另外注入到空间部分113a中，在所述空间部分113a中电极组件120没有设置在电池外壳110的容纳部分113中。
此外，在注入准备工艺中，可将热量施加到设置为热塑性构件的用于另外注入电解质G的密封构件130，使得注入针11容易地穿过密封构件130。结果是，密封构件130可改变流动性，使得注入针11从所述密封构件130中穿过。
在注入工艺中，电解质G可通过注入针11另外注入到电池外壳110的容纳部分113中，在所述容纳部分中容纳有电极组件120和电解质G。
这里，在注入工艺中，举例来说，电解质G可容纳在注入针10中，然后通过穿过用于另外注入电解质G的密封构件130的注入针11而另外注入到电池外壳110的容纳部分113中。
参考图7，在密封工艺中，在从用于另外注入电解质G的密封构件130中移除了注入针11之后，可密封由注入针11的穿透而形成的通孔H。
此外，参考图8，在密封工艺中，热量被施加到设置为例如热塑性构件的用于另外注入电解质G的密封构件130，以密封该密封构件130的注入针穿过的部分。这里，在密封工艺中，热量被施加到由硅酮密封剂制成的用于另外注入电解质G的密封构件130，以密封穿透部分。
图9是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中的密封工艺的另一个实例的视图。
另外，参考图9，作为另一个例子，在密封工艺中，用于另外注入电解质G的密封构件330可设置为高收缩构件。因此，当注入针从用于另外注入电解质G的密封构件330移除时，密封构件330的注入针穿过的部分可通过高收缩构件的自收缩力而被密封。这里，高收缩构件可由例如硅酮橡胶制成。
这里，在带附接工艺中，密封带340可附接至用于另外注入电解质G的密封构件330的外表面，以对由高收缩构件的自收缩力密封的注入部分进行另外密封。这里，密封带340可设置为卡普顿带。
这里，在带附接工艺中，密封带340可在注入准备工艺之前附接。在注入准备工艺中，密封带340的一部分或全部可与用于另外注入电解质G的密封构件330分离，然后，注入针可穿过用于另外注入电解质G的密封构件330。在密封工艺中，可将注入针从用于另外注入电解质G的密封构件330移除，然后可将密封带340的与用于另外注入电解质G的密封构件330分离的一部分再次附接到用于另外注入电解质G的密封构件330，以另外密封该密封构件330。
图10是示出在根据本发明一实施例的用于补充电解质的方法中的密封工艺的又一个实例的视图。
此外，参考图10，对于又一个实例，在密封工艺中，当注入针移除时，由硅酮橡胶制成的用于另外注入电解质G的密封构件430的相对于电池外壳的容纳部分413的内部部分432可通过硅酮橡胶的自收缩力而密封注入针穿过的部分。另外，可以将热量施加到由硅酮密封剂制成的用于另外注入电解质G的密封构件430的外部部分431，以密封该密封构件430的穿透部分。
这里，在密封工艺中，外部部分431与内部部分432之间的热传递可由设置在用于另外注入电解质G的密封构件430的外部部分431与内部部分432之间的散热构件433阻挡。这里，散热构件433可设置为例如卡普顿带。
虽然本发明已经参考其示例性实施方案进行了具体示出和描述，但是这是出于具体描述本发明的目的，因此，根据本发明的二次电池和用于补充二次电池的电解质的方法不限于此。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。
此外，所附权利要求书将阐明本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种二次电池，包括：
电池外壳，包括其中容纳电极和电解质的容纳部分；和
用于另外注入电解质的密封构件，设置在所述电池外壳的一部分上，以将所述电解质另外注入到所述电池外壳的所述容纳部分中并密封注入部分，
其中用于另外注入电解质的所述密封构件穿过所述电池外壳的内部和外部，使得通过所述密封构件的穿透部分注入所述电解质。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中用于另外注入电解质的所述密封构件设置为热塑性构件，使得所述注入部分通过施加热量而被密封。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述热塑性构件由硅酮密封剂制成。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中用于另外注入电解质的所述密封构件设置为高收缩构件，使得所述注入部分由所述高收缩构件的自收缩力而被密封。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述高收缩构件由硅酮橡胶制成。
6.根据权利要求5所述的二次电池，进一步包括密封带，所述密封带附接至用于另外注入电解质的所述密封构件的外表面，以另外密封所述注入部分。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，在用于另外注入电解质的所述密封构件中，所述密封构件的相对于所述电池外壳的所述容纳部分而言的外部部分由硅酮密封剂制成，以通过施加热量而密封所述注入部分，并且所述密封构件的内部部分由硅酮橡胶制成，以通过所述硅酮橡胶的自收缩力而密封所述注入部分。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其中用于另外注入电解质的所述密封构件进一步包括散热构件，所述散热构件设置在所述外部部分和所述内部部分之间，以阻止所述外部部分与所述内部部分之间的热传递。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的二次电池，其中所述电池外壳进一步包括突出端，所述突出端沿着用于另外注入所述电解质的所述密封构件的方向从所述电池外壳的内表面和外表面中的每一个突出，以支撑用于另外注入电解质的所述密封构件，由此防止所述密封构件与所述电池外壳分离。
10.一种用于补充二次电池的电解质的方法，所述方法包括：
允许注入针穿过用于另外注入电解质的密封构件的注入准备工艺，所述密封构件穿过电池外壳的内部和外部并且形成在所述电池外壳的一部分上，使得所述注入针穿过所述密封构件的穿透部分以注入所述电解质；
通过所述注入针将所述电解质另外注入所述电池外壳的容纳部分中的注入工艺，电极组件和所述电解质容纳在所述容纳部分中；和
在所述注入针从用于另外注入电解质的所述密封构件移除之后，密封所述注入针穿过的所述密封构件的部分的密封工艺。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述注入准备工艺中，在将热量施加到设置为热塑性构件的所述密封构件之后，所述注入针穿过用于另外注入电解质的所述密封构件，从而使得所述注入针容易地穿过所述密封构件，并且
在所述密封工艺中，将热量施加到设置为热塑性构件的用于另外注入电解质的所述密封构件，以密封所述注入针穿过的所述密封构件的部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述密封工艺中，将热量施加到由硅酮密封剂制成的用于另外注入电解质的所述密封构件，以密封所述穿透部分。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述密封工艺中，用于另外注入电解质的所述密封构件由硅酮橡胶制成，以在所述注入针从用于另外注入电解质的所述密封构件移除时，通过所述硅酮橡胶的自收缩力而密封所述注入针穿过的所述密封构件的部分。
14.根据权利要求12或13所述的方法，进一步包括将密封带附接至用于另外注入电解质的所述密封构件的外表面的带附接工艺。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述带附接工艺中，在所述注入准备工艺之前附接所述密封带，
在所述注入准备工艺中，在所述密封带的一部分或全部与用于另外注入电解质的所述密封构件分离之后，所述注入针穿过用于另外注入电解质的所述密封构件，并且
在所述密封工艺中，在所述注入针从用于另外注入电解质的密封构件移除之后，所述密封带的与用于另外注入电解质的所述密封构件分离的部分再一次附接至用于另外注入电解质的所述密封构件，以另外密封所述密封构件。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述密封工艺中，当所述注入针移除时，用于另外注入电解质的所述密封构件的由硅酮橡胶制成的相对于所述电池外壳的所述容纳部分而言的内部部分通过所述硅酮橡胶的自收缩力而密封所述注入针穿过的部分，并且
将热量施加到用于另外注入电解质的所述密封构件的由硅酮密封剂制成的外部部分，以密封所述密封构件的所述穿透部分。
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