二次电池的制作方法

二次电池
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年4月15日提交的韩国专利申请第10-2021-0049378号和2021年11月4日提交的韩国专利申请第10-2021-0150951号的优先权，通过引用将所述韩国专利申请的公开内容整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及一种二次电池，并且更具体地，涉及一种具有通气构件的二次电池。


背景技术：

4.二次电池非常适用于各种产品，并且表现出诸如高能量密度等这样的优异的电性能。二次电池不仅通常用于便携式设备，而且通常用于由电源驱动的电动车辆(ev)或混合动力电动车辆(hev)。二次电池作为增强环境友好性和能量效率的新能源受到关注，因为可以大大减少化石燃料的使用并且在能量消耗期间不产生副产物。
5.目前广泛使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。
6.二次电池通常具有如下结构：包含至少一个单元电池的电极组件容纳在外层、金属阻挡层和密封剂层依次层叠的层叠片的壳体内，所述单元电池具有正极/隔膜/负极结构，并且密封剂层的密封剂树脂被熔合而密封电极组件。
7.在传统的二次电池中，由于诸如二次电池内部的短路、过充电或过放电、温度控制等各种原因，电池可能起火。此时，可能发生二次电池内部的温度快速上升并且同时热量传递到相邻单元的热传播，这种热传播可能进一步增加火灾。
8.当发生热传播时，即当二次电池的内部温度升高时，为了最小化由气体造成的对电极的损坏，需要定向排气特性以在一个方向上排放气体。然而，传统的二次电池具有难以在特定方向上诱导气体排放的问题。
9.因此，本公开旨在通过在特定方向上诱导气体排放来提供具有改善的安全性的二次电池。


技术实现要素：

10.本文公开了具有通气构件的二次电池。
11.根据本公开的一个方面，提供了一种二次电池。二次电池可以包括：电极组件，电极引线附接到所述电极组件；壳体，所述壳体被配置成在所述壳体中容纳所述电极组件；引线膜，所述引线膜被配置成围绕所述电极引线的外表面的一部分并且位于所述电极引线与所述壳体之间；通气区域，所述通气区域形成在所述壳体的至少一部分中；以及通气构件，所述通气构件插入所述通气区域中并且被配置成包含具有4或更小的多分散指数(pdi)的线性低密度聚乙烯。通气构件在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。
12.继续根据该方面，通气构件可以在100℃或更高温度下具有小于4.5kgf/15mm的平均密封强度。
13.继续根据该方面，通气构件可以在室温至60℃下具有4.5kgf/15mm或更大的平均密封强度。
14.继续根据该方面，壳体可以包括形成为密封电极组件的密封部。密封部可以包含密封剂树脂。包含具有碳数为6或更大的共聚单体的线性低密度聚乙烯的通气构件可以具有比密封剂树脂低的熔点。
15.继续根据该方面，通气构件可以在100℃至120℃下熔化以排出气体。
16.继续根据该方面，通气构件可以在1.5atm或更高的压力下通气。
17.继续根据此方面，线性低密度聚乙烯可在茂金属催化剂的存在下聚合。
18.继续根据此方面，密封剂树脂的结晶温度与线性低密度聚乙烯的结晶温度之差可为10℃或更小。
19.继续根据此方面，线性低密度聚乙烯可具有90℃到115℃的结晶温度。
20.继续根据此方面，线性低密度聚乙烯可具有100℃到130℃的熔点。
21.继续根据此方面，线性低密度聚乙烯可具有100,000g/mol到400,000g/mol的重均分子量。
22.继续根据该方面，通气区域可以位于密封部中。
23.继续根据该方面，通气区域可以位于壳体的拐角处的密封部中。
24.继续根据该方面，二次电池可以是袋型二次电池。
25.继续根据该方面，通气构件可以在100℃至120℃下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度。
26.继续根据该方面，通气构件可以在100℃至120℃下具有小于4.5kgf/15mm的平均密封强度。
27.继续根据此方面，线性低密度聚乙烯可具有从1到4的多分散指数(pdi)。
28.继续根据该方面，通气构件可以在120℃或更高温度下具有小于3kgf/15mm的最大密封强度。
29.继续根据该方面，通气构件可以在120℃或更高温度下具有小于2kgf/15mm的平均密封强度。
30.根据本公开的实施方式的二次电池可以包括通气构件，该通气构件在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。因此，可以确保在室温至60℃下电池的密封性能，并且在100℃或更高温度下诱导朝向通气区域的气体排放。由此，电池的安全性提高。
31.根据本公开的一个实施方式的二次电池可包括通气构件，该通气构件包含具有多分散指数(pdi)为4或更小的线性低密度聚乙烯。由此，能够确保在电池的通常工作温度下的电池的密封性。
附图说明
32.附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。
33.图1是示出根据本公开的一个实施方式的二次电池的分解透视图。
34.图2是示出根据本公开的一个实施方式的二次电池的平面图。
35.图3是示出根据本公开的一个实施方式的二次电池中发生排气的状态的图。
36.图4是示出根据本公开的另一个实施方式的二次电池的平面图。
37.图5是示出根据本公开的另一个实施方式的二次电池的平面图。
38.图6是示出根据本公开的另一个实施方式的二次电池的平面图。
39.图7是示出根据本公开的另一个实施方式的二次电池的平面图。
具体实施方式
40.在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以进行最佳解释的原则，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
41.因此，本文提出的描述仅是出于说明的目的的优选示例，而不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等同物和修改。
42.通常，电池通常在低于100℃下工作，特别是在室温至60℃或更低的温度下工作。但是，若发生异常反应，则电池的温度可能上升。如果电池的温度上升，则会在电池内部出现诸如气体产生等问题。特别地，如果电池的温度变为100℃或更高，则由于在电池内部产生的气体，电池更严重地膨胀。
43.本发明人设计了一种电池，该电池能够在电池的正常工作温度下确保电池的密封性，并且能够在高温下引起排气，从而完成了本发明。
44.根据本公开的一个方面的二次电池包括：电极组件，电极引线附接到该电极组件；壳体，所述壳体被构造成容纳所述电极组件；引线膜，所述引线膜被构造成围绕所述电极引线的外表面的一部分并且介于所述电极引线与所述壳体之间；通气区域，所述通气区域形成在所述壳体的至少一部分中；以及通气构件，所述通气构件插入所述通气区域中并且被构造成包含具有多分散指数(pdi)为4或更小的线性低密度聚乙烯，其中所述通气构件在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。
45.图1和图2示出了根据本公开的一个实施方式的二次电池。
46.二次电池10包括附接有电极引线11的电极组件12和壳体13。
47.电极组件12包括正极板、负极板和隔膜。在电极组件12中，正极板和负极板可以依次层叠，在二者之间插入有隔膜。
48.正极板可包括由具有优异导电性的金属薄膜(例如铝(al)箔)制成的正极集流体，以及涂覆在正极集流体的至少一个表面上的正极活性材料层。另外，正极板可以包括在正极板的一侧端部由金属材料——例如铝(al)材料——制成的正极接片。正极接片可以从正极板的一侧端突出。正极接片可以焊接到正极板的一侧端，或者使用导电粘合剂粘合到正极板的一侧端。
49.负极板可以包括由导电金属薄膜(例如铜(cu)箔)制成的负极集流体和涂覆在负极集流体的至少一个表面上的负极活性材料层。另外，负极板可包括在负极板的一侧端部
处的由金属材料(例如镍(ni)材料)形成的负极接片。负极接片可以从负极板的一侧端突出。负极接片可以焊接到负极板的一侧端，或者使用导电粘合剂粘合到负极板的一侧端。
50.隔膜位于正极板与负极板之间，以使正极板与负极板电绝缘。隔膜可以是多孔膜，使得锂离子可以在正极板和负极板之间通过。隔膜可包括例如使用聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)的多孔膜或上述物质的复合膜。
51.无机涂层可以提供在隔膜的表面上。无机涂层可以具有其中无机颗粒通过粘合剂彼此结合以在颗粒之间形成间隙体积的结构。
52.电极组件12可以是具有其中长片型正极和负极卷绕，并且在二者之间插入有隔膜的结构的果冻卷(卷绕型)电极组件；具有其中切割成预定尺寸的单元的多个正极和负极顺序堆叠，并且在二者之间插入有隔膜的结构的堆叠(堆叠型)电极组件；具有双电池或全电池卷绕的结构的堆叠/折叠型电极组件等，在所述双电池或全电池中，预定单元的正极和负极堆叠，并且在二者之间插入有隔膜。
53.壳体13起到容纳电极组件12的作用。
54.在本公开的一个实施方式中，壳体13可以包括用于容纳电极组件12的容纳部13a和形成为如图1所示密封电极组件12的密封部13b。
55.密封部13b可包含密封剂树脂，并且密封剂树脂可沿着收纳部13a的外周熔合而密封电极组件12。
56.在本公开的一个实施方式中，壳体13可以以具有多层结构的膜形式提供，该多层结构包括用于保护免受外部冲击的外层、用于阻挡水分的金属阻挡层和用于密封壳体的密封剂层。
57.外层可以包含使用了聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、共聚酯、聚碳酸酯、尼龙等的聚酯系膜，并且外层可以构成为单层，也可以构成为多层。
58.金属阻挡层可以包括铝、铜等。
59.密封剂层可以包含密封剂树脂，并且可以构成为单层，或可以构成为多层。
60.密封剂树脂可包括聚丙烯(pp)、酸改性聚丙烯(ppa)、无规聚丙烯、乙烯丙烯共聚物或上述的两种或更多种。乙烯丙烯共聚物可包括但不限于乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯嵌段共聚物等。
61.在本公开的一个实施方式中，壳体13可以是袋状的。
62.袋型电池壳体13可以包括上部袋和下部袋。当壳体13包括上部袋和下部袋时，在上部袋和下部袋被定位成使得它们的密封剂树脂彼此面对之后，面对的密封剂树脂可以通过热和压力彼此熔合以形成密封电池的结构。
63.密封部13b的熔接可以是热熔接、超声波熔接等，但只要密封部13b能够熔接，则没有特别限定。
64.在一些实施方式中，密封部13b可以在壳体13的四个或三个周边侧上密封。在三侧密封结构中，在上部袋和下部袋形成在一个袋片上之后，上部袋和下部袋之间的边界表面弯曲，使得形成在上部袋和下部袋上的电极组件容纳部13a重叠，并且在这种状态下，除了弯曲部分之外的剩余三侧的边缘被密封。
65.如图1所示，电极引线11也可以容纳在壳体13中，使得电极引线11的一部分暴露至
壳体13的外部。
66.根据本公开的一个实施方式的二次电池10包括引线膜14。引线膜14包围电极引线11的外表面的一部分，并且引线膜14位于电极引线11和壳体13之间。例如，引线膜14可以位于电极引线11和壳体13的密封部13b的一部分之间，以促进电极引线11和壳体13的接合，在密封部13b处，电极引线11从壳体13突出或延伸。
67.参考附图1和图2，根据本公开的实施方式的二次电池10具有形成在壳体13的至少一部分中的通气区域(未示出)，并且通气构件15可以插入通气区域中。当发生热传播时，通气构件15可以引起气体在特定方向上的排放，从而提高电池的安全性。
68.通气构件15和壳体13可以通过热熔接的方式而重叠。在另一示例中，通气构件15和壳体13可以通过诸如胶水的粘合剂的方式重叠。在另一示例中，通气构件15和壳体13可以通过夹子等的方式物理地彼此耦接。在另一示例中，通气构件15的至少一部分可以嵌入构成壳体13的膜(例如密封剂树脂)中。
69.通气构件15在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度。如果通气构件15满足在上述温度范围内的上述密封强度，则壳体13的插入有通气构件15的部分的密封强度在100℃或更高温度下降低，使得可以容易地实现通气特性。
70.当通气构件15在100℃或更高温度下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度时，壳体13的插入通气构件15的部分的密封强度在100℃或更高温度下太强而不能在高温下引起排气。
71.通气构件15在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。如果通气构件15满足在上述温度范围内的上述密封强度，则即使通气构件15插入，壳体13的插入通气构件15的部分在室温至60℃下也具有优异的密封强度，这可以容易地确保电池的密封性。
72.当通气构件15在室温至60℃下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度时，难以确保壳体13的插入通气构件15的部分在室温至60℃下的密封性。
73.在本公开的实施方式中，通气构件15可以在100℃或更高温度下具有小于5kgf/15mm或小于4.5kgf/15mm的最大密封强度。在本公开的实施方式中，通气构件15可以在100℃至120℃下具有小于6kgf/15mm或小于5kgf/15mm或小于4.5kgf/15mm的最大密封强度。在本公开的实施方式中，通气构件15可以在120℃或更高温度下具有小于3kgf/15mm或小于2kgf/15mm或小于1kgf/15mm或小于0.5kgf/15mm的最大密封强度。如果通气构件15满足在上述温度范围内的上述密封强度，则壳体13的插入有通气构件15的部分的密封强度可以在100℃或更高温度下降低，使得可以容易地实现通气特性。
74.在本公开的实施方式中，通气构件15在室温至60℃下可具有8kgf/15mm或更大或10kgf/15mm或更大的最大密封强度。如果通气构件15满足在上述温度范围内的上述密封强度，则即使通气构件15被插入，壳体13的插入通气构件15的部分也可以在室温至60℃下具有优异的密封强度，这可以容易地确保电池的密封性。
75.在本公开的实施方式中，通气构件15可以在100℃或更高温度下具有小于4.5kgf/15mm或小于3kgf/15mm的平均密封强度。在本公开的实施方式中，通气构件15可以在100℃至120℃下具有小于4.5kgf/15mm或小于3kgf/15mm的平均密封强度。在本公开的实施方式中，通气构件15可以在120℃或更高温度下具有小于2kgf/15mm或小于1kgf/15mm或小于0.5kgf/15mm的平均密封强度。如果通气构件15满足在上述温度范围内的上述密封强度，则
壳体13的插入有通气构件15的部分的密封强度可以在100℃或更高的温度下降低，使得可以更容易地实现通气特性。
76.在本公开的实施方式中，通气构件15可以在室温至60℃下具有4.5kgf/15mm或更大、或5kgf/15mm或更大、或6kgf/15mm或更大、或7kgf/15mm或更大的平均密封强度。如果通气构件15满足在上述温度范围内的上述密封强度，则即使通气构件15被插入，壳体13的插入通气构件15的部分也可以在室温至60℃下具有优异的密封强度，从而容易地确保密封性。
77.在本公开的实施方式中，通气构件15可以在100℃或更高温度下具有小于4.5kgf/15mm的平均密封强度。通气构件15可以在室温至60℃下具有4.5kgf/15mm或更大的平均密封强度。如果通气构件15具有在上述温度范围内的上述密封强度，则壳体13的插入通气构件15的部分的密封强度可以在100℃或更高温度下降低，使得可以容易地实现通气特性。另外，由于壳体13在室温至60℃下具有优异的密封强度，可以容易确保电池的密封性。
78.根据温度的通气构件15的密封强度可以通过在将壳体13的插入通气构件15的部分切割成15mm的宽度和5cm的长度之后以5mm/min的速度进行拉伸测试，然后在两端展开180
°
的状态下使用utm夹具咬合其两端来测量。
79.此时，最大密封强度是指壳体13破裂时的最大值，并且平均密封强度是指当最大密封强度为4.5kgf/15mm或更大时壳体13以4.5kgf/15mm被拉伸8mm时的平均值，以及在当最大密封强度小于4.5kgf/15mm时的最大密封强度下壳体被拉伸8mm时的平均值。
80.图3是示出根据本发明的一个实施方式的二次电池中发生排气的状态的图。具体地，图3是示出了根据本发明的实施方式的二次电池中的通气构件的横截面图。
81.参考图3，在电池正常工作的温度下，例如在室温至60℃下，通气构件具有优异的密封强度，使得插入通气构件的通气区域起到将壳体与外部密封的作用。如果电池的温度由于电池的异常操作而过度升高，例如如果电池的温度变为100℃或更高，则随着通气构件的密封强度降低，通气构件插入其中的部分的密封强度降低，使得排气可以被引导到该部分。例如，当电池内部的气体的压力被施加到通气构件与壳体之间的界面使得在通气构件与壳体之间形成间隙时，排气可以被引导到该间隙。
82.在本公开的实施方式中，通气构件15可以在100℃至120℃下排气，以将气体从容纳部分排出或排放到二次电池外部。特别地，通气构件15可以在100℃至120℃下以1.5atm或更高的压力排气。当通气构件15在上述温度范围和/或上述压力条件下排气时，在电池的正常操作期间更容易密封电池，并且仅在电池的异常操作期间诱导气体排放。
83.通气构件包括具有多分散指数(pdi)为4或更小的线性低密度聚乙烯。如果线性低密度聚乙烯的多分散指数满足上述范围，则分子量分布窄，因此在电池的正常操作期间，例如在室温至60℃下，密封强度和性能可以是优异的。
84.在本公开的一个实施方式中，线性低密度聚乙烯可具有3.8或更小、或3.796或更小、或3.5或更小、或3.023或更小、或3或更小、或2.7或更小、或2.674或更小的多分散指数(pdi)。另外，多分散指数(pdi)可以为1.0或更大。如果线性低密度聚乙烯的多分散指数满足上述范围时，则分子量分布窄，因此在电池的正常操作期间，密封强度和性能可能更优异。
85.在本公开的一个实施方式中，线性低密度聚乙烯可具有100,000g/mol至400,
000g/mol、或200,000g/mol至350,000g/mol、或230,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量。如果线性低密度聚乙烯的重均分子量满足上述范围，则在电池的正常操作期间，可以提高通气构件的密封强度。例如，这可以允许通气构件在室温至60℃下更容易地具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。
86.线性低密度聚乙烯的重均分子量和多分散指数可以在以下条件下通过凝胶渗透色谱法(gpc)测量。
[0087]-柱：tosoh，hlc-8321gpc/ht
[0088]-溶剂：tcb(三氯苯)+0.04％bht(用0.1％cacl2干燥后)
[0089]-流速：1.0ml/min
[0090]-样品浓度：1.5mg/ml
[0091]-剂量:300μl
[0092]-柱温：160℃
[0093]-检测器:ri检测器
[0094]-标准：聚苯乙烯(用三阶函数校准)
[0095]
在本公开的一个实施方式中，线性低密度聚乙烯可以具有比密封剂树脂更低的熔点。如果线性低密度聚乙烯具有比密封剂树脂低的熔点，则通气构件在高温下可以比密封剂树脂更快地熔化。因此，在高温下，与包含密封剂树脂的壳体部分的密封强度相比，插入通气构件15的部分的密封强度可以进一步降低，从而可以容易地实现通气特性。
[0096]
在本公开的实施方式中，线性低密度聚乙烯的熔点可为100℃到130℃，或105℃到125℃，或110℃到120℃。如果线性低密度聚乙烯的熔点满足上述范围，则其中插入通气构件15的壳体13的密封强度可以在高温(例如100℃或更高)下降低，使得可以容易地实现通气特性。此外，这可以允许通气构件更容易地在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。
[0097]
线性低密度聚乙烯的熔点可以使用差示扫描量热计(dsc)进行测定。例如，将样品的温度以10℃/min从30℃升高至280℃，在280℃下保持10分钟，以10℃/min冷却至30℃，然后在30℃下保持10分钟。然后，在将样品的温度以10℃/分钟从30℃升温至280℃后，可通过在280℃的温度保持10分钟，来测定熔点。
[0098]
在本公开的一个实施方式中，线性低密度聚乙烯可以在茂金属催化剂的存在下聚合。如果线性低密度聚乙烯在茂金属催化剂的存在下聚合，则与线性低密度聚乙烯在齐格勒-纳塔(ziegler-natta)催化剂的存在下聚合的情况相比，线性低密度聚乙烯在密封强度和特性方面可能更有利。例如，这可以允许包含线性低密度聚乙烯的通气构件在100℃或更高温度下更容易具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下更容易具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。
[0099]
在本公开的一个实施方式中，密封剂树脂的结晶温度和线性低密度聚乙烯的结晶温度可以相似。例如，密封剂树脂的结晶温度与线性低密度聚乙烯的结晶温度之间之差可为10℃或更低，或5℃或更低。此外，密封剂树脂的结晶温度与线性低密度聚乙烯的结晶温度之间的差可以为0.1℃或更大。如果密封剂树脂的结晶温度与线性低密度聚乙烯的结晶温度之间之差满足上述范围，则密封剂树脂和线性低密度聚乙烯在电池的正常操作期间可以具有更优异的熔合特性。例如，这可以允许包括线性低密度聚乙烯的通气构件在室温至
60℃下更容易地具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。
[0100]
在本公开的实施方式中，线性低密度聚乙烯可具有90℃到115℃、或95℃到110℃、或100℃到110℃、或105℃到110℃的结晶温度。如果线性低密度聚乙烯的结晶温度满足上述范围，则密封树脂和线性低密度聚乙烯可以具有改善的熔合特性。
[0101]
在本公开的实施方式中，密封剂树脂的结晶温度与线性低密度聚乙烯的结晶温度之差可以为10℃以下，并且线性低密度聚乙烯的结晶温度可以为90℃至115℃。
[0102]
结晶温度可以使用差示扫描量热计(dsc)来测定。例如，可以将样品的温度以10℃/min从30℃升高至280℃，在280℃下保持10分钟，以10℃/min冷却至30℃，然后在30℃下保持10分钟。然后，在将样品的温度以10℃/分钟从30℃升温至280℃后，通过在280℃的温度下保持10分钟，来测定结晶温度。
[0103]
在本公开的实施方式中，通气构件15可以具有各种形状，使得气体易于被引导朝向通气区域。例如，通气部件15也可以是膜状。
[0104]
通气构件15可以形成为具有预定尺寸的预定厚度。
[0105]
在本公开的实施方式中，如图1和图2所示，通气构件(15)可以位于密封部中。
[0106]
参考图2，通气构件15可以位于壳体的拐角侧处的密封部中。例如，通气部件15可以位于电极引线11暴露于外部的密封部的拐角侧。具体地，除了电极引线11之间的区域之外，通气构件15可以位于电极引线11旁边的密封部处。如果通气构件15位于电极引线11暴露于外部的密封部的拐角侧，则可以使朝向电极引线11排放的气体量最小化，从而进一步提高电池的安全性。
[0107]
在本公开的实施方式中，如果密封部13b在三个侧上密封，则壳体的弯曲侧和通气构件15的一端可以紧密接触。
[0108]
此外，通气构件15可以插入壳体13中，使得其插入长度可以变化，或者其排气压力和位置可以取决于设计要求来控制。这里，通气构件的插入长度是指基于电极引线的突出方向的通气构件的一端与另一端之间的距离的最大值。
[0109]
例如，如图4所示，通气构件15的插入长度可以小于密封部13b的宽度。例如，通气构件15的插入长度可以小于密封部13b的宽度的约50％。在此，密封部13b的宽度是指基于电极引线11的突出方向的密封部13b的一端与另一端之间的距离的最大值。
[0110]
或者，如图5所示，通气构件15的插入长度可以大于密封部13b的宽度。例如，通气构件15可以插入以通过容纳部13a暴露在壳体13的外部。
[0111]
在本公开的实施方式中，通气构件15还可以包括用于改善放置的粘合剂层。
[0112]
图6是示出根据本公开的另一个实施方式的二次电池的平面图。
[0113]
参考图6，通气构件15可以位于除了电极引线11暴露于外部的密封部分之外的密封部中。
[0114]
图7是示出根据本公开的另一个实施方式的二次电池的平面图。
[0115]
参考图7，通气构件15可以位于电极引线11暴露于外部的密封部中。例如，通气部件15也可以位于电极引线11与电极引线11之间的密封部中。
[0116]
由于根据本公开的实施方式的二次电池包括通气构件，所述通气构件包含具有多分散指数(pdi)为4或更小的线性低密度聚乙烯，并且通气构件在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强
度，因此可以更方便且有效地实施通过降低在高温下的密封强度来在特定方向上用于排出气体的定向通气。从而使当发生热传播时(即，当二次电池的内部温度升高时)由气体引起的对电极的损坏最小化。
[0117]
在本公开的实施方式中，二次电池可以是圆柱形、棱柱形或袋型二次电池。其中，二次电池可以是袋型二次电池。
[0118]
在下文中，将详细描述实施例以帮助理解本公开。然而，根据本公开的实施例可以以各种其他形式进行修改，并且本公开的范围不应被解释为限于以下实施例。提供本公开的实施例以向本领域普通技术人员更全面地解释本公开。
[0119]
实施例1
[0120]
在将其上依次层压有聚(对苯二甲酸乙二醇酯)/铝箔/聚丙烯树脂的上部袋和下部袋设置成使得聚丙烯树脂彼此面对之后，将其中依次堆叠有正极/隔膜/负极的电极组件容纳在上部袋和下部袋中。
[0121]
之后，将包含具有在茂金属催化剂的存在下聚合的碳数为6的共聚单体的线性低密度聚乙烯(exxonmobile，exced
tm
，1018)的通气构件插入在聚丙烯树脂之间，然后热熔合，从而制造二次电池。
[0122]
实施例2
[0123]
以与实施例1中相同的方式制造二次电池，不同之处在于将包含具有在茂金属催化剂的存在下聚合的碳数为6的共聚单体的线性低密度聚乙烯(lg chem，lucene
tm
，sp311)的通气构件插入在聚丙烯树脂之间。
[0124]
实施例3
[0125]
以与实施例1中相同的方式制造二次电池，不同之处在于将包含具有在茂金属催化剂的存在下聚合的碳数为8的共聚单体的线性低密度聚乙烯(dow，elitetm，5401gt)的通气构件插入在聚丙烯树脂之间。
[0126]
比较例1
[0127]
将其上依次层叠有聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))/铝箔/聚丙烯树脂的上部袋和下部袋设置成使得聚丙烯树脂彼此面对，然后将其中依次层叠有正极/隔膜/负极的电极组件容纳在其中。
[0128]
然后，将聚丙烯树脂热熔合来制造二次电池。
[0129]
比较例2
[0130]
以与实施例1相同的方式制造二次电池，不同之处在于将包含具有在齐格勒-纳塔催化剂的存在下聚合的碳数为4的共聚单体的线性低密度聚乙烯的通气构件插入在聚丙烯树脂之间。
[0131]
比较例3
[0132]
以与实施例1中相同的方式制造二次电池，不同之处在于将包含高密度聚乙烯(hdpe f04660)的通气构件插入在聚丙烯树脂之间。
[0133]
比较例4
[0134]
以与实施例1相同的方式制造二次电池，不同之处在于将包含具有在齐格勒-纳塔催化剂的存在下聚合的碳数为6的共聚单体的线性低密度聚乙烯(dowlex
tm 2645g)的通气构件插入在聚丙烯树脂之间。
[0135]
比较例5
[0136]
以与实施例1相同的方式制造二次电池，不同之处在于将包含具有在齐格勒-纳塔催化剂的存在下聚合的碳数为8的共聚单体的线性低密度聚乙烯(dowlex
tm 2045g)的通气构件插入在聚丙烯树脂之间。
[0137]
比较例6
[0138]
以与实施例1相同的方式制造二次电池，不同之处在于将包含具有在茂金属催化剂的存在下聚合的碳数为8的共聚单体的线性低密度聚乙烯(lg chem，lucene
tm
，lf100)的通气构件插入在聚丙烯树脂之间。
[0139]
评价例1：用于通气构件的树脂的物理性质的评价
[0140]
测量实施例1至3和比较例2、4至6的通气构件中使用的树脂(在本文中也称为“排气树脂”)和比较例1中使用的密封剂树脂的熔点、共聚单体含量、重均分子量、多分散指数和结晶温度，如下表1所示。
[0141]
(1)熔点和结晶温度的测量
[0142]
如下测量比较例1中使用的密封剂树脂和实施例1至3以及比较例2、4至6的通气构件中使用的排气树脂的熔点和结晶温度。
[0143]
使用差示扫描量热计(dsc)，将样品的温度以10℃/分钟从30℃升温至280℃，在280℃下保持10分钟，以10℃/分钟冷却至30℃，然后在30℃下保持10分钟。然后，将样品以10℃/分钟从30℃升温至280℃后，通过在280℃的温度下保持10分钟，测量熔点和结晶温度。
[0144]
(2)共聚单体含量的测量
[0145]
使用h-nmr测量比较例1中使用的密封剂树脂和实施例1至3和比较例2、4至6的通气构件中使用的排气树脂的共聚单体含量。
[0146]
使用加热枪将约10mg样品完全溶解在约0.6ml的三氯乙烯溶剂中，然后在nmr管中取样，并使用h-nmr测量。
[0147]
(3)重均分子量和多分散指数的测量
[0148]
在以下条件下使用凝胶渗透色谱法(gpc)来测量比较例1中使用的密封剂树脂和实施例1至3以及比较例2、4至6的通气构件中使用的排气树脂的重均分子量和多分散指数。
[0149]-柱：tosoh，hlc-8321gpc/ht
[0150]-溶剂：tcb(三氯苯)+0.04％bht(用0.1％cacl2干燥后)
[0151]-流速：1.0ml/min
[0152]-样品浓度：1.5mg/ml
[0153]-剂量:300μl
[0154]-柱温：160℃
[0155]-检测器:ri检测器
[0156]-标准：聚苯乙烯(用三阶函数校准)
[0157]
表1
[0158][0159][0160]
评价例2：根据温度的密封强度的测量
[0161]
在实施例1至3和比较例2至6中制备的二次电池中，在以下温度下将壳体的插入通气构件的部分切割成15mm的宽度和5cm的长度后，然后在两端展开180
°
的状态下使用utm夹具夹持其两端，然而以5mm/min的速度进行拉伸测试。此时的壳体的密封强度示于下表2中。
[0162]
在比较例1中制备的二次电池中，在以下温度下将密封部的壳体切割成15mm的宽度和5cm的长度后，然后在两端展开至180
°
的状态下使用utm夹具夹持其两端，然后以5mm/min的速度进行拉伸测试。此时的壳体的密封强度示于下表2中。
[0163]
在这种情况下，最大密封强度是指当壳体破裂时的最大值，并且平均密封强度是指当最大密封强度为4.5kgf/15mm或更大时壳体以4.5kgf/15mm被拉伸8mm时的平均值，以及当最大密封强度小于4.5kgf/15mm时壳体以最大密封强度被拉伸8mm时的平均值。
[0164]
表2
[0165]
[0166][0167]
如表2所示，确定在实施例1至3中制造的二次电池中，壳体的插入通气构件的部分在室温至60℃下具有6.0kgf/15mm或更大的最大密封强度和4.5kgf/15mm或更大的平均密封强度，并且在100℃或更高温度下具有小于6.0kgf/15mm的最大密封强度和小于4.5kgf/15mm的平均密封强度。因此，具有实施例1至3中制造的通气构件的二次电池可以在电池正常工作的室温至60℃下确保适当的密封强度，并且当电池由于异常现象被加热到100℃或更高的高温时，可以通过具有弱化的密封强度的通气构件排出气体。
[0168]
同时，确定在比较例1中制造的二次电池中，壳体在室温至60℃下具有6.0kgf/15mm或更大的最大密封强度和4.5kgf/15mm或更大的平均密封强度，而且在100℃或更高温度下也具有6.0kgf/15mm或更大的最大密封强度和4.5kgf/15mm或更大的平均密封强度。因此，比较例1中制造的二次电池可以在电池正常工作的室温至60℃下确保适当的密封强度。然而，当电池由于异常现象而被加热到100℃或更高的高温时，气体在未指定的方向上排出，这将导致电池的点燃。
[0169]
在比较例2至6中制造的二次电池中，壳体的插入有通气构件的部分在室温至60℃下具有小于6.0kgf/15mm的最大密封强度和小于4.5kgf/15mm的平均密封强度。在100℃或更高的温度下，密封强度太低而无法测量。由此，确定比较例2至6中制造的二次电池在电池
正常工作的室温至60℃下不能确保适当的密封强度。

技术特征：
1.一种二次电池，包括：电极组件；电极引线，所述电极引线附接到所述电极组件；壳体，所述壳体被配置成在所述壳体中容纳所述电极组件；引线膜，所述引线膜被配置成围绕所述电极引线的外表面的一部分，所述引线膜位于所述电极引线与所述壳体之间；通气区域，所述通气区域形成在所述壳体的至少一部分中；以及通气构件，所述通气构件插入所述通气区域中，其中所述通气构件包含具有多分散指数(pdi)为4或更小的线性低密度聚乙烯，其中所述通气构件在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述通气构件在100℃或更高温度下具有小于4.5kgf/15mm的平均密封强度。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述通气构件在室温至60℃下具有4.5kgf/15mm或更大的平均密封强度。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述壳体包括形成为密封所述电极组件的密封部，所述密封部包含密封剂树脂，并且所述线性低密度聚乙烯的熔点比所述密封剂树脂低。5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述通气构件在100℃至120℃下熔化以排出气体。6.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述通气构件在1.5atm或更高的压力下通气。7.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述线性低密度聚乙烯通过在茂金属催化剂的存在下聚合而制成。8.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述密封剂树脂的结晶温度与所述线性低密度聚乙烯的结晶温度之差为10℃或更小。9.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述线性低密度聚乙烯具有90℃至115℃的结晶温度。10.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述线性低密度聚乙烯具有100℃至130℃的熔点。11.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述线性低密度聚乙烯具有100,000g/mol至400,000g/mol的重均分子量。12.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述通气区域位于所述密封部中。13.根据权利要求12所述的二次电池，其中所述通气区域位于所述壳体的拐角处的密封部中。14.根据权利要求1所述的二次电池，
其中所述二次电池是袋型二次电池。15.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述通气构件在100℃至120℃下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度。16.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述通气构件在100℃至120℃下具有小于4.5kgf/15mm的平均密封强度。17.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述线性低密度聚乙烯具有1到4的多分散指数(pdi)。18.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述通气构件在120℃或更高温度下具有小于3kgf/15mm的最大密封强度。19.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述通气构件在120℃或更高温度下具有小于2kgf/15mm的平均密封强度。

技术总结
一种二次电池，包括：电极组件，电极引线附接到所述电极组件；壳体，所述壳体被配置成在所述壳体中容纳所述电极组件；引线膜，所述引线膜被配置成围绕所述电极引线的外表面的一部分并且位于所述电极引线与所述壳体之间；通气区域，所述通气区域形成在所述壳体的至少一部分中；以及通气构件，所述通气构件插入所述通气区域中，并且被配置成包含具有多分散指数(PDI)为4或更小的线性低密度聚乙烯，其中所述通气构件在100℃或更高温度下具有小于6kgf/15mm的最大密封强度，并且在室温至60℃下具有6kgf/15mm或更大的最大密封强度。6kgf/15mm或更大的最大密封强度。6kgf/15mm或更大的最大密封强度。


技术研发人员：宋大雄 金橡熏 姜旻亨 庾亨均 林鑂熙 黃隨枝
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：2022.04.14
技术公布日：2023/7/13