包含图案化密封部的袋型二次电池的制作方法

1.本发明涉及包含图案化密封部的袋型二次电池。


背景技术：

2.随着电子、通信及太空产业的发展，作为能量动力源的二次电池(secondary battery)的需求急剧增加。尤其，随着对全球环保政策的重要性的强调，电动汽车市场在飞跃式成长中，因此在国内外与二次电池相关的研究开发正活跃地进行。
3.尤其，在多个电池以串联或并联结构连接的利用高镍材料的电动车电池内，需要通过调节各个电池中的气体产生量和确保气体排出通路来提高稳定性的技术。


技术实现要素：

4.本发明的实施例提供一种袋型二次电池，该二次电池包括包含具有一个以上的非连续部的多个密封件的图案化密封部，可以分散袋内部产生的气体的压力来延迟开口。
5.本发明实施例的袋型二次电池包含电极组件以及袋型薄膜，所述袋型薄膜包含内部配置有电极组件的收容部及由收容部的边缘熔接形成的密封部。所述密封部在袋型二次电池的4个侧面中一个以上的侧面包含图案化密封部，所述图案化密封部包含具有一个以上的非连续部的多个密封件。
6.本发明实施例的电池模块包含本发明实施例的袋型二次电池作为单位电池。
7.本发明实施例的装置包含本发明实施例的电池模块作为电源。
8.根据本发明的一实施例，可以提供如下袋型二次电池，即包括包含具有一个以上的非连续部的多个密封件的图案化密封部，可以分散袋内部产生的气体的压力来延迟开口。
附图说明
9.图1为示出包含1个图案化密封部的袋型二次电池的俯视图。
10.图2为示出2个图案化密封部位于相互对齐的侧面的袋型二次电池的俯视图。
11.图3为示出2个图案化密封部位于相互对齐的侧面的袋型二次电池的其他例的俯视图。
12.图4为示出2个图案化密封部位于互不对齐的侧面的袋型二次电池的俯视图。
13.图5为示出图案化密封部位于3个侧面的袋型二次电池的俯视图。
14.图6为示出图案化密封部位于4个侧面的袋型二次电池的俯视图。
15.附图标记
16.10：收容部
17.20：正极端子
18.30：负极端子
19.40(40_1、40_2、40_3、40_4)：图案化密封部
20.100：袋型二次电池
具体实施方式
21.有关本说明书或申请中公开的实施例的结构性或功能性说明仅以用于说明本发明技术思想的实施例的目的来例示，除本说明书或申请中公开的实施例以外，根据本发明技术思想的实施例还可以实施为多种形态，本发明的技术思想不应解释为限定于本说明书或申请中说明的实施例。
22.本发明的袋型二次电池可以包含外装部件、正极、负极以及分离膜。
23.正极及负极可以各包含集电体以及配置在集电体上的活性物质层。例如，正极可以包含正极集电体及正极活性物质层，负极可以包含负极集电体及负极活性物质层。
24.集电体在锂二次电池内不引起化学反应的范围内可以包含公知的导电物质。例如，集电体可以包含不锈钢(stainless steel)、镍(ni)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)以及它们的合金中的任一种，可以提供为薄膜(film)、薄片(sheet)、箔(foil)等多种形态。
25.活性物质层包含活性物质。例如，正极活性物质层可以包含正极活性物质，负极活性物质层可以包含负极活性物质。
26.正极活性物质可以为锂(li)离子能够插入及脱离的物质。正极活性物质可以为锂金属氧化物。例如，正极活性物质可以为锂锰类氧化物、锂镍类氧化物、锂钴类氧化物、锂镍锰类氧化物、锂镍钴锰类氧化物、锂镍钴铝类氧化物、锂磷酸铁类化合物、锂磷酸锰类化合物、锂磷酸钴类化合物以及锂磷酸钒类化合物中的一种，但并不限定于特定的示例。
27.负极活性物质可以为锂离子能够吸藏及脱离的物质，例如，负极活性物质可以为结晶碳、非结晶碳、碳复合物、碳纤维等碳类物质、锂合金、硅(si)以及锡(sn)中的任一种。根据实施例，负极活性物质可以为天然石墨或人造石墨，但并不限定于特定的示例。
28.正极及负极还可以分别包含粘合剂以及导电材料。
29.粘合剂介导集电体与活性物质层之间的结合，可以提高机械稳定性。根据实施例，粘合剂可以为有机类粘合剂或水性粘合剂，还可以与羧甲基纤维素(cmc)等增粘剂一同使用。根据实施例，有机类粘合剂可以为偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚合物(pvdf-co-hfp)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)以及聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethancrylate)中的任一种，水性粘合剂可以为丁苯橡胶(sbr)，但并不限定于此。
30.导电材料可以提高锂二次电池的电传导性。导电材料可以包含金属系物质。根据实施例，导电材料可以包含通常的碳系导电材料。导电材料可以包含石墨、炭黑、石墨烯以及碳纳米管中的任一种。优选地，导电材料可以包含碳纳米管。
31.分离膜可以配置在正极与负极之间。分离膜以防止正极与负极之间的电短路且产生离子流动的方式构成。
32.根据实施例，分离膜可以包括多孔性高分子薄膜或多孔性无纺布。其中，多孔性高分子薄膜可以由包含乙烯(ethylene)聚合物、丙烯(propylene)聚合物、乙烯/丁烯(ethylene/butene)共聚物、乙烯/己烯(ethylene/hexene)共聚物以及乙烯/甲基丙烯酸酯(ethylene/methacrylate)共聚物等烯烃类高分子的单层或多层构成。多孔性无纺布可以包含高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)纤维。但
不限定于此，根据实施例分离膜可以为包含陶瓷(ceramic)的高耐热性分离膜(陶瓷涂层分离膜(ccs；ceramic coated separator))。
33.根据实施例，可以提供包含正极、负极以及分离膜的电极单元。电极单元可以提供多个，可以在外装部件内依次层叠。
34.根据实施例，可以提供包含正极、负极以及分离膜的电极单元。电极单元可以提供多个，可以卷绕(winding)、层叠(lamination)或折叠(folding)，由此可以提供电极组件。
35.电极组件可以与电解液一起被提供来制备实施例的锂二次电池。
36.电解液可以为非水电解液。电解液可以包含锂盐和有机溶剂。
37.根据实施例，有机溶剂可以包含碳酸丙烯酯(pc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸甲丙酯(mpc)、碳酸二丙酯(dpc)、碳酸亚乙烯酯(vc)、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide)、乙腈(acetonitrile)、乙二醇二甲醚(dimethoxyethane)、乙二醇二乙醚(diethoxyethane)、环丁砜(sulfolane)、γ-丁内酯(gamma-butyrolactone)、硫化丙烯(propylene sulfide)以及四氢呋喃(tetrahydrofuran)中的一种。
38.本发明涉及如下袋型二次电池，该袋型二次电池包含电极组件以及袋型薄膜，该袋型薄膜包含内部配置有电极组件的收容部及由收容部的边缘熔接形成的密封部。所述密封部在袋型二次电池的4个侧面中一个以上的侧面包含图案化密封部，所述图案化密封部包含具有一个以上的非连续部的多个密封件。
39.图1为示出包含1个图案化密封部的袋型二次电池的俯视图。参照图1，本发明实施例的袋型二次电池100包含电极组件以及袋型薄膜，该袋型薄膜包含内部配置有电极组件的收容部10及由收容部的边缘熔接形成的密封部。
40.图1的袋型二次电池100为示出从电极组件延伸的正极端子20和负极端子30分别存在于不同的一侧面的一例，但不限定于此。例如，在本发明的袋型二次电池中，从电极组件中延伸的正极端子20和负极端子30可以存在于同一侧面。
41.所述密封部在袋型二次电池100的4个侧面中一个以上的侧面包含图案化密封部40，所述图案化密封部40包含具有一个以上的非连续部的多个密封件。
42.所述图案化密封部包含多个密封件，例如，如图1所示，可以包含n个密封件，即，可以包含a1至an(其中，n为2以上的整数)的多个密封件。所述图案化密封部的密封件的数量为2个以上、3个以上、4个以上或5个以上，可以为10个以下、9个以下、8个以下或7个以下，例如，可以为2个至10个、3个至9个或4个至8个。各个图案化密封部所包含的密封件的数量可以根据本发明袋型二次电池的大小的不同而不同。若图案化密封部的密封件的数量过少或过多，则可能分散袋内部产生的气体压力的效果微乎其微，或降低袋内部的空间效率。
43.所述图案化密封部的任一个密封件所具有的非连续部和与所述密封件相邻的其他密封件所具有的非连续部可以互不对齐。由于高容量电池的设计趋势，在最近的电池的循环寿命(cycle life)中因产生气体而引起密封部的开口，随着电池内部气体压力的增加使密封部中最脆弱的部分被推压而发生开口。本发明的袋型二次电池的图案化密封部包含具有互不对齐的非连续部的多个密封件，因此图案化密封部的内部起到具有多个路径的气体通路的作用。因此，袋内部产生的气体可以向多个路径分散，可以将在脆弱部位引起开口的力向其他部位分散。
44.所述图案化密封部的各个密封件之间的间距可以为0.1mm以上、0.15mm以上、0.2mm以上、0.25mm以上或0.3mm以上，可以为5mm以下、4.5mm以下、4mm以下、3.5mm以下或3mm以下，例如，可以为0.1mm至5mm、0.15mm至4.5mm或0.2mm至4mm。各个图案化密封部所包含的各个密封件之间的间距可以根据本发明的袋型二次电池的大小的不同而不同。若图案化密封部的密封件之间的间距过窄或过宽，则可能分散袋内部产生的气体压力的效果微乎其微，或降低袋内部的空间效率。
45.所述图案化密封部的各个密封件的宽度可以为0.1mm以上、0.15mm以上、0.2mm以上、0.25mm以上或0.3mm以上，可以为5mm以下、4.5mm以下、4mm以下、3.5mm以下或3mm以下，例如，可以为0.1mm至5mm、0.15mm至4.5mm或0.2mm至4mm。各个图案化密封部所包含的各个密封件宽度可以根据本发明的袋型二次电池的大小的不同而不同。若图案化密封部的密封件宽度过窄或过宽，则可能分散袋内部产生的气体压力的效果微乎其微，或降低袋内部的空间效率。
46.相对于所述密封件所在的袋型二次电池的侧面的总宽度100％，所述图案化密封部的任一个密封件所具有的非连续部的宽度的总和可以为0.1％以上、0.5％以上、1％以上、1.5％以上或3％以上，可以为10％以下、8％以下、6％以下或5％以下，例如，可以为0.1％至10％、1％至8％或3％至6％。若图案化密封部的任一个密封件所具有的非连续部的宽度的总和脱离所述数值，则可能分散袋内部产生的气体压力的效果微乎其微，或降低袋内部的空间效率。
47.相对于密封部总面积100％，所述图案化密封部的面积可以为10％以上、15％以上、20％以上、25％以上或30％以上，可以为90％以下、80％以下、70％以下、60％以下或50％以下，例如，可以为10％至90％、15％至80％或30％至50％。若图案化密封部的面积脱离所述数值，则可能分散袋内部产生的气体压力的效果微乎其微，或降低袋内部的空间效率。
48.本发明的袋型二次电池可以包含2个以上的图案化密封部，所述图案化密封部可以位于袋型二次电池的4个侧面中一个以上的侧面。
49.例如，图2为示出2个图案化密封部40_1、图案化密封部40_2位于相互对齐的侧面的袋型二次电池的俯视图，图3为示出2个图案化密封部40_1、图案化密封部40_2位于相互对齐的侧面的袋型二次电池的其他例的俯视图。参照图2，2个图案化密封部40_1、图案化密封部40_2可以分别位于正极端子20所在袋型二次电池的一侧面以及负极端子30所在的袋型二次电池的一侧面。参照图3，2个图案化密封部40_1、图案化密封部40_2可以分别位于不存在正极端子20及负极端子30的袋型二次电池的侧面。
50.另外，在本发明的袋型二次电池中，2个图案化密封部可以分别位于互不对齐的侧面。图4为示出2个图案化密封部位于互不对齐的侧面的袋型二次电池的俯视图。参照图4，2个图案化密封部40_1、图案化密封部40_2可以分别位于正极端子20所在的袋型二次电池的一侧面及与所述一侧面互不对齐的侧面，即，分别位于正极端子20所在的一侧面以及不存在负极端子30的一侧面。
51.另外，图5为示出图案化密封部位于3个侧面的袋型二次电池的俯视图。参照图5，3个图案化密封部40_1、图案化密封部40_2、图案化密封部40_3可以分别位于正极端子20及负极端子30所在的相互对齐的2个侧面以及与所述2个侧面互不对齐的1个侧面。作为包含3
个图案化密封部的袋型二次电池的另一例，3个图案化密封部可以分别位于不存在正极端子20及负极端子30的相互对齐的2个侧面以及与该2个侧面互不对齐的1个侧面。
52.图6为示出图案化密封部位于4个侧面的袋型二次电池的俯视图。参照图6，4个图案化密封部40_1、图案化密封部40_2、图案化密封部40_3、图案化密封部40_4分别可以位于袋型二次电池的全部4个侧面。
53.本发明的实施例的电池模块包含本发明的实施例的袋型二次电池作为单位电池。本发明实施例的袋型二次电池所包含的图案化密封部的内部起到具有多个路径的气体通路的作用。因此，由袋内部产生的气体可以通过多个路径分散，可以将在脆弱部位引起开口的力向其他部位分散，包含这样的本发明袋型二次电池作为单位电池的电池模块对气体压力等可以具有得以提高的稳定性。
54.本发明实施例的装置包含本发明实施例的电池模块作为电源。

技术特征：
1.一种袋型二次电池，包含：电极组件；以及袋型薄膜，包含内部配置有电极组件的收容部及由收容部的边缘熔接形成的密封部，所述密封部在袋型二次电池的4个侧面中一个以上的侧面包含图案化密封部，所述图案化密封部包含具有一个以上的非连续部的多个密封件。2.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，所述图案化密封部的任一个密封件所具有的非连续部和与所述密封件相邻的其他密封件所具有的非连续部互不对齐。3.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，所述图案化密封部的各个密封件之间的间距为0.1mm至5mm。4.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，所述图案化密封部的各个密封件的宽度为0.1mm至5mm。5.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，所述图案化密封部的密封件的数量为2个至10个。6.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，相对于所述密封件所在的袋型二次电池的侧面的总宽度100％，所述图案化密封部的任一个密封件所具有的非连续部的宽度的总和为0.1％至10％。7.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，相对于密封部总面积100％，所述图案化密封部的面积为10％至90％。8.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，2个图案化密封部位于互相对齐的侧面。9.根据权利要求1所述的袋型二次电池，其特征在于，2个图案化密封部位于互不对齐的侧面。10.一种电池模块，其特征在于，包含权利要求1至9中任一项所述的袋型二次电池作为单位电池。11.一种装置，其特征在于，包含权利要求10所述的电池模块作为电源。

技术总结
根据本发明的一实施例，提供袋型二次电池及包含该袋型二次电池作为单位电池的电池模块，所述袋型二次电池包含电极组件以及袋型薄膜，该袋型薄膜包含内部配置有电极组件的收容部及由收容部的边缘熔接形成的密封部。所述密封部在袋型二次电池的4个侧面中一个以上的侧面包含图案化密封部，所述图案化密封部包含具有一个以上的非连续部的多个密封件。有一个以上的非连续部的多个密封件。有一个以上的非连续部的多个密封件。


技术研发人员：尹晶炫 金圭范 柳彩璘 尹蕙婉 李知炫 任钟钻
受保护的技术使用者：SK新能源株式会社
技术研发日：2023.01.12
技术公布日：2023/7/26