ES3032436T3 - Electrode assembly - Google Patents

Electrode assembly

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ES3032436T3
ES3032436T3 ES21841678T ES21841678T ES3032436T3 ES 3032436 T3 ES3032436 T3 ES 3032436T3 ES 21841678 T ES21841678 T ES 21841678T ES 21841678 T ES21841678 T ES 21841678T ES 3032436 T3 ES3032436 T3 ES 3032436T3
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Jeong Hun Ju
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Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos fabricado mediante el bobinado de un ánodo, un separador y un cátodo en un estado apilado. El cátodo incluye un primer cátodo y un segundo cátodo. Ambos se fabrican, respectivamente, recubriendo la superficie de un colector de corriente catódico con un material activo catódico. El extremo de un lado no está recubierto con dicho material, de modo que se forma una parte catódica sin recubrimiento, que deja expuesto el colector de corriente catódico. El primer cátodo y el segundo cátodo se conectan mediante la unión de sus partes catódicas sin recubrimiento. Además, la misma tecnología podría aplicarse al ánodo del conjunto de electrodos según la presente invención. Es decir, la presente invención se refiere a un conjunto de electrodos fabricado mediante el bobinado de un cátodo, un separador y un ánodo en un estado apilado, en donde el ánodo incluye un primer ánodo y un segundo ánodo, el primer ánodo y el segundo ánodo se fabrican respectivamente recubriendo la superficie de un colector de corriente de ánodo con un material activo de ánodo, el extremo de un lado no está recubierto con el material activo de ánodo de modo que se forma una parte de ánodo sin recubrimiento, por la cual se expone el colector de corriente de ánodo, y el primer ánodo y el segundo ánodo están conectados uniendo las partes de ánodo sin recubrimiento de los mismos entre sí. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Ensamblaje de electrodos
Campo técnico de la invención
Antecedentes de la invención
Las baterías que almacenan energía eléctrica pueden clasificarse generalmente en baterías primarias y baterías secundarias. Dicha batería primaria es una batería consumible desechable. Por otro lado, una batería secundaria de este tipo es una batería recargable que se fabrica utilizando un material en el que los procesos de oxidación y reducción entre la corriente y el material son capaces de repetirse. Es decir, cuando la reacción de reducción del material es realizada por la corriente, la energía se carga, y cuando la reacción de oxidación del material es realizada por la corriente, la energía se descarga. En este caso, la carga-descarga se realiza repetidamente.
Entre los diversos tipos de baterías secundarias, las baterías secundarias de litio se fabrican generalmente montando un ensamblaje de electrodos, en el que se apilan un electrodo positivo (cátodo), un separador y un electrodo negativo (ánodo), en una carcasa. Este proceso, en el que los iones de litio se intercalan y desintercalan desde el óxido metálico de litio hasta el electrodo negativo, se repite para cargar y descargar las baterías secundarias de litio.
En el ensamblaje de electrodos, se apilan en un orden predeterminado una pluralidad de celdas unitarias, cada una de las cuales contiene un electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo, cada uno de los cuales está cortado generalmente a un tamaño predeterminado, o se apila repetidamente un electrodo positivo/separador/electrodo negativo individual para formar un ensamblaje de electrodos. Además, el ensamblaje de electrodos se aloja en una carcasa, tal como una lata cilíndrica y una bolsa prismática.
Como un método para fabricar el ensamblaje de electrodo, se han conocido un ensamblaje de electrodo de tipo bobinado en el que el separador se apila entre el electrodo negativo y el electrodo positivo y luego se bobina para fabricar un ensamblaje de electrodo, un ensamblaje de electrodo de tipo apilado en el que cada uno de un electrodo negativo y un electrodo positivo se corta por una anchura y longitud deseadas, y posteriormente, el electrodo negativo, el separador, el electrodo positivo se apilan repetidamente para formar un ensamblaje de electrodo, y un ensamblaje de electrodo de tipo apilado y plegado en el que las celdas unitarias se colocan paralelas entre sí sobre un separador plegable y luego se pliegan por un lado para fabricar un ensamblaje de electrodo.
Entre ellos, el ensamblaje de electrodos de tipo bobinado (tipo jelly roll) se monta en un estado en el que un electrodo positivo 3, los separadores 2 (2a y 2b) y un electrodo negativo 4 se apilan sobre un núcleo 1, y el núcleo 1 gira para bobinar el electrodo positivo 3, los separadores 2 y el electrodo negativo 4 alrededor del núcleo 1, fabricando así el conjunto de electrodos.
Aquí, como se ilustra en la FIG. 1b que ilustra un estado en el que el electrodo positivo 3 y el electrodo negativo 4 están desplegados, el ensamblaje de electrodos tiene una estructura, en la que el electrodo negativo 4 tiene una porción no recubierta de electrodo negativo 4a, sobre la que no se aplica un material activo de electrodo negativo, en una superficie de un colector de electrodo negativo en el extremo exterior del mismo cuando se completa el bobinado, y una pestaña de electrodo negativo 4b está acoplada a la porción no recubierta de electrodo negativo 4a, y, además, el electrodo positivo 3 tiene una porción no recubierta de electrodo positivo 3a, sobre la que no se aplica un material activo de electrodo positivo, en una superficie de un colector de electrodo positivo en el centro a lo largo de una dirección longitudinal, de modo que una pestaña de electrodo positivo 3b está separada una distancia predeterminada de la porción no recubierta de electrodo negativo 4b cuando se completa el bobinado, y la pestaña de electrodo positivo 3b está acoplada a la porción no recubierta de electrodo positivo 3a.
Además, como se ilustra en la FIG. 1a que ilustra un estado en el que dos hojas de separadores se fijan primero al núcleo, y posteriormente el electrodo negativo y el electrodo positivo se colocan secuencialmente, el separador 2 se coloca primero en el núcleo 1, y posteriormente el electrodo negativo 4, y el electrodo positivo 3 se colocan secuencialmente en el núcleo 1. Es decir, en el método de fabricación del ensamblaje de electrodos tipo jelly roll, el núcleo 1 gira en un estado en el que los extremos de inicio (un extremo en el que comienza el bobinado) de las dos hojas de separadores 2a y 2b se fijan al núcleo 1 en un estado en el que se superponen entre sí y, a continuación, se coloca el electrodo negativo 4 y el electrodo positivo 3 con una ligera diferencia de tiempo. Alternativamente, el electrodo negativo 4, el segundo separador y el electrodo positivo 3 pueden colocarse secuencialmente mientras el primer separador 2a se bobina alrededor de un núcleo 1 de acuerdo con un método de fabricación.
Además, cuando el núcleo 1 gira un número predeterminado de revoluciones en el estado en el que se introduce el electrodo positivo 3, se fabrica un ensamblaje de electrodos cilíndrico en estado bobinado en el estado apilado en el orden del separador/electrodo negativo/separador/electrodo positivo.
En el caso de un ensamblaje cilindrico de electrodos de este tipo, es importante diseñar los electrodos (el electrodo negativo y el electrodo positivo) para maximizar el rendimiento y la estabilidad en un espacio limitado.
En particular, en el ensamblaje de electrodos cilíndrico, el electrodo positivo 3 y el electrodo negativo 4 tienen diferentes relaciones en el área de contacto entre el electrodo positivo 3 y el electrodo negativo 4 por una curvatura desde las proximidades del orificio central (formado en una posición de la que se retira el núcleo) hacia el exterior, y por lo tanto, se produce un desequilibrio en la relación N/P (relación de capacidad en material activo del electrodo positivo y el electrodo negativo por unidad de área) del electrodo positivo 3 y el electrodo negativo 4. La relación N/P que puede calcularse mediante la siguiente ecuación varía en función de la relación en el área de contacto entre el electrodo positivo 3 y el electrodo negativo 4.
Relación N/P = capacidad de carga del electrodo negativo por unidad de área (mHh/cm2) X eficiencia del electrodo negativo (%)/capacidad del electrodo positivo por unidad de área (mHh/cm2)
Es decir, como se ilustra en la FIG. 1c que ilustra un estado en el que aparecen un área A en las proximidades del orificio central y un área exterior B en el ensamblaje cilíndrico de electrodos, cuando la capacidad del electrodo positivo 3 por unidad de área (capacidad para alojar electrones por unidad de área) es la misma en conjunto, la relación N/P del área A en las proximidades del orificio central puede ser inferior al 100%, pero la relación N/P del área exterior B puede superar el 100%. De este modo, el deterioro del electrodo se acelera en el área A en las proximidades del orificio central para tener una mala influencia en la vida útil de la batería secundaria.
CN 102187496A divulga una pila con un ensamblaje de electrodo bobinado en el que un electrodo positivo o negativo se fabrica de forma que una capacidad de área de una superficie del electrodo es diferente de la de la otra superficie del electrodo, produciendo el efecto de que en un estado bobinado se minimizan las variaciones inducidas geométricamente de la relación de capacidad N/P en la dirección del bobinado.
Divulgación de la invención
Problema técnico
Por lo tanto, un objeto principal de la presente invención para resolver el problema anterior es proporcionar un ensamblaje de electrodos, en el que una capacidad de electrodo positivo en un área en la vecindad de un orificio central y una capacidad de electrodo positivo en un área exterior sean diferentes entre sí, o una capacidad de electrodo positivo en el área en la vecindad del orificio central y una capacidad de electrodo positivo en el área exterior sean diferentes entre sí para reducir una desviación en la relación N/P.
Solución técnica
La presente invención para lograr el objeto anterior proporciona un ensamblaje de electrodo, en el que un electrodo positivo, un separador, un electrodo negativo se bobinan en un estado apilado, en donde el electrodo positivo comprende un primer electrodo positivo y un segundo electrodo positivo, cada uno del primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo se fabrica aplicando un material activo de electrodo positivo sobre una superficie de un colector de electrodo positivo, en donde el material activo del electrodo positivo no se aplica en un extremo para formar una porción no recubierta del electrodo positivo sobre la que se expone el colector del electrodo positivo, las porciones no recubiertas del electrodo positivo del primer electrodo positivo y del segundo electrodo positivo están unidas para conectarse entre sí, y en donde una capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y una capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo son diferentes entre sí.
El material activo positivo aplicado al primer electrodo positivo y el material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo pueden fabricarse mezclando las mismas composiciones, pero una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo pueden establecerse de forma diferente en función de una relación atómica o una relación de masas, de modo que la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo sean diferentes entre sí.
Una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo pueden ser iguales.
Además, el material activo positivo aplicado al primer electrodo positivo y el material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo pueden fabricarse mezclando las mismas composiciones, pero una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo pueden ajustarse de forma diferente para que la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo sean diferentes entre sí.
La cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y la cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo pueden tener la misma relación de composición basada en una relación atómica o en una relación de masas.
El material activo positivo aplicado al primer electrodo positivo y el material activo positivo aplicado al segundo electrodo positivo pueden fabricarse mezclando las mismas composiciones, pero una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo se establecen para que sean diferentes de una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo y una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo, de modo que la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo sean diferentes entre sí.
Además, una pestaña del electrodo positivo está sobrepuesta a un punto en el que la porción no recubierta del electrodo positivo del primer electrodo positivo y la porción no recubierta del electrodo positivo del segundo electrodo positivo pueden estar unidas entre sí.
En este caso, la pestaña del electrodo positivo puede tener un lado soldado a la porción no recubierta del electrodo positivo del primer electrodo positivo y el otro lado soldado a la porción no recubierta del electrodo positivo del segundo electrodo positivo.
El primer electrodo positivo puede fabricarse de modo que al menos una de la al menos una cantidad de material activo para electrodos positivos aplicado a una superficie del colector de electrodos positivos; o una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas del material activo del electrodo positivo sea diferente de la del material activo de electrodo positivo aplicado a la otra superficie del colector de electrodos positivos, de modo que una capacidad por unidad de área en una superficie y una capacidad por unidad de área en la otra superficie sean diferentes entre sí.
El segundo electrodo positivo puede fabricarse de modo que al menos una de la al menos una cantidad de material activo para electrodos positivos aplicado a una superficie del colector de electrodos positivos; o una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas del material activo del electrodo positivo sea diferente de la del material activo de electrodo positivo aplicado a la otra superficie del colector de electrodos positivos, de modo que una capacidad por unidad de área en una superficie y una capacidad por unidad de área en la otra superficie sean diferentes entre sí.
Además, la presente invención proporciona además una estructura en la que el electrodo positivo está dividido, así como la estructura en la que el electrodo negativo está dividido como se ha descrito anteriormente. Es decir, en un ensamblaje de electrodos, en el que un electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo se bobinan en un estado apilado, de acuerdo con la presente invención que tiene las características técnicas descritas anteriormente, el electrodo negativo comprende un primer electrodo negativo y un segundo electrodo negativo, cada uno del primer electrodo negativo y del segundo electrodo negativo se fabrica aplicando un material activo de electrodo negativo sobre una superficie de un colector de electrodo negativo, en donde el material activo del electrodo negativo no se aplica en un extremo para formar una porción no recubierta del electrodo negativo sobre la que se expone el colector del electrodo negativo, las porciones no recubiertas del electrodo negativo del primer electrodo negativo y del segundo electrodo negativo están unidas para conectarse entre sí, y en donde una capacidad por unidad de área del primer electrodo negativo y una capacidad por unidad de área del segundo electrodo negativo son diferentes entre sí.
El material activo negativo aplicado al primer electrodo negativo y el material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo pueden fabricarse mezclando las mismas composiciones, pero una relación de composición del material activo del electrodo negativo aplicado al primer electrodo negativo y una relación de composición del material activo negativo aplicado al segundo electrodo negativo pueden establecerse de forma diferente en función de una relación atómica o una relación de masas.
Una cantidad de material activo del electrodo negativo aplicado al primer electrodo negativo y una cantidad de material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo pueden ser iguales.
Alternativamente, el material activo negativo aplicado al primer electrodo negativo y el material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo pueden fabricarse mezclando las mismas composiciones, pero una cantidad de material activo del electrodo negativo aplicado al primer electrodo negativo y una cantidad de material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo se fijan de forma diferente.
Una pestaña del electrodo negativo puede estar sobrepuesta a un punto en el que la porción no recubierta del electrodo negativo del primer electrodo negativo y la porción no recubierta del electrodo negativo del segundo electrodo negativo están unidas entre sí.
La pestaña del electrodo negativo puede tener un lado soldado a la porción no recubierta del electrodo negativo del primer electrodo negativo y el otro lado soldado a la porción no recubierta del electrodo negativo del segundo electrodo negativo.
Alternativamente, se forma adicionalmente una porción no recubierta del electrodo negativo en el primer electrodo negativo en un extremo opuesto al lado conectado al segundo electrodo negativo, y se forma adicionalmente una porción no recubierta del electrodo negativo en el segundo electrodo negativo en un extremo opuesto al lado conectado al primer electrodo negativo (como la estructura de acuerdo con la técnica relacionada, que se ilustra en la FIG. 1b), en donde una pestaña del electrodo negativo está unida a cualquiera de la porción no recubierta del electrodo negativo formada adicionalmente en el primer electrodo negativo o a la porción no recubierta del electrodo negativo formada adicionalmente en el segundo electrodo negativo.
Además, se puede proporcionar adicionalmente una batería secundaria en la que el ensamblaje de electrodos que tiene las características técnicas descritas anteriormente esté incrustado en una carcasa.
Efectos ventajosos
En el ensamblaje de electrodos que tiene la configuración anterior de acuerdo con la presente invención, dado que el electrodo positivo tiene la estructura en la que el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo están unidos entre sí, el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo pueden fabricarse individualmente y, por lo tanto, pueden determinarse en capacidad por unidad de área de acuerdo con si el primer y el segundo electrodos positivos están dispuestos en el lado central o en el lado exterior para reducir la desviación en la relación N/P en comparación con la estructura de acuerdo con la técnica relacionada.
Aquí, las capacidades por unidad de área del primer electrodo positivo y del segundo electrodo positivo son diferentes entre sí, y el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo tienen grosores diferentes entre sí. Además, como la capacidad por unidad de área de una superficie y de la otra superficie también pueden ser diferentes entre sí, la capacidad por unidad de área puede ajustarse en función de la posición bobinada.
Además, como la pestaña del electrodo positivo está sobrepuesta al punto en el que la porción no recubierta del electrodo positivo del primer electrodo positivo y la porción no recubierta del electrodo positivo del segundo electrodo positivo están unidas entre sí, la fuerza de unión entre el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo puede aumentar.
Además, dado que las características técnicas aplicadas al electrodo positivo descritas anteriormente también pueden aplicarse igualmente al electrodo negativo, puede producirse el efecto de determinar con flexibilidad si las características técnicas se aplican al electrodo positivo o al electrodo negativo en función de las condiciones de fabricación.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1a es una vista que ilustra un estado en el que dos hojas de separadores se fijan primero a un núcleo y, a continuación, se colocan secuencialmente un electrodo negativo y un electrodo positivo.
La FIG. 1b es una vista que ilustra un estado en el que el electrodo positivo y el electrodo negativo, que se colocan como se ilustra en la FIG. 1a, de acuerdo con la técnica relacionada se despliegan.
La FIG. 1c es una vista que ilustra un estado en el que están dispuestas un área A en las proximidades de un orificio central y un área exterior B en un ensamblaje de electrodos cilíndrico.
La FIG. 2 es una vista que ilustra un estado en el que un electrodo positivo y un electrodo negativo están desplegados, en donde el electrodo positivo está configurado de forma que un primer electrodo positivo y un segundo electrodo positivo están unidos entre sí.
La FIG. 3 es una vista que ilustra un estado en el que una pestaña de electrodo positivo está unida adicionalmente a un punto en el que el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo están unidos entre sí después de que el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo estén unidos entre sí.
La FIG. 4 es una vista transversal (a) que ilustra un estado en el que un material activo del electrodo positivo que tiene la misma relación de composición se aplica en ambas superficies del primer electrodo positivo y del segundo electrodo positivo, una vista transversal (b) que ilustra materiales activos del electrodo positivo que tienen diferentes relaciones de composición se aplican en una superficie y la otra superficie, respectivamente, y una vista transversal (c) que ilustra un estado en el que un material activo del electrodo positivo que tiene la misma relación de composición se aplica en cantidades diferentes en ambas superficies laterales.
La FIG. 5 es una vista que ilustra un estado (d) antes de que el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo, a los que se aplican respectivamente materiales activos del electrodo positivo que tienen diferentes proporciones de composición, se unan entre sí y un estado (e) antes de que el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo, a los que se aplica en diferentes cantidades un material activo del electrodo positivo que tiene la misma proporción de composición, se unan entre sí.
La FIG. 6 es una vista que ilustra un estado en el que el electrodo positivo y el electrodo negativo están desplegados, en donde el electrodo negativo está configurado de forma que un primer electrodo negativo y un segundo electrodo negativo están unidos entre sí.
La FIG. 7 es una vista que ilustra un estado en el que una pestaña de electrodo negativo está unida adicionalmente a un punto en el que el primer electrodo negativo y el segundo electrodo negativo están unidos entre sí después de que el primer electrodo negativo y el segundo electrodo negativo estén unidos entre sí.
Modo para llevar a cabo la invención
A continuación, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente invención haciendo referencia a los dibujos que la acompañan, de tal manera que la idea técnica de la presente invención pueda ser llevada a cabo fácilmente por una persona con conocimientos ordinarios en la técnica a la que pertenece la invención.
Para describir con claridad la presente invención, se omiten partes irrelevantes para la descripción y se asignan los mismos números de referencia a los componentes iguales o similares en toda la memoria descriptiva.
Asimismo, los términos o palabras utilizados en esta memoria descriptiva y reivindicaciones no deben interpretarse restrictivamente como significados ordinarios o basados en diccionarios, sino que deben interpretarse como significados y conceptos conformes al alcance de la presente invención basándose en el principio de que un inventor puede definir adecuadamente el concepto de un término para describir y explicar su invención de la mejor manera.
La presente invención se refiere a un ensamblaje de electrodos, en el que un primer electrodo positivo 10 y un segundo electrodo positivo 20, que tienen diferentes capacidades por unidad de área para suprimir o al menos aliviar el problema de la aparición de una desviación en la relación N/P entre un área en las proximidades de un orificio central y un área exterior, y un ensamblaje de electrodos, en el que un primer electrodo negativo 40 y un segundo electrodo negativo 50 están unidos para formar un electrodo negativo 200. A continuación, la presente invención se describirá en más detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
Ensamblaje de electrodos aplicado al electrodo positivo
La FIG. 2 es una vista que ilustra un estado en el que un electrodo positivo 100 y un electrodo negativo 200 están desplegados, en donde el electrodo positivo 100 está configurado de modo que un primer electrodo positivo 10 y un segundo electrodo positivo 20 están unidos entre sí, y la FIG. 3 es una vista que ilustra un estado en el que una pestaña de electrodo positivo 30 está unida adicionalmente a un punto en el que el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 están unidos entre sí después de que el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 estén unidos entre sí.
Con referencia a las FIG. 2 y 3, un ensamblaje de electrodos de la presente invención es un ensamblaje de electrodos fabricado bobinando un separador, el electrodo negativo 200, un separador y el electrodo positivo 100, que se encuentran en estado apilado. Cuando los extremos iniciales de dos hojas de separadores se bobinan alrededor de un núcleo, el electrodo negativo 200 y el electrodo positivo 100 se colocan secuencialmente para fabricar el ensamblaje de electrodos.
Aquí, en el ensamblaje de electrodos de acuerdo con la presente invención, el electrodo positivo 100 está configurado de modo que el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20, que tienen diferentes capacidades por unidad de área, están unidos entre sí.
Es decir, el primer electrodo positivo 10 se fabrica aplicando un material activo del electrodo positivo sobre una superficie de un colector del electrodo positivo, y el segundo electrodo positivo 20 también se fabrica aplicando el material activo del electrodo positivo sobre una superficie de un colector del electrodo positivo.
Además, cada uno del primer electrodo positivo 10 y del segundo electrodo positivo 20 tiene una estructura en la que las porciones 11 y 21 no recubiertas del electrodo positivo, sobre las que no se aplica el material activo del electrodo positivo para exponer el colector del electrodo positivo, están formadas en sus extremos, y las porciones no recubiertas del electrodo positivo 11 y 21 del segundo electrodo positivo 20 están unidas entre sí mediante soldadura o un adhesivo conductor.
Además, una pestaña del electrodo positivo 30 está sobrepuesta a un punto en el que la porción no recubierta del electrodo positivo 11 del primer electrodo positivo 10 y la porción no recubierta del electrodo positivo 21 del segundo electrodo positivo 20 están unidas entre sí. Más en detalle, la pestaña del electrodo positivo 30 está unida de modo que un lado de la misma está soldado a la porción no recubierta del electrodo positivo 11 del primer electrodo positivo 10, y el otro lado de la misma está soldado a la porción no recubierta del electrodo positivo 21 del segundo electrodo positivo 20. De este modo, la pestaña del electrodo positivo 30 puede permitir que el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 aumenten la fuerza de unión entre ellos.
La FIG. 4 es una vista transversal (a) que ilustra un estado en el que un material activo del electrodo positivo que tiene la misma relación de composición se aplica en ambas superficies del primer electrodo positivo 10 y del segundo electrodo positivo 20, una vista transversal (b) que ilustra materiales activos del electrodo positivo que tienen diferentes relaciones de composición se aplican en una superficie y la otra superficie, respectivamente, y una vista transversal (c) que ilustra un estado en el que un material activo del electrodo positivo que tiene la misma relación de composición se aplica en cantidades diferentes en ambas superficies laterales.
Como se ilustra en (a) de la FIG. 4, el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 pueden aplicarse de forma que un material activo del electrodo positivo A1 que tenga la misma proporción de composición tenga el mismo grosor en un lado y en el otro de un colector del electrodo positivo C.
Además, como se ilustra en (b) de la FIG. 4, se puede aplicar a la otra superficie del colector del electrodo positivo C un material activo del electrodo positivo A2, que está compuesto por una relación de composición diferente mediante el aumento o la disminución del contenido de una composición específica relacionada con la estabilidad o la capacidad, de modo que sea diferente de la relación de composición del material activo del electrodo positivo A1 aplicado a una superficie, de modo que las capacidades por unidad de área de ambas superficies sean diferentes entre sí.
Alternativamente, como se ilustra en (c) de la FIG. 4, los materiales activos del electrodo positivo A1 y A3 que tienen la misma proporción de composición pueden aplicarse a ambas superficies, pero las capacidades por unidad de área pueden ser diferentes entre sí por una mayor cantidad de material activo del electrodo positivo en la otra superficie que la del material activo del electrodo positivo aplicado en una superficie.
Es decir, en la presente invención, todo el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 o cualquiera del primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 puede fabricarse de modo que al menos una de las cantidades de material activo del electrodo positivo A1 aplicado a una superficie del colector del electrodo positivo C; o una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas del material activo del electrodo positivo A1 sea diferente de la de cada uno de los materiales activos del electrodo positivo A2 y A3 aplicados a la otra superficie del colector del electrodo positivo C. Como resultado, la capacidad por unidad de área en una superficie y la capacidad por unidad de área en la otra superficie pueden ser diferentes entre sí.
Por lo tanto, la presente invención proporciona realizaciones en las que las capacidades por unidad de área del primer electrodo positivo 10 y del segundo electrodo positivo 20 se forman de forma diferente combinando las características anteriores.
Primera realización
La FIG. 5 es una vista que ilustra un estado (d) antes de que el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20, a los que se aplican respectivamente materiales activos del electrodo positivo que tienen diferentes proporciones de composición, se unan entre sí y un estado (e) antes de que el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20, a los que se aplica en diferentes cantidades un material activo del electrodo positivo que tiene la misma proporción de composición, se unan entre sí.
En esta realización, el material activo de electrodo positivo A1 aplicado al primer electrodo positivo 10 y el material activo de electrodo positivo A2 aplicado al segundo electrodo positivo 20 se fabrican mezclando las mismas composiciones, pero una relación de composición del material activo de electrodo positivo A1 aplicado al primer electrodo positivo 10 y una relación de composición del material activo de electrodo positivo A2 aplicado al segundo electrodo positivo 20 basada en una relación atómica o una relación de masas, se establecen para que sean diferentes entre sí y, por lo tanto, la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo 10 y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo 20 pueden ser diferentes entre sí.
Es decir, como se ilustra en (d) de la FIG. 5, la relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al colector del electrodo positivo C puede variar y, por lo tanto, las capacidades por unidad de área del primer electrodo positivo 10 y del segundo electrodo positivo 20 pueden ser diferentes entre sí.
Aquí, el material activo positivo A1 aplicado al primer electrodo positivo 10 y el material activo del electrodo positivo A2 aplicado al segundo electrodo positivo 20 pueden aplicarse en la misma cantidad (pueden tener el mismo grosor).
Segunda realización
Además, como se ilustra en (e) de la FIG. 5, un material activo del electrodo positivo A1 aplicado al primer electrodo positivo 10 y un material activo del electrodo positivo A3 aplicado al segundo electrodo positivo 20 se fabrican mezclando las mismas composiciones, pero una cantidad de material activo del electrodo positivo A1 aplicado al primer electrodo positivo 10 y una cantidad de material activo del electrodo positivo A3 aplicado al segundo electrodo positivo 20 se ajustan para que sean diferentes entre sí, y de este modo la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo 10 y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo 20 pueden ser diferentes entre sí.
Aquí, el material activo del electrodo positivo A1 aplicado al primer electrodo positivo 10 y el material activo del electrodo positivo A2 aplicado al segundo electrodo positivo 20 pueden fabricarse para tener la misma relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas.
Alternativamente, el material activo positivo aplicado al primer electrodo positivo 10 y el material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo 20 se fabrican mezclando las mismas composiciones de acuerdo con una combinación de la primera realización y la segunda realización, pero una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo; y una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas del material activo del electrodo positivo del electrodo puede ajustarse para que sea diferente de una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo 20 y una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas del material activo del electrodo positivo. Como resultado, la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo 10 y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo 20 pueden ser diferentes entre sí.
Además, aunque en la presente invención sólo se ha descrito la estructura de conexión del primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 que tienen diferentes capacidades por unidad de área, se puede formar adicionalmente una porción no recubierta de electrodo positivo 21 en un extremo opuesto del segundo electrodo positivo 20 y, a continuación, conectar secuencialmente un tercer electrodo positivo y un cuarto electrodo positivo, cada uno de los cuales tiene la porción no recubierta de electrodo positivo. En este caso, una capacidad por unidad de área de cada uno de los electrodos tercero y cuarto conectados adicionalmente puede ser diferente de la de cada uno de los electrodos primero y segundo.
Ensamblaje de electrodos aplicado al electrodo negativo
Como se ha descrito anteriormente, en el ensamblaje de electrodos de acuerdo con la presente invención, la configuración aplicada al electrodo positivo puede aplicarse igualmente al electrodo negativo.
La FIG. 6 es una vista que ilustra un estado en el que el electrodo positivo y el electrodo negativo están desplegados, en donde el electrodo negativo 200 está configurado de modo que un primer electrodo negativo 40 y un segundo electrodo negativo 50 están unidos entre sí, y la FIG. 7 es una vista que ilustra un estado en el que una pestaña de electrodo negativo está unida adicionalmente a un punto en el que el primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 están unidos entre sí después de que el primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 estén unidos entre sí.
Con referencia a las FIG. 6 y 8, un ensamblaje de electrodos que tiene una estructura, en la que dos electrodos negativos están conectados entre sí, de acuerdo con la presente invención es un ensamblaje de electrodos fabricado bobinando un separador, el electrodo negativo 200, un separador y el electrodo positivo 100, que están en estado apilado. Cuando los extremos iniciales de dos hojas de separadores se bobinan alrededor de un núcleo, el electrodo negativo 200 y el electrodo positivo 100 se colocan secuencialmente para fabricar el ensamblaje de electrodos.
Aquí, en el ensamblaje de electrodos de acuerdo con la presente invención, el electrodo negativo 200 está configurado de modo que el primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50, que tienen diferentes capacidades por unidad de área, están unidos entre sí.
Es decir, al igual que la estructura descrita anteriormente del electrodo positivo, el primer electrodo negativo 40 se fabrica aplicando un material activo del electrodo negativo sobre una superficie de un colector del electrodo negativo, y el segundo electrodo negativo 50 también se fabrica aplicando el material activo del electrodo negativo sobre una superficie de un colector del electrodo negativo.
Además, cada uno del primer electrodo negativo 40 y del segundo electrodo negativo 50 tiene una estructura en la que las porciones no recubiertas del electrodo negativo 41 y 41, sobre las que no se aplica el material activo del electrodo negativo para exponer el colector del electrodo negativo, están formadas en sus extremos, y las porciones no recubiertas del electrodo negativo 41 y 51 del segundo electrodo negativo 50 están unidas entre sí mediante soldadura o un adhesivo conductor.
Además, una pestaña del electrodo negativo 60 está sobrepuesta a un punto en el que la porción no recubierta del electrodo negativo 41 del primer electrodo negativo 40 y la porción no recubierta del electrodo negativo 51 del segundo electrodo negativo 50 están unidas entre sí. Más en detalle, la pestaña del electrodo negativo 60 está unida de modo que un lado de la misma está soldado a la porción no recubierta del electrodo negativo 41 del primer electrodo negativo 40, y el otro lado de la misma está soldado a la porción no recubierta del electrodo negativo 51 del segundo electrodo negativo 50. De este modo, la pestaña del electrodo negativo 60 puede permitir que el primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 aumenten la fuerza de unión entre ellos.
Como referencia, al igual que la estructura (la estructura ilustrada en la FIG. 1b) de acuerdo con la técnica relacionada, la pestaña del electrodo negativo 60 puede estar unida a un extremo del electrodo negativo. Es decir, en el primer electrodo negativo 40 puede formarse adicionalmente una porción no recubierta del electrodo negativo 42 en un extremo opuesto al lado conectado al segundo electrodo negativo 50, y en el segundo electrodo negativo 50 puede formarse adicionalmente una porción no recubierta del electrodo negativo 52 en un extremo opuesto al lado conectado al primer electrodo negativo 40. Además, el ensamblaje de electrodos puede tener una estructura en la que la pestaña del electrodo negativo 60 está unida a cualquiera de la porción no recubierta del electrodo negativo 42 formada adicionalmente en el primer electrodo negativo 40 o a la porción no recubierta del electrodo negativo 52 formada adicionalmente en el segundo electrodo negativo 50.
Además, al igual que la estructura descrita anteriormente del electrodo positivo, cada uno del primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 puede tener una estructura en la que un material activo negativo con la misma proporción de composición se aplica con el mismo grosor a un lado y al otro lado del colector del electrodo negativo.
Además, se puede aplicar a la otra superficie del colector del electrodo positivo un material activo del electrodo positivo, que está compuesto por una relación de composición diferente mediante el aumento o la disminución del contenido de una composición específica relacionada con la estabilidad o la capacidad, de modo que sea diferente de la relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado a una superficie, de modo que las capacidades por unidad de área de ambas superficies sean diferentes entre sí.
Alternativamente, los materiales activos del electrodo positivo que tienen la misma proporción de composición pueden aplicarse a ambas superficies del colector de electrodo negativo, pero las capacidades por unidad de área pueden ser diferentes entre sí por una mayor cantidad de material activo del electrodo positivo en la otra superficie que la del material activo del electrodo positivo aplicado en una superficie.
Es decir, todo el primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 o uno cualquiera del primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 pueden fabricarse de modo que al menos uno de la cantidad de material activo del electrodo negativo aplicado a una superficie del colector del electrodo negativo; o una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masa del material activo del electrodo negativo sea diferente de la de cada uno de los materiales activos del electrodo negativo aplicados a la otra superficie del colector de electrodo negativo. Como resultado, la capacidad por unidad de área en una superficie y la capacidad por unidad de área en la otra superficie pueden ser diferentes entre sí.
Por lo tanto, en la presente invención, las capacidades por unidad de área del primer electrodo negativo 40 y del segundo electrodo negativo 50 pueden formarse de manera diferente de la misma manera que en la configuración en la que las capacidades por unidad de área del primer electrodo positivo 10 y del segundo electrodo positivo 20 se forman de manera diferente combinando las características anteriores.
Además, también puede ser posible una configuración en la que la porción no recubierta del electrodo negativo esté formada adicionalmente en el extremo opuesto del segundo electrodo negativo 50, y el tercer y cuarto electrodo negativo, cada uno de los cuales tiene la porción no recubierta del electrodo negativo, estén conectados secuencialmente. En este caso, cada uno de los electrodos negativos tercero y cuarto, que están conectados adicionalmente, también puede tener una capacidad diferente a la de cada uno de los electrodos negativos primero y segundo.
En el ensamblaje de electrodos que tiene la configuración anterior de acuerdo con la presente invención, ya que el electrodo positivo 100 tiene la estructura en la que el primer electrodo positivo 10 y el segundo electrodo positivo 20 están unidos entre sí, o el electrodo negativo 200 tiene la estructura en la que el primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 están unidos entre sí, cada uno del electrodo positivo 100 y el electrodo negativo 200 puede determinarse en capacidad por unidad de área en función de si los electrodos positivos primero y segundo o los electrodos negativos primero y segundo están dispuestos en el lado central o en el lado exterior para reducir la desviación en la relación N/P en comparación con la estructura de acuerdo con la técnica relacionada.
Aquí, las capacidades por unidad de área del primer electrodo positivo 10 y del segundo electrodo positivo 20 o del primer electrodo negativo 40 y del segundo electrodo negativo 50 pueden ser diferentes entre sí, y el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo o el primer electrodo negativo 40 y el segundo electrodo negativo 50 tienen grosores diferentes entre sí. Además, como la capacidad por unidad de área de una superficie y de la otra superficie también pueden ser diferentes entre sí, la capacidad por unidad de área puede ajustarse en función de la posición bobinada.
Además, ya que la pestaña del electrodo positivo 30 puede estar unida de forma solapada al punto en el que la porción no recubierta del electrodo positivo 21 del primer electrodo positivo 10 y la porción no recubierta del electrodo positivo 21 del segundo electrodo positivo 20 están unidas entre sí, o la pestaña del electrodo negativo 60 puede estar sobrepuesta al punto en el que la porción no recubierta del electrodo negativo 41 del primer electrodo negativo 40 y la porción no recubierta del electrodo negativo 51 del segundo electrodo negativo 50 están unidas entre sí, la fuerza de unión entre el primer electrodo positivo y el segundo electrodo positivo o entre el primer electrodo negativo y el segundo electrodo negativo puede aumentar.
Además, en la presente invención, se puede proporcionar una batería secundaria, en la que el ensamblaje de electrodos descrito anteriormente está incrustado en la carcasa.
[Descripción de los símbolos]
10: Primer electrodo positivo
20: Segundo electrodo positivo
30: Pestaña del electrodo positivo
40: Primer electrodo negativo
50: Segundo electrodo negativo
60: Pestaña del electrodo negativo
100: Electrodo positivo
200: Electrodo negativo

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un ensamblaje de electrodos, en el que un electrodo positivo, un separador y un electrodo negativo están bobinados en estado de apilamiento,
en donde el electrodo positivo comprende un primer electrodo positivo y un segundo electrodo positivo, cada uno del primer electrodo positivo y del segundo electrodo positivo se fabrica aplicando un material activo del electrodo positivo sobre una superficie de un colector del electrodo positivo, en donde el material activo del electrodo positivo no se aplica en un extremo para formar una porción no recubierta del electrodo positivo sobre la que se expone el colector del electrodo positivo,
las porciones no recubiertas del electrodo positivo del primer electrodo positivo y del segundo electrodo positivo están unidas para conectarse entre sí, y
en donde una capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y una capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo son diferentes entre sí.
2. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 1, en donde el material activo positivo aplicado al primer electrodo positivo y el material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo se fabrican mezclando las mismas composiciones, pero una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo se establecen de forma diferente en función de una relación atómica o una relación de masas, de modo que la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo sean diferentes entre sí.
3. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 2, en donde una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo son iguales.
4. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 1, en donde el material activo positivo aplicado al primer electrodo positivo y el material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo se fabrica mezclando las mismas composiciones, pero una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo se ajustan de forma diferente para que la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo sean diferentes entre sí.
5. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 4, en donde la cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y la cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo tienen la misma relación de composición basada en una relación atómica o relación de masas.
6. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 1, en donde el material activo positivo aplicado al primer electrodo positivo y el material activo positivo aplicado al segundo electrodo positivo se fabrican mezclando las mismas composiciones, pero una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo y una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al primer electrodo positivo se establecen para que sean diferentes de una cantidad de material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo y una relación de composición del material activo del electrodo positivo aplicado al segundo electrodo positivo, de modo que la capacidad por unidad de área del primer electrodo positivo y la capacidad por unidad de área del segundo electrodo positivo sean diferentes entre sí.
7. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 1, en donde una pestaña del electrodo positivo está sobrepuesta a un punto en el que la porción no recubierta del electrodo positivo del primer electrodo positivo y la porción no recubierta del electrodo positivo del segundo electrodo positivo están unidas entre sí.
8. El ensamblaje de electrodo de la reivindicación 7, en donde la pestaña del electrodo positivo tiene un lado soldado a la porción no recubierta del electrodo positivo del primer electrodo positivo y el otro lado soldado a la porción no recubierta del electrodo positivo del segundo electrodo positivo.
9. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 1, en donde el primer electrodo positivo está fabricado de modo que al menos una de la al menos una cantidad de material activo para electrodos positivos aplicado a una superficie del colector de electrodos positivos; o una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas del material activo del electrodo positivo sea diferente de la del material activo de electrodo positivo aplicado a la otra superficie del colector de electrodos positivos, de modo que una capacidad por unidad de área en una superficie y una capacidad por unidad de área en la otra superficie sean diferentes entre sí.
10. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 1, en donde el segundo electrodo positivo está fabricado de modo que al menos una de la al menos una cantidad de material activo para electrodos positivos aplicado a una superficie del colector de electrodos positivos; o una relación de composición basada en una relación atómica o una relación de masas del material activo del electrodo positivo sea diferente de la del material activo de electrodo positivo aplicado a la otra superficie del colector de electrodos positivos, de modo que una capacidad por unidad de área en una superficie y una capacidad por unidad de área en la otra superficie sean diferentes entre sí.
11. Un ensamblaje de electrodos, en el que un electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo están bobinados en estado de apilamiento,
en donde el electrodo negativo comprende un primer electrodo negativo y un segundo electrodo negativo, cada uno del primer electrodo negativo y del segundo electrodo negativo se fabrica aplicando un material activo de electrodo negativo sobre una superficie de un colector del electrodo negativo, en donde el material activo de electrodo negativo no se aplica en un extremo para formar una porción no recubierta del electrodo negativo sobre la que se expone el colector del electrodo negativo,
las porciones no recubiertas del electrodo negativo del primer electrodo negativo y del segundo electrodo negativo están unidas para conectarse entre sí, y
en donde una capacidad por unidad de área del primer electrodo negativo y una capacidad por unidad de área del segundo electrodo negativo son diferentes entre sí.
12. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 11, en donde el material activo negativo aplicado al primer electrodo negativo y el material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo se fabrican mezclando las mismas composiciones, pero una relación de composición del material activo del electrodo negativo aplicado al primer electrodo negativo y una relación de composición del material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo se establecen de forma diferente en función de una relación atómica o una relación de masas.
13. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 11, en donde una cantidad de material activo de electrodo negativo aplicado al primer electrodo negativo y una cantidad de material activo de electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo son iguales.
14. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 11, en donde el material activo negativo aplicado al primer electrodo negativo y el material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo se fabrican mezclando las mismas composiciones, pero una cantidad de material activo del electrodo negativo aplicado al primer electrodo negativo y una cantidad de material activo del electrodo negativo aplicado al segundo electrodo negativo se establecen de forma diferente.
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