气体释放构件及包括该气体释放构件的二次电池的制作方法

本公开涉及一种气体释放构件和包括该气体释放构件的二次电池。本申请要求于2022年5月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0054204号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术：

1、随着对移动设备的需求的不断增长和移动设备的技术发展，对作为能源的二次电池的需求急剧增加。具体地，二次电池不仅作为包括移动电话、数码相机、笔记本电脑、可穿戴设备等的移动设备的能源而受到关注，而且作为包括电动自行车、电动车辆、混合动力电动车辆等的电动设备的能源而受到关注。

2、根据电池壳体的形状，二次电池分为：圆柱形电池和方形电池，其中电极组件包含在圆柱形或方形的金属罐中；以及软包型电池，其中电极组件包含在铝层压片的软包型壳体中。这里，电池壳体中包括的电极组件通过充放电来产生电力，并且包括正极、负极以及位于正极与负极之间的隔膜。电极组件分为：凝胶卷型电极组件，其中各自涂覆有活性材料的长片型正极和长片型负极卷绕，并且隔膜插设在长片型正极与长片型负极之间：以及堆叠型电极组件，其中多个正极和多个负极按顺序堆叠，并且隔膜插设在多个正极与多个负极之间。

3、其中，由于软包型电池的制造成本较低、重量轻且易变形，具有堆叠型或堆叠/折叠型电极组件包含在铝层压片的软包型电池壳体中的结构的软包型电池的用途逐渐增加。

4、近来，随着电池单体的能量密度增加，电池单体中产生的气体量也增加。除非电池单体中产生的气体容易释放，否则电池单体中可能由于气体产生而发生排气。

5、为了解决这个问题，已经提出了关于二次电池的建议，其中在电池壳体的一部分中形成有在厚度方向上穿过壳体的开口，并且覆盖整个开口的由透气片材制成的气体释放构件粘附到开口的内侧，以使得电池单体中产生的气体能够穿过透气的气体释放构件并通过开口排出。当电池单体中产生的气体通过透气的气体释放构件顺畅地释放时，不会发生排气并且电池单体可以保持运行。

6、除非气体释放构件牢固地接合到电池壳体，否则气体释放性能降低并且电池单体外部的水分进入电池单体中，因此需要提高气体释放构件与电池壳体的接合强度。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在提供一种提高了与电池壳体的接合强度的气体释放构件以及包括该气体释放构件的二次电池。

3、技术方案

4、为了解决上述问题，根据本公开的一个方面，提供了以下实施例的气体释放构件。

5、第一实施例涉及一种气体释放构件，该气体释放构件是具有透气性的片材，其中，气体释放构件在片材的外围区域中具有孔。

6、根据第二实施例，在第一实施例中，外围区域可以是相当于从片材的端部到片材的总长度的2/5的长度的区域。

7、根据第三实施例，在第一或第二实施例中，外围区域距片材的端部的宽度可以为2mm以上。

8、根据第四实施例，在第三实施例中，外围区域距片材的端部的宽度可以为15mm以下。

9、根据第五实施例，在第一至第四实施例中的任一实施例中，片材的形状可以为矩形，并且孔可以设置在外围区域的两个水平区域或两个垂直区域中。

10、根据第六实施例，在第一至第五实施例中的任一实施例中，片材的形状可以为矩形，并且孔可以设置在外围区域的两个水平区域和两个垂直区域中。

11、根据第七实施例，在第六实施例中，在两个水平区域中的每一个中可以设置有两个以上的孔，并且在两个垂直区域中的每一个中可以设置有两个以上的孔。

12、根据第八实施例，在第七实施例中，孔可以具有圆形或卵形或椭圆形剖面。

13、根据第九实施例，在第八实施例中，孔的直径可以为10μm至500μm。

14、根据第十实施例，在第一至第六实施例中的任一实施例中，孔的形状可以为矩形，并且一个或多个孔设置在两个水平区域中的每一个中，并且一个或多个孔设置在两个垂直区域中的每一个中。

15、根据第十一实施例，在第一至第十实施例中的任一实施例中，孔在气体释放构件的厚度方向上可以穿透气体释放构件。

16、根据第十二实施例，在第一至第十一实施例中的任一实施例中，孔的总面积与气体释放构件的总面积之比可以为5％至50％。

17、根据第十三实施例，在第一至第十二实施例中的任一实施例中，气体释放构件的透气率在60℃下可以为40巴至150巴。

18、根据第十四实施例，在第一至第十三实施例中的任一实施例中，气体释放构件在25℃、50％rh、十年的条件下的水分渗透量可以为10mg至100mg。

19、根据第十五实施例，在第一至第十四实施例中的任一实施例中，具有透气性的片材可以包含氟基树脂。

20、根据第十六实施例，在第一至第十五实施例中的任一实施例中，气体释放构件的厚度可以为50μm至500μm。

21、为了解决上述问题，根据本公开的一方面，提供了以下实施例的二次电池。

22、第十七实施例涉及一种二次电池，包括：电极组件，以及壳体，容纳电极组件，其中，壳体包括气体阻隔层和包含密封剂树脂的内树脂层，其中，在壳体的一部分中形成有在厚度方向上穿过壳体的开口，二次电池包括粘合到开口的内侧以覆盖整个开口的根据第一至第十六实施例中任一实施例的气体释放构件，气体释放构件的孔设置在气体释放构件与壳体的内树脂层重叠的区域中，并且内树脂层的密封剂树脂流入到气体释放构件的孔中。

23、根据第十八实施例，在第十七实施例中，壳体包括具有外树脂层、金属层的气体阻隔层、堆叠在气体阻隔层上的包括密封剂树脂的内树脂层的叠层片材。其中，外树脂层、气体阻隔层以及内树脂层依次层叠。

24、根据第十九实施例，在第十七或第十八实施例中，气体释放构件可以由包含氟基树脂的透气片材制成，并且氟基树脂的玻璃化转变温度可以高于密封剂树脂的玻璃化转变温度。

25、根据第二十实施例，在第十七和第十八实施例中的任一实施例中，密封剂树脂可以包含聚丙烯、聚乙烯、聚二氟乙烯(pvdf)或其中的两种以上。

26、有益效果

27、根据本公开的实施例的气体释放构件是具有透气性的片材，并且在片材的外围区域中具有孔。

28、当设置在其中外围区域中存在的孔与电池壳体的内树脂层重叠的区域处的气体释放构件热粘合到壳体时，壳体的内树脂层中包含的密封剂树脂流入孔中，从而提高与壳体的接合强度。因此，能够提高电池单体中产生的气体通过气体释放构件的释放，并且减少水分渗入电池单体中。

29、当电池单体中产生的气体通过透气性的气体释放构件顺畅地排出并且抑制水分渗入电池单体中时，不会发生排气并且电池单体可以保持运行。

30、本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员根据说明书和附图将清楚地理解这些和其他效果。

技术特征：

1.一种气体释放构件，所述气体释放构件是具有透气性的片材，其中，所述气体释放构件在所述片材的外围区域中具有孔。

2.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述外围区域是对应于从所述片材的端部到所述片材的总长度的2/5的长度的区域。

3.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述外围区域距所述片材的所述端部的宽度为2mm以上。

4.根据权利要求3所述的气体释放构件，其中，所述外围区域距所述片材的所述端部的宽度为15mm以下。

5.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述片材的形状为矩形，并且所述孔设置在所述外围区域的两个水平区域或两个垂直区域中。

6.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述片材的形状为矩形，并且所述孔设置在所述外围区域的两个水平区域和两个垂直区域中。

7.根据权利要求6所述的气体释放构件，其中，在所述两个水平区域中的每一个中设置有两个以上的孔，并且在所述两个垂直区域中的每一个中设置有两个以上的孔。

8.根据权利要求7所述的气体释放构件，其中，所述孔具有圆形或卵形或椭圆形的剖面。

9.根据权利要求8所述的气体释放构件，其中，所述孔的直径为10μm至500μm。

10.根据权利要求6所述的气体释放构件，其中，所述孔的形状为矩形，并且一个或多个孔设置在所述两个水平区域中的每一个中，并且一个或多个孔设置在所述两个垂直区域中的每一个中。

11.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述孔在所述气体释放构件的厚度方向上穿透所述气体释放构件。

12.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述孔的总面积与所述气体释放构件的总面积之比为5％至50％。

13.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述气体释放构件的透气率在60℃下为40巴至150巴。

14.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述气体释放构件在25℃、50％rh、10年的条件下的水分渗透量为10mg至100mg。

15.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，具有透气性的所述片材包含氟基树脂。

16.根据权利要求1所述的气体释放构件，其中，所述气体释放构件的厚度为50μm至500μm。

17.一种二次电池，包括：

18.根据权利要求17所述的二次电池，其中，所述壳体包括具有外树脂层、金属层的气体阻隔层、堆叠在所述气体阻隔层上的包括所述密封剂树脂的所述内树脂层的叠层片材，其中，所述外树脂层、所述气体阻隔层以及所述内树脂层依次层叠。

19.根据权利要求17所述的二次电池，其中，所述气体释放构件由包含氟基树脂的透气片材制成，并且所述氟基树脂的玻璃化转变温度高于所述密封剂树脂的玻璃化转变温度。

20.根据权利要求17所述的二次电池，其中，所述密封剂树脂包含聚丙烯、聚乙烯、聚二氟乙烯(pvdf)或其中的两种以上。

技术总结
公开了一种气体释放构件以及包括该气体释放构件的二次电池，该气体释放构件是具有透气性的片材，其中，气体释放构件在片材的外围区域中具有孔。根据本公开的实施例的气体释放构件与二次电池的壳体的粘合特性得到提高。

技术研发人员：林鑂熙,金橡熏,姜旻亨,宋大雄,庾亨均,黃隨枝
受保护的技术使用者：株式会社 LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5