JP6669452B2 - 電極組立体、及びそれを含む二次電池 - Google Patents

電極組立体、及びそれを含む二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP6669452B2
JP6669452B2 JP2015166548A JP2015166548A JP6669452B2 JP 6669452 B2 JP6669452 B2 JP 6669452B2 JP 2015166548 A JP2015166548 A JP 2015166548A JP 2015166548 A JP2015166548 A JP 2015166548A JP 6669452 B2 JP6669452 B2 JP 6669452B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode plate
uncoated
electrode
bent
uncoated portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015166548A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016062892A (ja
Inventor
▲ヒュン▼和 宋
▲ヒュン▼和 宋
▲ジュン▼源 徐
▲ジュン▼源 徐
正斗 李
正斗 李
主▲姫▼ 孫
主▲姫▼ 孫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of JP2016062892A publication Critical patent/JP2016062892A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6669452B2 publication Critical patent/JP6669452B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557Plate-shaped terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、電極組立体、及びそれを含む二次電池に係り、さらに詳細には、二次電池の構造に関する。
最近、セルラフォン、ノート型パソコン、カムコーダのような、コンパクトであって軽量化された携帯用電気/電子装置が活発に開発及び生産されている。従って、携帯用電気/電子装置は、別途の電源が備わっていないところでも作動するように、電池パックを内蔵している。そのような電池パックは、経済的な側面を考慮し、最近では充放電が可能な二次電池を採用している。代表的な二次電池には、ニッケル−カドミウム(Ni−Cd)電池、ニッケル−水素(Ni−MH)電池、リチウム(Li)電池やリチウムイオン(Li−ion)二次電池などがある。特に、リチウムイオン二次電池は、携帯用電子装備電源として多用されているニッケル−カドミウム電池や、ニッケル−水素電池より、作動電圧が3倍ほど高い。また、単位重量当たりエネルギー密度が高いという側面において、広く使用されている。二次電池は、主に正極活物質としてリチウム系酸化物、負極活物質として炭素材を使用している。
本発明が解決しようとする課題は、電極組立体、及びそれを含む耐久性及び安全性が向上した二次電池の構造を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態によれば、第1活物質でコーティングされた第1コーティング部、及びそれぞれが曲折された第1無地部を具備する複数個の第1極板;及び第2活物質でコーティングされた第2コーティング部、及びそれぞれが曲折された第2無地部を具備する複数個の第2極板;並びに前記第1極板及び前記第2極板の間に具備される複数個のセパレータ;を含む電極組立体が提供される。
本実施形態において、前記電極組立体は、前記第1極板にそれぞれ具備された複数個の第1無地部、及び前記第2極板にそれぞれ具備された複数個の第2無地部を具備し、前記第1無地部は、それぞれ「Z」字形に曲折され、前記第2無地部は、それぞれ「Z」字形に曲折される。
本実施形態において、前記電極組立体は、前記第1極板にそれぞれ具備された複数個の第1無地部、及び前記第2極板にそれぞれ具備された複数個の第2無地部を具備し、前記第1無地部は、それぞれ「
Figure 0006669452
」字形に曲折され、前記第2無地部は、それぞれ「
Figure 0006669452
」字形に曲折される。
本実施形態において、前記第1コーティング部を具備する前記第1極板、及び前記第2コーティング部を具備する前記第2極板が交互に積層される積層部を具備することができる。
本実施形態において、前記第1極板は、第1間隔を有するように配置され、前記第2極板は、第2間隔を有するように配置され、前記第1間隔及び前記第2間隔は、同一とすることができる。
本実施形態において、曲折された前記第1無地部の幅は、第1間隔より狭いか、あるいは同一に形成される。
前記課題を解決するために、本発明の他の一実施形態によれば、第1活物質でコーティングされた第1コーティング部、及び曲折された第1無地部を具備する第1極板;第2活物質でコーティングされた第2コーティング部、及び曲折された第2無地部を具備する第2極板;並びに前記第1極板及び前記第2極板の間に具備されるセパレータ;を含む電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、を含む二次電池が提供される。
本実施形態において、前記第1無地部及び前記第2無地部は、「Z」字形に曲折される。
本実施形態において、前記第1極板は、第1間隔を有するように配置され、前記第2極板は、第2間隔を有するように配置され、前記第1間隔及び前記第2間隔は、同一とすることができる。
本実施形態において、曲折された前記第1無地部の幅は、第1間隔より狭いか、あるいは同一に形成される。
本発明の一実施形態によれば、耐久性及び安全性が向上した二次電池を具現することができる。ただし、このような効果によって、本発明の範囲が限定されるものではなく、また、前述の内容以外にも、図面を参照して以下で説明する内容から導き出されるものも含まれるということは言うまでもない。
本発明の一実施形態に係わる二次電池を概略的に図示する分解斜視図である。 図1の二次電池の一部を概略的に図示する分解斜視図である。 図1の二次電池の一部を、III−III’線に沿って切り取った断面図である。 図1の二次電池の一部を、IV−IV’線に沿って切り取った断面図である。
本発明は多様な変換を加え、さまざまな実施形態を有することができるが、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に説明する実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態に具現される。
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明する際、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面符号を付し、それらに係わる重複説明は省略する。
以下の実施形態において、第1、第2のような用語は、限定的な意味ではなく、1つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用されている。
以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に取り立てて意味しない限り、複数の表現を含む。
以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、1以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などの部分が他の部分の「上に」または「上部に」あるとするとき、他の部分の「真上に」あるいは「すぐ上部に」ある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在している場合も含む。
以下の実施形態において、x軸、y軸及びz軸は、直交座標系上の3軸によって限定されるものではなく、それを含む広い意味に解釈される。例えば、x軸、y軸及びz軸は、互いに直交もするが、互いに直交しない互いに異なる方向を指すこともある。
図面では、説明の便宜のために、構成要素がその大きさが誇張または縮小されていることがある。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に示したものであり、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態に係わる二次電池1を概略的に図示する分解斜視図である。
図1を参照すれば、二次電池1は、電極組立体100、及び電極組立体100を収容するケース200を含んでもよい。
電極組立体100は、第1極板110;第2極板120;及び第1極板110と、第2極板120との間に介在するセパレータ130;を含んでもよい。第1極板110及び第2極板120は、互いに異なる極性を有し、以下で説明する本発明の一実施形態においては、第1極板110は、正の極性を有し、第2極板120は、第1極板110とは異なる負の極性を有すると理解される。
第1極板110は、第1活物質(図示せず)でコーティングされた第1コーティング部112(図2)、及び第1活物質でコーティングされていない第1無地部111aを具備することができる。第1コーティング部112は、第1基材111(図2)の両面または一面に、第1活物質を塗布してコーティングして形成することができる。第1無地部111aは、第1基材111の一部が延長されたものであり、曲折されて形成される。
第2極板120は、第2活物質(図示せず)でコーティングされた第2コーティング部122(図2)、及び第2活物質でコーティングされていない第2無地部121aを具備することができる。第2コーティング部122は、第2極板120の両面または一面に、第2活物質を塗布してコーティングして形成することができる。第2無地部121aは、第2極板120の一部が延長されたものであり、曲折されて形成される。
そのような電極組立体100は、第1極板110及び第2極板120を複数個具備することができ、複数個の第1極板110と第2極板120とが交互に積層され、第1極板110と、第2極板120との間にそれぞれセパレータ130が具備される。複数個の第1極板110は、それぞれが第1無地部111aを具備し、そのような第1無地部111aそれぞれは、曲折された状態で積層される。それと同様に、複数個の第2極板120は、それぞれが第2無地部121aを具備し、そのような第2無地部121aそれぞれは、曲折された状態で積層される。すなわち、電極組立体100は、1つの第1極板110の第1無地部111aが曲折され、1つの第2極板120の第2無地部121aが曲折され、そのように、それぞれが曲折された第1無地部111a及び第2無地部121aを有する第1極板110と第2極板120とが交互に積層されて形成される。
そのような第1無地部111aそれぞれは、「Z」字形に曲折することができ、「
Figure 0006669452
」字形に曲折することもできる。また、第2無地部121aも、それぞれ「Z」字形に曲折することができ、「
Figure 0006669452
」字形に曲折することもできる。それは、第1無地部111a及び第2無地部121aが、2回以上曲折された形態であり、終端が、それぞれ第1リードタブ115及び第2リードタブ125と連結され、段差に相当する空スペースが効果的に埋められる。ただし、第1無地部111a及び第2無地部121aが、それぞれ第1リードタブ115及び第2リードタブ125と連結され、同時に段差に相当する空スペースを効果的に埋めることができるものであるならば、曲折された形態は、図面に図示されたところに限定されるものではなく、また曲折回数も、そこのところに制限されるものではない。
電極組立体100は、前述のように、第1コーティング部112、及び曲折された第1無地部111aを具備する第1極板110;並びに第2コーティング部122、及び曲折された第2無地部121aを具備する第2極板120;が交互に積層して形成される。言い換えれば、電極組立体100は、第1コーティング部112及び第2コーティング部122が積層して形成される積層部150と、複数個の第1無地部111aと、複数個の第2無地部121aと、を具備することができる。
図1に図示されているように、第1無地部111aは、電極組立体100の積層部150の一側に配置され、第2無地部121aは、電極組立体100の積層部150の他側に配置される。すなわち、第1無地部111aは、それぞれが曲折され、電極組立体100の積層部150の一側に積層され、第2無地部121aは、それぞれが曲折され、電極組立体100の積層部150の他側に積層される。
一方、第1無地部111aの終端は、互いに接触するように接合され、そのように接合された第1無地部111aの終端は、第1リードタブ115と連結される。同様に、第2無地部121aの終端は、互いに接触するように接合され、そのように接合された第2無地部121aの終端は、第2リードタブ125と連結される。ケースの収納空間に電極組立体100を収納するとき、第1無地部111aに接合された第1リードタブ115、及び第2無地部121aに接合された第2リードタブ125は、一部がケースの外部に露出する。
そのような第1リードタブ115と、第2リードタブ125は、それぞれ第1無地部111a及び第2無地部121aと連結され、互いに異なる極性を有することができる。言い換えれば、第1リードタブ115は、第1無地部111aと連結され、第1極性を有することができ、第2リードタブ125は、第2無地部121aと連結され、第1極性とは異なる第2極性を有することができる。図面には図示されていないが、そのとき、ケース200と当接する第1リードタブ115及び第2リードタブ125には、ケースとの密封度を高めると共に、電気的絶縁状態を確保するための絶縁テープが付着されている。
一方、ケース200は、電極組立体100を収容することができる収納空間を具備し、一般的に、アルミニウム薄膜の上下面に積層構造を有するように形成され、ケース200の内面は、熱接着性樹脂からなる。詳細には、ケース200は、一般的に、アルミニウム薄膜の上下面に、ナイロン、ポリプロピレンやポリエチレンのような合成樹脂で覆われた積層構造を有するように形成され、密封のために、ケース200の内面は、熱接着性樹脂からなる。従って、ケース200は、内面にコーティングされた熱接着性樹脂が、加熱、加圧によって、相互融着されて密封される。また、ケース200は、電極組立体100及び電解液(図示せず)を収容することができ、柔軟性を有するポーチ型(pouched-case)とすることができる。
図2は、図1の電極組立体100を概略的に図示する分解斜視図である。図2では、本発明の一実施形態に係わる電極組立体100について詳細に説明する。
図2を参照すれば、第1極板110は、第1基材111、第1無地部111a、第1コーティング部112を含んでもよい。電極組立体100においては、そのような第1極板110が複数個具備される。第1基材111は、導電性を有する金属から形成され、望ましくは、アルミニウム(Al)から形成される。第1無地部111aは、第1基材111の一部がさらに延長されて形成される。第1コーティング部112は、第1基材111に、第1活物質(図示せず)をコーティングして形成することができる。第1活物質は、従来の活物質材料を使用することができ、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)などから形成されるが、必ずしもそれに制限されるものではなく、シリコン系材料、スズ系材料、アルミニウム系材料やゲルマニウム系材料などから形成することもできる。また、活物質の材料は、リチウムチタン酸化物(LTO:lithium titanium oxide)から形成することもできる。
第2極板120は、第2基材121、第2無地部121a、第2コーティング部122を含んでもよい。電極組立体100においては、そのような第2極板120が複数個具備される。第2基材121は、第1基材111と同様に、導電性を有する金属から形成され、望ましくは、銅(Cu)から形成される。第2無地部121aは、第2基材121の一部がさらに延長されて形成される。第2コーティング部122は、第2基材121に、第2活物質(図示せず)をコーティングして形成することができる。第2活物質は、従来の活物質材料を使用することができ、例えば、黒鉛などから形成することができる。
セパレータ130は、第1極板110及び第2極板120の間に介在し、高いイオン透過度と機械的強度とを有する絶縁性の薄膜が使用される。セパレータ130の気孔径は、望ましくは、0.01〜10μmであり、厚みは5〜300μmとすることができるが、必ずしもそれに限定されるものではない。そのようなセパレータ130としては、例えば、耐化学性及び疎水性のポリプロピレンなどのオレフイン系ポリマー、ガラスファイバまたはポリエチレンなどから作られたシートや不織布などが使用される。そのとき、電解質として、ポリマーなどの固体電解質が使用される場合には、固体電解質がセパレータ130を兼ねることもできる。
第1無地部111aは、第1極板110において、第1活物質でコーティングされていない部分であり、第1基材111の一部が延長されて形成される。第2無地部121aは、第2極板120において、第2活物質でコーティングされていない部分であり、第2基材121の一部が延長されて形成される。前述のように、第1無地部111aは、第1リードタブ115と連結され、第1極性を帯び、第2無地部121aは、第2リードタブ125と連結され、第1極性とは異なる第2極性を帯びる。
一方、第1無地部111aは、電極組立体100の一側に具備され、一方、第2無地部121aは、電極組立体100の他側に具備される。それは、図2を参照すれば、第1無地部111aは、−y軸方向に延長された第1極板110の終端に具備され、第2無地部121aは、+y軸方向に延長された第2極板120の終端に具備されることが理解される。そのように、電極組立体100は、第1無地部111aと、第2無地部121aとが配置された位置が互い違いに具備された第1極板110及び第2極板120が、交互に積層されて形成される。そのような配置は、互いに異なる極性を有する第1無地部111a及び第2無地部121aを、十分な間隔を置いて配置し、ショート発生を防止するためである。
前述のように、電極組立体100は、複数個の第1極板110及び第2極板120が交互に積層され、それぞれの第1極板110と、第2極板120との間には、第1極板110と第2極板120とを分離するセパレータ130が配置される。従って、複数個の第1極板110にそれぞれ具備される複数個の第1無地部111aの間には、第2極板120とセパレータ130とが配置される空間によって段差が形成され、同様に、複数個の第2極板120にそれぞれ具備される複数個の第2無地部121aの間には、第1極板110とセパレータ130とが配置される空間によって段差が形成される。そのような第1無地部111a及び第2無地部121aは、金属材質であって厚みが非常に薄く、当該段差によって、折れたり裂けたりするような損傷が発生しうる。
そのような問題点を防止するために、本発明の一実施形態に係わる電極組立体100は、曲折された第1無地部111aを具備する第1極板110、及び曲折された第2無地部121aを具備する第2極板120を積層して形成する。図2を参照して、第1無地部111aを基準にして説明すれば、1つの第1極板110と、最も隣接して配置された他の第1極板110との間には、2つのセパレータ130と、1つの第2極板120とが介在し、従って、1つの第1無地部111aと、最も隣接して配置された他の第1無地部111aとの間には、セパレータ130と第2極板120との厚みほどの段差が形成される。そのとき、1つの第1無地部111aが曲折され、当該段差に相当する空スペースを埋める機能を遂行することにより、第1無地部111aが、当該段差によって、折れたり裂けたりするような損傷を画期的に最小化することができる。
前述のように、第2無地部121aの場合にも、1つの第2極板120と、最も隣接して配置された他の第2極板120との間には、2つのセパレータ130と、1つの第1極板110とが介在し、従って、1つの第2無地部121aと、最も隣接して配置された他の第2無地部121aとの間には、セパレータ130と第1極板110との厚みほどの段差が形成される。そのとき、第2無地部121aが曲折され、当該段差に相当する空スペースを埋める機能を遂行することにより、第2無地部121aが当該段差によって、折れたり裂けたりするような損傷を画期的に最小化することができる。
そのような第1無地部111a及び第2無地部121aは、「Z」字形または「
Figure 0006669452
」字形に曲折されるが、それは、2回以上曲折された形態で終端を第1リードタブ115または第2リードタブ125と連結させると共に、段差に相当する空スペースを効果的に埋めるためである。ただし、第1無地部111aまたは第2無地部121aが、第1リードタブ115または第2リードタブ125と連結され、同時に段差に相当する空スペースを効果的に埋めることが可能であるならば、曲折された形態は、図面に図示されたところに限定されるものではなく、曲折される回数も、それに制限されるものではない。
図3は、図1の二次電池1の第1無地部111aを含んだ一部を、III−III’線に沿って切り取った断面図であり、図4は、図1の二次電池の第2無地部121aを含んだ一部を、IV−IV’線に沿って切り取った断面図である。
図3を参照すれば、1つの第1極板110と、最も隣接した他の第1極板110との間には、2つのセパレータ130と、1つの第2極板120とが介在する。従って、1つの第1極板110と最も隣接した他の第1極板110との間に介在する、2つのセパレータ130及び1つの第2極板120の厚みほどの第1間隔W1が形成される。その場合、曲折された第1無地部111aは、第1間隔W1に形成された空スペースを補う機能を遂行する。曲折された第1無地部111aの幅W1’は、第1間隔W1より狭いか、あるいは同一に形成される。曲折された第1無地部111aの幅W1’が、第1間隔W1よりさらに広く形成されれば、かえって曲折された第1無地部111a間の張力によって、第1無地部111aが損傷される恐れがあるからである。従って、曲折された第1無地部111aの幅W1’は、第1間隔W1の空スペースを補償するほどであるならば十分である。
それと同様に、図4を参照すれば、1つの第2極板120と、最も隣接した他の第2極板120との間には、2つのセパレータ130と、1つの第1極板110とが介在する。従って、1つの第2極板120と最も隣接した他の第2極板120との間に介在する、2つのセパレータ130及び1つの第1極板110の厚みほどの第2間隔W2が形成される。その場合、曲折された第2無地部121aは、第2間隔W2に形成された空スペースを補う機能を遂行する。曲折された第2無地部121aの幅W2’は、第2間隔W2より狭いか、あるいは同一に形成される。曲折された第1無地部111aの幅W2’が、第2間隔W2よりさらに広く形成されれば、かえって曲折された第1無地部111a間の張力によって、第1無地部111aが損傷される恐れがあるからである。従って、曲折された第1無地部111aの幅W2’は、第2間隔W2の空スペースを補償するほどであるならば十分である。
前述のように、1つの第1極板110と、最も隣接した他の第1極板110との間には、2つのセパレータ130と、1つの第2極板120とが介在し、1つの第2極板120と、最も隣接した他の第2極板120との間には、2つのセパレータ130と、1つの第1極板110とが介在する。従って、そのような第1極板110間の第1間隔W1と、第2極板120間の第2間隔W2は、同一に形成される。
そのように曲折された第1無地部111aが、第1極板110間の第1間隔W1に相当する段差を補償し、曲折された第2無地部121aが、第2極板120間の第2間隔W2に相当する段差を補償することにより、第1無地部111a及び第2無地部121aが段差によって、折れたり裂けたりするといった損傷を防止し、二次電池1の信頼性を画期的に向上させることができる。
本発明は、図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野において、当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
本発明の電極組立体、及びそれを含む二次電池は、例えば、携帯機器用電源関連の技術分野に効果的に適用可能である。
1 二次電池
100 電極組立体
110 第1極板
111 第1基材
111a 第1無地部
112 第1コーティング部
115 第1リードタブ
120 第2極板
121 第2基材
121a 第2無地部
122 第2コーティング部
125 第2リードタブ
130 セパレータ
150 積層部
200 ケース
W1 第1間隔
W1’ 第1無地部の幅
W2 第2間隔
W2’ 第2無地部の幅

Claims (10)

  1. 複数個の第1極板と、複数個の第2極板と、複数個のセパレータと、を含み、
    前記各第1極板は、第1活物質でコーティングされた第1コーティング部、及び第1無地部を具備し、前記各第1無地部が曲折され、
    前記各第2極板は、第2活物質でコーティングされた第2コーティング部、及び第2無地部を具備し、前記各第2無地部が曲折され、
    前記第1極板及び前記第2極板の間には、1つ以上の前記セパレータを具備し、
    前記第1無地部と、最も隣接して配置された他の第1無地部との間には、セパレータと第2極板との厚み相当する段差が形成されており、前記第1無地部および前記他の第1無地部のうちの一方の第1無地部が曲折されて、前記段差に相当する空スペースを埋めている電極組立体。
  2. 前記電極組立体は、複数個の第1無地部、及び複数個の第2無地部を具備し、
    前記第1極板は、第1無地部を具備し、前記第2極板は、第2無地部を具備し、
    前記第1無地部は、それぞれ「Z」字形に曲折され、前記第2無地部は、それぞれ「Z」字形に曲折されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
  3. 前記第1コーティング部を具備する前記第1極板、及び前記第2コーティング部を具備する前記第2極板が、セパレータを介して交互に積層される積層部を具備することを特徴とする請求項2に記載の電極組立体。
  4. 前記電極組立体は、複数個の第1無地部、及び複数個の第2無地部を具備し、
    前記第1極板は、第1無地部を具備し、前記第2極板は、第2無地部を具備し、
    前記第1無地部は、それぞれ「
    Figure 0006669452
    」字形に曲折され、前記第2無地部は、それぞれ「
    Figure 0006669452
    」字形に曲折されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
  5. 1つの第1極板と最も隣接した他の第1極板との間の厚みが第1間隔であり、
    1つの第2極板と最も隣接した他の第2極板との間の厚みが第2間隔であり、
    前記第1極板は、前記第1間隔を有するように配置され、前記第2極板は、前記第2間隔を有するように配置され、前記第1間隔及び前記第2間隔は、同一であることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
  6. 曲折された前記第1無地部の前記第1間隔の方向における幅は、第1間隔より狭いか、あるいは同一に形成されることを特徴とする請求項5に記載の電極組立体。
  7. 第1活物質でコーティングされた第1コーティング部、及び曲折された第1無地部を具備する第1極板;第2活物質でコーティングされた第2コーティング部、及び曲折された第2無地部を具備する第2極板;並びに前記第1極板及び前記第2極板の間に具備されるセパレータ;を含む電極組立体と、
    前記電極組立体を収容するケースと、を含み、
    前記第1無地部と、最も隣接して配置された他の第1無地部との間には、セパレータと第2極板との厚みに相当する段差が形成されており、
    前記第1無地部および前記他の第1無地部のうちの一方の第1無地部が曲折されて、前記段差に相当する空スペースを埋めている二次電池。
  8. 前記第1無地部及び前記第2無地部は、「Z」字形に曲折されることを特徴とする請求項7に記載の二次電池。
  9. 1つの第1極板と最も隣接した他の第1極板との間の厚みが第1間隔であり、
    1つの第2極板と最も隣接した他の第2極板との間の厚みが第2間隔であり、
    前記第1極板は、前記第1間隔を有するように配置され、前記第2極板は、前記第2間隔を有するように配置され、前記第1間隔及び前記第2間隔は、同一であることを特徴とする請求項7に記載の二次電池。
  10. 曲折された前記第1無地部の前記第1間隔の方向における幅は、第1間隔より狭いか、あるいは同一に形成されることを特徴とする請求項9に記載の二次電池。
JP2015166548A 2014-09-17 2015-08-26 電極組立体、及びそれを含む二次電池 Active JP6669452B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140123700A KR102257679B1 (ko) 2014-09-17 2014-09-17 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
KR10-2014-0123700 2014-09-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016062892A JP2016062892A (ja) 2016-04-25
JP6669452B2 true JP6669452B2 (ja) 2020-03-18

Family

ID=53887034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015166548A Active JP6669452B2 (ja) 2014-09-17 2015-08-26 電極組立体、及びそれを含む二次電池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10686165B2 (ja)
EP (1) EP2999029B1 (ja)
JP (1) JP6669452B2 (ja)
KR (1) KR102257679B1 (ja)
CN (1) CN105428691B (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018073599A (ja) * 2016-10-28 2018-05-10 マクセルホールディングス株式会社 電気化学素子
KR102319238B1 (ko) 2016-11-07 2021-10-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102237948B1 (ko) * 2016-12-01 2021-04-08 주식회사 엘지화학 전극, 전극조립체 및 그의 제조방법
KR102044404B1 (ko) * 2017-03-16 2019-11-14 주식회사 리베스트 전극 탭과 전극 리드 사이에 보강 탭 결합 구조를 갖는 플렉서블 전지
KR101783703B1 (ko) 2017-03-17 2017-10-11 주식회사 리베스트 보강 탭 결합 구조 및 전극 리드 굽힘 결합 구조를 갖는 플렉서블 전지
KR102258822B1 (ko) 2017-04-25 2021-06-07 주식회사 엘지에너지솔루션 재활용 가능한 파우치형 이차전지, 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 모듈 재활용 방법
KR102270867B1 (ko) * 2017-12-07 2021-07-01 주식회사 엘지에너지솔루션 전극, 그의 제조방법, 전극조립체 및 이차전지
KR102205425B1 (ko) * 2019-08-13 2021-01-20 주식회사 루트제이드 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지
CN112331963A (zh) * 2019-09-19 2021-02-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 壳体、二次电池、电池包、车辆及二次电池的制造方法
CN114188673B (zh) * 2021-12-09 2024-03-19 远景动力技术(江苏)有限公司 电芯及电子设备

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0973915A (ja) * 1995-09-04 1997-03-18 Sony Corp 平角型二次電池の製造方法
JP2002298825A (ja) 2001-03-29 2002-10-11 Tdk Corp 電気化学デバイスの製造方法、および電気化学デバイス
JP2005129393A (ja) 2003-10-24 2005-05-19 Nissan Motor Co Ltd 二次電池
JP4599314B2 (ja) 2006-02-22 2010-12-15 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び自動車
GB0815335D0 (en) 2008-08-22 2008-10-01 Absl Power Solutions Ltd Calibration load
CN102197530B (zh) * 2008-09-09 2015-10-21 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 具有折叠电极的电化学电池单元
JP5618515B2 (ja) * 2009-09-25 2014-11-05 株式会社東芝 電池
KR101136156B1 (ko) * 2009-11-02 2012-04-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 및 그 이차전지의 제조방법
JP5357799B2 (ja) 2010-02-09 2013-12-04 三菱重工業株式会社 二次電池、二次電池の製造装置および製造方法
US20110206976A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Kyung-Mo Yoo Electrode assembly and secondary battery using the same
JP2012099317A (ja) 2010-11-01 2012-05-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電池、及び電池の構成要素であるリードの折曲げ装置
EP2728647B1 (en) 2011-06-28 2018-10-10 Nippon Chemi-Con Corporation Battery and method for manufacturing the same
US9627677B2 (en) * 2011-12-23 2017-04-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
CN103988339A (zh) 2012-02-07 2014-08-13 株式会社Lg化学 具有新型结构的二次电池
JP5803713B2 (ja) * 2012-02-08 2015-11-04 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び車両
JP2013178997A (ja) * 2012-02-29 2013-09-09 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池
CN203774413U (zh) 2014-03-24 2014-08-13 深圳格林德能源有限公司 聚合物锂离子电池电芯结构

Also Published As

Publication number Publication date
US20160079574A1 (en) 2016-03-17
CN105428691B (zh) 2020-09-01
KR20160032930A (ko) 2016-03-25
CN105428691A (zh) 2016-03-23
JP2016062892A (ja) 2016-04-25
US10686165B2 (en) 2020-06-16
EP2999029A1 (en) 2016-03-23
KR102257679B1 (ko) 2021-05-28
EP2999029B1 (en) 2020-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6669452B2 (ja) 電極組立体、及びそれを含む二次電池
KR102303827B1 (ko) 다수의 전극조립체를 구비하는 복합전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR102303828B1 (ko) 전기적으로 연결된 전극조립체들을 구비하는 플렉서블 전기화학소자
KR101292998B1 (ko) 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지
JP5059731B2 (ja) バッテリパック
KR101379985B1 (ko) 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지
JP5186470B2 (ja) パウチ型リチウム二次電池
US10367225B2 (en) Power storage device
US20110129718A1 (en) Electrode assembly and secondary battery including the same
KR102030111B1 (ko) 배터리 팩
KR102275332B1 (ko) 이차 전지
KR102279223B1 (ko) 보호 테이프를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
CN105322212B (zh) 电池包
US10665395B2 (en) Power storage device
JP2020511768A (ja) ケーブル型バッテリー
KR20190007969A (ko) 셀 어셈블리 및 그것을 포함하는 배터리 모듈
KR102637306B1 (ko) 배터리 팩 및 이의 제조방법
KR101327767B1 (ko) 배터리 셀
KR102319238B1 (ko) 이차 전지
CN113924684A (zh) 电池
US10714712B2 (en) Battery pack
EP4343904A1 (en) Electrode assembly and secondary battery comprising same
KR20180008039A (ko) 전극 조립체
KR20080086637A (ko) 이차전지
KR101975988B1 (ko) 이차전지용 파우치 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190624

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190924

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6669452

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250