二次电池和包括该二次电池的装置的制作方法

相关申请的交叉引用本技术要求于2020年9月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0127296的权益，该韩国专利申请的全部内容通过参引并入本文中。本公开涉及二次电池和包括该二次电池的装置，并且更特别地，涉及具有改进的安全性的二次电池和包括该二次电池的装置。

背景技术：

1、近年来，由于化石燃料的消耗导致能源价格上涨，以及人们对环境污染越来越关注，对环境友好的替代性能源的需求必然在未来生活中起重要作用。因此，对用于产生诸如核能、太阳能、风能和潮汐能等各种类型能源的技术的研究正在进行中，而且用于更有效地利用所产生能源的能源储存设备也引起人们相当大的注意。

2、特别地，随着技术发展和对移动装置的需求增加，对作为能源的电池的需求迅速增加，并且因此，已经对满足各种需求的电池进行了大量研究。

3、通常，对具有诸如高的能量密度、放电电压、输出稳定性等优点的锂二次电池、比如锂离子电池或锂离子聚合物电池的需求很高。

4、二次电池可以基于电极组件的结构分类，电极组件具有正极和负极以在正极与负极之间插置有分隔件的状态下堆叠的结构。典型地，可能会提到例如卷绕型电极组件和堆叠型电极组件，卷绕型电极组件具有下述结构：在该结构中，长片的正极和负极以在正极与负极之间插置有分隔件的的状态下卷绕，堆叠型电极组件具有下述结构：在该结构中，以一定尺寸单元切割的多个正极和负极以在正极与负极之间插置有分隔件的状态下依次堆叠等。近年来，为了解决由卷绕型电极组件和堆叠型电极组件造成的问题，已经开发了堆叠/折叠型电极组件，堆叠/折叠型电极组件是卷绕型电极组件和堆叠型电极组件的组合，其具有下述结构：在该结构中，以预定单位的正极和负极堆叠的单元电池在已经被放置在分隔膜上的状态下依次卷绕，其中在正极与负极之间插置有分隔件。

5、此外，基于电池盒的形状，二次电池被分类为：圆柱形电池，其中电极组件内置在圆柱形盒中；棱柱形电池，其中电极组件内置在棱柱形罐中；以及袋型电池，其中电极组件内置在铝层压片材的袋型盒中。

6、同时，二次电池包括例如镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。其中，锂二次电池相比于镍基二次电池具有的优势在于，锂二次电池具有更小的记忆效应、可以自由地进行充电和放电、具有非常低的自放电率、高的运行电压以及高的每单位重量能量密度，并且因此，锂二次电池被广泛用于先进的电子装置领域。

7、然而，当锂二次电池暴露于高温时，或者当由于过充电、外部短路、钉子穿透、局部挤压等导致在短时间内流过大量电流时，电池由于产生的红外(ir)热而被加热，导致电池可能爆炸。换言之，当电池的压力或温度升高时，活性材料的分解反应以及许多副反应进行，由此电池的温度急剧升高，这又加速了电解液与电极之间的反应。最终，发生热失控现象，其中电池的温度迅速升高，并且当温度升高到一定水平以上时，电池可能着火，并且锂二次电池由于电池的内部压力增加而爆炸。

8、因此，当锂二次电池处于异常运行状态、比如高温或高压下时，正在讨论各种方法以有效地控制这种情况。作为确保安全性的努力的一部分，存在在电池单元外部安装元件的方法和在电池单元内部使用材料的方法，其中，利用电池内部压力变化的安全通气口对应于前者。

9、图1是示出了常规的圆柱形二次电池的上部部分的横截面的局部横截面图。

10、参照图1，电极组件20可以容纳在圆柱形盒30中，并且在圆柱形盒30的敞开的上部部分上可以安装有盖组件40以制造圆柱形二次电池10。

11、电极组件20可以是卷绕有第一电极21、第二电极22和分隔件23的卷绕型电极组件。

12、盖组件40可以包括上端部盖41、用于内部压降的安全通气口42和电流中断装置(cid)43。上端部盖41和安全通气口42可以形成彼此紧密接触的结构，并且安全通气口42可以形成与电流中断装置43的中央部分连接的结构。从第一电极21突出的第一电极接片21t可以连接至电流中断装置43的下端部部分。此处，第一电极21可以是正极，并且第一电极接片21t可以是正极接片。

13、如上所述，上端部盖41可以直接地或间接地连接至安全通气口42、电流中断装置43和第一电极接片21t以电连接至电极组件20，从而可以用作电极端子。

14、同时，可以设置用于在盖组件40与圆柱形盒30之间密封的垫圈70和用于包裹电流中断装置43的边缘的cid垫圈80。

15、图2是图示了当图1的圆柱形二次电池的内部压力增加时的状态的局部横截面图。

16、参照图2，当圆柱形二次电池10暴露于高温或处于异常运行状态下而内部压力增加时，电流中断装置43被分开以中断电流。具体地，电流中断装置43被分为连接至安全通气口42的部分43a和连接至第一电极接片21t的部分43b，使得用作电极端子的上端部盖41与第一电极接片21t之间的电流被中断。

17、然而，如图2中所示，当安全通气口42的形状不完全地反转或当外部压力较强时，电流中断装置43的两个部分43a和43b可能没有完全地分开并且可以保持接触。在这种情况下，由于电流没有被中断，所以发生过充电和过放电，并且温度升高气体继续产生，这可能最终导致圆柱形二次电池10着火和爆炸。

18、因此，需要开发一种当二次电池的内部压力增加时能够有效地中断电流的技术。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的目的是提供一种二次电池和包括该二次电池的装置，该二次电池可以在内部压力由于异常运行条件而增加时有效地中断电流。

3、然而，本公开的实施方式要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开中包括的技术想法的范围内进行各种扩展。

4、技术解决方案

5、根据本公开的一个实施方式，提供了一种二次电池，该二次电池包括：电极组件；电池盒，该电池盒容纳电极组件并且在其上部部分是敞开的；以及盖组件，该盖组件联接至电池盒的敞开的上部部分，其中，盖组件包括：电流中断装置(cid)；安全通气口，该安全通气口位于电流中断装置上并且电连接至电流中断装置；以及绝缘盘，该绝缘盘位于电流中断装置与安全通气口之间。

6、绝缘盘包括上盘、下盘和位于上盘与下盘之间的弹性构件。

7、在上盘的下表面上可以形成有沿向上方向凹陷的上凹陷部，在下盘的上表面上可以形成有沿向下方向凹陷的下凹陷部，并且弹性构件可以位于上凹陷部分与下凹陷部之间。

8、由于弹性构件的弹性力，向上方向上的力可以作用于上盘，并且向下方向上的力可以作用于下盘。

9、弹性构件可以是弹簧构件。

10、弹簧构件可以以压缩状态位于上盘与下盘之间。

11、盖组件可以包括连接部，该连接部连接电流中断装置和安全通气口。

12、绝缘盘中可以形成有孔，并且连接部可以穿过该孔并连接电流中断装置和安全通气口。

13、安全通气口可以包括在电流中断装置所处的方向上凸形地突出的突出部，并且该突出部可以连接至电流中断装置。

14、当二次电池的内部压力增加时，安全通气口的形状反转，使得突出部可以在与电流中断装置所处的方向相反的方向上凸形地突出。

15、电流中断装置可以包括连接至突出部的中央部分和用于包裹中央部分的外周部分，并且当二次电池的内部压力增加时，中央部分和外周部分可以随着安全通气口的形状反转而分离。

16、绝缘盘可以包括上盘和下盘，上盘中可以形成有上通孔，并且下盘中形成有下通孔，并且上通孔和下通孔可以定位成彼此对应。

17、有利效果

18、根据本公开的实施方式，在电流中断装置与安全通气口之间设置有绝缘盘，由此当二次电池的内部压力增加时，可以引起安全通气口的完全的形状反转并且可以有效地中断电流。

19、本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将根据所附权利要求的描述清楚地理解上面未描述的附加的其他效果。