纽扣型二次电池及其制造方法与流程

1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年7月17日提交的韩国专利申请no.10-2020-0089212的优先权，该韩国专利申请通过引用整体并入本文中。
3.技术领域
4.本发明涉及能够提高垫圈的粘合力和密封力并检查电解液是否泄漏的纽扣型二次电池及其制造方法。


背景技术：

5.通常，与不可充电的一次电池不同，二次电池是指可充电和可放电的。二次电池被广泛用于移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机、电动车辆等。
6.二次电池包括具有高能量密度、高输出和长寿命的纽扣型二次电池。纽扣型二次电池包括电极组件、容纳电极组件的下罐、联接到下罐的上罐、以及密封下罐和上罐的垫圈。
7.然而，纽扣型二次电池的问题在于，当垫圈的粘合强度变弱时，会发生电解液泄漏的可能性，特别是不能快速检测电解液是否泄漏。


技术实现要素：

8.技术问题
9.本发明是为了解决上述问题而发明的，并且本发明的目的是提供一种能够提高垫圈的粘合力和密封力并且同时能够快速检测电解液是否泄漏的纽扣型二次电池及其制造方法。
10.技术方案
11.根据本发明的纽扣型二次电池包括：罐组件，所述罐组件被配置为容纳电极组件和电解液，其中，所述罐组件包括：下罐，所述下罐被配置为容纳电极组件和电解液，并且用作第一电极端子；上罐，所述上罐被联接成围绕所述下罐，并且被配置为用作第二电极端子；以及垫圈，所述垫圈被设置在所述下罐与所述上罐之间以密封所述下罐与所述上罐之间的间隙，其中，被配置为检测电解液是否泄漏的第一泄漏检测构件被设置在所述下罐的与所述垫圈紧密接触的外表面上，并且所述第一泄漏检测构件设置有凹陷的下联接槽，所述凹陷的下联接槽形成在所述下罐的外表面中。
12.所述第一泄漏检测构件可以被设置在下联接槽中，并且包括第一泄漏检测材料和第一粘合材料，所述第一泄漏检测材料被配置为检测在所述垫圈与所述下罐的下联接槽之间通过的电解液的泄漏，所述第一粘合材料被配置为允许所述第一泄漏检测材料粘合到下联接槽，以固定所述第一泄漏检测材料。
13.第二泄漏检测构件可以被设置在所述上罐的与垫圈紧密接触的内表面的端部上，并且第二泄漏检测构件可以设置有形成在所述上罐的内表面的端部中的凹陷的上联接槽。
14.所述第二泄漏检测构件可以被设置在上联接槽中，并且包括第二泄漏检测材料和第二粘合材料，所述第二泄漏检测材料被配置为检测在所述垫圈与所述上罐的上联接槽之间通过的电解液的泄漏，所述第二粘合材料被配置为允许所述第二泄漏检测材料粘合到上联接槽，以便固定所述第二泄漏检测材料。
15.第一泄漏检测材料和垫圈或者第二泄漏检测材料和垫圈可以被加热到设定温度并且热熔融以彼此成为一体。
16.上联接槽可以被设置成在所述上罐的端部的方向上开口，使得设置在上联接槽中的第二泄漏检测材料的一部分暴露于外部。
17.凹陷的下插入槽和凹陷的上插入槽可以分别形成在与垫圈紧密接触的下罐的与垫圈紧密接触的表面和上罐的与垫圈紧密接触的表面中，并且下插入槽和上插入槽可以彼此间隔开，以不彼此面对。
18.通过夹紧下罐和上罐，可以将垫圈的一部分引入到下插入槽和上插入槽中的每一者中，以在垫圈的表面上形成下插入突起和上插入突起，下罐和垫圈之间的接触面积可以通过下插入突起而增大，并且上罐和垫圈之间的接触面积可以通过上插入突起而增大。
19.根据本发明的制造纽扣型二次电池的方法包括：制备下罐、上罐和垫圈的制备工艺，在所述下罐中形成凹陷的下联接槽，在所述上罐中形成凹陷的上联接槽，所述垫圈被布置在所述下罐与所述上罐之间，其中，所述下联接槽被形成在所述下罐的与所述垫圈紧密接触的外表面中，所述上联接槽被形成在所述上罐的与所述垫圈紧密接触的内表面的端部中；将第一泄漏检测构件插入到所述下联接槽中并且将第二泄漏检测构件插入到所述上联接槽中的插入工艺；将电极组件和电解液容纳在所述下罐中的容纳工艺；将所述垫圈布置在所述下罐的上部上的布置工艺，其中，所述垫圈包括支承在所述下罐的外周表面上的外侧部、支承在所述下罐的内周表面上的内侧部以及将所述外侧部连接到所述内侧部的连接部；以及将所述上罐布置在所述下罐上以夹紧所述下罐和所述上罐的夹紧工艺，从而制造纽扣型二次电池，其中，在夹紧工艺中，所述第一泄漏检测构件和所述第二泄漏检测构件分别通过所述下罐和所述上罐的夹紧与所述垫圈的两个表面紧密接触。
20.在插入工艺中，第一泄漏检测构件可以包括第一泄漏检测材料和第一粘合材料，所述第一泄漏检测材料检测在所述垫圈与所述下罐的下联接槽之间通过的电解液的泄漏，所述第一粘合材料允许所述第一泄漏检测材料粘合到下联接槽，以固定所述第一泄漏检测材料，并且第二泄漏检测构件可以被设置在上联接槽中并且包括第二泄漏检测材料和第二粘合材料，所述第二泄漏检测材料检测在所述垫圈与所述上罐的上联接槽之间通过的电解液的泄漏，所述第二粘合材料允许所述第二泄漏检测材料粘合到上联接槽，以便固定所述第二泄漏检测材料。
21.该方法在夹紧工艺之后还可以包括：将具有设定温度的热施加到纽扣型二次电池的外周表面以使第一泄漏检测材料和垫圈或者第二泄漏检测材料和垫圈热熔融以彼此成为一体的热熔融工艺。
22.有益效果
23.根据本发明的纽扣型二次电池可以包括下罐、上罐和垫圈。凹陷的下联接槽可以形成在下罐中，所述下罐与垫圈紧密接触，并且检测电解液是否泄漏的第一泄漏检测构件可以被设置在下联接槽中。因此，垫圈的粘合强度可以通过垫圈与第一泄漏检测构件之间
的粘合来增加，并且当在垫圈与下罐之间泄漏的电解液与第一泄漏检测构件接触时，第一泄漏检测构件会变色，因此可以从外部快速检测电解液是否泄漏。
24.另外，在根据本发明的纽扣型二次电池中，第一泄漏检测构件可以包括第一泄漏检测材料和第一粘合材料。因此，可以检测在垫圈与下罐的下联接槽之间通过的电解液的泄漏，并且可以增加设置在下联接槽中的第一泄漏检测构件的固定力。
25.另外，在根据本发明的纽扣型二次电池中，可以在上罐的端部的内表面中形成凹陷的上联接槽，并且可以在上联接槽中设置检测电解液是否泄漏的第二泄漏检测构件。因此，垫圈的粘合强度可以通过垫圈与第二泄漏检测构件之间的粘合来增加，并且当在垫圈与上罐之间泄漏的电解液与第二泄漏检测构件接触时，第二泄漏检测构件会变色，因此可以从外部快速检测电解液是否泄漏。
26.另外，在根据本发明的纽扣型二次电池中，第二泄漏检测构件可以包括第二泄漏检测材料和第二粘合材料。因此，可以检测在垫圈与上联接槽之间通过的电解液的泄漏，并且可以增加设置在上联接槽中的第二泄漏检测构件的固定力。
27.另外，在根据本发明的纽扣型二次电池中，第一泄漏检测材料和垫圈或者第二泄漏检测材料和垫圈可以在被加热到设定温度的同时热熔融以彼此成为一体。因此，垫圈的粘合强度会增加。
28.另外，在根据本发明的纽扣型二次电池中，上联接槽可以被设置成在上罐的端部方向上开口。因此，设置在上联接槽中的第二泄漏检测材料的一部分可能暴露在外面，并且因此，可以容易地检查电解液是否泄漏。
29.另外，在本发明的纽扣型二次电池中，凹陷的下插入槽和凹陷的上插入槽可以分别形成在与垫圈紧密接触的下罐和上罐中。这里，下插入槽和上插入槽可以被布置为彼此间隔开以不彼此面对。因此，当下罐和上罐被夹紧时，垫圈的一部分可以被引入下插入槽和上插入槽中的每一者中，以在垫圈的表面上形成下插入突起和上插入突起中的每一者，从而通过下插入突起和上插入突起增加下罐与上罐之间的粘合力和联接力。
附图说明
30.图1是根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的截面图。
31.图2是例示根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的罐组件的分解立体图。
32.图3是图1的部分a的放大图。
33.图4是例示用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法的流程图。
34.图5是例示用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法的制备工艺的截面图。
35.图6是例示用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法中的插入工艺的截面图。
36.图7是例示用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法中的容纳工艺的截面图。
37.图8是例示用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法中的夹
紧工艺的截面图。
38.图9是根据本发明的第二实施方式的纽扣型二次电池的截面图。
具体实施方式
39.在下文中，将参考附图以本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术思想的方式详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以许多不同形式来实施，并且不应当被解释为是对这里阐述的实施方式的限制。在附图中，为了清楚起见将省略对描述本发明来说不必要的任何内容，并且附图中相同的附图标记表示相同的元件。
40.[根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池]
[0041]
如图1至图3所示，根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池100包括电极组件110、浸渍电极组件110的电解液120、以及容纳电极组件110和电解液120的罐组件130。
[0042]
罐组件130包括：下罐131，其容纳电极组件110和电解液120并且用作第一电极端子；上罐131，其被联接成围绕下罐131并且用作第二电极端子；以及垫圈133，其被设置在下罐131与上罐132之间以密封下罐131与上罐132之间的间隙。
[0043]
罐组件130具有能够增加垫圈133的粘合强度并检查电解液120是否泄漏的结构。
[0044]
也就是说，罐组件130包括：凹陷的下联接槽131a和第一泄漏检测构件134，所述凹陷的下联接槽131a被形成在下罐131的与垫圈133紧密接触的外周表面中，所述第一泄漏检测构件134被设置在下联接槽131a中以检测电解液是否泄漏。
[0045]
这里，下联接槽131a可以被设置在下罐131的布置在上罐132的端部处的表面中。因此，设置在下联接槽131a中的第一泄漏检测构件134的一部分可以通过透明垫圈133暴露(即，可以识别)到外部，并且因此，当电解液与第一泄漏检测构件接触时，第一泄漏检测构件会变色以快速检测电解液是否泄漏(即，通过透明垫圈从外部检查第一泄漏检测是否变色，结果可以检查电解液是否泄漏)。
[0046]
也就是说，所述第一泄漏检测构件134被设置在下联接槽中，并且包括第一泄漏检测材料134a和第一粘合材料134b，所述第一泄漏检测材料134a检测通过所述下罐131的下联接槽131a与所述垫圈133之间的电解液120的泄漏，所述第一粘合材料134b允许所述第一泄漏检测材料134a粘合到下联接槽131a，以固定所述第一泄漏检测材料134a。
[0047]
这里，第一泄漏检测材料134a由选自包括百里酚蓝、甲基橙、甲基红和酚红的组中的一种或更多种化合物制成。
[0048]
因此，罐组件130可以允许由于垫圈133与第一泄漏检测构件134之间的粘合而增加垫圈133的粘合力和密封力。特别是，在罐组件130中，当在垫圈133与下联接槽131a之间泄漏的电解液120与第一泄漏检测构件134接触时，第一泄漏检测构件会变色(即，由于浓度变化而导致的颜色变化)，并且因此，可以从外部快速检查电解液是否泄漏。
[0049]
特别是，在第一泄漏检测构件134中，第一泄漏检测材料134a可以通过第一粘合材料134b粘合到下联接槽131a以稳定地固定第一泄漏检测材料134a。第一粘合材料由选自包括聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛和聚丙烯酸酯的组中的至少一种制成。
[0050]
罐组件130还包括用于检测垫圈133与上罐132之间的电解液泄漏的结构。
[0051]
也就是说，罐组件130包括：凹陷的上联接槽132a和第二泄漏检测构件135，所述凹
陷的上联接槽132a对应于下联接槽131a，并且被形成在上罐132的与垫圈133紧密接触的内表面的端部中，所述第二泄漏检测构件135被设置在上联接槽132a中以检测电解液是否泄漏。
[0052]
也就是说，所述第二泄漏检测构件135被设置在上联接槽132a中，并且包括第二泄漏检测材料135a和第二粘合材料134b，所述第二泄漏检测材料135a检测在所述垫圈133与所述上罐132的上联接槽132a之间通过的电解液120的泄漏，所述第二粘合材料134b允许所述第二泄漏检测材料135a粘合到上联接槽132a，以便固定所述第二泄漏检测材料134a。
[0053]
第二泄漏检测材料135a由与第一泄漏检测材料134a相同的材料制成。也就是说，第二泄漏检测材料135a由选自由百里酚蓝、甲基橙、甲基红和酚红组成的组中的一种或更多种化合物制成。另外，第二粘合材料135b由与第一粘合材料相同的材料制成并且允许设置在上联接槽132a中的第二泄漏检测材料135a的固定力增加。
[0054]
上联接槽132a被设置成在上罐132的端部的方向(当在图1中观察时上罐的下端方向)上开口，从而暴露设置在上联接槽132a中的第二泄漏检测材料135a的一部分。因此，可以容易地从外部检查第二泄漏检测材料的颜色变化。
[0055]
因此，罐组件130可以允许由于垫圈133与第二泄漏检测构件135之间的粘合而增加垫圈133的粘合力和密封力。特别是，当在垫圈133与下联接槽132a之间泄漏的电解液120与第二泄漏检测构件135接触时，第二泄漏检测构件变色(发生由于浓度变化而导致的颜色变化)，并且因此，可以从外部快速检查电解液是否泄漏。
[0056]
参照图2，下联接槽和上联接槽中的每一个均具有矩形槽形状。这样做是为了提高下联接槽与第一泄漏检测材料之间的联接特性以及提高上联接槽与第二泄漏检测材料之间的联接特性。
[0057]
第一泄漏检测材料134a和垫圈133或者第二泄漏检测材料135a和垫圈133在设定温度下被加热，并且因此热熔融以彼此成为一体，使得垫圈133可以增加粘合强度。
[0058]
第一泄漏检测材料134a和第二泄漏检测材料135a具有相同的高度和相同的厚度。
[0059]
这里，设定温度可以是240℃至300℃，优选为260℃至280℃。即，当设定温度为240℃或更低时，第一泄漏检测材料134a与垫圈133之间的接触表面或者第二泄漏检测材料135a与垫圈133之间的接触表面不会熔化而导致接合缺陷，并且当设定温度为300℃或更高时，垫圈可能过度熔化而导致密封力出现问题。因此，设定温度可以为240℃至300℃，优选为260℃至280℃，以使第一泄漏检测材料134a与垫圈133或者第二泄漏检测材料135a与垫圈133稳定地熔化，并且然后热熔融以彼此成为一体。
[0060]
因此，根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池100可以包括第一泄漏检测构件134和第二泄漏检测构件135，以允许罐组件与垫圈之间的粘合强度增加，并且还快速检查垫圈133与罐组件之间是否有电解液120泄漏。
[0061]
在下文中，将描述用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法。
[0062]
[用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法]
[0063]
如图4至图8所示，一种用于制造根据本发明的第一实施方式的纽扣型二次电池的方法包括制备工艺(s10)、插入工艺(s20)、容纳工艺(s30)、布置工艺(s40)、夹紧工艺(s50)和热熔融工艺(s60)。
[0064]
制备工艺
[0065]
在制备工艺(s10)中，参照图5，制备电极组件110、电解液120和罐组件130。
[0066]
这里，罐组件130包括下罐131、上罐132和垫圈133。也就是说，制备工艺制备下罐131，在所述下罐131中，在布置有上罐132的端部的外周表面形成有凹陷的下联接槽131a，并且制备上罐132，在所述上罐132中，在内周表面的端部形成有凹陷的上联接槽132a以与下联接槽131a相对应，并且然后制备布置在下罐131与上罐132之间的垫圈133。
[0067]
插入工艺
[0068]
在插入工艺(s20)中，参照图6，将第一泄漏检测构件134插入到下联接槽131a中，并且将第二泄漏检测构件135插入到上联接槽132a中。
[0069]
这里，第一泄漏检测构件134包括第一泄漏检测材料134a和第一粘合材料134b，所述第一泄漏检测材料134a检测在所述下罐131的下联接槽131a与所述垫圈133之间通过的电解液120的泄漏，所述第一粘合材料134b允许所述第一泄漏检测材料134a粘合到下联接槽131a，以固定所述第一泄漏检测材料134a。
[0070]
也就是说，第二泄漏检测构件135被设置在上联接槽132a中，并且包括第二泄漏检测材料135a和第二粘合材料134b，所述第二泄漏检测材料135a检测在所述上罐132的上联接槽132a与所述垫圈133之间通过的电解液120的泄漏，所述第二粘合材料134b允许所述第二泄漏检测材料135a粘合到上联接槽132a，以便固定所述第二泄漏检测材料134a。
[0071]
第一泄漏检测材料134a和第二泄漏检测材料135a中的每一种材料由当与电解液接触时颜色变化的材料制成。优选地，第一泄漏检测材料134a和第二泄漏检测材料135a均由甲基橙制成。
[0072]
容纳工艺
[0073]
在容纳工艺(s30)中，参照图7，电极组件110和电解液120被容纳在下罐131中，因此电解液120浸渍电极组件110。
[0074]
布置工艺
[0075]
在布置工艺(s40)中，垫圈133被布置在下罐131的上部上。这里，垫圈133包括支承在下罐131的外周表面上的外侧部131、支承在下罐131的内周表面上的内侧部133b、以及将外侧部133a连接到内侧部133b的连接部133c。
[0076]
夹紧工艺
[0077]
参照图8，在夹紧工艺(s50)中，将上罐132布置在下罐131上，然后夹紧下罐131和上罐132。因此，可以制造纽扣型二次电池100。
[0078]
在夹紧工艺之后，可以进一步执行热熔融工艺(s60)。
[0079]
热熔融工艺
[0080]
在热熔融工艺(s60)中，具有设定温度的热量被施加到纽扣型二次电池100的外周表面。然后，第一泄漏检测材料134a和垫圈133或者第二泄漏检测材料135a和垫圈133被热熔融以彼此成为一体，从而显著增加垫圈133的粘合强度。
[0081]
这里，设定范围内的温度可以是240℃至300℃，优选为260℃至280℃。
[0082]
在如上所述制造的纽扣型二次电池100中，通过垫圈133与第一泄漏检测构件或者垫圈133与第二泄漏检测构件之间的粘合可以增加粘合力和密封力，并且可以很容易地检查电解液是否泄漏。
[0083]
在下文中，在本发明的其他实施方式的说明中，对具有与上述实施方式相同功能的构成要素在附图中标注相同的附图标记，因此省略重复的说明。
[0084]
[根据本发明的第二实施方式的纽扣型二次电池]
[0085]
在根据本发明第二实施方式的纽扣型二次电池100中，如图9所示，凹陷的下插入槽131b和凹陷的上插入槽132b可以分别被形成在下罐131的与垫圈133紧密接触的表面和上罐132的与垫圈133紧密接触的表面中。
[0086]
这里，下插入槽131b和上插入槽132b被布置成彼此隔开，以在下罐131和上罐132彼此联接的状态下观察时不彼此面对。
[0087]
在具有上述结构的纽扣型二次电池100中，根据本发明的第二实施方式，当下罐131和上罐132被夹紧时，垫圈133的一部分可以被引入(插入)到下插入槽131b和上插入槽132b中以在垫圈133的表面上分别形成下插入突起136和上插入突起137。因此，下罐131与垫圈133之间的粘合可以通过下插入突起136增加以增加粘合力和联接力。另外，上罐132与垫圈133之间的接触面积可以通过上插入突起137增加以增加粘合力和联接力。
[0088]
夹紧是指压配或夹紧两个对象。
[0089]
特别是，下插入槽131b和上插入槽132b被布置在下罐131和上罐132中并且彼此间隔开，以便不彼此面对。因此，形成在垫圈133的表面上的下插入突起136和上插入突起137彼此间隔开，以便不彼此面对。因此，可以充分确保垫圈133的插入到下插入槽131b和上插入槽132b中的每一个中的插入量。因此，由于充分确保了垫圈的插入下到插入槽131b和上插入槽132b中的插入量，所以下插入突起136和上插入突起137可以稳定地形成，并且因此，可以增加下罐131与上罐132之间的粘合力和联接力。
[0090]
这里，下插入突起136可以被设置为粘合到下插入槽131b，而上插入突起137可以被设置为粘合到上插入槽132b。因此，下插入突起136与下插入槽131b之间的联接力可以增加，并且上插入突起137与上插入槽132b之间的联接力可以增加。
[0091]
另外，可以设置两个或更多个下插入槽或者两个或更多个上插入槽以彼此连接，因此，多个下插入突起和多个上插入突起可以被形成在垫圈的表面上，并且因此，下罐与垫圈之间以及上罐与垫圈之间的粘合力和密封力会显著增加。
[0092]
两个或更多个下插入槽131b和两个或更多个上插入槽132b彼此间隔开以便不彼此面对。
[0093]
因此，本发明的范围比前述描述和本文描述的示例性实施方式更多地由所附权利要求限定。在本发明的权利要求的等同含义内以及在权利要求范围内进行的各种修改应被视为在本发明的范围内。
[0094]
[附图标记描述]
[0095]
100：纽扣型二次电池
[0096]
110：电极组件；
[0097]
120：电解液
[0098]
130：罐组件
[0099]
131：下罐
[0100]
131a：下联接槽
[0101]
131b：下插入槽
[0102]
132：上罐
[0103]
132a：上联接槽
[0104]
132b：上插入槽
[0105]
133：垫圈
[0106]
134：第一泄漏检测构件
[0107]
134a：第一泄漏检测材料
[0108]
134b：第一粘合材料
[0109]
135：第二泄漏检测构件
[0110]
135a：第二泄漏检测材料
[0111]
135b：第二粘合材料
[0112]
136：下插入突起
[0113]
137：上插入突起