双向排放装置和包括该双向排放装置的二次电池的制作方法

本发明涉及双向排放装置和包括该双向排放装置的二次电池，该双向排放装置通过将已经经历热失控的二次电池中的诸如高温气体、火花、经加热颗粒等危险因素的排放引导至侧面而不是顶部来提高安全性。本申请要求于2022年11月15日提交的韩国专利申请no.10-2022-0152444的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过参引以其整体并入本文。

背景技术：

1、与一次电池不同，二次电池可以充电，并且由于二次电池的小型化和大容量的潜力，二次电池近年来已经得到了大量的研究和开发。由于技术发展和对移动装置、电动车辆和能量储存系统的需求增加，因此对作为能源的二次电池的需求正在快速增加，这是为了响应对环境保护的需要而出现的。

2、基于电池盒的形状，二次电池被分类为硬币型电池、圆柱形电池、棱柱形电池和袋形电池。在二次电池中，安装在电池盒内部的电极组件是由电极和分隔件的层压结构组成的可充电/可放电发电装置。

3、由于二次电池需要在长时间段内连续使用，因此需要有效控制在充电和放电过程期间产生的热量。如果二次电池没有得到适当的冷却，温度的升高会导致电流的增加，并且电流的增加将导致温度的再次升高，从而产生反馈连锁反应，这最终导致热失控(thermalrunaway)的灾难性状况。

4、当二次电池中发生热失控时，温度和压力一起上升，并且如果温度和压力上升到超过二次电池的热和压力性能的水平，则二次电池的结构将最终塌陷。当二次电池的结构塌陷时，大量的空气被供应到内部，从而导致火或爆炸不受控制地增长并蔓延到周围区域，从而导致巨大的损害。

5、为了防止这种结构塌陷，二次电池、尤其是圆柱形或棱柱形电池通常配备有排放装置。排放装置是一种安全阀，其在压力超过一定水平时通过破裂来释放二次电池内部的压力。

6、然而，大多数现有的排放装置被设计成直接向上排出诸如高温气体、火花、经加热颗粒等危险因素。当在电动车辆中使用二次电池时，这些排放装置通过将所述危险因素朝向驾驶员或乘客引导而可能导致安全问题。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在提供一种排放装置和一种包括该排放装置的二次电池，该排放装置通过将从已经经历热失控的二次电池喷出的诸如高温气体、火花、经加热颗粒等危险因素的排放向两侧引导而不是直接向上引导来提高安全性。

3、然而，本发明寻求解决的技术问题不限于上述那些技术问题，并且根据本发明的以下描述，未提及的其他问题对于本领域普通技术人员来说将是明显的。

4、技术解决方案

5、本发明涉及一种双向排放装置，在一个示例中，该双向排放装置包括：破裂盘，该破裂盘设置有凹口部分，该凹口部分在压力超过预设值时破裂；以及安装部分，该安装部分沿着破裂盘的边界设置，其中，凹口部分包括沿着破裂盘的左半部表面拐角形成的第一凹口部分、以及沿着破裂盘的右半部表面拐角形成的第二凹口部分，第二凹口部分与第一凹口部分间隔开以便不与第一凹口部分连接。

6、在施加有超过预设值的压力时，破裂盘破裂，使得第一凹口部分和第二凹口部分形成蝴蝶形状。

7、在本发明的示例性实施方式中，基于穿过使第一凹口部分和第二凹口部分彼此分开设置的中央的假想对称线，随着距对称线的距离增加，第一凹口部分和第二凹口部分的凹口深度可能增加。

8、例如，第一凹口部分和第二凹口部分可以定形状成使得凹口深度的变化是线性的。

9、此外，越远离对称线，第一凹口部分和第二凹口部分的凹口深度的变化率越大。

10、替代性地，作为另一示例，第一凹口部分和第二凹口部分可以定形状成使得凹口深度的变化是不连续的，从而形成呈阶梯的形状。

11、因此，第一凹口部分和第二凹口部分可以从凹口深度较深的左拐角和右拐角开始以与超过预设值的压力的大小成比例的方式破裂。

12、同时，本发明提供了一种二次电池，该二次电池包括：电池盒，该电池盒设置有用于存储电极组件的空间；以及双向排放装置，该双向排放装置安装在电池盒的至少一个侧部上。

13、双向排放装置被气密地安装成使得第一凹口部分和第二凹口部分暴露于形成在电池盒中的排放孔的外部。

14、安装部分可以通过焊接而固定至电池盒，同时与排放孔对准。

15、替代性地，安装部分可以设置有插入排放孔中的壁形边界。

16、此外，在安装部分中可以设置有支承框架，该支承框架横跨使第一凹口部分和第二凹口部分彼此分开设置的中部。

17、有益效果

18、根据具有上述构型的本发明的双向排放装置，在施加有超过设定标准的压力时破裂的凹口部分沿着破裂盘的左半部表面拐角和右半部表面拐角彼此分开地形成，并且因此，当破裂盘破裂时，第一凹口部分和第二凹口部分破裂以形成蝴蝶形状，使得诸如高温气体、火花、经加热颗粒等的危险因素向排放装置的两侧排出，而不是直接向上排出。因此，当本发明的排放装置应用于用于汽车的中型和大型二次电池时，本发明的排放装置可以通过将危险因素朝向侧部排出而不是朝向驾驶员或乘客、直接向上排出来提高安全性。

19、此外，本发明的双向排放装置允许凹口部分的凹口深度形成为朝向破裂盘的左拐角和右拐角越来越深，使得在二次电池内部产生的热失控的早期阶段中，凹口部分可以最小程度地破裂，以将仅少量的喷出物沿两侧方向排出，由此抑制空气流入对燃烧的促进，同时尽可能地防止向直接向上方向的排出。另外，在热失控发展到最终状态并且需要快速压力释放的状态下，整个凹口部分可以破裂以确保最大的排出面积。因此，本发明的双向排放装置可以显著地提高二次电池的安全性。

20、然而，本发明的技术效果不限于上面描述的那些技术效果，并且根据本发明的以下描述，未提及的其他效果对于本领域普通技术人员来说将是明显的。

技术特征：

1.一种双向排放装置，包括：

2.根据权利要求1所述的双向排放装置，其中，

3.根据权利要求2所述的双向排放装置，其中，

4.根据权利要求3所述的双向排放装置，其中，

5.根据权利要求4所述的双向排放装置，其中，

6.根据权利要求3所述的双向排放装置，其中，

7.根据权利要求3所述的双向排放装置，其中，

8.一种二次电池，包括：

9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，

10.根据权利要求9所述的二次电池，其中，

11.根据权利要求9所述的二次电池，其中，

12.根据权利要求11所述的二次电池，其中，

技术总结本公开的发明涉及一种双向排放装置，该双向排放装置包括：破裂盘，该破裂盘具有凹口部分，该凹口部分在施加有超过预设值的压力时破裂；以及安装部分，该安装部分沿着破裂盘的周缘设置，其中，凹口部分包括沿着破裂盘的左半部的边缘形成的第一凹口部分、以及沿着破裂盘的右半部的边缘形成的第二凹口部分，同时第二凹口部分与第一凹口部分间隔开以便不与第一凹口部分连接。技术研发人员：卜千熙,成周桓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：2024/12/23