CN110959219B - 二次电池及制造二次电池的方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种二次电池及其制造方法。根据本发明，可制造与根据相关技术的二次电池相比具有各种形状的二次电池中容纳的电极组件。为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，一种制造二次电池的方法，包括：电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有小于第一表面积的第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，电极堆叠体具有其中第二单元电池设置在第一单元电池的一个表面上的结构；以及弯曲表面形成步骤，按压第一单元电池的不与第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分，以在独立区域的至少一部分上形成弯曲表面。

Description

二次电池及制造二次电池的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2017年11月21日提交的韩国专利申请第10-2017-0155444号的优先权，通过引用将该申请整体并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种二次电池及制造二次电池的方法，更具体地，涉及一种与根据相关技术的二次电池相比，具有改善的形状自由度的二次电池及制造二次电池的方法。
背景技术
随着容纳可重复充电和放电的二次电池(secondary battery)的电子设备的形状和类型多样化，二次电池所需的形状变得多样化。特别是，在电子设备的小型化和大容量的趋势下，需要二次电池的形状也要多样化。
就是说，甚至在电子设备小型化的情况下，二次电池的形状也必须是不规则的，从而即使电子设备小型化，仍保持容纳在电子设备中的二次电池的容量。另外，二次电池的形状必须要多样化，从而利用在传统上未被利用的电子设备的内部空间，由此增大二次电池的容量。
具有其中电极和隔膜交替堆叠的结构的电极组件容纳在二次电池中。因此，由于需要二次电池的形状的多样性，因此也必须改善电极组件的形状的多样性。
发明内容
技术问题
因此，本发明要解决的问题是制造被容纳在与根据相关技术的二次电池相比具有各种形状的二次电池中的电极组件。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，一种制造电极组件的方法，包括：电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有小于所述第一表面积的第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，所述电极堆叠体具有其中第二单元电池设置在第一单元电池的一个表面上的结构；以及弯曲表面形成步骤，按压所述第一单元电池的不与所述第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分，以在所述独立区域的至少一部分上形成弯曲表面。
所述电极堆叠体制备步骤可包括：在制造多个第一子电池之后通过堆叠所述多个第一子电池来制造具有所述第一表面积的所述第一单元电池，所述多个第一子电池的每一个是通过堆叠电极和隔膜制造的；以及在制造多个第二子电池之后通过堆叠所述多个第二子电池来制造具有所述第二表面积的所述第二单元电池，所述多个第二子电池的每一个是通过堆叠电极和隔膜制造的。
所述电极堆叠体制备步骤可包括：制造包括第一子电池的所述第一单元电池，所述第一子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第一隔离膜上之后所述第一隔离膜被折叠的结构；以及制造包括第二子电池的所述第二单元电池，所述第二子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第二隔离膜上之后所述第二隔离膜被折叠的结构。
所述第一子电池和所述第二子电池的每一个可以是双电池(bi-cell)。
为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，一种二次电池，包括：具有第一表面积的第一单元电池；和具有小于所述第一表面积的第二表面积的第二单元电池，其中所述第二单元电池设置在所述第一单元电池的一个表面上，并且在所述第一单元电池的不与所述第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分上形成有弯曲表面。
所述第一单元电池可包括第一子电池，所述第一子电池具有其中电极和隔膜交替堆叠的结构，并且所述第二单元电池可包括第二子电池，所述第二子电池具有其中电极和隔膜交替堆叠的结构。
所述第一单元电池可包括第一子电池，所述第一子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第一隔离膜上之后所述第一隔离膜被折叠的结构，并且所述第二单元电池可包括第二子电池，所述第二子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第二隔离膜上之后所述第二隔离膜被折叠的结构。
为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，一种制造二次电池的方法，包括：电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有小于所述第一表面积的第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，所述电极堆叠体具有其中所述第二单元电池设置在所述第一单元电池的一个表面上的结构；容纳步骤，将所述电极堆叠体容纳在具有与所述电极堆叠体的形状对应的内部空间的袋型外壳中；以及弯曲表面形成步骤，在其中容纳有所述电极堆叠体的所述袋型外壳的外表面上按压所述第一单元电池的不与所述第二单元电池重叠的区域的至少一部分。
为了实现上述目的，根据本发明的第四方面，一种二次电池，包括：具有第一表面积的第一单元电池；第二单元电池，所述第二单元电池具有小于所述第一表面积的第二表面积并且设置在所述第一单元电池的一个表面上；以及袋型外壳，所述袋型外壳容纳所述第一单元电池和所述第二单元电池并且具有与所述第一单元电池和所述第二单元电池的每一个的形状对应的内部空间，其中在所述第一单元电池的不与所述第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分上形成有弯曲表面。
有益效果
根据本发明，可制造被容纳在与根据相关技术的二次电池相比具有各种形状的二次电池中的电极组件。
附图说明
图1是当根据本发明的实施方式制造电极组件时，在中间工艺中制造的电极堆叠体的透视图。
图2是根据本发明实施方式的电极组件的透视图。
图3是示出构成根据本发明实施方式的电极组件的子电池的示例的侧视图。
图4是示出构成根据本发明实施方式的电极组件的子电池的另一示例的侧视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本发明实施方式的制造电极组件的方法。
制造电极组件的方法
图1是当根据本发明的实施方式制造电极组件时，在中间工艺中制造的电极堆叠体的透视图。
根据本发明实施方式的制造电极组件的方法可包括：制造第一单元电池的步骤，第一单元电池具有第一表面积并且具有其中电极和隔膜交替设置的结构；以及制造第二单元电池的步骤，第二单元电池具有第二表面积并且具有其中电极和隔膜交替设置的结构。在此，第二表面积可小于第一表面积，并且电极和隔膜的每一个可具有板(plate)形状。
在本申请中，“第一单元电池具有第一表面积”可解释为以下含义：构成第一单元电池的电极和隔膜垂直堆叠，当从第一单元电池的上侧或下侧观看时第一单元电池的表面积对应于第一表面积。
另外，构成第二单元电池的板状电极和板状隔膜可具有彼此不同的表面积。因此，在本申请中，“第二单元电池具有第二表面积”可解释为以下含义：构成第二单元电池的电极和隔膜垂直堆叠，当从第二单元电池的上侧或下侧观看时第二单元电池的表面积对应于第二表面积。
另外，如图1中所示，根据本发明实施方式的制造电极组件的方法可包括电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，电极堆叠体具有其中第二单元电池设置在第一单元电池的一个表面上的结构。图1示出了电极堆叠体制备步骤之后的电极堆叠体100。如上所述，由于第二表面积小于第一表面积，因此可在电极堆叠体100上形成台阶部，如图1中所示。
如上所述，由于在电极堆叠体100上形成台阶部，因此第一单元电池100的表面之中的面向第二单元电池120的表面可被分成与第二单元电池120重叠的区域和不与第二单元电池120重叠的区域。在本申请中，第一单元电池110的面向第二单元电池120的表面中的不与第二单元电池120重叠的区域被称为“独立区域”。尽管在图1的电极堆叠体100中存在两个独立区域，但为了便于描述，由参考标记R仅标示出了这两个独立区域中的仅相对较大的独立区域，此外，将主要描述该相对较大的独立区域。
因此，根据本发明实施方式的制造电极组件的方法可包括弯曲表面形成步骤，按压第一单元电池110的不与第二单元电池120重叠的独立区域R的至少一部分，以在独立区域R的至少一部分上形成弯曲表面C(参见图2)。为了便于描述，包括第一单元电池和第二单元电池的电极堆叠体结构中的不具有弯曲表面的结构被称为“电极堆叠体”，而具有弯曲表面的结构被称为“电极组件”。
如图2中所示，在弯曲表面形成步骤中，弯曲表面C可形成在一个整个独立区域R之上。或者，另一方面，弯曲表面可仅形成在一个独立区域的一部分上。另外，当在电极堆叠体上形成多个独立区域时，弯曲表面可形成在这些独立区域的每一个上或者可仅形成在多个独立区域的一部分独立区域上。
如图2中所示，在弯曲表面形成步骤中，弯曲表面C可形成在整个独立区域R的上表面和下表面两者上。因此，在弯曲表面形成步骤中，弯曲表面C可形成为具有其中独立区域R向下弯曲的形状，如图2中所示。另一方面，在弯曲表面形成步骤中，弯曲表面可形成为具有其中独立区域向上弯曲的形状。
根据本发明的第一单元电池和第二单元电池可具有各种结构。例如，可首先制造具有其中电极和隔膜交替堆叠的结构的子电池，然后，可再次堆叠子电池，以制造第一单元电池和第二单元电池。
图3是示出构成根据本发明实施方式的电极组件的子电池的示例的侧视图，图4是示出构成根据本发明实施方式的电极组件的子电池的另一示例的侧视图。
如图3中所示，子电池130a具有其中第一电极140、隔膜160和第二电极150交替堆叠的结构。在此，第一电极140可具有与第二电极150的极性不同的极性。作为子电池130a的示例，图3示出了其中最外部的电极具有相同极性的双电池(bi-cell)。
基于以上描述，在根据本发明实施方式的制造电极组件的方法中，电极堆叠体制备步骤可包括在制造多个第一子电池之后通过堆叠多个第一子电池来制造具有第一表面积的第一单元电池的工序，多个第一子电池的每一个是通过交替堆叠电极和隔膜制造的。类似地，电极堆叠体制备步骤可包括在制造多个第二子电池之后通过堆叠多个第二子电池来制造具有第二表面积的第二单元电池的工序，多个第二子电池的每一个是通过交替堆叠电极和隔膜制造的。
如图4中所示，子电池130b可具有以下结构：隔离膜170被折叠，并且第一电极140和第二电极150分别设置在隔离膜的最外侧表面上以及被折叠的隔离膜170之间的区域中。在此，第一电极140可具有与第二电极150的极性不同的极性。作为子电池130b的示例，图4示出了其中最外部的电极具有相同极性的双电池(bi-cell)。尽管在图4中隔离膜170仅折叠一次，但子电池130b也可具有其中隔离膜170折叠两次或更多次的结构。
基于以上描述，在根据本发明实施方式的制造电极组件的方法中，电极堆叠体制备步骤可包括制造包括第一子电池的第一单元电池的工序，第一子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第一隔离膜上之后第一隔离膜被折叠的结构。类似地，电极堆叠体制备步骤可包括制造包括第二子电池的第二单元电池的工序，第二子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第二隔离膜上之后第二隔离膜被折叠的结构。
下文中，将基于附图和上述内容描述根据本发明实施方式的电极组件。
电极组件
如图2中所示，根据本发明实施方式的电极组件10可包括具有第一表面积的第一单元电池110和具有小于第一表面积的第二表面积的第二单元电池120。在此，第二单元电池120可设置在第一单元电池110的一个表面上，并且可在第一单元电池110的不与第二单元电池120重叠的独立区域R(参见图1)的至少一部分上形成有弯曲表面C。
在此，如上所述，第一单元电池和第二单元电池的每一个可包括多个子电池130a，多个子电池130a的每一个具有其中电极和隔膜交替堆叠的结构，如图3中所示。
另一方面，第一单元电池和第二单元电池的每一个可包括子电池130b，子电池130b具有其中在将电极和隔膜堆叠在第一隔离膜和第二隔离膜上之后第一隔离膜和第二隔离膜被折叠的结构，如图4中所示。
二次电池和制造二次电池的方法
根据本发明的实施方式，可进一步执行将基于上述内容的电极组件容纳到袋型外壳中的步骤。
就是说，根据本发明实施方式的制造二次电池的方法可包括：电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有小于第一表面积的第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，电极堆叠体具有其中第二单元电池设置在第一单元电池的一个表面上的结构；弯曲表面形成步骤，按压第一单元电池的不与第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分，以制造其中在独立区域的至少一部分上形成弯曲表面的电极组件；以及容纳步骤，将电极组件容纳在具有与具有弯曲表面的电极组件的形状对应的内部空间的袋型外壳中。
因此，根据本发明实施方式的二次电池包括：具有第一表面积的第一单元电池；第二单元电池，第二单元电池具有小于第一表面积的第二表面积并且设置在第一单元电池的一个表面上；以及袋型外壳，袋型外壳容纳第一单元电池和第二单元电池并且具有与第一单元电池和第二单元电池的每一个的形状对应的内部空间。在第一单元电池的不与第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分上可形成有弯曲表面。
然而，另一方面，弯曲表面形成步骤和容纳步骤之间的时序关系可改变。就是说，可首先执行将电极组件(或电极堆叠体)容纳在袋型外壳中的步骤，然后可执行弯曲表面形成步骤。
就是说，根据本发明另一实施方式的制造二次电池的方法可包括：电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有小于第一面积的第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，电极堆叠体具有其中第二单元电池设置在第一单元电池的一个表面上的结构；容纳步骤，将电极堆叠体容纳在具有与电极堆叠体的形状对应的内部空间的袋型外壳中；以及弯曲表面形成步骤，在其中容纳有电极堆叠体的袋型外壳的外表面上按压第一单元电池的不与第二单元电池重叠的区域的至少一部分。
虽然已参照具体实施方式描述了本发明的实施方式，但对本领域技术人员来说将显而易见的是，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，可做出各种改变和修改。

Claims (10)

1.一种制造二次电池的方法，所述方法包括：
电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有小于所述第一表面积的第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，所述电极堆叠体具有其中所述第二单元电池设置在所述第一单元电池的一个表面上的结构；以及
弯曲表面形成步骤，按压所述第一单元电池的不与所述第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分，以制造其中在所述独立区域的至少一部分上形成向下弯曲或向上弯曲的弯曲表面的电极组件。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括容纳步骤，将所述电极组件容纳在具有与具有所述弯曲表面的所述电极组件的形状对应的内部空间的袋型外壳中。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述电极堆叠体制备步骤包括：
在制造多个第一子电池之后通过堆叠所述多个第一子电池来制造具有所述第一表面积的所述第一单元电池，所述多个第一子电池的每一个是通过堆叠电极和隔膜制造的；以及
在制造多个第二子电池之后通过堆叠所述多个第二子电池来制造具有所述第二表面积的所述第二单元电池，所述多个第二子电池的每一个是通过堆叠电极和隔膜制造的。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述电极堆叠体制备步骤包括：
制造包括第一子电池的所述第一单元电池，所述第一子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第一隔离膜上之后所述第一隔离膜被折叠的结构；以及
制造包括第二子电池的所述第二单元电池，所述第二子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第二隔离膜上之后所述第二隔离膜被折叠的结构。
5.如权利要求2或3所述的方法，其中所述第一子电池和所述第二子电池的每一个是双电池。
6.一种通过如权利要求1所述的方法制造的二次电池，包括：
具有第一表面积的第一单元电池；和
具有小于所述第一表面积的第二表面积的第二单元电池，
其中所述第二单元电池设置在所述第一单元电池的一个表面上，并且
在所述第一单元电池的不与所述第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分上形成有向下弯曲或向上弯曲的弯曲表面，所述弯曲表面是通过按压所述独立区域的至少一部分而形成的。
7.如权利要求6所述的二次电池，其中所述第一单元电池包括第一子电池，所述第一子电池具有其中电极和隔膜交替堆叠的结构，并且
所述第二单元电池包括第二子电池，所述第二子电池具有其中电极和隔膜交替堆叠的结构。
8.如权利要求6所述的二次电池，其中所述第一单元电池包括第一子电池，所述第一子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第一隔离膜上之后所述第一隔离膜被折叠的结构，并且
所述第二单元电池包括第二子电池，所述第二子电池具有其中在将电极和隔膜设置在第二隔离膜上之后所述第二隔离膜被折叠的结构。
9.如权利要求6所述的二次电池，进一步包括袋型外壳，所述袋型外壳容纳所述第一单元电池和所述第二单元电池并且具有与所述第一单元电池和所述第二单元电池的每一个的形状对应的内部空间。
10.一种制造二次电池的方法，所述方法包括：
电极堆叠体制备步骤，制备包括具有第一表面积的第一单元电池和具有小于所述第一表面积的第二表面积的第二单元电池的电极堆叠体，所述电极堆叠体具有其中所述第二单元电池设置在所述第一单元电池的一个表面上的结构；
容纳步骤，将所述电极堆叠体容纳在具有与所述电极堆叠体的形状对应的内部空间的袋型外壳中；以及
弯曲表面形成步骤，在其中容纳有所述电极堆叠体的所述袋型外壳的外表面上按压所述第一单元电池的不与所述第二单元电池重叠的独立区域的至少一部分，以在所述独立区域的至少一部分上形成向下弯曲或向上弯曲的弯曲表面。
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