ES3040763T3 - Electrode assembly - Google Patents

Electrode assembly

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ES3040763T3
ES3040763T3 ES19862026T ES19862026T ES3040763T3 ES 3040763 T3 ES3040763 T3 ES 3040763T3 ES 19862026 T ES19862026 T ES 19862026T ES 19862026 T ES19862026 T ES 19862026T ES 3040763 T3 ES3040763 T3 ES 3040763T3
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positive electrode
laminated
electrode
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ES19862026T
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Yong Jun Kim
Hee Seok Jeong
Ki Won Sung
Eun Ju Lee
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LG Energy Solution Ltd
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

La presente invención proporciona un conjunto de electrodos en el que se apilan repetidamente: un electrodo negativo, con un material activo aplicado sobre la superficie de un colector de corriente; un separador; y un electrodo positivo, con un material activo aplicado sobre la superficie de un colector de corriente. El conjunto de electrodos comprende monoceldas que contienen, apiladas, un electrodo positivo, un separador, un electrodo negativo y otro separador, estando dos o más monoceldas apiladas unas sobre otras. Cada una de las monoceldas tiene una extensión longitudinal que se extiende desde un lado del separador. Dicha extensión rodea las monoceldas apiladas en la capa más externa, fijándolas así. Además, la presente invención también proporciona un conjunto de electrodos en el que se apilan repetidamente: un electrodo negativo, con un material activo aplicado sobre la superficie de un colector de corriente; un separador; y un electrodo positivo, con un material activo aplicado sobre la superficie de un colector de corriente. El conjunto de electrodos comprende monoceldas que contienen, apiladas, un electrodo positivo, un separador, un electrodo negativo y otro separador, estando dos o más monoceldas apiladas una sobre otra. Dos o más de las monoceldas poseen, respectivamente, una extensión del electrodo positivo (el colector de corriente del electrodo positivo que se extiende longitudinalmente desde un lado) y una extensión del electrodo negativo (el colector de corriente del electrodo negativo que se extiende longitudinalmente desde el otro lado). Las extensiones de los electrodos positivo y negativo están unidas, respectivamente, a las extensiones de los electrodos positivo y negativo de otra monocelda, fijando así las monoceldas apiladas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de electrodos
Referencia cruzada a solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0112395, presentada el 19 de septiembre de 2018.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos incrustados en una batería secundaria y, más particularmente, a un conjunto de electrodos que se fija mediante una parte de expansión que se extiende desde un separador o una parte de extensión que se extiende desde un colector para resolver un problema que se produce un conjunto de electrodos fijado mediante el uso de una cinta después de fabricado en una laminación y apilamiento manera de acuerdo con una técnica relacionada.
Antecedentes de la invención
Las baterías secundarias son recargables a diferencia de las baterías primarias, y también, la posibilidad de un tamaño compacto y alta capacidad es alta. De este modo, recientemente, se están realizando muchos estudios sobre baterías recargables. A medida que aumentan el desarrollo tecnológico y las demandas de dispositivos móviles, las demandas de baterías recargables como fuentes de energía están aumentando rápidamente.
Una batería secundaria de este tipo está configurada, de manera que se incrusta un conjunto de electrodos en un estuche de batería (por ejemplo, una bolsa, una lata y similares). El conjunto de electrodos montado en el estuche de la batería se puede cargar y descargar repetidamente debido a una estructura en la que se apilan un electrodo positivo/un separador/un electrodo negativo.
La FIG. 1a es una vista lateral que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos a través de un proceso de laminación y apilamiento entre conjuntos de electrodos de acuerdo con una técnica relacionada, la FIG.
1b es una vista lateral que ilustra un estado en el que una pluralidad de monocélulas 4, en las que se apilan un electrodo positivo 1, un separador (3), un electrodo negativo 2, y un separador 3 se laminan secuencialmente, se laminan y luego se fijan mediante una cinta 5, y la FIG. 1c es una vista en planta que ilustra un estado en el que el conjunto de electrodos, en la que se laminan la pluralidad de monocélulas, está fijado por la cinta 5.
Con referencia a las FIG. 1a a 1c, de laminación y apilado, el electrodo positivo 1, el separador 3, el electrodo negativo 2 y el separador 3 se desenrollan continuamente para ser suministrados en estado de ser enrollados en forma de rollo. Aquí, cada uno de los electrodos positivo 1 y negativo 2 se corta y se desplaza un tamaño predeterminado desde el separador 3 para pasar por un dispositivo de laminación. Como se ilustra en la FIG. 1b, en el electrodo positivo 1 y el electrodo negativo 2, un material activo de electrodo positivo y un material activo de electrodo negativo se aplican a ambas superficies de un colector de electrodo positivo (una porción expresada en forma de línea diagonal en un centro) y un colector de electrodo negativo (una porción expresada en forma de X en el centro), respectivamente.
Al pasar por el dispositivo de laminación, se puede aplicar calor y presión entre el electrodo positivo 1, el separador 3, y el electrodo negativo 2 para unir el electrodo positivo 1, el separador 3 y el electrodo negativo 2 entre sí. En estado de servidumbre, el electrodo positivo 1 y el electrodo positivo 1, que son adyacentes entre sí (el electrodo negativo 2 y el electrodo negativo 2, que son adyacentes entre sí), se cortan entre sí para fabricar de forma continua una monocélula 4 en la que el electrodo positivo 1, el separador 3, el electrodo negativo y el separador 3 se laminan secuencialmente hacia abajo.
Las monocélulas 4 se laminan en un número predeterminado y se fabrican como un conjunto de electrodos. Una vez finalizada la laminación, las monocélulas 4 están fijas, y los extremos de la cinta 5 se adhieren a la monocélula superior y a la monocélula inferior, respectivamente.
Sin embargo, en la forma de fijar las monocélulas 4 mediante la cinta 5 descrita anteriormente, los extremos de la cinta 5 sobresalen adicionalmente de la capa superior y de la inferior para provocar una diferencia de grosor. También, cuando la cinta 5 está colocada, existe el problema de que una parte de un borde del electrodo negativo 2 (que se corta relativamente más grande que el electrodo positivo para realizar la estabilidad) se dobla.
Como se ha descrito anteriormente, la resistencia interna puede aumentar debido a la diferencia de grosor y al plegado del electrodo negativo para acelerar la degradación de los electrodos.
Los documentos KR 2015 0038945 A y EP 3069407 A1 divulgan un conjunto de electrodos que comprende celdas apiladas.
Explicación de la invención
Problema técnico
Por lo tanto, un objeto principal de la presente invención es proporcionar un conjunto de electrodos en el que monocélulas laminadas estén fijadas de forma estable para evitar el plegado de un electrodo negativo y un aumento de la resistencia del electrodo negativo.
Solución técnica
La presente invención para lograr el objeto anterior proporciona un conjunto de electrodos tal como se define en el juego de reivindicaciones adjunto, el conjunto de electrodos en el que un electrodo negativo recubierto con un material activo de electrodo negativo en una superficie de un colector de electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo recubierto con un material activo de electrodo positivo en una superficie de un colector de electrodo positivo se laminan repetidamente, el conjunto de electrodos que comprende: monocélulas en las que el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo y el separador se laminan secuencialmente, en donde al menos dos o más monocélulas se lamina, en donde, en cualquiera de las monocélulas, en uno de los separadores se forma una parte de expansión que se extiende longitudinalmente hacia un lado, y la parte de expansión del separador rodea las monocélulas laminadas que se dispondrán en las capas más externas para fijar las monocélulas laminadas.
En una realización de la presente invención, la monocélula que comprende la parte de expansión puede ser una monocélula laminada en la capa superior o inferior, y el separador que comprende la parte de expansión puede ser un separador dispuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo en la monocélula correspondiente.
Cada una de las monocélulas puede tener forma rectangular, una lengüeta del electrodo positivo que se extiende desde el electrodo positivo y una lengüeta del electrodo negativo que se extiende desde el electrodo negativo pueden sobresalir en direcciones opuestas, y la parte de expansión del separador puede extenderse en una dirección perpendicular a la dirección sobresaliente de la lengüeta del electrodo positivo o de la lengüeta del electrodo negativo.
En la monocélula, el electrodo positivo y el separador pueden estar unidos entre sí, y el separador y el electrodo negativo pueden estar unidos entre sí.
En otra realización, la monocélula que comprende el separador, sobre el que se forma la parte de expansión, puede ser una monocélula laminada en la capa superior, y el electrodo positivo puede estar laminado en el separador sobre el que está formada la parte de expansión, en donde, cuando la parte de expansión rodea todo el conjunto de electrodos de modo que un extremo de la parte de expansión cubre el electrodo positivo dispuesto en el separador sobre el que está formada la parte de expansión, el electrodo negativo puede laminarse adicionalmente sobre la parte de expansión.
En otra realización, la monocélula que comprende el separador, sobre el que se forma la parte de expansión, puede ser una monocélula laminada en la capa superior, y el electrodo positivo puede estar laminado en el separador sobre el que está formada la parte de expansión, en donde el separador puede estar laminado adicionalmente sobre el electrodo positivo laminado sobre el separador en el que está formada la parte de expansión, y el electrodo negativo puede estar laminado adicionalmente sobre el separador. Es decir, esta estructura es la misma que según las realizaciones anteriores en que el electrodo negativo está dispuesto en la capa superior, pero es diferente de la que según las realizaciones anteriores en que el separador está laminado adicionalmente.
En otra realización, la monocélula que comprende el separador, sobre el que se forma la parte de expansión, puede ser una monocélula laminada en la capa superior, y el electrodo positivo puede estar laminado en el separador sobre el que está formada la parte de expansión, en donde el electrodo positivo laminado sobre el separador en el que está formada la parte de expansión puede ser un electrodo positivo de una sola cara en el que el material activo del electrodo positivo se aplica a una sola superficie del colector del electrodo positivo, y una superficie en la que no se aplica el material activo del electrodo positivo puede estar dispuesta para hacer frente a un lado superior.
Asimismo, la presente invención puede proporcionar adicionalmente una realización que es capaz de aplicarse fácilmente al conjunto de electrodos según el arte relacionado. En la presente invención, se proporciona un conjunto de electrodos tal como se define en el juego de reivindicaciones adjunto, el conjunto de electrodos comprende monocélulas en las que el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo y el separador se laminan secuencialmente, en donde pueden laminarse al menos dos o más monocélulas, y el separador y el electrodo negativo se laminan secuencialmente de forma adicional sobre la monocélula laminada en la capa superior. Aquí, el separador laminado adicionalmente junto con el electrodo negativo comprende una parte de expansión que se extiende longitudinalmente hacia un lado, y la parte de expansión rodea las monocélulas laminadas y el electrodo negativo laminado adicionalmente para fijar las monocélulas y el electrodo negativo.
Como se ha descrito anteriormente, la parte de expansión puede rodear las monocélulas laminadas, y un extremo de la parte de expansión puede adherirse y fijarse a un punto predeterminado aplicando calor y una presión. También, la parte de expansión puede tener un grosor diferente al de la otra parte del separador en contacto con el electrodo positivo o el electrodo negativo. Como alternativa, la parte de expansión puede tener una composición diferente de la de la otra porción del separador en contacto con el electrodo positivo o el electrodo negativo.
Asimismo, la parte de expansión del separador puede rodear las monocélulas en un estado en el que se inserta una placa plana en un lado o en ambos lados del electrodo positivo y del electrodo negativo, de modo que la placa plana se levanta en una dirección perpendicular a una dirección en la que el electrodo positivo y el electrodo negativo están laminados.
Aquí, la placa plana puede estar hecha de un material no conductor, y cuando el sellado se realiza después de que el conjunto de electrodos se inserta en una bolsa, puede impedir que el separador se enrolle o presione en una parte en la que la bolsa se estrecha.
Como alternativa, la parte de expansión del separador puede rodear las monocélulas por dos vueltas, y la placa plana puede estar dispuesta para ser insertada entre la capa rodeada en primer lugar por la parte de expansión y la capa rodeada en segundo lugar por la parte de expansión y está hecha de un material metálico que tiene conductividad térmica. Aquí, la placa plana puede servir como placa de refrigeración que absorbe el calor generado en los electrodos para reducir una temperatura.
Asimismo, la presente divulgación proporciona adicionalmente un conjunto de electrodos en el que pueden formarse unas partes de extensión (que están separadas de una lengüeta de electrodo positivo y una lengüeta de electrodo negativo) en colectores de un electrodo negativo y/o un electrodo positivo que constituyen una celda unitaria en lugar de la parte de expansión del separador, y las partes de extensión pueden unirse entre sí para fijar la celda unitaria.
Es decir, un conjunto de electrodos en el que un electrodo negativo recubierto con un material activo de electrodo negativo en una superficie de un colector de electrodo negativo, un separador, y un electrodo positivo recubierto con un material activo de electrodo positivo en una superficie de un colector de electrodo positivo se laminan repetidamente según la presente divulgación, el conjunto de electrodos que comprende: monocélulas en las que el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo y el separador se laminan secuencialmente, en donde al menos dos o más monocélulas se lamina, en donde cada una de las dos o más monocélulas de las monocélulas comprende una parte de extensión del electrodo positivo, en la que un colector de electrodo positivo se extiende longitudinalmente hacia un lado, y una parte de extensión de electrodo negativo, en la que un colector de electrodo negativo se extiende longitudinalmente hacia el otro lado, y la parte de extensión del electrodo positivo y la parte de extensión del electrodo negativo están unidas respectivamente a una parte de extensión del electrodo positivo y a una parte de extensión del electrodo negativo para fijar las monocélulas laminadas.
Aquí, la parte de extensión del electrodo positivo y la parte de extensión del electrodo negativo pueden estar formadas separadamente por una lengüeta de electrodo positivo que se extiende desde el electrodo positivo y una lengüeta de electrodo negativo que se extiende desde el electrodo negativo, respectivamente.
Cada una de las monocélulas puede tener forma rectangular, la lengüeta del electrodo positivo y la lengüeta del electrodo negativo pueden sobresalir en direcciones opuestas, y una parte en la que las partes de extensión del electrodo positivo están unidas entre sí y una parte en la que las partes de extensión del electrodo negativo están unidas entre sí pueden sobresalir en direcciones opuestas, es decir, sobresalen en una dirección perpendicular a la lengüeta del electrodo positivo y a la lengüeta del electrodo negativo.
En otra divulgación, las monocélulas que comprenden la parte de extensión del electrodo positivo y la parte del electrodo negativo pueden ser todas monocélulas laminadas, y en todas las monocélulas laminadas, las partes de extensión del electrodo positivo pueden estar unidas entre sí, y las partes de extensión del electrodo negativo pueden estar unidas entre sí.
En otra divulgación, el electrodo positivo puede disponerse en la capa superior de la monocélula laminada en la capa superior, y el separador y el electrodo negativo pueden laminarse secuencialmente de forma adicional sobre el electrodo positivo dispuesto en la capa superior.
En otra divulgación, las monocélulas que comprenden la parte de extensión del electrodo positivo y la parte del electrodo negativo pueden ser una monocélula laminada en la capa superior y una monocélula laminada en la capa inferior, y entre la monocélula laminada en la capa superior y la monocélula laminada en la capa inferior puede insertarse un conjunto de subelectrodos en el que se laminan una pluralidad de monocélulas, en donde, en cualquiera de las monocélulas que constituyen el conjunto de subelectrodos, una parte de expansión que se extiende longitudinalmente hacia un lado puede estar formada en uno de los separadores, y la parte de expansión del separador puede rodear todas las monocélulas del conjunto de subelectrodos de forma que esté dispuesta en la capa más externa del conjunto de subelectrodos.
Como se ha descrito anteriormente, en el colector del electrodo positivo, la parte de extensión del electrodo positivo puede tener un grosor diferente del de una porción recubierta con el material activo del electrodo positivo, y, en el colector del electrodo negativo, la parte de extensión del electrodo negativo puede tener un grosor diferente al de una porción recubierta con el material activo del electrodo negativo.
En otra divulgación, cada una de las monocélulas puede tener forma rectangular, una lengüeta del electrodo positivo que se extiende desde el colector del electrodo positivo puede estar integrada con la parte de extensión del electrodo positivo, y una lengüeta del electrodo negativo que se extiende desde el colector del electrodo negativo puede estar integrada con la parte de extensión del electrodo negativo, en donde la parte de extensión del electrodo positivo puede tener una forma que sobresalga de dos lados de la monocélula, y la parte de extensión negativa puede tener una forma que sobresalga de dos lados opuestos a los dos lados que sobresalen de la parte de extensión del electrodo positivo.
Aquí, las ranuras del patrón que están rebajadas en direcciones en las que el electrodo positivo y el electrodo negativo están laminados pueden formarse en una porción en la que las partes de extensión del electrodo positivo están unidas entre sí y una porción en la que las partes de extensión del electrodo negativo están unidas entre sí, respectivamente.
Aquí, la ranura de patrón formada en la porción en la que las partes de extensión del electrodo positivo están unidas entre sí puede estar dispuesta en una posición simétrica a la ranura de patrón formada en la porción en la que las partes de extensión del electrodo negativo están unidas entre sí.
Asimismo, en la monocélula, el electrodo positivo y el separador pueden estar unidos entre sí, y el separador y el electrodo negativo pueden estar unidos entre sí.
Efectos ventajosos
La presente invención tiene la configuración descrita anteriormente, ya que la expansión del separador rodea las monocélulas laminadas, las monocélulas laminadas pueden ser fijas. De este modo, la cinta según la técnica relacionada puede ser eliminada para resolver los problemas del aumento de la resistencia interna y la degradación del electrodo debido a la diferencia de espesor y plegado del electrodo negativo.
La parte de expansión puede unirse en un punto predeterminado aplicando el calor y la presión para formar la superficie lisa.
La parte de expansión del separador puede tener el grosor y/o la composición diferentes a los de otras porciones para mejorar la fuerza de adhesión y la impregnación del electrolito.
La monocélula tiene una gran estabilidad porque el electrodo positivo y el separador están unidos entre sí, y el separador y el electrodo negativo están unidos entre sí.
También, la placa plana puede insertarse selectivamente en la región rodeada por la parte extensible para evitar que el separador se dañe al sellar la bolsa. Cuando la placa plana está hecha de material metálico, la eficacia de la refrigeración puede conseguirse aumentando la superficie de disipación del calor.
Asimismo, en lugar del separador, en el conjunto de electrodos en el que el colector del electrodo positivo y el colector del electrodo negativo pueden extenderse para fijarse, la cinta según el arte relacionado puede omitirse para resolver los problemas del aumento de la resistencia interna y la degradación del electrodo debido a la diferencia de grosor y plegado del electrodo negativo.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1a es una vista lateral que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos a través de un proceso de laminación y apilamiento entre conjuntos de electrodos de acuerdo con una técnica relacionada. La FIG. 1b es una vista lateral que ilustra un estado en el que una pluralidad de monocélulas 4, en las que se apilan un electrodo positivo 1, un separador (3), un electrodo negativo 2, y un separador 3 se laminan secuencialmente, se laminan y se fijan con una cinta 5.
La FIG. 1c es una vista en planta que ilustra un estado en el que el conjunto de electrodos, en la que se laminan la pluralidad de monocélulas, está fijado por la cinta 5.
La FIG. 2 es una vista lateral que ilustra un estado en el que un electrodo positivo y un electrodo negativo están respectivamente laminados en los lados superior e inferior de un separador, en la que se forma una parte de expansión, para constituir una monocélula.
La FIG. 3a es una vista lateral que ilustra un estado en el que una pluralidad de monocélulas están laminadas según la realización 1, en donde la monocélula de la FIG. 2 está laminada en la capa superior, y una parte de expansión separadora de la monocélula superior rodea toda la monocélula.
La FIG. 3b es una vista en planta cuando el estado de FIG. 3 es visto hacia abajo desde un lado superior.
La FIG. 3c es una vista lateral que ilustra un estado en el que una pluralidad de monocélulas están laminadas según la realización 3 de la presente invención, en donde la monocélula de la FIG. 2 está laminada en la capa superior, y una parte de expansión separadora de la monocélula superior rodea toda la monocélula, y a continuación, el electrodo negativo se lamina adicionalmente en la parte de expansión del separador.
La FIG. 3d es una vista lateral que ilustra un estado en el que el electrodo negativo está laminado sobre el separador que comprende la parte de expansión, y a continuación, la parte de expansión del separador rodea la totalidad de las monocélulas como una estructura en la que una pluralidad de monocélulas 101, que no comprenden la parte de expansión, se laminan, el separador que comprende la parte de expansión se lamina sobre las monocélulas 101, y el separador que comprende la parte de expansión y el electrodo negativo se laminan adicionalmente como unidades auxiliares según la realización 4 de la presente invención.
La FIG. 4a es una vista lateral que ilustra un estado en el que se inserta una placa plana en cada uno de los dos lados de las monocélulas en un espacio rodeado por la parte de expansión en el estado de la FIG. 3a según la realización 5 de la presente invención, es decir, un estado en el que una porción de borde entra en contacto con una bolsa dentro de la bolsa.
La FIG. 4b es una vista lateral que ilustra un estado en el que la parte de expansión rodea la totalidad de las monocélulas mediante dos vueltas en el estado de la FIG. 3a según la realización 6 de la presente invención, es decir, un estado en el que la placa plana se inserta en cada uno de los dos lados de las monocélulas entre porciones en las que las partes de expansión se solapan entre sí.
La FIG. 5a que no está cubierta por la presente invención es una vista lateral que ilustra un estado en el que el electrodo positivo en el que una parte de extensión del electrodo positivo se forma en un lado de la misma, el separador, el electrodo negativo sobre el que se forma una parte de extensión del electrodo negativo en el otro lado del mismo, y el separador se laminan para constituir la monocélula.
La FIG. 5b, que no es objeto de la presente invención, es una vista lateral que ilustra un estado en el que las monocélulas de la FIG. 5a están laminadas, en donde las partes de extensión del electrodo positivo están unidas y fijadas entre sí en un lado, y las partes de extensión del electrodo negativo están unidas y fijadas entre sí en el otro lado según la realización 7 de la presente invención.
La FIG. 5c, que no es objeto de la presente invención, es una vista lateral que ilustra un estado en el que las monocélulas de la FIG. 5a están laminadas, en donde las partes de extensión del electrodo positivo están unidas y fijadas entre sí por un lado, y las partes de extensión del electrodo negativo están unidas y fijadas entre sí por el otro lado, y a continuación, el separador y el electrodo negativo se laminan adicionalmente en la capa superior según la realización 8 de la presente invención.
La FIG. 5d, que no es objeto de la presente invención, es una vista lateral que ilustra un estado en el que las monocélulas de la FIG. 5a están laminadas en la capa superior y en la capa inferior, en donde, en las monocélulas laminadas en la capa superior y en la capa inferior, las piezas de prolongación del electrodo positivo están unidas y fijadas entre sí por un lado, y las piezas de prolongación del electrodo negativo están unidas y fijadas entre sí por el otro lado, y a continuación, se inserta un subconjunto de electrodos con la misma estructura que el conjunto de electrodos de la FIG. 3a entre las monocélulas dispuestas en la capa superior y la capa inferior según la realización 9 de la presente invención.
La FIG. 6 que no está cubierto por la presente invención es una vista en planta cuando el estado de la FIG. 5b se ve hacia abajo desde un lado superior.
La FIG. 7 que no está cubierto por la presente invención es una vista en planta que ilustra un estado en el que la parte de extensión del electrodo positivo y la parte de extensión del electrodo negativo se modifican en forma. La FIG. 8 que no está cubierto por la presente invención es una vista en planta que ilustra un estado en el que se forma una ranura patrón en cada una de la parte de extensión del electrodo positivo y la parte de extensión del electrodo negativo.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, se describen en detalle las realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos de tal manera que la idea técnica de la presente invención pueda ser llevada a cabo fácilmente por un experto en la materia a la que pertenece la invención. La presente invención puede, sin embargo, realizarse de diferentes formas y no se debería interpretar que está limitada a las realizaciones establecidas en el presente documento.
Para ilustrar claramente la presente invención, se omiten las partes que no están relacionadas con la descripción, y los componentes iguales o similares se indican con los mismos números de referencia en toda la memoria descriptiva.
También, las palabras o los términos utilizados en esta memoria descriptiva y las reivindicaciones no deben interpretarse de manera restrictiva como significados ordinarios o significados basados en diccionario, sino que deben interpretarse como significados y conceptos que se ajustan al alcance de la presente invención sobre la base del 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 conjunto de electrodos en el que un electrodo negativo 20 en el que un material activo de electrodo negativo 22 se aplica sobre una superficie de un colector de electrodo negativo 21, un separador 30, y un electrodo positivo 10 en el que se aplica un material activo de electrodo positivo 12 sobre una superficie de un colector de electrodo positivo 11 se laminan repetidamente. Aquí, la estructura laminada se fija mediante el separador que comprende una parte de extensión proporcionada en una de las monocélulas laminadas o mediante la unión de las monocélulas que comprenden las partes de extensión al colector, de modo que se omite una cinta para la fijación según la técnica relacionada. En lo sucesivo en el presente documento, se describirán realizaciones según la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.
Fijación mediante separador
La presente invención proporciona un conjunto de electrodos que es capaz de ser fijado por un separador 30 que comprende una parte de extensión 31.
La FIG. 2 es una vista lateral que ilustra un estado en el que un electrodo positivo 10 y un electrodo negativo 20 están laminados respectivamente en los lados superior e inferior del separador 30, sobre la que se forma una parte de expansión 31, para constituir una monocélula sobre la que se lamina el separador inferior 30 (que tiene un tamaño general como el de la técnica relacionada). El conjunto de electrodos fijado por el separador 30 está provisto de uno o más separadores 30 que comprenden la parte de expansión 31.
Realización 1
La FIG. 3a es una vista lateral que ilustra un estado en el que una pluralidad de monocélulas 100 y 101 están laminadas según la realización 1, en donde la monocélula 100 de la FIG. 2 está laminada en la capa superior, y una parte de expansión separadora 31 de la monocélula 100 superior rodea las monocélulas 100 y 101 completas, y la FIG. 3b es una vista en planta cuando el estado de la FIG. 3 se ve hacia abajo desde un lado superior. Como se ilustra en las FIG. 3a y 3b, un conjunto de electrodos según la realización 1 de la presente invención se fabrica laminando la pluralidad de monocélulas 100 y 101. En las monocélulas 101 restantes, excepto en la monocélula 100 superior, un electrodo positivo 10, un separador (30), un electrodo negativo 20 y un separador 30 se laminan secuencialmente hacia abajo desde un lado superior, y se puede aplicar calor y/o una presión a cada una de las superficies de contacto para unirlas entre sí. Sin embargo, la monocélula 100 laminada en la capa superior es la misma que la monocélula 101 en que el electrodo positivo 10, el separador 30, el electrodo negativo 20 y el separador 30 se laminan secuencialmente. Sin embargo, como se ilustra en la FIG. 2, la monocélula 100 tiene una estructura en la que se forma la parte de expansión 31 que tiene una longitud que se extiende hasta un lado del separador 30.
Cuando todo el número predeterminado de monocélulas 100 y 101 están laminadas, la parte de expansión 31 puede tener una longitud suficiente para rodear las monocélulas 101 y la monocélula superior 100. En esta realización, aunque la monocélula 100 que comprende la parte de expansión 31 se lamina en la capa superior cuando la monocélula 100 se lamina para fabricar el conjunto de electrodos, la monocélula 100 puede laminarse tanto en una capa intermedia como en la inferior.
Después se lamina la monocapa correspondiente (la monocapa que comprende la parte de expansión) en la capa superior, como se ilustra en la FIG. 3, la parte de expansión 31 rodea todas las monocélulas 100 y 101 laminadas para disponerse en las capas más externas (de modo que la parte de expansión pasa por debajo de la monocélula más baja para permitir que un extremo de la parte de expansión se disponga en la monocélula más alta). También, como se ilustra en las FIG. 3a y 3b, el extremo se deshuesa a una superficie superior de la monocélula superior 100 (es decir, superficie superior del electrodo positivo en los dibujos) aplicando el calor y la presión.
Aquí, una posición del extremo de la parte de expansión 31 puede ajustarse en función de un grosor de la parte de expansión 31, de modo que pueda minimizarse o eliminarse una diferencia de altura en la superficie superior. Por ejemplo, si el grosor de la pieza de prolongación 31 es muy fino, como se ilustra en la FIG. 3a, el extremo de la parte de expansión 31 puede estar configurado preferentemente para cubrir solo aproximadamente la mitad del electrodo positivo dispuesto en la capa superior, y si la diferencia de altura en función del grosor de la parte de expansión 31 se produce en un grado significativo, el extremo de la parte de expansión 31 puede estar configurado preferentemente para cubrir todo el electrodo positivo 10 dispuesto en la capa superior o una porción de revestimiento de un material activo de electrodo positivo 12 (aquí, si la monocélula está dispuesta en la capa inferior, el extremo de la parte de expansión 31 está preferiblemente configurado para cubrir todo el electrodo negativo 20 dispuesto en la capa superior o una porción de recubrimiento de un material activo de electrodo negativo 22).
El separador 30 debe tener un grosor adecuado para separar el electrodo negativo 20 y el electrodo positivo 10. Sin embargo, ya que la parte de extensión 31 que se desvía entre el electrodo positivo 10 y el electrodo negativo 20 no necesita tener el grosor requerido del separador 30, la parte de expansión 31 puede tener un espesor diferente del de una porción del separador 30 que comprende la parte de expansión 31, que entra en contacto con el electrodo positivo 10 o el electrodo negativo 20.
Como alternativa, una porción del separador 30 que comprende la parte de expansión 31, que entra en contacto con el electrodo positivo 10 o el electrodo negativo 20, y la parte de expansión 31 pueden estar fabricadas con diferentes composiciones. Por ejemplo, la parte de expansión 30 puede tener el mismo grosor que la parte en contacto con el electrodo positivo 10 y el electrodo negativo 20, pero puede ser diferente en el sentido de que se añade un aditivo durante la fabricación para que sea más duradero y fácil de adherir por calor.
Como se ilustra en la FIG. 3b, la monocélula superior 100 tiene forma rectangular o cuadrada vista desde un lado superior. Aquí, una lengüeta de electrodo positivo 10a que se extiende desde el electrodo positivo 10 y una lengüeta de electrodo negativo 20a que se extiende desde el electrodo negativo 20 sobresalen en direcciones opuestas entre sí, y la parte de expansión 31 del separador 30 se extiende en una dirección perpendicular a la dirección de protuberancia de la lengüeta de electrodo positivo 10a o de la lengüeta de electrodo negativo 20a (véanse las FIG. 3a y 3b).
Realización 2
En un conjunto de electrodos, es preferible que un electrodo positivo de doble cara no esté dispuesto en la capa más externa para minimizar la precipitación del litio (Li) contenido en un material activo del electrodo positivo. En más detalle, un electrodo positivo de una sola cara o un electrodo negativo pueden disponerse en la capa más externa para evitar que un material activo de electrodo positivo quede expuesto desde la capa más externa. De este modo, en la presente invención, una configuración en la que el electrodo positivo de una sola cara está dispuesto en la capa más externa se proporciona como Realización 2, y una configuración en la que el electrodo negativo 20 está dispuesto en la capa más externa se proporciona como Realización 3.
Es decir, como el conjunto de electrodos según la realización 1, en el conjunto de electrodos según la realización 2, la monocélula 100 que comprende el separador 20 sobre el que está formada la parte de expansión 31 está laminada en la capa superior, y el electrodo positivo 10 está laminado sobre el separador 30 sobre el que está formada la parte de expansión 31. Aquí, el electrodo positivo 10, que es la capa superior laminada sobre el separador 30 en el que está formada la parte de expansión 31, es un electrodo positivo de una sola cara en el que el material activo 12 del electrodo positivo está aplicado a una sola superficie del colector 11 del electrodo positivo. Aquí, el electrodo positivo 10 que es la capa superior está dispuesto de modo que una superficie sobre la que no se aplica el material activo de electrodo positivo 12 está orientada hacia un lado superior. Es decir, el conjunto de electrodos según la realización 2 tiene la misma configuración que el conjunto de electrodos de la FIG. 3a, es decir, tiene una estructura en la que el material activo del electrodo positivo 12 en el colector del electrodo positivo 11 se retira del electrodo positivo laminado en el extremo superior.
Realización 3
En un conjunto de electrodos según la realización 3 de la presente invención, un electrodo negativo 20 se lamina adicionalmente en el conjunto de electrodos según la realización 1, de modo que el electrodo negativo 20 se dispone en la capa superior.
Es decir, la FIG. 3c es una vista lateral que ilustra un estado en el que una pluralidad de monocélulas 100 y 101 están laminadas según la realización 3 de la presente invención, en donde la monocélula 100 de la FIG. 2 está laminada en la capa superior, y una parte de expansión separadora 31 de la monocélula 100 superior rodea a todas las monocélulas 100 y 101 y, a continuación, el electrodo negativo 20 se lamina adicionalmente sobre la parte de expansión del separador. Como se ilustra en el dibujo, el conjunto de electrodos según la realización 3 tiene una estructura en la que un extremo de la parte de expansión 31 del separador 30 rodea y cubre todo el electrodo positivo superior 10 en la estructura según la realización 1. Como alternativa, en la tercera realización, si el extremo de la parte de expansión 31 del separador no cubre todo el electrodo positivo superior 10, el separador 30 puede laminarse adicionalmente sobre el electrodo positivo superior 10, y entonces, el electrodo negativo 20 puede estar laminado sobre el separador 30.
Realización 4
Asimismo, la presente invención proporciona una estructura, que puede aplicarse más fácilmente al conjunto de electrodos (de tipo laminación y apilamiento) según la técnica correspondiente, como en la Realización 4. La FIG. 3d es una vista lateral que ilustra un estado en el que una pluralidad de monocélulas 101, que no comprenden una parte de expansión, se laminan, solo un separador 30 que comprende la parte de expansión está laminado en las monocélulas 101 (en lugar de la monocélula laminada en el extremo superior en las realizaciones 1, 2 y 3), un electrodo negativo 20 se lamina adicionalmente sobre el separador 30 que comprende la parte de expansión 31, y la parte de expansión 31 del separador 30 rodea la totalidad de las monocélulas 101.
Es decir, en esta realización, el separador 30 que comprende la parte de expansión 31 se lamina adicionalmente en la capa superior en lugar de retirar la cinta 5 en el conjunto de electrodos de la FIG. 1b, el separador 30 está laminado adicionalmente en la capa superior, el electrodo negativo 20 está laminado sobre el separador 30, y la parte de expansión 31 rodea la totalidad de las monocélulas 101 y el electrodo negativo 20 superior laminado adicionalmente para fijar el conjunto de electrodos.
Realización 5
Asimismo, la presente invención proporciona adicionalmente una estructura en la que se incrusta una placa plana 40 para que una estructura del conjunto de electrodos sea más resistente, y el conjunto de electrodos se incrusta en una bolsa 50 para evitar que un separador 30 se atasque en un espacio, que se estrecha cuando la bolsa 50 está sellada o dañada, como las realizaciones 5 y 6.
Es decir, en el conjunto de electrodos según la realización 5, la placa plana 40 está montada adicionalmente en un espacio interior rodeado por la parte de expansión 31. La FIG. 4a es una vista lateral que ilustra un estado en el que la placa plana 40 se inserta en cada uno de los dos lados de las monocélulas en el espacio rodeado por la parte de expansión 31 en el estado de la FIG. 3a según la realización 5 de la presente invención, es decir, un estado en el que una porción de borde entra en contacto con la bolsa 50 dentro de la bolsa 50. Con referencia a los dibujos, ya que la placa plana 40 está fijada para erigirse en dirección vertical en un electrodo negativo 20 y un electrodo positivo 10, la placa plana 40 puede soportar la fuerza de presión en dirección vertical cuando la bolsa 50 está recogida y puede servir de soporte cuando está rodeada por la parte de expansión 31. Dado que la placa plana 40 tiene forma de placa plana, la placa plana 40 también tiene el efecto de mejorar el grado de alineación del conjunto de electrodos.
En esta realización, la placa 40 está hecha de un material que no es conductor de la electricidad para evitar que se produzca un cortocircuito. Es decir, la placa plana 40 puede estar provista de una especie de placa aislante. En algunos casos, el aluminio del interior de la bolsa queda expuesto en una parte de sellado. Si es así, se proporciona la placa aislante, puede evitarse que el aluminio expuesto y el conjunto de electrodos entren en contacto.
Realización 6
En la presente invención, un conjunto de electrodos según la Realización 6 es el mismo que el conjunto de electrodos según la Realización 5 en que se proporciona la placa plana 40. Sin embargo, la placa plana 40 está hecha de un material metálico que tiene conductividad térmica para proporcionar la misma función que una placa de refrigeración que absorbe el calor generado en el electrodo negativo 20 y el electrodo positivo 10 para reducir una temperatura. También, la placa plana 40 está dispuesta para estar separada del electrodo positivo 10 y del electrodo negativo 20 a fin de evitar el cortocircuito por la placa plana 40.
La FIG. 4b es una vista lateral que ilustra un estado en el que la parte de expansión 31 rodea la totalidad de las monocélulas mediante dos vueltas en el estado de la FIG. 3a según la Realización 6 de la presente invención, es decir, un estado en el que la placa plana 40 se inserta en cada uno de los dos lados de las monocélulas entre las porciones en las que las partes de expansión 31 se solapan entre sí. Como se ilustra en el dibujo, la parte de expansión 31 tiene una estructura doblemente envolvente de modo que la placa plana 40 se dispone en un espacio separado del electrodo positivo 10 y del electrodo negativo 20, y la placa plana se dispone formada por rotación de la parte de expansión 31.
En la estructura según esta realización, la placa plana 40 puede mejorar el rendimiento de refrigeración del electrodo negativo 20 y del electrodo positivo 30 sin aumentar la altura del conjunto de electrodos.
Como se ha descrito anteriormente, cuando la placa plana 40 está dispuesta verticalmente, un colector de electrodos positivos 11 y un colector de electrodos negativos 21, cada uno de los cuales está hecho de un material metálico, puede conducir el calor a la placa plana 40 (debido a que el colector de electrodos positivos 11 y el colector de electrodos negativos 21 están próximos aunque estén separados por el separador). De este modo, la eficacia de la disipación del calor puede mejorarse en comparación con una estructura en la que la placa plana 40 está laminada en la misma dirección que los electrodos. Es decir, en la estructura en la que la placa plana 40 está laminada en la misma dirección que los electrodos, solo los electrodos dispuestos en las capas superior e inferior pueden absorber calor. Sin embargo, en la estructura en la que la placa plana 40 se erige verticalmente, todos los extremos del colector de electrodos positivos 11 y del colector de electrodos negativos 21 están en contacto entre sí para mejorar el rendimiento de refrigeración.
Fijación a través del colector (no cubierta por la presente invención)
También, la presente invención proporciona una estructura en la que un colector de electrodo positivo 11 y un colector de electrodo negativo 21 se extienden en lugar de una parte de expansión 31 de un separador 30, de modo que las porciones de extensión 11a de los colectores de electrodo positivo 11 están unidas y fijadas entre sí, y las porciones de extensión 21a de los colectores de electrodo negativo 21 están unidas y fijadas entre sí. La FIG. 5a es una vista que ilustra un estado en el que un electrodo positivo 10 en el que una parte de extensión del electrodo positivo 11a está formada en un lado del mismo, un separador (30), un electrodo negativo 20 sobre el que se forma una parte de extensión del electrodo negativo 21a en la otra cara del mismo, y un separador 30 se laminan para constituir una monocélula 200. Es decir, el conjunto de electrodos que tiene la estructura descrita anteriormente se caracteriza por que al menos dos o más monocélulas 200 que comprenden la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a están laminadas. Aquí, las partes de extensión del electrodo positivo 11a están unidas y fijadas entre sí, y las partes de extensión del electrodo negativo 21a están unidas y fijadas entre sí.
Aquí, la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a pueden estar formadas separadamente de la lengüeta del electrodo positivo 10a y de la lengüeta del electrodo negativo 20a como se ilustra en la FIG. 6, o pueden estar formadas integralmente como se ilustra en la FIG. 7. Aquí, aunque estén formadas integralmente, la lengüeta del electrodo positivo 10a y la lengüeta del electrodo negativo 20a pueden aumentar de superficie (es decir, aumenta el área de adhesión) para proporcionar una fuerza de fijación más estable.
Realización 7
La FIG. 5b es una vista lateral que ilustra un estado en el que las monocélulas de la FIG. 5a están laminadas, en donde las partes de extensión del electrodo positivo 11a están unidas y fijadas entre sí en un lado, y las partes de extensión del electrodo negativo 21a están unidas y fijadas entre sí en el otro lado según la realización 7 de la presente invención.
Como se ilustra en el dibujo, el conjunto de electrodos según esta realización se configura laminando una pluralidad de monocélulas 200 en las que un electrodo positivo 10, un separador (30), un electrodo negativo 20 y un separador 30 se laminan secuencialmente. También, cada una de las monocélulas 200 al menos superior e inferior comprende una parte de extensión de electrodo positivo 11a en la que un colector de electrodo positivo 11 se extiende longitudinalmente hacia un lado y una parte de extensión de electrodo negativo 21a en la que un colector de electrodo negativo 21 se extiende longitudinalmente hacia el otro lado. La parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a se unen respectivamente a la parte de extensión del electrodo positivo 11a y a la parte de extensión del electrodo negativo 21a de la otra monocélula 200 para fijar las monocélulas laminadas. Aquí, como se ilustra en la FIG. 6, en esta realización, la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a se forman por separado a partir de una lengüeta de electrodo positivo 10a que se extiende desde el electrodo positivo 10 y una lengüeta de electrodo negativo 20a que se extiende desde el electrodo negativo 20, respectivamente.
Es decir, en esta realización, la monocélula 200 tiene forma rectangular. También, la lengüeta del electrodo positivo 10a y la lengüeta del electrodo negativo 20a sobresalen en direcciones opuestas, y las porciones, en la que las partes de extensión del electrodo positivo 11a están unidas entre sí, y las porciones, en la que están unidas las partes de prolongación del electrodo negativo 21a, sobresalen en direcciones opuestas. También, la lengüeta del electrodo positivo 10a y la lengüeta del electrodo negativo 20a sobresalen en direcciones perpendiculares entre sí.
En esta realización, al menos las monocélulas superior e inferior pueden ser monocélulas en las que están formadas la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a. Es decir, la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a están formadas en todas las monocélulas laminadas 200. También, todas las partes de extensión del electrodo positivo 11a pueden estar unidas entre sí, y todas las partes de extensión del electrodo negativo 21a pueden estar unidas entre sí.
La unión entre las partes de extensión del electrodo positivo 11a y entre las partes de extensión del electrodo negativo 21a puede realizarse mediante soldadura. Como alternativa, puede realizarse una soldadura láser, pero es preferible que la soldadura ultrasónica (normalmente, este es un método de soldadura para soldar la pestaña del electrodo positivo y la pestaña del electrodo negativo) se realice de acuerdo con los espesores del colector del electrodo positivo 11a y el colector del electrodo negativo 21a.
Realización 8
Como se ha descrito anteriormente, en esta realización, un separador 30 y un electrodo negativo 20 están dispuestos adicionalmente en la capa superior para excluir la disposición de un electrodo positivo de doble cara en cada una de las capas exteriores, con el fin de minimizar la precipitación del litio (Li) contenido en un material activo de electrodo positivo.
La FIG. 5c es una vista lateral que ilustra un estado en el que las monocélulas de la FIG. 5a están laminadas, en donde las partes de extensión del electrodo positivo 11a están unidas y fijadas entre sí por un lado, y las partes de extensión del electrodo negativo 21a están unidas y fijadas entre sí por el otro lado, y a continuación, un separador 30 y un electrodo negativo 20 se laminan adicionalmente en la capa superior. Como se ilustra en el dibujo, el conjunto de electrodos según esta realización tiene la misma configuración que el conjunto de electrodos según la realización 7, salvo que se añaden un separador 30 y un electrodo negativo 20 en la capa superior. Es decir, en esta realización, un electrodo positivo 10 se coloca en la capa superior de la monocélula 200 laminada en la capa superior, y el separador 30 y el electrodo negativo 20 se apilan secuencialmente sobre el electrodo positivo 10 dispuesto en la capa superior.
Para esto, puede utilizarse una unidad auxiliar. Una unidad auxiliar en la que un electrodo negativo y un separador están unidos entre sí puede ser proporcionada, y luego, la unidad auxiliar puede laminarse aún más en la capa superior de las monocélulas laminadas 200.
Realización 9
Asimismo, la presente invención proporciona una estructura, en la que se combinan un método de fijación a través de una parte de extensión de un colector y un método de fijación a través de una parte de expansión de un separador, como en la Realización 9.
La FIG. 5d es una vista lateral que ilustra un estado en el que las monocélulas 200 de la FIG. 5a están laminadas en la capa superior y en la capa inferior, en donde, en las monocélulas 200 laminadas en la capa superior y la capa inferior, las piezas de prolongación del electrodo positivo 11a están unidas y fijadas entre sí por un lado, y las piezas de prolongación del electrodo negativo 21a están unidas y fijadas entre sí por el otro lado, y a continuación, entre las monocélulas 200 dispuestas en la capa superior y la capa inferior se inserta un subconjunto de electrodos con la misma estructura que el conjunto de electrodos de la FIG. 3a.
En esta realización, las monocélulas en las que están formadas la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a son una monocélula 200 laminada en la capa superior y una monocélula 200 laminada en la capa inferior. Entre la monocélula 200 superior y la monocélula 200 inferior se inserta un conjunto de subelectrodos en el que se lamina la pluralidad de monocélulas. Aquí, el conjunto de subelectrodos tiene la misma configuración que el conjunto de electrodos según la realización 1.
Es decir, en el conjunto de subelectrodos, una parte de expansión 31 que se extiende longitudinalmente hacia un lado se forma en el separador 30 laminado en la monocélula superior, y la parte de expansión 31 del separador 30 rodea todas las monocélulas del conjunto de subelectrodos de forma que se dispone en la capa más externa del conjunto de subelectrodos. En esta configuración, se puede impedir que la parte de extensión del electrodo positivo 11a o la parte de extensión del electrodo negativo 21a entren en contacto con el electrodo individual (el electrodo positivo o el electrodo negativo) dentro del conjunto de electrodos. Cuando la parte de extensión del electrodo positivo 11a o la parte de extensión del electrodo negativo 21a entran en contacto con el electrodo individual dentro del conjunto de electrodos, puede producirse un accidente por cortocircuito. De este modo, la configuración descrita anteriormente puede evitar que se produzca el cortocircuito.
En los conjuntos de electrodos según las realizaciones 7 a 9, en las que la fijación se realiza mediante las piezas de prolongación formadas en el colector, ya que el mismo tipo de partes de extensión de electrodo positivo 11a y partes de extensión de electrodo negativo 21a se reúnen para ser unidas entre sí, las partes de extensión del electrodo positivo 11a y las partes de extensión del electrodo negativo 21a pueden proporcionar una fuerza de fijación separada de la de las respectivas lengüetas del electrodo positivo 10a y las respectivas lengüetas del electrodo negativo 20a, que se reúnen para unirse entre sí como se ha descrito anteriormente.
Asimismo, en las realizaciones anteriores, el colector de electrodos positivos 11 y el colector de electrodos negativos 21 se diseñan en función de los espesores y las características de los materiales activos 12 y 22 que se van a aplicar y se fabrican para cumplir las condiciones requeridas del conjunto de electrodos. De este modo, es difícil cambiar los espesores. Sin embargo, la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a a las que no se aplica el material activo de electrodo positivo 12 y el material activo de electrodo negativo 22 tienen un grosor relativamente menor.
De este modo, en la presente invención, en el colector del electrodo positivo 11 y en el colector del electrodo negativo 21, la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a pueden tener espesores diferentes de los de las porciones recubiertas con los materiales activos 12 y 22, respectivamente. Es decir, cada una de la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a puede tener un grosor delgado en la porción unida o estar fabricada para ser más delgada que la de la porción recubierta con el material activo, de modo que pueda doblarse verticalmente después de ser unida. Por otro lado, cada una de la parte de extensión del electrodo positivo 11a y de la parte de extensión del electrodo negativo 21a puede fabricarse para ser más gruesa que la de la porción recubierta con el material activo, a fin de soportar con más fuerza el movimiento de las monocélulas.
La FIG. 6 es una vista en planta cuando el estado de FIG. 5b es visto hacia abajo desde un lado superior, la FIG. 7 es una vista en planta que ilustra un estado en el que la parte de extensión del electrodo positivo y la parte de extensión del electrodo negativo tienen una forma modificada, y la FIG. 8 es una vista en planta que ilustra un estado en el que se forma una ranura de patrón en cada una de la parte de extensión del electrodo positivo y la parte de extensión del electrodo negativo.
Como se ilustra en los dibujos, las monocélulas 200 según las realizaciones 7 a 9 también pueden tener una forma rectangular o cuadrada como la monocélula 100 según la realización 1.
Aquí, como se ilustra en la FIG. 6, una lengüeta de electrodo positivo 10a que se extiende desde un electrodo positivo 10 y una lengüeta de electrodo negativo 20a que se extiende desde un electrodo negativo 20 sobresalen en direcciones opuestas, y porciones, en la que las partes de extensión del electrodo positivo 11a están unidas entre sí, y porciones, a la que están unidas las piezas de prolongación del electrodo negativo 21a, sobresalen en direcciones opuestas. También, una lengüeta de electrodo positivo 10a y una lengüeta de electrodo negativo 20a sobresalen en direcciones perpendiculares entre sí. Como la lengüeta del electrodo positivo 10a y la lengüeta del electrodo negativo 20a, ya que la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a son porciones que se extienden desde un colector de electrodo positivo 11 y un colector de electrodo negativo 21, respectivamente, la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a también pueden funcionar como terminales a través de los cuales fluye la corriente hacia el conjunto de electrodos. Es decir, en lugar de la lengüeta del electrodo positivo 10a y la lengüeta del electrodo negativo 20a, los puntos que están conectados eléctricamente a un dispositivo externo pueden ser la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a, respectivamente.
Asimismo, ya que la lengüeta del electrodo positivo 10a y la lengüeta del electrodo negativo 20a y la parte de extensión del electrodo positivo 11a y la parte de extensión del electrodo negativo 21a pueden proporcionar la misma función, los componentes antes descritos pueden integrarse en un cuerpo sin necesidad de clasificarlos por separado. Es decir, como se ilustra en la FIG. 7, la lengüeta del electrodo positivo 10a que se extiende desde el colector del electrodo positivo 11 y la parte de extensión del electrodo positivo 11a están formadas integralmente, y la lengüeta del electrodo negativo 20a que se extiende desde el colector del electrodo negativo 21 está formada integralmente con la parte de extensión del electrodo negativo 21a (al contrario, puede omitirse cualquiera de la lengüeta del electrodo positivo y la parte de extensión del electrodo positivo y solo la lengüeta del electrodo negativo y la parte de extensión del electrodo negativo).
Aquí, para asegurar la fuerza de fijación de cada monocélula 200 (para proporcionar una fuerza de unión suficiente), en esta realización, la parte de extensión del electrodo positivo 11a tiene una forma que sobresale de ambos lados de la monocélula, y la parte de extensión del electrodo negativo 21a tiene una forma que sobresale de dos lados opuestos a los dos lados que sobresalen de la parte de extensión del electrodo positivo 11a.
También, las ranuras 11b y 21b que están incrustadas a lo largo de la dirección en la que el electrodo positivo 10 y el electrodo negativo 20 están laminados (es decir, en la dirección del grosor) se forman en la porción en la que la parte de extensión del electrodo positivo 11a está unida entre sí y la porción en la que las partes de extensión del electrodo negativo 21a están unidas entre sí. Es decir, como se ilustra en la FIG. 8, una pluralidad de ranuras de patrón 11b y 21b pueden formarse en la porción en la que las partes de extensión del electrodo positivo 11a están unidas entre sí y la porción en la que las partes de extensión del electrodo negativo 21a están unidas entre sí. Las ranuras patrón 11 b y 21b pueden utilizarse como espacios en los que se insertan dispositivos que proporcionan funciones adicionales, como un refrigerante, antes de que el conjunto de electrodos se incruste en la bolsa. En esta realización, la ranura de patrón 11b formada en la porción en la que las partes de extensión del electrodo positivo 11a están unidas entre sí puede estar dispuesta en una posición simétrica a la ranura de patrón 21b formada en la porción en la que las partes de extensión del electrodo negativo 21a están unidas entre sí.
La presente invención que tiene las características técnicas descritas anteriormente está configurada para fijar las monocélulas laminadas rodeando las monocélulas laminadas a través de la parte de expansión 31 del separador 30 y fijar las monocélulas uniendo las partes de extensión del electrodo positivo 11a entre sí y uniendo las partes de extensión del electrodo negativo 21a entre sí. De este modo, ya que la cinta según la técnica relacionado se omite, se puede resolver el problema del aumento de la resistencia interna y el problema de la degradación del electrodo debido a la diferencia de grosor y al plegado del electrodo negativo.
La parte de expansión 31 puede unirse en un punto predeterminado aplicando calor y presión para formar una superficie lisa.
La parte de expansión 31 del separador puede tener un espesor y/o composición diferente a la de otras porciones para mejorar la adherencia e impregnación de un electrolito. También, cada una de la parte de extensión del electrodo positivo 11a y de la parte de extensión del electrodo negativo 21a puede tener un grosor diferente del de cada una de las otras porciones (las porciones recubiertas con el material activo), y así, el rendimiento de la soldadura y el tamaño de la porción soldada pueden variar según sea necesario.
La monocélula tiene una gran estabilidad porque el electrodo positivo y el separador están unidos entre sí, y el separador y el electrodo negativo están unidos entre sí.
También, la placa plana 40 puede insertarse selectivamente en la región rodeada por la parte de extensión 31 para mejorar la eficacia de la refrigeración y la fuerza de soporte. Asimismo, ya que el refrigerante se introduce selectivamente en las porciones en las que están formadas las ranuras patrón 11b y 21b, se puede mejorar la eficacia de la refrigeración.
Asimismo, como se proporciona el conjunto de electrodo que tiene las características técnicas anteriores, la presente invención puede proporcionar adicionalmente una batería secundaria en la que el conjunto de electrodos según la presente invención está incrustado en la bolsa y un módulo de batería secundaria en el que una pluralidad de baterías secundarias están conectadas eléctricamente entre sí.
Aunque las realizaciones de la presente invención se han descrito con referencia a las realizaciones específicas, resultará evidente para los expertos en la materia que se pueden realizar diversos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de electrodos en el que un electrodo negativo recubierto con un material activo de electrodo negativo en una superficie de un colector de electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo recubierto con un material activo de electrodo positivo en una superficie de un colector de electrodo positivo se laminan repetidamente, comprendiendo el conjunto de electrodos:
monocélulas (100, 101) en las que el electrodo positivo (10), el separador (30), el electrodo negativo (20) y el separador se laminan secuencialmente,
en donde al menos dos o más monocélulas (100, 101) se laminan, en donde, en cualquiera de las monocélulas, en uno de los separadores (30) se forma una parte de expansión (31) que se extiende longitudinalmente hacia un lado, y la parte de expansión (31) del separador rodea las monocélulas (100, 101) laminadas que se dispondrán en las capas más externas para fijar las monocélulas (100, 101) laminadas.
2. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde la monocélula (100, 101) que comprende la parte de expansión (31) es una monocélula laminada en la capa superior o inferior, y
el separador (30) que comprende la parte de expansión (31) es un separador dispuesto entre el electrodo positivo (10) y el electrodo negativo (20) en la monocélula correspondiente.
3. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde cada una de las monocélulas tiene forma rectangular,
una lengüeta de electrodo positivo (10a) que se extiende desde el electrodo positivo (10) y una lengüeta de electrodo negativo (20a) que se extiende desde el electrodo negativo (20) sobresalen en direcciones opuestas, y la parte de expansión (31) del separador se extiende en una dirección perpendicular a la dirección sobresaliente de la lengüeta del electrodo positivo o de la lengüeta del electrodo negativo.
4. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde, en la monocélula, el electrodo positivo (10) y el separador (30) están unidos entre sí, y el separador (30) y el electrodo negativo (20) están unidos entre sí.
5. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde la monocélula (100, 101) que comprende el separador (30), sobre el que se forma la parte de expansión (31), es una monocélula laminada en la capa superior, y el electrodo positivo (10) se lamina sobre el separador (30) en el que está formada la parte de expansión (31),
en donde, cuando la parte de expansión (31) rodea todo el conjunto de electrodos de modo que un extremo de la parte de expansión cubre el electrodo positivo dispuesto en el separador sobre el que está formada la parte de expansión, el electrodo negativo (20) se lamina adicionalmente sobre la parte de expansión.
6. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde la monocélula (100, 101) que comprende el separador (30), sobre el que se forma la parte de expansión (31), es una monocélula laminada en la capa superior, y el electrodo positivo (10) se lamina sobre el separador (30) en el que está formada la parte de expansión,
en donde el separador se lamina adicionalmente sobre el electrodo positivo (10) laminado sobre el separador en el que está formada la parte de expansión, y
el electrodo negativo (20) se lamina adicionalmente sobre el separador.
7. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde la monocélula (100, 101) que comprende el separador (30), sobre el que se forma la parte de expansión (31), es una monocélula laminada en la capa superior, y el electrodo positivo (10) está laminado sobre el separador en el que está formada la parte de expansión,
en donde el electrodo positivo (10) laminado sobre el separador en el que está formada la parte de expansión es un electrodo positivo de una sola cara en el que el material activo del electrodo positivo (12) se aplica a una sola superficie del colector del electrodo positivo (11), y una superficie en la que no se aplica el material activo del electrodo positivo está dispuesta para mirar hacia un lado superior.
8. Un conjunto de electrodos en el que un electrodo negativo (20) recubierto con un material activo de electrodo negativo (22) en una superficie de un colector de electrodo negativo (21), un separador (30) y un electrodo positivo (10) recubierto con un material activo de electrodo positivo (12) en una superficie de un colector de electrodo positivo (11) se laminan repetidamente, comprendiendo el conjunto de electrodos:
monocélulas (100, 101) en las que el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo y el separador se laminan secuencialmente,
en donde al menos dos o más monocélulas están laminadas, y el separador y el electrodo negativo están secuencialmente laminados adicionalmente sobre la monocélula laminada en la capa superior,
en donde el separador laminado adicionalmente junto con el electrodo negativo comprende una parte de expansión (31) que se extiende longitudinalmente hacia un lado, y
la parte de expansión rodea las monocélulas laminadas y el electrodo negativo laminado adicionalmente para fijar las monocélulas y el electrodo negativo.
9. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la parte de expansión (31) rodea las monocélulas (100, 101) laminadas, y
un extremo de la parte de expansión (31) se adhiere y fija a un punto predeterminado aplicando calor y una presión.
10. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la parte de expansión (31) tiene un grosor diferente al de la otra parte del separador en contacto con el electrodo positivo o el electrodo negativo.
11. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la parte de expansión (31) tiene una composición diferente de la de la otra parte del separador (30) en contacto con el electrodo positivo (10) o el electrodo negativo (20).
12. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la parte de expansión (31) del separador rodea las monocélulas en un estado en el que se inserta una placa plana en un lado o en ambos lados del electrodo positivo y del electrodo negativo, de modo que la placa plana (40) se erige en una dirección perpendicular a una dirección en la que se laminan el electrodo positivo (10) y el electrodo negativo (20).
13. El conjunto de electrodos de la reivindicación 12, en donde la placa plana (40) está hecha de un material no conductor.
14. El conjunto de electrodos de la reivindicación 12, en donde la parte de expansión (31) del separador (30) rodea las monocélulas (100, 101) por dos vueltas, y
la placa plana (40) está dispuesta para ser insertada entre la capa rodeada en primer lugar por la parte de expansión (31) y la capa rodeada en segundo lugar por la parte de expansión y está hecha de un material metálico que tiene conductividad térmica.
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