CN111512486A - 六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池模块 - Google Patents

六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN111512486A
CN111512486A CN201980006674.3A CN201980006674A CN111512486A CN 111512486 A CN111512486 A CN 111512486A CN 201980006674 A CN201980006674 A CN 201980006674A CN 111512486 A CN111512486 A CN 111512486A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
active material
electrode active
battery cell
material blocks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980006674.3A
Other languages
English (en)
Inventor
朴旻熙
柳荷那
河宗秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lg Energy Solution
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of CN111512486A publication Critical patent/CN111512486A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/045—Cells or batteries with folded plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

根据本发明的一个实施方式的电池单元包括：电极组件，该电极组件具有中空结构，其中，在该中空结构的中央部分中形成有六角棱柱形孔，并且该电极组件具有六角棱柱形外观；以及单元外壳，该单元外壳容纳电极组件并且具有六角棱柱形外观。

Description

六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池 模块
技术领域
本公开涉及六角棱柱形电池单元和用于制造该六角棱柱形电池单元的方法及包括该六角棱柱形电池单元的电池模块。更具体的，本公开涉及使用以下电极组件制造的六角棱柱形电池单元：该电极组件具有通过将电极活性材料以预定的间隔装载到电极集电器上来防止电极活性材料在六角棱柱的棱边处损坏的结构，并且本公开涉及用于制造该六角棱柱形电池单元的方法以及包括该六角棱柱形电池单元的电池模块。本申请要求于2018年9月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0106083的权益，该韩国专利申请的全部公开内容在此通过参引并入本文。
背景技术
在包括电池单元的电池模块的制造中，使用圆柱形电池单元使相邻的电池单元之间的空的空间增加，从而导致低的能量密度。
另外，当出于冷却的目的在电池单元之间插置有冷却板时，电池单元与冷却板之间的接触区域由于圆柱形电池单元的侧部的形状而很窄，从而导致低的冷却效率。
可以通过使圆柱形电池单元的底部表面与冷却板接触而使接触区域增加一点，但是在这种情况下，将从电池单元的中央产生的热传递至底部会花费很长时间，从而导致低效率冷却。
当电池单元被制造为六角棱柱的形状时，可以去除电池单元之间的空的空间或者使电池单元之间的空的空间最小化。为了制造六角棱柱形电池单元，期望的是将六角棱柱形电极组件容纳在六角棱柱形单元外壳中，因为通过该单元外壳增大了能量密度并且提高了冷却效率。
然而，如果使用包括连续地装载在电极集电器上的电极活性材料的常规电极来制造六角棱柱形电极组件，在弯折电极时，电极活性材料在电极弯折处的六角棱柱的棱边处也弯折，并且在电极活性材料中会发生开裂或剥落现象，从而导致电池单元和电池模块的劣化。
因此，需要开发一种用于在呈六角棱柱形状的电池单元的制造中防止电极活性材料的损坏和/或分离的技术。
发明内容
技术问题
本公开被设计成解决上述问题，并且因此本公开涉及提供一种呈六角棱柱形的电池单元，从而在包装电池单元以制造电池模块时增加能量密度。
本公开还涉及提供一种用于制造六角棱柱形电池单元的六角棱柱形电极组件，该六角棱柱形电极组件具有用于防止电极活性材料在六角棱柱的棱边处损坏和/或分离的结构。
然而，要解决的技术问题不限于上述问题，并且本文中未提及的其他问题将由本领域技术人员通过以下详细描述清楚地理解。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的实施方式的电池单元包括：电极组件，该电极组件具有中空结构，该中空结构在中央处具有六角棱柱形孔，其中，电极组件的外部呈六角棱柱形状；以及单元外壳，电极组件被容纳在该单元外壳中，其中，该单元外壳的外部呈六角棱柱形状。
电极组件可以包括：第一电极，该第一电极包括第一电极集电器和第一电极活性材料块，该第一电极活性材料块以预定的间隔不连续地涂覆在第一电极集电器上；第二电极，该第二电极包括第二电极集电器和第二电极活性材料块，该第二电极活性材料块以预定的间隔不连续地涂覆在第二电极集电器上；以及分隔件，该分隔件插置在第一电极与第二电极之间。
第一电极可以在相邻的第一电极活性材料块之间的每个第一未涂覆区域处弯折，并且第二电极可以在相邻的第二电极活性材料块之间的每个第二未涂覆区域处弯折。
随着第一电极活性材料块和第二电极活性材料块距电极组件的横截面的中心越远，第一电极活性材料块和第二电极活性材料块可以越长。
在电极组件的最外表面与单元外壳的内表面之间可以插置分隔件。
为了实现上述目的，根据本公开的实施方式的用于制造电池单元的方法包括：通过在第一电极集电器的至少一个表面上以预定的间隔不连续地形成第一电极活性材料块来制备第一电极；通过在第二电极集电器的至少一个表面上以预定的间隔不连续地形成第二电极活性材料块来制备第二电极；形成堆叠结构，该堆叠结构包括第一电极、第二电极和插置在第一电极与第二电极之间的分隔件；将堆叠结构卷绕成使得电极组件的外部呈六角棱柱形；以及将卷绕的电极组件容纳在外壳中。
当从卷绕的起始点以顺序次序六个第一电极活性材料块形成一个组时，属于同一组的第一电极活性材料块的长度可以相等，并且属于距卷绕的起始点更远的组的第一电极活性材料块可以更长。
当从卷绕的起始点以顺序次序六个第二电极活性材料块形成一个组时，属于同一组的第二电极活性材料块的长度可以相等，并且属于距卷绕的起始点更远的组的第二电极活性材料块可以更长。
卷绕堆叠结构的步骤可以包括使堆叠结构相对于第一未涂覆区域和第二未涂覆区域弯折，该第一未涂覆区域位于不连续地形成的第一电极活性材料块之间，该第二未涂覆区域位于第二电极活性材料块之间。
为了实现上述目的，根据本公开的实施方式的电池模块包括：单元组件，该单元组件包括多个根据本公开的实施方式的电池单元；以及冷却板，该冷却板插置在相邻的电池单元的相对表面之间。
有益效果
根据本公开的一方面，由于电池模块通过包装六角棱柱形电池单元来制造，因此增加了电池模块的能量密度。
根据本公开的另一方面，由于用于制造六角棱柱形电池单元的电极组件被制造成六角棱柱形状，因此防止了电极活性材料在六角棱柱的棱边处的损坏和/或分离。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并且附图与以下详细描述一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解。然而，本公开不应被解释为局限于附图。
图1是示出了根据本公开的实施方式的电池模块的平面图。
图2是示出了根据本公开的实施方式的电池单元的示图。
图3是示出了应用于根据本公开的实施方式的电池单元的电极组件的示图。
图4是示出了图3中示出的电极组件的平面图。
图5是图4中的部分E的放大视图。
图6是示出了根据本公开的实施方式的制造电池单元的过程的示图。
图7是示出了应用于本公开的电极组件中的展开的第一电极的示图。
图8是示出了应用于本公开的电极组件中的展开的第二电极的示图。
图9是示出了对包括分隔件、第一电极和第二电极的堆叠结构进行卷绕的过程的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本公开的优选实施方式进行详细描述。在描述之前，说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于普通含义和字典含义，而是应当在允许发明人为了最佳说明而适当定义术语的原理的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和构思来理解。因此，本文中描述的实施方式和附图中示出的示图仅是本公开的最优选实施方式，但非旨在全面描述本公开的技术方面，所以应当理解的是，在提交本申请时，可以对本申请进行其他等同替换和修改。
首先，参照图1和图2，将描述根据本公开的实施方式的电池模块和电池单元100。
图1是示出了根据本公开的实施方式的电池模块的平面图，并且图2是示出了根据本公开的实施方式的电池单元的示图。
参照图1和图2，根据本公开的实施方式的电池模块包括多个电池单元100和至少一个冷却板200。
电池单元100呈大致六角棱柱形状，并且因此电池单元100在从顶部观察时具有大致正六边形形状。
由于根据本公开的实施方式的电池单元100呈六角棱柱形状，因此可以在包装多个电池单元100时去除相邻的电池单元100之间的空的空间或使相邻的电池单元100之间的空的空间最小化。
即，电池模块的多个电池单元100中的每个电池单元具有六个侧面，并且可以包装成使得一个电池单元100的所有六个侧面均与相邻的电池单元100接触。因此，使用根据本公开的六角棱柱形电池单元100制造电池模块在能量密度方面非常有利。
冷却板200可以插置在相邻的电池单元100的相对的表面之间，并且可以由金属材料制成以用于有效的热传递。冷却板200可以从电池模块的一侧延伸至另一侧，并且可以弯折以符合电池单元100的形状，该电池单元100在平面上观察时具有大致正六边形形状。
即，冷却板200与电池单元100的侧面形成表面对表面的接触，并且冷却板200在与电池单元100的侧面上的棱边相对应的位置处弯折，以使冷却板200与电池单元100之间的接触区域最大化。
接着，参照图3和图2，将描述根据本公开的实施方式的电池单元100的示意性结构。
图3是示出了应用于根据本公开的实施方式的电池单元的电极组件的示图。
参照图3和图2，电池单元100包括电极组件10和单元外壳20，电极组件10被容纳在单元外壳20中。
如上所述，由于根据本公开的电池单元100呈大致六角棱柱形状，因此对于这种形状，单元外壳20也呈大致六角棱柱形状，并且具有用于容纳电极组件10的空的内部空间。此外，电极组件10具有与单元外壳20的尺寸匹配的尺寸，并且以与单元外壳20相同的方式呈大致六角棱柱形状。
如上所述，根据本公开的实施方式的电池单元100包括六角棱柱形单元外壳20和被容纳在单元外壳20中的六角棱柱形电极组件10。由于电极组件10呈六角棱柱形状，因此可以使容纳在单元外壳20中的电极组件10的体积最大化，并且因此使电池单元100的能量密度最大化。
电极组件10包括具有孔H的中空结构，该孔H呈大致六角棱柱形状并在中央处从上表面穿过电极组件10至下表面。中空结构通过将包括第一电极12、第二电极13和插置在第一电极12与第二电极13之间的分隔件11的堆叠结构卷绕成六角棱柱形状而形成。
单元外壳20可以由金属材料制成以保持形状并且确保强度，并且在这种情况下，可以在电极组件10的最外侧卷绕有附加的分隔件11以防止由电极12、13和单元外壳20之间的接触造成的短路。
在本公开中，第一电极12可以是正电极并且第二电极13可以是负电极，并且相反地，第一电极12可以是负电极并且第二电极13可以是正电极。
接着，参照图4和图5，将对应用于根据本公开的实施方式的电池单元100的电极组件10的详细结构和电极组件10的制造方法进行描述。
图4是示出了图3中示出的电极组件的平面图，并且图5是图4中的部分E的放大视图。
参照图4和图5，电极组件10包括第一电极12、第二电极13和插置在第一电极12与第二电极13之间的分隔件11。另外，电极组件10还可以包括如上所述的卷绕在最外层上的附加的分隔件11。
电极组件10基于从顶部观察的平面图具有大致正六边形形状，并且该正六边形形状通过将堆叠结构沿着纵向方向以预定的间隔弯折而获得，该堆叠结构通过堆叠电极12、13和分隔件11形成。即，在电极组件10中，堆叠结构沿着纵向方向以预定的间隔朝向卷绕的中心C以大致60°的角度弯折。
第一电极12包括第一电极集电器12a和第一电极活性材料块12b，该第一电极活性材料块12b由涂覆在第一电极集电器12a的至少一个表面上的第一电极活性材料形成。第一电极活性材料块12b沿着第一电极集电器12a的纵向方向以预定的间隔不连续地涂覆。因此，在相邻的第一电极活性材料块12b之间，存在第一未涂覆区域F1或未涂覆第一电极活性材料的区域。
当卷绕堆叠结构时，弯折发生在第一未涂覆区域F1处。即，第一未涂覆区域F1与六角棱柱形电极组件10中的六角棱柱的棱边相对应。
同样地，第二电极13包括第二电极集电器13a和第二电极活性材料块13b，该第二电极活性材料块13b由涂覆在第二电极集电器13a的至少一个表面上的第二电极活性材料形成。第二电极活性材料块13b沿着第二电极集电器13a的纵向方向以预定的间隔不连续地涂覆。因此，在相邻的第二电极活性材料块13b之间，存在第二未涂覆区域F2或未涂覆第二电极活性材料的区域。
当卷绕堆叠结构时，弯折发生在第二未涂覆区域F2处。即，第二未涂覆区域F2与六角棱柱形电极组件10中的六角棱柱的棱边相对应。
如上所述，电极组件10通过对堆叠结构的第一电极12和第二电极13的未涂覆区域F1、F2进行弯折而呈六角棱柱形状，并且弯折不会发生在电极活性材料块12b、13b上，由此防止电极活性材料的损坏和分离。
当对包括以顺序次序堆叠的第一电极/分隔件/第二电极的堆叠结构进行卷绕使得堆叠结构以预定的间隔朝向卷绕的中心弯折以形成呈六角棱柱形状的电极组件时，如果电极活性材料存在于发生弯折的区域处，则在电极活性材料中可能会发生诸如开裂之类的损坏，或者可能会使电极活性材料的至少一部分分离。
为了防止这种问题，本公开在电极集电器上不连续地涂覆电极活性材料，并且代替地，不连续地涂覆电极活性材料从而以预定的间隔形成未涂覆区域，并且使堆叠结构在未涂覆区域处弯折，使得未涂覆区域变成六角棱柱的棱边。
第一电极集电器12a可以是正电极集电器并且第二电极集电器13a可以是负电极集电器，并且相反地，第一电极集电器12a可以是负电极集电器并且第二电极集电器13a可以是正电极集电器。
同样地，第一电极活性材料块12b可以是正电极活性材料块并且第二电极活性材料快13b可以是负电极活性材料块，并且相反地，第一电极活性材料块12b可以是负电极活性材料块并且第二电极活性材料快13b可以是正电极活性材料块。
接着，参照图6至图9，将对根据本公开的实施方式的用于制造电池单元10的方法进行描述。
图6是示出了根据本公开的实施方式的制造电池单元10的过程的示图。此外，图7是示出了应用于本公开的电极组件中的展开的第一电极的示图，图8是示出了应用于本公开的电极组件中的展开的第二电极的示图，并且图9是示出了对包括分隔件、第一电极和第二电极的堆叠结构进行卷绕的过程的示图。
首先，参照图6，根据本公开的实施方式的用于制造电池单元的方法包括：制备第一电极12；制备第二电极13；形成包括第一电极12、第二电极13和插置在第一电极12与第二电极13之间的分隔件11的堆叠结构；卷绕堆叠结构；以及将电极组件10容纳在外壳20中的装壳步骤。
参照图7，在制备第一电极的步骤中，第一电极活性材料被不连续地涂覆在第一电极集电器12a的一个表面或两个表面上以形成多个第一电极活性材料块12b。
多个第一电极活性材料块12b可以被分组以从第一电极集电器12a的纵向方向的一侧(卷绕开始处)至另一侧按顺序次序以每六个第一电极活性材料块12b形成一组。在这种情况下，属于同一组的第一电极活性材料块12b形成为具有相等的长度。此外，属于距卷绕的起始点更远的组的第一电极活性材料块12b更长。
例如，当第一电极活性材料块12b被分成N组时，属于第二组G2的第一电极活性材料块12b的长度A2比属于第一组G1的第一电极活性材料块12b的长度A1长，并且属于第N组GN的第一电极活性材料块12b的长度AN是最长的。
这是因为在电极组件10中，第一组的六个第一电极活性材料块12b形成最里面的六角棱柱，第二组的六个第一电极活性材料块12b形成围绕最里面的六角棱柱的六角棱柱，并且第N组的六个第一电极活性材料块12b形成最外面的六角棱柱。
相邻的第一电极活性材料块12b之间的距离D1、D2、DN可以在同一组内相等，并且可以在不同组之间不同。即，距卷绕的起始点更远的组可以具有更宽的未涂覆区域F1。例如，形成在属于第二组G2的第一电极活性材料块12b之间的未涂覆区域F1的宽度D2可以大于形成在属于第一组G1的第一电极活性材料块12b之间的未涂覆区域F1的宽度D1，并且形成在属于第N组GN的第一电极活性材料块12b之间的未涂覆区域F1的宽度DN可以是最大的。
参照图8，在制备第二电极的步骤中，第二电极活性材料被不连续地涂覆在第二电极集电器13a的一个表面或两个表面上以形成多个第二电极活性材料块13b。
多个第二电极活性材料块13b可以被分组以从第二电极集电器13a的纵向方向的一侧(卷绕开始处)至另一侧按顺序次序以每六个第二电极活性材料块形成一组。在这种情况下，属于同一组的第二电极活性材料块13b形成为具有相等的长度。此外，属于距卷绕的起始点更远的组的第二电极活性材料块13b更长。
例如，当第二电极活性材料块13b被分成N组时，属于第二组G’2的第二电极活性材料块13b的长度B2比属于第一组G’1的第二电极活性材料块13b的长度B1长，并且属于第N组G’N的第二电极活性材料块13b的长度BN是最长的。
这是因为在电极组件10中，第一组的六个第二电极活性材料块13b形成最里面的六角棱柱，第二组的六个第二电极活性材料块13b形成围绕最里面的六角棱柱的六角棱柱，并且第N组的六个第二电极活性材料块13b形成最外面的六角棱柱。
相邻的第二电极活性材料块13b之间的距离D1、D2、DN可以在同一组内相等，并且可以在不同组之间不同。即，距卷绕的起始点更远的组可以具有更宽的未涂覆区域F2。例如，形成在属于第二组G’2的第二电极活性材料块13b之间的未涂覆区域F2的宽度D2可以大于形成在属于第一组G’1的第二电极活性材料块13b之间的未涂覆区域F2的宽度D1，并且形成在属于第N组G’N的第二电极活性材料块13b之间的未涂覆区域F2的宽度DN是最大的。
在形成堆叠结构的步骤中，第一电极12/分隔件11/第二电极13以顺序次序堆叠以形成使分隔件11插置在第一电极12与第二电极13之间的堆叠结构。
形成堆叠结构的步骤还可以包括将附加的分隔件11安置在第一电极12的外表面上和/或第二电极13的外表面上。即，通过形成堆叠结构的步骤制备的堆叠结构可以具有分隔件11/第一电极12/分隔件11/第二电极13/分隔件11的顺序堆叠、或第一电极12/分隔件11/第二电极13/分隔件11的顺序堆叠、或分隔件11/第一电极12/分隔件11/第二电极13的顺序堆叠。
参照图9，在卷绕堆叠结构的步骤中，堆叠结构沿箭头的方向卷绕成使得第一电极12形成最内层。如与图9相反的，当分隔件11被安置在堆叠结构的最外侧时，卷绕堆叠结构的步骤与沿箭头的方向卷绕堆叠结构使得分隔件11形成最内层的步骤相对应。
在卷绕堆叠结构的步骤中，堆叠结构沿图9中所示的箭头的方向卷绕，并且电极组件10(参见图3)通过堆叠成使得电极集电器12a、13a在图7和图8中所示的未涂覆区域F1、F2处弯折而形成为大致六角棱柱形状。
在装壳步骤中，通过卷绕步骤呈大致六角棱柱形状的电极组件10(参见图3)被容纳在六角棱柱形单元外壳20(参见图2)中。
该方法还可以包括在卷绕步骤与装壳步骤之间将分隔件11卷绕在电极组件10的外表面上的步骤。即，分隔件11可以如上所述布置在堆叠结构的最外侧上或者可以不布置在堆叠结构的最外侧上，并且当分隔件11不布置在堆叠结构的最外侧上时，第二电极13布置在通过卷绕堆叠结构完成的电极组件10的最外侧。
当第二电极13布置在电极组件10的最外侧时，第二电极13可能与单元外壳20的内表面接触，并且因此，可能会发生短路。因此，需要在电极组件10的外表面上卷绕分隔件11以防止短路。
如上所述，根据本公开的实施方式的电池单元100包括电极组件10和单元外壳20，电极组件10和单元外壳20两者均呈大致六角棱柱形状(更详细地，六角棱柱形状在横截面中具有大致正六边形形状)，从而在通过包装多个电池单元100来制造电池模块时使能量密度最大化。此外，根据本公开的实施方式的电池单元100在与六角棱柱的棱边相对应的每个位置处具有未涂覆区域F1、F2以防止电极活性材料12b、13b在六角棱柱的棱边处损坏或分离。
尽管在上文中已经针对有限数目的实施方式和附图对本公开进行了描述，但是本公开不限于此，并且对本领域技术人员而言显而易见的是，在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内，可以对本公开进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种电池单元，包括：
电极组件，所述电极组件具有中空结构，所述中空结构在中央处具有六角棱柱形孔，其中，所述电极组件的外部呈六角棱柱形状；以及
单元外壳，所述电极组件被容纳在所述单元外壳中，其中，所述单元外壳的外部呈六角棱柱形状。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电极组件包括：
第一电极，所述第一电极包括第一电极集电器和第一电极活性材料块，所述第一电极活性材料块以预定的间隔不连续地涂覆在所述第一电极集电器上；
第二电极，所述第二电极包括第二电极集电器和第二电极活性材料块，所述第二电极活性材料块以预定的间隔不连续地涂覆在所述第二电极集电器上；以及
分隔件，所述分隔件插置在所述第一电极与所述第二电极之间。
3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，所述第一电极在相邻的第一电极活性材料块之间的每个第一未涂覆区域处弯折，并且
所述第二电极在相邻的第二电极活性材料块之间的每个第二未涂覆区域处弯折。
4.根据权利要求3所述的电池单元，其中，随着所述第一电极活性材料块和所述第二电极活性材料块距所述电极组件的横截面的中心越远，所述第一电极活性材料块和所述第二电极活性材料块越长。
5.根据权利要求2所述的电池单元，其中，在所述电极组件的最外侧表面与所述单元外壳的内表面之间插置有所述分隔件。
6.一种用于制造电池单元的方法，所述方法包括：
通过在第一电极集电器的至少一个表面上以预定的间隔不连续地形成第一电极活性材料块来制备第一电极；
通过在第二电极集电器的至少一个表面上以预定的间隔不连续地形成第二电极活性材料块来制备第二电极；
形成堆叠结构，所述堆叠结构包括所述第一电极、所述第二电极和插置在所述第一电极与所述第二电极之间的分隔件；
将所述堆叠结构卷绕成使得电极组件的外部呈六角棱柱形状；以及
将卷绕的所述电极组件容纳在外壳中。
7.根据权利要求6所述的用于制造电池单元的方法，其中，当从卷绕的起始点按顺序次序六个第一电极活性材料块形成一个组时，属于同一组的第一电极活性材料块的长度相等，并且属于距卷绕的起始点更远的组的第一电极活性材料块更长。
8.根据权利要求7所述的用于制造电池单元的方法，其中，当从卷绕的起始点按顺序次序六个第二电极活性材料块形成一个组时，属于同一组的第二电极活性材料块的长度相等，并且属于距卷绕的起始点更远的组的第二电极活性材料块更长。
9.根据权利要求6所述的用于制造电池单元的方法，其中，卷绕所述堆叠结构包括使所述堆叠结构相对于第一未涂覆区域和第二未涂覆区域弯折，所述第一未涂覆区域位于不连续地形成的所述第一电极活性材料块之间，所述第二未涂覆区域位于所述第二电极活性材料块之间。
10.一种电池模块，包括；
单元组件，所述单元组件包括多个根据权利要求1至5中的任一项所述的电池单元；以及
冷却板，所述冷却板插置在相邻的电池单元的相对表面之间。
CN201980006674.3A 2018-09-05 2019-08-26 六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池模块 Pending CN111512486A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0106083 2018-09-05
KR1020180106083A KR102503269B1 (ko) 2018-09-05 2018-09-05 육각기둥 형상의 배터리 셀 및 그 제조방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 모듈
PCT/KR2019/010867 WO2020050534A1 (ko) 2018-09-05 2019-08-26 육각기둥 형상의 배터리 셀 및 그 제조방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111512486A true CN111512486A (zh) 2020-08-07

Family

ID=69722007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980006674.3A Pending CN111512486A (zh) 2018-09-05 2019-08-26 六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池模块

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11575145B2 (zh)
EP (1) EP3739679A4 (zh)
JP (1) JP7055876B2 (zh)
KR (1) KR102503269B1 (zh)
CN (1) CN111512486A (zh)
WO (1) WO2020050534A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114204173A (zh) * 2021-12-01 2022-03-18 远景动力技术(江苏)有限公司 电池及电池模组
WO2022213306A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池、用电设备及制备电池单体的方法和装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021005011A1 (de) 2021-10-06 2021-11-18 Daimler Ag Batteriezelle für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs sowie elektrischer Energiespeicher
WO2023189636A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 株式会社村田製作所 二次電池、電池パック、電子機器、電動工具、電動式航空機、および電動車両、ならびに二次電池用電極巻回体の製造方法
CN115472973A (zh) * 2022-08-26 2022-12-13 重庆长安新能源汽车科技有限公司 电芯结构、电池组件及车辆
CN116315034A (zh) * 2022-11-02 2023-06-23 南京工业大学 一种无极耳耐老化多棱柱锂离子电池

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09266012A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Nikkiso Co Ltd 非水電解質二次電池及び組電池
CN102037584A (zh) * 2008-05-22 2011-04-27 松下电器产业株式会社 二次电池用电极群与使用其的二次电池
CN102986082A (zh) * 2010-02-16 2013-03-20 西格里碳素欧洲公司 散热器和电能存储装置
CN103477490A (zh) * 2011-12-23 2013-12-25 株式会社Lg化学 用活性材料以图案涂布的卷绕型电极组件及包含其的二次电池
CN103959540A (zh) * 2012-11-23 2014-07-30 株式会社Lg化学 制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件
CN106025366A (zh) * 2016-07-13 2016-10-12 深圳市秸川材料科技有限公司 一种锂离子纽扣电池
CN106067574A (zh) * 2015-04-22 2016-11-02 株式会社Lg化学 用于电池单体的冷却装置、电池模块、电池组和车辆
CN205944252U (zh) * 2016-08-22 2017-02-08 联想(北京)有限公司 电池组及电池
CN106536392A (zh) * 2014-07-23 2017-03-22 博世株式会社 卷绕体及卷绕体的制造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4972824B2 (ja) * 2001-03-21 2012-07-11 新神戸電機株式会社 扁平捲回群製造方法及び捲回装置
KR101119851B1 (ko) * 2004-09-09 2012-03-16 국립대학법인 홋가이도 다이가쿠 기능소자, 기억소자, 자기기록소자, 태양전지,광전변환소자, 발광소자, 촉매반응창치 및 클린유닛
JP4927765B2 (ja) * 2004-09-09 2012-05-09 国立大学法人北海道大学 機能素子の製造方法
JP2008109165A (ja) * 2004-09-09 2008-05-08 Hokkaido Univ 太陽電池の製造方法および光電変換素子の製造方法
JP4022631B2 (ja) * 2004-09-09 2007-12-19 国立大学法人 北海道大学 太陽電池および光電変換素子
JP2007207649A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角型非水電解液電池の製造法
DE102007017024B3 (de) * 2007-04-11 2008-09-25 Daimler Ag Batteriezelle und Verfahren zu ihrer Herstellung und Batterie
DE102009022678A1 (de) * 2009-05-26 2010-12-02 Li-Tec Battery Gmbh Elektrodenwickel
JP5458898B2 (ja) 2010-01-12 2014-04-02 トヨタ自動車株式会社 固体電池スタック
CN202503077U (zh) 2012-03-01 2012-10-24 广州市云通磁电有限公司 一种正六方形锂离子电池电芯
CN102593524A (zh) 2012-03-01 2012-07-18 广州市云通磁电有限公司 一种正六方形锂离子电池电芯的制造方法
KR101650417B1 (ko) 2013-10-31 2016-08-23 주식회사 엘지화학 양극 집전체에 간헐적 무지부가 형성된 젤리 롤 형태 전극 조립체를 가진 이차전지
KR102275638B1 (ko) * 2014-11-19 2021-07-09 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102119651B1 (ko) 2014-12-09 2020-06-05 현대자동차주식회사 배기 매니폴드
KR102394450B1 (ko) * 2015-07-01 2022-05-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR20170022465A (ko) 2015-08-20 2017-03-02 주식회사 엘지화학 복합구조의 전극조립체 및 그를 포함하는 전기화학소자
KR102036590B1 (ko) * 2015-09-17 2019-10-25 주식회사 엘지화학 접힘 방식으로 형태 변형이 가능한 구조의 이차전지용 전극 및 이를 포함하는 이차전지
CN106026366A (zh) 2016-07-12 2016-10-12 成都奥卡卡科技有限公司 电机保护型备用发电机应急启动系统
CN206076410U (zh) 2016-07-13 2017-04-05 深圳市秸川材料科技有限公司 一种锂离子纽扣电池
CN106532134B (zh) * 2016-12-06 2019-04-26 中兴高能技术有限责任公司 方形锂电池叠片机及叠片工艺
KR101918393B1 (ko) 2017-03-17 2018-11-13 부산대학교 산학협력단 Gpu를 이용한 셀 기반 플라즈마 시뮬레이션 장치
CN207517751U (zh) * 2017-09-21 2018-06-19 深圳市沃特玛电池有限公司 一种导热电池模组装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09266012A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Nikkiso Co Ltd 非水電解質二次電池及び組電池
CN102037584A (zh) * 2008-05-22 2011-04-27 松下电器产业株式会社 二次电池用电极群与使用其的二次电池
CN102986082A (zh) * 2010-02-16 2013-03-20 西格里碳素欧洲公司 散热器和电能存储装置
CN103477490A (zh) * 2011-12-23 2013-12-25 株式会社Lg化学 用活性材料以图案涂布的卷绕型电极组件及包含其的二次电池
CN103959540A (zh) * 2012-11-23 2014-07-30 株式会社Lg化学 制备电极组件的方法和使用所述方法制备的电极组件
CN106536392A (zh) * 2014-07-23 2017-03-22 博世株式会社 卷绕体及卷绕体的制造方法
CN106067574A (zh) * 2015-04-22 2016-11-02 株式会社Lg化学 用于电池单体的冷却装置、电池模块、电池组和车辆
CN106025366A (zh) * 2016-07-13 2016-10-12 深圳市秸川材料科技有限公司 一种锂离子纽扣电池
CN205944252U (zh) * 2016-08-22 2017-02-08 联想(北京)有限公司 电池组及电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022213306A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池、用电设备及制备电池单体的方法和装置
CN114204173A (zh) * 2021-12-01 2022-03-18 远景动力技术(江苏)有限公司 电池及电池模组

Also Published As

Publication number Publication date
EP3739679A1 (en) 2020-11-18
WO2020050534A1 (ko) 2020-03-12
KR20200027808A (ko) 2020-03-13
EP3739679A4 (en) 2021-10-06
KR102503269B1 (ko) 2023-02-22
US20200358126A1 (en) 2020-11-12
US11575145B2 (en) 2023-02-07
JP7055876B2 (ja) 2022-04-18
JP2021506078A (ja) 2021-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111512486A (zh) 六角棱柱形电池单元及其制造方法及包括该电池单元的电池模块
US9929439B2 (en) Stepped electrode assembly including stepped unit cell
EP2025036B1 (en) Double winding-typed electrode assembly
EP2750241B1 (en) Electrode assembly having stepped levels and battery cell, battery pack, and device comprising same
US20140099525A1 (en) Electrode assembly having stepped portion, as well as battery cell, battery pack, and device including the electrode assembly
CN107403897B (zh) 可再充电电池及其制造方法
CN109314280B (zh) 锂离子二次电池
KR101639209B1 (ko) 개선된 구조의 젤리-롤 형 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
US10411304B2 (en) Electrode assembly wound in both directions and lithium secondary battery including the same
KR20240023075A (ko) 음극판, 이를 포함하는 전극조립체 및 그 제조방법
KR101365718B1 (ko) 이차전지용 전극 어셈블리 및 그 제조방법
KR101345349B1 (ko) 신규한 구조의 전극조립체
CN110495033A (zh) 电极和电极组件
KR101154872B1 (ko) 신규한 구조의 전극조립체
EP3780237A1 (en) Unit cell and manufacturing method therefor
KR20200145375A (ko) 전극 조립체의 제조 방법
US9437898B2 (en) Secondary battery including plurality of electrode assemblies
CN112119524A (zh) 电极组件
KR102159530B1 (ko) 고정 홀이 형성된 단위셀을 포함하고 있는 전극조립체 스택
US20220294082A1 (en) Electrode Assembly and Method for Manufacturing the Same
US20230223645A1 (en) Secondary Battery
US20220293996A1 (en) Secondary battery, method for manufacturing the secondary battery, and battery pack comprising the secondary battery
EP4220747A1 (en) Electrode and method for manufacturing electrode
KR101781258B1 (ko) 젤리 롤형 전극 조립체
KR20240070272A (ko) 전극 어셈블리 및 이를 포함하는 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220420

Address after: Seoul, South Kerean

Applicant after: LG Energy Solution

Address before: Seoul, South Kerean

Applicant before: LG CHEM, Ltd.

TA01 Transfer of patent application right