袋型二次电池及其制造方法
文献发布时间：2023-06-19 19:27:02
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年8月19日提交的韩国专利申请10-2020-0104222和2021年6月8日提交的韩国专利申请10-2021-0074468的优先权的权益，这些专利申请的全部内容通过引用纳入于此。
技术领域
本发明涉及一种袋型二次电池及其制造方法，更具体而言，涉及一种能够相对于体积增加能量密度并具有雅致外观的袋型二次电池，并涉及用于制造该二次电池的方法。
背景技术
一般而言，二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这样的二次电池被应用于小型产品(如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏装置、电动工具、电动自行车等)，也被应用于需要高功率的大型产品(如电动车辆和混合动力车辆)、用于存储剩余电力或可再生能源的电力存储装置以及备用电力存储装置。
一般而言，为了制造二次电池，首先，将电极活性材料浆液施加到正极集电体和负极集电体，以制造正极和负极。然后，将这些电极堆叠在隔膜的两侧，以形成电极组件。另外，将电极组件容纳在电池壳体中，然后在电池壳体中注入电解质后将其密封。
这样的二次电池根据容纳电极组件的壳体的材料分类为袋型二次电池和罐型二次电池。在袋型二次电池中，电极组件容纳在由柔性聚合物材料制成的袋中。另外，在罐型二次电池中，电极组件容纳在由金属或塑料材料制成的壳体中。
通过对具有柔性的袋膜进行冲压加工形成杯部而制造成作为袋型二次电池的壳体的袋。此外，当形成杯部时，将电极组件容纳在杯部的容纳空间中，然后，密封杯部的一侧以制造二次电池。
在冲压加工中，通过将袋膜插入诸如冲压设备之类的成型装置中，并通过使用冲头对袋膜施加压力来拉伸袋膜，从而进行拉伸成型。该袋膜设置为多个层，并且布置在袋膜中的防潮层由金属制成。然而，根据现有技术，防潮层的金属在铝合金中具有大的晶粒尺寸，并且防潮层具有薄的厚度。因此，可塑性可能会下降。因此，当对袋膜进行杯部成型时，对于在对杯部的深度进行深度成型的同时，改善杯部的边缘的曲率半径和间隙是有局限的。此外，电极组件与杯部的体积的体积比小，并且可能会出现边缘高的现象(即，杯部的折叠部侧的边缘向外突出，因而使高度增加)，从而与二次电池的体积相比，能量密度也会降低。此外，在制造整体的尖锐形状方面存在限制，因此，二次电池的外观不雅致，因此，也出现了适销性降低的问题。
作为现有技术文件存在的有日本专利注册6022956。
发明内容
技术问题
本发明要达到的一个目的是提供一种袋型二次电池以及一种制造该袋型二次电池的方法，该袋型二次电池能够相对于体积增大能量密度，具有雅致外观，并提高适销性。
本发明的目的不限于上述目的，本领域的技术人员根据以下描述可以清楚地了解到其它未在此描述的目的。
技术方案
根据本发明的一个实施方式的用于实施以上目的一种袋型二次电池包括：电极组件，在所述电极组件中堆叠有电极和隔膜；以及袋型电池壳体，所述电池壳体包括杯部，该杯部配置成在该杯部中容纳所述电极组件，其中，所述杯部和所述电极组件的宽度差为2.5mm或更小。
所述电极组件的面积可以为15000mm
此外，所述杯部和所述电极组件的宽度差可以为1.7mm或更小。
此外，所述杯部可以包括所多个冲头边缘，所述多个冲头边缘将配置成围绕所述杯部的外围的多个外壁分别连接到底部分，并且所述多个冲头边缘中的至少一个冲头边缘可以是倒圆的。
此外，在所述电极组件中，至少一个所述电极的一端可以布置成与边缘竖直线的竖直距离为0.75mm或更小，该边缘竖直线穿过所述冲头边缘和所述外壁的边界点并垂直于所述底部分。
此外，所述冲头边缘的曲率半径可以相当于所述杯部的深度的1/20至1/6。
此外，在所述电极组件中，至少一个所述电极的一端可以布置成与所述边缘竖直线的竖直距离为0.5mm或更小。
此外，所述杯部可以进一步包括厚度边缘，该厚度边缘配置成连接彼此相邻的两个所述外壁，并且其中，所述厚度边缘可以连接至彼此相邻的两个所述冲头边缘以形成拐角。
此外，至少一个所述拐角可以是倒圆的，并且所述拐角的曲率半径可以等于或大于所述冲头边缘和所述厚度边缘中至少一者的曲率半径。
此外，所述杯部的宽度可以是所述杯部的两个外壁的两端之间的距离。
此外，所述杯部可以进一步包括多个模具边缘，所述多个模具边缘配置成将配置成围绕所述杯部的外围的多个外壁连接到侧部或脱气部。
此外，所述模具边缘可以具有相当于所述杯部的深度的1/20至1/6的曲率半径。
此外，所述电池壳体可以包括：所述第一壳体和所述第二壳体中的至少一者包括杯部；以及折叠部，所述折叠部配置成将所述第一壳体与所述第二壳体一体地连接。
此外，所述折叠部可以包括向内凹陷的槽。
此外，所述电池壳体可以包括一对向外突出的突起，所述槽位于所述一对突起之间，并且所述槽的最内侧部分与所述突起的最外侧部分之间的距离可以为0.8mm或更小。
此外，在所述隔膜中，从所述电极向外突出的外围部可以沿底部分的相反方向相对于所述电极的一端折叠。
此外，在所述电极组件中，所述电极和所述隔膜中的每一者均可以设置为多个，在容纳在所述第一壳体的所述杯部中的所述隔膜中，所述外围部可以朝所述第二壳体折叠，并且在容纳在所述第二壳体的所述杯部中的所述隔膜中，所述外围部可以朝所述第一壳体折叠。
此外，至少一个隔膜的所述外围部可以与相邻隔膜的所述外围部对准并折叠。
此外，所述杯部的深度可以为6.5mm或更大。
此外，所述电池壳体可以是通过成型袋膜制造成的，并且所述袋膜可以包括：密封剂层，所述密封剂层由第一聚合物制成并形成在最内侧层；表面保护层，所述表面保护层由第二聚合物制成并形成在最外侧层；以及防潮层，所述防潮层堆叠在所述表面保护层和所述密封剂层之间，其中，所述防潮层形成为铝合金薄膜，其厚度为50μm至80μm，晶粒尺寸为10μm至13μm，并且所述密封剂层的厚度为60μm至100μm。
此外，所述铝合金薄膜可以包括AA8021铝合金。
此外，所述铝合金薄膜可以含有1.3wt％至1.7wt％的铁和0.2wt％或更少的硅。
此外，所述防潮层的厚度可以为55μm至65μm，并且所述密封剂层的厚度可以为75μm至85μm。
此外，所述袋型二次电池可以进一步包括拉伸辅助层，该拉伸辅助层由第三聚合物制成，并堆叠在所述表面保护层和所述防潮层之间。
此外，所述拉伸辅助层的厚度可以为20μm至50μm。
用于实施以上目的之根据本发明的一个实施方式的一种制造袋型二次电池的方法包括以下步骤：堆叠电极和隔膜，以形成电极组件；成型袋膜以形成杯部，从而制造袋型电池壳体；将所述电极组件容纳在所述杯部的容纳空间中；以及密封形成为延伸到所述杯部的外部的侧部，从而制造袋型二次电池，其中，在容纳所述电极组件的步骤中，所述杯部和所述电极组件的宽度差为2.5mm或更小。
此外，将所述电极组件容纳在所述杯的所述容纳空间中的步骤可以包括将所述电极组件按压到所述杯部的所述容纳空间中。
此外，将所述电极组件容纳在所述杯的所述容纳空间中的步骤可以进一步包括在将所述电极组件按压到所述杯部中之前通过使用热和压力折叠多个隔膜的每个拐角。
此外，所述杯部和所述电极组件的宽度差可以为1.7mm或更小。
此外，所述杯部可以包括多个冲头边缘，所述多个冲头边缘将配置为围绕所述杯部的外围的多个外壁分别连接到底部分，并且所述多个冲头边缘中的至少一个冲头边缘可以是倒圆的。
此外，在容纳所述电极组件的步骤中，所述电极组件可以被容纳成使至少一个所述电极的一端布置成与所述边缘竖直线的竖直距离为0.75mm或更小，该边缘竖直线穿过所述冲头边缘和所述外壁的边界点并垂直于所述底部分。
此外，所述冲头边缘的曲率半径可以相当于所述杯部的深度的1/20至1/6。
此外，所述袋膜可以包括：密封剂层，所述密封剂层由第一聚合物制成并形成在最内侧层；表面保护层，所述表面保护层由第二聚合物制成并形成在最外侧层；以及防潮层，所述防潮层堆叠在所述表面保护层和所述密封剂层之间，其中，所述防潮层可以形成为铝合金薄膜，其厚度为50μm至80μm，晶粒尺寸为10μm至13μm，并且所述密封剂层的厚度可以为60μm至100μm。
此外，所述铝合金可以包括AA8021铝合金。
此外，所述防潮层的厚度可以为55μm至65μm，并且所述密封剂层的厚度可以为75μm至85μm。
实施方式的其它特异性包括在详细描述和附图中。
有利效果
根据本发明的实施方式，至少有以下效果。
当袋膜的可塑性得到改善时，由于杯部的边缘的曲率半径和间隙被形成得较小，并且电极组件的体积增大，因此相对于体积的能量密度可以增大。
此外，能够防止边缘高的现象发生，因此，相对于体积的能量密度可能不会减小。
此外，由于袋型电池壳体13和袋型二次电池中的每一者均具有整体上尖锐形状，因此可以使二次电池的外观雅致，并且可以提高适销性。
本发明的效果不受以上描述的限制，因此，本说明书中涉及更多的效果。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的二次电池1的装配图。
图2是根据本发明的一个实施方式的袋膜135的剖面图。
图3是示出具有合金号AA8079的铝合金和具有合金号AA8021的铝合金的铁和硅含量的图表。
图4是示出根据具有合金号AA8079的铝合金和具有合金号AA8021的铝合金的铁和硅含量的抗拉强度、拉伸率和晶粒尺寸的图表。
图5是具有合金号AA8079的铝合金和具有合金号AA8021的铝合金的晶粒的放大SEM图片。
图6是根据本发明的一个实施方式的成型装置2的示意图。
图7是根据现有技术的杯部333和桥336的放大示意图。
图8是根据本发明的一个实施方式的杯部333和桥336的放大示意图。
图9是根据本发明的一个实施方式的杯部133和脱气部137的放大示意图。
图10是示出根据本发明的一个实施方式电极组件10容纳在杯部133中的状态的示意俯视图。
图11是根据现有技术的拐角364的示意图。
图12是根据本发明的一个实施方式的拐角164的示意图。
图13是示出根据本发明的一个实施方式电池壳体13折叠的状态的示意图。
图14是示出根据本发明的一个实施方式电池壳体13折叠的状态的示意图。
图15是根据本发明的一个实施方式形成在电池壳体13中的槽1391的放大图。
图16是根据本发明的另一实施方式的杯部133和模具边缘1621的放大示意图。
图17是示出根据本发明的另一实施方式电池壳体13a折叠的状态的示意图。
图18是示出根据本发明的另一实施方式电池壳体13a折叠的状态的示意图。
图19是根据本发明的另一实施方式形成在电池壳体13中的槽1391a的放大图。
图20是示出根据现有技术电池壳体33的脱气部337被切割之前的状态的示意俯视图。
图21是示出根据本发明的一个实施方式电池壳体13的脱气部137被切割之前的状态的示意俯视图。
图22是根据本发明的一个实施方式的检查装置4的框图。
图23是示出根据本发明的一个实施方式电池壳体13的脱气部被切割以完全制造成二次电池1的状态的示意图。
图24是示出根据现有技术侧部334折叠的状态的示意侧视图。
图25是示出根据现有技术侧部334折叠的状态的示意俯视图。
图26是示出根据本发明的一个实施方式侧部134折叠的状态的示意侧视图。
图27是根据本发明的一个实施方式的电池模块5的示意图。
图28是示出根据现有技术二次电池3容纳在电池模块5的外壳51中的状态的放大前视图。
图29是示出根据现有技术二次电池3容纳在电池模块5的外壳51中的状态的放大侧视图。
图30是示出根据本发明的一个实施方式二次电池1容纳在电池模块的外壳51中的状态的放大前视图。
图31是示出根据本发明的一个实施方式二次电池1容纳在电池模块的外壳51中的状态的放大侧视图。
具体实施方式
本发明的优点和特征及其实现方法将通过参考附图描述的以下实施方式来阐明。然而，本发明可以以不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开全面且完整，并将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。此外，本发明仅由权利要求的范围来定义。从始至终相似附图标记指代相似元件。
除非本发明中使用的术语被不同地定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域技术人员普遍理解的含义相同。另外，除非描述中进行了明确且明显地定义，否则常用字典中定义的术语不被理想地或过度地解释为具有正式含义。
在以下描述中，技术术语仅用于解释具体的示例性实施方式，而不限制本发明。在本说明书中，除非特别提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式。“包括(包含)”的含义并不排除所提及的部件之外的其它部件。
下文中，将参考附图详细描述优选实施方式。
图1是根据本发明的一个实施方式的二次电池1的装配视图。
根据本发明的一个实施方式，因为可以提高袋膜135的抗拉强度和拉伸率，当成型袋膜135以制造袋型电池壳体13时，可以增加韧性以提高可塑性。
为此，根据本发明的一个实施方式的袋膜135包括：密封剂层1351(见图2)，其由第一聚合物制成并形成在最内侧层；表面保护层1353(见图2)，其由第二聚合物制成并形成在最外侧层；以及防潮(或气体)层1352(见图2)，其堆叠在表面保护层1353和密封剂层1351之间。防潮层1352可以形成为铝合金薄膜，其厚度为50μm至80μm，晶粒尺寸为10μm至13μm，并且密封剂层1351的厚度可以为60μm至100μm。特别地，防潮层1352的厚度可以为55μm至65μm，并且密封剂层1351的厚度可以为75μm至85μm。
电极组件10是通过交替堆叠电极101(见图8)和隔膜102(见图8)形成的。首先，将其中电极活性材料、粘结剂和增塑剂相互混合的浆液施加到正极集电体和负极集电体，以制造诸如正极和负极之类的电极101。然后，在电极101之间堆叠相应的隔膜102以形成电极组件10，将电极组件10插入电池壳体13中，并注入电解质以密封电池壳体13。
电极组件10可以具有15000mm
具体而言，电极组件10包括：诸如正极和负极之类的两种类型的电极101；以及插在电极101之间以使电极101彼此绝缘的隔膜102。电极组件10可以是堆叠型、卷芯型、堆叠折叠型等。两种类型的电极101(即，正极和负极)中的每一者均具有一种结构，其中活性材料浆液施加到具有金属箔或金属网形状的电极集电体。活性材料浆液通常可以通过在添加溶剂的状态下搅拌颗粒状活性材料、导体等而形成。溶剂可以在随后的工艺中被去除。
如图1中所示，电极组件10包括电极接头11。电极接头11分别与电极组件10的正极和负极连接成从电极组件10向外突出，从而提供电子在电极组件10的内部和外部之间移动的路径。电极组件10的电极集电体由涂覆有电极活性材料的部分和没施加电极活性材料的远端(即非涂覆部分)构成。另外，每个电极接头11均可以通过切割非涂覆部分或通过超声波焊接将单独的导电构件连接到非涂覆部分而形成。如图1中所示，电极接头11可以在电极组件10的各个不同方向上突出，但不限于此。例如，电极接头可以在各个方向上突出，例如，在同一方向上从一侧相互平行地突出。
在电极组件10中，向二次电池1外部供电的电极引线12通过点焊连接到电极接头11。另外，电极引线12的一部分被绝缘部14围绕。绝缘部14可以布置成限于电池壳体13的第一壳体131和第二壳体132热熔融之处的侧部134，从而使电极引线12与电池壳体13结合。另外，可以防止从电极组件10产生的电力经由电极引线12流向电池壳体13，并且可以维持电池壳体13的密封。因此，绝缘部14可以由具有非导电性的非导体制成，该非导体是不导电的。一般而言，虽然主要使用容易附接到电极导线12且厚度相对较薄的绝缘带作为绝缘部14，但本发明不限于此。例如，可以使用各种构件作为绝缘部14，只要这些构件能够使电极引线12绝缘即可。
电极引线12的一端与电极接头11连接，并且电极引线12的另一端突出到电池壳体13外部。即，电极引线12包括：阴极引线121，其一端与阴极接头111连接成在阴极接头111突出的方向上延伸；以及阳极引线122，其一端与阳极接头112连接成在阳极接头112突出的方向上延伸。另一方面，如图1中所示，正极引线121和负极引线122的所有另一端都突出到电池壳体13外部。因此，在电极组件10中产生的电力可以供应到外部。另外，由于正极接头111和负极接头112中的每一者均形成为各个方向上突出，因此正极引线121和负极引线122中的每一者均可以在各个方向上延伸。
正极引线121和负极引线122可以由彼此不同的材料制成。即，阴极引线121可以由与阴极集电体相同的材料制成，即铝(Al)材料，并且阳极引线122可以由与阳极集电体相同的材料制成，即铜(Cu)材料或涂覆有镍(Ni)的铜材料。另外，电极引线12的突出到电池壳体13外部的部分可以设置为端子部分，并与外部端子电连接。
电池壳体13是一个袋，其通过成型柔性材料而制造成，并在其中容纳电极组件10。下文中，将描述电池壳体13是袋的情况。当通过使用冲头22(见图6)等对具有柔性的袋膜135进行拉伸成型时，袋膜135的一部分被拉伸以形成包括袋形容纳空间1331的杯部133，从而制造成电池壳体13。
电池壳体13容纳电极组件10，使得电极引线12的一部分暴露，然后被密封。如图1中所示，电池壳体13包括第一壳体131和第二壳体132。第一壳体131中可以提供容纳空间1331，在该容纳空间中形成有杯部133以容纳电极组件10，并且第二壳体132可以覆盖容纳空间1331的上侧，以便电极组件10不被分离到电池壳体13外部。如图1中所示，第一壳体131的一侧和第二壳体132的一侧可以相互连接。然而，本发明不限于此。例如，第一壳体131和第二壳体132可以单独制造成相互分离。
当在袋膜135中成型杯部133时，一个袋膜135中可以只形成一个杯部133，但本发明限于此。例如，两个杯部可以被拉伸成型为在一个袋膜135中彼此相邻。于是，如图1中所示，杯部133分别形成在第一壳体131和第二壳体132中。这里，分别形成在第一壳体131和第二壳体132中的杯部133中的每一者可以具有相同的深度D，但不限于此，并且可以具有不同的深度D。
根据本发明的一个实施方式，杯部133的深度D可以是3mm或更大，特别是6.5mm或更大。因此，根据本发明的一个实施方式的杯部133可以容纳与一般小型电池相比具有较大电极容量的电极组件10。
在电极组件10容纳在第一壳体131的杯部133中提供的容纳空间1331中之后，电池壳体13可以相对于形成在电池壳体13中的两个杯部133之间的桥136折叠，以使两个杯部133彼此面对。然后，第二壳体132的杯部133也从电极组件10的上侧容纳该电极组件。因此，由于两个杯部133容纳一个电极组件10，因此与设置一个杯部133的情况相比，可以容纳具有较厚厚度的电极组件10。此外，由于第一壳体131和第二壳体132通过折叠电池壳体13而相互一体地连接，因此在稍后进行密封处理时，待密封的侧部134的数量可以减少。因此，可以提高加工率，并且可以减少密封工艺的数量。
电池壳体13可以包括：杯部133，在该杯部中设置有容纳电极组件10的容纳空间1331；以及脱气部137，其形成在杯部133的侧部，以借助脱气孔H排出杯部133中产生的气体。当电极组件10被容纳在电池壳体13的杯部133中并注入电解质然后进行激活工艺时，电池壳体13内产生气体，并因此进行将气体排出到外部的脱气工艺。将在后面描述关于脱气部137的详细描述。
当电极引线12连接到电极组件10的电极接头11并且绝缘部14形成在电极引线12的一部分上时，电极组件10容纳在第一壳体131的杯部133中设置的容纳空间1331中，并且第二壳体132从上侧覆盖该容纳空间。另外，电解质注入容纳空间中，并且密封延伸到第一壳体131和第二壳体132的每一者的杯部133的外部的侧部134。电解质可以在二次电池1的充电和放电期间移动由电极101的电化学反应产生的锂离子。电解质可以包括：非水有机电解质，该非水有机电解质是锂盐和高纯度有机溶剂的混合物；或使用聚合物电解质的聚合物。此外，电解质可包括硫化物基、氧化物基或聚合物基固体电解质，并且固体电解质可以具有因外力而变形的柔性。可以通过上述方法制造袋型二次电池1。
图2是根据本发明的一个实施方式的袋膜135的剖视图。
作为根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池1的电池壳体13的袋可以通过拉伸袋膜135制造而成。即，通过使用冲头22等拉伸袋膜135，以形成杯部133，从而制造电池壳体13。根据本发明的一个实施方式，如图2中所示，袋膜135可以包括密封剂层1351、防潮层1352和表面保护层1353，必要时进一步包括拉伸辅助层1354。
密封剂层1351可以由第一聚合物制成并且在最内侧层形成为与电极组件10直接接触。这里，最内侧层代表当在与电极组件10相对于防潮层1352布置的方向相反的方向上取向时最后布置的层。当使用冲头22等对具有上述堆叠结构的袋膜135进行拉伸成型时，可以在袋膜135的一部分被拉伸以形成包括具有口袋形状的容纳空间1331的杯部时制造电池壳体13。另外，当电极组件10容纳在容纳空间1331中时，注入电解质。此后，当第一壳体131和第二壳体132相互接触成相互面对，并对侧部134施加热压缩时，密封剂层1351相互结合以密封袋。这里，由于密封剂层1351与电极组件10直接接触，因此密封剂层1351必须具有绝缘特性。另外，由于密封剂层1351与电解质接触，因此密封剂层1351必须具有耐腐蚀性。另外，由于电池壳体13的内部是完全密封的，以防止材料在电池壳体13的内部和外部之间移动，因此必须实现高密封性。即，密封剂层1351相互结合处的侧部134应具有优异的热结合强度。一般而言，形成密封剂层1351的第一聚合物可以包括选自由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳纶、尼龙、聚酯、聚对苯并双恶唑、聚芳酯、特氟隆和玻璃纤维组成的组中的一种或多种材料。特别地，诸如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)之类的聚烯烃基树脂用于密封剂层1351。聚丙烯(PP)的诸如抗拉强度、刚性、表面硬度、耐磨性和耐热性之类的机械特性以及诸如耐腐蚀性之类的化学特性良好，因此主要用于制造密封剂层1351。此外，密封剂层1351可以由流延聚丙烯、酸改性聚丙烯或聚丙烯-丁烯-乙烯三元共聚物制成。这里，酸处理聚丙烯可以是马来酸酐聚丙烯(MAH PP)。另外，密封剂层1351可以具有由一种材料制成的单层结构，或者具有两种或多种材料分别形成为层的复合层结构。
根据本发明的一个实施方式，密封剂层1351可以具有60μm至100μm的厚度，尤其是75μm至85μm的厚度。如果密封剂层1351的厚度小于60μm，就会有密封剂层1351的耐久性劣化的问题，例如在密封过程中内部破裂的情况。另外，如果密封剂层1351的厚度厚于100μm，则由于整个袋过厚，可塑性可能会劣化得相当严重，或者相对于二次电池1的体积的能量密度会降低。当密封剂层1351的厚度薄时，袋膜135的绝缘击穿电压会降低，因此绝缘性会劣化。当使用具有不良绝缘性的袋膜135制造电池时，缺陷率可能增加。
防潮层1352堆叠在表面保护层1353和密封剂层1351之间，以保证袋的机械强度，阻止二次电池1外部的气体或湿气的引入和排出，并防止电解质泄漏。防潮层1352可以由铝合金薄膜制成。铝合金薄膜可以保证具有预定水平或更高水平的机械强度，但重量轻。因此，铝合金薄膜可以补充电极组件10和电解质的电化学特性并确保散热。
更具体而言，根据本发明的一个实施方式的铝合金薄膜可以具有10μm至13μm的晶粒尺寸，优选10.5μm至12.5μm，更优选11μm至12μm。当铝合金薄膜的晶粒尺寸满足以上范围时，成型深度可以增加而不会在杯成型时引起针孔或裂纹。
铝合金薄膜除铝之外还可以包括选自由铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、镁(Mg)和锌(Zn)组成的组中的一种或两种以上。
根据现有技术，防潮层1352的厚度为约30μm至约50μm，特别是40μm，因此，可塑性会劣化。因此，即使当袋膜被拉伸成型时，杯部333(见图7)的深度D'也可能加深，因此杯部333的外壁338(见图7)可能被限制为形成类似于竖直的状态。此外，在减小杯部333的边缘36(见图7)的曲率半径方面也有限制。此外，当电池壳体经受来自外部的冲击时，由于穿刺强度弱，内部电极组件可能容易受损。
为了解决此问题，如果防潮层1352的厚度增加到约80μm或更大，不仅制造成本增加，而且袋的总厚度也过厚。因此，存在的问题在于，对于二次电池1的体积的能量密度会劣化。如果为了减小袋的总厚度而将密封剂层1351的厚度减小到小于60μm，则存在如上所述的密封耐久性劣化的问题。
根据本发明的一个实施方式，防潮层1352可以具有50μm至80μm的厚度，特别是55μm至65μm。因此，防潮层1352的可塑性可以得到改善，当袋膜135被拉伸成型时，杯部133的深度D可以形成为深，并且杯部133的外壁138可以形成为类似于竖直状态，因此，杯部133的边缘16(见图8)的曲率半径R2可以减小。因此，由于容纳空间1331的体积增大，容纳在容纳空间1331中的电极组件10的体积也可以增大，与二次电池1的体积相比，能源效率也可以提高。此外，制造成本可以不显著增加，在不减小密封剂层1351的厚度的情况下，袋的总厚度可以不显著增加，并且密封耐久性可以不劣化。
此外，由于袋膜的穿刺强度得到改善，因此即使袋膜因接受来自外部的大的压力或被尖锐物体刺伤而受损，袋膜中的电极组件10也可以得到更有效的保护。这里，良好的穿刺强度可以是指在袋膜135中冲孔时的强度高。
然而，当仅铝合金薄膜的厚度增加时，成型深度会增加，但成型后可能在铝合金薄膜中产生针孔或裂纹以劣化密封耐久性。
经过本发明人的反复研究，当应用具有特定晶粒尺寸的铝合金薄膜作为防潮层的材料，并将防潮层和密封剂层各自的厚度控制在特定范围内时，发现杯部的成型深度以及密封耐久性也得到了良好的保持。因此，本发明得以实现。
特别地，根据本发明的防潮层1352包括具有10μm至13μm(优选10.5μm至12.5μm，更优选11μm至12μm)的晶粒尺寸的铝合金薄膜。当铝合金薄膜的晶粒尺寸满足以上范围时，成型深度可以增加，而不会导致杯成型时引起针孔或裂纹。当铝合金薄膜的晶粒尺寸超过13μm时，铝合金薄膜的强度下降，并由于在拉伸工艺中难以分散内部应力，裂纹或针孔的产生增加。当晶粒尺寸小于10μm时，铝合金薄膜的柔性降低，并在可塑性方面提高存在限制。
晶粒尺寸取决于铝合金薄膜的成分和铝合金薄膜的加工方法而变更。这里，可以使用扫描电子显微镜(SEM)观察并测量铝合金薄膜的厚度方向上的剖面。特别地，在本发明中，可以使用扫描电子显微镜获取铝合金薄膜的厚度方向上的剖面，然后可以测量经由SEM图像观察到的晶粒中预定数量的晶粒的最大直径，以评估最大直径的平均值作为晶粒尺寸。
表面保护层1353由第二聚合物制成，并形成在最外侧层以保护二次电池1免受外部摩擦和碰撞，也将电极组件10与外部电绝缘。这里，最外侧层代表在与电极组件10相对于防潮层1352布置的方向相反的方向上取向时最后布置的层。形成表面保护层1353的第二聚合物可以包括选自由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳纶、尼龙、聚酯、聚对苯并双恶唑、聚芳酯、特氟隆和玻璃纤维组成的组中的一种或多种材料。特别地，可以主要使用具有耐磨性和耐热性的诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的聚合物。另外，表面保护层1353可以具有由一种材料制成的单层结构，或者具有由两种或更多种的材料分别形成层的复合层结构。
根据本发明的一个实施方式，表面保护层1353的厚度可以为5μm到25μm，特别为7μm到12μm。如果表面保护层1352的厚度小于5μm，可能会存在外部绝缘性劣化的问题。另一方面，如果表面保护层1352的厚度大于25μm，则整个袋较厚，因此，对于二次电池1的体积的能量密度可能降低。
尽管PET价格低廉，具有良好的耐久性，并且具有良好的电绝缘性，但是PET相对于常用于防潮层1352的铝具有较差的结合力，而且当PET通过施加应力被拉伸时，其性状可能不同。因此，当表面保护层1353和防潮层1352直接相互结合时，保护层1353和防潮层1352在拉伸成型工艺中可能会分层。结果，防潮层1352不被均匀地拉伸，以导致可塑性劣化。
根据本发明的一个实施方式，电池壳体13可以由第三聚合物制成，并且进一步包括堆叠在表面保护层1353和防潮层1352之间的拉伸辅助层1354。拉伸辅助层1354可以堆叠在表面保护层1352和防潮层1352之间，以防止表面保护层1353和防潮层1352在被拉伸时分层。形成拉伸辅助层1354的第三聚合物可以包括选自由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳纶、尼龙、聚酯、聚对苯并双恶唑、聚芳酯、特氟隆和玻璃纤维组成的组中的一种或多种材料。特别地，由于尼龙树脂容易粘附到表面保护层1352的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，并且在被拉伸时的性状与防潮层1352的铝合金的性状相似，因此可以主要使用尼龙树脂。另外，拉伸辅助层1354可以具有由一种材料制成的单层结构，或者具有两种或多种材料分别形成层的复合层结构。
在现有技术中，防潮层1352具有约40μm的厚度，因此拉伸辅助层1354具有约15μm的明显薄的厚度。即，拉伸辅助层与防潮层的厚度比为1：2.67，并且防潮层的厚度率相当高。然而，如上所述，根据本发明的一个实施方式，由于防潮层1352具有约50μm至约80μm的厚度，特别是55μm至65μm的厚度，因此防潮层1352的可塑性得到改善。这里，为了也改善拉伸辅助层1354的可塑性，拉伸辅助层1354可以具有20μm至50μm的厚度，特别是25μm至38μm的厚度。如果拉伸辅助层1354的厚度小于20μm，则拉伸辅助层1354可能不符合防潮层1352的改善的可塑性，并可能在伸长工艺中受损。另一方面，如果密封剂层1343的厚度大于50μm，则袋的总厚度厚，从而增大了二次电池1的体积，从而使能量密度劣化。特别地，根据本发明的一个实施方式，拉伸辅助层1354和防潮层1352的厚度比可以小于1：2.5。即，与根据现有技术的拉伸辅助层1354的厚度比相比，拉伸辅助层1354的厚度比可以增加得更多。然而，当拉伸辅助层1354的厚度过厚时，袋的总厚度较厚，因此，为了防止袋的总厚度过厚，厚度比可以大于1：1.5。即，厚度比可以是1：1.5至1：2.5。
图3是示出具有合金编号AA8079的铝合金和具有合金编号AA8021的铝合金的铁和硅含量的图表。
如上所述，形成防潮层1352的铝合金薄膜可以具有10μm至13μm(优选10.5μm至12.5μm，更优选11μm至12μm)的晶粒尺寸。
此外，铝合金薄膜中的铁(Fe)含量可以是1.2wt％至1.7wt％，优选1.3wt％至1.7wt％，更优选1.3wt％至1.45wt％。如果铝合金薄膜中的铁(Fe)含量低于1.2wt％，则铝合金薄膜的强度可能会劣化，从而在成型工艺中产生裂纹和针孔。如果铁(Fe)含量超过1.7wt％，则铝合金薄膜的柔性劣化，从而导致可塑性的改善受到限制。
此外，铝合金薄膜中的硅(Si)含量可以是0.2wt％或更少，优选0.05wt％至0.2wt％，更优选0.1wt％至0.2wt％。当硅含量超过0.2wt％时，可能会使可塑性劣化。
特别地，根据本发明的铝合金薄膜可以是具有合金编号AA8021的铝合金。
另一方面，根据现有技术，具有合金号AA8079的铝合金薄膜主要用于电池袋。当铝合金含有大量的铁时，机械强度得到提高，而当铝合金含有少量的铁时，柔性得到提高。
如图3中所示，具有合金号AA8079的铝合金(下文中，称为AA8079铝合金)含有0.6wt％至1.2wt％的铁以及0.3wt％或更少的硅。在合金号AA8079的铝合金的情况下，包括相对较少的铁，当使用此铝合金制造防潮层1352时，可以改善柔性，但强度会劣化，因此可塑性方面会存在限制。
另一方面，如图3中所示，AA8021铝合金可以包含1.2wt％至1.7wt％(特别是1.3wt％至1.7wt％)的铁以及0.2wt％或更少的硅。在使用AA8021铝合金制造防潮层1352的情况下，由于含有相对大量的铁，可以提高抗拉强度、拉伸率和穿刺强度。
另一方面，当对任何材料施加张拉力时，抗拉强度和拉伸率之间的关系可以表示为图表。这里，如果图表的纵轴是抗拉强度，并且横轴是拉伸率，则图表的下部区域是相应材料的韧性。韧性是指材料抗断裂的韧性程度，并且韧性越大，材料不破裂之前材料被拉伸的越多。
因此，当使用AA8021铝合金制造防潮层1352时，可以提高抗拉强度和拉伸率，从而可以提高韧性和可塑性。
图4是示出根据AA8079铝合金和AA8021铝合金的铁和硅含量的抗拉强度、拉伸率和晶粒尺寸的图表，并且图5是AA8079铝合金和AA8021铝合金的晶粒的放大的SEM图片。
如图4中所示，抗拉强度、拉伸率和晶粒尺寸根据铝合金的铁含量而改变。特别地，由于抗拉强度和拉伸率与铁含量成正比，抗拉强度和拉伸率也随着铁含量增加而增加。另一方面，由于晶粒尺寸与铁含量成反比，因此晶粒尺寸随着铁含量增加而减小。
AA8079铝合金具有13μm至21μm的相对较大的晶粒尺寸。因此，存在的问题在于，由于在被拉伸时内部应力较少分散，因此，针孔的数量增加，电池壳体13的可塑性劣化。
AA8021铝合金具有10μm至13μm的相对较小的晶粒尺寸。因此，由于在被拉伸时内部应力更多地分散，针孔的数量可以减少，从而改善电池壳体13的可塑性。
通过对具有防潮层1352的袋膜135进行成型而制造的袋状二次电池壳体13可以具有改善的可塑性，从而杯部133的深度D可以更深，并且杯部133的外壁138也可以形成类似于竖直状态，并且杯部133的边缘16的曲率半径可以减小以容纳更大更厚的电极组件10。因此，用电池壳体13制造的二次电池1可以关于其体积提高能量效率。
根据本发明的袋膜135可以具有160μm至200μm(优选180μm至200μm)的总厚度。当袋膜135的厚度满足以上范围时，成型深度可以增加，同时最大限度地减小由于袋厚度的增加而导致的电池容纳空间的减小和密封耐久性的劣化。
根据本发明的袋膜135通过包括具有特定厚度和晶粒尺寸的铝合金薄膜而具有良好的拉伸强度和拉伸率。特别地，在根据本发明的袋膜135被切割成15mm×80mm的尺寸后，在以50mm/分钟的张拉速度被拉动时测得的抗拉强度可以是200N/15mm至300N/15mm，优选210N/15mm至270N/15mm，更优选220N/15mm至250N/15mm，并且拉伸率可以是120％至150％，优选120％至140％，更优选120％至130％。如上所述，根据本发明的袋膜堆具有高的抗拉强度和拉伸率，以增加韧性。因此，当成型杯时，即使成型深度深，产生裂纹的可能性也低。
此外，根据本发明的袋膜堆通过包括具有特定厚度和晶粒尺寸的铝合金薄膜而具有良好的穿刺强度。具体而言，根据本发明的袋膜堆可以具有30N或更高的穿刺强度。
图6是根据本发明的一个实施方式的成型装置2的示意图。
根据本发明的一个实施方式，用于成型袋膜135的成型装置2包括：模具21，袋膜135安置在其顶部表面上；以及冲头22，其布置在模具21上方以下降，从而对袋膜135进行冲压。此外，模具21包括从顶部表面对内凹陷的成型部211，并且冲头22通过将袋膜135插入成型部211中以拉伸成型袋膜135而形成杯部133。
根据本发明的一个实施方式，当使用成型装置2成型袋膜135时，如图6中所示，模具21具有两个彼此相邻的成型部211，并且两个成型部211之间形成有隔壁212。当冲头22插入两个成型部211中以拉伸成型袋膜135时袋膜135被成型拉伸时，第一壳体131和第二壳体132中的每一者均可以形成一个杯部，以对应于两个成型部211中的每一者，因此，总共形成两个杯部133。此外，桥136也可以形成在两个杯部133之间，对应于隔壁212。
桥136可以用作稍后折叠电池壳体13时的参考部分。当二次电池1的制造完成时，桥136可以形成二次电池1的一侧处的折叠部139(见图14)。由于折叠部139将第一壳体131和第二壳体132彼此整体连接，因此在稍后进行密封工艺时，待密封的侧部134的数量可以减少。因此，可以提高加工率，并减少密封工艺的数量。这里，由于折叠部139的宽度减小，杯部133的外壁138(见图8)和电极组件10之间的空间17(见图8)也会减小，因此，由于二次电池1的整个体积减小，相对于体积的能量密度可以增大。
由于折叠部139的宽度与桥136的厚度t(见图8)成正比，并且桥136形成为与隔壁212对应，因此桥136的厚度t与隔壁212的厚度成正比。因此，当成型袋膜135时，可以将桥136的厚度t最小化，为此，可以将隔壁212的厚度最小化。然而，如果隔壁212在薄的状态下形成为高度过高，则隔壁212可能在拉伸成型工艺中受损。特别地，根据现有技术，模具具有底部，但在这种情况下，当冲头22成型袋膜135时，存在于袋膜135和成型部211之间空间中的气体可能不会被排出。因此，近来，可以去除模具的底部，使存在于袋膜135和成型部211之间的空间中的气体容易排出，但隔壁212的高度可能过高。因此，根据本发明的一个实施方式，如图6中所示，隔壁212的下部可以形成有厚度大于隔壁212的厚度的加强部2121。加强部2121可以形成为比待形成在电池壳体13中的杯部133的深度D更深，并且可以形成在隔壁212不受损的位置处。加强部2121的确切位置可以根据隔壁212的厚度、隔壁212的材料、冲头22的压力以及待形成的杯部133的深度D通过实验确定。
图7是根据现有技术的杯部333和桥336的放大示意图。
如上所述，在现有技术中，在制造防潮层时经常使用具有合金号AA30XX系列的铝合金。另外，防潮层的厚度为约30μm至约50μm，特别是40μm，并且拉伸辅助层具有约为15μm的相当薄的厚度。因此，由于袋膜的可塑性不良，即使制造了电池壳体和二次电池，杯部333的深度D'也不深，因此，在制造袋膜的整体上尖锐形状方面存在限制。
具体而言，根据现有技术，在减小杯部333的边缘36的曲率半径方面存在限制。
杯部333的边缘36包括：冲头边缘361，其形成为对应于冲头22的边缘221(见图6)；以及模具边缘362(见图11)，其形成为对应于模具21的边缘213(见图6)的。
冲头边缘361将围绕杯部333的外围的多个外壁338中的每一者连接到底部分3332。然而，如果不对冲头22的边缘221进行倒圆处理，则冲头22的边缘221是尖锐的。因此，当袋膜形成时，应力可能集中到杯部333的冲头边缘361，从而容易造成裂纹。此外，模具边缘362将多个外壁338中的每一者连接到侧部134或脱气部137。如果不对冲头21的按压边缘进行倒圆处理，冲头21的按压边缘就会变得尖锐。结果，当袋膜形成时，应力集中到杯部333的冲头边缘362，从而容易造成裂纹。这里，模具边缘的倒圆是指形成具有曲率的弯曲表面，该弯曲表面可以只具有均匀的曲率，但不限于此。例如，弯曲表面可以具有非均匀的曲率。在本说明书中，冲头边缘161、模具边缘162、桥136等被倒圆有特定曲率，这是指冲头边缘161、模具边缘162、桥136等不仅整体上只具有特定曲率，而且至少有一部分具有特定曲率。
为了解决以上问题，如图7中所示，冲头22的边缘221和模具21的边缘213倒圆成杯部333的倒圆冲头边缘361和倒圆模具边缘362。因此，可以在一定程度上分散集中在杯部333的冲头边缘361和模具边缘362的应力。
然而，即使杯部333的冲头边缘361和模具边缘362形成为是倒圆的，杯部333的深度D'可以被限制为在边缘361和362中每一者的曲率半径的2倍至5倍(特别是2倍至3.25倍)内制造。
因此，为了形成在一定程度上加深的杯部333的深度D'，冲头边缘361的曲率半径R2'和模具边缘362的曲率半径必须足够大，而且如果与冲头边缘361和模具边缘362的曲率半径相比，杯部333的深度D′过深，则冲头边缘361和模具边缘362中可能出现裂纹。
因此，在现有技术中，虽然将杯部333的深度D'成型得足够深(例如6.5mm或更大)，但存在一个问题，即难以将杯部333的冲头边缘361的曲率半径R2'和模具边缘362的曲率半径形成在一定值(例如2mm)或更小的值内。
此外，当形成两个杯部133时，隔壁212必须存在于模具21中，以形成桥136。然而，根据现有技术，袋膜的可塑性并不良好，因此，在形成具有薄厚度的桥336方面存在限制。即，如果为了形成具有预定厚度或更小厚度的桥336而将隔壁212也形成为具有预定厚度或更小的厚度，则由于隔壁212形成尖锐形状而可能在桥336中出现裂纹。
为了解决此问题，如图7中所示，通过将隔壁212倒圆而形成倒圆的桥336。结果，集中在桥336处的应力可在一定程度上分散。特别地，当桥336的曲率半径R1'恒定时，曲率半径R1'对应于桥336厚度t'的一半。例如，当桥336的曲率半径R1'形成为接近约1mm时，桥336的厚度t'形成为接近约2mm。
然而，即使桥336形成为倒圆的，如果桥336的曲率半径R1'形成得小，则当杯部333的深度D'形成得深一些时，桥336中可能出现裂纹。因此，在现有技术中，存在的问题在用，在将杯部333形成为一定的深度D'(例如6.5mm)或更大时，难以形成具有厚度t'在预定值(例如2mm)或更小内的桥336。
此外，由于间隙CL'的程度也相当大，因此在杯部333的外壁338形成为类似于竖直状态方面存在限制。间隙CL是指模具21的成型部211的内壁和冲头22的外壁之间的竖直距离。实际上，模具21的成型部211和冲头22之间的细微尺寸差异像间隙CL一样大。如果间隙CL过小，则成型部211的内壁和冲头22的外壁之间的距离就过小。那么，袋膜135可能无法插入成型部211中，或者袋膜135可能由于大的摩擦而受损坏。另一方面，如果间隙CL过大，则杯部333的外壁338的倾斜角增大，并且杯部333的外壁338和电极组件10之间的空间37增大。因此，当袋膜135被成型时，必须设定具有适当尺寸的间隙CL。
桥336形成为对应于模具21的隔壁212，并且冲头边缘361形成为对应于冲头22的边缘221。因此，间隙CL'(模具21的成型部211的内壁和冲头22的外壁之间的竖直距离)可以表示电池壳体33中桥336和冲头边缘361之间的竖直距离。
具体而言，如图7中所示，虚拟示出了桥竖直线V1'和边缘竖直线V2'。桥竖直线V1'是一条虚拟的竖直线，其穿过桥336和桥336侧外壁338之间的边界点P1'，并且垂直于底部分3332。另外，边缘竖直线V2'是一条虚拟的竖直线，其穿过桥336侧冲头边缘361和桥336侧外壁338之间的边界点P2'，并垂直于底部分3332。桥竖直线V1'对应于模具21的成型部211的内壁(特别是隔壁212的内壁)，并且边缘竖直线V2'对应于冲头22的外壁。因此，桥竖直线V1'和边缘竖直线V2'之间的竖直距离对应于电池壳体33中出现的间隙CL'。
然而，在现有技术中，当间隙CL减小到0.5mm或更小时，当杯部333的深度D'形成得有些深时，袋膜135中会容易出现裂纹。
如上所述，在现有技术中，在将间隙CL'形成得更小以及将杯部333的深度D'形成得更深方面存在着限制。例如，当杯部333被成型成预定的深度D'(例如6.5mm)或更大时，杯部333的外壁338与底部分3332的倾斜角大于95°。即，在将杯部333的外壁338形成为类似于倾斜角为95°或更小的竖直状态方面存在限制。
另外，由于在提高杯部333的边缘的曲率半径R2'方面存在限制，因此还存在容纳在杯部333中的电极组件10的体积减小的问题。具体而言，如图7中所示，在现有技术中，由于杯部333的冲头边缘361的曲率半径R2'大，因此当电极组件10布置得太靠近杯部333的外壁338时，存在着电极组件10的电极101被杯部333的冲头边缘361损坏的问题。即，包括金属的电极101的一端布置在杯部333的冲头边缘361上，并且电极101的一端变形以对应杯部333的冲头边缘361而导致损坏。
为了解决此问题，在现有技术中，当电极组件10容纳在杯部333中时，电极组件10被容纳成与杯部333的外壁338间隔一定距离。首先，距离边缘竖直线V2'的竖直距离g'为0.75mm，特别是0.5mm，并且虚拟地示出了垂直于底部分3332的参考竖直线V3'，于是，如图7中所示，电极组件10被容纳成使电极101的一端布置在参考竖直线V3'外部。因此，由于电极101在一定程度上与杯部333的外壁338间隔开，因此可以防止电极101受损。然而，在这种情况下，由于杯部333的外壁338和电极组件10之间的空间37增加，因此电极组件10与杯部333的体积比变小，因此，存在二次电池3相对于体积的能量密度降低的问题。此外，由于杯部333内部不必要的空间的体积增加，还存在在密封侧部之前电极组件10在杯部333内部移动的问题。
此外，在电极组件10中，电极101具有高刚性，不容易因外力变形，而隔膜102具有高柔性，容易因外力变形。然而，当相邻的电极101彼此直接接触时，会发生短路，因此隔膜102形成为比电极101大，以防止发生短路。因此，当形成电极组件10时，一起形成有其中隔膜102比电极101向外突出的外围部1021。然而，在现有技术中，由于电极组件10被容纳成与杯部333的外壁338间隔开一定距离，因此隔膜102的所有外围部1021无序地起皱或折叠以将电极101暴露于外部，从而增加了发生短路的可能性。
如上所述，在现有技术中，由于袋膜的可塑性并不良好，因此在改善桥336的厚度t'、杯部333的深度D'和杯部333的边缘361的曲率半径R2'以及间隙CL'方面存在限制。此外，由于电极组件10与杯部333的体积比小，因此，二次电池3中不必要的体积也很大，从而对于体积的能量密度也降低。此外，由于杯部333的外壁338没有形成为类似于竖直状态，并且杯部133的边缘361的曲率半径R2也很大，因此，在制造整体上尖锐形状方面存在限制。因此，存在二次电池3的外观不雅致，并且适销性也降低的问题。
图8是根据本发明的一个实施方式的杯部133和桥136的放大示意图，以及图9是根据本发明的一个实施方式的杯部133和脱气部137的放大示意图。
根据本发明的一个实施方式，由于袋膜135的可塑性得到改善，并且桥136的厚度t形成得较薄，杯部133的边缘16的曲率半径R2和间隙CL可以形成得较小，并且电极组件10的体积可以增加。因此，由于二次电池1中不必要的体积也减少了，相对于体积的能量密度会增加。此外，由于袋型电池壳体13和袋型二次电池1中的每一者均整体上制造成尖锐形状，因此二次电池1的外观会是良好的，并且可以提高适销性。
为此，在根据本发明的一个实施方式的袋型电池壳体13中，形成了在其中容纳通过堆叠电极101和隔膜102形成的电极组件10的杯部133。然而，杯部133包括多个冲头边缘161，这些冲头边缘将围绕外围的多个外壁138中的每一者连接到底部分1332，并且冲头边缘161中的至少一者以相当于杯部133的深度D的1/20到1/6的曲率半径进行倒圆。如果冲头边缘161的曲率半径R2小于杯部133的深度D的1/20，则应力可能过度集中于冲头边缘161而导致裂纹。另一方面，如果冲头边缘161的曲率半径R2大于杯部133的深度D的1/6，则杯部133可能不会形成尖锐形状，因此，能量密度可能会降低。
具体而言，冲头边缘161中的至少一者可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。
此外，袋型二次电池可以包括：第一壳体131和第二壳体132，该第一壳体131和第二壳体132中分别形成有杯部133；以及桥136，该桥形成在两个杯部133之间，其中桥136的厚度可以是电极组件10的宽度的1/200至1/30。如果桥136的厚度t小于电极组件10的宽度的1/200，则应力可能过度集中于桥136，从而可能出现裂纹。当桥136的厚度t大于电极组件10的宽度的1/30时，桥136可能不会形成尖锐形状，因此能量密度可能降低。
具体而言，桥136可以具有2mm或更小(特别是1.4mm或更小)的厚度。
此外，在多个冲头边缘161当中，将面对桥136的桥136侧外壁1381连接到底部分1332的桥136侧冲头边缘1611可以形成为以相当于杯部133的深度D的1/20到1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，冲头边缘1611可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。
此外，穿过桥136和桥136侧外壁1381的边界点P1并垂直于底部分1332的桥竖直线V1与穿过桥136侧冲头边缘1611和桥136侧外壁1381的边界点P2并垂直于底部分1332的边缘竖直线V2之间的竖直距离可以是0.5mm或更小，特别是0.35mm或更小。
杯部133是通过使用冲头22等对具有柔性的袋膜135进行成型而形成的。杯部133由多个外壁138和底部分1332围绕，并且由外壁138和底部分1332形成的空间用作容纳空间1331以容纳电极组件10。
杯部133的外壁138围绕杯部133的外围，以体现杯部133的形状。外壁138以多个的形式形成在杯部133的周围，也形成在桥136的一侧，也形成在下文要描述的脱气部137的一侧，并且也形成在电极引线12的一侧。外壁138具有面对杯部133的开口的上端和面对底部分1332的下端。
如上所述，杯部133的边缘16包括：形成为对应于冲头22的边缘221的冲头边缘161；以及形成为对应于模具21的边缘213(见图6)的模具边缘362。侧部134和脱气部137从外壁138的上端向外形成，并且模具边缘162将外壁138的上端与侧部134或脱气部137连接。另外，冲头边缘161将外壁138的下端与底部分1332连接。
由于杯部133的外壁138以多个的形式形成，因此杯部133的边缘16也以与外壁138的数量相同的多个的形式形成。即，如果杯部133形成为四角形形状，则由于也形成杯部133的四个外壁138，因此也形成四个冲头边缘161和四个模具边缘162。根据本发明的一个实施方式，由于提高了袋膜135的可塑性，杯部133的至少一个冲头边缘161以相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，至少一个冲头边缘161可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。
特别地，根据本发明的一个实施方式，两个杯部133形成在一个袋膜135上，并且桥136也一起形成在两个杯部133之间。此外，如图8中所示，在多个冲头边缘161中，连接面对桥136的桥136侧外壁1381与底部分1332的桥136侧冲头边缘1611可以形成为以相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，桥136侧冲头边缘1611可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。
此外，如图9中所示，在多个冲头边缘161当中，将面对形成在脱气部137或电极引线12上的模具边缘162的模具边缘162侧外壁1382连接到底部分1332的模具边缘162侧冲头边缘1612也可以按相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。如果模具边缘162的曲率半径小于杯部133的深度D的1/20，则应力可能过度集中在模具边缘162处而导致裂纹。另一方面，如果模具边缘162的曲率半径大于杯部133的深度D的1/6，则杯部133的上端可能不会形成尖锐形状，因此，能量密度会降低。
具体而言，模具边缘162侧冲头边缘1612可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。这里，在冲头边缘161和外壁138的边界点P2和P4处，优选坡度是连续的。
为此，冲头22的边缘221也可以按预定的曲率半径进行倒圆。这里，冲头22的边缘221的曲率半径可以是通过从冲头边缘161的曲率半径R2减去袋膜135本身的厚度得到的值。例如，如果袋膜135的厚度为0.2mm，则当冲头22的边缘221的曲率半径为0.5mm或更小时，冲头边缘161的曲率半径R2为0.7mm或更小。
根据本发明的一个实施方式，由于袋膜135的可塑性得到改善，因此即使杯部133的深度D成型到一定程度的深度，当袋膜135被冲头22拉伸成型时，也能够防止在杯部133的冲头边缘161出现裂纹。例如，即使杯部133基于成型一个杯部133的情况下成型成7mm或更大的深度以及基于成型两个杯部133的情况下成型成6.5mm或更大的深度，并且即使杯部133成型成10mm或更大的深度，也可以防止杯部133的冲头边缘161中出现裂纹。
这里，基于防潮层1352的铝合金的残存率，杯部133的上述可能出现裂纹的深度(D)当残存率为60％或更大时，可以被确定为良好产品，而当残存率小于60％时，被确定为次品。残存率是指防潮层1352的铝合金在袋膜135的特定点处成型后的残存量与成型前的残存量的比率。事实上，在残存率小于60％的情况下，当杯部133在袋膜135上被拉伸并成型时，特定点处出现裂纹的频率高，但当残存率大于60％时，不出现裂纹。
在现有技术中，当杯部333的深度D'形成为大于冲头边缘361的曲率半径R2'或模具边缘362的曲率半径的5倍(特别是3.25倍)时，残存率相对较低，因此，出现裂纹的频率高。下文中，容易出现裂纹是指残存率相对较低，并且出现裂纹的频率高。
外壁138具有面对杯部133的开口的上端，并且侧部134和脱气部137延伸到杯部133的外部。这里，如图9中所示，杯部133可以进一步包括连接外壁138的上端与侧部134或脱气部137的多个模具边缘162。另外，至少一个模具边缘162也可以形成为以相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，至少一个模具边缘162可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。为此，模具21的边缘213也可以按预定的曲率半径进行倒圆。这里，模具21的边缘213的曲率半径可以是通过从模具边缘162的曲率半径减去袋膜135本身的厚度得到的值。例如，如果袋膜135的厚度为0.2mm，则当模具21的边缘213的曲率半径为0.5mm或更小时，模具边缘162的曲率半径为0.7mm或更小。
特别地，如上所述，两个杯部133形成在一个袋膜135上，并且桥136也一起形成在两个杯部133之间。即，根据本发明的一个实施方式的袋型电池壳体13包括：第一壳体131和第二壳体132，第一壳体131和第二壳体132中分别形成容纳通过在其中堆叠电极101和隔膜102而形成的电极组件10的杯部133；以及桥136，该桥形成在两个杯部133之间。由于桥136也形成为对应于模具21的隔壁212，因此桥136可以是多个模具边缘162中的一者。
因此，根据本发明的一个实施方式，由于袋膜135的可塑性得到改善，因此桥136的厚度t可以是电极组件10(见图10)的宽度EW的1/200至1/30。具体而言，桥136的厚度t可以形成为2mm或更小，特别是1.4mm或更小。
这里，桥136的厚度t优选为桥136与桥136侧外壁1381的两个边界点P1之间的距离(如图8中所示)。具体而言，优选的是，穿过桥136与桥136侧外壁1381的边界点P1并垂直于底部分1332的两条竖直桥线V1之间的距离。因此，当桥136具有恒定的曲率半径时，桥136的曲率半径可以相当于厚度t的一半。桥136的曲率半径可以是1mm或更小，特别是0.7mm或更小。
为此，成型部211的隔壁212的顶部表面也可以按预定的曲率半径进行倒圆。这里，在桥136和桥136侧外壁1381的边界点P1处，优选的是坡度是连续的。这里，成型部211的隔壁212的顶部表面的曲率半径可以是通过从桥136的曲率半径减去袋膜135的厚度得到的值。例如，如果袋膜135的厚度为0.2mm，则当隔壁212的顶部表面的曲率半径为0.5mm或更小时，桥136的曲率半径为0.7mm或更小。
根据本发明的一个实施方式，由于袋膜135的可塑性得到改善，因此杯部133的深度D成型到深一些的深度。因此，即使模具21的边缘213的曲率半径减小，并且隔壁212的厚度形成得薄，也可以防止裂纹模具边缘162和桥136中出现裂纹。桥136可以具有扇形剖面，并且由于杯部133的外壁138形成为类似于竖直状态，该剖面可以具有更接近于半圆形的形状。
这里，即使杯部133基于成型两个杯部133的情况被成型成深度D为3mm或更大(特别是6.5mm或更大，更特别是10mm或更大)，也可以防止桥136中出现裂纹。
此外，随着袋膜135的可塑性得到改善，间隙CL可以减小到0.5mm或更小，从而使所有的多个外壁138形成为类似于竖直状态。例如，如图8中所示，多个外壁138中的桥136侧外壁1381可以形成为类似于竖直状态。即，作为穿过桥136和桥136侧外壁1381的边界点P1并垂直于底部分1332的桥竖直线V1与穿过桥136侧冲头边缘1611和桥136侧外壁1381的边界点P2并垂直于底部分1332的边缘竖直线V2之间的竖直距离的间隙CL可以是0.5mm或更小，特别是0.35mm或更小。
另外，如图9中所示，多个外壁138当中的模具边缘162侧外壁1382也可以形成为类似于竖直状态。即，作为穿过模具边缘162和模具边缘162侧外壁1382的边界点P3并垂直于底部分1332的模具边缘竖直线V4与穿过模具边缘162侧冲头边缘1612和模具边缘162侧外壁1382的边界点P4并垂直于底部分1332的边缘竖直线V2之间的竖直距离的间隙CL可以是0.5mm或更小，特别是0.35mm或更小。
因此，即使杯部133的深度D是3mm或更大(特别是6.5mm或更大，或更特别是10mm或更大)，基于成型两个杯部133的情况，杯部133的外壁138和底部分1332之间的倾斜角可以是90°至95°，并且进一步可以形成为类似于竖直状态，从而具有90°至93°之间的倾斜度，因此可以防止电池壳体13中出现裂纹。此外，由于杯部133的外壁138和电极组件10之间的空间也可以减小，因此相对于二次电池1的体积的能量密度可以增大。
由于杯部133的冲头边缘161的曲率半径R2进一步减小，因此即使当电极组件10布置得非常靠近杯部133的外壁138时，也可以防止电极组件10的电极101受损。
为此，制造根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池1的方法包括：通过堆叠电极101和隔膜102形成电极组件10的工艺；成型袋膜135以形成杯部133，从而制造袋型电池壳体13的工艺；将电极组件10容纳在杯部133的容纳空间1331中的工艺；以及密封延伸到杯部133外部的侧部134以制造袋型二次电池1的工艺。
特别地，在容纳电极组件10的工艺中，杯部133的宽度CW与电极组件10的宽度EW之间的差异可以是2.5mm或更小，特别是1.7mm或更小。这里，电极组件10的宽度E.W可以是指电极101的宽度。即，可以从宽度EW的计算中排除从隔膜102而不是电极101突出的外围部1021。
此外，电极组件10可以被容纳成使电极101的至少一端以与边缘竖直线V2相距0.75mm(特别是0.5mm或更小)的竖直距离g布置，该边缘竖直线V2穿过冲头边缘161与外壁138之间的边界点P2并且垂直于底部分1332。
具体而言，如图8和图9中所示，虚拟地示出了穿过冲头边缘161和外壁138的边界点P2并垂直于底部分1332的边缘竖直线V2。此外，电极101的至少一端容纳电极组件10，使其与边缘竖直线V2的竖直距离g为0.75mm或更小，特别是0.5mm或更小。更具体而言，与边缘竖直线V2的竖直距离g是0.75mm(特别是0.5mm)，并且虚拟地示出了垂直于底部分1332的参考竖直线V3。这里，由于冲头边缘161的曲率半径R2特别可以是0.7mm或更小，参考竖直线V3可以穿过冲头边缘161的曲率中心C。另外，电极组件10被容纳成使电极101的一端布置在边缘竖直线V2与参考竖直线V3之间。这可以通过拆卸二次电池1本身来证实，但不限于此，可以在不拆卸二次电池1的情况下用各种方法来证实，如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、X射线等。因此，在防止电极101受损的同时，可以进一步增大电极组件10的体积与杯部133的体积之比，因此可以增大相对于体积的能量效率。此外，由于杯部133内的不必要的体积减少了，因此可以防止电极组件10在杯部133内移动。
此外，由于电极组件10被容纳成非常靠近杯部133的外壁138布置，因此隔膜102可以不被无序地皱折或折叠。如图8中所示，其中隔膜102从电极101向外突出的外围部1021相对于电极101的一端朝底部分1332的相反方向折叠。
电极组件10是通过堆叠电极101和隔膜102形成的，并且可以形成有多个电极101和多个隔膜102。电池壳体13包括第一壳体131和第二壳体132。如果电池壳体13的桥136折叠以在杯部133中容纳电极组件10的上部，则容纳在第一壳体131的杯部133中的隔膜102设置成使外围部1021折叠以面对第二壳体，并且容纳在第二壳体132的杯部133中的隔膜102设置成使外围部1021折叠以面对第一壳体131。因此，隔膜102的外围部1021有序地对准并折叠。此外，由于隔膜102将电极101覆盖成不暴露于外部，因此能够防止发生短路。
更详细地说，在电极组件10容纳在杯部133中之前的状态下，隔膜102的宽度可以比杯部133的宽度CW宽。因此，当电极组件10容纳在杯部133中时，隔膜102的外围部1021可以在与杯部133的内周表面接触的情况下沿预定方向折叠。
杯部133的宽度CW与电极组件10的宽度EW之间的差异可以非常小，例如2.5mm或更小，特别是1.7mm或更小。因此，可能需要一种用于在电极组件10容纳在杯部133中时容易折叠隔膜102的外围部1021的工艺。
因此，将电极组件10容纳在杯部133的容纳空间1331中的工艺可以包括将电极组件10按压到杯部133中的工艺。因此，当与将电极组件10放置在杯部上的传统方法相比时，隔膜102可以沿一定方向折叠，同时维持杯部133的宽度CW与电极组件10的宽度EW之间的小差异，从而电极组件10容易且可靠地容纳在杯部133的容纳空间中。
此外，将电极组件10容纳在杯部133的容纳空间1331中的工艺可以进一步包括在将电极组件10按压到杯部133的内部之前折叠电极组件10中的多个隔膜102的每个拐角(顶点)的工艺。在以上工艺中，可以使用单独的密封工具将多个隔膜102的每个拐角(顶点)折叠成聚集在电极组件10的堆叠方向的中心部分处。
即，电极组件10可以在隔膜102的四个拐角预先对准的状态下插入杯部133中。因此，电极组件10可以顺利地插入杯部133的容纳空间1331中。如上所述，根据本发明的一个实施方式，由于袋膜135的可塑性得到改善，桥136的厚度t形成为更薄的，杯部133的边缘16的曲率半径R2和间隙CL可以形成为更小的，并且电极组件10的体积可以增大。因此，由于二次电池1中不必要的体积也减少了，因此相对于体积的能量密度可以增大。此外，由于袋型电池壳体13和袋型二次电池1中的每一者均制造成整体上尖锐形状，因此二次电池1的外观可以良好，并且可以改善适销性。
图10是示出根据本发明的一个实施方式电极组件10容纳在杯部133中的状态的示意俯视图；
根据本发明的一个实施方式，如上所述，由于杯部133的冲头边缘161的曲率半径R2进一步减小，电极组件10被容纳成电极101的一端布置在边缘竖直线V2和参考竖直线V3之间。因此，即使当电极组件10布置得非常靠近杯部133的外壁138时，也能够防止电极组件10的电极101受损。
边缘竖直线V2和参考竖直线V3也可以示出在桥136侧冲头边缘1611上，并且也可以示出在模具边缘162侧冲头边缘1612上。边缘竖直线V2和参考竖直线V3之间的竖直距离g可以是0.75mm，特别是0.5mm。
此外，如果在电池壳体13中形成两个杯部133，则由于设置有桥136，桥竖直线V1可以示出在杯部133的一侧，并且模具边缘竖直线V4可以示出在杯部133的另一侧。桥竖直线V1和边缘竖直线V2之间的该竖直距离CL可以是0.5mm或更小，特别是0.35mm或更小，并且模具边缘竖直线V4和边缘竖直线V2之间的竖直距离CL也可以是0.5mm或更小，特别是0.35mm或更小。
然而，如果在电池壳体13中仅形成一个杯部133，则不设置桥。然而，由于模具边缘162形成在杯部133的两侧的每一侧，因此模具边缘竖直线V4可以示出在杯部133的两侧的每一侧。
如果在电池壳体13中形成两个杯部133，则杯部133的宽度CW可以表示从桥竖直线V1到模具边缘竖直线V4的竖直距离。然而，如果只形成一个杯部133，则杯部133的宽度CW可以表示两个模具边缘竖直线V4之间的竖直距离。
桥竖直线V1和模具边缘竖直线V4两者都穿过杯部133的外壁138的顶端。因此，根据本发明的一个实施方式，杯部133的宽度CW可以是基于杯部133两侧的外壁138的上端之间的竖直距离。杯部133的宽度CW和电极组件10的宽度EW之间的差异可以是2.5mm或更小，特别是1.7mm或更小。另外，如上所述，电极组件10的宽度EW可以是60mm或更大。
杯部133的宽度CW可以通过测量电池壳体13中杯部133两侧的外壁138的上端之间的竖直距离得出。另外，在二次电池1中，可以通过使用激光位移传感器等从杯部133的外部获取两侧外壁138的上端之间的位置，然后可以计算出这两个位置之间的距离。这里，当激光位移传感器从侧部134朝模具边缘162和外壁138移动同时通过激光位移传感器从杯部133的外部照射激光以检测位移急剧变化的点时，相应的点可以被识别为外壁138的上端。以上描述的是作为实施例的测量杯部的宽度CW的方法，只限于以上测量方法的情况不包括在本发明的范围内。只要属于权利要求的范围和本发明的精神，杯部的宽度CW可以是本发明意义上的杯部的宽度。
图11是根据现有技术的拐角364的示意图；并且图12是根据本发明的一个实施方式的拐角164的示意图；
杯部133的边缘16进一步包括连接杯部133的两个相邻的外壁138的厚度边缘163(如图12中所示)以及冲头边缘161和模具边缘162。该厚度边缘163在杯部133的厚度方向上形成，并且在袋膜135被拉伸时在袋膜135在模具21的拐角和冲头22的拐角之间被拉伸的同时形成。另外，厚度边缘163中的至少一者可以是倒圆的。
厚度边缘163具有曲率半径，该曲率半径可以与两个相邻的冲头边缘161(即第一冲头边缘1613和第二冲头边缘1614)的曲率半径R2相同，但不限于此。例如，厚度边缘的形成方式可以不同。例如，如上所述，至少一个冲头边缘161可以按1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆，并且至少一个厚度边缘163可以按0.5mm到5mm(特别是0.5mm到2mm)进行倒圆。根据现有技术，当厚度边缘363形成为按5mm或更小(特别是2mm或更小)的曲率半径进行倒圆时，存在的问题在于，应力也集中在杯部333的厚度边缘363上，从而导致裂纹。然而，根据本发明的一个实施方式，即使当杯部133的深度D形成到一定程度时，也能够防止杯部133的厚度边缘163出现裂纹。这里，第一冲头边缘1613和第二冲头边缘1614中的一者可以是桥136侧冲头边缘1611，另一者可以是电极引线12侧冲头边缘(未示出)。另选地，两个冲头边缘中的一者可以是模具边缘162侧冲头边缘1612，另一者可以是电极引线12侧冲头边缘(未示出)。
厚度边缘163连接到彼此相邻的两个冲头边缘161(即如图12中所示的第一冲头边缘1613和第二冲头边缘1614)，以形成拐角164。在现有技术中，如图11中所示，对冲头22的所有多个边缘221按相同的曲率半径进行倒圆，因此，冲头22的拐角(未示出)也按相同的曲率半径自然地倒圆。因此，当通过用冲头22对袋膜135进行成型而使袋膜135伸长时，拐角364按与冲头边缘361相同的曲率半径自然地倒圆。
然而，当袋膜135伸长时，存在一个问题，即应力集中到拐角364。特别地，拐角364是通过三个边缘36交汇形成的，因此，拐角364可以比冲头边缘361或厚度边缘363伸长更多。因此，相比冲头边缘361或厚度边缘363，应力可能更多地集中到拐角364。因此，袋膜135的过度伸长导致其中特定部分在裂纹出现之前变为白色的白化现象，并且最终容易出现裂纹。
因此，根据本发明的一个实施方式，如图12中所示，至少一个拐角164也是倒圆的，并且该拐角164的曲率半径大于或等于冲头边缘161和厚度边缘163中至少一者的曲率半径。
特别地，根据本发明的一个实施方式，曲率半径可以在拐角164内部变更。即，拐角164的中心部分1641的曲率半径和拐角164的外围部1642的曲率半径可以彼此不同。特别地，拐角164的中心部分1641的曲率半径可以大于拐角164的外围部1642的曲率半径。例如，第一拐角164的外围部1642的曲率半径由于相对地邻近第一冲头边缘132、第二冲头边缘134和厚度边缘163而可以与冲头边缘161和厚度边缘163中的至少一者的曲率半径相同。另一方面，第一拐角164的中心部分1641的曲率半径由于与第一冲头边缘1613、第二冲头边缘1614和厚度边缘163相对间隔开而可以大于冲头边缘161和厚度边缘164中的至少一者的曲率半径。即，拐角164的曲率半径可以不同于冲头边缘161和厚度边缘163中的至少一者的曲率半径。
因此，拐角164的曲率半径可以从拐角164的外围部1642向拐角164的中心部分1641逐渐增大。另外，由于拐角164内部的曲率半径不是恒定的而是变更的，因此拐角164的中心部分1641可以具有非球面形状，但不是精确的球面。
与冲头边缘161不同，拐角164不仅要被明确设定曲率半径，而且要被明确设定在杯部133中形成的范围。如果拐角164在杯部133中形成的范围过窄，则袋膜135更加过度伸长而导致发白或开裂。另一方面，如果拐角164在杯部133中形成的范围过宽，则杯部133的外壁138和电极组件10之间的空间17减少，因此可以增大二次电池1的相对于其体积的能量密度。因此，根据本发明的一个实施方式，如图12中所示，拐角164可以在杯部133的纵向方向lc上距厚度边缘163为2mm至3.5mm内形成，在杯部133的宽度方向wc上距厚度边缘163为2mm至3.5mm内形成，并在杯部133的厚度方向dc上距冲头边缘161为2mm至3.5mm内形成。此外，随着杯部133的深度增加，拐角164形成的范围可以逐渐变宽。
由于杯部133的拐角164是如上所述形成的，因此可以分散更多地集中到拐角164的应力，以防止发白和开裂。
图13是示出根据本发明的一个实施方式电池壳体13折叠的状态的示意图；并且
图14是示出根据本发明的一个实施方式电池壳体13折叠的状态的示意图。
当袋膜135中形成两个杯部133时，杯部133分别形成在电池壳体13的第一壳体131和第二壳体132中。在将电极组件10容纳在设置在第一壳体131的杯部133中的容纳空间1331中之后，如图13中所示，形成在两个杯部133之间的桥136在电池壳体13中折叠成使两个杯部133彼此面对。随着桥136折叠，在二次电池1的一侧处形成折叠部139。然后，可以注入电解质，并且，延伸到第一壳体131和第二壳体132的杯部133外部的侧部134可以被密封，以制造如图14中所示的袋型二次电池。
如上所述制造的根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池1可以包括：电极组件10，其中堆叠有电极101和隔膜102；以及袋型电池壳体13，其具有杯部133，该杯部将电极组件10容纳在其中，其中杯部133包括分别连接多个外壁138和底部分1332的多个冲头边缘161。至少一个冲头边缘161可以按相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，至少一个冲头边缘161可以形成为按1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。
杯部133的宽度CW和电极组件10的宽度EW之间的差异可以是2.5mm或更小，特别是1.7mm或更小。此外，电极组件10可以被容纳成使得电极101的至少一端布置成与边缘竖直线V2的竖直距离g为0.75mm(特别是0.5mm或更小)，该边缘竖直线V2穿过冲头边缘161和外壁138之间的边界点P2并且垂直于底部分1332。此外，电池壳体13可以包括：第一壳体131和第二壳体132，其至少一者上形成有杯部133；以及折叠部139，其一体地连接第一壳体131和第二壳体132。
当折叠电池壳体13以制造二次电池1时，由于桥136成为折叠部139，因此在二次电池1中，该折叠部139一体地连接第一壳体131和第二壳体132。并且桥136侧冲头边缘1611成为折叠部139侧冲头边缘1611，桥136侧外壁1381成为折叠部139侧外壁1381。
此外，在多个冲头边缘161中，将面对折叠部139的折叠部139侧外壁1381连接到底部分1332的折叠部139侧冲头边缘1611可以形成为按相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，折叠部139侧冲头边缘1611可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。此外，电极组件10可以被容纳成使电极101的至少一端布置在边缘竖直线V2和参考竖直线V3之间，边缘竖直线V2穿过冲头边缘161和外壁138之间的边界点P2并垂直于底部分1332，参考竖直线V3与边缘竖直线V2的竖直距离g为0.75mm(特别是0.5mm或更小)并垂直于底部分1332。如上所述，参考竖直线V3可以穿过冲头边缘161的曲率中心C。
图15是根据本发明的一个实施方式形成在电池壳体13中的槽1391的放大图。
根据本发明的一个实施方式，当折叠电池壳体13以制造如上所述的二次电池1时，桥136可以是折叠部139的形式。具体而言，当折叠电池壳体13，桥136的倒圆形状也可以在一定程度上展开，但桥136的痕迹留在二次电池1上，并且这些痕迹会成为折叠部139。因此，电池壳体13的桥136和折叠部139可以彼此对应。
例如，当桥136的倒圆形状未像平面一样完全展开时，折叠部139包括向二次电池1内凹陷的槽1391(如图15中所示)。在这种情况下，由于折叠部139的曲率小于桥136的曲率，因此折叠部139可以具有较大的曲率半径。
由于桥136具有弯曲表面，并且桥136侧外壁1381具有平面形状，因此变形量彼此不同。因此，当折叠电池壳体13时，桥136侧外壁1381的变形相对较多，但桥136的变形量相对较少，仅够使倒圆形状展开到一定程度。于是，当折叠电池壳体13时，如图15中所示，斜度的变化量的增加或减少是绕边界点P1切换的。即，每个边界点P1均成为一个拐点。因此，折叠部139可以形成为两个边界点P1(即，两个拐点)之间的弯曲表面。
此外，当桥136的倒圆形状未完全展开时，两个边界点P1(即，对应于两个拐点的部分)可以向外突出以形成突起。即，该突起可以形成为一对向外突出的突起部分，折叠部139(更具体而言，槽1391)插设在其间。
另选地，即使桥136的倒圆形状像平面一样完全展开，桥136与桥136侧外壁1381的边界点P1借助两条线(未示出)中的每一者与二次电池1连接，并且折叠部139形成为两条线之间的平面。
可以从二次电池1的外观在视觉上地确认折叠部139。并且如上所述，由于桥136的厚度t优选为桥136与桥136侧外壁1381的两个边界点P1之间的距离，因此折叠部139的宽度FW为两个边界点P1之间的距离。如果桥136的倒圆形状没有完全展开，则折叠部139的宽度FW是两个边界点P1(即，两个拐点)之间的距离。另选地，如果桥136的倒圆形状完全展开，则折叠部139的宽度FW是两个边界点P1(即，两条线)之间的距离。
折叠部139的宽度FW不超过桥136的长度，并可以是1mm至3.2mm，特别是1mm至1.6mm。如上所述，折叠部139的宽度FW可以直接用尺测得，但也可以用Lupe测得，或者使用3D相机或激光2D线传感器测得。即，宽度FW可以用各种方法测得而不受限制。
根据现有技术，桥336的厚度t'形成为厚的，并且折叠部339的宽度也形成为大的，因此，杯部333的外壁338和电极组件10之间的空间37也形成为大的。然而，根据本发明的一个实施方式，由于折叠部139的宽度FW可以减小，因此杯部133的外壁138和电极组件10之间的空间17也可以减小。因此，相对于二次电池1的体积的能量密度可以增大。
此外，由于在现有技术中，袋膜的可塑性低，因此突起大幅向外突出。然而，根据本发明的一个实施方式，该突起可以相对较少地突出，并且折叠部139或折叠部139侧外壁1381的平整度可以得到改善。
具体而言，槽1391的最内侧部分和突起的最外侧部分之间的距离p可以被定义为平整度。在根据现有技术的电池壳体的情况下，平整度形成为1mm或更大，甚至1.5mm。另一方面，根据本发明的一个实施方式，平整度p可以形成为0.8mm或更小，优选0.3mm或更小。因此，相对于二次电池1的体积的能量密度可以进一步增大。
图16是根据本发明的另一个实施方式的杯部133和模具边缘1621的放大示意图。
根据本发明的一个实施方式，两个成型部211在模具21上形成为彼此相邻，并且两个成型部211之间可以形成有隔壁212。因此，当形成袋膜135时，一个袋膜135中形成有两个杯部133，并且两个杯部133之间还一起形成有桥136。即，在第一壳体131和第二壳体132中的每一者中形成一个杯部133。
然而，根据本发明的另一个实施方式，模具21上仅形成有一个成型部211，并且没有隔壁。因此，当形成袋膜135时，一个袋膜135中形成有一个杯部133，并且没有桥。即，杯部133仅形成在第一壳体131中。
根据本发明的另一个实施方式，杯部133的至少一个冲头边缘161a按相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，杯部133的至少一个冲头边缘161a可以形成为按1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径倒圆。结果，由于袋膜135的可塑性得到改善，因此即使杯部133被成型得深一些(例如深度D为3mm或更大，特别是7mm或更大，更特别是10mm或更大)，基于成型有两个杯部133的情况，可以防止在杯部133的冲头边缘161a中出现裂纹。
特别地，根据本发明的另一个实施方式，如图16中所示，在多个冲头边缘161a中，将面对第二壳体132a的第二壳体132a侧外壁1381a连接到底部分1332的第二壳体132a侧冲头边缘1611可以形成为按相当于杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆。具体而言，第二壳体132a侧冲头边缘1611a可以是倒圆的，形成的曲率半径为1mm或更小，特别是0.7mm或更小。
此外，模具边缘162侧冲头边缘1612也可以在按杯部133的深度D的1/20至1/6的曲率半径进行倒圆的情况下形成。具体而言，模具边缘162侧冲头边缘1612可以形成为按1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。这里，在冲头边缘161a和外壁138的边界点P2和P4处，优选是连续的坡度。
下文中，在本发明的另一个实施方式中，将省略对与本发明的一个实施方式重叠的内容的描述。然而，这是为了便于描述，而不是为了限制权利的范围。
图17是示出根据本发明的另一实施方式电池壳体13a折叠的状态的示意图；并且图18是示出根据本发明的另一实施方式电池壳体13a折叠的状态的示意图。
外壁138具有面对杯部133的开口的上端，并且第二壳体132a、侧部134和脱气部137延伸到杯部133的外部。这里，连接外壁138的上端和第二壳体132a、侧部134或脱气部137的模具边缘162可以按相当于杯部133的深度D的1/20至1/6曲率半径进行倒圆。具体而言，模具边缘162可以形成为以1mm或更小(特别是0.7mm或更小)的曲率半径进行倒圆。
即，根据本发明的另一个实施方式，如图17中所示，电池壳体13a中没有桥，并且模具边缘1621将第一壳体131的杯部133连接到第二壳体132a。为此，模具21的边缘213可以按通过从模具边缘162减去袋膜135的厚度而得到的曲率半径进行倒圆。例如，如果袋膜135的厚度为0.2mm，则模具21的边缘213可以按0.8mm或更小(特别是0.5mm或更小)的曲率半径进行倒圆。
此外，间隙CL减小到0.5mm或更小，杯部133的外壁138a可以形成为类似于竖直状态。例如，如图16中所示，间隙CL是穿过模具边缘1621和第二壳体132a侧外壁1381a的边界点P1并垂直于底部分1332的模具边缘竖直线V4与穿过第二壳体132a侧冲头边缘1611a和第二壳体132a侧外壁1381a的边界点P2并垂直于底部分1332的边缘竖直线V2的竖直距离，该间隙CL可以是0.5mm或更小，特别是0.35mm或更小。
此外，电极组件10被容纳成使电极101的一端布置在边缘竖直线V2和参考竖直线V3之间，该参考竖直线与边缘竖直线的竖直距离为0.75mm(特别是0.5mm)，并且垂直于底部分1332。
结果，根据本发明的另一个实施方式，由于袋膜135的可塑性得到改善，因此即使杯部133被成型得深一些(例如深度D为3mm或更大，特别是7mm或更大，更特别是10mm或更大)，基于成型有两个杯部133的情况，可以防止在杯部133的冲头边缘161a和模具边缘162中出现裂纹。此外，杯部133的外壁138可以形成类似于竖直状态，从而从底部分1332的倾斜角度为90°至95°(特别是90°至93°)，在防止电极101受损坏的同时，电极组件10与杯部133的体积比可以进一步增大，因此相对于体积的能源效率也可以增大。
图19是根据本发明的另一实施方式形成在电池壳体13中的槽1391a的放大图。
根据本发明的另一实施方式，当折叠电池壳体13a以制造二次电池1a时，第二壳体132a侧模具边缘1621成为折叠部139a。具体而言，当折叠电池壳体13时，模具边缘1621的倒圆形状也可以展开，但模具边缘1621的痕迹留在二次电池1上，并且这些痕迹可以成为折叠部139a。因此，电池壳体13a的第二壳体132a侧模具边缘1621和折叠部139a相互对应。
例如，当模具边缘1621的倒圆形状未像平面一样完全展开时，折叠部139a包括向二次电池1a内凹陷的槽1391a(如图19中所示)。在这种情况下，由于折叠部139a的曲率小于模具边缘1621的曲率，因此折叠部139a可以具有较大的曲率半径。
由于模具边缘1621具有弯曲表面，并且模具边缘1621侧外壁1381a具有平面形状，因此变形量彼此不同。因此，当折叠电池壳体13时，模具边缘1621侧外壁1381a的变形相对较多，但模具边缘1621的变形量相对较少，仅够使倒圆形状展开到一定程度。于是，当折叠电池壳体13时，如图19中所示，坡度的变化量的增加或减少是绕边界点P1切换的。即，每个边界点P1均成为一个拐点。因此，折叠部139a可以形成为两个边界点P1(即，两个拐点)之间的弯曲表面。
另选地，即使模具边缘1621的倒圆形状完全展开，模具边缘1621与模具边缘1621侧外壁1381a的边界点P1和模具边缘1621与第二壳体132的边界点分别在二次电池1a中形成两条线(未示出)，并且折叠部139a形成为两条线之间的平面。
折叠部139的宽度FW不超过模具边缘1621的长度，并可以是1mm至3.2mm，特别是1mm至1.6mm。
图20是示出根据现有技术电池壳体33的脱气部337被切割之前的状态的示意俯视图。
电池壳体13的桥136折叠为形成二次电池1的一侧的折叠部139，并且折叠部139一体地连接第一壳体131和第二壳体132。然而，电池壳体13是通过拉伸袋膜135形成的，在这种情况下，不仅杯部133有限地伸长，而且杯部133的外围侧部134也整体上细微地伸长。因此，当桥136折叠时，侧部134的细微伸长部分累积起来，从而在视觉上显现，同时从折叠部139的两端向外突出。这被称为蝙蝠耳35或15。
蝙蝠耳35的尺寸根据桥336的厚度t'、间隙CL'、杯部333的冲头边缘361的曲率半径R2'、杯部333的深度D'而变更。即，桥336的厚度t'越厚，间隙CL'越大，杯部333的冲头边缘361的曲率半径R2'越大，蝙蝠耳35的尺寸就越大。然而，在现有技术中，在改进桥336的厚度t'、杯部333的边缘361的曲率半径R2'和间隙CL'方面存在限制。因此，如图20中所示，蝙蝠耳35的尺寸形成为相当得大，并且还存在减小蝙蝠耳35尺寸方面的限制。
当蝙蝠耳35的尺寸形成得大时，进一步增大二次电池3的不必要的体积。因此二次电池3的形状和尺寸的设计值和实际值中出现误差。因此，当二次电池3装配到电池模块5时(见图27)，不容易装配，而且存在一个问题，即考虑到蝙蝠耳35，二次电池3的尺寸必须从一开始就设计得小。另外，由于二次电池3的体积增大，还存在对于体积的能量密度减小的问题。
如上所述，根据本发明的一个实施方式的袋型电池壳体13可以包括：杯部133，其中设置有容纳电极组件10的容纳空间1331；以及脱气部137，其在杯部133的一侧形成为借助脱气孔H排出杯部133中产生的气体。
此外，在密封侧部134的工艺中，可以进行形成工艺和脱气工艺。具体而言，在电极组件10容纳在杯部133中之后，在电池壳体13中，包括在脱气部137中的拐角1371是开放的，并且其余的侧部134是密封的。当电池壳体13的边缘打开以形成开口时，电解质经由该开口注入电池壳体13中。
在电解质注入电池壳体13中之后，首先密封脱气部137以形成临时密封部1340。由于密封部1341是通过稍后对脱气部137的二次密封形成的，因此优选的是，在脱气部137中靠近边缘1371的位置处形成临时密封部1340。
此后，可以执行形成工艺。形成工艺(激活工艺)是最终完成充电以便二次电池1能够供电的工艺。由于形成工艺是在临时密封部1340形成之后进行的，并且电池壳体13被完全密封，通过以高填充率快速排出气体，可以在预定的工艺时间内完成二次电池的制造。
当形成工艺完成时，电池壳体13中产生气体。因此，在电池壳体13的脱气部137中冲出脱气孔H。借助脱气孔H，气体从电池壳体13的内部排出到外部。这里，虽然气体容易被排出，但注入的电解质可能会经由脱气孔H泄漏。为了防止这种情况，优选的是，在靠近临时密封部1340的位置冲出脱气孔H。当冲出脱气孔H时，进行将气体排出到电池壳体13的外部的脱气工艺。
当冲出脱气孔H时，电池壳体13的内部再次被打开，并且内部的电解质可能泄漏到外部。因此，通过二次密封杯部133和脱气部137之间的边界而形成密封部1341。这里，密封部1341形成在杯部133和脱气孔H之间，并且优选地形成在靠近杯部133的位置中。
如上所述，在进行形成工艺和脱气工艺时，必须冲出脱气孔H，并且必须进行一次密封和二次密封。此外，在大规模生产二次电池1时，需要对二次电池1的规格和质量进行集中管理。为此，可以使用包括视觉传感器41的检查装置4(见图22)对电池壳体13或二次电池1进行检查。
根据现有技术，在将电池壳体33和二次电池3整体上制造成尖锐形状方面存在限制。因此，当用视觉传感器对电池壳体33进行拍摄时，每个部件的尺寸和位置的误差都大。
具体而言，当稍后完成二次电池1的制造时，可以通过将多个二次电池1的电极引线12相互连接来制造电池模块5(见图27)。为此，形成在多个二次电池1中的所有电极引线12的位置必须是恒定的。然而，在现有技术中，由于电极101在一定程度上与杯部333的外壁338间隔开，因此在密封侧部134之前，电极组件10可能在杯部333内移动。因此，当大规模生产二次电池3时，即使杯部333的体积和电极组件10的体积都是恒定的，电极组件10的位置也会略有不同，因此电极引线12的位置也略有不同。因此，需要使用检测装置4准确测量电极引线12的位置。
此外，为了在正确的位置处以正确的尺寸冲出脱气孔H，并在正确的位置处以正确的尺寸进行一次密封和二次密封，必须准确测量脱气部137的位置。此外，为了有效地管理多个二次电池1的整体质量，必须准确地测量电池壳体13或二次电池1的各个部件(例如侧部134、折叠部139和从电池壳体13突出的绝缘部14)的位置，并且必须进一步准确测量杯部133之间的宽度。
为了测量部件的位置，需要设定特定的参考线并测量从参考线到待测部件的竖直距离。例如，当电极组件10经常在杯部333内移动(一般而言，在基于图20中所示的条形图的左右方向上移动)时，即朝折叠部339和脱气部337的方向移动。因此，为了测量电极引线12的位置，测量了电极引线12的左边缘或右边缘的位置，并且为了测量与左边缘或右边缘的竖直距离，建立了与左边缘或右边缘平行的参考。
然而，在现有技术中，杯部333的外壁338没有形成类似于竖直状态，并且杯部333的冲头边缘361的曲率半径R2'也很大。因此，当用视觉传感器41对电池壳体33进行拍摄时，杯部333的冲头边缘361不能清晰地显现在图像中(如图20中所示)。因此，不能基于杯部333的冲头边缘361来测量部件的位置并将靠近冲头边缘361的蝙蝠耳35设定为参考，或者用户手动设定杯部333的冲头边缘361作为参考。
然而，由于蝙蝠耳35是在杯部133的外围侧部134也整体略伸长的状态下通过折叠桥136形成的，因此多个二次电池1中的每一者的蝙蝠耳35的尺寸略有不同。那么，即使在用视觉传感器测量部件的位置时，由于作为参考的蝙蝠耳35的尺寸不同，因此二次电池3之间的部件的位置的偏差也会增大，使得难以进行质量控制。
特别地，即使通过用视觉传感器拍摄电池壳33来测量电极引线12的位置，电极引线12的位置也略有不同，因此，当连接电极引线12以制造电池模块5时，存在不容易连接的问题。此外，为了制造电池模块5，当多个二次电池1依次堆叠或对准在一条线上时，杯部333的位置不正确，因此也存在着多个二次电池1的对准度降低的问题。
在通过将二次电池3容纳在单独的外壳51中来制造电池模块5的情况下(见图27)，当测量值的偏差大时，设计外壳51时的设计公差被设定得不必要得大，因此还存在与电池模块5的体积相比能量密度也减小的问题。
图21是示出根据本发明的一个实施方式，电池壳体13的脱气部137被切割之前的状态的示意俯视图；并且图22是根据本发明的一个实施方式的检查装置4的框图。
根据本发明的一个实施方式，如图21中所示，由于袋膜135的可塑性得到改善，桥136的厚度t形成得较薄，杯部133的边缘1611的曲率半径R2和间隙CL可以形成为较小，并且蝙蝠耳15的尺寸可以减小得更多。因此，二次电池1可以容易地装配到电池模块5中，并且二次电池1的不必要的体积减少，因此相对于体积的能量密度可以增大。
此外，根据本发明的一个实施方式，如图21中所示，由于杯部133的冲头边缘1611清晰地显现在拍摄的电池壳体13的图像中，因此检查装置4可以自动将杯部133的冲头边缘161设定为参考线ST，可以基于杯部133的冲头边缘161准确地测量与电池壳体13或二次电池1的各个部件的距离，并且进一步，甚至可以准确地测量杯部133之间的宽度CW。因此，可以准确地测量电池壳体13或二次电池1的部件的位置，以减小测量值的误差，并减小二次电池1之间的偏差。
为此，根据本发明的一个实施方式的电池壳体13或二次电池1的检查装置4包括：视觉传感器41，其拍摄电池壳体13，以获取电池壳体13或二次电池1的图像；轮廓提取部421，其从图像中提取电池壳体13或二次电池1的部件的轮廓；图像分析部422，其分析图像，以检测对应于杯部133的冲头边缘161的轮廓，该杯部133中设置有容纳电池壳体13中的电极组件10的容纳空间1331；参考线设定部423，其将对应于冲头边缘161的轮廓设定为参考线ST；以及距离计算部424，其计算从参考线ST到部件的距离。
此外，根据本发明的一个实施方式的电池壳体13或二次电池1的检查方法包括：拍摄电池壳体13以获取电池壳体13或二次电池1的图像的过程；借助轮廓提取部421从图像提取电池壳体13或二次电池1的部件的轮廓的过程；分析图像以检测对应于杯部133的冲头边缘161的轮廓的过程，在该杯部133中设置有容纳电池壳体13中的电极组件10的容纳空间1331；将对应于冲头边缘161的轮廓设定为参考线ST的过程；以及计算从参考线ST到部件的距离的过程。
具体而言，检查装置4包括视觉传感器41和控制器42(如图22中所示)。另外，上述部件可以相互连接以经由总线(未示出)相互通信。设置在控制器42中的所有部件可以借助至少一个接口或适配器连接到总线，或者可以直接连接到总线。此外，除了上述部件外，该总线还可以与其它子系统连接。该总线包括存储器总线、存储器控制器、外围总线和本地总线。
视觉传感器41通过拍摄特定区域以接收特定区域的图像信号来获取图像。为此，一般而言，视觉传感器41包括成像装置，例如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。特别地，在根据本发明的一个实施方式的视觉传感器41中，在电池壳体13的桥136折叠后，拍摄电池壳体13以获取电池壳体13或二次电池1的每个部件的图像。这里，这些部件包括上述的杯部133、脱气部137、电极引线12、蝙蝠耳15、侧部134、折叠部139和绝缘部14。然后，脱气部137稍后被切割，以完成二次电池1的制造。因此，如果在切割脱气部137之前，视觉传感器41拍摄电池壳体13，则可以获取电池壳体13和电极引线12的图像，并且如果在切割脱气部137之后拍摄电池壳体13，则可以获取二次电池1的图像。
控制器42接收由视觉传感器41获取的图像信号，以从图像信号识别电池壳体13或二次电池1的每个部件的位置。控制器42包括轮廓提取部421、图像分析部422、参考线设定部423以及距离计算部424。优选使用中央处理单元(CPU)、微型控制单元(MCU)或数字信号处理器(DSP)作为控制器42，但不限于此。例如，可以使用各种逻辑运算处理器。
轮廓提取部421从接收的来自视觉传感器41的图像提取电池壳体13或二次电池1的每个部件的轮廓。这里，轮廓提取部421可以提取显现在图像中的所有部件的轮廓，但不限于此，并且可以在图像的一部分中设定关注区域(ROI)，并且也可以只提取显现在ROI内的部件的轮廓。为了提取轮廓，首先要提取关于图像像素的信息，为此，可以使用通常使用的梯度公式。借助提取的像素信息，电池壳体13和电极导线12的轮廓被揭示出来。
根据本发明的一个实施方式，杯部133的冲头边缘161的曲率半径R2和间隙CL可以形成得较小，并且由于杯部133的外壁138形成类似于竖直状态，因此图像中对应于杯部133的冲头边缘161的像素信息的梯度大。因此，由于轮廓和背景之间的边界是清晰的，因此可以清晰地提取与杯部133的冲头边缘161相对应的轮廓。
图像分析部422分析图像并检测对应于电池壳体13中的杯部133的冲头边缘161的轮廓。为此，图像分析部422将预先存储的杯部133的冲头边缘161的参考轮廓信息与提取的轮廓信息进行匹配，以检测对应于杯部133的冲头边缘161的轮廓。在这种情况下，图像分析部422可以使用模板匹配技术匹配两个信息。
参考线设定部423可以将对应于冲头边缘161的轮廓设定为参考线ST。由于杯部133包括多个冲头边缘161，因此也提取了多个对应于冲头边缘161的轮廓。这里，为了准确地测量电池壳体13或二次电池1的各个部件的位置，参考线设定部423可以优选地将与多个冲头边缘161中的最接近待测部件的冲头边缘161对应的轮廓设定为参考线ST。此外，如上所述，由于部件的位置必须测量与参考线ST的竖直距离，因此参考线设定部423可以将多个冲头边缘161中的与待测部件的边缘平行的冲头边缘161对应的轮廓设定为参考线ST。
例如，为了冲出脱气孔H并进行一次密封和二次密封，检查装置4可能需要测量脱气部137的位置。在这种情况下，参考线设定部423可以将多个冲头边缘161中与靠近脱气部137并且与包括在脱气部137中的边缘1371平行的模具边缘162侧冲头边缘1612对应的轮廓设定为参考线ST。
例如，为了检查电极引线12的位置是否都是恒定的，检查装置4可能必须测量电极引线12的位置。在这种情况下，参考线设定部423可以将与多个冲头边缘161中的折叠部139侧冲头边缘1611对应的电极引线12侧轮廓设定为参考线ST，该折叠部139侧冲头边缘1611靠近电极引线12且与电极引线12的左右边缘平行。
此外，为了测量杯部133之间的宽度，参考线设定部423可以将多个冲头边缘161中对应于杯部133的宽度的边界的两个冲头边缘161的轮廓中的一个轮廓设定为参考线ST。
即，只要参考线设定部423准确地测量电池壳体13或二次电池1的各个部件的位置，参考线设定部423就可以无限制地设定各种轮廓作为参考线ST。
距离计算部424计算图像中从参考线ST到电池壳体13或二次电池1的各个部件的距离。例如，如果对应于模具边缘162侧冲头边缘1612的轮廓被设定为参考线ST，则距离计算部424可以计算从参考线ST到脱气部137中包括的边缘的距离。另选地，如果对应于折叠部139侧冲头边缘1611的轮廓被设定为参考线ST，则距离计算部424可以计算从参考线ST到电极引线12的一个边缘的距离，并且还计算到对应于模具边缘162侧冲头边缘1612的轮廓的距离。
距离计算部424可以使用关于图像中的像素数和预先存储的实际距离之间的关系的信息。即，在图像中，距离计算部424可以将从参考线ST到每个部件的距离计数为像素数，然后通过使用预先存储的图像中的像素数与实际距离之间的关系的信息来计算与所计数的像素数相对应的实际距离。
检查装置4可以进一步包括存储部44。存储部44存储用于处理和控制检查装置4的操作的程序，并且存储在每个程序的执行期间产生的各种数据或接收信号。特别地，可以存储关于电池壳体13的参考信息，以便图像分析部422检测对应于杯部133的冲头边缘1611的轮廓。这里，关于电池壳体13的参考信息包括：关于杯部133的冲头边缘1611的参考轮廓信息；以及关于与电池壳体13或二次电池1的部件的距离的参考信息。这可以由用户直接存储在存储部44中，或者检查装置4可以通过重复学习产生并存储参考信息。此外，存储部44可以存储关于图像中的像素数和实际距离之间的关系的信息，以便距离计算部424计算从参考线ST到每个部件的实际距离。此外，还可以存储待检查的电池壳体13的检查结果信息。该存储部44可以嵌入检查装置4中，但也可以作为单独的存储服务器提供。存储部44包括非易失性存储装置和易失性存储装置。非易失性存储装置可以是NAND闪存，其体积小，重量轻，可抵抗外部冲击，并且易失性存储装置可以是DDR SDRAM。
控制器42可以进一步包括用于确定待检查的电池壳体13是否有缺陷的缺陷确定部425。缺陷确定部425可以将存储在存储部44中的关于电池壳体13的参考信息与待检查的电池壳体13的检查结果信息进行比较。另外，如果检查结果信息包括在参考信息的误差范围内，则确定电池壳体13是正常的。然而，如果检查结果信息超出参考信息的误差范围，则确定电池壳体13是有缺陷的。
检查装置4可以进一步包括用于接收和显示图像信号的显示部43。显示部43接收图像的信号并将图像显示给用户。此外，当轮廓提取部421提取电池壳体13的轮廓时，该轮廓可以显示在图像上，以便用户借助显示部43检查该轮廓。显示部43可以使用各种方法，如液晶显示器(LCD)、有机液晶显示器(OLED)、阴极射线管(CRT)和等离子显示板(PDP)。此外，显示部43借助视频接口连接到总线，并且显示部43和总线之间的数据传输可以由图形控制器控制。
检查装置4可以进一步包括警报部45，该警报部45在缺陷确定部425确定电池壳体13有缺陷时产生警报。当产生警报时，优选产生声音或视觉警报(例如点亮灯或发出警告声)，以便用户直观地了解。
目前为止描述的视觉传感器41、控制器42、存储部44和显示部43的每个部件均可以用软件(例如任务、类、子程序、进程、对象、执行线程和程序)实现，这些软件在存储器中的预定区域中进行；或者用硬件(例如现场可编程门阵列(FPGA)或特定应用集成电路(ASIC))实施；或者可以用软件和硬件的组合实施。这些部件可以包括在计算机可读存储介质中，或者这些部件的一部分可以分散和分布在多个计算机中。
此外，每个块均可以代表模块、段或代码的一部分，其包括一个或多个用于执行指定逻辑功能的可执行指令。另外，在一些另选实现中，块中提到的功能也可以不按顺序发生。例如，可以实际上在同一时间执行连续示出的两个块，并且可以有时根据相应的功能以相反的顺序执行这些块。
当使用根据本发明的一个实施方式的检查装置4时，由于清晰地显示出杯部133的冲头边缘1611，因此检查装置4可以自动地将杯部133的冲头边缘161设定为参考线ST，并基于杯部133的冲头边缘1611准确地测量与电池壳体13的各个部件的距离。例如，可以测量脱气部137的尺寸和位置，甚至在二次电池1的制造完成后，可以准确地辨识杯部133、电极导线12、蝙蝠耳15和侧部134、折叠部139以及绝缘部14的尺寸和位置。因此，可以很容易地确定二次电池1是否有缺陷，即使二次电池1是大规模生产的，其规格和质量也可以得到有效的集中管理。
特别地，由于准确测得电极引线12的位置，当连接电极引线12以制造电池模块5时，可以很容易地将部件相互连接。此外，准确地测得杯部333的位置，因此当依次将多个二次电池1堆叠或对准在一条线上以制造电池模块5时，可以改善多个二次电池1的对准度。
图23是示出根据本发明的一个实施方式电池壳体13的脱气部被切割以完全制造成二次电池1的状态的示意图。
在二次密封电池壳体13以形成密封部1341之后，通过在密封部1341的外部设定切割线CT来切割脱气部137。因此，如图23中所示，脱气部137的长度可以缩短，并且二次电池1的体积可以减小。通过以上工艺，完成袋型二次电池1的制造。
在切割脱气部137后余下的侧部134中，电极引线12没有形成为在多个侧部134中突出。然而，如果侧部134在密封后保持原样，则二次电池1的整体体积增加。因此，为了减少相对于体积的能量密度，期望的是折叠侧部134。
如图23中所示，侧部134可以包括密封部1341和非密封部1342。密封部1341是布置在相对外部的密封区域，而非密封部1342是布置在相对内部的非密封区域。
具体而言，当密封部1341由电池壳体13的二次密封形成时，密封部1341不直接与杯部133连接，而是可以形成为在一定程度上间隔开。当密封侧部134时，使用单独的密封工具(未示出)对侧部134施加热和压力。然而，如果在密封工具与杯部133紧密接触的情况下密封侧部134，则布置在侧部134内部的密封剂层1351部分熔融，从而朝电极组件10泄漏，从而污染电极组件10。此外，密封工具的热量可能传递到电极组件10，从而损坏电极组件10。因此，优选的是，在密封工具与杯部133间隔开一定程度的状态下密封侧部134。然后，由密封工具密封的部分成为密封部1341，并且由于密封工具与杯部133间隔开而未被密封的部分成为非密封部1342。
图24是示出根据现有技术侧部334折叠的状态的示意侧视图；并且图25是示出根据现有技术侧部334折叠的状态的示意俯视图。
在现有技术中，当折叠侧部334时，存在的问题在于，侧部334没被固定，并以预定的角度再次展开。具体而言，如上所述，袋膜135是通过堆叠密封剂层1351、防潮层1352、拉伸辅助层1354和表面保护层1353形成的。其中，由于密封剂层1351包括第一聚合物(特别是聚丙烯(PP))，柔性和弹性都好。因此，当折叠侧部134时，用于恢复到原始状态的恢复力大。另一方面，由于防潮层1352是由金属(特别是铝合金)制成的，在折叠侧部334后，超过了弹性变形的极限，因此用于维持折叠状态的保持力大。
然而，在根据现有技术的袋膜中，防潮层的厚度为约30μm至50μm，并且密封剂层的厚度为约60μm至100μm。即，防潮层的厚度形成为比密封剂层的厚度要薄得多。因此，恢复力大于保持力，因此，侧部334没被固定并以预定的角度再次展开。那么，就存在一个问题，即由于侧部334，二次电池3的不必要的体积增大。
为了解决这个问题，如图24和图25中所示，侧部334单独附接有胶带38。特别地，胶带38一起附接到侧部334和杯部333的底部3332的外表面，以将侧部334固定到杯部333，从而防止侧面再次被展开。然而，在这种情况下，如图24所示，存在的问题在于，由于胶带38本身的厚度，二次电池3的整体厚度增加。此外，在折叠侧部334的工艺之后，需要附接胶带38的附加工艺，该工艺需要大量的时间来增加工艺的数量，并且劣化了二次电池3的制造产量。
当进行脱气工艺时，由于气体从电池壳体13的内部向外部排出，杯部133的内部压力降低。在现有技术中，电极组件10布置成在一定程度上与杯部333的外壁338间隔开。因此，为了减少杯部333的外壁338和电极组件10之间的空间37的体积，同时减少杯部333的内部压力，杯部333的外壁338或底部分3332可以变形。特别地，如图24中所示，由于二次电池3的折叠部侧外壁338向内凹陷，可能会出现边缘高的现象，即杯部333的折叠部339侧冲头边缘361向外突出而增大高度。由于这种边缘高的现象，二次电池3的不必要的厚度增加，因此，存在相对于体积的能量密度减小的问题。此外，由于杯部333的折叠部339侧外壁338变形，二次电池3的外观不雅致，因此存在适销性也降低的问题。此外，还存在的问题在于，由于边缘高的现象，蝙蝠耳15的尺寸进一步增大，并且形状突出。
图26是示出根据本发明的一个实施方式，侧部134折叠的状态的示意侧视图。
根据本发明的一个实施方式，在袋膜135中，由于防潮层1352具有50μm至70μm的厚度，并且密封剂层1351具有70μm至100μm的厚度，因此防潮层1352的厚度变得比现有技术中更厚。因此，由于当折叠侧部134时，保持力进一步增大，因此能够防止侧部134再次被展开，而不需要与之附接的单独的胶带38。
为此，根据本发明的一个实施方式的二次电池1包括：电极组件10，其通过堆叠电极101和隔膜102而形成；以及袋型电池壳体13，其具有用于将电极组件10容纳在其中的杯部133。袋型电池壳体13包括从杯部133向外延伸的侧部134，并且该侧部134包括：密封部1344，其通过布置在相对外部而被密封；以及非密封部1345，其布置在相对内部且没被密封。因此，侧部134不粘附到杯部133，并在非密封部1345处折叠。
即，如图26中所示，在侧部134朝二次电池1中的杯部133折叠后，侧部134不粘附到杯部133，同时维持折叠状态，因此没有展开。在这种情况下，侧部134可以按85°至95°的角度折叠，特别是按88°至92°的角度折叠。此外，侧部134可以在与杯部133相邻的位置处折叠，以便侧部134与杯部133的外壁138接触。特别地，如上所述，侧部134可以包括：密封部1341，其布置在相对外部并因此被密封；以及非密封部1342，其布置在相对内部从而没被密封。另外，当折叠侧部134时，优选的是，相对靠近杯部133的非密封部1342被折叠。因此，可以进一步减少二次电池1的不必要的体积。然而，即使在这种情况下，侧部134和杯部133也不会相互粘附，并且侧部134的保持力增大以维持折叠状态。
当袋膜135上形成有两个杯部133时，杯部133的深度D可能比形成一个杯部133时更浅。这是因为，如上所述，不仅杯部133密集地伸长，而且杯部133的外围侧部134也整体上细微地伸长。然而，如果侧部134的宽度长于杯部133的深度D，则当侧部134仅被折叠一次时，侧部134的外端1343可能比杯部133的底部分1332进一步向外突出。
因此，如果袋膜135上形成有两个杯部133，则可以使用如图26中所示的将侧部134折叠两次的双侧折叠(DSF)方法。具体而言，侧部134可以包括第一折叠部1344和第二折叠部1345。第一折叠部1344是在相对靠近外端1343的位置处折叠的部分，并且第二折叠部1345是在相对靠近杯部133的位置折叠的部分。因此，在基于第一折叠部1344对侧部134进行第一次折叠后，可以基于第二折叠部1345对侧部134进行第二次折叠。在这种情况下，第一折叠部1344可以布置在侧部134处的密封部1341上，并且第二折叠部1345可以布置在侧部134处的非密封部1342上。此外，侧部134在第一折叠部1344中可以按170°至180°的角度(特别是180°的角度)折叠。此外，第二折叠部1345可以按85°至95°(特别是88°至92°)的角度折叠。因此，可以防止侧部134的外端1343比杯部133的底部1332进一步向外突出。
根据本发明的一个实施方式，由于电极组件10可以非常靠近杯部133的外壁138布置，因此杯部133的不必要的体积减小。因此，即使通过进行脱气工艺降低杯部133的内部压力，也可以防止杯部133的外壁138或底部分1332变形。即，如图26中所示，可以防止边缘高的现象发生，因此相对于体积的能量密度可能不会减小。
图27是根据本发明的一个实施方式的电池模块5的示意图。
由于中型和大型电子装置(例如汽车)需要有大的输出，因此需要许多二次电池1。为了方便移动和安装这些二次电池1，可以制造电池模块5。当多个二次电池1安装在电池模块5中时，可以向外部稳定地供电。
为了在二次电池1的电极组件10中产生电力，电极101和电解质之间发生化学反应，并且在此工艺中产生热。然而，当环境温度因热而过度升高时，就会出现安装有二次电池1的电动装置的电路中出现故障或者电动装置的寿命缩短的问题。因此，电池模块5包括用于冷却二次电池1的冷却系统。该冷却系统大体上分类为：利用冷却水对二次电池进行冷却的水冷却型；以及利用空气对二次电池进行冷却的空气冷却型。其中，水冷却型冷却系统的冷却效率高于空气冷却型冷却系统，因此应用更为广泛。
冷却系统包括直接冷却二次电池1的冷却板，并且冷却板内部形成单独的流路，使冷却水流动。另外，随着通道厚度和长度增大，表面积可以增大，以提高冷却效率。
为了制造电池模块5，首先，制造多个二次电池1，然后将二次电池1相互连接并容纳在外壳51中。在这种情况下，二次电池1可以对准在一条线上并堆叠。如图27中所示，当二次电池1容纳在外壳51中时，二次电池1的长边可以面朝下，并且在外壳51的底表面上可以形成有冷却板(未示出)。因此，通过从二次电池1的长边冷却该冷却板可以提高冷却效率。
二次电池1的一侧形成通过折叠桥136而形成的折叠部139，并且另一侧形成侧部134，该侧部是在切割脱气部137后余下的区域。然而，如果冷却板从二次电池1的多个表面中形成侧部134的那一侧冷却，则冷却板和电极组件10之间的距离会因侧部134而增大，从而使冷却效率劣化。因此，优选的是从二次电池1的长边表面中形成折叠部139的那一侧来冷却所述冷却板。为此，当二次电池1容纳在外壳51中时，可以在朝向冷却板的方向上(即向下)容纳折叠部139。
图28是示出根据现有技术二次电池3容纳在电池模块5的外壳51中的状态的放大前视图，并且图29是示出根据现有技术二次电池3容纳在电池模块5的外壳51中的状态的放大侧视图。
如上所述，在现有技术中，减小蝙蝠耳35的尺寸存在限制。特别地，在将杯部333的深度D'形成得足够深(例如，6.5mm或更大)的同时，将蝙蝠耳35的尺寸减小到一定值(例如，1.5mm)或更小是有限的。
此外，在现有技术中，形成在折叠部339和蝙蝠耳35的内边缘35a之间的角度θ'形成为小于151度。
这里，角度θ'可以是指由对应于折叠部339的虚拟第一线L1和对应于蝙蝠耳35的内边缘35a的虚拟第二线L2形成的角度。特别地，第一线L1和第二线L2可以通过图像分析而确定。例如，第一线L1和第二线L2可以通过连接视觉装置中的关注区域(ROI)内辨识的多个边缘点来提取。因此，即使当折叠部339或蝙蝠耳35的内边缘35a部分弯折或弯曲时，第一线L1和第二线L2可以被清晰地定义。由于图像分析是众所周知的技术，将省略其详细描述。
因此，如图28中所示，当二次电池3容纳在外壳51中时，外壳51和折叠部339借助蝙蝠耳35彼此隔开大的间隙d'(例如，大于1.5mm)。因此，间隙d'可能会干扰冷却板的冷却，并因此冷却效率可能会降低。为了解决此问题，将传热材料52注入二次电池1的冷却板和折叠部339之间的空间中，从而冷却板经由传热材料52冷却折叠部139。例如，传热材料52可以是导热油脂。
然而，如果蝙蝠耳15的尺寸大，则由于必须注入大量的传热材料52，成本增加，并且由于冷却板与折叠部139之间的间隙d'大，冷却效率仍然较低。
此外，当借助脱气孔H进行脱气工艺时，如图29中所示，在电池壳体33的内部压力降低的同时，电池壳体33的折叠部339与电极组件10紧密接触。然而，在现有技术中，在减小间隙CL'方面存在限制，并且折叠部339的宽度也形成得大。因此，杯部333的外壁338和电极组件10之间的空间37形成得大，存在相对于二次电池3的体积的能量密度减小的问题。此外，由于电极组件10与导热油脂52分离的距离也增大，因此存在冷却效率进一步降低的问题。
图30是示出根据本发明的一个实施方式二次电池1容纳在电池模块的外壳51中的状态的放大前视图，并且图31是示出根据本发明的一个实施方式二次电池1容纳在电池模块的外壳51中的状态的放大侧视图。
根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池1包括：电极组件10，在该电极组件中堆叠有电极101和隔膜102；以及袋型电池壳体13，其具有将电极组件10容纳在其中的杯部133，其中电池壳体13包括：第一壳体131和第二壳体132，其中杯部133形成在第一壳体和第二壳体中的至少一者中；折叠部139，其用于将第一壳体131与第二壳体132一体地连接；以及蝙蝠耳15，其从折叠部139的两端的一部分向外突出，其中蝙蝠耳15的长度d为1.5mm或更小。
此外，折叠部139和蝙蝠耳15的内边缘15a之间的角度θ可以形成为大于151度。另外，该角度θ可以为180度或更小。另外，当角度θ为180度时，其可以是指不存在蝙蝠耳15的状态。
这里，角度θ可以是指由对应于折叠部139的虚拟第一线L1和对应于蝙蝠耳15的内边缘15a的虚拟第二线L2形成的角度。对第一线L1和第二线L2的描述将根据以上描述得出。根据本发明的一个实施方式的电池模块5包括：袋型二次电池，其中电极组件10容纳在形成在袋型电池壳体13中的杯部133中，该电极组件中堆叠有电极101和隔膜102；以及外壳51，其中二次电池1容纳在该外壳中，其中电池壳体13包括：第一壳体131和第二壳体132，其中杯部133形成于第一壳体和第二壳体中；折叠部139，其用于将第一壳体131与第二壳体132一体地连接；以及蝙蝠耳15，其从折叠部139的两端的一部分向外突出，其中蝙蝠耳15的长度d为1.5mm或更小。
如上所述，蝙蝠耳15形成为通过折叠桥136而从折叠部139的两端的一部分向外突出。根据本发明的一个实施方式，这种蝙蝠耳15的长度可以是1.5mm或更小，特别是1mm或更小。蝙蝠耳15的长度可以是从折叠部139侧外壁1381到蝙蝠耳15的最外侧端测量的长度。在这种情况下，如上所述，由于间隙CL，折叠部139侧外壁1381可以与底部分1332具有90°至95°的倾斜角。当考虑到这一点时，作为测量蝙蝠耳的一个实施例，蝙蝠耳15的长度可以是从折叠部139侧外壁1381的最外侧突出部分到蝙蝠耳15的最外侧端测量的长度。
蝙蝠耳15的长度可以用尺子或游标卡尺以与二次电池1直接接触的方式测量，或者可以用激光位移传感器或视觉传感器以非接触方式测量。
如上所述，描述了作为实施例的测量蝙蝠耳长度的方法，只有该方法限于以上测量方法的情况不包括在本发明的范围内。只要属于权利要求的范围和本发明的精神，该蝙蝠耳的长度就可以是本发明意义内的蝙蝠耳的长度。
根据本发明的一个实施方式，由于袋膜135的可塑性得到改善，桥136的厚度t形成为较薄，并且杯部133的边缘1611的曲率半径R2和间隙CL可以形成为较小。
因此，在将杯部133的深度D成型为3mm或更大(特别是6.5mm或更大)的同时，蝙蝠耳15的长度d也可以进一步减小到1.5mm或更小，特别是1mm或更小。因此，如图30中所示，外壳51和折叠部139之间的间隔d可以变窄到1.5mm或更小。因此，外壳51内部的传热材料52的厚度可以是1.5mm或更小，从而可以进一步减少导热油脂52的注入量以降低成本并提高冷却效率。
此外，如图31中所示，可以使间隙CL可以更小，并且可以使折叠部139的宽度FW更小。因此，杯部133的外壁138和电极组件10之间的空间17减小，因此，相对于二次电池1的体积的能量密度可以增大。此外，由于电极组件10和导热油脂52之间的距离也减小，冷却效率可以得到进一步提高。
本发明涉及的技术领域的普通技术人员将理解，本发明可以在不改变技术思想或基本特征的情况下以其它具体形式实施。因此，以上公开的实施方式应被视为说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求而不是前面的描述和其中描述的示范性实施方式来限定的。在本发明的权利要求的同等的意义内以及在权利要求内所作的各种变型将被视为在本发明的范围内。
附图标记描述
1：二次电池 2：成型装置
3：根据现有技术的二次电池 4：检查装置
5：电极模块 10：电极组件
11：电极接头 12：电极引线
13：电池壳体 14：绝缘部
15：蝙蝠耳 16：边缘
17：空间 21：模具
22：冲头 33：根据现有技术的电池壳体
35：根据现有技术的蝙蝠耳 36：根据现有技术的边缘
37：根据现有技术的空间 38：根据现有技术的胶带
41：视觉传感器 42：控制器
43：显示部 44：存储部
45：警报部 51：外壳
52：导热油脂 101：电极
102：隔膜 111：正极接头
112：负极接头 121：正极引线
122：负极引线 131：第一壳体
132：第二壳体 133：杯部
134：侧部 135：袋膜
136：桥 137：脱气部
138：外壁 139：折叠部
161：冲头边缘 162：模具边缘
163：厚度边缘 164：拐角
211：成型部 212：隔壁
213：模具边缘 221：冲头的边缘
333：根据现有技术的杯部 334：根据现有技术的侧部
336：根据现有技术的桥 337：根据现有技术的脱气部
338：根据现有技术的外壁 339：根据现有技术的折叠部
361：根据现有技术的冲头边缘362：根据现有技术的模具边缘
421：轮廓提取部 422：图像分析部
423：参考线设定部 424：距离计算部
425：缺陷确定部 1021：外围部
1331：容纳空间 1332：底部分
1333：外壁 1340：临时密封部
1341：密封部 1342：非密封部
1343：外端 1344：第一折叠部
1345：第二折叠部 1351：密封剂层
1352：防潮层 1353：表面保护层
1354：拉伸辅助层 1371：边缘
1381：桥侧外壁 1382：脱气部侧外壁
1391：槽 1611：桥侧冲头边缘
1612：脱气部侧冲头边缘 1613：第一冲头边缘
1614：第二冲头边缘