CN109923723A - 电极组件及制造该电极组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种其中堆叠有多个电极叠层以提高制造时的产品可靠性的电极组件及制造该电极组件的方法。本发明还涉及一种制造电极组件的方法，所述方法包括：制备步骤，制备多个其中电极与隔膜交替堆叠的电极叠层；堆叠步骤，将多个电极叠层彼此堆叠；封装步骤，使用隔膜构件包裹和封装堆叠的多个电极叠层的外周部分；和固定步骤，加热和按压隔膜构件，以固定堆叠的多个电极叠层。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年4月6日提交的韩国专利申请第10-2017-0044541号的优先权，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组件及制造该电极组件的方法，更具体地，涉及一种其中堆叠有多个电极叠层以提高制造时的产品可靠性的电极组件及制造该电极组件的方法。
背景技术
由于被各种电气和电子装置包围的生活环境，在无法给建筑物供应交流电时，或者需要直流电时，使用通过物理反应或化学反应产生电能以给外部供应所产生的电能的电池(Cell,Battery)。
在这些电池之中，通常使用作为利用化学反应的化学电池的原电池和二次电池。原电池是统称为干电池的可消耗的电池。
二次电池是利用其中电流与物质之间的氧化还原过程可重复多次的材料而制成的可再充电的电池。在通过电流对材料执行还原反应时，进行充电，并且在对材料执行氧化反应时，进行放电。这种充电-放电被重复执行，从而产生电力。
在韩国专利公开第10-2007-0120210号中披露了一种根据相关技术的安全性和容量得到改善的二次电池。
通过利用多个电极组件，根据现有技术的锂二次电池的电极组件已经从电子装置的有限应用扩展到需要高能量的领域，诸如车辆、电力存储装置等。
由于这种必要性，已经制造了其中堆叠多个电极叠层的折叠单元。
然而，当堆叠多个电极叠层时，存在由于电极叠层之间的间隙(Gap)导致电极破裂的问题。
此外，当堆叠多个电极叠层时，存在正极和负极从电极叠层突出的发生频率增加的问题。
发明内容
技术问题
因此，做出本发明以解决上述问题，本发明的目的是提供一种其中多个电极叠层以预定厚度堆叠以改善贴附性的电极组件及制造该电极组件的方法。
技术方案
根据本发明实施方式的制造电极组件的方法包括：制备步骤，制备多个其中电极与隔膜交替堆叠的电极叠层；堆叠步骤，将所述多个电极叠层彼此堆叠；封装步骤，使用隔膜构件包裹和封装堆叠的多个电极叠层的外周部分；和固定步骤，加热和按压所述隔膜构件，以固定所述堆叠的多个电极叠层。
在所述制备步骤中，可制备折叠的电极叠层。
在所述制备步骤中，可制备彼此具有不同形状的电极叠层。
在所述固定步骤中，可通过热压机(Hot Press)加热和按压缠绕所述电极叠层的外周部分的所述隔膜构件。
根据本发明一实施方式的电极组件包括：多个其中电极与隔膜交替堆叠的电极叠层；以及包裹和固定堆叠的多个电极叠层的隔膜构件。
每个电极叠层可具有折叠形状。
所述隔膜构件可在包裹所述堆叠的多个电极叠层的同时被熔合。
所述隔膜构件可包裹所述堆叠的多个电极叠层的暴露于外部的表面的外周部分。
所述隔膜构件可在与耦接至所述电极叠层的电极引线伸出的方向平行的方向上包裹除所述电极叠层的两端之外的主体部分。
当包裹所述电极叠层的所述隔膜构件展开时，所述隔膜构件可包括：顺序地布置并且每个都具有与所述电极叠层的宽度对应的宽度的第一区域、第二区域和第三区域；以及从所述第三区域连续地布置并且具有比所述电极叠层的宽度小的宽度的第四区域，并且所述电极叠层可附接至第一区域和所述第三区域。
有益效果
根据本发明，可以以预定厚度堆叠多个电极叠层。
根据本发明，可以以较强贴附力堆叠多个电极叠层。
根据本发明，可堆叠多个电极叠层，以防止在制造电极组件时发生缺陷。
根据本发明，可堆叠多个电极叠层，以制造具有高能量的二次电池。
附图说明
图1是示出根据本发明一实施方式的制造电极组件的方法的流程图。
图2是根据本发明一实施方式的电极组件的展开图。
图3是根据本发明一实施方式的电极组件的平面图。
图4是图3的侧视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明优选实施方式的二次电池及制造该二次电池的方法。
说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于词汇含义，而是应当基于发明人能够定义术语来以最佳方式描述他/她的发明从而让他人明白的原则，被理解为适当的概念。因此，本文描述的实施方式和附图仅仅是示例性的而非穷举的，并且应当理解，可进行各种等同来代替这些实施方式。
在附图中，为了描述和清楚起见，夸大、省略或示意性地示出了每个部件或构成部件的特定部分的尺寸。因此，每个元件的尺寸不完全反映实际尺寸。此外，将排除与公知功能或构造有关的详细描述，以免不必要地模糊本发明的主题。
图1是示出根据本发明一实施方式的制造电极组件的方法的流程图。
如图1中所示，根据本发明一实施方式的制造电极组件的方法包括制备步骤(S1)、堆叠步骤(S2)、封装步骤(S3)、和固定步骤(S4)。
制备步骤(S1)可以是制备多个其中电极与隔膜交替堆叠的电极叠层10的步骤。
此外，在制备步骤(S1)中制备的每个电极叠层10可处于折叠状态。
此外，在制备步骤(S1)中制备的电极叠层10可彼此具有不同的形状。
堆叠步骤(S2)是将多个电极叠层10堆叠的步骤。
封装步骤(S3)是使用隔膜构件20包裹和封装在堆叠步骤(S2)中堆叠的多个电极叠层10的步骤。
堆叠步骤(S2)和封装步骤(S3)可同时执行。
固定步骤(S4)是将包裹电极叠层10的隔膜构件20进行加热和按压来熔合并结合隔膜构件20，以固定堆叠的多个电极叠层10的步骤。
在固定步骤(S4)中，可使用热压机(Hot Press)加热和按压缠绕电极叠层10的外周部分的隔膜构件20来进行固定。
图2是根据本发明一实施方式的电极组件的展开图。
如图2中所示，当包裹电极叠层10的隔膜构件20展开时，隔膜构件20可包括每个都具有与电极叠层10的宽度对应的宽度并且顺序地布置的第一区域20a、第二区域20b和第三区域20c。隔膜构件20还可包括具有比电极叠层10的宽度小的宽度并且自第三区域20c连续地布置的第四区域20d。
电极叠层10可附接至第一区域20a和第三区域20c的每一个，以将一个电极叠层10a与另一个电极叠层10b分隔开第二区域20b。
可卷绕(R)隔膜构件20来堆叠多个电极叠层10，从而使隔膜构件20包裹电极叠层10的外周部分。
当第四区域20d包裹电极叠层10时，第四区域20d的至少一部分可包裹电极叠层10，从而与隔膜构件20的另一区域重叠。此外，当通过热压机对隔膜构件20的第四区域20d和另一区域之间的重叠部分进行加热和按压时，隔膜构件20可彼此熔合，从而允许在电极叠层10堆叠的状态下通过隔膜构件20固定多个电极叠层10。
因此，多个电极叠层10可以以较强贴附力彼此固定。
图3是根据本发明一实施方式的电极组件的平面图，图4是图3的侧视图。
如图3和图4中所示，根据本发明的电极组件1包括：彼此堆叠并由隔膜构件20固定的多个电极叠层10；以及包裹和固定堆叠的多个电极叠层10的隔膜构件20。在每个电极叠层10中，电极与隔膜交替堆叠。
电极叠层10的电极可包括彼此具有不同极性的正极和负极。
正极可以是铝板并且包括涂覆有正极活性材料的正极涂覆部和未涂覆正极活性材料的正极未涂覆部。
正电极活性材料可包括诸如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2和LiMnO4之类的含锂过渡金属氧化物，或锂硫属化物化合物。
例如，可通过将正极活性材料施加到铝板的至少一个表面的一部分来形成正极涂覆部，并且铝板的未涂覆正极活性材料的其余部分可定义为正极未涂覆部。
正极接片可附接至正极未涂覆部。
负极可以是铜板并且包括涂覆有负极活性材料的负极涂覆部和未涂覆负极活性材料的负极未涂覆部。
负极接片可附接至负极未涂覆部。
负极活性材料可以是诸如结晶碳、无定形碳、碳复合材料和碳纤维之类的碳材料，锂金属或锂合金。
例如，可通过将负极活性材料施加到铜板的至少一个表面的一部分来形成负极涂覆部，并且铜板的未涂覆负极活性材料的其余部分可定义为负极未涂覆部。
此外，可通过将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP co-polymer)施加至选自例如由聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、和聚乙烯(PE)与聚丙烯(PP)的共聚物(co-polymer)构成的组中的一种基材来制造隔膜。
电极叠层10可具有折叠形状。电极和隔膜可聚集在一起以形成具有折叠形状的单元。
隔膜构件20可包裹堆叠的多个电极叠层10的暴露于外部的表面的外周部分。
或者，隔膜构件20可在与耦接至电极叠层10的电极引线3伸出的方向平行的方向上包裹除电极叠层10的两端之外的主体部分。包裹除两端之外的主体部分的构造仅仅是一个实施方式，因此，包裹主体部分以及两端的构造也是可能的。
然而，当包裹除两端之外的主体部分时，可减小隔膜构件20的尺寸，以降低制造成本。
如上所述，根据本发明，可以以预定厚度堆叠多个电极叠层。
根据本发明，可以以较强贴附力堆叠多个电极叠层。
根据本发明，可堆叠多个电极叠层，以防止在制造电极组件时发生缺陷。
根据本发明，可堆叠多个电极叠层，以制造具有高能量的二次电池。
根据本发明，与通过胶带固定电极叠层的情况相比，可显著提高固定力。在使用胶带的情况下，在脱气(Degasing)工序期间电极叠层易于分离或卷起而变形。然而，根据本发明，在脱气工序期间电极叠层可保持在良好状态而不会分离。
此外，与通过胶带固定电极叠层的情况相比，可显著改善袋的外观。在使用胶带的附接中，会出现使外观变差的痕迹(marking)。
尽管以上参照示例性附图描述了根据本发明的电极组件及制造该电极组件的方法，但是在不背离所附权利要求中所阐述的本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员可对其进行各种改变和修改。
Claims (10)
1.一种用于制造电极组件的方法，所述方法包括：
制备步骤(S1)，制备多个其中电极与隔膜交替堆叠的电极叠层(10)；
堆叠步骤(S2)，将所述多个电极叠层(10)彼此堆叠；
封装步骤(S3)，使用隔膜构件(20)包裹和封装堆叠的多个电极叠层(10)的外周部分；和
固定步骤(S4)，加热和按压所述隔膜构件(20)，以固定所述堆叠的多个电极叠层(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述制备步骤(S1)中，制备折叠的电极叠层(10)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述制备步骤(S1)中，制备彼此具有不同形状的电极叠层(10)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述固定步骤(S4)中，通过热压机(Hot Press)加热和按压缠绕所述电极叠层(10)的外周部分的所述隔膜构件(20)。
5.一种电极组件，包括：
多个其中电极与隔膜交替堆叠的电极叠层(10)；以及
包裹和固定堆叠的多个电极叠层(10)的隔膜构件(20)。
6.根据权利要求5所述的电极组件，其中每个电极叠层(10)具有折叠形状。
7.根据权利要求5所述的电极组件，其中所述隔膜构件(20)在包裹所述堆叠的多个电极叠层(10)的同时被熔合。
8.根据权利要求5所述的电极组件，其中所述隔膜构件(20)包裹所述堆叠的多个电极叠层(10)的暴露于外部的表面的外周部分。
9.根据权利要求5所述的电极组件，其中所述隔膜构件(20)在与耦接至所述电极叠层(10)的电极引线(3)伸出的方向平行的方向(P)上包裹除所述电极叠层(10)的两端之外的主体部分。
10.根据权利要求5所述的电极组件，其中，当包裹所述电极叠层(10)的所述隔膜构件(20)展开时，所述隔膜构件(20)包括：顺序地布置并且具有与所述电极叠层(10)的宽度对应的宽度的第一区域(20a)、第二区域(20b)和第三区域(20c)；以及自所述第三区域(20c)连续地布置并且具有比所述电极叠层(10)的宽度小的宽度的第四区域(20d)，并且
所述电极叠层(10)附接至所述第一区域(20a)和所述第三区域(20c)。
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