KR20220119699A - 전극 어셈블리, 전지 셀, 전지, 전력 소비 장치, 제조 방법 및 장비 - Google Patents

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KR20220119699A
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시아오나 왕
지게 장
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쳉두 리앙
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Abstract

본원의 실시예는 전극 어셈블리, 전지 셀, 전지, 전력 소비 장치, 제조 방법 및 장비를 제공한다. 전극 어셈블리는, 금속 기재와 금속 기재의 표면에 코팅된 활성물질층을 포함하는 몸체부 및 금속 기재에 연결되며, 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 금속 기재로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 전극 시트를 포함하고, 전극 어셈블리의 두께 방향에 따라, 돌출부의 적어도 일부분의 사이즈는 금속 기재의 사이즈보다 크다. 본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리는 탭의 발열이 심한 기술적 문제를 해결하기 위한 것이다.

Description

전극 어셈블리, 전지 셀, 전지, 전력 소비 장치, 제조 방법 및 장비
본원은 전지 기술 분야에 관한 것으로, 특히 전극 어셈블리, 전지 셀, 전지, 전력 소비 장치, 제조 방법 및 장비에 관한 것이다.
사회와 과학 기술의 발전에 따라, 전지는 예를 들어 전기 차량 등 고출력 장치에 동력을 제공하기 위해 광범위하게 응용되고 있다. 전지는 큰 용량 또는 출력을 구현하기 위하여 직렬 연결 또는 병렬 연결되는 복수 개의 전지 셀을 포함한다. 전지 셀은 하우징, 전극 어셈블리, 어댑터 및 전극 단자를 포함한다. 전극 어셈블리는 몸체부와 탭을 포함한다. 전극 어셈블리의 탭은 어댑터을 통해 전극 단자에 연결된다. 전류는 전극 단자, 어댑터, 탭을 통해 몸체부에 도입되거나 도출된다. 전지의 에너지 밀도에 대한 요구가 높아짐에 따라, 전지 셀의 사이즈도 점점 커지고, 이에 따라 전극 어셈블리의 사이즈도 점점 커지며, 나아가 몸체부의 사이즈도 점점 커지게 된다. 하지만, 몸체부의 사이즈가 커질수록 탭의 발열이 심해 전지 사용의 안전성에 영향을 미치게 된다.
본원의 실시예는 탭의 발열이 심한 기술적 문제를 해결하기 위하여, 전극 어셈블리, 전지 셀, 전지, 전력 소비 장치, 제조 방법 및 장비를 제공한다.
본원의 실시예는 전극 어셈블리를 제공하는 바, 해당 전극 어셈블리는 금속 기재와 금속 기재의 표면에 코팅된 활물질층을 포함하는 몸체부; 및 금속 기재에 연결되며, 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 금속 기재로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 전극 시트를 포함하고, 전극 어셈블리의 두께 방향에 따라, 돌출부의 적어도 일부분의 사이즈는 금속 기재의 사이즈보다 크다.
본원의 일 실시예에 있어서, 돌출부와 금속 기재의 재질은 동일하며 또한 일체로 설치되어, 돌출부와 금속 기재의 연결 강도를 향상시킬 수 있으며, 돌출부와 금속 기재 사이의 과전류(overcurrent) 성능을 향상시킬 수도 있다.
본원의 일 실시예에 있어서, 돌출부는 두께 방향에 따라 적층되게 설치되는 본체부와 전도성 부재(Conductive parts)을 포함한다. 전극 어셈블리는 본체부, 전도성 부재 및 어댑터을 통해 전류의 도출과 도입을 구현할 수 있으며, 전극 어셈블리의 전도성(Conductivity)을 효과적으로 개선하고 전극 어셈블리 전체의 과전류(overcurrent) 능력을 향상시킨다.
본원의 일 실시예에 있어서, 두께 방향에 따라, 본체부의 사이즈는 금속 기재의 사이즈와 동일하여, 본체부와 금속 기재의 가공 난이도를 낮출수 있다.
본원의 일 실시예에 있어서, 본체부, 금속 기재 및 전도성 부재는 재질이 동일하다.
본원의 일 실시예에 있어서, 전도성 부재와 본체부는 재질이 서로 다르고, 전도성 부재의 저항률은 본체부의 저항률보다 작다. 본체부에 비해, 저항률이 작은 전도성 부재는 과전류(overcurrent) 능력이 높아, 돌출부의 저항을 진일보 감소시키는데 유리하며, 돌출부의 과전류(overcurrent) 능력을 향상시킨다.
본원의 일 실시예에 있어서, 전도성 부재는 본체부에 연결되고, 전도성 부재의 활물질층으로부터 멀어지는 단부는 본체부의 활물질층으로부터 멀어지는 단부와 일치하며, 전도성 부재와 본체부의 두께 방향에 따라 중첩되는 영역은 외부와의 전기적 연결을 위해 사용된다. 돌출부와 어댑터가 전기적으로 연결될 때, 전도성 부재와 본체부는 어댑터에 동시에 전기적으로 연결될 수 있다.
본원의 일 실시예에 있어서, 전도성 부재는 본체부에 연결되는 제1 연결부 및 본체부의 활물질층으로부터 멀어지는 단부로부터 돌출되며 외부와 전기적으로 연결되는 제2 연결부를 포함한다.
본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리는 전극 시트를 포함한다. 전극 시트는 몸체부 및 돌출부를 포함한다. 몸체부는 금속 기재와 활물질층을 포함한다. 돌출부는 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 금속 기재로부터 돌출된다. 돌출부는 금속 기재에 연결된다. 전극 본체의 두께 방향에 따라, 돌출부의 적어도 일부분의 사이즈는 금속 기재의 사이즈보다 크므로 돌출부로 하여금 큰 횡단면 면적을 갖도록 하며, 따라서 돌출부 자체는 저항이 작고, 돌출부의 열용량이 크므로, 돌출부로 하여금 높은 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 한다. 이와 같이, 길이 방향의 사이즈가 폭 방향의 사이즈보다 큰 스트립(strip) 모양의 전극 어셈블리에 대해, 본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리는 스트립 모양 전극 어셈블리의 돌출부의 과전류(overcurrent) 능력이 부족한 문제를 효과적으로 해결하고, 전극 어셈블리의 충전 또는 방전 과정에서 돌출부의 승온이 너무 빠른 상황을 완화시키는 동시에 돌출부의 방열 성능을 향상시킬 수 있으므로, 돌출부의 심한 발열 가능성을 감소시킬 수 있고, 전지의 충방전 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 충전 또는 방전 과정에서 전지의 과열 위험을 감소시킬 수 있어, 전지의 사용 안전성을 향상시킨다.
본원의 일 실시예에 있어서, 두께 방향에 따라, 제2 연결부의 사이즈는 본체부의 사이즈보다 크거나 같다.
본원의 일 실시예에 있어서, 전도성 부재는 2개이고, 2개의 전도성 부재는 각각 본체부의 양면에 연결된다.
2개의 전도성 부재와 본체부를 설치함으로써, 돌출부의 횡단면 면적을 진일보 크게 할 수 있어, 돌출부 자체의 저항을 진일보 감소시키는데 유리하며, 따라서 돌출부 자체가 높은 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 한다.
본원의 일 실시예에 있어서, 두께 방향에 따라, 2개의 전도성 부재의 제2 연결부의 사이즈의 합은 본체부의 사이즈보다 크거나 같다.
이에 따라, 어댑터와 전기적으로 연결되는 2개의 전도성 부재의 제2 연결부의 횡단면 면적을 본체부의 횡단면 면적보다 크거나 같게 할 수 있어, 2개의 전도성 부재의 제2 연결부의 과전류(overcurrent) 능력을 효과적으로 보장한다.
본원의 일 실시예에 있어서, 본체부는 전도성 부재에 용접된다.
본원의 일 실시예에 있어서, 본체부의 활물질층에 가까운 군부에는 보호층이 설치되어 있고, 전도성 부재와 본체부의 용접 영역은 보호층과 간격을 두고 설치된다.
본체부의 근부에 설치된 보호층은 보호의 역할을 할 수 있어, 본체부가 절곡되어 인접하는 2개의 전극 시트 사이에 들어가는 가능성을 저하시킨다.
본원의 일 실시예에 있어서, 본체부는 용단부를 구비한다.
본체부에 설치된 용단부는 발열 영역에 가까울 수 있어, 온도가 용단부에 전달되는 시간을 단축시키는데 유리하며, 용단부가 제때에 용단될 수 있도록 보장하며, 돌출부와 어댑터의 전기적 연결을 차단함으로써 전지의 안전성을 보장한다.
본원의 일 실시예에 있어서, 전극 어셈블리는 두께 방향에 따라 적층되게 설치되는 2개 이상의 전극 시트를 포함한다.
본원의 일 실시예에 있어서, 돌출부의 전극 어셈블리의 폭 방향을 따른 사이즈는 L1이고, 전극 시트의 몸체부의 폭 방향에 따른 사이즈는 L2이며, L1과 L2는 1/3L2≤L1≤3/4L2를 충족시킨다.
본원의 일 실시예에 있어서, 돌출부의 폭 방향에 따른 사이즈 L1은 15mm~60mm이다.
본원의 일 실시예에 있어서, 전극 시트의 전극 어셈블리의 길이 방향에 따른 사이즈는 L3이고, 전극 시트의 전극 어셈블리의 폭 방향에 따른 사이즈는 L2이며, L3과 L2는 L3/L2의 비율 범위가 4~20인 것을 충족시킨다.
본원의 일 실시예에 있어서, 금속 기재의 양면의 활물질층의 용량의 합은 C이며, 3Ah보다 크고, 10Ah보다 작다.
본원의 실시예는 또한 전지 셀을 제공하는 바, 해당 전지 셀은 상술한 실시예의 전극 어셈블리를 포함한다.
본원의 실시예는 또한 전지를 제공하는 바, 해당 전지는 상술한 실시예의 전지 셀을 포함한다.
본원의 실시예는 또한 전력 소비 장치를 제공하는 바, 해당 전력 소비 장치는 상술한 실시예의 전지를 포함하며, 전지는 전기 에너지를 제공하는데 사용된다.
본원의 실시예는 또한 전극 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 바, 해당 방법은 제1 부분과 제2 부분을 구비하는 제1 시트를 제공하는 단계; 제1 부분의 표면에 활물질층을 코팅하는 코팅 단계; 제2 부분에 연결되는 제2 시트를 제공하는 단계; 제2 시트와 제2 부분에 있어서의 부분 재료를 제거하여 몸체부 및 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 전극 시트를 형성하는 재료 제거 단계; 및 전극 시트를 권취 또는 적층시켜 전극 어셈블리를 형성하는 성형 단계;를 포함하며, 여기서, 몸체부는 활물질층 및 활물질층과 대응하는 금속 기재를 포함하고, 금속 기재에 연결되는 돌출부의 적어도 일부분의 두께는 금속 기재의 두께보다 크고, 돌출부는 본체부 및 본체부에 연결되는 전도성 부재을 포함하며, 제2 부분의 나머지 부분은 본체부를 형성하고, 제2 시트의 나머지 부분은 전도성 부재을 형성하며, 돌출부는 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 금속 기재로부터 돌출된다.
본원의 실시예는 또한 전극 어셈블리의 제조 장비를 제공하는 바, 해당 장비는 제1 부분과 제2 부분을 구비하는 제1 시트를 제공하기 위한 제1 재료 처리 장치; 제1 부분 표면에 활물질층을 코팅하기 위한 코팅 장치; 제2 부분에 연결되는 제2 시트를 제공하기 위한 제2 재료 처리 장치; 제2 시트와 제2 부분에 있어서의 부분 재료를 제거하여 몸체부 및 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 전극 시트를 형성하는 재료 제거 장치; 및 전극 시트를 권취 또는 적층시켜 전극 어셈블리를 형성하는 성형 장치;를 포함하며, 여기서, 몸체부는 활물질층 및 활물질층에 대응하는 금속 기재를 포함하고, 금속 기재에 연결되는 돌출부의 적어도 일부분의 두께는 금속 기재의 두께보다 크고, 돌출부는 본체부 및 본체부에 연결되는 전도성 부재을 포함하며, 제2 부분의 나머지 부분은 본체부를 형성하고, 제2 시트의 나머지 부분은 전도성 부재을 형성하며, 돌출부는 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 금속 기재로부터 돌출된다.
본원 실시예의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본원 실시예에서 사용될 도면을 간단히 소개하는 바, 물론 이하에서 설명되는 도면은 단지 본원의 일부 실시예일 뿐이며, 당업자라면 창조적 노력 없이 첨부된 도면을 기반으로 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 차량의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 전지 팩의 개략적인 분해 구조도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 전지 모듈 군의 개략적인 부분 구조도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 분해 구조도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 평면 구조도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 측면 구조도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 측면 구조도이다.
도 8은 본원의 다른 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 측면 구조도이다.
도 9는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 측면 구조도이다.
도 10은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 측면 구조도이다.
도 11은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 측면 구조도이다.
도 12는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 측면 구조도이다.
도 13은 본원의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 평면 구조도이다.
도 14는 본원의 다른 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 개략적인 부분 평면 구조도이다.
도 15는 본원의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 제조 방법의 개략도이다.
도 16은 본원의 일 실시예에 따른 전극 시트의 개략적인 부분 구조도이다.
도 17은 본원의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리의 제조 장비의 개략적인 구조도이다.
도면에 있어서, 도면은 실제의 비례에 따라서 그려진 것이 아니다.
이하, 도면과 실시예를 결합하여 본원의 실시형태를 더욱 상세하게 설명한다. 아래 실시예에 대한 상세한 설명과 도면은 본원의 원리를 예시적으로 설명하기 위한 것이지, 본원의 범위를 제한하는 데 사용되어서는 안되며, 즉 본원은 설명된 실시예에 제한되지 않는다.
본원의 설명에서, 특별한 언급이 없는 한, "복수”는 두 개 이상을 의미하고, "상”, "하”, "좌”, "우”, "내부”, "외부” 등 용어가 나타내는 방향 또는 위치 관계는 언급된 장치 또는 구성요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니라, 본원의 설명의 편의와 설명을 간략화하기 위한 것일 뿐, 본원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, "제1", "제2", "제3" 등 용어는 단지 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. "수직"은 오차 허용 범위 내의 수직으로서, 엄격한 의미에서의 수직이 아니다. "평행"은 오차 허용 범위 내의 평행으로서, 엄격한 의미에서의 평행이 아니다.
아래의 설명에서 나타나는 방향 단어들은 모두 도면에 도시된 방향이며, 본원의 구체적인 구조를 한정하는 것은 아니다. 본원의 설명에서, 특별히 명확한 규정과 제한이 없는 한, "장착”, "서로 연결”, "연결”이라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 고정된 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결일 수도 있고, 또는 일체형 연결일 수도 있으며, 직접적으로 서로 연결될 수도 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 본원에서 상기 용어들의 구체적인 의미는 특정한 상황에 따라 이해될 수 있다.
출원인은 탭의 발열이 심한 문제를 발견한 후, 전지 셀에 대해 연구 및 분석을 실시했다. 출원인은 전지의 에너지 밀도에 대한 요구가 높아짐에 따라, 동시에 전지 셀 자체 구조의 공간 점유율이 요구 사항을 충족해야 한다는 것을 감안하여, 전지 셀의 구조를 스트립 모양의 편평 구조로 제조하며, 따라서 전극 어셈블리의 전극 본체의 길이가 길어지고 스트립 모양의 편평 구조로 된다는 것을 발견했다. 탭은 전극 본체의 단면에서 연장된다. 하지만, 전극 본체의 단면에서 연장되는 탭은 과전류(overcurrent) 능력이 부족한 문제가 있어, 탭의 발열이 심한 문제를 초래한다.
출원인은 발견한 상술한 문제에 기초하여 전지 셀의 구조를 개선하였다. 아래에서는 본원의 실시예에 대하여 진일보 설명한다.
본원에 대한 보다 상세한 이해를 위하여, 아래에서는 도 1 내지 도 17을 참조하여 본원의 실시예에 대하여 설명한다.
본원의 실시예는 전지(10)를 전원으로 사용하는 전력 소비 장치를 제공한다. 해당 전력 소비 장치는 차량, 선박 또는 항공기 등 일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본원의 일 실시예는 차량(1)을 제공한다. 차량(1)은 휘발유 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있다. 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장 자동차 등일 수도 있다. 본원의 일 실시예에 있어서, 차량(1)은 모터(1a), 컨트롤러(1b) 및 전지(10)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(1b)는 전지(10)를 제어하여 모터(1a)에 전력을 공급한다. 모터(1a)는 전동 기구에 의해 차륜에 연결되어 차량(1)이 주행하도록 구동한다. 전지(10)는 차량(1)의 구동 전원으로 사용될 수 있으며, 휘발유 또는 가스를 대체 또는 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다. 일 예에서, 전지(10)는 차량(1)의 하부, 앞부분 또는 뒷부분에 설치될 수 있다. 전지(10)는 차량(1)에 전력을 공급할 수 있다. 일 예에서, 전지(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있으며, 차량(1)의 회로 시스템에 사용될 수 있다. 예시적으로, 전지(10)는 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 주행시의 작동에 필요한 전력을 공급할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전지(10)는 2개 이상의 전지 모듈(20)을 포함할 수 있다. 일부 선택적인 실시예에 있어서, 전지(10)는 박스바디를 더 포함한다. 전지 모듈(20)은 박스바디 내에 설치된다. 2개 이상의 전지 모듈(20)은 박스바디 내에 정렬되어 배치된다. 박스바디의 형태는 한정되지 않는다. 박스바디는 틀 모양 박스바디, 접시 모양 박스바디 또는 박스 모양 박스바디 등 일 수 있다. 예시적으로, 박스바디는 전지 모듈(20)을 수용하는 제1 케이스(11) 및 제1 케이스(11)를 덮어서 닫는 제2 케이스(12)를 포함한다. 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)가 서로 덮어서 닫힌 후 전지 모듈(20)을 수용하는 수용부를 형성한다.
전지 모듈(20)은 상이한 전력 사용 요건을 충족시키기 위해 1개 또는 복수 개의 전지 셀(30)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 전지 셀(30)을 먼저 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결하여 전지 모듈을 구성하고, 복수 개의 전지 모듈(20)은 다시 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결하여 전지를 구성할 수 있다. 혼합 연결은 직렬 연결과 병렬 연결의 혼합을 가리킨다. 예시적으로, 전지는 복수 개의 전지 셀(30)을 포함할 수 있으며, 복수 개의 전지 셀(30) 사이는 직렬 연결, 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있다. 복수 개의 전지 셀(30)은 박스바디 내에 직접 설치될 수 있다. 다시 말하면, 복수 개의 전지 셀(30)은 직접 전지(10)를 구성할 수 있고, 먼저 전지 모듈(20)을 구성하고, 전지 모듈(20)에 의해 다시 전지(10)를 구성할 수도 있다. 전지 셀(30)은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬 유황 전지, 나트륨 리튬 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)을 차량(1)에 적용할 때, 전지 셀(30)의 폭과 차량(1)의 높이는 동일하다. 차량(1)의 높이 방향에서의 공간 제한으로 인해, 전지 셀(30)의 폭도 엄격하게 제한되며, 전지 셀(30)의 용량의 증가가 필요할 때, 전지 셀(30)의 폭을 무한정 늘릴 수 없어, 전지 셀(30)의 길이를 늘릴 수 있다.
도 4를 참조하면, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)은 하우징(31) 및 하우징(31) 내에 설치된 전극 어셈블리(32)를 포함한다. 본원의 실시예의 하우징(31)은 네모형 구조 또는 기타 형상을 갖는다. 하우징(31)은 전극 어셈블리(32)와 전해액을 수용하는 내부 공간 및 내부 공간과 연통되는 개구를 구비한다. 하우징(31)은 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 플라스틱 등 재료로 제조될 수 있다. 전극 어셈블리(32)는 전지 셀(30)의 충방전 기능을 구현하는 핵심 부재이다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)은 엔드캡(33), 전극 단자(34) 및 어댑터(35)를 더 포함한다. 엔드캡(33)은 하우징(31)에 연결되어 하우징(31)의 개구를 밀폐한다. 예시적으로, 엔드캡(33)과 하우징(31)은 용접 연결될 수 있다. 전극 단자(34)는 엔드캡(33)에 설치된다. 전극 단자(34)의 외부 형상은 원형일 수 있고, 네모형일 수도 있으며 이에 한정되지 않는다. 전극 단자(34)는 어댑터(35)를 통해 전극 어셈블리(32)에 전기적으로 연결된다. 2개 이상의 전지 셀(30)은 각자의 전극 단자(34)를 통해 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결을 구현할 수 있다.
본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리(32)는 전극 본체(32a)를 포함한다. 전극 어셈블리(32)는 소정의 길이, 폭 및 두께를 갖는다. 여기서, 길이는 전극 본체(32a)의 자체의 길이 방향(X)에 따른 사이즈를 가리키고, 폭은 전극 본체(32a)의 자체의 폭 방향(Y)에 따픈 사이즈를 가리키며, 두께는 전극 본체(32a)의 자체의 두께 방향(Z)에 따른 사이즈를 가리킨다. 길이 방향(X), 폭 방향(Y) 및 두께 방향(Z)은 서로 수직된다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본원의 실시예에 따른 전극 본체(32a)는 전극 시트(321)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 전극 시트(321)는 정극 시트일 수 있고, 전극 본체(32a)는 1개 또는 복수 개의 정극 시트를 포함할 수 있다. 예시적으로, 전극 시트(321)는 부극 시트일 수도 있고, 전극 본체(32a)는 1개 또는 복수 개의 부극 시트를 포함할 수 있다. 전극 본체(32a)가 정극 시트와 부극 시트를 포함하는 경우, 정극 시트와 부극 시트는 두께 방향(Z)에 따라 적층 설치될 수 있으며, 성형 후의 전극 어셈블리(32)가 적층 구조를 갖도록 하고, 또는 정극 시트와 부극 시트는 권취되어 전극 어셈블리(32)를 형성할 수도 있다. 인접하는 2개의 전극 시트(321)는 극성이 상반되므로, 인접하는 2개의 전극 시트(321) 사이는 결리막(322)을 통해 격리될 수 있다. 격리막(322)은 2개의 극성이 상반되는 전극 시트(321) 사이에 개재되는 절연체이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 본원의 실시예에 따른 전극 시트(321)는 몸체부(3211) 및 적어도 하나의 돌출부(3212)를 포함한다. 돌출부(3212)는 전극 본체(32a)의 길이 방향(X)에 따라 몸체부(3211)로부터 돌출된다. 전극 시트(321)가 적층 설치되는 실시예에 있어서, 각 극성이 동일한 돌출부(3212)는 두께 방향(Z)에 따라 적층 설치될 수 있다. 각 몸체부(3211)는 두께 방향(Z)에 따라 적층되어 전극 본체(32a)를 형성한다. 어댑터(35)는 돌출부(3212)에 전기적으로 연결된다. 예시적으로, 어댑터(35)는 돌출부(3212)에 용접되고, 예를 들어 레이저 용접 또는 초음파 용접을 채용할 수 있다.
몸체부(3211)는 금속 기재(3211a) 및 활물질층(3211b)을 포함한다. 금속 기재(3211a)의 표면의 적어도 일부 영역에는 활물질층(3211b)이 코팅되어 있으며, 즉, 금속 기재(3211a)의 표면은 활물질층(3211b)에 의해 완전 또는 부분적으로 피복될 수도 있다. 예시적으로, 금속 기재(3211a)이 알루미늄박인 경우, 활물질층(3211b)은 3원계 재료, 망간산 리튬, 인산철 리튬을 포함할 수 있다. 금속 기재(3211a)이 구리박인 경우, 활물질층(3211b)은 흑연 또는 규소를 포함할 수 있다. 돌출부(3212)는 금속 기재(3211a)에 연결되며, 돌출부(3212)는 전극 본체(32a)의 길이 방향(X)에 따라 금속 기재(3211a)으로부터 돌출된다. 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 돌출부(3212)의 적어도 일부분의 사이즈는 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 크므로, 돌출부(3212)의 횡단면 면적을 증가시킬 수 있어, 돌출부(3212)의 저항을 저하시키는데 유리하며, 동시에 돌출부(3212) 전체의 열용량을 증가시키는데 유리하고, 이로서 돌출부(3212)의 과전류(overcurrent) 능력을 향상시킨다. 열용량은 소정의 재료의 온도를 섭시 1도 높일 때 필요하는 열량을 가리킨다.
본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리(32)는 적어도 하나의 전극 시트(321)를 포함한다. 전극 시트(321)는 몸체부(3211) 및 돌출부(3212)를 포함한다. 몸체부(3211)는 금속 기재(3211a)와 활물질층(3211b)을 포함한다. 돌출부(3212)는 전극 어셈블리(32)의 길이 방향(X)에 따라 금속 기재(3211a)로부터 돌출된다. 돌출부(3212)는 금속 기재(3211a)에 연결된다. 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라 돌출부(3212)의 적어도 일부분의 사이즈가 금속 기재(3211a)보다 크므로, 돌출부(3212)로 하여금 큰 횡단면 면적을 갖도록 하며, 따라서 돌출부(3212) 자체는 저항이 작고, 돌출부(3212)의 열용량이 크므로, 돌출부(3212)로 하여금 높은 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 한다. 이와 같이, 길이 방향(X)의 사이즈가 폭 방향(Y)의 사이즈보다 큰 스트립 모양의 전극 어셈블리(32)에 대해, 본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리(32)는 스트립 모양 전극 어셈블리(32)의 돌출부(3212)의 과전류(overcurrent) 능력이 부족한 문제를 효과적으로 해결하고, 전극 어셈블리(32)의 충전 또는 방전 과정에서 돌출부(3212)의 승온이 너무 빠른 상황을 완화시키는 동시에 돌출부(3212)의 방열 성능을 향상시킬 수 있으므로, 돌출부(3212)의 심한 발열 가능성을 감소시키고, 전지의 충방전 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 충전 또는 방전 과정에서 전지의 과열 위험을 감소시킬 수 있어, 전지의 사용 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 금속 기재(3211a)의 대향하는 2개의 면에 활물질층(3211b)을 배치할 수 있다. 예시적으로, 금속 기재(3211a)는 한 장의 시트이며, 즉, 금속 기재(3211a)는 일체로 성형된 구조이다.
일부 실시예에 있어서, 도 8을 참조하면, 돌출부(3212)는 본체부(32121) 및 전도성 부재(32122)을 포함한다. 어댑터(35)는 돌출부(3212)의 본체부(32121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 본체부(32121)는 금속 기재(3211a)와 재질이 동일하며 일체로 설치되어 있다. 예시적으로, 금속 기재(3211a)의 재질과 본체부(32121)의 재질은 모두 알루미늄 또는 구리이다. 본체부(32121)와 금속 기재(3211a)의 재질이 동일하며 일체로 설치되는 형태는, 본체부(32121)와 금속 기재(3211a)의 연결 강도를 향상시킬 수 있으며, 본체부(32121)와 금속 기재(3211a) 사이의 과전류(overcurrent) 성능을 향상시킬 수도 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 본체부(32121)의 적어도 일부분의 사이즈는 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 크며, 즉, 본체부(32121) 전체 또는 일부분의 사이즈가 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 크므로, 본체부(32121)로 하여금 큰 횡단면 면적을 갖도록 하고, 이는 자체의 저항을 감소시키는데 유리하며, 따라서 본체부(32121) 자체로 하여금 높은 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)는 적층 설치된다. 예시적으로, 적어도 일부의 전도성 부재(32122)는 본체부(32121)와 용접의 방식으로 연결될 수 있으며, 예를 들어, 레이저 용접 또는 초음파 용접을 채용할 수 있다. 어댑터(35)는 돌출부(3212)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전극 어셈블리(32)는 본체부(32121), 전도성 부재(32122) 및 어댑터(35)를 통해 전류의 도출 또는 도입을 구현할 수 있으며, 전극 어셈블리(32)의 전도성을 효과적으로 개선하고, 전극 어셈블리(32) 전체의 과전류(overcurrent) 능력을 향상시킨다. 예시적으로, 전도성 부재(32122)는 시트 모양 구조일 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 사이즈의 합은 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 크므로, 돌출부(3212)로 하여금 큰 횡단면 면적을 갖도록 하며, 이는 돌출부(3212) 자체의 저항을 진일보 감소시키는데 유리하며, 돌출부(3212) 자체로 하여금 높은 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 한다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 본체부(32121)의 사이즈는 금속 기재(3211a)의 사이즈와 같고, 즉, 본체부(32121) 전체의 사이즈는 금속 기재(3211a)의 사이즈와 같다. 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 본체부(32121)의 표면은 금속 기재(3211a)의 표면과 일치하게 유지될 수 있다. 본체부(32121)와 금속 기재(3211a)를 일체로 성형되도록 가공 제조하는 과정에서, 본체부(32121)와 금속 기재(3211a)의 두께가 동일하므로, 본체부(32121)와 금속 기재(3211a)의 가공 난이도를 낮출 수 있으며, 따라서 가공 비용을 절감할 수 있다. 예시적으로, 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 전도성 부재(32122)의 사이즈는 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 작거나 같고, 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 사이즈의 합은 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 크다.
일부 실시예에 있어서, 본체부(32121), 금속 기재(3211a) 및 전도성 부재(32122)의 재질은 동일하다. 본체부(32121), 금속 기재(3211a) 및 전도성 부재(32122) 각자의 저항률은 같다. 예시적으로, 본체부(32121), 금속 기재(3211a) 및 전도성 부재(32122)의 재질은 알루미늄 재료 또는 구리 재료를 사용할 수 있다. 전극 시트(321)가 정극 시트일 경우, 본체부(32121), 금속 기재(3211a) 및 전도성 부재(32122)의 재질은 알루미늄 재료를 사용할 수 있다. 전극 시트(321)가 부극 시트일 경우, 본체부(32121), 금속 기재(3211a) 및 전도성 부재(32122)의 재질은 구리 재료를 사용할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)는 재질이 다르며, 전도성 부재(32122)의 저항률은 본체부(32121)의 저항률보다 작다. 저항률은 각종 물질의 저항 특성을 나타내는데 사용되는 물리량이다. 길이가 1미터이고 횡단 면적이 1평방미터인 재료로 만들어진 도체의 저항은 수치적으로 그 재료의 저항률과 같다. 본체부(32121)에 비해, 저항률이 작은 전도성 부재(32122)는 높은 과전류(overcurrent) 능력을 가지므로, 돌출부(3212)의 저항을 진일보 감소시키는데 유리하며, 돌출부(3212)의 과전류(overcurrent) 능력을 향상시킨다. 예시적으로, 전도성 부재(32122)의 재질은 구리 재료이고, 본체부(32121)의 재질은 알루미늄 재료이다.
일부 실시예에 있어서, 전도성 부재(32122)는 본체부(32121)에 연결된다. 전도성 부재(32122)의 활물질층(3211b)으로부터 멀어지는 단부는 본체부(32121)의 활물질층(3211b)으로부터 멀어지는 단부와 일치하다. 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 두께 방향(Z)에 따라 중첩되는 영역은 외부와의 전기적 연결을 위해 사용된다. 본원의 실시예에 있어서, 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 두께 방향(Z)에 따라 중첩되는 영역은 어댑터(35)와 전기적 연결을 위해 사용된다. 돌출부(3212)와 어댑터(35)가 전기적으로 연결될 때, 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)는 어댑터(35)에 동시에 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적으로, 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)는 어댑터(35)에 동시에 용접된다.
일부 실시예에 있어서, 도 9를 참조하면, 전도성 부재(32122)는 제1 연결부(32122a)와 제2 연결부(32122b)를 포함한다. 제1 연결부(32122a)는 본체부(32121)에 연결된다. 예시적으로, 제1 연결부(32122a)와 본체부(32121)는 용접 연결된다. 제2 연결부(32122b)는 본체부(32121)의 활물질층(3211b)으로부터 멀어지는 단부로부터 돌출되어 있다. 제2 연결부(32122b)는 외부와 전기적으로 연결된다. 본원의 실시예에 있어서, 제2 연결부(32122b)는 어댑터(35)와 전기적으로 연결된다. 제2 연결부(32122b)와 어댑터(35)가 전기적으로 연결되는 방식은, 제2 연결부(32122b)와 어댑터(35)의 연결 영역에서의 적층 두께를 감소시키는데 유리하며, 따라서 용접의 방식으로 제2 연결부(32122b)와 어댑터(35)를 연결할 때, 용접의 난이도를 낮추는데 유리하며, 용접 불량에 의해 제2 연결부(32122b)와 어댑터(35) 사이에 가용접(Pseudo Soldering)이 발생하여 제2 연결부(32122b)와 어댑터(35) 사이의 과전류(overcurrent) 능력에 영향줄 가능성을 줄인다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 제2 연결부(32122b)의 사이즈는 본체부(32121)의 사이즈보다 크거나 같다. 예시적으로, 제2 연결부(32122b)와 본체부(32121)의 사이즈의 합은 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 크다.
일부 실시예에 있어서, 도 10을 참조하면, 전도성 부재(32122)는 2개이다. 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 2개의 전도성 부재(32122)는 각각 본체부(32121)의 양면에 연결된다. 본체부(32121)의 일면에는 1개의 전도성 부재(32122)가 연결된다. 2개의 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)를 설치함으로써, 돌출부(3212)의 횡단면 면적을 진일보 증가시켜, 돌출부(3212) 자체의 저항을 진일보 감소시키는데 유리하며, 따라서 돌출부(3212) 자체로 하여금 높은 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 한다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 도 10을 참조하면, 2개의 전도성 부재(32122)에 있어서, 각 전도성 부재(32122)의 활물질층(3211b)으로부터 멀어지는 단부는 본체부(32121)의 활물질층(3211b)으로부터 멀어지는 단부와 일치하다. 2개의 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 두께 방향(Z)에 따라 중첩되는 영역은 외부와의 전기 연결을 위해 사용된다. 본원의 실시예에 있어서, 2개의 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 두께 방향(Z)에 따라 중첩되는 영역은 어댑터(35)와 전기적 연결을 위해 사용된다. 돌출부(3212)와 어댑터(35)가 전기적으로 연결될 때, 2개의 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)는 어댑터(35)에 동시에 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 도 11을 참조하면, 2개의 전도성 부재(32122)는 모두 제1 연결부(32122a)와 제2 연결부(32122b)를 포함한다. 각 전도성 부재(32122)의 제1 연결부(32122a)는 본체부(32121)에 연결되고, 각 전도성 부재(32122)의 제2 연결부(32122b)는 본체부(32121)의 활물질층(3211b)으로부터 멀어지는 단부로부터 돌출되며, 각 전도성 부재(32122)의 제2 연결부(32122b)는 외부와 전기적으로 연결된다. 본원의 실시예에 있어서, 각 전도성 부재(32122)의 제2 연결부(32122b)는 어댑터(35)와 전기적으로 연결된다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 2개의 전도성 부재(32122)의 제2 연결부(32122b)의 두께 방향(Z)에 따른 사이즈의 합은 본체부(32121)의 두께 방향(Z)에 따른 사이즈보다 크거나 같으므로, 어댑터(35)와 전기적으로 연결되는 2개의 전도성 부재(32122)의 제2 연결부(32122b)의 횡단면 면적을 본체부(32121)의 횡단면 면적보다 크거나 같게 하며, 2개의 전도성 부재(32122)의 제2 연결부(32122b)의 과전류(overcurrent) 능력을 효과적으로 보장하여, 2개의 전도성 부재(32122)의 제2 연결부(32122b)가 과전류(overcurrent) 능력이 약한 부분으로 될 가능성을 줄이고, 나아가 돌출부(3212) 전체가 양호한 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 보장한다.
일부 실시예에 있어서, 도 12를 참조하면, 본체부(32121)의 활물질층(3211b)에 가까운 근부(根部)에는 보호층(323)이 설치되어 있다. 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)는 용접의 방식으로 연결될 수 있다. 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 용접 영역은 보호층(323)과 간격을 두고 설치된다. 전지 셀(30)의 조립 과정에 있어서, 본체부(32121)의 두께가 얇기 때문에 본체부(32121)는 힘을 받으면 쉽게 절곡되어 인접하는 2개의 전극 시트(321) 사이에 압입되어 단락의 위험을 초래한다. 본체부(32121)의 근부 영역에서 절곡 변형의 위험이 가장 높으므로, 본체부(32121)의 근부에 설치된 보호층(323)은 보호의 역할을 할 수 있으며, 본체부(32121)가 절곡되어 인접하는 전극 시트(321) 사이에 압입되더라도 보호층(323)은 2개의 전극 시트(321)를 효과적으로 분리시킬 수 있으므로, 단락의 위험을 줄이고, 전지의 안전성을 향상시킨다. 예시적으로, 보호층(323)의 재료는 절연 재료, 예를 들어, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 이산화티타늄, 산화지르코늄, 이산화규소, 탄화규소, 탄화붕소, 탄산칼슘, 규산알루미늄, 규산칼슘, 티탄늄칼륨, 및 황산바륨 중 한 종류 또는 여러 종류일 수 있다. 보호층(323)은 접착제를 사용하여 본체부(32121)에 접착될 수 있다. 접착제는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산-아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴-아크릴산, 폴리아크릴로니트릴-아크릴레이트 중 한 종류 또는 여러 종류를 포함한다. 보호층(323)은 활물질층(3211b)일 수도 있다. 전극 시트(321)의 금속 기재(3211a)에 활물질층(3211b)을 코팅할 때, 동시에 본체부(32121)의 근부에 활물질층(3211b)을 코팅하여 보호층(323)을 형성할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 도 13을 참조하면, 본체부(32121)는 용단부(32121a)를 구비한다. 전도성 부재(32122)와 본체부(32121)의 용단부(32121a)는 용접 연결된다. 어댑터(35)에 용단 구조를 설치할 때, 용단 구조가 발열 영역에서 멀리 떨어져 있으므로, 온도가 용단 구조까지 전달되는데는 지연성이 있으므로, 용단 구조가 제때에 용단되지 않아 전지의 안전성에 영향을 미친다. 어댑터(35)에 설치된 용단 구조에 비해, 본체부(32121)에 설치된 용단부(32121a)는 발열 영역에 가까울 수 있어 온도가 용단부(32121a)에 전달되는 시간을 단축시키는데 유리하며, 용단부(32121a)가 제때에 용단될 수 있도록 보장하며, 돌출부(3212)와 어댑터(35)의 전기적 연결을 차단함으로써 전지의 안전성을 보장한다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 도 13을 참조하면, 본체부(32121)의 전극 시트(321)로부터 멀어지는 단부에는 분리홈(32121b)을 구비한다. 분리홈(32121b)은 본체부(32121)의 단부를 분리시키고, 단부로 하여금 복수 개의 용단부(32121a)를 형성하도록 한다. 인접하는 2개의 용단부(32121a) 사이에는 하나의 분리홈(32121b)이 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 도 14를 참조하면, 전극 본체(32a)의 폭 방향(Y)에 따라, 본체부(32121)의 전극 시트(321)로부터 멀어지는 단부의 사이즈는 작아지면서 용단부(32121a)를 형성한다, 예시적으로, 본체부(32121)의 단부의 모서리를 절단하고 본체부(32121)의 단부 사이즈를 작게하여 용단부(32121a)를 형성할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 도 14를 참조하면, 돌출부(3212)의 전극 본체(32a)의 폭 방향(Y)에 따른 사이즈는 L1이고, 전극 시트(321)의 전극 본체(32a)의 폭 방향(Y)에 따른 사이즈는 L2이며, L1과 L2는 1/3L2≤L1≤3/4L2를 충족시킨다. 예를 들어, L1은 0.4L2, 0.5L2, 0.6L2 또는 0.7L2 등일 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 돌출부(3212)의 폭 방향(Y)에 따른 사이즈 L1은 15mm~60mm이다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 전극 시트(321)의 전극 본체(32a)의 길이 방향(X)에 따른 사이즈는 L3이고, 전극 시트(321)의 전극 본체(32a)의 폭 방향(Y)에 따른 사이즈는 L2이며, L3과 폭 L2는 L3/L2의 비율 범위가 4~20인 것을 충족시킨다. 예를 들어, L3/L2의 비율은 4~20의 정수이다. 본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리(32)는 과전류(overcurrent) 능력이 강한 돌출부(3212)를 포함하므로, 전극 시트(321)의 길이를 더 크게 할 수 있으며, 넓은 길이와 폭의 비율 범위를 얻을 수 있어, 전지의 에너지 밀도를 향상시키는데 유리하며, 동시에 전지를 빠르게 충전시킬 수 있고, 과열이 쉽게 발생하지 않아 전지의 사용상 안전성을 향상시킨다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 금속 기재(3211a)의 양면의 활물질층(3211b)의 용량의 합은 C이며, 3Ah보다 크고, 10Ah보다 작다. 본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리(32)는 과전류(overcurrent) 능력이 강한 돌출부(3212)를 포함하므로, 전극 시트(321)의 용량을 크게 향상시킬 수 있어, 전지의 에너지 밀도의 향상에 유리하고, 동시에 전지를 빠르게 충전시킬 수 있고, 과열이 쉽게 발생하지 않아 충전 효율을 향상시킨다.
도 15를 참조하면, 본원의 실시예는 또한 전극 어셈블리(32)의 제조 방법을 제공한다. 해당 제조 방법은, 제1 부분(41)과 제2 부분(42)을 구비하는 제1 시트(40)를 제공하는 단계; 제1 부분(41)의 표면에 활물질층(3211b)을 코팅하는 코팅 단계; 제2 부분(42)에 연결되는 제2 시트(50)를 제공하는 단계; 제2 시트(50)와 제2 부분(42)에 있어서의 부분 재료를 제거하여 몸체부(3211) 및 적어도 하나의 돌출부(3212)를 포함하는 전극 시트(321)를 형성하는 재료 제거 단계; 및 전극 시트(321)를 권취 또는 적층시켜 전극 어셈블리(32)를 형성하는 성형 단계;를 포함하며, 여기서, 몸체부(3211)는 활물질층(3211b) 및 활물질층(3211b)에 대응하는 금속 기재(3211a)를 포함하고, 금속 기재(3211a)에 연결되는 돌출부(3212)의 적어도 일부분의 두께는 금속 기재(3211a)의 두께보다 크고, 돌출부(3212)는 본체부(32121) 및 본체부(32121)에 연결되는 전도성 부재(32122)을 포함하며, 제2 부분(42)의 나머지 부분은 본체부(32121)를 형성하고, 제2 시트(50)의 나머지 부분은 전도성 부재(32122)을 형성하며, 돌출부(3212)는 전극 어셈블리(32)의 길이 방향에 따라 금속 기재(3211a)로부터 돌출된다.
일 실시예에 있어서, 전극 시트(321)는 하나의 돌출부(3212)를 포함한다. 또는 도 16를 참조하면, 전극 시트(321)는 2개 이상의 돌출부(3212)를 포함한다. 2개 이상의 돌출부(3212)는 간격을 두고 설치된다.
본원의 실시예의 제조 방법에 따라 제조된 전극 어셈블리(32)는 적어도 하나의 전극 시트(321)를 포함한다. 전극 시트(321)는 몸체부(3211) 및 적어도 하나의 돌출부(3212)를 포함한다. 돌출부(3212)는 전극 어셈블리(32)의 길이 방향(X)에 따라 금속 기재(3211a)로부터 돌출된다. 돌출부(3212)는 금속 기재(3211a)에 연결된다. 전극 본체(32a)의 두께 방향(Z)에 따라, 돌출부(3212)의 적어도 일부분의 사이즈는 금속 기재(3211a)의 사이즈보다 크므로, 돌출부(3212)로 하여금 큰 횡단면 면적을 갖게 하여, 돌출부(3212) 자체의 저항은 작아지고, 돌출부(3212)의 열용량은 커지므로, 돌출부(3212)로 하여금 높은 과전류(overcurrent) 능력을 갖도록 한다. 이와 같이, 길이 방향(X) 의 사이즈가 폭 방향(Y)의 사이즈보다 큰 스트립 모양 전극 어셈블리(32)에 대해, 본원의 실시예에 따른 전극 어셈블리(32)는 스트립 모양 전극 어셈블리(32)의 돌출부(3212)의 과전류(overcurrent) 능력이 부족한 문제를 효과적으로 해결하고, 전극 어셈블리(32)의 충전 또는 방전 과정에서 돌출부(3212)의 승온이 너무 빠른 상황을 와화시키는 동시에 돌출부(3212)의 방열 성능을 향상시킬 수 있으므로, 돌출부(3212)에 심한 발열 가능성을 감소시키고, 전지의 충방전 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 또한 충전 또는 방전 과정에서 전지의 과열 위험을 감소시킬 수 있어 전지의 사용 안전성을 향상시킨다.
도 17을 참조하면, 본원의 실시예는 또한 전극 어셈블리(32)의 제조 장비(100)를 제공한다. 해당 제조 장비(100)는, 제1 부분(41)과 제2 부분(42)을 구비하는 제1 시트(40)를 제공하기 위한 제1 재료 처리 장치(101); 제1 부분(41)의 표면에 활물질층(3211b)를 코팅하기 위한 코팅 장치(102); 제2 부분(42)에 연결되는 제2 시트(50)를 제공하기 위한 제2 재료 처리 장치(103); 제2 시트(50)와 제2 부분(42)에 있어서의 부분 재료를 제거하여 몸체부(3211) 및 적어도 하나의 돌출부(3212)를 포함하는 전극 시트(321)를 형성하는 재료 제거 장치(104) 및 전극 시트(321)를 권취 또는 적층시켜 전극 어셈블리(32)를 형성하는 성형 장치(105);를 포함하며, 여기서, 몸체부(3211)는 활물질층(3211b) 및 활물질층(3211b)에 대응하는 금속 기재(3211a)를 포함하고, 금속 기재(3211a)에 연결되는 돌출부(3212)의 적어도 일부분의 두께는 금속 기재(3211a)의 두께보다 크고, 돌출부(3212)는 본체부(32121) 및 본체부(32121)에 연결되는 전도성 부재(32122)을 포함하며, 제2 부분(42)의 나머지 부분은 본체부(32121)를 형성하고, 제2 시트(50)의 나머지 부분은 전도성 부재(32122)을 형성하며, 돌출부(3212)는 전극 어셈블리(32)의 길이 방향에 따라 금속 기재(3211a)로부터 돌출된다.
일부 실시예에 있어서, 재료 제거 장치(104)는 커터를 포함한다. 커터는 소정의 궤적에 따라 제2 시트(50)와 제2 부분(42)을 절단하여, 제2 시트(50)와 제2 부분(42)에 있어서의 일부 재료를 제거한다.
바람직한 실시예를 참조하여 본원을 설명했지만, 본원의 범위를 벗어나지 않는 상황에서, 다양한 개선을 실시할 수 있으며, 등가물로 그 중의 부품을 교체할 수 있다. 특히, 구조의 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각 기술적 특징은 임의의 방식으로 조합할 수 있다. 본원은 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 청구 범위 내에 속하는 모든 기술적 해결책을 포함한다.
1-차량;
1a-모터;
1b-컨트롤러;
10-전지;
11-제1 케이스;
12-제2 케이스;
20-전지 모듈;
30-전지 셀;
31-하우징;
32-전극 어셈블리;
32a-전극 본체;
321-전극 시트;
3211-몸체부;
3211a-금속 기재;
3211b-활물질층;
3212-돌출부;
32121-본체부;
32121a-용단부;
32121b-분리홈;
32122-전도성 부재;
32122a-제1 연결부;
32122b-제2 연결부;
322-격리막;
323-보호층;
33-엔드캡;
34-전극 단자;
35-어댑터;
40-제1 시트;
41-제1 부분;
42-제2 부분;
50-제2 시트;
100-제조 장비;
101-제1 재료 처리 장치;
102-코팅 장치;
103-제2 재료 처리 장치;
104-재료 제거 장치;
105-성형 장치;
X-길이 방향;
Y-폭 방향;
Z-두께 방향.

Claims (24)

  1. 전극 어셈블리에 있어서,
    금속 기재와 상기 금속 기재의 표면에 코팅된 활성물질층을 포함하는 몸체부 및 상기 금속 기재에 연결되며, 상기 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 상기 금속 기재로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 전극 시트를 포함하고,
    상기 전극 어셈블리의 두께 방향에 따라, 상기 돌출부의 적어도 일부분의 사이즈는 상기 금속 기재의 사이즈보다 큰 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부와 상기 금속 기재의 재질을 동일하며 또한 일체로 설치되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 두께 방향에 따라 적층되게 설치되는 본체부와 전도성 부재을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 두께 방향에 따라, 상기 본체부의 사이즈는 상기 금속 기재의 사이즈와 동일한 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 본체부, 상기 금속 기재 및 상기 전도성 부재는 재질이 동일한 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 전도성 부재와 상기 본체부는 재질이 서로 다르고, 상기 전도성 부재의 저항률은 상기 본체부의 저항률보다 작은 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 부재의 상기 활물질층으로부터 멀어지는 단부는 상기 본체부의 상기 활물질층으로부터 멀어지는 단부와 일치하며, 상기 전도성 부재와 상기 본체부가 상기 두께 방향에 따라 중첩되는 영역은 외부와의 전기적 연결을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  8. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 상기 본체부에 연결되는 제1 연결부 및 상기 본체부의 상기 활물질층으로부터 멀어지는 단부로부터 돌출되며, 외부와 전기적으로 연결되는 제2 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 두께 방향에 따라, 상기 제2 연결부의 사이즈는 상기 본체부의 사이즈보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 2개이며, 2개의 상기 전도성 부재는 각각 상기 본체부의 양면에 연결되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 두께 방향에 따라, 2개의 상기 전도성 부재의 상기 제2 연결부의 사이즈의 합은 상기 본체부의 사이즈보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  12. 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상지 본체부는 상기 전도성 부재에 용접되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 본체부의 상기 활물질층에 가까운 근부에는 보호층이 설치되어 있고, 상기 전도성 부재와 상기 본체부의 용접 영역은 상기 보호층과 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  14. 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 용단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 두께 방향에 따라 적층되게 설치되는 2개 이상의 상기 전극 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 돌출부의 상기 전극 어셈블리의 폭 방향을 따른 사이즈는 L1이고, 상기 전극 시트의 상기 폭 방향에 따른 사이즈는 L2이며, L1과 L2는 1/3L2≤L1≤3/4L2를 충족시키는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 돌출부의 상기 폭 방향을 따른 사이즈 L1은 15mm~60mm인 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전극 시트의 상기 전극 어셈블리의 상기 길이 방향에 따른 사이즈는 L3이고, 상기 전극 시트의 상기 전극 어셈블리의 폭 방향에 따른 사이즈는 L2이며, L3과 L2는 L3/L2의 비율 범위가 4~20인 것을 충족시키는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기재의 양면의 상기 활물질층의 용량의 합은 C이며, 3Ah보다 크고, 10Ah보다 작은 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  20. 전지 셀에 있어서,
    제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 전극 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 셀.
  21. 전지에 있어서,
    제20항에 따른 전지 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지.
  22. 전력 소비 장치에 있어서,
    제21항에 따른 전기 에너지를 제공하는데 사용되는 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 소비 장치.
  23. 전극 어셈블리의 제조 방법에 있어서,
    제1 부분과 제2 부분을 구비하는 제1 시트를 제공하는 단계;
    상기 제1 부분의 표면에 활물질층을 코팅하는 코팅 단계;
    상기 제2 부분에 연결되는 제2 시트를 제공하는 단계;
    상기 제2 시트와 상기 제2 부분에 있어서의 부분 재료를 제거하여 몸체부 및 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 전극 시트를 형성하는 재료 제거 단계; 및
    상기 전극 시트를 권취 또는 적층시켜 전극 어셈블리를 형성하는 성형 단계;
    를 포함하며,
    상기 몸체부는 상기 활물질층 및 상기 활물질층과 대응하는 금속 기재를 포함하고, 상기 금속 기재에 연결되는 상기 돌출부의 적어도 일부분의 두께는 상기 금속 기재의 두께보다 크고, 상기 돌출부는 본체부 및 상기 본체부에 연결되는 전도성 부재을 포함하며, 상기 제2 부분의 나머지 부분은 상기 본체부를 형성하고, 상기 제2 시트의 나머지 부분은 상기 전도성 부재을 형성하며, 상기 돌출부는 상기 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 상기 금속 기재로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  24. 전극 어셈블리의 제조 장비에 있어서,
    제1 부분과 제2 부분을 구비하는 제1 시트를 제공하기 위한 제1 재료 처리 장치;
    상기 제1 부분 표면에 활물질층을 코팅하기 위한 코팅 장치;
    상기 제2 부분에 연결되는 제2 시트를 제공하기 위한 제2 재료 처리 장치;
    상기 제2 시트와 상기 제2 부분에 있어서의 부분 재료를 제거하여 몸체부 및 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 전극 시트를 형성하는 재료 제거 장치; 및
    상기 전극 시트를 권취 또는 적층시켜 전극 어셈블리를 형성하는 성형 장치;
    를 포함하며,
    상기 몸체부는 상기 활물질층 및 상기 활물질층에 대응하는 금속 기재를 포함하고, 상기 금속 기재에 연결되는 상기 돌출부의 적어도 일부분의 두께는 상기 금속 기재의 두께보다 크고, 상기 돌출부는 본체부 및 상기 본체부에 연결되는 전도성 부재을 포함하며, 상기 제2 부분의 나머지 부분은 상기 본체부를 형성하고, 상기 제2 시트의 나머지 부분은 상기 전도성 부재을 형성하며, 상기 돌출부는 상기 전극 어셈블리의 길이 방향에 따라 상기 금속 기재로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 제조 장비.
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