电池单元及其制造方法与流程 专利技术说明

电气元件制品的制造及其应用技术1.相关申请的交叉引用2.本技术要求于2020年10月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0140347号以及于2021年9月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0117898号的权益，通过引用将上述韩国专利申请的公开内容整体结合在此。3.本公开内容涉及一种电池单元及其制造方法，更具体地，涉及一种实现密封技术的电池单元及其制造方法。背景技术：4.近来，随着能源价格由于化石燃料的消耗而不断增加以及对环境污染日益增长的关注，对环境友好的替代能源的需求必然在未来生活中起到重要作用。因而，正在研究诸如核能、太阳能、风能和潮汐能之类的各种产生电力的技术，并且更有效地利用所产生的电力的蓄电设备也受到许多关注。5.特别是，随着技术发展和对移动设备的需求增加，对作为能源的电池的需求迅速增加，因此，对能够满足多样化需求的电池进行了许多研究。6.通常，对具有诸如高能量密度、高放电电压、高输出稳定性等之类的优点的诸如锂离子电池或锂离子聚合物电池之类的锂二次电池的需求较高。7.此外，可基于具有其中正极、负极和插置在正极与负极之间的隔膜进行堆叠的结构的电极组件如何构造对二次电池分类。通常，电极组件可包括：其中长片型正极和长片型负极在之间插置有隔膜的情况下进行卷绕的果冻卷(卷绕)型电极组件、以及其中被切割成预定单位尺寸的多个正极和负极在之间插置有隔膜的情况下顺序堆叠的堆叠(层压)型电极组件等。8.此外，二次电池基于电池壳体的形状分为：具有安装于圆柱形壳体中的电极组件的圆柱形电池、具有安装于棱柱形壳体中的电极组件的棱柱形电池、以及具有安装于由铝层压片形成的袋形壳体中的电极组件的袋形电池。9.在袋型电池单元的情况下，将按照隔膜、负极、隔膜和正极的顺序堆叠的电极组件插入袋壳体中，然后可与电解液一起将袋壳体密封，并且还可需要隔膜之间的粘合。10.图1是示出根据相关技术的隔膜之间的粘合方法的示图。11.参照图1，常规地，为了按压插置在负极板与正极板10之间以及一侧上的隔膜20以将隔膜彼此粘合，通过在形成有负极接片和正极接片的部分上使用直线的密封构件50按压隔膜来执行隔膜之间的粘合工序。12.然而，由于此时密封构件50形成为直线形状，所以在隔膜的与密封构件50的两个端部对应的角部上被作用相对较弱的粘合力，这会导致隔膜的折叠现象。此外，在密封工序期间被密封构件按压的部分与形成有负极板或正极板的部分彼此重叠，从而很可能发生由于密封构件的按压可发生在负极或正极上而导致的干扰现象。技术实现要素：13.技术问题14.本公开内容的目的是提供一种在隔膜粘合过程中防止隔膜的折叠的电池单元及其制造方法。15.本公开内容的目的不限于上述目的，本领域技术人员从以下的详细描述应当清楚地理解到本文未描述的其他目的。16.技术方案17.为了实现上述目的，根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种电池单元，包括：18.通过顺序堆叠具有矩形形状的第一隔膜、负极板、第二隔膜和正极板形成的电极组件；19.从所述负极板突出形成的负极接片；以及20.从所述正极板突出形成的正极接片，21.其中所述第一隔膜和所述第二隔膜在所有四个侧面上具有比所述负极板和所述正极板大的尺寸，并且所述第一隔膜和所述第二隔膜的位于形成有所述正极接片和所述负极接片的侧面上的整个接片边缘部分、以及与所述接片边缘部分相连接的两侧边缘部分的一部分彼此粘合，从而所述接片边缘部分处的向内粘合宽度比其中所述接片边缘部分与所述两侧边缘部分相连接的两端处的向内粘合宽度小。此时，所述接片边缘部分处的向内粘合宽度可比其中所述接片边缘部分与所述两侧边缘部分相连接的两端处的向内粘合宽度小2％至50％。22.所述正极板和所述负极板可不干扰所述第一隔膜和所述第二隔膜的粘合部分。更具体地，在所述负极板的四个角部处可形成有对应于粘合形状的凹部，使得所述负极板不干扰所述第一隔膜和所述第二隔膜的所述两侧边缘部分的一部分被粘合的部分23.为了实现上述目的，根据本公开内容的另一个实施方式，提供了一种制造电池单元的方法，包括以下步骤：24.顺序堆叠第一隔膜、负极板、第二隔膜和正极板以形成电极组件；和25.通过使用密封构件按压并密封所述第一隔膜和所述第二隔膜，所述密封构件因两端处的宽度形成为比中央部分处的宽度宽而具有弯折部分。26.在此，所述密封构件可由密封条(bar)形成。27.更具体地，在使用所述密封构件按压并密封所述第一隔膜和所述第二隔膜的步骤中，所述密封构件可形成为与所述第一隔膜和所述第二隔膜的形成有正极接片和负极接片的边缘部分对应的形状，从而按压所述第一隔膜和所述第二隔膜的位于形成有所述正极接片和所述负极接片的侧面上的整个接片边缘部分、以及与所述接片边缘部分相连接的两侧边缘部分的一部分。28.此外，在所述密封构件内可形成有加热部件。29.所述密封构件可不干扰所述正极板和所述负极板地按压所述第一隔膜和所述第二隔膜。在形成所述电极组件的步骤之前，所述方法可进一步包括在所述负极板的四个角部处形成凹部。此时，在使用所述密封构件按压并密封所述第一隔膜和所述第二隔膜的步骤中，所述密封构件的所述弯折部分可与所述负极板的四个角部处的所述凹部对应地按压所述第一隔膜和所述第二隔膜。30.根据本公开内容的再一个实施方式，提供了一种包括上述电池单元的电池模块。附图说明31.图1是示出根据相关技术的隔膜之间的粘合方法的示图；32.图2是示出根据本公开内容实施方式的密封构件按压电极组件的状态的示图；33.图3是图2的侧视图。具体实施方式34.应当理解，下面将描述的示例性实施方式是举例说明性地描述以帮助理解本公开内容，本公开内容可进行各种修改而与本文描述的示例性实施方式不同地实施。然而，在本公开内容的描述中，当确定公知功能或组成元件的具体描述和说明会不必要地使本公开内容的主题模糊不清时，将省略这些具体描述和说明。此外，为了帮助理解本公开内容，未以实际比例示出附图，而是组成元件的一部分的尺寸可能被夸大。35.如本文使用的，可使用诸如第一、第二等之类的术语描述各种部件，这些部件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。36.此外，本文使用的术语仅用于描述具体的示例性实施方式，并不旨在限制本公开内容的范围。单数表述包括复数表述，除非上下文有明确相反的含义。应当理解，如本文使用的术语“包括”、“包含”和具有旨在指明存在所述的特征、数量、步骤、组成元件或它们的组合，但应当理解它们不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、组成元件或它们的可能性。37.现在，将参照图2和图3描述根据本公开内容实施方式的电池单元。38.图2是示出根据本公开内容实施方式的密封构件按压电极组件的状态的示图。图3是图2的侧视图。39.参照图2和图3，根据本公开内容实施方式的电池单元包括：通过顺序堆叠具有矩形形状的第一隔膜100、负极板200、第二隔膜300和正极板400形成的电极组件；从负极板200突出形成的负极接片210；以及从正极板400突出形成的正极接片410。40.电池单元是二次电池并且可配置为袋型二次电池。可配置多个这种电池单元，并且多个电池单元可彼此电连接地堆叠在一起，从而形成电池单元堆叠体。电池单元可包括从电极组件突出的电极引线和容纳电极组件的袋壳体。袋壳体用于封装电极组件并且可由包括树脂层和金属层的层压片形成。41.根据本实施方式，电极组件可由正极板、负极板和隔膜构成。更具体地，如图3中所示，具有矩形形状的第一隔膜100、负极板200、第二隔膜300和正极板400可顺序堆叠以形成电极组件。此时，第一隔膜100和第二隔膜300在所有四个侧面上具有比负极板200和正极板400大的尺寸，因此第一隔膜100和第二隔膜300可彼此粘合，从而固定电极组件和与电极组件连接的电极接片的位置。42.根据本实施方式，通过利用密封构件500按压来粘合第一隔膜100和第二隔膜300，密封构件500因两端处的宽度形成为比中央部分处的宽度宽而具有弯折部分520。因此，第一隔膜100和第二隔膜300可被形成为使得第一隔膜100和第二隔膜300的位于形成有正极接片410和负极接片210的侧面上的整个接片边缘部分110和310、以及与接片边缘部分110和310相连接的两侧边缘部分120和320的一部分彼此粘合，从而接片边缘部分110和310处的向内粘合宽度w1比其中接片边缘部分110和310与两侧边缘部分120和320相连接的两端处的向内粘合宽度w2小大约2％至50％，具体地，10％至20％。43.此时，密封构件500可由密封条形成。44.此外，根据本实施方式，可在密封构件500内形成加热部件。通过按压密封构件500来粘合隔膜，并且同时，经由加热部件加热隔膜，使得隔膜可因热熔合而彼此粘合。45.常规地，为了隔膜之间的粘合，执行隔膜粘合工序，其中使用直线的密封构件按压隔膜的位于形成有电极接片的部分处的边缘部分来将隔膜粘合。然而，当密封构件形成为直线形状而仅粘合隔膜的在接片处的角部时，在隔膜的角部上被作用相对较弱的粘合力，这会导致隔膜的折叠现象。46.因此，根据本实施方式，密封构件500包括具有与第一隔膜100和第二隔膜300的形成有负极接片210和正极接片410的边缘部分对应的形状的弯折部分520，通过使用密封构件500按压形成有负极接片210和正极接片410的部分来粘合第一隔膜100和第二隔膜300，从而可通过密封构件500甚至对隔膜的角部也较强地施加按压力，因此甚至在角部处也能正常地实现隔膜之间的粘合，防止在角部处隔膜的折叠现象。47.此外，根据本实施方式，密封构件500形成为使得第一隔膜100和第二隔膜300的粘合部分不干扰负极板200和正极板400。第一隔膜100和第二隔膜300被按压使得第一隔膜100和第二隔膜300不干扰负极板200和正极板400。48.如上所述，在附图中没有最基本地示出将第一隔膜100和第二隔膜300的粘合部分形成为不干扰负极板200和正极板400的方法，但是第一隔膜100和第二隔膜300的尺寸被制成为在四个侧面上大于负极板200和正极板400，这可通过使用密封构件500的粘合方法执行为甚至没有在任何部分重叠。49.在这种情况下，第一隔膜100和第二隔膜300可被制成为大于负极板200和正极板400，或者被密封构件500按压和粘合的区域可被制成为较小。50.或者，如本公开内容的图2中所示，在形成电极组件的步骤之前，可在插置于第一隔膜100与第二隔膜300之间的负极板200的四个角部处形成对应于粘合形状的凹部220，使得负极板不干扰第一隔膜100和第二隔膜300的两个侧面上的两侧边缘部分120和320的一部分被粘合的部分。由于密封构件500形成为使得两端的宽度比中央部分的宽度宽并因而具有弯折部分520，所以在按压第一隔膜100和第二隔膜300的过程中在密封构件500的弯折部分520与负极板200之间可能会发生干扰。因此，根据本实施方式，弯折部分520按压与负极板200的四个角部所在的部分对应的凹部220，从而即使在密封构件500按压隔膜时，负极板200也不会干扰被按压的部分。因此，可防止诸如由于密封构件500的按压导致的对负极板200的损坏之类的安全问题。51.上述的电池单元可包括在电池模块中，并且这些电池模块可包括在电池组中。电池组可具有其中一个或多个根据本公开内容实施方式的电池模块被集合并且与控制和管理电池温度、电压等的电池管理系统(battery management system；bms)和冷却装置封装在一起的结构。52.电池组可应用于各种装置。这样的装置可应用于诸如电动自行车、电动汽车、或者混合动力汽车之类的车辆装置，但是本公开内容不限于此，可应用于能够使用电池模块的各种装置，这也属于本公开内容的范围。53.尽管上面示出和描述了本公开内容的优选实施方式，但是本公开内容的范围不限于此，本领域技术人员可设计许多其他修改和实施方式，这将落在所附权利要求中描述的本发明的精神和原理范围内。此外，不应与本公开内容的技术精神或观点单独地理解这些修改的实施方式。54.[参考标号说明][0055]100：第一隔膜[0056]110：接片边缘部分[0057]120：两侧边缘部分[0058]200：负极板[0059]210：负极接片[0060]220：凹部[0061]300：第二隔膜[0062]310：接片边缘部分[0063]320：两侧边缘部分[0064]400：正极板[0065]410：正极接片[0066]500：密封构件[0067]510：主要部分[0068]520：两个弯折部分。[0069]工业实用性[0070]根据本公开内容实施方式的电池单元及其制造方法提供了在隔膜之间的粘合过程中防止隔膜的折叠现象，并且不与电极发生干扰地粘合隔膜的效果。[0071]本公开内容的效果不限于上述效果，本领域技术人员将从所附权利要求的描述清楚地理解上面未描述的额外其他效果。









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