KR20210072823A - 전극 조립체 및 배터리 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 제1 극편, 분리막 및 제2 극편을 권취하여 형성된 전극 조립체를 제공한다. 상기 제1 극편의 권취 종단은 권취 코어로부터 멀리 떨어진 상기 제2 극편의 권취 종단의 외부에 위치한다. 상기 제1 극편의 권취 종단상의 상기 제1 활물질층은 상기 제2 극편을 향하는 상기 제1 집전체의 표면을 덮고, 상기 제2 극편으로부터 멀리 향하는 상기 제1 극편의 권취 종단 상의 상기 제1 집전체의 표면은 상기 제1 활물질층으로 코팅되지 않는다. 상기 전극 조립체의 가장 바깥쪽 극편에는 빈 알루미늄 포일로 설계되지 않아 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 향상시키는 동시에 낙하 안전 성능을 향상시킨다. 본 출원은 또한 상기 전극 조리체를 구비한 배터리를 제공한다.
Description
본 출원은 배터리 분야, 특히 전극 조립체 및 전극 조립체를 구비한 배터리에 관한 것이다.
일반적으로 와인딩 배터리는 마감할 때 배터리 셀 외층의 바깥쪽 극편 꼬리 부분에 빈 알루미늄 포일(양쪽에 활물질 코팅이 없음)이 있고 꼬리 부분의 빈 알루미늄 포일과 꼬리 부분의 코팅층 가장자리는 일반적으로 절연 테이프 층이 부착되며, 이는 극편 코팅층 가장자리의 리튬 덴드라이트에 의한 단락 위험으로부터 보호하기 위해 사용된다. 꼬리 부분의 빈 알루미늄 포일(foil)과 꼬리 부분 코팅층의 가장자리에 있는 절연 테이프는 배터리 셀의 일정 부피를 차지하여 배터리 셀의 에너지 밀도를 감소시킨다. 또한 배터리 셀은 일반적으로 알루미늄 플라스틱막으로 밀봉 포장되고, 배터리 셀과 배터리 셀을 밀봉 포장하는 외부 케이스 사이에 틈이 있으며, 배터리 셀이 낙하에 충격을 받으면 배터리 셀 자체와 외층 꼬리 부분의 빈 알루미늄 포일이 깨지기 쉽고, 깨져서 형성된 부스러기는 외부 케이스의 포장 속박하에 배터리 셀이 부서진 극편과 접촉하여 합선으로 열이 나거나 불이 나 폭발하는 등의 사고를 일으킨다.
이러한 상황을 감안할 때, 배터리 셀의 외층에 빈 알루미늄 포일이 없고 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 전극 조립체 및 전극 조립체를 구비한 배터리를 제공할 필요가 있다.
본 출원의 실시예에서 제1 극편, 제2 극편 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 제공하며, 상기 제2 극편의 극성은 제1 극편의 극성과 반대되고, 상기 분리막은 상기 제1 극편과 상기 제2 극편 사이에 배치되고, 상기 전극 조립체는 상기 제1 극편, 상기 분리막 및 상기 제2 극편을 권취하여(감아) 형성된다. 상기 제1 극편은 제1 집전체(Current collector) 및 제1 활물질층을 포함하고, 상기 제1 활물질층은 상기 제1 집전체의 표면에 배치되고, 상기 제1 극편의 권취 종단(捲繞終止端)은 권취 코어에서 멀리 떨어진 상기 제2 극편의 권취 종단의 바깥쪽에 위치한다. 상기 제1 극편의 권취 종단에 있는 상기 제1 활물질층은 상기 제2 극편을 향하는 상기 제1 집전체의 측면을 덮는다. 상기 전극 조립체는 두께가 15um-25um인 접착부재를 더 포함하고, 상기 접착부재는 상기 제1 극편의 권취 종단에 연결되어 상기 전극 조립체의 외부 표면의 일부를 덮는다.
선택적 실시예에서, 상기 제2 극편으로부터 멀리 향하는 상기 제1 극편의 권취 종단의 상기 제1 집전체의 표면은 상기 제1 활물질층으로 코팅되지 않는다.
선택적 실시예에서, 상기 접착부재는 전극 조립체의 외부 표면에 붙여지는 핫멜트 접착제이다.
또한, 상기 접착부재의 핫멜트 온도는 120 ℃ 이하이고, 핫멜트 압력은 3MPa 이하이다.
선택적 실시예에서, 상기 제2 극편의 권취 종단은 권취 방향을 따라 상기 제1 극편의 권취 종단보다 더 길게 연장 되고, 연장 길이는 2mm이상이다.
또한, 상기 분리막의 권취 종단은 권취 방향을 따라 상기 제2 극편의 권취 종단보다 더 길게 연장되어 상기 접착부재의 내부 표면에 부착된다.
선택적 실시예에서, 상기 전극 조립체는 제1 탭 및 제2 탭을 더 포함하고, 상기 제1 탭은 상기 제1 극편에 연결되고, 상기 제2 탭은 상기 제2 극편에 연결되며, 상기 전극 조립체의 두께 방향을 따라 상기 제1 탭과 제2 탭의 투영은 겹치지 않는다.
또한, 상기 제1 극편의 권취 시작단(起始端)에는 제1 빈 포일 영역이 제공되고, 상기 제2 극편의 권취 시작단에는 제2 빈 포일 영역이 제공되며, 상기 제1 탭은 상기 제1 빈 포일 영역에 배치되고, 상기 제2 탭은 상기 제2 빈 포일 영역에 배치된다.
또한, 상기 전극 조립체는 상기 제1 빈 포일 영역에 배치되고 상기 제1 탭을 덮는 제1 절연부재를 포함한다.
선택적 실시예에서, 상기 제2 빈 포일 영역은 상기 제1 빈 포일 영역을 넘어 연장되고, 상기 전극 조립체는 제2 절연부재를 더 포함하고, 상기 제2 절연부재는 상기 제1 빈 포일 영역 단부를 덮는다.
본 출원의 실시예는 또한 전극 조립체 및 포장체를 포함하는 배터리를 제공하며, 상기 전극 조립체는 상기 중 어느 하나에 기재된 전극 조립체이고, 상기 전극 조립체는 상기 포장체에 수용되고, 상기 전극 조립체의 탭은 상기 포장체 밖으로 연장된다.
상기 전극 조립체의 가장 바깥쪽 극편에는 빈 알루미늄 포일로 설계되지 않아 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 향상시키는 동시에 낙하와 같은 사용 시나리오에서 안전 성능을 향상시키고 단일 전극 조립체의 알루미늄 포일 소모품을 감소한다.
도 1은 일 실시예에서 전극 조립체의 권취 구조의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에서 전극 조립체의 권취 구조의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에서 전극 조립체의 구조의 개략도이다.
도 4는 비교 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 6은 비교 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 8은 배교 실시예에서 전극 조립체의 권취 구조의 개략도이다.
도 9는 일 실시예에서 배터리의 구조의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에서 전극 조립체의 권취 구조의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에서 전극 조립체의 구조의 개략도이다.
도 4는 비교 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 6은 비교 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에서 제1 극편의 전개 구조의 개략도이다.
도 8은 배교 실시예에서 전극 조립체의 권취 구조의 개략도이다.
도 9는 일 실시예에서 배터리의 구조의 개략도이다.
본 출원의 실시예의 기술적 솔루션은 본 출원의 실시예의 도면을 참조하여 아래에서 명확하고 완전하게 설명될 것이다. 자명하게, 설명 된 실시예는 전부가 아니라 본 출원의 실시예의 일부일 뿐이다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 당업자에 의해 창조적인 작업 없이 획득된 다른 모든 실시예는 본 출원의 실시예의 보호 범위 내에 속한다.
요소가 다른 요소에 "고정 된" 것으로 언급될 때, 다른 요소에 직접 있을 수 있거나 중앙 요소가 또한 존재할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 요소가 다른 요소에 "연결된" 것으로 간주될 때 다른 요소에 직접 연결되거나 중간 요소가 동시에 존재할 수 있다. 요소가 다른 요소에 "배치" 또는 "설치" 또는 "제공"된 것으로 간주되는 경우 다른 요소에 직접 배치되거나 중앙에 있는 요소가 동시에 존재할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "수직", "수평", "왼쪽", "오른쪽" 및 유사한 표현은 단지 예시를 위한 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 출원의 기술 분야의 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 본 출원의 설명에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 출원의 실시예를 제한하려는 의도는 아니다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "또는/및"은 하나 이상의 관련 목록 항목의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
본 출원의 실시예에서 제1 극편, 제2 극편 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 제공하며, 상기 제2 극편의 극성은 제1 극편의 극성과 반대되고, 상기 분리막은 상기 제1 극편과 상기 제2 극편 사이에 배치되고, 상기 전극 조립체는 상기 제1 극편, 상기 분리막 및 상기 제2 극편을 감아 형성된다. 상기 제1 극편은 제1 집전체(Current collector) 및 제1 활물질층을 포함하고, 상기 제1 활물질층은 상기 제1 집전체의 표면에 배치되고, 상기 제1 극편의 권취 종단은 권취 코어에서 멀리 떨어진 상기 제2 극편의 권취 종단의 바깥쪽에 위치한다. 상기 제1 극편의 권취 종단에 있는 상기 제1 활물질층은 상기 제2 극편을 향하는 상기 제1 집전체의 측면을 덮는다. 상기 전극 조립체는 두께가 15um-25um인 접착부재를 더 포함하고, 상기 접착부재는 상기 제1 극편의 권취 종단에 연결되어 상기 전극 조립체의 외부 표면의 일부를 덮는다.
상기 전극 조립체의 가장 바깥쪽 극편에는 빈 알루미늄 포일로 설계되지 않고, 두께가 15um-25um인 초박형 접착부재와 함께 사용되어, 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 향상시키는 동시에 낙하와 같은 사용 시나리오에서 안전 성능을 향상시키고 단일 전극 조립체의 알루미늄 포일 소모품을 감소한다.
이하, 본 출원의 일부 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 아래에 기재된 실시 방식 및 실시 방식들의 특징들은 충돌이 없는 경우 서로 결합될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에서 전극 조립체(100)는 제1 극편(10), 제2 극편(20) 및 분리막(30)을 포함한다. 상기 제1 극편(10)과 상기 제2 극편(20)의 극성은 서로 반대되고, 상기 분리막(30)은 상기 제1 극편(10)과 상기 제2 극편(30) 사이에 배치되고, 상기 전극 조립체(100)는 상기 제1 극편(10), 상기 분리막(30) 및 상기 제2 극편(20)을 권취 바늘에 감아 형성하고, 권취 공전이 완료된 후 권취 바늘을 상기 전극 조립체(100)에서 제거한다. 상기 전극 조립체(100)는 권취 종단을 포함하고 상기 권취 종단은 상기 제1 극편(10)의 권취 종단(13), 상기 제2 극편(20)의 권취 종단 및 분리막(30)의 권취 종단을 포함한다. 상기 분리막(30)의 권취 종단(31)은 제1 극편(10)의 권취 종단과 제2 극편(20)의 권취 종단 사이에 위치한다. 상기 제1 극편(10)의 권취 종단(13)은 상기 전극 조립체(100)의 가장 바깥층에 위치한다.
상기 제1 극편(10)은 제1 집전체(11) 및 제1 활물질층(12)을 포함하고, 상기 제1 활물질층(12)은 상기 제1 집전체(11)의 표면에 배치되고, 상기 제1 극편(10)의 권취 종단은 권취 코어로부터 멀리 떨어진 상기 제2 극편(20)의 권취 종단의 외부에 위치한다.
본 출원의 일 실시예에서, 상기 제1 극편(10)은 음극편이고, 상기 제1 집전체(11)는 알루미늄 포일 층일 수 있으며, 상기 제1 활물질층(12)은 음극 활물질층으로 LiCo02, LiFeP04 등과 같은 리튬 이온을 제거할 수 있는 전기 화학적 활성 물질일 수 있다. 상기 제2 극편(20)은 양극편이고, 제2 집전체(21)와 제2 활물질층(22)을 포함하며, 상기 제2 집전체는 동 포일층이고, 상기 제2 활물질층(22)은 흑연, 연질 탄소, 경질 탄소, Li4Ti5012 등과 같은 리튬 이온을 삽입 할 수 있는 전기 화학적 활성 물질일 수 있다.
상기 제1 극편(10)의 권취 종단(13)은 상기 전극 조립체(100)의 가장 바깥층의 극편의 구조이고, 상기 제1 극편(10)의 권취 종단(13) 상의 상기 제1 활물질층(12)은 상기 제2 극편(20)을 향하는 상기 제1 집전체의 표면을 덮으며, 상기 제2 극편(20)으로부터 멀리 향하는 상기 제1 극편(10)의 권취 종단(13) 상의 상기 제1 집전체(11)의 표면은 상기 제1 활물질층(12)으로 코팅되지 않는다. 상기 전극 조립체(100)는 두께가 15um-25um인 접착부재(40)를 더 포함하고, 상기 접착부재(40)는 상기 제1 극편(10)의 권취 종단에 연결되어 상기 전극 조립체(100)의 외부 표면의 일부를 덮는다.
본 출원의 일 실시예에서, 상기 접착부재(40)는 핫멜트 접착제로, 두께가 15 um-25 um인 초박형 핫멜트 접착제일 수 있으며, 재료는 고무계 접합제일 수 있으며, PET와 함께 사용된다. 특정 압력(≤3MPa) 및 온도(≤120 ℃) 조건 하에서, 상기 접착부재(40)는 점성이 있을 수 있다. 즉, 상기 접착부재(40)의 핫멜트 온도는 120 ℃ 이하이고, 핫멜트 압력은 3MPa 이하이다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 전극 조립체(100)의 외부 표면은 제1 평면(101), 제2 평면(102), 제1 호면(103) 및 제2 호면(104)을 포함한다. 상기 전극 조립체(100)의 두께 방향(도 1에서 화살표 A로 표시된 방향)을 따라, 상기 제1 평면(101) 및 상기 제2 평면 (102)은 서로 대향하여 배치되고, 상기 전극 조립체(100)의 폭 방향(도 1에서 화살표 B로 표시된 방향)을 따라, 상기 제1 호면(103) 및 상기 제2 호면(104)은 대향하여 배치되며, 상기 제1 호면(103) 및 상기 제2 호면(104)은 상기 제1 평면(101)과 상기 제2 평면(102) 사이에 연결된다.
상기 제1 극편(10)의 권취 종단(13)은 대략 상기 제1 평면(101)과 상기 제1 호면(103)의 연결부에 위치하며, 상기 접착부재(40)는 상기 제1 극편(10)의 권취 종단에 연결되고, 상기 제1 호면(103)에 부착되며, 접착부재(40)가 전극 조립체(100)의 두께를 증가시키는 것을 방지한다. 다른 실시예에서, 상기 제1 극편의 권취 종단은 또한 제1 평면(101) 또는 제2 평면(102) 상에 위치 될 수 있으며, 따라서, 접착부재(40)는 또한 상기 제1 평면(101) 또는 상기 제2 평면(102)에 부착된다.
또한, 제2 극편(20)의 단부에서 리튬 석출()로 인해 발생하는 버가 분리막(30)을 관통하여 제1 극편(10)과 연결하여 단락이 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 제2 극편의 권취 종단은 극편 권취 방향을 따라 상기 제1 극편의 권취 종단보다 더 길게 연장되고, 연장 길이(L1)는 2mm 이상이다. 상기 분리막(30)의 권취 종단(31)은 상기 제2 극편(20)의 권취 종단보다 더 길게 연장되어 상기 접착부재(40)의 내부 표면에 부착되고, 상기 제2 극편(20)으로부터 연장된(돌출된) 상기 분리막(30)의 권취 종단(31)의 길이(L2)는 4mm 이상이다. 상기 제2 극편(20)의 권취 종단은 상기 분리막의 권취 종단(31)에 의해 덮혀 상기 제2 극편(20)의 권취 종단을 보호하고 절연한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 전극 조립체(100)는 제1 탭(50) 및 제2 탭(60)을 더 포함하고, 상기 제1 탭(50)은 상기 제1 극편(10)에 연결되고, 상기 제2 탭(60)은 상기 제2 극편(20)에 연결된다. 상기 전극 조립체(100)의 두께 방향을 따라 상기 제1 탭(50)과 제2 탭(60)의 투영은 겹치지 않고, 상기 전극 조립체(100)의 길이 방향(도 3에서 화살표 C로 표시된 방향)을 따라, 상기 제1 탭(50)과 상기 제2 탭(60)은 상기 전극 조립체(100)의 동일 단부에서 연장(돌출)되어 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 탭(50) 및 상기 제2 탭(60)은 상기 전극 조립체(100)의 서로 다른 단부로부터 연장(돌출)될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 극편(10)의 권취 시작단(起始端)에는 제1 빈 포일 영역(14)이 제공되고, 상기 제2 극편(20)의 권취 시작단에는 제2 빈 포일 영역(23)이 제공되며, 상기 제1 탭(50)은 상기 제1 빈 포일 영역(14)에 배치되고, 상기 제2 탭(60)은 상기 제2 빈 포일 영역(23)에 배치된다. 상기 전극 조립체(100)는 상기 제1 빈 포일 영역(14)에 배치되고 상기 제1 탭(50)을 덮는 제1 절연부재(70)를 포함하고, 제1 탭(50) 상의 버가 분리막(30)을 관통하여 제2 극편(20)과 접촉하여 단락이 발생하는 것을 방지한다. 선택적 실시예에서, 상기 제1 절연부재(70)는 제1 탭(50)으로부터 제1 활물질층(12)의 시작단까지 연장되고, 제1 빈 포일 영역(14) 전체를 거의 덮는 절연 테이프일 수 있으며, 제1 빈 포일 영역(14)을 효과적으로 보호하여 부서지거나, 단락 등이 발생하는 것을 방지한다.
선택적 실시예에서, 상기 제2 빈 포일 영역(23)은 상기 제1 빈 포일 영역 (14) 밖으로 연장되고, 상기 제2 탭(60)은 상기 제2 빈 포일 영역 (23)에 배치되고 상기 제1 빈 포일 영역(14) 밖으로 연장되며, 제2 탭(60)의 버가 분리막(30)을 관통하여도 제2 탭(60)은 제2 극편(20)과 접촉하고, 제1 극편(10)과의 접촉으로 인한 단락은 발생하지 않는다. 상기 전극 조립체(100)는 상기 제1 빈 포일 영역(14)의 단부를 덮는 제2 절연부재(80)를 포함하고, 제1 빈 포일 영역(14) 단부의 버가 분리막(30)을 관통하여 제2 극편(20)과 접촉하여 단락이 발생하는 것을 방지한다.
도 2를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에서, 상기 제1 탭 (50)은 상기 제1 집전체(11)에서 상기 제1 활물질층 (12)이 코팅된 영역에 배치되고, 상기 제2 탭(60)은 상기 제2 집전체(21) 상에서 상기 제2 활물질층(22)이 코팅된 영역에 배치되어 있다. 단락 문제를 피하기 위해 상기 제1 탭(50) 및 상기 제2 탭(60)에는 모두 제1 절연부재(70)가 배치된다. 제1 탭(50)과 제1 집전체(11)를 연결하는 경우, 먼저 제1 활물질층(12)의 일부를 제거하여 제1 집전체(11)의 일부를 제1 활물질층(12)으로부터 노출시킨 다음 제1 탭(50)을 제1 집전체(11)의 노출된 부분에 용접시킨다. 제2 탭(60)과 제2 집전체(21)의 연결 방식은 유사하므로 여기서는 반복하지 않는다.
다른 실시예에서, 상기 제1 탭(50) 및 상기 제2 탭(60) 중 하나는 전극 조립체(100)의 권취 코어의 빈 포일 영역에 배치될 수 있고, 다른 하나는 극편의 다른 위치에 배치 될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도면에서 점선으로 표시된 위치는 제조 과정에서 인접한 두 개의 제1 극편(10)의 절단 위치이다. 제1 탭(50)이 제1 빈 포일 영역(14)에 배치될 때, 비교 실시예의 전극 조립체의 가장 바깥쪽에는 빈 알루미늄 포일 섹션이 배치되므로, 도 4에 도시된 비교 실시예의 빈 알루미늄 포일 영역의 길이(L3)는 도 5에 도시된 본 출원의 실시예의 빈 알루미늄 포일 영역의 길이(L4)보다 분명히 크고, 본 출원의 실시예에서 빈 알루미늄 포일 영역의 길이(L4)는 전극 조립체(100)의 권취 시작 단의 매개 변수 요건을 충족하기만 하면 되며, 이는 알루미늄 호일 소모품을 절약할 뿐만 아니라 가장 바깥쪽 빈 알루미늄 포일도 제거하여, 에너지 밀도 및 낙하와 같은 사용 시나리오에서의 전극 조립체(100) 안전 성능을 향상시킨다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 탭(50)이 제1 집전체(11)에서 제1 활물질층 (12)이 코팅된 영역에 배치되는 경우, 비교 실시예의 전극 조립체의 가장 바깥쪽에는 빈 알루미늄 포일 섹션이 배치되므로, 도 6에 도시된 비교 실시예에서, 2개의 인접한 제1 극편(10) 사이에 단면 영역의 섹션과 빈 알루미늄 포일의 섹션이 있고, 단면 영역은 제1 극편의 권취 종단(13)이며, 도 7에 도시된 본 출원의 실시예에서 2개의 인접한 제1 극편(10) 사이의 빈 알루미늄 포일이 제거되고 단면 영역(제1 극편(10)의 권취 종단(13))만 존재하며, 제1 집전체(11)의 아래 표면에 있는 제1 활물질층(12)이 연속될 수 있도록 하여 제1 극편(10)의 제조 공정을 단순화하고 생산 효율 향상에 유리하다.
도 8를 참조하면, 비교 실시예에서, 전극 조립체 외층의 꼬리 부분에 일부분의 빈 알루미늄 포일(105)이 있고(양쪽에 활물질 코팅이 없음), 꼬리 부분의 빈 알루미늄 포일과 꼬리 부분의 코팅층 가장자리는 절연 테이프(106)층이 부착된다. 상기 빈 알루미늄 포일(105) 및 상기 절연 테이프(106)는 모두 전극 조립체의 제2 평면(102) 상에 위치한다.
전술한 본 출원의 실시예들과 전술한 비교 실시예들을 참조하여, 해당 실시예들을 측정하여 얻은 전극 조립체(100)의 에너지 밀도 증가 비율을 하기 표에 나타낸다.
전극 조립체 두께 종류 | 비교예 두께um | 실시예 두께um | 에너지 밀도 증가 비율 |
1 | 3000 | 2990 | 0.33% |
2 | 3500 | 3490 | 0.29% |
3 | 4000 | 3990 | 0.25% |
4 | 4500 | 4490 | 0.22% |
5 | 5000 | 4990 | 0.20% |
6 | 5500 | 5490 | 0.18% |
7 | 6000 | 5990 | 0.17% |
8 | 6500 | 6490 | 0.15% |
전극 조립체 두께 종류 | 비교예 두께um | 실시예 두께um | 에너지 밀도 증가 비율 |
1 | 3000 | 2988 | 0.40% |
2 | 3500 | 3488 | 0.34% |
3 | 4000 | 3988 | 0.30% |
4 | 4500 | 4488 | 0.27% |
5 | 5000 | 4988 | 0.24% |
6 | 5500 | 5488 | 0.22% |
7 | 6000 | 5988 | 0.20% |
8 | 6500 | 6488 | 0.18% |
비교 실시예와 본 출원 실시예의 전극 조립체의 낙하 테스트 데이터는 다음 표와 같다.
제1조 테스트 중, 실시예와 비교 실시예의 전극 조립체의 기본 파라미터는 다음과 같다.
배터리 셀 용량: 3200mAh, 화학 체계 4.35V, 오버행(overhang): 2.0mm. S: 분리막, A: 양극, 오버행(overhang): 2.0mm는 분리막의 폭이 양극 막의 폭보다 2mm 더 크다는 것을 안내한다. 양극 막은 제1 극편이다.
종류 | 낙하 패스 회수 | 패스 비율 | ||
실시예 | 4/10 패스 | 40% | ||
비교예 | 0/10 패스 | 0% | ||
종류 | 패키지 손상 없음 | 분리막 주름 | 연기 / 불 | 패스 비율 |
실시예 | 0/20 | 0/20 | 0/20 | 100% |
비교예 | 1/20 | 2/20 | 0/20 | 85% |
제2조 테스트 중, 실시예와 비교 실시예의 전극 조립체의 기본 파라미터는 다음과 같다.
종류 | 패키지손상 없음 | 분리막 주름 | 연기 / 불 | 패스 비율 |
실시예 | 0/20 | 1/20 | 0/20 | 95% |
비교예 | 1/20 | 3/20 | 0/20 | 80% |
도 4 내지 도 8 및 상기 표의 데이터를 결합하여, 본 출원의 실시예와 비교 실시예를 비교하여 보면, 본 실시예에서, 전극 조립체(100)의 가장 바깥쪽 링은 빈 알루미늄 포일이 없이 설계되고, 접착부재(40)를 통하여, 제1 극편(10)의 권취 종단과 전극 조립체(100)의 외부 표면의 일부분을 연결하여, 전극 조립체(100)의 두께를 감소시키는 동시에 에너지 밀도 및 낙하 안전성 성능을 향상시킨다.
도 9를 참조하면, 본 출원의 실시예는 또한 포장체(201) 및 상기 실시예 중의 전극 조립체(100)를 포함하는 배터리를 제공하며, 상기 전극 조립체(100)는 상기 포장체(201)에 수용되고, 상기 전극 조립체(100)의 탭은 상기 포장체(201) 밖으로 연장된다.
상기 실시예는 본 출원의 기술적 해결 방안을 설명하기 위한 것일 뿐 제한하는 것이 아니다. 상기 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하였으나, 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원 실시예의 기술 솔루션에 대한 수정 또는 균등한 대체가 본 발명의 실시예의 기술 솔루션의 정신 및 범위를 벗어나지 않았다는 것을 이해해야 한다.
전극 조립체 100
제1 평면 101
제2 평면 102
제1 호면(弧面) 103
제2 호면 104
빈 알루미늄 포일 105
절연 테이프 106
제1 극편 10
제1 집전체 11
제1 활물질층 12
권취 종단 13
제1 빈 포일 영역 14
제2 극편 20
제2 집전체 21
제2 활물질층 22
제2 빈 포일 영역 23
분리막 30
권취 종단 31
접착부재 40
제1 탭 50
제2 탭 60
제1 절연부재 70
제2 절연부재 80
배터리 200
포장체 201
제1 평면 101
제2 평면 102
제1 호면(弧面) 103
제2 호면 104
빈 알루미늄 포일 105
절연 테이프 106
제1 극편 10
제1 집전체 11
제1 활물질층 12
권취 종단 13
제1 빈 포일 영역 14
제2 극편 20
제2 집전체 21
제2 활물질층 22
제2 빈 포일 영역 23
분리막 30
권취 종단 31
접착부재 40
제1 탭 50
제2 탭 60
제1 절연부재 70
제2 절연부재 80
배터리 200
포장체 201
Claims (10)
- 전극 조립체에 있어서,
제1 극편;
극성이 상기 제1 극편의 극성과 반대인 제2 극편;
상기 제1 극편과 상기 제2 극편 사이에 배치되는 분리막을 포함하며, 상기 전극 조립체는 상기 제1 극편, 상기 분리막 및 상기 제2 극편을 권취하여 형성되고,
상기 제1 극편은 제1 집전체 및 제1 활물질층을 포함하고, 상기 제1 활물질층은 상기 제1 집전체의 표면에 배치되며, 상기 제1 극편의 권취 종단은 권취 코어로부터 멀리 떨어진 상기 제2 극편의 권취 종단의 외부에 위치하며,
상기 제1 극편의 권취 종단에 있는 상기 제1 활물질층은 상기 제2 극편을 향하는 상기 제1 집전체의 측면을 덮고, 상기 전극 조립체는 두께가 15um-25um인 접착부재를 더 포함하고, 상기 접착부재는 상기 제1 극편의 권취 종단에 연결되어 상기 전극 조립체의 외부 표면의 일부를 덮어, 상기 제1 극편의 권취 종단을 고정하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체. - 제1항에 있어서, 상기 접착부재는 상기 제1 극편의 권취 종단 및 상기 조립체의 외부 표면에 붙여지는 핫멜트 접착제인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 접착부재의 핫멜트 온도는 120 ℃ 이하이고, 핫멜트 압력은 3MPa 이하인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 극편의 권취 종단은 권취 방향을 따라 상기 제1 극편의 권취 종단보다 더 길게 연장되고, 연장 길이는 2mm 이상인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 제4항에 있어서, 상기 분리막의 권취 종단은 권취 방향을 따라 상기 제2 극편의 권취 종단보다 더 길게 연장되고, 상기 접착부재의 내부 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 전극 조립체는 제1 탭 및 제2 탭을 더 포함하고, 상기 제1 탭은 상기 제1 극편에 연결되고, 상기 제2 탭은 상기 제2 극편에 연결되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 제6항에 있어서, 상기 제1 극편의 권취 시작단에는 제1 빈 포일 영역이 제공되고, 상기 제2 극편의 권취 시작단에는 제2 빈 포일 영역이 제공되며, 상기 제1 탭은 상기 제1 빈 포일 영역에 배치되고, 상기 제2 탭은 상기 제2 빈 포일 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 전극 조립체는 상기 제1 빈 포일 영역에 배치되고 상기 제1 탭을 덮는 제1 절연부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 제2 빈 포일 영역은 상기 제1 빈 포일 영역을 넘어 연장되고, 상기 전극 조립체는 제2 절연부재를 더 포함하고, 상기 제2 절연부재는 상기 제1 빈 포일 영역 단부를 덮는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
- 전극 조립체 및 포장체를 포함하는 배터리에 있어서, 상기 전극 조립체는 상기 청구항 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 전극 조립체이고, 상기 전극 조립체는 상기 포장체에 수용되며, 상기 전극 조립체의 탭은 상기 포장체 밖으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리.
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