[发明专利]圆柱形二次电池绝缘构件

说明书

本公开内容提供一种绝缘构件，其具有对外部冲击和电池的体积变化具有充分的减震效果的优异的机械性能，并且提供一种包括该绝缘构件的圆柱形二次电池。根据本公开内容的绝缘构件在高温下具有优异的机械性能，由具有窄分子量的聚丙烯构成，并且在表面上具有细微图案。

技术领域

本公开内容涉及一种圆柱形二次电池绝缘构件。更具体地，本公开内容涉及通过增强圆柱形二次电池的顶盖组件与电极组件之间的绝缘构件的机械性能来防止短路和增加稳定性，并且实现对外部冲击和电池的体积变化的充分的减震效果。

背景技术

一般来说，二次电池不同于不可充电的原电池。二次电池可以充放电，并且在诸如移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机这样的电子产品或电动车辆的电源等中广泛使用。尤其是，锂二次电池具有3.6V的工作电压，与广泛用作电气设备的电源的镍镉电池或镍氢电池相比，锂二次电池具有约3倍的容量，而且锂二次电池具有较高的每单位重量的能量密度，因此锂二次电池的应用急剧增加。

锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳分别作为正极活性材料和负极活性材料。另外，锂二次电池可划分为棱柱型电池、圆柱型电池和袋型电池。

锂二次电池设有顺序地布置正极、隔膜和负极的电极组件以及将电极组件和电解质一起密封并存储的外部材料。尤其是，棱柱型二次电池或圆柱型二次电池的外部材料设有形成开放端的圆柱形罐以及密封并结合到圆柱形罐的开放端的盖组件。

电极组件被划分为在各自处于施加有活性材料的片状形式的正极与负极之间插入隔膜并卷绕的果冻卷型和在呈预定尺寸的多个正极与多个负极之间插入隔膜并顺序地层压的堆叠型。其中，果冻卷型电极组件易于制造并且具有较高的每单位能量密度，尤其是，可以容易地被圆柱型电池或棱柱型电池的圆柱形罐存储，因此果冻卷型电极组件被广泛使用。此外，堆叠型电极组件广泛用于袋型电池中。

然而，当二次电池充电和放电时，电极组件经过反复的膨胀和收缩并趋于变形，并且在该过程中，在果冻卷型电极组件的情形中，应力集中在中心，电极刺穿隔膜并与金属中心销接触，并且常常产生内部短路。这种内部短路与电池的热量有关，使得有机溶剂分解并产生气体，并且使得电池内部的压力增加，外部材料可能会破裂。电池内部的气体压力的增加可由外部冲击而导致的短路产生。

为了解决上述问题，二次电池基本上设有安全元件。尤其是，圆柱型电池具有安全装置，诸如排出高压气体的安全带和在电池的内部压力增加时阻断电流的电流中断装置(Current Interrupt Device：CID)。而且，圆柱型电池设有包括顶盖(top-cap)的盖组件，顶盖形成保护这种安全装置的突出端子。

电极组件上侧配备有板式结构的绝缘构件并且可以排出气体，该绝缘构件用于连接电极组件的正极接片和盖组件的盖板，在中心形成开口以连接至中心销的穿孔。

一般来说，用在圆柱形电池中的绝缘构件由无纺布构成，在使用无纺布的情形中，无纺布是一种可在高温下燃烧的材料，因此当在外部冲击中发生短路时，无纺布的绝缘构件燃烧并且短路扩大，进而增加了电池爆炸的危险。此外，在使用无纺布的情形中，在高温下损坏和变形的可能性较高，而且机械性能低，并且当因蒸发电解质当中的低沸点溶剂引起电池的内部压力增加而使电池圆柱形罐膨胀时，其会导致电解质泄漏，并且由于来自外部的空气和水分的流入而导致内阻增加，从而可能会使电池特性劣化。

为了解决上述问题，需要开发具有高机械性能和耐热性的绝缘构件的有机电气材料，该有机电气材料即使在高于熔点的情况下也不会在高温下燃烧而是能够熔化并流动，并且能够防止短路扩大。

发明内容

技术问题

提供本公开内容以解决现有技术的上述技术问题。

提供本公开内容以通过增强圆柱形二次电池的顶盖组件与电极组件之间的绝缘构件的机械性能来防止短路和增加稳定性，并且实现对外部冲击和电池的体积变化的充分的减震效果。