CN120917618A - 电极接头支承件 - Google Patents

电极接头支承件

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CN120917618A CN202480024858.3A CN202480024858A CN120917618A CN 120917618 A CN120917618 A CN 120917618A CN 202480024858 A CN202480024858 A CN 202480024858A CN 120917618 A CN120917618 A CN 120917618A
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金睿恩
崔成元
金志映
李大珍
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Abstract

本发明涉及一种电极接头支承件。更具体地，本发明涉及一种电极接头支承件，包括：主体部分；以及接头容纳部，所述接头容纳部形成在所述主体部分中并且被配置为容纳电极接头，其中，所述接头容纳部包括第一接头容纳部和第二接头容纳部，其中，所述第一接头容纳部设置在所述主体部分的第一侧上，所述第二接头容纳部设置在所述主体部分的第二侧上，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上以预定距离彼此间隔开，并且在所述主体部分的长度方向上相对彼此交错且不成一条直线。

Description

电极接头支承件
技术领域
本申请要求2023年9月13日提交的韩国专利申请No.10-2023-0121661的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及一种电极接头支承件（electrode tab support）。更具体地，本发明涉及包括第一电极接头容纳部（receptacle）和第二电极接头容纳部的电极接头支承件。
背景技术
随着技术发展和对移动设备的需求增加，可充电二次电池被广泛用作各种移动设备的能源。二次电池也作为电动车辆和混合动力车辆的能源而受到关注，电动车辆和混合动力车辆被提出作为解决来自常规汽油车辆和柴油车辆的空气污染的方式。
二次电池基于电池壳体的形状被分为硬币型电池、柱型电池、角型电池和袋型电池。其中，袋型电池吸引了许多关注，因为它们使用包括金属层（箔）和涂覆在金属层的上表面和下表面上的合成树脂的多层膜的袋外部材料（与使用金属罐的柱型电池或角型电池相比，这可以显著减小电池的重量）来形成外部，从而可以减小电池的重量，并且它们具有能够改变成各种形状的优点。
袋型电池通常通过在电池组装过程之后激活电池电芯的过程来制造。激活过程通常涉及用夹具对电池电芯施压并向电池电芯施加电流以对电池电芯进行充电并将电池电芯放电到预定电压。
在制造袋型电池时，重要的是电池电芯在电池组装过程期间被均匀地施压。特别是，在全固态电池制造中的温等静压（warm isostatic pressure，WIP）过程期间，电极集流体的接头部分经受与电极相同的压力。在这种情况下，集流体的接头突出到电极的外部，并且当电芯被堆叠时，接头由于电极的厚度彼此分离，导致不均匀的压力被施加到与接头接触的电极区域，从而导致电极的不平坦和破裂，这降低了电芯寿命性能并影响电芯堆叠。
因此，需要开发电极接头支承件以防止电极破裂并形成均匀的电极以实现全固态电池的优异性能。
[现有技术参考文献]
[专利参考文献]
（专利参考文献1）韩国专利公开出版物No.10-2015-0106026
发明内容
技术问题
本发明的目的之一是提供一种电极接头支承件，其能够防止电极破裂并且在制造全固态电池时在施加高压的过程中生成具有均匀厚度和尺寸的电极。
本发明的另一个目的是提供一种能够防止电池电芯的性能和寿命劣化的电极接头支承件。
本发明的另一个目的是提供一种有助于堆叠电池电芯的电极接头支承件。
技术方案
本发明的一个示例提供了一种电极接头支承件，所述电极接头支承件包括：主体部分；以及接头容纳部，所述接头容纳部形成在所述主体部分上并且被配置为容纳电极接头，其中，所述接头容纳部包括第一接头容纳部和第二接头容纳部，其中，所述第一接头容纳部设置在所述主体部分的第一侧上，其中，所述第二接头容纳部设置在所述主体部分的第二侧上，其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上以预定距离彼此间隔开，并且在所述主体部分的长度方向上彼此交错且不彼此成一条直线。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上间隔开并且彼此交替地设置。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上与所述主体部分的第三侧间隔开。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上间隔开的距离d与所述电极和电解质层的层压厚度相同。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，所述第一接头容纳部容纳第一电极接头，并且所述第二接头容纳部容纳第二电极接头。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，接头容纳部提供具有与主体部分邻接的三个侧面。
在本发明的另一示例中，提供一种电极接头支承件，其中，接头容纳部的宽度W等于电极接头的厚度。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，接头容纳部的长度L等于电极接头的宽度。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，接头容纳部的高度等于主体部分的高度Hb。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，第一接头容纳部可以包括多个第一接头容纳部，并且多个第一接头容纳部还可以包括与第一电极的数量n一样多的第一接头容纳部。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，第二接头容纳部可以包括多个第二接头容纳部，并且多个第二接头容纳部还可以包括与第二电极的数量m一样多的第二接头容纳部。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，主体部分的第一侧和第二侧在与主体部分的厚度方向相同的方向上彼此面对。
在本发明的另一示例中，提供了一种电极接头支承件，其中，主体部分的高度Hb小于或等于电极接头的高度Ht。
本发明的另一示例提供了一种电极接头支承件，其中，50%的主体部分的压缩力偏移（compression force deflection，CFD）为3000kPa至4000kPa。
在本发明的另一示例中，电极接头支承件用于全固态电池。
有益效果
本发明可以提供一种电极接头支承件，该电极接头支承件防止电极破裂并且在全固态电池的制造中施加高压的过程中生产具有均匀厚度和尺寸的电极。
本发明可以提供防止电池电芯的性能和寿命劣化的电极接头支承件。
本发明可以提供便于堆叠电池电芯的电极接头支承件。
附图说明
图1是根据本发明的一个示例的电极接头支承件的立体图。
图2是示出根据本发明的一个示例的电极接头支承件的使用的分离立体图。
图3是示出根据本发明的一个示例的电极接头支承件的使用的图。
图4是根据本发明的一个示例的电极接头支承件的立体图。
图5是根据本发明的一个示例的电极接头支承件的立体图。
图6是根据本发明的一个示例的电极接头支承件的立体图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的示例。仅出于例示目的，附图可能夸大构造的全部或部分。
对于本领域技术人员也将显而易见的是，本发明不限于附图中所示或本文所述的内容，并且本发明可以以各种形式实现而不脱离本发明的技术思想。
在制造全固态电池的过程中，电极的界面粘合对于改善电池性能（诸如，离子导电性）很重要，并且需要在高压下施加电极层压件（laminate）的过程以实现电极的界面粘合。这意味着在全固态电池的制造期间，电极层压件必须在温等静压（WIP）过程期间被均匀地施压以促进锂离子的迁移。
然而，在上述等静压过程中，电极和电极集流体的接头部分两者经受相同的压力，这导致电极接头接触的电极边缘被压碎，导致比没有接头的部分更薄的厚度，拉伸电极，并且导致电极破裂。上述问题不仅发生在单电芯（在单电芯中，正极和负极通过将一个片材堆叠在另一片材的顶部上而制造）中，而且发生在双电芯（所述双电芯具有双侧正极或双侧负极）中，并且堆叠件（诸如双电芯）越高，影响越大。这可能导致电池电芯的性能和寿命较差。
为了解决这些问题，本发明的发明人已经开发了一种电极接头支承件，该电极接头支承件允许电极和电极接头在施压过程期间保持平坦，从而防止电极不均匀地形成并防止电极破裂。
在具体描述根据本发明的一个示例的电极接头支承件之前，下面将首先参考图2简要描述通过电极接头支承件容纳的电池电芯层压件的构造。
图2是示出根据本发明的一个示例的电极接头支承件的使用的分离立体图。
参考图2，电池电芯层压件可以包括依次堆叠的第一电极301、电解质层302和第二电极303。这里，第一电极301可以是正极或负极。第二电极303可以是负极或正极。第一电极和第二电极可以是不同的电极。
电解质层302设置在第一电极301和第二电极303之间，并且电解质层302的尺寸可以等于第一电极301和第二电极303的尺寸，或者电解质层302可以具有与第一电极301和第二电极303相比更大的面积。这里，电解质层302可以是固体电解质，但不限于此。
另外，可以设置与电池电芯层压件的电极相关联的电极接头。这里，电极接头可以包括从第一电极301的顶部突出的第一电极接头301a和从第二电极303的顶部突出的第二电极接头303a。在这种情况下，第一电极接头301a和第二电极接头303a彼此间隔开，并且可以设置在电池电芯层压件的两端。
在电池电芯层压件中，第一电极接头301a和第二电极接头303a可以各自被容纳在电极接头支承件的接头容纳部中。参考下面的图1，将更详细地描述。
图1是示出根据本发明的一个示例的电极接头支承件的立体图的图，并且图4是示出根据本发明的一个示例的电极接头支承件的俯视图的图。
参考图1和图4，根据本发明的一个示例的电极接头支承件包括：主体部分100；以及接头容纳部200，该接头容纳部200形成在主体部分中并且被配置为容纳电极接头，其中，接头容纳部包括第一接头容纳部201和第二接头容纳部202，其中，第一接头容纳部201设置在主体部分的第一侧上，并且第二接头容纳部202设置在主体部分的第二侧上，其中，第一接头容纳部201和第二接头容纳部202可以在主体部分的厚度方向上以预定距离间隔开，并且在主体部分的长度方向上彼此交错并且不彼此成一条直线。
根据一个示例，电极接头支承件1可以包括容纳电极接头的接头容纳部201、202。接头容纳部201、202可以与主体部分100一体地形成。
接头容纳部可以包括第一接头容纳部201和第二接头容纳部202。
第一接头容纳部201和第二接头容纳部202可以在主体部分的厚度方向上间隔开，并且可以彼此交替地布置。
第一接头容纳部201和第二接头容纳部202可以在主体部分的厚度方向上与主体部分的第三侧间隔开。这里，主体部分的第三侧可以是与主体部分的纵向方向平行的一侧。参考图1，主体部分的第三侧可以是x轴方向上的一侧。
第一接头容纳部和第二接头容纳部在主体部分的厚度方向上间隔开的距离d与电极和电解质层的层压厚度相同。
第一接头容纳部201可以设置在主体部分100的第一侧上，并且第二接头容纳部202可以设置在主体部分100的第二侧上。
主体部分的第一侧可以是与主体部分的厚度方向平行的一侧。参考图1，主体部分的第一侧可以是y轴方向上的一侧。
主体部分的第二侧可以是与主体部分的厚度方向平行的一侧。参考图1，主体部分的第二侧可以是y轴方向上的第一侧和与第一侧不同的一侧。
第一侧和第二侧可以是在与主体部分的厚度方向相同的方向上彼此面对的侧。
参考图1，主体部分的厚度方向是指y轴方向，并且主体部分的长度方向是指x轴方向。
50%的主体部分的压缩力偏移（CFD）可以是3000kPa至4000kPa。CFD是指压缩力偏移，其是衡量在一定应变（例如，50%）下压缩主体部分所需的力的指标。根据ASTM D3574测试C的方法，可以通过以8mm/min或50mm/min向具有10mm跨度和10mm长的单层样品施加4kPa的压缩负荷来测量CFD。在这种情况下，50%的主体部分的CFD可以是3000kPa或更多、3100kPa或更多、3200kPa或更多、3300kPa或更多、3400kPa或更多、3500kPa或更多、4000kPa或更少、3900kPa或更少、3800kPa或更少、3700kPa或更少、3600kPa或更少。
第一接头容纳部201和第二接头容纳部202可以彼此交错预定距离d，而不是在主体部分100的长度方向上彼此成一条直线。第一接头容纳部和第二接头容纳部彼此交错的原因在于，在第一电极301、电解质层302和第二电极303按顺序层叠的电池电芯层压件中，第一电极301和第二电极303由于它们交叠而不在同一条线上对齐。例如，在以第一电极、电解质层和第二电极的顺序堆叠的电池电芯层压件中，第一接头容纳部和第二接头容纳部可以彼此交错预定距离d，因为第一接头容纳部和第二接头容纳部间隔开一个或更多个第一电极、一个或更多个第二电极和/或一个或更多个电解质层的厚度。
图3是示出根据本发明的一个示例的电极接头支承件的使用的图。
参考图3，第一接头容纳部201可以容纳第一电极接头301a，并且第二接头容纳部202可以容纳第二电极接头303a。第一电极可以是正极或负极，并且第二电极可以是负极或正极。第一电极和第二电极可以是不同的电极。然而，电极接头支承件的使用不限于图3所示的使用。
根据本发明的一个示例的电极接头支承件可以具有多个电极接头，这取决于电极接头的取向。例如，尽管未示出，但是如图2所示，第一电极接头的取向和第二电极接头的取向不在同一方向上，第一电极接头的取向和第二电极接头的取向相反或在不同的方向上，第一电极接头支承件的第一接头容纳部可以容纳第一电极接头，并且第二电极接头支承件的第二容纳部可以容纳第二电极接头。这里，第一电极接头支承件和第二电极接头支承件可以是不同的电极接头支承件。因此，根据本发明的多个电极接头支承件可以根据电极接头的取向来应用。
接头容纳部可以具有与主体部分邻接的三个侧面。接头容纳部可以是主体部分中的凹入结构。凹槽的形状没有特别限制，并且可以是可以包含电极接头的形状的任何形状。
接头容纳部的宽度W可以等于电极接头的厚度。电极接头可以是单个电极接头或焊接在一起的两个或更多个电极接头。焊接是指将两个或更多个电极接头接合在一起。
接头容纳部的长度L可以等于电极接头的宽度。
接头容纳部的高度（图中未示出）可以与主体部分的高度Hb相同。这里，主体部分的高度Hb可以小于或等于电极接头的高度Ht。
第一接头容纳部可以包括多个第一接头容纳部。多个第一接头容纳部可以包括与第一电极的数量n一样多的第一接头容纳部。
第二接头容纳部可以包括多个第二接头容纳部。多个第二接头容纳部可以包括与第二电极的数量m一样多的第二接头容纳部。
图5和图6是示出根据本发明的一个示例的电极接头支承件的俯视图的图。
参考图5，根据本发明的一个示例的电极接头支承件1可以包括一个第一接头容纳部201和两个第二接头容纳部202a、202b。
参考图6，根据本发明的一个示例的电极接头支承件1可以包括两个第一接头容纳部201a、201b和三个第二接头容纳部202a、202b、202c。
根据本发明的一个示例的电极接头支承件1可以包括n个第一接头容纳部（图中未示出）。n为第一电极的数量，n为1与100之间的整数。
根据本发明的一个示例的电极接头支承件可以包括m个第二接头容纳部（图中未示出）。m是第一电极的数量，m为1与100之间的整数。
电极接头支承件可以用于制造全固态电池，但不限于此，并且还可以用于涉及施压的电池制造过程中。
虽然上面已经描述了本发明的示例，但是并不旨在将本发明限制于上述示例。本领域技术人员将能够参考本说明书和附图在不脱离本发明的技术思想的情况下以合适的修改（包括省略、改变、替换或添加本发明的所有或一些组件的其它配置）来实践本发明的示例。
本文使用的术语和表达应被广义地解释，并且不应被解释为限制性意义。在本说明书中，除了所提及的配置之外，表述“包括”不排除一个或更多个其它组件的存在或添加。
在本说明书中，除非上下文明确排除它们，否则单数表达包括复数。
本文描述的每个示例性示例可以彼此组合，并且除非矛盾，否则在特定示例中描述的内容可以同样适用于其它示例，即使在其它示例中没有描述。
[附图标记]
1：电极接头支承件
100：主体部分
201：第一接头容纳部
202：第二接头容纳部
301：第一电极
301a：第一电极接头
302：电解质层
303：第二电极
303a：第二电极接头
W：接头容纳部的宽度
L：接头容纳部的长度
Hb：主体部分的高度

Claims (15)

1.一种电极接头支承件，所述电极接头支承件包括：
主体部分；以及
接头容纳部，所述接头容纳部形成在所述主体部分中并且被配置为容纳电极接头，
其中，所述接头容纳部包括第一接头容纳部和第二接头容纳部，
其中，所述第一接头容纳部设置在所述主体部分的第一侧上，
其中，所述第二接头容纳部设置在所述主体部分的第二侧上，
其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上以预定距离彼此间隔开，并且在所述主体部分的长度方向上彼此交错且不彼此成一条直线。
2.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上间隔开并且彼此交替地设置。
3.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上与所述主体部分的第三侧间隔开。
4.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述第一接头容纳部和所述第二接头容纳部在所述主体部分的厚度方向上间隔开的距离（d）与电极和电解质层的层压厚度相同。
5.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述第一接头容纳部容纳第一电极接头，
其中，所述第二接头容纳部容纳第二电极接头。
6.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述接头容纳部具有与所述主体部分邻接的三个侧面。
7.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述接头容纳部的宽度（W）等于所述电极接头的厚度。
8.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述接头容纳部的长度（L）等于所述电极接头的宽度。
9.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述接头容纳部的高度等于所述主体部分的高度（Hb）。
10.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述第一接头容纳部可以包括多个第一接头容纳部，
其中，所述多个第一接头容纳部还可以包括与第一电极的数量（n）一样多的第一接头容纳部。
11.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述第二接头容纳部可以包括多个第二接头容纳部，
其中，所述多个第二接头容纳部还可以包括与第二电极的数量（m）一样多的第二接头容纳部。
12.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述主体部分的所述第一侧和所述第二侧是与所述主体部分的所述厚度方向相同的方向上彼此面对的侧。
13.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述主体部分的高度（Hb）小于或等于所述电极接头的高度（Ht）。
14.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，50%的所述主体部分的压缩力偏移（CFD）为3000kPa至4000kPa。
15.根据权利要求1所述的电极接头支承件，
其中，所述电极接头支承件用于全固态电池。
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