二次电池及其制造方法
【专利说明】二次电池及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年5月15日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2014-0058295号的优先权和权益，其全部内容通过弓I用整体合并于此。
技术领域
[0003]本发明的实施方式的各方面涉及二次电池和制造该二次电池的方法。
【背景技术】
[0004]近年来，随着电子和通信行业的快速发展，便携式电子装置(例如可携式摄像机、蜂窝电话和笔记本电脑)开始广泛使用。这导致了二次电池的使用增加。二次电池被使用(利用)在便携式电子装置以及中型和大型设备(例如需要高输出和高功率的电动工具、车辆、船舶、太空运输系统、摩托车、轻便摩托车或航空运输车辆)中。
[0005]最近，正在开发使用(利用)非水电解质的具有高能量密度的高输出的二次电池。上述高输出的二次电池通过多个二次电池彼此连接而形成高容量的二次电池，以便用于驱动需要高功率的装置(例如电动车)的发动机。
[0006]如果二次电池中出现短路，二次电池中就会有过电流流动。过电流的持续流动产生过量的热，从而引起二次电池的爆炸和/或起火。为了解决该问题，可在盖板上提供短路部分和通风部分。因此，如果二次电池的内压超过预置压力，短路部分引起短路，从而中断电流的流动，并且通风部分破裂，从而排出由过量的热产生的气体。
[0007]然而，现有技术存在的问题在于，分开加工短路部分和通风部分，然后焊接至盖板，使得制造成本高并且生产率低。因此，需要对能够降低制造成本并提高生产率的二次电池进行各种类型(种类)的适当研究。
【发明内容】
[0008]因此，考虑到现有技术中出现的以上问题，已经做出本发明的实施方式的各方面，并且本发明的一个实施方式的一方面是提供二次电池，所述二次电池被构造为使短路部分和通风部分与盖板为一整体。
[0009]本发明的一个实施方式的一方面是提供二次电池，所述二次电池包括短路部分和通风部分，它们在硬度上低于盖板的另一部分(例如剩余部分)。
[0010]本发明的一个实施方式的一方面是提供二次电池，所述二次电池使其在电池的内压增至高于预置压力时容易引起短路和破裂。
[0011]本发明的一个实施方式的一方面是提供制造二次电池的方法，所述方法使短路部分和通风部分的晶粒尺寸小于盖板的另一部分(例如，周边部分或剩余部分)的晶粒尺寸。
[0012]本发明的一个实施方式的一方面是提供能够简化制造(加工)方法的二次电池。
[0013]根据本发明的一个实施方式，提供了二次电池，包括电极组件、在其中容纳所述电极组件的壳体、以及盖板，所述电极组件具有第一电极板、第二电极板以及介于所述第一电极板和所述第二电极板之间的隔板，所述壳体在其端部具有开口(例如，在其表面处打开)，所述盖板封闭所述壳体的开口，并具有在所述盖板的设定或预定部分形成的通风部分和短路部分。所述通风部分和所述短路部分与所述盖板为一整体。
[0014]所述通风部分和所述短路部分各自的晶粒尺寸均可大于除了所述通风部分和所述短路部分之外的所述盖板的剩余部分的晶粒尺寸。
[0015]所述通风部分和所述短路部分在硬度上可低于除了所述通风部分和所述短路部分之外的所述盖板的剩余部分。
[0016]所述短路部分可具有3kgf/cm2至5kgf/cm 2的硬度。
[0017]所述通风部分可具有6kgf/cm2至8kgf/cm 2的硬度。
[0018]所述通风部分和所述短路部分可通过机械加工盖板然后进行热处理而形成。
[0019]所述热处理可通过感应加热设备进行。
[0020]根据本发明的另一个实施方式，提供了制造二次电池的方法，包括制备封闭壳体的开口的盖板，所述壳体在其中容纳电极组件并且在其端部具有所述开口(例如，在其表面处打开)，在所述盖板上形成短路部分和通风部分，对所述短路部分进行第一热处理，以及对所述通风部分进行第二热处理。
[0021]所述短路部分和所述通风部分可通过选自由铸造、锻造、乳制和压制组成的组中的工艺而形成。
[0022]所述第一热处理和所述第二热处理可通过感应加热设备进行。
[0023]所述第一热处理可在400°C至500°C的温度下进行70分钟或更短时间(例如，在70分钟之内)。
[0024]所述第二热处理可在200°C至300°C的温度下进行70分钟或更短时间(例如，在70分钟之内)。
[0025]如从以上描述中显而易见，根据本发明的一个实施方式的二次电池具有优势在于:所述短路部分和所述通风部分与所述盖板为一整体，使得加工方法可简化，并且制造成本可降低，因此所述二次电池是经济的。
[0026]而且，根据本发明的一个实施方式的二次电池具有优势在于:所述短路部分和所述通风部分在硬度上低于所述盖板的剩余部分，使得当电池的内压超过预置压力时，所述短路部分和所述通风部分破裂，从而中断电流的流动并且排出产生的气体，因此改善所述电池的安全性。
[0027]此外，根据本发明的一个实施方式的二次电池的制造方法具有优势在于:所述短路部分和所述通风部分分别经过热处理，使得它们的晶粒尺寸和硬度小于所述盖板的周边部分的晶粒尺寸和硬度，从而当所述电池的内压超过预置压力时，所述短路部分和所述通风部分可快速且容易地破裂，因此改善所述电池的安全性。
【附图说明】
[0028]在下文中将参考附图更充分地描述示例实施方式；然而，这些实施方式可以以不同的形式体现，并不应当被解释为限于本文所列出的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开充分和完整，并且将向本领域技术人员充分传达示例实施方式的范围。
[0029]在图中，为了清楚起见，尺寸可能被夸大。要理解的是，当一个元件被称为在两个元件“之间”时，它可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在一个或多个中间元件。在全文中，相同的附图标记指代相同的元件。
[0030]图1是显示根据本发明的一个实施方式的二次电池的透视图；
[0031]图2是沿着图1的线1-1 ’的剖视图；
[0032]图3是图2中标记的部分A的放大图；
[0033]图4是显示根据本发明的一个实施方式的制造二次电池的方法的流程图；
[0034]图5A是显示经过热处理的通风部分的照片；
[0035]图5B是显示未经过热处理的通风部分的照片；
[0036]图6A是显示经过热处理的短路部分的照片；
[0037]图6B是显示未经过热处理的短路部分的照片。
【具体实施方式】
[0038]下文将参照附图更充分地描述本发明，其中说明了本发明的示例实施方式。然而，本发明可以以不同的形式体现，并且不应当被解释为限于本文所列出的实施方式。
[0039]结合附图，本发明的其它和进一步的目的和特征由下面的描述将显而易见。
[0040]下文将参照附图描述本发明的构造。
[0041]图1是显示根据本发明的一个实施方式的二次电池100的外观的透视图，图2是沿着图1的线1-1 ’的剖视图，图3是图2中标记的部分A的放大图。
[0042]如图1和2所示，二次电池100包括电极组件110、壳体140和盖板151。电极组件110包括第一电极板111、第二电极板112以及介于第一电极板111和第二电极板112之间的隔板113。壳体140在其中容纳电极组件110并且在其端部具有开口(例如，在其表面或表面端部打开)。盖板151封闭壳体140的开口，并具有在盖板151的设定或预定部分提供的通风部分154和短路部分155。这里，通风部分154和短路部分155与盖板151为一整体。
[0043]根据本发明的实施方式，通风部分154和短路部分155在分开形成后没有焊接至盖板151，而是通过诸如的铸造、锻造、乳制或压制的工艺后进行热处理而完整地形成在盖板151上，如图3所示。可使用(利用)感应加热设备用于热处理。
[0044]在一个实施方式中，在盖板151的设定或预定部分进行热处理。
[0045]盖板151可由铝制成并且被构造为具有设定或预定硬度以允许电极组件110中产生的高电流稳定地流动。即，盖板151被构造为整体具有设定或预定硬度的坚固结构，而在盖板151的一部分上提供的通风部分154和短路部分155在硬度上低于盖板151的另一部分。例如，当电池的内压由于过充电增加时，通风部分154释放内部气体以确保电池的安全性。如果二次电池的内压变得高于预置压力，那么短路部分155会由于压力而变形并且开始与第二端子板133接触，因而引起短路。为了保证稳定的短路，盖板151上的第二端子板133和短路部分155可具有不同的极性。例如，第二端子板133可为阴极，而短路部分155可为阳极。可在通风部分154的设定或预定部分进一步形成凹槽154a以允许通风部分154在预置压力下容易打开。
[0046]考虑到以上内容，在盖板151的一部分形成的通风部分154和短路部分155在硬度上低于盖板151的另一部分(例如，剩余部分)。因此，如果电池的内压增加，那么首先发生短路和破裂，从而中断电流的流动或者排出内部气体。通风部分154和短路部分155可分别具有 6kgf/cm2至 8kgf/cm2和 3kgf/cm2至 5kgf/cm2的强度。
[0047]可在盖板151中进一步形成电解液入口 153以及第一接线孔(terminalholes) 152a和第二接线孔152b。使用(利用)电解液入口 153将电解液注入壳体140中。将第一连接端子120和第二连接端子130分别插入第一接线孔152a和第二接线孔152b中。
[0048]参照图2将简单描述二次电池。
[0049]电极组件110可通过卷绕一个堆叠在另一个之上的第一电极板111、第二电极板112和隔板113而制造成果酱卷的形式，或者可通过堆叠起多个第一电极板111、第二电极板112和隔板113而制造成堆叠体的形式，或者可通过同时卷绕和堆叠而制造。
[0050]第一电极板111包括第一活性物质涂覆部分和第一未涂覆部分111a，第一活性物质涂覆部分通过在第一基材(片状导电材料)上间歇地涂覆第一活性物质而形成，第一未涂覆部分Illa没有用