本發(fā)明涉及一種二次電池、包括該二次電池的電池模塊及裝置，其中，所述二次電池包括配置于電極集流體與電極極耳之間且在異常工作狀態(tài)下向電極極耳的方向向上凸出來從電極集流體分離的電流切斷部件。

背景技術：

1、電動汽車市場需要制造充一次電即可行駛很長距離的電池。電池的能量密度高才能提高電動汽車的行駛里程。鋰二次電池表現(xiàn)出高能量密度，因此最適合用作電動汽車的電池。

2、通常，鋰二次電池可以通過將包括發(fā)生電反應的電極的電極組件容納在外包裝件來制造而成。圖1簡要示出現(xiàn)有的電極組件容納在外包裝件的二次電池的部分截面。參照圖1，二次電池100包括：電極組件10，容納于外包裝件；電極集流體11，從電極組件10延伸；以及電極極耳，與電極集流體11電連接。在二次電池100正常工作的狀態(tài)下，不存在內(nèi)部產(chǎn)生氣體的問題，但是在二次電池100的異常工作狀態(tài)下，過電流導致二次電池100的內(nèi)部溫度急劇上升且電解液分解，發(fā)生隔膜收縮的問題。而且，由于鍍(plating)鋰現(xiàn)象而產(chǎn)生枝晶(dendrite)，從而鋰離子的數(shù)量減少、短路(short)的風險增加，因此發(fā)生二次電池的壽命和穩(wěn)定性下降的問題。尤其，由于發(fā)熱而在二次電池100內(nèi)部持續(xù)產(chǎn)生氣體，從而發(fā)生二次電池100著火或爆炸的問題。

3、如上，需要一種可以在二次電池的異常工作狀態(tài)下防止二次電池著火及爆炸現(xiàn)象，從而可提高二次電池的壽命和穩(wěn)定性的技術。

技術實現(xiàn)思路

1、技術問題

2、為了提高二次電池的壽命和穩(wěn)定性，本發(fā)明提供一種二次電池，包括配置于電極集流體與電極極耳之間且在異常工作狀態(tài)下向電極極耳的方向向上凸出來從電極集流體分離的結(jié)構的電流切斷部件。

3、技術方案

4、根據(jù)本發(fā)明的二次電池包括：電極組件；電極集流體，從所述電極組件延伸；電極極耳，與所述電極集流體電連接；以及電流切斷部件，配置于所述電極集流體與電極極耳之間，所述電流切斷部件包括：第一部件，與所述電極集流體相連接且包括正溫度系數(shù)(ptc)元件；以及第二部件，與所述電極極耳相連接，所述第一部件包括在預定的電流值以上向所述電極極耳的方向向上凸出來從所述電極集流體分離的結(jié)構。

5、根據(jù)實施例，所述電流切斷部件可包括與所述第一部件及第二部件相連接的第三部件。

6、根據(jù)實施例，所述電流切斷部件可包括：第一結(jié)合部，連接所述第一部件和第三部件；以及第二結(jié)合部，連接所述第二部件和第三部件。

7、根據(jù)實施例，所述第一部件、第二部件及第三部件可包括具有不同長度的上底和下底的梯形形狀的截面。

8、根據(jù)實施例，所述第一部件、第二部件及第三部件可包括所述下底的長度大于所述上底的長度的梯形形狀的截面。

9、根據(jù)實施例，所述第一結(jié)合部可連接所述第一部件的下底和第三部件的下底。

10、根據(jù)實施例，所述第二結(jié)合部可連接所述第二部件的下底和第三部件的下底。

11、根據(jù)實施例，在所述第一部件從所述電極集流體分離的情況下，可通過所述第一結(jié)合部保持所述第一部件和第三部件的連接。

12、根據(jù)實施例，在所述第一部件從所述電極集流體分離的情況下，可通過所述第二結(jié)合部保持所述第二部件和第三部件的連接。

13、根據(jù)實施例，在所述第一部件從所述電極集流體分離的情況下，在所述電極極耳與所述電極集流體之間可形成間隙。

14、根據(jù)實施例，在所述二次電池的內(nèi)部溫度為80℃以上的情況下，所述第一部件可從所述電極集流體分離。

15、根據(jù)實施例，所述ptc元件可包含熱塑性樹脂。

16、根據(jù)實施例，所述ptc元件還可包含碳基材料和陶瓷材料。

17、根據(jù)實施例，所述二次電池可包括容納所述電極組件和電極集流體的外包裝件，所述電極極耳可從所述外包裝件引出。

18、根據(jù)本發(fā)明的電池模塊包括本發(fā)明的二次電池。

19、根據(jù)本發(fā)明的裝置包括本發(fā)明的電池模塊作為電源。

20、發(fā)明的效果

21、根據(jù)本發(fā)明的二次電池包括在異常工作狀態(tài)下切斷電流的電流切斷部件，因而具有二次電池的壽命和穩(wěn)定性提高的效果。

22、而且，根據(jù)本發(fā)明的電流切斷部件具有在二次電池的正常工作狀態(tài)下處于向電極集流體的方向向下凸出的結(jié)構，而在二次電池的異常工作狀態(tài)下向電極極耳的方向向上凸出來從電極集流體分離的游動性結(jié)構，因而具有可有效引導電極集流體與電極極耳之間的短路，可在電極集流體與電極極耳之間形成間隙(gap)來防止電極集流體與電極極耳之間的通電可能性的效果。

23、而且，根據(jù)本發(fā)明的電流切斷部件在二次電池的異常工作狀態(tài)下在電極集流體與電極極耳之間形成間隙，從而可有效引導二次電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體(gas)的排氣(venting)，因此具有二次電池的壽命和穩(wěn)定性提高的效果。

24、而且，根據(jù)本發(fā)明的電流切斷部件是不改變現(xiàn)有的電極組件和電極極耳等二次電池材料的結(jié)合結(jié)構也可應用的結(jié)構，具有不需要改變?nèi)菁{二次電池的外包裝件或插入另外的支撐結(jié)構的效果。

25、而且，根據(jù)本發(fā)明的電流切斷部件為不改變現(xiàn)有的電極組件和電極極耳等二次電池材料的結(jié)合結(jié)構也可應用的結(jié)構，即使二次電池中包括電流切斷部件也可保持與以往量產(chǎn)的二次電池的外觀相同的形態(tài)，電池模塊(battery?module)、電池包(pack)、裝置(device)的組裝方式?jīng)]有改變，因此具有可有效且經(jīng)濟性地制造二次電池的效果。

技術特征：

1.一種二次電池，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的二次電池，所述電流切斷部件包括與所述第一部件及第二部件相連接的第三部件。

3.根據(jù)權利要求2所述的二次電池，所述電流切斷部件包括：

4.根據(jù)權利要求2所述的二次電池，所述第一部件、第二部件及第三部件包括具有不同長度的上底和下底的梯形形狀的截面。

5.根據(jù)權利要求4所述的二次電池，所述第一部件、第二部件及第三部件包括所述下底的長度大于所述上底的長度的梯形形狀的截面。

6.根據(jù)權利要求5所述的二次電池，所述第一結(jié)合部連接所述第一部件的下底和第三部件的下底。

7.根據(jù)權利要求5所述的二次電池，所述第二結(jié)合部連接所述第二部件的下底和第三部件的下底。

8.根據(jù)權利要求3所述的二次電池，在所述第一部件從所述電極集流體分離的情況下，通過所述第一結(jié)合部保持所述第一部件和第三部件的連接。

9.根據(jù)權利要求3所述的二次電池，在所述第一部件從所述電極集流體分離的情況下，通過所述第二結(jié)合部保持所述第二部件和第三部件的連接。

10.根據(jù)權利要求1所述的二次電池，在所述第一部件從所述電極集流體分離的情況下，在所述電極極耳與所述電極集流體之間形成間隙。

11.根據(jù)權利要求1所述的二次電池，在所述二次電池的內(nèi)部溫度為80℃以上的情況下，所述第一部件從所述電極集流體分離。

12.根據(jù)權利要求1所述的二次電池，所述正溫度系數(shù)元件包含熱塑性樹脂。

13.根據(jù)權利要求12所述的二次電池，所述正溫度系數(shù)元件還包含碳基材料和陶瓷材料。

14.根據(jù)權利要求1所述的二次電池，所述二次電池包括容納所述電極組件和電極集流體的外包裝件，所述電極極耳從所述外包裝件引出。

15.一種電池模塊，包括根據(jù)權利要求1所述的二次電池。

16.一種裝置，包括根據(jù)權利要求15所述的電池模塊作為電源。

技術總結(jié)
本發(fā)明為了在二次電池的異常工作狀態(tài)下切斷電流來提高二次電池的壽命和穩(wěn)定性而提供一種二次電池，所述二次電池包括：電極組件；電極集流體，從所述電極組件延伸；電極極耳，與所述電極集流體電連接；以及電流切斷部件，配置于所述電極集流體與電極極耳之間，所述電流切斷部件包括：第一部件，與所述電極集流體相連接且包括PTC元件；以及第二部件，與所述電極極耳相連接，所述第一部件包括在預定的電流值以上向所述電極極耳的方向向上凸出來從所述電極集流體分離的結(jié)構。

技術研發(fā)人員：黃浩珍,金永河,金知炯,李相彬
受保護的技術使用者：SK新能源株式會社
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6