CN115986329A - 电极组件、圆筒形电池单元及包括其的电池组及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开电极组件、圆筒形电池单元及包括其的电池组及汽车。电极组件作为具备片状的第一电极板及第二电极板和夹在它们之间的分离膜向一个方向卷取的结构的凝胶卷型电极组件，上述第一电极板及上述第二电极板中的至少一个电极板包括在长边端部未涂布活性物质层的无涂层部。上述无涂层部的至少一部分其本身可被用作电极极耳。另外，上述无涂层部包括与上述电极组件的芯部相邻的芯部侧无涂层部、与上述电极组件的外周表面相邻的外周侧无涂层部、夹在上述芯部侧无涂层部及上述外周侧无涂层部之间的中间无涂层部。优选为，上述芯部侧无涂层部和上述外周侧无涂层部中的至少一个与上述中间无涂层部相比卷取轴方向上的高度相对更低。
Description
技术领域
本发明涉及电极组件、圆筒形电池单元及包括其的电池组及汽车。
背景技术
基于产品群的适用方便性高且具有高能量密度等电特性的二次电池不仅应用于便携式设备，而且还广泛应用于通过电气驱动源驱动的电动汽车(EV，Electric Vehi cle)或混合动力汽车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)等。
这样的二次电池不仅具有能够大幅减小化石燃料的使用的首要的优点，还具有完全不会随着使用能源而产生副产物的优点，因此作为环保及提高能源效率的新能源备受瞩目。
当前广泛使用的二次电池的种类有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这样的单位二次电池单元即单位电池单元的动作电压约为2.5V～4.5V。因此，在需要比其更高的输出电压的情况下，将多个电池串联连接而构成电池组。另外，根据电池组所需的充放电容量，有时会将多个电池单元并联连接而构成电池组。因此，包括在上述电池组的电池单元的数量及电连接形态根据所需的输出电压及/或充放电容量而被设定为各种各样。
另一方面，作为单位二次电池单元的种类，具有圆筒形、方形及包袋形电池。在圆筒形电池单元的情况下，在阳极与阴极之间夹着绝缘体即分离膜并将其卷取而形成凝胶卷形态的电极组件，将此插入到电池壳体的内部而构成电池。并且，上述阳极及阴极各自的无涂层部上连接有带状的电极极耳，电极极耳将电极组件和露出到外部的电极端子之间电连接。作为参考，阳极电极端子是将电池罐的开放口密封的密封体的盖板，阴极电极端子为电池罐。但是，根据具备这样的结构的以往的圆筒形电池单元，电流集中到与阳极无涂层部及/或阴极无涂层部结合的带状的电极极耳，因此存在电阻大，发热多，集电效率不好的问题。
在具备18650或21700的形状系数的小型圆筒形电池单元中电阻和发热不构成大问题。但是，在为了将圆筒形电池单元适用于电动汽车而增加形状系数的情况下，在急速充电过程中在电极极耳周边发生较多的热，导致圆筒形电池单元起火的问题。
为了解决这样的问题，公开了具备如下结构的圆筒形电池(所谓无极耳(Tab-less)圆筒形电池单元)：在凝胶卷型的电极组件的上端及下端分别设置阳极无涂层部及阴极无涂层部，在这样的无涂层部焊接集电板而改善集电效率。
图1至图3是示出无极耳圆筒形电池的制造过程的图。图1示出电极板的结构，图2示出电极板的卷取工序，图3示出在无涂层部的弯折面焊接集电板的工序。
参照图1至图3，阳极板10和阴极板11具备在片状的集电体20涂布活性物质21的结构，沿着卷取方向X而在一侧的长边侧包括无涂层部22。
如图2所示，电极组件A是通过将阳极板10和阴极板11与2张的分离膜12一起依次层叠之后向一个方向X卷取而制作的。此时，阳极板10和阴极板11的无涂层部向彼此相反的方向配置。
在卷取工序之后，阳极板10的无涂层部10a和阴极板11的无涂层部11a向芯部侧弯折。之后，在无涂层部10a、11a是分别焊接集电板30、31而进行结合的。
阳极无涂层部10a和阴极无涂层部11a未结合有另外的电极极耳，集电板30、31与外部的电极端子连接，电流通道沿着电极组件A的卷取轴方向(参照箭头)而形成为较大的截面积，因此能够降低电池单元的电阻。因为电阻与流动电流的通道的截面积成反比。
在无极耳圆筒形电池中，为了提高无涂层部10a、11a和集电板30、31的焊接特性，向无涂层部10a、11a的焊接位置施加较强的压力而尽量以平坦的方式使无涂层部10a、11a弯折。
但是，在弯折无涂层部10a、11a的焊接位置时，无涂层部10a、11a的样子不规则地歪斜而变形。在该情况下，变形的部位与相反极性的电极接触而引起内部的短路或在无涂层部10a、11a引起微细的裂痕。另外随着与电极组件A的芯部相邻的无涂层部32弯折，将位于电极组件A的芯部的空洞33全部闭塞或将相当一部分闭塞。在该情况下，电解液注入工序中引起问题。即，位于电极组件A的芯部的空洞33被用作注入电解液的通道。但是，当该通道被闭塞时，难以注入电解液。另外，在将电解液注入器插入到空洞33的过程中，与芯部周围的无涂层部32之间产生干扰，因此导致无涂层部32被撕破的问题。
另外，焊接集电板30、31的无涂层部10a、11a的弯折部位需要重叠成多层，并且不能存在空的空间(空隙)。只有这样，才能获得充分的焊接强度，即便使用激光焊接等最新技术，也能够防止激光渗透到电极组件A的内部而将分离膜或活性物质溶解而蒸发的问题。
另外，以往的无极耳圆筒形电池单元在电极组件A的上部整体上形成有阳极无涂层部10a。因此，在将电池罐上端的外周面向内部压入而形成卷边部时，电极组件A的上端边缘区域34会受到通过电池罐施加的按压。这样的按压会导致电极组件A的部分变形，此时分离膜12被撕破而导致内部发生短路。在电池的内部发生短路时，引起电池的发热或爆炸。
以往的分离膜为了改善多孔性高分子基材的热收缩特性而导入了包括无机物粒子的涂层，但这是仅在多孔性高分子基材的一侧导入涂层的单面无机物涂布分离膜。这样的无机物涂布分离膜在与凝胶卷(J/R)内的电极相对时一侧为面料，另一侧为无机物(ceramic)涂层，因此发生对电解液的浸渍特性非对称的现象。因这样的电解液浸渍的非对称，在设计阳极、阴极时，存在需要与分离膜匹配的管理上的问题，在凝胶卷中浸渍电解液时需要提高加压/真空条件，因此存在费用上升的问题，在未适用适当的浸渍工序时导致性能下降。
另外，以往的单面无机物涂布分离膜的情况下，分离膜的一侧面料被露出，因此耐热特性受限，从而在130℃以上的高温中收缩宽度大而成为大问题。其结果，在受到热冲击(130℃以上)时通过分离膜收缩而引起内部电极的短路，因异常反应(过充电、外部短路)而在单元内部的温度上升时起火的危险性加大。
另外，在未开槽的凝胶卷的情况下，在组装之后因集电体即箔折叠等在内部和外部形成封闭的结构，由此在注入液体时电解液向凝胶卷中的电极移动时被干扰，显示出不均匀的电解液浸渍特性。这是因为在电解液浸渍时的不均匀的电解液浸渍路径(path)引起的。由此，因浸渍均匀性的下降，电池之间的偏差增加而形成不稳定的固体电解质界面(SEI)层，存在电阻散布增加的问题。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是在如上述的以往技术背景下研发的，本发明的目的在于提供一种改善电解液浸渍特性的电极组件。
另外，本发明的又一个技术课题在于提供一种具备如下的改善的无涂层部结构的电极组件：将露出到电极组件的两端的无涂层部弯折时缓解施加到无涂层部的应力压力。
本发明的另一个技术课题在于提供一种即便将无涂层部弯折也不闭塞电解液注入通道的电极组件。
本发明的又一个技术课题在于提供一种具备如下的结构的电极组件：在将电池罐的上端卷边时能够防止电极组件的上端边缘和电池罐的内面接触。
本发明的又一个技术课题在于提供一种提高能量密度且减小电阻的电极组件。
本发明的又一个技术课题在于提供一种包括改善的结构的电极组件的圆筒形电池单元和包括其的电池组及包括电池组的汽车。
本发明要解决的技术课题不限于上述课题，本领域技术人员可从下面的发明内容清楚地理解在此未提及的其他课题。
用于解决课题的手段
本发明涉及电化学原件用电极组件。本发明的第一方面提供上述电极组件，其包括第一电极板、第二电极板和夹在它们之间的分离膜，上述第一电极板、第二电极板及分离膜以轴为中心向一个方向卷取而具备多个卷绕圈，该电极组件的特征在于，上述第一电极板及第二电极板分别独立地包括第一侧部及第二侧部，上述第一侧部及第二侧部在轴方向上彼此配置在相反侧，上述第一电极板及第二电极板分别独立地在至少任一个表面包括第一部分及第二部分，上述第一部分为由电极活性物质涂布的电极活性物质部，并从上述第二侧部向第一侧部方向延伸，上述第二部分是未涂布电极活性物质的无涂层部，并从上述第一侧部向第二侧部方向延伸到第一部分的电极活性物质部，上述无涂层部的至少一部分区间通过规定深度的切开槽而分成多个截片，上述截片具备与第一侧部一致的第一末端，上述截片的全部或至少一部分在弯折位置相对于轴弯折为放射形，该弯折位置是第一末端下方的截片内的任一位置，上述分离膜的任一侧末端位于各个上述截片的弯折位置与第一部分和第二部分的边界线之间。
本发明的第二方面，在上述第一方面中，其特征在于，上述分离膜的任一侧末端位于上述弯折位置与上述第一部分和第二部分的边界线之间且上述分离膜以不露出上述切开槽的槽谷的方式配置。
本发明的第三方面，在上述第一方面中，其特征在于，上述弯折位置为第一末端与基准线之间的任一个位置，上述基准线是将与切开槽的槽谷对应的高度向卷取方向(X)延伸的直线。
本发明的第四方面，在上述第三方面中，其特征在于，上述第一电极板及第二电极板的截片分别独立地沿着卷取方向从上述基准线到第一端部的距离不同。
本发明的第五方面，在上述第三或第四方面中，其特征在于，上述弯折的截片中相邻的卷绕圈的截片在半径方向或相反方向上连续地重叠而在电极组件的卷取轴方向的上端或下端形成表面区域，设将上述表面区域中最高点与上述基准线之间的最短距离为表面区域的高度(Has)时，上述分离膜的任一侧末端以上述基准线为基准且以上述表面区域的高度(Has)的90％以内配置在上述电极组件的第一侧部方向上或配置在上述基准线下方的上述电极组件的第二侧部方向上。
本发明的第六方面，在上述第一至第五方面的任一方面中，其特征在于，上述无涂层部包括与上述电极组件的芯部相邻的芯部侧无涂层部、与上述电极组件的外周表面相邻的外周侧无涂层部、夹在上述芯部侧无涂层部及上述外周侧无涂层部之间的中间无涂层部，上述芯部侧无涂层部和上述外周侧无涂层部中的至少一个与上述中间无涂层部相比到基准线和第一侧部的距离相对地小。
本发明的第七方面，在上述第一至第六方面的任一方面中，其特征在于，上述芯部侧无涂层部与上述中间无涂层部及外周侧无涂层部相比到基准线和第一侧部为止的距离相对地小。
本发明的第八方面，在上述第六或第七方面中，其特征在于，上述芯部侧无涂层部的高度和基准线一致。
本发明的第九方面，在上述第六至第八方面中的任一方面中，其特征在于，上述芯部侧无涂层部包括与电极组件的最内侧的卷绕圈相应的电极板部分的无涂层部，上述外周侧无涂层部包括与电极组件的最外侧卷绕圈相应的电极板部分的无涂层部。
本发明的第十方面，在上述第六至第九方面中的任一方面，其特征在于，上述中间无涂层部的全部或至少一部分区间分成多个截片。
本发明的第十一方面，在上述第一至第十方面中的任一方面中，其特征在于，上述弯折位置和上述分离膜隔开0.1mm以上。
本发明的第十二方面，在上述第一至第十一方面中的任一方面中，其特征在于，
上述分离膜的任一侧末端位于上述弯折位置与基准线之间或位于基准线的下方，上述基准线是将与对多个截片进行了分割的切开槽的槽谷对应的高度向卷取方向(X)延伸的直线。
本发明的第十三方面，在上述第十二方面中，其特征在于，将上述截片中弯折的截片称为弯折截片，相对于在上述弯折截片中具备最小的高度的最小弯折截片，上述分离膜的宽度方向上的末端以基准线为基准且以小于上述最小弯折截片的高度的50％来配置于上述电极组件的外侧方向或上述分离膜的宽度方向上的末端以基准线为基准且以上述最小弯折截片的高度的30％以内来配置于上述电极组件的内侧方向，上述基准线是将与切开槽的槽谷对应的高度向卷取方向(X)延伸的直线。
本发明的第十四方面，在上述第十三方面中，其特征在于，上述最小弯折截片的第一端部到基准线的距离为2mm以上。
本发明的第十五方面，在上述第十三或第十四方面中，其特征在于，上述电极组件还包括高度比上述最小弯折截片小的截片即截片A或不包括高度比上述最小弯折截片小的截片而上述最小弯折截片为最小截片，上述截片的高度是指，从基准线到截片的第一末端的最短距离。
本发明的第十六方面，在上述第六至第十五方面中的任一方面，其特征在于，上述中间无涂层部的至少一部分区间随着从芯部侧靠近外周侧而卷取轴方向的高度阶段性地增加。
本发明的第十七方面，在上述第一至第十六方面中的任一方面中，其特征在于，上述多个截片的卷取轴方向上的高度及卷取方向上的宽度中的至少一个单独地或按照每个组，随着从芯部侧靠近外周侧而阶段性地增加。
本发明的第十八方面，在上述第一至第十七方面中的任一方面中，其特征在于，上述多个截片分别满足：在卷取方向上的1mm至6mm的宽度条件；卷取轴方向上的2mm至10mm的高度条件；及卷取方向上的0.05mm至1mm的隔开间距条件中的至少一个以上的条件。
本发明的第十九方面，在上述第一至第十八方面中的任一方面中，其特征在于，上述多个截片满足在卷取方向上的0.05mm至1mm的隔开间距条件，上述隔开间距根据相邻的两个截片的角落之间的距离而规定，在相邻的上述截片的角落部位附加有倒角加强部。
本发明的第二十方面，在上述第一至第十九方面中的任一方面中，其特征在于，
上述分离膜包括：
多孔性高分子基材；及
多孔性涂层，其位于上述多孔性高分子基材的至少一个侧面上，且包括无机物粒子及粘合剂高分子。
本发明的第二十一方面，在上述第二十方面中，其特征在于，上述无机物粒子包括表面具备亲水性特性的无机物粒子。
本发明的第二十二方面提供一种圆筒形电池单元，其特征在于，包括：
根据第一方面至第二十一方面中的任一方面所述的电极组件；
电池罐，其收纳有上述电极组件，与上述第一电极板及上述第二电极板中的一个电连接而具备第一极性；
密封体，其密封上述电池罐的开放端；及
端子，其与上述第一电极板及上述第二电极板中的另一个电连接，表面露出到外部且具备第二极性，
上述分离膜具备：
多孔性高分子基材；及
多孔性涂层，其位于上述多孔性高分子基材的两面上，且包括无机物粒子及粘合剂高分子。
本发明的第二十三方面提供一种电池组，其特征在于，其包括至少一个第二十二方面所述的电池单元。
本发明的第二十四方面提供一种汽车，其特征在于，其包括至少一个第二十三方面所述的电池组。
发明效果
根据本发明的一个侧面，将在电极组件的上部及下部突出的无涂层部本身用作电极极耳，从而减小电池单元的内部电阻，增加能量密度。
根据本发明的另一个侧面，改善电极组件的无涂层部结构而防止在电池罐的卷边部的形成过程中电极组件和电池罐的内周面发生干扰，从而能够防止由电极组件的部分变形导致的圆筒形电池单元内部的短路。
根据本发明的又一个侧面，改善电极组件的无涂层部结构而防止在将无涂层部弯折时无涂层部被撕破的现象，充分地增加无涂层部的重叠层数而提高焊接强度。
根据本发明的又一个侧面，改善与电极组件的芯部相邻的无涂层部的结构而防止在将无涂层部弯折时位于电极组件的芯部的空洞被闭塞，由此能够容易地进行电解液注入工序和电池罐和集电板的焊接工序。
根据本发明的又一个侧面，提供一种具备内部电阻低，防止内部短路，提高集电板和无涂层部的焊接强度的结构的圆筒形电池单元、包括其的电池组及汽车。
此外，本发明具备各种其他效果，对此将在各个实施例中进行说明或关于本领域技术人员能够容易导出的效果等，省略该说明。
附图说明
本说明书中所附的下面的附图用于对本发明的优选的实施例进行例示，与后述的实施方式一起帮助理解本发明的技术思想，因此关于本发明，不应不仅限于附图中所示的事项而进行解释。
图1是示出以往的无极耳圆筒形电池单元的制造中使用的电极板的结构的俯视图。
图2是示出以往的无极耳圆筒形电池单元的电极板卷取工序的图。
图3示出在以往的无极耳圆筒形电池单元中在无涂层部的弯折面焊接集电板的工序。
图4是示出本发明的第一实施例的电极板的结构的俯视图。
图5是本发明的第二实施例的电极板的结构的俯视图。
图6是本发明的第三实施例的电极板的结构的俯视图。
图7a是本发明的第四实施例的电极板的结构的俯视图，图7b及图7c是更具体地示出截片部分的放大图。
图8是示出本发明的实施例的截片宽度、高度及隔开间距的定义的图。
图9a是示出本发明的第五实施例的电极板的结构的俯视图，图9b及图9c是更具体地示出截片部分的放大图。
图10是示出本发明的实施例的截片宽度、高度及隔开间距的定义的图。
图11是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割将第一实施例电极板适用于第一电极板(阳极板)及第二电极板(阴极板)的凝胶卷型电极组件的截面图。
图12是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割将第二实施例电极板适用于第一电极板(阳极板)及第二电极板(阴极板)的凝胶卷型电极组件的截面图。
图13是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割将第三实施例至第五实施例(它们的变形例)的电极板中的任一个电极板适用于第一电极板(阳极板)及第二电极板(阴极板)的凝胶卷型电极组件的截面图。
图14是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割本发明的又一个实施例的电极组件的截面图。
图15是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割本发明的又一个实施例的电极组件的截面图。
图16是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割本发明的又一个实施例的电极组件的截面图。
图17是沿着Y轴方向切割本发明的一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图18是沿着Y轴方向切割本发明的另一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图19是沿着Y轴方向切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图20是沿着Y轴切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图21是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图22是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图23是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图24是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图25是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元的截面图。
图26是概略性地示出本发明的实施例的电池组的结构的图。
图27是概略性地示出包括本发明的实施例的电池组的汽车的图。
图28及图29示出比较例的阳极和阴极中电极各个位置上的电解液浸渍量。
图30及图31示出在实施例1的阳极和阴极中电极各个位置上的电解液浸渍量。
图32及图33示出在实施例2的阳极和阴极中电极各个位置上的电解液浸渍量。
图34示出在各个比较例、实施例1及实施例2中取出浸渍试料的各个位置。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在进行说明之前，对于本说明书及权利要求书中使用的术语和单词不应限定为通常的含义或词典中的含义而进行解释，鉴于为了以最佳的方法说明自身的发明，发明人可以适当地定义术语概念的原则，应该解释为符合本发明技术思想的含义及概念。
因此，在本说明书中记载的实施例和附图中示出的结构只是本发明的最优选的一个实施例，并不是代表本发明的全部技术思想，应该可以理解在提交本申请的时间点可以存在能够代替这些的各种等同物和变形例。
另外，为了帮助理解发明，附图中并未按照实际比例进行图示，而是将一部分构成要件的尺寸放大而图示。另外，彼此不同的实施例中，对于相同的构成要件赋予相同的符号。
为了便于说明。本说明书中将沿着以凝胶卷形态卷绕的电极组件的卷取轴的长度方向的方向称为轴方向Y。并且将包围上述卷取轴的方向称为圆周方向或周围方向X。并且将靠近上述卷取轴或远离卷取轴的方向称为半径方向或放射方向Z。其中，特别地将靠近卷取轴的方向称为球心方向，将远离卷取轴的方向称为圆心方向。
首先，对本发明的实施例的电极组件进行说明。
上述电极组件包括第一电极板及第二电极板和夹在它们之间的分离膜，上述第一电极板、第二电极板及分离膜以轴为中心向一个方向卷取而获得多个卷绕圈。另外，上述第一电极板及第二电极板分别独立地包括第一侧部(side)及第二侧部(side)，上述第一侧部及第二侧部在轴方向上彼此配置在相反侧。
在本发明的一个实施方式中，上述第一电极板及第二电极板具备长方形片状(sheet)。另外，上述第一电极板及第二电极板具备纵横比超过1的片状。此时上述各个电极板的宽度方向上的末端的各个边相当于第一侧部及第二侧部。
图4是示出本发明的第一实施例的电极板40的结构的俯视图。
参照图4，上述第一侧部是在卷取轴方向Y上沿着电极活性物质部42的最下端部而形成的边，上述第二侧部是在卷取轴方向Y上沿着无涂层部43的最上端部而形成的边。
上述第一电极板及第二电极板分别独立地在至少一侧表面或两侧表面包括由电极活性物质覆盖的电极活性物质部即第一部分。上述第一部分从第二侧部向第一侧部方向延伸规定长度。图4示出电极组件的卷取前的电极板的样子。参照该图，上述电极活性物质部在轴方向上从第二侧部到无涂层部开始的部分为止的电极板的整个长度上具备一定的宽度。
上述第二部分是未涂布电极活性物质的无涂层部。上述第二部分构成电极极耳，在第二侧部方向上从上述第一侧部延伸到第一部分的电极活性物质部为止。
在本发明的一个实施方式中，上述无涂层部的至少一部分区间通过规定深度的切开槽而分割成多个截片(未图示)。
上述截片具备与第一侧部相应的第一末端。在本发明的一个实施方式中，上述截片的全部或至少一部分在上述第一末端下方的截片内的某一个位置即弯折位置上相对于轴弯折成放射状，此时上述分离膜的任一侧末端位于上述弯折位置与第一部分及第二部分的边界线之间。根据本发明的更具体的实施方式，上述分离膜的任一侧末端位于上述弯折位置与基准线之间或位于基准线下方。
另一方面，在具体的一个实施方式中，上述弯折位置为上述第一末端与基准线之间的规定的位置。
这样，本发明的集电体中，无涂层部包括多个截片，此时，上述分离膜以上述截片之间的切开槽的槽谷被分离膜覆盖而不露出的方式配置。关于这样的分离膜的配置，将在下面进行更详细的说明。
在本发明中，上述截片的第一末端的高度分别不同，每个切开槽的形状不同，切开槽的槽谷的高度也不同。即截片的形状和大小本身、切开槽的形状和大小本身彼此不同。
另一方面，上述截片的高度被规定为从规定该截片的切开槽的槽谷到该截片的第一末端的轴方向上的距离C2、D2。如果以该截片为基准，两侧的切开槽的槽谷的高度不同，则该截片的高度被规定为从相当于上述两侧的切开槽的槽谷的平均高度的位置到上述截片的第一末端的轴方向上的距离。
另一方面，在本发明中，上述基准线是将对应切开槽的槽谷的高度沿着卷取方向X而延伸的虚拟的直线。
上述第一电极板及第二电极板分别独立地包括导电性薄膜即集电体及配置在上述集电体的一侧或两侧的表面上的电极活性物质层。上述活性物质层在电极板上形成第一部分。
具备上述片状的第一电极板及第二电极板的纵横比超过1。此时，上述无涂层部的第一电极板及第二电极板中的至少一个形成在卷取方向上的长边端部。上述无涂层部的至少一部分其本身被用作电极极耳。
在本发明的一个实施方式中，上述无涂层部包括与电极组件的芯部相邻的芯部侧无涂层部、与电极组件的外周表面相邻的外周侧无涂层部、夹在芯部侧无涂层部及外周侧无涂层部之间的中间无涂层部。
优选为，芯部侧无涂层部和外周侧无涂层部中的至少一个比中间无涂层部高度相对高。
另一方面，为了便于说明，在本说明书中‘高度’是指，从卷取方向x的规定位置在轴方向上到第一侧部的距离(长度)。在本说明书中，在对无涂层部/槽谷的高度进行说明时，与这样的高度的绝对值相比，在卷取方向上在彼此不同的位置上测量的高度的相对数值更具有意义，因此在测量上述无涂层部/槽谷的高度时，对构成其高度测量的基准的线(零点)的规定进行省略。本发明的一个实施方式中，上述无涂层部的高度为以相对于卷取轴方向的任一垂线为基准的特定位置上的相对距离。例如，成为上述高度测量的基准的线(零点)为第二侧部。
另一方面，更具体地，在上述无涂层部的高度中，在未形成有截片的区间中是指到第一侧部为止的距离，在形成有截片的区间中，上述第一侧部是指与截片的第一末端相应的位置，构成截片之间的切开槽的部分在测量形成有截片的区间中的无涂层部的高度时不作考虑。
另外，上述槽谷的高度是以切开槽中具备最低的高度的部分为基准测量的。
参照图4，第一实施例的电极板40包括由金属箔构成的集电体41及活性物质部42。金属箔为铝或铜，根据电极板40的极性而适当选择。电极活性物质层形成在集电体41的至少一面，在集电体的卷取方向X的长边端部配置有无涂层部43。无涂层部43是未涂布活性物质的区域。在活性物质部42与无涂层部43的边界形成有绝缘涂层44。绝缘涂层44的至少一部分与活性物质部42和无涂层部43的边界重叠而形成。绝缘涂层44包括高分子树脂，包括Al2O3这样的无机物。
上述无涂层部43包括与电极组件的芯部侧相邻的芯部侧无涂层部B1、与电极组件的外周侧相邻的外周侧无涂层部B3及夹在芯部侧无涂层部B1与外周侧无涂层部B3之间的中间无涂层部B2。
芯部侧无涂层部B1、外周侧无涂层部B3及中间无涂层部B3被定义为各个电极板40被卷取为凝胶卷型电极组件时分别与芯部侧相邻的区域的无涂层部、与外周侧相邻的区域的无涂层部及除此之外的剩余区域的无涂层部。B1/B2的边界被适当定义为随着从电极组件的芯部侧靠近外周侧而无涂层部的高度(或变化图案)实质上发生改变的位置或以电极组件的半径为基准的规定％的位置(例如，半径的5％、10％、15％的位置等)。B2/B3边界被定义为随着从电极组件的外周侧靠近芯部侧而无涂层部高度(或变化图案)实质上改变的位置或以电极组件的半径为基准的规定％位置(例如，半径的85％、90％、95％位置等)。当确定B1/B2的边界和B2/B3的边界时，中间无涂层部B2被自动确定。如果仅确定B1/B2的边界的情况下，B2/B3的边界在电极组件的外周侧附近的位置可适当选择。相反地，仅确定B2/B3的边界的情况下，B1/B2的边界可在电极组件的芯部侧的附近位置适当选择。在第一实施例中，无涂层部43的高度不固定，在卷取方向X上存在相对差异。即外周侧无涂层部B3的高度(Y轴方向上的长度)比芯部侧无涂层部B1及中间无涂层部B2相对更低。
图5是示出本发明的第二实施例的电极板45的结构的俯视图。
参照图5，第二实施例的电极板45与第一实施例相比，仅在外周侧无涂层部B3的高度随着靠近外周侧而逐渐地减小的点上存在差异，其余结构实质上相同。
在一个变形例中，外周侧无涂层部B3可变形为高度阶段性地减小的台阶状(参照虚线)。在本发明的一个实施方式中，上述第二实施例的电极板中无涂层部的至少一部分区间通过规定的深度的切开槽而分成多个截片(未图示)。
图6是示出本发明的第三实施例的电极板50的结构的俯视图。
参照图6，第三实施例的电极板50中，芯部侧无涂层部B1和外周侧无涂层部B3的高度比中间无涂层部B2相对更低。另外，芯部侧无涂层部B1和外周侧无涂层部B3的高度相同或彼此不同。
优选为，中间无涂层部B2的高度具备随着从芯部侧靠近外周侧而阶段性地增加的台阶状。
图案1至图案7以无涂层部43的高度变化的位置为中心区分了中间无涂层部B2。优选为，以在无涂层部43的弯折过程中最大程度地分散应力的方式调节图案的数量和各个图案的高度(Y轴方向上的长度)和宽度(X轴方向上的长度)。应力分散用于防止无涂层部43的撕破。
芯部侧无涂层部B1的宽度dB1是适用将中间无涂层部B2的图案向芯部侧弯折时不遮挡电极组件的芯部的空洞的条件而设计的。
在本发明的一个实施方式中，在上述第三实施例的电极板中上述图案1至图案7的无涂层部的至少一部分区间通过规定深度的切开槽而分成多个截片(未图示)。
在一例中，芯部侧无涂层部B1的宽度dB1与图案1的基准线～第一侧部为止的长度或图案1的截片的高度成正比而增加。
在具体例中，电极板60用于制造形状系数为46800的圆筒形单元的电极组件的情况下，芯部侧无涂层部B1的宽度dB1根据电极组件的芯部的直径而设定为180至350mm。
在一个实施例中，各个图案的宽度以构成电极组件的相同的卷取圈的方式设计。
在一个变形例中，中间无涂层部B2的高度具备随着从芯部侧靠近外周侧而增加之后减小的台阶状。
在另一个变形例中，外周侧无涂层部B3变形为具备与第二实施例相同的结构。
在另一个变形例中，适用于中间无涂层部B2的图案结构扩大到外周侧无涂层部B3为止(参照虚线)。
图7a是示出本发明的第四实施例的电极板60的结构的俯视图。图7a示出在中间无涂层部的整个区间形成有截片。
参照图7a，第四实施例的电极板60中芯部侧无涂层部B1和外周侧无涂层部B3的高度比中间无涂层部B2相对更低。另外，芯部侧无涂层部B1和外周侧无涂层部B3的高度相同或不同。
优选为，中间无涂层部B2的至少一部分区间包括多个截片61。多个截片61随着从芯部侧靠近外周侧而高度阶段性地增加。
在本发明中，上述截片的全部或至少一部分向电极组件的半径方向(卷取中心方向)或与半径相反的方向弯折。上述截片的弯折在从槽谷(切开槽的底部)以规定高度向上方隔开的位置进行。在本发明中，将上述截片通过外力而实际向中心方向弯曲而发生的部分中切线的倾斜度开始成为45°以下的位置称为弯折位置。上述切线的倾斜度是指，对于弯折位置的切线与相对于电极组件的卷取轴垂直的平面之间的角度。另一方面，将包括上述弯折位置且与基准线水平的线称为折弯线。
另一方面，在本发明中，与上述多个切开槽的槽谷对应的高度彼此相同或彼此不同。
上述高度彼此相同的情况下，将与槽谷对应的高度沿着卷取方向X延伸的虚拟的直线作为基准线。
如果切开槽的槽谷的大部分位于特定高度，只有一部分切开槽的槽谷的高度与上述特定高度之间存在差异的情况下，上述基准线以与上述特定高度对应的高度决定。例如，在槽谷的50％以上位于特定高度的情况下，以与该槽谷的高度对应的高度决定上述基准线。或者以在卷取方向上占据最多的长度的切开槽的槽谷的高度为基准决定上述基准线。假设在卷取方向上切开槽的槽谷所占据的整个长度中2/3程度具备第一高度，在卷取方向上切开槽的槽谷所占据的整个长度中相当于剩余1/3的切开槽的槽谷的高度与第一高度不同时，上述基准线被规定为与上述第一高度对应的位置。
如果切开槽的槽谷的高度不集中在特定高度(集中最多的切开槽为小于50％的情况下)，以上述切开槽的槽谷的高度的平均高度决定上述基准线。假设切开槽的槽谷的高度为x时在卷取方向上占据的长度为30％，切开槽的槽谷的高度为y时在卷取方向上占据的长度为30％，切开槽的槽谷的高度为z时在卷取方向上占据的长度为40％，则基准线为x*0.3+y*0.3+z*0.4。上述槽谷的高度为相对于卷取轴方向的任意的垂线为基准的特定位置上的相对距离。例如上述切开槽的高度以从第二侧部到切开槽为止的距离为基准。
另一方面，在本发明的一个实施方式中，上述弯折位置从上述槽谷位于约2mm至3mm的上方，与基准线平行地配置。
另一方面，在本发明的一个实施方式中，上述基准线与将在上述无涂层部中具备最小的高度的位置向卷取方向Y延伸的线相同或不同。在具体的一个实施方式中，上述基准线与将上述无涂层部中具备最小高度的位置向卷取方向延伸的线相同。
截片61利用激光来开槽。截片61通过超声波切割或冲裁等公知的金属箔切割工序形成。
在第四实施例中，为了防止在无涂层部43的弯折加工时活性物质部42及/或绝缘涂层44被损坏，优选在截片61之间的槽谷与活性物质部42之间设置隔开规定间隔的距离的间隙。因为在弯折无涂层部43弯折时，应力集中到切割线下端的附近。间隙优选为0.2至4mm。当将间隙调节为该数值范围时，能够防止通过在对无涂层部43进行弯折加工时产生的应力而导致切割线下端附近的活性物质部42及/或绝缘涂层44被损坏。另外，间隙可防止在截片61的开槽或切割时因公差而导致活性物质部42及/或绝缘涂层44的损坏。优选为，在将电极板40卷取为电极组件，绝缘涂层44的至少一部分露出到分离膜的外侧。在该情况下，弯折截片61时，绝缘涂层44支承槽谷。
上述截片的槽谷与上述活性物质层之间的间隙优选为1.0mm以上。这在该电极为阴极的情况下更加有效。
上述截片槽谷与上述活性物质层之间的间隙更优选为2.0mm以上。这在该电极为阳极的情况下更有效。
比上述范围小的间隙不能充分地发挥上述损坏防止效果，比上述范围大的间隙在不能增加损坏防止效果的同时仅减少电极容量。
未涂布上述活性物质层的无涂层部区域和涂布上述活性物质层的区域的边界部位被绝缘层覆盖，此时在上述截片的槽谷与上述绝缘层之间也具备规定的间隙。
这样的间隙为0.2mm至1.5mm。
比上述范围更小的间隙无法充分地发挥上述损坏防止效果，比上述范围大的间隙在不增加损坏防止效果的同时仅导致减小绝缘涂层的截片弯折支承效果的结果。
多个截片61随着从芯部侧靠近外周侧而构成多个截片组。属于相同的截片组的截片的宽度、高度及截片之间的隔开间距实质上相同。
在图7a及图9a中，具备第四实施例的电极板60的活性物质部42及/或与绝缘涂层44相对的分离膜SP而形成为电极组件。
参照图7b、图7c、图8、图9b及图9c，对本发明的电极组件中在电极板的无涂层部侧具备分离膜的端部的位置进行更加具体的说明。
参照上述附图，以本发明的一个实施方式为例，上述无涂层部包括多个截片，上述多个截片之间的槽谷的深度彼此相同。此时将与上述槽谷的深度对应的位置延长的线称为基准线。
此时，上述基准线对应在上述芯部侧无涂层部、外周侧无涂层部及中间无涂层部中将最小的高度向上述无涂层部的两端部连接的线。
在本发明中，上述分离膜的宽度方向的末端SL位于上述弯折位置与基准线DL之间或从基准线向电极组件的内侧方向配置。在此上述电极组件的外侧方向是指从电极板的活性物质层朝向无涂层部侧的方向，即朝向第一侧部的方向，内侧方向是指外侧方向的相反方向，即朝向第二侧部的方向。
另外，在本发明的一个实施方式中，上述电极组件具备在上述弯折的截片中相邻的卷绕圈的截片在半径方向或相反方向上连续地重叠而在卷取轴方向的上端或下端形成的表面区域。此时，假设上述表面区域中的卷取轴方向的最大高度(最高点)和上述基准线之间的最短距离为表面区域的高度HS时，上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准以上述表面区域的高度HS的90％以内位于上述电极组件的外侧方向或配置在上述电极组件的内侧方向。
根据本发明的一个体现例，分离膜的宽度方向上的末端靠近上述基准线而配置，从而电解液沿着槽谷(空的空间)而流入电极组件内，因此有利于浸渍。具体地，电解液进入到电极组件，此时电解液向截片之间的切开槽移动，此时电解液重新浸渍到靠近槽谷即上述基准线而配置的分离膜的末端，最终浸渍到电极的活性物质层内。其结果，增加电极组件内的电解液浸渍均匀性。
上述分离膜的宽度方向上的末端越向凝胶卷外侧即电极组件的外侧方向远离，越对焊接特性产生不良影响，上述分离膜的宽度方向上的末端越进入到凝胶卷内侧即电极组件的内侧方向，阳极和阴极短路的危险变大，因此成为问题。
因此，在本发明中上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准位于上述电极组件的外侧方向或上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准位于上述电极组件的内侧方向，更优选为相对于表面区域的高度HS而配置为90％以下。
另一方面，在本发明的一个实施方式中，将多个截片中弯折的截片中的具备最小的高度的截片称为最小弯折截片时，上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准以小于上述最小弯折截片的高度Ha的50％、40％以内、30％以内、20％以内或10％以内位于上述电极组件的外侧方向(1侧部方向)。优选为以30％以内位于电极组件的外侧方向。此时，上述分离膜配置为，上述截片之间的切开槽的槽谷被分离膜覆盖而不露出。
分离膜的位置超过上述范围而更靠近截片的第一末端而配置的情况下，之后焊接截片时，分离膜可能通过热而被损坏。根据另一个实施方式，上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准以上述最小弯折截片高度Ha的30％以内、20％以内或10％以内配置于上述电极组件的内侧方向(2侧部方向)。这样，在位于基准线下方的情况下，上述槽谷的全部或至少一部分不被分离膜覆盖而露出。
根据上述图7b、图7c、图9b或9c，组1的截片为最小弯折截片，分离膜宽度方向的一侧末端以基准线为基准以上述最小弯折截片的高度Ha的30％以内位于上述电极组件的外侧方向(1侧部方向)或上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准以小于上述最小弯折截片的高度Ha的50％或30％以内位于上述电极组件的内侧方向(2侧部方向)。更具体地，上述组1的截片为最小弯折截片，分离膜的宽度方向的一侧末端以基准线为基准以上述最小弯折截片的高度Ha的30％以内位于上述电极组件的外侧方向(1侧部方向)。参照图7b或图9b，如果分离膜的一侧末端配置为基准线上方，则分离膜的一侧末端位于Hb之间。此处，Hb的最大长度为小于最小弯折截片高度(长度)的50％。另外，分离膜的一侧末端位于DL下方时，Hb的最大长度为最小弯折截片高度的30％。
即，在本发明中构成配置分离膜的基准的截片是指在形成弯折(弯曲)的截片中其高度最小的截片，将此称为最小弯折截片。
在本发明的具体的一个实施方式中，上述最小弯折截片为2mm以上，此时，上述最小弯折截片的高度高于弯折位置的高度。在截片的高度小于2mm的情况下，因分离膜和截片的干扰而可能导致不能顺利地将截片弯折。对此，上述最小截片在具备2mm以上的高度的截片中被决定。
根据本发明的一个实施方式，在上述最小弯折截片中，以上述折弯线为基准，从基准线到折弯线为止的高度A大于或等于折弯线到截片高度B的长度。或在上述最小弯折截片中，以上述折弯线为基准从基准线到折弯线为止的高度A小于或等于从折弯线到截片高度B的长度。
另外，在本发明的一个体现例中，上述电极组件还包括比上述最小弯折截片高度小的截片(截片A)。此时，上述截片A未被弯折。在具体的实施方式中，上述截片A在多个截片中与其他截片相比靠近芯部而配置。
在本发明的一个体现例中，上述电极组件不包括比上述最小弯折截片高度更小的截片，上述最小弯折截片为最小截片。
根据本发明的一个体现例，上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准以3mm以内或1.5mm以内位于上述电极组件的外侧方向或上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准以3mm以内或1.5mm以内位于上述电极组件的内侧方向。
图8是示出本发明的实施例的截片61的宽度、高度及截片之间的间隔即隔开间距的定义的图。
参照图8，截片61的宽度C1、高度C2及隔开间距C3为了防止无涂层部43的弯折加工时无涂层部43被撕破并提高焊接强度，充分地增加无涂层部43的重叠层数并防止无涂层部43的异常变形。异常变形是指，相当于基准线DL的部分C4不能保持直线状态而直接不规则地变形。
根据本发明的一个实施方式，优选为，在1至6mm的范围调节截片61的宽度C1。当C1小于1mm时，在截片61向芯部侧弯折时，发生未重叠成能够充分地确保焊接强度的程度的区域或空的空间(间隙)。相反地，当C1超过6mm时，因卷取的电极曲率，在截片61弯折时基准线DL附近的无涂层部43通过应力而可能被撕破。另外，在2mm至10mm的范围调节截片61的高度C2。当截片61的高度C2小于2mm时，不能顺利地弯折截片61或将截片61向芯部侧弯折时，发生未重叠成能够充分地确保焊接强度的程度的区域或孔的空间(间隙)。相反地，当C2超过10mm时，难以在卷取方向X上均匀地保持无涂层部的平坦度而制造电极板。即，无涂层部的高度变大而出现起皱。
另外，可在0.05至1mm或0.5mm至1mm范围中调节截片61的隔开间距C3。当C3小于0.05mm时，在将截片61弯折时，通过应力而可能导致基准线DL的附近(相邻的两个截片之间的切开槽的底部附近)的无涂层部43被撕破。相反地，当隔开间距C3超过1mm时，在将截片61弯折时，发生截片61彼此未重叠成能够充分地确保焊接强度的程度的区域或空的空间(间隙)。
在本发明的一个实施方式中，上述两个截片的角落之间笔直地连接。即上述切开槽的底部部位具备向卷取方向X延伸的平平的直线形状。在上述角落部位附加有倒角加强部。
上述倒角加强部的半径r为0.02mm以上。当该半径为该数值以上时，能够可靠地实现应力分散效果。上述倒角加强部的半径为0.1mm以下。当该半径超过0.1mm时，应力分散效果不再增加，切开槽的底部附近的空间减小，导致电解液浸渍性下降。
重新参照图7a，芯部侧无涂层部B1的宽度dB1是适用在将中间无涂层部B2的截片61向芯部侧弯折时不遮挡电极组件的芯部空洞的条件而设计的。
在一例中，芯部侧无涂层部B1的宽度dB1与组1的截片61的高度C2成正比而增加。
在具体例中，在电极板60使用于制造形状系数为46800的圆筒形单元的电极组件的情况下，芯部侧无涂层部B1的宽度dB1根据电极组件的芯部直径而设定为180至350mm。
在一个实施例中，各个截片组的宽度以构成电极组件的相同的卷取圈的方式设计。
在一个变形例中，属于相同的截片组的截片61的宽度及/或高度及/或隔开间距在组内逐渐地及/或阶段性地及/或不规则地增加或减少。
组1至组7仅为截片组的一例。关于组数和包括在各个组的截片61的数量，以将截片61重叠成多层的方式进行调节，以在无涂层部43的弯折过程中最大限度地分散应力并充分地确保焊接强度。
在其他变形例中，外周侧无涂层部B3的高度与第一实施例及第二实施例同样地逐渐地或阶段性地减小。另外，中间无涂层部B2的分切结构可扩大到外周侧无涂层部B3为止(参照虚线)。在该情况下，外周侧无涂层部B3也与中间无涂层部B2同样地包括多个截片。在该情况下，外周侧无涂层部B3的截片的宽度及/或高度及/或隔开间距比中间无涂层部B2更大。
在具体例中，电极板60使用于制造形状系数为46800的圆筒形单元的电极组件的情况下，以8个组形成截片。此时，组1至7的截片形成于中间无涂层部B2，组8的截片如上述的变形例这样形成于外周侧无涂层部B3。
在具体例中，芯部侧无涂层部B1的宽度dB1为180～350mm。组1的宽度相对于芯部侧无涂层部B1的宽度构成35～40％。组2的宽度相对于组1的宽度而构成130～150％。组3的宽度相对于组2的宽度而构成120～135％。组4的宽度相对于组3的宽度而构成85～90％。组5的宽度相对于组4的宽度而构成120～130％。组6的宽度相对于组5的宽度而构成100～120％。组7的宽度相对于组6的宽度而构成90～120％。组8的宽度相对于组7的宽度而构成115～130％。
组1至8的宽度不显示出一定的增加或减小图案的理由在于，截片的宽度随着从组1到组8而逐渐增加，但包括在组内的截片的数被限定为既定数量。因此，在特定截片组内截片的数量可能减小。因此，组的宽度随着从芯部侧靠近外周侧而如上述的例示这样显示出不规则的变化样态。
即，在将电极组件的半径方向上连续地相邻的3个截片组各自在卷取方向的宽度分别设为W1、W2及W3时，与W2/W1相比，W3/W2包括较小的截片组的组合。
在上述的具体例中，组4至组6相当于此。组5相对于组4的宽度比率为120％～130％，组6相对于组5的宽度比率为100％～120％，其值小于120％～130％。
图9a是示出本发明的第五实施例的电极板70的结构的俯视图。
参照图9a，第五实施例的电极板70与第四实施例相比，除了截片61'的形状从四边形变成梯形的点之外，其余结构与第四实施例(或变形例)实质上相同。
图10表示梯形截片61'的宽度、高度及隔开间距的定义。
参照图10，关于截片61'的宽度D1、高度D2及隔开间距D3，以在对无涂层部43进行弯折加工时为了防止基准线DL周围的无涂层部部分D4被撕破且确保充分的焊接强度而充分地增加无涂层部43的重叠层数的同时防止无涂层部43的异常变形的方式进行设计。
优选为，可在1mm至6mm的范围内调节截片61'的宽度D1。当D1小于1mm时，当截片61'向芯部侧弯折时发生截片61'未重叠成能够充分地确保焊接强度的程度的区域或空的空间(空隙)。相反地，当D1超过6mm时，因卷取的电极的曲率，在弯折截片61'时基准线DL周围的无涂层部43通过应力而可能被撕破。另外，可在2mm至10mm的范围调节截片61'的高度。当D2小于2mm时，不能将截片61'顺利地弯折或截片61'向芯部侧弯折时发生截片61'未重叠成能够充分地确保焊接强度的程度的区域或空的空间(空隙)。相反地，当D2超过10mm时，难以在卷取方向上均匀地保持无涂层部63的平坦度而制造电极板。另外，在0.05mm至1mm的范围内调节截片61'的隔开间距D3。当D3小于0.05mm时，在弯折截片66'时通过应力而可能导致基准线DL周围的无涂层部部分D4被撕破。相反地，当D3超过1mm时，在将截片61'弯折时发生截片61'彼此未重叠成充分地确保焊接强度的程度的区域或空的空间(空隙)。
上述截片为梯形时，隔开间距D3被规定为相邻的两个截片61'的角落之间的距离。相邻的两个截片的角落之间以笔直的直线形态连接。即切开槽的底部部位具备在卷取方向X上延伸的平平的直线形状。
在上述角落部位还具备倒角加强部。由此，能够解决在角落部位发生的应力集中现象。
上述倒角加强部的半径r为0.02mm以上。当该半径为该数值以上时，能够实现可靠的应力分散效果。
上述倒角加强部的半径为0.1mm以下。当该半径超过0.1mm时，应力分散效果不再增加，并且切开槽的底部附近的空间减小而导致电解液的浸渍性下降。
上述隔开间距C3、D3与在规定其的相邻的截片61、61’的卷取方向上测量的宽度大小C1、D1相关地决定。截片的卷取方向的宽度越增加，优选具备它们之间的隔开间距也增加的倾向。由此，根据电极组件的卷取方向而均匀地分布电解液的浸渍性。
上述截片的卷取方向上的宽度以随着从上述电极组件的芯部侧靠近外周侧而逐渐增加的方式设定。上述截片的卷取方向上的宽度随着从上述电极组件的芯部侧靠近外周侧逐渐地增加或阶段性地增加。上述截片的卷取方向上的宽度C1、D1在1至6mm范围内存在，越靠近芯部侧越变小，越靠近外周侧越变大。
由此，上述隔开间距C3、D3也存在于0.5至1mm范围内，随着从上述电极组件的芯部侧靠近外周侧而逐渐地增加或阶段性地增加。
在第五实施例中，多个截片61'随着从芯部侧靠近外周侧，梯形的下部内角θ增加。电极组件70的半径增加时，曲率半径增加。截片61'的下部内角θ随着电极组件的半径的增加而一起增加时，在弯折截片61'时能够缓解在半径方向及圆周方向上产生的应力。另外，当下部内角θ增加时，在弯折截片61'时与内侧截片61'重叠的面积及重叠层数也一起增加，从而在半径方向及圆周方向上能够确保均匀的焊接强度，能够形成平坦的弯折面。
在一例中，电极板70使用于制造形状系数为46800的圆筒形单元的电极组件的情况下，当电极组件70的半径从4mm增加到22mm时，截片61'的内角从60度至85度的区间阶段性地增加。
在一个变形例中，外周侧无涂层部B3的高度与第一实施例及第二实施例同样地逐渐地或阶段性地减小。另外，中间无涂层部B2的分切结构可扩大到外周侧无涂层部B3(参照虚线)。在该情况下，外周侧无涂层部B3也与中间无涂层部B2同样地包括多个截片。在该情况下，外周侧无涂层部B3的截片的宽度及/或高度及/或隔开间距比中间无涂层部B2更大。
在第四实施例及第五实施例中，中间无涂层部B2包括多个截片60、60’时，各个截片60、60’的形状可变更为三角形、半圆形、半椭圆形、平行四边形等。
另外，根据中间无涂层部B2的区域，也可以将截片60、60’的形状变更为不同。在一例中，应力集中的区间适用有利于应力分散的倒角形状(例如半圆形、半椭圆形等)，应力相对更低的区间适用面积尽量大的多边形状(例如四边形、梯形、平行四边形等)。
在第四实施例及第五实施例中，中间无涂层部B2的分切结构还可适用于芯部侧无涂层部B1。但是，在芯部侧无涂层部B1适用分切结构时，根据芯部的曲率半径而将中间无涂层部B2的截片60、60’折弯时，可发生芯部侧无涂层部B1的端部向外周侧扭曲的逆成型(reverse forming)现象。因此，在芯部侧无涂层部B1不适用分切结构，即便适用分切结构，考虑到芯部的曲率半径，优选将截片60、60’的宽度及/或高度及/或分开间距调节为不发生逆成型的水平。
可发生这样的逆成型的截片的高度大致小于3mm。另外，在截片的高度小于2mm的情况下，截片和分离膜发生干扰而难以进行弯折。并且，在截片的高度小于4mm的情况下，不能顺利地执行截片的焊接工序。对此，为了弯折而将截片的最小高度Hmin设定为2mm以上，或3mm以上，或4mm以上或5mm以上。由此，最小弯折截片的高度为2mm以上，或3mm以上，或4mm以上或5mm以上。
因此，以基准线DL为基准，在无涂层部中在具备可弯折的最小高度(Hmin，例如之前的2mm或3mm或4mm或5mm)以上的高度的截片中弯折的最小弯折截片的高度Ha的±30％范围(基准线基准)内存在分离膜的宽度方向上的末端SL时，可大大提高浸渍性。即，在决定规定分离膜的宽度方向上的末端SL的位置的最小截片时，可将会发生逆成型的截片或不发生弯折的截片除外。
从其他观点来讲，以基准线DL为基准，在无涂层部中存在的最小弯折截片的高度Ha及上述可弯折的最小高度Hmin中大的高度的{max(Ha，Hmin)}±30％范围内存在分离膜的宽度方向上的末端SL时，可大大提高浸渍性。
从其他观点来讲，以基准线DL为基准，在上述可弯折最小高度Hmin的±30％范围内存在分离膜的宽度方向上的末端SL时，可大大提高电解液的浸渍性。这是基准线(DL)±1.5mm或基准线(DL)±1.2mm或基准线(DL)±0.9mm或基准线(DL)±0.6mm范围。
或者，上述分离膜的宽度方向上的末端的位置在DL±0.3Ha范围且存在于DL±1.5mm范围，上述分离膜的宽度方向上的末端的位置在DL±0.3Ha范围且存在于DL±1.2mm范围，上述分离膜的宽度方向上的末端位置在DL±0.3Ha范围且存在于DL±0.9mm范围，上述分离膜的宽度方向上的末端位置在DL±0.3Ha范围且存在于DL±0.6mm范围。
上述实施例(变形例)的电极板的结构适用于包括在凝胶卷型电极组件的极性不同的第一电极板及第二电极板中的至少一个。另外，第一电极板及第二电极板中的任一个中适用实施例(变形例)的电极结构的情况下，在另一个上适用以往的电极板的结构。另外，适用于第一电极板及第二电极板的电极板的结构彼此不相同。
作为一例，第一电极板和第二阴极板分别为阳极板及阴极板时，在第一电极板适用实施例(变形例)中的一个，在第二电极板适用以往的电极板的结构(参照图1)。
作为另一例，在第一电极板和第二阴极板分别为阳极板及阴极板时，第一电极板上选择性地适用实施例(变形例)中的一个，在第二电极板选择性地适用实施例(变形例)中的一个。
在本发明中，关于涂布于阳极板的阳极活性物质和涂布于阴极板的阴极活性物质，只要是本领域中公知的活性物质，则可任意使用。
上述阳极活性物质以锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)等层状化合物或替换成1种以上的转移金属的化合物、化学式Li1+xMn2-xO4(在此，x为0至0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2等锂锰氧化物(LiMnO2)、锂铜氧化物(Li2CuO2)、LiV3O8、LiFe3O4、V2O5、Cu2V2O7等钒氧化物、化学式LiNi1-xMxO2(在此，M＝Co，Mn，Al，Cu，Fe，Mg，B或Ga，x＝0.01至0.3)表示的镍型锂镍氧化物(lithiated nickel oxide)、化学式LiMn2-xMxO2(在此，M＝Co，Ni，Fe，Cr，Zn或Ta，x＝0.01至0.1)或Li2Mn3MO8(在此，M＝Fe，Co，Ni，Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物、化学式的锂一部分被替换为碱土金属离子的LiMn2O4、二硫化物化合物、Fe2(MoO4)3或通过它们的组合形成的复合氧化物等这样的锂吸附物质(lithium intercalation material)作为主成分，具有如上述的种类，但不限于此。
上述阳极集电体例如具备3至500μm的厚度。关于这样的阳极集电体，只要在电池中不引起化学性变化且具备导电性，则不作特别限定，例如可使用不锈钢、铝、镍、钛、塑性碳或铝或在不锈钢表面通过碳、镍、钛、银等进行表面处理等而使用。电极集电体在其表面形成微细的凹凸，从而提高阳极活性物质的粘接力，可形成薄膜、薄片、箔、网、多孔质体、发泡体、无纺布体等各种形态。
上述阳极活性物质粒子上还混合有导电材料。这样的导电材料例如以包括阳极活性物质的混合物的全部重量为基准添加1至50重量％。关于这样的导电材料，只要在电池中不引起化学性变化且具备较高的导电性，则不作特别限定，例如可使用天然石墨、人造石墨等石墨、碳黑、乙炔碳黑、凯辰碳黑、槽法碳黑、炉法炭黑、灯黑、夏黑等碳黑、碳纤维、金属纤维等导电性纤维；氟化碳、铝、镍粉末等金属粉末；氧化锌、钛酸钾等导电性晶须；氧化钛等导电性氧化物、聚苯基衍生物等导电性材料等。
另外，阴极是在阴极集电体上涂布阴极活性物质粒子并进行干燥而制得，根据需要，还可包括上述的导电材料、粘合剂、溶剂等这样的成分。
上述阴极集电体例如具备3至500μm的厚度。关于这样的阴极集电体，只要在电池中不引起化学性变化且具备导电性，则不作特别限定，例如可使用铜、不锈钢、铝、镍、钛、塑性碳、铜或在不锈钢表面通过碳、镍、钛、银等进行表面处理的产物、铝-镉合金等。另外，与阳极集电体同样地，在表面形成微细的凹凸而强化阴极活性物质的结合力，可以薄膜、薄片、箔、网、多孔质体、发泡体、无纺布体等各种形态使用。
作为上述阴极活性物质，例如可使用难石墨化炭，石墨类碳等碳、LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe'yOz(Me:Mn，Fe，Pb，Ge；Me':Al，B，P，Si，周期表1族、2族、3族元素、卤素；0<x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)的金属复合氧化物、锂金属、锂合金、硅类合金、锡类合金、SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4、Bi2O5等氧化物、多炔等导电性高分子、Li-Co-Ni类材料等。
可在上述电极中使用的粘合剂高分子作为有利于电极活性物质粒子和导电材料等的结合和对于电极集电体的结合的成分，例如以包括电极活性物质的混合物的全部重量为基准，可添加1至50重量％。作为这样的粘合剂高分子的例子，可使用选自由聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene:PVdF)、聚偏氟乙烯-三氯乙烯(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutylacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚乙酸乙烯酯(polyvinylacetate)、聚乙烯一乙酸乙烯醋(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚环氧乙烷(polyethyleneoxide)、聚芳酯(polyarylate)、醋酸纤维素(cellulose acetate)、醋酸丁酸纤维素(cellulose ace tate butyrate)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetatepropionate)、氰乙基普鲁兰多糖(cyanoethyl pullulan)、氰乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinylalcohol)、氰乙基纤维素(cyanoethylcellulose)、氰乙基鹿糖(cyanoethylsucrose)、普鲁兰(pullulan)及羧甲基纤维素(carboxyl methyl cellulose)构成的组的任一个粘合剂高分子或它们中的2种以上的混合物，但不限于此。
在上述电极制造中使用的溶剂的例子有丙酮(acetone)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、亚甲基氯(methylenechloride)、三氯甲烷(chloroform)、二甲基甲酰胺(dimethylformamide)、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、NMP，环己烷(cyclohexane)、水或它们的混合体等，但不限于此。这样的溶剂可提供适当水平的粘度，以相对于电极集电体表面而形成所希望的水平的浆料涂敷层。
上述阴极具备集电体及位于上述集电体的至少一面，包括阴极活性物质、粘合剂高分子及导电材料的阴极的活性物质层，上述阴极的活性物质层由与上述集电体面接触的下层区域和与上述下层区域面接触且延伸到阴极的活性物质层的表面为止的上层区域构成，上述下层区域及上层区域分别独立地作为阴极活性物质而具备石墨及硅类化合物中的至少1种以上。
上述下层区域作为阴极活性物质而包括天然石墨，在上述上层区域作为阴极活性物质而包括人造石墨。
上述下层区域及上层区域分别独立地作为阴极活性物质而还包括硅类化合物。
上述硅类化合物包括SiOx(0≤x≤2)及SiC中的1种以上。
根据本发明的一个体现例，上述阴极将作为下层用阴极活性物质而包括的下层用浆料涂布到集电体并进行干燥而形成下层区域，之后在下层区域上涂布作为上层用阴极活性物质而包括的上层用浆料并进行干燥而形成上层区域来制得。
另外，根据本发明的一个体现例，上述阴极通过包括如下步骤的方法来制得：
准备包括下层用阴极活性物质的下层用浆料和包括上层用阴极活性物质的上层用浆料；
在阴极集电体的一面涂布上述下层用浆料，同时或隔着规定时间差而在上述下层用浆料上涂布上述上层用浆料；及
将上述涂布的下层用浆料及上层用浆料同时干燥而形成活性物质层。
这样，在通过后者的方法来制造的情况下，在上述阴极中在下层区域和上层区域相接的部分上存在这些不同的种类的活性物质彼此混合存在的混合区域(混合部，intermixing)。这是因为在将作为下层阴极活性物质而包括的下层用浆料和作为上层阴极活性物质而包括的上层用浆料同时或隔着非常短的时间差而连续地涂布在集电体上之后同时进行干燥来形成活性物质层的情况下，在下层用浆料和上层用浆料干燥之前相接的截面上发生规定的混合区间，之后随着进行干燥而这样的混合区间以混合区域层的形态形成。
本发明的一个体现例的阴极的活性物质层中，上述上层区域和上述下层区域重量比(或每个单位面积的加载量之比)为20:80至50:50，具体为25:75至50:50。
本发明的阴极的活性物质层的下层区域及上层区域的厚度可与上述涂布的下层用浆料及上述涂布的上层用浆料的厚度不完全一致。但是，通过干燥或选择性的压延工序之后，最终获得的本发明的阴极的活性物质层的下层区域及上层区域的厚度比率与上述涂布的下层用浆料及上述涂布的上层用浆料厚度的比率一致。
涂布上述第一浆料，同时或隔着规定的时间差而在上述第一浆料上涂布上述第二浆料，根据本发明的一个体现例，上述规定时间差为0.6秒以下，或0.02秒至0.6秒，或0.02秒至0.06秒，或0.02秒至0.03秒的时间差。这样在涂布第一浆料和第二浆料时产生时间差是由涂布设备引起的，因此优选将上述第一浆料和第二浆料同时涂布。在上述第一浆料上涂布第二浆料的方法中可利用双槽形喷嘴(double slot die)等装置。
在形成上述活性物质层的步骤中，在干燥步骤之后还包括将活性物质层压延的步骤。此时，通过辊压机(roll pressing)这样的本领域中通常使用的方法来执行压延，例如，可在1至20MPa的压力及15至30℃的温度下执行。
将上述涂布的下层用浆料及上层用浆料同时干燥而形成活性物质层的步骤中，利用将热风干燥及红外线干燥装置组合的装置，通过本领域中通常使用的方法来实施。
在上述下层用浆料固态粉中，第一粘合剂高分子的重量％与上述上层用浆料固态粉中的第二粘合剂高分子的重量％相同或更多。根据本发明的一个体现例，在上述下层用浆料固态粉中第一粘合剂高分子的重量％为上述上层用浆料固态粉中的第二粘合剂高分子的重量％大1.0至4.2倍，或1.5至3.6倍，或1.5至3倍。
此时，上述涂布的下层用浆料中第一粘合剂的重量％及上述涂布的上层用浆料
中第二粘合剂的重量％的比率满足这样的范围的情况下，下层区域的粘合剂并非太少而不会发生电极层的脱离，上层区域的粘合剂并非太多而减小电极上层部的电阻，有利于急速充电性能。
在上述下层用浆料的固态粉中，第一粘合剂高分子的重量％为2至30重量％，或5至20重量％或5至20重量％，在上述上层用浆料的固态粉中第二粘合剂高分子比率(重量％)为0.5至20重量％，或1至15重量％，或1至10重量％，或2至5重量％。
上述下层用浆料及上述上层用浆料的全部的固态粉中，第一粘合剂高分子及第二粘合剂高分子的总比率(重量％)为2至20重量％或5至15重量％。
上述分离膜包括：多孔性高分子基材；及多孔性涂层，其位于上述多孔性高分子基材的至少一面或两面上，并包括无机物粒子及粘合剂高分子。
上述多孔性高分子基材为聚烯烃类多孔性基材。
上述聚烯烃多孔性基材为薄膜(film)或无纺网格(non-woven web)形态。通过具备这样的多孔性结构，从而能够顺利地实现阳极和阴极之间的电解液的移动，基材本身的电解液的浸渍性也增加，由此确保优异的离子导电性，防止电气化学元件内部的电阻的增加，由此防止电气化学元件的性能下降。
关于本发明中使用的聚烯烃多孔性基材，只要是通常在电气化学元件中使用的平面上的多孔性基材，则均可使用，可根据所希望的情况而选择各种材质或形态。
聚烯烃多孔性基材可以是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、由它们中的2种以上的混合物形成
的薄膜(film)或无纺网格(non-woven web)，但不限于此。
上述聚烯烃多孔性基材具备8至30μm的厚度，但这仅为例示，考虑机械性的物性或电池的高效的充放电特性，也可以选择上述范围之外的厚度。
本发明的无纺布薄片可由聚乙烯PE、聚丙烯PP或它们中的2种以上的混合物形成。例如，上述无纺布薄片通过纤维放射而制得。例如，可使用熔喷(melt blown)方法，将上述材料纤维在熔点以上制造成纤维放射形态而进行混纺放射而制造。
上述无纺布薄片具备200至400％，更优选为300至400％的延伸率。在上述延伸率小于200％的情况下，在未能贯通时电极和电极之间接触的概率升高，在大于400％的情况下，在未贯通周边部位也延伸而导致分离膜变薄，barrier性(阻断性)下降。
上述无纺布薄片上形成有多个具备0.1至10μm的平均直径的气孔。在气孔的大小小于0.1μm的情况下，锂离子及/或电解液无法顺利地移动，在气孔的大小大于10μm的情况下，在未贯通时通过无纺布薄片的延伸，无法达到要防止阳极和阴极接触的本发明的效果。
另外，上述无纺布薄片具备40至70％的空隙率。在空隙率小于40％的情况下，锂离子及/或电解液不能顺利地移动，在空隙率大于70％的情况下，在未贯通时通过无纺布薄片的延伸，无法达到要防止阳极和阴极接触的本发明的效果。这样制造的无纺布薄片具备1至20秒/100mL的通气性。
另外，上述无纺布薄片具备10至20μm的厚度，但这仅为例示，不限于此。根据无纺布薄片的透过性，可选择上述范围之外的厚度的无纺布薄片。
上述无纺布薄片通过层压而结合到位于无纺布薄片的下方的分离膜的构成要件。在100至150℃的温度范围中执行上述层压，在低于100℃的温度中执行层压的情况下，不会产生层压效果，在高于150℃的温度下执行层压的情况下，无纺布的一部分会熔化。
在如上述的条件下层压结合的本发明的一个方式的分离膜与以往的由无纺布薄片构成的分离膜相比，与在薄膜或无纺布薄片的至少一面形成包括无机物粒子的层的分离膜相比，相对非贯通性具备较高的电阻性。
在上述多孔性涂层中无机物粒子在彼此充电而接触的状态下通过上述粘合剂高分子而彼此接合，由此在无机物粒子之间形成粒间体积(interstitial volume)而上述无机物粒子之间的粒间体积成为空的空间而形成气孔。
作为上述多孔性涂层的形成中使用的无机物粒子，在无机物粒子即电气化学元件的动作电压范围(例如，Li/Li+为基准的0～5V)中添加不产生氧化及/或还原反应的无机物粒子而使用。特别地，在使用具有离子传送能力的无机物粒子的情况下，提高电气化学元件内的离子导电率而提高性能。另外，作为无机物粒子而使用介电常数高的无机物粒子的情况下，有助于提高液体电解质内电解质盐例如锂盐的离解度，由此能够提高电解液离子的导电率。
因上述的理由，上述无机物粒子包括介电常数为5以上，优选为10以上的高介电常数无机物粒子、具备锂离子传送能力的无机物粒子或它们的混合体。
介电常数为5以上的无机物粒子的例子有BaTiO3、Pb(Zr，Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1- yTiyO3(PLZT)、PB(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、TiO2、SiC、勃姆体(γ-AlOOH)、类似勃姆体(Al2O3·H2O)、水铝石(diaspore)α-AlO(OH))、三羟铝石(bayerlite，α-AlO(OH)3、三水铝石(gibbsite，γ-AlOOH3)、诺三水铝石(nordstrandite，AlO(OH)3等氢氧化铝或它们的混合体等。
特别地，上述的BaTiO3、Pb(Zr，Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg1/3Nb2/ 3O3)-PbTiO3(PMN-PT)及二氧化铪(HfO2)这样的无机物粒子显示出介电常数为100以上的高介电常数特性，而且具备在施加一定压力而在拉伸或压缩的情况下发生电荷而在两侧面之间发生电位差的压电性(piezoelectricity)，从而防止因外部冲击导致的两个电极内部的短路，由此提高电气化学元件的安全性。另外，在将上述的高介电常数无机物粒子和具备锂离子传送能力的无机物粒子混用的情况下，这些上升效果会加倍。
具备锂离子传送能力的无机物粒子是指，包含锂元素，但不存储锂，具备使锂离子移动的功能的无机物粒子。具备锂离子传送能力的无机物粒子因粒子结构的内部存在的一种缺陷(defect)而传送及移动锂离子，因此提高电池内的锂离子导电率，由此能够提高电池性能提高。具备上述锂离子传送能力的无机物粒子的例子有磷酸钾(Li3PO4)、磷酸钛锂(LixTiy(PO4)3,0<x<2，0<y<3)/磷酸钛铝锂(LixAlyTiz(PO4)3，0<x<2，0<y<1，0<z<3)、14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5等这样的LiAlTiPxOy系列glass(0<x<4，0<y<13)、锂镧钛氧化物(LixLayTiO3，0<x<2，0<y<3)、Li3.25Ge0.25P0.75S4等这样的硫代磷酸锂(LixGeyPzSw，0<x<4，0<y<1，0<z<1，0<w<5)、Li3N等这样的氮化锂(LixNy，0<x<4，0<y<2)、Li3PO4-Li2S-SiS2等这样的SiS2系列glass(LixSiySz，0<x<3，0<y<2，0<z<4)、LiI-Li2S-P2S5等这样的P2S5系列glass(LixPySz，0<x<3，0<y<3，0<z<7)或它们的混合物等，但不限于此。
在本发明的一个实施方式中，上述无机物粒子包括具备亲水性性质的无机物粒子。具备上述亲水性性质的无机物粒子有Al2O3或氢氧化铝类无机物粒子，作为上述氢氧化铝类无机物粒子，可例举勃姆体(γ-AlO(OH))、类似勃姆体(Al2O3·H2O)、水铝石(diaspore，α-AlOOH)、三羟铝石(bayerlite，α-AlO(OH)3)、三水铝石(gibbsite，γ-AlO(OH)3、诺三水铝石(nordstrandite，AlO(OH)3等。在本发明中，上述分离膜包括具备这样的亲水性性质的1种以上的无机物粒子。特别地，作为电解液用有机溶剂使用如碳酸酯系列有机溶剂作业的亲水性有机溶剂的情况下，将具备这样的亲水性性质的无机物粒子适用于分离膜的多孔性涂层时，能够进一步提高电极组件的电解液浸渍性。在本发明的一个实施方式中，在使用聚烯烃类材料的分离膜基材的情况下，这样的分离膜基材显示出疏水性性质，因此难以通过电解液而确保充分的保湿性。此时，在形成于该表面的多孔性涂层适用具备亲水性性质的无机物粒子的情况下，能够防止通过聚烯烃类分离膜基材的疏水性性质导致的分离膜的低保湿性。对于多孔性涂层的无机物粒子大小不作限定，但为了形成均匀的厚度的涂层及适当的空隙率，优选为0.001至10μm。在小于0.001μm的情况下，无机物粒子分散性下降，在超过10μm的情况下，多孔性涂层厚度增加而导致机械性物性下降，另外因过大的气孔大小而在电池的充放电时内部发生短路的概率变高。
作为形成多孔性涂层的粘合剂高分子，可使用选自由聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene:PVdF)、聚偏氟乙烯-三氯乙烯(polyvinylidenefl uoride-co-trichloroethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutylacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)、聚乙酸乙烯酯(polyvinylacetate)、聚乙烯一乙酸乙烯醋(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、聚芳酯(polyarylate)、醋酸纤维素(cellulose acetate)、醋酸丁酸纤维素(cellulose acetatebutyrate)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetate propionate)、氰乙基普鲁兰多糖(cyanoethylpullulan)、氰乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinylalcohol)、氰乙基纤维素(cyanoethylcellulose)、氰乙基鹿糖(cyanoethylsucrose)、普鲁兰(pullulan)及羧甲基纤维素(carboxyl methyl cellulose)构成的组的任一个粘合剂高分子或它们中的2种以上的混合物，但不限于此。
使用于多孔性涂层的无机物粒子和粘合剂高分子的组成比例如优选为50:50至99:1范围，更优选为70:30至95:5.在相对于粘合剂高分子的无机物粒子含量比小于50:50的情况下，粘合剂高分子的含量变多，分离膜的热性安全性的改善下降。另外，因形成于无机物粒子之间的空的空间的减小而导致气孔大小及气孔度减小，最终引起电池性能的下降。无机物粒子的含量超过99重量部的情况下，粘合剂高分子的含量过少，因此多孔性涂层的耐脱落性变弱。对上述多孔性涂层的厚度不作特别限定，但优选为0.01至20μm的范围。另外，对气孔大小及气孔度也不作特别限定，但气孔大小优选为0.001至10μm的范围，气孔度优选为10至90％的范围。气孔大小及气孔度主要根据无机物粒子的大小而决定，例如在使用粒径为1μm以下的无机物粒子的情况下，所形成的气孔也让然显示大致1μm以下。这样的气孔结构被之后注入的电解液填充，这样填充的电解液进行离子传送作用。气孔大小及气孔度分别小于0.001μm及10％的情况下，可用作电阻层，气孔大小及气孔度分别超过10μm及90％的情况下，机械性物性下降。
上述多孔性涂层在分散介质溶解或分散粘合剂高分子之后添加无机物粒子而获得用于形成多孔性涂层的浆料，并且将这样的浆料涂布到基材的至少一面并进行干燥而形成。作为分散介质，优选为使用的粘合剂高分子和溶解度指数类似，沸点(boil ingpoint)较低。这是为了进行均匀的混合并在之后容易去除分散介质。可使用的分散介质的例子有丙酮(acetone)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、亚甲基氯(methylene chloride)、三氯甲烷(chloroform)、二甲基甲酰胺(dimethylformamide)、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)、环己烷(cyclohexane)、水或它们的混合体等，但不限于此。
优选在上述粘合剂高分子分散在分散介质中的分散液中添加无机物粒子，然后实施无机物粒子破碎。此时，破碎时间优选为1至20小时，如上述，破碎的无机物粒子的粒度优选为0.001至10μm。关于破碎方法，可使用一般的方法，特别优选使用球磨(ball mill)法。
然后，在10至80％湿度条件下将分散有无机物粒子的粘合剂高分子分散液涂布到多孔性高分子基材的至少一面并进行干燥。关于将上述分散液涂布到多孔性高分子基材上的方法，可使用本领域中公知的通常的涂布方法，例如可使用浸渍(Dip)涂布、模压(Die)涂布、辊式(roll)涂布、刮刀式(comma)涂布或它们的混合方式等各种方式。
作为多孔性涂层成分，除了上述的无机物粒子及粘合剂高分子之外，还包括导电剂等其他添加剂。
本发明的最终制作的分离膜具备1至100μm或5至50μm厚度。在厚度小于1μm时，不能发挥充分的分离膜功能，发生机械性特性的热化，在超过100μm时，在高效充放电时电池特性被热化。另外，可具备40～60％的空隙率，具备150至300秒/100mL的通气性。
根据本发明的一个体现例，关于上述多孔性高分子基材，使用聚乙烯或聚丙烯系列。另外，在多孔性涂层中，作为无机物粒子使用Al氧化物、Si氧化物系列涂布物质。
在使用本发明的一个体现例的分离膜的情况下，在多孔性高分子基材的两侧具备多孔性涂层，因此通过提高对于电解液的浸渍性能而形成均匀的固体电解质界面层，与以往的截面无机物涂布分离膜相比，能够确保上方的通气性。例如为120s/100cc以内。另外，即便在两面具备无机物多孔性涂层，也能够体现以往的截面无机物涂布分离膜水平的厚度。例如为～15.0μm以内。
另外，在使用本发明的一个体现例的分离膜的情况下，改善分离膜的安全性而确保耐热及耐压缩特性。具体地确保以180℃为基准具备5％以内的热收缩特性的耐热特性，可确保550gf以上的贯通强度(Punctures trength)物性，在采用这样的分离膜的电池循环中发生芯部变形(core deformation)时，在台阶部可防止分离膜的损坏或贯通。
下面，对本发明的实施例的电极组件的结构进行详细说明。
图11是沿着Y轴方向(卷取轴方向)而切割将第一实施例的电极板40适用于第一电极板(阳极板)及第二电极板(阴极板)的凝胶卷型电极组件80的截面图。
通过参照图2而说明的卷取工法来制造电极组件80。为了便于说明，对向分离膜外延伸的无涂层部43a、43b的突出结构进行详细图示，对第一电极板、第二电极板及分离膜卷取结构省略图示。向上部突出的无涂层部43a从第一电极板延伸，向下部突出的无涂层部43b从第二电极板延伸。
对无涂层部43a、43b的高度变化的图案进行了概略性图示。即，根据切割截面的位置而无涂层部43a、43b的高度不规则地发生变化。作为一例，当梯形截片61、61’的侧方部分被切割时，截面上的无涂层部的高度低于截片61、61’的高度。因此，在示出电极组件的截面的附图中图示的无涂层部43a、43b的高度对应包括在各个卷取圈的无涂层部的高度(图8的C2，图10的D2)的平均。
参照图11，第一电极板的无涂层部43a包括与电极组件80的芯部相邻的芯部侧无涂层部B1、与电极组件80的外周表面相邻的外周侧无涂层部B3、夹在芯部侧无涂层部B1及外周侧无涂层部B3之间的中间无涂层部B2。
外周侧无涂层部B3的高度(Y轴方向上的长度)比中间无涂层部B2的高度相对更低。因此，能够防止向电池罐卷边部按压外周侧无涂层部B3而在内部发生短路的现象。
下部无涂层部43b具备与上部无涂层部43a相同的结构。在一个变形例中，下部无涂层部43b具备以往的电极板的结构或另一个实施例(变形例)的电极板的结构。
上部无涂层部43a和下部无涂层部43b的端部81从电极组件80的外周侧向芯部侧弯折。此时，外周侧无涂层部B3实质上不弯折。
图12是沿着Y轴方向(卷取轴方向)而切割将第二实施例的电极板45适用于第一电极板(阳极板)及第二电极板(阴极板)的凝胶卷型电极组件90的截面图。
参照图12，第一电极板的无涂层部43a包括与电极组件90的芯部相邻的芯部侧无涂层部B1、与电极组件90的外周表面相邻的外周侧无涂层部B3及夹在芯部侧无涂层部B1及外周侧无涂层部B3之间的中间无涂层部B2。
外周侧无涂层部B3的高度比中间无涂层部B2的高度相对小并随着从芯部侧靠近外周侧而逐渐地或阶段性地减小。因此，能够防止向电池罐卷边部按压外周侧无涂层部B3而在内部发生短路的现象。
下部无涂层部43b具备与上部无涂层部43a相同的结构。在一个变形例中，下部无涂层部43b具备以往的电极板的结构或另一个实施例(变形例)的电极板的结构。
上部无涂层部43a和下部无涂层部43b的端部91从电极组件90的外周侧向芯部侧弯折。此时，外周侧无涂层部B3的最外侧92实质上不弯折。
图13是沿着Y轴方向(卷取轴方向)而切割将第三实施例至第五实施例(它们的变形例)的电极板50、60、70中的任一个适用于第一电极板(阳极板)及第二电极板(阴极板)的凝胶卷型电极组件100的截面图。
参照图13，第一电极板的无涂层部43a包括与电极组件100的芯部相邻的芯部侧无涂层部B1、与电极组件100的外周表面相邻的外周侧无涂层部B3及夹在芯部侧无涂层部B1及外周侧无涂层部B3之间的中间无涂层部B2。
芯部侧无涂层部B1的高度比中间无涂层部B2的高度相对更低。另外，在中间无涂层部B2中位于最内侧的无涂层部43a的高度小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此，上述无涂层部的高度是指，从基准线DL到第一侧部为止的长度或截片的高度。
因此，即便中间无涂层部B2被弯折，弯折部位也不会闭塞电极组件100的芯部空洞102。如果不闭塞空洞102，则在电解质注入工序中不存在困难，能够提高电解液注入效率。另外，通过空洞102而插入焊接夹具而容易进行阴极侧的集电板和电池罐之间的焊接工序。
外周侧无涂层部B3的高度比中间无涂层部B2的高度相对更低。因此，能够防止向电池罐卷边部按压外周侧无涂层部B3而在内部发生短路的现象。
在一个变形例中，与图13所示的情况不同地，外周侧无涂层部B3的高度逐渐地或阶段性地减小。另外，在图13中，中间无涂层部B2的高度在外周侧一部分相同，但中间无涂层部B2的高度从芯部侧无涂层部B1和中间无涂层部B2的边界到中间无涂层部B2和外周侧无涂层部B3的边界为止逐渐地或阶段性地增加。
下部无涂层部43b具备与上部无涂层部43a相同的结构。在一个变形例中，下部无涂层部43b具备以往的电极板的结构或另一个实施例(变形例)的电极板的结构。
上部无涂层部43a和下部无涂层部43b的端部101从电极组件100的外周侧向芯部侧弯折加工。此时，芯部侧无涂层部B1和外周侧无涂层部B3实质上不弯折。
中间无涂层部B2包括多个截片的情况下弯折应力被缓解而能够防止无涂层部43的槽谷部分被撕破或异常变形。另外，根据上述实施例的数值范围而调节截片宽度及/或高度及/或隔开间距的情况下，截片向芯部侧弯折而以确保充分的焊接强度的程度重叠为多层，在弯折面(从Y轴观察的表面)形成空的孔(空隙)。
图14是沿着Y轴方向(卷取轴方向)而切割本发明的又一个实施例的电极组件110的截面图。
参照图14，电极组件110与图13的电极组件100相比，除了外周侧无涂层部B3的高度与中间无涂层部B2的最外侧的高度实质上相同的点之外，其余结构实质上相同。
外周侧无涂层部B3包括多个截片。关于多个截片的结构，实质上同样适用第四及第五实施例(变形例)的说明。
在电极组件110中，芯部侧无涂层部B1的高度比中间无涂层部B2的高度相对更低。另外，在中间无涂层部B2中，位于最内侧的无涂层部的高度H小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此，上述无涂层部的高度是指。从基准线DL到第一侧部为止的长度或截片的高度。
因此，即便中间无涂层部B2弯折，弯折部位不闭塞电极组件110的芯部空洞112。当不闭塞空洞112时，在电解质注入工序中不存在困难，提高电解液注入效率。另外，通过空洞112而插入焊接夹具来容易进行阴极侧集电板和电池罐之间的焊接工序。
在一个变形例中，中间无涂层部B2的高度从芯部侧向外周侧而逐渐地或阶段性地增加的结构扩大到外周侧无涂层部B3。在该情况下，无涂层部43a的高度从芯部侧无涂层部B1和中间无涂层部B2的边界部到电极组件110的最外侧表面为止逐渐地或阶段性地增加。
下部无涂层部43b具备与上部无涂层部43a相同的结构。在一个变形例中，下部无涂层部43b具备以往的电极板的结构或另一个实施例(变形例)的电极板的结构。
上部无涂层部43a和下部无涂层部43b的端部111从电极组件110的外周侧向芯部侧弯折加工。此时，芯部侧无涂层部B1实质上不弯折。
中间无涂层部B2及外周侧无涂层部B3包括多个截片的情况下，弯折应力被缓解而防止槽谷周围的无涂层部43a、43b被撕破或异常变形。另外，在根据上述实施例的数值范围而调节截片宽度及/或高度及/或隔开间距的情况下，截片向芯部侧弯折而以充分地确保焊接强度的程度重叠为多层，在弯折面(从Y轴观察的表面)不形成孔的孔(空隙)。
图15是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割本发明的又一个实施例的电极组件120的截面图。
参照图15，电极组件120与图13的电极组件100相比，只有中间无涂层部B2的高度具有逐渐地或阶段性地增加之后减小的图案的点不同，其余结构实质上相同。
这样的中间无涂层部B2的高度的变化通过调节包括在中间无涂层部B2的台阶状图案(参照图6)或截片(参照图7a或图9a)的高度来体现。
在电极组件120中，芯部侧无涂层部B1的高度比中间无涂层部B2的高度相对更低。另外，在中间无涂层部B2中位于最内侧的无涂层部的高度H小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此，上述无涂层部的高度是指，从基准线DL到第一侧部为止的长度或截片的高度。
因此，即便中间无涂层部B2朝向芯部侧而弯折，弯折部位不会闭塞电极组件120的芯部空洞122。当空洞122不被闭塞时，在电解质注入工序中不存在困难，提高电解液注入效率。另外，通过空洞122而插入焊接夹具而容易地进行阴极侧集电板和电池罐之间的焊接工序。
另外，外周侧无涂层部B3的高度比中间无涂层部B2的高度相对更低。因此，能够防止向电池罐卷边部按压外周侧无涂层部B3时在内部发生短路的现象。在一个变形例中，外周侧无涂层部B3的高度朝向外周侧而逐渐地或阶段性地减小。
下部无涂层部43b具备与上部无涂层部43a相同的结构。在变形例中，下部无涂层部43b具备以往的电极板的结构或另一个实施例(变形例)的电极板的结构。
上部无涂层部43a和下部无涂层部43b的端部121从电极组件120的外周侧向芯部侧进行弯折加工。此时芯部侧无涂层部B1和外周侧无涂层部B3实质上不弯折。
在中间无涂层部B2包括多个截片的情况下，弯折应力被缓解而防止无涂层部43a、43b被撕破或发生异常变形。另外，根据上述实施例的数值范围而调节截片宽度及/或高度及/或隔开间距的情况下，截片向芯部侧弯折而以充分地确保焊接强度的程度重叠为多层而在弯折面(从Y轴观察的表面)不形成空的孔(空隙)。
图16是沿着Y轴方向(卷取轴方向)切割本发明的又一个实施例的电极组件130的截面图。
参照图16，电极组件130与图15的电极组件120相比。在外周侧无涂层部B3的高度具备随着从外周侧无涂层部B3和中间无涂层部B2的边界位置靠近电极组件130的最外侧表面而逐渐地或阶段性地减小的图案的电上存在差异，其余结构实质上相同。
这样的外周侧无涂层部B3的高度变化通过将包括在中间无涂层部B2的台阶状图案(参照图6)扩大到外周侧无涂层部B3并使图案高度随着靠近外周侧逐渐地或阶段性地减小而体现。另外，在另一个变形例中，外周侧无涂层部B3的高度变化通过将中间无涂层部B2的截片结构扩大到外周侧无涂层部B3并使截片的高度随着靠近外周侧而逐渐地或阶段性地减小而体现。
在电极组件130中，芯部侧无涂层部B1的高度比中间无涂层部B2的高度相对更低。另外，在中间无涂层部B2中位于最内侧的无涂层部高度H小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此，上述无涂层部的高度是指，从基准线DL到第一侧部为止的长度或截片的高度。
因此，即便中间无涂层部B2朝向芯部侧而弯折，弯折部位不闭塞电极组件120的芯部空洞132。在不闭塞空洞132时，在电解质注入工序中不存在困难，提高电解液注入效率。另外，通过空洞132而插入焊接夹具而容易进行阴极侧集电板和电池罐之间的焊接工序。
下部无涂层部43b具备与上部无涂层部43a相同的结构。在一个变形例中，下部无涂层部43b具备以往的电极板的结构或另一个实施例(变形例)的电极板的结构。
上部无涂层部43a和下部无涂层部43b的端部131从电极组件130的外周侧向芯部侧进行弯折加工。此时，芯部侧无涂层部B1实质上不弯折。
中间无涂层部B2及外周侧无涂层部B3包括多个截片的情况下，弯折应力被缓解而防止无涂层部43a、43b的槽谷部分被撕破或异常变形。另外，根据上述实施例数值范围而调节截片宽度及/或高度及/或隔开间距的情况下，截片向芯部侧弯折而以充分地确保焊接强度的程度重叠为多层，在弯折面(从Y轴观察的表面)不形成空的孔(空隙)。
本发明的实施例的各种电极组件结构适用于凝胶卷型的圆筒形电池单元。
优选为，圆筒形电池单元例如为形状系数比(定义为圆筒形电池单元的直径除以高度的值，即直径Φ与高度H之比)大致大于0.4的圆筒形电池单元。
在此，形状系数是指，表示圆筒形电池单元的直径及高度的值。本发明的一个实施例的圆筒形电池单元例如为46110单元、48750单元、48110单元、48800单元、46800单元。在表示形状系数的数值中，前两位数字表示单位的直径，其后的两位数字表示单元的高度，最后的数字0表示单元截面为圆形。
在形状系数比超过0.4的圆筒形电池单元适用具备无极耳结构的电极组件的情况下，将无涂层部弯折时向半径方向施加的应力变大而导致无涂层部容易被撕破。另外，在无涂层部弯折面焊接集电板时为了充分地确保焊接强度并降低电阻，需要充分地增加无涂层部的重叠层数。这样的要求条件通过本发明的实施例(变形例)的电极板和电极组件而能够达到。
本发明的一个实施例的电池单元是作为大致圆柱形态的单元，其直径为大致46mm，其高度大致为110mm，形状系数比为0.418的圆筒形电池单元。
另一个实施例的电池单元是作为大致圆柱形态的单元，其直径为大致48mm，其高度为大致75mm，形状系数比为0.640的圆筒形电池单元。
又一个实施例的电池单元是作为大致圆柱形态的单元，其直径为大致48mm，其高度为大致110mm，形状系数比为0.418的圆筒形电池单元。
又一个实施例的电池单元是作为大致圆柱形态的单元，其直径为大致48mm，其高度为大致80mm，形状系数比为0.600的圆筒形电池单元。
又一个实施例的电池单元是作为大致圆柱形态的单元，其直径为大致46mm，其高度为大致80mm，形状系数比为0.575的圆筒形电池单元。
以往，使用了形状系数比为大致0.4以下的电池单元。即，以往使用了例如18650单元、21700单元等。在18650单元的情况下，其直径为大致18mm，其高度为大致65mm，形状系数比为0.277。在21700单元的情况下，其直径为大致21mm，其高度为大致70mm，形状系数比为0.300。
下面，对本发明的实施例的圆筒形电池单元进行详细说明。
图17是沿着Y轴方向切割本发明的一个实施例的圆筒形电池单元140的截面图。
参照图17，本发明的一个实施例的圆筒形电池单元140包括第一电极板、包括分离膜及第二电极板的电极组件141、收纳电极组件141的电池罐142及密封电池罐142的开放端部的密封体143。
电池罐142是在上方形成有开口部的圆筒形容器。电池罐142由铝或钢这样的具备导电性的金属材质构成。电池罐142通过上端开口部而在内侧空间收纳电极组件10并一并收纳电解质。
电解质可以是具有A+B-等结构的盐。其中，A+包括Li+、Na+、K+等碱性金属阳离子或由它们的组合构成的离子。另外，B-包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2、SCN-以及(CF3CF2SO2)2N-构成的群的任意一个以上的阴离子。
电解质还可以溶解于有机溶剂中使用。作为有机溶剂，只要是可以用作电气化学元件的电解液用溶剂的溶剂，则不限定为特定的成分。例如可使用包括碳酸丙烯酯(propylene carbonate，PC)、碳酸乙烯酯(ethylenecarbonate，EC)、碳酸二乙酯(dieth ylcarbonate，DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸二丙酯(dipro pylcarbonate，DPC)等的碳酸酯类溶剂、二甲亚砜(dimethyl sulfoxide)、乙腈(acetonitrile)、二甲氧基乙烷(dimethoxyethane)、二乙氧基乙烷(diethoxyethane)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、N-甲基吡咯烷酮(Nmethyl2pyrrolidone，NMP)、乙基甲基碳酸酯(ethyl methyl carbonate，EMC)、γ-丁内酯(γbutyrolactone)或者它们的混合物。
电极组件141具备凝胶卷形状。如图2所示，电极组件141通过以卷取中心C为基准，将层叠体卷取而制得，层叠体通过将下部分离膜、第一电极板、上部分离膜及第二电极板依次层叠至少一次而形成。
第一电极板和第二电极板具备不同的极性。即一个具备阳极性，则另一个具备阴极性。第一电极板和第二电极板中的至少一个具备上述实施例(变形例)的电极板的结构。另外，第一电极板和第二电极板中的另一个具备以往的电极板的结构或实施例(变形例)的电极板的结构。
在电极组件141的上部和下部分别突出有第一电极的无涂层部146a和第二电极的无涂层部146b。第一电极具备第一个实施例(变形例)的电极结构。因此，第一电极的无涂层部146a中外周侧无涂层部B3的高度比其他部分的无涂层部的高度低。外周侧无涂层部B3与电池罐142的内周面，特别地卷边部147隔开规定间隔。因此，第一电极的外周侧无涂层部B3不与和第二电极电连接的电池罐142接触，由此在防止电池140的内部发生短路。
第二电极的无涂层部146b的高度相同。在变形例中，第二电极的无涂层部146b具备与第一电极的无涂层部146a相同的结构。在其他变形例中，第二电极的无涂层部146b可选择性地具备实施例(变形例)的电极的无涂层部结构。
密封体143包括盖板143a、向盖板143a与电池罐142之间提供气密性并具备绝缘性的第一垫圈143b及与上述盖板143a电气性地及机械地结合的连接板143c。
盖板143a是由具备导电性的金属材质构成的部件，覆盖电池罐142的上端开放部。盖板143a与第一电极的无涂层部146a电连接，通过第一垫圈143b而与电池罐142电绝缘。因此盖板143a被用作圆筒形电池140的第一电极端子。
盖板143a安装在形成于电池罐142的卷边部147上，通过压接部148而固定。为了确保电池罐142的气密性并实现电池罐142与盖板143a之间的电气性绝缘，在盖板143a与压接部148之间夹着第一垫圈143b。盖板143a具备从其中心部向上方突出形成的突出部143d。
电池罐142与第二电极的无涂层部146b电连接。因此电池罐142具备与第二电极相同的极性。当第二电极具备阴的极性时，电池罐142也具备阴的极性。
电池罐142在上端具备卷边部147及压接部148。卷边部147将电池罐142的外周面周围压入而形成。卷边部147防止收纳于电池罐142的内部的电极组件141通过电池罐142的上端开放部而脱离，用作安装密封体143的支承部。
卷边部147的内周面与第一电极的外周侧无涂层部B3隔开规定间隔。更具体地，卷边部147的内周面下端与第一电极的外周侧无涂层部B3隔开规定间隔。另外，因为外周侧无涂层部B3的高度低，为了形成卷边部147而将电池罐142从外部压入时，外周侧无涂层部B3实质上不受影响。因此，外周侧无涂层部B3不被卷边部147等其他构成要件按压，由此防止电极组件141的部分形态变形，由此能够防止圆筒形电池140内部的短路。
优选为，将卷边部147的压入深度定义为D1，将从电池罐142的内周面到外周侧无涂层部B3和中间无涂层部B2的边界位置为止的半径方向长度定义为D2时，满足关系式D1≤D2。在该情况下，为了形成卷边部147而压入电池罐142时实质上能够防止外周侧无涂层部B3的损坏。
压接部148形成于卷边部147的上部。压接部148具备将配置于卷边部147上的盖板143a的外周面及盖板143a的上表面的一部分包围的方式延伸及弯折的形态。
圆筒形电池单元140还包括第一集电板144及/或第二集电板145及/或绝缘体146.
第一集电板144结合到电极组件141的上部。第一集电板144由铝、铜、镍等这样的具备导电性的金属材质构成，与第一电极板的无涂层部146a电连接。在第一集电板144连接有引线149。引线149从电极组件141的上方延伸而结合到连接板143c或直接结合到盖板143a的下表面。通过焊接而执行引线149和其他部件的结合。
优选为，第一集电板144与引线149一体地形成。在该情况下，引线149具备从第一集电板144的中心部向外侧延伸的长长的板形状。
第一集电板144在其下表面具备形成为放射状的多个凹凸(未图示)。在具备放射状凹凸的情况下，按压第一集电板144而将凹凸压入到第一电极的无涂层部146a。
第一集电板144结合到第一电极的无涂层部146a的端部。例如通过激光焊接而实现无涂层部146a和第一集电板144之间的结合。激光焊接可以将集电板母材部分熔化的方式执行。在变形例中，在夹着焊料的状态下执行第一集电板144和无涂层部146a之间的焊接。在该情况下，焊料与一集电板144和无涂层部146a相比具备更低的熔点。激光焊接可通过电阻焊接、超声波焊接等来代替。
第二集电板145结合到电极组件141的下表面。第二集电板145的一面通过焊接而与第二电极的无涂层部146b结合，相反侧面通过焊接而结合到电池罐142的内侧底部面上。第二集电板145和第二电极板的无涂层部146b之间的结合结构与第一集电板144和第一电极板的无涂层部146a之间的结合结构实质上相同。
无涂层部146a、146b不限于图示的结构。因此，无涂层部146a、146b可选择性地具备以往的无涂层部结构及实施例(变形例)的电极板的无涂层部结构。
绝缘体146覆盖第一集电板144。绝缘体146在第一集电板144的上表面覆盖第一集电板144，从而防止第一集电板144和电池罐142的内周面之间的直接接触。
绝绝缘体146具备引线孔151，以引出从第一集电板144向上方延伸的引线149。引线149通过引线孔151而向上方引出而结合到连接板143c的下表面或盖板143a的下表面。
绝缘体146的边缘周围区域夹在第一集电板144与卷边部147之间，固定电极组件141及第一集电板144的结合体。由此，电极组件141及第一集电板144的结合体限制电池单元140的高度方向的移动，由此提高电池单元140的组装安全性。
绝缘体146由具备绝缘性的高分子树脂构成。在一例中，绝缘体146由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺或聚丁烯酞酸酯构成。
电池罐142还具备形成于其下表面的排气部152。排气部152相当于在电池罐142的下表面中与周边区域相比具备更薄的厚度的区域。排气部152与周边区域相比结构上更脆弱。因此，圆筒形电池单元140上发生异常而导致内部压力上升到一定水平以上时，排气部152被破裂而生成于电池罐142的内部的气体排出到外部。
排气部152在电池罐142的下表面绘制圆形而连续地或不连续地形成。在变形例中，排气部152形成为直线图案或除此之外的其他图案。
图18是沿着Y轴方向而切割本发明的另一个实施例的圆筒形电池单元150的截面图。
参照图18，圆筒形电池单元150与图17的圆筒形电池140相比，除了在第一电极的无涂层部146a采用第二实施例(变形例)的电极板的结构的点之外，其余结构实质上相同。
参照图18，第一电极的无涂层部146a为外周侧无涂层部B3的高度随着靠近电池罐142的内周面而逐渐地或阶段性地降低的形态。优选为，将外周侧无涂层部B3的最上端连接的虚拟的线具备与卷边部147的内周面相同或类似的形状。
外周侧无涂层部B3形成倾斜面。因此，能够防止为了形成卷边部147而将电池罐142压入时外周侧无涂层部B3通过卷边部147被压接而损坏。另外，能够抑制外周侧无涂层部B3与极性不同的电池罐142接触而在内部发生短路的现象。
圆筒形电池单元150的其余结构与上述说明的实施例(变形例)实质上相同。
无涂层部146a、146b不限于图示的结构。因此，无涂层部146a、146b选择性地具备以往的无涂层部结构及实施例(变形例)的电极板的无涂层部结构。
图19是沿着Y轴方向而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元160的截面图。
参照图19，圆筒形电池单元160与上述说明的圆筒形电池140、150相比，在与第一集电板144连接的引线149通过绝缘体146的引线孔151直接连接到密封体143的盖板143a，绝缘体146和第一集电板144紧贴到盖板143a的下部面的结构上存在差异，其余结构实质上相同。
在圆筒形电池单元160中，第一集电板144的直径和中间无涂层部B2的最外侧直径小于电池罐142的最小内径。另外，第一集电板144的直径大于或等于中间无涂层部B2的最外侧直径。
体地，电池罐142的最小内径相当于形成有卷边部147的位置上的电池罐142的内径。此时，第一集电板144及中间无涂层部B2的最外侧直径小于形成有卷边部147的位置上的电池罐142的内径。另外，第一集电板144的直径大于或等于中间无涂层部B2的最外侧直径。绝缘体146的边缘周围区域以向下部弯折的状态夹在外周侧无涂层部B3与卷边部147之间，由此能够固定电极组件141及第一集电板144的结合体。
优选为，绝缘体146包括覆盖外周侧无涂层部B3的部分和覆盖第一集电板144的部分，将该两个部分连接的部分具备与卷边部147的折弯形状对应地一起折弯的形态。绝缘体146将外周侧无涂层部B3和卷边部147的内周面绝缘的同时，将第一集电板144和卷边部147的内周面绝缘。
第一集电板144位于比卷边部147的下端更高的位置，结合到芯部侧无涂层部B1和中间无涂层部B2。此时，卷边部147的压入深度D1小于或等于从电池罐142的内周面到外周侧无涂层部B3和中间无涂层部B2的边界为止的距离D2。因此，芯部侧无涂层部B1和中间无涂层部B2及结合到它们的第一集电板144位于比卷边部147的下端更高的位置。卷边部147的下端是指，在电池罐142收纳电极组件141的部分和卷边部147之间的基准线部分。
芯部侧无涂层部B1和中间无涂层部B2占据卷边部147的半径方向上的内侧空间，因此电极组件141和盖板143a之间的空的空间被最小化。另外，省略位于电极组件141和盖板143a之间的空的空间的连接板143c。因此，第一电极板144的引线149直接结合到盖板143a的下表面。通过如上述的结构，电池单元内的空的空间减小，与减小的空的空间对应地将能量密度最大化。
在圆筒形电池单元160中，第一集电板144及第二集电板145与上述实施例同样地分别焊接到无涂层部146a、146b的端部。
无涂层部146a、146b不仅限于图示的结构。因此，无涂层部146a、146b选择性地具备以往的无涂层部结构及实施例(变形例)的电极板的无涂层部结构。
图20是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元170的截面图。
参照图20，圆筒形电池单元170与图17中所示的圆筒形电池单元140相比电极组件的结构实质上相同，仅在除了电极组件之外的其余结构改变的点上存在差异。
具体地，圆筒形电池单元170包括以贯通的方式设置有铆钉端子172的电池罐171。铆钉端子172设置于电池罐171的封闭面(图的上部面)。铆钉端子172在夹着具有绝缘性的第二垫圈173的状态下铆接于电池罐171的通孔。铆钉端子172朝向重力方向和相反方向而露出到外部。
铆钉端子172包括端子露出部172a及端子插入部172b。端子露出部172a露出到电池罐171的封闭面的外侧。端子露出部172a位于电池罐171的封闭面的大致中心部。端子露出部172a的最大直径大于形成于电池罐171的通孔的最大直径。端子插入部172b贯通电池罐171的封闭面的大致中心部而与第一电极板的无涂层部146a电连接。端子插入部172b铆钉(rivet)结合在电池罐171的内侧面上。即，端子插入部172b的端部具备朝向电池罐171的内侧面扭曲的形态。端子插入部172b的端部的最大直径大于电池罐171的通孔的最大直径。
端子插入部172b的下端面焊接到与第一电极板的无涂层部146a连接的第一集电板144焊接。第一集电板144和电池罐171的内侧面之间夹着由绝缘物质构成的绝缘盖174。绝缘盖174覆盖第一集电板144的上部和电极组件141的上端边缘部分。由此，能够防止电极组件141的外周侧无涂层部B3与具备不同极性的电池罐171的内侧面接触而发生短路。铆钉端子172的端子插入部172b贯通绝缘盖174而焊接到第一集电板144。
第二垫圈173夹在电池罐171与铆钉端子172之间而防止彼此具备相反的极性的电池罐171和铆钉端子172电气性地彼此接触。由此，具备大致平坦的形状的电池罐171的上表面被用作圆筒形电池单元170的第二电极端子。
第二垫圈173包括垫圈露出部173a及垫圈插入部173b。垫圈露出部173a夹在铆钉端子172的端子露出部172a与电池罐171之间。垫圈插入部173b夹在铆钉端子172的端子插入部172b与电池罐171之间。垫圈插入部173b在端子插入部172b被铆接(reveting)一起变形而紧贴到电池罐171的内侧面。第二垫圈173例如由具备绝缘性的高分子树脂构成。
第二垫圈173的垫圈露出部173a具备以覆盖铆钉端子172的端子露出部172a的外周面的方式延伸的形态。第二垫圈173覆盖铆钉端子172的外周面的情况下，能够防止在将母线等电连接部件结合到电池罐171的上表面及/或铆钉端子172的过程中发生短路的情况。虽然未图示，垫圈露出部173a具备以覆盖端子露出部172a的外周面及上表面的一部分的方式延伸的形态。
第二垫圈173由高分子树脂构成的情况下，第二垫圈173通过热熔接而与电池罐171及铆钉端子172结合。在该情况下，能够强化第二垫圈173和铆钉端子172的结合界面及第二垫圈173和电池罐171的结合界面上的气密性。另一方面，在第二垫圈173的垫圈露出部173a具备延伸到端子露出部172a的上表面为止的形态的情况下，铆钉端子172通过嵌件成型而与第二垫圈173一体地结合。
在电池罐171的上表面中除了铆钉端子172及第二垫圈173所占据的区域之外的剩余区域175相当于具备与铆钉端子172相反的极性的第二电极端子。
第二集电板176结合到电极组件141的下部。第二集电板176由铝、钢、铜、镍等具备导电性的金属材质构成并与第二电极的无涂层部146b电连接。
优选为，第二集电板176与电池罐171电连接。为此，第二集电板176的边缘部分的至少一部分夹在电池罐171的内侧面与第一垫圈178b之间而被固定。在一例中，第二集电板176的边缘部分的至少一部分在支承在形成于电池罐171的下端的卷边部180的下端面的状态下通过焊接而被固定到卷边部17.在变形例中，第二集电板176的边缘部分的至少一部分直接焊接到电池罐171的内壁面。
第二集电板176具备在与无涂层部146b相对的面上形成为放射状的多个凹凸(未图示)。在形成有凹凸的情况下，按压第二集电板176而将凹凸压入到无涂层部146b。
优选为，第二集电板176和无涂层部146b的端部通过焊接例如通过激光焊接而结合。
将电池罐171的下部开放端密封的密封体178包括盖板178a和第一垫圈178b。第一垫圈178b将盖板178a和电池罐171电气性地分离。压接部181将盖板178a的边缘和第一垫圈178b一起固定。在盖板178a具备通风部179。通风部179的结构与上述实施例(变形例)实质上相同。
优选为，盖板178a由具备导电性的金属材质构成。但是，在盖板178a与电池罐171夹着第一垫圈178b，因此盖板178a不具有电气性极性。密封体178将电池罐171的下部的开放部密封，当电池单元170的内部压力增加到阈值以上时，起到排出气体的功能。
优选为，与第一电极板的无涂层部146a电连接的铆钉端子172被用作第一电极端子。另外，通过第二集电板176而与第二电极板的无涂层部146b电连接的电池罐171的上部表面中除了铆钉端子172之外的部分175被用作与第一电极端子极性不同的第二电极端子。这样，2个电极端子位于圆筒形电池单元170的上部的情况下，可将母线等电连接部件仅配置在圆筒形电池单元170的一侧。由此，能够实现电池组的结构的简单化并提高能量密度。另外，用作第二电极端子的部分175大致具备平坦的形态，因此在将母线等电连接部件接合时能够确保充分的接合面积。由此，圆筒形电池单元170能够将电连接部件的接合部位上的电阻降低为优选的水平。
另外，电极组件141的结构和无涂层部结构不限于图示的情况，可代替为上述实施例(变形例)的结构。
图21是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元180的截面图。
参照图21，圆筒形电池单元180与图18所示的圆筒形电池单元150相比，电极组件141的结构实质上相同，除了电极组件141之外的其余结构与图20所示的圆筒形电池单元170实质上相同。
因此，关于圆筒形电池单元150、170的实施例(变形例)的结构同样适用于圆筒形电池单元180。
另外，电极组件141的结构和无涂层部结构不限于图示的结构，可代替为上述实施例(变形例)的结构。
图22是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元190的截面图。
参照图22，圆筒形电池单元190包括图14所示的电极组件110，除了电极组件110之外的其余结构与图17所示的圆筒形电池单元140实质上相同。
参照图22，电极组件110的无涂层部146a、146b从外周侧向芯部侧弯折。此时，芯部侧无涂层部B1比其他部分高度低，因此实质上不弯折。第一集电板144焊接到无涂层部146a的弯折面，第二集电板145焊接到无涂层部146b的弯折面。弯折面在无涂层部146a、146b被弯折时重叠为多层来分别形成于电极组件110的上部和下部。
电极组件110的芯部侧无涂层部B1的高度比其他部分相对更低。另外，如图14所示，在中间无涂层部B2中位于最内侧的无涂层部的高度H小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此，上述无涂层部的高度是指，从基准线DL到第一侧部的长度或截片的高度。
因此，即便将无涂层部146a朝向芯部侧而弯折，电极组件110芯部的空洞112不被闭塞而向上部开放(参照虚线圆)。
当空洞112不被闭塞时，在电解质注入工序中不存在困难，提高电解液注入效率。另外，通过空洞112而插入焊接夹具来容易进行第二集电板145和电池罐142之间的焊接工序。
无涂层部146a、146b具备分切结构的情况下，在以满足上述实施例的数值范围的方式调节截片的宽度及/或高度及/或隔开间距时，在弯折截片时将截片以充分地确保焊接强度的程度重叠为多层，在弯折面上不形成空的空间(空隙)。
关于无涂层部146a、146b的结构，可以与图示的结构不同地，任意变更为上述实施例(变形例)的结构。另外，无涂层部146a、146b中的任一侧上可适用以往的无涂层部结构。
图23是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元200的截面图。
参照图23，圆筒形电池单元200包括图14所示的电极组件110，除了电极组件110之外的其余结构与图21所示的圆筒形电池单元180实质上相同。
参照图23，电极组件110的无涂层部146a、146b从外周侧向芯部侧弯折。此时，芯部侧无涂层部B1的高度比其他部分低，因此实质上不弯折。第一集电板144焊接到无涂层部146a的弯折面，第二集电板176焊接到无涂层部146b的弯折面。
电极组件110的芯部侧无涂层部B1的高度比其他部分相对更低。另外，如图14所示，在中间无涂层部B2中位于最内侧的无涂层部的高度H小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此，上述无涂层部的高度是指，从基准线DL到第一侧部为止的长度或截片的高度。
因此，即便将无涂层部146a、146b朝向芯部侧弯折，电极组件110芯部的空洞112不被闭塞而向上部开放(参照虚线圆)。
当不闭塞空洞112时，在电解质注入工序上不存在困难，提高电解液注入效率。另外，通过空洞112而插入焊接夹具来容易进行第二集电板176和电池罐171之间的焊接工序。
在无涂层部146a、146b具备分切结构的情况下，在以满足上述实施例的数值范围的方式调节截片的宽度及/或高度及/或隔开间距时，在弯折截片时将截片以充分地确保焊接强度的程度重叠为多层，在弯折面上不形成空的空间(空隙)。
关于无涂层部146a、146b的结构，与图示的结构不同地，可任意变更为上述实施例(变形例)的结构。另外，在无涂层部146a、146b中的任一侧可适用以往的无涂层部结构。
图24是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元210的截面图。
参照图24，圆筒形电池单元210包括图13所示的电极组件100，除了电极组件100之外的其余结构与图17所示的圆筒形电池单元140实质上相同。
优选为，电极组件A3的无涂层部146a、146b从外周侧向芯部侧弯折。此时，无涂层部146a的芯部侧无涂层部B1和外周侧无涂层部B3比其他部分高度低，因此实质上不弯折。这在无涂层部146b的情况下也相同。第一集电板144焊接到无涂层部146a的弯折面，第二集电板145焊接到无涂层部146b的弯折面。
芯部侧无涂层部B1的高度比中间无涂层部B2相对更低。另外，如图14所示，在中间无涂层部B2中位于最内侧的无涂层部的高度H小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此上述无涂层部的高度是指，从基准线DL到第一侧部为止的长度或截片的高度。
因此，即便将无涂层部146a、146b朝向芯部侧而弯折，电极组件100芯部的空洞102不被闭塞而向上部开放(参照虚线圆)。
当空洞102不被闭塞时，在电解质注入工序上不存在困难，提高电解液注入效率。另外，通过空洞而插入焊接夹具而容易进行第二集电板145和电池罐142之间的焊接工序。
另外，外周侧无涂层部B3的高度比中间无涂层部B2相对更低。因此，在将无涂层部146a弯折时外周侧无涂层部B3实质上不弯折。另外，外周侧无涂层部B3与卷边部147充分地隔开，因此能够解决在压入卷边部147的过程中外周侧无涂层部B3损坏的问题。
无涂层部146a、146b具备分切结构的情况下，以满足上述实施例的数值范围的方式调节下截片的宽度及/或高度及/或隔开间距时，在弯折截片是将截片以充分地确保焊接强度的程度重叠为多层，在弯折面上不形成空的空间(空隙)。
关于无涂层部146a、146b的结构，可与图示的结构不同地任意变更为上述实施例(变形例)的结构。另外，在无涂层部146a、146b中的任一个上可适用以往的无涂层部结构。
图25是沿着Y轴而切割本发明的又一个实施例的圆筒形电池单元220的截面图。
参照图25，圆筒形电池单元220包括图13所示的电极组件100，除了电极组件100之外的其余结构与图21所示的圆筒形电池单元180实质上相同。
优选为，电极组件100的无涂层部146a、146b从外周侧向芯部侧弯折。此时，无涂层部146a的芯部侧无涂层部B1的高度比其他部分低，因此实质上不弯折。这在无涂层部146b的情况下也相同。第一集电板144焊接到无涂层部146a的弯折面，第二集电板176焊接到无涂层部146b的弯折面。
电极组件100的芯部侧无涂层部B1的高度比中间无涂层部B2相对更低。另外，如图14所示，在中间无涂层部B2中位于最内侧的无涂层部的高度H小于或等于芯部侧无涂层部B1的半径方向上的长度R。在此上述无涂层部的高度是指，从基准线DL到第一侧部为止的长度或截片的高度。
因此，即便将无涂层部146a朝向芯部侧而弯折，电极组件100芯部的空洞102不被闭塞而向上部开放(参照虚线圆)。
当空洞102不被闭塞时，在电解质注入工序上不存在困难，提高电解液注入效率。另外，通过空洞102而插入焊接夹具而容易进行第二集电板176和电池罐171之间的焊接工序。
另外，无涂层部146a的外周侧无涂层部B3的高度比中间无涂层部B2相对更低。因此，在弯折无涂层部146a时外周侧无涂层部B3实质上不弯折。这在无涂层部146b的情况下也相同。
在无涂层部146a、146b具备分切结构的情况下，当以满足上述实施例的数值范围的方式调节截片的宽度及/或高度及/或隔开间距时，在弯折截片时将截片以充分地确保焊接强度的程度重叠为多层，在弯折面上不形成空的空间(空隙)。
关于无涂层部146a、146b的结构，可与图示的结构不同地任意变更为上述实施例(变形例)的结构。另外，在无涂层部146a、146b中的任一个上适用以往的无涂层部结构。
上述实施例(变形例)的圆筒形电池单元使用于制造电池组。
图26是概略性地示出本发明的实施例的电池组的结构的图。
参照图26，本发明的实施例的电池组300包括与圆筒形电池单元301电连接的集合体及收纳其的组壳体302。圆筒形电池单元301为上述实施例(变形例)的电池单元中的一个。附图中，为了便于图示，对用于将圆筒形电池单元301电连接的母线、冷却单元、外部端子等部件省略了图示。
电池组300可搭载于汽车。关于汽车，作为一例，可以时电动汽车、混合动力汽车或插电式混合动力汽车。汽车包括4轮汽车或2轮汽车。
图27是对包括图26的电池组300的汽车进行说明的图。
参照图27，本发明的一个实施例的汽车V包括本发明的一个实施例的电池组300。汽车V从本发明的一个实施例的电池组300接收电力而进行动作
根据本发明的另一个侧面，将突出在电极组件的上部及下部的无涂层部本身用作电极极耳，从而减小圆筒形电池单元的内部电阻并增加能量密度。
根据本发明的另一个侧面，改善电极组件的无涂层部结构而防止在电池罐的卷边部形成过程中电极组件和电池罐的内周面发生干扰，从而防止由电极组件的部分变形导致的圆筒形电池单元内部的短路。
根据本发明的又一个侧面，改善电极组件的无涂层部的结构而防止在弯折无涂层部时槽谷周围的无涂层部被撕破的现象，充分地增加无涂层部的重叠层数而提高焊接强度。
根据本发明的又一个侧面，改善与电极组件的芯部相邻的无涂层部的结构而防止在弯折无涂层部时位于电极组件的芯部的空洞被闭塞，容易地进行电解液注入工序和电池罐和集电板的焊接工序。
根据本发明的又一个侧面，能够提供具备内部电阻低，防止内部短路，提高集电板和无涂层部的焊接强度的结构的圆筒形电池单元、包括其的电池组及汽车。
如以上所述，虽然通过限定的实施例和附图对本发明进行了说明，但本发明不限于此，本领域的技术人员可在本发明的技术思想和下面记载的权利要求书的均等范围内进行各种修改及变形。
实施例
(1)集电体的准备
1)阳极集电体的准备
如下面的[表1]所示，准备了包括要形成组1和组2的截片的无涂层部的铝材料集电体用金属薄膜(厚度15μm)。
上述金属薄膜的沿着卷取方向形成的长度为从芯部到外周为止为(B1+B2+B3)4，000mm，沿着卷取轴方向而形成的宽度为75mm。关于上述金属薄膜，将区域区分为如下：B1为芯部侧无涂层部，B3为外周侧无涂层部，上述芯部侧部和外侧侧部之间即B2为中间无涂层部。上述B1的长度为350mm，B2的长度为3500mm及B3的长度为150mm。
在上述金属薄膜的宽度方向上从第二侧部到向内侧的规定宽度为阳极活性物质部，剩余为无涂层部即第一部分，上述芯部侧无涂层部和上述外周侧无涂层部与中间无涂层部相比，卷取轴方向上的高度小。
2)阴极集电体的准备
除了将铜薄膜(厚度10μm)作为集电体的材料，沿着卷取轴方向而形成的宽度为80mm的情况之外，与阳极集电体相同的方式准备了阴极集电体。
表1
(2)阴极的制造
将平均粒径D50为11μm的土状的天然石墨、碳黑、羧甲基纤维素CMC及丁苯橡胶SBR以94:1.5:2:2.5的重量比与水混合而准备了除了水之外的剩余成分50wt％浓度的阴极的活性物质层用浆料。接着，利用狭缝涂布方式以40m/min的注入方式将上述浆料涂布到准备的铜材料的集电体表面的阴极活性物质部。以卷取轴方向为基准，上述阴极活性物质部的宽度为70mm，无涂层部的宽度为10mm。以电极面积为基准，上述阴极活性物质的加载量为16mg/cm2的量。将涂布有上述阴极的活性物质层用浆料的铜薄膜通过长度为60m的热风炉而进行了干燥，此时使炉的温度保持130℃。之后将目标厚度为180μm而执行滚动按压而获得了密度为3.45g/cc的阴极。
接着，通过激光对上述中间无涂层部区间进行开槽加工并以具备下面的表1的条件的方式进行分割而形成了多个截片。此时，各个截片的槽谷的下端实质上具备相同的高度。
(3)阳极制造
将作为阳极活性物质的Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2(NCM-622)、作为导电材料的碳黑(carbon black)及作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)以96:2:2的重量比添加到作为分散介质的水中，准备了阳极活性物质浆料。将上述浆料涂布到上述准备的铝集电体的表面，以与上述阴极相同的条件执行干燥及压延而制造了阳极。在上述阳极中，以卷取轴方向为基准，上述阳极活性物质部的宽度为65mm，无涂层部的宽度为10mm。
此时，关于阳极活性物质层，考虑到上述NMC622的理论放电容量而调节为电池的NP ratio 1.18(118％，约27.7cm2)。
接着，通过激光而对上述中间无涂层部区间进行开槽加工并以具备下面的表1的条件的方式分割而形成了多个截片。此时，各个截片的槽谷下端实质上具备相同的高度。
(4)分离膜制造
将约5重量％的聚偏二氟乙烯共聚物(PVdF-HFP)高分子添加到四氢呋喃(TH F)，然后在50℃的温度下溶解约12小时以上而制造了高分子溶液。在该高分子溶液中添加全部固态粉的20重量％的粒径为约400nm的BaTiO3粉末并使其分散而制造了混合溶液(BaTiO3/PVdF-HFP＝80:20重量比)。将利用刮刀(doctor blade)方法而制造的混合溶液涂布到聚丙烯材料的基材的两面上。在涂布之后，对THF进行干燥，然后最终获得了有机/无机复合多孔性分离膜。最终分离膜的厚度为约30μm程度。通过气孔率测量装置(porosimeter)测量的结果，最终有机/无机复合多孔性分离膜的气孔大小及气孔度分别为0.4μm及60％。
(5)电极组件准备
进行上述准备之后，以阴极/分离膜/阳极的顺序层叠并卷取而制造了凝胶卷型电极组件。实施例1中使分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准且以上述最小弯折截片(组1)的高度的30％(1.5mm)位于上述电极组件的外侧方向。
实施例2中使上述分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准且以上述最小弯折截片(组1)的高度10％(0.5mm)位于上述电极组件的外侧方向。
比较例中，使分离膜的宽度方向上的末端以上述基准线为基准且以上述最小弯折截片(组1)的高度的50％位于上述电极组件的外侧方向。
(6)电池的制造(4680类型)
在实施例1的电极组件的上部及下部使露出的组1至7的截片向芯部侧弯折，然后在上部弯折面及下部弯折面分别焊接了阳极集电板及阴极集电板。然后，制造了图25所示的结构圆筒形单元。即，将焊接有阳极集电板及阴极集电板的电极组件插入到预先设置有外部端子的电池壳体，将阳极集电板和外部端子焊接，并将阴极集电板边缘焊接到卷边部。然后，将电池壳体引入到电解液注入装置的腔，使电池壳体开口部朝向与重力相反的方向而将电池壳体竖起。接着，在以1:2:1(体积比)的组成将乙烯碳酸酯(EC)、碳酸二甲酯DMC及碳酸二乙酯DEC混合的有机溶剂中以构成1.0M的浓度的方式溶解LiPF6而制造了非水电解液。然后，通过电池壳体开口部而注入电解液之后利用20秒将腔的压力上升到800kPa并保持150秒，然后再利用20秒而将腔的压力降低到-90kPa而保持20秒的实质的真空状态。在完成电解液浸渍工序之后利用垫圈而由密封体密封电池壳体的开放部而完成了圆筒形单元的制作。
实施例2及比较例1的电池也是利用实质上同样的如上述的制造工序而进行了制造。
(7)电解液浸渍量评价
将实施例1、实施例2及比较例1的电池分解而分别获得了阳极和阴极。之后，对阴极和阳极在共计9个位置上切割出了10cm2大小的试料。9个试料在将电极展开时在与电极组件的芯部相邻的区域采取3个(#1至#3)，在与电极组件外周侧相邻的区域采取3个(#7至#9)，在以卷取方向为基准的电极中央区域中采取3个(#4至#6)，并且在各个试料采取区域中采取3个试料时沿着卷取轴方向而在活性物质层的下端、中央及上端分别采取了一个。另一方面，#1、#4及#7表示电极宽度方向的一侧末端附近，#3、#6及#9表示电极宽度方向的另一侧末端附近，另外#2、#5及#8表示其中间部分。通过图34，可参照试料的采取部分。但是，图34是基于图7a而仅仅示出了试料的采取部分，而试料的采取部分以外的样子或数值参照上述表1。
电解液浸渍量根据对照试料的种类和采取试料的重量差异而决定。关于对照试料，制造成与在实施例1、实施例2及比较例1中使用的电极相同，从未浸渍电解液的阳极及阴极获得了相同的采取位置。
在实施例1的电极组件中，对于#1至#9各个部分的平均电解液的浸渍量为60.3mg，实施例2为59.6mg，比较例1为56.3mg。实施例1及实施例2中的电解液浸渍量比比较例1高。
另外，与电极组件的芯部相邻的试料采取区域中以卷取轴方向为基准相对于在活性物质部的中央位置(#2)采取的阳极试料及阴极试料的电解液浸渍量的合计值在实施例1的电极组件的情况下为55.1mg，在实施例2的电极组件为59mg及比较例1的电极组件的情况下为47.7mg。由此可知，在电解液浸渍量相对低的电极组件的芯部周围，实施例1及实施例2也仍比比较例1高。
表2
Claims (24)
1.一种电极组件，其包括第一电极板、第二电极板和夹在它们之间的分离膜，
上述第一电极板、第二电极板及分离膜以轴为中心向一个方向卷取而具备多个卷绕圈，
该电极组件的特征在于，
上述第一电极板及第二电极板分别独立地包括第一侧部及第二侧部，上述第一侧部及第二侧部在轴方向上彼此配置在相反侧，
上述第一电极板及第二电极板分别独立地在至少任一个表面包括第一部分及第二部分，上述第一部分为由电极活性物质涂布的电极活性物质部，并从上述第二侧部向第一侧部方向延伸，
上述第二部分是未涂布电极活性物质的无涂层部，并从上述第一侧部向第二侧部方向延伸到第一部分的电极活性物质部，
上述无涂层部的至少一部分区间通过规定深度的切开槽而分成多个截片，
上述截片具备与第一侧部一致的第一末端，
上述截片的全部或至少一部分在弯折位置相对于轴弯折为放射形，该弯折位置是第一末端下方的截片内的任一位置，
上述分离膜的任一侧末端位于各个上述截片的弯折位置与第一部分和第二部分的边界线之间。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
上述分离膜的任一侧末端位于上述弯折位置与上述第一部分和第二部分的边界线之间且上述分离膜以不露出上述切开槽的槽谷的方式配置。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
上述弯折位置为第一末端与基准线之间的任一个位置，上述基准线是将与切开槽的槽谷对应的高度向卷取方向(X)延伸的直线。
4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，
上述第一电极板及第二电极板的截片分别独立地沿着卷取方向从上述基准线到第一端部的距离不同。
5.根据权利要求3或4所述的电极组件，其特征在于，
上述弯折的截片中相邻的卷绕圈的截片在半径方向或相反方向上连续地重叠而在电极组件的卷取轴方向的上端或下端形成表面区域，
设将上述表面区域中最高点与上述基准线之间的最短距离为表面区域的高度(Has)时，
上述分离膜的任一侧末端以上述基准线为基准且以上述表面区域的高度(Has)的90％以内配置在上述电极组件的第一侧部方向上或配置在上述基准线下方的上述电极组件的第二侧部方向上。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述无涂层部包括与上述电极组件的芯部相邻的芯部侧无涂层部、与上述电极组件的外周表面相邻的外周侧无涂层部、夹在上述芯部侧无涂层部及上述外周侧无涂层部之间的中间无涂层部，
上述芯部侧无涂层部和上述外周侧无涂层部中的至少一个与上述中间无涂层部相比到基准线和第一侧部的距离相对地小。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述芯部侧无涂层部与上述中间无涂层部及外周侧无涂层部相比到基准线和第一侧部为止的距离相对地小。
8.根据权利要求6或7所述的电极组件，其特征在于，
上述芯部侧无涂层部的高度和基准线一致。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述芯部侧无涂层部包括与电极组件的最内侧的卷绕圈相应的电极板部分的无涂层部，
上述外周侧无涂层部包括与电极组件的最外侧卷绕圈相应的电极板部分的无涂层部。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述中间无涂层部的全部或至少一部分区间分成多个截片。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述弯折位置和上述分离膜隔开0.1mm以上。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述分离膜的任一侧末端位于上述弯折位置与基准线之间或位于基准线的下方，上述基准线是将与对多个截片进行了分割的切开槽的槽谷对应的高度向卷取方向(X)延伸的直线。
13.根据权利要求12所述的电极组件，其特征在于，
将上述截片中弯折的截片称为弯折截片，相对于在上述弯折截片中具备最小的高度的最小弯折截片，上述分离膜的宽度方向上的末端以基准线为基准且以小于上述最小弯折截片的高度的50％来配置于上述电极组件的外侧方向或上述分离膜的宽度方向上的末端以基准线为基准且以上述最小弯折截片的高度的30％以内来配置于上述电极组件的内侧方向，上述基准线是将与切开槽的槽谷对应的高度向卷取方向(X)延伸的直线。
14.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，
上述最小弯折截片的第一端部到基准线的距离为2mm以上。
15.根据权利要求13或14所述的电极组件，其特征在于，
上述电极组件还包括高度比上述最小弯折截片小的截片即截片A或不包括高度比上述最小弯折截片小的截片而上述最小弯折截片为最小截片，上述截片的高度是指，从基准线到截片的第一末端的最短距离。
16.根据权利要求6至15中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述中间无涂层部的至少一部分区间随着从芯部侧靠近外周侧而卷取轴方向的高度阶段性地增加。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述多个截片的卷取轴方向上的高度及卷取方向上的宽度中的至少一个单独地或按照每个组，随着从芯部侧靠近外周侧而阶段性地增加。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述多个截片分别满足：在卷取方向上的1mm至6mm的宽度条件；卷取轴方向上的2mm至10mm的高度条件；及卷取方向上的0.05mm至1mm的隔开间距条件中的至少一个以上的条件。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述多个截片满足在卷取方向上的0.05mm至1mm的隔开间距条件，上述隔开间距根据相邻的两个截片的角落之间的距离而规定，在相邻的上述截片的角落部位附加有倒角加强部。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的电极组件，其特征在于，
上述分离膜包括：
多孔性高分子基材；及
多孔性涂层，其位于上述多孔性高分子基材的至少一个侧面上，且包括无机物粒子及粘合剂高分子。
21.根据权利要求20所述的电极组件，其特征在于，
上述无机物粒子包括表面具备亲水性特性的无机物粒子。
22.一种圆筒形电池单元，其特征在于，包括：
根据权利要求1至21中的任一项所述的电极组件；
电池罐，其收纳有上述电极组件，与上述第一电极板及上述第二电极板中的一个电连接而具备第一极性；
密封体，其密封上述电池罐的开放端；及
端子，其与上述第一电极板及上述第二电极板中的另一个电连接，表面露出到外部且具备第二极性，
上述分离膜具备：
多孔性高分子基材；及
多孔性涂层，其位于上述多孔性高分子基材的两面上，且包括无机物粒子及粘合剂高分子。
23.一种电池组，其特征在于，其包括至少一个根据权利要求22所述的电池单元。
24.一种汽车，其特征在于，其包括至少一个根据权利要求23所述的电池组。
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