1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年5月13日提交的韩国专利申请第10-2020-0057375号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的内容整体结合在此。
3.技术领域
4.本发明涉及一种二次电池。
背景技术：5.与一次电池不同，由于二次电池是可再充电的并且在大容量和小尺寸方面的潜力，所以近来正对二次电池进行广泛地研究和开发。随着技术发展以及对移动装置的需求增加，对作为其电源的二次电池的需求也迅速增加。
6.根据电池壳体的形状，二次电池分为硬币型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。二次电池容纳电极组件和电解液。在二次电池中，安装在电池壳体内部的电极组件是由电极和隔膜的层结构构成的可充电和可放电的电力产生元件。
7.电极组件可大致分为其中隔膜插置在其上施加有活性材料的片型的正极和负极之间的果冻卷(jelly-roll)型、其中多个正极和负极在之间插置隔膜的情况下顺序堆叠的堆叠型、以及其中堆叠型单元电池使用长隔离膜卷绕的堆叠/折叠型。
8.常规袋型电池由容纳在袋内的电极组件构成。当充电和放电时，这种袋型电池由于产生气体而反复膨胀和收缩。在此，如果所产生的气体保留在袋内，则引起电池性能降低和体积变化，并且这会带来对附近电池和结构的不利影响的问题。此外，如果所产生的气体超过袋能够容纳的极限，则发生其中结构薄弱的部分破裂并且气体泄漏的漏气(vent)现象。漏气引起电解液的泄漏，并且电池达到其寿命终点。
9.[相关技术文献](专利文献1)韩国专利公开第10-2014-0015647号
技术实现要素：[0010]
技术问题
[0011]
本发明的一个方面的目的是提供一种设置有气袋以收集内部气体并且能够排放被收集的气体的二次电池。
[0012]
技术方案
[0013]
根据本发明实施方式的二次电池可包括：电极和隔膜交替堆叠的电极组件；以及容纳所述电极组件的电池壳体，其中所述电池壳体可包括：第一气袋，所述第一气袋形成有用于收集所述电池壳体中的气体的第一收集空间并且设置有排放所述第一收集空间中的气体的第一排放口；和第二气袋，所述第二气袋形成有用于收集从所述第一气袋的所述第一排放口排放的气体的第二收集空间并且设置有用于将所述第二收集空间中的气体向外排放的第二排放口。
[0014]
另外，根据本发明实施方式的电池组可以是包括根据本发明实施方式的二次电池
的电池组。
[0015]
有益效果
[0016]
根据本发明，通过设置双重气袋来收集内部气体，可确保用于收集内部气体的较大空间，并且可避免电池外部的空气与电池内部的空气直接接触。
[0017]
此外，通过分别在双重气袋上形成在特定压力以上打开的排放口，可容易排放容纳在气袋中的气体，防止电池壳体的结构薄弱的部分破裂以及经由该部分的气体泄漏，从而防止电解液的泄漏并且延长电池的寿命。
[0018]
此外，通过在气袋内设置气体传感器，可检测在收集空间内是否产生气体，或者测量气体的成分。
[0019]
此外，通过在气袋内设置气压传感器，可测量收集空间内的气压，这有助于监控电池状态。
附图说明
[0020]
图1是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的剖面图。
[0021]
图2是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的必要部分的剖面图。
[0022]
图3是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的平面图。
[0023]
图4是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的关闭状态的剖面图。
[0024]
图5是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的打开状态的剖面图。
[0025]
图6是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的剖面图。
[0026]
图7是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的平面图。
[0027]
图8是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的关闭状态的剖面图。
[0028]
图9是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的打开状态的剖面图。
具体实施方式
[0029]
通过下面的详细描述以及与附图相关联的优选实施方式，本发明的目的、具体优点和新颖特征将变得更加明显。应当注意，在给本技术的各附图的构成要素分配参考标记时，尽可能使相似的要素具有相似的标号，即使它们显示在不同的附图中。此外，本发明可以以多种不同的形式实施，不限于本文中描述的实施方式。此外，在描述本发明时，将省略可能不必要地模糊本发明的主旨的已知技术的详细描述。
[0030]
根据一个实施方式的二次电池
[0031]
图1是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的剖面图。图2是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的必要部分的剖面图。
[0032]
参照图1和图2，根据本发明一个实施方式的二次电池s1包括电极组件200和容纳
电极组件200的电池壳体100，其中电池壳体100包括：形成有第一收集空间121并且设置有排放气体的第一排放口122的第一气袋120；和形成有第二收集空间131并且设置有排放气体的第二排放口132的第二气袋130。
[0033]
此外，根据本发明一个实施方式的二次电池s1可进一步包括：检测是否产生气体或测量气体的成分的气体传感器150；以及测量气压的气压传感器160、170。
[0034]
更详细地说，作为可充电和可放电的电力产生元件的电极组件200可由交替堆叠的电极和隔膜构成。在此，设置在电极组件200的端部的电极接片250可与电极引线300连接，从而将电极组件200与外部装置连接。
[0035]
电极230可包括正极210和负极220。在此，电极组件200可由正极210/隔膜240/负极220交替堆叠的结构构成。
[0036]
此外，电极引线300可包括与设置在正极210的端部的正极接片连接的正极引线、以及与设置在负极220的端部的负极接片连接的负极引线。
[0037]
正极210可包括正极集流体和层压在正极集流体上的正极活性材料。
[0038]
正极集流体可由铝箔(foil)形成。
[0039]
正极活性材料可由锂-锰氧化物、锂-钴氧化物、锂-镍氧化物、磷酸铁锂、或包括这些材料中的至少一个的化合物或混合物形成。
[0040]
负极220可包括负极集流体和层压在负极集流体上的负极活性材料。
[0041]
负极集流体例如可由铜(cu)箔(foil)形成。
[0042]
负极活性材料可以是包括石墨基材料的化合物或混合物。
[0043]
隔膜240由绝缘材料形成并且使正极210与负极220电绝缘。在此，隔膜240可由诸如聚乙烯或聚丙烯之类的微孔聚烯烃树脂膜形成。
[0044]
电池壳体100可容纳电极组件200。
[0045]
电池壳体100包括：形成有第一收集空间121并且设置有第一排放口122的第一气袋120；和形成有第二收集空间131并且设置有第二排放口132的第二气袋130。
[0046]
此外，电池壳体100可进一步包括其中形成有容纳电极组件200的容纳部111的主体110。
[0047]
第一气袋120可具有收集电池壳体100的内部气体的第一收集空间121和排放第一收集空间121中的气体的第一排放口122。
[0048]
此外，第一气袋120可沿着主体110的侧面延伸，使得容纳部111和第一收集空间121连接。在此，第一气袋120可位于主体110的设置有电极引线300的端部。第一气袋120可位于主体110的两个端部。
[0049]
第一排放口122可位于将第一收集空间121与第二收集空间131贯穿的第一通孔123上方，以控制第一通孔123的打开和关闭。
[0050]
第二气袋130可具有收集从第一气袋120的第一排放口122排放的气体的第二收集空间131和将第二收集空间131中的气体向外排放的第二排放口132。
[0051]
第二气袋130可设置在第一气袋120上方，使得第二收集空间131和第一收集空间121经由第一通孔123连接。
[0052]
第二排放口132可位于将第二收集空间131与电池壳体100的外部贯穿的第二通孔上方，以控制第二通孔133的打开和关闭。
[0053]
在此，第一通孔123和第二通孔133可设置在以气体排放方向为准彼此不面对的位置处。在此，第一通孔123和第二通孔133可位于在竖直方向上彼此不面对的位置处。
[0054]
图3是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的平面图，图4是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的关闭状态的剖面图，图5是图解根据本发明一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的打开状态的剖面图。
[0055]
参照图3至图5，第一排放口122和第二排放口132可由弹性材料形成并且其上分别形成有第一切口122c和第二切口132c，使得第一切口122c和第二切口132c在特定压力以上打开，从而打开第一通孔123和第二通孔133。
[0056]
在此，弹性材料可由硅酮、氨纶、氟橡胶、乙丙橡胶(epr)、丁苯橡胶(sbr)和丁基橡胶(pib)中的至少一种形成。
[0057]
第一排放口122和第二排放口132可设置为具有不同的打开压力。在此，第一排放口122和第二排放口132可通过由具有不同弹性的材料形成而设置为具有不同的打开压力。因此，通过防止第一排放口122和第二排放口132同时打开，可防止电池外部的空气与电池内部的空气直接接触。
[0058]
在此，第一排放口122的打开压力可设置为高于第二排放口132的打开压力。因此，可利于通过第一排放口122将气体排放到第二排放口132。
[0059]
参照图3，第一切口122c和第二切口132c可分别由二至四条切口线122a、122b、132a、132b形成。在此，第一切口122c和第二切口132c可分别由十字(“+”)形的切口线122a、122b、132a、132b形成。
[0060]
参照图4，当第一收集空间121和第二收集空间131低于特定压力时，第一切口122c和第二切口132c可关闭第一通孔123和第二通孔133。
[0061]
参照图5，当第一收集空间121和第二收集空间131在特定压力以上时，第一切口122c和第二切口132c可沿着切口线122a、122b、132a、132b打开，从而打开第一通孔123和第二通孔133。
[0062]
参照图1和图2，可在第二气袋130内部设置气体传感器150，以检测在第二收集空间131内是否产生气体或测量气体的成分。在此，通过气体传感器150检测第二气袋130中的特定气体的能力可实现用于特定目的的警报。在此，气体传感器150可检测是否产生二氧化碳(co2)。
[0063]
此外，当产生气体时，气体传感器150可触发通知信号、通知声音和通知灯中的至少一个。在此，例如，当检测到二氧化碳(co2)时，气体传感器150可触发通知信号、通知声音和通知灯中的至少一个。在此，气体传感器150可包括通知扬声器和通知led来触发通知声音和通知灯。此外，气体传感器150可连接到监控设备以发送触发的通知信号。
[0064]
可在第一气袋120和第二气袋130中的至少一个的内部设置气压传感器160、170以测量气压。在此，可在第一气袋120和第二气袋130中设置气压传感器160、170，以测量第一收集空间121和第二收集空间131内的气压。
[0065]
在此，例如，当测量的气压值等于或高于特定压力水平时，气压传感器160、170可触发通知声音和通知灯中的至少一个。
[0066]
此外，在另一示例中，气压传感器160、170可将测量的气压值发送到监控设备。在
此，例如，监控设备可以是电池管理系统(bms)。
[0067]
如前面所述述配置的根据本发明一个实施方式的二次电池s1通过包括收集和排放气体的第一气袋120和第二气袋130，能够安全地确保用于收集内部气体的足够空间，并且还能够以电池外部的空气不与电池内部的空气直接接触的方式来排放内部气体。
[0068]
此外，通过在第一气袋120和第二气袋130上分别形成在特定压力以上打开并且排放气体的第一排放口122和第二排放口132，可容易排放容纳在第一气袋120和第二气袋130中的气体，这进而能够延长电池的寿命。
[0069]
此外，可在第二气袋130中设置气体传感器150来检测在第二收集空间131内是否产生气体或测量气体的成分。
[0070]
根据另一个实施方式的二次电池
[0071]
下文中，将描述根据本发明另一个实施方式的二次电池。
[0072]
图6是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的剖面图，图7是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的平面图，图8是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的关闭状态的剖面图，图9是图解根据本发明另一个实施方式的二次电池的第一排放口和第二排放口的打开状态的剖面图。
[0073]
参照图6至图9，根据本发明另一个实施方式的二次电池s2包括电极组件200和容纳电极组件200的电池壳体100，电池壳体100包括：形成有第一收集空间121并且设置有排放气体的第一排放口1122的第一气袋120；和形成有第二收集空间131并且设置有排放气体的第二排放口132的第二气袋130。
[0074]
此外，根据本发明另一个实施方式的二次电池s2可进一步包括：检测是否产生气体或测量气体的成分的气体传感器150；以及测量气压的气压传感器160、170。
[0075]
与前述根据本发明第一实施方式的二次电池相比，根据本发明另一个实施方式的二次电池s2的不同之处在于，在第一排放口1122和第二排放口1132的切口线1122a、1122b、1132a、1132b处进一步设置粘合剂1122d、1132d。因此，在涉及该二次电池s2的该第二实施方式中，描述将集中在不同上，将省略或简要说明与前面的第一实施方式的二次电池冗余的事项。
[0076]
更详细地说，电池壳体100可容纳电极组件200。
[0077]
电池壳体100包括：形成有第一收集空间121并且设置有排放气体的第一排放口1122的第一气袋120；和形成有第二收集空间131并且设置有排放气体的第二排放口132的第二气袋130。
[0078]
此外，电池壳体100可进一步包括其中形成有容纳电极组件200的容纳部111的主体110。
[0079]
第一气袋120可形成有收集电池壳体100的内部气体的第一收集空间121，并且第一气袋120可设置有排放第一收集空间121中的气体的第一排放口1122。
[0080]
第一气袋120可沿着主体110的侧面延伸，使得容纳部111和第一收集空间121连接。
[0081]
第二气袋130可形成有收集从第一气袋120的第一排放口1122排放的气体的第二收集空间131，并且第二气袋130可设置有将第二收集空间131中的气体向外排放的第二排
放口132。
[0082]
第二气袋130可设置在第一气袋120上方，使得第二收集空间131和第一收集空间121经由第一通孔连接。
[0083]
第一排放口1122可位于将第一收集空间121与第二收集空间131贯穿的第一通孔上方，以控制第一通孔的打开和关闭。
[0084]
第二排放口132可位于将第二收集空间131与电池壳体100的外部贯穿的第二通孔上方，以控制第二通孔的打开和关闭。
[0085]
第一排放口1122和第二排放口132可由弹性材料形成并且其上分别形成有第一切口1122c和第二切口1132c，使得第一切口1122c和第二切口1132c在特定压力以上打开，从而打开第一通孔和第二通孔。
[0086]
第一切口1122c和第二切口1132c可分别由二至四条切口线1122a、1122b、1132a、1132b形成。在此，第一切口1122c和第二切口1132c可分别由十字(“+”)形的切口线1122a、1122b、1132a、1132b形成。
[0087]
第一排放口1122和第二排放口132可设置为具有不同的打开压力。在此，第一排放口1122和第二排放口132可由具有不同弹性的材料形成，使得第一排放口1122和第二排放口132的打开压力彼此不同。在此，第一排放口1122的打开压力可设置为高于第二排放口132的打开压力。
[0088]
第一排放口1122和第二排放口132可进一步包括设置在第一切口1122c和第二切口1132c上的粘合剂1122d、1132d，从而额外密封第一切口1122c和第二切口1132c。当第一切口1122c和第二切口1132c因气体压力打开时，密封第一切口1122c和第二切口1132c的粘合力可被释放。
[0089]
因此，通过粘合剂1122d、1132d，可更加紧密地密封第一切口1122c和第二切口1132c，从而更有效地防止在特定压力以下气体和电解液从第一排放口1122的第一切口1122c和第二排放口132的第二切口1132c泄漏。
[0090]
此外，多个如前所述配置的二次电池可电连接以形成电池组。
[0091]
虽然已经参照具体实施方式详细描述了本发明，但是这些实施方式旨在举例说明本发明，根据本发明的二次电池不限于此。在不背离本发明的技术构思的情况下，本领域普通技术人员可以以各种形式实施本发明。
[0092]
此外，通过所附权利要求书，本发明所寻求的具体保护范围将变得清楚。
[0093]
[参考标号说明]
[0094]
s1、s2：二次电池
[0095]
100：电池壳体
[0096]
110：主体
[0097]
111：容纳部
[0098]
120：第一气袋
[0099]
121：第一收集空间
[0100]
122、1122：第一排放口
[0101]
122a、122b、132a、132b、1122a、1122b、1132a、1132b：切口线
[0102]
122c、1122c：第一切口
[0103]
123：第一通孔
[0104]
130：第二气袋
[0105]
131：第二收集空间
[0106]
132、1132：第二排放口
[0107]
132c、1132c：第二切口
[0108]
133：第二通孔
[0109]
150：气体传感器
[0110]
160、170：气压传感器
[0111]
200：电极组件
[0112]
210：正极
[0113]
220：负极
[0114]
230：电极
[0115]
240：隔膜
[0116]
250：电极接片
[0117]
300：电极引线
[0118]
1122d、1132d：粘合剂。
技术特征：1.一种二次电池，包括：电极和隔膜交替堆叠的电极组件；以及容纳所述电极组件的电池壳体，其中所述电池壳体包括：第一气袋，所述第一气袋形成有用于收集所述电池壳体中的气体的第一收集空间并且设置有排放所述第一收集空间中的气体的第一排放口；和第二气袋，所述第二气袋形成有用于收集从所述第一排放口排放的气体的第二收集空间并且设置有用于将所述第二收集空间中的气体向外排放的第二排放口。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一排放口位于将所述第一收集空间与所述第二收集空间贯穿的第一通孔上方，以控制所述第一通孔的打开和关闭，并且所述第二排放口位于将所述第二收集空间与所述电池壳体的外部贯穿的第二通孔上方，以控制所述第二通孔的打开和关闭。3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述电池壳体包括其中形成有容纳所述电极组件的容纳部的主体，所述第一气袋沿着所述主体的侧面延伸，使得所述容纳部和所述第一收集空间连接，并且所述第二气袋设置在所述第一气袋上方，使得所述第二收集空间和所述第一收集空间经由所述第一通孔连接。4.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述第一排放口和所述第二排放口由弹性材料形成并且其上分别形成有第一切口和第二切口，使得所述第一切口和所述第二切口在特定压力以上打开，从而打开所述第一通孔和所述第二通孔。5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述第一切口和所述第二切口分别由2至4条切口线构成。6.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述第一切口和所述第二切口分别由十字(“+”)形的切口线形成。7.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述第一排放口和所述第二排放口进一步包括设置在所述第一切口和所述第二切口上的粘合剂，从而额外密封所述第一切口和所述第二切口，其中当所述第一切口和所述第二切口因气体压力打开时，密封所述第一切口和所述第二切口的粘合力被释放。8.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述第一排放口和所述第二排放口设置为具有彼此不同的打开压力。9.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述第一排放口和所述第二排放口由具有彼此不同弹性的材料形成，使得所述第一排放口和所述第二排放口设置为具有彼此不同的打开压力。10.根据权利要求8所述的二次电池，其中所述第一排放口的打开压力设置为高于所述第二排放口的打开压力。11.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括气体传感器，所述气体传感器设置在
所述第二气袋内部，以检测在所述第二收集空间内是否产生气体或测量气体的成分。12.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述气体传感器检测是否产生二氧化碳(co2)。13.根据权利要求11所述的二次电池，其中当产生气体时，所述气体传感器触发通知信号、通知声音和通知灯中的至少一种。14.根据权利要求1所述的二次电池，进一步设置在所述第一气袋和所述第二气袋中的至少一个的内部以测量气压的气压传感器。15.一种电池组，包括根据权利要求1至14中任一项所述的二次电池。
技术总结本发明涉及一种二次电池。根据本发明的二次电池包括：电极和隔膜交替堆叠的电极组件；以及容纳电极组件的电池壳体，其中电池壳体包括：第一气袋，第一气袋形成有用于收集电池壳体中的气体的第一收集空间并且设置有排放第一收集空间中的气体的第一排放口；和第二气袋，第二气袋形成有用于收集从第一排放口排放的气体的第二收集空间并且设置有用于将第二收集空间中的气体向外排放的第二排放口。收集空间中的气体向外排放的第二排放口。收集空间中的气体向外排放的第二排放口。
技术研发人员：金斗烈 高东完 李基瑛
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：2021.04.27
技术公布日：2022/12/1
