CN110024196A - 电极和包括该电极的二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次电池。该二次电池包括其中电极与隔膜交替堆叠和卷绕的电极组件，其中电极包括集流体、电极活性材料被施加到集流体的表面的第一涂层以及电极活性材料被施加到第一涂层的外侧的第二涂层，其中在电极的卷绕方向上，第二涂层的端部具有小于第一涂层的端部的长度，并且在从卷绕中心朝外的方向上，在第一涂层的端部与第二涂层的端部之间出现台阶部。

Description

电极和包括该电极的二次电池
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年6月09日递交的韩国专利申请第10-2017-0072588号和2018年5月31日递交的韩国专利申请第10-2018-0062420号的优先权，通过引用将这两个韩国专利申请整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种电极和包括该电极的二次电池，更具体地，涉及一种防止在围绕芯部卷绕的电极中出现裂纹的电极和包括该电极的二次电池。
背景技术
通常，与不可充电的原电池不同，二次电池是指可充放电的电池。二次电池可广泛用于诸如移动电话、PDA和笔记本电脑之类的小型高端电子设备领域中。
这种二次电池包括：电极组件、插入电极组件的芯中的芯部、容纳插入了芯部的电极组件的罐和安装在罐的开口上的盖组件。电极组件具有多个电极和多个隔膜交替堆叠的结构。而且，多个电极中的每一个电极包括在其表面上涂覆有电极活性材料的电极活性材料层和位于电极活性材料层的端部上没有涂覆电极活性材料的未涂覆部。
如上所述，在二次电池中，多个电极和多个隔膜堆叠的叠层可围绕芯部卷绕以形成电极组件。之后，可将电极组件插入罐中，并且盖组件可连接到罐的开口。
然而，在多个电极中，当围绕芯部卷绕时，电极活性材料层与未涂覆部之间的台阶部会被折叠而引起裂纹。
发明内容
技术问题
提出本发明以解决上述问题，因此本发明的目的是提供一种电极活性材料层与未涂覆部之间的台阶部的高度逐渐增加以稳定地卷绕电极，而不会在围绕芯部卷绕电极时出现电极活性材料层与未涂覆部之间的台阶部的折叠，从而防止出现裂纹的电极和包括该电极的二次电池。
技术方案
为实现上述目的，根据第一发明的二次电池包括其中电极与隔膜交替堆叠和卷绕的电极组件。
其中所述电极包括集流体、电极活性材料被施加到所述集流体的表面的第一涂层以及电极活性材料被施加到所述第一涂层的外侧的第二涂层，其中在所述电极的卷绕方向上，所述第二涂层的端部具有小于所述第一涂层的端部的长度，并且在从卷绕中心朝外的方向上，在所述第一涂层的端部与所述第二涂层的端部之间出现台阶部。
所述电极可包括位于卷绕起始部的第一未涂覆部，在所述第一未涂覆部上没有设置电极活性材料，并且所述第一未涂覆部、所述第一涂层的端部和所述第二涂层的端部可以按照阶梯的形式呈台阶状。
所述二次电池可进一步包括用于卷绕所述电极组件的芯部，其中所述第二涂层的端部可在第一涂层的端部处具有像所述芯部的外周长度那样小的长度。
在所述电极中，被施加至卷绕端部的所述第二涂层的末端的长度可小于所述第一涂层的末端的长度，以在所述第二涂层的末端与所述第一涂层的末端之间形成台阶部。
所述电极可包括位于卷绕末端部上的第二未涂覆部，在所述第二未涂覆部上没有设置电极活性材料，所述第二未涂覆部、所述第一涂层的末端和所述第二涂层的末端可以按照阶梯的形式呈台阶状。
所述第一涂层和所述第二涂层可具有相同的厚度。
所述第一涂层和所述第二涂层可具有彼此不同的厚度。
所述电极可进一步包括电极活性材料被第三次施加到所述第二涂层的外侧的第三涂层和电极活性材料被第四次施加到所述第三涂层的外侧的第四涂层。
在所述电极中，被施加至卷绕起始部的所述第三涂层的端部可具有小于所述第二涂层的端部的长度，并且所述第四涂层的端部可具有小于所述第三涂层的端部的长度，并且所述第一涂层、所述第二涂层、所述第三涂层和所述第四涂层的端部可以按照阶梯的形式呈台阶状。
在所述第一未涂覆部上可设置电极接片。
所述电极接片可与所述第一涂层的端部接触地设置在所述第一未涂覆部上，以去除所述电极接片与所述第一涂层之间的台阶部。
根据第二发明的电极包括：集流体；电极活性材料被施加到所述集流体的表面上的第一涂层；和电极活性材料被施加到所述第一涂层的外侧的第二涂层，其中所述第二涂层的端部具有小于所述第一涂层的端部的长度，以在所述第一涂层的端部与所述第二涂层的端部之间形成台阶部，其中所述第一涂层与所述第二涂层彼此对应。
没有设置电极活性材料的第一未涂覆部可设置在集流体的端部上，所述第一未涂覆部、所述第一涂层的端部和所述第二涂层的端部可以按照阶梯的形式彼此连接以形成台阶部。
在所述第一未涂覆部上可设置电极接片，并且所述电极接片可与所述第一涂层的端部接触地设置在所述第一未涂覆部上，以去除所述电极接片与所述第一涂层的端部之间的台阶部。
有益效果
根据前述实施方式的本发明具有下列效果。
第一：在本发明的二次电池中，可在集流体的表面上形成第一涂层和第二涂层以形成电极。在此，可在第一涂层的一个端部与第二涂层之间形成台阶部。因此，电极可以稳定地围绕芯部卷绕而不会被折叠，从而提高生产率。
第二：在本发明的二次电池中，电极包括位于卷绕起始部的第一未涂覆部。结果，可形成与第一未涂覆部、第一涂层以及第二涂层连接的台阶部，以实现更缓和的倾角，从而更稳定地围绕芯部卷绕电极。
第三：本发明的电极可在第一涂层的端部与第二涂层的端部之间形成像芯部的外周长度那样小的长度。因此，电极可稳定地围绕芯部卷绕，并且可以稳定地确保电池性能。
第四：在本发明的电极中，设置在卷绕末端部上的第一涂层和第二涂层的端部可以呈台阶状，以实现缓和的倾角。因此，电极的端部可被更加面接触地卷绕，从而提高电极卷绕力和结合力。
第五：本发明的电极可包括位于卷绕末端部的未涂覆部。因此，可形成与第二涂层的端部、第一涂层的端部以及第二未涂覆部连接的台阶部，以实现更缓和的倾角，从而更稳定地围绕芯部卷绕电极的端部。
第六：在本发明的电极中，第一涂层和第二涂层可具有相同的厚度。因此，可以逐渐增加台阶部的高度，由此，可以稳定地卷绕第一涂层和第二涂层而不会在它们之间折叠。
第七：在本发明的二次电极中，电极接片可连接到第一未涂覆部。在此，电极接片可连接到与第一涂层的端部连接的第一未涂覆部的表面。因此，可以去除电极接片与第一涂层之间的台阶部，由此，当围绕芯部卷绕电极时，可以稳定地卷绕电极接片和第一涂层而不会在它们之间折叠。
附图说明
图1是根据第一发明的第一实施方式的二次电池的透视图。
图2是根据第一发明的第一实施方式的卷绕之前的电极组件的剖面图。
图3是根据第一发明的第一实施方式的电极的剖面图。
图4是根据第一发明的第二实施方式的电极的剖面图。
图5是根据第一发明的第三实施方式的电极的剖面图。
图6是根据第一发明的第四实施方式的电极的剖面图。
图7是根据第二发明的电极的透视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图以本发明的技术理念可被本发明所属领域的普通技术人员容易实现的方式来详细描述本发明的各实施方式。然而，本发明可按照不同形式实现，而不应理解为限于此处描述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，将省略任何对于描述本发明而言不必要的部分，而且附图中相同的参考数字表示相同的元素。
[第一发明的二次电池]
第一发明的第一实施方式
如图1所示，根据第一发明的第一实施方式的二次电池100包括芯部110和围绕芯部110卷绕的电极组件120。在此，当完成电极组件120的卷绕时，可从电极组件120去除芯部110。
就是说，如图2所示，在根据本发明的第一实施方式的二次电池100中，具有长片形的电极组件120可以以卷的形式围绕芯部110卷绕，从而形成电极组件120，并且电极组件120可具有电极121和隔膜122交替堆叠的结构。
如图3所示，电极121包括集流体121z、电极活性材料被初次施加到集流体121z的表面的第一涂层121a以及电极活性材料被第二次施加到第一涂层121a的外侧的第二涂层121b。
在此，参照图3，相对于电极121的卷绕方向，第二涂层121b的端部B的长度小于第一涂层的端部A的长度。因此，在从卷绕中心到外部的方向上，在第一涂层121a的端部A与第二涂层121b的端部B之间形成台阶部(见图3中显示的虚线)。
就是说，在电极121中，可在第一涂层121a的端部A与第二涂层121b的端部B之间形成台阶部(见图3中显示的虚线)，以实现缓和的倾斜。缓和倾斜的第一涂层121a的端部A和第二涂层121b的端部B可围绕芯部110顺序卷绕，因此得以稳定地卷绕而不会被折叠，从而提高二次电池的生产率。
没有涂覆电极活性材料的第一未涂覆部121c可位于紧密地附接到芯部110的电极121的卷绕起始部上。
就是说，在电极121中，当在图3中观看时，集流体121z的左端可延伸以形成第一未涂覆部121c。因此，第一未涂覆部121c、第一涂层121a的端部A和第二涂层121b的端部B可形成高度逐渐增加的台阶部(见图3中显示的虚线)。
因此，在电极121中，第一未涂覆部121c、第一涂层121a的端部A和第二涂层121b的端部B可顺序卷绕以实现稳定的卷绕力并且防止出现裂纹。
在电极121中，第二涂层121b的端部B可在第一涂层121a的端部A处具有像芯部110的外周长度那样小的长度，优选地，具有与芯部110的外周长度相同的长度。就是说，即使第二涂层121b的端部B与第一涂层121a的端部A之间的长度小于芯部110的外周长度，由于第二涂层121b的端部B与第一涂层121a的端部A之间的阶梯形的台阶部，电极121也可进行卷绕而不会出现裂纹。然而，芯部110可能不会稳定地紧密附接在第二涂层121b的端部B与第一涂层121a的端部A之间。
而且，当第二涂层121b的端部B与第一涂层121a的端部A之间的长度大于芯部110的外周长度时，施加到电极121的电极活性材料的量显著减少，从而使电池性能劣化。
因此，在电极121中，第二涂层121b的端部B与第一涂层121a的端部A之间的长度可以是与芯部110的外周长度相同的长度，从而提高卷绕力和电池性能。
而且，第一涂层121a和第二涂层121b具有相同的涂覆厚度。因此，台阶部可具有均匀的高度以实现更稳定的卷绕。
或者，第一涂层121a和第二涂层121b可具有彼此不同的涂覆厚度。在此，可根据二次电池的形状和尺寸来调节第一涂层121a和第二涂层121b的涂覆厚度，从而实现稳定的卷绕力。
在根据第一发明的第一实施方式的具有上述构造的二次电池100中，具有长片形且包含电极121的电极组件120围绕芯部110进行卷绕，由于电极121的端部上的阶梯形的台阶部而可被稳定地卷绕于芯部110。因此，可以防止电极121被折叠或者防止出现裂纹。
下文中，在描述本发明的另一实施方式时，将在附图中为与上述实施方式相同的构造和功能赋予相同的参考数字，因此将省略重复的描述。
第一发明的第二实施方式
如图4所示，根据第一发明的第二实施方式的二次电池100包括电极121。在此，电极121包括集流体121z、电极活性材料被初次施加到集流体121z的表面的第一涂层121a以及电极活性材料被第二次施加到第一涂层121a的外侧的第二涂层121b。
在此，参照图4，在电极121中，施加至卷绕末端部的第二涂层121b的末端D具有小于第一涂层121a的末端C的长度，从而在第二涂层121b的末端D与第一涂层121a的末端C之间形成台阶部(见图4中显示的虚线)。
就是说，在电极121中，可在第一涂层121a的末端C与第二涂层121b的末端D之间形成台阶部(见图4中显示的虚线)，以实现缓和的倾斜。就是说，第二涂层121b的末端D可具有小于第一涂层121a的末端C的长度的长度和大于第一涂层121a的末端C的高度的高度，以实现缓和的倾斜。因此，第一涂层121a的末端C和第二涂层121b的末端D可在围绕卷绕在芯部110的电极组件110的最外侧顺序卷绕时稳定地卷绕。因此，可以防止电极121的折叠或者出现裂纹，从而提高二次电池的质量。
电极121包括电极活性材料没有施加到卷绕末端部(当在图4中看时，集流体的右端)的第二未涂覆部121d。第二未涂覆部121d、第一涂层121a的末端C和第二涂层121b的末端D可按照阶梯的形式呈台阶状。
就是说，第二未涂覆部121d、第一涂层121a的末端C以及第二涂层121b的末端D可按照高度逐渐增加的阶梯的形式呈台阶状。
因此，在电极121中，第二未涂覆部121d、第一涂层121a的末端C以及第二涂层121b的末端D可围绕芯部110顺序卷绕，从而实现稳定的卷绕力并且防止出现裂纹。
第一发明的第三实施方式
如图5所示，在根据第一发明的第三实施方式的二次电池100中，电极接片123可设置在位于电极121上的第一未涂覆部121c上。特别是，电极接片123可与第一涂层121a的端部A接触地设置在第一未涂覆部121c上。因此，可以去除电极接片123与第一未涂覆部121a之间的间隙或台阶部，使得电极121被稳定地卷绕。
在此，电极接片123和第一涂层121a可具有相同的厚度。因此，可以完全去除电极接片123与第一涂层121a之间的台阶部，由此可以稳定地卷绕电极121。
第一发明的第四实施方式
如图6所示，根据第一发明的第四实施方式的二次电池100可包括电极121。电极121可包括集流体121z、电极活性材料被初次施加到集流体121z的表面的第一涂层121a、电极活性材料被第二次施加到第一涂层121a的外侧的第二涂层121b、电极活性材料被第三次施加到第二涂层121b的外侧的第三涂层121e以及电极活性材料被第四次施加到第三涂层121e的外侧的第四涂层121f。
在此，在电极121中，在电极121的卷绕方向上，第二涂层121b的端部B可具有小于第一涂层121a的端部A的长度，第三涂层121e的端部E可具有小于第二涂层121b的端部B的长度，第四涂层的端部F可具有小于第三涂层121e的端部E的长度。因此，第一涂层、第二涂层、第三涂层和第四涂层的端部可按照阶梯的形式成台阶状(见图6中显示的虚线)。
因此，电极121可具有使第一涂层、第二涂层、第三涂层和第四涂层的端部缓和倾斜并且围绕芯部110顺序卷绕的台阶部，以实现稳定的卷绕力。
[第二发明的电极]
如图7所示，根据第二发明的电极121包括集流体121z、电极活性材料被初次施加到集流体121z的表面的第一涂层121a以及电极活性材料被第二次施加到第一涂层的外侧的第二涂层121b。在此，在电极121的卷绕方向上，第二涂层121b的端部具有小于第一涂层121a的端部A的长度，并且在从卷绕中心朝外的方向上，在第一涂层121a的端部A与第二涂层121b的端部B之间出现台阶部。
如上所述，在第二发明的电极121中，可形成台阶部以在随后围绕芯部卷绕电极121时实现稳定的卷绕力。
作为参考，第一发明的第一实施方式的主旨在于提供二次电池，第二发明与第一发明的不同之处在于，第二发明的主旨在于提供电极。
因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前述说明和本文描述的示范性实施方式限定。在本发明的权利要求之内以及权利要求的等同含义之内做出的各种更改被认为是落入本发明的范围中。

Claims (14)

1.一种二次电池，所述二次电池包括其中电极与隔膜交替堆叠和卷绕的电极组件，
其中所述电极包括集流体、电极活性材料被施加到所述集流体的表面的第一涂层以及电极活性材料被施加到所述第一涂层的外侧的第二涂层，
其中在所述电极的卷绕方向上，所述第二涂层的端部具有小于所述第一涂层的端部的长度，并且在从卷绕中心朝外的方向上，在所述第一涂层的端部与所述第二涂层的端部之间出现台阶部。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电极包括位于卷绕起始部上的第一未涂覆部，在所述第一未涂覆部上没有设置电极活性材料，并且
所述第一未涂覆部、所述第一涂层的端部和所述第二涂层的端部按照阶梯的形式呈台阶状。
3.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括用于卷绕所述电极组件的芯部，
其中所述第二涂层的端部在所述第一涂层的端部处具有像所述芯部的外周长度那样小的长度。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，在所述电极中，被施加至卷绕端部的所述第二涂层的末端的长度小于所述第一涂层的末端的长度，以在所述第二涂层的末端与所述第一涂层的末端之间形成台阶部。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述电极包括位于卷绕末端部上的第二未涂覆部，在所述第二未涂覆部上没有设置电极活性材料，
所述第二未涂覆部、所述第一涂层的末端和所述第二涂层的末端按照阶梯的形式呈台阶状。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一涂层和所述第二涂层具有相同的厚度。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一涂层和所述第二涂层具有彼此不同的厚度。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电极进一步包括电极活性材料被第三次施加到所述第二涂层的外侧的第三涂层和电极活性材料被第四次施加到所述第三涂层的外侧的第四涂层。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，在所述电极中，被施加至卷绕起始部的所述第三涂层的端部具有小于所述第二涂层的端部的长度，并且所述第四涂层的端部具有小于所述第三涂层的端部的长度，并且
所述第一涂层、所述第二涂层、所述第三涂层和所述第四涂层的端部按照阶梯的形式呈台阶状。
10.根据权利要求2所述的二次电池，其中在所述第一未涂覆部上设置有电极接片。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其中所述电极接片与所述第一涂层的端部接触地设置在所述第一未涂覆部上，以去除所述电极接片与所述第一涂层之间的台阶部。
12.一种电极，包括：
集流体；
电极活性材料被施加到所述集流体的表面上的第一涂层；和
电极活性材料被施加到所述第一涂层的外侧的第二涂层，
其中所述第二涂层的端部具有小于所述第一涂层的端部的长度，以在所述第一涂层的端部与所述第二涂层的端部之间形成台阶部，其中所述第一涂层与所述第二涂层彼此对应。
13.根据权利要求12所述的电极，其中没有设置电极活性材料的第一未涂覆部位于所述集流体的端部上，
所述第一未涂覆部、所述第一涂层的端部和所述第二涂层的端部按照阶梯的形式彼此连接以形成台阶部。
14.根据权利要求13所述的电极，其中在所述第一未涂覆部上设置有电极接片，并且
所述电极接片与所述第一涂层的端部接触地设置在所述第一未涂覆部上，以去除所述电极接片与所述第一涂层的端部之间的台阶部。
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