电化学储能产业专利导航 | 电极单元堆叠结构、圆筒形电池、汇流条结构、核壳结构正极材料

   专利情报第11期

01 电极单元堆叠结构-SK

02 圆筒形电池-松下

03 汇流条结构-LG新能源

04 核壳结构正极材料-三星

申请日:2018-02-08

公开(公告)日:2023-02-17

随着锂二次电池应用范围的扩大，需要其具有长寿命、高容量以及运行稳定性。

本发明提供了一种锂二次电池，包括：多个电极单元，多个电极单元中的每一个包括第一电极、具有与第一电极的极性不同的极性的第二电极以及置于第一电极和第二电极之间的分离层；以及至少一个离子渗透阻挡层，位于相邻的电极单元之间，离子渗透阻挡层的透气性小于分离层的透气性。离子渗透阻挡层的孔隙率可小于分离层的孔隙率。离子渗透阻挡层可以直接接触第一集流体或第二集流体。

申请日：2018-07-05

公开(公告)日：2023-02-24

通常的圆筒形电池包括电极组、电解质、用于收纳电极组和电解质的电池罐、以及用于将电池罐的开口封口的封口体。封口体包括阀构件(日文：弁体)、配置于比阀构件靠电池内部侧的位置的金属板、以及介于阀构件和金属板之间的环状的绝缘构件。阀构件和金属板在各自的中央部互相连接。阀构件具有在电池的内压上升时能够变形的环状的薄壁部。金属板和绝缘构件分别具有孔，金属板的孔和绝缘构件的孔互相连通。上述封口体具备电流阻断机构。

在由于外部短路等而电池内压上升时，阀构件通过金属板的孔和绝缘构件的孔承受该压力，阀构件的薄壁部变形。随之，阀构件的中央部与金属板的中央部一同被向电池外部拉拽。在电池内压达到预定值时，金属板的与阀构件连接的连接部的周围断裂，或者金属板与阀构件的连接部断裂。这样，阀构件和金属板之间的电流路径被阻断。

但是，由于金属板的孔的侧面未被绝缘构件覆盖，因此有时例如变形的阀构件与金属板的孔的侧面接触而导通，电流阻断机构不会有效地工作。

鉴于上述问题，本发明的一个方面涉及一种圆筒形电池，其包括电极组、电解质、用于收纳所述电极组和所述电解质的电池罐、以及用于将所述电池罐的开口封口的封口体，其中，所述封口体包括阀构件、配置于比所述阀构件靠所述电池的内部侧的位置的金属板、以及介于所述阀构件和所述金属板之间的环状的绝缘构件，所述阀构件和所述金属板在各自的中央部互相连接，所述阀构件具有在所述电池的内压上升时能够变形的环状的薄壁部，所述金属板和所述绝缘构件分别具有孔，所述金属板的孔和所述绝缘构件的孔互相连通，所述绝缘构件具有覆盖所述金属板的所述阀构件侧的表面的部位P1和与所述部位P1连续地设置并且覆盖所述金属板的孔的侧面的部位P2。

根据本发明，能够提供一种在误使用等时电流阻断机构稳定地工作的可靠性较高的圆筒形电池。

申请日：2019-08-30

公开(公告)日：2023-02-28

电池模块包括用于将多个二次电池串联或并联电连接的导电汇流条板，汇流条板使用具有相对高电阻的材料，以提高与电极端子的电阻焊接的可焊接性。

然而，具有高电阻的汇流条板可能在将二次电池中产生的电流传递到外部设备时增加电流损耗的因素，从而使能量效率劣化。另外，由于材料具有更高的电阻，所以导热率降低，这可能会降低应用了这种汇流条板的电池模块的散热性能。

相反，如果汇流条板使用低电阻的材料，则当通过电阻焊接将电极端子和汇流条板接合时，难以产生足够的电阻热，导致可焊接性差且焊接时间长。因此，制造成本增加并且电池模块的耐久性劣化。此外，如果使用厚金属板来减小电阻，则需要花费很长时间将厚金属板的焊接温度升高到预定温度以上，并且必须添加许多热源。因此，难以通过电阻焊接将圆柱形电池单元和厚金属板直接接合。

本发明提供一种可以减少电流损耗并提高制造效率的电池模块及模块汇流条的制造方法。

一种电池模块，包括：多个圆柱形电池单元，其具有分别形成于其上部和下部的电极端子；模块外壳，其包括具有多个中空结构的容纳部分，多个圆柱形电池单元被插入并容纳在多个中空结构中；以及模块汇流条，其包括第一金属板以及第二金属板，该第一金属板具有位于多个圆柱形电池单元的上部或下部以在水平方向延伸的主体部分以及从主体部分的一侧在水平方向上延伸以与多个圆柱形电池单元的电极端子接触的多个连接部分，该第二金属板接合到第一金属板的主体部分并且具有与所述第一金属板相比导电率相对更高的金属。

申请日：2022-08-18

公开(公告)日：2023-04-07

技术问题：为了制造具有长寿命和减少的气体的锂二次电池，正在研究使用单晶正极活性物质作为用于锂二次电池的正极活性物质。单晶正极活性物质的问题在于，由于单晶化的高温热处理，会发生颗粒聚集或产率降低。

为了解决单晶正极活性物质的颗粒聚集，当使用单晶正极活性物质时，进行粉碎工艺。然而，当以这种方式进行粉碎工艺时，正极活性物质的结晶度劣化，其表面缺陷发生，并且其残留的粉碎材料作为杂质产生，因此期望或需要在这方面进行改进。

技术手段：用于锂二次电池的正极活性物质，正极活性物质包括：各自包括多个单晶(或大的)初级颗粒的镍类锂金属氧化物次级颗粒，镍类锂金属氧化物次级颗粒具有其中具有孔的中空结构，多个单晶(或大的)初级颗粒具有约2μm至约6μm的尺寸(平均尺寸)，并且镍类锂金属氧化物次级颗粒具有约10μm至约18μm的尺寸(平均尺寸)；以及在镍类锂金属氧化物次级颗粒的表面上的含钴化合物的涂层。

制备用于锂二次电池的正极活性物质的方法，该方法包括：将M1前体或M2前体中的至少一种(例如，选自M1前体和M2前体中的一种)、镍前体和碱性溶液混合以获得混合物，使混合物经历共沉淀反应，然后干燥混合物以获得其中具有孔的镍类金属前体；获得其中具有孔的镍类金属前体和锂前体的混合物；进行混合物的初级热处理以获得初级热处理的产物；以及在没有产物的粉碎工艺的情况下向初级热处理的产物添加钴前体以获得混合物，并且进行混合物的次级热处理以制备上述正极活性物质，其中初级热处理在比次级热处理的温度更高的温度下进行，M1前体为钴前体、锰前体或铝前体中的至少一种(例如，选自钴前体、锰前体和铝前体中的一种)，并且M2前体含有硼(B)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)或锆(Zr)中的至少一种(例如，选自硼(B)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)和锆(Zr)中的一种元素)。

技术效果：本发明提供的用于锂二次电池的正极活性物质，抑制或减少了颗粒之间的聚集并且降低了阳离子混合比。