[发明专利]包括用于防止由钉子引起的短路的绝缘体组件的电池单元

说明书

本公开内容涉及一种包括绝缘体组件(insulator assembly)的电池单元。本公开内容提供了一种电池单元，其特征在于，当针状导体穿过绝缘体组件时，绝缘体组件的被插入针状导体的针状端部的一部分脱离并与针状导体一起穿过电极组件，并且由绝缘体组件的脱离部确定电极组件的通孔的平面形状。

技术领域

本公开内容涉及一种包括用于防止由钉子引起的短路的绝缘体组件的电池单元。

背景技术

随着移动设备的不断发展，对这种移动设备的需求也在增加，对作为移动设备的能源的二次电池的需求也急剧增加。因此，对满足各种需要的二次电池(或“电池单元”)进行了大量研究。

根据电池壳体的形状，电池单元可被划分为：圆柱形电池、棱柱形电池和袋形电池，圆柱形电池配置成具有其中电极组件安装在圆柱形金属容器中的结构，棱柱形电池配置成具有其中电极组件安装在棱柱形金属容器中的结构，袋形电池配置成具有其中电极组件安装在由层压铝片制成的袋形壳体中的结构。

此外，电池单元可根据包括正极、负极和隔膜的电极组件的结构进行划分。例如，电极组件可配置成具有卷芯型(卷绕型)结构、堆叠型结构和堆叠/折叠型结构，在卷芯型(卷绕型)结构中，在隔膜设置于正极与负极之间的同时卷绕长片材型正极和负极，在堆叠型结构中，各自具有预定尺寸的多个正极和负极在隔膜设置于正极与负极之间的同时顺序地堆叠，在堆叠/折叠型结构中，各自具有预定尺寸的多个正极和负极在隔膜设置于正极与负极之间的同时顺序地堆叠以构成单元电池，诸如双电池(bicell)或全电池(full cell)，之后在其中单元电池设置于隔离膜或另一堆叠型电极组件上的状态下卷绕该单元电池，在该另一堆叠型电极组件中，在其中隔膜设置于双电池(bicell)或全电池(full cell)之间的状态下堆叠双电池或全电池。

近来，众多注意力集中在具有包括双电池或全电池的电极组件的电池单元，双电池或全电池易于制造、具有低的制造成本、并且针对其中安装有电池单元的设备的各种形状具有高的结构适用性。

此外，在其中具有高导电性的诸如钉子之类的尖锐的针状导体穿透电极组件的情况下，电极组件的正极和负极通过针状导体彼此电连接，使得电流流向具有低电阻的针状导体。此时，被针状导体穿透的电极发生变形，并且由于在正极活性材料与负极活性材料之间的接触电阻部分中传导的电流而产生高电阻热量。在其中由于电阻热量导致电极组件中的温度超出临界温度水平的情况下，正极活性材料的氧化物结构崩塌，从而发生热失控现象。因此，电极组件和电池单元可能会着火或爆炸。

此外，在其中被针状导体弯曲的电极活性材料或集流体与该电极活性材料或该集流体所面对的相反电极接触的情况下，热失控现象可进一步加速。这些问题在包括多个电极的双电池和包括该电极的电极组件中可能更加严重。

因此，需要一种具有通过防止短路、着火、爆炸等而提高安全性的结构的电池单元。

发明内容

技术问题

提供本公开内容以解决相关技术的上述技术问题。

具体而言，本公开内容的目的是提供一种包括用于防止由钉子引起的短路的绝缘体组件的电池单元。

技术方案

根据本公开内容的第一方面，提供了一种电池单元，

所述电池单元包括电极组件、电解质溶液和单元壳体，

其中具有电绝缘的绝缘体组件(insulator assembly)在电极的层压方向上贴附至电极组件的两个表面中的至少一个表面的至少外侧；并且

当针状导体穿过所述绝缘体组件时，所述绝缘体组件的被插入所述针状导体的针状端部的一部分可脱离并与所述针状导体一起穿过所述电极组件，并且由所述绝缘体组件的脱离部确定所述电极组件的通孔的平面形状。