CN108028359B - 电极、用于制造电极的方法、以及用于制造电极的辊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于减少在电极的未涂布部分与涂布部分之间的延展性差异的电极、用于制造所述电极的方法、以及用于制造所述电极的辊。另外，根据本发明的电极包括：电极箔；涂布部分，所述涂布部分是用电极活性材料涂布在电极箔的一个表面上；以及未涂布部分，所述未涂布部分是设置在电极箔的一个表面上与涂布部分相邻且没有用电极活性材料进行涂布并在其上设置有图案。

Description

电极、用于制造电极的方法、以及用于制造电极的辊
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月4日提交的韩国专利申请第10-2016-0084360号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请作为整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种电极、一种用于制造所述电极的方法、以及一种用于制造所述电极的辊，且更具体地，本发明涉及一种用于减少在电极的未涂布部分与涂布部分之间的延展性差异的电极、一种用于制造所述电极的方法、以及一种用于制造所述电极的辊。
背景技术
当难以获得供应到建筑物的AC电力，或因被各种电气和电子装置包围的生活环境之故需要DC电力时，使用通过材料的物理反应或化学反应产生电能以向外部供电的电池(单元，cell,battery)。
在这样的电池中，作为利用化学反应的化学电池，原电池和二次电池被普遍使用。原电池是统称为干电池的可消耗电池。另外，二次电池是通过使用其中氧化还原反应过程在电流和材料之间多次重复的材料而制造的可再充电电池。当通过电流在材料上进行还原反应时，充入电力。此外，当在材料上进行氧化反应时，放出电力。这种充电-放电被重复地进行以发电。
在二次电池的锂离子电池中，将活性材料以预定的厚度施加到正极导电箔和负极导电箔中的每一个，隔板插置在这两个导电箔之间，以将这两个导电箔和隔板以包卷形或圆柱形进行多次缠绕，并且由此制造电极组件。然后，将电极组件容纳在圆柱形或棱柱形的罐、袋和类似物之中，并且进行密封和加工。
在韩国专利公开第10-2008-0037867号中公开了一种常规电极组件、使用该常规电极组件的锂二次电池、以及用于制造该锂二次电池的方法。
为了制造根据现有技术的二次电池，将活性材料施加于电极片，然后将活性材料涂布部分进行辊压。
然而，在将电极片进行辊压时，存在以下问题：由于在用活性材料涂布的涂层部分与没有用活性材料涂布的未涂布部分之间的延展性差异而导致在辊压之后诸如波痕之类的现象出现在电极上。
另外，电极具有以下问题：由于在执行涂布或辊压时涂布部分与未涂布部分之间的张力差异而导致起皱或折叠出现。
当电极有缺口时，由于上述现象可能发生电极断裂或缺口故障。
发明内容
技术问题
因此，已做出本发明来解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于减小在未涂布部分和涂布部分之间的延展性差异的电极、一种用于制造所述电极的方法、以及一种用于制造电极的辊。
技术方案
根据本发明的一个实施方式的电极包括：电极箔；涂布部分，所述涂布部分是用电极活性材料涂布在所述电极箔的一个表面上；和未涂布部分，所述未涂布部分是设置在所述电极箔的一个表面上与涂布部分相邻且没有用电极活性材料进行涂布并在其上设置有图案。
图案可具有重复排列的多个凹槽。
图案可具有点状。
图案可具有条状。
根据本发明实施方式的用于制造电极的方法包括：制备步骤，制备一种其上形成有用活性材料涂布的涂布部分和没有用活性材料涂布的未涂布部分的电极；图案形成步骤，在未涂布部分上形成图案；以及辊压步骤，将电极进行辊压。
在图案形成步骤中，图案可经由冲压而形成。
在图案形成步骤中，图案可通过使用刀来切割未涂布部分而形成。
在图案形成步骤中，图案可通过部分地切割未涂布部分而形成。
在图案形成步骤中，图案可通过使用压力而形成。
根据本发明另一实施方式的用于制造电极的方法包括：制备步骤，制备一种其上形成有用活性材料涂布的涂布部分和没有用活性材料涂布的未涂布部分的电极；和辊压步骤，将电极进行辊压，以使得涂布部分具有平坦表面，且图案形成在未涂布部分的表面上。
在辊压步骤中，涂布部分和未涂布部分可同时进行辊压。
根据本发明实施方式的辊压辊包括：涂布表面辊压部，所述涂布表面辊压部具有平坦的表面并辊压电极的涂布部分；以及未涂布表面辊压部，所述未涂布表面辊压部是从涂布表面辊压部连续的，并且按压部形成在未涂布表面辊压部的表面上以辊压电极的未涂布部分。
按压部可被雕刻在或凸出于按压部的表面上。
有益效果
根据本发明，电极的未涂布部分和涂布部分之间的延展性差异可得以减小。
根据本发明，电极的未涂布部分和涂布部分之间的延展性差异可得以减小，以防止在电极进行辊压时波痕出现在电极上。
根据本发明，在将电极进行辊压时，可防止出现波痕和类似物，以防止当电极有缺口时出现电极断裂或缺口故障。
根据本发明，当制造具有较薄厚度的电极时，可以减少缺陷。
附图说明
图1是示出根据本发明实施方式的电极箔的一部分的平面图。
图2是示出根据本发明实施方式形成图1的涂布部分和未涂布部分的工艺的平面图。
图3是示出根据本发明实施方式的用于制造电极的方法的流程图。
图4是示出在图1的电极箔上形成涂布部分以及在未涂布部分没有形成图案的状态的平面图。
图5是示出根据本发明实施方式电极的未涂布部分的一部分被切割的状态的平面图。
图6是示出根据本发明另一实施方式的用于制造电极的方法的流程图。
图7是根据本发明另一实施方式的用于辊压电极的辊的示意性正视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述一种电极、用于制造该电极的方法、以及用于制造该电极的辊。
本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于词典的含义，而是应基于发明人能够适当地定义术语的概念以用最佳方式来描述和解释他或她的发明的原则，而解释为符合本发明范围的含义和概念。因此，本说明书中描述的实施方式以及附图中示出的结构仅是本发明的最优选的实施方式且不代表本发明的所有技术理念，因此，将会理解的是，可做出各种修改和等同物来代替本实施方式。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，每个组件或构成组件的特定部分的尺寸被扩大、省略或示意性地示出。因此，每个元素的尺寸并不完全地反映实际尺寸。而且，将排除与公知的功能或构造相关的详细描述，以免不必要地模糊本发明的主题。
图1是示出根据本发明实施方式的电极箔的一部分的平面图，图2是示出根据本发明实施方式形成图1的涂布部分和未涂布部分的工艺的平面图。
参照图1和图2，根据本发明实施方式的电极1包括电极箔10、涂布部分20和未涂布部分30，所述涂布部分20是用电极活性材料涂布在电极箔10的一个表面上，所述未涂布部分30是设置于电极箔10的一个表面上与涂布部分20相邻且没有用电极活性材料进行涂布并在其上形成有图案31。
电极1可以是涂布有正极活性材料的正极和涂布有负极活性材料的负极中的一个。正极和负极与其间的隔板可堆叠数次以制造电极组件。
另外，电极组件可通过将其中正极、隔板、和负极以包卷的形式堆叠在一起的叠堆进行卷绕而制造。
正极可以是铝板，且包括用正极活性材料涂布的正极涂布部分和没有用正极活性材料涂布的正极未涂布部分。
正极活性材料可以是含锂过渡金属氧化物或硫族化合物，诸如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2和LiMnO4。
例如，正极涂布部分通过将正极活性材料施加到铝板的至少一个表面而形成，没有用正极活性材料涂布的铝板的剩余部分可以是正极未涂布部分。
负极可以是铜板，且包括用负极活性材料涂布的负极涂布部分和没有用负极活性材料涂布的负极未涂布部分。
负极活性材料可包括诸如结晶碳、无定形碳、碳复合材料、碳纤维之类的碳材料、锂金属或锂合金。
例如，负极涂布部分可通过将负极活性材料施加到铜板的至少一个表面上而形成，没有用负极活性材料涂布的铜板的剩余部分可以是负极未涂布部分。
例如，隔板可通过将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP共聚物)施加到选自由例如聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、以及聚乙烯(PE)和聚丙烯的共聚物所组成的群组中的一种基底材料而制造。
如图2所示，根据本发明的实施方式，图案31设置于电极的未涂布部分30上。图案31可具有重复排列的多个凹槽、点状、或条状。
如上所述，未涂布部分30的图案31可从未涂布部分30凹陷，以便补足具有比涂布部分20的厚度更小的未涂布部分30的厚度。因此，在将电极进行辊压时，可以使区别地作用于现有的涂布部分20和未涂布部分30的压力差异最小化，以便最小化在涂布部分20和未涂布部分30之间的延展性差异。
图3是示出根据本发明实施方式的用于制造电极的方法的流程图。
如图3所示，根据本发明实施方式的用于制造电极的方法包括制备步骤(S1)、图案形成步骤(S2)、和辊压步骤(S3)。
图4是示出在图1的电极箔上形成涂布部分以及在未涂布部分没有形成图案的状态的平面图，图5是示出根据本发明实施方式电极的未涂布部分的一部分被切割的状态的平面图。
如图3和图4所示，制备步骤(S1)是以下步骤：将正极活性材料或负极活性材料施加到电极箔10，以制备具有用活性材料涂布的涂布部分20和没有用活性材料涂布的未涂布部分30的电极。
如图2所示，图案形成步骤(S2)是在未涂布部分30上形成预定图案31的步骤。
图案31是通过使用压力进行辊压而形成。
图案31可通过经由冲压来冲压未涂布部分30或者通过局部地切割未涂布部分30而形成。
或者，如图5所示，图案31可通过使用刀来切割未涂布部分30而形成。在此，未涂布部分30可被局部地切割。
辊压步骤(S3)是将涂布有活性材料的涂布部分20以及其上形成图案31的未涂布部分30同时进行辊压的步骤。
如上所述，在通过上述根据本发明实施方式的用于制造电极的方法所制造的电极中，因为由于图案31之故，未涂布部分30具有比涂布部分20更大的延展性，所以即便通过使用一个辊压辊同时地将涂布部分20和未涂布部分30进行辊压，延展性系数上的差异也可以被最小化。
也就是说，可将未涂布部分30进行辊压、或切割、或部分地切割以形成图案31，从而未涂布部分30具有比涂布部分20更大的延展性。因此，在将未涂布部分和涂布部分20同时进行辊压时，即使与施加到涂布部分20的压力相比，施加到未涂布部分30的压力相对较小，未涂布部分30的延展性也可通过图案31而增加，并且由此使涂布部分20和未涂布部分30的延展性差异最小化。
图6是示出根据本发明另一实施方式的用于制造电极的方法的流程图，图7是根据本发明另一实施方式的用于辊压电极的辊的示意性正视图。
如图6所示，根据本发明另一实施方式的用于制造电极的方法可包括制备步骤(S1a)和辊压步骤(S2a)。
制备步骤(S1a)是以下步骤：将正极活性材料或负极活性材料施加到电极箔10，以制备具有用活性材料涂布的涂布部分20和没有用活性材料涂布的未涂布部分30的电极。
辊压步骤(S2a)是以下步骤：将涂布部分20和未涂布部分同时进行辊压，以使得涂布部分20的表面是平坦的，图案形成在未涂布部分30的表面上。
如图6和图7所示，在辊压步骤(S2a)中，在将涂布部分20和未涂布部分30同时进行辊压时，与涂布部分20相对应的表面可以是平坦的，与非涂布部分30相对应的表面可被其上形成按压部121的辊压辊100进行压缩。
如上所述，当藉由所施加的活性材料的高度而具有厚度大于未涂布部分30的厚度的涂布部分20与未涂布部分30一起同时进行辊压时，辊压辊100的辊压涂布部分20的表面与辊压辊100的辊压未涂布部分30的表面可彼此不同，以使作用到涂布部分20和未涂布部分30的延展性差异最小化。
也就是说，辊压辊100的辊压涂布部分20以对应涂布部分20的表面可以是平坦的，辊压辊100的辊压未涂布部分30以对应未涂布部分30的表面可设置有突出按压部121以补偿涂布部分20和非涂布部分30的厚度差异，由此使使作用到涂布部分20和未涂布部分30的延展性差异最小化。
如图7所示，根据本发明另一实施方式的辊压辊100包括涂布表面辊压部110和未涂布表面辊压部120，所述涂布表面辊压部110具有平坦的表面并辊压电极的涂布部分20，所述未涂布表面辊压部120是从涂布表面辊压部110连续的，并且所述未涂布表面辊压部120包括在其表面上的按压部121以辊压电极的未涂布部分30。
涂布表面辊压部110可形成为与电极的涂布部分20相对应，以使得涂布部分20被辊压为平坦的。
按压部121可被雕刻在或凸出于未涂布表面辊压部120的表面上，以使得在将涂布部分20进行辊压时，未涂布部分30也被同时地辊压。结果，预定图案可通过按压部121而形成在未涂布部分30上。
也就是说，由于涂布部分20具有涂布有活性材料的表面并因此具有比未涂布部分30的厚度更大的厚度，因此在使用普通辊将电极进行辊压时，涂布部分20和未涂布部分30会由于作用在涂布部分20和未涂布部分30上的压力差异而具有彼此不同的延展性系数。
因此，当按压部121形成为使得辊压未涂布部分30的未涂布表面辊压部120以预定厚度从辊压辊100中的涂布表面辊压部110突出以允许辊压辊100同时辊压涂布部分20和未涂布部分30，小于涂布部分20的厚度的未涂布部分30的厚度可通过按压部121进行补偿，以使涂布部分20和未涂布部分30的延展性差异最小化。
如上所述，根据本发明，电极的未涂布部分与涂布部分之间的延展性差异可得以减小。
根据本发明，电极的未涂布部分和涂布部分之间的延展性差异可得以减小，以防止在将电极进行辊压时电极上出现波痕。
根据本发明，在将电极进行辊压时，可防止出现波痕和类似物，以防止当电极有缺口时出现电极断裂或缺口故障。
根据本发明，当制造具有较薄厚度的电极时，可以减少缺陷。
虽然已参照示例性的附图描述了电极、用于制造电极的方法、以及用于制造电极的辊，但是本领域技术人员可对其进行各种改变和修改而不背离在所附的权利要求中提出的本发明的范围和精神。

Claims (4)

1.一种用于制作电极的方法，所述方法包括：
制备步骤(S1a)，制备一种其上形成有用活性材料涂布的涂布部分和没有用所述活性材料涂布的未涂布部分的电极；和
辊压步骤(S2a)，使用一个辊压辊来同时地辊压所述电极的所述涂布部分和所述未涂布部分，以使得所述涂布部分具有平坦的表面，并且图案形成在所述未涂布部分的表面上；
其中，所述辊压辊包括：
涂布表面辊压部(110)，所述涂布表面辊压部(110)具有平坦的表面并辊压所述电极的所述涂布部分；和
未涂布表面辊压部(120)，所述未涂布表面辊压部是与所述涂布表面辊压部(110)连续的，并且按压部(121)形成在并凸出于所述未涂布表面辊压部的表面上以辊压所述电极的所述未涂布部分而在所述电极的所述未涂布部分的表面上形成所述图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案是具有重复排列的多个凹槽。
3.根据权利要求1的所述方法，其中所述图案具有点状。
4.根据权利要求1的所述方法，其中所述图案具有条状。
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