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用于评估二次电池安全性的夹具

文献发布时间:2024-04-18 20:01:30


用于评估二次电池安全性的夹具

技术领域

本申请要求于2021年12月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2021-0171664的优先权和权益,其全部内容通过引用并入本文中。

本发明涉及一种用于评估二次电池安全性的夹具。具体地,本发明涉及一种用于评估大型二次电池的安全性的夹具。

背景技术

近年来,对诸如笔记本电脑、摄像机以及移动电话之类的便携式电子产品的需求日益增长,对电动车辆、储能电池、机器人、卫星等进行了积极的研发。因此,正在对可以重复充放电的高性能二次电池进行积极地研究。

作为目前市售的二次电池,存在镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。在这些电池中,与镍基二次电池相比,锂二次电池几乎不引起记忆效应,因此自由充电或放电。此外,锂二次电池具有非常低的自放电率和高能量密度,并由于这些优点,锂二次电池受到关注。

通常,与不能再充电的一次电池不同,二次电池是指可以充放电的电池。二次电池广泛用于诸如移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机等电子装置或电动车辆。特别地,因为锂二次电池具有比镍镉电池或镍氢电池更大的容量和更高的单位重量能量密度,所以对锂二次电池的使用迅速增加。

锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料作为正极活性材料和负极活性材料。该锂二次电池包括:电极组件,该电极组件包括分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板并且设置有插设在正极板和负极板之间的隔膜;以及外部材料,该外部材料配置成与电解质一起密封并容纳电极组件。

同时,锂二次电池被制造成各种形状,诸如圆柱形、角形、袋型等。作为圆柱形二次电池中所采用的电极组件,存在通过以下过程制成的卷芯型电极组件:在负极片和正极片之间插入隔膜片;并且卷绕隔膜片与负极片和正极片的组件,其中通过将活性材料施加到集流体上,干燥活性材料,然后对集流体进行辊压和切割来制成负极片和正极片。

通常,在圆柱形二次电池中,通过将负极片和正极片以及隔膜片的组件卷绕成圆形形状而制成的卷芯容纳在电池壳体中。在角型或袋型电池中,通过将负极片和正极片以及隔膜片的组件卷绕成椭圆形形状而制成的卷芯通过被按压而变平,然后将该卷芯容纳在电池壳体中。

此外,焊接到电极组件的正极集流体的正极引线电连接到帽组件并连接到设置在顶帽上端处的突出端子。焊接到负极集流体的负极引线焊接到壳体的密封端,使得壳体自身构成负极端子。壳体的材料不受特别限制。壳体的材料可以是不锈钢、钢、铝或其等同物中的任一种。在电极组件容纳在壳体中的状态下注入电解质,并且帽组件安装在壳体的开放端处并密封壳体的开放端,使得完全组装起圆柱形二次电池。

为了评估经多次充放电的圆柱形二次电池是否安全,正极接头和负极接头焊接到二次电池外部端子,正极接头和负极接头连接到充电/放电设备,然后进行稳定性评估。

然而,因为圆柱形二次电池的尺寸增加,所以用于对圆柱形二次电池充放电所施加的电流量增加。为此,存在焊接到二次电池外部端子的电极接头由于大量电流产生的热而断开的问题。

发明内容

技术问题

本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种用于评估大型二次电池安全性的夹具。

技术方案

本发明的实施方式提供了一种用于评估二次电池稳定性的夹具,所述夹具包括:夹具部,所述夹具部包括配置成与电芯的外部端子接触的第一端子引脚和第二端子引脚;以及板,所述板定位成面向所述夹具部并且配置成支撑所述电芯,其中,所述夹具部包括配置成与所述电芯接触的第一端子引脚和第二端子引脚,并且还包括主体,所述主体配置成与所述第一端子引脚和所述第二端子引脚中的至少一者分离或联接。

在本发明的实施方式中,所述第一端子引脚和所述第二端子引脚可以配置成与所述电芯的正极端子部和负极端子部接触。

在本发明的实施方式中,所述电芯可以包括:通过卷绕隔膜和电极制成的电极组件;罐,所述罐配置成容纳所述电极组件并且所述罐的一侧开口,所述罐的另一侧具有通孔;排气部,所述排气部联接到所述开口;以及第二电极端子,所述第二电极端子联接到所述通孔,并且其中,所述第一端子引脚和所述第二端子引脚中的任一者的直径等于或小于所述第二电极端子的直径。

在本发明的实施方式中,所述第一端子引脚和所述第二端子引脚中的一者或两者可以以螺旋方式与所述主体分离和联接。

在本发明的实施方式中,所述板可以包括配置成将火焰和热排出到外部的起火排出端口。

在本发明的实施方式中,所述夹具还可以包括:板控制器,所述板控制器配置成通过调整所述板的位置使所述电芯与所述夹具部接触或使所述电芯与所述夹具部分离。

在本发明的实施方式中,所述夹具还可以包括:连接部,所述连接部联接到所述夹具部并且配置成将所述电芯电连接到稳定性评估设备。

在本发明的实施方式中,所述夹具部可以包括第一端子引脚和第二端子引脚,并且所述连接部可以包括连接到所述夹具部的所述第一端子引脚的第一端子引脚连接部和连接到所述夹具部的所述第二端子引脚的第二端子引脚连接部中的一者或两者。

在本发明的实施方式中,所述板可以设置为多个板。

在本发明的实施方式中,所述夹具还可以包括:装设部,所述装设部配置成与所述电芯的至少一部分接触并支撑所述电芯。

在本发明的实施方式中,所述装设部可以配置成与所述电芯的横向表面的至少一部分接触并且支撑所述电芯。

有益效果

根据本发明的实施方式的用于评估二次电池安全性的夹具,可以利用配置成支撑电芯的板来使电芯的外部端子与夹具的端子引脚接触,从而可以去除电芯的端子与夹具的端子引脚的焊接过程。

此外,本发明可以防止这样的问题,即,在对电芯进行充放电以评估二次电池的安全性时发生的大量电流加热电芯的外部端子和夹具的端子引脚之间的焊接部分,并且电芯的外部端子和夹具的端子引脚断开。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的用于评估二次电池稳定性的夹具的图片。

图2的(a)是根据本发明的实施方式的夹具部的横向表面的图片,并且图2的(b)是根据本发明的实施方式的夹具部的后表面的图片。

图3是示出根据本发明的实施方式的电芯的剖视图。

图4的(a)是示出根据本发明的另一实施方式的用于评估二次电池稳定性的夹具的剖视图,并且图4的(b)是示出根据本发明的另一实施方式的用于评估二次电池稳定性的夹具的夹具部的俯视图。

图5的(a)是示出比较例安装在用于评估二次电池安全性的夹具上的图片,并且图5的(b)是示出实施例安装在用于评估二次电池安全性的夹具上的图片。

图6的(a)是示出根据比较例随时间施加的电流的测量结果的曲线图,并且图6的(b)是示出根据实施例随时间施加的电流的测量结果的曲线图。

[附图标记说明]

100:用于评估二次电池安全性的夹具

10:装设部

20:夹具部

21:第一端子引脚

22:第二端子引脚

30:板

31:起火排出端口

40:板控制器

50:连接部

51:第一端子连接部

52:第二端子连接部

200:电芯、二次电池

1:电极组件

2:罐

2a:卷边部分

2b:压接部分

3:排气部

3a:排气凹口

4:第一集流板

4b:第一电极端子

5a:第二集流板

5b:第二电极端子

5c:第二电极垫片

C:芯部

G:垫片

S:绝缘体

具体实施方式

提供本发明的详细描述是为了向本领域普通技术人员彻底解释本发明。在整个说明书中,除非有明确相反的描述,否则当一个部件“包括”具有特定结构和特定形状的另一个部件或“特征在于”具有特定结构和特定形状时,这意味着可以包括其它部件、结构和形状,而不排除其它部件、结构和形状。

本发明可以进行各种变型并且可以具有各种示例性实施方式,并且将在详细描述中详细描述具体的示例性实施方式。然而,对示例性实施方式的描述并非旨在限制本发明的内容,而是应当理解,本发明将覆盖落入本发明的精神和技术范围内的所有变型例、等同例和另选例。

下文中,参考附图详细描述本发明。然而,附图旨在说明性地描述本发明,并且本发明的范围不受附图限制。

图1是根据本发明的实施方式的用于评估二次电池稳定性的夹具的图片,图2的(a)是根据本发明的实施方式的夹具部的横向表面的图片,图2的(b)是根据本发明的实施方式的夹具部的后表面的图片,并且图3是示出根据本发明的实施方式的电芯200的剖视图。

根据本发明的用于评估二次电池稳定性的夹具100有意地起火并分析二次电池200的火焰持续时间以及温度以评估二次电池的安全性。用于评估二次电池稳定性的夹具100包括夹具部20和板30。

根据本发明的电芯200可以包括二次电池。在本实施方式中,电芯可以包括:电极组件1;罐2,该罐配置成容纳电极组件1;多个集流板(正极集流板和负极集流板(未示出)),这些集流板分别位于电极组件1的一侧和另一侧;以及排气部3,该排气部配置成密封罐2。

电极组件1是配置成可充放电的发电元件,并且具有包括电极(未示出)和隔膜(未示出)的堆叠结构。电极组件1可以包括通过卷绕细长片型电极而制成的卷芯型结构,细长片型电极在其间插设有隔膜的状态下各自涂覆有活性材料。

例如,电极可以包括负极和正极。负极、隔膜和正极可以顺序地堆叠以构成电极组件1。此外,通过顺序地堆叠负极、隔膜和正极来制成每个电极组件,可以通过堆叠多个电极组件1来制造根据本发明的电极组件1。

在根据实施方式的电极组件1中,通过将活性材料施加到电极上而制成的活性材料部分(未示出)可以沿电极的集流体的纵向方向定位。未施加活性材料的非涂覆部分(未示出)可以定位在活性材料部分的两个相对的横向侧,即,活性材料部分的定位在活性材料部分的纵向方向上的两个相对的横向侧。在这种情况下,集流体的长度可以是指当卷绕的电极组件10退绕时两个相对端之间的距离最长的方向上的长度。

活性材料可以包括正极活性材料和负极活性材料。正极活性材料可以包括具有高工作电压和优异的容量特性的钴酸锂、具有高可逆容量且易于实现高容量电池的镍酸锂、通过用钴替代一部分镍而制成的镍钴酸锂、通过用锰、钴或铝替代一部分镍而制成的镍钴酸锂金属氧化物、具有优异的热安全性且以低成本制成的锰基锂氧化物以及具有优异的安全性的磷酸铁锂。

例如,负极活性材料可以是结晶碳、无定形碳、碳复合材料、诸如碳纤维之类的碳材料、锂金属、锂合金等。在这种情况下,例如,负极活性材料还可以包括非石墨基SiO(二氧化硅)、SiC(碳化硅)等以设计高容量。

在电极组件1中,在电极组件10的在与卷绕中心部(或芯部)相反的方向上的最外周卷绕的电极的两个相对端处定位的非涂覆部分可以开槽,并且朝电极组件10的中心部分弯折。另选地,绕电极组件1卷绕的整个非涂覆部分可以开槽,然后开槽部分可以在朝向电极组件1的外周的方向上弯折。

在另一个实施方式中,电极可以包括非涂覆部分和设置在集流体的一个表面上的活性材料部分。非涂覆部分可以定位在集流体的一个表面的一端或两个相对端处,或者定位在中间区域中。

此外,电极接头(未示出)可以设置在非涂覆部分的一个表面的至少一部分上。电极接头的一部分可以与非涂覆部分接触,并且电极接头的另一部分可以定位成沿集流体的宽度(W)的方向突出。电极接头可以将收集在集流体上的电子转移到外部电路。

在根据本发明的二次电池200中,电极组件1可以具有通过移除心轴而形成在电极组件1的中心处的芯部C。此外,二次电池100还可以包括设置在芯部C中的中心销(未示出)。中心销可以防止卷绕成卷芯形状的电极组件1松动,并且中心销可以用作圆柱形二次电池中的气体的移动通道。

罐2可以具有柱结构,该柱结构中具有空间。罐2的内部空间可以容纳电解质(未示出)以及包括电极和隔膜的电极组件1。罐2可以具有在其一侧开口的结构并且具有设置在其另一侧的通孔(未示出)。通孔可以具有圆形或多边形形状。通孔的直径或宽度可以小于罐2的直径。在这种情况下,罐2的一侧和另一侧可以是指在重力方向上或沿罐2的中心轴线定位在上部分和下部分上的端部。

根据本发明的罐2可以具有恒定直径的柱形状。另选地,罐2可以具有柱形状,该柱形状具有在罐2的轴向方向上减小或增大的直径。

根据本发明的罐2可以包括卷边部分2a和压接部分2b,排气部3和第一集流板4堆叠并固定到压接部分2b。卷边部分2a可以形成在邻近罐2的一个开口侧的区域中,并且具有压配合到罐2中的形状。此外,压接部分2b可以通过朝罐2的中心部分按压罐2的上端的未被压配合的外壁来形成。

此外,根据本发明的二次电池200还可以包括垫片G,该垫片G配置成提高压接部分2b的内表面、第一集流板4和排气部3的端部之间的密封性。

罐2可以由诸如铝或铝合金之类的轻质导电金属材料制成。

罐2的相对两端中每一端的圆的直径可以为30mm至55mm,并且罐的高度可以为60mm至120mm。例如,圆柱形罐的圆形直径×高度的值可以是40mm×60mm、40mm×80mm、40mm×90mm或40mm×120mm。

排气部3是电流流过的薄膜结构。排气部3可以定位在罐2的开口中。在本实施方式中,排气部3的直径可以等于罐2的内径。排气部3可以包括面向第一集流板的第一表面以及与第一表面相对的第二表面。排气部3的横向表面可以与罐2的内表面接触。排气部3的横向表面可以焊接到罐2的接触表面,使得罐2和排气部可以固定。在这种情况下,排气部3的横向表面是连接第一表面和第二表面的表面,并且是指定位成垂直于第一表面和第二表面的表面。

排气部3可以在从边缘朝向中心部分的方向上向下突出。换言之,排气部3可以在从边缘朝向中心部分的方向上朝向第一集流板逐步突出。

排气部3可以包括一个或多个排气凹口3a,当罐2中的压力超过临界值时,排气凹口3a破裂。排气凹口3a可以设置在排气部3的第一表面和第二表面中的一者或多者中。排气凹口3a可以在排气部3的表面上设置成连续或不连续的圆形图案、直线图案或其它图案。可以设定排气凹口3a的深度、宽度等,使得当罐2中的压力在15kgf/cm

第一集流板4可以设置在电极组件1的一个表面上,定位在电极组件1和排气部3之间,并且电连接到电极组件1和排气部3。

第二集流板5a可以设置在与第一集流板4相对的位置处。

第二集流板5a可以设置在与第一集流板4相对的位置处。此外,根据本发明的二次电池200还可以包括设置在第二集流板5a和罐2之间的绝缘体S。

第一集流板4还可以包括第一电极端子(未示出)。第二集流板5a可以包括第二电极端子5b。第一电极端子和第二电极端子5b均可以由导电金属材料制成。例如,第一电极端子和第二电极端子5b均可以由铝但不限于铝制成。

第二电极端子5b可以联接到罐2的通孔并且电连接到电极组件1。第二电极端子5b可以具有与罐2不同的极性。例如,当罐2具有负极性时,第二电极端子5b可以具有正极性。

根据本发明的二次电池200可以包括第二端子垫片5c,第二端子垫片5c设置在第二电极端子5b和通孔的内表面之间,以允许第二电极端子5b具有与罐2不同的极性。第二端子垫片5c可以由具有绝缘性和弹性的聚合物树脂制成,从而防止第二电极端子5b与罐2之间的接触。

例如,第二端子垫片5c可以由聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氟化乙烯等制成。然而,本发明不限于此。

夹具部20可以包括与电芯的外部端子接触的一个或多个第一端子引脚21以及一个或多个第二端子引脚22。在该实施方式中,装设部10可以与电芯200的横向表面接触,并且夹具部20的一个表面可以定位成垂直于装设部10。

根据本发明的电芯200可以包括外部端子,并且外部端子可以包括第一端子部和第二端子部。在本实施方式中,参考图4,第一端子部可以为第二电极端子5b,第二端子部可以是罐2,即,围绕第二电极端子5b的罐2。

夹具部20可以包括第一端子引脚21和第二端子引脚22。第一端子引脚21和第二端子引脚22可以分别与电芯的第一端子部和第二端子部接触。当第一端子引脚21是正极端子并且第二端子引脚22是负极端子时,第一端子引脚21可以与电芯200的第二电极端子5b接触,并且第二端子引脚22可以与电芯200的罐2接触。

第二电极端子5b可以配置为直径小于电芯的直径的突出部分。因此,与第二电极端子5b接触的第一端子引脚21或第二端子引脚22的直径可以等于或小于第二电极端子5b的直径。在这种情况下,第二电极端子5b的直径、第一端子引脚21的直径和第二端子引脚22的直径分别是指第二电极端子5b的尺寸、第一端子引脚21的尺寸和第二端子引脚22的尺寸。例如,当第二电极端子5b、第一端子引脚21和第二端子引脚22各自具有圆形形状时,直径可以是指直径距离。当第二电极端子5b、第一端子引脚21和第二端子引脚22各自具有多边形形状而不是圆形形状时,直径可以是指多边形形状的外周的长度。

在根据另一实施方式的夹具部20中,第一端子引脚21和第二端子引脚22中的一者或两者可以分离。

夹具部20可以包括第一端子引脚21和第二端子引脚22以及主体(未示出),第一端子引脚21和第二端子引脚22配置成与电芯的端子部接触,第一端子引脚21和第二端子引脚22中的一者或两者与主体分离/联接。

例如,当第一端子引脚21是正极端子引脚并且第二端子引脚是负极端子引脚时,第二端子引脚22可以固定到夹具部20的主体,并且仅第一端子引脚21可以与主体分离或联接。另选地,第一端子引脚21和第二端子引脚22两者可以与夹具部20的主体分离或联接。

第一端子引脚21和第二端子引脚22中的一者或两者可以以螺旋方式与主体分离或联接到主体。例如,主体的一个表面中可以设置有一个或多个槽,槽各自具有螺纹。第一端子引脚21和第二端子引脚22中的每一者的一个表面上可以设置有联接部分,该联接部分突出并且在其外表面上设置有螺纹。因此,主体的槽和第一端子引脚21或第二端子引脚22的联接部分可以借助螺钉结构彼此分离或联接。

夹具部20可以通过在黄铜上镀覆金来制成。此外,可以将O形环施加到夹具部20以减小接触电阻。

板30可以定位在装设部10的另一侧并且支撑电芯200。基于电芯,板30可以基于电芯定位在与夹具部20相反的方向上。

板30可以包括起火排出端口31。当二次电池被充电或放电以评估二次电池的安全性时,在二次电池充电或放电时可能发生热失控,这可能引起火焰和高温热。起火排出端口31可以将电芯中产生的火焰和高温热排出到外部。

因为根据本发明的用于评估二次电池的稳定性的夹具100具有起火排出端口31,所以即使同时评估多个电池,也可以通过经由起火排出端口31排出火焰来防止发生连锁起火和侧面破裂。

起火排出端口31的直径可以等于或小于装设在根据本发明的用于评估二次电池稳定性的夹具100上的电芯的直径。罐2的压接部分2b可以装设在板30的未设置起火排出端口31的部分上,并且支撑罐2。因此,即使起火排出端口31和罐2具有相同的直径,板30也可以支撑电池。

在本实施方式中,起火排出端口31的直径可以为1mm至10mm或更小。具体地,起火排出端口31的直径可以为2mm至8mm,更具体地可以为2mm至5mm。

由于起火排出端口31满足数值范围,因此可以支撑电芯200,并在电芯200起火的情况下有效排出起火热,从而维持电芯200的温度恒定。换言之,可以防止起火排出端口31较大,在移动板30以及支撑电芯200时电芯200穿过起火排出端口31的问题。另外,可以防止起火排出端口31较小,无法向起火排出端口31排出起火热或者经由起火排出端口31向外排出起火热需要大量时间的问题。

可以设置有一个或多个板30。在本说明书中,术语“一个或多个”可以是指包括一个部件或包括两个或更多个部件。当设置有多个板30时,还可以设置有板联接部分以连接多个板。在设置有多个板30的情况下,所有板30都可以具有起火排出端口31。

根据本发明的用于评估二次电池安全性的夹具100还可以包括板控制器40,该板控制器40配置成通过调整板30的位置来使电芯与夹具部20接触或使电芯与夹具部20分离。更详细地,板控制器40可以调整板30的高度。当板控制器40在朝向夹具部20的方向上调整板30的位置时,电芯的端子部可以与夹具部的第一端子引脚21和第二端子引脚22接触。

例如,板控制器40可以包括柱和螺栓,所述柱具有设置在其外表面上的螺纹,所述螺栓螺旋联接到柱并且配置成调节板30的高度。此外,在设置有多个板30的情况下,板控制器40可以是板联接部分的延伸部分。

图4是示出根据本发明的另一实施方式的用于评估二次电池稳定性的夹具100的夹具部20的俯视图。根据本发明的另一实施方式的用于评估二次电池稳定性的夹具100可以评估多个电芯200的稳定性。在这种情况下,夹具部20可以包括一个或多个第一端子引脚21以及一个或多个第二端子引脚22,并且单个板30可以包括一个或多个起火排出端口31。

根据本发明的用于评估二次电池稳定性的夹具100还可以包括装设部10。

装设部10可以与电芯的至少一部分接触并支撑电芯。在本实施方式中,装设部10的形状可以设置成通过沿轴向方向切割电芯200的外部形状而制成的形状。因此,装设部10至少局部与电芯200的横向表面接触并支撑电芯200。在这种情况下,电芯200的横向表面可以是构成电芯200的三个或四个表面中除了基于轴向方向定位在上侧和下侧的表面之外的表面。例如,当电芯200是圆柱形二次电池时,装设部10可以具有通过在轴向上切割圆柱形形状一次而制成的半圆柱形结构。

根据本发明的用于评估二次电池安全性的夹具100还可以包括连接部50。连接部50可以联接到夹具部20的一部分,并且电连接安全评估设备和电芯或夹具部20。即,连接部50可以连接到稳定性评估设备中包括的导线,以电连接电芯和稳定性评估设备。

连接部50中可以包括一根或多根导线。此外,连接部50可以包括从连接部50的一侧突出的连接部(未示出),以将安全评估设备的导线连接到连接部50中包括的导线。

连接部50可以包括第一端子引脚连接部51和第二端子引脚连接部52中的一者或两者。

第一端子引脚连接部51可以借助导线连接到第一端子引脚21,并且包括设置在其一个表面上的第一连接部。第二端子引脚连接部52可以借助导线连接到第二端子引脚22,并且包括设置在其一个表面上的第二连接部。此外,第一端子引脚连接部51和第二端子引脚连接部52可以连接到夹具部20的横向表面和上表面。例如,第一端子引脚连接部51可以连接到夹具部20的横向表面的一部分,并且第二端子引脚连接部52可以连接到夹具部20的上表面。

根据本发明的评估二次电池稳定性的方法包括:步骤S1:将电芯装设并支撑在装设部和定位于装设部一侧的板上,然后使电芯的一侧与夹具部的端子引脚接触;步骤S2:对电芯进行充放电;以及步骤S3:评估电芯的安全性。

使电芯的一侧与夹具部的端子引脚接触的步骤S1可以包括使设置在电芯一侧的正极端子部和负极端子部与夹具部的第一引脚端子和第二引脚端子接触。此外,可以调整板的位置,并且电芯和端子引脚可以彼此接触。换言之,板可以在电芯的轴向方向上向上或向下移动。当板向上移动时,电芯和夹具部彼此接触。当板向下移动时,电芯和夹具部可以彼此分离。在这种情况下,术语“向上”可以是指夹具部在电芯的轴向方向上定位的方向。

对电芯进行充放电的步骤S2是将夹具部与充放电设备电连接并向电芯施加电流的步骤。此外,对电芯进行充放电的步骤S2可以包括将火焰和热排出到外部的步骤S2-1。在对电芯进行多次充电或放电时可能发生热失控,热失控可能导致火焰。在这种情况下,火焰和热可以被排出到外部。

评估电芯安全性的步骤S3是对电芯进行多次充放电,然后评估电芯的内部温度、电芯的膨胀程度、电芯效率下降程度等。

虽然上面已经参考示例性实施方式描述了本发明,但是本领域技术人员可以理解,在不脱离权利要求中公开的本发明的精神和范围的情况下,可以对本发明进行各种变型和改变。

本发明的模式

<实验例1>

比较当使二次电池重复充放电以评估稳定性时施加到电芯的电流。

<比较例>

在比较例中,通过使用焊接有电极接头的电极组件来评估二次电池的安全性。使负极接头和正极接头与夹具的负极端子引脚和正极端子引脚接触并电连接,以评估二次电池的安全性,并且将二次电池重复充放电多次。

<实施例>

将具有与内部端子接触但不包括电极接头的上部分和下部分的电极组件容纳在罐中,外部端子密封罐,然后通过使用用于评估二次电池安全性的夹具对二次电池重复充放电。使外部端子的负极端子部和正极端子部与夹具的负极端子引脚和正极端子引脚接触以评估安全性,并且施加电流。

图5的(a)是示出比较例安装在用于评估二次电池安全性的夹具上的图片,图5的(b)是示出实施例安装在用于评估二次电池安全性的夹具上的图片,图6的(a)是示出根据比较例随时间施加的电流的测量结果的曲线图,并且图6的(b)是示出根据实施例随时间施加的电流的测量结果的曲线图。

比较例和实施例的电极组件可具有相同的容量和尺寸。随着二次电池的容量和尺寸增加,需要调整接头的尺寸,例如接头的厚度、材料、长度等。

参考图6的(a),可以看出,在比较例中,施加的电流在短时间内增加到设备的上限电流。这是因为焊接了不适合于具有大容量的二次电池的接头,施加的电流增加,接头由于所施加的电流的增加引起的热而断开。

参考图6的(b),在该实施例中,即使所施加的电流增加,所施加的电流也不会快速增加到设备的上限电流。由于使用了具有不具有电极接头的结构的电极组件,因此不会发生电极接头断开或可焊性劣化的问题。

<实验例2>

使多个电芯中的一个电芯起火,并且相对于实验环境和排出端口间隙测量是否存在与起火的电芯相邻的电芯的连锁起火和侧面破裂。通过在根据本发明的用于评估二次电池稳定性的夹具中包括辅助板来配置在这种情况下使用的用于评估二次电池安全性的夹具。辅助板定位成与板间隔开。

<比较例1>

在比较例1中,在用于评估二次电池安全性的夹具上装设六个电芯,然后使用用于评估二次电池安全性的夹具测量是否存在连锁起火和侧面破裂,其中板与辅助板之间的距离(排出端口间隙)为1mm。此外,在比较例1中,通过将冷却流体引入用于评估二次电池安全性的夹具中,夹具的内部温度维持为20度。

<比较例2>

在比较例2中,在用于评估二次电池安全性的夹具上装设六个电芯,然后使用用于评估二次电池安全性的夹具测量是否存在连锁起火和侧面破裂,其中板与辅助板之间的距离为1mm。在比较例2中,经由起火排出端口和排出端口间隙向外部排出起火热来将用于评估安全性的夹具内部温度设定为等于外部温度。

<实施例>

在用于评估二次电池安全性的夹具上装设六个电芯,然后通过使用用于评估二次电池安全性的不包括辅助板的夹具来测量是否存在连锁起火和侧面破裂。

[表1]

参考表1,可以看出,在比较例1和2中,无论实验环境如何,当排出端口间隙的尺寸为1mm时,都会发生连锁起火。可以看出,在比较例1中,除了夹具的内部温度(20℃)之外,还在夹具中产生起火热,使得邻近的电芯中发生连锁起火和侧面破裂。

可以看出,在比较例2中,由于起火热经由起火排出端口和排出端口间隙排出而使得温度不会被维持,因此不会发生电芯的侧面破裂,但是由于起火热的排出速度低,因此发生连锁起火。

在这种情况下,侧面破裂是指相邻电池的横向表面由于起火的电芯而破裂。

可以看出,在实施例1和实施例2中,在排出端口间隙的尺寸为5mm以上的状态下,起火排出端口包括在板中,使得起火热被有效地排出,并且火焰持续时间短。因此,可以看出,从起火的电芯辐射的热不会影响相邻电芯,从而不会发生连锁起火和侧面破裂。

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