CN115053375A - 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 PDFInfo
- Publication number
- CN115053375A CN115053375A CN202180013017.9A CN202180013017A CN115053375A CN 115053375 A CN115053375 A CN 115053375A CN 202180013017 A CN202180013017 A CN 202180013017A CN 115053375 A CN115053375 A CN 115053375A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode assembly
- plate
- front side
- cathode
- side portion
- 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
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 2
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 LiPF6 Chemical class 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- 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
- H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
-
- 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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- 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
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- 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
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- 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)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
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,该电极组件包括阴极板,该阴极板具有形成为倾斜的前侧部,使得在二次电池的充电和放电期间在中心卷绕部分处发生的变形所施加的应力可以被分散,从而防止阴极板在变形位置处穿透隔板,导致与阳极板短路。根据实施例,本发明涉及一种电极组件,该电极组件包括:阳极板,具有形成在阳极集流板上的阳极涂覆层;阴极板,具有形成在阴极集流板上的阴极涂覆层;和介于阴极板与阳极板之间的隔板,该电极组件通过卷绕阳极板、隔板和阴极板的堆叠形成,并且公开了一种电极组件和包括该电极组件的二次电池,该电极组件包括阴极板,该阴极板具有:沿着纵向方向延伸的侧部;与侧部相对、沿着纵向方向延伸的相对侧部;和前侧部,连接侧部和相对侧部并位于卷绕的电极组件的中心卷绕部分处,该前侧部是倾斜的以相对于侧部具有锐角或钝角;和终止侧部,连接侧部和相对侧部,并作为与前侧部相对的侧部位于电极组件的最外侧上。
Description
技术领域
本发明的各种实施例涉及一种电极组件和包括该电极组件的二次电池。
背景技术
二次电池是能量存储能系统,其为存储化学能形式的电能提供极好的能量密度。与不可充电的一次电池相比,二次电池是可充电的,并且广泛应用于诸如智能手机、移动电话、笔记本电脑和平板电脑的IT装置中。最近,为了防止环境污染,人们对电动汽车的兴趣增加,相应地电动汽车也采用大容量的二次电池。这种二次电池要求具有诸如高密度、高输出和稳定性的特性。
本背景部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解,因此它可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
技术问题
本发明提供一种能够防止因变形而短路的电极组件和包括该电极组件的二次电池,这是因为在二次电池的充电和放电期间发生的变形所施加的应力可以通过阳极板的倾斜前侧部而分散。
问题的解决方案
在根据本发明的实施例的电极组件和包括该电极组件的二次电池中,该电极组件包括:阳极板,具有形成在阳极集流板上的阳极涂覆层;阴极板,具有形成在阴极集流板上的阴极涂覆层;和介于阴极板与阳极板之间的隔板,该电极组件通过卷绕阳极板、隔板和阴极板的堆叠形成,其中阴极板包括:沿着纵向方向延伸的侧部;与该侧部相对、沿着纵向方向延伸的相对侧部;和前侧部,连接侧部和相对侧部并位于卷绕的电极组件的中心卷绕部分处,该前侧部是倾斜的以相对于侧部具有锐角或钝角;和终止侧部,连接侧部和相对侧部,并作为与前侧部相对的侧部位于电极组件的最外侧上。
前侧部可以位于前端区域中,阴极板在前端区域中可以是直角三角形,并且前侧部可以是直角三角形的斜边。
当电极组件被卷绕成圆柱形状时,前端区域可以被卷绕1/4圈到1圈中的任何一个。
终止侧部可以平行于前侧部,因此阴极板可以是平行四边形板。
阳极板是矩形板,并可以具有:侧部和该侧部的相对侧部,沿着纵向延伸并平行于阴极板的侧部;前侧部,连接阳极板的侧部和阳极板的相对侧部并位于卷绕的电极组件的中心卷绕部分处;和终止侧部,连接阳极板的侧部和阳极板的相对侧部,并作为与阳极板的前侧部相对的侧部位于卷绕的电极组件的最外侧上。
阳极板的前侧部与阴极板的前侧部相比可以沿着纵向方向朝向中心卷绕部分延伸得更长。
阴极板的前侧部可以包括:第一前侧部,是倾斜的以与侧部具有锐角;和第二前侧部,是倾斜的以与相对侧部具有锐角并连接到第一前侧部的端部,并且前侧部可以在第一前侧部和第二前侧部被连接的部分处具有弯曲部分。
阴极板的前侧部可以包括:第一前侧部,是倾斜的以与侧部具有锐角;和第二前侧部,是倾斜的以与相对侧部具有钝角并连接到第一前侧部的端部,并且前侧部可以在第一前侧部和第二前侧部被连接的部分处具有弯曲部分。
弯曲部分可以位于前侧部的中心。
阴极板的终止侧部可以被成形以对应于前侧部。
此外,根据本发明的实施例,电极组件和包括该电极组件的二次电池可以包括:电极组件;具有内部空间的壳体,其中电极组件在内部空间中容纳电解质;和联接到壳体的上部分以密封壳体的盖板。
公开的有益效果
在根据本发明的实施例的电极组件和包括该电极组件的二次电池中,阴极板的前侧部被形成为倾斜的,使得在二次电池的充电和放电期间由中心卷绕部分处发生的变形施加的应力可以被分散,从而防止阴极板在变形位置穿透隔板,导致与阳极板短路。
附图说明
图1a、图1b和图1c是例示根据本发明的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是例示在图1a至图1c中所示的二次电池的电极组件被卷绕之前的示例的分解透视图和部分放大平面图。
图3a和图3b是例示图3a中的电极组件的中心卷绕部分处发生的变形以及隔板和阴极板的示例的放大透视图。
图4a和图4b是例示阴极板的前端区域被卷绕1圈的示例和阴极板的前端区域被卷绕1/4圈的示例的透视图。
图5是例示在图1a至图1c所示的二次电池的电极组件被卷绕之前的另一示例的分解透视图。
具体实施方式
在下文中,将参见附图详细描述本发明的优选实施例。
本发明的示例被提供以向本领域技术人员更完整地解释本发明,并且以下示例可以以各种其他形式修改。然而,本发明可以以许多不同的形式体现,并且不应被解释为限于本文所述的示例(或示例性)实施例。相反,这些示例实施例被提供使得本公开将是彻底和完整的,并且将向本领域技术人员传达本发明的方面和特征。
此外,在附图中,为了简洁和清楚,各种部件的尺寸或厚度被放大。相似数字自始至终指的是相似元件。如本文所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关列出物品的任何和所有组合。此外,应当理解,当元件A被称为“连接到”元件B时,元件A可以被直接连接到元件B,或者中间元件C可以存在于其间使得元件A和元件B彼此间接连接。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例,并不旨在限制本公开。如本文所使用的,除非上下文另有明确指示,否则单数形式也旨在包括复数形式。应进一步理解,当在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”规定所述特征、数字、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
应当理解,尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或区段,但这些构件、元件、区域、层和/或区段不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或区段与另一个区分开。因此,例如,下文讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一区段可以被称为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二区段,而不偏离本发明的教导。
为了便于描述,诸如“在…之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语在本文可以用来描述如图所示一个元件或特征与其他元件或特征的关系。应当理解,除了图中所示的方位之外,空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的元件或特征被翻转,则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征“上”或“上方”。因此,示例性术语“下方”可以包括上方和下方两个方位。
如图1a、图1b和图1c所示,根据本发明的二次电池100包括壳体110、接纳在壳体110中的电极组件120和密封壳体110的顶端开口的盖组件130。
壳体110包括圆形的底部分111和从底部分111在向上方向上延伸预定长度的侧部分112。这里,二次电池100可以是通过以果冻卷的形式卷绕电极组件120形成的圆柱形二次电池。在二次电池100的制造工艺期间,壳体110的上部分被打开。因此,在二次电池的组装工艺期间,电极组件120可以与电解质一起被插入壳体110中。壳体110可以由钢、钢合金、铝、铝合金或其等同物形成,但其材料不限于此。此外,壳体110可以具有卷边部分113和压接部分114,该卷边部分113在盖组件130的下部向内凹陷以防止电极组件120向外分离,该压接部分114在盖组件130的上部向内弯曲。
电极组件120与电解质一起被接纳在壳体110中。这里,电解质可以包括非水有机电解质溶液,作为含有被注入以允许锂离子在构成电极组件120的阴极板与阳极板之间移动的盐的有机液体,非水有机电解质溶液是锂盐(诸如LiPF6、LiBF4或LiClO4)和高纯度有机溶剂的混合物,但本发明不限于此。
电极组件120包括涂覆有阳极活性材料的阳极板121、涂覆有阴极活性材料的阴极板122以及介于阳极板121与阴极板122之间以防止阳极板121与阴极板122之间短路并仅允许锂离子移动的隔板125。阳极板121、阴极板122和隔板125以基本圆柱形形状卷绕。此外,向下突出预定长度的阳极接线片126可以附接到阳极板121,向上突出预定长度的阴极接线片127可以附接到阴极板122,反之亦然。
此外,参见图2a和图2b,示出在图1a至图1c中所示的二次电池的电极组件被卷绕之前的分解透视图和部分放大平面图。这里,图2b是在电极组件120被卷绕之前阳极板121和阴极板122被堆叠的平面图中卷绕顶端的预定区域的放大平面图。当然,隔板125介于阳极板121与阴极板122之间,并且隔板125由虚线指示,以使阴极板122与阳极板121之间的关系更加清楚。下文中,将参见图2a和图2b详细描述本发明的二次电池和电极组件的配置。
首先,在电极组件120的阳极板121中,在作为由铜(Cu)或镍(Ni)制成的板形金属箔的阳极集流板123a的两个表面上涂覆有作为由过渡金属氧化物制成的活性材料的阳极涂覆层123b。阳极板121可以被成形为沿着纵向方向(x)延伸的矩形板。这里,纵向方向(x)是指阳极板121、阴极板122和隔板125在电极组件120被卷绕之前延伸的方向。阳极板121可以包括沿着纵向方向(x)延伸的侧部121a和与该侧121a相对的侧部121b。此外,阳极板121可以进一步包括连接侧部121a和相对侧部121b的前侧部121c以及终止侧部121d。阳极板121的前侧部121c和终止侧部121d可以与侧部121a和相对侧部121b垂直。也就是说,阳极板121可以是矩形板。这里,前侧部121c可以位于卷绕的电极组件120的中心卷绕部分,终止侧部121d可以位于卷绕的电极组件120的最外部。
此外,阳极接线片126可以附接到阳极集流板123a的第一表面和与第一表面相对的第二表面中的任何一个。此外,阳极接线片126可以从在阳极集流板123a的纵向方向(x)上的侧部121a突出预定长度以进行延伸。阳极接线片126可以从在阳极集流板123a的纵向方向(x)上的侧部121a在垂直方向上基本上突出和延伸。这里,阳极接线片126可以附接到未涂覆部分,在该未涂覆部分上,阳极集流板123a中未涂覆阳极涂覆层123b。优选地,阳极接线片126可以附接到与阳极集流板123a的终止侧部121d相邻的区域。当然,在阳极集流板123a中,可以在与终止侧部121d相邻的区域中提供阳极涂覆层123b未涂覆到其上的未涂覆区域。然而,在本发明中,附接阳极接线片126的位置可以以各种方式变化,并且本发明不限于此。
此外,绝缘带126a可以被进一步提供以覆盖附接到阳极集流板123a的阳极接线片126。绝缘带126a可以附接到阳极集流板123a,以覆盖阳极接线片126的附接到阳极集流板123a的一部分。这里,阳极接线片126的从电极组件120的下部向下突出预定长度的一部分可以暴露于绝缘带126a的外部。此外,绝缘带126a可以被附接以覆盖阳极集流板123a的在纵向方向(x)上与阳极接线片126相邻的一部分。阳极接线片126可以由铜或镍制成,但本发明不限于此。
阴极板122可以具有阴极涂覆层124b,该阴极涂覆层124b是由过渡金属氧化物制成的活性材料,被涂覆在作为由铝(Al)制成的板形金属箔的阴极集流板124a的两侧上。阴极板122可以被成形为沿着纵向方向(x)延伸的矩形板。阴极板122可以包括沿着纵向方向(x)延伸的侧部122a和与该侧122a相对的侧部122b。此外,阴极板122可以进一步包括连接侧部122a和相对侧部122b的前侧部122c以及终止侧部122d。阴极板122的侧部122a和相对侧部122b可以平行于阳极板121的侧部121a和相对侧部121b。此外,如图2b所示,在电极组件120的中心卷绕部分处,阴极板122的前侧部122c在纵向方向(x)上可以短于阳极板121的前侧部121c。也就是说,阳极板121的前侧部121c可以比阴极板122的前侧部122c向中心卷绕部分延伸得更长。
阴极板122的前侧部122c可以是倾斜的以与侧部122a具有锐角或钝角。尽管图2a中的前侧部122c被例示为与侧部122a以锐角倾斜,但它可以以钝角倾斜。阴极板122的前侧部122c可以位于前端区域(a)中。前端区域(a)可以是从电极组件120的中心卷绕部分开始的预定区域。这里,在前端区域(a)中,阴极板122可以具有直角三角形形状,前侧部122c可以是斜边。这里,由位于前端区域(a)中的前侧部122c被形成为具有倾斜表面,因此可以分散在二次电池100的充电和放电期间生成的应力。
作为示例,图3a和图3b示出:在二次电池100重复充电和放电时,由于电极组件120的中心卷绕部分中的应力增加而发生变形的示例;以及变形后的电极组件120的中心卷绕部分的隔板125和阴极板122。这里,电极组件120可以在基本上平行于卷绕轴线的中心卷绕部分中生成由压应力弯曲的Z变形。在电极组件120中,当前侧部122c垂直于侧部122a时,应力可能集中在变形部分上,使得阴极板122穿过隔板125,并且可能与阳极板121发生短路。也就是说,由于二次电池100的阴极板122具有倾斜表面,其中位于前端区域(a)中的前侧部122c倾斜,因此可以分散在二次电池100的充电和放电期间生成的应力,由此防止由于变形而引起的短路。
当在阳极板121、隔板125、阴极板122和隔板125被堆叠的状态下卷绕成圆柱形状时,前端区域(a)可以位于中心卷绕部分中。当电极组件120被卷绕成圆柱形状时,前端区域(a)可以被卷绕从1/4圈到1圈中选择的任何一个。这里,当前端区域(a)小于1/4圈时,可能难以分散在充电和放电期间生成的应力,当前端区域(a)大于1圈时,电极组件120的容量可能降低。作为示例,图4a示出具有卷绕1圈的前端区域(a)的阴极板122,图4b示出具有卷绕1/4圈的前端区域(a)的阴极板122。也就是说,如图4a和图4b所示,由于阴极板122在前端区域(a)中具有倾斜的前侧部122c,即使由于二次电池100的充电和放电在中心卷绕部分中发生变形,也可以分散应力,由此防止与阳极板121发生短路。
此外,阴极板122的终止侧部122d可以平行于前侧部122c。也就是说,阴极板122可以是平行四边形板。这里,当制造阴极板122时,通过切割前侧部122c从而在卷型阴极板中具有倾斜表面,终止侧部122d可以被当然形成以具有与前侧部122c相对应的形状。然而,终止侧部122d的形状可以根据附加切割工艺以各种方式变化。作为示例,终止侧部122d可以垂直于侧部122a。
这里,前侧部122c可以位于卷绕的电极组件120的中心卷绕部分处,终止侧部122d可以位于卷绕的电极组件120的最外部。
此外,阴极接线片127可以附接到阴极集流板124a的第一表面和与第一表面相对的第二表面中的任何一个。此外,阴极接线片127可以从在阴极集流板124a的纵向方向(x)上的相对侧部122b突出预定长度,并且可以延伸。阴极接线片127可以从在阴极集流板124a的纵向方向(x)上的相对侧部122b大致垂直地突出和延伸。这里,阴极接线片127可以向阳极接线片126从其突出的侧部121a的相对侧部突出。阴极接线片127可以附接到阴极集流板124a的未涂覆部分,阴极涂覆层124b未涂覆在该未涂覆部分上。优选地,阴极接线片127可以附接到在阴极集流板124a的纵向方向(x)上与前侧部122c间隔预定距离的预定区域。当然,在阴极集流板124a中,可以在与前侧部122c间隔预定距离的预定区域中提供其上未涂覆阴极涂覆层124b的未涂覆部分。然而,附接阴极接线片127的位置可以以各种方式变化,并且本发明不限于此。
此外,绝缘带127a可以被进一步提供以覆盖附接到阴极集流板124a的阴极接线片127。绝缘带127a可以附接到阴极集流板124a,以覆盖阴极接线片127的附接到阴极集流板124a的一部分。这里,阴极接线片127的从电极组件120的上部突出预定长度的一部分可以暴露于绝缘带127a的外部。此外,绝缘带127a可以被附接以覆盖阴极集流板124a的在纵向方向(x)上与阴极接线片127相邻的一部分。阴极接线片127可以由铝材料制成,但本发明不限于此。
此外,阳极接线片126和阴极接线片127可以位于卷绕的阳极板121和阴极板122的相同表面上,或者可以位于阳极板121和阴极板122的相对表面上。这里,相同表面可以是以相同的方式面对卷绕的电极组件120中的中心卷绕部分的表面,或者可以是以相同的方式面对最外部的表面。
此外,电极组件120的阳极接线片126可以焊接到壳体110的底部分111。相应地,壳体110可以用作阳极。当然,相反,阴极接线片127也可以焊接到壳体110的底部分111,在这种情况下,壳体110可以用作阴极。
此外,第一绝缘板128可以介于电极组件120与底部分111之间,该第一绝缘板128联接到壳体110,并且在其中心具有第一孔128a且在其外部具有第二孔128b。第一绝缘板128用于防止电极组件120与壳体110的底部分111电接触。具体而言,第一绝缘板128用于防止电极组件120的阴极板122与底部分111电接触。这里,第一孔128a用于当由于二次电池的异常而生成大量气体时允许气体快速向上移动,第二孔128b用于允许阳极接线片126穿透其中,然后焊接到底部分111。此外,电极组件120进一步包括以中空圆管的形式被提供在大致中心的中心销(未示出),由此允许由于二次电池的异常而生成的大量气体容易通过中心销的内部通道进行排放。
此外,第二绝缘板129可以介于电极组件120与盖组件130之间,该第二绝缘板129联接连到壳体110,并且在其中心具有第一孔129a且在其外部具有多个第二孔129b。第二绝缘板129用于防止电极组件120与盖组件130电接触。具体而言,第二绝缘板129用于防止电极组件120的阳极板121与盖组件130电接触。这里,第一孔129a用于当由于二次电池的异常而生成大量气体时允许气体朝向盖组件130快速移动,第二孔129b用于允许阴极接线片127穿透其中,然后焊接到盖组件130。此外,剩余的第二孔129b用于允许电解质在电解质注入工艺期间快速流入电极组件120中。电解质作为在充电和放电期间在电池内部由阴极板和阳极板中的电化学反应生成的锂离子的运动介质。
盖组件130包括具有多个通孔131d的上盖131、安装在上盖131下方的安全板133、安装在安全板133下方的连接环135、联接到连接环135并具有形成于其中的第一通孔136a和第二通孔136b的下盖136、固定到下盖136的下部并电连接到阴极接线片127的子板137以及绝缘衬垫138,该绝缘衬垫138将上盖131、安全板133、连接环135和下盖136与壳体110的侧部分111绝缘。
这里,绝缘衬垫138被配置为基本上被压缩在形成于壳体110的侧部分111上的卷边部分113与压接部分114之间。此外,形成在上盖131中的通孔131d和形成在下盖136中的通孔136b可以用于当壳体110内出现异常内部压力时将内部气体排放到外部。当然,安全板133在由于内部压力而向上翻转时与子板137电分离,然后破裂,并且内部气体被释放到外部。
参见图5,示出了在图1a至图1c中所示的二次电池的电极组件被卷绕之前的另一示例的分解透视图。如图5所示,电极组件220包括:阳极板121,其中阳极活性材料123b被涂覆在阳极集流板123a上;阴极板222,其中阴极活性材料224b被涂覆在阳极集流板223a上;以及隔板125,该隔板125介于阳极板121与阴极板222之间,以防止阳极板121与阴极板222之间的短路并且仅使锂离子能够移动。
电极组件220的阳极板121和隔板125与图2a和图2b中所示的电极组件120的阳极板和隔板相同。因此,以下描述将集中于电极组件220的阴极板222,该阴极板222不同于电极组件120的阴极板。
阴极板222具有阴极涂覆层224b,该阴极涂覆层224b是由过渡金属氧化物制成的活性材料,被涂覆在作为由铝(Al)制成的板形金属箔的阴极集流板224a的两侧上。阴极板222的形状可以被设定为沿着纵向方向(x)延伸的板。阴极板222可以包括沿着纵向方向(x)延伸的侧部222a和与该侧相对的侧部222b。此外,阴极板222可以进一步包括连接侧部222a和相对侧部222b的前侧部222c以及终止侧部222d。阴极板222的侧部222a和相对侧部222b可以平行于阳极板121的侧部121a和相对侧部121b。此外,在电极组件220的中心卷绕部分中,阴极板222的前侧部222c在纵向方向(x)上可以短于阳极板121的前侧部121c。也就是说,阳极板121的前侧部121c可以比阴极板222c的前侧部222c在中心卷绕部分方向上延伸得更长。
阴极板222的前侧部222c可以包括是倾斜的以相对于侧部222a具有锐角或钝角的第一前侧部222ca以及是倾斜的以相对于相对侧部222b具有锐角或钝角的第二前侧部222cb。这里,第一前侧部222ca可以连接到侧部222a的端部,第二前侧部222cb可以连接到相对侧部222b的端部。
这里,当第一前侧部222ca相对于侧部222a具有锐角时,第二前侧部222cb可以相对于相对侧部222b具有锐角。当然,当第一前侧部222ca相对于侧部222a具有钝角时,第二前侧部222cb可以相对于相对侧部222b具有钝角。例如,第一前侧部222ca与侧部222a之间的角度以及第二前侧部222cb与相对侧部222b之间的角度可以彼此相同。
此外,第一前侧部222ca的端部连接到第二前侧部222cb的端部。也就是说,前侧部222c可以在第一前侧部222ca和第二前侧部222cb被连接的部分处具有弯曲部分222cc。优选地,第一前侧部222ca和第二前侧部222cb的长度可以彼此相同,并且弯曲部分222cc可以位于前侧部222c的中心。然而,第一前侧部222ca和第二前侧部222cb的长度在本发明中不受限制。
阴极板222的前侧部222c可以位于前端区域(a)中。这里,在前端区域(a)中,阴极板222可以被成形以具有两个直角三角形,并且第一前侧部222ca和第二前侧部222cb可以分别是两个直角三角形的斜边。这里,通过两个第一前侧部222ca和第二前侧部222cb相对于位于前端区域(a)中的侧部222a和相对侧部222b倾斜,可以在二次电池100的充电和放电期间分散应力。
在电极组件220中,当前侧部222c垂直于侧部222a和相对侧部222b时,应力可能集中在变形部分,使得阴极板222穿透隔板125从而与阳极板121造成短路。也就是说,由于二次电池100的阴极板222具有倾斜表面,其中位于前端区域(a)中的第一前侧部222ca和第二前侧部222cb倾斜,因此可以通过分散在二次电池100充电和放电期间施加到变形部分的应力来防止由于变形而发生的短路。
当在阳极板121、隔板125、阴极板222和隔板125被堆叠的状态下卷绕成圆柱形状时,前端区域(a)可以位于中心卷绕部分中。当电极组件220被卷绕成圆柱形状时,前端区域(a)可以被卷绕选自1/4圈到1圈中的任何一种。这里,当前端区域(a)小于1/4圈时,可能难以分散在充电和放电期间生成的应力,当前端区域(a)大于1圈时,电极组件220的容量可能降低。
此外,阴极板222的终止侧部222d可以被成形以与前侧部222c相对应。如图5所示,在前端区域(a)中,当第一前侧部222ca相对于侧部222a具有锐角并且第二前侧部222cb相对于相对侧部222b具有锐角时,在终止侧部222d中,第一终止侧部222da相对于侧部222a可以具有钝角,并且第二终止侧部222db相对于相对侧部222b可以具有钝角。当然,相反,前侧部222c可以具有图5的终止侧部222d的形状,并且终止侧部222d可以具有图5的前侧部222c的形状。
此外,第一终止侧部222da可以连接到侧部222a,第二终止侧部222db可以连接到相对侧部222b。此外,可以在第一终止侧部222da和第二终止侧部222db被连接的部分处提供弯曲部分222dc。优选地,第一终止侧部222da和第二终止侧部222db的长度可以彼此相同,并且弯曲部分222dc可以位于终止侧部222d的中心。然而,第一终止侧部222da和第二终止侧部222db的长度在本发明中不受限制。
这里,当制造阴极板222时,通过切割前侧部222c以便于在卷型阴极板中具有第一前侧部222ca、第二前侧部222cb和弯曲部分222cc,终止侧部222d可以当然形成为具有对应于前侧部222c的形状。然而,终止侧部222d的形状可以根据附加切割工艺以各种方式变化。
这里,前侧部222c可以位于卷绕的电极组件220的中心卷绕部分处,终止侧部222d可以位于卷绕的电极组件220的最外部。
此外,阴极接线片127可以附接到阴极集流板224a的第一表面和与第一表面相对的第二表面中的任何一个。此外,阴极接线片127可以从在阴极集流板224a的纵向方向(x)上的相对侧部222b突出预定长度,并且可以延伸。阴极接线片127可以从在阴极集流板224a的纵向方向(x)上的相对侧部222b基本上垂直地突出和延伸。这里,阴极接线片127可以向阳极接线片126从其突出的侧部121a的相对侧部突出。阴极接线片127可以附接到阴极集流板224a的未涂覆部分,阴极涂覆层224b未涂覆在该未涂覆部分上。优选地,阴极接线片127可以附接到在阴极集流板224a的纵向方向(x)上与前侧部222c间隔预定距离的预定区域。当然,在阴极集流板224a中,可以在与前侧部222c间隔预定距离的预定区域中提供其上未涂覆阴极涂覆层224b的未涂覆部分。然而,附接阴极接线片127的位置可以以各种方式变化,并且本发明不限于此。
此外,绝缘带127a可以被进一步提供以覆盖附接到阴极集流板224a的阴极接线片127。绝缘带127a可以附接到阴极集流板224a,以覆盖阴极接线片127的附接到阴极集流板224a的一部分。这里,阴极接线片127的从电极组件220向上突出并延伸预定长度的一部分可以暴露于绝缘带127a的外部。此外,绝缘带127a可以被附接以覆盖阴极集流板224a的在纵向方向(x)上与阴极接线片127相邻的一部分。阴极接线片127可以由铝材料制成,但本发明不限于此。
此外,阳极接线片126和阴极接线片127可以位于卷绕的阳极板121和阴极板222的相同表面上,或者可以位于阳极板121和阴极板222的相对表面上。这里,相同表面可以是以相同的方式面对卷绕的电极组件220中的中心卷绕部分的表面,或者可以是以相同的方式面对最外部的表面。
此外,电极组件220的阳极接线片126可以焊接到壳体110的底部分111。相应地,壳体110可以用作阳极。当然,相反,阴极接线片127也可以焊接到壳体110的底部分111,在这种情况下,壳体110可以用作阴极。
根据本发明,上述仅是实施电极组件和包括该电极组件的二次电池的一个实施例,但本发明不限于上述实施例。相反,应当理解,本发明的技术精神在于,本发明所属领域的本领域技术人员可以在不偏离本发明的要点的情况下实施各种变型,如随附权利要求所述。
工业适用性
本发明可以应用于电极组件和包括该电极组件的二次电池的领域,以及工业领域,诸如在其中安装有二次电池的汽车等。
Claims (11)
1.一种电极组件,包括:
阳极板,具有形成在阳极集流板上的阳极涂覆层;
阴极板,具有形成在阴极集流板上的阴极涂覆层;和
介于所述阴极板与所述阳极板之间的隔板,所述电极组件通过卷绕所述阳极板、所述隔板和所述阴极板的堆叠形成,
其中所述阴极板包括:
沿着纵向方向延伸的侧部;
与所述侧部相对、沿着所述纵向方向延伸的相对侧部;
前侧部,连接所述侧部和所述相对侧部并位于卷绕的所述电极组件的中心卷绕部分处,所述前侧部是倾斜的以相对于所述侧部具有锐角或钝角;和
终止侧部,连接所述侧部和所述相对侧部,并作为与所述前侧部相对的侧部位于所述电极组件的最外侧上。
2.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述前侧部位于前端区域中,所述阴极板在所述前端区域中是直角三角形,并且所述前侧部是所述直角三角形的斜边。
3.根据权利要求2所述的电极组件,其中当所述电极组件被卷绕成圆柱形状时,所述前端区域被卷绕1/4圈到1圈中的任何一个。
4.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述终止侧部平行于所述前侧部,从而所述阴极板是平行四边形板。
5.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述阳极板是矩形板,并具有:侧部和相对侧部,沿着所述纵向方向延伸并平行于所述阴极板的所述侧部;前侧部,连接所述阳极板的所述侧部和所述阳极板的所述相对侧部并位于卷绕的所述电极组件的所述中心卷绕部分处;和终止侧部,连接所述阳极板的所述侧部和所述相对侧部,并作为与所述阳极板的所述前侧部相对的侧部位于卷绕的所述电极组件的最外侧上。
6.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述阳极板的前侧部比所述阴极板的所述前侧部沿着所述纵向方向朝向所述中心卷绕部分延伸得更长。
7.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述阴极板的所述前侧部包括:
第一前侧部,是倾斜的以与所述侧部具有锐角;和
第二前侧部,是倾斜的以与所述相对侧部具有锐角并连接到所述第一前侧部的端部,
其中所述前侧部在所述第一前侧部和所述第二前侧部被连接的部分处具有弯曲部分。
8.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述阴极板的所述前侧部包括:
第一前侧部,是倾斜的与所述侧部具有钝角;和
第二前侧部,是倾斜的以与所述相对侧部具有钝角并连接到所述第一前侧部的端部,
其中所述前侧部在所述第一前侧部和所述第二前侧部被连接的部分处具有弯曲部分。
9.根据权利要求7或8所述的电极组件,其中所述弯曲部分位于所述前侧部的中心。
10.根据权利要求7或8所述的电极组件,其中所述阴极板的所述终止侧部被成形以对应于所述前侧部。
11.一种二次电池,包括:
根据权利要求1至8中任一项所述的电极组件;
具有内部空间的壳体,其中所述电极组件在所述内部空间中容纳电解质;和
联接到所述壳体的上部分以密封所述壳体的盖板。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200018292A KR20210103745A (ko) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지 |
KR10-2020-0018292 | 2020-02-14 | ||
PCT/KR2021/001416 WO2021162330A1 (ko) | 2020-02-14 | 2021-02-03 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115053375A true CN115053375A (zh) | 2022-09-13 |
Family
ID=77292544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180013017.9A Pending CN115053375A (zh) | 2020-02-14 | 2021-02-03 | 电极组件和包括该电极组件的二次电池 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230059201A1 (zh) |
EP (1) | EP4106064A1 (zh) |
JP (1) | JP7417744B2 (zh) |
KR (1) | KR20210103745A (zh) |
CN (1) | CN115053375A (zh) |
WO (1) | WO2021162330A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980011901U (ko) * | 1996-08-23 | 1998-05-25 | 손욱 | 원통형 전지 |
JP2004296159A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Japan Storage Battery Co Ltd | 円筒形蓄電池 |
JP4859377B2 (ja) * | 2005-03-09 | 2012-01-25 | 三洋電機株式会社 | 円筒形電池 |
JP2010186740A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-08-26 | Panasonic Corp | 非水系電池用電極群およびその製造方法並びに円筒形非水系二次電池およびその製造方法 |
JP2019016423A (ja) * | 2015-11-27 | 2019-01-31 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 円筒形電池 |
JP2018085205A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 株式会社豊田自動織機 | 電極材料の接合装置、電極材料の接合方法、及び、電極材料 |
-
2020
- 2020-02-14 KR KR1020200018292A patent/KR20210103745A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-02-03 WO PCT/KR2021/001416 patent/WO2021162330A1/ko unknown
- 2021-02-03 EP EP21754377.6A patent/EP4106064A1/en active Pending
- 2021-02-03 JP JP2022538995A patent/JP7417744B2/ja active Active
- 2021-02-03 CN CN202180013017.9A patent/CN115053375A/zh active Pending
- 2021-02-03 US US17/792,486 patent/US20230059201A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4106064A1 (en) | 2022-12-21 |
US20230059201A1 (en) | 2023-02-23 |
JP7417744B2 (ja) | 2024-01-18 |
WO2021162330A1 (ko) | 2021-08-19 |
KR20210103745A (ko) | 2021-08-24 |
JP2023508413A (ja) | 2023-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111418082B (zh) | 二次电池 | |
EP4160794A1 (en) | Secondary battery | |
US9543562B2 (en) | Secondary battery | |
US10840498B2 (en) | Secondary battery | |
CN111406338B (zh) | 电极组件以及包括该电极组件的二次电池 | |
US20230079811A1 (en) | Pouch-Type Battery Cell Including Venting Member and Battery Pack Including the Same | |
CN110326131B (zh) | 具有对称的多重接线片的二次电池 | |
CN112956061A (zh) | 二次电池 | |
CN111971840A (zh) | 电极组件和包括该电极组件的二次电池 | |
CN112335085A (zh) | 电极组件、包括该电极组件的二次电池以及用于制造该电极组件的方法 | |
CN113875084B (zh) | 二次电池 | |
US11664523B2 (en) | Secondary battery | |
CN114270588A (zh) | 二次电池 | |
CN114270558A (zh) | 电极组件和包括该电极组件的二次电池 | |
US20230231284A1 (en) | Secondary battery | |
EP4106064A1 (en) | Electrode assembly and secondary battery comprising same | |
CN115548590A (zh) | 二次电池 | |
CN111725473B (zh) | 二次电池 | |
US20220278308A1 (en) | Electrode assembly and secondary battery comprising same | |
EP4258427A1 (en) | Battery | |
EP4366040A1 (en) | Secondary battery and battery module including the same | |
CN110048068B (zh) | 二次电池 | |
EP4262010A1 (en) | Secondary battery | |
CN117203850A (zh) | 电池 |
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 |