CN111406338A - 电极组件以及包括该电极组件的二次电池 - Google Patents

电极组件以及包括该电极组件的二次电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电极组件和包括该电极组件的二次电池。要实现的技术目的是提供一种电极组件，该电极组件具有：正极接线片和负极接线片，使得正极接线片和负极接线片在电极组件的剖面的半径的中心处大致在同一条线上对齐，并且被附着为在纵向方向上彼此不叠置，从而能够改善卷绕圆度；以及正极半涂覆部，形成在正极板上，其与负极接线片相邻并且其上没有形成正极接线片，从而防止在过充电期间锂的沉淀。为此，本发明提供了一种包括电极组件的二次电池，该电极组件包括：正极板，正极接线片附着到正极板；负极板，负极接线片附着到负极板；以及隔膜，置于正极板与负极板之间，其中，正极板、隔膜和负极板在被层叠的同时被卷绕为使得正极接线片从电极组件的纵向上部突出预定长度，负极接线片从电极组件的纵向下部突出预定长度，正极接线片和负极接线片位于与电极组件的剖面的半径的1/3与该半径的2/3之间的值对应的位置处，正极接线片的下部和负极接线片的上部彼此不叠置。

Description

电极组件以及包括该电极组件的二次电池
技术领域
本公开涉及一种电极组件以及一种包括该电极组件的二次电池。
背景技术
通常，通过将包括正极板、负极板以及置于正极板与负极板之间的隔膜的电极组件与电解质容纳在壳体中来制造二次电池。与不可再充电的一次电池不同，二次电池可以被充电和放电。随着移动装置(诸如蜂窝电话和笔记本计算机)的技术进步以及提高的产品良率，对作为能量源的二次电池的需求已经迅速增大。近来，已经积极地进行了二次电池的研究和开发，以用作代替化石燃料的可选择能量源作为电动车辆或混合动力车辆的能量源。
当前可商业获得的二次电池包括镍-镉电池、镍-氢电池、镍-锌电池、锂二次电池等。具体地，锂二次电池与镍基二次电池相比几乎不产生记忆效应使得锂二次电池能够被自由地充电和放电，并且具有包括低自放电率和高能量密度的若干优点。因此，锂二次电池受到越来越多的关注。
然而，锂二次电池由于过充电至特定电平的电压或更高的电压而会在构成锂二次电池的正极活性材料和电解质之间经历过度活性反应，导致正极活性材料的结构崩溃、电解质的氧化或锂在负极活性材料中的沉淀。如果持续这种状态，则锂二次电池会着火或爆炸。
发明内容
技术问题
为了解决该技术目的，提供了一种电极组件和包括该电极组件的二次电池，所述电极组件具有这样的正极接线片和负极接线片：正极接线片和负极接线片被定位为使得正极接线片和负极接线片在电极组件的剖面的半径的中心处大致在同一条线上对齐，并且被附着为在纵向上彼此不叠置，从而能够改善卷绕圆度。
另外，本发明的另一个目的是提供一种电极组件和包括该电极组件的二次电池，该电极组件包括形成在正极板上并且其与负极接线片相邻并且其上没有形成正极接线片的正极半涂覆部，从而防止过充电期间锂的沉淀。
技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种包括电极组件的二次电池，该电极组件包括：正极板，正极接线片附着到正极板；负极板，负极接线片附着到负极板；以及隔膜，置于正极板与负极板之间，其中，正极板、隔膜和负极板在被层叠的同时被卷绕为使得正极接线片从电极组件的纵向上部突出预定长度，负极接线片从电极组件的纵向下部突出预定长度，正极接线片和负极接线片位于与电极组件的剖面半径的1/3与该半径的2/3之间的值对应的位置处，正极接线片的下部和负极接线片的上部彼此不叠置。
正极接线片和负极接线片可以在电极组件的长度方向上在同一条线上对齐，并且可以定位在以隔膜为基准彼此最靠近的正极板和负极板处。
正极半涂覆部可以设置在正极板的外部区域处，在该外部区域中以隔膜为基准正极接线片定位在负极接线片的内侧处，并且以隔膜为基准该外部区域最靠近负极接线片，正极半涂覆部具有形成在正极板的正极集流体的仅一个表面上的正极涂覆层以及形成在与所述一个表面相对的另一表面上的未涂覆层。
正极板可以包括：第一正极未涂覆部，形成在正极集流体的一个表面上并且不具有正极涂覆层，第一正极未涂覆部使正极接线片附着到其；以及第二正极未涂覆部，在与正极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一正极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有正极涂覆层。这里，第二正极未涂覆部可以从正极接线片向外延伸一圈，因此形成正极半涂覆部。
负极板可以包括：第一负极未涂覆部，形成在负极集流体的一个表面上并且不具有负极涂覆层，第一负极未涂覆部使负极接线片附着到其；以及第二负极未涂覆部，在与负极集流体的所述一个表面相对的另一个表面上形成在与形成有第一负极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有负极涂覆层。这里，正极半涂覆部可以具有比第一负极未涂覆部的纵向宽度大的纵向宽度，纵向宽度与正极半涂覆部的纵向方向垂直。
正极板可以包括：第一正极未涂覆部，形成在正极集流体的一个表面上并且不具有正极涂覆层，第一正极未涂覆部使正极接线片附着到其；以及第二正极未涂覆部，在与正极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一正极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有正极涂覆层。这里，第一正极未涂覆部可以从正极接线片向外侧延伸一圈，因此形成正极半涂覆部。
正极半涂覆部可以设置在正极板的内部区域处，在该内部区域中以隔膜为基准正极接线片定位在负极接线片的内侧处，并且以隔膜为基准该内部区域最靠近负极接线片，正极半涂覆部具有形成在正极板的正极集流体的仅一个表面上的正极涂覆层以及形成在与所述一个表面相对的另一表面上的未涂覆层。
正极板可以包括：第一正极未涂覆部，形成在正极集流体的一个表面上并且不具有正极涂覆层，第一正极未涂覆部使正极接线片附着到其；以及第二正极未涂覆部，在与正极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一正极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有正极涂覆层。这里，第二正极未涂覆部可以从正极接线片向内延伸一圈，因此形成正极半涂覆部。
负极板可以包括：第一负极未涂覆部，形成在负极集流体的一个表面上并且不具有负极涂覆层，第一负极未涂覆部使负极接线片附着到其；以及第二负极未涂覆部，在与负极集流体的所述一个表面相对的另一个表面上形成在与形成有第一负极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有负极涂覆层。这里，正极半涂覆部具有比第一负极未涂覆部的纵向宽度大的纵向宽度，纵向宽度与正极半涂覆部的纵向方向垂直。
正极接线片和负极接线片可以定位在电极组件的剖面的半径的中心处。
根据本公开的另一方面，提供了一种二次电池，该二次电池包括：所述电极组件；壳体，具有内部空间，并且使电极组件在内部空间中容纳电解质溶液；以及盖板，结合到壳体的上部，用于密封壳体，该电极组件包括正极接线片附着到的正极板、负极接线片附着到的负极板以及置于正极板与负极板之间的隔膜，其中，正极板、隔膜和负极板在被层叠的同时被卷绕为使得正极接线片从电极组件的纵向上部突出预定的长度，负极接线片从电极组件的纵向下部突出预定长度，正极接线片和负极接线片位于与电极组件的剖面的半径的1/3与该半径的2/3之间的值对应的位置处，正极接线片的下部和负极接线片的上部彼此不叠置。
有益效果
如上所述，在根据本发明的电极组件和包括该电极组件的二次电池中，正极接线片和负极接线片在电极组件的剖面的半径的中心处大致在同一条线上对齐并且附着为在纵向方向上彼此不叠置，从而防止了卷绕圆度的降低。
另外，在根据本发明的电极组件和包括该电极组件的二次电池中，正极半涂覆部相邻于负极接线片相邻形成在正极板上并且其上没有形成正极接线片，从而防止在过充电期间锂的沉淀。
附图说明
图1a、图1b、图1c和图1d是根据本发明的实施例的二次电池的透视图、分解透视图、纵向剖视图和横向剖视图。
图2是示出图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的剖视图。
图3是示出图2中示出的电极组件被卷绕之后的状态的放大横向剖视图。
图4a至图4c是另外示出图3中示出的电极组件的横向剖视图中的正极接线片和负极接线片所附着到的位置的放大横向剖视图。
图5是示出图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。
图6是示出图5中示出的电极组件被卷绕之后的状态的局部放大横向剖视图。
图7是示出图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。
图8是示出图7中示出的电极组件被卷绕之后的状态的局部放大横向剖视图。
图9是示出图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。
图10是示出图9中示出的电极组件被卷绕之后的状态的局部放大横向剖视图。
具体实施方式
在下文中，将详细地描述本发明的优选实施例。本发明的各种实施例可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的示例实施例。而是，发明的这些示例实施例被提供为使得本发明将是彻底的和完整的，并且将把发明的发明构思传达给本领域技术人员。
另外，在附图中，为了简洁和清楚，夸大了各种组件的尺寸或厚度。同样的标号始终指同样的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和所有组合。另外，将理解的是，当元件A被称为“连接到”元件B时，元件A可以直接连接到元件B，或者可以存在中间元件C并且元件A和元件B彼此间接连接。
这里所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制发明。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是，术语“包含或包括”和/或其变型用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
将理解的是，尽管在这里可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层和或部分与另一构件、元件、区域、层和/或部分区分开。因此，例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分。
在这里可以使用空间相对术语，诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等，来描述如在附图中所示的一个元件或特征与另一(一些)元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语旨在包含装置在使用或操作中的除了在附图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。
图1a、图1b、图1c和图1d是根据本发明的实施例的二次电池100的透视图、分解透视图、纵向剖视图和横向剖视图。这里，纵向剖面是沿着长度方向截取的二次电池100的剖面，横向剖面是沿着二次电池100的卷绕方向截取的二次电池100的剖面。
如图1a、图1b、图1c和图1d中所示，根据本发明的二次电池100包括壳体110、容纳在壳体110中的组件120以及密封壳体110的顶部开口的盖组件130。
壳体110包括圆形的下部111和从下部111向上延伸预定长度的侧部112。这里，二次电池100被示出为圆柱形二次电池，但是本发明的方面不限于此。例如，棱柱形或袋型二次电池也可以应用于本发明。在二次电池100的制造期间，壳体110的上部处于打开状态。因此，电极组件120可以与用于组装二次电池100的电解质溶液一起被插入到壳体110中。壳体110可以由钢、钢合金、铝、铝合金或其等同物制成，但是本发明的方面不限于此。另外，为了防止或基本上防止电极组件120偏向外部，向内凹陷的卷边部(beading part)113可以形成在盖组件130的下部处，并且向内弯曲的压接部(crimping part)114可以形成在盖组件130的上部处。
电极组件120与电解质溶液一起被容纳在壳体110内。这里，电解质溶液是为了使锂离子能够在电极组件120的正极和负极之间移动而被注入的包含盐的有机溶液。电解质溶液可以包括作为锂盐(诸如LiPF6、LiBF4或LiClO4)和高纯度有机溶剂的混合物的非水有机电解质溶液，但是不限于此。
电极组件120包括涂覆有负极活性材料的负极板121、涂覆有正极活性材料的正极板122以及隔膜123，所述隔膜123置于负极板121与正极板122之间，并且在防止或基本上防止在负极板121与正极板122之间发生电短路的同时仅允许锂离子在负极板121与正极板122之间移动。负极板121、正极板122和隔膜123被卷绕成大致圆柱形构造。另外，向下突出一定长度(例如，预定长度)并延伸的负极接线片124可以附着到负极板121，向上突出预定长度并延伸的正极接线片125可以附着到正极板122，反之亦然。
另外，参照图2，示出了示出图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的剖视图。另外，参照图3，示出了图2中示出的电极组件被卷绕之后的状态的放大的横向剖视图。在下文中，将参照图2和图3详细地描述根据本发明的二次电池和电极组件的构造。
首先，电极组件120的负极板121包括负极集流板(也称为负极集流体)121a和负极涂覆层121b，负极集流板121a通过由铜(Cu)或镍(Ni)制成的板状金属箔形成，负极涂覆层121b在负极集流板121a的两个表面上由包括过渡金属氧化物的活性材料形成。负极板121可以包括附着到负极集流板121a的一个表面的负极接线片124。负极接线片124的一部分可以被焊接并附着到负极集流板121a，负极接线片124可以沿着电极组件120的长度方向向下突出预定长度。
另外，在负极接线片124所附着到的这一个表面上，负极集流板121a在相对侧处(即，在与卷绕方向“x”相同的侧处和在与该侧相对的侧处)包括没有形成负极涂覆层121b的第一负极未涂覆部121c。也就是说，负极接线片124被附着到负极板121的负极集流板121a的所述一个表面以与负极涂覆层121b间隔开。另外，在与负极接线片124所附着到的所述一个表面相对(或背对)的另一表面上，负极集流板121a还可以在与负极接线片124对应的区域处和在与形成有第一负极未涂覆部121c的区域对应的区域处包括不具有负极涂覆层121b的第二负极未涂覆部121d。
在卷绕的电极组件(以下简称为“卷绕电极组件”)120的剖面平面上，负极接线片124可以定位在与剖面半径r的1/3与剖面半径r的2/3之间的值对应的位置处，该剖面半径r与从卷绕中心“c”到最外部“o”的范围的长度对应。优选地，负极接线片124大致定位在卷绕电极组件120的剖面半径r的中心处。负极接线片124可以由铜或镍制成，但是本发明的方面不限于此。
首先，正极板122包括通过由铝(Al)制成的板状金属箔形成的正极集流板(也称为正极集流体)122a和涂覆在正极集流板122的两个表面上的由过渡金属氧化物制成的正极涂覆层122b。正极板122具有附着到正极集流板122a的一个表面的正极接线片125。正极接线片125的一部分可以被焊接并附着到正极集流板122a，正极接线片125可以沿着电极组件120的长度方向向上突出预定长度。
在卷绕电极组件120的剖面平面上，正极接线片125可以定位在与剖面半径r的1/3与剖面半径的2/3之间的值对应的位置处，该剖面半径r与从卷绕中心“c”到最外部“o”的范围的长度对应。优选地，正极接线片125大致定位在卷绕电极组件120的剖面半径r的中心处。另外，正极接线片125可以在卷绕电极组件120中定位在面对负极接线片124和隔膜123的表面上，但是本发明的方面不限于此。如图4a至图4c中所示，正极接线片125和负极接线片124可以在包括正极板122和负极板121的卷绕电极组件120中定位在同一面上或相对的表面上。这里，在同一方向上的表面表示在卷绕电极组件120中等同地面对最外部“o”的表面或者等同地面对卷绕中心“c”的表面。另外，在相反的方向上的表面可以表示在卷绕电极组件120中正极接线片125形成在面对最外部“o”的表面上的情况下负极接线片124形成在面对卷绕中心“c”的表面上，反之亦然。也就是说，本发明不将以箔型形成的正极板122和负极板121的相对表面的含义限于正极接线片125和负极接线片124所分别附着到的表面。
另外，正极接线片125和负极接线片124可以在卷绕电极组件120的长度方向上在同一条线上对齐。另外，正极接线片125和负极接线片124可以定位成在卷绕电极组件120的长度方向上彼此不叠置。也就是说，正极接线片125和负极接线片124可以在电极组件120的长度方向上定位在同一条线上，使得正极接线片125的下部和负极接线片124的上部彼此不叠置。这是出于防止或基本上防止电极组件120的卷绕圆度降低的目的，电极组件120的卷绕圆度降低可能在比正极板122和负极板121厚的正极接线片125和负极接线片124在电极组件120的长度方向上彼此叠置的情况下发生。正极接线片125可以在电极组件120中定位在以隔膜123为基准负极接线片124的外侧处。正极接线片125可以由铝制成，但是本发明的方面不限于此。
另外，在正极集流板122a的使正极接线片125附着到其的一个表面上，正极板122在相对侧处(即，在与卷绕方向“x”相同的侧处和在与该侧相对的侧处)包括不具有正极涂覆层122b的第一正极未涂覆部122c。也就是说，正极接线片125被附着到正极板122的正极集流板122a的所述一个表面以与正极涂覆层122b间隔开。另外，在与正极接线片125所附着到的所述一个表面相对(或背对)的另一表面上，正极板122还可以在与正极接线片125对应的区域处和与设置有第一正极未涂覆部122c的区域对应的区域处包括不具有正极涂覆层122b的第二正极未涂覆部122d。
另外，正极板122可以具有在与卷绕方向“x”相反的方向上进一步延伸的第二正极未涂覆部122d。也就是说，在正极集流板122a的所述另一表面上，正极板122还可以在没有形成正极涂覆层122b的位置处包括从正极接线片125所附着到的区域朝向卷绕方向“x”的相反侧(即，卷绕方向“x”的反方向)延伸预定长度的第二正极未涂覆部122d。在卷绕的正极板122中，第二正极未涂覆部122d优选地从正极接线片125所附着到的区域向卷绕中心“c”延伸一圈。在存在第二正极未涂覆部122d的情况下，正极板122可以包括从正极接线片125向卷绕方向“x”的反向侧延伸一圈的正极半涂覆部122e。这里，正极半涂覆部122e是指正极涂覆层122b形成在正极集流板122a的仅一个表面上。在图2和图3中，正极半涂覆部122e设置为使得正极涂覆层形成在正极接线片所附着到的一个表面上并且未涂覆层形成在与所述一个表面相对的另一表面上，反之亦然。
这里，在卷绕电极组件120中，正极半涂覆部122e设置在正极板122的这样的区域处：在内侧和外侧中正极接线片125没有形成在该区域中，并且该区域最靠近负极接线片124所附着到的负极板121。这里，内侧是指以负极板121为基准正极板的最靠近卷绕中心“c”的区域，外侧是指以负极板121为基准正极板的最靠近最外部“o”的区域。如此，正极板122在其与负极接线片124对应的区域处包括正极半涂覆部122e，从而防止在过充电期间锂的沉淀。
另外，电极组件120的负极接线片124可以被焊接到壳体110的下部111。因此，壳体110可以作为负极来工作。相反，正极接线片125可以被焊接到壳体110的下部111，在这种情况下，壳体110可以作为正极来工作。
此外，结合到壳体110并且具有形成在其中心处的第一孔126a和形成在其外部区域处的第二孔126b的第一绝缘板126可以置于电极组件120与下部111之间。第一绝缘板126可以防止电极组件120电接触壳体110的下部111。具体地，第一绝缘板126可以防止电极组件120的正极板122电接触壳体110的下部111。第一孔126a可以使由于二次电池100的异常而产生的大量气体能够迅速向上移动，第二孔126b可以使负极接线片124能够穿过第二孔126b并被焊接到壳体110的下部111。此外，电极组件120还可以包括成形为中空圆管的中心销(未示出)，从而使由于二次电池的异常而产生的大量气体能够容易地通过中心销的内部通道被排出。
另外，第二绝缘板127可以置于电极组件120与盖组件130之间，第二绝缘板127结合到壳体110并且包括形成在其中心处的第一孔127a和形成在其外部区域处的多个第二孔127b。第二绝缘板127可以防止电极组件120电接触盖组件130。具体地，第二绝缘板127可以防止电极组件120的负极板121电接触盖组件130。第一孔127a可以使由于二次电池的异常而产生的大量气体能够迅速向盖组件130移动，多个第二孔127b中的正极接线片125可以通过的一些可以使正极接线片125能够被焊接到盖组件130。另外，一些其它的第二孔127b可以在注入电解质溶液的同时使电解质溶液能够迅速流入到电极组件120中。电解质溶液可以用作在充电和放电期间通过在二次电池100的正极板和负极板处发生的电化学反应产生的锂离子的移动介质。
盖组件130包括：顶盖131，包括形成在其中的多个通孔131d；安全板133，安装在顶盖131下方；连接环135，安装在安全板133下方；底盖136，结合到连接环135并且包括形成在其中的第一通孔136a和第二通孔136b；子板137，固定到底盖136的下部并且电连接到正极接线片125；以及绝缘垫圈138，使顶盖131、安全板133、连接环135和顶盖136与壳体110的侧部112绝缘。
这里，绝缘垫圈138被压缩在形成在壳体110的大致侧部处的卷边部113与压接部114之间。另外，形成在顶盖131中的通孔131d和形成在底盖136中的通孔136b可以起到当在壳体110中产生异常内部电压时将内部气体排放到外部的功能。安全板133首先因内部电压向上翻转以与子板137电断开，然后破裂以将内部气体释放到外部。
参照图5，示出了图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。另外，参照图6，示出了示出图5中示出的电极组件被卷绕之后的状态的局部放大横向剖视图。
如上所述，图5和图6中示出的二次电池的壳体110、电极组件220的负极板121、电极组件220的隔膜123以及盖组件130可以与图1a、图1b和图1d中示出的那些相同。因此，下面的描述将参照图1a、图1b和图1d与图5和图6集中在二次电池的正极板122的构造。
正极板122包括通过由铝(Al)制成的板状金属箔形成的正极集流板122a以及涂覆在正极集流板122a的两个表面上的由包括过渡金属氧化物的活性材料形成的正极涂覆层122b。这里，正极板122可以使正极接线片125附着到正极集流板122a的一个表面。正极接线片125的一部分可以被焊接并附着到正极集流板122a，并且正极接线片125可以沿着电极组件220的长度方向向上突出预定长度。
正极接线片125可以大致定位在卷绕电极组件220的剖面半径r的中心处。在实施例中，正极接线片125可以在卷绕电极组件220中与负极接线片124和隔膜123定位在同一位置处以彼此面对，但是本发明的方面不限于此。如4a至图4c中所示，正极接线片125和负极接线片124可以在包括正极板122和负极板121的卷绕电极组件120中定位在沿相同的方向或相反的方向的表面上。也就是说，本发明不将以箔型形成的正极板122和负极板121的相对表面的含义限于正极接线片125和负极接线片124所附着到的表面。
在另一实施例中，正极接线片125和负极接线片124可以在卷绕电极组件220的长度方向上对齐在同一条线上。另外，正极接线片125和负极接线片124可以定位成在卷绕电极组件220中沿长度方向彼此不叠置。也就是说，正极接线片125和负极接线片124可以在卷绕电极组件220的长度方向上定位在同一条线上，使得正极接线片125的下部和负极接线片124的上部彼此不叠置。这是出于防止或基本上防止电极组件220的卷绕圆度降低的目的，电极组件220的卷绕圆度降低可能在比正极板122和负极板121厚的正极接线片125和负极接线片124在电极组件220的长度方向上彼此叠置的情况下发生。正极接线片125可以在卷绕电极组件220中定位在以隔膜123为基准正极板122的定位在负极接线片124的外侧处的区域处。正极接线片125可以由铝制成，但是本发明的方面不限于此。
另外，在正极集流板122a的使正极接线片125附着到其的一个表面上，正极板122在相对侧处(即，在与卷绕方向“x”相同的侧处以及在与其相对的侧处)包括不具有正极涂覆层122b的第一正极未涂覆部122c。也就是说，正极接线片125被附着到正极板122的正极集流板122a的所述一个表面上以与正极涂覆层122b间隔开。另外，在与正极接线片125所附着到的所述一个表面背对的另一表面上，正极板122还可以在与正极接线片125对应的区域处和与设置有第一正极未涂覆部122c的区域对应的区域处包括不具有正极涂覆层122b的第二正极未涂覆部122d。
另外，在卷绕电极组件220中，正极半涂覆部222e设置于在内侧和外侧处没有设置正极接线片125并且最靠近使负极接线片124附着到其的负极板121的正极板122上。这里，正极半涂覆部222e是指正极涂覆层122b仅形成在正极集流板122a的一个表面上并且未涂覆层形成在与所述一个表面背对的另一表面上。正极半涂覆部222e在卷绕电极组件220中设置在正极板122的定位在内侧处的区域中，该区域最靠近使负极接线片124附着到其的负极板121。
这里，内侧是指以负极板121为基准正极板122的与卷绕中心“c”位于同一方向上的区域，外侧是指以负极板121为基准正极板的与最外部“o”在同一方向上的区域。另外，正极半涂覆部222e可以形成为具有与其长度方向垂直的比第一负极未涂覆部121c或第二负极未涂覆部121d的纵向宽度大的纵向宽度。这是出于防止在电极组件220被卷绕时正极接线片125、负极接线片124和正极半涂覆部222e未对齐的目的。
另外，在图5和图6中示出的正极半涂覆部222e中，正极半涂覆部222e形成在正极接线片125所附着到的一个表面上，未涂覆部形成在另一表面上，反之亦然。如此，正极板122在其与负极接线片124对应的区域处建立正极半涂覆部222e，从而防止锂在过充电期间的沉淀。
参照图7，示出了示出图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。另外，参照图8，示出了示出图7中示出的电极组件被卷绕之后的状态的局部放大横向剖视图。
如上所述，在图7和图8中示出的二次电池的壳体110、电极组件320的负极板121、电极组件320的隔膜123以及盖组件130可以与图1a、图1b和图1d中示出的那些相同。因此，下面的描述将参照图1a、图1b和图1d与图7和图8集中在二次电池的电极组件320的正极板122的构造。
正极板122包括通过由铝(Al)制成的板状金属箔形成的正极集流板122a以及涂覆在正极集流板122a的两个表面上的由包括过渡金属氧化物的活性材料形成的正极涂覆层122b。这里，正极板122可以使正极接线片125附着到正极集流板122a的一个表面。正极接线片125的一部分可以被焊接并附着到正极集流板122a，并且正极接线片125可以沿着电极组件320的长度方向向上突出预定长度。
正极接线片125可以大致定位在卷绕电极组件320的剖面半径r的中心处。在实施例中，正极接线片125可以在卷绕电极组件320中定位在与负极接线片124和隔膜123相同的位置处以彼此面对，但是本发明的方面不限于此。如图4a至图4c中所示，正极接线片125和负极接线片124可以在包括正极板122和负极板121的卷绕电极组件320中位于同一表面上或相对的表面上。也就是说，本发明不将以箔型形成的正极板122和负极板121的相对表面的含义限于正极接线片125和负极接线片124所附着到的表面。
在另一实施例中，正极接线片125和负极接线片124可以在卷绕电极组件320的长度方向上在同一条线上对齐。另外，正极接线片125和负极接线片124可以定位成在卷绕电极组件320的长度方向上彼此不叠置。也就是说，正极接线片125和负极接线片124可以在卷绕电极组件320的长度方向上位于同一条线上，使得正极接线片125的下部和负极接线片124的上部彼此不叠置。这是出于防止或基本上防止电极组件320的卷绕圆度降低的目的，电极组件320的卷绕圆度降低可能在比正极板122和负极板121厚的正极接线片125和负极接线片124在电极组件320的长度方向上彼此叠置的情况下发生。在电极组件320中，正极接线片125可以基于隔膜123在负极接线片124所附着到的一部分处位于负极板121的内侧处。正极接线片125可以由铝制成，但是本发明的方面不限于此。
另外，在正极集流板122a的使正极接线片125附着到其的一个表面上，正极板122在相对侧处(即，在与卷绕方向“x”相同的侧处及在与其相对的侧处)包括没有形成正极涂覆层122b的第一正极未涂覆部122c。也就是说，正极接线片125被附着到正极板122的正极集流板122a的所述一个表面以与正极涂覆层122b间隔开。另外，在与正极接线片125所附着到的所述一个表面相对的另一表面上，正极板122还可以在与正极接线片125对应的区域处以及与形成有第一正极未涂覆部122c的区域对应的区域处包括没有正极涂覆层122b的第二正极未涂覆部122d。
另外，正极板122被构造为使得第二正极未涂覆部122d向卷绕方向“x”延伸得更多。也就是说，正极板122还可以在正极集流板122a的所述另一表面上包括不具有正极涂覆层122b的、从正极接线片125所附着到的区域在卷绕方向“x”上延伸预定长度的第二正极未涂覆部122d。优选地，第二正极未涂覆部122d从卷绕的正极板122的与正极接线片125所附着到的区域对应的区域朝向最外部“o”延伸一圈。在存在第二正极未涂覆部122d的情况下，正极板122可以包括从正极接线片125向卷绕方向“x”的反向侧延伸一圈的正极半涂覆部322e。这里，正极半涂覆部322e是指正极涂覆层122b形成在正极集流板122a的仅一个表面上。在图7和图8中示出的正极半涂覆部322e中，正极涂覆层122b形成在正极接线片125所附着到的一个表面上，并且未涂覆部形成在与所述一个表面相对的另一表面上，反之亦然。
这里，在卷绕电极组件320中，正极半涂覆部322e设置于在内侧和外侧处没有形成正极接线片125的正极板122处，并且该位置最靠近使负极接线片124附着到的负极板121。这里，内侧是指以负极板121为基准与卷绕中心“c”沿同一方向定位的正极板，外侧是指以负极板121为基准与最外部“o”沿同一方向定位的正极板。如此，正极板122包括设置在其与负极接线片124对应的区域处的正极半涂覆部322e，从而防止过充电期间锂的沉淀。
参照图9，示出了示出图1a至图1d中示出的二次电池的电极组件被卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。另外，参照图10，示出了图9中示出的电极组件被卷绕之后的状态的局部放大横向剖视图。
如上所述，图9和图10中示出的二次电池的壳体110、电极组件420的负极板121、电极组件420的隔膜123以及盖组件130可以与图1a、图1b和图1d中示出的二次电池100的那些相同。因此，下面的描述将参照图1a、图1b和图1d与图9和图10集中在二次电池的电极组件420的正极板122的构造。
正极板122包括通过由铝(Al)制成的板状金属箔形成的正极集流板122a以及涂覆在正极集流板122a的两个表面上的由包括过渡金属氧化物的活性材料形成的正极涂覆层122b。正极板122可以使正极接线片125附着到正极集流板122a的一个表面。正极接线片125的一部分可以被焊接并附着到正极集流板122a，并且正极接线片125可以沿着电极组件420的长度方向向上突出预定长度。
正极接线片125可以大致定位在卷绕电极组件420的剖面半径r的中心处。另外，正极接线片125可以在卷绕电极组件420中与负极接线片124和隔膜123定位在相同的位置处以彼此面对，但是本发明的方面不限于此。如图4a至图4c中所示，正极接线片125和负极接线片124可以在包括正极板122和负极板121的卷绕电极组件420中定位在同一表面上或相对的表面上，但是本发明的方面不限于此。也就是说，本发明不将以箔状形成的正极板122和负极板121的相对表面的含义局限于正极接线片125和负极接线片124所附着到的表面。
另外，正极接线片125和负极接线片124可以在卷绕电极组件420的长度方向上在同一条线上对齐。可选地，正极接线片125和负极接线片124可以定位为在卷绕电极组件420的长度方向上彼此不叠置。这是出于防止或基本上防止电极组件420的卷绕圆度降低的目的，电极组件420的卷绕圆度降低可能出现在比正极板122和负极板121厚的正极接线片125和负极接线片124在电极组件420的长度方向上彼此叠置的情况下。在电极组件420中，以隔膜123为基准正极接线片125可以定位在负极板121的定位在负极接线片124所附着到的部分处的内侧处。正极接线片125可以由铝制成，但是本发明的方面不限于此。
另外，在正极集流板122a的使正极接线片125附着到的一个表面上，正极板122包括形成在相对侧处(即，在与卷绕方向“x”相同的侧处以及在与之相对的侧处)的没有正极涂覆层122b的第一正极未涂覆部122c。也就是说，正极接线片125被附着到正极板122的正极集流板122a的一个表面以与正极涂覆层122b间隔开。另外，正极板122还可以在与正极接线片125所附着到的所述一个表面相对的另一表面上包括位于与正极接线片125对应的区域和与形成有第一正极未涂覆部122c的区域对应的区域处的没有正极涂覆层122b的第二正极未涂覆部122d。
另外，在卷绕电极组件420中，正极半涂覆部422e设置在其中正极接线片125没有定位在内侧和外侧处的正极板122处，并且该位置最靠近负极接线片124附着到的负极板121。这里，正极半涂覆部422e，是指正极涂覆层122b形成在正极集流板122a的仅一个表面上，未涂覆层形成在与所述一个表面相对的另一表面上。正极半涂覆部422e在卷绕电极组件420中设置在定位在与负极接线片124附着到的负极板121最靠近的最外侧处的正极板122处。
这里，内侧是指以负极板121为基准与卷绕中心“c”定位在同一方向上的正极板，外侧是指以负极板121为基准与最外部“o”定位在同一方向上的正极板。另外，正极半涂覆部422e可以形成为具有与其长度方向垂直的纵向宽度，该纵向宽度比第一负极未涂覆部121c或第二负极未涂覆部121d的纵向宽度大。这是出于防止在电极组件420被卷绕时正极接线片125、负极接线片124和正极半涂覆部422e没有对齐的目的。
另外，在图9和图10中，设置正极半涂覆部422e，使得正极涂覆层122b形成在正极接线片所附着到的一个表面上并且未涂覆层形成在与所述一个表面相对的另一表面上，反之亦然。如此，正极板122包括形成在与负极接线片124对应的区域处的正极半涂覆部422e，从而防止在二次电池的过充电期间锂的沉淀。

Claims (11)

1.一种电极组件，所述电极组件包括：
正极板，正极接线片附着到正极板；
负极板，负极接线片附着到负极板；以及
隔膜，置于正极板与负极板之间，
其中，正极板、隔膜和负极板在被层叠的同时被卷绕为使得正极接线片从电极组件的纵向上部突出预定长度，负极接线片从电极组件的纵向下部突出预定长度。
正极接线片和负极接线片位于与电极组件的剖面的半径的1/3和所述半径的2/3之间的值对应的位置处，并且
正极接线片的下部和负极接线片的上部彼此不叠置。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，正极接线片和负极接线片在电极组件的长度方向上对齐在同一条线上，并且定位在以隔膜为基准彼此最靠近的正极板和负极板处。
3.根据权利要求2所述的电极组件，其中，正极半涂覆部设置在正极板的外部区域处，在所述外部区域中以隔膜为基准正极接线片定位在负极接线片的内侧处，并且以隔膜为基准所述外部区域最靠近负极接线片，正极半涂覆部具有形成在正极板的正极集流体的仅一个表面上的正极涂覆层和形成在与所述一个表面相对的另一表面上的未涂覆层。
4.根据权利要求3所述的电极组件，其中，正极板包括：第一正极未涂覆部，形成在正极集流体的一个表面上并且不具有正极涂覆层，正极接线片附着到第一正极未涂覆部；以及第二正极未涂覆部，在与正极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一正极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有正极涂覆层，其中，第二正极未涂覆部从正极接线片向外延伸一圈，因此形成所述正极半涂覆部。
5.根据权利要求3所述的电极组件，其中，负极板包括：第一负极未涂覆部，形成在负极集流体的一个表面上并且不具有负极涂覆层，负极接线片附着到第一负极未涂覆部；以及第二负极未涂覆部，在与负极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一负极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有负极涂覆层，其中，正极半涂覆部具有比第一负极未涂覆部的纵向宽度大的纵向宽度，正极半涂覆部的纵向宽度与正极半涂覆部的纵向方向垂直。
6.根据权利要求3所述的电极组件，其中，正极板包括：第一正极未涂覆部，形成在正极集流体的一个表面上并且不具有正极涂覆层，正极接线片附着到第一正极未涂覆部；以及第二正极未涂覆部，在与正极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一正极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有正极涂覆层，其中，第一正极未涂覆部从正极接线片向外侧延伸一圈，因此形成所述正极半涂覆部。
7.根据权利要求2所述的电极组件，其中，正极半涂覆部设置在正极板的内部区域处，在所述内部区域中以隔膜为基准正极接线片定位在负极接线片的内侧处，并且以隔膜为基准所述内部区域最靠近负极接线片，正极半涂覆部具有形成在正极板的正极集流体的仅一个表面上的正极涂覆层和形成在与所述一个表面相对的另一表面上的未涂覆层。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其中，正极板包括：第一正极未涂覆部，形成在正极集流体的一个表面上并且不具有正极涂覆层，正极接线片附着到第一正极未涂覆部；以及第二正极未涂覆部，在与正极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一正极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有正极涂覆层，其中，第二正极未涂覆部从正极接线片向内延伸一圈，因此形成所述正极半涂覆部。
9.根据权利要求7所述的电极组件，其中，负极板包括：第一负极未涂覆部，形成在负极集流体的一个表面上并且不具有负极涂覆层，负极接线片附着到第一负极未涂覆部；以及第二负极未涂覆部，在与负极集流体的所述一个表面相对的另一表面上形成在与形成有第一负极未涂覆部的区域对应的区域处并且不具有负极涂覆层，其中，正极半涂覆部具有比第一负极未涂覆部的纵向宽度大的纵向宽度，正极半涂覆部的纵向宽度与正极半涂覆部的纵向方向垂直。
10.根据权利要求1所述的电极组件，其中，正极接线片和负极接线片定位在电极组件的所述剖面的半径的中心处。
11.一种二次电池，所述二次电池包括：
根据权利要求1所述的电极组件；
壳体，具有内部空间，并且使电极组件在所述内部空间中容纳电解质溶液；以及
盖板，结合到壳体的上部，用于密封壳体。
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