CN111886726A - 电极及电极组件 - Google Patents
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Abstract
为了解决技术问题，根据本发明的一个实施方式的电极包括：在电极集流器的至少一个表面上涂覆有电极活性材料的活性材料涂覆部；活性材料未涂覆部，其形成在活性材料涂覆部的一侧上，并且其上未涂覆电极活性材料；以及涂覆部，其施加在活性材料涂覆部和活性材料未涂覆部之间并且包含阻燃剂。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年1月21日提交的韩国专利申请No.10-2019-0007597的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种电极及电极组件，更具体地涉及这样一种电极和电极组件，其中当发生诸如内部短路、外部短路、过充电、过放电等的异常操作时，通过阻燃剂的吸热反应抑制初始热产生，从而确保安全性。
背景技术
通常，二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这种二次电池被应用于并用于例如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏设备、电动工具、电动自行车等的小型产品以及需要高功率的大型产品(例如电动车辆和混合动力车辆)、用于存储剩余电力或可再生能源的蓄电装置以及备用蓄电装置。
为了制造电极组件，制造并层叠负极、隔膜和正极。具体地，将负极活性材料浆料施加到负极集流器，并将正极活性材料浆料施加到正极集流器以制造负极和正极。此外，当将隔膜插入并层叠在所制造的负极和正极之间时，形成单元电芯。单位电芯相互层叠以形成电极组件。此外，当电极组件容纳在特定壳体中并注入电解质时，制造二次电池。
然而，在现有技术中，当发生诸如二次电池暴露于高温、内部/外部短路、过充电或过放电的异常操作时，隔膜由于所产生的热而收缩，因此负极和正极直接彼此接触以增加发生短路的可能性。而且，由于差的电池制造，负极和正极之间的接触可能发生短路。由于短路，在电池内部可能发生快速电子转移，因此当发热和副反应发生时，二次电池可能爆炸而引起安全问题。特别地，当发生电故障，例如过充电、过放电或外部短路时，由于高电流流动，并且集流器的导热率低，集流器的温度高于活性材料层的温度。此后，热量可能扩散，并因此可能会添加诸如活性材料和电解质之类的组分的热、化学和电化学反应而导致热失控。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供一种电极和电极组件，其中，当发生诸如内部短路、外部短路、过充电、过放电等的异常操作时，防止在制造电池时可能发生的由于负极和正极之间的接触引起的短路，并且同时通过阻燃剂的吸热反应抑制初始热产生以确保安全。
本发明的目的不限于上述目的，本领域技术人员从下面的描述中将清楚地理解这里没有描述的其它目的。
技术方案
用于解决上述问题的根据本发明的一个实施方式的电极包括：在电极集流器的至少一个表面上涂覆有电极活性材料的活性材料涂覆部；活性材料未涂覆部，所述活性材料未涂覆部形成在所述活性材料涂覆部的一侧上并且未涂覆所述电极活性材料；以及涂覆在所述活性材料涂覆部和所述活性材料未涂覆部之间并含有阻燃剂的涂覆部。
此外，所述电极集流器可以是负极集流器；并且所述电极活性材料是负极活性材料。
此外，所述阻燃剂可以包括卤素基阻燃剂、磷基阻燃剂或无机化合物阻燃剂。
此外，所述阻燃剂可以包括氢氧化铝(Al(OH)3)，氢氧化镁(Mg(OH)2)或硼酸(BH3O3)。
此外，所述涂覆部可以包括所述活性材料涂覆部和所述活性材料未涂覆部之间的界面。
此外，所述活性材料涂覆部和所述活性材料未涂覆部形成在所述电极集流器的同一表面上。
用于解决上述问题的根据本发明的一个实施方式的电极组件包括：负极，所述负极包括在负极集流器的至少一个表面上涂覆有负极活性材料的负极活性材料涂覆部；负极活性材料未涂覆部，所述负极活性材料未涂覆部形成在所述负极活性材料涂覆部的一侧上并且未涂覆所述负极活性材料；以及涂覆在所述负极活性材料涂覆部和所述负极活性材料未涂覆部之间并含有阻燃剂的负极涂覆部；正极，所述正极包括在正极集流器的至少一个表面上涂覆有正极活性材料的正极活性材料涂覆部；正极活性材料未涂覆部，所述正极活性材料未涂覆部形成在所述正极活性材料涂覆部的一侧上并且未涂覆所述正极活性材料；以及设置在所述负极和所述正极之间的隔膜。
此外，所述正极还可以包括正极涂覆部，所述正极涂覆部被涂覆在所述正极活性材料涂覆部和所述正极活性材料未涂覆部之间并包含阻燃剂。
本发明还提供一种包括所述电极组件的二次电池。
此外，所述二次电池还可以包括：多个电极接头，所述多个电极接头分别从所述负极和所述正极向侧面突出；多个电极引线，所述多个电极引线分别连接到所述电极接头以将所述电极组件中产生的电传输到外部；电池壳体，所述电池壳体被配置为在其中容纳所述电极组件；以及绝缘部，所述绝缘部被配置为包围所述电极引线，与所述电池壳密封，并且包含阻燃剂。
其它实施方式的特征包括在详细描述和附图中。
有益效果
本发明的实施方式可以具有至少以下效果。
由于包含阻燃剂的非导电涂覆部被涂覆在活性材料涂覆部和活性材料未涂覆部之间，因此可以防止在电池生产时由于电池的缺陷和异常操作而导致隔膜的损坏、折叠等而导致的负极和正极之间的短路。
此外，当电池异常运行时，阻燃剂可以抑制初始热产生以确保安全性。
本发明的效果不受前述描述的限制，因此在本说明书中涉及更多变化的效果。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的电极组件的示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池的组装图。
图3是根据本发明的一个实施方式的负极的平面图。
图4是根据本发明的一个实施方式的负极的负极活性材料涂覆部和负极活性材料未涂覆部的局部放大图。
图5是根据本发明的一个实施方式的正极的平面图。
图6是根据本发明的一个实施方式的正极的正极活性材料涂覆部和正极活性材料未涂覆部的局部放大图。
图7是根据本发明的另一个实施方式的正极的平面图。
图8是根据本发明另一个实施方式的正极的正极活性材料涂覆部和正极活性材料未涂覆部的局部放大图。
具体实施方式
本发明的优点和特征及其实现方法将通过以下参考附图描述的实施方式阐明。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应当被解释为限于这里阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。此外，本发明仅由权利要求的范围限定。相似的附图标记始终指代相似的元件。
除非本发明中使用的术语被不同地定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。而且，除非在说明书中清楚和明显地定义，否则在通常使用的字典中定义的术语不理想地或过度地解释为具有形式意义。
在下面的描述中，技术术语仅用于解释特定的示例性实施方式，而不限制本发明。在本说明书中，除非特别提及，单数形式的术语可以包括复数形式。“包括”和/或“包含”的含义并不排除所提及的部件之外的其它部件。
在下文中，将参照附图详细描述优选实施方式。
图1是根据本发明的一个实施方式的电极组件10的示意图。
在根据本发明的一个实施方式的电极组件10的制造过程中，如上所述，首先，将其中混合有负极活性材料1012、粘合剂和增塑剂的浆料施加到负极集流器1011，并将其中混合有正极活性材料1022、粘合剂和增塑剂的浆料施加到正极集流器1021，以制造负极101和正极102。此外，当将隔膜103设置在所制造的负极101和所制造的正极102之间以便层叠时，形成单位电芯。然后，将单位电芯彼此层叠以形成具有如图1所示的预定形状的电极组件10。
在本发明中使用的负极101和正极102不特别限于电极101和102二者，因此可以以根据本领域已知的常规方法将电极活性材料1012和1022结合到电极集流器1011和1021的形状制造。这里，负极101可以通过例如将其中混合有负极活性材料1012、导电剂和粘合剂的浆料施加到负极集流器1011上，然后干燥并压制浆料来制造。此时，如果需要，浆料可以进一步包括填料。负极101可以制成片状并安装在辊上。
负极集流器1011通常具有3μm至500μm的厚度。负极集流器1011通常由具有高导电性而不引起化学变化的材料制成。这种材料可以是例如不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳，或其表面上进行了碳、镍、钛、银等表面处理的铝或不锈钢，但不限于此。此外，负极集流器1011可以在负极集流器1012的表面上形成细小凹凸，以增加负极活性材料1012的粘合力。而且，负极集流器1011可以具有各种形状，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫或无纺布。
在锂二次电池的情况下，负极活性材料1012包括例如锂钴氧化物(LiCoO2)，锂镍氧化物(LiNiO2)等的层状化合物或被一种或多种过渡金属取代的化合物；锂锰氧化物，例如由化学式Li1+xMn2-xO4(其中x为0至0.33)表示的氧化物，LiMnO3、LiMn2O3,、LiMnO2等；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物如LiV3O8、LiFe3O4、V2O5、Cu2V2O7,等；由化学式LiNi1-xMxO2(其中M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，x＝0.01至0.3)表示的Ni位型锂镍氧化物；由化学式LiMn2- xMxO2(其中M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，并且x＝0.01至0.1)或Li2Mn3MO8(其中M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物；由化学式Li[Ni1-x-yCoxMy]O2(M＝Mn或Al，并且x,y＝0至1)表示的3组分氧化锂；由化学式Li[Ni1-x-yCoxMnyAlz]O2(x,y,z＝0至1)表示的4组分氧化锂；LiMn2O4，其中化学式中的一部分Li被碱土金属离子取代；二硫化物化合物；Fe2(MoO4)3等。然而，该实施方式不限于此。
基于包括负极活性材料1012的混合物的总重量，导电剂通常以1％重量至约50％重量添加。导电剂通常由具有导电性而不引起化学变化的材料制成。导电剂可以包括例如导电材料，例如：石墨，如天然石墨和人造石墨；炭黑，例如乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑和热炭黑；导电纤维，例如碳纤维和金属纤维；金属粉末，例如碳氟、铝和镍粉；导电晶须，如氧化锌和钛酸钾；导电氧化物，如氧化钛；或者聚苯撑衍生物。
粘合剂是有助于活性材料与导电材料的粘结和与集流器的粘结的组分，并且通常以基于包括负极活性材料1012的混合物的总重量的1wt％至50wt％添加。粘合剂的实施例可包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟基丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶、各种共聚物等。
填料任选地用作抑制负极101膨胀的组分。并且，如果填料是不引起化学变化的纤维材料，则可以使用普通填料。填料的实施例可包括烯烃聚合物如聚乙烯和聚丙烯；以及纤维材料，例如玻璃纤维和碳纤维。
正极102可以通过例如将正极活性材料1022施加到正极集流器1021上，然后干燥并压制正极活性材料1022来制造。如果需要，正极活性材料1022可任选地包括导电剂、粘合剂、填料等。正极102可以制成片状并安装在辊上。
正极集流器1021通常具有3μm至500μm的厚度。正极集流器1021通常由具有导电性而不引起化学变化的材料制成。该材料的实施例包括铜、不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳，或在其表面上进行了碳、镍、钛、银等的表面处理的铜或不锈钢，或铝-镉合金。此外，正极集流器1021可以在正极集流器1021的表面上形成细小凹凸，以增加正极活性材料1022的粘合力。而且，正极集流器1021可以具有各种形状，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫或无纺布。
正极活性材料1022可以包括例如：碳，如非石墨化碳、石墨基碳等；金属复合氧化物，如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me:Mn、Fe、Pb、Ge、Me’、A、B、P、Si；元素周期表中第1族、第2族和第3族中包括的元素；卤素；其中0<x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)等；锂金属；锂合金；硅基合金；钛化合物，例如Li4Ti5O2；锡基合金；金属氧化物如MnOx、FeOx、CoOx、NiOx、CuOx、SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4和Bi2O5；导电聚合物，例如聚乙炔等；Li-Co-Ni基材料等。
通常已知的聚烯烃隔膜或在烯烃基材上形成有机或无机复合层的复合隔膜可以用作在负极101和正极102之间将电极101和102绝缘的隔膜，但不特别限于此。
根据本发明的一个实施方式，具有上述结构的电极组件10容纳在电池壳体13中，然后注入电解质以制造二次电池1。
图2是根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池1的组装图。
根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池1还可以包括：多个电极接头11，其分别从负极101和正极102以及电极组件10向侧面突出；多个电极引线12，分别连接到电极接头11，以将电极组件10中产生的电传输到外部；电池壳体13，其中容纳电极组件10；以及绝缘部14，其包围电极引线12，与电池壳体13一起进行密封，并且包含阻燃剂。
在制造二次电池1的过程中，如上所述，在形成电极组件10之后，将电极组件10插入电池壳体13中并在注入电解质之后密封。
如图1所示，电极组件10包括电极接头11。电极接头11分别连接到电极组件10的负极101和正极102以突出到电极组件10的外部，从而在电极组件10的内部和外部之间提供电子移动的路径。电极组件10的电极集流器1011和1021可以包括：活性材料涂覆部1013和1023，其涂覆有电极活性材料1012和1022；以及活性材料未涂覆部1014和1024，其没有涂覆电极活性材料1012和1022。电极接头11可以通过切割活性材料未涂覆部1014和1024来形成，或者可以通过超声波焊接将单独的导电元件连接到活性材料未涂覆部1014和1024来形成。如图2所示，电极接头11可以沿相同方向从电极组件10的一侧突出，但是本发明不限于此。例如，电极接头11彼此可以沿不同的方向突出。
在电极组件10中，电极引线12通过点焊连接到电极接头11。而且，电极引线12的一部分被绝缘部14包围。绝缘部14可以设置成被限制在密封部134内，在该密封部处，电池壳体13的上壳体131和下壳体132被热熔合，使得电极引线12结合到电池壳体13。而且，可以防止从电极组件10产生的电经过电极引线12流到电池壳体13，并且可以维持电池壳体13的密封。因此，绝缘部14可以由不导电的非导体制成。通常，尽管容易附接到电极引线12并且具有相对薄的厚度的绝缘带主要用作绝缘部14，但是本发明不限于此。例如，各种构件可以用作绝缘部14，只要这些构件能够使电极引线12绝缘。
此外，根据本发明的一个实施方式，阻燃剂可以进一步设置在绝缘部14中。因此，可以保护电池免于遭受诸如外部火、火焰、火花等的点火，以提高二次电池1的耐热稳定性。阻燃剂是抑制燃烧反应的材料，并且可以包括各种阻燃剂，例如卤素基阻燃剂、磷基阻燃剂或无机化合物阻燃剂。这将在下面详细描述。
根据负极接头111和正极接头112的形成位置，电极引线12可以沿相同方向延伸或彼此沿不同方向延伸。负极引线121和正极引线122可以由彼此不同的材料制成。即，负极引线121可以由与负极集流器1011相同的材料(即，铝(Al)材料)制成，并且正极引线122可以由与正极集流器1021相同的材料(即，铜(Cu)材料或涂覆有镍(Ni)的铜材料)制成。此外，电极引线12的突出到电池壳体13的外部的一部分可以设置为端子部并且电连接到外部端子。
在根据本发明的一个实施方式的袋型二次电池1中，电池壳体13可以是由柔性材料制成的袋。下文中，将描述电池壳体13为袋的情况。电池壳体13容纳电极组件10，使得电极引线12的一部分(即端子部)暴露然后被密封。如图2所示，电池壳体13包括上壳体131和下壳体132。杯部133具有容纳电极组件10的容纳空间1331，该杯部形成在下壳体132中，并且上壳体131覆盖容纳空间1331的上部以防止电极组件10分离到电池壳体13的外部。这里，如图2所示，具有容纳空间1331的杯部133可以形成在上壳体131中以将电极组件10容纳在上部中。如图2所示，上壳体131的一侧和下壳体132的一侧可以彼此连接。然而，本发明不限于此。例如，上壳体131和下壳体132可以分开制造以彼此分开。
当电极引线12连接到电极组件10的电极接头11，并且绝缘部14设置在电极引线12的一部分上时，电极组件10可以被容纳在设置于下壳体132中的容纳空间1331中，并且上壳体131可以覆盖容纳空间1331的上侧。此外，当注入电解质并且密封形成在上壳体131和下壳体132中的每一者的边缘上的密封部时，制造成二次电池1。
图3是根据本发明的一个实施方式的负极101的平面图，并且图4是根据本发明的一个实施方式的负极活性材料涂覆部1013和负极活性材料未涂覆部1014的局部放大图。
根据本发明的一个实施方式，因为包含阻燃剂的涂覆部涂覆在负极101和正极102的活性材料涂覆部1013和1023与活性材料未涂覆部1014和1024之间，所以即使负极101和正极102彼此直接接触，也可以抑制初始热产生以确保安全。
因此，根据本发明的一个实施方式的电极101和102包括：活性材料涂覆部1013和1023，其在电极集流器1011和1021的至少一个表面上涂覆有电极活性材料1012和1022；活性材料未涂覆部1014和1024，其形成在活性材料涂覆部1013和1023的一侧，并且没有涂覆电极活性材料1012和1022；以及涂覆部，其涂覆在活性材料涂覆部1013和1023与活性材料未涂覆部1014和1024之间并包含阻燃剂。
此外，根据本发明的一个实施方式的电极组件包括负极101、正极102以及设置在负极101和正极102之间的隔膜，负极101包括：负极活性材料涂覆部1013，其在负极集流器1011的至少一个表面上涂覆有负极活性材料1012；负极活性材料未涂覆部1014，其形成在负极活性材料涂覆部1013的一侧并且未涂覆有负极活性材料1012；以及负极涂覆部1015，其涂覆在负极活性材料涂覆部1013和负极活性材料未涂覆部1014之间，并且包含阻燃剂，正极102包括：正极活性材料涂覆部1023，其在正极集流器1021的至少一个表面上涂覆有正极活性材料1022；正极活性材料未涂覆部1024，其形成在正极活性材料涂覆部1023的一侧并且未涂覆有正极活性材料1022。
在设置在电极组件10中的多个电极101和102的负极101中，负极活性材料涂覆部1013是用负极活性材料1012涂覆在负极集流器1011的至少一个表面上的部分。如图3所示，负极活性材料涂覆部1013是将负极活性材料1012施加到负极集流器1011上的部分。这里，如上所述，导电剂和粘合剂可以与负极活性材料1012混合。
负极活性材料未涂覆部1014是在负极101中形成在负极活性材料涂覆部1013的一侧并且没有涂覆负极活性材料1012的部分。如上所述，负极接头111可以通过切割负极活性材料未涂覆部1014或通过连接单独的导电构件而形成。因为负极活性材料未涂覆部1014形成在负极活性材料涂覆部1013的一侧(如图4所示)，所以负极活性材料未涂覆部1014可以形成在负极集流器1011的相同表面上。
当实际使用二次电池1时，可能发生由于与外部碰撞而引起的事故。例如，尖锐物体可以穿过二次电池1，因此负极101和正极102可以彼此直接接触以引起短路。由于短路，可能在短时间内高速地产生大量气体，并且可能发生高温上升。此外，可能发生大爆炸，导致重大事故。通常，负极101和正极102之间的接触可能包括四种情况，例如负极集流器1011和正极集流器1021彼此接触的情况；负极集流器1011和正极活性材料1022彼此接触的情况；负极活性材料1012和正极集流器1021彼此接触的情况；以及负极活性材料1012和正极活性材料1022彼此接触的情况。
其中，通常，当负极集流器1011和正极活性材料1022彼此接触时，产生的热量最大程度地快速达到最高温度，从而最大限度地增加爆炸的风险。因此，负极集流器1011和正极活性材料1022之间的接触被认为是最危险的接触。因此，根据本发明的一个实施方式，负极101包括负极涂覆部1015，其涂覆在负极活性材料涂覆部1013和负极活性材料未涂覆部1014之间并包含阻燃剂。
阻燃剂是抑制燃烧反应的材料，并且可以包括各种阻燃剂，例如卤素基阻燃剂、磷基阻燃剂或无机化合物阻燃剂。
卤素基阻燃剂通常通过基本上稳定气相中存在的自由基而表现出阻燃效果。卤素基阻燃剂包括例如三溴苯氧基乙烷、四溴双酚-A(TBBA)、八溴二苯醚(OBDPE)、溴化环氧低聚物、溴化聚碳酸酯低聚物、氯化石蜡、氯化聚乙烯、脂环族基团氯基阻燃剂等。
磷基阻燃剂通常通过热解生产聚甲基酸以形成保护层，或者在生产聚甲基酸以发挥阻燃效果时通过使用由脱水产生的碳膜来阻断氧。阻燃剂例包括：磷酸盐，如红磷、磷酸铵等；氧化磷；氧化磷二醇；亚磷酸酯；磷酸酯；磷酸三芳基酯；磷酸烷基二芳基酯；磷酸三烷基酯；间苯二酚双二苯基磷酸酯(RDP)等。
无机化合物阻燃剂通常借助热被分解以释放水、二氧化碳、二氧化硫和不可燃气体(例如氯化氢等)，从而引起吸热反应。结果，可燃气体可以被稀释以防止氧气进入，并且无机化合物阻燃剂被冷却以减少产物的产生，从而发挥阻燃作用。无机化合物阻燃剂包括例如：氢氧化铝(Al(OH)3)；氢氧化镁(Mg(OH)2)；硼酸(BH3O3)；氧化锑；氢氧化锡；氧化锡；氧化钼；锆化合物；硼酸盐；钙盐等。
特别地，可以优选使用所述阻燃剂中的无机化合物阻燃剂。根据本发明的一个实施方式，阻燃剂包含在负极涂覆部1015中。特别地，阻燃剂可以优选包括氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)或硼酸(BH3O3)，其是无机化合物阻燃剂。在一些情况下，可以进一步提供当用于与上述阻燃剂混合时引起阻燃协同效应的其它添加剂。
负极涂覆部1015可以涂覆在负极活性材料涂覆部1013和负极活性材料未涂覆部1014之间，以便即使当负极集流器1011和正极活性材料1022彼此直接接触时也抑制初始热产生，从而确保安全性。
特别地，如图4所示，优选的是负极涂覆部1015被涂覆以在负极活性材料涂覆部1013和负极活性材料未涂覆部1014之间提供界面1016。即，当负极活性材料1012首先施加到负极活性材料涂覆部1013时，负极活性材料1012的一端具有位于负极活性材料涂覆部1013和负极活性材料未涂覆部1014之间的界面1016。然后，可以涂覆负极涂覆部1015，同时部分覆盖所施加的负极活性材料1012的一端。因此，即使负极涂覆部1015在一定程度上脱层，负极活性材料未涂覆部1014的负极集流器1011也不会明显地暴露。结果，可以防止负极集流器1011和正极活性材料1022经由负极涂覆部1015的部分脱层区域彼此接触。
图5是根据本发明的一个实施方式的正极102的平面图，并且图6是根据本发明的一个实施方式的正极102的正极活性材料涂覆部1023和正极活性材料未涂覆部1024的局部放大图。
根据本发明的一个实施方式，在设置在电极组件10中的多个电极101和102的正极102中，正极活性材料涂覆部1023是用正极活性材料1022涂覆在正极集流器1021的至少一个表面上的部分。如图5所示，正极活性材料涂覆部1023是正极活性材料1022施加到正极集流器1021上的部分。这里，如上所述，导电剂、粘合剂和填料可选地与正极活性材料1022混合。
正极活性材料未涂覆部1024是在正极102中形成在正极活性材料涂覆部1023的一侧上并且没有涂覆正极活性材料1022的部分。如上所述，正极接头112可以通过切割正极活性材料未涂覆部1024或通过连接单独的导电构件而形成。因为正极活性材料未涂覆部1024形成在正极活性材料涂覆部1023的一侧上(如图6所示)，所以正极活性材料未涂覆部1024可以形成在正极集流器1021的同一表面上。
如上所述，因为当负极集流器1011和正极活性材料1022彼此接触时爆炸的风险最大，所以当正极集流器1021接触负极集流器1011或负极活性材料1012时，爆炸的风险相对较小。因此，根据本发明的一个实施方式，正极102不具有包含阻燃剂的正极涂覆部。
图7是根据本发明的另一个实施方式的正极102a的平面图，图8是根据本发明另一个实施方式的正极102a的正极活性材料涂覆部1023a和正极活性材料未涂覆部1024a的局部放大图。
当正极集流器1021接触负极集流器1011或负极活性材料1012时，爆炸的风险相对较小。然而，这仅与负极集流器1011和正极活性材料1022彼此接触的情况有关，并且也不能确保安全性。
因此，根据本发明的另一个实施方式，如图7所示，正极102a还包括正极涂覆部1025a，其涂覆在正极活性材料涂覆部1023a和正极活性材料未涂覆部1024a之间，并且包括阻燃剂。因此，即使当正极集流器1021和负极集流器1011或负极活性材料1012彼此直接接触时，也可以抑制初始热产生以确保安全。
特别地，如图8所示，正极涂覆部1025a可被涂覆以在正极活性材料涂覆部1023a和正极活性材料未涂覆部1024a之间提供界面1026a。即，当首先将正极活性材料1022a施加到正极活性材料涂覆部1023a时，正极活性材料1022a的一端具有正极活性材料涂覆部1023a和正极活性材料未涂覆部1024a之间的界面1026a。然后，可以涂覆正极涂覆部1025a，同时部分覆盖所涂覆的正极活性材料1022a的一端。因此，即使正极涂覆部1025a在一定程度上分层，正极活性材料未涂覆部1024a的正极集流器1021也不会明显暴露。结果，可以防止正极集流器1021和负极集流器1011或负极活性材料1012通过正极涂覆部1025a的部分分层区域彼此接触。
本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，在不改变技术思想或基本特征的情况下，本发明可以以其它特定形式实现。因此，上述公开的实施方式被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求的等同物的含义内和在权利要求内进行的各种修改被认为是在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种电极，所述电极包括：
在电极集流器的至少一个表面上涂覆有电极活性材料的活性材料涂覆部；
活性材料未涂覆部，所述活性材料未涂覆部形成在所述活性材料涂覆部的一侧上并且未涂覆所述电极活性材料；以及
涂覆在所述活性材料涂覆部和所述活性材料未涂覆部之间并含有阻燃剂的涂覆部。
2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述电极集流器是负极集流器；并且
所述电极活性材料是负极活性材料。
3.根据权利要求1所述的电极，其中，所述阻燃剂包括卤素基阻燃剂、磷基阻燃剂或无机化合物阻燃剂。
4.根据权利要求3所述的电极，其中，所述阻燃剂包括氢氧化铝(Al(OH)3)，氢氧化镁(Mg(OH)2)或硼酸(BH3O3)。
5.根据权利要求1所述的电极，其中，所述涂覆部包括所述活性材料涂覆部和所述活性材料未涂覆部之间的界面。
6.根据权利要求1所述的电极，其中，所述活性材料涂覆部和所述活性材料未涂覆部形成在所述电极集流器的同一表面上。
7.一种电极组件，所述电极组件包括：
负极，所述负极包括在负极集流器的至少一个表面上涂覆有负极活性材料的负极活性材料涂覆部；负极活性材料未涂覆部，所述负极活性材料未涂覆部形成在所述负极活性材料涂覆部的一侧上并且未涂覆所述负极活性材料；以及涂覆在所述负极活性材料涂覆部和所述负极活性材料未涂覆部之间并含有阻燃剂的负极涂覆部；
正极，所述正极包括在正极集流器的至少一个表面上涂覆有正极活性材料的正极活性材料涂覆部；正极活性材料未涂覆部，所述正极活性材料未涂覆部形成在所述正极活性材料涂覆部的一侧上并且未涂覆所述正极活性材料；以及
设置在所述负极和所述正极之间的隔膜。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其中，所述正极还包括正极涂覆部，所述正极涂覆部被涂覆在所述正极活性材料涂覆部和所述正极活性材料未涂覆部之间并包含所述阻燃剂。
9.一种二次电池，所述二次电池包括权利要求7所述的电极组件。
10.根据权利要求7所述的二次电池，所述二次电池进一步包括：
多个电极接头，所述多个电极接头分别从所述负极和所述正极向侧面突出；
多个电极引线，所述多个电极引线分别连接到所述多个电极接头以将所述电极组件中产生的电传输到外部；
电池壳体，所述电池壳体被配置为在其中容纳所述电极组件；以及
绝缘部，所述绝缘部被配置为包围所述电极引线，与所述电池壳密封，并且包含所述阻燃剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20220801 Address after: Seoul, South Kerean Applicant after: LG Energy Solution Address before: Seoul, South Kerean Applicant before: LG CHEM, Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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