二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种二次电池，包括：具有正负电极的壳体；附着在壳体表面上的安全装置，其电阻值随壳体膨胀而改变；以及安装在壳体一侧上的保护电路模块，其电连接于该安全装置。该安全装置的电阻值随着壳体膨胀而改变，该保护电路模块可以响应于此减小或中断充电／放电电流。该安全装置可以使用于与容量大小无关的所有二次电池上，能够对内部温度的突然升高和快速膨胀作出迅速反应，并且能够可靠地防止在容许温度以上发生的膨胀。

【技术实现步骤摘要】
二次电池优先权要求本申请根据35U.S.C.§119，要求早于2004年10月28日递交到韩国知识产权局、继而被给予序列号2004-0086897、名称为二次电池的申请的优先权，该申请结合在此作为参考。
本专利技术涉及二次电池，更具体地说，涉及在发生膨胀时能够自动停止充电或放电以提高安全性的二次电池。
技术介绍
在本
内所周知的是，二次电池(例如锂离子二次电池)在过充电到大约4.5V或更高时，电池的内部温度会趋于升高。已利用这种趋势开发安全装置来中断二次电池的过充电，典型的例子是正温度系数(PTC)热敏电阻，其串联于用于充电和放电的大电流通路。PTC热敏电阻是一种适于在温度升高时通过增加电阻值，减小或完全中断二次电池的充电/放电电流的安全器件。PTC热敏电阻一般位于壳体表面上，直接响应于壳体的温度而启动。PTC热敏电阻的一端通过引线焊接于壳体，其另一端通过另一引线电连接于保护电路模块。当二次电池内部温度由于过充电而升高时，电解液分解并产生气体，从而使内部压力升高。这就导致了“膨胀”，其中二次电池的壳体向外膨胀。当然，已经设计出安全措施来应对这种膨胀。例如，二次电池的壳体在其表面上可以形成带有具有较小厚度的安全排气口，其适于在内压超过预定值或膨胀厚度超过容许值时破裂并将气体释放到外部。当然，安全排气口所提供-->的安全质量并不是很好，因为电解液会被排放到外部。不过这种破损毕竟比二次电池的爆炸或燃烧更可以忍受，这就是这种安全排气口延用至今的原因。有各种因素可以产生这种膨胀。例如，除了上述的过充电，膨胀可以由过放电、内部短路、外部短路和外部热量等原因产生。由于近来二次电池为提高容量而采用较薄的壳体，所以膨胀现象更会频繁的发生。但是常规PTC热敏电阻仅响应于温度而启动，而不响应于上述膨胀，所以会存在如下问题：首先，常规PTC热敏电阻必须根据每个电池的容量而具有不同的电阻值。例如，当常规PTC热敏电阻用于小容量的电池时，其必须在小电流时被切断，并具有大的电阻值。另一方面，当常规PTC热敏电阻用于大容量的电池时，其必须在大电流时被切断，并具有小的电阻值。由于生产的电池具有不同的容量，所以很难根据每个电池的容量设定PTC热敏电阻的电阻值。第二，常规PTC电热调节器难以很快地抑制由于结构原因使电池内部温度突然升高而导致的膨胀现象。例如，由于过充电或外部短路，电池的内部温度会以异常方式突然升高。毫无疑问，温度的突然升高使得电池的电解质分解，产生大量的气体，从而很快引起膨胀。虽然常规PTC热敏电阻由温度突然升高而启动，但膨胀的程度可能会超过容许值。在这样情况下，尽管常规PTC热敏电阻启动，但电池壳体的安全排气口开启并且内部电解液泄漏，或者壳体甚至可能会爆炸或燃烧。第三，所有电池一般都具有预定的容许膨胀厚度，并且当其膨胀超过预定厚度时，安全排气口通常会开启，或者壳体爆炸和燃烧。但是，常规PTC热敏电阻只有与温度有关的电阻值，所以既使是电池膨胀超过预定厚度时，其也不会启动，但只要温度低于容许值，就仍会允许充电/放电电流通过。所以，常规PTC热敏电阻在温度低于容许值时不能有效地抑制过度膨胀。第四，常规PTC热敏电阻通过引线连接于导电壳体。但是，引线和壳-->体之间不容易焊接。由于增加了将引线焊接到壳体上的不安全工艺，因此更容易产生缺陷。另外，在以往技术中，不同材料的导电板必须提前焊接到壳体上，以改善引线和壳体之间的焊接。而这就降低了可加工性。第五，常规PTC热敏电阻串联于大电流通路以充电/放电。所以常规PTC热敏电阻本身会消耗例如放电电流，并且会降低整个电池容量和缩短使用寿命。
技术实现思路
因此，本专利技术是为了解决在现有技术中出现的上述问题而做出的，本专利技术的一个目的是提供一种具有安全装置的二次电池，该安全装置可以使用于各种容量的电池。本专利技术的另一目的是提供一种二次电池，其能够抑制温度突然升高以及随后的快速膨胀。本专利技术的又一目的是提供一种二次电池，即便在温度低于容许水平时也能够防止膨胀厚度超过容许值。本专利技术的再一目的是提供一种二次电池，可以不必将安全装置焊接到壳体上。本专利技术的又一个目的是提供一种具有安全装置的二次电池，该安全装置远离放电/充电的大电流通路，以提高容量和使用寿命。为了达到以上目的，提供一种二次电池，包括：具有正负电极、并且能够放电和充电的壳体，以及附着于壳体表面的安全装置，其电阻值在壳体膨胀时改变。该二次电池还可以包括连接在壳体一侧上的保护电路模块，该保护电路模块电连接于安全装置，并且适于在安全装置电阻值改变时减小充电/放电电流。壳体可以包括第一区域，和面积小于第一区域面积的第二区域。安全装置可以附着在第一区域上。-->安全装置可以附着在第二区域上。安全装置可以附着在第一区域的中心上。安全装置可以附着在第二区域的中心上。安全装置可以附着在第一区域的对角线的交点上。安全装置可以附着在第一区域的靠近角部处。安全装置可以附着在第二区域的对角线的交点上。安全装置可以使用粘结剂、双面粘结带和双面粘结膜之一附着到壳体的表面上。安全装置可以包括附着在壳体表面上的绝缘膜，形成在绝缘膜表面上的金属线，和连接于金属线两端的引线。安全装置可以包括附着在壳体表面上的绝缘膜，形成在绝缘膜表面上的金属箔，和连接于金属箔两端的引线。安全装置可以包括附着在壳体表面上的绝缘膜，形成在绝缘膜表面上的半导体带，和连接于半导体带两端的引线。安全装置可以是应变仪。安全装置和保护电路模块可以用柔性接线模板(flexible wiring pattern)连接。柔性接线模板可以包括附着于壳体表面上的第一绝缘层，形成于第一绝缘层上的接线模板(wiring pattern)，以及用于覆盖接线模板的第二绝缘层。保护电路模块可以包括至少一个导电端子，用于电连接于安全装置。保护电路模块可以包括至少一个导电端子，用于电连接壳体的正负电极中至少之一。二次电池还可以包括绝缘树脂环，其位于壳体和保护电路模块之间以防止其彼此分离。壳体可以在其表面形成有厚度小于壳体厚度的安全排气口。根据本专利技术的另一方面，提供一种二次电池，包括：由导电材料制成的壳体，其容纳具有正电极、负电极及置于正负电极之间的隔板的电极组件和-->电解液，并且壳体的顶部开口由盖板密封；附着于壳体表面上的安全装置，其电阻值在壳体膨胀时改变；连接在壳体一侧上的保护电路模块，其电连接于安全装置，并且适于在安全装置电阻值变化时减小充电/放电电流。根据本专利技术的又一方面，提供一种二次电池，包括：与外部充电器或负载连接的外部端子；在充电或放电模式下执行收集能量或释放所储存能量功能的裸电池；与外部端子和裸电池之间的大电流通路连接的充电/放电FET装置；测量裸电池的电流的电阻传感器；附着于裸电池表面上的安全装置，用于测量裸电池的膨胀状态；以及保护电路，用于利用裸电池，电阻传感器以及安全装置所测量的值来控制充电/放电FET装置。本专利技术提供一种具有安全装置的二次电池，其无需改变规格就可以用于各种电池容量。具体地讲，因为不论电池容量是多少，膨胀现象都以相同的模式发生，所以这样的安全装置可以用于具有不同容量的二次电池。由此，无需根据各种规格的二次电池而制造不同的安全装置。这就降低了制造成本。所专利技术的安全装置直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，包括：　　　　壳体，具有正负电极，并且适于通过充电和放电电流，以及　　　　安全装置，附着于该壳体的表面上，并且适于响应于壳体的膨胀而改变其电阻。

【技术特征摘要】
KR 2004-10-28 2004-00868971.一种二次电池，包括：壳体，具有正负电极，并且适于通过充电和放电电流，以及安全装置，附着于该壳体的表面上，并且适于响应于壳体的膨胀而改变其电阻。2.根据权利要求1所述的二次电池，还包括连接在壳体一侧上的保护电路模块，该保护电路模块电连接于安全装置，并且适于响应于安全装置的电阻改变而减小充电/放电电流。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中该壳体包括第一区域，和面积小于第一区域面积的第二区域。4.根据权利要求3所述的二次电池，其中该安全装置附着于第一区域上。5.根据权利要求3所述的二次电池，其中该安全装置附着于第二区域上。6.根据权利要求3所述的二次电池，其中该安全装置附着于第一区域的中心。7.根据权利要求3所述的二次电池，其中该安全装置附着于第二区域的中心。8.根据权利要求3所述的二次电池，其中该安全装置附着于第一区域对角线的相交处。9.根据权利要求3所述的二次电池，其中该安全装置附着于第一区域的角部附近。10.根据权利要求3所述的二次电池，其中该安全装置附着于第二区域对角线的相交处。11.根据权利要求1所述的二次电池，其中该安全装置可使用粘结剂、双面粘结带和双面粘结膜之一附着于壳体表面上。-->12.根据权利要求1所述的二次电池，其中该安全装置包括：附着于壳体表面上的绝缘膜；布置在绝缘膜表面上的金属线；以及分别连接于金属线两端的引线端子。13.根据权利要求1所述的二次电池，其中该安全装置包括：附着于壳体表面上的绝缘膜；布置在绝缘膜表面上的金属箔；以及分别连接于金属箔两端的引线端子。14.根据权利要求1所述的二次电池，其中该安全装置包括：附着于壳体表面上的绝缘膜；形成在绝缘膜表面上的半导体带；以及分别连接于半导体带两端的引线端子。15.根据权利要求1所述的二次电池，其中该安全装置包括应变仪。16.根据权利要求2所述的二次电池，还包括适于将安全装置与保护电路模块相连的柔性接线模板。17.根据权利要求16所述的二次电池，其中该柔性接线模板包括：附着于壳体表面上的第一绝缘层；布置在第一绝缘层上的接线模板；以及适于覆盖接线模板的第二绝缘层。18.根据权利要求2所述的二次电池，其中该保护电路模块包括至少一个用于电连接到安全装置的导电端子。19.根据权利要求2所述的二次电池，其中该保护电路模块包括至少一个用于电连接到壳体的正负电极中至少之一的导电端子。20.根据权利要求2所述的二次电池，还包括绝缘树脂环，其被布置在壳体和保护电路模块之间，并适于防止它们彼此分离。21.根据权利要求1所述的二次电池，其中该壳体包括布置在其表面上的安全排气口，该安全排气口的厚度小于壳体的厚度。-->22.一种二次电池，包括：由导电材料制成的壳体，该壳体容纳具有正电极、负电极和置于正负电极之间的隔板的电极组件以及电解液，其中该壳体的顶部开口适于由盖板密封；附着于壳体表面上的安全装置，适于响应于壳体的膨胀而改变其电阻；以及连接在壳体一侧上的保护电路模块，该保护电路模块电连接于安全装置，并且适于响应于安全装置的电阻改变而减小充电/放电电流。23.根据权利要求22所述的二次电池，其中该壳体包括：间隔开并且彼此平行的第一区域；面积小于第一区域面积的第二区域，其沿着第一区域的周边间隔开且彼此平行；垂直于第一和第二区域布置并适于覆盖第一和第二区域的一侧的第三区域；以及连接于壳体的盖板，其相对着第三区域并垂直于第一和第二区域设置，并且具有布置在其表面上的电极端子。24.根据权利要求23所述的二次电池，其中该安全装置附着于所述第一区域的至少之一上。25.根据权利要求23所述的二次电池，其中该安全装置附着于...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪懿善，郭润泰，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]