袋形电池单元和用于制造袋形电池单元的袋形电池外壳的密封设备的制作方法

本申请要求2022年7月18日申请的韩国专利申请号10-2022-0088274和2023年7月18日申请的韩国专利申请号10-2023-0093018的优先权，它们的全文通过引用并入于此。本发明涉及一种袋形电池单元以及一种用于制造袋形电池单元的袋形电池外壳的密封设备。更特别地，本发明涉及一种能够在袋形电池单元内部压力增加时快速排放气体从而防止袋形电池单元爆炸的袋形电池单元，以及一种用于制造袋形电池单元的袋形电池外壳的密封设备。

背景技术：

1、可充电、可放电的锂二次电池已被广泛用作无线移动设备或穿戴在身上的可穿戴设备的能源，也被用作电动车辆和混合动力车辆的能源，以替代现有的会造成空气污染的汽油车和柴油车。

2、锂二次电池可分为包括金属罐形外壳的棱柱状电池单元、包括金属罐形外壳的圆柱形电池单元或包括由层压片形成的外壳的袋形电池单元。其中，袋形电池单元由于易于变形，储存和堆叠时能量密度增加而被广泛使用。

3、在锂二次电池中，在反复充放电过程中，电极表面与电解质溶液之间会发生副反应，如果此时产生的气体没有从电池外壳排出，则电池外壳发生膨胀，从而导致电池外壳变形。

4、特别是，不像圆柱形电池单元包括安全排气口，袋形电池单元不包括单独的排气结构，因此在热熔的外周中的气体集中或热熔粘结力较低的部分可能发生排气。

5、一般来说，将包括外涂覆层、金属层和内树脂层的层压片成形成袋形电池外壳，在袋形电池外壳内容纳电极组件，并将袋形电池外壳密封来制造袋形电池单元。

6、层压片可以具有更复杂和不同的分层结构，这取决于层压片的应用方式和层压片的应用环境。

7、为了密封袋形电池外壳，使用提供热量和压力的加热块来按压袋形电池外壳的外缘。因此，内树脂层熔化，从而彼此堆叠的上外壳和下外壳的内树脂层热熔以形成密封。

8、通常，加热块以均匀的力按压袋形电池外壳的整个外缘，从而密封部分的整体粘附力均匀。

9、这种情况下，即使袋形电池单元的内部压力增大，袋形电池外壳也难以排气，因此袋形电池外壳内的压力逐渐增大。

10、在袋形电池外壳持续膨胀的情况下，如果袋形电池外壳受到外力冲击，或如果因电短路引起化学链式反应而发生热失控，则可能导致袋形电池单元发生爆炸。

11、因此，需要开发一种袋形电池单元，其配置成使得袋形电池外壳的外缘形成的密封部分的密封压力不均匀，容易发生排气或顺序发生排气，从而防止袋形电池单元爆炸，并在此排气过程中防止外部物质进入袋形电池单元，还需要开发一种用于制造袋形电池单元的袋形电池外壳的密封设备。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、本发明是针对上述问题而做出的，本发明的目的是提供一种袋形电池单元，其配置成使得袋形电池单元的密封部分形成为具有不同的粘附力，从而在依次执行排气的同时防止水分等渗透到袋形电池单元中，并提供一种用于制造袋形电池单元的袋形电池外壳的密封设备。

3、[技术方案]

4、用于实现上述目的的根据本发明的袋形电池单元包括袋形电池外壳和容纳在袋形电池外壳中的电极组件，袋形电池外壳由包括树脂层和金属层的层压片制成，其中通过热熔在电极组件容纳部分的外缘形成密封部分，该密封部分形成为使得在袋形电池外壳由内侧向外侧的方向上交替布置压紧部分和未压紧部分，且压紧部分的密封力在朝向袋形电池外壳的外侧的方向上逐渐增大。

5、当袋形电池外壳的内部压力增大时，可在袋形电池外壳由内侧向外侧的方向上依次释放压紧部分的粘结状态。

6、袋形电池外壳可包括内树脂层、金属层和外涂覆层，且每一压紧部分中的金属层的厚度可小于每一未压紧部分中的金属层的厚度。

7、密封部分的压紧部分中的金属层的厚度可在朝向袋形电池外壳的外侧的方向上逐渐减小。

8、本发明提供了一种用于制造袋形电池单元的袋形电池外壳的密封设备，该密封设备包括位于袋形电池外壳下方的下密封构件和位于袋形电池外壳上方的上密封构件，其中上密封构件包括在执行密封时具有不同压紧力的多个密封工具，多个密封工具设置成彼此间隔开。

9、多个密封工具可以配置成使得压紧力朝向袋形电池外壳的外侧逐渐增加。

10、多个密封工具可以具有不同的温度。

11、多个密封工具可以配置成使得温度朝向袋形电池外壳的外侧逐渐升高。

12、多个密封工具可以具有相同的长度。

13、面向袋形电池外壳的下密封构件的上表面可以是平的。

14、下密封构件可以是可加热的。

15、多个密封工具可以在从设置在袋形电池外壳内侧的密封工具向设置在袋形电池外壳外侧的密封工具的方向上依次执行按压。

16、多个密封工具中的每个密封工具在总长度方向上可分为两个或多个区域，并且每个区域的压紧温度和压紧力中的至少一个是可单独调节的。

17、多个密封工具中的每个密封工具的按压表面可以是倾斜的。

18、此外，本发明可提供上述解决措施的各种组合。

19、[有益效果]

20、由上述描述可以明显看出，本发明中，在袋形电池外壳由内侧向外侧的方向上依次进行袋形电池单元的密封部分的排气，从而可以适应袋形电池外壳体积的增加，并防止外部物质被引入到袋形电池外壳中。

21、另外，将构成上密封构件的多个密封工具的压紧温度和压紧力设计成从袋形电池外壳的内侧到外侧增大，从而可以减小由于袋形电池外壳的内树脂层熔化而在袋形电池外壳内侧形成的聚球的尺寸，因此，即使在低内部压力下，袋形电池外壳也可以进行排气。

技术特征：

1.一种袋形电池单元，包括：

2.根据权利要求1所述的袋形电池单元，其中，当所述袋形电池外壳的内部压力增大时，在所述袋形电池外壳由内侧向外侧的方向上依次释放所述压紧部分的粘结状态。

3.根据权利要求1所述的袋形电池单元，其中，每一所述压紧部分中的金属层的厚度小于每一所述未压紧部分中的金属层的厚度。

4.根据权利要求3所述的袋形电池单元，其中，所述密封部分的所述压紧部分中的金属层的厚度在朝向所述袋形电池外壳的外侧的方向上逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的袋形电池单元，其中，所述压紧部分的密封力在朝向所述袋形电池外壳的外侧的方向上逐渐增大。

6.一种用于制造根据权利要求1至5中任一项所述的袋形电池单元的袋形电池外壳的密封设备，所述密封设备包括：

7.根据权利要求6所述的密封设备，其中，所述多个密封工具配置成使得压紧力朝向所述袋形电池外壳的外侧逐渐增加。

8.根据权利要求6所述的密封设备，其中，所述多个密封工具具有不同的温度。

9.根据权利要求6所述的密封设备，其中，所述多个密封工具配置成使得温度朝向所述袋形电池外壳的外侧逐渐升高。

10.根据权利要求6所述的密封设备，其中，所述多个密封工具具有相同的长度。

11.根据权利要求6所述的密封设备，其中，面向所述袋形电池外壳的所述下密封构件的上表面是平的。

12.根据权利要求11所述的密封设备，其中，所述下密封构件是可加热的。

13.根据权利要求6所述的密封设备，其中，所述多个密封工具在从设置在所述袋形电池外壳内侧的密封工具向设置在所述袋形电池外壳外侧的密封工具的方向上依次执行按压。

14.根据权利要求6所述的密封设备，其中

15.根据权利要求6所述的密封设备，其中，所述多个密封工具中的每个密封工具的按压表面是倾斜的。

技术总结本发明涉及一种袋形电池单元，其包括袋形电池外壳和容纳在袋形电池外壳中的电极组件，袋形电池外壳由包括内树脂层和金属层的层压片制成，其中通过热熔在电极组件容纳部分的外缘形成密封部分，该密封部分形成为使得在袋形电池外壳由内侧向外侧的方向上交替布置压紧部分和未压紧部分，压紧部分中的内树脂层的厚度在朝向袋形电池外壳的外侧的方向上逐渐减小，因此袋形电池外壳的密封部分可以因密封部分的密封力差异而依次排气。技术研发人员：徐泰俊,朴来绪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：2024/7/25