CN111971840A - 电极组件和包括该电极组件的二次电池 - Google Patents

电极组件和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。由于负极接线片和正极接线片被焊接到电极组件的多个负极未涂覆部分和多个正极未涂覆部分以用作集流板，所以本发明可以防止可以针对高电容而应用的硅基负极活性物质的膨胀所引起的圆度降低、变形等，并且同时促进高功率输出和低电阻。为此，本发明涉及一种电极组件，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，电极组件在正极板、隔膜和负极板被层压的同时被卷绕，其中，正极板比隔膜和负极板向上突出地多以通过电极组件的上表面被暴露，并且负极板比隔膜和正极板向下突出地多以通过电极组件的底表面被暴露，其中，正极接线片沿着电极组件的上表面延伸同时与通过电极组件的上表面暴露的正极板接触，并且被焊接到被接触的多个正极板，负极接线片沿着电极组件的底表面延伸同时与通过电极组件的底表面暴露的负极板接触，并且被焊接到被接触的多个负极板。

Description

电极组件和包括该电极组件的二次电池
技术领域
本发明涉及一种电极组件和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、负极板和置于这两个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。随着诸如移动电话、笔记本电脑等的移动装置的技术发展以及移动装置的产量增加，对作为能量源的二次电池的需求急剧增加。近来，已经积极地开发了二次电池作为用于在电动车辆、混合动力车辆等中使用的化石燃料的替代能量源。
目前市售的二次电池包括镍-镉(Ni-Cd)电池、镍-氢(Ni-MH)电池、镍-锌(Ni-Zn)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产生很少的记忆效应，使得锂二次电池能够被自由地充电和放电，并且锂二次电池具有包括低自放电率和高能量密度的若干优点。因此，锂二次电池正引起越来越多的关注。
发明内容
技术问题
为了克服现有技术的问题，本发明提供了一种电极组件和包括该电极组件的二次电池。由于负极接线片和正极接线片被焊接到电极组件的多个负极未涂覆部分和多个正极未涂覆部分以用作集流板，所以本发明可以防止会由针对高电容而应用的硅基负极活性物质的膨胀所引起的圆度降低、变形等，并且同时促进高功率输出和低电阻。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种电极组件，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，电极组件在正极板、隔膜和负极板被层压的同时被卷绕，其中，正极板比隔膜和负极板向上突出地多以通过电极组件的上表面暴露，并且负极板比隔膜和正极板向下突出地多以通过电极组件的底表面暴露，其中，正极接线片沿着电极组件的上表面延伸同时与通过电极组件的上表面暴露的正极板接触，并且被焊接到被接触的多个正极板，负极接线片沿着电极组件的底表面延伸同时与通过电极组件的底表面暴露的负极板接触，并且被焊接到被接触的多个负极板。
正极板可以包括：正极集流板，为板状的金属箔；以及正极涂层，覆盖正极集流板的第一表面和第二表面，其中，正极集流板包括位于所述第一表面上的不具有正极涂层的第一正极未涂覆部分以及位于电极组件的两个表面上的沿长度方向的顶部处的不具有正极涂层的第二正极未涂覆部分，其中，第二正极未涂覆部分暴露于电极组件的上表面。
正极板的第一正极未涂覆部分可以设置在正极集流板的第一表面的中心处。
正极板的第一正极未涂覆部分可以设置在正极集流板的第一表面上的卷绕后缘处。
正极接线片可以包括：正极固定部分，附着并焊接到位于正极集流板的第一表面上的第一正极未涂覆部分；正极延伸部分，从正极固定部分的顶端弯曲并且沿着电极组件的上表面延伸，然后被焊接到第二正极未涂覆部分；以及正极突出部分，从正极延伸部分弯曲并且在电极组件的长度方向上延伸并向上突出。
正极延伸部分可以包括在暴露于电极组件的上表面的第二正极未涂覆部分处激光焊接到与正极延伸部分接触的第二正极未涂覆部分的多个正极焊接部分。
负极板可以包括：负极集流板，由板状的金属箔形成；以及负极涂层，覆盖负极集流板的第一表面和第二表面，其中，负极集流板包括位于负极集流板的第一表面的卷绕后缘处的不具有负极涂层的第一负极未涂覆部分以及位于电极组件的两个表面上的沿长度方向的底部处的不具有负极涂层的第二负极未涂覆部分，其中，第二负极未涂覆部分暴露于电极组件的底表面。
负极接线片可以包括：负极固定部分，附着并焊接到负极集流板的第一表面的第一负极未涂覆部分；以及负极延伸部分，从负极固定部分的底端弯曲并且沿着电极组件的底表面延伸，然后被焊接到第二负极未涂覆部分。
负极延伸部分可以包括在暴露于电极组件的底表面的第二负极未涂覆部分处激光焊接到与负极延伸部分接触的第二负极未涂覆部分的多个负极焊接部分。
负极涂层可以是硅基负极活性物质。
隔膜可以在电极组件的长度方向上比正极板向下延伸并突出地多，同时在电极组件的长度方向上比负极板向上延伸并突出地多。
根据本发明的另一方面，提供了一种二次电池，所述二次电池包括电极组件、壳体和盖组件，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并且在正极板、隔膜和负极板被层压的同时被卷绕，其中，正极板比隔膜和负极板向上突出地多以通过电极组件的上表面暴露，并且负极板比隔膜和正极板向下突出地多以通过电极组件的底表面暴露，其中，正极接线片沿着电极组件的上表面延伸同时与通过电极组件的上表面暴露的正极板接触，并且被焊接到被接触的多个正极板，负极接线片沿着电极组件的底表面延伸同时与通过电极组件的底表面暴露的负极板接触，并且被焊接到被接触的多个负极板，壳体设置有内部空间并且在所述内部空间中容纳电极组件和电解质溶液，盖组件，结合到壳体的顶部并且密封壳体，其中，焊接到电极组件的底表面的负极接线片通过电阻焊接被焊接到壳体的底表面。
正极接线片可以从焊接到电极组件的上表面的区域沿电极组件的长度方向弯曲并向上延伸，从而然后被焊接到盖组件。
技术效果
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，由于负极接线片和正极接线片被焊接到电极组件的多个负极未涂覆部分和多个正极未涂覆部分以用作集流板，所以可以防止可以由针对高电容而应用的硅基负极活性物质的膨胀所引起的圆度降低、变形等，并且同时可以促进高功率输出和低电阻。
附图说明
图1a、图1b和图1c是根据实施例的二次电池的透视图、分解透视图和纵向剖视图。
图2a和图2b是示出图1c的部分2A和2B的放大图。
图3示出了在图1a至图1c中所示的二次电池中的电极组件被卷绕之前的分解透视图的示例。
图4a、图4b和图4c是图1a至图1c中所示的二次电池中的电极组件的透视图、平面图和后视图。
图5示出了在图1a至图1c中所示的二次电池中的电极组件被卷绕之前的分解透视图的另一示例。
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明的示例实施例。本发明的各种实施例可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此阐述的示例实施例。相反，发明的这些示例实施例被提供为使得本发明将是彻底的且完整的，并且将向本领域技术人员传达发明的发明构思。
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。同样的附图标记始终指同样的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个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。
在此使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，而不是意图对发明进行限制。如在此使用的，除非上下文清楚地另有指示，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，术语“包括”和/或其变型在本说明书中使用时，说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但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，尽管在此可以使用术语第一、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/或第一部分可以被命名为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分。
为了易于描述，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意图包含元件或特征在使用或操作中的除了附图中所描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图中的元件或特征被翻转，则被描述为“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”可以包含上方和下方两种方位。
图1a、图1b和图1c是根据实施例的二次电池100的透视图、分解透视图和纵向剖视图。这里，纵向剖面是指通过将二次电池100沿长度方向切割而得到的剖面。
如图1a、图1b和图1c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中的电极组件120和密封壳体110的顶部开口的盖组件130。
壳体110包括圆形的底部111和从底部111向上延伸预定长度的侧部112。在实施例中，二次电池100被示出为圆柱形二次电池，但是本发明不限于此。例如，棱柱型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的顶部处于打开状态。因此，电极组件120可以与电解质溶液一起插入到壳体110中，用于组装二次电池100。壳体110可以由钢、钢合金、铝、铝合金或其等同物制成，但是本发明不限于此。另外，为了防止或基本防止电极组件120偏离到外部，向内凹进的卷边部(beading part)113可以形成在盖组件130的底部，向内弯曲的压接部(crimping part)114可以形成在盖组件130的顶部。
电极组件120与电解质溶液一起被容纳在壳体110内。在实施例中，电解质溶液可以是被注入的使锂离子能够在电极组件120的正极板和负极板之间移动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)与高纯度有机溶剂的混合物的非水有机电解质溶液，但是本发明的实施例不限于此。
电极组件120包括涂覆有负极活性物质的负极板121、涂覆有正极活性物质的正极板122以及隔膜123，隔膜123置于负极板121与正极板122之间并且仅允许锂离子在负极板121与正极板122之间移动同时防止或基本防止在负极板121与正极板122之间发生电短路。电极组件120是通过层压负极板121、正极板122和隔膜123然后进行卷绕而形成为具有基本圆柱形的形状。另外，向下突出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，或者反之亦然。
接下来，参照图2a和图2b，示出了示出图1c的部分2A和2B的放大图。另外，参照图3，示出了在图1a至图1c中所示的二次电池中的电极组件被卷绕之前的分解透视图的示例。参照图4a、图4b和图4c，示出了图1a至图1c中所示的二次电池中的电极组件的透视图、平面图和后视图。在下文中，将参照图2a、图2b、图3、图4a、图4b和图4c进一步详细描述根据本发明的实施例的电极组件和二次电池的构造。
首先，电极组件120的负极板121包括通过在由铜(Cu)或镍(Ni)板状的金属箔形成的负极集流板121a的两个表面上涂覆硅基负极活性物质而形成的负极涂层121b。负极板121使负极接线片124附着到负极集流板121a的第一表面。负极接线片124包括部分地焊接并附着到负极集流板121a的负极固定部分124a和沿电极组件120的长度方向向下突出预定长度的负极延伸部分124b。
负极接线片124可以附着到负极集流板121a处的卷绕后缘(即卷绕末端)x2的区域。在实施例中，卷绕后缘x2可以定位在电极组件120的最外部分处，卷绕前缘(即卷绕前端)x1可以大致定位在电极组件120的中心处。也就是说，在层压负极板121、隔膜123和正极板122之后，电极组件120可以沿着卷绕方向x从卷绕前缘x1卷绕成具有圆柱形的形状。
另外，负极接线片124附着到负极集流板121a的卷绕后缘x2的区域。另外，负极接线片124在卷绕后缘x2的区域处附着到负极集流板121a的第一表面，从而与负极涂层121b间隔开。不具有负极涂层121b的第一负极未涂覆部分121c设置在负极接线片124附着到的负极集流板121a处。另外，负极集流板121a还在与负极接线片124附着到的第一表面的背对的第二表面上包括处于与负极接线片124对应的区域和处于与第一负极未涂覆部分121c设置的区域对应的区域的不具有负极涂层121b的第一负极未涂覆部分121c。
另外，负极集流板121a还可以在负极集流板121a的两个表面上包括处于沿长度方向y的底部的不具有负极涂层121b的第二负极未涂覆部分121d。另外，第二负极未涂覆部分121d与正极板122和隔膜123相比可以从电极组件120向下突出地多。也就是说，电极组件120可以使第二负极未涂覆部分121d定位在其底表面120y上。另外，隔膜123与正极板122相比可以在电极组件120的长度方向y上向下延伸并突出地多，从而使负极板121和正极板122彼此电绝缘。另外，电极组件120的隔膜123可以用于防止正极板122电接触壳体110的底部111。
另外，负极接线片124的从电极组件120的底表面120y向下突出的负极延伸部分124b可以焊接到定位在电极组件120的底表面上的第二负极未涂覆部分121d。负极接线片124的负极延伸部分124b可以从负极固定部分124a弯曲然后在与电极组件120的底表面120y接触的同时延伸，因此可以包括通过激光焊接被焊接到多个第二负极未涂覆部分121d的负极焊接部分124x。也就是说，负极接线片124可以通过焊接到第二负极未涂覆部分121d的多个负极焊接部分124x用作负极集流板。负极接线片124可以由铜或镍制成，但是本发明的实施例不限于此。
正极板122包括通过在由铝(Al)板状的金属箔形成的正极集流板122a的两个表面上涂覆诸如过渡金属氧化物的活性物质而形成的正极涂层122b。正极板122使正极接线片125附着到正极集流板122a的第一表面。正极接线片125包括部分地焊接并附着到正极集流板122a的正极固定部分125a和沿电极组件120的长度方向y向上突出预定长度的正极延伸部分125b。
正极接线片125可以附着到正极集流板122a处的基于卷绕方向x大致位于中心处的区域。另外，正极接线片125附着到正极集流板122a的中心的区域处的第一表面，以与正极涂层122b间隔开。不具有正极涂层122b的第一正极未涂覆部分122c设置在正极接线片125附着到的正极集流板122a处。另外，正极集流板122a还在与正极接线片125附着到的第一表面背对的第二表面上包括处于与正极接线片125对应的区域和处于与第一正极未涂覆部分122c设置的区域对应的区域的不具有正极涂层122b的第一负极未涂覆部分122c。
另外，正极集流板122a还可以在电极组件120的两个表面上的沿长度方向y的顶部处包括不具有正极涂层122b的第二正极未涂覆部分122d。另外，第二正极未涂覆部分122d与负极板121和隔膜123相比可以从电极组件120向上突出地多。也就是说，电极组件120可以使第二正极未涂覆部分122d位于其上表面120x上。另外，电极组件120的隔膜123与负极板121相比可以在电极组件120的长度方向y上向上延伸并突出地多，从而保持负极板121与正极板122之间的电绝缘。
另外，正极接线片125的从电极组件120的上表面120x向上突出的正极延伸部分125b可以焊接到定位在电极组件120的上表面上的第二正极未涂覆部分122d。正极接线片125的正极延伸部分125b可以从正极固定部分125a弯曲然后在与电极组件120的上表面120x接触的同时延伸，因此可以包括通过激光焊接被焊接到多个第二正极未涂覆部分122d的正极焊接部分125x。也就是说，正极接线片125可以通过焊接到多个第二正极未涂覆部分122d的正极焊接部分125x用作正极集流板。
另外，正极接线片125还可以包括从正极延伸部分125b的端部弯曲并且从电极组件120向上突出并延伸的正极突出部分125c。也就是说，正极接线片125包括焊接到正极集流板122a的第一正极未涂覆部分122c的正极固定部分125a、从电极组件120的上表面120x向上突出并延伸的正极突出部分125c以及连接正极固定部分125a和正极突出部分125c并焊接到电极组件120的上表面120x的正极延伸部分125b。另外，正极接线片125的正极突出部分125c可以从正极延伸部分125b弯曲以与电极组件120的上表面120x间隔开，然后可以水平地延伸从而然后被焊接到盖组件130。正极接线片125可以由铝制成，但是本发明的实施例不限于此。
另外，电极组件120的负极接线片124的负极延伸部分124b可以焊接到壳体110的底部111。在实施例中，在电极组件120被插入到壳体110中之后，负极接线片124的负极延伸部分124b可以通过电阻焊接被焊接到壳体110的底部111。因此，壳体110可以用作负极。相反地，正极接线片125可以通过电阻焊接被焊接到壳体110的底部111。在这种情况下，壳体110可以用作正极。
另外，绝缘板126可以置于电极组件120与盖组件130之间，绝缘板126结合到壳体110并且具有在其中心处的第一孔126a和在第一孔126a的外侧处的多个第二孔126b。也就是说，绝缘板126可以定位在电极组件120上。绝缘板126可以防止电极组件120电接触盖组件130。具体地，绝缘板126可以用于防止电极组件120的负极板121电接触盖组件130。在实施例中，第一孔126a可以使由于二次电池的异常而产生的大量气体能够朝向盖组件130快速地移动，多个第二孔126b中的正极接线片125可穿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，第二孔126b可以使电解质溶液能够在电解质溶液的注入期间快速流入电极组件120中。电解质溶液可以起到在充电和放电期间由在二次电池100的正极板和负极板处发生的电化学反应而产生的锂离子的移动介质的作用。
盖组件130包括其中形成有多个通孔131d的上盖131、安装在上盖131下的安全板133、安装在安全板133下的连接环135、结合到连接环135并且其中形成有第一通孔136a和第二通孔136b的下盖136、固定到下盖136的底部并且焊接并电连接到正极接线片125的子板137以及使上盖131、安全板133、连接环135和下盖136与壳体的侧部112绝缘的绝缘垫圈138。
在实施例中，绝缘垫圈138被压缩在基本形成在壳体110的侧部111处的卷边部113和压接部114之间。另外，形成在上盖131中的通孔131d和形成在下盖136中的第二通孔136b可以起到当在壳体110中产生异常内部压力时将内部气体排出到外部的作用。安全板133首先因内部压力而向上反转以与子板137电断开，然后破裂，从而将内部气体释放到外部。
在电极组件和包括该电极组件的二次电池100中，由于负极接线片124和正极接线片125被焊接到电极组件120的多个第二负极未涂覆部分121d和多个第二正极未涂覆部分122d以用作集流板，所以本发明可以防止会由针对高电容而应用的硅基负极活性物质的膨胀所引起的圆度降低、变形等，并且同时促进高功率输出和低电阻。
另外，参照图5，示出了在图1a至图1c中所示的二次电池中的电极组件被卷绕之前的分解透视图的另一示例。在下文中，将进一步详细描述根据本发明的电极组件和二次电池的构造。电极组件220就负极板121、隔膜123和负极接线片124的结构而言与图3中所示的电极组件120相同。电极组件220就图1a、图1b、图1c、图2a和图2b中所示的壳体110与盖组件130之间的连接关系而言也与图3中所示的电极组件120相同。
因此，以下描述将集中于电极组件220的不同于电极组件120的对应组件的正极板222和正极接线片225。另外，电极组件220被卷绕之后的透视图、平面图和后视图可以与图4a、图4b和图4c中所示的电极组件120的透视图、平面图和后视图相同。
然而，电极组件220与图1a、图1b、图1c、图2a、图2b、图4a、图4b和图4c中所示的电极组件120的不同之处在于：正极接线片225在电极组件220处基于卷绕方向从后缘向上突出。
正极板222包括通过在由铝(Al)制成的板状的金属箔形成的正极集流板222a的两个表面上涂覆包括过渡金属氧化物的活性物质而形成的正极涂层222b。正极板222使正极接线片225附着到正极集流板222a的第一表面。正极接线片225包括部分地焊接并附着到正极集流板222a的正极固定部分和沿电极组件220的长度方向y向上突出预定长度的正极延伸部分。
正极接线片225可以在正极集流板222a处附着到卷绕后缘x2的区域。这里，卷绕后缘x2可以定位在电极组件220的最外部分处，并且卷绕前缘x1可以大致定位在电极组件220的中心处。也就是说，在层压负极板121、隔膜123和正极板222之后，电极组件220可以沿着卷绕方向x从卷绕前缘x1卷绕成具有圆柱形的形状。
另外，正极接线片225附着到正极集流板222a的卷绕后缘x2的第一表面，以与正极涂层222b间隔开。另外，不具有正极涂层222b的第一正极未涂覆部分222c设置在正极接线片225附着到的正极集流板222a上。另外，正极集流板222a还在与正极接线片225附着到的第一表面背对的第二表面上包括处于与正极接线片225对应的区域和处于第一正极未涂覆部分222c设置的区域对应的区域的不具有正极涂层222b的第一负极未涂覆部分222c。
另外，正极集流板222a还在电极组件220的两个表面上的沿长度方向y的顶部处包括不具有正极涂层222b的第二正极未涂覆部分222d。另外，第二正极未涂覆部分222d与负极板121和隔膜123相比可以从电极组件220向上突出地多。也就是说，电极组件220可以使第二正极未涂覆部分222d位于其上表面上。另外，隔膜123与负极板121相比在电极组件220的长度方向y上向上延伸并突出地多，从而保持负极板121与正极板222之间的电绝缘。
从电极组件220的上表面向上突出的正极接线片225可以焊接到定位在电极组件220的上表面上的第二正极未涂覆部分222d。正极接线片225可以在与电极组件220的上表面接触的同时延伸，从而然后通过激光焊接被焊接到多个第二正极未涂覆部分222d。也就是说，正极接线片225可以焊接到多个第二正极未涂覆部分222d，因此可以用作正极集流板。
在电极组件220和包括该电极组件220的二次电池100中，由于负极接线片124和正极接线片225被焊接到电极组件220的多个第二负极未涂覆部分121d和多个第二正极未涂覆部分222d以用作集流板，所以本发明可以防止会由针对高电容所应用的硅基负极活性物质的膨胀而引起的圆度降低、变形等，并且同时促进高功率输出和低电阻。
尽管已经参照本发明的一些示例性实施例具体示出并描述了根据本发明的电极组件和包括该电极组件的二次电池，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如以下权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。
产业上的可用性
本发明涉及电极组件和包括该电极组件的二次电池。

Claims (13)

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，电极组件在正极板、隔膜和负极板被层压的同时被卷绕，
其中，正极板比隔膜和负极板向上突出地多以通过电极组件的上表面被暴露，并且负极板比隔膜和正极板向下突出地多以通过电极组件的底表面被暴露，
其中，正极接线片沿着电极组件的上表面延伸同时与通过电极组件的上表面暴露的正极板接触，并且被焊接到被接触的多个正极板，负极接线片沿着电极组件的底表面延伸同时与通过电极组件的底表面暴露的负极板接触，并且被焊接到被接触的多个负极板。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述正极板包括：
正极集流板，为板状的金属箔；以及
正极涂层，覆盖正极集流板的第一表面和第二表面，
其中，正极集流板包括位于所述第一表面上的不具有正极涂层的第一正极未涂覆部分以及位于电极组件的两个表面上的沿长度方向的顶部处的不具有正极涂层的第二正极未涂覆部分，其中，第二正极未涂覆部分被暴露于电极组件的上表面。
3.根据权利要求2所述的电极组件，其中，正极板的第一正极未涂覆部分设置在正极集流板的第一表面的中心处。
4.根据权利要求2所述的电极组件，其中，正极板的第一正极未涂覆部分设置在正极集流板的第一表面上的卷绕后缘处。
5.根据权利要求2所述的电极组件，其中，正极接线片包括：
正极固定部分，附着并焊接到位于正极集流板的第一表面上的第一正极未涂覆部分；
正极延伸部分，从正极固定部分的顶端弯曲并且沿着电极组件的上表面延伸，然后被焊接到第二正极未涂覆部分；以及
正极突出部分，从正极延伸部分弯曲并且在电极组件的长度方向上延伸并向上突出。
6.根据权利要求5所述的电极组件，其中，正极延伸部分包括多个正极焊接部分，所述多个正极焊接部分在暴露于电极组件的上表面的第二正极未涂覆部分处激光焊接到与正极延伸部分接触的第二正极未涂覆部分。
7.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述负极板包括：
负极集流板，由板状的金属箔形成；以及
负极涂层，覆盖负极集流板的第一表面和第二表面，
其中，负极集流板包括位于负极集流板的第一表面的卷绕后缘处的不具有负极涂层的第一负极未涂覆部分以及位于电极组件的两个表面上的沿长度方向的底部处的不具有负极涂层的第二负极未涂覆部分，其中，第二负极未涂覆部分被暴露于电极组件的底表面。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其中，所述负极接线片包括：
负极固定部分，附着并焊接到负极集流板的第一表面的第一负极未涂覆部分；以及
负极延伸部分，从负极固定部分的底端弯曲并且沿着电极组件的底表面延伸，然后被焊接到第二负极未涂覆部分。
9.根据权利要求8所述的电极组件，其中，负极延伸部分包括多个负极焊接部分，所述多个负极焊接部分在暴露于电极组件的底表面的第二负极未涂覆部分处激光焊接到与负极延伸部分接触的第二负极未涂覆部分。
10.根据权利要求7所述的电极组件，其中，负极涂层是硅基负极活性物质。
11.根据权利要求1所述的电极组件，其中，隔膜与正极板相比在电极组件的长度方向上向下延伸并突出地多，同时与负极板相比在电极组件的长度方向上向上延伸并突出地多。
12.一种二次电池，所述二次电池包括：
根据权利要求1至11中的一项所述的电极组件；
壳体，设置有内部空间并且在所述内部空间中容纳电极组件和电解质溶液；以及
盖组件，结合到壳体的顶部并且密封壳体，
其中，焊接到电极组件的底表面的负极接线片通过电阻焊接被焊接到壳体的底表面。
13.根据权利要求12所述的二次电池，其中，正极接线片从焊接到电极组件的上表面的区域沿电极组件的长度方向弯曲并向上延伸，然后被焊接到盖组件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114178696A (zh) * 2022-02-17 2022-03-15 武汉逸飞激光股份有限公司 一种电池微米级金属箔材的激光焊接方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114792869A (zh) * 2022-03-21 2022-07-26 远景动力技术(江苏)有限公司 极耳、电池和电池模组
KR20240081913A (ko) * 2022-12-01 2024-06-10 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102614640B1 (ko) * 2022-12-06 2023-12-15 삼성에스디아이 주식회사 원통형 이차 전지

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1242613A (zh) * 1998-06-30 2000-01-26 三洋电机株式会社 电池
US6139986A (en) * 1997-02-17 2000-10-31 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery
CN1633721A (zh) * 2001-10-19 2005-06-29 松下电器产业株式会社 二次电池
US20100216001A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Byun Sang Won Rechargeable battery
CN102237507A (zh) * 2010-05-06 2011-11-09 日立车辆能源株式会社 二次电池及其制造方法
CN102473956A (zh) * 2009-06-30 2012-05-23 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池
WO2013038677A1 (ja) * 2011-09-14 2013-03-21 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
JP2013097903A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池
CN103733418A (zh) * 2011-09-14 2014-04-16 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2097301A5 (zh) * 1970-07-01 1972-03-03 Accumulateurs Fixes
US4554227A (en) * 1983-07-18 1985-11-19 Japan Storage Battery Company Limited Alkaline battery
JP3819570B2 (ja) * 1997-11-18 2006-09-13 三洋電機株式会社 非焼結電極を用いた円筒状アルカリ蓄電池
JP3334683B2 (ja) * 1999-06-28 2002-10-15 エヌイーシートーキン株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
CN100573978C (zh) * 2005-12-30 2009-12-23 比亚迪股份有限公司 二次电池
US20080305395A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Sony Corporation Anode and secondary battery
KR101038115B1 (ko) * 2008-06-30 2011-05-31 세방전지주식회사 원통형 축전지
KR101165503B1 (ko) * 2009-09-30 2012-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101615712B1 (ko) * 2011-11-11 2016-04-26 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지
KR102234292B1 (ko) * 2014-04-09 2021-03-31 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지
KR20160085063A (ko) * 2015-01-07 2016-07-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6139986A (en) * 1997-02-17 2000-10-31 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery
CN1242613A (zh) * 1998-06-30 2000-01-26 三洋电机株式会社 电池
CN1633721A (zh) * 2001-10-19 2005-06-29 松下电器产业株式会社 二次电池
US20100216001A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Byun Sang Won Rechargeable battery
CN102473956A (zh) * 2009-06-30 2012-05-23 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池
CN102237507A (zh) * 2010-05-06 2011-11-09 日立车辆能源株式会社 二次电池及其制造方法
WO2013038677A1 (ja) * 2011-09-14 2013-03-21 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
CN103733418A (zh) * 2011-09-14 2014-04-16 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池
JP2013097903A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114178696A (zh) * 2022-02-17 2022-03-15 武汉逸飞激光股份有限公司 一种电池微米级金属箔材的激光焊接方法

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Publication number Publication date
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