CN113767493A - 包含不同颜色的涂覆部分的电极组件及其制造方法 - Google Patents

包含不同颜色的涂覆部分的电极组件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113767493A
CN113767493A CN202080026303.4A CN202080026303A CN113767493A CN 113767493 A CN113767493 A CN 113767493A CN 202080026303 A CN202080026303 A CN 202080026303A CN 113767493 A CN113767493 A CN 113767493A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
separator
coating
electrode assembly
color
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
CN202080026303.4A
Other languages
English (en)
Inventor
朴赞佑
裵宽洪
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 Corp
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution 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 Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of CN113767493A publication Critical patent/CN113767493A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0463Cells or batteries with horizontal or inclined electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406Moulding; Embossing; Cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电极组件,其包括两个以上的电极以及设置在所述电极之间的隔膜,其中,所述隔膜在不与所述电极接触的剩余部分上设置有具有颜色的涂覆部分,并且所述涂覆部分的颜色与在其相邻隔膜上设置的涂覆部分的颜色彼此不同。

Description

包含不同颜色的涂覆部分的电极组件及其制造方法
技术领域
本申请要求于2019年4月16日提交的韩国专利申请No.2019-0044326的优先权,通过援引将其公开内容完整并入本文。
本发明涉及二次电池用电极组件及其制造方法,特别是,涉及如下二次电池用电极组件及其制造方法:在构成电极组件的隔膜剩余部分中形成包含染料的涂覆部分,并且具有不同颜色的涂覆部分应用于交替排列的隔膜上。
背景技术
近年来,随着对移动电子设备和可穿戴电子设备的需求增加,已经积极进行了关于锂二次电池作为移动电子设备和可穿戴设备的能源的研究。
特别是,随着电子设备的轻量和小型化的趋势,对锂二次电池的薄型化的需求增加。另外,为了将具有高能量密度的锂二次电池用作高性能电子设备的能源,对其的需求日益增长。
通常,用于圆柱形锂二次电池和棱柱形锂二次电池中的卷芯型电极组件由于卷绕结构的特性而相对于体积具有较低的电池效率,难以减小金属壳体的厚度,并且在增加电极组件的厚度方面受到限制,因此,存在能量密度低的问题。
另一方面,具有堆叠型电极组件容纳在铝层压片中的结构的袋型锂二次电池可以补偿使用卷芯型电极组件时浪费空间的缺点,因此具有能量密度相对较高且形状可以容易改变的优点。
然而,当以隔膜的面积大于电极的面积的结构制造堆叠型电极组件时,位于隔膜下方的电极被隔膜遮挡,因此与设计位置不同,堆叠位置可能错位。
在这种情况下,难以对齐电极的位置,可能发生不同电极之间的短路,并且在电极与隔膜的结合过程中,相对较大的电极的端部可能向相对较小的电极弯曲。
另外,可能存在弯曲的电极混合物层与电极集流体分离的问题。
关于这一点,专利文献1公开了一种电极组件,具有如下结构:在尺寸大于正极和负极的隔膜中,在除电极板所在的内表面部分之外的外部剩余部分上涂覆有电极板支持体。然而,并没有公开在包括多个正极和负极的电极组件中,进行层压使得正极和负极在层压方向上的中心轴完全对齐的结构或方法。
专利文献2涉及一种袋装电极体,其包括:电极板,其具有涂覆有电极活性材料的涂覆区域和未涂覆电极活性材料的突出部分;隔膜,其设置在所述电极板的两侧以暴露出所述突出部分;以及绝缘聚合物膜,其在与所述电极板隔开的状态下设置在所述隔膜的相对边缘的至少一部分上,并具有能够粘附所述隔膜的边缘的粘附层。在专利文献2中,制造了负极袋装电极体和正极袋装电极体,但尚未提出解决方案来解决堆叠它们时的错位问题。
专利文献3涉及一种电极组件,其在隔膜剩余部分的两侧部分的两侧上具有比隔膜的厚度厚的涂层以防止隔膜收缩,其中,基于隔膜的宽度,隔膜剩余部分被构造成分别具有5%至12%的尺寸,其中,基于一侧上的隔膜剩余部分的宽度,涂层以50%至90%的尺寸涂覆在隔膜的两侧上,并且其中,在隔膜剩余部分的两侧部分的两侧上形成的涂层的宽度彼此不同或者相同。在正极和负极堆叠的状态下,专利文献3没有认识到正极和负极的中心轴完全对齐的结构。
如上所述,在具有隔膜置于正极和负极之间的堆叠结构的电极组件中,迫切需要一种能够通过使正极中心轴和负极中心轴完全对齐来防止堆叠的电极突出而不对齐、并且能够在电极组件的制造过程中容易地检查电极的位置对齐的技术。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国专利申请公报No.2017-0036227(2017.04.03)
(专利文献2)韩国专利No.1168650(2012.07.19)
(专利文献3)韩国专利No.1750239(2017.06.19)
发明内容
[技术问题]
鉴于上述问题而完成了本发明,并且本发明的目的是提供一种电极组件及其制造方法,所述电极组件由于在堆叠型电极组件中能够容易地确认位于隔膜下方的电极的对齐而能够防止堆叠的电极之间的位置公差,并且由于添加到隔膜基材的剩余部分的涂覆部分而能够防止电极的端部变形。
[技术方案]
根据本发明的第一方面,上述和其他目的可以通过提供一种电极组件来实现,所述电极组件包括两个以上的电极以及设置在所述电极之间的隔膜,其中,所述隔膜在隔膜基材的不与所述电极接触的剩余部分上设置有具有颜色的涂覆部分,并且所述涂覆部分的颜色不同于在其相邻隔膜上设置的涂覆部分的颜色。
根据第二方面,提供了一种电极组件,其中,涂覆部分不与紧邻的电极重叠,并且形成在整个剩余部分上。
根据第三方面,提供了一种电极组件,其中,涂覆部分的厚度等于或小于紧邻的电极的厚度。
根据第四方面,提供了一种电极组件,其中,隔膜在所述隔膜的两侧上形成有相同颜色的涂覆部分。
根据第五方面,提供了一种电极组件,其中,涂覆部分包含通过紫外线照射或加热而固化的材料。
根据第六方面,提供了一种电极组件,其包括一个以上的单元电芯,其中,所述单元电芯包括由负极、第一隔膜、正极、第二隔膜和负极构成的C型双电芯;以及由正极、第二隔膜、负极、第一隔膜和正极构成的A型双电芯。
根据第七方面,提供了一种电极组件的制造方法,所述方法包括:(a)切割第一电极并以一定间隔将所述第一电极结合至未卷绕的第一隔膜基材的第一表面;(b)在所述第一隔膜基材的第一表面的不与所述第一电极接触的剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;(c)与步骤(a)同时,切割第二电极并以一定间隔将所述第二电极结合至未卷绕的第二隔膜基材的第二表面;(d)与步骤(b)同时,在所述第二隔膜基材的第二表面的不与所述第二电极接触的剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;(e)与步骤(b)和(d)同时,在所述第一隔膜基材的第二表面上定位对应于所述第一电极的位置并在所述第一隔膜基材的第二表面的虚拟剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;(f)与步骤(b)和(d)同时,在所述第二隔膜基材的第一表面上定位对应于所述第二电极的位置并在所述第二隔膜基材的第一表面的虚拟剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;(g)切割第三电极并将其设置在所述第一隔膜基材的第二表面的未涂覆区域和所述第二隔膜基材的第一表面的未涂覆区域中;(h)压制所述第一电极、所述第一隔膜、所述第三电极、所述第二隔膜和所述第二电极;以及(i)通过在所述第一隔膜和所述第二隔膜的涂覆区域中进行切割来制造单元电芯,其中,步骤(e)和(f)可以均进行或择一进行。
根据第八方面,提供了一种电极组件的制造方法,其中,步骤(e)和(f)的涂覆厚度之和等于第三电极的厚度。
根据第九方面,提供了一种电极组件的制造方法,其中,仅进行步骤(e)或(f)中的一个,并且涂覆厚度等于第三电极的厚度。
根据第十方面,提供了一种电极组件的制造方法,其中,第一隔膜和第二隔膜的总面积相同,第三电极的面积小于第一电极和第二电极的面积,并且步骤(e)和(f)的虚拟剩余部分的面积大于步骤(b)和(d)的剩余部分的面积。
根据第十一方面,提供了一种电极组件的制造方法,其中,当第一电极和第二电极为正极时,第三电极为负极,或者当第一电极和第二电极为负极时,第三电极为正极。
根据第十二方面,提供了一种电极组件的制造方法,其中,步骤(b)和(e)中涂覆的颜色是第一颜色,并且步骤(d)和(f)中涂覆的颜色是第二颜色。
根据第十三方面,提供了一种电极组件的制造方法,其中,第一颜色和第二颜色是不同的颜色。
附图说明
图1是示出本发明实施方式的电极和隔膜的分解立体图。
图2是图1的垂直截面图。
图3是示出本发明实施方式的隔膜的立体图。
图4是示出电极组件的第一实施方式的垂直截面图。
图5是示出电极组件的第二实施方式的垂直截面图。
图6是示出常规电极组件的垂直截面图。
图7是示出电极组件的第三实施方式的垂直截面图。
图8是示出电极组件的制造过程的示意图。
具体实施方式
现在,将参考附图详细描述本发明的优选实施方式,使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实现本发明的优选实施方式。然而,在详细描述本发明的优选实施方式的操作原理时,当本文中包含的已知功能和构造的详细描述可能使本发明的主题不清楚时,将省略对其的详细描述。
另外,在整个附图中相同的附图标记将用于表示进行类似功能或操作的部分。在本说明书中说将一个部分连接到另一个部分的情况下,不仅可以将一个部分直接连接到另一个部分,而且可以将一个部件经由其他部分间接连接到另一个部分。另外,包括某个元素并不意味着排除其他元素,而是意味着可以进一步包括这样的元素,除非另有说明。
现在将详细参考本发明的优选实施方式,其示例在附图中示出。
图1是示出本发明实施方式的电极和隔膜的分解立体图,图2是图1的垂直截面图。
参考图1和图2,本发明的隔膜110的尺寸大于电极120的尺寸,并且被构造成具有如下结构:形成有隔膜基材111和涂覆部分112,并且涂覆部分112形成在剩余部分(即隔膜基材111的不与电极120接触的外周部分)上。
电极120包括涂覆有活性材料的电极主体121和向一侧突出的电极极耳122。涂覆部分112被设置成围绕电极主体121的外围,并且在与突出的电极极耳122重叠的隔膜基材111上未形成涂覆部分。
因此,其上形成有涂覆部分112的隔膜可以用于引导电极120的位置,并且可以在堆叠多个电极时防止堆叠方向上的位置公差。
涂覆部分112的厚度a1可以与电极主体121的厚度a2相同。或者,当涂覆部分可以用作电极的位置引导时,涂覆部分112的厚度a1可以形成为小于隔膜的厚度。
图2示出了在一定程度上形成电极主体121和涂覆部分112之间的间隙G的状态。然而,考虑到涂覆部分用于固定电极的位置,优选的是,电极主体121和涂覆部分112之间的间隙G较小。这同样适用于以下图4、5、7和8所示的电极主体和涂覆部分之间的间隙。
图1示出了涂覆部分112仅形成在隔膜基材111的上表面上的结构。然而,与此不同,涂覆部分可以形成在隔膜基材111的上表面和下表面各自上。
图3是示出本发明的一个实施方式的隔膜的立体图。
参考图3,当与图1的隔膜110相比时,图3的隔膜130与图1的隔膜110的相同之处在于它由隔膜基材131和涂覆部分132构成。然而,与图1的涂覆部分112形成在除电极极耳122之外的电极主体121的整个外围上不同,涂覆部分132的不同之处在于其仅形成在隔膜基材131的拐角部分的外周剩余部分上。由于图3的涂覆部分132形成在对应于电极主体的拐角的部分处,因此图3的涂覆部分132具有在用于固定电极位置的同时使隔膜本身的电阻最小化的优点。
图3示出了涂覆部分132仅形成在隔膜基材131的上表面上的结构。然而,与此不同,涂覆部分可以形成在隔膜基材131的上表面和下表面各自上。
图4是示出电极组件的第一实施方式的垂直截面图。
正极和负极的尺寸可以考虑设计电池的容量和循环特性来确定。然而,鉴于当考虑锂离子的不可逆性时将负极形成得相对大于正极,电极组件被构造成具有如下结构:负极220设置在隔膜210的上表面上并且正极230设置在隔膜210的下表面上。
然而,如上所述,可以将正极设计为大于负极。当然,位于隔膜的上表面的大电极可以是正极,并且位于下表面的电极可以是负极。
隔膜210被构造成具有如下结构:涂覆部分212形成在隔膜基材211的上表面上,涂覆部分213形成在隔膜基材211的下表面上。由于负极220的尺寸相对大于正极230的尺寸,因此隔膜基材211的负极表面217的外周剩余部分比隔膜基材211的正极表面218的外周剩余部分窄。因此,形成为不与负极220重叠的涂覆部分212的宽度c1小于形成为不与正极230重叠的涂覆部分213的宽度c2。
涂覆部分212和涂覆部分213可以包含有色染料,并且形成在同一隔膜基材211上的涂覆部分212和涂覆部分213可以包含相同颜色的染料。
涂覆部分212的厚度b1等于或小于负极220的厚度b3,并且涂覆部分213的厚度b2等于或小于正极230的厚度b4。由于负极220的厚度b3和正极230的厚度b4可以不同,因此涂覆部分212的厚度b1和涂覆部分213的厚度b2可以不同。
图5是示出电极组件的第二实施方式的垂直截面图。
参考图5,图5的(a)是构造成具有负极320、隔膜310、正极330、隔膜340和负极320依次堆叠的结构的C型双电芯的电极组件,并且图5的(b)是构造成具有正极330、隔膜350、负极320、隔膜360和正极330依次堆叠的结构的A型双电芯的电极组件。
由于负极320的尺寸大于正极330的尺寸,因此涂覆部分312(形成在隔膜基材311的不与负极320重叠的负极表面外周剩余部分上)的宽度小于涂覆部分313(形成在隔膜基材311的不与正极330重叠的正极表面外周剩余部分上)的宽度。这同样适用于隔膜340,因此,涂覆部分342(形成在隔膜基材341的不与负极320重叠的负极表面外周剩余部分上)的宽度小于涂覆部分343(形成在隔膜基材341的不与正极330重叠的正极表面外周剩余部分上)的宽度。
在图5的电极组件(b)中,由于负极320的尺寸大于正极330的尺寸,因此涂覆部分353(形成在隔膜基材351的不与负极320重叠的负极表面外周剩余部分上)的宽度小于涂覆部分352(形成在隔膜基材351的不与正极330重叠的正极表面外周剩余部分上)的宽度。这同样适用于隔膜360,因此,涂覆部分363(形成在隔膜基材361的不与负极320重叠的负极表面外周剩余部分上)的宽度小于涂覆部分362(形成在隔膜基材361的不与正极330重叠的正极表面外周剩余部分上)的宽度。
另外,由于涂覆部分可以包含通过紫外线照射或加热而固化的树脂,因此可以在形成涂覆部分之后形成通过紫外线照射或加热而固化的涂覆部分。
如上所述,由于处于固化状态的涂覆部分形成在隔膜剩余部分中,因此可以防止隔膜折叠。另外,将固化的涂覆部分设置成使得与相对较大尺寸的电极的端部重叠,因此在电极组件的层压过程中,涂覆部分用于支持相对较大尺寸的电极,以使其不会向相对较小尺寸的电极的方向弯曲。另外,当电极错位并与固化的涂覆部分重叠时,电极组件的厚度变化发生显著差异,因此,可以通过测量厚度的方法容易地检测出有缺陷的电极组件。
由于涂覆部分313和涂覆部分343形成在正极330的外围,因此涂覆部分313和涂覆部分343的宽度相同,并且涂覆部分313和涂覆部分343的厚度之和可以等于或小于正极330的厚度。
由于涂覆部分312和涂覆部分342形成在负极320的外围,因此涂覆部分312和涂覆部分342的宽度相同,并且涂覆部分312和涂覆部分342的厚度之和可以等于或小于负极320的厚度。
另外,隔膜310上可以不形成涂覆部分313,并且隔膜340的涂覆部分343可以形成为具有正极330的厚度。或者,隔膜340上可以不形成涂覆部分343,并且隔膜310的涂覆部分313可以形成为具有正极330的厚度。
涂覆部分312、313、342和343可以包括有色染料,并且形成在同一隔膜基材上的涂覆部分可以包含相同颜色的染料。因此,涂覆部分312和涂覆部分313的颜色可以与第一颜色相同,并且涂覆部分342和涂覆部分343的颜色可以与第二颜色相同。然而,第一颜色和第二颜色可以是不同的颜色。
因此,在图5所示的两个隔膜置于电极之间的结构中,当两个隔膜中的任何一个排列错位而偏离其初始位置时,错位的隔膜的涂覆部分暴露。因此,可以通过在电极组件的顶部处测量的视觉测试来识别电极组件是否对齐。
图5的电极组件(b)被构造成具有如下结构:在电极组件(a)中将正极和负极的位置置换,使得将隔膜360应用于隔膜310的位置,并将隔膜350应用于隔膜340的位置。隔膜基材和涂覆层的描述可以以与上述隔膜310和隔膜340的描述相同的方式应用。
同时,图6是示出常规电极组件的垂直截面图。参考图6,当使用辊压辊301沿箭头方向辊压电极组件300时,存在以下问题:由于正极330和负极320之间的尺寸差异,具有相对较大尺寸的负极320的端部向具有相对较小尺寸的正极330弯曲。
然而,如本发明中那样,当使用包括在外周的剩余部分上形成有涂覆部分的隔膜的电极组件时,涂覆部分用于根据正极和负极之间的尺寸差异来支持电极的端部突出部分。因此,由于电极的外围由涂覆部分支持,可以防止电极变形,例如电极的端部弯曲。
图7是示出电极组件的第三实施方式的垂直截面图。
与图5的电极组件(a)和电极组件(b)相比,参考图7,电极组件(a)和电极组件(b)具有在最外侧电极的外表面上添加隔膜的形式。
添加的隔膜被构造成具有如下结构:涂覆部分372、374、382和384仅形成在隔膜基材371、373、381和383的面向电极的表面上。涂覆部分372和374的宽度与涂覆部分312和342的宽度相同,并且涂覆部分382和384的宽度与涂覆部分352和362的宽度相同。
由于电极组件中隔膜的外周形成为在堆叠方向上对齐,因此可以容易地确认隔膜错位。由于涂覆部分彼此紧密接触以形成堆叠体,因此可以防止在制造过程中隔膜折叠,并且可以防止在电池的使用过程中因电极组件的反复膨胀和收缩而导致隔膜变形。另外,还可以预期电极在电极组件的堆叠方向上的支持和保护作用。
图8是示出电极组件的制造过程的示意图。
参考图8,将隔膜基材421和隔膜基材441解卷绕并取出。将已切割的负极410附着至隔膜基材421的上表面并保持恒定距离,并且将已切割的负极430附着至隔膜基材441的下表面并保持恒定距离。
利用从涂覆机491喷出的树脂在负极410的外围形成涂覆部分422。基于隔膜基材421,在隔膜基材421的对应于涂覆部分422的下表面上,在已切割的正极450所要附着的部分的外周上形成涂覆部分423。
根据正极450和负极410的尺寸,涂覆部分422和涂覆部分423的宽度可以形成为不同的尺寸。然而,涂覆部分422和涂覆部分423中包含的染料可以是相同的颜色,并且涂覆部分422和涂覆部分423可以包含通过紫外线照射或加热而固化的材料。因此,在通过紫外线光源492之后,形成了在固化状态下显色的涂覆部分422’和涂覆部分423’。
利用从涂覆机491喷出的树脂在负极430的外围形成涂覆部分442。基于隔膜基材441,在隔膜基材441的对应于涂覆部分422的上表面上,在已切割的正极450所要附着的部分的外周上形成涂覆部分443。
根据负极430和正极450的尺寸,涂覆部分442和涂覆部分443的宽度可以形成为不同的尺寸。然而,涂覆部分442和涂覆部分443中包含的染料可以是相同的颜色,并且涂覆部分442和涂覆部分443可以包含通过紫外线照射或加热而固化的材料。因此,在通过紫外线光源492之后,形成了在固化状态下显色的涂覆部分442’和涂覆部分443’。
然而,涂覆部分422’和涂覆部分423’的显色可以形成为与涂覆部分442’和涂覆部分443’的显色不同。
由于切割的正极450设置在隔膜420和隔膜440之间,因此切割的正极450安置并附着到涂覆部分423’和涂覆部分443’的内侧。
这样,由于负极410、隔膜420、正极450、隔膜440和负极430形成堆叠结构,因此负极410、隔膜420、正极450、隔膜440和负极430在通过一对辊压辊493的同时被层压。此时,在隔膜的外周上形成的涂覆部分423’和443’支持负极410和430的端部以使其不与正极重叠,因此可以防止负极410和430的端部向正极450弯曲。
本发明所属领域的技术人员将理解,在不脱离本发明的范围的情况下,基于上述描述可以进行各种应用和修改。
(参考符号的说明)
110,130,210,310,340,350,360,420,440:隔膜
111,131,211,311,341,351,361,371,373,381,383,421,441:隔膜基材
112,132,212,213,312,313,342,343,352,353,362,363,372,374,382,384,422,422’,423,423’,442,442’,443,443’:涂覆部分
120:电极
121:电极主体
122:电极极耳
217:隔膜基材的负极表面
218:隔膜基材的正极表面
220,320,410,430:负极
230,330,450:正极
300:电极组件
301,493:辊压辊
491:涂覆机
492:紫外线光源
a1,b1,b2:涂覆部分的厚度
a2:电极主体的厚度
G:电极主体和涂覆部分之间的间隙
b3:负极厚度
b4:正极厚度
c1,c2:涂覆部分的宽度
[工业实用性]
如上所述,由于本发明具有在隔膜剩余部分上形成的涂覆膜,因此本发明提供了一种在堆叠状态下在垂直方向上隔膜完全对齐的电极组件。
另外,通过排列隔膜使得隔膜的涂覆部分的颜色交替排列,可以解决由于具有相对较小面积的电极被隔膜遮挡而难以检查电极位置的问题。
另外,由于包含固化性树脂的涂覆部分形成在隔膜剩余部分中,因此当电极偏离固定位置并与固化的涂覆部分重叠时,电极组件的厚度变化的差异增加,由此容易检测缺陷。
另外,通过将涂覆部分添加到不与电极接触的隔膜剩余部分,可以防止电极在电极组件的辊压步骤中由于相邻电极的尺寸差异而变形。
因此,可以防止由于电极的变形而使电极混合物层与电极集流体分离的问题,并且可以容易地确定有缺陷的电极。

Claims (13)

1.一种电极组件,其包括:
两个以上的电极,以及
设置在所述电极之间的隔膜,其中
所述隔膜在隔膜基材的不与所述电极接触的剩余部分上设置有具有颜色的涂覆部分,并且
所述涂覆部分的颜色不同于在其相邻隔膜上设置的涂覆部分的颜色。
2.如权利要求1所述的电极组件,其中,所述涂覆部分不与紧邻的电极重叠,并且形成在整个所述剩余部分上。
3.如权利要求1所述的电极组件,其中,所述涂覆部分的厚度等于或小于所述紧邻的电极的厚度。
4.如权利要求1所述的电极组件,其中,所述隔膜在所述隔膜的两侧上形成有相同颜色的涂覆部分。
5.如权利要求1所述的电极组件,其中,所述涂覆部分包含通过紫外线照射或加热而固化的材料。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电极组件,所述电极组件包括一个以上的单元电芯,其中,所述单元电芯包括由负极、第一隔膜、正极、第二隔膜和负极构成的C型双电芯;以及由正极、第二隔膜、负极、第一隔膜和正极构成的A型双电芯。
7.一种权利要求1至5中任一项所述的电极组件的制造方法,所述方法包括:
(a)切割第一电极并以一定间隔将所述第一电极结合至未卷绕的第一隔膜基材的第一表面;
(b)在所述第一隔膜基材的第一表面的不与所述第一电极接触的剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;
(c)与步骤(a)同时,切割第二电极并以一定间隔将所述第二电极结合至未卷绕的第二隔膜基材的第二表面;
(d)与步骤(b)同时,在所述第二隔膜基材的第二表面的不与所述第二电极接触的剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;
(e)与步骤(b)和(d)同时,在所述第一隔膜基材的第二表面上定位对应于所述第一电极的位置,并在所述第一隔膜基材的第二表面的虚拟剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;
(f)与步骤(b)和(d)同时,在所述第二隔膜基材的第一表面上定位对应于所述第二电极的位置,并在所述第二隔膜基材的第一表面的虚拟剩余部分上涂覆着色材料,然后进行固化;
(g)切割第三电极并将其设置在所述第一隔膜基材的第二表面的未涂覆区域和所述第二隔膜基材的第一表面的未涂覆区域中;
(h)压制所述第一电极、所述第一隔膜、所述第三电极、所述第二隔膜和所述第二电极;以及
(i)通过在所述第一隔膜和所述第二隔膜的涂覆区域中进行切割来制造单元电芯,其中
步骤(e)和(f)均进行或择一进行。
8.如权利要求7所述的电极组件的制造方法,其中,步骤(e)和(f)的涂覆厚度之和等于所述第三电极的厚度。
9.如权利要求7所述的电极组件的制造方法,其中,仅进行步骤(e)或(f)中的一个,并且涂覆厚度等于所述第三电极的厚度。
10.如权利要求7所述的电极组件的制造方法,其中,所述第一隔膜和所述第二隔膜的总面积相同,所述第三电极的面积小于所述第一电极和所述第二电极的面积,并且步骤(e)和(f)的所述虚拟剩余部分的面积大于步骤(b)和(d)的所述剩余部分的面积。
11.如权利要求7所述的电极组件的制造方法,其中,当所述第一电极和所述第二电极为正极时,所述第三电极为负极,或者当所述第一电极和所述第二电极为负极时,所述第三电极为正极。
12.如权利要求7所述的电极组件的制造方法,其中,步骤(b)和(e)中涂覆的颜色是第一颜色,并且步骤(d)和(f)中涂覆的颜色是第二颜色。
13.如权利要求12所述的电极组件的制造方法,其中,所述第一颜色和所述第二颜色是不同的颜色。
CN202080026303.4A 2019-04-16 2020-04-14 包含不同颜色的涂覆部分的电极组件及其制造方法 Pending CN113767493A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0044326 2019-04-16
KR1020190044326A KR102594367B1 (ko) 2019-04-16 2019-04-16 다른 색의 코팅부를 포함하는 전극조립체 및 이의 제조방법
PCT/KR2020/005001 WO2020213910A1 (ko) 2019-04-16 2020-04-14 다른 색의 코팅부를 포함하는 전극조립체 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113767493A true CN113767493A (zh) 2021-12-07

Family

ID=72837437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080026303.4A Pending CN113767493A (zh) 2019-04-16 2020-04-14 包含不同颜色的涂覆部分的电极组件及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220200099A1 (zh)
EP (1) EP3890086A4 (zh)
KR (1) KR102594367B1 (zh)
CN (1) CN113767493A (zh)
WO (1) WO2020213910A1 (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002334689A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Nec Tokin Tochigi Ltd 電 池
CN1393041A (zh) * 2000-09-25 2003-01-22 韩国宝狮里电有限公司 用于锂离子二次电池的凹穴式电极板、其生产方法以及使用了所述电极板的锂离子二次电池
KR20110138718A (ko) * 2010-06-21 2011-12-28 김영덕 포케팅 전극체, 이를 포함하는 전극 조립체 및 이를 이용한 리튬 이차전지
US20150228963A1 (en) * 2012-09-11 2015-08-13 Routejade Inc. Wrapping electrode assembly and method for manufacturing the same
US20150236337A1 (en) * 2012-09-11 2015-08-20 ROUTEJADE INC. a corporation Wrapping electrode assembly and method for manufacturing same
KR20160054219A (ko) * 2014-11-06 2016-05-16 주식회사 엘지화학 Srs 분리막을 포함하는 전극조립체
KR20170036227A (ko) * 2015-09-24 2017-04-03 주식회사 엘지화학 극판 지지부를 포함하는 전극조립체

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005228533A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Hitachi Engineering & Services Co Ltd バッテリー検査方法および装置
JP4710563B2 (ja) * 2005-11-17 2011-06-29 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用電極群の製造方法
US8062795B2 (en) * 2006-09-25 2011-11-22 Lg Chem, Ltd. Separator and electrochemical device comprising the same
JP4716138B2 (ja) * 2008-01-11 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 電極巻取装置、帯状電極と帯状セパレータとのずれ検知方法、当該ずれ量測定方法、当該ずれ量補正方法、および、電極巻取方法
US9453805B2 (en) * 2010-01-19 2016-09-27 Celgard, Llc X-ray sensitive battery separators and related methods
CN102884665B (zh) * 2010-04-06 2015-09-30 株式会社Lg化学 改进的堆叠型电池胞或者双电池胞、用于使用该电池胞的二次电池的电极组件及其制造方法
KR101523427B1 (ko) * 2012-06-28 2015-05-27 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조공정
KR102152143B1 (ko) * 2016-11-24 2020-09-04 주식회사 엘지화학 전극판의 경계 부위에 절연 보강부가 형성된 분리막을 포함하는 전극조립체
KR20190044326A (ko) 2017-10-20 2019-04-30 유버 주식회사 경화 장치 및 디스플레이 패널 경화 방법
CN207938697U (zh) * 2018-01-22 2018-10-02 东莞市赛普克电子科技有限公司 一种带有颜色标识涂层的陶瓷隔膜
CN108711603A (zh) * 2018-04-27 2018-10-26 青岛蓝科途膜材料有限公司 一种芳纶聚合物涂布有色陶瓷涂覆膜及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1393041A (zh) * 2000-09-25 2003-01-22 韩国宝狮里电有限公司 用于锂离子二次电池的凹穴式电极板、其生产方法以及使用了所述电极板的锂离子二次电池
JP2002334689A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Nec Tokin Tochigi Ltd 電 池
KR20110138718A (ko) * 2010-06-21 2011-12-28 김영덕 포케팅 전극체, 이를 포함하는 전극 조립체 및 이를 이용한 리튬 이차전지
US20150228963A1 (en) * 2012-09-11 2015-08-13 Routejade Inc. Wrapping electrode assembly and method for manufacturing the same
US20150236337A1 (en) * 2012-09-11 2015-08-20 ROUTEJADE INC. a corporation Wrapping electrode assembly and method for manufacturing same
KR20160054219A (ko) * 2014-11-06 2016-05-16 주식회사 엘지화학 Srs 분리막을 포함하는 전극조립체
KR20170036227A (ko) * 2015-09-24 2017-04-03 주식회사 엘지화학 극판 지지부를 포함하는 전극조립체

Also Published As

Publication number Publication date
EP3890086A4 (en) 2022-03-09
EP3890086A1 (en) 2021-10-06
US20220200099A1 (en) 2022-06-23
KR102594367B1 (ko) 2023-10-27
WO2020213910A1 (ko) 2020-10-22
KR20200121588A (ko) 2020-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101619604B1 (ko) 전극조립체 및 이차전지의 제조방법
US10727527B2 (en) Electrode assembly
KR101609424B1 (ko) 전극조립체의 제조방법
US20060008702A1 (en) Secondary battery
US9741974B2 (en) Battery cell having round corner
JP4495751B2 (ja) 電気化学デバイスの製造方法
US9172109B2 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
US9077027B2 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
EP2602842B1 (en) Battery Cell
US12095023B2 (en) Electrode assembly
US10879554B2 (en) Thin film battery
KR20160041225A (ko) 양 방향으로 권취되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20140034405A (ko) 래핑 전극체 및 그 제조방법
CN111193075B (zh) 电化学电池
KR20220021841A (ko) 전극의 적층 특성을 개선한 음극시트 및 음극을 포함하는 전극조립체 및 그 제조방법
CN113767493A (zh) 包含不同颜色的涂覆部分的电极组件及其制造方法
CN113841274B (zh) 电极组件、用于制造电极组件的层压装置以及用于制造电极组件的方法
KR102205425B1 (ko) 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR102196103B1 (ko) 전극조립체의 제조방법 및 이에 의해서 제조된 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR102231584B1 (ko) 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지
JP2010123988A (ja) 電気化学デバイス
KR20240056411A (ko) 두께 보완부가 적용된 스택 앤 폴딩형 전극조립체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지
KR102196102B1 (ko) 바이셀을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬이차전지
JP7484071B2 (ja) 電極の積層特性を改善した負極シート及び負極を含む電極組立体及びその製造方法
KR101802013B1 (ko) 전극조립체, 이를 이용한 이차전지 및 그의 제조방법

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