二次电池的顶盖、二次电池和制造二次电池的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月14日提交的韩国专利申请第10-2019-0004804号的优先权的权益，通过援引将上述专利申请整体结合在此。

本发明涉及一种二次电池的顶盖、二次电池和制造二次电池的方法，更具体地，涉及一种与相关技术相比，能够提高二次电池的密封性能的二次电池的顶盖、二次电池和制造二次电池的方法。

背景技术：

可重复充电和放电的二次电池(secondarybattery)根据其结构和制造方法可分为袋型二次电池、棱柱型二次电池、圆柱型二次电池等。

在这些类型之中，圆柱型二次电池通常具有其中电极组件容纳在圆柱型电池罐内并且顶盖结合至电池罐的上部的结构。

在此，制造二次电池的方法通常包括对电极组件充电以激活电极组件的激活工序。在这种激活工序期间，从电解质等产生气体。由于该气体，二次电池内的压力增加。

然而，根据相关技术，顶盖结合至电池罐的上部，二次电池的内部被密封。然后，执行圆柱型二次电池的激活工序。结果，在激活工序期间产生的气体不会被排放到外部，因而二次电池内的诸如电池罐之类的组成部分可被损坏，或者二次电池可爆炸。

技术实现要素：

技术问题

本发明要解决的问题是在二次电池制造过程中的激活工序期间，排出二次电池内产生的气体，从而提高二次电池的稳定性。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种二次电池的顶盖，所述顶盖包括：限定所述顶盖的外周表面的外周区域；限定所述顶盖的中央部分的中央区域；构造成将所述外周区域连接至所述中央区域的连接区域；和从所述外周区域、所述中央区域或所述连接区域向下突出的突出区域。

所述中央区域可具有圆盘形状，并且所述突出区域可从所述中央区域的中央向下突出。

所述突出区域可包括向下延伸的“1”字形的杆部。

所述突出区域可进一步包括设置在所述杆部的侧表面上的突出部。

所述突出区域可包括向下延伸的z字(zigzag)形的曲折部。

为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种二次电池，包括：具有开放的上部的电池壳体；设置在所述电池壳体内的电极组件；设置在所述电极组件上方并且其中限定有通孔的通孔形成构件；和所述二次电池的顶盖，所述顶盖结合至所述电池壳体的所述上部，其中所述突出区域的至少一部分插入到所述通孔中。

所述二次电池可进一步包括片状密封片，所述片状密封片设置在所述突出区域与所述通孔之间并且所述片状密封片的至少一部分插入到所述通孔中。

所述通孔形成构件可包括ptc元件和盖板中的至少一个。

为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，提供了一种制造二次电池的方法，所述方法包括：提供具有开放的上部的电池壳体的步骤；将电极组件容纳在所述电池壳体内的步骤；在所述电极组件上方设置其中限定有通孔的通孔形成构件的步骤；将顶盖结合至所述电池壳体的所述上部的步骤，其中所述顶盖定位在所述通孔形成构件上方并且包括突出区域，所述突出区域向下突出并且具有对应于所述通孔的横截面(crosssection)；对所述电极组件充电的充电步骤；和使所述突出区域向下移动并且使所述突出区域密封所述通孔形成构件的所述通孔的密封步骤。

在所述密封步骤之前，所述方法可进一步包括在所述通孔形成构件的所述通孔上方设置片状密封片的步骤，其中，在所述密封步骤中，当所述突出区域向下移动时，所述密封片的至少一部分插入到所述通孔形成构件的所述通孔中。

有益效果

根据本发明，在二次电池制造过程中的激活工序期间，排出二次电池内产生的气体，从而可提高二次电池的稳定性。

附图说明

图1是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的顶盖的结构的透视图。

图2是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的顶盖的结构的侧视剖面图。

图3是图解根据本发明第二实施方式的二次电池的顶盖的结构的侧视剖面图。

图4是图解根据本发明第三实施方式的二次电池的顶盖的结构的侧视剖面图。

图5是图解在根据本发明的制造二次电池的方法中，通过突出区域执行密封步骤之前的构造的侧视剖面图。

图6是图解在根据本发明的制造二次电池的方法中，通过使用突出区域执行密封步骤来完成二次电池的制造之后的构造的侧视剖面图。

具体实施方式

下文中，将参照附图描述根据本发明的二次电池的顶盖的结构。

二次电池的顶盖

图1是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的顶盖的结构的透视图，图2是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的顶盖的结构的侧视剖面图。

如图1和图2中所示，根据本发明第一实施方式的二次电池的顶盖300可包括：限定顶盖300的外周表面的外周区域310、限定顶盖300的中央部分的中央区域320、和将外周区域310连接至中央区域320的连接区域330。如图1和图2中所示，根据本发明第一实施方式的顶盖300的中央区域320可向上突出，并且连接区域330可限定顶盖300的台阶部分。此外，连接区域330可划分为数个部分，并且所述数个部分可彼此间隔开。在顶盖300的连接区域330的这些部分之间可设置有至少一个开口区域h。在图1中，顶盖300的外周区域310和中央区域320被示出为分别具有环形形状和圆盘形状。然而，外周区域310和中央区域320的形状不限于图1的形状。

顶盖300的外周区域310、中央区域320和连接区域330的每一个可包括含铁金属。例如，顶盖300的外周区域310、中央区域320和连接区域330的每一个可由镀镍的钢制成。

再次参照图1和图2，根据本发明第一实施方式的二次电池的顶盖300可包括从外周区域310、中央区域320或连接区域330向下突出的突出区域340。图1和图2示出了从圆盘形状的中央区域320的中央向下突出的突出区域340的构造。

如图1中所示，突出区域340可包括向下延伸的“1”字形的杆部342。例如，杆部342可具有圆柱形状。此外，如图2中所示，杆部342的下端可定位成比外周区域310的底表面高。这可理解为，杆部342的下端定位在外周区域310的底表面的延伸区域(见图2的虚线)上方。

如稍后所述，根据本发明的顶盖300的突出区域340可具有插入到设置在二次电池内的通孔形成构件200(见图6)的通孔中的结构。

图3是图解根据本发明第二实施方式的二次电池的顶盖的结构的侧视剖面图。使用与根据本发明第一实施方式的二次电池的顶盖有关的描述来替换对根据本发明第二实施方式的二次电池的顶盖300的组成部分之中的外周区域310、中央区域320和连接区域330的描述。

如图3中所示，与本发明第一实施方式类似，根据本发明第二实施方式的二次电池的顶盖300的突出区域340也可包括向下延伸的“1”字形的杆部342。此外，根据本发明的第二实施方式，突出区域340可进一步包括凸出地设置在杆部342的侧表面上的突出部344。如图3中所示，突出部344可设置为多个。此外，如图3中所示，杆部342的下端可定位成比外周区域310的底表面高。

如稍后所述，根据本发明的顶盖300的突出区域340可具有插入到设置在二次电池内的通孔形成构件200(见图6)的通孔中的结构。如本发明第二实施方式在突出区域340中设置突出部344的情况下，可通过突出部344提高突出区域340在通孔处的结合力。

图4是图解根据本发明第三实施方式的二次电池的顶盖的结构的侧视剖面图。使用与根据本发明第二实施方式的二次电池的顶盖有关的描述来替换对根据本发明第二实施方式的二次电池的顶盖300的组成部分之中的外周区域310、中央区域320和连接区域330的描述。

如图4中所示，根据本发明第三实施方式的二次电池的顶盖300的突出区域340可包括向下延伸的z字形的曲折部346。图4中示出了其中曲折部346具有成角度地弯折的形状的情况。然而，与上述情况不同，曲折部346可具有波浪弯折的形状，从而具有弯曲表面。此外，如图4中所示，曲折部346的下端也可定位成比外周区域310的底面高。

如稍后所述，根据本发明的顶盖300的突出区域340可具有插入到设置在二次电池内的通孔形成构件200(见图6)的通孔中的结构。如本发明第三实施方式在突出区域340中设置曲折部346的情况下，可提高突出区域340在通孔处的结合力。

下文中，将参照以上描述和附图描述根据本发明的二次电池的结构。

二次电池

图5是图解在根据本发明的制造二次电池的方法中，通过突出区域执行密封步骤之前的构造的侧视剖面图，图6是图解在根据本发明的制造二次电池的方法中，通过使用突出区域执行密封步骤来完成二次电池的制造之后的构造的侧视剖面图。

使用与根据本发明第一至第三实施方式的顶盖300的结构有关的上述描述来替换对顶盖300的结构的描述。

如图5和图6中所示，根据本发明的二次电池10可包括具有开放的上部的电池壳体100和设置在电池壳体100内的电极组件150。尽管电池壳体100具有圆柱形状，但在与本发明的特征不矛盾的范围内电池壳体100可具有各种形状。

再次参照图5和图6，顶盖300可结合至电池壳体100的上部。为了在电池壳体100与顶盖300之间建立更牢固的结合，可在电池壳体100的上部的内表面与顶盖300的外表面之间设置衬垫500。

此外，根据本发明的二次电池10可进一步包括通孔形成构件200，通孔形成构件200设置在电极组件上方并且其中限定有通孔200a。

通孔形成构件200可包括当温度升高时电阻迅速增大并因而中断二次电池的电流的ptc元件210，或者通孔形成构件200可包括盖板220。图5和图6示出了其中在二次电池10中，电极组件150通过电极接片150a连接至盖板220并且ptc元件210设置在盖板220上的结构。

再次参照图6，在根据本发明的二次电池10中，突出区域340的至少一部分可插入到通孔形成构件200中限定的通孔200a中。图6示出了其中突出区域340插入到ptc元件210的通孔210a和盖板220的通孔220a中的构造。根据本发明，当顶盖300的突出区域340插入到通孔形成构件200中限定的通孔200a中时，可确保二次电池10内部的密封性能。

在此，为了使突出区域340平滑地插入到通孔200a中，突出区域340的水平横截面的形状可对应于通孔200a的形状。在此，特征“突出区域的水平横截面的形状对应于通孔的形状”表示突出区域340具有足以插入到通孔200a中的表面积。然而，该特征不只表示突出区域的水平横截面的形状与通孔的形状相似的情况。

在此，突出区域340的水平横截面的表面积可小于通孔200a的表面积。在这种情况下，突出区域340可平滑地插入到通孔200a中。然而，与上述情况不同，突出区域340的水平横截面的表面积可大于通孔200a的表面积。在这种情况下，突出区域340以过盈配合的方式插入到通孔200a中，因而可提高二次电池10的密封性能。

此外，根据本发明的二次电池10可进一步包括片状密封片400，片状密封片400设置在突出区域340与通孔200a之间并且片状密封片400的至少一部分插入到通孔200a中。在设置密封片400的情况下，可进一步提高二次电池10内部的密封性能。

在此，根据本发明，突出区域340可包括塑料材料。更优选地，突出区域340的材料可与衬垫500的材料相同。在突出区域340的材料与衬垫500的材料相同的情况下，不需要采用单独的材料来制造突出区域340，因而可尽可能地降低制造根据本发明的二次电池10所需的成本。

下文中，将参照以上描述和附图描述根据本发明的制造二次电池的方法。

制造二次电池的方法

参照图1至图6，制造二次电池的方法可包括：提供具有开放的上部的电池壳体100的步骤；将电极组件150容纳在电池壳体100内的步骤；在电极组件150上方设置其中限定有通孔200a的通孔形成构件200的步骤；和将顶盖300结合至电池壳体100的上部的步骤。顶盖300定位在通孔形成构件200上方并且包括突出区域340，突出区域340从外周区域310、中央区域320或连接区域330向下突出并且具有对应于通孔200a的水平横截面(crosssection)。

此外，根据本发明的制造二次电池的方法可进一步包括：对电极组件150充电以激活电极组件150的充电步骤；和按压顶盖300的顶表面以使突出区域340向下移动并且使突出区域340密封通孔形成构件200的通孔200a的密封步骤。

根据本发明，在通孔形成构件200的通孔200a打开的状态下激活电极组件150，并且排出二次电池内产生的气体。然后，通孔200a被突出区域340密封。因此，可防止由于在电极组件的激活工序期间产生的气体而导致的对二次电池内的组成部分的损坏或二次电池的爆炸。

此外，根据本发明的制造二次电池的方法在密封步骤之前可进一步包括在通孔形成构件200的通孔200a上方设置片状密封片400的步骤。在这种情况下，当在密封步骤中突出区域340向下移动时，密封片400的至少一部分可插入到通孔形成构件200的通孔200a中。

在此，为了使根据本发明的顶盖300的突出区域340有效地密封通孔200a，顶盖可由具有足够柔性的材料制成，使得当在密封步骤中按压顶盖300的顶表面时，顶盖300的顶表面变形。此外，顶盖300可由具有足够刚性的材料制成，使得顶盖300的顶表面不会由于二次电池10的内部压力而返回其原始位置。

尽管通过如上所述的具体实施方式和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，显而易见的是，在本发明的技术构思和所附权利要求的等同范围内，本发明所属领域的技术人员可做出各种改变和修改。