CN107342391B - 电极组件 - Google Patents

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Abstract

本发明的示例性实施例提供一种电极组件，包括：多个第一电极，各自包括具有第一活性物质层的第一电极部分和电连接到所述第一电极部分的第一未涂覆区域；隔膜，该隔膜接纳每个第一电极部分，包括以预定间隔布置的多个接纳部分，并且被弯曲以使相邻的接纳部分的各个表面彼此面对；和多个第二电极，该多个第二电极分别位于彼此面对的所述接纳部分之间以与所述第一电极部分重叠，并且各自包括具有第二活性物质层的第二电极部分和电连接到所述第二电极部分的第二未涂覆区域。

Description

电极组件
技术领域
本发明涉及电极组件。更特别地，本发明涉及用于可再充电电池的电极组件。
背景技术
可再充电电池是将电能转换成化学能以将其以优良的能量密度存储的电力存储系统。与不能被再充电的一次电池不同，由于可再充电电池可以被再充电，所以其被广泛地用于诸如智能电话、蜂窝电话、膝上型计算机、平板计算机等的信息技术(IT)设备中。
近来，由于诸如环境恶化和化石燃料枯竭的问题，对电动汽车的兴趣增加，因此可再充电电池被用作电动车辆的电池。
根据这种趋势，可再充电电池需要具有诸如高密度、高功率、安全性等的特性。
作为可再充电电池的类型，铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、锂金属电池、锂空气电池、钠空气电池等被包括。使用锂的可再充电电池与其它可再充电电池相比具有更高的工作电压和更高的每单位重量的能量密度，使得其越来越多地被应用于便携式IT设备和电动车辆。
当由于锂基可再充电电池中的锂的强反应性而在其中发生短路时，由于可能发生燃烧和爆炸，所以需要即使反复进行充电/放电也不会发生电极之间的短路的安全结构。可以确保安全性并且可以快速制造的可再充电电池的电极组件结构正在开发之中。
在众所周知的结构中，首先，存在螺旋卷绕型的电极组件结构，其中正电极和负电极与它们之间的隔膜被卷绕，其次，存在堆叠型的电极组件结构，其中被切割成适合于电池的尺寸的正电极和负电极被交替堆叠且在它们之间具有隔膜。
然而，螺旋卷绕型的电极组件结构可能由于在充电/放电期间负电极的膨胀而变形。同时，虽然堆叠型的电极组件结构可能比螺旋卷绕型的电极组件结构变形小，但是当隔膜在充电/放电期间由于热而收缩时或者当电池由于外部冲击而变形时，可能容易发生正电极和负电极之间的短路。
特别地，就通过加热和附接电极和隔膜的层压工艺制造的堆叠型的电极组件结构而言，电解质溶液缓慢地渗透到电极的表面中，并且润湿状态是不均匀的，因此可再充电电池的容量可能不均匀，并且其寿命可能会缩短。
在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此其可能包含不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
本发明致力于提供一种用于可再充电电池的电极组件，其可以通过允许可再充电电池的电解质溶液均匀地渗透而延长可再充电电池的寿命。
本发明还致力于提供一种用于可再充电电池的电极组件，其可以最小化当可再充电电池被充电或放电时发生的变形，并且可以最小化由于隔膜的收缩或由于冲击引起的短路的发生。
本发明的示例性实施例提供了一种电极组件，包括：多个第一电极，各自包括具有第一活性物质层的第一电极部分和电连接到所述第一电极部分的第一未涂覆区域；隔膜，该隔膜接纳每个第一电极部分，包括以预定间隔布置的多个接纳部分，并且被弯曲以使相邻的接纳部分的各个表面彼此面对；和多个第二电极，该多个第二电极分别位于彼此面对的所述接纳部分之间以与所述第一电极部分重叠，并且各自包括具有第二活性物质层的第二电极部分和电连接到所述第二电极部分的第二未涂覆区域。
所述隔膜可包括第一结合部分，该第一结合部分位于所述接纳部分的边缘并密封所述接纳部分的一侧，并且所述第一未涂覆区域可与所述第一结合部分交叉以突出到所述接纳部分的外部。
所述隔膜可包括一对第二结合部分，该一对第二结合部分分别与所述第一结合部分的相反端连接并且在与所述第一结合部分交叉的方向上分别形成在所述接纳部分的边缘。
所述隔膜可包括在平行于所述第一结合部分的方向上形成的第三结合部分，并且所述第一结合部分和所述第三结合部分可分别位于所述第一电极部分的相反边缘。
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分中的至少一者可被形成为多个。
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分可沿所述第一电极部分的边界线形成以包围所述第一电极部分。
所述第二电极部分可包括突出到所述第一电极部分的边界线的外部的延伸电极部分，并且所述延伸电极部分可包括朝所述第一电极部分的所述边界线凹入的至少一个凹口。
所述延伸电极部分的一个表面可被结合到所述第二结合部分的一个表面。
所述第二结合部分可包括对应于所述凹口的切口。
所述隔膜可包括位于相邻的接纳部分之间的第四结合部分。
所述电极组件可进一步包括位于所述接纳部分的与所述第一未涂覆区域重叠的边缘的第五结合部分。
所述隔膜可包括在平行于所述第五结合部分的方向上形成的第六结合部分，并且所述第五结合部分和所述第六结合部分可分别位于所述第一电极部分的相反侧。
所述第四结合部分、所述第五结合部分和所述第六结合部分中的至少一者可被形成为多个。
所述第四结合部分、所述第五结合部分和所述第六结合部分可包围所述第一电极部分的边界线。
所述第一电极和所述第二电极可被交替堆叠。
所述接纳部分可接纳所述第一电极部分的至少三个连续的端部。
所述隔膜可包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件分别与所述第一电极部分的相反表面重叠，所述第一电极部分在所述第一构件和所述第二构件之间，并且所述第一构件和所述第二构件可沿所述第一电极部分的边界线结合以形成所述接纳部分。
所述第一电极可以是正电极，所述第二电极可以是负电极，并且所述第二电极部分的面积可以大于所述第一电极部分的面积。
本发明的另一实施例提供一种电极组件，包括：多个第一电极，各自包括具有第一活性物质层的第一电极部分和电连接到所述第一电极部分的第一未涂覆区域；多个第二电极，各自包括具有第二活性物质层的第二电极部分和电连接到所述第二电极部分的第二未涂覆区域；第一构件，该第一构件包括分别与以预定间隔设置的所述第一电极部分的顶表面重叠的第一部分和位于相邻的第一部分之间的第二部分；和第二构件，该第二构件包括与所述第一电极部分的底表面重叠的第三部分和包括第一结合部分的第四部分，所述第一结合部分位于相邻的第三部分之间并且被结合到所述第二部分，其中所述第四部分可沿朝向所述第一部分的与所述第一电极部分相反的表面的方向或朝向所述第三部分的与所述第一电极部分相反的表面的方向弯曲，并且所述第二电极可位于彼此面对的第一部分之间或彼此面对的第三部分之间。
所述第二构件可从所述第一构件延伸并可被弯曲以包围所述第一电极部分的一侧。
所述第一电极和所述第二电极可被交替堆叠，在所述第一电极和所述第二电极之间具有所述第一构件或所述第二构件。
所述第一部分和所述第三部分可各自包括延伸到所述第一电极部分的边界线的外部的第一延伸部分和第二延伸部分，所述第一延伸部分可分别与所述第一未涂覆区域和所述第二未涂覆区域重叠，并且所述第二延伸部分分别位于所述第一电极部分的与所述第一延伸部分相反的侧部。
所述第一未涂覆区域和所述第二未涂覆区域可分别突出到所述第一延伸部分的外部。
所述第一部分的所述第一延伸部分和所述第三部分的所述第一延伸部分可包括彼此接触和结合的第二结合部分。
所述第一部分的所述第二延伸部分和所述第三部分的所述第二延伸部分可包括彼此接触和结合的第三结合部分。
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分可沿所述第一电极部分的所述边界线形成以包围所述第一电极部分。
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分可被形成为多个。
所述第二电极部分可包括突出到所述第一电极部分的边界线的外部的延伸电极部分，并且所述延伸电极部分可包括朝所述第一电极部分的所述边界线凹入的至少一个凹口。
所述延伸电极部分可被结合到所述第一结合部分。
所述第一结合部分可包括对应于所述凹口的切口。
所述第一电极可以是正电极，所述第二电极可以是负电极，并且所述第二电极部分的面积可以大于所述第一电极部分的面积。
根据本发明的实施例，通过交替堆叠正电极和负电极及隔膜，可以增加可再充电电池的容量，同时防止电极组件的尺寸增加。
根据本发明的示例性实施例，通过用隔膜包裹并固定正电极，然后通过制造可再充电电池，即使在反复进行充电和放电过程的同时隔膜趋于收缩，也可以防止正电极和负电极彼此直接接触从而引起短路，从而提高可再充电电池的安全性。
另外，根据本发明的示例性实施例，可以在反复折叠一个固定电极的同时减少用于对准不同极性的电极的时间，从而提高可再充电电池的生产率。
此外，根据本发明的示例性实施例，通过在不加热和熔融结合电极的表面和隔膜的表面的情况下定位并固定电极，电解质溶液可以容易和均匀地到达电极的表面，从而提高可再充电电池的质量。
附图说明
图1示出根据本发明的示例性实施例的用于可再充电电池的电极组件的俯视图。
图2示出沿图1的线II-II截取的剖视图。
图3示出沿图1的线III-III截取的剖视图。
图4示出用于图1的电极组件的隔膜的透视图。
图5至图7示出根据本发明的另一示例性实施例的包括第一电极的隔膜。
图8至图16示出包括根据本发明的其它示例性实施例的包括第一电极的隔膜。
图17至图20示出根据本发明的其它示例性实施例的包括第一电极和第二电极的隔膜。
图21至图24示出用于说明根据本发明的示例性实施例的电极组件的制造方法的示意图。
图25至图27示出用于说明根据本发明的另一示例性实施例的电极组件的制造方法的示意图。
图28示出沿图27的线XXVIII-XXVIII截取的剖视图。
图29示出根据本发明的示例性实施例的用于可再充电电池的电极组件的透视图。
图30示出包括图29的电极组件的袋型可再充电电池的示意性透视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本公开的精神或范围。
为了清楚地描述本公开，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
此外，为了更好地理解和易于描述，图中所示的每个部件的尺寸和厚度被任意地示出，但是本公开不限于此。
在图中，为了清楚起见，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大了。为了更好地理解和易于描述，一些层和区域的厚度被夸大了。应当理解，当诸如层、膜、区域或基底之类的元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。
另外，除非明确地相反描述，词语“包括”及其变型“包含”或“含有”将被理解为暗示包括所述元件，但不排除任何其它元件。目标部分的上部指目标部分的上部或下部，并且其不意味着目标部分总是基于重力方向位于上侧。
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的示例性实施例的可再充电电池。
图1示出根据本发明的示例性实施例的用于可再充电电池的电极组件的俯视图，图2示出沿图1的线II-II截取的剖视图，图3示出沿图1的线III-III截取的剖视图，图4示出用于图1的电极组件的隔膜的透视图。
如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施例的电极组件1000包括彼此面对的第一电极100和第二电极200以及位于它们之间的隔膜300。电极组件1000包括多个第一电极100和多个第二电极200，第一电极100和第二电极200与隔膜300一起被堆叠。
第一电极100包括第一电极部分11和第一未涂覆区域13，并且可以通过第一未涂覆区域13被连接到可再充电电池的正电极(未示出)。
第一电极部分11包括第一基底和设置在第一基底上的第一活性物质层。第一活性物质层可以被设置在第一基底的相反表面上，但是不限于此，如果需要，其可以仅被设置在第一基底的一个表面上。
第一基底用作金属薄层以提供在第一活性物质层中产生的电荷的移动通道，并且支撑第一活性物质层。例如，第一电极部分11可以被连接到可再充电电池的正电极，并且第一基底可以包括铝或铝合金。
可以通过将用于电极的包括电极活性物质、粘结剂、导体等的混合材料混合在溶剂中以制备浆料、将浆料涂覆在第一基底的至少一个表面上以及然后干燥和挤压浆料来制备第一活性物质层。
第一未涂覆区域13可以与第一基底一体化，并且可以从第一基底的一侧突出，至少一个第一未涂覆区域13可以沿着第一电极部分11的一侧提供。
第二电极200包括第二电极部分21和第二未涂覆区域23，并且可以被连接到可再充电电池的负电极(未示出)。
第二电极部分21包括第二基底和设置在第二基底上的第二活性物质层。第二活性物质层可以被设置在第二基底的相反表面上，但是不限于此，如果需要，其可以仅被设置在第二基底的一个表面上。
第二基底用作金属薄层以提供在第二活性物质层中产生的电荷的移动通道，并且支撑第二活性物质层。例如，第二电极200可以被连接到可再充电电池的负电极，第二基底可以包括铜或铜合金。
可以通过将用于电极的包括电极活性物质、粘结剂、导体等的混合材料混合在溶剂中以制备浆料、将浆料涂覆在第二基底的至少一个表面上以及然后干燥和挤压浆料来制造第二活性物质层。
第二未涂覆区域23可以与第二基底一体化，并且可以从第二基底的一侧突出，至少一个第二未涂覆区域23可以沿着第二电极部分21的一侧提供。第二未涂覆区域23与第一未涂覆区域13间隔开，以便彼此不短路。
隔膜300可以由具有高的离子渗透性和机械强度的多孔膜制成。例如，隔膜300可以由诸如聚乙烯、聚丙烯等的烯烃基聚合物制成。
参见图4，隔膜300可以包括沿着隔膜300的长度方向以预定间隔布置且接纳第一电极部分11的接纳部分31。隔膜300可以包括单个片状构件或一对构件。
接纳部分31接纳第一电极部分11的至少三个连续的端部。接纳部分31的尺寸可以大于第一电极部分11的尺寸，从而接纳部分31可以完全包围第一电极部分11。接纳部分31的一侧是开口的，从而第一电极部分11可以通过该侧插入接纳部分31中。
至少一个结合部分可以被设置在接纳部分31的边缘。这将参考附图进行描述。
图5至图7示出根据本发明的另一示例性实施例的包括第一电极的隔膜。
如图5所示，第一结合部分41可以被提供在接纳部分31的边缘。第一结合部分41位于接纳部分31的开口侧的边缘，并且可以通过热结合、摩擦焊或粘合剂被结合到其上。
第一结合部分41可以在第一电极部分11被插入的状态下被结合，并且当第一结合部分41被结合时，第一电极部分11可以被密封在接纳部分31中。在这种情况下，第一未涂覆区域13与第一结合部分41交叉并且突出到接纳部分31的外部，与第一未涂覆区域13重叠的第一结合部分41被分别结合到第一未涂覆区域13的相反表面。
如图5所示，当隔膜300被形成为一个片状构件并且是其中仅接纳部分31的一侧开口的袋型时，第一电极部分11可以仅由第一结合部分41密封。但是，本发明不限于此，结合部分(未示出)可以被进一步提供在未开口的另一侧。当结合部分被提供在未开口的另一侧时，隔膜被紧密地附接到第一电极部分11同时收缩，从而进一步稳定地将第一电极部分11固定在接纳部分中。
另外，如图6所示，隔膜300可以进一步包括一对第二结合部分43。该对第二结合部分43位于接纳部分31的边缘，可以分别被连接到第一结合部分41的相反端部，并且可以被设置为在与第一结合部分41交叉的方向上延伸。第二结合部分43被设置在彼此相邻的两个接纳部分31之间的区域(D)中，并且两个接纳部分31可以共享第二结合部分43。
图6的隔膜300包括位于第一电极部分11的相反表面上的第一构件33和第二构件35。第一构件33和第二构件35可以一体形成。因此，当一个片状构件在夹着第一电极部分11的同时沿着折叠线(A)折叠时，第一构件33和第二构件35可以分别被设置为面对第一电极部分11的相反表面。
这样，当一个片状构件被折叠时，由于折叠部分没有开口，如图6所示，第一电极部分11可以通过形成第一结合部分和第二结合部分被密封在接纳部分中。此外，如图5所示，通过在未开口的边缘形成结合部分，能够进一步稳定地固定第一电极部分。
另外，如图7所示，隔膜300可以进一步包括第三结合部分45。第三结合部分45可以位于第一电极部分11的与第一结合部分41相反的一侧。在这种情况下，第一结合部分41、第二结合部分43和第三结合部分45的各个端部可以彼此连接，以包围第一电极部分11的边界线。
图7的隔膜300包括分别位于第一电极部分11的相反表面上的第一构件33和第二构件35。在这种情况下，第一构件33和第二构件35分离。
这样，当第一构件33和第二构件35分离时，由于第一电极部分11的所有边缘都是开口的，所以第一电极部分11可以通过形成第一结合部分41、第二结合部分43和第三结合部分45被密封在接纳部分31中。
如在上述示例性实施例中那样，当形成第一结合部分41、第二结合部分43和第三结合部分45时，第一电极部分11可以被密封在接纳部分31中。
可替代地，当与第一结合部分41一起进一步形成第二结合部分43时，或者当与第一结合部分41一起形成第二结合部分43和第三结合部分45时，可以将第一电极部分11更稳定地固定在接纳部分中。例如，当通过热结合等形成结合部分时，接纳部分由于热而收缩，因此第一结合部分41至第三结合部分45可以邻近或紧密接触第一电极部分11。由此，第一电极部分11在接纳部分中移动的空间减小，从而能够将其固定在接纳部分31中。这样，当第一电极部分11被固定在接纳部分31中时，在电极组件的制造过程期间可以容易地执行用于使第一电极部分11和第二电极部分21对准的过程。
在上述示例性实施例中，示例性地描述了通过形成第一结合部分41、第二结合部分43或第三结合部分45并通过连接它们而将第一电极部分11密封在接纳部分31中，但是本发明不限于此，如后面描述的图8所示，第一结合部分41至第三结合部分45中的至少一者可以包括多个小结合部分。
再次参见图2和图3，隔膜300可以被反复折叠，从而相邻的接纳部分31的表面彼此面对，因此其具有多个接纳部分31堆叠的结构。例如，隔膜300可以之字形式被折叠。相应地，分别插入接纳部分31中的第一电极部分11也被反复堆叠。
第二电极200位于分别包括第一电极100的接纳部分31之间，第一电极部分11和第二电极部分21被设置为彼此对应。如在本发明中那样，在第一电极部分11被接纳在接纳部分31中的状态下，当第二电极200被设置在接纳部分31的被折叠成彼此面对的表面之间时，第一电极100、隔膜300和第二电极200可以被交替堆叠。
在上述示例性实施例中，描述了通过形成第一结合部分、第二结合部分和第三结合部分将第一电极部分密封在接纳部分中，但是本发明不限于此，如图8和图13所示，小结合部分可以被包括。
图8至图16示出包括根据本发明的其它示例性实施例的第一电极的隔膜。
由于图8至图16的第一电极和隔膜基本上类似于图1至图7的第一电极和隔膜，所以现在仅详细描述不同的部分。
如图8至图10所示，隔膜300包括包围第一电极部分11的第一结合部分41、第二结合部分43和第三结合部分45，每个结合部分包括多个小结合部分4。多个小结合部分可以以预定间隔设置。如图8至图10所示，多个小结合部分4可以沿着第一电极部分11的边界线设置，或者可以被不同地设置在接纳部分之间的区域(D)中，并且小结合部分可以被设置成矩阵形式。根据隔膜300的厚度和弹性以及彼此相邻的两个接纳部分之间的区域(D)的尺寸，结合部分可以被形成为具有各种不同的形状。
这样，当形成多个第一结合部分41至多个第三结合部分45时，可以稳定地固定第一电极部分11并且可以容易地移动电解质。
在图5至图7的示例性实施例中，示出第二结合部分43位于彼此相邻的两个接纳部分31之间并且两个接纳部分31共享一个第二结合部分43，但是不限于此。
如图11所示，第二结合部分43可以被设置在两个接纳部分31的彼此相邻的边缘中的每个处。在这种情况下，当隔膜300包括第一构件和第二构件时，位于相邻的第二结合部分43之间的区域(D)中的第一构件和第二构件可以分离。
当包括第一构件和第二构件并且一个第二结合部分43被设置在相邻的接纳部分31之间的区域(D)中(参考图5至图7)时，由于其厚度增加，它们可能不容易折叠。此外，当出现熔融结合缺陷时，第一构件和第二构件可能分离。
然而，如图11所示，当第二结合部分43被设置在每个接纳部分31处时，由于位于相邻的第二结合部分43之间的区域(D)中的第一构件和第二构件分离，折叠厚度不增加，因而弯曲应力可以被施加到它们中的每一个，以容易被折叠。另外，由于至少两个第二结合部分43被设置在两个相邻的接纳部分之间的区域(D)中，即使在该至少两个第二结合部分43中的任一个处出现熔融结合缺陷，第一构件和第二构件也不会分离。
此外，如图11所示，在多个第二结合部分43以预定间隔被设置在两个相邻的接纳部分之间的区域(D)中的情况下，当隔膜300被折叠以形成电极组件时，由于隔膜300被折叠的位置被引导，隔膜300可以被容易地折叠。
在上述示例性实施例中，示例了第一电极部分是大致四边形的，但是本发明不限于此，具有例如如图12所示第一电极部分11基本上是圆形的形状或者如图13至图16所示其至少一个角部被倒角的形状之类的各种形状的电极部分可以被稳定地固定。在这种情况下，如图12所示，结合部分47可以被形成在电极部分之间的所有区域中，如图13至图16所示，结合部分47可以被形成为具有沿着电极部分的边界线的线性形状，并且如上所述，其可以被形成为具有小结合部分。
图17至图20示出根据本发明的其它示例性实施例的包括第一电极和第二电极的隔膜。
如图17所示，第一电极100被固定在提供于隔膜300中的接纳部分中，第一电极部分11与第二电极部分21重叠。
第二电极部分21可以包括突出到第一电极部分11的边界线的外部的延伸电极部分2。延伸电极部分2可以具有朝第一电极部分11的边界线凹入的至少一个凹口3。如在本发明的示例性实施例中那样，当延伸电极部分2被形成为具有凹口3时，第二结合部分43和延伸电极部分2彼此接触的面积增加了凹口3的面积。由此，当第二结合部分43被热结合时，由于第二结合部分43包围较大面积的第二电极部分21同时第二结合部分43收缩，第二电极部分21可以被进一步紧密固定到隔膜300。在一示例中，延伸电极部分2的一个表面可被结合到第二结合部分43的一个表面。
在图17中，延伸电极部分2被示出为沿第二电极部分21的一侧延伸，但是不限于此，如图18所示，可以形成可以分离的多个延伸电极部分。至少一个凹口3可以被形成在分离的延伸电极部分2。
如图19所示，第二结合部分43可以进一步包括对应于凹口3的切口5。这样，当形成对应于凹口3的切口5时，隔膜300可以被容易地折叠。隔膜300在第二结合部分43处被折叠，在这种情况下，第二结合部分43的面积减小了切口5的面积，使得第二结合部分43的弯曲应力减小，从而容易折叠隔膜300。
如图19所示，切口5可以在隔膜被折叠之前被形成，但是不限于此，如图20所示，在反复折叠多个隔膜以形成电极组件之后，可以形成切口5。在这种情况下，切口5的边界线位于凹口3的边界线内，并且切口5的边界线与凹口3的边界线间隔开。
这样，当切口5被形成在凹口3的边界线内时，可以牢固地固定第一电极部分11，同时使包围凹口3的第二结合部分43的尺寸最小化。
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的示例性实施例的电极组件的制造方法。
图21至图24示出用于说明根据本发明的示例性实施例的电极组件的制造方法的示意图。
如图21所示，第一电极、第二电极和隔膜300被制备。隔膜300包括第一构件33和第二构件35。第一构件和第二构件可以被一体地连接。
接下来，第一电极100以预定间隔被设置在第一构件上。在这种情况下，由于第一电极部分11以预定间隔被设置在第一构件上，相邻的第一电极部分11之间的第一构件被暴露。第一未涂覆区域13被设置为突出到隔膜的边界线的外部。
接下来，如图22所示，隔膜300被折叠，从而第一电极部分11被覆盖。在这种情况下，隔膜300的第一构件33的不与第一电极部分11重叠的暴露部分和第二构件35被折叠以彼此直接接触，第一构件的折叠线(A)可以基于第一电极部分11沿着没有设置第一未涂覆区域13的相反侧形成。
接下来，如图23所示，通过结合第一构件和第二构件直接接触的部分来形成第一结合部分41和第二结合部分43。由于使用了第一构件和第二构件一体化的隔膜300，可以省略第三结合部分。结合部分可以通过使用由激光器或加热器产生的热的热结合、诸如超声波或高频焊接的摩擦焊或者粘合剂被形成。
这样，当形成第一结合部分41和第二结合部分43时，由于多个第一电极100可以被固定到隔膜300，可以容易地执行随后的过程。
接下来，如图24所示，第一电极100的第一电极部分11和第二电极200被设置为彼此重叠，且在它们之间具有隔膜300。由于第一电极100被固定到隔膜，第二电极可以被容易地对准第一电极。
然后，隔膜300被折叠以与第二电极重叠。在这种情况下，包括在隔膜300中的第一电极部分11被折叠以与第二电极部分21重叠。
当隔膜300被反复折叠时，由于没有被固定到隔膜300的第二电极200可分离，设置和折叠第二电极200的过程被反复执行。在这种情况下，折叠方向与前一折叠方向相反。
当第二电极同时设置和折叠在第一电极(未示出)的相反侧时，与一个接一个地设置第二电极相比，可以提高对准精度并增加生产率。
图25至图27示出用于说明根据本发明的另一示例性实施例的电极组件的制造方法的示意图，图28示出沿图27的线XXVIII-XXVIII截取的剖视图。
如图25所示，第一电极、第二电极和隔膜300分别被制备。隔膜300包括第一构件33和第二构件35。第一构件和第二构件35彼此分离，并且具有相同的尺寸。
接下来，第一电极100以预定间隔被设置在第一构件33上。在这种情况下，由于第一电极100以预定间隔被设置在第一构件上，所以相邻的第一电极部分11之间的第一构件被暴露。在这种情况下，第一未涂覆区域13被设置为突出到隔膜的边界线的外部。
然后，第二构件35被对准第一构件33。
接下来，如图26所示，第一构件33和第二构件35被重叠，使得第一构件33的不与第一电极部分11重叠的暴露部分和第二构件35直接接触。
然后，通过热结合第一构件33和第二构件35直接接触的部分来形成第一结合部分41、第二结合部分43和第三结合部分45。由于第一构件33和第二构件35是分离的，优选将第一结合部分41至第三结合部分45形成为包围第一电极部分11，从而第一电极100被固定。
接下来，如图27和图28所示，第一电极100的第一电极部分11和第二电极200被设置为彼此重叠，且在它们之间具有隔膜300。由于第一电极100被固定到隔膜，第二电极可以被容易地对准第一电极。另外，当具有延伸电极部分2的第二电极200被设置为将延伸电极部分2固定到隔膜3时，可以防止第二电极200在后续过程期间被分离和异常对准。在这种情况下，延伸电极部分2可以通过使用熔融一些隔膜的热结合或通过粘合剂被附接到隔膜。
根据上述本发明的示例性实施例，多个电极以预定间隔被布置在展开和延伸的隔膜上，隔膜再次重叠在其上，然后隔膜沿着每个电极的边缘被结合，从而通过基本上阻止与在随后的过程中添加的对电极接触的可能性来提高可再充电电池的安全性。
另外，布置的电极被接纳在隔膜中，电极周围的隔膜仅彼此结合，因此电极可以被定位为被紧密固定，并且电解质溶液可以自由和平滑地流动。
这样，当通过在电极被密封或固定在以预定间隔布置的接纳空间中之后将对电极在其外部顺序且交替设置或结合以折叠成之字形形式(或折叠屏幕形式)的过程形成电极组件时，可以提高可再充电电池的安全性和电解质溶液的浸渍，并且由于多个电极被同时排列、密封和折叠，可以提高生产率。
此外，由于电极被定位为在不加热和/或热结合电极的表面和隔膜的表面的情况下被固定，所以电解质溶液可以容易且均匀地到达电极的表面，从而稳定提高可再充电电池的质量。
另外，如在本发明中，当在一个电极(例如，正电极)被隔膜包裹然后被固定之后制造可再充电电池时，即使隔膜由于在反复充电和放电过程中产生的热量而趋于收缩，可以防止具有不同极性的电极(正电极和负电极)彼此直接接触以引起短路，从而提高可再充电电池的安全性。
前述电极组件可以被用作可再充电电池的电极组件。在下文中，将参考附图描述包括上述电极组件的可再充电电池。
图29示出根据本发明的示例性实施例的用于可再充电电池的电极组件的透视图，图30示出包括图29的电极组件的袋型可再充电电池的示意性透视图。
如图29和图30所示，根据本发明的示例性实施例的可再充电电池包括电极组件1000和用于容纳电极组件1000的壳体。壳体可以是方形壳体或袋型壳体500，现在将示例性地描述袋型壳体500。
电极组件1000可以对应于图1的电极组件。在这种情况下，相同极性的多个第一未涂覆区域13和相同极性的多个第二未涂覆区域23彼此重叠，并且可以通过超声波焊接等焊接。
电极组件1000通过反复折叠隔膜300被形成，折叠形状可以通过固定构件400被固定，从而固定折叠形状。固定构件400可以具有包围电极组件1000的边缘或者完全横跨电极组件1000的条形形状。
电极组件1000与电解质溶液一起被插入袋中，然后可以被密封。电解质溶液可以包括诸如EC、PC、DEC和EMC的有机溶剂和诸如LiPF6和LiBF4的锂盐。电解质溶液可以是液态、固态或凝胶。
袋型壳体500可以被形成为具有多层片状结构。例如，袋包括形成内侧并且执行绝缘和热结合功能的聚合物片、形成外侧并执行保护功能的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片、尼龙片或PET-尼龙复合材料片、以及提供机械强度的金属片。金属片可以被形成为例如铝片，并且被插入聚合物片和尼龙片之间。
袋型壳体500包括供插入电极组件1000的接纳部分52和位于接纳部分的外部并通过热结合被结合以进行密封的边缘部分54。
尽管已经结合目前认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖被包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。
<符号说明>
2：延伸电极部分 3：凹口
5：切口 11：第一电极部分
13：第一未涂覆区域 21：第二电极部分
23：第二未涂覆区域 31、52：接纳部分
33：第一构件 35：第二构件
54：边缘部分 100：第一电极
200：第二电极 300：隔膜
400：固定构件 500：袋型壳体
1000：电极组件

Claims (29)

1.一种电极组件，包括：
多个第一电极，各自包括具有第一活性物质层的第一电极部分和电连接到所述第一电极部分的第一未涂覆区域；
隔膜，该隔膜接纳每个第一电极部分，包括以预定间隔布置的多个接纳部分，并且被弯曲以使相邻的接纳部分的各个表面彼此面对；和
多个第二电极，该多个第二电极分别位于彼此面对的所述接纳部分之间以与所述第一电极部分重叠，并且各自包括具有第二活性物质层的第二电极部分和电连接到所述第二电极部分的第二未涂覆区域，
其中所述隔膜包括第一结合部分，该第一结合部分位于所述接纳部分的边缘并密封所述接纳部分的一侧，并且所述第一未涂覆区域与所述第一结合部分交叉以突出到所述接纳部分的外部，
其中所述隔膜包括一对第二结合部分，该一对第二结合部分分别与所述第一结合部分的相反端连接并且在与所述第一结合部分交叉的方向上分别形成在所述接纳部分的边缘，并且
其中所述第二电极部分包括突出到所述第一电极部分的边界线的外部的延伸电极部分，并且所述延伸电极部分包括朝所述第一电极部分的所述边界线凹入的至少一个凹口。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中
所述隔膜包括在平行于所述第一结合部分的方向上形成的第三结合部分，并且
所述第一结合部分和所述第三结合部分分别位于所述第一电极部分的相反边缘。
3.根据权利要求2所述的电极组件，其中
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分中的至少一者被形成为多个。
4.根据权利要求2所述的电极组件，其中
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分沿所述第一电极部分的边界线形成以包围所述第一电极部分。
5.根据权利要求1所述的电极组件，
所述延伸电极部分的一个表面被结合到所述第二结合部分的一个表面。
6.根据权利要求5所述的电极组件，其中
所述第二结合部分包括对应于所述凹口的切口。
7.根据权利要求1所述的电极组件，其中
所述隔膜包括位于相邻的接纳部分之间的第四结合部分。
8.根据权利要求7所述的电极组件，进一步包括位于所述接纳部分的与所述第一未涂覆区域重叠的边缘的第五结合部分。
9.根据权利要求8所述的电极组件，其中
所述隔膜包括在平行于所述第五结合部分的方向上形成的第六结合部分，并且
所述第五结合部分和所述第六结合部分分别位于所述第一电极部分的相反侧。
10.根据权利要求9所述的电极组件，其中
所述第四结合部分、所述第五结合部分和所述第六结合部分中的至少一者被形成为多个。
11.根据权利要求9所述的电极组件，其中
所述第四结合部分、所述第五结合部分和所述第六结合部分包围所述第一电极部分的边界线。
12.根据权利要求1所述的电极组件，其中
所述第一电极和所述第二电极被交替堆叠。
13.根据权利要求1所述的电极组件，其中
所述接纳部分接纳所述第一电极部分的至少三个连续的端部。
14.根据权利要求1所述的电极组件，其中
所述隔膜包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件分别与所述第一电极部分的相反表面重叠，所述第一电极部分在所述第一构件和所述第二构件之间，并且
所述第一构件和所述第二构件沿所述第一电极部分的边界线结合以形成所述接纳部分。
15.根据权利要求14所述的电极组件，其中
所述第一电极是正电极，并且所述第二电极是负电极。
16.根据权利要求15所述的电极组件，其中
所述第二电极部分的面积大于所述第一电极部分的面积。
17.一种电极组件，包括：
多个第一电极，各自包括具有第一活性物质层的第一电极部分和电连接到所述第一电极部分的第一未涂覆区域；
多个第二电极，各自包括具有第二活性物质层的第二电极部分和电连接到所述第二电极部分的第二未涂覆区域；
第一构件，该第一构件包括分别与以预定间隔设置的所述第一电极部分的顶表面重叠的第一部分和位于相邻的第一部分之间的第二部分；和
第二构件，该第二构件包括与所述第一电极部分的底表面重叠的第三部分和包括第一结合部分的第四部分，所述第一结合部分位于相邻的第三部分之间并且被结合到所述第二部分，
其中所述第四部分沿朝向所述第一部分的与所述第一电极部分相反的表面的方向或朝向所述第三部分的与所述第一电极部分相反的表面的方向弯曲，并且所述第二电极位于彼此面对的第一部分之间或彼此面对的第三部分之间，并且
其中所述第二电极部分包括突出到所述第一电极部分的边界线的外部的延伸电极部分，并且所述延伸电极部分包括朝所述第一电极部分的所述边界线凹入的至少一个凹口。
18.根据权利要求17所述的电极组件，其中
所述第二构件从所述第一构件延伸并被弯曲以包围所述第一电极部分的一侧。
19.根据权利要求17所述的电极组件，其中
所述第一电极和所述第二电极被交替堆叠，在所述第一电极和所述第二电极之间具有所述第一构件或所述第二构件。
20.根据权利要求17所述的电极组件，其中
所述第一部分和所述第三部分各自包括延伸到所述第一电极部分的边界线的外部的第一延伸部分和第二延伸部分，
所述第一延伸部分分别与所述第一未涂覆区域和所述第二未涂覆区域重叠，并且
所述第二延伸部分分别位于所述第一电极部分的与所述第一延伸部分相反的侧部。
21.根据权利要求20所述的电极组件，其中
所述第一未涂覆区域和所述第二未涂覆区域分别突出到所述第一延伸部分的外部。
22.根据权利要求21所述的电极组件，其中
所述第一部分的所述第一延伸部分和所述第三部分的所述第一延伸部分包括彼此接触和结合的第二结合部分。
23.根据权利要求22所述的电极组件，其中
所述第一部分的所述第二延伸部分和所述第三部分的所述第二延伸部分包括彼此接触和结合的第三结合部分。
24.根据权利要求23所述的电极组件，其中
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分沿所述第一电极部分的所述边界线形成以包围所述第一电极部分。
25.根据权利要求24所述的电极组件，其中
所述第一结合部分、所述第二结合部分和所述第三结合部分被形成为多个。
26.根据权利要求17所述的电极组件，其中
所述延伸电极部分被结合到所述第一结合部分。
27.根据权利要求26所述的电极组件，其中
所述第一结合部分包括对应于所述凹口的切口。
28.根据权利要求17所述的电极组件，其中
所述第一电极是正电极，并且所述第二电极是负电极。
29.根据权利要求28所述的电极组件，其中
所述第二电极部分的面积大于所述第一电极部分的面积。
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