KR101165287B1 - 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리 및 그 제조방법 - Google Patents

고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101165287B1
KR101165287B1 KR1020087025582A KR20087025582A KR101165287B1 KR 101165287 B1 KR101165287 B1 KR 101165287B1 KR 1020087025582 A KR1020087025582 A KR 1020087025582A KR 20087025582 A KR20087025582 A KR 20087025582A KR 101165287 B1 KR101165287 B1 KR 101165287B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plates
negative
positive
coating
coating areas
Prior art date
Application number
KR1020087025582A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080110840A (ko
Inventor
자이 유에
후아 쑤
닝닝 우
씨앙리 레이
루 쿠이
Original Assignee
시틱 구오안 맹굴리 뉴 에너지 테크놀로지 씨오., 엘티디.
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 시틱 구오안 맹굴리 뉴 에너지 테크놀로지 씨오., 엘티디. filed Critical 시틱 구오안 맹굴리 뉴 에너지 테크놀로지 씨오., 엘티디.
Publication of KR20080110840A publication Critical patent/KR20080110840A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101165287B1 publication Critical patent/KR101165287B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

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

Abstract

소프트 패키지 및 고용량 리튬이온 배터리 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 배터리는 알루미늄-플라스틱 복합 필름에 의히여 배터리 코어가 실링된다. 상기 배터리 코어는 음극판과 양극판, 분리판에 의하여 라미네이트된다. 상기 양극판과 음극판은 길이방향을 따라 코팅영역과 비코팅영역으로 분리된다. 상기 다수의 양극판중 비코팅영역은 상기 라미네이트 구조의 일면으로부터 연장되고, 양전류 코렉터를 형성하고자 라미네이트 구조의 상면에 접혀진다. 상기 다수의 전극의 비코팅영역은 또한 상기 라미네이트 구조의 다른 일면으로부터 연장되어 음전류 콜렉터를 형성하고자 라미네이트 구조의 상면에 접혀진다. 큰 면적의 얇은 알루미늄판이 양극 및 음극 탭으로 사용되는데, 이는 큰 영역에 양 및 음전류 콜렉터를 갖는 충분한 접촉을 이루기 위함에 있다. 따라서 배터리 내부저항이 감소하는 동시에 충방전 성능을 향상시킬 수 있다.
고 용량, 소프트, 패키지, 리튬이온, 배터리

Description

고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리 및 그 제조방법{A soft packaged and high capacity lithium ion battery and the manufacture method of the same}
본 발명은 파워 배터리 분야에 관한 것이며, 특히 고 용량(30Ah 이상)을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 파워배터리에 관한 것이다.
현재 생산중인 고 용량(30Ah 이상)을 갖는 리튬이온 파워 배터리는 일반적으로 하드 쉘(금속 또는 후벽 플라스틱)로 포장되는데, 이것은 고전류가 통과할 수 있는 배터리 코어로부터 연장된 전극 포스트들(또는 전극 탭들) 및 위치선정을 용이하게 하기 위한 안전 밸브를 구비한 장점을 가지며, 반면에 안전 밸브의 안전계수가 낮아서 폭발과 같은 안전사고를 유발할 수 있거나 일단 배터리가 내부 단락되면 과충전될 수 있거나 또는 뜻하지 않은 분출과 같은 단점을 갖는다. 또한, 그러한 재료로 포장된 배터리는 무거운 쉘을 가지며 낮은 에너지-중량비를 나타내며, 공정이 복잡해지고 장비에 있어서 큰 투자를 필요로 한다. 단단한 쉘 포장을 갖는 배터리의 이러한 결점들을 회피하기 위해서, 사람들은 알루미늄-플라스틱 복합 필름을 사용하여 리튬 이온 배터리들을 포장하도록 시도하였는데, 이것은 저 용량 배터리들에서 폭넓게 적용되어 왔다. 그런데, 만일 저 용량 배터리들에 의해서 채택 된 다음의 공정들, 예를 들어 단일 시이트와 단일 전극 탭을 위하여 배터리 코어를 감는 단계, 또는 배터리 코어를 형성하기 위해서 전극 판들과 격리판들을 천공하고 이들을 적층하는 단계와 같은 공정들이 고 용량(30Ah 이상)의 리튬이온 배터리들에서 여전히 사용된다면, 낮은 배터리 내부저항과 높은 전류 충전-방전의 필요조건들을 충족시키는 것은 어렵다.
본 발명의 목적은 고 용량과 낮은 내부저항, 양호한 안전성을 가지며 고 전류 충전-방전에서 사용하기에 적당한 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조를 위한 간단한 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 실현하기 위해서, 본 발명은 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리를 제공하는데, 이는 배터리 코어, 상기 배터리 코어를 포장하기 위한 소프트 패키지 쉘, 상기 쉘에 수용된 전해질, 상기 배터리 코어에 연결되고 상기 쉘의 외부로 연장된 전극 탭들을 포함한다.
상기 배터리 코어는 다수의 양극판들 및 다수의 음극판들을 포함하며, 상기 양극판들과 상기 음극판들은 실질적으로 동일한 형상의 긴 금속 시이트로 이루어지고, 상기 양극판들과 상기 음극판들의 종방향을 따라서 코팅 영역들과 비-코팅 영역으로 각각 분할되며, 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 모든 면들은 음극 활성재료로 피복되고, 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 면적은 상기 음극판들의 상기 코팅 영역들의 면적과 실질적으로 동일하며, 상기 코팅 영역들은 실질적으로 직선으로 평평하게 연장되고, 상기 코팅 영역들의 연장 길이는 필요한 배터리 코어의 폭에 실질적으로 부합한다.
상기 다수의 양극판들의 상기 코팅 영역들과 상기 다수의 음극판들의 상기 코팅 영역들은 적층 구조물을 형성하도록 실질적으로 규칙적으로 정렬되어 번갈아서 적층되며, 이때 양극판들의 코팅영역들과 음극판들의 코팅영역들 사이에는 격리판이 배열된다.
상기 다수의 양극판들의 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 일측으로부터 연장되고 상기 적층 구조물의 상부면으로 연장되며; 상기 다수의 음극판들의 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 타측으로부터 연장되고 상기 적층 구조물의 상부면으로 연장된다.
금속 시이트로 제조된 2개의 전극 탭들이 상기 적층 구조물의 상부면 위로 제공되고, 상기 2개의 전극 탭들은 상기 다수의 양극판들의 상기 비-코팅 영역들과 상기 다수의 음극판들의 상기 비-코팅 영역들에 각각 연결된다.
본 발명은,
a) 다수의 직선형의 평평한 양극판들 및 다수의 직선형의 평평한 음극판들을 제공하는 단계로서, 상기 양극판들과 상기 음극판들은 실질적으로 동일한 형상의 긴 금속 시이트들로 이루어지고, 상기 양극판들과 상기 음극판들의 종방향을 따라서 코팅 영역들과 비-코팅 영역으로 각각 분할되며, 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 모든 면들은 양극 활성재료로 피복되고, 상기 음극판들의 상기 코팅 영역들의 모든 면들은 음극 활성재료로 피복되고; 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 면적은 상기 음극판들의 상기 코팅 영역들의 면적과 실질적으로 동일하며, 상기 코팅 영역들의 연장 길이는 필요한 배터리 코어의 폭에 실질적으로 부합하는 단계;
b) 상기 다수의 양극판들의 상기 코팅영역들 또는 상기 다수의 음극판들의 상기 코팅영역들을 격리판들로 감싸는 단계로서, 상기 격리판들은 횡단 개구부를 갖는 유(U)자 형상을 가지며, 상기 코팅 영역의 상부면, 하부면 및 단부를 감싸는 단계;
c) 상기 다수의 양극판들의 상기 코팅영역들과 상기 다수의 음극판들의 상기 코팅 영역들을 실질적으로 규칙적으로 정렬시키고 적층 구조물을 형성하기 위해서 번갈아서 적층하는 단계로서, 상기 다수의 양극판들의 모든 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 일측으로부터 연장되고, 상기 다수의 음극판들의 모든 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 타측으로부터 연장되는 단계;
d) 상기 적층 구조물의 두 면들의 비-코팅 영역들을 전극 탭들에 각각 연결하는 단계;
e) 배터리 코어를 형성하기 위해서 상기 적층 구조물의 상부면에 연결된 상기 전극 탭들을 따라서 상기 적층 구조물의 두 면들의 상기 비-코팅 영역들을 뒤집는 단계; 그리고
f) 상기 배터리 코어를 소프트 패키지 쉘로 포장하는 단계로서, 상기 포장공정은 상기 쉘 내로 전해질을 분사하는 단계;를 포함하는, 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리에 있어서, 상기 배터리의 용량은 양극판과 음극판의 밀도가 미리 결정되도록 제공된 자극판들의 크기와 수에 의해서 결정될 수 있다. 본 발명에 있어서, 코팅 영역들의 길이는 필요한 배터리 코어의 폭과 실질적으로 부합하도록 선택되고, 그래서 코팅 영역들을 감싸는 것이 더 이상 필요 없게 되며, 따라서 제조가 단순해진다. 또한, 본 발명의 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리에서 사용된 알루미늄 박판 시이트들은 면적이 크고, 양극 및 음극 탭들은 큰 영역에 걸쳐서 양극과 음극 집전장치와 충분히 접촉하게 되며, 따라서 비용이 감소되고 포장공정이 단순화되고 배터리의 내부 저항이 양호하게 감소되고 공통적으로 사용된 니켈 전극 탭들에 비해서 고 전류를 충전-방전시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리를 제조하기 위한 방법은 제조가 단순하고 제조비용이 낮으며 배터리의 내부 저항이 작고, 따라서 결과로서 생기는 배터리는 양호한 안전성능 및 전기 성능을 갖는다.
도 1은 본 발명의 배터리의 단면도;
도 2는 도 1의 평면도;
도 3은 도 1의 측면도;
도 4는 본 발명의 양극판의 개략도;
도 5는 본 발명의 음극판의 개략도;
도 6은 본 발명의 격리판의 개략도; 그리고
도 7은 본 발명의 전극 탭의 평면도이다.
도 1 및 3을 참조하면, 본 발명의 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리는, 배터리 코어, 상기 배터리 코어를 포장하기 위한 소프트 패키지 쉘(5), 상기 쉘(5)에 수용된 전해질(도시되지 않음), 상기 배터리 코어에 연결되고 상기 쉘의 외부로 연장된 전극 탭들(4)을 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 양극 탭과 음극 탭(4)은 알루미늄 박판 시이트 상에서 고온 용융 접착제 필름(4')을 도포하여 형성된다. 배터리 코어는 다수의 양극판과 다수의 음극판을 포함하며, 양극판들은 알루미늄 박편으로 형성되고, 음극판들은 구리 박편으로 형성된다. 각각 도 4 및 5에 도시되어 있는 양극판과 음극판은 실질적으로 동일한 형상을 갖는 긴 금속 시이트이다. 양극판은 그것의 종방향을 따라서 코팅영역(1)(빗금 영역)과 비-코팅영역(또는 집전장치)(1')으로 분할되고, 음극판은 그것의 종방향을 따라서 코팅영역(2)(빗금 영역)과 비-코팅영역(또는 집전장치)(2')로 분할되며, 여기에서 집전장치(1')와 집전장치(2')는 전극 탭들을 연결하기 위해서 사용된다. 상기 양극판들의 코팅 영역들(1)의 모든 면들은 양의 활성재료로 피복되고, 상기 음극판들의 코팅 영역들(2)의 모든 면들은 음의 활성 재료로 피복된다. 도 2, 4 및 5를 통해서 잘 알 수 있는 바와 같이, 양극판들의 코팅 영역(1)의 면적은 상기 음극 판들의 코팅 영역(2)의 면적과 실질적으로 동일하고(약간의 차이는 허용됨), 코팅 영역들 모두는 실질적으로 직선으로 평평하게 연장되며, 코팅 영역들(1,2)의 연장길이는 필요한 배터리 코어의 폭(도 1 참조)에 실질적으로 부합한다.
상기 다수의 양극판들의 코팅 영역(1)과 상기 다수의 음극판들의 코팅 영역(2)은 적층 구조물을 형성하기 위해서 실질적으로 규칙적으로 정렬되어 번갈아서 적층되는데, 이때 양극판들의 코팅영역(1)과 음극판들의 코팅영역(2) 사이에는 격리판(3)이 배열된다. 격리판(3)은 배터리 코어에 횡단 개구부를 갖는 유(U)자 형상을 가지며, 양극판의 코팅영역(1)이나 음극판의 코팅영역(2)의 상부면, 하부면과 일단부를 감싼다. 도 6은 사용시에 유(U)자 형상이 되도록 도면에서 점선을 따라 접힐 수 있는 격리판(3)의 확대 개략도이다.
상기 양극판들의 비-코팅 영역들(1')은 상기 적층 구조물의 일측으로부터 연장되어 상기 적층 구조물의 상부면으로 뒤집어지며; 상기 다수의 음극판들의 상기 비-코팅 영역들(2')은 상기 적층 구조물의 타측으로부터 연장되어 상기 적층 구조물의 상부면으로 뒤집어진다. 적층 구조물의 상부면 위로 뒤집어진 비-코팅 영역들(1', 2')은 2개의 전극 탭(4), 즉 양극탭과 음극탭에 각각 연결된다.
격리판(3)이 양극판의 코팅 영역들(1)을 감싸는 경우에, 양극판들의 수는 음극판들의 수보다 하나 더 많고, 적층 구조물의 최외부 자극판들은 양극판들이고, 그래서 노출된 격리판(3)은 적층 구조물의 최상부와 최하부에 있게 된다. 격리판(3)이 음극판의 코팅 영역들(2)을 감싸는 경우에, 음극판들의 수는 양극판들의 수보다 하나 더 많고, 적층 구조물의 최외부 자극판들은 음극판들이고, 그래서 노출된 격리판(3)은 적층 구조물의 최상부와 최하부에 있게 된다.
본 발명의 큰 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 적은 유용한 실시 예들이 하기에서 설명될 것이다.
실시 예1: 100Ah 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조
도 4에 도시된 바와 같이, 0.012mm의 두께를 갖는 알루미늄 박막으로 제조된 40개의 양극판들이 채택되었다. 코팅 영역(1)을 형성하기 위해서 양의 활성 재료가 양극판의 일부 영역의 양면에 피복된다. 코팅 영역(1)의 길이는 300mm이고 폭은 230mm이며, 코팅재료를 포함한 전체 두께는 0.15mm이다. 양극판에 있는 나머지 영역은 비-코팅 영역으로서, 예를 들면 140mm의 길이와 230mm의 폭을 갖는 전류 격리판(1')이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 0.012mm의 두께를 갖는 구리 박막으로 제조된 41개의 음극판들이 채택된다. 코팅 영역(2)을 형성하기 위해서 음의 활성 재료가 음극판의 일부 영역의 양면에 피복된다. 음극판의 코팅 영역(2)의 길이는 302mm이고 폭은 232mm이며, 코팅재료를 포함한 전체 두께는 0.15mm이다. 음극판에 있는 나머지 영역은 비-코팅 영역으로서, 예를 들면 140mm의 길이와 232mm의 폭을 갖는 전류 격리판(2')이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 610mm의 길이와 236mm의 폭을 각각 갖는 41개의 격리판(3)이 채택된다. 격리판(3)은 중간 점선을 따라서 접혀지고 음극판을 감싸게 된다. 그러면, 양극판의 코팅영역(1)이나 감싸여진 음극판의 코팅영역(2)이 규칙적으로 정렬되고, 피복되지 않은 집전장치들(1', 2')이 좌우측에 각각 위치하고 판과 판이 번갈아서 적층된다. 적층된 집전장치들(1', 2')은 초음파 용접이나 리벳팅에 의해서 양극탭과 음극탭(4)에 각각 연결된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극 탭(4)은 0.3mm의 두께, 100mm의 폭, 그리고 350mm의 전체 길이를 갖는 알루미늄 박판 시이트로 제조된다. 전극 탭(4)의 235mm 알루미늄 시이트의 위치에서, 30mm의 길이와 110mm의 길이를 갖는 고온 용융 접착제(4')의 하나의 스트립이 횡방향을 따라서 전극 탭(4)의 전면이나 배면에 부딪친다. 전극 탭들(4)에 연결된 양집전장치(1')와 음집전장치(2')는 서로에 대하여 90도 각도로 접혀진 후에 적층된 자극판의 표면 위에 놓이고, 배터리 코어를 형성하도록 고온 접착제 테이프를 사용하여 고정된다. 배터리 코어는 알루미늄-플라스틱 복합 필름으로 제조된 쉘(5)로 포장된다. 포장 도중에, 전해질을 분사하고 개구부 형성을 위해서 작은 개구부가 쉘(5)에 형성되고, 배터리의 내부를 대략적인 진공으로 펌핑한 후에 작은 개구부가 열 밀봉되고 배터리 제조가 완료된다.
실시 예 2: 200Ah 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조
도 4에 도시된 바와 같이, 0.012mm의 두께를 갖는 알루미늄 박막으로 제조된 40개의 양극판들이 채택되었다. 코팅영역(1)을 형성하기 위해서 양의 활성재료가 양극판의 일부 영역의 양면에 피복된다. 코팅 영역(1)의 길이는 600mm이고 폭은 230mm이며, 코팅재료를 포함한 전체 두께는 0.15mm이다. 양극판에 있는 나머지 영역은 비-코팅 영역으로서, 예를 들면 140mm의 길이와 230mm의 폭을 갖는 전류 격리판(1')이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 0.012mm의 두께를 갖는 구리 박막으로 제조된 41개의 음극판들이 채택된다. 코팅영역(2)을 형성하기 위해서 음의 활성재료가 음극판의 일부 영역의 양면에 피복된다. 음극판의 코팅 영역(2)의 길이는 602mm이고 폭은 232mm이며, 코팅재료를 포함한 전체 두께는 0.15mm이다. 음극판에 있는 나머지 영역은 비-코팅 영역으로서, 예를 들면 140mm의 길이와 232mm의 폭을 갖는 전류 격리판(2')이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 1220mm의 길이와 236mm의 폭을 각각 갖는 41개의 격리판(3)이 채택된다. 격리판(3)은 중간 점선을 따라서 접혀지고 음극판을 싸게 된다. 그러면, 양극판의 코팅영역(1)이나 감싸여진 음극판의 코팅영역(2)은 규칙적으로 정렬되고, 피복되지 않은 집전장치들(1', 2')이 좌우측에 각각 위치하고 판과 판이 번갈아서 적층된다. 적층된 집전장치들(1', 2')은 초음파 용접이나 리벳팅에 의해서 양극탭과 음극탭(4)에 각각 연결된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극 탭(4)은 0.3mm의 두께, 100mm의 폭, 그리고 350mm의 전체 길이를 갖는 알루미늄 박판 시이트로 제조된다. 전극 탭(4)의 알루미늄 시이트의 235mm의 위치에서, 30mm의 길이와 110mm의 길이를 갖는 고온 용융 접착제의 하나의 스트립이 횡방향을 따라서 전극 탭(4)의 전면이나 배면에 부딪친다. 나머지 제조단계들은 실시예 1과 동일하게 완료된다.
실시 예 3: 50Ah 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조
상기 실시 예 1에서 설명한 것과 도일한 제조방법 및 단계들 뿐만아니라 그와 동일한 길이, 폭 및 두께를 갖는 20개의 양극판, 21개의 음극판 및 21개의 격리판(3)이 채택되었다.

Claims (10)

  1. 배터리 코어, 상기 배터리 코어를 포장하기 위한 소프트 패키지 쉘, 상기 쉘에 수용된 전해질, 상기 배터리 코어에 연결되고 상기 쉘의 외부로 연장된 전극 탭들을 포함하며, 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리에 있어서,
    상기 배터리 코어는 다수의 양극판들 및 다수의 음극판들을 포함하며, 상기 양극판들과 상기 음극판들은 동일한 형상의 금속 시이트들로 이루어지고, 상기 양극판들과 상기 음극판들의 종방향을 따라서 코팅 영역들과 비-코팅 영역으로 각각 분할되며, 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 모든 면들은 양극 활성재료로 피복되고, 상기 음극판들의 상기 코팅 영역들의 모든 면들은 음극 활성재료로 피복되고, 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 면적은 상기 음극판들의 상기 코팅 영역들의 면적과 동일하며, 상기 코팅 영역들은 직선으로 평평하게 연장되고, 상기 코팅 영역들의 연장 길이는 필요한 배터리 코어의 폭과 부합하며;
    상기 다수의 양극판들의 상기 코팅 영역들과 상기 다수의 음극판들의 상기 코팅 영역들은 적층 구조물을 형성하도록 규칙적으로 정렬되어 번갈아서 적층되며, 이때 양극판들의 코팅영역들과 음극판들의 코팅영역들 사이에는 격리판이 배열되며;
    상기 다수의 양극판들의 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 일측으로부터 연장되고 상기 적층 구조물의 상부면으로 연장되도록 뒤집어지며; 상기 다수의 음극판들의 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 타측으로부터 연장되고 상기 적층 구조물의 상부면으로 연장되도록 뒤집어지며,
    금속 시이트로 제조된 2개의 전극 탭들이 상기 적층 구조물의 상부면 위로 제공되고, 상기 2개의 전극 탭들은 상기 다수의 양극판들의 상기 비-코팅 영역들과 상기 다수의 음극판들의 상기 비-코팅 영역들에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서, 횡단 개구부를 갖는 유(U)자 형상의 상기 격리판은 상기 양극판이나 음극판의 상기 코팅영역의 상부면, 하부면과 일단부를 감싸는 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 격리판이 상기 양극판의 상기 코팅 영역들을 감싸는 경우, 상기 양극판의 수는 상기 음극판들의 수보다 하나 더 많고, 따라서 상기 적층 구조물의 최외부 자극판들은 모두 양극판들로 구성되며; 또는 상기 격리판이 상기 음극판의 상기 코팅영역을 감싸는 경우에, 상기 음극판의 수는 상기 양극판의 수보다 하나 더 많고, 따라서 상기 적층 구조물의 상기 최외부 자극판들은 모든 음극판들로 구성되는 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 양극판은 알루미늄 박편이고, 상기 음극판은 구리 박편이며, 상기 전극 탭은 알루미늄 박판 시트인 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전극 탭은 상기 적층 구조물의 상부면과 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 전극 탭은 용융 접착제 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리.
  7. 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조방법으로서,
    a) 다수의 직선형의 평평한 양극판들 및 다수의 직선형의 평평한 음극판들을 제공하는 단계로서, 상기 양극판들과 상기 음극판들은 동일한 형상의 금속 시이트들로 이루어지고, 상기 양극판들과 상기 음극판들의 종방향을 따라서 코팅 영역들과 비-코팅 영역으로 각각 분할되며, 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 모든 면들은 양극 활성재료로 피복되고, 상기 음극판들의 상기 코팅 영역들의 모든 면들은 음극 활성재료로 피복되고, 상기 양극판들의 상기 코팅 영역들의 면적은 상기 음극판들의 상기 코팅 영역들의 면적과 동일하며, 상기 코팅 영역들의 연장 길이는 필요한 배터리 코어의 폭과 부합하는 단계;
    b) 상기 다수의 양극판들의 상기 코팅영역들 또는 상기 다수의 음극판들의 상기 코팅영역들을 격리판들로 감싸는 단계로서, 상기 격리판들은 횡단 개구부를 갖는 유(U)자 형상을 가지며, 상기 코팅 영역의 상부면, 하부면 및 단부를 감싸는 단계;
    c) 상기 다수의 양극판들의 상기 코팅영역들과 상기 다수의 음극판의 상기 코팅 영역들을 규칙적으로 정렬시키고 적층 구조물을 형성하도록 번갈아서 적층하는 단계로서, 상기 다수의 양극판들의 모든 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 일측으로부터 연장되고 상기 다수의 음극판들의 모든 상기 비-코팅 영역들은 상기 적층 구조물의 타측으로부터 연장되는 단계;
    d) 상기 적층 구조물의 두 측면들의 비-코팅 영역들을 전극 탭들에 각각 연결하는 단계;
    e) 배터리 코어를 형성하기 위해서 상기 적층 구조물의 상부면에 연결된 상기 전극 탭들을 따라서 상기 적층 구조물의 두 측면들의 상기 비-코팅 영역들을 뒤집는 단계; 그리고
    f) 상기 배터리 코어를 소프트 패키지 쉘로 포장하는 단계로서, 상기 포장공정은 상기 쉘 내로 전해질을 분사하는 단계;를 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 격리판이 상기 양극판의 상기 코팅 영역들을 감싸는 경우, 상기 양극판의 수는 상기 음극판들의 수보다 하나 더 많고, 따라서 상기 적층 구조물의 최외부 자극판들은 모두 양극판들로 구성되며; 또는 상기 격리판이 상기 음극판의 상기 코팅영역을 감싸는 경우에, 상기 음극판의 수는 상기 양극판의 수보다 하나 더 많고, 따라서 상기 적층 구조물의 상기 최외부 자극판들은 모든 음극판들로 구성되는 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조방법.
  9. 제 7 항 또는 8 항에 있어서, 상기 양극판은 알루미늄 박편이고, 상기 음극판은 구리 박편이며, 상기 전극 탭은 알루미늄 박판 시트인 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전극 탭은 용융 접착제 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 소프트 패키지 리튬이온 배터리의 제조방법.
KR1020087025582A 2006-03-20 2006-03-20 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리 및 그 제조방법 KR101165287B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2006/000424 WO2007107037A1 (en) 2006-03-20 2006-03-20 A soft packaged and high capacity lithium ion battery and the manufacture method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080110840A KR20080110840A (ko) 2008-12-19
KR101165287B1 true KR101165287B1 (ko) 2012-07-19

Family

ID=38521998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087025582A KR101165287B1 (ko) 2006-03-20 2006-03-20 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리 및 그 제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090297946A1 (ko)
EP (1) EP1995816B1 (ko)
JP (1) JP5079782B2 (ko)
KR (1) KR101165287B1 (ko)
CN (1) CN101401250B (ko)
WO (1) WO2007107037A1 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8815437B2 (en) * 2009-09-10 2014-08-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US8546007B2 (en) * 2009-10-29 2013-10-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US8553360B2 (en) * 2009-12-09 2013-10-08 HGST Netherlands B.V. Magnetic recording head having write pole with higher magnetic moment towards trailing edge
US8233235B2 (en) * 2009-12-09 2012-07-31 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. PMR writer having a tapered write pole and bump layer and method of fabrication
US8451560B2 (en) * 2009-12-09 2013-05-28 HGST Netherlands B.V. Magnetic head with flared write pole with multiple non-magnetic layers thereover
US8498078B2 (en) * 2009-12-09 2013-07-30 HGST Netherlands B.V. Magnetic head with flared write pole having multiple tapered regions
US8592078B2 (en) * 2010-06-11 2013-11-26 Huijun GU Lithium ion battery
CN102136603B (zh) * 2011-02-18 2014-10-08 珠海光宇电池有限公司 一种聚合物锂离子电池及其制作方法
CN108886126B (zh) * 2016-01-06 2021-11-26 宁德新能源科技有限公司 二次电池
CN107482163A (zh) * 2017-07-11 2017-12-15 多氟多（焦作）新能源科技有限公司 一种电极组件单元、电极组件的制造方法及电池单体
CN109461974A (zh) * 2018-11-02 2019-03-12 中山市众旺德新能源科技有限公司 一种叠片扣式电池及其生产工艺
CN109411803B (zh) * 2018-12-05 2022-05-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电芯及电池
CN111599977A (zh) * 2020-06-03 2020-08-28 海口博澳国兴新能源科技有限公司 一种大容量锂离子电池及电动设备
CN112164770B (zh) * 2020-08-31 2021-08-24 安徽力普拉斯电源技术有限公司 一种管式正极板挤膏装置及方法
CN115172853B (zh) * 2022-08-17 2024-06-25 厦门海辰储能科技股份有限公司 电池和制备电池的方法
CN115911504B (zh) * 2023-01-05 2023-05-09 河南锂动电源有限公司 一种用于软包电池卷芯的绕卷装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6461762B1 (en) 2000-04-20 2002-10-08 Industrial Technology Research Institute Rechargeable battery structure having a stacked structure of sequentially folded cells
JP2002343439A (ja) 2001-05-16 2002-11-29 Nec Corp 二次電池及びそれを搭載する携帯機器
JP2004247209A (ja) 2003-02-14 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
WO2005013408A1 (ja) 2003-07-31 2005-02-10 Nec Lamilion Energy, Ltd. リチウムイオン二次電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6316142B1 (en) * 1999-03-31 2001-11-13 Imra America, Inc. Electrode containing a polymeric binder material, method of formation thereof and electrochemical cell
JP2002075324A (ja) * 2000-09-04 2002-03-15 Mitsubishi Chemicals Corp 電 池
JP2003297430A (ja) * 2002-04-03 2003-10-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二次電池の製造方法、二次電池電極の製造装置
CN2686105Y (zh) * 2003-03-04 2005-03-16 河南环宇集团有限公司 一种动力电池集流连接结构
CN1314148C (zh) * 2003-10-31 2007-05-02 中信国安盟固利新能源科技有限公司 一种软包装锂离子电池极耳的制作方法
CN1266800C (zh) * 2003-10-31 2006-07-26 中信国安盟固利电源技术有限公司 一种软包装锂离子动力电池电芯的制作方法
JP4785360B2 (ja) * 2004-08-31 2011-10-05 トータル ワイヤレス ソリューショオンズ リミテッド 二次電池
KR100579376B1 (ko) * 2004-10-28 2006-05-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6461762B1 (en) 2000-04-20 2002-10-08 Industrial Technology Research Institute Rechargeable battery structure having a stacked structure of sequentially folded cells
JP2002343439A (ja) 2001-05-16 2002-11-29 Nec Corp 二次電池及びそれを搭載する携帯機器
JP2004247209A (ja) 2003-02-14 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
WO2005013408A1 (ja) 2003-07-31 2005-02-10 Nec Lamilion Energy, Ltd. リチウムイオン二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080110840A (ko) 2008-12-19
JP5079782B2 (ja) 2012-11-21
EP1995816A4 (en) 2014-05-21
EP1995816A1 (en) 2008-11-26
WO2007107037A1 (en) 2007-09-27
US20090297946A1 (en) 2009-12-03
CN101401250B (zh) 2010-05-19
JP2009530778A (ja) 2009-08-27
CN101401250A (zh) 2009-04-01
EP1995816B1 (en) 2015-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101165287B1 (ko) 고 용량을 갖는 소프트 패키지 리튬이온 배터리 및 그 제조방법
EP2802025B1 (en) Battery cell having stair-like structure
US6726733B2 (en) Multiply stacked electrochemical cell and method for preparing the same
CN112913076A (zh) 智能电池及其锂电芯
US9614194B2 (en) Battery
US20110070477A1 (en) Stack type battery
CN105609882B (zh) 内部多芯堆层的储能器件
CN209785987U (zh) 二次电池
EP2587566A2 (en) Rechargeable battery with improved safety
CN101355180A (zh) 一种锂离子动力电池的电芯构造
JP2014022116A (ja) 二次電池用極板及び二次電池用極板の製造方法
US20150093617A1 (en) Lithium ion prismatic cell comprising multiple jelly rolls with additional material between jelly rolls
US20160226056A1 (en) Method for producing an electrochemical bundle of a lithium battery
CN111937212A (zh) 电池单体
AU2012370347B2 (en) Lithium-ion battery
KR101095343B1 (ko) 개선된 구조의 젤리-롤 및 이를 포함하는 이차전지
CN107785606A (zh) 一种电池及其制备方法
CN109888162A (zh) 具备内嵌式极耳的胶黏结构电芯及其制备方法与锂电池
CN115732864A (zh) 电池、电极板的制造方法及电池的制造方法
CN205646017U (zh) 一种叠片式锂离子电池
CN215070051U (zh) 软包方形电池电极结构、电池及电子设备
JP7108319B2 (ja) 密閉型電池、組電池及び密閉型電池の製造方法
KR101154883B1 (ko) 향상된 전해액 함침성의 전극조립체를 제조하는 방법
KR102680856B1 (ko) 톱니형 실링엣지를 가진 연포장 리튬 이온 셀
CN103493248A (zh) 二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150630

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160704

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180621

Year of fee payment: 7