ES3034397T3 - Electrode assembly stacking fault detection method, electrode assembly including insulating member, and battery cell including same - Google Patents

Electrode assembly stacking fault detection method, electrode assembly including insulating member, and battery cell including same

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ES3034397T3
ES3034397T3 ES21877889T ES21877889T ES3034397T3 ES 3034397 T3 ES3034397 T3 ES 3034397T3 ES 21877889 T ES21877889 T ES 21877889T ES 21877889 T ES21877889 T ES 21877889T ES 3034397 T3 ES3034397 T3 ES 3034397T3
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Suk Woo Lee
Su Hyun Yun
Dong Sik Yoon
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Abstract

La presente invención se refiere a: un método de detección de fallas de apilamiento de un conjunto de electrodos, que puede detectar si un conjunto de electrodos tiene una falla de apilamiento en una etapa temprana; un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante; y una celda de batería que lo incluye. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método de detección de defectos de apilamiento de conjuntos de electrodos, conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante, y celda de batería que incluye el mismo
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos, un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante, y una celda de batería que incluye el conjunto de electrodos. Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad basándose en la solicitud de patente coreana n.° 10-2020-0129936, presentada el 8 de octubre de 2020.
Antecedentes de la invención
Recientemente, las baterías secundarias capaces de cargarse y descargarse se han utilizado ampliamente como fuentes de energía de dispositivos móviles inalámbricos. Además, la batería secundaria ha llamado la atención como fuente de energía de un vehículo eléctrico, un vehículo eléctrico híbrido, etc., que se proponen como una solución para la contaminación del aire de los vehículos de gasolina y los vehículos diésel existentes que utilizan combustibles fósiles. Por lo tanto, los tipos de aplicaciones que utilizan la batería secundaria están actualmente muy diversificadas debido a las ventajas de la batería secundaria, y se espera que la batería secundaria se aplique a muchos campos y productos en el futuro.
Estas baterías secundarias pueden clasificarse en baterías de iones de litio, baterías de polímero de iones de litio, baterías de polímero de litio, etc., dependiendo de la composición del electrodo y del electrolito, y, entre ellas, aumenta el uso de baterías de polímero de iones de litio, menos propensas a las fugas de electrolito y fáciles de fabricar. En general, las baterías secundarias se clasifican en baterías cilíndricas y baterías prismáticas, en las que un conjunto de electrodos se incrusta en una petaca metálica cilíndrica o rectangular, dependiendo de la forma de la carcasa de batería, y baterías de tipo petaca, en las que el conjunto de electrodos se incrusta en una carcasa de tipo petaca de una lámina de laminado de aluminio. El conjunto de electrodos integrado en la carcasa de batería está compuesto por un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y es un elemento generador de energía capaz de cargarse y descargarse. El conjunto de electrodos se clasifica en un arrollamiento de tipojelly-rollcon un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, que tienen forma de lámina alargada y se recubren con materiales activos, y de tipo pila, en el que una pluralidad de electrodos positivos y electrodos negativos de un tamaño predeterminado se apilan secuencialmente mientras un separador se interpone entre los mismos.
En el presente documento, a medida que aumenta la capacidad de la batería, también aumenta el tamaño de la carcasa y está cobrando importancia el procesamiento de un material delgado. En este sentido, la cantidad de uso de las baterías de tipo petaca, que tienen una estructura en la que un conjunto de electrodos de tipo pila o pila/plegado se construye en una carcasa de batería de tipo petaca de una lámina de laminado de aluminio, aumenta gradualmente por las razones de unos costes de fabricación bajos, un bajo peso y una modificación de forma sencilla, etc. El documento KR 2017 0024498 A divulga un dispositivo de detección de defectos de un conjunto de electrodos. El documento US 2012115018 A1 divulga una celda de estado sólido y un método de fabricación de la misma. El documento JP 2016081558 A divulga un aparato y método para fabricar un conjunto de electrodos.
La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra un proceso de fabricación de electrodos convencional, y la figura 2 es un diagrama que muestra una estructura de un conjunto de electrodos.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, en un método de fabricación de electrodos convencional, una capa de material activo de electrodo 2 se forma aplicando una lechada de electrodo que contiene un material activo de electrodo sobre un colector de corriente 1, que se secó y se laminó entonces y se ranuró entonces para fabricar de ese modo un electrodo. Un electrodo positivo se fabrica aplicando como recubrimiento una lechada de electrodo positivo que contiene un material activo de electrodo positivo sobre un colector de corriente de electrodo positivo, y un electrodo negativo se fabrica aplicando como recubrimiento una lechada de electrodo negativo que contiene un material activo de electrodo negativo sobre un colector de corriente de electrodo negativo.
El electrodo positivo 13 y el electrodo negativo 14 fabricados y el separador 15 se apilan de forma alterna para fabricarse en forma de un conjunto de electrodos 12, que se integra entonces en una carcasa de batería, para fabricar de ese modo una celda de batería 10. Además, un conjunto de electrodos 12 normal tiene una estructura en la que el electrodo negativo 14 cubre el electrodo positivo 13 debido a que la anchura y la longitud del electrodo negativo 14 se ajustan para ser mayores que la anchura y la longitud del electrodo positivo 13. Sin embargo, cuando se fabrica un conjunto de electrodos 12, debido a que el electrodo positivo 13 o el electrodo negativo 14 se ubica en una posición inapropiada, puede tener lugar en el conjunto de electrodos 12 un fenómeno de defecto de laminación en el que el extremo del electrodo positivo 13 supera el extremo del electrodo negativo 14. En concreto, el fenómeno de saliente (A, B) del electrodo positivo puede tener lugar en la región saliente del electrodo negativo 14.
Como se ha descrito anteriormente, cuando tiene lugar un fenómeno de defecto de laminación en el conjunto de electrodos 12, el electrodo positivo 13 y el electrodo negativo 14 pueden entrar en contacto directamente, o el precipitado de litio acumulado desde el electrodo negativo 14 de acuerdo con la carga y descarga puede entrar en contacto con el electrodo positivo, provocando de ese modo un problema tal como un cortocircuito.
Por lo tanto, existe la necesidad de un método capaz de detectar un defecto de laminación en las fases iniciales en el momento de fabricar un conjunto de electrodos.
Bibliografía de la técnica anterior
Documento de patente
Patente japonesa n.° 6703416
Explicación de la invención
Problema técnico
Para resolver los problemas de la técnica anterior, la presente invención proporciona un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos en la fase inicial, un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante, y una celda de batería que incluye el conjunto de electrodos.
Solución técnica
La presente invención proporciona un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos como se expone en la reivindicación 1 adjunta.
Además, la presente invención proporciona un conjunto de electrodos. En un ejemplo, un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención tiene una estructura que incluye un electrodo negativo, un electrodo positivo y un separador entre el electrodo negativo y el electrodo positivo, en el que el electrodo negativo tiene una estructura con un miembro aislante que tiene una anchura predeterminada y una altura predeterminada en una región saliente de uno o dos extremos de una superficie del electrodo negativo.
Además, la presente invención proporciona una celda de batería que incluye el conjunto de electrodos.
Efectos ventajosos
De acuerdo con un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos, un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante, y una celda de batería que incluye el conjunto de electrodos de la presente invención, es posible detectar fácilmente un defecto de laminación en un conjunto de electrodos formando un miembro aislante en una región saliente de un electrodo negativo y fabricando entonces un conjunto de electrodos, y midiendo el espesor del conjunto de electrodos.
Particularmente, cuando se fabrica una celda de batería, es posible detectar fácilmente si hay un defecto de laminación en un conjunto de electrodos antes de inyectar una solución electrolítica o realizar un procedimiento de empaquetado.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra un proceso de fabricación de electrodos convencional. La figura 2 es un diagrama que muestra una estructura de un conjunto de electrodos.
La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un método para detectar un defecto de laminación en un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención.
Las figuras 4 a 5 son vistas en sección transversal que muestran una estructura laminada de un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante en una realización de la presente invención.
Las figuras 6 a 8 son vistas en sección transversal que muestran una estructura laminada de un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante en otra realización de la presente invención.
Realización preferente de la invención
Debido a que el concepto inventivo prevé diversos cambios y numerosas realizaciones, se ilustrarán realizaciones particulares en los dibujos y se describirán en detalle en el texto. Sin embargo, esto no pretende limitar la presente invención a la forma específica divulgada, y debería entenderse que incluye todos los cambios, equivalentes y sustitutos incluidos en el alcance de la presente invención.
En esta solicitud, debería entenderse que términos tales como "incluir" o "tener" pretenden indicar que hay una característica, número, etapa, operación, componente, parte, o una combinación de los mismos, descritos en la memoria descriptiva, y no excluyen de antemano la posibilidad de la presencia o adición de otras una o más características o números, etapas, operaciones, componentes, partes o combinaciones de los mismos. Asimismo, cuando una porción tal como una capa, una película, un área, una placa, etc., se designa como que se encuentra "sobre" otra porción, esto incluye no solo el caso en el que la porción está "directamente sobre" la otra porción, sino también el caso en el que se interpone otra porción adicional entre las mismas. Por otro lado, cuando una porción tal como una capa, una película, un área, una placa, etc., se designa como que se encuentra "debajo" de otra porción, esto incluye no solo el caso en el que la porción está "directamente debajo" de la otra porción, sino también el caso en el que se interpone otra porción adicional entre las mismas. Además, disponerse "sobre" en la presente solicitud puede incluir el caso de disponerse en la parte inferior así como en la parte superior.
La presente invención se refiere a un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos, un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante, y una celda de batería que incluye el conjunto de electrodos.
Generalmente, un electrodo positivo y un electrodo negativo que tienen una lechada de electrodo aplicada sobre los mismos y un separador se apilan de forma alterna para fabricarse en forma de conjunto de electrodos, que se integra entonces en una carcasa de batería, para fabricar de ese modo una celda de batería. Además, un conjunto de electrodos normal tiene una estructura en la que el electrodo negativo cubre el electrodo positivo debido a que la anchura y la longitud del electrodo negativo se ajustan para ser mayores que la anchura y la longitud del electrodo positivo. Sin embargo, cuando se fabrica un conjunto de electrodos, debido a que el electrodo positivo o el electrodo negativo se ubica en una posición inapropiada, puede tener lugar en el conjunto de electrodos un fenómeno de defecto de laminación en el que el extremo del electrodo positivo supera el extremo del electrodo negativo. En este caso, el electrodo positivo y el electrodo negativo pueden entrar en contacto directamente, o el precipitado de litio acumulado desde el electrodo negativo de acuerdo con la carga y descarga puede entrar en contacto con el electrodo positivo, provocando de ese modo un problema tal como un cortocircuito.
En este sentido, la presente invención proporciona un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos en la fase inicial. Particularmente, de acuerdo con un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención, es posible detectar fácilmente un defecto de laminación en un conjunto de electrodos formando un miembro aislante en una región saliente de un electrodo negativo y fabricando entonces un conjunto de electrodos, y midiendo el espesor del conjunto de electrodos.
En lo sucesivo en el presente documento, se describirá con detalle un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos, un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante, y una celda de batería que incluye el conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un método para detectar un defecto de laminación en un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 3, un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención incluye: formar un miembro aislante que tiene una anchura predeterminada y una altura predeterminada en una región saliente de uno o dos extremos de una superficie de un electrodo negativo (S10); fabricar un conjunto de electrodos laminando secuencialmente un separador y un electrodo positivo sobre una superficie del electrodo negativo (S20); y determinar si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos midiendo un espesor del conjunto de electrodos (S30).
En la presente invención, la región saliente de un electrodo negativo significa una región correspondiente a una anchura predeterminada en un extremo o dos extremos de un electrodo negativo. Específicamente, cuando se fabrica un conjunto de electrodos, el electrodo negativo cubre el electrodo positivo debido a que la anchura y la longitud del electrodo negativo se ajustan para ser mayores que la anchura y la longitud del electrodo positivo. En este momento, la región saliente del electrodo negativo significa la región del electrodo negativo en la que no se incluye el electrodo positivo cuando el electrodo negativo cubre el electrodo positivo. Además, la región saliente del electrodo negativo puede significar la anchura de la región en la que se ha dispuesto una lengüeta de electrodo o su región opuesta.
En la presente invención, es posible determinar si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos formando un miembro aislante en una región saliente del electrodo negativo, y midiendo entonces el espesor de un conjunto de electrodos que se fabrica laminando secuencialmente un electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo. El método específico para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos se describirá más adelante.
En un ejemplo, el método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención incluye formar un miembro aislante que tiene una anchura predeterminada y una altura predeterminada en una región saliente de un extremo de una superficie del electrodo negativo. En un ejemplo específico, el miembro aislante se forma sobre una superficie del electrodo negativo mediante un proceso de unión o recubrimiento, etc.
En un ejemplo, la anchura del miembro aislante está en un intervalo de 1 a 500 pm, 5 a 300 pm, 10 a 100 pm, o 10 a 50 pm. Además, la altura del miembro aislante está en un intervalo de 1 a 500 pm, 5 a 300 pm, 10 a 100 pm, o 10 a 40 |jm. Sin embargo, la anchura y la altura del miembro aislante no se limitan a ello. La anchura y la altura del miembro aislante pueden cambiarse de acuerdo con la estructura y el tamaño del electrodo negativo y el electrodo positivo que se laminan en el momento de fabricar un conjunto de electrodos.
Además, cuando la anchura del miembro aislante es demasiado grande, puede formarse para superar la región saliente del electrodo negativo y, por lo tanto, es preferible que tenga una anchura apropiada. Además, cuando la altura del miembro aislante es demasiado grande, la altura del miembro aislante también puede medirse incluso cuando el conjunto de electrodos es normal. Por lo tanto, es preferible que la altura del miembro aislante no supere la altura del electrodo positivo o de la capa de material activo de electrodo positivo.
Es preferible que el miembro aislante se haga de un material eléctricamente estable y, en el electrodo negativo, la región del miembro aislante puede ser una región en la que no se manifiesta la capacidad de una celda de batería normal. El miembro aislante puede contener polietileno, polipropileno, polieterimida, poliacetal, polisulfona, polieteretercetona, poliéster, poliamida, poliestireno, poli(tereftalato de etileno), polifenileno, politetrafluoroetileno, polisiloxano, poliamida, poli(fluoruro de vinilideno), y un copolímero de los mismos, o una mezcla de los mismos. Por ejemplo, el miembro aislante puede formarse aplicando como recubrimiento polietileno para tener una anchura y una altura predeterminadas en la región saliente de un extremo de un electrodo negativo.
En este momento, una anchura W1 del electrodo negativo excepto por una región, en donde se ha formado el miembro aislante, puede corresponder a una anchura W2 del electrodo positivo o puede ser mayor que la anchura W2 del electrodo positivo. Esto significa que el miembro aislante se ubica solo en una región saliente del electrodo negativo. Generalmente, la anchura del electrodo negativo es mayor que la anchura del electrodo positivo y, en el caso de que la anchura W1 del electrodo negativo, excepto por la región en la que se ha formado el miembro aislante, sea menor que la anchura W2 del electrodo positivo, el miembro aislante puede formarse para superar la región saliente del electrodo negativo. Además, en el caso de que la anchura W1 del electrodo negativo, excepto por la región en la que se ha formado el miembro aislante, sea menor que la anchura W2 del electrodo positivo, si el electrodo positivo se lamina sobre la porción superior del electrodo negativo, el electrodo positivo puede laminarse sobre la porción superior del miembro aislante, y un defecto de laminación puede tener lugar en el conjunto de electrodos.
Además, cuando el electrodo positivo se lamina sobre la porción superior del electrodo negativo, si un extremo del electrodo positivo se dispone en una región saliente del electrodo negativo o se dispone para superar la región saliente del electrodo negativo en la que se ha formado un miembro aislante, puede determinarse que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos.
En otro ejemplo, el método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención incluye formar un primer y un segundo miembros aislantes en una región saliente de dos extremos de una superficie del electrodo negativo.
En este momento, un intervalo L entre el primer y el segundo miembros aislantes puede corresponder a una anchura W2 del electrodo positivo o puede ser mayor que la anchura W2 del electrodo positivo. El intervalo L entre el primer y el segundo miembros aislantes significa la anchura del electrodo negativo excepto por la región en la que se ha formado el miembro aislante. Como se ha descrito anteriormente, la anchura del electrodo negativo es mayor que la anchura del electrodo positivo y, en el caso de que la anchura W1 del electrodo negativo, excepto por la región en la que se ha formado el miembro aislante, sea menor que la anchura W2 del electrodo positivo, el miembro aislante puede formarse para superar la región saliente del electrodo negativo. Además, en el caso de que el intervalo L entre el primer y el segundo miembros aislantes sea menor que la anchura W2 del electrodo positivo, cuando el electrodo positivo se lamina sobre la porción superior del electrodo negativo, el electrodo positivo puede laminarse sobre la porción superior del miembro aislante, y el defecto de laminación puede tener lugar en el conjunto de electrodos.
Además, cuando el electrodo positivo se lamina sobre la porción superior del electrodo negativo, si un extremo del electrodo positivo se dispone en una región saliente del electrodo negativo o se dispone para superar la región saliente del electrodo negativo en la que se ha formado un miembro aislante, puede determinarse que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos.
En un ejemplo, un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención incluye fabricar un conjunto de electrodos laminando secuencialmente un separador y un electrodo positivo sobre una superficie de un electrodo negativo que tiene el miembro aislante formado sobre el mismo (S20). Además, es posible determinar si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos fabricado midiendo el espesor del conjunto de electrodos fabricado.
El método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención incluye determinar si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos midiendo un espesor del conjunto de electrodos (S30).
En un ejemplo, la determinación de si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos (S30) incluye determinar que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos si el espesor del conjunto de electrodos supera una suma de cada espesor del electrodo negativo, el separador y el electrodo positivo. Como se ha descrito anteriormente, el electrodo negativo de acuerdo con la presente invención tiene un miembro aislante en la región saliente de un extremo. Cuando el electrodo positivo se lamina sobre la región saliente de la capa de material activo de electrodo negativo, el electrodo positivo se lamina sobre la porción superior del miembro aislante. En este sentido, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos, también puede medirse el espesor del miembro aislante. En este sentido, el espesor del conjunto de electrodos que tiene un defecto de laminación puede superar la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo, el separador y el electrodo positivo. En concreto, cuando el espesor del conjunto de electrodos fabricado supera la suma de cada espesor del electrodo negativo, el separador y el electrodo positivo, se determina que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos.
Por ejemplo, en el caso de que el espesor de cada uno del electrodo negativo, el separador y el electrodo positivo sea de 80 pm, 20 pm y 100 pm, si el espesor del conjunto de electrodos fabricado supera 200 pm, se determina que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos fabricado.
En otro ejemplo, la determinación de si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos (S30) incluye determinar que no hay ningún defecto de laminación en el conjunto de electrodos si el espesor del conjunto de electrodos corresponde a una suma de cada espesor del electrodo negativo, el separador y el electrodo positivo. Esto significa que el electrodo positivo se lamina sobre la porción superior del electrodo negativo, este se lamina sobre una región en la que no se ha formado el miembro aislante.
Por ejemplo, en el caso de que el espesor de cada uno del electrodo negativo, el separador y el electrodo positivo sea de 80 pm, 20 pm y 100 pm, si el espesor del conjunto de electrodos fabricado es de 200 pm, se determina que no hay ningún defecto de laminación en el conjunto de electrodos fabricado.
En un ejemplo, el conjunto de electrodos puede tener una estructura que incluye al menos una de una unidad bicelda de una estructura de electrodo positivo/electrodo negativo/electrodo positivo, o una unidad monocelda de una estructura de electrodo positivo/electrodo negativo. En un ejemplo específico, un conjunto de electrodos puede ser una monocelda de un electrodo positivo/separador/electrodo negativo, y la monocelda tiene un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. Además, el separador puede tener una estructura que sobresale del electrodo positivo y del electrodo negativo debido a que el área del separador es mayor que el área del electrodo positivo y el electrodo negativo.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, es posible determinar fácilmente si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos midiendo solo el espesor del conjunto de electrodos laminado.
Particularmente, de acuerdo con la presente invención, es posible medir el espesor del conjunto de electrodos laminando solo un electrodo negativo y un electrodo positivo, y es posible detectar fácilmente si hay un defecto de laminación en un conjunto de electrodos antes de inyectar una solución electrolítica o realizar un procedimiento de empaquetado.
Además, la presente invención proporciona un conjunto de electrodos. Más específicamente, la presente invención se refiere a un conjunto de electrodos que tiene una estructura que incluye un electrodo negativo, un electrodo positivo y un separador entre el electrodo negativo y el electrodo positivo, en el que el electrodo negativo tiene una estructura con un miembro aislante que tiene una anchura predeterminada y una altura predeterminada en una región saliente de uno o dos extremos de una superficie del electrodo negativo.
Como se ha descrito anteriormente, debido a que el electrodo negativo incluye un miembro aislante, es posible detectar un defecto de laminación en las fases iniciales en el momento de fabricar un conjunto de electrodos.
En la presente invención, el electrodo positivo tiene una estructura en la que una capa de mezcla de electrodo positivo se apila sobre uno o ambos lados de un colector de corriente de electrodo positivo. En un ejemplo, la capa de mezcla de electrodo positivo incluye un material activo de electrodo positivo, un material conductor y un polímero aglutinante, etc., y si es necesario, puede incluir además un aditivo de electrodo positivo usado comúnmente en la técnica.
El material activo de electrodo positivo puede ser un óxido que contiene litio y puede ser el mismo o diferente. Puede usarse un óxido de metal de transición que contiene litio como el óxido que contiene litio.
Por ejemplo, el óxido de metal de transición que contiene litio puede ser uno cualquiera o una mezcla de dos o más seleccionados del grupo que consiste en LixCoCh (0,5 < x < 1,3), LixNiCh (0,5 < x < 1,3), LixMnCh (0,5 < x < 1,3), LixMn2Ü4 (0,5 < x < 1,3), Lix(NiaCobMne)O<2>(0,5 < x < 1,3, 0 < a < 1, 0 < b < 1, 0 < c < 1, a b c = 1), LixNi<1>-yCoyÜ<2>(0,5 < x < 1,3, 0 < y < 1), LixCo<1>-yMnyO<2>(0,5 < x < 1,3, 0 < y < 1), LixNi<1>-yMnyO<2>(0,5 < x < 1,3, 0 < y < 1), Lix(NiaCobMnc)O4 (0,5 < x < 1,3, 0 < a < 2, 0 < b < 2, 0 < c < 2, a b c = 2), LixMn2-zNizO4 (0,5 < x < 1,3, 0 < z < 2), LixMn2-zCozO4 (0,5 < x < 1,3, 0 < z < 2), LixCoPO4(0,5 < x < 1,3) y LixFePO4 (0,5 < x < 1,3), y el óxido de metal de transición que contiene litio puede estar recubierto de un metal u óxido metálico tal como aluminio (Al). Además, además del óxido de metal de transición que contiene litio, pueden usarse uno o más de sulfuro, seleniuro y haluro.
El electrodo positivo de acuerdo con la presente invención puede aplicarse a diversos tipos de baterías secundarias de litio, pero se usa preferiblemente para baterías de alta potencia. La capa de material activo de electrodo positivo de la presente invención se aplica a una batería de NCM a base de alto contenido en níquel (alto contenido en Ni).
En un ejemplo específico, la capa de material activo de electrodo positivo de acuerdo con la presente invención incluye un componente de material activo que tiene una estructura representada por la Fórmula química 1 o la Fórmula química 2 a continuación.
[Fórmula química 1] Lix(NiaCobMnc)O<2>
(En la fórmula química 1 anterior, 0,5 < x < 1,3, 0,5 < a < 1, 0 < b < 0,25, 0 < c < 0,25, y a b c = 1).
En la Fórmula química 1, el valor "a" es 0,6 o más, específicamente 0,8 o más. En la Fórmula 1, a medida que aumenta el valor "a", el valor "b" y/o el valor "c" disminuyen dentro del intervalo que satisface la Fórmula 1 anterior. Por este medio, el electrodo positivo para una batería secundaria de litio de acuerdo con la presente invención se aplica a una batería secundaria de NCM a base de alto contenido en Ni.
[Fórmula química 2] Lix(NiaCobMncAld)O<2>
(En la fórmula química 2 anterior, 0,5 < x < 1,3, 0,6 < a < 1, 0 < b < 0,2, 0 < c < 0,1, 0 < d < 0,1, y a b c d = 1).
En la Fórmula química 2, "a" es igual a o mayor que 0,6, específicamente, igual a o mayor que 0,8 y, más específicamente, igual a o mayor que 0,83.
La batería secundaria de NCM puede ser, por ejemplo, NCM 622, NCM 651520, NCM 712 o NCM 811 (Ni > 80 %). En el caso de NCMA, el rendimiento es alto al tiempo que se mantiene la estabilidad como en NCM añadiendo aluminio al tiempo que no se reduce la relación de cobalto.
El colector de corriente usado para el electrodo positivo es un metal que tiene alta conductividad, y puede usarse cualquier metal al que se pueda unir fácilmente la lechada de material activo de electrodo positivo y que no sea reactivo en el intervalo de voltaje del dispositivo electromecánico. Específicamente, los ejemplos no limitantes del colector de corriente para el electrodo positivo incluyen aluminio, níquel o una lámina fabricada mediante una combinación de los mismos.
El material activo de electrodo positivo puede incluirse en un intervalo del 90,0 a 98,5 % en peso en la capa de mezcla de electrodo positivo. Cuando el contenido del material activo de electrodo positivo satisface el intervalo anterior, es ventajoso en términos de fabricación de una batería de alta capacidad y de proporcionar suficiente conductividad del electrodo positivo o adherencia entre los materiales del electrodo.
El colector de corriente usado para el electrodo positivo es un metal que tiene alta conductividad, y puede usarse cualquier metal al que se pueda unir fácilmente la lechada de material activo de electrodo positivo y que no sea reactivo en el intervalo de tensión de la batería secundaria. Específicamente, los ejemplos no limitantes del colector de corriente para el electrodo positivo incluyen aluminio, níquel o una lámina fabricada mediante una combinación de los mismos.
La capa de mezcla de electrodo positivo incluye además un material conductor. El material conductor suele añadirse en una cantidad del 1 al 30 % en peso basándose en el peso total de la mezcla que incluye el material activo de electrodo positivo. Un material conductor de este tipo no está particularmente limitado siempre que tenga conductividad sin provocar un cambio químico en la batería secundaria. Por ejemplo, pueden usarse, como el material conductor, grafito tal como grafito natural o grafito artificial; negro de humo, tal como negro de carbón, negro de acetileno, negro ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara o negro térmico; fibra conductora tal como fibra de carbono o fibra metálica; polvo metálico tal como fluoruro de carbono, aluminio o polvo de níquel; hilo conductor tal como óxido de zinc o titanato de potasio; óxido de metal conductor tal como óxido de titanio; derivado de polifenileno y nanotubos de carbono (CNT).
Como el componente aglutinante, puede usarse sin limitación un polímero aglutinante usado comúnmente en la técnica. Por ejemplo, pueden usarse diversas clases de aglutinantes tales como poli(fluoruro de vinilideno)-cohexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF), poliacrilonitrilo, poli(metacrilato de metilo), caucho de estireno-butadieno (SBR) y carboxilmetilcelulosa (CMC).
El contenido de polímero aglutinante es proporcional al contenido de material conductor incluido en la capa de mezcla de electrodo positivo. Esto es para impartir adherencia a los materiales conductores cuyo tamaño de partícula es relativamente pequeño en comparación con el material activo y es debido a que, cuando aumenta el contenido del material conductor, se requiere más polímero aglutinante y, cuando disminuye el contenido del material conductor, puede usarse menos polímero aglutinante.
Además, el electrodo negativo puede incluir un colector de corriente de electrodo negativo, y una capa de mezcla de una estructura de doble capa formada sobre el colector de corriente de electrodo negativo.
Los ejemplos no limitantes del colector de corriente utilizado para el electrodo negativo incluyen cobre, oro, níquel o una lámina fabricada con una aleación de cobre o una combinación de los mismos. Además, el colector de corriente puede usarse apilando sustratos hechos de los materiales anteriores.
El separador puede estar hecho de cualquier sustrato poroso utilizado en una batería secundaria de litio y, por ejemplo, puede usarse una membrana porosa a base de poliolefina o un tejido no tejido, pero la presente invención no está particularmente limitada a ello.
Los ejemplos de la membrana porosa a base de poliolefina incluyen polietileno tal como polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietieleno de baja densidad, polietileno de peso molecular ultra alto, y una membrana en la que polímeros a base de poliolefina, tales como polipropileno, polibutileno o polipenteno, se forman, cada uno, solos o en una mezcla de los mismos.
Polietilentereftalato, polibutilentereftalato, poliéster, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida, polieteretercetona, polietersulfona, polifenilenoóxido, polifenilenosulfuro y polietileno-naftaleno, etc., pueden usarse individualmente o como un polímero mediante una mezcla de los mismos, para formar de ese modo el tejido no tejido, además del tejido no tejido a base de poliolefina.
La estructura del tejido no tejido puede ser un tejido no tejido de filamentos compuesto por fibras largas o un tejido no tejido ablandado por soplado.
El espesor del sustrato poroso no está particularmente limitado, pero puede ser de 5 a 50 pm, y el tamaño de poro y la porosidad presentes en el sustrato poroso tampoco están particularmente limitados, pero pueden ser de 0,01 a 50 pm y del 10 al 95 %, respectivamente.
Por otro lado, para mejorar la resistencia mecánica del separador compuesto por el sustrato poroso y para suprimir un cortocircuito entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, una capa de recubrimiento poroso que incluye partículas inorgánicas y un polímero aglutinante puede incluirse además sobre al menos una superficie del sustrato poroso.
La solución electrolítica puede contener un disolvente orgánico y una sal de electrolito, y la sal de electrolito es una sal de litio. Como la sal de litio pueden usarse, sin limitación, las usadas convencionalmente en la solución electrolítica para baterías secundarias de litio. Por ejemplo, uno o más seleccionados del grupo que consiste en F-, Cl-, Br, I-, NO<3>" , N(CN)<2>-, BF4-, ClO4-, PF6-, (CF3)2PF4-, (CF3)3PF3-, (CF3)4PF2-, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF<3>SO<3>-, CF<3>CF<2>SO<3>", (CF3SO2)2N-, (FSO<2>)<2>N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SFs)3c-, CF3(CF2)ySO3-, CF<3>CO<2>", CH<3>CO<2>", SCN- y (CF3CF2SO2)2N-pueden incluirse como el anión de la sal de litio.
Como el disolvente orgánico incluido en la solución electrolítica descrita anteriormente pueden usarse, sin limitación, los usados convencionalmente en soluciones electrolíticas para baterías secundarias de litio y, por ejemplo, éteres, ésteres, amidas, carbonatos lineales y carbonatos cíclicos pueden usarse solos o en combinación de dos o más. Entre los mismos, de forma representativa, puede incluirse un carbonato cíclico, un carbonato lineal o un compuesto de carbonato que sea una mezcla de los mismos.
Los ejemplos específicos del compuesto carbonato cíclico incluyen uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en carbonato de etileno (EC), carbonato de propileno (PC), carbonato de 1,2-butileno, carbonato de 2,3-butileno, carbonato de 1,2-pentileno, carbonato de 2,3-pentileno, carbonato de vinileno, carbonato de viniletileno, y un haluro de los mismos, y una mezcla de los mismos.
Estos haluros incluyen, por ejemplo, carbonato de fluoroetileno (FEC), pero no se limitan a ello.
Además, los ejemplos específicos del compuesto de carbonato lineal incluyen uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de dipropilo, carbonato de etilmetilo (EMC), carbonato de metilpropilo y carbonato de etilpropilo, o puede usarse habitualmente una mezcla de dos o más de los mismos, pero no se limita a ello.
En particular, entre los disolventes orgánicos a base de carbonato, el carbonato de etileno y el carbonato de propileno, que son carbonatos cíclicos, son disolventes orgánicos de alta viscosidad y tienen constantes dieléctricas altas, de tal modo que las sales de litio en el electrolito pueden disociarse más fácilmente y, si el carbonato cíclico se mezcla con un carbonato lineal de viscosidad baja y constante dieléctrica baja tal como carbonato de dimetilo y carbonato de dietilo, en una relación apropiada, puede prepararse una solución electrolítica que tiene una conductividad eléctrica más alta.
Además, tal como el éter del disolvente orgánico, puede usarse uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en éter dimetílico, éter dietílico, éter dipropílico, éter metiletílico, éter metilpropílico y éter etilpropílico, o una mezcla de dos o más de los mismos, pero no se limita a estos.
Y los ásteres entre los disolventes orgánicos incluyen uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de propilo, propionato de metilo, propionato de etilo, propionato de propilo, ybutirolactona, Y-valerolactona, Y-caprolactona, a-valerolactona y £-caprolactona o una mezcla de dos o más de los mismos, pero la presente invención no se limita a ello.
La inyección del electrolito no acuoso puede realizarse en una etapa apropiada en el proceso de fabricación de la batería secundaria, dependiendo del proceso de fabricación y de las propiedades físicas requeridas del producto final.
Además, la presente invención proporciona una celda de batería que incluye un conjunto de electrodos. Si la celda de batería es una batería secundaria capaz de cargarse y descargarse, está no está particularmente limitada. La celda de batería puede ser una celda de batería de tipo petaca o una celda de batería cilíndrica.
En un ejemplo específico, la celda de batería puede ser una celda de tipo petaca. Por ejemplo, la celda de batería es una celda unitaria de tipo petaca, y un conjunto de electrodos que tiene una estructura de electrodo positivo/separador/electrodo negativo se incrusta en un material exterior de la lámina de laminado en un estado en el que se conecta a conductores de electrodo formados fuera del material exterior. Los conductores de electrodo pueden sacarse al exterior de la lámina y extenderse en la misma dirección o en direcciones opuestas entre sí.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
En lo sucesivo en el presente documento, la presente invención se describirá con más detalle a través de dibujos y ejemplos. Debido a que el concepto inventivo prevé diversos cambios y numerosas realizaciones, se ilustrarán realizaciones particulares en los dibujos y se describirán en detalle en el texto. Sin embargo, esto no pretende limitar la presente invención a la forma específica divulgada, y debería entenderse que incluye todos los cambios, equivalentes y sustitutos incluidos en el alcance de la presente invención, de acuerdo con reivindicaciones adjuntas.
Primera realización
Las figuras 4 a 5 son vistas en sección transversal que muestran una estructura laminada de un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante en una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 4, un conjunto de electrodos 120 de acuerdo con la presente invención se fabrica laminando secuencialmente un electrodo negativo 140, un separador 150 y un electrodo positivo 130. En este momento, se forma un miembro aislante 160 sobre la región saliente 141 de un extremo de una superficie del electrodo negativo 140.
Además, en la presente invención, la anchura W1 del electrodo negativo, excepto por la región en la que se ha formado el miembro aislante 160, es mayor que la anchura W2 del electrodo positivo. Además, cuando el electrodo positivo 130 se lamina sobre la porción superior del electrodo negativo 140, si un extremo del electrodo positivo 130 se dispone sobre una región saliente 141 del electrodo negativo 140 o se dispone para superar la región saliente 141 del electrodo negativo 140, se determina que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos 120.
En la presente invención, se determina si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos 120 midiendo el espesor del conjunto de electrodos 120 que se fabrica laminando secuencialmente el electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130. Además, el espesor del conjunto de electrodos 120 se mide midiendo el espesor de la región en la que se ubica el miembro aislante 160. Específicamente, como se ilustra en la figura 4, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 120 que se fabrica laminando secuencialmente el electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130, el espesor del conjunto de electrodos se vuelve 200 pm. En este momento, el espesor de cada uno del electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130 es de 80 pm, 20 pm y 100 pm. El espesor del conjunto de electrodos 120 corresponde a la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130. En este sentido, puede determinarse que no hay ningún defecto de laminación en el conjunto de electrodos 120.
Como se ilustra en la figura 5, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 120 que se fabrica laminando secuencialmente el electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130, el espesor del conjunto de electrodos se vuelve 220 pm. En este momento, el espesor de cada uno del electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130 es de 80 pm, 20 pm y 100 pm. El espesor del conjunto de electrodos 120 supera la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130. En este sentido, puede determinarse que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos 120.
Específicamente, en la presente invención, se forma un miembro aislante 160 en una región saliente 141 de un extremo del electrodo negativo 140, y el electrodo positivo 130 se apila sobre la región saliente 141 del electrodo negativo y, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 120, también se mide el espesor del miembro aislante 160. En este sentido, el espesor del conjunto de electrodos 120 puede superar la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 140, el separador 150 y el electrodo positivo 130.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, es posible determinar fácilmente si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos midiendo solo el espesor del conjunto de electrodos laminado.
Segunda realización
Las figuras 6 a 8 son vistas en sección transversal que muestran una estructura laminada de un conjunto de electrodos que incluye un miembro aislante en otra realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 6, un conjunto de electrodos 220 de acuerdo con la presente invención se fabrica laminando secuencialmente un electrodo negativo 240, un separador 250 y un electrodo positivo 230. En este momento, el primer y el segundo miembros aislantes 261 y 262 se forman sobre las regiones salientes 241 y 242 de dos extremos de una superficie del electrodo negativo 240.
Además, en la presente invención, un intervalo L entre el primer y el segundo miembros aislantes 261 y 262 corresponde a una anchura W2 del electrodo positivo o es mayor que la anchura W2 del electrodo positivo. Además, cuando el electrodo positivo 230 se lamina sobre la porción superior del electrodo negativo 240, si un extremo del electrodo positivo 230 se dispone sobre las regiones salientes 241 y 242 del electrodo negativo 240 o se dispone para superar las regiones salientes 241 y 242 del electrodo negativo 240, se determina que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos 220.
En la presente invención, se determina si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos 220 midiendo el espesor del conjunto de electrodos 220 que se fabrica laminando secuencialmente el electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230. Además, el espesor del conjunto de electrodos 220 se mide midiendo el espesor de la región en la que se ubica el miembro aislante 261, 262. Específicamente, como se ilustra en la figura 6, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 220 que se fabrica laminando secuencialmente el electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230, el espesor del conjunto de electrodos se vuelve 200 pm. En este momento, el espesor de cada uno del electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230 es de 80 pm, 20 pm y 100 pm. El espesor del conjunto de electrodos 220 corresponde a la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230. En este sentido, puede determinarse que no hay ningún defecto de laminación en el conjunto de electrodos 220.
Como se ilustra en la figura 7, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 220 que se fabrica laminando secuencialmente el electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230, el espesor del conjunto de electrodos se vuelve 220 pm. En este momento, el espesor de cada uno del electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230 es de 80 pm, 20 pm y 100 pm. El espesor del conjunto de electrodos 220 supera la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230. En este sentido, puede determinarse que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos 220.
Específicamente, en la presente invención, se forma un miembro aislante 261 en una región saliente 241 de un extremo del electrodo negativo 240, y el electrodo positivo 230 se apila sobre la región saliente 241 del electrodo negativo y, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 220, también se mide el espesor del miembro aislante 261. En este sentido, el espesor del conjunto de electrodos 220 puede superar la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230.
Además, como se muestra en la figura 8, se forma un miembro aislante 262 en una región saliente 242 del otro extremo del electrodo negativo 240, y el electrodo positivo 230 se apila sobre la región saliente 242 del electrodo negativo y, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 220, también se mide el espesor del miembro aislante 262. En este sentido, el espesor del conjunto de electrodos 220 puede superar la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230.
Por lo tanto, cuando se mide el espesor del conjunto de electrodos 220 que se fabrica laminando secuencialmente el electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230, el espesor del conjunto de electrodos se vuelve 220 pm. El espesor del conjunto de electrodos 220 supera la suma del espesor de cada uno del electrodo negativo 240, el separador 250 y el electrodo positivo 230. En este sentido, puede determinarse que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos 220.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, es posible determinar fácilmente si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos midiendo solo el espesor del conjunto de electrodos laminado.
En lo anterior, la presente invención se ha descrito con más detalle a través de los dibujos y ejemplos. En consecuencia, las realizaciones descritas en la memoria descriptiva y las configuraciones descritas en los dibujos son únicamente las realizaciones más preferidas de la presente invención, y no representan todas las ideas técnicas de la presente invención. El alcance de la invención se describe mediante el juego adjunto de reivindicaciones.
Descripción de los números de referencia
1: colector de corriente
2: material activo de electrodo
10: celda de batería
11: carcasa de electrodos
12, 120, 220: conjunto de electrodos
13, 130, 230: electrodo positivo
14, 140, 240: electrodo negativo
15, 150, 250: separador
160: miembro aislante
261: primer miembro aislante
262: segundo miembro aislante

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un método para detectar un defecto de laminación de un conjunto de electrodos (12, 120, 220), comprendiendo el método:
formar un miembro aislante (160) que tiene una anchura predeterminada y una altura predeterminada en una región saliente de uno o dos extremos de una superficie de un electrodo negativo (14, 140, 240);
fabricar un conjunto de electrodos laminando secuencialmente un separador (15, 150, 250) y un electrodo positivo (13, 130, 230) sobre la una superficie del electrodo negativo (14, 140, 240); y
determinar si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos (12, 120, 220) midiendo un espesor de una región en la que el miembro aislante se sitúa sobre el conjunto de electrodos (12, 120, 220).
2. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del miembro aislante (160) incluye formar el miembro aislante (160) en la región saliente de un extremo de la una superficie del electrodo negativo (14, 140, 240).
3. El método de la reivindicación 1, en donde una anchura W1 del electrodo negativo (14, 140, 240) excepto por una región en la que se ha formado el miembro aislante (160), corresponde a una anchura W2 del electrodo positivo (13, 130, 230) o es mayor que la anchura W2 del electrodo positivo (13, 130, 230).
4. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del miembro aislante (160) incluye formar un primer y un segundo miembros aislantes (261, 262) en la región saliente de dos extremos de la una superficie del electrodo negativo (14, 140, 240).
5. El método de la reivindicación 4, en donde un intervalo L entre el primer y el segundo miembros aislantes (261,262) corresponde a una anchura W2 del electrodo positivo (13, 130, 230) o es mayor que la anchura W2 del electrodo positivo (13, 130, 230).
6. El método de la reivindicación 1, en donde la determinación de si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos (12, 120, 220) incluye determinar que hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos (12, 120, 220) si el espesor del conjunto de electrodos (12, 120, 220) supera una suma de cada espesor del electrodo negativo (14, 140, 240), el separador (15, 150, 250) y el electrodo positivo (13, 130, 230).
7. El método de la reivindicación 1, en donde la determinación de si hay un defecto de laminación en el conjunto de electrodos (12, 120, 220) incluye determinar que no hay ningún defecto de laminación en el conjunto de electrodos (12, 120, 220) si el espesor del conjunto de electrodos (12, 120, 220) corresponde a una suma de cada espesor del electrodo negativo (14, 140, 240), el separador (15, 150, 250) y el electrodo positivo (13, 130, 230).
8. El método de la reivindicación 1, en donde el conjunto de electrodos (12, 120, 220) tiene una estructura que incluye al menos una de una unidad bicelda de una estructura de electrodo positivo (13, 130, 230)/electrodo negativo (14, 140, 240)/electrodo positivo, o una unidad monocelda de una estructura de electrodo positivo (13, 130, 230)/electrodo negativo (14, 140, 240).
9. Un conjunto de electrodos (12, 120, 220) que tiene una estructura que incluye un electrodo negativo (14, 140, 240), un electrodo positivo (13, 130, 230) y un separador (15, 150, 250) entre el electrodo negativo (14, 140, 240) y el electrodo positivo (13, 130, 230),
en donde el electrodo negativo (14, 140, 240) tiene una estructura con un miembro aislante (160) que tiene una anchura predeterminada y una altura predeterminada en una región saliente de uno o dos extremos de una superficie del electrodo negativo (14, 140, 240).
10. Una celda de batería (10) que incluye el conjunto de electrodos (12, 120, 220) de acuerdo con la reivindicación 9.
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