CN104541399B - 电极组件及电极组件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的电极组件包括单体堆叠部，上述单体堆叠部具有：(a)使具有由相同数量的电极和隔膜交替地配置的结构的一种基本单体反复配置而成的结构、或者(b)使具有由相同数量的电极和隔膜交替地配置的结构的两种以上的基本单体按指定的顺序配置而成的结构。在此，(a)的一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使四层结构反复配置而成的结构，并且，若将(b)的两种以上的基本单体按指定的顺序分别各配置一个，则形成四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。并且，作为位于单体堆叠部的最外侧的基本单体的隔膜中的一个的外侧隔膜形成得比单体堆叠部的侧面长。

Description

电极组件及电极组件的制造方法
技术领域
本发明涉及电极组件及电极组件的制造方法，尤其涉及用于在通过层叠施工法而形成的电极组件中利用下部侧隔膜来包围基本单体的电极组件及电极组件的制造方法。
背景技术
二次电池可以根据电极组件的结构而分为多种。作为一例，二次电池可以分为堆叠型结构、卷曲型(卷型)结构或堆叠/折叠型结构。但是，堆叠型结构由于构成电极组件的电极单位(正极(cathode)、隔膜及负极(anode))相互单独层叠，因而存在不仅很难精密地整齐排列电极组件、而且为了生产电极组件而需要很多工序的缺点。并且，堆叠/折叠型结构由于通常需要两台层压装置和一台折叠装置，因而存在电极组件的制造工序非常复杂的缺点。尤其，堆叠/折叠型结构由于通过折叠来层叠全电池(full cells)或双电池(bi-cells)，因而存在难以精密地整齐排列全电池或双电池的缺点。
并且，通过折叠使隔膜卷绕多次，因而存在电极组件的润湿(wetting)性能降低的问题。
发明内容
要解决的技术问题
因此，本发明为了解决如上所述的问题而提出，本发明的技术问题在于，用于在利用层叠施工法而形成的电极组件中利用下端侧隔膜来包围基本单体，从而提高润湿(wetting)特性，同时简化工序并减少成本。
用于解决技术问题的手段
本发明的电极组件包括单体堆叠部，上述单体堆叠部具有：(a)使具有由相同数量的电极和隔膜交替地配置的结构的一种基本单体反复配置而成的结构、或者(b)使具有由相同数量的电极和隔膜交替地配置的结构的两种以上的基本单体按指定的顺序配置而成的结构。在此，(a)的一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使四层结构反复配置而成的结构，并且，若将(b)的两种以上的基本单体按指定的顺序分别各配置一个，则形成四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。并且，作为位于单体堆叠部的最外侧的基本单体的隔膜中的一个的外侧隔膜形成得比单体堆叠部的侧面长。
并且，根据本发明的电极组件的制造方法包括：第一步骤，制造具有使相同数量的电极和隔膜交替地层叠而成的结构的一种基本单体或具有使相同数量的电极和隔膜交替地层叠而成的结构的两种以上的基本单体，并且将作为基本单体中要位于最外侧的外侧基本单体的隔膜中的一个的外侧隔膜形成得比其他隔膜长；第二步骤，反复层叠一种基本单体或按指定的顺序层叠两种以上的基本单体并将外侧基本单体层叠于最外侧，来制造单体堆叠部；以及第三步骤，利用外侧基本单体的外侧隔膜来包围单体堆叠部而进行固定。在此，一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而成的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构，并且，若将两种以上的基本单体按指定的顺序分别各层叠一个，则形成四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构。
发明的效果
根据本发明，在电极组件中，在将第二隔膜形成得较长而切割之后包围基本单体并收尾，从而与以往的折叠结构相比具有如下效果：提高润湿(wetting)特性，而提高二次电池的商品性，同时除去通过另外的缠胶带装置进行的工序，来简化作业并减少成本。
附图说明
图1为示出本发明的基本单体的第一结构的侧视图。
图2为示出本发明的基本单体的第二结构的侧视图。
图3为示出通过图1的基本单体的层叠而形成的单体堆叠部的侧视图。
图4为示出本发明的基本单体的第三结构的侧视图。
图5为示出本发明的基本单体的第四结构的侧视图。
图6为示出通过图4的基本单体和图5的基本单体的层叠而形成的单体堆叠部的侧视图。
图7为示出制造本发明的基本单体的工序的工序图。
图8为示出使具有不同大小的基本单体层叠而形成的单体堆叠部的立体图。
图9为示出图8的单体堆叠部的侧视图。
图10为示出使不同几何形状的基本单体层叠而形成的单体堆叠部的立体图。
图11为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体在内的单体堆叠部的第一结构的侧视图。
图12为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体在内的单体堆叠部的第二结构的侧视图。
图13为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体在内的单体堆叠部的第三结构的侧视图。
图14为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体在内的单体堆叠部的第四结构的侧视图。
图15为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体在内的单体堆叠部的第五结构的侧视图。
图16为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体在内的单体堆叠部的第六结构的侧视图。
图17为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体在内的单体堆叠部的第七结构的侧视图。
图18为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体在内的单体堆叠部的第八结构的侧视图。
图19为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体在内的单体堆叠部的第九结构的侧视图。
图20为示出本发明的包括基本单体、第一辅助单体及第二辅助单体在内的单体堆叠部的第十结构的侧视图。
图21为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体在内的单体堆叠部的第十一结构的侧视图。
图22为示出对于本发明的基本单体的单一结构的实施例的图。
图23为示出对于本发明的基本单体的多个结构的实施例的图。
图24为示出对于本发明的基本单体的单一结构的密封处理状态的图。
图25为示出对于本发明的基本单体的多个结构的密封处理状态的图。
图26为示出在本发明的电极组件的制造方法中制造电极组件的工序的图。
图27为示出本发明的电极组件的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施例详细地进行说明。但本发明并不因以下的实施例而受到局限或限定。
单体堆叠部
在本发明中，单体堆叠部具有使一种基本单体反复配置而成的结构或者使两种以上的基本单体按指定的顺序、例如交替地配置而成的结构。对此，以下，首先观察基本单体。
[基本单体的结构]
在本发明的电极组件中，基本单体是使电极和隔膜交替地配置而形成的。此时，电极和隔膜配置相同的数量。例如，如图1所示，基本单体110a能够使两个电极111、113和两个隔膜112、114层叠而形成。此时，正极(cathode)和负极(anode)显然可以通过隔膜而相向。若如此形成基本单体，则电极(在图1和图2中参照附图标记111的电极)位于基本单体的一侧末端，隔膜(在图1和图2中参照附图标记114的隔膜)位于基本单体的另一侧末端。
本发明的电极组件的基本特征在于，能够仅通过基本单体的层叠来形成单体堆叠部(即，电极组件)。即，本发明的基本特征在于，能够反复层叠一种基本单体或按指定的顺序层叠两种以上的基本单体而形成单体堆叠部。为了实现这种特征，基本单体可以具有如下结构。
首先，基本单体能够使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成。更具体地，基本单体110a、110b能够如图1所示使第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114自上而下依次层叠而形成，或者如图2所示使第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114自下而上依次层叠而形成。以下，将具有这种结构的基本单体称之为第一基本单体。此时，第一电极111和第二电极113为相反的电极。例如，若第一电极111为正极，则第二电极113为负极。
若如此使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成基本单体，则如图3所示，仅通过反复层叠一种基本单体110a，也能够形成单体堆叠部100a。在此，基本单体除了具有这种四层结构之外，还能够具有八层结构或十二层结构。即，基本单体可以具有使四层结构反复配置而成的结构。例如，基本单体也能够使第一电极、第一隔膜、第二电极、第二隔膜、第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成。
第二，基本单体能够使第一电极、第一隔膜、第二电极、第二隔膜、第一电极及第一隔膜依次层叠而形成，或者使第二电极、第二隔膜、第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成。以下，将具有前者的结构的基本单体称之为第二基本单体，并将具有后者的结构的基本单体称之为第三基本单体。
更具体地，如图4所示，第二基本单体110c能够使第一电极111、第一隔膜112、第二电极113、第二隔膜114、第一电极111及第一隔膜112自上而下依次层叠而形成。并且，如图5所示，第三基本单体110d能够使第二电极113、第二隔膜114、第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114自上而下依次层叠而形成。相反，也能够自下而上依次层叠而形成。
若将第二基本单体110c和第三基本单体110d只各层叠一个，则形成使四层结构反复层叠而成的结构。因此，若将第二基本单体110c和第三基本单体110d每隔一个交替地继续层叠，则如图6所示，仅通过第二基本单体及第三基本单体的层叠，也能够形成单体堆叠部100b。作为参照，若准备有三种基本单体，则例如能够按一号基本单体、二号基本单体及三号基本单体并再次一号基本单体、二号基本单体及三号基本单体的顺序、即按指定的顺序层叠基本单体而形成单体堆叠部。
如此，在本发明中，一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。并且，在本发明中，若按指定的顺序分别各配置一个两种以上的基本单体，则形成四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。例如，上述的第一基本单体具有四层结构，若将上述的第二基本单体和第三基本单体分别各层叠一个而总计层叠两个，则形成使四层结构反复层叠而成的十二层结构。
因此，在本发明中，若反复层叠一种基本单体或者按指定的顺序层叠两种以上的基本单体，则仅通过层叠也能够形成单体堆叠部(即，电极组件)。
在本发明中，单体堆叠部使基本单体以基本单体为单位层叠而形成。即，首先，在制作基本单体之后，将其反复或按指定的顺序层叠，从而制作单体堆叠部。如此，本发明能够仅通过基本单体的层叠来形成单体堆叠部。因此，本发明能够非常精密地整齐排列基本单体。若基本单体被精密地整齐排列，则电极和隔膜也能够在单体堆叠部中被精密地整齐排列。并且，本发明可以显著提高单体堆叠部(电极组件)的生产率。这是因为工序变得非常简单。
[基本单体的制造]
参照图7，代表性地对制造第一基本单体的工序进行观察。首先，准备第一电极材料121、第一隔膜材料122、第二电极材料123及第二隔膜材料124。在此，第一隔膜材料122和第二隔膜材料124可以为相同的材料。然后，通过切割器C1将第一电极材料121切割成预定大小，将第二电极材料123也通过切割器C2切割成预定大小。然后，将第一电极材料121层叠于第一隔膜材料122，将第二电极材料123层叠于第二隔膜材料124。
然后，优选地，在层压机L1、L2中使电极材料和隔膜材料相互粘结。通过这种粘结，可以制造使电极和隔膜结合为一体的基本单体。结合的方法可以为多种。层压机L1、L2为了粘结而向材料施加压力或施加压力和热。这种粘结在制造单体堆叠部时使基本单体的层叠变得更容易。并且，这种粘结也有利于基本单体的整齐排列。若在这种粘结之后通过切割器C3将第一隔膜材料122和第二隔膜材料124切割成预定大小，则可以制造基本单体110a。在这种过程中，隔膜的末端可以不与相邻的隔膜的末端接合。
如此，在基本单体中，电极可以与相邻的隔膜粘结。并且，可以视为隔膜与电极粘结。此时，优选地，电极在朝向隔膜的面上整体地与隔膜粘结。这是因为，这样的话可以使电极稳定地固定于隔膜。通常，电极比隔膜小。
为此，可以将粘结剂涂敷于隔膜。但若要如此利用粘结剂，则需要将粘结剂以网眼(mesh)形态或点(dot)形态涂敷于粘结面。这是因为，若将粘结剂紧密地涂敷于整个粘结面，则难以使如锂离子这样的反应离子通过隔膜。因此，若利用粘结剂，则即使可以将电极整体地(即，在整个粘结面上)粘结于隔膜，也难以整体紧密地粘结。
或者，可以通过具有涂敷层的隔膜而使电极整体地粘结于隔膜，上述涂敷层具有粘结力。进行更详细的说明。隔膜可以包括：如聚烯烃类的隔膜基材那样的多孔性的隔膜基材；以及多孔性的涂敷层，涂敷于隔膜基材的一面或两面的整体。此时，涂敷层可以由无机物粒子和将无机物粒子相互连接并固定的粘结剂聚合物的混合物形成。
在此，无机物粒子可以提高隔膜的热稳定性。即，无机物粒子可以防止隔膜在高温下收缩。并且，粘结剂聚合物也能够固定无机物粒子而提高隔膜的机械稳定性。并且，粘结剂聚合物可以将电极粘结于隔膜。由于粘结剂聚合物分布于涂敷层的整体，因而与上述粘结剂不同，可以在整个粘结面上引起紧密的粘结。因此，若利用这种隔膜，则可以使电极更稳定地固定于隔膜。为了加强这种粘结，可以利用上述的层压机。
但是，无机物粒子能够形成填充结构(densely packed structure)而在整个涂敷层形成无机物粒子之间的间隙体积(interstitial volumes)。此时，通过由无机物粒子所限定的间隙体积，可以在涂敷层形成气孔结构。由于这种气孔结构，即使在隔膜形成有涂敷层，锂离子也能够良好地通过隔膜。作为参照，由无机物粒子所限定的间隙体积也可能根据位置而由粘结剂聚合物物质堵塞。
在此，填充结构能够说明为在玻璃瓶装有小石子那样的结构。因此，若无机物粒子形成填充结构，则并非在涂敷层中局部地形成无机物粒子之间的间隙体积，而是在整个涂敷层中形成无机物粒子之间的间隙体积。由此，若无机物粒子的大小增加，则基于间隙体积的气孔的大小也一同增加。由于这种填充结构，锂离子能够在隔膜的整个面上顺畅地通过隔膜。
另一方面，在单体堆叠部中，基本单体也可以使基本单体之间相互粘结。例如，在图1中，若在第二隔膜114的下表面涂敷粘结剂或涂敷上述的涂敷层，则可以在第二隔膜114的下表面粘结其他基本单体。
此时，基本单体中的电极和隔膜之间的粘结力可以大于单体堆叠部中的基本单体之间的粘结力。当然，也可以没有基本单体之间的粘结力。若如此，则在分离电极组件(单体堆叠部)时，由于粘结力的差异而以基本单体为单位进行分离的可能性较高。作为参照，粘结力可以由剥离力表示。例如，电极和隔膜之间的粘结力可以通过在相互分离电极和隔膜时所需的力来表现。如此，在单体堆叠部内，基本单体可以不与相邻的基本单体结合，或者以与在基本单体内使电极和隔膜相互结合的结合力不同的另一结合力来与相邻的基本单体结合。
作为参照，在隔膜包括上述的涂敷层的情况下，对隔膜的超声波熔合并不优选。隔膜通常比电极大。由此，可能试图利用超声波熔合使第一隔膜112的末端和第二隔膜114的末端相互结合。但是，超声波熔合需要利用焊头直接对对象进行加压。但是，若利用焊头直接对隔膜的末端进行加压，则可能因具有粘结力的涂敷层而使焊头粘结于隔膜。由此可能引起装置的故障。
[基本单体的变形]
到目前为止，只对具有相同大小的基本单体进行了说明。但基本单体也可以具有不同大小。若层叠具有不同大小的基本单体，则可以将单体堆叠部制造成多种形状。在此，基本单体的大小以隔膜的大小为准进行说明。这是因为，在通常情况下隔膜比电极大。
参照图8及图9进行更详细的说明的话，基本单体可以设置多个，并分为具有不同大小的至少两个组(参照图9的附图标记1101a、1102a、1103a)。若根据大小来层叠这种基本单体，则可以形成具有多层结构的单体堆叠部100c。图8和图9示出分为三个组的基本单体1101a、1102a、1103a使相同大小的基本单体之间层叠而形成三个层的例子。由此，在图8及图9中，单体堆叠部100c具有形成三个层的结构。作为参照，即使属于一个组的基本单体形成两个以上的层也无妨。
但是，最优选地，在如此形成多层的情况下，基本单体具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构、即第一基本单体的结构(在本说明书中，只要基本单体的相互层叠的结构相同，则即使大小互不相同，也视为属于一种基本单体)。
对此进行详细说明的话，优选地，在一个层中，正极和负极层叠相同数量。并且，优选地，在层与层之间，相反的电极通过隔膜而相向。但是，例如在第二基本单体及第三基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而需要两种基本单体。
但是，如图9所示，在第一基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而仅需要一种基本单体。因此，若基本单体具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构，则即使形成多层，也可以减少基本单体的种类。
并且，例如在第二基本单体及第三基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而需要将两种基本单体各层叠至少一个，因而一个层具有最少十二层的结构。但是，在第一基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而仅层叠一种基本单体即可，因而一个层具有最少四层的结构。因此，若基本单体具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构，则可以在形成多层时非常容易地调节各层的厚度。
另一方面，基本单体不仅可以具有互不相同的大小，也可以具有互不相同的几何形状。例如，如图10所示，基本单体不仅可以在大小方面存在差异，而且也可以在边角形状方面存在差异，也可以在有无穿孔方面存在差异。更具体地，如图10所示，分为三个组的基本单体能够使几何形状相同的基本单体之间层叠而形成三个层。为此，基本单体可以分为至少两个组(各组具有互不相同的几何形状)。此时，也同样地，最优选地，基本单体具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构、即第一基本单体的结构(在本说明书中，只要基本单体的相互层叠的结构相同，则即使几何形状互不相同，也视为属于一种基本单体)。
[辅助单体]
单体堆叠部还能够包括第一辅助单体和第二辅助单体中的至少一个。首先，对第一辅助单体进行观察。在本发明中，电极位于基本单体的一侧末端，隔膜位于基本单体的另一侧末端。因此，若依次层叠基本单体，则电极(在图11中参照附图标记116的电极，以下，称之为“末端电极”)位于单体堆叠部的最上侧或最下侧。第一辅助单体追加层叠于这种末端电极。
更具体地，若末端电极116为正极，则如图11所示，第一辅助单体130a能够从末端电极116依次、即从末端电极116起向外侧依次层叠隔膜114、负极113、隔膜112及正极111而形成。并且，若末端电极116为负极，则如图12所示，第一辅助单体130b能够从末端电极116依次、即从末端电极116起向外侧依次层叠隔膜114及正极113而形成。
如图11和图12所示，单体堆叠部100d、100e可以通过第一辅助单体130a、130b使正极位于末端电极侧的最外侧。此时，优选地，位于最外侧的正极、即第一辅助单体的正极仅在集电体的两面中的朝向基本单体的一面(以图11为基准朝向下方的一面)涂敷活性物质层。若如此涂敷活性物质层，则活性物质层不会位于末端电极侧的最外侧，因而可以防止浪费活性物质层。作为参照，正极(例如)为放出锂离子的结构，因而若使正极位于最外侧，则在电池容量方面比较有利。
然后，对第二辅助单体进行观察。第二辅助单体基本上执行与第一辅助单体相同的作用。进行更详细的说明。在本发明中，电极位于基本单体的一侧末端，隔膜位于基本单体的另一侧末端。因此，若依次层叠基本单体，则隔膜(在图13中参照附图标记117的隔膜，以下称之为“末端隔膜”)位于单体堆叠部的最上侧或最下侧。第二辅助单体追加层叠于这种末端隔膜。
更具体地，若在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为正极，则如图13所示，第二辅助单体140a可以从末端隔膜117起依次层叠负极111、隔膜112及正极113而形成。并且，若在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为负极，则如图14所示，第二辅助单体140b可以由正极111形成。
如图13和图14所示，单体堆叠部100f、100g可以通过第二辅助单体140a、140b使正极位于末端隔膜侧的最外侧。此时，优选地，位于最外侧的正极、即第二辅助单体的正极也与第一辅助单体的正极同样地仅在集电体的两面中的朝向基本单体的一面(以图13为基准朝向上方的一面)涂敷活性物质层。
但是，第一辅助单体和第二辅助单体也可以具有不同于上述结构的结构。首先，对第一辅助单体进行观察。如图15所示，若末端电极116为正极，则第一辅助单体130c能够使隔膜114及负极113从末端电极116起依次层叠而形成。并且，如图16所示，若末端电极116为负极，则第一辅助单体130d能够使隔膜114、正极113、隔膜112及负极111从末端电极116起依次层叠而形成。
如图15和图16所示，单体堆叠部100h、100i可以通过第一辅助单体130c、130d使负极位于末端电极侧的最外侧。
然后，对第二辅助单体进行观察。如图17所示，若在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为正极，则第二辅助单体140c可以由负极111形成。并且，如图18所示，若在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为负极，则第二辅助单体140d可以使正极111、隔膜112及负极113从末端隔膜117起依次层叠而形成。如图17和图18所示，单体堆叠部100j、100k可以通过第二辅助单体140c、140d使负极位于末端隔膜侧的最外侧。
作为参照，负极可能因电位差而与电池壳体(例如，袋形壳体)的铝层发生反应。因此，优选地，负极通过隔膜与电池壳体绝缘。为此，在图15至图18中，第一辅助单体及第二辅助单体也可以在负极的外侧还包括隔膜。例如，与图15的第一辅助单体130c相比，图19的第一辅助单体130e也可以在最外侧还包括隔膜112。作为参照，若辅助单体包括隔膜，则在将辅助单体整齐排列于基本单体时更加容易。
另一方面，如图20所示，还能够形成单体堆叠部100m。基本单体110b可以自下而上依次层叠第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114而形成。此时，第一电极111可以为正极，第二电极113可以为负极。
并且，第一辅助单体130f能够使隔膜114、负极113、隔膜112及正极111从末端电极116起依次层叠而形成。此时，第一辅助单体130f的正极111可以仅在集电体的两面中的朝向基本单体110b的一面形成活性物质层。
并且，第二辅助单体140e能够从末端隔膜117起依次层叠正极(第一正极)111、隔膜112、负极113、隔膜114及正极(第二正极)118而形成。此时，在第二辅助单体140e的正极中位于最外侧的正极(第二正极)118可以仅在集电体的两面中的朝向基本单体110b的一面形成活性物质层。
最后，如图21所示，还能够形成单体堆叠部100n。基本单体110e能够自上而下层叠第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114而形成。此时，第一电极111可以为负极，第二电极113可以为正极。并且，第二辅助单体140f能够使负极111、隔膜112、正极113、隔膜114及负极119从末端隔膜117起依次层叠而形成。
[基本单体的实施例]
作为位于单体堆叠部的最外侧的基本单体110的隔膜112、114中的一个的外侧隔膜的第二隔膜114形成得比单体堆叠部的侧面长。
优选地，第二隔膜114沿着单体堆叠部的侧面延伸至单体堆叠部的相反侧的最外侧以固定单体堆叠部。
最外侧的第二隔膜114从第二隔膜114所处的基本单体110经由单体堆叠部的相反侧的最外侧而再次延伸至第二隔膜114所处的基本单体110，使得能够固定单体堆叠部。
另一方面，最外侧的第二隔膜114从第二隔膜114所处的基本单体110沿左右延伸，并且，一侧末端沿着单体堆叠部的一侧侧面延伸至单体堆叠部的相反侧的最外侧，另一侧末端沿着单体堆叠部的另一侧侧面延伸至单体堆叠部的相反侧的最外侧，使得能够固定单体堆叠部。
此时，基本单体110最少由一个构成，根据容量，也能够层叠一个以上而形成。
例如，本发明的特征在于，如图22及23所示，形成基本单体110的第二隔膜114的长度形成得比基本单体110的外侧面的周长长，使第二隔膜114包围(winding)基本单体110的外侧面。
其结果是，仅通过利用第二隔膜114包围所层叠的电极和隔膜的结构来形成基本单体110，从而消除以往的折叠工序时产生的电极损伤现象，能够提高电极组件的润湿(wetting)特性，能够利用第二隔膜114覆盖基本单体110而减小电池的厚度并减少工序费用。
此时，优选地，使第二隔膜114仅能够将基本单体110卷绕一次。
基本单体110能够使负极/第一隔膜112/正极/第二隔膜114或正极/第一隔膜112/负极/第二隔膜114形成向下依次层叠的结构，形成为第二隔膜114设置于下部、负极设置于第二隔膜114的上部、第一隔膜112设置于负极的上部、正极层叠于第一隔膜112的上部而成的结构或第二隔膜114设置于下部、正极设置于第二隔膜114的上部、第一隔膜112设置于正极的上部、负极层叠于第一隔膜112的上部而成的结构。
如上所述，在第二隔膜114的一端A的上表面依次层叠有第一电极111、第一隔膜112及第二电极113，在这种状态下，形成得较长的第二隔膜114的另一端B包围基本单体110之后位于第二隔膜114的一端。在此，可以使第二隔膜114的另一端B经过第二隔膜114的一端A而重叠(overlap)，使两端接触也无妨。
如此，如图24及25所示，在第二隔膜114包围基本单体110之后，利用热熔合或胶带，通过密封(sealing)S来粘结第二隔膜114的两端而进行收尾处理。
此时，密封S利用热元件来熔化第二隔膜114的两端而使其粘结，能够除去现有技术中必需的胶带粘结工序，从而能够简化作业，并减少成本。另一方面，如图26及图27所示，本发明的电极组件的制造方法包括：第一步骤S10，在两种以上的基本单体110中将位于最外侧的隔膜形成得比其他隔膜长；第二步骤S20，层叠基本单体110而制造单体堆叠部；以及第三步骤S30，利用外侧隔膜包围单体堆叠部而进行固定。
第一步骤S10为如下步骤：制造具有使相同数量的电极和隔膜交替地层叠而成的结构的一种基本单体110，或制造具有使相同数量的电极和隔膜交替地层叠而成的结构的两种以上的基本单体110，并将在基本单体中要位于最外侧的外侧基本单体的隔膜中的一个外侧隔膜形成得比其他隔膜长。
各个电极及隔膜向层压机L1、L2供给，并以能够按第一电极111/第一隔膜112/第二电极113/第二隔膜114的顺序层叠的方式配置加载单元(加载辊)使得能够同时提供。
尤其，优选地，上述的第一电极111及第二电极113能够配置为正极及负极或负极及正极。
并且，第一步骤S10中，在一个以上的隔膜材料上分别层叠被切割成预定大小的电极材料之后，将上述一个以上的隔膜材料一同切割成预定大小来制造基本单体110，并且上述隔膜材料中与外侧隔膜对应的隔膜材料切割成比其他隔膜材料长。
此时，优选地，在第一步骤S10中，最后制造外侧基本单体110。
第二步骤S20为如下步骤：反复层叠一种基本单体，或按指定的顺序、例如交替地层叠两种以上的基本单体110，并且将外侧基本单体110层叠于最外侧，来制造单体堆叠部。
第三步骤S30为利用外侧基本单体110的外侧隔膜114来包围单体堆叠部而进行固定的步骤。
另一方面，优选地，包括第四步骤S40，在上述第四步骤S40中，在利用外侧隔膜114来包围单体堆叠部之后，利用热熔合或胶带将外侧隔膜114的外侧末端固定于单体堆叠部。
并且，使外侧隔膜114成为要位于单体堆叠部的最外侧的基本单体110的隔膜中位于单体堆叠部的最外侧的隔膜。
此时，一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而成的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构。并且若将两种以上的基本单体按指定的顺序各层叠一个，则形成四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构。
通过这种步骤，本发明通过适用基本单体110的层叠结构，能够减少以往进行折叠工序时产生的电极损伤，提高润湿(wetting)特性，并去除不必要的工序设备，而减少工序费用。

Claims (36)

1.一种电极组件，其特征在于，
包括单体堆叠部，所述单体堆叠部具有：
(a)使具有由相同数量的电极和隔膜交替地配置的结构的一种基本单体反复配置而成的结构、或者
(b)使具有由相同数量的电极和隔膜交替地配置的结构的两种以上的基本单体按指定的顺序配置而成的结构，
所述(a)的一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使所述四层结构反复配置而成的结构，
若将所述(b)的两种以上的基本单体按指定的顺序分别各配置一个，则形成所述四层结构或使所述四层结构反复配置而成的结构，
作为位于所述单体堆叠部的最外侧的基本单体的隔膜中的一个的外侧隔膜形成得比所述单体堆叠部的侧面长，且
其中所述外侧隔膜仅设置在所述单体堆叠部的最外表面。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述外侧隔膜沿着所述单体堆叠部的侧面延伸至所述单体堆叠部的相反侧的最外侧，来固定所述单体堆叠部。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述外侧隔膜从所述外侧隔膜所处的基本单体经由所述单体堆叠部的相反侧的最外侧而再次延伸至所述外侧隔膜所处的基本单体，来固定所述单体堆叠部。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述外侧隔膜从所述外侧隔膜所处的基本单体沿左右延伸，并且，所述外侧隔膜的一侧末端沿着所述单体堆叠部的一侧侧面延伸至所述单体堆叠部的相反侧的最外侧，所述外侧隔膜的另一侧末端沿着所述单体堆叠部的另一侧侧面延伸至所述单体堆叠部的相反侧的最外侧，来固定所述单体堆叠部。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电极组件，其特征在于，
所述外侧隔膜的外侧末端利用热熔合或胶带而固定于所述单体堆叠部。
6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述外侧隔膜为在位于所述单体堆叠部的最外侧的基本单体的隔膜中位于所述单体堆叠部的最外侧的隔膜。
7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述基本单体具有使相同数量的电极和隔膜交替地配置而结合成一体的结构。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，
在所述基本单体内，所述隔膜的末端不与相邻的隔膜的末端接合。
9.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，
在所述单体堆叠部内，所述基本单体不与相邻的基本单体结合或者以与在所述基本单体内所述电极和所述隔膜相互结合的结合力不同的另一结合力来与相邻的基本单体结合。
10.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述(a)的一种基本单体包括第一基本单体，所述第一基本单体具有所述四层结构或使所述四层结构反复配置而成的结构，所述单体堆叠部具有使所述第一基本单体反复配置而成的结构。
11.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述(b)的两种以上的基本单体包括：
第二基本单体，具有使第一电极、第一隔膜、第二电极、第二隔膜、第一电极及第一隔膜依次配置而成的结构；以及
第三基本单体，具有使第二电极、第二隔膜、第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的结构，
所述单体堆叠部具有使所述第二基本单体和所述第三基本单体交替地配置而成的结构。
12.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述(a)的一种基本单体设有多个，并分为具有互不相同的大小的至少两个组，
所述单体堆叠部具有使所述(a)的一种基本单体按大小层叠而形成多层的结构。
13.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述(a)的一种基本单体设有多个，并分为具有互不相同的几何形状的至少两个组，
所述单体堆叠部具有使所述(a)的一种基本单体按几何形状层叠而形成多层的结构。
14.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述电极在各个基本单体内与相邻的隔膜粘结。
15.根据权利要求14所述的电极组件，其特征在于，
所述电极在朝向所述相邻的隔膜的面上整体地与所述相邻的隔膜粘结。
16.根据权利要求14所述的电极组件，其特征在于，
所述电极和所述隔膜之间的粘结为通过向所述电极与所述相邻的隔膜施加压力进行的粘结或者通过向所述电极与所述相邻的隔膜施加压力和热进行的粘结。
17.根据权利要求14所述的电极组件，其特征在于，
所述基本单体内的所述电极与所述相邻的隔膜之间的粘结力大于所述单体堆叠部内的所述基本单体之间的粘结力。
18.根据权利要求14所述的电极组件，其特征在于，
所述隔膜包括：
多孔性的隔膜基材；以及
多孔性的涂敷层，涂敷于所述隔膜基材的一面或两面的整体，
所述涂敷层由无机物粒子和用于将所述无机物粒子相互连接并固定的粘结剂聚合物的混合物形成，
所述电极通过所述涂敷层而与所述相邻的隔膜粘结。
19.根据权利要求18所述的电极组件，其特征在于，
所述无机物粒子形成填充结构而在所述涂敷层的整体形成无机物粒子之间的间隙体积，通过由所述无机物粒子限定的间隙体积而在所述涂敷层形成气孔结构。
20.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述单体堆叠部还包括第一辅助单体，所述第一辅助单体层叠于末端电极，所述末端电极为位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的电极，
当所述末端电极为正极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极起依次层叠隔膜、负极、隔膜及正极的方式形成，
当所述末端电极为负极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极起依次层叠隔膜及正极的方式形成。
21.根据权利要求20所述的电极组件，其特征在于，
所述第一辅助单体的正极包括：
集电体；以及
活性物质，仅涂敷于所述集电体的两面中的朝向所述基本单体的一面。
22.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于末端隔膜，所述末端隔膜为位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜，
当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为正极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜起依次层叠负极、隔膜及正极的方式形成，
当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为负极时，所述第二辅助单体由正极形成。
23.根据权利要求22所述的电极组件，其特征在于，
所述第二辅助单体的正极包括：
集电体；以及
活性物质，仅涂敷于所述集电体的两面中的朝向所述基本单体的一面。
24.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述单体堆叠部还包括第一辅助单体，所述第一辅助单体层叠于末端电极，所述末端电极为位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的电极，
当所述末端电极为正极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极起依次层叠隔膜及负极的方式形成，
当所述末端电极为负极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极起依次层叠隔膜、正极、隔膜及负极的方式形成。
25.根据权利要求24所述的电极组件，其特征在于，
所述第一辅助单体在所述负极的外侧还包括隔膜。
26.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于末端隔膜，所述末端隔膜为位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜，
当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为正极时，所述第二辅助单体由负极形成，
当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为负极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜起依次层叠正极、隔膜及负极的方式形成。
27.根据权利要求26所述的电极组件，其特征在于，
所述第二辅助单体在所述负极的外侧还包括隔膜。
28.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于末端隔膜，所述末端隔膜为位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜，
当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为负极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜起依次层叠第一正极、隔膜、负极、隔膜及第二正极的方式形成。
29.根据权利要求28所述的电极组件，其特征在于，
所述第二辅助单体的第二正极包括：
集电体；以及
活性物质，仅涂敷于所述集电体的两面中的朝向所述基本单体的一面。
30.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于末端隔膜，所述末端隔膜为位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜，
当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为正极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜起依次层叠第一负极、隔膜、正极、隔膜及第二负极的方式形成。
31.一种电极组件的制造方法，其特征在于，
包括：
第一步骤，制造具有使相同数量的电极和隔膜交替地层叠而成的结构的一种基本单体或具有使相同数量的电极和隔膜交替地层叠而成的结构的两种以上的基本单体，并且将作为所述基本单体中要位于最外侧的外侧基本单体的隔膜中的一个的外侧隔膜形成得比其他隔膜长；
第二步骤，反复层叠所述一种基本单体或按指定的顺序层叠所述两种以上的基本单体并将所述外侧基本单体层叠于最外侧，来制造单体堆叠部；以及
第三步骤，利用所述外侧基本单体的所述外侧隔膜来包围所述单体堆叠部而进行固定，
所述一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而成的四层结构或使所述四层结构反复层叠而成的结构，
若将所述两种以上的基本单体按指定的顺序分别各层叠一个，则形成所述四层结构或使所述四层结构反复层叠而成的结构，
其中所述外侧隔膜仅设置在所述单体堆叠部的最外表面。
32.根据权利要求31所述的电极组件的制造方法，其特征在于，
所述第一步骤中，在一个以上的隔膜材料上分别层叠被切割成预定大小的电极材料之后，将所述一个以上的隔膜材料一同切割成预定大小来制造基本单体，并且所述隔膜材料中与所述外侧隔膜对应的隔膜材料切割成比其他隔膜材料长。
33.根据权利要求32所述的电极组件的制造方法，其特征在于，
所述第一步骤中，最后制造所述外侧基本单体。
34.根据权利要求31所述的电极组件的制造方法，其特征在于，
还包括第四步骤，在所述第四步骤中，在利用所述外侧隔膜包围所述单体堆叠部之后，利用热熔合或胶带将所述外侧隔膜的外侧末端固定于所述单体堆叠部。
35.根据权利要求31所述的电极组件的制造方法，其特征在于，
所述隔膜为在要位于所述单体堆叠部的最外侧的基本单体的隔膜中要位于所述单体堆叠部的最外侧的隔膜。
36.根据权利要求31所述的电极组件的制造方法，其特征在于，
在所述基本单体内，所述隔膜的末端不与相邻的隔膜的末端接合。
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