[发明专利]二次电池、二次电池部件及制造二次电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池、二次电池部件及制造二次电池的方法，更具体地，涉及如下一种二次电池、二次电池部件及制造二次电池的方法：该二次电池能够很容易地排出在袋状壳体内产生的气体。

本申请要求2012年4月17日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0039999的优先权，该韩国申请的内容通过引用的方式并入本文。

本申请要求2012年12月21日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0150593的优先权，该韩国申请的内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

随着诸如摄像机、手机、便携式电脑等便携式电子产品的有效使用，主要用作这种产品的电源的二次电池变得更加重要。

与通常不能充电的一次性电池不同，二次电池是可充电可放电的。由于诸如数码相机、手机、笔记本电脑、电动工具、电动自行车、电动汽车、混合动力汽车、大容量电力存储设备等的高科技产品的开发，正积极研究这种二次电池。

特别地，与诸如铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的其它类型的二次电池相比，锂二次电池由于每单位重量的能量密度高且允许快速充电而被更积极地使用。

锂二次电池具有3.6V或更高的工作电压，并用作便携式电子设备的电源，或者，若干个锂二次电池可以并联或串联连接并用于大功率电动汽车、混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电力存储装置、UPS等。

由于锂二次电池具有比镍镉电池和镍氢电池高3倍的工作电压，并且也具有良好的每单位重量能量密度，锂二次电池的使用正迅速增加。

根据电解质的种类，锂二次电池可分为使用液体电解质的锂离子电池和使用聚合物固体电解质的锂离子聚合物电池。此外，根据聚合物固体电解质的种类，锂离子聚合物电池可分为不含电解液的固相锂离子聚合物电池和使用了含有电解液的凝胶型聚合物电解质的锂离子聚合物电池。

在多数情况下，使用液体电解质的锂离子电池使用圆柱形或矩形金属罐作为容器，该容器通过焊接而被密封。由于使用这种金属罐的罐式二次电池具有固定形状，使用这种电源的电子产品的设计受到限制，且很难减小体积。因此，已经开发和使用了这样一种袋式二次电池：在该袋式二次电池中，电极组件和电解质被放入由膜制成的袋式包装中，然后被密封。

然而，由于锂二次电池在过热时可能会爆炸，因此，确保其安全性非常重要。锂二次电池可能由于各种因素而过热。例如，当超过极限的过电流流过该锂二次电池时，锂二次电池可能过热。如果过电流流过，锂二次电池会产生焦耳热，这迅速升高了电池的内部温度。此外，温度的迅速升高使电解质分解，这导致热失控(thermal runaway)，结果，导致电池的爆炸。当锐利的金属物质刺穿锂二次电池时，当阴极和阳极之间的绝缘由于介于阴极和阳极之间的隔板的收缩而被破坏时，或者当由于连接到外部的充电电路或负载的异常而导致冲击电流被施加到电池上时，会出现过电流。

因此，为了保护该电池免于各种异常情况(例如过电流)，将锂二次电池联接到保护电路。该保护电路通常包括熔丝元件，该熔丝元件用于在出现过电流时不可逆地断开充电电流或放电电流所流经的导线。

图1是用于示出保护电路的熔丝元件的布置结构和运行机制的电路图，该保护电路联接到包括锂二次电池的电池组。

如图1所示，该保护电路包括用于在过电流发生时保护电池组的熔丝元件1、用于感测过电流的感测电阻2、用于监测过电流的发生并在过电流发生时操作熔丝元件1的微控制器3、以及用于切换工作电流以流到熔丝元件1的开关4。

熔丝元件1安装在与电池组的最外侧端子连接的主线路上。该主线路是充电电流或放电电流所流经的导线。图1示出了该熔丝元件1安装在高压线路(电池组+)上。

熔丝元件1是一个三端子元件，其中两个端子连接到充电电流或放电电流所流经的主线路，另一个端子连接到开关4。此外，熔丝元件1包括熔丝1a和电阻1b，熔丝1a串联到主线路并在特定温度下熔化而断开，电阻1b将热量施加到熔丝1a。

微控制器3通过定期地检测该感测电阻2两端的电压来监测是否发生了过电流，并且，当确定发生了过电流时，微控制器3接通开关4。然后，流经主线路的电流被转向该熔丝元件1并施加给电阻1b。因此，由电阻1b产生的焦耳热被传导到熔丝1a而升高熔丝1a的温度，并且，当熔丝1a的温度达到熔化温度时，熔丝1a熔化而断开，从而不可逆地断开主线路。如果主线路已断开，则过电流不再流动，这可以解决由过电流引起的问题。