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CN114128027B - 二次电池的电池壳体及制造袋型二次电池的方法 - Google Patents

二次电池的电池壳体及制造袋型二次电池的方法 Download PDF

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CN114128027B CN202080050817.3A CN202080050817A CN114128027B CN 114128027 B CN114128027 B CN 114128027B CN 202080050817 A CN202080050817 A CN 202080050817A CN 114128027 B CN114128027 B CN 114128027B
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Abstract

为了解决上述问题，根据本发明实施方式的二次电池的电池壳体包括：杯部，杯部具有配置为容纳堆叠有电极和隔膜的电极组件的容纳空间；向杯部的外侧延伸的密封部；以及排气部，排气部从外侧附接至在密封部和杯部中的至少一个中穿孔而形成的孔，并且气体通过排气部；以及涂覆部，涂覆部被施加至孔的内周表面并且具有耐电解质性，其中排气部包括：供气体通过的排气层；和形成在排气层的外表面上并且具有疏水性的外部功能层。

Description

二次电池的电池壳体及制造袋型二次电池的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年8月27日提交的韩国专利申请第10-2019-0105418号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种二次电池的电池壳体及制造袋型二次电池的方法，更具体地，涉及一种能够在袋的内部压力增加时将内部气体排放到外部以调节压力的二次电池的电池壳体及制造袋型二次电池的方法。
背景技术
通常，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。这种二次电池正在被应用并使用于诸如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏装置(Portable Game Device)、电动工具(Power Tool)、电动自行车(E-bike)等之类的小型产品以及诸如电动车辆和混合动力车辆、用于存储多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之类的需要高功率的大型产品中。
根据容纳电极组件的壳体的材料，这种二次电池分为袋型(Pouch Type)二次电池和罐型(Can Type)二次电池。在袋型(Pouch Type)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。此外，在罐型(Can Type)二次电池中，电极组件容纳在由金属或塑料制成的壳体中。
在二次电池中，由于外部冲击引起的内部短路、过充电、过放电等，可能会产生气体。此外，当在高温下储存二次电池时，电解质与电极活性材料之间的电化学反应由于高温而迅速加速，从而产生气体。
在此，所产生的气体可使二次电池的内部压力增加，从而引起诸如部件之间的结合力减弱、二次电池的壳体的损坏、保护电路的提早操作、电极的变形、内部短路、爆炸等之类的问题。为了防止这些现象，在罐型(Can Type)二次电池的情况下，设置了诸如CID过滤器和安全通气件之类的保护构件。因而，当壳体内的压力增加时，电连接可被物理中断。然而，在根据相关技术的袋型(Pouch Type)二次电池的情况下，没有充分地设置保护构件。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够在袋的内部压力增加时将内部气体排放到外部以调节压力的二次电池的电池壳体及制造袋型二次电池的方法。
本发明的目的不限于上述目的，而是本领域技术人员根据下面的描述将清楚地理解本文中未描述的其他目的。
技术方案
为了解决上述问题，根据本发明实施方式的二次电池的电池壳体包括：杯部，所述杯部具有配置为容纳堆叠有电极和隔膜的电极组件的容纳空间；向所述杯部的外侧延伸的密封部；排气部，所述排气部从外侧附接至在所述密封部和所述杯部中的至少一个中穿孔而形成的孔，并且气体通过所述排气部；以及涂覆部，所述涂覆部被施加至所述孔的内周表面并且具有耐电解质性，其中所述排气部包括：供气体通过的排气层；和形成在所述排气层的外表面上并且具有疏水性的外部功能层。
此外，所述涂覆部可包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和环氧树脂中的至少一种。
此外，所述外部功能层可形成为在其外表面上分布有多个细微突起。
此外，每个细微突起可具有50nm至10μm的直径。
此外，每个细微突起可具有100nm至1μm的直径。
此外，所述外部功能层可包括油或蜡成分。
此外，所述油可包括氟碳油、硅油、碳基油和脂肪酸酰胺中的至少一种。
此外，所述排气层可包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)中的至少一种。
此外，所述排气部可进一步包括形成在所述排气层的内表面上并且具有疏水性的内部功能层。
此外，所述密封部可包括：与所述杯部相邻的内部区域；和外部区域，所述外部区域设置在所述内部区域外侧以提供所述密封部的边缘，并且所述外部区域被密封，从而密封所述杯部，其中所述孔可形成在所述密封部中的所述内部区域中。
此外，所述排气部可设置为多个。
为了解决问题，根据本发明实施方式的制造袋型二次电池的方法包括：将袋膜拉深成形以形成杯部的步骤；在向所述杯部的外侧延伸的密封部和所述杯部中的至少一个中穿孔而形成孔的步骤；熔融耐电解质材料，以将所述耐电解质材料施加至所述孔的内周表面的步骤；以及从所述孔的外侧附接供气体通过的排气部的步骤。
此外，在将所述耐电解质材料施加至所述孔的所述内周表面的步骤之后，所述方法可进一步包括：将通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件容纳在设置于所述杯部中的容纳空间中的步骤；以及热压所述密封部的步骤。
此外，可在热压所述密封部的步骤之后执行附接所述排气部的步骤。
此外，可在热压所述密封部的步骤之前执行附接所述排气部的步骤。
此外，所述耐电解质材料可包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和环氧树脂中的至少一种。
为了解决上述问题，根据本发明实施方式的袋型二次电池包括：通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件；以及配置为将所述电极组件容纳于其中的电池壳体，其中所述电池壳体包括：杯部，所述杯部具有配置为容纳所述电极组件的容纳空间；向所述杯部的外侧延伸的密封部；排气部，所述排气部从外侧附接至在所述密封部和所述杯部中的至少一个中穿孔而形成的孔，并且气体通过所述排气部；以及涂覆部，所述涂覆部被施加至所述孔的内周表面并且具有耐电解质性，其中所述排气部包括：供气体通过的排气层；和形成在所述排气层的外表面上并且具有疏水性的外部功能层。
有益效果
根据本发明各实施方式，至少具有以下效果。
可在电池壳体中穿孔而形成孔，并且供气体通过的排气部可附接至该孔。因此，当二次电池的内部压力增加时，可将内部气体排放到外部，以调节压力。
此外，可在排气部上形成外部功能层或内部功能层，以防止外部水分渗透并且防止内部电解质泄漏。
此外，由于排气部从外侧附接至孔，所以可提高用户便利性。
此外，涂覆部可被施加至孔的内周表面，以防止暴露于孔的内周表面的气体阻隔层的金属被电解质腐蚀。
本发明的效果不限于以上描述，因而在本申请中涉及更多不同的效果。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的袋型二次电池的组装图。
图2是根据本发明实施方式的袋型二次电池的透视图。
图3是根据本发明实施方式的排气部的剖面图。
图4是图解根据本发明实施方式的制造排气部的方法的流程图。
图5是根据本发明实施方式的袋膜的剖面图，其图解了排气部从外侧附接至孔的构造。
图6是根据本发明实施方式的袋膜的剖面图，其图解了涂覆部被施加至孔的内周表面的构造。
具体实施方式
将通过以下参照附图描述的实施方式阐明本公开内容的优点和特征及其实现方法。然而，本发明可以以不同的形式实施，不应被解释为限于在此阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式是为了使本公开内容全面和完整，并将本发明的范围充分传递给本领域技术人员。此外，本发明仅由权利要求的范围限定。相似的参考标记通篇表示相似的元件。
除非不同地定义了本发明中使用的术语，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，除非在说明书中明确且明显地进行了定义，否则在常用词典中定义的术语不被理想地或过度地解释为具有形式上的含义。
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，而不是限制本发明。在本申请中，除非特别提及，否则单数形式的术语可包括复数形式。“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”的含义不排除所提及的部件之外的其他部件。
下文中，将参照附图详细地描述优选实施方式。
图1是根据本发明实施方式的袋型二次电池的组装图，图2是根据本发明实施方式的袋型二次电池的透视图。
如图1中所示，根据本发明实施方式的袋型二次电池包括：堆叠有诸如正极和负极之类的电极和隔膜的电极组件10；以及将电极组件10容纳于其中的袋型电池壳体13。
为了制造袋型二次电池，首先，将其中电极活性材料、粘合剂和增塑剂彼此混合的浆料施加至正极集流体和负极集流体，以制造诸如正极和负极之类的电极。将电极堆叠在隔膜(Separator)的两侧上，以制造具有预定形状的电极组件10。然后，将电极组件10插入到电池壳体13中并且在其中注入电解质之后密封电池壳体13。
特别是，电极组件(Electrode Assembly)10可以是包括诸如正极和负极之类的两种类型的电极与设置在电极之间或设置在一个电极的左侧或右侧以使电极彼此绝缘的隔膜的堆叠结构。堆叠结构可具有各种形状，形状上没有限制。例如，各自具有预定规格的正极和负极可在之间具有隔膜的情况下堆叠，或者堆叠结构可卷绕成果冻卷(Jelly Roll)形式。两种类型的电极，即，正极和负极的每一个具有活性材料浆料被施加至具有金属箔或金属网形状的电极集流体的结构。通常可通过在添加有溶剂的情况下将颗粒状活性材料、辅助导体、粘合剂和增塑剂搅拌来形成浆料。可在后续工序中去除溶剂。
如图1中所示，电极组件10包括电极接片(Electrode Tab)11。电极接片11分别连接至电极组件10的正极和负极，以突出到电极组件10的外部，从而在电极组件10的内部和外部之间提供供电子移动的路径。电极组件10的集流体由涂覆有电极活性材料的部分和未涂覆有电极活性材料的末端，即非涂覆部分构成。此外，可通过切割非涂覆部分或者通过超声波焊接将单独的导电构件连接至非涂覆部分来形成每个电极接片11。如图1中所示，电极接片11可在相同方向上从电极组件10的一侧突出，但本发明不限于此。例如，电极接片可在彼此不同的方向上突出。
在电极组件10中，电极引线(Electrode Lead)12通过点(Spot)焊连接至电极接片11。此外，电极引线12的一部分被绝缘部14围绕。绝缘部14设置成被限制在其中上壳体131和下壳体132进行热熔合的密封部134内，从而结合至电池壳体13。此外，可防止从电极组件10产生的电力通过电极引线12流动到电池壳体13，并且可保持电池壳体13的密封。因而，绝缘部14可由不导电的具有非导电性的非导体制成。通常，尽管容易附接至电极引线12并且具有相对较薄的绝缘胶带被主要用作绝缘部14，但实本发明不限于此。例如，可使用各种构件作为绝缘部14，只要该构件能够将电极引线12绝缘即可。
电极引线12包括正极引线121和负极引线122，正极引线121的一端连接至正极接片111，从而在正极接片111突出的方向上延伸，负极引线122的一端连接至负极接片112，从而在负极接片112突出的方向上延伸。另一方面，如图1中所示，正极引线121的另一端和负极引线122的另一端突出到电池壳体13的外部。结果，在电极组件10中产生的电力可被提供到外部。此外，由于正极接片111和负极接片112的每一个形成为在各个方向上突出，所以正极引线121和负极引线122的每一个可在各个方向上延伸。
正极引线121和负极引线122可由彼此不同的材料制成。就是说，正极引线121可由与正极集流体相同的材料，即，铝(Al)材料制成，负极引线122可由与负极集流体相同的材料，即，铜(Cu)材料或涂有镍(Ni)的铜材料制成。此外，电极引线12的突出到电池壳体13的外部的部分可设置为端子部分并且电连接至外部端子。
电池壳体13是由柔性材料制成的袋。此外，电池壳体13容纳电极组件10，使得电极引线12的一部分，即，端子部分暴露，然后电池壳体13被密封。如图1中所示，电池壳体13包括上壳体131和下壳体132。可在下壳体132中设置杯部133，在杯部133中形成有容纳电极组件10的容纳空间1331，并且上壳体131可覆盖容纳空间1331的上侧，使得电极组件10不被分离到电池壳体13的外部。在此，如图1中所示，可在上壳体131中形成具有容纳空间1331的杯部133，以在上部中容纳电极组件10。然而，本发明不限于此。例如，杯部133可仅形成在下壳体132中，即，杯部133可形成在各个位置。此外，如图1中所示，上壳体131的一侧和下壳体132的一侧可彼此连接。然而，本发明不限于此。例如，上壳体131和下壳体132可单独制造以彼此分离。
电池壳体13包括供气体通过的排气部136。排气部136从外侧附接至在密封部134和杯部133中的至少一个中穿孔而形成的孔137。
孔137形成在上壳体131和下壳体132中的至少一个中。就是说，可仅形成一个孔137，但是也可形成多个孔。此外，如图1中所示，向杯部133的外侧延伸的密封部134包括：与杯部133相邻的内部区域1341；和外部区域1342，外部区域1342设置在内部区域1341外侧以提供密封部134的边缘，并且外部区域1342被密封，从而密封杯部133。在此，优选的是，孔137形成在密封部134中的内部区域1341中，而不是形成在外部区域1342中。此外，当之后密封部134被密封时，优选的是，仅密封外部区域1342而不密封设置孔137的内部区域1341。因而，上壳体131和下壳体132的两个密封部134正常情况下可彼此接触以关闭孔137，从而防止外部水分渗透并且防止内部电解质泄漏。此外，当在二次电池1内部产生大量气体时，二次电池1的体积膨胀，因而彼此接触的两个密封部134的内部区域1341彼此分开。然后，孔137打开，从而通过排气部136将气体排放到外部。然而，本发明不限于此，孔137可形成在各种位置处，只要容易排放气体即可，比如形成在杯部133的一个表面中。
气体可容易通过排气部136，但是优选诸如水、电解质等之类的液体不容易通过排气部136。将在下面详细描述排气部136。
当电极引线12连接至电极组件10的电极接片11，并且在电极引线12的一部分上设置绝缘部14时，可将电极组件10容纳在设置于下壳体132的杯部133中的容纳空间1331中，并且上壳体131可从上侧覆盖容纳空间。此外，注入电解质，并且将形成在上壳体131和下壳体132的边缘的密封部134密封。在二次电池1的充电和放电期间，电解质可移动由电极的电化学反应产生的锂离子。电解质可包括作为锂盐和高纯度有机溶剂的混合物的非水有机电解质，或者可包括使用聚合物电解质的聚合物。如图2中所示，通过上述方法可制造袋型二次电池。
图3是根据本发明实施方式的排气部136的剖面图。
排气部136从外侧附接至在密封部134和杯部133中的至少一个中穿孔而形成的孔137，使得气体通过排气部136。如图3中所示，排气部136包括：供气体通过的排气层1362；和形成在排气层1362的外表面上并且具有疏水性的外部功能层1361。此外，排气部136可进一步包括形成在排气层1362的内表面上并且具有疏水性的内部功能层1363。
优选的是，排气层1362形成为气体容易通过，而诸如水、电解质等之类的液体不容易通过的半透膜(Semipermeable Membrane)。排气层1362可包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)中的至少一种。此外，为了制造排气层1362，可使用双轴拉伸方法。就是说，在将包含上述材料的原料以膜的形式挤出之后，可在挤出方向(机械方向，MD，Mechanical Diraction)和横向方向(Transverse Direction)上拉伸被挤出的材料，从而制造排气层1362。然而，本发明不限于此，可使用相分离方法。就是说，可将包含上述材料的原料以膜的形式施加至板，以在改变温度的同时蒸发溶剂，并且将板浸在填充有分离溶液的槽中，从而制造排气层1362。
根据本发明实施方式，未设置用于将形成在电池壳体13中的孔137打开和关闭的单独的盖。如果存在盖，则在盖打开孔137之后再次关闭孔137是不容易的。此外，为了解决这一问题，必须安装单独的铰链以使得盖打开和关闭孔137，因而结构会变得复杂，并且耐用性可降低。然而，当不存在盖时，即使液体难以通过排气层1362，但少量的水分会通过排气层1362从外部渗透。
因而，如图3中所示，在排气层1362的外表面上形成具有疏水性的外部功能层1361。在此，排气层1362的外表面是指当制成二次电池1时朝向二次电池1外侧形成的表面，即，在与电极组件10相反的方向上形成的表面。
根据本发明实施方式，可在外部功能层1361的外表面上分布多个细微突起。因而，多个细微突起可具有疏水性，从而防止水分凝结在外部功能层1361的外表面上。在此，外部功能层1361的外表面是指与结合至排气层1362的表面相反的表面。每个细微突起的直径可以是50nm至10μm，优选地，100nm至1μm。这是因为，如果每个细微突起的直径过小，则疏水性会劣化，如果直径过大，则排气部136与袋膜135之间的熔合力会在之后劣化。
为了分布细微突起，外部功能层1361包括细微颗粒。细微颗粒可包括二氧化硅颗粒、碳纳米管(CNT)和氧化铝颗粒中的至少一种，特别是，最优选的是细微颗粒包括碳纳米管(CNT)。然而，外部功能层1361必须具有疏水性，但是二氧化硅颗粒具有亲水性。因此，如果细微颗粒包括二氧化硅颗粒，则优选仅包含大约0.1wt％至大约2wt％的极小的量。
根据本发明另一实施方式，外部功能层1361可具有油或蜡成分。由于油或蜡具有不与水分混合的亲油性，所以其可具有疏水性。在此，油可包括氟碳油、硅油、碳基油和脂肪酸酰胺中的至少一种，蜡可包括石蜡和碳基蜡中的至少一种。
如果孔137中不存在盖，则不仅会渗透少量水分，而且会通过排气层1362从内部泄漏少量电解质。因此，如图3中所示，可在排气层1362的内表面上形成具有疏水性的内部功能层1363。在此，排气层1362的内表面是指当制成二次电池1时朝向二次电池1内侧形成的表面，即，在朝向电极组件10的方向上形成的表面。
根据本发明实施方式，可在内部功能层1363的外表面上分布多个细微突起。为此，内部功能层1363中也包含细微颗粒，细微颗粒可包括二氧化硅颗粒、碳纳米管(CNT)和氧化铝颗粒中的至少一种。在此，内部功能层1363的外表面是指与结合至排气层1362的表面相反的表面。
根据本发明另一实施方式，内部功能层1363可具有油或蜡成分。在此，油可包括氟碳油、硅油、碳基油和脂肪酸酰胺中的至少一种。
如上所述，可形成外部功能层1361和内部功能层1363，以更有效防止外部水分渗透并且可防止内部电解质泄漏。
图4是示出根据本发明实施方式的制造排气部136的方法的流程图。
根据本发明实施方式的制造排气部136的方法包括：制备供气体通过的排气层1362的步骤；搅拌细微颗粒和聚合物溶液以制造混合物的步骤；将混合物喷射到排气层1362的至少一个表面上的步骤；以及干燥混合物的步骤。
特别是，首先，制备供气体通过的排气层1362(S401)。如上所述，优选的是排气层1362形成为气体容易通过，而诸如水、电解质等之类的液体不容易通过的半透膜(Semipermeable Membrane)。排气层1362可包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)中的至少一种。
然后，可搅拌细微颗粒和聚合物溶液，以制造混合物(S402)。在此，细微颗粒可包括二氧化硅颗粒、碳纳米管(CNT)和氧化铝颗粒中的至少一种。然而，外部功能层1361必须具有疏水性，但是二氧化硅颗粒具有亲水性。因此，如果细微颗粒包含二氧化硅颗粒，则优选仅包含大约0.1wt％至大约2wt％的极小的量。此外，每个细微颗粒的直径可以是50nm至10μm，优选地，100nm至1μm。这是因为，如果每个细微颗粒的直径过小，则疏水性会劣化，如果直径过大，则排气部136与袋膜135之间的熔合力会在之后劣化。
聚合物溶液可包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)中的至少一种。就是说，由于聚合物溶液包含与排气层1362的材料相同或相似的材料，所以外部功能层1361或内部功能层1363可容易堆叠在排气层1362上。
然后，将混合物喷射到排气层1362的至少一个表面上(S403)。如果混合物被喷射到排气层1362的外表面上，则形成外部功能层1361，如果混合物被喷射到排气层1362的内表面上，则形成内部功能层1363。
当喷射混合物时，可使用喷涂方法。例如，可通过使用喷嘴在0.2Mpa至0.5Mpa，特别是0.4Mpa的压力下，以距排气层1362大约8cm至大约15cm，特别是10cm的距离来喷射混合物。然而，本发明不限于此，可使用各种涂覆方法。
然后，施加热量以干燥混合物(S404)。在此，如果所施加的热量的温度过低，则消耗很多时间来干燥混合物，如果温度过高，则排气层1362的形状会变形。因此，优选在50℃至140℃，特别是50℃至100℃的温度下施加热量。
结果，可形成外部功能层1361或内部功能层1363。此外，步骤(S403)至步骤(S404)可重复执行二至四次。
图5是根据本发明实施方式的袋膜135的剖面图，其图解了排气部136从外侧附接至孔137的构造。
为了制造电池壳体13，首先，将袋膜135拉深成形(Drawing)而拉伸来形成杯部133。如图5中所示，袋膜135包括气体阻隔层(Gas Barrier Layer)1351、表面保护层(Surface Protection Layer)1352和密封剂层(Sealant Layer)1353。
气体阻隔层1351可确保电池壳体13的机械强度，阻挡二次电池1外部的气体或水分进入和排放，并且可防止电解质泄漏。通常，气体阻隔层1351包括金属。特别是，优选气体阻隔层1351主要使用铝箔(Al Foil)。铝可确保预定水平或更高的机械强度，但是重量轻。因而，铝可确保电极组件10和电解质的电化学特性的补充和散热。然而，本发明不限于此。例如，气体阻隔层1351可由各种材料制成。例如，气体阻隔层1351可由选自由铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)和铝(Al)构成的群组中的一种或更多种材料制成。在此，当气体阻隔层1351由含铁的材料制成时，可提高机械强度。当气体阻隔层1351由含铝的材料制成时，可提高柔性。因而，可考虑到气体阻隔层1351的特性来使用形成气体阻隔层1351的材料。
表面保护层1352由聚合物制成并且设置在最外层，以保护二次电池1免受外部摩擦和碰撞，并且还使电极组件10与外部电绝缘。在此，最外层是指以气体阻隔层1351为基准，在电极组件10所在的方向相反的方向上远离气体阻隔层1351设置的层。形成表面保护层1352的聚合物可包括选自由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸类聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、聚对苯撑苯并二恶唑、聚芳酯、特氟隆和玻璃纤维构成的群组中的一种或更多种材料。特别是，优选主要使用具有耐磨性和耐热性的诸如尼龙(Nylon)树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的聚合物。此外，表面保护层1352可具有由一种材料制成的单层结构、或者其中两种或更多种材料分别形成各层的复合层结构。
密封剂层1353由聚合物制成并且设置在最内层以与电极组件10直接接触。在此，最内层是指在电极组件10所在的方向上远离气体阻隔层1351设置的层。因此，如图5中所示，气体阻隔层1351堆叠在表面保护层1352与密封剂层1353之间。由于密封剂层1353与电极组件10直接接触，所以密封剂层1353必须具有绝缘特性。此外，由于密封剂层1353与电解质接触，所以密封剂层1353必须具有耐腐蚀性。此外，由于电池壳体13的内部被完全密封以阻挡材料在电池壳体13的内部与外部之间移动，所以必须实现高密封特性。就是说，其中密封剂层1353彼此结合的密封部134应当具有优异的结合强度。通常，形成密封剂层1353的聚合物可包括选自由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、丙烯酸类聚合物、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、纤维素、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯、聚对苯撑苯并二恶唑、聚芳酯、特氟隆和玻璃纤维构成的群组中的一种或更多种材料。特别是，优选使用诸如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)之类的聚烯烃类树脂作为密封剂层1353。聚丙烯(PP)在诸如拉伸强度、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方面优异，因而被主要用于制造密封剂层1353。此外，密封剂层1353可由流延聚丙烯(CatedPolypropylene)或聚丙烯-丁烯-乙烯三元共聚物构成。此外，密封剂层1353可具有由一种材料制成的单层结构、或其中两种或更多种材料分别形成各层的复合层结构。
可在气体阻隔层1351、表面保护层1352和密封剂层1353之间进一步设置粘合剂层1354，以将气体阻隔层1351、表面保护层1352和密封剂层1353结合。
当使用冲头将具有如上所述堆叠结构的袋膜135拉深成形(Drawing)时，袋膜135的一部分被拉伸，以形成包括具有袋形状的容纳空间1331的杯部133。此外，在密封部134和杯部133中的至少一个中穿孔而形成孔137。
当穿孔而形成孔137时，如图5中所示，将制备的供气体通过的排气部136从外侧附接至孔137。可仅形成一个孔137，但是也可形成多个孔。相应地，可仅形成一个排气部136，但是也可形成多个排气部136。
当排气部136被附接至孔137时，排气部136的内部功能层1363与表面保护层1352的一个表面粘合。特别是，为了防止由于电解质而导致容易分离，优选施加热量和压力以执行密封。因此，为了使内部功能层1363容易密封到表面保护层1352，优选的是，表面保护层1352和内部功能层1363具有相同或相似的材料。
如上所述，由于排气部136从外侧附接至孔137，所以无论是在密封部134密封之前还是之后，都可附接排气部136。因此，用户可容易从外侧将排气部136附接至孔。
然而，在这种情况下，暴露于孔137的内周表面1371的气体阻隔层1351的金属可能会被电解质腐蚀。特别是，由于电解质包含强酸性的氟化氢(HF)，所以气体阻隔层1351的金属非常容易腐蚀。
图6是根据本发明实施方式的袋膜135的剖面图，其图解了涂覆部138被施加至孔137的内周表面1371的构造。
根据本发明实施方式，在电池壳体13中穿孔而形成孔137，并且供气体通过的排气部136被附接至孔137。因而，当二次电池1的内部压力增加时，内部气体可被排放到外部以调节压力。此外，可在排气部136上形成外部功能层1361或内部功能层1363，以防止外部水分渗透并且可防止内部电解质泄漏。此外，由于排气部136从外侧附接至孔137，所以可提高用户便利性。此外，涂覆部138被施加至孔137的内周表面1371，以防止暴露于孔137的内周表面1371的气体阻隔层1351的金属被电解质腐蚀。
为此，根据本发明实施方式的二次电池1的电池壳体13包括：杯部133，杯部133具有配置为容纳堆叠有电极和隔膜的电极组件10的容纳空间1331；向杯部133的外侧延伸的密封部134；排气部136，排气部136从外侧附接至在密封部134和杯部133中的至少一个中穿孔而形成的孔137，并且气体通过排气部136；以及涂覆部138，涂覆部138被施加至孔137的内周表面1371并且具有耐电解质性。排气部136包括：供气体通过的排气层1362；和形成在排气层1362的外表面上并具有疏水性的外部功能层1361。此外，排气部136可进一步包括形成在排气层1362的内表面上并且具有疏水性的内部功能层1363。
根据本发明实施方式，如图6中所示，涂覆部138被施加至孔137的内周表面1371。首先，对耐电解质材料施加热量，以熔融耐电解质材料。然后，将熔融的耐电解质材料施加至穿孔而形成的孔137的内周表面1371。在此，可使用将形成有孔137的电池壳体13浸在填充有熔融的耐电解质材料的水槽中的深度涂覆(Deep Coating)方法。此外，可将被施加的材料干燥，以在孔137的内周表面1371上形成涂覆部138。因而，涂覆部138包括耐电解质材料，耐电解质材料可包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和环氧树脂中的至少一种。在此，聚丙烯(PP)具有低熔点并且易于施加，聚乙烯(PE)具有相对优异的耐热性和耐电解质性。此外，环氧树脂在完成涂覆时具有优异的机械强度。
此外，当电极组件10被容纳在容纳空间1331中时，注入电解质。之后，当上壳体131和下壳体132彼此接触并且对密封部134施加热压时，密封剂层1353彼此接触，从而密封电池壳体13。
此外，从孔137的外侧附接供气体通过的排气部136。因而，可制造根据本发明实施方式的二次电池1。在此，从孔137的外侧附接排气部136的步骤可在将电极组件10容纳在杯部133的容纳空间1331中并且对电池壳体13的密封部134执行热压之前执行，但也可在对密封部134执行热压之后执行。就是说，在孔137的内周表面1371上形成涂覆部138之后，无论何时都可从外侧将排气部136附接至孔137。因此，可提高用户便利性。
根据本发明另一实施方式，当排气部136的内部功能层1363包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等时，排气部136的内部功能层可从一开始就形成为较厚。此外，当对表面保护层1352的一个表面施加热量和压力时，排气部136的内部功能层1363被部分熔融。在此，熔融的内部功能层1363的一部分施加至孔137的内周表面1371，以形成涂覆部138。因此，不需要单独地施加涂覆部138，也可在附接排气部136的过中同时施加涂覆部138。
本发明技术领域中的普通技术人员将理解，在不改变技术构思或必要特征的情况下，可以以其他特定形式来实施本发明。因此，上述实施方式被认为是说明性的并且不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求的等同构思的含义和权利要求的范围内做出的各种修改被认为在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种二次电池的电池壳体，包括：
杯部，所述杯部具有配置为容纳堆叠有电极和隔膜的电极组件的容纳空间；
向所述杯部的外侧延伸的密封部；
排气部，所述排气部从外侧附接至在所述密封部和所述杯部中的至少一个中穿孔而形成的孔，并且气体通过所述排气部；以及
涂覆部，所述涂覆部被施加至所述孔的内周表面并且具有耐电解质性，
其中所述排气部包括：
供气体通过的排气层；
形成在所述排气层的外表面上并且具有疏水性的外部功能层；和
形成在所述排气层的内表面上并且具有疏水性的内部功能层，
其中所述排气层形成为半透膜并且包括聚丙烯和聚乙烯中的至少一种，
其中所述外部功能层形成为在其外表面上分布有多个细微突起，其中每个细微突起具有50nm至10μm的直径，并且
其中所述涂覆部由所述内部功能层的一部分被熔融并施加至所述孔的所述内周表面而形成。
2.根据权利要求1所述的电池壳体，其中所述涂覆部包括聚丙烯、聚乙烯和环氧树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电池壳体，其中每个细微突起具有100nm至1μm的直径。
4.根据权利要求1所述的电池壳体，其中所述外部功能层包括油或蜡成分。
5.根据权利要求4所述的电池壳体，其中所述油包括氟碳油、硅油、碳基油和脂肪酸酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电池壳体，其中所述密封部包括：
与所述杯部相邻的内部区域；和
外部区域，所述外部区域设置在所述内部区域外侧以提供所述密封部的边缘，并且所述外部区域被密封，从而密封所述杯部，
其中所述孔形成在所述密封部中的所述内部区域中。
7.根据权利要求1所述的电池壳体，其中所述排气部设置为多个。
8.一种制造袋型二次电池的方法，所述方法包括：
将袋膜拉深成形以形成杯部的步骤；
在向所述杯部的外侧延伸的密封部和所述杯部中的至少一个中穿孔而形成孔的步骤；
熔融耐电解质材料，以将所述耐电解质材料施加至所述孔的内周表面的步骤；以及
从所述孔的外侧附接供气体通过的排气部的步骤，
其中所述排气部包括：
供气体通过的排气层；
形成在所述排气层的外表面上并且具有疏水性的外部功能层；和
形成在所述排气层的内表面上并且具有疏水性的内部功能层，
其中所述排气层形成为半透膜并且包括聚丙烯和聚乙烯中的至少一种，并且
其中所述外部功能层形成为在其外表面上分布有多个细微突起，其中每个细微突起具有50nm至10μm的直径，
其中，熔融所述耐电解质材料的步骤包括使所述内部功能层的一部分熔融并将所述内部功能层的被熔融的部分施加至所述孔的所述内周表面。
9.根据权利要求8所述的方法，在将所述耐电解质材料施加至所述孔的所述内周表面的步骤之后，进一步包括：
将通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件容纳在设置于所述杯部中的容纳空间中的步骤；以及
热压所述密封部的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在热压所述密封部的步骤之后执行附接所述排气部的步骤。
11.根据权利要求9所述的方法，其中在热压所述密封部的步骤之前执行附接所述排气部的步骤。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述耐电解质材料包括聚丙烯、聚乙烯和环氧树脂中的至少一种。
13.一种袋型二次电池，包括：
通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件；以及
配置为将所述电极组件容纳于其中的电池壳体，
其中所述电池壳体包括：
杯部，所述杯部具有配置为容纳所述电极组件的容纳空间；
向所述杯部的外侧延伸的密封部；
排气部，所述排气部从外侧附接至在所述密封部和所述杯部中的至少一个中穿孔而形成的孔，并且气体通过所述排气部；以及
涂覆部，所述涂覆部被施加至所述孔的内周表面并且具有耐电解质性，
其中所述排气部包括：
供气体通过的排气层；
形成在所述排气层的外表面上并且具有疏水性的外部功能层；和
形成在所述排气层的内表面上并且具有疏水性的内部功能层，
其中所述排气层形成为半透膜并且包括聚丙烯和聚乙烯中的至少一种，
其中所述外部功能层形成为在其外表面上分布有多个细微突起，其中每个细微突起具有50nm至10μm的直径，
其中所述涂覆部由所述内部功能层的一部分被熔融并施加至所述孔的所述内周表面而形成。
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