CN101442139B - 电极组件和利用该电极组件的二次电池 - Google Patents

电极组件和利用该电极组件的二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN101442139B
CN101442139B CN2008101764623A CN200810176462A CN101442139B CN 101442139 B CN101442139 B CN 101442139B CN 2008101764623 A CN2008101764623 A CN 2008101764623A CN 200810176462 A CN200810176462 A CN 200810176462A CN 101442139 B CN101442139 B CN 101442139B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coated portion
negative electrode
positive electrode
plate
collector body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008101764623A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101442139A (zh
Inventor
李长浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN101442139A publication Critical patent/CN101442139A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101442139B publication Critical patent/CN101442139B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0587Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • H01M50/119Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供一种电极组件和利用该电极组件的二次电池。一种电极组件,包括:正极板,具有正电极集电体和形成在所述正电极集电体上的正电极涂覆部分;负极板,具有负电极集电体和形成在所述负电极集电体上的负电极涂覆部分;和隔板。其中所述正电极涂覆部分或所述负电极涂覆部分被划分为涂覆起始部分、涂覆结束部分以及在所述涂覆起始部分与所述涂覆结束部分之间的均匀区域。所述电极组件被卷绕成胶卷结构,并且所述涂覆结束部分被设置在所述胶卷结构的中部。

Description

电极组件和利用该电极组件的二次电池
技术领域
本发明各方面涉及电极组件和利用该电极组件的二次电池,以用于防止损坏隔板,并实现电极组件的均匀胶卷形状。
背景技术
近来,紧凑型和轻型电气/电子设备,例如便携式电话、笔记本电脑、可携式摄像机等得到了开发和制造。这些便携式电气/电子设备包括在通常不能提供电力的地方充当这些设备的驱动电力的电池组。电池组包括至少一个通过输出恒定电压电平而在一段时间驱动便携式电气/电子设备的电池。二次电池由于实用性、经济效率、易于再充电、较小的尺寸和较大的容量而在近来被用作这种电池组的电池。在二次电池中,锂二次电池得到了广泛的使用,这是因为锂二次电池的3.6伏的工作电压是已经在便携式电气/电子电力中得到广泛使用的Ni-Cd电池或Ni-MH电池的工作电压的三倍高,并且锂二次电池的每单位重量的能量密度也很高。
锂二次电池包括具有正极板、负极板和隔板的电极组件,以及容纳该电极组件的壳体。通常,每个电极板通过在由金属箔制成的电极集电体的一个表面上涂覆具有电极活性物质的浆体而形成。每个均形成为条状的正极板、负极板和隔板,被设置为使得隔板位于负极板与正极板之间,并且通过卷绕工艺形成具有胶卷配置结构的电极组件。
在电极集电体的表面上,电极板的电极涂覆部分通过在与形成电极的期望长度相对应的区域上涂覆浆体而形成。电极板的非涂覆部分,即未涂覆电极活性物质的区域,用于将电极接线片焊接到电极板上。在电极集电体上涂覆电极活性物质浆体的过程中,浆体通常在涂覆的起始部分形成硬块(突起),并且由于拖曳现象(phenomenon of hauling),随着涂覆沿电极集电体的长度进行,涂覆变得越来越薄。
在形成电极组件的过程中,隔板被插置在如上所形成的电极板之间,并且胶卷型电极组件通过利用心轴卷绕电极板和隔板而制成。在常规的电极组件中,由于涂覆过程而在每个电极板的起始部分产生的突起导致胶卷形状不均匀的问题,这是因为在利用心轴卷绕正极板、负极板和隔板时,电极板的包括突起的部分被扭曲。进一步,常规的电极组件由于突起而体积变大。进一步,突起可能通过在加工期间施加压力而导致使正极板和负极板绝缘的隔板被损坏。如果被损坏,隔板可能导致正极板和负极板之间的内部短路,从而降低电池的成品收率并导致安全事故。
发明内容
本发明的各方面提供电极组件和利用该电极组件的二次电池,以用于防止损坏隔板,并实现电极组件的胶卷结构的均匀形状。
根据本发明的实施例,电极组件可以包括具有正电极集电体和形成在所述正电极集电体上的正电极涂覆部分的正极板、具有负电极集电体和形成在所述负电极集电体上的负电极涂覆部分的负极板、以及隔板。所述正电极涂覆部分或所述负电极涂覆部分可以被划分为涂覆起始部分、涂覆结束部分以及在所述涂覆起始部分与所述涂覆结束部分之间的均匀区域。所述电极组件具有胶卷结构,并且所述涂覆结束部分被设置在所述胶卷结构的中部。
根据本发明的方面,所述涂覆起始部分可以比所述均匀区域厚,并且所述涂覆结束部分可以比所述均匀区域薄。
根据本发明的方面,所述正电极涂覆部分形成在所述正电极集电体的两侧,所述负电极涂覆部分形成在所述负电极集电体的两侧。
根据本发明的方面,从所述正电极涂覆部分的涂覆起始部分到涂覆结束部分的方向在所述正电极集电体的两侧上都相同,从所述负电极涂覆部分的涂覆起始部分到涂覆结束部分的方向在所述负电极集电体的两侧上都相同。
根据本发明的方面,所述正极板和所述负极板可以分别包括连接有正电极接线片的正电极非涂覆部分和连接有负电极接线片的负电极非涂覆部分。
根据本发明的方面,所述正极板和所述负极板可以分别包括覆盖所述涂覆起始部分或所述涂覆结束部分的绝缘构件。
本发明的其它方面和/或优势将在以下描述中部分地提出,并且将部分地从该描述中显而易见,或者可以通过实施发明而获悉。
附图说明
本发明的这些和/或其它方面和优势将从以下结合附图对实施例的描述中变得明显且更容易理解,在附图中:
图1A是根据本发明实施例的电极组件的分解透视图;
图1B是图1A中的电极组件的正视图;
图2是示出根据本发明实施例的形成电极组件的方法的平面图;
图3是示出根据本发明实施例的形成电极组件的方法中的初始卷绕部分的平面图;
图4是示出根据本发明实施例的卷绕状态下的电极组件的平面图;
图5是示出根据本发明实施例的具有电极组件的袋型二次电池的分解透视图;以及
图6是示出根据本发明实施例的具有电极组件的罐型二次电池的分解透视图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的本实施例,这些实施例的示例在附图中被示出,在附图中,相似的附图标记始终指示相似的元件。为了阐述本发明,以下参见附图描述这些实施例。
图1A是根据本发明实施例的电极组件的分解透视图,图1B是图1A的电极组件的正视图。参见图1A和图1B,电极组件10包括第一电极板20(正极板)、第二电极板30(负极板)和隔板40。电极组件10可以形成为正极板20、负极板30和隔板40被堆叠且卷绕的胶卷形状。
隔板40包括设置在正极板20与负极板30之间的第一隔板部分40a,以及设置在正极板20和负极板30之下或之上的第二隔板部分40b。隔板40通过插置入正极板20和负极板30的接触部分来防止正极板20和负极板30之间短路。
正极板20包括:正电极集电体21,收集通过化学反应所生成的电子并将这些电子传递到外部电路;以及正电极涂覆部分22,包括具有被涂覆在正电极集电体21的一个或两个表面上的正电极活性物质的正电极浆体。
正电极涂覆部分22可以被划分为:非均匀区域,具有位于正电极涂覆部分22的相对端的正电极涂覆部分的起始部分22a和正电极涂覆部分的结束部分22b;以及形成在所述非均匀区域之间的均匀区域22c。正电极涂覆部分的起始部分22a是在形成正电极涂覆部分时浆体涂覆过程起始和形成上述突起的部分。结束部分22b是浆体涂覆过程结束的部分。由于拖曳现象,与均匀区域22c和起始部分22a相比,在结束部分22b涂覆的浆体较少。换句话说,正电极涂覆部分22的起始部分22a比均匀区域22c厚,正电极涂覆部分22的结束部分22b比均匀区域22c薄。
正电极涂覆部分22可以形成在正电极集电体21的一侧或两侧,如图1B所示。当正电极涂覆部分22形成在正电极集电体21的两侧时,正电极集电体21的两侧上的起始部分22a和结束部分22b具有与正电极集电体21相同的方位。换句话说,正电极集电体21的两侧上的起始部分22a在正电极集电体21的一端,正电极涂覆部分22的两侧上的结束部分22b在正电极集电体21的另一端。
此外,正极板20包括在正电极集电体21上未涂覆正电极浆体的非涂覆部分23。非涂覆部分23可以存在于正电极集电体21的一端或两端。
正电极集电体21可以由不锈钢、镍、铝、钛、这些材料的合金、或者通过在铝或不锈钢上进行表面处理而施加了碳、镍、钛或银的材料形成。在这些材料中,铝或铝合金是优选的,但是正电极集电体21的材料不限于此。
正电极集电体21可以为箔、薄膜、薄片、穿孔材料、多孔物质或由发泡剂形成的材料等的形式。正电极集电体21的厚度可以在1~50μm左右,优选地为1~30μm。所述形状和厚度不限于此。
正电极涂覆部分22可以包括诸如炭黑或石墨粉之类的导电性材料和与粘合剂混合的正电极活性物质。
作为非限制性例子,正电极活性物质可以包括从钴、锰和镍或者具有锂的一种以上复合氧化物中选择的至少一种。正电极活性物质不限于此。
将在正电极集电体21中收集的电子传递到外部电路的正电极接线片24连接到正电极非涂覆部分23。正电极接线片24形成为由镍或铝材料制成的薄膜。
保护构件25可以形成在连接到正电极接线片24的接合部上。保护构件25可以由具有抗热性的材料,例如诸如聚酯之类的高分子树脂制成,以通过保护接合部来防止短路。进一步,保护构件25可以具有足够的宽度和长度来完全缠绕连接到正电极非涂覆部分23的正电极接线片24。
进一步,正极板20可以包括至少一个用于覆盖正电极涂覆部分22的至少一端的绝缘构件26。绝缘构件26可以形成为包括粘合层和粘附在粘合层表面上的绝缘薄膜的绝缘带。绝缘构件26的形状和材料不限于此。作为非限制性例子,粘合层例如可以由乙烯-丙烯酸酯共聚物、橡胶基粘合胶、乙烯-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或相似的材料形成。绝缘薄膜可以由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯或相似的材料形成。
负极板30包括:负电极集电体31,收集通过化学反应所生成的电子并将这些电子传递到外部电路;以及负电极涂覆部分32,包括具有涂覆在负电极集电体31的一个或两个表面上的负电极活性物质的负电极浆体。
负电极涂覆部分32可以被划分为:非均匀区域,具有位于负电极涂覆部分32的相对端的负电极涂覆部分的起始部分32a和负电极涂覆部分的结束部分32b;以及形成在所述非均匀区域之间的均匀区域32c。在负电极集电体32的起始部分32a上,即在形成负电极涂覆部分32时浆体涂覆过程起始的地方,浆体形成比负电极涂覆部分32的均匀部分32c厚的突起区域。此外,在负电极涂覆部分32的结束部分32b上,即浆体涂覆过程完成的地方,浆体涂覆得更薄。换句话说,负电极涂覆部分32a的起始部分比均匀区域32c厚,负电极涂覆部分32b的结束部分比均匀区域32c薄。
负电极涂覆部分32可以形成在负电极集电体31的一侧或两侧上。当负电极涂覆部分32形成在负电极集电体31的一侧上时,负电极集电体31的两侧上的起始部分32a和结束部分32b相对于负电极集电体31具有相同的方位。换句话说,负电极集电体31的两侧上的起始部分32a在负电极集电体31的一侧,负电极涂覆部分32的两侧上的结束部分32b在负电极集电体31的另一侧。
此外,负极板30包括在负电极集电体31上未涂覆负电极浆体的非涂覆部分33。非涂覆部分33可以在负电极集电体31的一端或两端。
负电极集电体31可以由不锈钢、镍、铝、钛、这些材料的合金或通过对铝或不锈钢进行表面处理施加了碳、镍、钛或银的材料形成。在这些材料中,铝或铝合金是优选的,不过负电极集电体31的材料不限于此。
负电极集电体31可以为箔、薄膜、薄片、穿孔材料、多孔物质或由发泡剂形成的材料等的形式。负电极集电体31的厚度可以为1~50μm左右,优选地为1~30μm。所述形状和厚度不限于此。
负电极涂覆部分32可以包括诸如炭黑或石墨粉之类的导电性材料和与粘合剂混合的负电极活性物质。粘合剂可以是聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶(SBR)或聚四氟乙烯(PTFE)等。
诸如结晶碳、无定形碳、碳复合物或碳纤维之类的碳材料、锂金属或锂合金,可以用作负电极活性物质。负电极活性物质的构成不限于此。
将在负电极集电体31中收集的电子传递到外部电路的负电极接线片34连接到负电极非涂覆部分33。负电极接线片34可以形成为由镍材料制成的薄膜。
保护构件35可以形成在连接到负电极接线片34的接合部上。保护构件35可以由具有抗热性的材料,例如诸如聚酯之类的高分子树脂制成,以通过保护接合部而防止短路。进一步,保护构件35可以具有足够的宽度和长度来完全缠绕连接到负电极非涂覆部分33的负电极接线片34。
此外,负极板30可以包括至少一个覆盖负电极涂覆部分32的至少一端的绝缘构件36。绝缘构件36可以形成为包括粘合层和粘附在粘合层的表面上的绝缘薄膜的绝缘带。绝缘构件36的形状和材料不限于此。粘合层例如可以由乙烯-丙烯酸酯共聚物、橡胶基粘合胶、乙烯-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或相似的材料形成。绝缘薄膜可以由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯或相似的材料形成。
根据本发明各方面,形成五个正极板和五个负极板,并且测量到电极板的涂覆部分的厚度。表1是示出在正极板和负极板的正电极涂覆部分和负电极涂覆部分的起始部分、均匀区域和结束部分测量得到的厚度的图表。
表1
Figure G2008101764623D00071
如表1所示,正电极涂覆部分和负电极涂覆部分在起始部分和均匀区域形成得较厚,而在结束部分形成得较薄。
隔板40可以包括诸如聚乙烯或聚丙烯之类的抗热树脂。隔板40的表面可以具有多孔膜结构。
作为安全特征,当隔板40的微孔由于融化而关闭时,例如当电池的内部温度上升到抗热树脂的熔点时,多孔膜结构可能会变成绝缘薄膜。当隔板40转换成绝缘薄膜时,正极板20和负极板30之间的锂离子的移动被阻断,并且由于没有电流流动,电池的内部温度不会再上升。
图2示意性地示出作为非限制性例子的形成电极板的方法。在卷绕/展开单元110上被卷绕的电极集电体120可以由第一组移动辊130传送。由第一组移动辊130传送的电极集电体120通过第一缝模(slit-die)135所位于的点,以在电极集电体120的第一表面涂覆包含活性物质的浆体。第一涂覆部分140形成在电极集电体120的朝向电极集电体120的上部位置设置的第一表面上。第一涂覆部分140包括在浆体沉积的起始部分141处由于该点沉积的浆体过量而产生的突起。进一步,第一涂覆部分140包括浆体涂覆完成的结束部分145。由于拖曳现象,结束部分145的厚度小于起始部分141的厚度。浆体均匀涂覆的均匀区域143形成在起始部分141和结束部分145之间。
其上形成有第一涂覆部分140的电极集电体120由第二组移动辊150传送,并被反向,以使在电极集电体120的第一表面的对侧上的电极集电体120的第二表面处于上部位置。由第二组移动辊150传送的电极集电体120通过第二缝模160所位于的点,以在电极集电体120的第二表面涂覆包含活性物质的浆体,从而在电极集电体120的第二表面上形成第二涂覆部分170。如同第一涂覆部分140的情况,第二涂覆部分170围绕起始部分171形成突起,并具有由于拖曳现象而使得浆体涂覆具有较小厚度的结束部分175以及位于起始部分171和结束部分175之间的浆体均匀涂覆的均匀区域173。
具有由此形成的第一涂覆部分140和第二涂覆部分170的电极集电体120由第三组移动辊180传送,并在通过烘干器后由卷绕/展开单元190卷绕。
因此,形成在电极集电体120上的第一涂覆部分140和第二涂覆部分170在电极集电体120的相对面上以相同位置被涂覆,使得第一涂覆部分140的起始部分141和第二涂覆部分170的起始部分171彼此相对,并且第一涂覆部分140的结束部分145和第二涂覆部分170的结束部分175彼此相对。
形成电极板的方法不限于上述方法,而可由本领域技术人员变化实现。
图3是示出根据本发明实施例的形成电极组件的方法中的初始卷绕部分的平面图。参见图3,预定长度的第一隔板部分40a和第二隔板部分40b由半圆型心轴50卷绕。在进行卷绕时,正极板20设置在第一隔板部分40a和第二隔板部分40b之间。正极板20的非涂覆部分23被设置成面向心轴50。同时,负极板30设置在第一隔板部分40a的外侧。进一步,负极板30的负电极非涂覆部分33被设置成面向心轴50。然后正极板20和负极板30可以利用第一隔板部分40a和第二隔板部分40b来进行卷绕。具体来说,正极板20和负极板30被设置成使得具有结束部分22b的正电极涂覆部分22和具有结束部分32b的负电极涂覆部分32的端最靠近心轴50。因此,在卷绕电极组件时,正电极涂覆部分22的结束部分22b和负电极涂覆部分32的结束部分32b被设置为接近中部。
形成电极组件的方法不限于此,而是可由本领域技术人员可变地实现。
图4是示出在卷绕状态下根据实施例的电极组件10的平面图。电极组件10通过一个接一个地堆叠和卷绕负极板30、第一隔板部分40a、正极板20和第二隔板部分40b而形成。
与负极板30的负电极涂覆部分32的结束部分32b相邻的负电极非涂覆部分33以及与正极板20的正电极涂覆部分22的结束部分22b相邻的正电极非涂覆部分23设置在电极组件10的中部。进一步,第一隔板部分40a插置于负电极非涂覆部分33和正电极非涂覆部分23之间,以便使负电极非涂覆部分33和正电极非涂覆部分23绝缘。进一步,隔板40的这两部分40a和40b应当具有足够的长度,以使正极板20和负极板30完全绝缘。
正电极接线片24接合至与正电极涂覆部分22的起始部分22a相邻的正电极非涂覆部分23,负电极接线片34接合至与负电极涂覆部分32的结束部分32b相邻的负电极非涂覆部分33。利用这种设置,正电极接线片24位于电极组件10的最外部分的附近,负电极接线片34位于电极组件10的最内部分的附近。然而,电极组件不限于该实施例。
由于电极组件10从具有正电极涂覆部分22的结束部分22b的电极板20和具有负电极涂覆部分32的结束部分33b的电极板30的端开始卷绕,因此结束部分22b和32b设置在被卷绕电极组件10的中部,正电极涂覆部分22的起始部分22a和负电极组件32的起始部分32a设置在被卷绕电极组件10的外侧。由于起始部分22a和32a包括突起,因此将起始部分22a和32a置于被卷绕电极组件10的外侧防止电极组件的形状不均匀,并防止电极组件的长度和体积增加。此外,可以防止损坏隔板以及正极板与负极板之间的任何内部短路,从而增强电稳定性。
正电极涂覆部分22的结束部分22b和负电极涂覆部分32的结束部分32b的位置不限于上述的位置。此外,正极板20、负极板30和隔板40的被卷绕端不限于以上所述,而是可以在形成电极组件的过程中以各种方式形成。
图5和图6是分别示出具有根据本实施例的电极组件的袋型二次电池和罐型二次电池的分解透视图。参见图5,袋型二次电池200可以包括具有上壳体211和下壳体212的袋型壳体210,以及包含在袋型壳体210中的电极组件220。上壳体211的边缘表面接合至下壳体212的边缘表面,上壳体211和下壳体212的另一个表面分隔开,以便在其中包含电极组件220。
进一步,上壳体211或下壳体212可以具有包含电极组件220的空间。在本发明示例性实施例中,所述空间示出为形成在下壳体212中。
通过热熔化密封的上密封部分211a和下密封部分212a可以分别沿上壳体211和下壳体212的边界形成。
袋型壳体210可以具有多层结构,该多层结构具有提供密封的热熔化层210a、维持机械长度并充当对氧和氢的屏障的金属层210b、以及绝缘层210c。
电极组件220通过卷绕具有第一电极接线片221的第一电极板222、具有第二电极接线片223的第二电极板224以及置于第一电极板222和第二电极板224之间的隔板225而形成。
电极组件220具有图1A至图4示出的配置,因此在此不再重复详细描述。此外,粘合接头带(adhesive tap tape)226和227分别设置在第一电极接线片221和第二电极接线片223的上密封部分211a和下密封部分212a的重叠部分。
参见图6,罐型二次电池300包括壳体310、包含在壳体310中的胶卷型电极组件320以及连接到壳体310一侧的盖组件330。壳体310由金属形成,并且可以具有圆柱形、棱柱形或具有弯曲边缘的条形。
电极组件320通过卷绕具有第一电极接线片321的第一电极板322、具有第二电极接线片323的第二电极板324以及置于第一电极板322和第二电极板324之间的隔板325而形成。电极组件320具有图1A至图4所示的配置,因此在此不再重复详细描述。
盖组件330包括密封壳体310的开口部分的盖板331、电极端子332、置于电极端子332和盖板331之间的垫圈333、绝缘板334、端子板335和绝缘壳336。进一步,电极端子332电连接到设置在盖板331下面的端子板335。绝缘板334设置在盖板331和端子板335之间,以使盖板331和端子板335绝缘。注入电解质所通过的电解质入口331a形成在盖板331的一侧。电解质入口盖331b可以用来密封电解质入口331a。
绝缘壳336位于电极组件320的顶部,以防止电极组件320的任何移动。电连接到第一电极板322的第一电极接线片321焊接在盖板331的底面上。进一步,电连接到第二电极板324的第二电极接线片323焊接在端子板335的底面上。
图5和图6示出的二次电池可以进一步包括装有用于防止任何过电流流动、火花或安全问题等的保护器件的保护电路板。
进一步,设置管路或贴标签可以进一步用在二次电池的外侧,以保护二次电池的外部。作为替代地,可以通过在二次电池的外侧进行组合而提供单独的外壳。
虽然已经示出并描述了本发明的几个实施例,但是本领域技术人员应当认知到,可以在不脱离发明的原理和精神的情况下,在这些实施例中进行修改,而本发明的范围由权利要求及其等价物限定。

Claims (14)

1.一种电极组件,包括:
正极板,具有正电极集电体和形成在所述正电极集电体上的正电极涂覆部分;
负极板,具有负电极集电体和形成在所述负电极集电体上的负电极涂覆部分;和
隔板,该隔板的表面具有多孔膜结构,
其中所述正电极涂覆部分和/或所述负电极涂覆部分被划分为涂覆起始部分、涂覆结束部分以及在所述涂覆起始部分与所述涂覆结束部分之间的均匀区域;
其中所述涂覆结束部分比所述均匀区域薄,并且
其中所述涂覆起始部分比所述均匀区域厚,并且
所述电极组件被卷绕成胶卷结构;并且
所述涂覆结束部分被设置在所述胶卷结构的中部,并且
所述正极板包括连接有正电极接线片的正电极非涂覆部分,所述负极板包括连接有负电极接线片的负电极非涂覆部分,并且
在连接到所述正电极接线片的接合部上形成有一保护构件,该保护构件具有足够的宽度和长度来完全缠绕连接到所述正电极非涂覆部分的所述正电极接线片,以使该保护构件接触所述正电极接线片的接合部的除了粘附到所述正电极非涂覆部分的表面和沿着卷绕方向且垂直于所述正电极非涂覆部分的表面以外的所有表面;并且在连接到所述负电极接线片的接合部上形成有一保护构件,该保护构件具有足够的宽度和长度来完全缠绕连接到所述负电极非涂覆部分的所述负电极接线片,以使该保护构件接触所述负电极接线片的接合部的除了粘附到所述负电极非涂覆部分的表面和沿着卷绕方向且垂直于所述负电极非涂覆部分的表面以外的所有表面。
2.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述涂覆起始部分位于所述胶卷结构的外部。
3.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述正电极集电体是两侧的,所述正电极涂覆部分形成在所述正电极集电体的两侧,所述负电极集电体是两侧的,所述负电极涂覆部分形成在所述负电极集电体的两侧。
4.根据权利要求3所述的电极组件,其中从所述正电极涂覆部分的涂覆起始部分到涂覆结束部分的方向在所述正电极集电体的两侧上都相同,从所述负电极涂覆部分的涂覆起始部分到涂覆结束部分的方向在所述负电极集电体的两侧上都相同。
5.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述正极板进一步包括覆盖所述正电极涂覆部分的涂覆起始部分或涂覆结束部分的绝缘构件,所述负极板进一步包括覆盖所述负电极涂覆部分的涂覆起始部分或涂覆结束部分的绝缘构件。
6.一种二次电池,包括:
壳体;和
电极组件,其被卷绕成胶卷结构,并被设置在所述壳体内,
其中所述电极组件包括:正极板,具有正电极集电体和形成在所述正电极集电体上的正电极涂覆部分;负极板,具有负电极集电体和形成在所述负电极集电体上的负电极涂覆部分;和隔板,该隔板的表面具有多孔膜结构,
其中所述正电极涂覆部分和/或所述负电极涂覆部分被划分为涂覆起始部分、涂覆结束部分以及在所述涂覆起始部分与所述涂覆结束部分之间的均匀区域;并且
所述涂覆结束部分被设置在所述胶卷结构的中部,并且
其中所述涂覆结束部分比所述均匀区域薄,并且
其中所述涂覆起始部分比所述均匀区域厚,并且
所述正极板包括接合有正电极接线片的正电极非涂覆部分,所述负极板包括接合有负电极接线片的负电极非涂覆部分,
在连接到所述正电极接线片的接合部上形成有一保护构件,该保护构件具有足够的宽度和长度来完全缠绕连接到所述正电极非涂覆部分的所述正电极接线片,以使该保护构件覆盖所述正电极接线片的接合部的除了粘附到所述正电极非涂覆部分的表面和沿着卷绕方向且垂直于所述正电极非涂覆部分的表面以外的所有表面;并且在连接到所述负电极接线片的接合部上形成有一保护构件,该保护构件具有足够的宽度和长度来完全缠绕连接到所述负电极非涂覆部分的所述负电极接线片,以使该保护构件覆盖所述负电极接线片的接合部的除了粘附到所述负电极非涂覆部分的表面和沿着卷绕方向且垂直于所述负电极非涂覆部分的表面以外的所有表面。
7.根据权利要求6所述的二次电池,其中所述壳体被形成为圆柱形、棱柱形或具有弯曲边缘的条形。
8.根据权利要求7所述的二次电池,其中所述壳体被形成为在一侧具有开口部分。
9.根据权利要求8所述的二次电池,其中所述壳体进一步包括在所述开口部分上的盖组件。
10.根据权利要求6所述的二次电池,其中所述壳体为袋型。
11.根据权利要求6所述的二次电池,其中所述涂覆起始部分位于所述胶卷结构的外部。
12.根据权利要求6所述的二次电池,其中所述正电极集电体是两侧的,所述正电极涂覆部分形成在所述正电极集电体的两侧,所述负电极集电体是两侧的,所述负电极涂覆部分形成在所述负电极集电体的两侧。
13.根据权利要求12所述的二次电池,其中从所述正电极涂覆部分的涂覆起始部分到涂覆结束部分的方向在所述正电极集电体的两侧上都相同,从所述负电极涂覆部分的涂覆起始部分到涂覆结束部分的方向在所述负电极集电体的两侧上都相同。
14.根据权利要求6所述的二次电池,其中所述正极板包括覆盖所述正电极涂覆部分的涂覆起始部分或涂覆结束部分的绝缘构件,所述负极板包括覆盖所述负电极涂覆部分的涂覆起始部分或涂覆结束部分的绝缘构件。
CN2008101764623A 2007-11-19 2008-11-13 电极组件和利用该电极组件的二次电池 Active CN101442139B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070117738A KR100966604B1 (ko) 2007-11-19 2007-11-19 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
KR10-2007-0117738 2007-11-19
KR1020070117738 2007-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101442139A CN101442139A (zh) 2009-05-27
CN101442139B true CN101442139B (zh) 2012-10-03

Family

ID=40642322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101764623A Active CN101442139B (zh) 2007-11-19 2008-11-13 电极组件和利用该电极组件的二次电池

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090130548A1 (zh)
KR (1) KR100966604B1 (zh)
CN (1) CN101442139B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101165507B1 (ko) * 2009-11-27 2012-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101453037B1 (ko) 2011-03-23 2014-10-21 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 이의 제조방법
WO2013066683A2 (en) * 2011-11-03 2013-05-10 Johnson Controls Technology Llc Prismatic lithium ion cell with positive polarity rigid container
US20150125732A1 (en) * 2012-05-25 2015-05-07 Nec Energy Devices, Ltd. Positive electrode for non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR102619895B1 (ko) * 2016-08-01 2024-01-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102624595B1 (ko) * 2016-12-23 2024-01-15 삼성전자주식회사 배터리의 활물질 도포 방법 및 상기 배터리를 구비한 전자 장치
JP7045555B2 (ja) * 2017-10-27 2022-04-01 エルジー エナジー ソリューション リミテッド リチウム金属負極構造体の製造方法およびリチウム金属負極構造体
KR102657498B1 (ko) * 2018-04-24 2024-04-15 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체, 이를 포함하는 이차전지 및 그 제조 방법
JP7079414B2 (ja) * 2018-11-06 2022-06-02 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1423358A (zh) * 2001-11-23 2003-06-11 三星Sdi株式会社 电池组及应用电池组的二次电池
CN1479394A (zh) * 2002-02-19 2004-03-03 ����Sdi��ʽ���� 一种锂离子电池的电极组件及使用该组件的锂离子电池
CN1770537A (zh) * 2004-10-28 2006-05-10 三星Sdi株式会社 二次电池及其电极板

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100490548B1 (ko) * 2002-12-27 2005-05-17 삼성에스디아이 주식회사 권취형 전극 조립체를 구비한 이차 전지
JP4382431B2 (ja) 2003-10-03 2009-12-16 日立マクセル株式会社 非水電解質電池
JP2006147392A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池
JP4779352B2 (ja) * 2004-12-14 2011-09-28 大日本印刷株式会社 電池の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1423358A (zh) * 2001-11-23 2003-06-11 三星Sdi株式会社 电池组及应用电池组的二次电池
CN1479394A (zh) * 2002-02-19 2004-03-03 ����Sdi��ʽ���� 一种锂离子电池的电极组件及使用该组件的锂离子电池
CN1770537A (zh) * 2004-10-28 2006-05-10 三星Sdi株式会社 二次电池及其电极板

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090051374A (ko) 2009-05-22
US20090130548A1 (en) 2009-05-21
CN101442139A (zh) 2009-05-27
KR100966604B1 (ko) 2010-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101442139B (zh) 电极组件和利用该电极组件的二次电池
CN101425574B (zh) 电极组件及具有该电极组件的二次电池
KR100677020B1 (ko) 전기화학소자 및 그 제조방법
US9077027B2 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
US8889286B2 (en) Secondary battery and method of fabricating secondary battery
US20060099494A1 (en) Lithium rechargeable battery
US20090258293A1 (en) Pouch type rechargeable battery
EP3327854B1 (en) Battery cell including electrode lead containing gas adsorbent
WO2004068626A1 (en) Stacked lithium secondary battery and its fabrication
US12015177B2 (en) Electrode assembly with improved connection between current collector and electrode tab and method of manufacturing the same
JP2000260478A (ja) 非水系二次電池
CN106575796A (zh) 柔性电池
JP2019067653A (ja) 非水電解液二次電池
JP2019053862A (ja) 積層電極体及び蓄電素子
US6346343B1 (en) Secondary lithium battery comprising lithium deposited on negative electrode material
WO2004097971A1 (en) Stacked lithium secondary battery and its fabrication
KR102417106B1 (ko) 개선된 전극 탭과 집전체 연결 구조를 갖는 전극 조립체 및 그 제조 방법
US11251483B2 (en) Method of preparing an electrochemical cell
WO2022009830A1 (ja) 二次電池およびその製造方法
JP2000251940A (ja) 非水系二次電池及びその製造方法
WO2023159610A1 (zh) 用于电化学装置的隔板、电化学装置及用电设备
KR20240033576A (ko) 젤리롤 타입 배터리 셀
KR20240100008A (ko) 탑 인슐레이터 푸셔

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant