[发明专利]用于增强二次电池的安全性的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于增强二次电池的安全性的设备和方法，并且更加具体地，涉及一种用于通过检测被施加到二次电池组的外部冲击以避免诸如内部短路的风险来增强二次电池的安全性的设备和方法。

本申请要求于2011年8月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2011-0084085和于2012年8月3日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0085411的优先权，其全部内容通过引用被包含在此。

背景技术

随着移动装置、电动车辆、混合动力车辆、电力存储设备、不间断电源等等的发展和使用，作为主电源的二次电池的重要性日益增长。因此，已经执行对满足其各种需求的二次电池进行许多研究。

通常，棱形或者袋状二次电池在形状方面被过分地要求，并且在材料方面，由于每单位时间的它们的高能量密度和大的放电性能导致锂基二次电池被主要地使用。

在这样的二次电池的研究中，增强其安全性是重要方面。由于内部短路、过充电或者过放电导致锂二次电池可能被发热，这能够导致电解质的分解和热运行，引起电池内部的压力快速地增加，从而导致电池不可避免地爆炸。

通过包括二次电池的跌落和其中被施加的外部冲击的各种理由产生引起二次电池的爆炸的内部短路。因此，二次电池由至少一个单元电池、电池管理单元（BMU）和包围它们的包壳组成。每个单元电池和BMU通过电极引线被连接。在电极引线中，被连接到每个单元电池的多个电极突片被焊接。电极突片从薄铝或者铜板延伸并且被附接到其，并且由于其内在的特性呈现非常低的机械强度。

同时，如果二次电池跌落或者经受外部冲击，则被密封在包壳中的单元电池可能移动。在这样的情况下，冲击能量可能集中于在单元电池和BMU之间的连接部分上。冲击能量可能积累在二次电池的多个连接部分当中的具有差的机械强度的连接部分中并且引起电极突片爆裂。电极突片的爆裂可能产生内部短路以引起诸如二次电池的爆炸的安全事故。因此，有必要检测外部冲击以保护二次电池。

为此，韩国专利No.10-0739080公开一种被装备在车辆中以检测被施加到车辆的外部冲击的加速度传感器。在本专利中，当加速度传感器检测高于临界值的冲击水平时，大的冲击被认为被施加到二次电池，其停止二次电池的使用。

然而，因为现有技术仅考虑车辆中的加速度的变化，所以在控制二次电池的使用或者其停止中存在限制。例如，如果通过加速度传感器检测到高于临界值的冲击水平，但是该冲击以不会引起其短路的水平而施加到二次电池，或者相反地，如果通过加速度传感器检测到低于临界值的冲击水平，但是该冲击以引起其短路的水平而大大地施加到二次电池，难以正确地保护二次电池。因此，用于仅取决于加速度的变化来检测被施加到二次电池的冲击的系统具有低的精确度并且因此不能充分地保护二次电池免受外部冲击。

发明内容

技术问题

本发明被设计以解决现有技术的问题，并且因此本发明的目的是为了提供一种用于通过更加精确地检测被施加到二次电池的冲击增强二次电池的安全性免受外部冲击的设备和方法。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于增强二次电池的安全性的设备，包括：传感器部分，该传感器部分包括被附接到二次电池的单体的表面以检测单体的移动的第一传感器和被附接到二次电池的包壳的内部以检测包壳的移动的第二传感器；存储器部分，该存储器部分用于存储在从第一传感器获得的第一测量值与从第二传感器获得的第二测量值之间的差的临界值；以及控制部分，该控制部分用于计算在第一测量值和第二测量值之间的差值并且将计算出的差值与被存储在存储器部分中的临界值进行比较以当计算出的差值大于临界值时停止单体的操作。

根据本发明的另一方面，提供一种用于增强二次电池的安全性的方法，包括：（a）将在从第一传感器获得的第一测量值与从第二传感器获得的第二测量值之间的差的临界值存储在存储器部分中，第一传感器被附接到二次电池的单体的表面以检测单体的移动，并且第二传感器被附接到二次电池的包壳的内部以检测包壳的移动；（b）存储从第一传感器获得的第一测量值；（c）存储从第二传感器获得的第二测量值；（d）计算在第一测量值与第二测量值之间的差值；以及（e）当计算出的差值大于被存储在存储器部分中的临界值时停止单体的操作。

有益效果

根据本发明的一个方面，能够精确地检测被施加到二次电池的冲击。

根据本发明的另一方面，当二次电池经受冲击时，能够停止二次电池的使用以增强其安全性。