KR20220164005A - 전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전자기기 - Google Patents

전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 출원은 전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전자기기를 개시한다. 이 전극 어셈블리는 극성이 반대되는 제1 자극편과 제2 자극편을 포함하고, 제1 자극편과 제2 자극편은 중첩되게 설치된다. 제1 자극편은 제1 활성물질부 및 제1 활성물질부에 돌출되는 다수의 제1 비활성물질부를 포함하고, 다수의 제1 비활성물질부는 적층되게 설치된다. 적어도 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부 사이에는 연결층이 설치되고, 연결층과 제1 활성물질부는 제1 방향을 따라 이격되게 설치되는 동시에, 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부를 연결시키며, 제1 방향은 제1 비활성물질부가 제1 활성물질부에 돌출되는 방향이다. 연결층은 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부를 연결시켜 두 개의 제1 비활성물질부 사이에 구속을 이룬다. 절곡 과정에서, 연결층은 두 개의 제1 비활성물질부의 엇갈림, 교차를 감소시켜 단락 위험을 저하시키고 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전자기기
본 출원은 2021년 03월 23일에 제출한, 발명의 명칭이 "전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전자기기"인 중국 특허출원 202120592570.x의 우선권을 주장하며, 이 출원의 모든 내용은 인용에 의해 본 명세서에 결부된다.
본 출원은 배터리 분야에 관한 것으로, 특히 전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전자기기에 관한 것이다.
재충전 가능한 배터리 셀은 이차 배터리 셀이라고 불릴 수 있는데, 이는 배터리 셀이 방전한 후 충전의 방식을 통해 활성물질을 활성화하여 계속 사용하는 배터리 셀을 지칭한다. 재충전 가능한 배터리 셀은 휴대폰, 노트북, 배터리카, 전기 자동차, 전기 비행기, 전기 선박, 전기장난감 자동차, 전기장난감 선박, 전기장난감 비행기 및 전동공구 등과 같은 전자기기에 광범위하게 사용된다. 재충전 가능한 배터리 셀은 니켈 카드뮴 배터리 셀, 니켈 수소 배터리 셀, 리튬 이온 배터리 셀 및 2차 알칼리성 아연 망간 배터리 셀 등을 포함할 수 있다.
배터리 기술의 발전에서는, 배터리의 성능을 향상시키는 것을 제외하고, 안전 문제도 무시할 수 없는 과제로 되었다. 만약 배터리의 안전 문제가 담보될 수 없으면 이 배터리는 사용할 수 없게 된다. 따라서, 어떻게 배터리의 안전성을 증강시킬 것인가 하는 것은 배터리 기술에서 해결해야 할 기술적 과제로 되었다.
본 출원은 전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전자기기를 제공하는 바, 이는 단락 위험을 저하시키고 안전 성능을 향상시킨다.
제1 양태에서, 본 출원의 실시예는 전극 어셈블리를 제공하는데, 이는 극성이 반대되는 제1 자극편과 제2 자극편을 포함하고, 제1 자극편과 제2 자극편은 중첩되게 설치된다. 제1 자극편은 제1 활성물질부 및 제1 활성물질부에 돌출되는 다수의 제1 비활성물질부를 포함하고, 다수의 제1 비활성물질부는 적층되게 설치된다. 적어도 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부 사이에는 연결층이 설치되고, 연결층과 제1 활성물질부는 제1 방향을 따라 이격되게 설치되는 동시에, 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부를 연결시키며, 제1 방향은 제1 비활성물질부가 제1 활성물질부에 돌출되는 방향이다.
상기 해결수단에서, 연결층은 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부를 연결시켜 두 개의 제1 비활성물질부 사이에 구속을 이룬다. 절곡 과정에서, 연결층은 두 개의 제1 비활성물질부의 엇갈림, 교차를 감소시켜 단락 위험을 저하시키고 안전성을 향상시킬 수 있다. 연결층과 제1 활성물질부는 제1 방향을 따라 이격되게 설치되어 연결층 변형으로 인한 활성물질이 이탈되는 위험을 저하시킨다.
일부 실시예에서, 제1 비활성물질부는 제1 방향을 따라 연속되게 설치되는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함하는데, 제2 영역의 적어도 일부는 연결층에 의해 커버되고, 제1 영역과 제3 영역은 모두 연결층에 의해 커버되지 않으며, 제2 영역은 제1 영역에서 제1 활성물질부와 등진 일측에 위치한다. 선택적으로, 제3 영역은 집전부재와 용접될 수 있다.
일부 실시예에서, 연결층과 제1 비활성물질부는 제2 방향의 가장자리를 따라 이격되게 설치되고, 제2 방향은 제1 방향에 수직된다.
일부 실시예에서, 연결층은 콜로이드이고, 제1 비활성물질부의 표면에 접착된다. 선택적으로, 이 콜로이드는 핫멜트 접착제이다.
일부 실시예에서, 임의의 두 개의 인접하는 제1 비활성물질부 사이에는 모두 연결층이 설치된다. 연결층은 모든 제1 비활성물질부를 연결시켜 다수의 제1 비활성물질부 사이에 구속을 이루어 다수의 제1 비활성물질부의 교차, 엇갈림을 감소시키고 단락 위험을 저하시키며 안전성을 향상시키다.
일부 실시예에서, 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부 사이에는 다수의 연결층이 설치되는데, 다수의 연결층은 제2 방향을 따라 이격되게 설치되고, 제2 방향은 제1 방향에 수직된다. 다수의 연결층은 제1 비활성물질부의 다수의 영역에 각각 연결되어 두 개의 제1 비활성물질부에 보다 균일하게 연결되도록 한다.
일부 실시예에서, 제2 자극편은 제2 활성물질부 및 제2 활성물질부에 돌출되는 다수의 제2 비활성물질부를 포함하고, 다수의 제2 비활성물질부는 적층되게 설치된다. 전극 어셈블리는 스페이서를 더 포함하되, 스페이서는 이격부 및 이격부에 돌출되는 돌출부를 포함하고, 이격부는 제1 활성물질부와 제2 활성물질부를 이격시킨다. 돌출부에서 이격부와 등진 단부는 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부 사이에 위치하고, 연결층은 단부를 제1 비활성물질부에 고정시킨다.
상기 해결수단에서, 돌출부는 제1 비활성물질부의 근부와 제2 자극편을 이격시켜 제1 비활성물질부가 절곡 과정에서 제2 자극편과 도통되는 위험을 저하시킬 수 있다. 연결층은 돌출부의 단부를 제1 비활성물질부에 고정시키므로 본 출원의 실시예는 돌출부가 제1 활성물질부와 제2 활성물질부 사이에 회절되는 것을 방지하여 돌출부의 절연효과를 담보할 수 있다.
제2 양태에서, 본 출원의 실시예는 배터리 셀을 더 제공하는데, 이는, 하우징; 하우징에 설치되는 전극 단자; 하우징에 수용되고, 제1 비활성물질부가 전극 단자에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제1 양태에 따른 전극 어셈블리를 포함한다.
일부 실시예에서, 배터리 셀은 전극 단자와 제1 비활성물질부를 연결하기 위한 집전 부재를 더 포함한다. 제1 비활성물질부에서 연결층에 의해 커버되지 않고 연결층에서 제1 활성물질부와 등진 일측에 위치하는 영역은 집전 부재에 용접된다.
일부 실시예에서, 제1 비활성물질부에서 연결층에 의해 커버되는 영역은 절곡된다.
제3 양태에서, 본 출원의 실시예는 배터리를 더 제공하는데, 이는, 박스 바디; 박스 바디 내에 수용되는 적어도 하나의 제2 양태에 따른 배터리 셀을 포함한다.
제4 양태에서, 본 출원의 실시예는 전자기기를 더 제공하는데, 이는 전기 에너지를 제공하기 위한 제3 양태에 따른 배터리를 포함한다.
이하 도면을 참조하여 본 출원의 예시적 실시예의 특징, 장점 및 기술적 효과를 설명한다.
도 1은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 차량의 구조 모식도이고;
도 2는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 배터리의 폭발 모식도이며;
도 3은 도 2에 도시된 배터리 모듈의 구조 모식도이고;
도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀의 폭발 모식도이며;
도 5는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 6은 본 출원의 구체적인 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 정면도이며;
도 7은 도 6에 도시된 전극 어셈블리가 선 A-A를 따른 단면 모식도이고;
도 8은 도 6에 도시된 전극 어셈블리가 선B-B를 따른 단면 모식도이며;
도 9는 도 8에 도시된 전극 어셈블리가 원형 프레임C에서의 확대 모식도이고;
도 10은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 제1 자극편이 펼쳐진 상태에서의 국부 구조 모식도이며;
도 11은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 국부 단면 모식도이고;
도 12는 도 11에 도시된 배터리 셀이 사각 프레임D에서의 확대 모식도이며;
도 13은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리와 집전 부재가 용접하는 과정에서의 모식도이다.
도면에서, 도면은 실제 비율에 따라 제작된 것이 아닐 수 있다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 보다 뚜렷하게 하기 위하여 이하 본 출원의 실시예에서의 도면 및 출원의 실시예에서의 기술적 해결수단을 뚜렷하게 설명하는데, 설명된 실시예는 단지 본 출원의 일부 실시예일 뿐 모든 실시예가 아님은 자명한 것이다. 본 출원에서의 실시예에 기반하면, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 진보적인 창출에 힘쓸 필요가 없이 획득한 모든 기타 실시예는 모두 본 출원의 보호범위에 속한다.
별도로 정의하지 않은 한 본 출원에서 사용하는 모든 기술적 용어와 과학적 용어는 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 통상적으로 이해하는 의미와 동일하며; 본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니며; 본 출원의 명세서와 청구범위 및 상기 도면의 간단한 설명에서의 용어 "포함"과 "구비" 및 이들의 임의의 변형은 배타적이지 않은 포함을 포괄하기 위한 것이다. 본 출원의 명세서와 청구범위 또는 상기 도면에서의 용어 "제1", "제2" 등은 상이한 오브젝트를 구별하기 위한 것일 뿐 특정된 순서 또는 주종관계를 설명하기 위한 것이 아니다.
본 출원에서 언급한 "실시예"는 실시예와 결부하여 설명한 특정된 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 한 실시예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 명세서에서의 각 위치에 상기 구절이 나타나는 것은 모두 동일한 실시예를 가리키는 것이 아니고, 기타 실시예와 서로 배제하는 독립적이거나 대안적인 실시예도 아니다.
본 출원의 설명에서, 설명해야 할 것은, 별도로 명확하게 규정하고 한정하지 않은 한, 용어 "장착", "서로 연결", "연결", "부접"은 응당 일반화한 의미로 이해되어야 하는 바, 예를 들면, 고정 연결일 수도 있고, 해체 가능한 연결, 또는 일체로 연결되는 것일 수도 있으며; 직접적인 연결일 수도 있고, 중간 매체를 통한 간접적인 연결일 수도 있으며, 두 개의 소자 내부의 연통일 수도 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 출원에서의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서의 용어 "및/또는"은 단지 관련 오브젝트의 연관 관계를 설명하는 것으로 세 가지 관계가 존재할 수 있다는 것을 나타내는 바, 예를 들면 A 및/또는 B는 A가 단독으로 존재하는 경우, A와 B가 동시에 존재하는 경우, B가 단독으로 존재하는 경우와 같은 3가지 경우를 나타낼 수 있다. 그 밖에, 본 출원에서의 문자 부호 "/"는 일반적으로 앞뒤 관련 상대가 한가지 "또는"이라는 관계를 가진다는 것을 나타낸다.
본 출원의 실시예에서, 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타내고, 간결함을 위하여 상이한 실시예에서는 동일한 부재의 상세한 설명을 생략한다. 도면에 도시된 본 출원의 실시예의 각 부재의 두께, 길이와 너비 등 사이즈 및 집적 장치의 전체 두께, 길이와 너비 등 사이즈는 단지 예시적인 설명을 위한 것일 뿐 본 출원에 대해 그 어떤 한정도 하지 말아야 한다는 것을 이해해야 한다.
본 출원에 나타나는 "다수"는 두 개 이상(두 개를 포함)을 지칭한다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬 이온 이차 배터리 셀, 리튬 유황 배터리 셀, 나트륨 리튬 이온 배터리 셀, 나트륨 이온 배터리 셀 또는 마그네슘 이온 배터리 셀 등을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 기타 모양 등을 이룰 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 배터리 셀, 정사각형 배터리 셀 및 소프트팩 배터리 셀과 같은 세 가지로 분류될 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급한 배터리는 하나 또는 다수의 배터리 셀을 포함하여 더 높은 전압 및 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 지칭한다. 예를 들면, 본 출원에서 언급한 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 또는 다수의 배터리 셀을 패키징하는 박스 바디를 포함한다. 박스 바디는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충진 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리와 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극 자극편, 음극 자극편 및 스페이서를 포함하여 조성된다. 배터리 셀은 주요하게 금속 이온에 의해 양극 자극편과 음극 자극편 사이에서 이동하여 작업한다. 양극 자극편은 양극 집전체와 양극 활성물질층을 포함하는데, 양극 활성물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄 일 수 있고, 양극 활성물질은 코발트산 리튬, 인산철 리튬, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등 일 수 있다. 음극 자극편은 음극 집전체와 음극 활성물질층을 포함하는데, 음극 활성물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅된다. 음극 집전체의 재료는 구리 일 수 있고, 음극 활성물질은 탄소 또는 규소 등 일 수 있다. 스페이서는 대량의 관통되는 미세 공극을 구비하여 전해질 이온이 자유롭게 통과될 수 있도록 하고, 리튬 이온에 양호한 투과성을 가진다. 스페이서의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등 일 수 있다. 이 외에, 전극 어셈블리는 권취형 구조일 수도 있고 적층형 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
양극 자극편의 외형으로부터 보면, 양극 자극편은 양극 활성물질부 및 양극 활성물질부에 돌출되는 다수의 양극 비활성물질부를 포함하고, 다수의 양극 비활성물질부는 적층되게 설치된다. 양극 활성물질부의 적어도 일부에는 양극 활성물질층이 설치되고, 양극 비활성물질부의 적어도 일부에는 양극 활성물질층이 설치되지 않는다. 양극 비활성물질부는 양극 탭으로 불릴 수도 있다.
마찬가지로, 음극 자극편의 외형으로부터 보면, 음극 자극편은 음극 활성물질부 및 음극 활성물질부에 돌출되는 다수의 음극 비활성물질부를 포함하고, 다수의 음극 비활성물질부는 적층되게 설치된다. 음극 활성물질부의 적어도 일부에는 음극 활성물질층이 설치되고, 음극 비활성물질부의 적어도 일부에는 음극 활성물질층이 설치되지 않는다. 음극 비활성물질부는 음극 탭으로 불릴 수도 있다.
배터리 셀에서, 양극 비활성물질부와 음극 비활성물질부가 점용한 공간을 절약하기 위하여 본 출원은 양극 비활성물질부와 음극 비활성물질부를 절곡시킬 수 있다. 그러나, 발명자는, 다수의 양극 비활성물질부를 절곡하여 적층할 경우, 다수의 양극 비활성물질부에는 엇갈림, 교차가 발생하여 양극 비활성물질부와 음극 자극편이 접촉할 위험이 나타나 단락을 초래할 수 있다는 것을 발견하였다. 다수의 음극 비활성물질부를 절곡하여 적층할 경우, 다수의 음극 비활성물질부에는 엇갈림, 교차가 발생하여 음극 비활성물질부와 양극 자극편이 접촉할 위험이 나타나 단락을 초래할 수 있다.
이를 감안하여, 본 출원의 실시예는 기술적 해결수단을 제공하는데, 구체적으로, 전극 어셈블리는 극성이 반대되는 제1 자극편과 제2 자극편을 포함하고, 제1 자극편과 제2 자극편은 중첩되게 설치된다. 제1 자극편은 제1 활성물질부 및 제1 활성물질부에 돌출되는 다수의 제1 비활성물질부를 포함하고, 다수의 제1 비활성물질부는 적층되게 설치된다. 적어도 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부 사이에는 연결층이 설치되고, 연결층과 제1 활성물질부는 제1 방향을 따라 이격되게 설치되는 동시에, 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부를 연결시키며, 제1 방향은 제1 비활성물질부가 제1 활성물질부에 돌출되는 방향이다. 이러한 구조는 제1 비활성물질부가 국부에서 정형되어 엇갈림, 교차가 쉽게 나타나지 않고 양호한 안전성을 가지도록 한다.
본 출원의 실시예에서 설명한 기술적 해결수단은 배터리 및 배터리를 사용하는 전자기기에 적용된다.
전자기기는 차량, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북, 선박, 우주설비, 전기장난감 및 전동공구 등 일 수 있다. 차량은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신재생에너지 자동차 일 수 있고, 신재생에너지 자동차는 순수전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장 자동차 등 일 수 있으며; 우주설비는 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선 등을 포함하고; 전기장난감은 고정형 또는 이동형 전기장난감, 예를 들면, 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감 및 전기 비행기 장난감 등을 포함하며; 전동공구는 금속 절삭 전동공구, 연마 전동공구, 조립 전동공구 및 드릴, 전동 그라인더, 전동 렌치, 전동 스크루 드라이버, 전동 해머, 임팩트 드릴, 콘크리트 진동기 및 전기 대패와 같은 철도용 전동공구를 포함한다. 본 출원의 실시에는 상기 전자기기를 특별히 한정하지 않는다.
이하 실시예는 설명의 편리를 위하여 전자기기가 차량인 것을 예로 들어 설명한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 차량(1)의 구조 모식도로서, 차량(1)의 내부에는 배터리(2)가 설치되고, 배터리(2)는 차량(1)의 저부 또는 앞부분 또는 뒷부분에 설치될 수 있다. 배터리(2)는 차량(1)에 전기를 공급할 수 있는 바, 예를 들면, 배터리(2)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1)은 제어기(3)와 모터(4)를 더 포함할 수 있는데, 제어기(3)는 배터리(2)를 제어하여 모터(4)에 전기를 공급하도록 하는 바, 예를 들면, 차량(1)이 작동, 네비게이션 및 주행할 때의 작업 전력 수요에 사용되도록 한다.
본 출원의 일부 실시예에서, 배터리(2)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 차량(1)의 구동 전원으로 사용되어 연료 또는 천연가스를 대체 또는 일부 대체하여 차량(1)에 구동동력을 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 배터리(2)의 폭발 모식도로서, 배터리(2)는 박스 바디(5) 및 박스 바디(5) 내에 수용되는 배터리 셀(도 2 미도시)을 포함한다.
박스 바디(5)는 배터리 셀을 수용하기 위한 것으로, 박스 바디(5)는 여러 가지 구조 일 수 있다. 일부 실시예에서, 박스 바디(5)는 제1 박스 바디부(51)와 제2 박스 바디부(52)를 포함할 수 있고, 제1 박스 바디부(51)와 제2 박스 바디부(52)는 서로 캡핑되며, 제1 박스 바디부(51)와 제2 박스 바디부(52)는 배터리 셀을 수용하기 위한 수용 공간(53)을 함께 한정한다. 제2 박스 바디부(52)는 일단이 개구된 중공 구조 일 수 있고, 제1 박스 바디부(51)는 판형 구조이며, 제1 박스 바디부(51)는 제2 박스 바디부(52)의 개구측에 캡핑되어 수용 공간(53)을 구비하는 박스 바디(5)를 형성하고; 제1 박스 바디부(51)와 제2 박스 바디부(52)는 모두 일측이 개구된 중공 구조일 수 있으며, 제1 박스 바디부(51)의 개구측은 제2 박스 바디부(52)의 개구측에 캡핑되어 수용 공간(53)을 구비한 박스 바디(5)를 형성할 수 있다. 물론, 제1 박스 바디부(51)와 제2 박스 바디부(52)는 원기둥체, 직육면체 등과 같은 여러 가지 모양 일 수 있다.
제1 박스 바디부(51)와 제2 박스 바디부(52)가 연결된 후의 밀폐성을 향상시키기 위하여 제1 박스 바디부(51)와 제2 박스 바디부(52) 사이에 실런트, 밀폐링과 같은 밀폐부재를 설치할 수도 있다.
제1 박스 바디부(51)가 제2 박스 바디부(52)의 정상부에 캡핑된다고 가정하면, 제1 박스 바디부(51)는 어퍼 커버라고 불릴 수 있고, 제2 박스 바디부(52)는 로어 박스 바디라고 불릴 수 있다.
배터리(2)에서, 배터리 셀은 하나 일 수도 있고 다수 일 수도 있다. 만약 배터리 셀이 다수이면 다수의 배터리 셀 사이는 직렬 연결되거나 또는 병렬 연결되거나 또는 혼합 연결될 수 있는데, 혼합 연결은 다수의 배터리 셀에 직렬 연결도 있고 병렬 연결도 있음을 지칭한다. 다수의 배터리 셀 사이는 직접 직렬 연결되거나 병렬 연결되거나 혼합 연결될 수 있고, 다시 다수의 배터리 셀로 구성된 전체를 박스 바디(5) 내에 수용할 수 있으며; 물론, 다수의 배터리 셀이 먼저 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈(6)을 조성한 다음, 다수의 배터리 모듈(6)이 다시 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 하나의 전체를 이루고 박스 바디(5) 내에 수용될 수도 있다.
일부 실시예에서, 도 3을 참조하면, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 모듈(6)의 구조 모식도이다. 배터리 셀(7)은 다수이고, 다수의 배터리 셀(7)은 먼저 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈(6)을 이룬다. 다수의 배터리 모듈(6)은 다시 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 하나의 전체를 이루고 박스 바디 내에 수용된다.
배터리 모듈(6)에서의 다수의 배터리 셀(7) 사이에는 합류부재를 통해 전기적으로 연결되어 배터리 모듈(6)에서의 다수의 배터리 셀(7)의 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결을 구현할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀(7)의 폭발 모식도이다. 본 출원의 실시예에서 제공하는 배터리 셀(7)은 전극 어셈블리(10) 및 하우징(20)을 포함하는데, 전극 어셈블리(10)는 하우징(20) 내에 수용된다.
일부 실시예에서, 하우징(20)은 전해액과 같은 전해질을 수용할 수 있다. 하우징(20)은 여러 가지 구조 형태 일 수 있다.
일부 실시예에서, 하우징(20)은 쉘(21)과 엔드 캡(22)을 포함할 수 있는데, 쉘(21)은 일측이 개구된 중공 구조이고, 엔드 캡(22)은 쉘(21)의 개구에 캡핑되어 밀폐 연결을 이룸으로써 전극 어셈블리(10)와 전해질을 수용하는 밀폐 공간을 이룬다.
쉘(21)은 원기둥체, 직육면체 등과 같은 여러 가지 모양일 수 있다. 쉘(21)의 모양은 전극 어셈블리(10)의 구체적인 모양에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 만약 전극 어셈블리(10)가 원기둥체 구조이면 원기둥체 쉘을 선택할 수 있고; 만약 전극 어셈블리(10)가 직육면체 구조이면 직육면체 쉘을 선택할 수 있다. 물론, 엔드 캡(22)은 여러 가지 구조 일 수 있는 바, 예를 들어, 엔드 캡(22)은 판형 구조, 일단이 개구된 중공 구조 등 일 수 있다. 예시적으로, 도 4에서, 쉘(21)은 직육면체 구조이고, 엔드 캡(22)은 판형 구조이며, 엔드 캡(22)은 쉘(21)의 정상부의 개구에 캡핑된다.
일부 실시예에서, 배터리 셀(7)은 두 개의 전극 단자(30)를 더 포함하는데, 두 개의 전극 단자(30)는 모두 엔드 캡(22)에 장착된다. 두 개의 전극 단자(30)는 각각 양극 전극 단자와 음극 전극 단자이고, 양극 전극 단자와 음극 전극 단자는 모두 전극 어셈블리(10)와 연결되어 전극 어셈블리(10)가 발생한 전기 에너지를 출력한다.
일부 실시예에서, 배터리 셀(7)은 전극 단자(30)와 전극 어셈블리(10)를 연결하기 위한 집전 부재(40)를 더 포함한다. 예시적으로, 집전 부재(40)는 두 개이고, 하나의 집전 부재(40)는 양극 전극 단자와 전극 어셈블리(10)의 양극 자극편을 연결하며, 다른 하나의 집전 부재(40)는 음극 전극 단자와 전극 어셈블리(10)의 음극 자극편을 연결한다.
일부 실시예에서, 배터리 셀(7)은 엔드 캡(22)에 장착되는 압력 방출 기구(50)를 더 포함하는데, 압력 방출 기구(50)는 배터리 셀(7)의 내부 압력 또는 온도가 예정값에 도달할 경우, 배터리 셀(7) 내부의 압력을 방출시킨다. 예시적으로, 압력 방출 기구(50)는 양극 전극 단자와 음극 전극 단자 사이에 위치하고, 압력 방출 기구(50)는 방폭 밸브, 파열판, 에어 밸브, 압력 방출 밸브 또는 안전 밸브 등과 같은 부재일 수 있다.
물론, 일부 실시예에서, 하우징(20)은 기타 구조일 수도 있는 바, 예를 들어, 하우징(20)은 쉘(21) 및 두 개의 엔드 캡(22)을 포함하고, 쉘(21)은 대향되는 양측이 개구된 중공 구조이며, 하나의 엔드 캡(22)은 쉘(21)에 캡핑되는 하나의 개구와 대응되어 밀폐 연결을 이룸으로써 전극 어셈블리(10)와 전해질을 수용하는 밀폐 공간을 이룬다. 이러한 구조에서, 양극 전극 단자와 음극 전극 단자는 동일한 엔드 캡(22)에 장착될 수도 있고 상이한 엔드 캡(22)에 장착될 수도 있으며; 하나의 엔드 캡(22)에 압력 방출 기구(50)를 장착할 수도 있고, 두 개의 엔드 캡(22)에 모두 압력 방출 기구(50)를 장착할 수도 있다.
설명해야 할 것은, 배터리 셀(7)에서, 하우징(20) 내에 수용되는 전극 어셈블리(10)는 하나 일 수도 있고 다수 일 수도 있다. 예시적으로, 도 4에서, 전극 어셈블리(10)는 두 개이다.
이어서, 도면과 결부하여 전극 어셈블리(10)의 구체적인 구조를 상세하게 설명한다.
도 5는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 구조 모식도이고; 도 6은 본 출원의 구체적인 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 정면도이며; 도 7은 도 6에 도시된 전극 어셈블리가 선 A-A를 따른 단면 모식도이고; 도 8은 도 6에 도시된 전극 어셈블리가 선 B-B를 따른 단면 모식도이다. 도 5에 도시된 전극 어셈블리는 국부에서 펼쳐진다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 전극 어셈블리(10)는 극성이 반대되는 제1 자극편(11) 및 제2 자극편(12)을 포함하고, 제1 자극편(11)과 제2 자극편(12)은 중첩되게 설치된다. 일부 실시예에서, 제1 자극편(11)은 양극 자극편이고, 제2 자극편(12)은 음극 자극편이며; 다른 일부 실시예에서, 제1 자극편(11)은 음극 자극편이고, 제2 자극편(12)은 양극 자극편이다.
일부 실시예에서, 전극 어셈블리(10)는 스페이서(13)를 더 포함하는데, 스페이서(13)는 제1 자극편(11)과 제2 자극편(12)을 이격시킨다. 예시적으로, 스페이서(13)는 제1 자극편(11)과 제2 자극편(12) 사이에 설치된다.
일부 실시예에서, 전극 어셈블리(10)는 권취형 구조이다. 여기서, 제1 자극편(11), 스페이서(13) 및 제2 자극편(12)은 모두 밴드형 구조이다. 제1 자극편(11), 스페이서(13) 및 제2 자극편(12)을 순차적으로 적층하고 두 바퀴 이상 권취하여 전극 어셈블리(10)를 형성하며, 또한 전극 어셈블리(10)는 평평한 모양을 이룬다. 전극 어셈블리(10)를 제작할 경우, 전극 어셈블리(10)는 직접 평평한 모양으로 권취될 수도 있고, 먼저 중공의 원기둥형 구조로 권취된 다음 다시 평평한 모양으로 압착될 수도 있다.
다른 일부 실시예에서, 전극 어셈블리(10)는 적층형 구조이다. 전극 어셈블리(10)는 다수의 제1 자극편(11)과 다수의 제2 자극편(12)을 포함하는데, 제1 자극편(11)과 제2 자극편(12)은 교차적으로 적층되고, 적층되는 방향은 제1 자극편(11)의 두께방향 및 제2 자극편(12)의 두께방향에 평행된다.
제1 자극편(11)은 제1 집전체(111) 및 제1 집전체(111)의 표면에 코팅되는 제1 활성물질층(112)을 포함한다. 제1 집전체(111)는 제1 집전부 및 제1 집전부의 단부로부터 연장되는 제1 도전부를 포함하는데, 제1 도전부는 제1 집전부에서 돌출되고, 제1 집전부의 적어도 일부 영역에는 제1 활성물질층(112)이 코팅되며, 제1 도전부의 적어도 일부 영역에는 제1 활성물질층(112)이 코팅되지 않고, 제1 도전부에서 제1 활성물질층(112)이 코팅되지 않는 영역은 전극 단자와 전기적으로 연결된다.
제1 자극편(11)의 외형으로부터 보면, 제1 자극편(11)은 제1 활성물질부(113) 및 제1 활성물질부(113)에 돌출되는 다수의 제1 비활성물질부(114)를 포함하고, 다수의 제1 비활성물질부(114)는 적층되게 설치된다. 여기서, 제1 활성물질부(113)는 제1 집전부 및 제1 활성물질층(112)의 제1 집전부에 코팅되는 부분을 포함하고, 제1 비활성물질부(114)는 제1 도전부를 포함한다. 제1 비활성물질부(114)는 제1 탭이라고 할 수도 있다.
제2 자극편(12)은 제2 집전체(121) 및 제2 집전체(121) 표면에 코팅되는 제2 활성물질층(122)을 포함한다. 제2 집전체(121)는 제2 집전부 및 제2 집전부의 단부로부터 연장되는 제2 도전부를 포함하고, 제2 도전부는 제2 집전부에 돌출되며, 제2 집전부의 적어도 일부 영역에는 제2 활성물질층(122)이 코팅되고, 제2 도전부의 적어도 일부 영역에는 제2 활성물질층(122)이 코팅되지 않으며, 제2 도전부에서 제2 활성물질층(122)이 코팅되지 않은 영역은 전극 단자와 전기적으로 연결된다.
제2 자극편(12)의 외형으로부터 보면, 제2 자극편(12)은 제2 활성물질부(123) 및 제2 활성물질부(123)에 돌출되는 다수의 제2 비활성물질부(124)를 포함하고, 다수의 제2 비활성물질부(124)는 적층되게 설치된다. 여기서, 제2 활성물질부(123)는 제2 집전부 및 제2 활성물질층(122)의 제2 집전부에 코팅되는 부분을 포함하고, 제2 비활성물질부(124)는 제2 도전부를 포함한다. 제2 비활성물질부(124)는 제2 탭이라고 할 수도 있다.
일부 실시예에서, 다수의 제1 비활성물질부(114)는 함께 적층되고 집전 부재(40)에 연결된다. 예시적으로, 다수의 제1 비활성물질부(114)는 집전 부재(40)에 용접된다.
제1 비활성물질부(114)가 점용하는 공간을 절약하기 위하여, 발명자는 함께 적층된 다수의 제1 비활성물질부(114)를 절곡시킨다. 발명자는, 다수의 제1 비활성물질부(114) 사이의 구속이 작을 수록 절곡하는 과정에서 함께 적층된 다수의 제1 비활성물질부(114)가 쉽게 교차되고 엇갈려 제1 비활성물질부(114)의 근부(즉 제1 활성물질부(113)에 근접하는 부분)가 쉽게 변형되고 제1 활성물질부(113)와 제2 활성물질부(123)에 삽입되어 제1 비활성물질부(114)과 제2 활성물질부(123)가 접촉하는 위험이 발생하여 단락을 초래하고 안전 사고를 일으키게 된다는 것을 발견하였다.
발명자가 발견한 상기 문제점에 기반하여 발명자는 배터리 셀의 구조를 개선하였는데, 이하 상이한 실시예와 결부하여 상세하게 설명한다.
도 9는 도 8에 도시된 전극 어셈블리(10)가 원형 프레임C에서의 확대 모식도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 적어도 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114) 사이에는 연결층(14)이 설치되고, 연결층(14)은 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114)를 연결시킨다.
본 출원의 실시예에서, 연결층(14)은 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114)를 연결시켜 두 개의 제1 비활성물질부(114) 사이에 구속을 이룬다. 절곡 과정에서, 연결층(14)은 이 두 개의 제1 비활성물질부(114)의 엇갈림을 감소시키고, 적층된 다수의 제1 비활성물질부(114)가 이 두 개의 제1 비활성물질부(114) 사이에서 교차되는 위험을 저하시킬 수 있다. 다시 말하면, 본 출원은 연결층(14)을 설치함으로써 두 개의 제1 비활성물질부(114) 사이에 구속을 이루어 다수의 제1 비활성물질부(114)을 정형시킴으로써 제1 비활성물질부(114)의 교차, 엇갈림을 감소시키고 단락 위험을 저하시키며 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 연결층(14)과 제1 활성물질부(113)은 제1 방향(X)을 따라 이격되게 설치되는데, 여기서, 제1 방향(X)은 제1 비활성물질부(114)가 제1 활성물질부(113)에 돌출되는 방향이다. 예시적으로, 제1 비활성물질부(114)는 제1 활성물질부(113)가 제1 방향(X)을 따르는 단부에 연결된다. 예시적으로, 연결층(14)과 제1 활성물질층(112)은 제1 방향(X)을 따라 이격되게 설치된다.
제1 비활성물질부(114)를 절곡시키는 과정에서, 연결층(14)은 제1 비활성물질부(114)의 절곡에 따라 변형할 수도 있는데; 만약 연결층(14)이 제1 활성물질부(113)에 연결되면 연결층(14)은 변형할 때 제1 활성물질부(113)에 작용력을 인가(배터리 셀이 진동할 때, 연결층(14)도 제1 활성물질부(113)에 작용력을 인가)하여 제1 활성물질부(113)의 활성물질이 이탈하는 위험을 일으키게 된다.
본 출원의 실시예에서, 연결층(14)과 제1 활성물질부(113)는 제1 방향(X)을 따라 이격되게 설치되어 연결층(14) 변형으로 인한 활성물질이 이탈되는 위험을 저하시킨다.
만약 연결층(14)에서 제1 활성물질부(113)에 연장되는 면이 제2 활성물질부(123)의 표면을 향하면 연결층(14)은 리튬 이온이 제1 활성물질부(113)와 제2 활성물질부(123) 사이에서 전송되어 전극 어셈블리(10)의 충방전 성능에 영향을 미치는 것을 저지한다. 본 출원의 실시예는 연결층(14)과 제1 활성물질부(113)를 이격되게 설치하여 연결층(14)이 리튬 이온의 전송에 영향을 미치는 것을 방지한다.
일부 실시예에서, 연결층(14)은 콜로이드이고, 제1 비활성물질부(114)의 표면에 접착된다. 예시적으로, 이 콜로이드는 핫멜트 접착제이다. 핫멜트 접착제는 주요하게 열가소성 탄성체를 위주로 하고, 점착 부여제, 가소제, 항산화제, 난연제 및 충진재를 추가 성분으로 하여 용융 혼합을 거쳐 형성된다. 선택적으로 열가소성 탄성체는 PE-폴리에틸렌, 폴리염화 비닐, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리포름알데히드, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리술폰, 고무에서의 하나 또는 다수를 포함한다.
일부 실시예에서, 임의의 두 개의 인접하는 제1 비활성물질부(114) 사이에는 모두 연결층(14)이 설치된다. 연결층(14)은 모든 제1 비활성물질부(114)을 연결시켜 다수의 제1 비활성물질부(114) 사이에 구속을 이루어 다수의 제1 비활성물질부(114)의 교차, 엇갈림을 감소시키고 단락 위험을 저하시키며 안전성을 향상시키다.
전극 어셈블리(10)의 권취 성형 과정에서, 설정된 제1 비활성물질부(114)의 표면에 핫멜트 접착제를 도포하고; 권취 성형된 후, 다수의 제1 비활성물질부(114)는 상하 적층되며, 그 다음, 다수의 제1 비활성물질부(114)를 압착시켜 핫멜트 접착제가 다수의 제1 비활성물질부(114)를 함께 접착시킨다. 핫멜트 접착제는 경화된 후 연결층(14)을 형성한다.
일부 실시예에서, 스페이서(13)는 이격부(131) 및 이격부(131)에서 돌출되는 돌출부(132)를 포함하는데, 이격부(131)는 제1 활성물질부(113)와 제2 활성물질부(123)를 이격시킨다. 돌출부(132)에서 이격부(131)와 등진 단부는 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114) 사이에 위치되고, 연결층(14)은 단부를 제1 비활성물질부(114)에 고정시킨다.
돌출부(132)는 제1 비활성물질부(114)의 근부와 제2 자극편(12)을 이격시켜 제1 비활성물질부(114)가 절곡 과정에서 제2 자극편(12)과 도통되는 위험을 저하시킨다. 연결층(14)은 돌출부(132)의 단부를 제1 비활성물질부(114)에 고정시키므로 본 출원의 실시예는 돌출부(132)가 제1 활성물질부(113)와 제2 활성물질부(123) 사이에 회절되는 것을 방지하여 돌출부(132)의 절연효과를 담보할 수 있다.
일부 실시예에서, 연결층(14)의 두께는 제1 활성물질층(112)의 두께보다 작다. 예시적으로, 연결층(14)의 두께와 제1 활성물질층(112)의 두께의 특정 값은 0.1-0.5이다.
일부 실시예에서, 적어도 인접하는 두 개의 제2 비활성물질부(124) 사이에는 연결층(14)(도면 미도시)도 설치되는데, 이 연결층(14)은 인접하는 두 개의 제2 비활성물질부(124)를 연결시킨다. 일부 실시예에서, 임의의 두 개의 인접하는 제2 비활성물질부(124) 사이에는 모두 연결층(14)이 설치된다.
도 10은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리(10)의 제1 자극편(11)이 펼쳐진 상태에서의 국부 구조 모식도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 비활성물질부(114)은 제1 방향(X)을 따라 연속되게 설치되는 제1 영역(114a), 제2 영역(114b) 및 제3 영역(114c)을 포함하는데, 제2 영역(114b)의 적어도 일부는 연결층(14)에 의해 커버되고, 제1 영역(114a)과 제3 영역(114c)은 모두 연결층(14)에 의해 커버되지 않으며, 제2 영역(114b)은 제1 영역(114a)에서 제1 활성물질부(113)와 등진 일측에 위치한다. 예시적으로, 제3 영역(114c)은 집전 부재(40)와 용접될 수 있다.
제2 영역(114b)의 표면은 연결층(14)에 의해 완전하게 커버될 수도 있고, 일부 영역이 연결층(14)에 의해 커버될 수도 있다.
일부 실시예에서, 제1 영역(114a)의 국부에는 제1 활성물질층(112)이 설치되고, 연결층(14)과 제1 활성물질층(112)은 이격되게 설치된다. 다른 일부 실시예에서, 제1 영역(114a)에는 제1 활성물질층(112)이 설치되지 않을 수도 있다.
일부 실시예에서, 연결층(14)과 제1 비활성물질부(114)는 제2 방향(Y)의 가장자리를 따라 이격되게 설치되고, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)에 수직된다. 권취 성형에서, 공법의 오차로 인하여 다수의 제1 비활성물질부(114)는 제2 방향(Y)에서 엇갈림이 발생할 수 있는데; 만약 연결층(14)과 제1 비활성물질부(114)가 제2 방향(Y)의 가장자리를 따라 가지런히 놓이면 연결층(14)은 제2 방향(Y)에서의 엇갈림으로 인하여 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114)를 연결하지 못할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서, 연결층(14)과 제1 비활성물질부(114)는 제2 방향(Y)의 가장자리를 따라 이격되게 설치되어 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114)를 효과적으로 연결한다. 예시적으로, 연결층(14)과 제1 비활성물질부(114)가 제2 방향(Y)의 가장자리를 따른 간격은 5mm-20mm이다.
일부 실시예에서, 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114) 사이에는 다수의 연결층(14)이 설치되는데, 다수의 연결층(14)은 제2 방향(Y)을 따라 이격되게 설치된다. 다수의 연결층(14)은 제1 비활성물질부(114)의 다수의 영역에 각각 연결되어 두 개의 제1 비활성물질부(114)에 보다 균일하게 연결되도록 한다. 예시적으로, 인접하는 두 개의 제1 비활성물질부(114) 사이에는 두 개의 연결층(14)이 설치된다.
일부 실시예에서, 연결층(14)은 막대형 구조이고, 연결층(14)이 제1 방향(X)을 따른 사이즈는 연결층(14)이 제2 방향(Y)을 따른 사이즈보다 크다.
도 11은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 국부 단면 모식도이고; 도 12는 도 11에 도시된 배터리 셀이 사각 프레임D에서의 확대 모식도이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 비활성물질부(114)는 전극 단자(30)에 전기적으로 연결된다.
일부 실시예에서, 집전 부재(40)는 전극 단자(30)와 제1 비활성물질부(114)을 연결한다. 구체적으로, 제1 비활성물질부(114)에서 연결층(14)에 의해 커버되지 않고 연결층(14)에서 제1 활성물질부(113)와 등진 일측에 위치하는 영역은 집전 부재(40)에 용접, 즉 제1 비활성물질부(114)의 제3 영역(114c)은 집전 부재(40)에 용접된다.
일부 실시예에서, 제3 영역(114c)은 집전 부재(40)의 하측에 위치하는 동시에 집전 부재(40)의 하면에 접합된다.
일부 실시예에서, 제1 비활성물질부(114)에서 연결층(14)에 의해 커버되는 영역은 절곡된다. 구체적으로, 제1 비활성물질부(114)는 제2 영역(114b)에서 절곡된다. 제1 비활성물질부(114)를 절곡시킴으로써 제1 비활성물질부(114)가 차지하는 공간을 감소시키고 배터리 셀의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
다수의 제1 비활성물질부(114)의 제2 영역(114b)이 연결층(14)을 거쳐 연결되므로 제2 영역(114b)을 절곡시키는 과정에서, 다수의 제1 비활성물질부(114)의 제2 영역(114b)에는 엇갈림, 교차가 쉽게 발생하지 않아 제1 영역(114a)의 변형을 구속하고, 제1 영역(114a)이 제1 활성물질부(113) 및 제2 활성물질부(123)에 삽입되는 위험을 저하시킨다.
도 13은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리와 집전 부재가 용접하는 과정에서의 모식도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 용접할 경우, 먼저 제1 비활성물질부(114)의 제3 영역(114c)을 하나의 집전 부재(40)에 접합시킨 다음 제1 비활성물질부(114)의 제3 영역(114c)을 이 집전 부재(40)에 용접시킨다. 용접이 완성된 후, 제1 비활성물질부(114)는 제2 영역(114b)에서 절곡되어 전극 어셈블리(10)의 몸체부분을 집전 부재(40)의 두께방향을 따른 일측으로 뒤집는다.
비록 이미 바람직한 실시예를 참조하여 본 출원을 설명하였으나 본 출원의 범위를 벗어나지 않는 경우, 이에 대해 여러 가지 개선을 진행하고 등가물을 사용하여 그 중의 부재를 대체할 수 있으며, 특히, 구조적인 충돌이 존재하지 않으면 각 실시예에서 언급한 각 기술적 특징은 모두 임의로 조합될 수 있다. 본 출원은 본 명세서에서 개시한 특정된 실시예에 한정되지 않고 청구범위 내에 놓이는 모든 기술적 해결수단을 포함한다.

Claims (12)

  1. 극성이 반대되는 제1 자극편과 제2 자극편을 포함하는 전극 어셈블리에 있어서,
    상기 제1 자극편과 상기 제2 자극편은 중첩되게 설치되며;
    상기 제1 자극편은 제1 활성물질부 및 상기 제1 활성물질부에 돌출되는 다수의 제1 비활성물질부를 포함하고, 다수의 상기 제1 비활성물질부는 적층되게 설치되며;
    적어도 인접하는 두 개의 상기 제1 비활성물질부 사이에는 연결층이 설치되고, 상기 연결층과 상기 제1 활성물질부는 제1 방향을 따라 이격되게 설치되는 동시에, 인접하는 두 개의 상기 제1 비활성물질부를 연결시키며, 상기 제1 방향은 상기 제1 비활성물질부가 상기 제1 활성물질부에 돌출되는 방향인 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 비활성물질부는 상기 제1 방향을 따라 연속되게 설치되는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함하는데, 상기 제2 영역의 적어도 일부는 상기 연결층에 의해 커버되고, 상기 제1 영역과 상기 제3 영역은 모두 상기 연결층에 의해 커버되지 않으며, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역에서 상기 제1 활성물질부와 등진 일측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결층과 상기 제1 비활성물질부는 제2 방향의 가장자리를 따라 이격되게 설치되고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결층은 콜로이드이고, 상기 제1 비활성물질부의 표면에 접착되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    임의의 두 개의 인접하는 상기 제1 비활성물질부 사이에는 모두 상기 연결층이 설치되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    인접하는 두 개의 상기 제1 비활성물질부 사이에는 다수의 상기 연결층이 설치되는데, 다수의 상기 연결층은 제2 방향을 따라 이격되게 설치되고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 자극편은 제2 활성물질부 및 상기 제2 활성물질부에 돌출되는 다수의 제2 비활성물질부를 포함하고, 다수의 상기 제2 비활성물질부는 적층되게 설치되며;
    상기 전극 어셈블리는 스페이서를 더 포함하되, 상기 스페이서는 이격부 및 상기 이격부에 돌출되는 돌출부를 포함하고, 상기 이격부는 상기 제1 활성물질부와 상기 제2 활성물질부를 이격시키며;
    상기 돌출부에서 상기 이격부와 등진 단부는 인접하는 두 개의 상기 제1 비활성물질부 사이에 위치하고, 상기 연결층은 상기 단부를 상기 제1 비활성물질부에 고정시키는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
  8. 하우징;
    상기 하우징에 설치되는 전극 단자;
    상기 하우징에 수용되고, 상기 제1 비활성물질부가 상기 전극 단자에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전극 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 상기 전극 단자와 상기 제1 비활성물질부를 연결하기 위한 집전 부재를 더 포함하고;
    상기 제1 비활성물질부에서 상기 연결층에 의해 커버되지 않은 동시에 상기 연결층에서 상기 제1 활성물질부와 등진 일측에 위치하는 영역은 상기 집전 부재에 용접되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 비활성물질부에서 상기 연결층에 의해 커버되는 영역은 절곡되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  11. 박스 바디;
    상기 박스 바디 내에 수용되는 적어도 하나의 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  12. 전기 에너지를 제공하기 위한 제11항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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