ES3040872T3 - Electrode assembly - Google Patents

Electrode assembly

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ES3040872T3
ES3040872T3 ES19886921T ES19886921T ES3040872T3 ES 3040872 T3 ES3040872 T3 ES 3040872T3 ES 19886921 T ES19886921 T ES 19886921T ES 19886921 T ES19886921 T ES 19886921T ES 3040872 T3 ES3040872 T3 ES 3040872T3
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Shin Hwa Lee
Woo Yong Lee
Kieun Sung
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos en el que se apilan alternativamente electrodos positivos y negativos, y se disponen separadores entre ellos. El conjunto comprende: una unidad plegable en la que se insertan alternativamente una unidad de electrodo negativo y una unidad de electrodo positivo entre cada capa de un separador plegado en zigzag, alternando entre un lado y otro en dirección perpendicular a la dirección de apilamiento de los electrodos; y unidades de apilamiento en las que se apilan secuencialmente un electrodo positivo, un separador y un electrodo negativo cortados a un tamaño determinado. La unidad de electrodo negativo tiene un electrodo negativo en su capa más externa, la unidad de electrodo positivo tiene un electrodo positivo en su capa más externa, y las unidades de apilamiento se colocan sobre la capa superior e inferior de la unidad plegable, respectivamente. La presente invención, con las características descritas, se logra mediante la combinación de la unidad plegable con estructura de plegado en Z y las unidades de apilamiento con estructura de laminación y apilamiento. De este modo, se puede aumentar el tamaño de los electrodos positivos en relación con los electrodos negativos en la unidad de plegado para incrementar la capacidad, y se puede mejorar la estabilidad colocando las unidades de apilamiento en las capas más externas de la unidad de plegado. (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.° 10-2018-0142344, presentada el 19 de noviembre de 2018.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos integrado en una batería secundaria y, más particularmente, a un electrodo que tiene las ventajas de un método de laminación y apilamiento con una estructura relativamente estable y las ventajas de un método de plegado en Z con una tolerancia admisible relativamente pequeña.
Antecedentes de la invención
Las baterías secundarias son recargables, a diferencia de las baterías primarias, y además, la posibilidad de un tamaño compacto y alta capacidad es alta. Por lo tanto, 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 construye un conjunto de electrodos en un estuche de batería (por ejemplo, una bolsa, una lata y similares). El conjunto de electrodos incorporado 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 Figura 1a es una vista lateral que ilustra un proceso de fabricación de una celda unitaria 4 para apilarse en un conjunto de electrodos a través de un proceso de laminación y apilamiento entre conjuntos de electrodos de acuerdo con la técnica relacionada, y la Figura 1b es una vista lateral que ilustra un estado en el que la pluralidad de celdas unitarias 4 fabricadas en la Figura 1a están apiladas.
Haciendo referencia a los dibujos, en el modo de laminación y apilamiento, el electrodo positivo 1, el separador 3, el electrodo negativo 2 y el separador 3 se desenrollan continuamente para suministrarse en un estado de bobinado en forma de rollo. En el presente caso, cada uno del electrodo positivo 1 y el electrodo negativo 2 se corta a un tamaño predeterminado y se mueve junto con los separadores 3 que se suministran continuamente, para pasar a través de un dispositivo de laminación. En el presente caso, el electrodo positivo 1 tiene una estructura en la que un material activo de electrodo positivo se aplica a una superficie de un colector de electrodo positivo, y el electrodo negativo 2 tiene una estructura en la que un material activo de electrodo negativo se aplica a una superficie de un colector de electrodo negativo.
Mientras pasa a través del dispositivo de laminación, se puede aplicar calor y presión entre el electrodo positivo 1, el separador 3, el electrodo negativo 2 y el separador 3 para unir el electrodo positivo 1, el separador 3, el electrodo negativo 2 y el separador 3 entre sí. En el estado unido, se cortan 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), entre ellos para fabricar continuamente una celda unitaria 4 en la que se apilan secuencialmente hacia abajo el electrodo positivo 1, el separador 3, el electrodo negativo y el separador 3. Las celdas unitarias 4 se apilan en un número predeterminado para fabricar un conjunto de electrodos.
También, el conjunto de electrodos de acuerdo con la técnica relacionada también se puede fabricar a través de un método de plegado en Z. El conjunto de electrodos fabricado a través del método de plegado en Z tiene una estructura en la que un electrodo positivo y un electrodo negativo se insertan alternativamente en ambos lados mientras se proporciona un separador suministrado continuamente en un centro y luego se pliega en forma de zigzag. El plegado en Z se ha divulgado en el documento KR 10-2014-0062761, KR 10-2011-0048839.
En el método de laminación y apilamiento descrito anteriormente, dado que las capas para apilarse están unidas entre sí, el conjunto de electrodos puede tener una durabilidad superior contra un impacto externo y ser estable en comparación con otros métodos de fabricación. Por otro lado, dado que los procesos se realizan en orden de apilamiento de los electrodos y el separador, laminado, cortado y apilado de las celdas unitarias, el número de procesos es mayor que el de otros procesos. Por otro lado, en el caso del método de plegado en Z, un período de proceso es más corto, lo que da como resultado una mayor tasa de producción en comparación con el método de laminación y apilamiento.
Asimismo, cuando aumenta el número de procesos, pueden acumularse las tolerancias admisibles para cada proceso. Por ejemplo, una tolerancia admisible en el método de laminación y apilamiento se determina teniendo en cuenta, cuando se apilan los electrodos y el separador, una tolerancia admisible al cortar el electrodo positivo y el electrodo negativo y una tolerancia admisible cuando se cortan en las celdas unitarias. Como resultado, la tolerancia admisible en el conjunto de electrodos fabricado a través del método de laminación y apilamiento puede ser reducida. Por lo tanto, existe el problema de que aumenta el tamaño del electrodo positivo en relación con el electrodo negativo. Por otro lado, cuando el conjunto de electrodos se fabrica en modo de plegado en Z, dado que el número de procesos es reducido, el electrodo positivo puede tener un tamaño mayor que el del electrodo negativo.
Es decir, dado que la capacidad del conjunto de electrodos aumenta a medida que el tamaño del electrodo positivo es mayor que el del electrodo negativo, es preferible que el tamaño del electrodo positivo aumente tanto como sea posible. Sin embargo, el tamaño del electrodo positivo se limita a un cierto límite para reducir la posibilidad de degradación del electrodo positivo y la aparición de un cortocircuito. En el presente caso, el tamaño del electrodo positivo se reduce más por la tolerancia admisible durante la producción, pero el tamaño del electrodo positivo está más limitado en el modo de laminación y apilamiento porque el número de procesos aumenta (debido a la gran tolerancia admisible). KR 20170111690 A, JP 2001 291647 A, EP 3246979 A1, US 2008/280208 A1 y EP 3 336 951 A1 divulgan un conjunto de electrodos formado mediante el apilamiento de las unidades de electrodos.
Explicación de la invención
Problema técnico
Por consiguiente, un objeto principal de la presente invención es proporcionar un conjunto de electrodos que tenga la ventaja de un conjunto de electrodos que usa un método de plegado en Z (aumentando el tamaño del electrodo positivo en comparación con un electrodo negativo debido a la reducción de una tolerancia admisible) y una ventaja de un conjunto de electrodos que use un método de laminación y apilamiento (un electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo, que constituyen una celda unitaria, se unen para mejorar la estabilidad).
Solución técnica
Un conjunto de electrodos de la presente invención para lograr el objeto anterior se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas. La presente invención comprende el conjunto de electrodos en el que se apilan alternativamente un electrodo positivo y un electrodo negativo, y se dispone un separador entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, comprendiendo el conjunto de electrodos: una unidad de plegado, una unidad de electrodo negativo y una unidad de electrodo positivo se insertan alternativamente entre las capas del separador del que un lado y el otro lado se pliegan alternativamente en forma de zigzag en una dirección perpendicular a una dirección en la que se apilan el electrodo positivo y el electrodo negativo; y una unidad de apilamiento en la que se apilan secuencialmente el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo, cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado, en donde el electrodo negativo se dispone en la capa más externa de la unidad de electrodo negativo, y el electrodo positivo se dispone en la capa más externa de la unidad de electrodo positivo, y la unidad de apilamiento se apila en cada una de la capa más superior y la capa más inferior de la unidad de plegado.
También, el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo, que se apilan en la unidad de apilamiento, pueden unirse entre sí en las superficies de contacto entre ellas. La unión en la unidad de apilamiento puede realizarse aplicando calor y presión.
Cuando la unidad de apilamiento se apila sobre la unidad de plegado, el electrodo positivo o el electrodo negativo, que se dispone en la capa más externa de la unidad de apilamiento, puede ser un electrodo de un solo lado en el que se aplica un material activo a solo una superficie de un colector.
En el presente caso, en el electrodo de un solo lado, el material activo puede aplicarse a una superficie en contacto con el separador. Es decir, un colector de electrodo positivo o el colector de electrodo negativo puede disponerse en la capa más externa.
En una primera realización de la presente invención, la unidad de electrodo negativo es un electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo es un electrodo positivo. También, el electrodo negativo o el electrodo positivo pueden apilarse en la capa más externa de la unidad de plegado, y el separador puede apilarse en una capa de la unidad de apilamiento, que entra en contacto con la unidad de plegado.
En esta realización, la unidad de apilamiento puede ser una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y dos separadores, en donde uno de los separadores puede apilarse entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y el otro puede apilarse en una posición en contacto con la capa más externa de la unidad de plegado.
En una segunda realización, el separador puede apilarse en la capa más externa de la unidad de plegado, y la unidad de apilamiento puede ser una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador, en donde el separador puede apilarse entre el electrodo positivo y el electrodo negativo.
En una tercera realización, el electrodo negativo o el electrodo positivo pueden apilarse en una de las capas más externas de la unidad de plegado, y el separador puede apilarse en la otra de las capas más externas, la unidad de apilamiento apilada en una de las capas más externas, en la que se apila el electrodo positivo o el electrodo negativo, puede ser una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y dos separadores, en donde uno de los separadores puede apilarse entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y el otro puede apilarse en una posición en contacto con la capa más externa de la unidad de plegado, y la unidad de apilamiento apilarse en una de las capas más externas, en la que se apila el separador, puede ser una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador, en donde el separador puede apilarse entre el electrodo positivo y el electrodo negativo.
En las realizaciones anteriores, el separador apilado entre la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo en la unidad de plegado tiene un espesor diferente al del separador apilado dentro de la unidad de apilamiento.
Asimismo, en la presente divulgación, la unidad de electrodo negativo puede ser una bicelda en la que el electrodo negativo se apila en cada una de las dos capas más externas, y uno o más electrodos positivos se apilan entre los electrodos negativos, y la unidad de electrodo positivo puede ser una bicelda en la que el electrodo positivo se apila en cada una de las dos capas más externas, y uno o más electrodos negativos se apilan entre los electrodos positivos. En más detalle, la unidad de electrodo negativo puede ser una bicelda en la que se apilan secuencialmente el electrodo negativo/el separador/el electrodo positivo/el separador/el electrodo negativo desde la capa más externa, y la unidad de electrodo positivo puede ser una bicelda en la que se apilan secuencialmente el electrodo positivo/el separador/el electrodo negativo/el separador/el electrodo positivo desde la capa más externa. En el presente caso, el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo, que se apilan para constituir cada una de la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo, pueden unirse entre sí en las superficies de contacto entre ellas.
También, el separador apilado entre la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo en la unidad de plegado puede tener un espesor diferente del separador apilado dentro de la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo.
También, en la unidad de apilamiento, el separador puede apilarse en la capa más externa en un lado opuesto de una dirección en la que la unidad de apilamiento se orienta hacia la unidad de plegado.
Asimismo, una unidad de apilamiento en la que pueden apilarse secuencialmente el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo, cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado, se apila adicionalmente en una superficie exterior de la unidad de apilamiento. En la unidad de apilamiento, las unidades de apilamiento dispuestas en las porciones superior e inferior de la unidad de plegado pueden tener la misma estructura de apilamiento, y se apilan más o menos electrodos de acuerdo con la especificación del conjunto de electrodos.
También, según sea necesario, pueden apilarse continuamente dos o más unidades de plegado entre las unidades de apilamiento dispuestas en la capa más superior y la capa más inferior. En el presente caso, la unidad de apilamiento en la que pueden apilarse secuencialmente el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo, cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado, se inserta entre las dos unidades de plegado que se apilan continuamente. La unidad de apilamiento 200 puede ser una bicelda en la que la capa más superior y la capa más inferior tengan la misma polaridad o una monocelda en la que la capa más superior y la capa más inferior tengan polaridades diferentes entre sí y pueden tener la misma estructura que la unidad de apilamiento dispuesta cada una de las porciones superior e inferior de la unidad de plegado.
Asimismo, la unidad de electrodo negativo apilada en la unidad de plegado es un electrodo negativo, y la unidad de electrodo positivo es un electrodo positivo, el electrodo negativo puede tener un área mayor que la del electrodo positivo, y un espacio (d) entre un punto en el que se pliega el separador y el electrodo negativo puede ser menor que el que existe entre el punto en el que se pliega el separador y el electrodo positivo.
También, en la unidad de plegado, un extremo del separador puede comprender una pieza de extensión que se extiende por una longitud predeterminada, y la pieza de extensión puede rodear la unidad de plegado y las unidades de apilamiento después de que las unidades de apilamiento se apilen en las porciones superior e inferior de la unidad de plegado, y un extremo de la pieza de extensión puede unirse para fijarse a una superficie de la unidad de plegado o la unidad de apilamiento.
Asimismo, como se proporciona el conjunto de electrodos que tiene las características técnicas anteriores, la presente invención puede proporcionar adicionalmente una batería secundaria en la que el conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención está integrado en la bolsa y un módulo de batería secundaria en el que una pluralidad de baterías secundarias están conectadas eléctricamente entre sí.
Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente invención que tiene la configuración descrita con anterioridad, la unidad de plegado que tiene la estructura de plegado en Z (que tiene una estructura del conjunto de electrodos fabricado en la forma de plegado en Z) y la unidad de apilamiento que tiene una estructura de laminación y apilamiento (que tiene una estructura del conjunto de electrodos fabricado en el método de laminación y apilamiento) pueden unirse entre sí. Por lo tanto, el electrodo positivo puede aumentar en área con respecto al electrodo negativo en la unidad de plegado para aumentar la capacidad, y la unidad de apilamiento puede disponerse en la capa más externa de la unidad de plegado para mejorar la estabilidad.
Asimismo, el electrodo positivo o el electrodo negativo, que se dispone en la capa más externa de la unidad de apilamiento, puede proporcionarse como el electrodo de un solo lado en el que el material activo se aplica a solo una superficie del colector para reducir la degradación debido a la precipitación del material activo y también reducir la posibilidad de que se produzca el cortocircuito debido al impacto externo.
También, el separador apilado entre la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo en la unidad de plegado tiene un espesor diferente al del separador apilado dentro de la unidad de apilamiento para minimizar el volumen.
La presente invención puede proporcionar la estructura en la que el separador se apila en la capa más externa en un lado opuesto de una dirección en la que la unidad de apilamiento se orienta hacia la unidad de plegado y la estructura en la que se apilan adicionalmente la pluralidad de unidades de apilamiento para proporcionar las diversas estructuras de acuerdo con la especificación requerida de la batería secundaria.
Se pueden apilar continuamente dos o más unidades de plegado. Es decir, cuando aumenta el número de apilamiento de la unidad de plegado, la tolerancia acumulativa puede aumentar. Por lo tanto, pueden apilarse dos unidades de plegado, cada una de las cuales tiene menos número de apilamiento, para reducir la tolerancia acumulativa, y también, el número de apilamiento puede aumentar para aumentar la capacidad.
También, en la unidad de plegado, el extremo del separador puede comprender la pieza de extensión que se extiende por una longitud predeterminada, y la pieza de extensión puede rodear la unidad de plegado y las unidades de apilamiento después de que las unidades de apilamiento se apilen en las porciones superior e inferior de la unidad de plegado, y el extremo de la pieza de extensión puede unirse para fijarse a la superficie de la unidad de plegado o la unidad de apilamiento, evitando así la sacudida de la unidad de plegado y la unidad de apilamiento y mejorando la durabilidad contra el impacto externo.
Asimismo, la presente invención puede proporcionar adicionalmente una batería secundaria en la que el conjunto de electrodos de acuerdo con la presente invención está integrado en la bolsa y un módulo de batería secundaria en el que una pluralidad de baterías secundarias están conectadas eléctricamente entre sí.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1a es una vista lateral que ilustra un estado en el que las celdas unitarias se fabrican en un modo de laminación y apilamiento.
La Figura 1b es una vista frontal que ilustra un estado en el que las celdas unitarias fabricadas en la Figura 1a se apilan para fabricar un conjunto de electrodos.
La Figura 2 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente invención.
La Figura 3 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un segundo ejemplo de realización de la presente invención.
La Figura 4 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un tercer ejemplo de realización de la presente invención.
La Figura 5a es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente divulgación.
La Figura 5b es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos derivado de la presente divulgación.
La Figura 6 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un quinto ejemplo de realización de la presente invención.
La Figura 7 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un sexto ejemplo de realización de la presente invención.
Las figuras 8 y 9 son vistas frontales que ilustran un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un séptimo ejemplo de realización de la presente invención.
La Figura 10 es una vista frontal que ilustra un espacio 'd' entre un punto en el que se pliega un separador y un electrodo negativo en una unidad de plegado.
La Figura 11 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un método de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un octavo ejemplo de realización de la presente invención.
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 se apilan alternativamente un electrodo positivo 10 y un electrodo negativo 20, y los separadores 30 y 40 están dispuestos entre el electrodo positivo 10 y el electrodo negativo 30. El conjunto de electrodos tiene una estructura en la que una unidad de apilamiento 200 fabricada en el modo de laminación y apilamiento se apila en cada uno de ambos lados (lados superior e inferior) de una unidad de plegado 100 fabricada en un modo de plegado en Z.
Es decir, en la unidad de plegado 100, se insertan alternativamente una unidad de electrodo positivo y una unidad de electrodo negativo entre capas de un separador 40 del que un lado y el otro lado se pliegan en forma de zigzag en una dirección (una dirección horizontal en la Figura 2) perpendicular a una dirección (una dirección vertical en la Figura 2) en la que se apilan el electrodo positivo 10 y el electrodo negativo 20.
En el presente caso, la unidad de electrodo negativo en la que el electrodo negativo se dispone en cada una de las capas más externas (la capa más superior y la capa más inferior) y la unidad de electrodo positivo en la que el electrodo positivo se dispone en cada una de las capas más externas son celdas que constituyen electrodos individuales o unidades individuales.
También, la unidad de apilamiento tiene una estructura en la que se apilan secuencialmente el electrodo positivo 10, el separador 30 y el electrodo negativo 20, cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado. El electrodo positivo 10, el separador 30 y el electrodo negativo 20, que se apilan en la unidad de apilamiento, se unen entre sí en las superficies de contacto entre ellas mediante calor y presión. La unidad de apilamiento tiene una estructura en la que se añade además un separador 30 cuando el electrodo negativo 20 y el electrodo positivo 10 se disponen en las capas más externas de la unidad de plegado 100.
Asimismo, cuando la unidad de apilamiento 200 se apila sobre cada una de las capas superior e inferior de la unidad de plegado 100, el electrodo positivo o el electrodo negativo, que se dispone en la capa más externa de la unidad de apilamiento 200, es un electrodo de una sola cara en el que se aplica un material activo a solo una superficie de un colector. El electrodo de un solo lado dispuesto en la capa más externa se dispone de modo que el material activo se aplique a una superficie en contacto con el separador (de modo que un colector de electrodo positivo o un colector de electrodo negativo esté dispuesto en la capa más externa).
En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones de acuerdo con la presente invención se describirán haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
Primera realización
La Figura 2 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente invención. Como se ilustra en el dibujo, en una unidad de plegado de acuerdo con esta realización, un electrodo negativo es un electrodo negativo individual 20, y una unidad positiva es un electrodo positivo individual 10.
También, una unidad de apilamiento es una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo 10, un electrodo negativo 20 y dos separadores 30. En la unidad de apilamiento, uno de los separadores 30 se apila entre el electrodo positivo 10 y el electrodo negativo 20, y el otro se apila en una posición en contacto con el electrodo positivo 10 dispuesto en la capa más externa de la unidad de plegado 100. Es decir, en la unidad de apilamiento, se apilan secuencialmente el electrodo positivo 10/el separador 30/el electrodo negativo 20/el separador 30 desde la capa más externa.
En esta realización, aunque el electrodo positivo 10 se apila en la capa más externa de la unidad de plegado 100 y la capa más externa de la unidad de apilamiento 200, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, el electrodo negativo 20 puede apilarse en la capa más externa de la unidad de plegado 100 y la capa más externa de la unidad de apilamiento 200.
La unidad de plegado 100 tiene una estructura en la que se apilan n electrodos (la suma del número de electrodos positivos y negativos apilados), donde n es un número natural mayor que al menos 2. En esta realización, la unidad de apilamiento 200 se apila en cada una de las capas superior e inferior de la unidad de plegado 100 en la que el electrodo positivo 10 se dispone en cada una de las capas más superior e inferior. En el presente caso, la unidad de apilamiento 200 se apila de modo que una superficie de la misma, sobre la que se dispone el separador, entra en contacto con el electrodo positivo más externo 10 de la unidad de plegado 100.
Esta realización es una realización que tiene la estructura de apilamiento más básica en la presente invención. Por lo tanto, las realizaciones segunda a tercera que se describirán más adelante pueden tener estructuras en las que se modifica la estructura de acuerdo con la primera realización, pero que tengan la misma idea técnica que la primera realización en que la unidad de apilamiento 200 se apila adicionalmente en ambos lados de la unidad de plegado 100.
Segunda realización
La Figura 3 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un segundo ejemplo de realización de la presente invención. En esta realización, un separador 40 se apila en la capa más externa de una unidad de plegado 100 (a diferencia de la primera realización, un electrodo no se apila en la capa más superior cuando se insertan alternativamente un electrodo positivo y un electrodo negativo a ambos lados de un separador de una unidad de plegado).
También, se proporciona una unidad de apilamiento 200 apilada adicionalmente en cada una de las capas superior e inferior de la unidad de plegado 100 como una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo 10, un electrodo negativo 20 y un separador 300.
Como se ilustra en el dibujo, dado que el electrodo dispuesto en la capa más externa de la unidad de plegado 100 es el electrodo positivo 10, la unidad de apilamiento 200 se apila en una dirección en la que el electrodo negativo 20 se orienta hacia la unidad de plegado 100.
Tercera realización
La Figura 4 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un tercer ejemplo de realización de la presente invención. En esta realización, se apila un electrodo positivo 10 en la capa más superior de las capas más externas de una unidad de plegado 100, y se dispone un separador 40 en la capa más inferior.
También, una unidad de apilamiento 200 apilada en un lado superior de la unidad de plegado 100 tiene una estructura monocelda en la que se apilan secuencialmente un electrodo positivo 10/un separador 30/un electrodo negativo 20/un separador 30 desde la capa más externa (capa más superior), como en la primera realización. También, la unidad de apilamiento 200 apilada en un lado inferior de la unidad de plegado 100 se proporciona como una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo 10, un separador 30 y un electrodo negativo 20, como en la segunda realización. En el presente caso, el electrodo negativo 20 se orienta hacia un lado superior.
Cuarta realización (no incluida en la presente invención)
La Figura 5a es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con la presente divulgación.
En la divulgación, cada una de una unidad de electrodo positivo y una unidad de electrodo negativo se proporciona como una bicelda C (una bicelda de tipo C en la que se dispone un electrodo positivo en una capa intermedia) en la que se apilan una pluralidad de electrodos en lugar de electrodos individuales. Es decir, la unidad de electrodo negativo es una bicelda C en la que se apila un electrodo negativo 20 en ambas capas más externas, y se apilan uno o más electrodos positivos 10 entre los electrodos negativos 20, y la unidad de electrodo positivo es una bicelda A (un tipo A bicelda en la que el electrodo negativo se apila en una capa intermedia) en la que se apila el electrodo positivo 10 en ambas capas más externas y se apilan uno o más electrodos negativos 20 entre los electrodos positivos 10.
En más detalle, como se ilustra en el dibujo, la unidad de electrodo positivo es la bicelda de tipo A en la que se apilan secuencialmente el electrodo positivo 10/el separador 30/el electrodo negativo 20/el separador 30/el electrodo positivo 10 desde la capa más externa, y la unidad de electrodo negativo es la bicelda del tipo C en la que se apilan secuencialmente el electrodo negativo 20/el separador 30/el electrodo positivo 10/el separador 30/el electrodo negativo 20 desde la capa más externa.
En el presente caso, el electrodo positivo 10, el separador 30, el electrodo negativo 20, que se apilan para constituir cada una de la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo, están unidos entre sí en las superficies de contacto entre ellos. Cada una de la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo está configurada de modo que se apilan tres electrodos, pero la presente invención no está limitada a ello. Por ejemplo, se pueden apilar cinco, siete o más electrodos.
La unidad de plegado 100 está configurada de modo que el separador 40 se dispone en la capa más superior y la capa más inferior. También, la unidad de apilamiento 200 apilada en cada uno del lado superior y el lado inferior de la unidad de plegado 100 se proporciona como la bicelda (más específicamente, la bicelda tipo A). Es decir, en las biceldas apiladas en la capa más externa de la unidad de plegado 100, el electrodo negativo 20 se dispone en la capa más externa. También, la unidad de apilamiento 200 tiene la estructura bicelda en la que el electrodo positivo 10 se dispone sobre la superficie en contacto con la unidad de plegado 100. En el presente caso, en la unidad de apilamiento 200, aunque se apilan tres electrodos en el dibujo, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, se pueden apilar cinco, siete o más electrodos.
Asimismo, la figura 5B ilustra un estado en el que no se genera una diferencia en el área entre el separador y el electrodo negativo o es reducida dentro del conjunto de electrodos de acuerdo con la presente divulgación. Haciendo referencia a los dibujos, en cada una de la bicelda A que constituye la unidad de electrodo negativo y la bicelda A que constituye la unidad de electrodo positivo, que se ilustran en la Figura 5a, el separador 40 tiene el área más ancha, seguido por el electrodo negativo 20 que tiene el área más ancha, y el electrodo positivo 10 tiene el área más pequeña. Por otro lado, en la bicelda C y la bicelda A, que se ilustran en la Figura 5b, el electrodo negativo 20 tiene un área igual o ligeramente menor que la del separador 30 (en más detalle, una diferencia 'd' en longitud entre el electrodo negativo y el separador, que se ilustran en la Figura 5b, corresponde a aproximadamente 0 a 0,3 % de la longitud del separador).
Como se ha descrito anteriormente, si no se genera o se reduce la diferencia de área entre el electrodo negativo 20 y el separador 30, el área del electrodo negativo 20 puede aumentar más en comparación con la estructura en la que el separador tiene un área mayor que la del electrodo negativo como se ilustra en la Figura 5a, bajo la condición en la que el conjunto de electrodos tenga el mismo volumen. Como resultado, el electrodo positivo 10 también puede aumentar en área para aumentar la capacidad de carga y descarga. También, dado que la precisión de medición de un sensor (sensor de visión) se mejora durante el proceso de producción (porque no hay una porción cubierta por el separador que tenga una longitud mayor que la del electrodo negativo), se puede captar un tamaño y una posición relativa del electrodo negativo 20 con mayor precisión para reducir una tolerancia de producción. Cuando la tolerancia se reduce como se ha descrito anteriormente, el electrodo negativo puede aumentar de tamaño.
Aunque la unidad de electrodo positivo y la unidad de electrodo negativo se proporcionan como la bicelda de tipo C y la bicelda de tipo A en la presente divulgación, no se limita a esto. Por ejemplo, cada uno del electrodo positivo y el electrodo negativo puede proporcionarse como una monocelda en la que el electrodo más superior y el electrodo más inferior son diferentes entre sí (por ejemplo, una celda en la que se apilan secuencialmente hacia abajo un electrodo positivo/un separador/un electrodo negativo/un separador, un electrodo positivo/un separador/un electrodo negativo/un separador/un electrodo positivo/un separador/un electrodo negativo, un electrodo negativo/un separador/un electrodo positivo, un electrodo negativo/un separador/un electrodo positivo/un separador/un electrodo negativo/un separador/un electrodo positivo, o similares. También, aunque se proporciona como monocelda, es preferible que se genere la mínima diferencia de área entre el separador 30 y el electrodo negativo 20 debido a la razón descrita anteriormente. Es decir, el electrodo negativo puede tener un tamaño del 99,7 % al 100 % del tamaño del separador.
Aunque la estructura de acoplamiento de la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento 200 se ha descrito de acuerdo con las realizaciones primera a tercera de la presente invención y la divulgación anterior, si la estructura de acoplamiento tiene una estructura en la que se insertan la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo en el separador 40 mientras el separador 40 se pliega en forma de zigzag, la estructura puede aplicarse a la unidad de plegado 100 de la presente invención, y si la estructura de acoplamiento tiene una estructura en la que se apilan secuencialmente los electrodos 10 y 20 y el separador 30, la estructura puede aplicarse a la unidad de apilamiento 200 de la presente invención. Además de las realizaciones anteriores, pueden ser posibles varias combinaciones más.
Para fines de referencia, los conjuntos de electrodos de acuerdo con la primera a la tercera realizaciones y la divulgación anterior pueden fabricarse mediante una pluralidad de métodos de fabricación aplicables. En el presente caso, es preferible que la unidad de apilamiento 200 se apile sobre cada una de las capas superior e inferior de la unidad de plegado 100 y, a continuación, se apliquen calor y presión entre la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento 200 para generar una fuerza de unión predeterminada. Es decir, la fuerza de unión entre la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento 200 puede evitar que la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento 200 se separen entre sí cuando el conjunto de electrodos está integrado en una bolsa, así como cuando se aplica un impacto externo en la bolsa. Dicha unión puede generarse por termocompresión del separador cuando se aplican calor y presión predeterminados en la dirección vertical (la dirección de apilamiento) después de que la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento 200 estén completamente apiladas.
Una de las razones por las que la unidad de apilamiento 200 se apila sobre la superficie externa de la unidad de plegado 100 en la presente invención es porque el electrodo de una sola cara se dispone fácilmente sobre la capa más externa en el conjunto de electrodos. Es decir, para que el electrodo de un solo lado esté dispuesto en la capa más externa de la unidad de plegado 100 sin el apilamiento adicional de la unidad de apilamiento 20, se requiere un dispositivo para insertar por separado el electrodo de un solo lado además de un dispositivo para insertar secuencialmente la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo desde los lados izquierdo y derecho. Sin embargo, el dispositivo para insertar por separado el electrodo de un solo lado puede interferir con el dispositivo para insertar la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo, y el tiempo de producción puede aumentar debido a que el electrodo de un solo lado se inserta por separado. Por otro lado, como la estructura de acuerdo con la presente invención, la estructura en la que la unidad de apilamiento 200 se añade a la superficie externa (el electrodo de un solo lado se apila en la capa más externa) de la unidad de plegado 100, que se fabrican individualmente, puede tener la ventaja de simplificar el proceso de fabricación. También, dado que la unidad de apilamiento tiene una estructura en la que la pluralidad de electrodos y el separador están unidos entre sí entre ellos y tiene un espesor más grueso que el del electrodo de un solo lado, la unidad de apilamiento puede apilarse de manera más estable y eficiente en comparación con el caso en el que solo se apila el electrodo de un solo lado en el proceso de fabricación. Por ejemplo, dado que el electrodo de un solo lado tiene un espesor más delgado que el de un solo electrodo positivo o negativo, puede limitarse una velocidad de apilamiento para evitar que el electrodo se dañe. Sin embargo, la unidad de apilamiento puede tener una ventaja relativamente libre en condiciones de restricción.
Como se ha descrito anteriormente, cuando el electrodo (el electrodo positivo o el electrodo negativo) apilado en la capa más externa es el electrodo de una sola cara en lugar del electrodo de doble cara, puede reducirse la degradación del electrodo debido a la precipitación del material activo, y puede reducirse la posibilidad de que se produzca el cortocircuito debido al impacto externo.
Por lo tanto, en la presente invención, el electrodo (el electrodo positivo en la Figura 5) dispuesto en la capa más externa de la unidad de apilamiento 200 se proporciona como el electrodo de un solo lado. Es decir, como se ilustra en la Figura 5, el electrodo positivo dispuesto en la capa más externa de la unidad de apilamiento 200 se proporciona como el electrodo de un solo lado en el que el material activo de electrodo positivo 12 se aplica solo en una superficie del colector de electrodo positivo, que se orienta hacia al separador 1, y el material activo de electrodo positivo 12 no se aplica a una superficie que está expuesta al exterior.
Como se ha descrito anteriormente, la estructura en la que el electrodo de un solo lado se dispone en la capa más externa de la unidad de apilamiento 200 puede aplicarse desde la primera a la tercera realizaciones.
Asimismo, en la presente invención, el separador 40 apilado entre la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo en la unidad de plegado tiene un espesor diferente al del separador 30 apilado dentro de la unidad de apilamiento 200 y al del separador 30 apilado dentro de la bicelda cuando cada uno de la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo se proporciona como la bicelda. Es decir, dado que el separador 40 recibe una fuerza externa durante el plegado en el proceso de fabricación, el separador 40 tiene un espesor más grueso o está hecho de un material que tiene una mayor durabilidad.
En la presente invención, como se proporciona el conjunto de electrodos que tiene las características técnicas anteriores, se puede proporcionar adicionalmente una batería secundaria en la que el conjunto de electrodos que tiene la estructura descrita anteriormente está integrado en la bolsa y un módulo de batería secundaria en el que se monta una pluralidad de baterías secundarias para ser conectadas eléctricamente entre sí.
En la presente invención que tiene la estructura anterior, dado que la unidad de plegado 100 que tiene la estructura de plegado en Z y la unidad de apilamiento 200 que tiene la estructura de laminación y apilamiento están acopladas entre sí, el electrodo positivo puede aumentar de tamaño para aumentar la capacidad en comparación con el electrodo negativo en la unidad de plegado 100 (es decir, como se ha descrito anteriormente, ya que se minimiza una tolerancia admisible de acuerdo con el proceso de producción, que es un factor por el que el tamaño del electrodo positivo tiene que reducirse en el estado en el que el electrodo negativo tiene un tamaño fijo, el tamaño del electrodo positivo se establece en un valor máximo considerando la tolerancia admisible), y dado que la unidad de apilamiento 200, en el que los electrodos dispuestos en las capas más externas de la unidad de plegado 100 y el separador están unidos entre sí, se proporciona para mejorar la estabilidad (es decir, un efecto del aumento en el tamaño del electrodo positivo en relación con el electrodo negativo debido a la reducción de la tolerancia admisible, que es la ventaja del conjunto de electrodos de tipo plegado en Z y un efecto de aumento de la estabilidad, que es una ventaja del conjunto de electrodos de tipo laminación y apilamiento, pueden realizarse al mismo tiempo.
Asimismo, el electrodo positivo 10 o el electrodo negativo 20, que se dispone en la capa más externa de la unidad de apilamiento 200, puede proporcionarse como el electrodo de un solo lado en el que el material activo se aplica a solo una superficie del colector para reducir la degradación y también reducir la posibilidad de que se produzca el cortocircuito debido al impacto externo.
La presente invención se puede aplicar fácilmente al conjunto de electrodos que tiene la estructura de plegado en Z de acuerdo con la técnica relacionada añadiendo únicamente la unidad de apilamiento 200 y proporcionar la estructura en la que el electrodo de un solo lado se dispone fácilmente en la capa más externa.
También, el grosor del separador 40 apilado entre la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo en la unidad de plegado 100 y el grosor del separador 40 apilado dentro de la unidad de apilamiento pueden ser diferentes entre sí para minimizar el volumen del conjunto de electrodos.
Asimismo, en la presente invención, las estructuras de acuerdo con las realizaciones quinta a octava se proporcionan adicionalmente como estructuras que son aplicables a los conjuntos de electrodos de acuerdo con las realizaciones primera a tercera.
Quinta realización
La Figura 6 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un quinto ejemplo de realización de la presente invención.
Esta realización se caracteriza por que se apila adicionalmente un separador en las capas más externas (la capa más superior y la capa más inferior) de los conjuntos de electrodos de acuerdo con las realizaciones anteriores.
Es decir, en los conjuntos de electrodos de acuerdo con las realizaciones primera a tercera, cuando los electrodos 10 y 20 están dispuestos en las capas más externas y luego se insertan en la bolsa, los electrodos 10 y 20 pueden entrar en contacto directamente con una pared interior de la bolsa.
En general, la bolsa está hecha de un material que contiene componentes metálicos (aluminio, etc.) aunque el material se cambia de acuerdo con los tipos de bolsa. Por lo tanto, cuando el conjunto de electrodos se inserta en la bolsa, el separador apilado en la capa más externa puede proteger el conjunto de electrodos contra cambios químicos o impactos externos.
Sexta realización
La Figura 7 es una vista frontal que ilustra un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un sexto ejemplo de realización de la presente invención.
Esta realización tiene una estructura en la que una celda auxiliar en la que se apilan secuencialmente un electrodo positivo 10, un separador 30 y un electrodo negativo 20, cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado, se apila adicionalmente en las capas más externas (la capa más superior y la capa más inferior) de cada uno de los conjuntos de electrodos de acuerdo con las realizaciones anteriores.
La celda auxiliar puede tener una estructura en la que un separador/un electrodo negativo/un separador están unidos entre sí. Como alternativa, como se ilustra en la Figura 7, la celda auxiliar puede tener la misma estructura que la unidad de apilamiento 200, es decir, tienen una estructura en la que un electrodo positivo/un separador/un electrodo negativo/un separador están unidos entre sí. También, además, se pueden proporcionar más o menos electrodos y la estructura en la que se apila el separador de acuerdo con la especificación del conjunto de electrodos.
Séptima Realización
Las figuras 8 y 9 son vistas frontales que ilustran un proceso de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un séptimo ejemplo de realización de la presente invención.
En esta realización, dos o más unidades de plegado 100 se apilan secuencialmente entre las unidades de apilamiento 200 dispuestas en la capa más superior y la capa más inferior del conjunto de electrodos de acuerdo con las realizaciones anteriores.
En el modo de plegado en Z, cuando aumenta el número de capas apiladas, la tolerancia acumulativa puede aumentar. Por lo tanto, incluso si la unidad de plegado 100 tiene el mismo número de apilamiento, la tolerancia acumulativa puede reducirse en una estructura, en la que dos unidades de plegado, cada una de las cuales tiene el mismo número de apilamiento, se fabrican por separado y luego se unen entre sí, en lugar de una unidad de plegado con un mayor número de apilamiento. Por lo tanto, en la estructura de acuerdo con esta realización, dos unidades de plegado, cada una de las cuales tiene menor número de apilamiento, pueden apilarse para reducir la tolerancia acumulativa, y también, el número de apilamiento puede aumentar para aumentar la capacidad.
En el presente caso, una o más unidades de apilamiento 200, cada una de las cuales tiene una estructura en la que se apilan secuencialmente un electrodo positivo, un separador y un electrodo negativo, cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado, se insertan adicionalmente entre las dos unidades de plegado 100 que se apilan continuamente (véase la Figura 9). Cada una de las unidades de apilamiento 200 puede tener una bicelda en la que la capa más superior y la capa más inferior tengan la misma polaridad o una monocelda en la que la capa más superior y la capa más inferior tengan polaridades diferentes entre sí de acuerdo con la polaridad del electrodo más externo de la unidad de plegado 100. Como alternativa, la unidad de apilamiento 200 puede tener una estructura en la que la bicelda y la monocelda se combinan entre sí o una estructura en la que una pluralidad de monoceldas o biceldas específicas se combinan y se apilan entre sí.
En algunos casos, la estructura de la unidad de apilamiento 200 apilada entre las dos unidades de plegado 100 y la estructura de la unidad de apilamiento 200 apilada en las capas superior e inferior de las unidades de plegado 100 pueden ser completamente iguales.
Es preferible que el electrodo negativo 20 y el electrodo positivo 10 se fabriquen de modo que un espacio d entre cada uno del electrodo negativo 20 y el electrodo positivo 10 y un punto en el que se pliega el separador 40 resulte ser cero o cercano a cero para reducir la tolerancia acumulativa y evitar que se produzcan caídas o arrugas del separador 40.
Es decir, haciendo referencia a la Figura 10, que ilustra un espacio d entre un punto en el que se pliega el separador 40 y el electrodo negativo, la unidad de electrodo negativo apilada en la unidad de plegado 100 es un electrodo negativo 20, y la unidad de electrodo positivo apilada en la unidad de plegado 100 es un electrodo negativo 10. En el dibujo, el espacio d entre el punto en el que se pliega el separador 40 y el electrodo negativo es mayor que cero debido al espesor del electrodo negativo 20. Sin embargo, dado que cada uno del electrodo negativo 20 y el separador 40 tiene un espesor delgado realmente suficiente, y el separador 40 tiene elasticidad, el espacio d entre el punto de plegado y el electrodo negativo 20 puede ser cero o cercano a cero (un lado de extremo del electrodo negativo 20 se dispone para entrar en contacto con el punto en el que se pliega el separador).
En el presente caso, dado que el espacio d generado en el electrodo negativo 20 resulta ser cero, el electrodo negativo 20 puede tener un área máxima cuando el conjunto de electrodos tiene el mismo volumen. A medida que aumenta el área del electrodo positivo 20 (que es menor que la del electrodo negativo y tiene que reducirse por una tolerancia admisible), el electrodo positivo 10 también puede aumentar en área. Por lo tanto, ya que el espacio d generado en el electrodo negativo 20 es cercano a cero, el área del electrodo positivo 10 aumenta para aumentar la capacidad. Como resultado, es preferible que la unidad de plegado de acuerdo con la presente invención se fabrique de modo que el espacio d entre el punto en el que se pliega el separador y el electrodo negativo 20 sea cero o cercano a cero.
Octava Realización
La Figura 11 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un método de fabricación de un conjunto de electrodos de acuerdo con un octavo ejemplo de realización de la presente invención.
Esta realización se caracteriza por que un extremo del separador 40 en la unidad de plegado 200 tiene una pieza de extensión 41 extendida por una longitud predeterminada.
Como se ilustra en el dibujo, la pieza de extensión 41 puede rodear la unidad de plegado 100 y las unidades de apilamiento 200 después de que las unidades de apilamiento 100 se apilen respectivamente en las porciones superior e inferior de la unidad de plegado 100, y un extremo de la pieza de extensión 41 puede unirse para fijarse a un superficie de la unidad de plegado 100 o la unidad de apilamiento 200.
Las figuras 6 a 11 ilustran únicamente el estado en el que se aplican las características de acuerdo con las realizaciones sexta a octava al conjunto de electrodos de acuerdo con la primera realización. Sin embargo, las características de acuerdo con las realizaciones sexta a octava pueden aplicarse a los conjuntos de electrodos de acuerdo con las realizaciones segunda a tercera además de la primera realización.
La presente invención puede proporcionar una estructura en la que el separador 30 se apila en la capa más externa en un lado opuesto de una dirección en la que la unidad de apilamiento 200 se orienta hacia la unidad de plegado 100 y una estructura en la que la celda auxiliar se apila adicionalmente en la superficie externa de la unidad de apilamiento 200. Es decir, la presente invención puede proporcionar diversas estructuras de acuerdo con la especificación requerida de la batería secundaria.
Pueden apilarse continuamente dos o más unidades de plegado 100 para reducir la tolerancia acumulativa, y el número de apilamiento puede aumentar para aumentar la capacidad.
También, en la unidad de plegado 100, un extremo del separador 40 puede tener la pieza de extensión 41 que se extiende por la longitud predeterminada. También, la pieza de extensión 41 puede rodear la unidad de plegado 100 y las unidades de apilamiento 200, y un extremo de la pieza de extensión 41 puede unirse para fijarse a la superficie de la unidad de plegado 100 o la unidad de apilamiento 200 para evitar sacudidas y mejorar la durabilidad contra el impacto externo. Además, cuando se adhiere adicionalmente una cinta para fijar el conjunto de electrodos, toda la estructura puede estar rodeada por el separador. Por lo tanto, se puede realizar fácilmente una operación de encintado, y un método de encintado se puede realizar de diversas formas. Por ejemplo, de acuerdo con la octava realización, la pieza de extensión 41 del separador 40 rodea toda la estructura y, a continuación, la cinta para mejorar la fuerza de fijación puede unirse para rodear todo el conjunto de electrodos. En el presente caso, la cinta puede pegarse para fijar la dirección de longitud completa perpendicular a la dirección de anchura en lugar de la dirección de anchura del conjunto de electrodo rodeado por la pieza de extensión 41. Como alternativa, la cinta puede pegarse para fijar solo los extremos superior e inferior del conjunto de electrodos o rodear todo el conjunto de electrodos que se va a encintar.
Asimismo, de acuerdo con la presente invención, la unidad de apilamiento tiene la estructura en la que el electrodo y el separador están unidos entre sí, mientras que la unidad de plegado tiene la estructura en la que el separador y el electrodo no están unidos entre sí (son móviles en una dirección horizontal perpendicular a la dirección de apilamiento). Por lo tanto, en el estado en el que la unidad de apilamiento 200 se apila sobre las porciones superior e inferior de la unidad de plegado 100, se puede modificar una alineación entre la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento 20 antes de realizar el pegado o toda la termocompresión. Es decir, dado que cada electrodo y el separador no están unidos entre sí en la unidad de plegado 100, se puede permitir algún movimiento entre la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento 200 para que se disponga uniformemente en la dirección vertical después de que se apilen la unidad de plegado 100 y la unidad de apilamiento. Esto puede ser una ventaja única de la presente invención que tiene la estructura en la que la unidad de apilamiento 200 se apila en el estado en el que la unidad de plegado 100 no está fija.
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 (16)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de electrodos en el que se apilan alternativamente un electrodo positivo (10) y un electrodo negativo (20), y se dispone un separador entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, comprendiendo el conjunto de electrodos:
una unidad de plegado (100) en la que se insertan alternativamente una unidad de electrodo negativo y una unidad de electrodo positivo entre capas del separador (40) del que un lado y el otro lado se pliegan alternativamente en forma de zigzag en una dirección perpendicular a una dirección en la que se apilan el electrodo positivo (10) y el electrodo negativo (20); y
una unidad de apilamiento (200) en la que se apilan secuencialmente el electrodo positivo (10), el separador (30), y el electrodo negativo (20), cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado,
en donde el electrodo negativo (20) se dispone en la capa más externa de la unidad de electrodo negativo, y el electrodo positivo (10) se dispone en la capa más externa de la unidad de electrodo positivo,
la unidad de apilamiento (200) se apila en cada una de la capa más superior y la capa más inferior de la unidad de plegado (100),
la unidad de electrodo negativo es un electrodo negativo, y la unidad de electrodo positivo es un electrodo positivo, y
el separador (40) apilado entre la unidad de electrodo negativo y la unidad de electrodo positivo en la unidad de plegado (100) tiene un espesor más grueso que el del separador (30) apilado dentro de la unidad de apilamiento (200).
2. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo, que se apilan en la unidad de apilamiento, están unidos entre sí en las superficies de contacto entre ellos.
3. El conjunto de electrodos de la reivindicación 2, en donde el electrodo positivo (10), el separador (30), y el electrodo negativo (20), que se apilan en la unidad de apilamiento (200), se unen entre sí aplicando calor y presión.
4. El conjunto de electrodos de la reivindicación 2, en donde, cuando la unidad de apilamiento se apila sobre la unidad de plegado, el electrodo positivo o el electrodo negativo, que se dispone en la capa más externa de la unidad de apilamiento, es un electrodo de una sola cara en el que se aplica un material activo a solo una superficie de un colector.
5. El conjunto de electrodos de la reivindicación 4, en donde, en el electrodo de un solo lado, el material activo se aplica a una superficie en contacto con el separador (30).
6. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde se apilan el electrodo negativo (20) o el electrodo positivo (10) en la capa más externa de la unidad de plegado (100), y
el separador (30) se apila sobre una capa de la unidad de apilamiento (200), que entra en contacto con la unidad de plegado (100).
7. El conjunto de electrodos de la reivindicación 6, en donde la unidad de apilamiento (200) es una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo (10), un electrodo negativo (20) y dos separadores (30),
en donde uno de los separadores (30) se apila entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y el otro se apila en una posición en contacto con la capa más externa de la unidad de plegado.
8. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde el separador (40) se apila sobre la capa más externa de la unidad de plegado (100), y
la unidad de apilamiento (200) es una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador (30), en donde el separador (30) se apila entre el electrodo positivo y el electrodo negativo.
9. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde el electrodo negativo (20) o el electrodo positivo (10) se apilan en una de las capas más externas de la unidad de plegado (100), y el separador (40) se apila en la otra de las capas más externas,
la unidad de apilamiento (200) apilada en una de las capas más externas, en la que se apila el electrodo positivo (10) o el electrodo negativo (20), es una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y dos separadores, en donde uno de los separadores (30) se apila entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y el otro se apila en una posición en contacto con la capa más externa de la unidad de plegado (100), y la unidad de apilamiento (200) apilada en una de las capas más externas, en la que se apila el separador (40), es una monocelda en la que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador, en donde el separador (30) se apila entre el electrodo positivo y el electrodo negativo.
10. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde, en la unidad de apilamiento (200), el separador (30) se apila en la capa más externa en un lado opuesto de una dirección en la que la unidad de apilamiento (200) se orienta hacia la unidad de plegado (100).
11. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, una unidad de apilamiento en la que se apilan secuencialmente el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo, cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado, se apila adicionalmente en una superficie exterior de la unidad de apilamiento.
12. El conjunto de electrodos de la reivindicación 11, en donde la celda auxiliar tiene la misma estructura de apilamiento que la unidad de apilamiento (200).
13. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dos o más unidades de plegado (100) se apilan continuamente entre las unidades de apilamiento (200) dispuestas en la capa más superior y la capa más inferior.
14. El conjunto de electrodos de la reivindicación 13, en donde la unidad de apilamiento (200) en la que se apilan secuencialmente el electrodo positivo (10), el separador (30), el electrodo negativo (20), cada uno de los cuales se corta a un tamaño predeterminado, se inserta entre las dos unidades de plegado (100) que se apilan continuamente.
15. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la unidad de electrodo negativo (20) apilada en la unidad de plegado (100) es un electrodo negativo, y la unidad de electrodo positivo (10) es un electrodo positivo,
el electrodo negativo (20) en la unidad de plegado (100) tiene un área mayor que la del electrodo positivo (10) en la unidad de plegado (100), y
un espacio (d) entre un punto en el que se pliega el separador (40) y el electrodo negativo (10) es menor que el que hay entre el punto en el que se pliega el separador (40) y el electrodo positivo (10).
16. El conjunto de electrodos de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde, en la unidad de plegado (100), un extremo del separador (40) comprende una pieza de extensión (41) que se extiende una longitud predeterminada, y
la pieza de extensión (41) rodea la unidad de plegado (100) y las unidades de apilamiento (200) después de que las unidades de apilamiento se apilen en las porciones superior e inferior de la unidad de plegado, y un extremo de la pieza de extensión se une para fijarse a una superficie de la unidad de plegado o la unidad de apilamiento.
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