二次电池以及包括该二次电池的电池组和车辆的制作方法

本发明涉及二次电池和包括该二次电池的电池组和车辆。本申请要求于2021年11月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2021-0160776的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术：

1、二次电池易于应用于产品组并且具有高电特性，诸如高能量密度。因此，二次电池不仅广泛地应用于便携式设备，而且广泛地应用于由电驱动源驱动的电动车辆(ev)或混合动力电动车辆(hev)。

2、二次电池作为提高环保特性和能量效率的新能源受到关注，因为二次电池实现了创新地减少化石燃料的使用的主要优点，并且不产生来自能量使用的任何副产物。

3、目前广泛使用的二次电池类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单元二次电池电芯(即，单元电池电芯)的工作电压为约2.5v至4.5v。因此，当需要高于工作电压的输出电压时，多个电池电芯串联连接并构成电池组。此外，多个电池电芯并联连接并且根据电池组所需的充电/放电容量构成电池组。因此，电池组中包括的电池电芯的数量和电池电芯之间的电连接的类型可以根据所需的输出电压和/或充电/放电容量而不同地设置。

4、同时，圆柱形电池、棱形电池和袋式电池已知为二次电池电芯的类型。圆柱形电池通过以下方式制成：在正极和负极之间插入作为绝缘体的隔膜，卷绕隔膜、正极和负极的组件以形成卷芯形式的电极组件，并且将电极组件与电解质一起插入电池罐中。

5、在这种情况下，圆柱形二次电池具有这样的结构，在该结构中，穿透电池罐的底表面的铆钉型正极端子通过替代盖而被应用为圆柱形二次电池的正极端子，该盖是现有技术中被配置为密封电池罐的开口端口的密封体。因此，施加绝缘体以将具有相反极性的负极与电连接到正极端子的构件(例如，正极集流板和正极的延伸有接头的端部)绝缘。

6、然而，绝缘体具有围绕正极集流板和正极的延伸有接头的端部两者的厚形状，这导致不必要的空间损失。

7、因此，存在以下问题：占据电池罐内部的绝缘体的比例较大，可容纳在同一电池罐中的电极组件的尺寸减小，从而二次电池的容量减小。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的目的在于提供一种二次电池以及包括该二次电池的电池组和车辆，其有效地确保绝缘并且解决由于电极组件的直径减小而导致的容量减小的问题。

3、本发明的另一个目的是提供一种二次电池，该二次电池通过简化的组装工艺组装以提高工艺效率。

4、技术方案

5、本发明人已经发现，可以通过改变二次电池中包括的绝缘体的形状来解决该问题。具体地，本发明人发现，可以通过在电池罐中具有相反极性的集流板彼此接触的部分和电池罐中具有相反极性的电极接头彼此接触的部分上设置不同的绝缘构件来提供可以在电极组件中确保的附加空间。

6、本发明提供了一种具有该技术特征的二次电池以及包括该二次电池的电池组和车辆。

7、本发明的一个实施方式提供一种二次电池，其包括：电极组件，通过卷绕顺序堆叠第一电极、隔膜和第二电极制成的堆叠体而配置所述电极组件；以及电池罐，所述电池罐配置为容纳所述电极组件和电解质，其中，所述电池罐具有在其一侧的底部、在与所述底部相对的另一侧的开口部、以及圆柱形侧壁，其中，所述电极组件具有第一端和第二端，第一电极接头从所述第一端延伸，第二电极接头从所述第二端延伸，其中，所述第一端和所述电池罐电连接，其中，所述电池罐的所述侧壁包括设置在与所述第二端相对应的内表面上的绝缘涂层，其中，第二集流板电连接到所述第二电极接头，并且其中，所述第二集流板与所述电池罐的底部之间设有绝缘构件。

8、此外，本发明的另一实施方式提供一种包括一个或多个二次电池的电池组。

9、最后，根据本发明的又一实施方式提供一种包括一个或多个电池组的车辆。

10、有益效果

11、根据本发明的实施方式，消除了通过用绝缘构件(例如，绝缘体)围绕集流板和电极端一次来绝缘与电池罐具有相反极性的集流板和与电池罐具有相反极性的电极端的过程以及通过一次或多次附加绝缘构件(例如，绝缘带)附加地围绕电极端来附加地绝缘具有相反极性的电极端的过程，这使得能够简化绝缘过程并确保期望的绝缘效果。

12、此外，根据本发明的实施方式，可以通过防止当与电池罐具有相反极性的集流板和与电池罐具有相反极性的电极端都被单个厚绝缘构件(例如，绝缘体)围绕而绝缘时，能够被电极组件占据的空间相对减小的问题，来增加能够被容纳在具有相同尺寸的电池罐中的电极组件的直径。

13、此外，根据本发明的实施方式，绝缘构件可以包括高耐热性材料，并且在由于电池的内部温度升高而形成高温时表现出优异的散热效果。

14、因此，根据本发明的实施方式的二次电池可以增加电池容量，同时保持在可以容易地实现绝缘的水平。此外，当内部温度升高时，可以预期散热效果。此外，可以实现高能量密度并降低成本。

技术特征：

1.一种二次电池，所述二次电池包括：

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电池罐的侧壁还包括设置在与所述隔膜对应的内表面上的绝缘涂层。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二电极包括：

4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二端邻近所述电池罐的所述底部设置。

5.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括：

6.根据权利要求5所述的二次电池，所述二次电池包括：

7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述绝缘涂层包括选自氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、氧化镁(mgo)、氮化硼(bn)、碳化硅(sic)和氮化硅(si3n4)中的一种或多种材料。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述绝缘涂层的厚度为小于等于200μm。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述绝缘涂层的厚度大于30μm且小于等于200μm。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述绝缘构件的厚度大于500μm且小于等于1500μm。

11.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述绝缘涂层的厚度为所述电极组件在卷绕状态下的直径的0.45％或更小。

12.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第二电极接头沿朝向所述电极组件的卷绕中心或外周的方向弯曲。

13.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括：

14.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括：

15.根据权利要求1所述的二次电池，所述二次电池还包括：

16.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一电极是负极，并且所述第二电极是正极。

17.一种电池组，所述电池组包括一个或多个根据权利要求1至16中的任一项所述的二次电池。

18.一种车辆，所述车辆包括一个或多个根据权利要求17所述的电池组。

技术总结
本发明的实施方式提供一种二次电池，该二次电池包括：电极组件，在该电极组件中，第一电极、隔膜和第二电极顺序堆叠并卷绕；以及电池罐，该电池罐容纳电极组件和电解质，其中，电池罐具有在一侧的底部、在与底部相对的另一侧的开口部以及圆柱形的侧壁，所述电极组件具有从其抽出第一电极接头的第一端部和从其抽出第二电极接头的第二端部，第一端部和电池罐彼此电连接，并且电池罐的侧壁包括设置在与第二端部对应的内表面上的绝缘涂层，包括与第二电极接头电连接的第二集流板并且包括设置在第二集流板与电池罐的底部之间的绝缘构件。因此，提供增加可由容纳在电池罐中的电极组件确保的空间的效果。

技术研发人员：元珍赫,柳德铉
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6