CN110603667B

CN110603667B - 制造电极的方法

Info

Publication number: CN110603667B
Application number: CN201880029665.1A
Authority: CN
Inventors: 李泽秀; 梁郑敏; 崔相勳; 金哲佑
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: KR102294860B1; EP3591744A1; EP3591744A4; KR20190088685A; CN110603667A; HUE063057T2; PL3591744T3; ES2954489T3; WO2019143011A1; EP3591744B1; US20200161627A1; US11424433B2

Abstract

披露了一种制造电极的方法。根据本发明，可在使浪费的电极活性材料的量最小化的同时通过简单的工艺制造具有不规则形状的电极。为了实现上述目的，根据本发明，在集流体上彼此间隔开形成第一至第三涂覆区域，在第一涂覆区域与第二涂覆区域之间形成多个第四涂覆区域，并且在第二涂覆区域与第三涂覆区域之间形成多个第五涂覆区域，其中当从集流体的宽度方向上的一侧观察时，多个第四涂覆区域和多个第五涂覆区域彼此错开。

Description

制造电极的方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月19日提交的韩国专利申请第10-2018-0007082号的权益，通过引用将上述专利申请作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种制造电极的方法，更具体地，涉及一种制造具有不规则形状的电极的方法。

背景技术

在可重复充电和放电的二次电池(secondary battery)中设置有电极组件。电极组件具有其中正极、隔膜和负极交替设置的结构，以从外部接收(充电)电能或将电能供应(放电)到外部。

随着电子装置的种类多样化且小型化，与根据相关技术的二次电池相比，要求二次电池的形状也多样化。因此，与根据相关技术的电极组件相比，电极组件的形状也需要具有不规则的形状。

为此，构成电极组件的电极的形状也必须是不规则的。例如，为了制造具有L形状的二次电池，电极组件也必须具有L形状。因此，需要制造L形电极。

为此，根据相关技术，首先将电极切割成矩形，然后切除电极的一部分，以最终制造L形电极。或者，制造两种具有彼此不同尺寸的矩形电极，然后将它们彼此附接，以最终制造L形电极。然而，在第一种方法的情况下，存在未用在电极组件中而是被丢弃的电极活性材料，从而导致材料浪费。在第二种方法的情况下，必须通过单独的工艺制造两种电极，因此，制造电极的工艺变得复杂。

发明内容

技术问题

因此，本发明要解决的问题是在使浪费的电极活性材料的量最小化的同时通过简单的工艺制造具有不规则形状的电极。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制造电极的方法，所述方法包括：制备集流体的集流体制备步骤；在所述集流体的表面上施加电极活性材料的涂覆步骤；和切割所述集流体以制造多个电极的切割步骤，其中所述涂覆步骤包括：在所述集流体上形成第一涂覆区域、第二涂覆区域和第三涂覆区域，所述第一涂覆区域、所述第二涂覆区域和所述第三涂覆区域分别具有彼此对应的第一长度(L1)、第二长度(L2)和第三长度(L3)，并且在所述集流体的宽度方向上彼此间隔开；形成多个第四涂覆区域，所述多个第四涂覆区域的每一个具有比所述第一长度小的第四长度(L4)，并且在所述集流体的长度方向上彼此间隔开且设置在所述第一涂覆区域与所述第二涂覆区域之间；和形成多个第五涂覆区域，所述多个第五涂覆区域的每一个具有比所述第三长度小的第五长度(L5)，并且在所述集流体的长度方向上彼此间隔开且设置在所述第二涂覆区域与所述第三涂覆区域之间，其中当从所述集流体的宽度方向上的一侧观察时，所述多个第四涂覆区域和所述多个第五涂覆区域彼此错开。

所述切割步骤可包括：切割所述集流体，使得所述多个电极分别包括所述第一涂覆区域、所述第二涂覆区域和所述第三涂覆区域中的两个区域的一部分、以及所述多个第四涂覆区域中的一个第四涂覆区域或所述多个第五涂覆区域中的一个第五涂覆区域。

所述第一涂覆区域和所述第三涂覆区域的每一个可具有比所述第二涂覆区域的宽度大的宽度。

所述切割步骤可包括：切割所述集流体，使得在所述多个电极上形成未涂覆有电极活性材料的非涂覆部分，其中，在所述切割步骤之后，当所述多个电极分别包括所述第一涂覆区域的一部分、所述第二涂覆区域的一部分、以及所述多个第四涂覆区域中的一个第四涂覆区域时，所述非涂覆部分由所述第二涂覆区域与所述第三涂覆区域之间的非涂覆区域形成，而当所述多个电极分别包括所述第二涂覆区域的一部分、所述第三涂覆区域的一部分、以及所述多个第五涂覆区域中的一个第五涂覆区域时，所述非涂覆部分由所述第一涂覆区域与所述第二涂覆区域之间的非涂覆区域形成。

所述切割步骤可包括：切割所述集流体，使得所述多个电极在除所述非涂覆部分之外的所有区域上涂覆有所述电极活性材料。

所述切割步骤可包括：当所述多个电极分别包括所述第一涂覆区域的一部分、所述第二涂覆区域的一部分、以及所述多个第四涂覆区域中的一个第四涂覆区域时，切割所述集流体，使得在所述多个电极中形成朝向所述第一涂覆区域凹入的凹口部分；和当所述多个电极分别包括所述第二涂覆区域的一部分、所述第三涂覆区域的一部分、以及所述多个第五涂覆区域中的一个第五涂覆区域时，切割所述集流体，使得在所述多个电极中形成朝向所述第三涂覆区域凹入的凹口部分。

所述涂覆步骤可包括：形成所述多个第四涂覆区域，使得所述多个第四涂覆区域连接至所述第一涂覆区域和所述第二涂覆区域；和形成所述多个第五涂覆区域，使得所述多个第五涂覆区域连接至所述第二涂覆区域和所述第三涂覆区域。

所述切割步骤可包括：切割所述集流体，使得所述多个电极的涂覆有所述电极活性材料的区域具有L形状。

所述切割步骤可包括：切割所述集流体，使得所述多个电极分别包括：所述第一涂覆区域中的具有第一宽度(W1)的一部分、所述多个第四涂覆区域中的与所述第一涂覆区域的该部分连接并且具有比所述第一宽度小的第二宽度(W2)的一个第四涂覆区域、以及所述第二涂覆区域中的与所述多个第四涂覆区域中的该一个第四涂覆区域连接并且具有所述第二宽度的一部分；或者切割所述集流体，使得所述多个电极分别包括：所述第三涂覆区域中的具有第一宽度(W1)的一部分、所述多个第五涂覆区域中的与所述第三涂覆区域的该部分连接并且具有比所述第一宽度小的第二宽度(W2)的一个第五涂覆区域、以及所述第二涂覆区域中的与所述多个第五涂覆区域中的该一个第五涂覆区域连接并且具有所述第二宽度的一部分。

有益效果

根据本发明，可在使浪费的电极活性材料的量最小化的同时通过简单的工艺制造具有不规则形状的电极。

附图说明

图1是示出在根据本发明的制造电极的方法中，在集流体上形成第一至第三涂覆区域的状态的平面图。

图2是示出在根据本发明的制造电极的方法中，形成第四涂覆区域的状态的平面图。

图3是示出在根据本发明的制造电极的方法中，形成第五涂覆区域的状态的平面图。

图4是示出在根据本发明的制造电极的方法中，形成所有第一至第五涂覆区域的状态的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本发明的制造电极的方法。

制造电极的方法

图1是示出在根据本发明的制造电极的方法中，在集流体上形成第一至第三涂覆区域的状态的平面图，图2是示出在根据本发明的制造电极的方法中，形成第四涂覆区域的状态的平面图，图3是示出在根据本发明的制造电极的方法中，形成第五涂覆区域的状态的平面图，图4是示出在根据本发明的制造电极的方法中，形成所有第一至第五涂覆区域的状态的平面图。

尽管在图1至图3中，在集流体上形成第一至第三涂覆区域、第四涂覆区域和第五涂覆区域，但这仅仅是为了便于描述本发明。此外，这并不表示在根据本发明的制造电极的方法中形成第一至第五涂覆区域的顺序。也就是说，不应将本发明的内容解释为仅包括基于图1至图3中所示的第一至第五涂覆区域的配置，即，通过单独的工艺单独形成第一至第三涂覆区域、第四涂覆区域和第五涂覆区域的状态。

参照基于上述内容的附图，根据本发明的制造电极的方法可包括：制备集流体100的集流体制备步骤；在集流体100的表面上施加电极活性材料的涂覆步骤；和切割集流体100以制造多个电极的切割步骤。在下文中，涂覆有电极活性材料的集流体100的表面区域可被划分并因此被称为第一至第五涂覆区域210、220、230、240和250。在下文中，将详细描述根据本发明的制造电极的方法中的涂覆步骤。

在根据本发明的制造电极的方法中，涂覆步骤可包括在集流体的表面上形成其上施加有电极活性材料的第一至第五涂覆区域210、220、230、240和250的工序。

在此，如图1所示，第一涂覆区域210可具有第一长度L1。类似地，第二涂覆区域220和第三涂覆区域230可分别具有第二长度L2和第三长度L3。

第一至第三涂覆区域210、220和230可在集流体100的宽度方向上彼此间隔开。此外，第一涂覆区域210和第三涂覆区域230可具有相同的宽度，并且第一至第三涂覆区域210、220和230中的第二涂覆区域220可具有最小宽度。也就是说，第一涂覆区域210和第三涂覆区域230的每一个可具有比第二涂覆区域220的宽度大的宽度。然而，与该配置不同，第一至第三涂覆区域210、220和230可具有相同的宽度或者可具有彼此不同的宽度。

此外，第一涂覆区域210的第一长度L1、第二涂覆区域220的第二长度L2、和第三涂覆区域230的第三长度L3可彼此对应。例如，第一涂覆区域210的第一长度L1、第二涂覆区域220的第二长度L2、和第三涂覆区域230的第三长度L3可相同。在此，“第一至第三长度彼此对应”可表示第一至第三长度彼此相似或大致相同。

参照图2和图4，可在第一涂覆区域210与第二涂覆区域220之间形成第四涂覆区域240。在此，如图2和图4所示，第四涂覆区域240可在集流体100的长度方向上设置为多个并且可彼此间隔开。在此，作为多个第四涂覆区域240中的一个第四涂覆区域的长度的第四长度L4可小于第一涂覆区域210的第一长度L1。此外，多个第四涂覆区域可具有相同的长度。

参照图3和图4，可在第二涂覆区域220与第三涂覆区域230之间形成第五涂覆区域250。在此，如图3和图4所示，第五涂覆区域250可在集流体100的长度方向上设置为多个并且可彼此间隔开。在此，作为多个第五涂覆区域250中的一个第五涂覆区域的长度的第五长度L5可小于第三涂覆区域230的第三长度L3。此外，多个第五涂覆区域可具有相同的长度。

多个第四涂覆区域240的每一个可具有与多个第五涂覆区域250的每一个相同的形状和尺寸。例如，多个第四涂覆区域240的每一个可具有与多个第五涂覆区域250的每一个的宽度和长度L5相同的宽度和长度L4。

在涂覆步骤中，多个第四涂覆区域240可形成为连接至第一涂覆区域210和第二涂覆区域220。类似地，在涂覆步骤中，第五涂覆区域250可形成为连接至第二涂覆区域220和第三涂覆区域230。在此，涂覆区域彼此连接可解释为涂覆区域彼此不间隔开的含义。

此外，在涂覆步骤中，多个第四涂覆区域240和第五涂覆区域250可形成为彼此错开。更详细地说，在根据本发明的制造电极的方法的涂覆步骤中，当从集流体100的宽度方向上的一侧观察时，多个第四涂覆区域240和多个第五涂覆区域250可形成为彼此错开。例如，当从集流体100的宽度方向上的一侧观察时，多个第四涂覆区域240和多个第五涂覆区域250可形成为彼此错开而彼此不重叠。在此，“彼此不重叠”可表示当随机绘制与集流体100的宽度方向平行的虚拟线IL(参见图4)时，随机的虚拟线IL不会同时穿过多个第四涂覆区域240和多个第五涂覆区域250。

如上所述，根据本发明的制造电极的方法可包括切割集流体100以制造多个电极的切割步骤。在下文中，将详细描述根据本发明的制造电极的方法的切割步骤。

切割步骤可包括切割集流体100的工序，使得通过切割步骤制造的多个电极分别包括：第一至第三涂覆区域210、220和230中的两个区域的一部分、以及多个第四涂覆区域240中的一个第四涂覆区域或多个第五涂覆区域250中的一个第五涂覆区域。在图4中，以虚线示出了切割线的示例，切割线是在根据本发明的切割步骤中切割集流体以制造多个电极的线。例如，如图4中所示，切割步骤可包括切割集流体的工序，使得多个电极分别包括：第一涂覆区域210的一部分、第二涂覆区域220的一部分、以及多个第四涂覆区域240中的一个第四涂覆区域，或者包括第二涂覆区域220的一部分、第三涂覆区域230的一部分、以及多个第五涂覆区域250中的一个第五涂覆区域。

根据本发明，在切割步骤之后，可制造每个都具有不规则形状的多个电极。特别是，如上所述，在涂覆步骤中，多个第四涂覆区域240可连接至第一涂覆区域210和第二涂覆区域220，并且多个第五涂覆区域250可连接至第二涂覆区域220和第三涂覆区域230。因此，在这种情况下，切割步骤可包括切割集流体的工序，使得多个电极的涂覆有电极活性材料的区域具有如图4中所示的L形状。

特别是，通过切割步骤制造的多个电极的涂覆有电极活性材料的每个区域可具有这样的形状：具有第一宽度W1的大矩形和具有比第一宽度W1小的第二宽度W2的小矩形彼此结合。

也就是说，切割步骤可包括切割集流体100的工序，使得多个电极分别包括：第一涂覆区域210中的具有第一宽度W1的一部分、多个第四涂覆区域240中的与第一涂覆区域210的该部分连接并且具有比第一宽度W1小的第二宽度W2的一个第四涂覆区域、以及第二涂覆区域220中的与多个第四涂覆区域240中的该一个第四涂覆区域连接并且具有第二宽度W2的一部分。在这种情况下，在多个电极中，具有第一宽度W1的大矩形是具有第一宽度W1的第一涂覆区域210的一部分，并且具有第二宽度W2的小矩形具有这样的形状：具有第二宽度W2的多个第四涂覆区域中的一个第四涂覆区域和第二涂覆区域220中的具有第二宽度W2的一部分彼此结合。第二宽度W2可以是多个上述第四涂覆区域240的每一个的长度，即，第四长度L4。

或者，切割步骤可包括切割集流体100的工序，使得多个电极分别包括：第三涂覆区域230中的具有第一宽度W1的一部分、多个第五涂覆区域250中的与第三涂覆区域230的该部分连接并且具有比第一宽度W1小的第二宽度W2的一个第五涂覆区域、以及第二涂覆区域220中的与多个第五涂覆区域250中的该一个第五涂覆区域连接并且具有第二宽度W2的一部分。在这种情况下，在多个电极中，具有第一宽度W1的大矩形是具有第一宽度W1的第三涂覆区域230的一部分，并且具有第二宽度W2的小矩形具有这样的形状：具有第二宽度W2的多个第五涂覆区域中的一个第五涂覆区域和第二涂覆区域220中的具有第二宽度W2的一部分彼此结合。第二宽度W2可以是多个上述第五涂覆区域250的每一个的长度，即，第五长度L5。

然而，与此不同，切割步骤可包括切割集流体以使得多个电极分别具有三个宽度的工序。根据本发明的另一实施方式，切割步骤可包括切割集流体100的工序，使得多个电极分别包括：第一涂覆区域210中的具有第一宽度W1的一部分、多个第四涂覆区域240中的与第一涂覆区域210的该部分连接并且具有比第一宽度W1小的第二宽度W2的一个第四涂覆区域、以及第二涂覆区域220中的与多个第四涂覆区域240中的该一个第四涂覆区域连接并且具有比第二宽度W2小的第三宽度W3(未示出)的一部分。此外，根据本发明的另一实施方式，切割步骤可包括切割集流体100的工序，使得多个电极分别包括：第三涂覆区域230中的具有第一宽度W1的一部分、多个第五涂覆区域250中的与第三涂覆区域230的该部分连接并且具有比第一宽度W1小的第二宽度W2的一个第五涂覆区域、以及第二涂覆区域220中的与多个第五涂覆区域250中的该一个第五涂覆区域连接并且具有比第二宽度W2小的第三宽度W3(未示出)的一部分。根据本发明另一实施方式制造的多个电极可具有形成有多个阶梯部分的阶梯形状。

必须在所制造的电极上形成电极接片。形成在电极上的电极接片配置成将电极电连接至外部。当充电或放电时，电流通过电极接片流动。

为此，本发明的切割步骤可包括切割集流体以形成用作电极接片的非涂覆部分的工序。也就是说，在根据本发明的制造电极的方法中，切割步骤可包括切割集流体100，使得在多个电极上形成未涂覆有电极活性材料的非涂覆部分310的工序。

在此，在切割步骤之后，如图4中所示，非涂覆部分310可由第一涂覆区域210与第二涂覆区域220之间的非涂覆区域300或第二涂覆区域220与第三涂覆区域230之间的非涂覆区域300形成。

也就是说，如图4中所示，在切割步骤之后，当多个电极分别包括第一涂覆区域210的一部分、第二涂覆区域220的一部分、以及多个第四涂覆区域240中的一个第四涂覆区域时，非涂覆部分310可由第二涂覆区域220与第三涂覆区域230之间的非涂覆区域300形成，而当多个电极分别包括第二涂覆区域220的一部分、第三涂覆区域230的一部分、以及多个第五涂覆区域250中的一个第五涂覆区域时，非涂覆部分310可由第一涂覆区域210与第二涂覆区域220之间的非涂覆区域300形成。

通过根据本发明的制造电极的方法制造的多个电极可以在除非涂覆部分之外的所有区域上涂覆有电极活性材料。也就是说，在根据本发明的制造电极的方法中，切割步骤可包括切割集流体以使得电极活性材料施加至除非涂覆部分310之外的多个电极的所有区域的工序。在此，“电极活性材料施加至除非涂覆部分310之外的多个电极的所有区域”可解释为其中电极活性材料被施加至多个电极的除非涂覆部分之外的两个面整体上的含义，但并不意味着电极活性材料必须均匀施加至多个电极的厚度区域。

如图4中所示，可在通过根据本发明的制造电极的方法制造的多个电极中形成凹口部分400。在此，凹口部分400可形成在第一涂覆区域210和多个第四涂覆区域240彼此连接的区域中，或者可形成在第三涂覆区域230和多个第五涂覆区域250彼此连接的区域中。

更详细地说，当多个电极分别包括第一涂覆区域210的一部分、第二涂覆区域220的一部分、以及多个第四涂覆区域240中的一个第四涂覆区域时，凹口部分400可具有朝向第一涂覆区域210凹入的形状。当多个电极分别包括第二涂覆区域220的一部分、第三涂覆区域230的一部分、以及多个第五涂覆区域250中的一个第五涂覆区域时，凹口部分400可具有朝向第三涂覆区域230凹入的形状。可通过切割步骤形成凹口部分400。

尽管已经参照具体实施方式描述了本发明的各实施方式，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不背离随后权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变和修改。

Claims

1.一种制造电极的方法，所述方法包括：

制备集流体的集流体制备步骤；

在所述集流体的表面上施加电极活性材料的涂覆步骤；和

切割所述集流体以制造多个电极的切割步骤，

其中所述涂覆步骤包括：

在所述集流体上形成第一涂覆区域、第二涂覆区域和第三涂覆区域，所述第一涂覆区域、所述第二涂覆区域和所述第三涂覆区域分别具有彼此对应的第一长度(L1)、第二长度(L2)和第三长度(L3)，并且在所述集流体的宽度方向上彼此间隔开；

形成多个第四涂覆区域，所述多个第四涂覆区域的每一个具有比所述第一长度小的第四长度(L4)，并且在所述集流体的长度方向上彼此间隔开且设置在所述第一涂覆区域与所述第二涂覆区域之间；和

形成多个第五涂覆区域，所述多个第五涂覆区域的每一个具有比所述第三长度小的第五长度(L5)，并且在所述集流体的长度方向上彼此间隔开且设置在所述第二涂覆区域与所述第三涂覆区域之间，

其中当从所述集流体的宽度方向上的一侧观察时，所述多个第四涂覆区域和所述多个第五涂覆区域彼此错开，

其中所述切割步骤包括：切割所述集流体，使得所述多个电极分别包括所述第一涂覆区域的一部分、所述第二涂覆区域的一部分、以及所述多个第四涂覆区域中的一个第四涂覆区域；或者所述多个电极分别包括所述第二涂覆区域的一部分、所述第三涂覆区域的一部分、以及所述多个第五涂覆区域中的一个第五涂覆区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一涂覆区域和所述第三涂覆区域的每一个具有比所述第二涂覆区域的宽度大的宽度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述切割步骤包括：

切割所述集流体，使得在所述多个电极上形成未涂覆有所述电极活性材料的非涂覆部分，

其中，在所述切割步骤之后，当所述多个电极分别包括所述第一涂覆区域的一部分、所述第二涂覆区域的一部分、以及所述多个第四涂覆区域中的一个第四涂覆区域时，所述非涂覆部分由所述第二涂覆区域与所述第三涂覆区域之间的非涂覆区域形成，而当所述多个电极分别包括所述第二涂覆区域的一部分、所述第三涂覆区域的一部分、以及所述多个第五涂覆区域中的一个第五涂覆区域时，所述非涂覆部分由所述第一涂覆区域与所述第二涂覆区域之间的非涂覆区域形成。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述切割步骤包括：切割所述集流体，使得所述多个电极在除所述非涂覆部分之外的所有区域上涂覆有所述电极活性材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述切割步骤包括：

当所述多个电极分别包括所述第一涂覆区域的一部分、所述第二涂覆区域的一部分、以及所述多个第四涂覆区域中的一个第四涂覆区域时，切割所述集流体，使得在所述多个电极中形成朝向所述第一涂覆区域凹入的凹口部分；和

当所述多个电极分别包括所述第二涂覆区域的一部分、所述第三涂覆区域的一部分、以及所述多个第五涂覆区域中的一个第五涂覆区域时，切割所述集流体，使得在所述多个电极中形成朝向所述第三涂覆区域凹入的凹口部分。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆步骤包括：

形成所述多个第四涂覆区域，使得所述多个第四涂覆区域连接至所述第一涂覆区域和所述第二涂覆区域；和

形成所述多个第五涂覆区域，使得所述多个第五涂覆区域连接至所述第二涂覆区域和所述第三涂覆区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述切割步骤包括：切割所述集流体，使得所述多个电极的涂覆有所述电极活性材料的区域具有L形状。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述切割步骤包括：

切割所述集流体，使得所述多个电极分别包括：所述第一涂覆区域中的具有第一宽度(W1)的一部分、所述多个第四涂覆区域中的与所述第一涂覆区域的该部分连接并且具有比所述第一宽度小的第二宽度(W2)的一个第四涂覆区域、以及所述第二涂覆区域中的与所述多个第四涂覆区域中的该一个第四涂覆区域连接并且具有所述第二宽度的一部分；或者

切割所述集流体，使得所述多个电极分别包括：所述第三涂覆区域中的具有第一宽度(W1)的一部分、所述多个第五涂覆区域中的与所述第三涂覆区域的该部分连接并且具有比所述第一宽度小的第二宽度(W2)的一个第五涂覆区域、以及所述第二涂覆区域中的与所述多个第五涂覆区域中的该一个第五涂覆区域连接并且具有所述第二宽度的一部分。