用于二次电池的连接元件和包括该连接元件的二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种二次电池技术，并且更加特别地，涉及一种用于提高二次电池的安全性的用于二次电池的连接元件以及一种包括该连接元件的二次电池。
[0002]本申请要求于2013年5月20日在韩国提交的韩国专利申请N0.10-2013-0056540的优先权，其全部内容通过引用被合并于此。
【背景技术】
[0003]随着诸如摄像机、移动电话、便携式计算机等的便携式电动产品的日益增长的使用，被主要用作它们的能源的二次电池的重要性日益增加。
[0004]与一次性使用的原电池相反，二次电池是可再充电的并且在例如数码相机、蜂窝电话、膝上型计算机、电动工具、电动自行车、电动车辆、混合动力车辆、大容量蓄能系统等的高技术领域中进行非常积极地研宄。
[0005]特别地，当与诸如铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池以及镍锌电池的其它传统的二次电池相比较时，锂二次电池具有每单位重量的高能量密度，并且允许快速充电，并且因此，其使用处于上升趋势。
[0006]锂二次电池具有高于或者等于3.6V的工作电压并用作便携式电子设备或者诸如电动车辆、混合动力车辆、电动工具、电动自行车、蓄能系统以及通过串联地或者并联地连接多个电池的不间断电源(UPS)的高输出装置的电源。
[0007]锂二次电池具有高出镍镉电池或镍氢电池的工作电压三倍的工作电压和每单位重量的能量密度的优异特性，并且因此，被越来越多地使用。
[0008]基于电解质的类型，锂二次电池可以分成使用液态电解质的锂离子电池和使用固态聚合物电解质的锂离子聚合物电池。而且，基于固态聚合物电解质的类型，锂离子聚合物电池可以划分成不含有电解液的全固态锂离子聚合物电池和使用含有电解液的凝胶式聚合物电解质的锂离子聚合物电池。
[0009]使用液态电解质的锂离子电池通常使用呈圆柱形或棱柱形形状的金属罐，该金属罐被用于通过焊接而气密地密封的容器。使用该金属罐作为容器的罐状二次电池具有固定的形状，这具有对使用该罐状二次电池作为电源的电动产品的设计和其体积减少的限制。因此，已开发和使用了通过将电极组件和电解质放入到由膜制成的袋状壳体中并然后形成密封而制造的袋状二次电池。
[0010]然而，锂二次电池当过热时具有爆炸的风险，因此，确保安全性是主要任务之一。锂二次电池的过热由于各种因素而发生，并且这些因素中的一个是超过极限的过电流流过锂二次电池。当过电流流动时，锂二次电池通过焦耳热产生热，并且电池内部的温度上升。而且，迅速的温度升高引起电解质溶液的分解反应并导致热失控(thermal runaway)，并且最后，导致电池爆炸。由于尖锋的金属物体刺穿锂二次电池或者介于阴极和阳极之间的隔离器的收缩引起的阴极和阳极之间的绝缘击穿，或者由于外部充电电路或者被连接的负载的异常情况，当冲击电流(rush current)被施加到电池时，过电流发生。
[0011]因此，为了保护锂二次电池免于诸如发生过电流的异常情形，结合保护电路使用电池，并且作为保护电路，通常使用熔断装置，在过电流的情形中，该熔断装置不可逆地断开充电或者放电电流流过的线路。
[0012]图1是图示在被连接到锂二次电池的保护电路的构造中的熔断装置的布局和工作机制的电路图。
[0013]如在附图中所示，保护电路包括:熔断装置1，当过电流发生时该熔断装置I保护二次电池；感测电阻2，该感测电阻2感测过电流；微处理器3，该微处理器3监控过电流的发生并且当过电流发生时操作熔断装置I ;以及开关4，该开关4执行切换操作以将操作电流流入到熔断装置I中。
[0014]熔断装置I被安装在被连接到电池组B的最外端子的主线上。该主线表示电线，充电电流或放电电流流过该电线。在附图中，将熔断装置I图示为被安装在高电位线(Pack+)上。
[0015]熔断装置I是三端子元件，其中两个端子被连接到充电或放电电流流过的主线，并且剩下的一个端子被连接到开关4。而且，在内部上，该熔断装置I包括:保险丝la，该保险丝Ia被直接连接到主线并且在特定的温度下被熔化以断开；和电阻器lb，该电阻器Ib将热施加到保险丝la。
[0016]微控制器3通过定期地检测跨越感测电阻器2的两端的电压来监控过电流是否发生，并且当检测到过电流的发生时，接通开关4。然后，流过主线的电流被旁通以朝向熔断装置I流动并且被施加到电阻器lb。因此，从电阻器Ib产生的焦耳热被传递到保险丝Ia并且保险丝Ia的温度增加，并且当保险丝Ia的温度达到断开的熔化温度时，保险丝Ia被熔断，因此，主线被不可逆地断开。当主线被断开时，过电流不再流动并且由过电流引起的问题可以被解决。
[0017]然而，上述现有技术具有多个问题。即，当在微处理器3中发生失效时，即使在过电流发生的情形下开关4也不被接通。在该的情况下，过电流没有流入到熔断装置I的电阻器Ib中并且熔断装置I没有操作。而且，需要用于在保护电路内设置熔断装置I的单独空间，用于控制熔断装置I的操作的程序算法应加载在微控制器3中。因此，存在保护电路的空间效率被降低并且微处理器3的负载增加的缺点。
【发明内容】
[0018]技术问题
[0019]设计本公开以解决上述问题，并且因此，本公开旨在提供一种用于二次电池的新型连接元件以及一种包括该新型连接元件的二次电池，其中，与保护电路的主动型过电流切断功能不同，需要该新型连接元件来实现二次电池本身中的被动型过电流切断功能。
[0020]然而，本公开的目的不限于上述目的，并且从下面的描述中对于本领域的技术人员来说本公开的其它目的将会变得显而易见。
[0021]技术解决方案
[0022]在寻求提高锂二次电池的安全性的解决方案时，发明人发现，当将低熔点的焊接材料层嵌入到汇流条，即，一种被应用于电池模块的连接元件中，并且在该焊接材料层上形成具有绝缘性质的陶瓷涂层时，在没有任何副作用的情况下，可以解决由过电流引起的安全性问题。
[0023]而且，发明人发现，具有新结构的这样的元件可以被用作通用元件，该通用元件不仅可以替换汇流条而且替换被布置在二次电池的电流流动路径上的各种元件，即，连接元件，并且完成本发明。
[0024]为了实现上述目的，根据本公开的用于二次电池的连接元件包括:金属板，该金属板具有凹进沟槽；焊接图案，该焊接图案具有比金属板低的熔点并且被形成在凹进沟槽内；以及绝缘层，该绝缘层被形成在金属板的两个表面中的至少一个表面上，并且覆盖形成焊接图案的区域。
[0025]凹进沟槽可以沿着金属板的横向方向形成。
[0026]焊接图案可以由包含锡(Sn)和铜(Cu)而不含铅(Pb)的无铅焊接材料制成。
[0027]锡的含量可以处于65.0wt %至99.9wt %的范围中，并且铜的含量可以处于0.0 Iwt %至35.0wt %的范围中。
[0028]焊接图案可以是由进一步包括选自如下组的至少一种另外的金属的焊接材料制成，该组由镍(Ni)、锌(Zn)以及银(Ag)组成。
[0029]另外的金属的含量可以是处于0.0^^%至20.0wt%的范围中。
[0030]焊接图案可以是由具有从100°C至250°C的熔点的焊接材料制成。
[0031]绝缘层可以被形成在凹进沟槽内。
[0032]金属板的表面和绝缘层的表面可以形成相同的平面。
[0033]绝缘层可以被形成在凹进沟槽的外部。
[0034]金属板的表面和焊接图案的表面可以形成相同的平面。
[0035]绝缘层可以同时覆盖金属板的表面和焊接图案的表面。
[0036]绝缘层可以是由选自如下组的至少一种材料制成，该组由包括陶瓷和增强树脂的绝缘材料组成。
[0037]同时，为了实现上述目的，根据本公开的电池模块包括:至少一个电池单体；模块壳体，该模块壳体容纳电池单体；外部端子，该外部端子被突出地设置于模块壳体的外部；以及汇流条，该汇流条连接电池单体和外部端子，并且用于二次电池的连接元件被应用为被安装于在电池模块中流动的电流的路径上的连接元件。
[0038]用于二次电池的连接元件可以应用为汇流条。
[0039]电池模块可以进一步包括引线端子，该引线端子被连接到外部端子，并且在该情况下用于二次电池的连接元件可以应用为引线端子。
[0040]而且，借助于根