CN103959540A - 制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件 - Google Patents

制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件 Download PDF

Info

Publication number
CN103959540A
CN103959540A CN201380003724.5A CN201380003724A CN103959540A CN 103959540 A CN103959540 A CN 103959540A CN 201380003724 A CN201380003724 A CN 201380003724A CN 103959540 A CN103959540 A CN 103959540A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
pattern
negative pole
collector
barrier film
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.)
Granted
Application number
CN201380003724.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103959540B (zh
Inventor
都贤暻
郑钟模
尹柔琳
崔宁根
崔周荣
尹胜哉
蔡宗铉
金在卿
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.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Chemical 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 LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN103959540A publication Critical patent/CN103959540A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103959540B publication Critical patent/CN103959540B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/045—Cells or batteries with folded plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供一种制备电极组件的方法、通过上述方法制备的电极组件以及包含所述电极组件的二次电池，在所述方法中对单个集电器的两侧进行涂布以形成负极和正极，然后将所述集电器弯曲成垂直断面的Z字形并以将隔膜设置在面对的电极图案之间的界面处的状态进行集成。

Description

制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件
技术领域
本发明涉及一种制备电极组件的方法和通过所述方法制备的电极组件，在所述方法中对单个集电器的两侧进行涂布以形成负极和正极，然后将所述集电器弯曲成垂直断面的Z字形并以将隔膜设置在面对的电极图案之间的界面处的状态进行集成。
背景技术
随着对移动装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求明显增加。在这些二次电池中，具有高能量密度和高电压、长循环寿命和低自放电速率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。
根据具有正极/隔膜/负极的结构和电解液的电极组件的构造，将锂二次电池分为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。
此外，根据电极组件的结构将锂二次电池大致分为卷状物型(卷绕型)和堆叠型(层压型)。例如，以如下方式制备卷状物型电极组件：利用电极活性材料对用作集电器的金属箔进行涂布，干燥并压制以制备电极；将电极切割成具有期望的宽度和长度的带的形状；然后通过使用隔膜将正极与负极隔开并以螺旋形状对制得的产物进行卷绕来制备卷状物型电极组件。所述卷状物型电极组件适用于圆筒型电池。然而，卷状物型电极组件具有缺点，如在用于棱柱型或袋型电池中时电极活性材料脱落且空间利用率低。堆叠型电极组件具有其中依次堆叠多个正极和负极单元的结构，其中堆叠型电极组件的优点在于，易于得到棱柱形状，但缺点在于，制备工艺麻烦且推入电极导致在其受到撞击时造成短路。
为了克服上述限制，如同韩国专利申请未决的公布2001-82058、2001-82059和2001-82060号中所述的，开发了具有如下结构的电极组件：对由正极/隔膜/负极构成的预定尺寸的全电池或由正极(负极)/隔膜/负极(正极)/隔膜/正极(负极)构成的预定尺寸的双电池依次进行堆叠以使得正极和负极在其间设置长的连续隔离膜的状态相互面对。
通过图1A和1B中所示的制备方法的示意图可以识别这种层状电极组件的结构。
参考图1A和1B，由于通过诸如如下的各种工艺制备层状电极组件10，所以制备工艺麻烦且制备成本和时间会随工艺数而增加：将正极1、负极2和隔膜5切割成预定尺寸的工艺；通过先后堆叠经切割的正极1、负极2和隔膜5制备双电池6(或全电池)的工艺(参见图1A)；通过使用隔离膜7对由此制备的双电池6进行折叠的工艺(参见图1B)；以及将从正极1和负极2的一侧突出的电极极耳3和4进行电连接的工艺。此外，在对电极极耳3和4进行连接的工艺中，由于不仅必需使用单独的连接构件而且还要实施诸如焊接的困难工作，所以这会造成发生电池缺陷的概率提高且制造成本升高。
近来，为了改善这种限制，已知的方法是制备垂直断面Z字形电极组件代替具有堆叠型和层状堆叠结构的电极组件。
例如，韩国专利10-0907623号公开了一种制备二次电池用电极组件的方法，其中以垂直断面Z字形对集电器的一侧涂布有活性材料层的电极进行弯曲，并以在其间设置隔膜的状态以使得活性材料层相互面对的方式装配所述电极。
然而，与典型的层状电极组件类似，由于所述方法需要通过利用正极和负极活性材料分别对电极集电器进行涂布并将其间的隔膜对齐来制备电极单元的工艺，所以所述方法存在根本限制。
此外，韩国专利10-0303119号公开了一种制备电极组件的方法，其中以正极/隔膜/负极/隔膜的堆叠结构制备电极片和隔膜，然后以Z字形折叠所述堆叠结构。
然而，在该方法中，由于各个电极也形成在各个电极集电器上，然后通过对电极和隔膜的堆叠结构进行弯曲来形成电极组件，所以弯曲工艺因各个电极和隔膜的预定厚度而不易实施，此外集电器上的电极活性材料层在施加力以实施弯曲工艺的过程中会发生脱落。
由此，通过典型的堆叠法、堆叠和折叠法、或折叠法制备的电极组件存在的限制在于，用于制备电极的集电器的量大，或在电池的制备或膨胀期间整个结构发生扭曲。特别地，由于尽管用于制备正极和负极的集电器的材料相同的事实但正极和负极各自以单独的两步工艺来制备，所以制备成本和时间会增多。
因此，需要开发一种制备电极组件的新技术，以从根本上克服上述限制，同时可降低制备成本和时间。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供一种制备层状电极组件的方法，其中对单个集电器的两侧进行涂布以形成负极和正极，然后将所述集电器弯曲成垂直断面的Z字形，并以将隔膜设置在面对的电极图案之间的界面处的状态进行集成。
本发明的另一个方面提供一种通过上述方法制备的层状电极组件。
本发明的另一个方面提供一种包含层状电极组件的二次电池。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种制备电极组件的方法，所述方法包括：
准备单个集电器；
利用正极活性材料和负极活性材料对所述单个集电器的两侧分别并反复涂布以形成隔开预定空间的一个以上的负极图案和正极图案并形成一个以上的未涂布活性材料的未涂布部；
将所述一个以上的在其上未涂布活性材料的未涂布部弯曲成垂直断面的Z字形；
将隔膜设置在通过弯曲而相互面对的正极图案与负极图案之间的各个界面处，并对所述单个集电器进行折叠；以及
对所述一个以上的在其上未涂布活性材料的弯曲的未涂布部进行切割。
具体地，通过本发明的方法制备的电极组件可以为层状电极组件。
所述集电器由可以收集因集成形成的正极与负极的电化学反应而产生的电子或可以供应电化学反应所需要的电子的材料形成，例如所述材料可以为铝箔或铜箔。
在此情况中，正极活性材料可以包括选自如下材料中的一种或多种正极活性材料：LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoPO4、LiFePO4、LiNiMnCoO2和LiNi1-x-y-zCoxM1yM2zO2(其中M1和M2各自独立地为选自如下元素中的任意一种：铝(Al)、镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、镁(Mg)和钼(Mo)，且x、y和z各自独立地为各种组分在氧化物中的原子分数，其中0≤x<0.5，0≤y<0.5，0≤z<0.5，x+y+z≤1)。此外，负极活性材料可以包括选自如下材料中的一种或多种负极活性材料：天然石墨、人造石墨或碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO)；金属(Me)如硅(Si)、锡(Sn)、锂(Li)、锌(Zn)、Mg、镉(Cd)、铈(Ce)、Ni或Fe；由所述金属(Me)形成的合金；所述金属(Me)的氧化物(MeOx)；以及所述金属(Me)和碳的复合材料。
单个集电器的两侧可以为涂布有正极活性材料和负极活性材料的图案，在此情况中，可以根据涂布器头的形状使用狭缝模具法、3辊反转(逗号辊)法或百叶窗法。
本发明的方法还可以包括在利用正极活性材料和负极活性材料对集电器的两侧都进行反复涂布之后进行的干燥和压制。
在本发明的方法中，正极图案和负极图案的宽度相同。
此外，在其上未涂布活性材料的未涂布部，是以Z字形电极的方式弯曲的角部分，且可以沿弯曲的方向以预定间隔布置。电极组件的宽度可以根据两个相邻折叠部分之间的距离来确定。具体地，未涂布部的宽度可以为电极图案的总宽度的约5％～约10％以有助于随后的弯曲工艺和切割工艺。
此外，可以在未涂布部中待折叠的部分上形成便于实施弯曲工艺的标记。所述标记可以包含沿待折叠的部分以预定间隔打孔而形成的多个孔。
此外，本发明的方法可以在集电器一侧端部或两侧端部处形成在其上未涂布电极活性材料的预定尺寸部分，以进一步连接用于电连接的电极引线。
在本发明的方法中，隔膜为由可用于锂二次电池中的绝缘材料形成的多孔薄膜，具体可以包括：由选自如下乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物中的聚烯烃类聚合物制备的多孔基材；由选自聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯中的聚合物制备的多孔基材；或由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物形成的多孔基材。然而，隔膜不能限制于此。
此外，本发明的方法还可包括通过以在面对的正极图案和负极图案之间的界面处设置隔膜的状态，在施加热和压力的同时对隔膜和电极进行折叠以进行集成。通过上述操作可以形成其中对由正极图案/第一隔膜/负极图案/第二隔膜构成的单元电池进行交替堆叠的层压结构。
此外，在本发明的方法中，通过切割将在其上未涂布活性材料的一个或多个弯曲的未涂布部除去，以防止层压结构短路。
在此情况中，在所述切割中可以使用典型的金属切割法或冲切法。
根据本发明的另一个方面，提供一种具有层压结构的(层状)电极组件，其中对由正极图案、隔膜、负极图案和隔膜构成的单元电池进行交替堆叠。
根据本发明的另一个方面，提供一种包含(层状)电极组件的二次电池。在此情况中，二次电池可以为锂离子聚合物电池。
有益效果
如上所述，因为根据本发明的方法不仅例示了制备电极组件的方法，还减少了在制备电极组件期间使用的集电器和隔膜的量，由此降低了电池的制造成本和时间。因此可提高产率。
附图说明
附属于本说明书的如下附图通过实例显示了本发明的优选实例，并与下面给出的本发明的详细说明一起使得能够进一步理解本发明的技术概念，因此不应将本发明解释为仅具有这些附图中的主旨。
图1A和1B是显示根据现有技术的层状电极组件的结构的示意图；
图2是显示根据本发明实施方案的电极组件在弯曲之前的俯视图(A)和横断面视图(B)；
图3是显示根据本发明实施方案的电极组件在弯曲之后的横断面视图；以及
图4是显示根据本发明实施方案的电极组件在切割(C)期间的横断面视图。
符号说明
100、200：集电器
110、210：负极图案
120、220：正极图案
115：未涂布部
125：标记(孔)
215：弯曲部
具体实施方案
下文中，将参考附图对本发明进行更详细地说明。应理解，用于说明书和权利要求书中的单词或术语不应解释为通常使用的词典中所定义的意思。还应理解，所述单词或术语，应在本发明人对所述单词或术语的意思进行适当定义以对本发明进行最佳说明的原理的基础上，解释为与其在本发明的相关领域和技术理念的上下文中的意思相一致的意思。
图2是显示根据本发明实施方案的电极组件在弯曲操作之前的俯视图(A)和横断面视图(B)，图3是显示根据本发明实施方案的电极组件在弯曲操作之后的横断面视图；且图4是显示根据本发明实施方案的电极组件在切割(C)期间的横断面视图。
首先，参考图2，利用正极活性材料和负极活性材料对单个集电器100的两侧分别反复涂布，然后干燥并压制以形成相互隔开预定间隔的一个或多个负极图案110、正极图案120和在其上未涂布电极材料的未涂布部115。
在此情况中，为了易于实施随后的弯曲工艺，可以在未涂布部中形成包含多个孔的标记125，所述多个孔是在预定间隔下打孔而形成的。
正极图案和负极图案的宽度相同，且以基于正极或负极图案的总宽度为约5％～约10％的宽度的方式形成其上未涂布电极材料的一个或多个未涂布部115，以易于实施随后的弯曲工艺和切割工艺。
此外，可以将用于电连接的电极引线(未示出)进一步连接到预定尺寸部分，所述预定尺寸部分上未涂布活性材料并形成在电极集电器100的一侧或两侧端部处。
接下来，参考图3，将在其上未形成负极图案210和正极图案220的集电器200的未涂布部弯曲215成垂直断面的Z字形。
随后，在施加热和压力的同时，以将隔膜250设置在因弯曲工艺而相互面对的负极图案210和正极图案220之间的界面处的状态，对集电器进行折叠。结果，隔膜因热熔合在负极图案210或正极图案220之间的界面处而固定。
在此情况中，所述隔膜可以为由绝缘材料形成的多孔薄膜。
此外，用于固定隔膜的加热和加压工艺没有特别限制，可以根据电极和隔膜的种类而适当改变使用。
根据上述工艺，如图4中所示，形成层压结构，其中将集电器200的两侧反复涂布负极图案210和正极图案220，并交替堆叠通过将隔膜250设置在面对的图案之间的界面处而形成的单元电池。
随后，通过对层压结构的未涂布部即弯曲部215进行切割(c)形成短路保护的层状电极组件。
在此情况中，使用典型的金属切割和冲切法可以实施切割。
通过本发明的方法可以制备包含层状电极组件的二次电池。
在本发明中，二次电池可以为锂离子聚合物电池。
构成锂离子聚合物二次电池的元件和制备方法没有特别限制，且可以使用本领域内已知的元件和制备方法。
下文中，将根据具体实例对本发明进行详细说明。然而，提供如下实例仅用于例示本发明，且本发明的范围不能限制于此。
实施例
[实施例1]
通过将95重量％作为正极活性材料的LiCoO2、2.5重量％的Super-P(导电剂)和2.5重量％的聚偏二氟乙烯(PVdF)(粘合剂)添加到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)制备了正极混合物浆料，并通过将95重量％作为负极活性材料的人造石墨、2.5重量％的Super-P(导电剂)和2.5重量％的PVdF(粘合剂)添加到作为溶剂的NMP制备了负极混合物浆料，
随后，通过将正极活性材料和负极活性材料涂布在其中在预定间隔下打孔而形成孔的铜箔的两侧上而形成图案，然后干燥并压制以在单个集电器上集成形成正极和负极。
沿打孔部分将具有在其上集成形成的正极和负极的集电器弯曲，以得到垂直断面的Z字形。随后，将作为隔膜的Cell GuardTM设置在通过弯曲而相互面对的负极与正极之间的界面处，然后对集电器进行折叠。
其后，通过对集电器的弯曲部进行切割，制备了层状电极组件，然后通过将电极组件放入电池壳中并注入电解液制备了电池。
[比较例1]
通过将95重量％作为正极活性材料的LiCoO2、2.5重量％的Super-P(导电剂)和2.5重量％的PVdF(粘合剂)添加到作为溶剂的NMP制备了正极混合物浆料。然后，利用所述正极混合物浆料对铝箔的一侧进行了涂布，干燥并压制以制备正极。
通过将95重量％作为负极活性材料的人造石墨、2.5重量％的Super-P(导电剂)和2.5重量％的PVdF(粘合剂)添加到作为溶剂的NMP制备了负极混合物浆料。然后，利用所述负极混合物浆料对铜箔的一侧进行了涂布，干燥并压制以制备负极。
将Cell Guard TM用作隔膜，并将正极和负极弯曲而得到垂直断面的Z字形。然后，以其间设置有隔膜并以上述形状弯曲的正极和负极的活性材料层相互面对的方式进行装配，制备了电极组件。通过将电极组件放入电池壳中并向其中注入电解液制备了电池。
当将实施例和比较例中制备的电池进行比较时，容量相互类似。然而，关于本发明的电池，由于制造成本下降且制造时间缩短，所以生产率提高。

Claims (14)

1.一种制备电极组件的方法，所述方法包括：
准备单个集电器；
利用正极活性材料和负极活性材料对所述单个集电器的两侧分别反复涂布以形成一个以上的负极图案和正极图案，并形成一个以上的在其上未涂布活性材料的未涂布部；
将所述一个以上的在其上未涂布活性材料的未涂布部弯曲成垂直断面的Z字形；
将隔膜设置在通过所述弯曲而相互面对的所述正极图案与所述负极图案之间的各个界面处，并对所述单个集电器进行折叠；以及
对经弯曲的未涂布部进行切割。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述电极组件为层状电极组件。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：在利用所述正极活性材料和所述负极活性材料对所述集电器的两侧都进行涂布之后，并在所述弯曲之前，进行干燥和压制。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述正极图案和所述负极图案的宽度相同。
5.如权利要求1或4所述的方法，其中所述未涂布部的宽度为所述正极图案或所述负极图案的总宽度的5％～10％。
6.如权利要求1所述的方法，其中在所述未涂布部中形成便于实施所述弯曲的标记。
7.如权利要求1或6所述的方法，其中所述标记包含沿待折叠的部分以预定间隔打孔而形成的一个以上的孔。
8.如权利要求1所述的方法，还包括用于连接电极引线的在所述集电器的一侧端部或两侧端部处的未涂布电极活性材料的未涂布部。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述隔膜为由绝缘材料形成的多孔薄膜。
10.如权利要求1所述的方法，其中在所述折叠之后，形成其中对由正极图案/隔膜/负极图案构成的单元电池进行交替堆叠的层压结构。
11.如权利要求1所述的方法，其中通过切割法或冲切法实施所述切割。
12.一种电极组件，所述电极组件通过权利要求1的方法制得。
13.一种二次电池，所述二次电池包含权利要求12的电极组件。
14.如权利要求13所述的二次电池，其中所述二次电池为锂离子聚合物二次电池。
CN201380003724.5A 2012-11-23 2013-11-22 制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件 Active CN103959540B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0133738 2012-11-23
KR1020120133738A KR101590217B1 (ko) 2012-11-23 2012-11-23 전극조립체의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극조립체
PCT/KR2013/010687 WO2014081242A1 (ko) 2012-11-23 2013-11-22 전극조립체의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극조립체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103959540A true CN103959540A (zh) 2014-07-30
CN103959540B CN103959540B (zh) 2016-06-08

Family

ID=50776344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380003724.5A Active CN103959540B (zh) 2012-11-23 2013-11-22 制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9343779B2 (zh)
JP (1) JP6027136B2 (zh)
KR (1) KR101590217B1 (zh)
CN (1) CN103959540B (zh)
WO (1) WO2014081242A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106099038A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 湖北金泉新材料有限责任公司 一种电池极片
CN108604667A (zh) * 2016-11-24 2018-09-28 株式会社Lg化学 包括电极保护层的用于二次电池的电极
CN110391466A (zh) * 2018-04-19 2019-10-29 大众汽车有限公司 用于锂离子蓄电池单池的电池卷芯、锂离子蓄电池单池、储能器
CN111512486A (zh) * 2018-09-05 2020-08-07 株式会社Lg化学 六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池模块
WO2021109363A1 (zh) * 2019-12-04 2021-06-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件及其成型方法和生产系统、二次电池、电池模块以及装置
CN114600289A (zh) * 2020-03-04 2022-06-07 株式会社Lg新能源 电极组件及其制造方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102177507B1 (ko) * 2015-06-19 2020-11-11 삼성에스디아이 주식회사 극판 권취 시스템
KR101865450B1 (ko) * 2015-06-23 2018-07-13 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극조립체 및 그의 제조방법
CN105609865B (zh) * 2016-02-29 2018-09-14 惠州金源精密自动化设备有限公司 一种极片贴胶机
KR102162773B1 (ko) * 2016-10-07 2020-10-07 주식회사 엘지화학 프리-슬리팅 공정을 포함하는 이차전지용 전극의 제조 방법
DE102016219661A1 (de) * 2016-10-11 2018-04-12 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Herstellen einer galvanischen Lithium-Ionen-Zelle und galvanische Lithium-Ionen-Zelle
US10665901B2 (en) * 2017-02-24 2020-05-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery and battery manufacturing method with folded construction
JP7126155B2 (ja) * 2017-04-19 2022-08-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池、および、電池製造方法
JP2021036484A (ja) * 2017-10-11 2021-03-04 株式会社村田製作所 二次電池および二次電池の製造方法
JP2021039818A (ja) * 2017-10-11 2021-03-11 株式会社村田製作所 二次電池および二次電池の製造方法
KR102442165B1 (ko) * 2017-11-17 2022-09-07 주식회사 엘지에너지솔루션 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법 및 스택-폴딩형 전극 조립체
KR20190064977A (ko) * 2017-12-01 2019-06-11 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 배터리
KR102622322B1 (ko) * 2018-06-05 2024-01-09 삼성전자주식회사 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
KR101951783B1 (ko) * 2018-06-21 2019-02-25 김태완 분할된 분리막을 갖는 파우치형 2차전지용 셀 어셈블리 및 그 제조방법
US11322804B2 (en) 2018-12-27 2022-05-03 Sion Power Corporation Isolatable electrodes and associated articles and methods
US11637353B2 (en) 2018-12-27 2023-04-25 Sion Power Corporation Electrodes, heaters, sensors, and associated articles and methods
US11431042B2 (en) * 2019-09-10 2022-08-30 Meta Platforms Technologies, Llc Battery pack architecture for parallel connection of cells
KR20210129541A (ko) * 2020-04-20 2021-10-28 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 및 이차 전지
CN115699398A (zh) * 2020-12-18 2023-02-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体、电池及用电装置
US20220302463A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 Prologium Technology Co., Ltd. Electrode assembly and its battery device thereof
EP4152434A1 (de) * 2021-09-17 2023-03-22 VARTA Microbattery GmbH Energiespeicherelement
WO2024072041A1 (ko) * 2022-09-27 2024-04-04 삼성전자 주식회사 배터리 및 배터리를 포함하는 전자 장치

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113511A1 (en) * 1999-06-11 2001-07-04 Kao Corporation Lithium secondary cell and its producing method
US20030008206A1 (en) * 1999-12-20 2003-01-09 Hong Ji Jun Lithium secondary cell and method of fabricating the same
JP2006092973A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Toshiba Corp 非水電解質二次電池
CN101485033A (zh) * 2006-05-15 2009-07-15 株式会社Lg化学 具有新颖叠层结构的用于二次电池的电极组件
CN102017238A (zh) * 2009-01-14 2011-04-13 松下电器产业株式会社 非水系电池用正极板、非水系电池用电极组及其制造方法、以及方形非水系二次电池及其制造方法
JP2011081931A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 Hitachi Maxell Ltd リチウムイオン二次電池
US20120058387A1 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly having bending portions and secondary battery including the same
US20120237819A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Chang-Bum Ahn Electrode assembly and secondary battery using the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3759291B2 (ja) 1996-08-28 2006-03-22 三菱自動車工業株式会社 ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
KR100313119B1 (ko) 1999-01-26 2001-11-03 김순택 이차전지의 전극군
KR100537607B1 (ko) * 1999-08-30 2005-12-19 삼성에스디아이 주식회사 폴딩형 전극군 및 이를 이용한 이차전지
KR200182059Y1 (ko) 1999-12-09 2000-05-15 노대구 발가락 속 양말
KR200182058Y1 (ko) 1999-12-09 2000-05-15 강윤모 음료수 용기의 밀봉용 마개
KR200182060Y1 (ko) 1999-12-09 2000-05-15 박광길 와이셔츠
KR100515572B1 (ko) 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
KR100515571B1 (ko) 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기 화학 셀
KR100497147B1 (ko) 2000-02-08 2005-06-29 주식회사 엘지화학 다중 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조방법
KR101050288B1 (ko) 2009-10-01 2011-07-19 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 갖는 이차 전지
CN102884665B (zh) 2010-04-06 2015-09-30 株式会社Lg化学 改进的堆叠型电池胞或者双电池胞、用于使用该电池胞的二次电池的电极组件及其制造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1113511A1 (en) * 1999-06-11 2001-07-04 Kao Corporation Lithium secondary cell and its producing method
US20030008206A1 (en) * 1999-12-20 2003-01-09 Hong Ji Jun Lithium secondary cell and method of fabricating the same
JP2006092973A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Toshiba Corp 非水電解質二次電池
CN101485033A (zh) * 2006-05-15 2009-07-15 株式会社Lg化学 具有新颖叠层结构的用于二次电池的电极组件
CN102017238A (zh) * 2009-01-14 2011-04-13 松下电器产业株式会社 非水系电池用正极板、非水系电池用电极组及其制造方法、以及方形非水系二次电池及其制造方法
JP2011081931A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 Hitachi Maxell Ltd リチウムイオン二次電池
US20120058387A1 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly having bending portions and secondary battery including the same
US20120237819A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Chang-Bum Ahn Electrode assembly and secondary battery using the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106099038A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 湖北金泉新材料有限责任公司 一种电池极片
CN106099038B (zh) * 2016-06-22 2019-06-25 湖北金泉新材料有限责任公司 一种电池极片
CN108604667A (zh) * 2016-11-24 2018-09-28 株式会社Lg化学 包括电极保护层的用于二次电池的电极
CN108604667B (zh) * 2016-11-24 2021-07-09 株式会社Lg化学 包括电极保护层的用于二次电池的电极
CN110391466A (zh) * 2018-04-19 2019-10-29 大众汽车有限公司 用于锂离子蓄电池单池的电池卷芯、锂离子蓄电池单池、储能器
CN110391466B (zh) * 2018-04-19 2022-09-13 大众汽车有限公司 用于锂离子蓄电池单池的电池卷芯、锂离子蓄电池单池、储能器
CN111512486A (zh) * 2018-09-05 2020-08-07 株式会社Lg化学 六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池模块
WO2021109363A1 (zh) * 2019-12-04 2021-06-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件及其成型方法和生产系统、二次电池、电池模块以及装置
CN114600289A (zh) * 2020-03-04 2022-06-07 株式会社Lg新能源 电极组件及其制造方法
US11870039B2 (en) 2020-03-04 2024-01-09 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140066474A (ko) 2014-06-02
JP2015504591A (ja) 2015-02-12
JP6027136B2 (ja) 2016-11-16
KR101590217B1 (ko) 2016-01-29
US9343779B2 (en) 2016-05-17
US20140227583A1 (en) 2014-08-14
CN103959540B (zh) 2016-06-08
WO2014081242A1 (ko) 2014-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103959540B (zh) 制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件
EP3404740B1 (en) Battery
CN104584307B (zh) 电极组件及其制造方法
JP5537932B2 (ja) 新規な積層構造の二次電池のための電解質アセンブリ
CN104170151B (zh) 电极组件的制造方法及包括由该方法制造的电极组件的电化学元件
EP2503628A1 (en) Current collector for bipolar secondary battery
EP2869385B1 (en) Electrode assembly, fabricating method of the electrode assembly, and electrochemial cell containing the electrode assembly
JP6950005B2 (ja) 固体電池および固体電池の製造方法
KR101523427B1 (ko) 전극조립체의 제조공정
KR20040068803A (ko) 적층형 리튬이차전지 및 그 제조방법
JP2002157997A (ja) 折り畳み型リチウム電池の製造方法
JP2020181669A (ja) 全固体電池および全固体電池の製造方法
US20210202934A1 (en) Active material structure, electrode structure including the same, secondary battery including the same, and method of fabricating the same
KR20140018135A (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
WO2022058342A1 (de) Lithium-ionen-zelle mit hoher spezifischer energiedichte
EP4162554A1 (de) Lithium-ionen-zelle mit hoher spezifischer energiedichte
KR20040092109A (ko) 전극판의 한방향 접착이 가능한 적층형 리튬이차전지의제조방법
KR101379838B1 (ko) 전지 및 그 제조 방법
KR100514214B1 (ko) 분리된 2겹의 격리막을 이용한 적층형 리튬이차전지 및 그제조방법
KR102403673B1 (ko) 전극 조립체, 이를 포함하는 이차 전지 및 전극 조립체의 제조 방법
US20210036304A1 (en) Electrode structure and secondary battery including the same
KR101905168B1 (ko) 바이폴라 전고체 전지 및 그 제조 방법
CN114868295A (zh) 非水电解质二次电池及其制造方法
KR20190054516A (ko) 전극 조립체의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체

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
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211129

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: LG Energy Solution,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: LG CHEM, Ltd.

TR01 Transfer of patent right