KR20230042102A - 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 및 전극 조립체 제조 방법 및 기기 - Google Patents

Abstract

전극 조립체(22), 배터리 셀(20), 배터리(100) 및 전극 조립체(22) 제조 방법 및 기기(2000)로서, 배터리 기술 분야에 속하며, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)을 포함하고, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)은 권취 방향(A)을 따라 권취되어 벤딩 영역(223)을 포함하는 권취 구조를 형성한다. 제1 극편(221)은 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)을 초과하는 제1 세그먼트(2211)를 포함하며, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서 제1 세그먼트(2211)의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공하여, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서 구조가 더 긴밀하도록 하고, 벤딩 영역(223)에서 제1 극편(221)의 부분과 벤딩 영역(223)에서 제2 극편(222)의 부분 사이의 간극이 외력의 작용을 받아 쉽게 증가되지 않도록 하며, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

Description

전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 및 전극 조립체 제조 방법 및 기기

본 발명은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로 말하자면, 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 및 전극 조립체 제조 방법 및 기기에 관한 것이다.

현재, 차량에서 비교적 많이 사용되는 배터리는 일반적으로 리튬 이온 배터리이며, 리튬 이온 배터리는 재충전 가능한 배터리로서, 부피가 작고 에너지 밀도가 높으며 전력 소비 밀도가 높고 순환 사용 횟수가 많으며 저장 시간이 긴 등 장점을 갖는다.

재충전 가능 배터리는 전극 조립체 및 전해액을 포함하고, 전극 조립체는 제2 극편, 제1 극편 및 격리막으로 구성된다. 재충전 가능 배터리는 주요하게 제2 극편과 제1 극편 사이에서 금속 이온의 이동을 기반으로 작동된다.

리튬 석출은 리튬 배터리의 통상적인 이상 현상으로서, 부극 삽입 리튬 공간의 부족, 과도한 리튬 이온 이동 저항, 리튬 이온이 정극에서 지나치게 빨리 이탈되지만 부극에 등량으로 삽입될 수 없는 등 이상으로 인해 부극에 삽입될 수 없는 리튬 이온이 단지 부극 표면에서만 전자를 얻음으로써, 리튬 단체 현상을 형성하게 된다. 리튬 석출은 리튬 이온의 충전 효율 및 에너지 밀도에 영향을 미치며, 리튬 석출이 엄중할 경우 리튬 결정을 생성할 수도 있고, 리튬 결정은 격리막을 뚫고 내부 단락 열폭주를 초래하며, 배터리의 안전을 엄중하게 위협한다.

따라서, 어떻게 리튬 석출을 감소시킬 것인 지는 배터리 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적인 과제이다.

본 발명의 실시예에서는 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 및 전극 조립체 제조 방법 및 기기를 제공하여, 리튬 석출 현상의 발생을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

제1 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 전극 조립체를 제공하는 바, 제1 극편 및 제2 극편을 포함하고, 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편은 권취 방향을 따라 권취되어 권취 구조를 형성하며, 상기 권취 구조는 벤딩 영역을 포함하고; 상기 제1 극편은 상기 제2 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편이 상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공한다.

상기 해결수단에서, 제1 극편은 제2 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 제1 세그먼트는 제1 극편 및 제2 극편이 벤딩 영역에서 제1 세그먼트 외측에 위치한 부분에 지지력을 제공하여, 제1 극편 및 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 구조가 더 긴밀하도록 하고, 벤딩 영역에서 제1 극편의 부분과 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 사이의 간극이 외력의 작용을 받아 쉽게 증가되지 않도록 하며, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

일부 실시예에서, 상기 제1 극편은 상기 권취 방향을 따라 상기 제1 세그먼트와 연속적으로 배치되는 제2 세그먼트를 더 포함하고, 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트의 경계는 상기 제2 극편의 권취 시작단의 내측에 위치하며; 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 벤딩 영역에서 상기 제2 세그먼트의 내측을 지지한다.

상기 해결수단에서, 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트의 경계는 제2 극편의 권취 시작단의 내측에 위치하며, 벤딩 영역에서 제1 세그먼트의 부분은 제2 세그먼트의 내측에 지지될 수 있고, 벤딩 영역에서 제1 세그먼트의 부분에서 제공되는 지지력을 먼저 제2 세그먼트에 전달하며, 다시 제2 세그먼트를 통해 제2 극편에 전달함으로써, 제1 세그먼트가 벤딩 영역에서 제1 극편의 부분 및 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분에 대해 더 바람직한 지지 작용을 발생하도록 한다.

일부 실시예에서, 상기 전극 조립체는 상기 제1 극편과 상기 제2 극편을 이격시키는 격리막을 더 포함하고; 상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 부분은 상기 격리막을 통해 상기 제2 세그먼트의 내측을 지지한다.

상기 해결수단에서, 격리막은 제1 극편 및 제2 극편을 이격하는 작용을 일으키며, 제1 극편과 제2 극편 사이에 단락이 발생하는 위험을 감소시킨다. 제1 세그먼트가 벤딩 영역에 위치하는 부분은 격리막을 통해 제2 세그먼트의 내측을 지지하고, 벤딩 영역에서 제1 세그먼트의 부분에 제공되는 지지력은 격리막을 통해 제2 세그먼트에 전달되며, 격리막은 벤딩 영역에서 제1 세그먼트의 부분과 제2 세그먼트가 벤딩 영역에서의 부분을 이격할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제2 세그먼트는 상기 권취 방향을 따라 상기 제1 세그먼트와 연속적으로 배치되는 제1 서브 세그먼트를 포함하고; 상기 제1 서브 세그먼트는 일면만 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하며, 상기 제1 서브 세그먼트는 상기 경계로부터 상기 권취 방향을 따라 한 바퀴 권취되고; 상기 제1 세그먼트는 상기 벤딩 영역에 벤딩 배치되는 벤딩부를 포함하며, 상기 벤딩부는 상기 벤딩 영역 내에서 상기 제1 서브 세그먼트를 지지한다.

상기 해결수단에서, 제1 세그먼트의 벤딩부는 벤딩 영역에서 제1 서브 세그먼트를 지지하고, 벤딩부는 벤딩 영역에서 만곡된 상태이며, 제1 서브 세그먼트에 대해 바람직한 지지 효과를 발생할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 서브 세그먼트의 양면에 활성 물질층이 코팅되거나; 또는 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하는 상기 제1 서브 세그먼트의 일면에 활성 물질층이 코팅되며, 상기 제1 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않는다.

상기 해결수단에서, 제1 서브 세그먼트의 양면에 모두 활성 물질층이 코팅될 수 있어, 제1 극편의 생산 공정을 간략화하여, 제1 극편의 성형을 간편하게 할 수 있고; 제2 극편의 활성 물질층을 향하는 제1 서브 세그먼트의 일면에 활성 물질층이 코팅되고, 제1 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않아, 제1 극편에서 활성 물질층의 용량을 감소시켜, 제1 극편의 생산 비용을 절감할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제2 세그먼트는 제2 서브 세그먼트 및 제3 서브 세그먼트를 더 포함하고; 상기 제1 세그먼트, 상기 제1 서브 세그먼트, 상기 제2 서브 세그먼트 및 상기 제3 서브 세그먼트는 상기 권취 방향을 따라 순차적으로 연속 배치되며; 상기 제2 서브 세그먼트는 양면 모두 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하고; 상기 제3 서브 세그먼트는 일면만 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하며; 여기서, 상기 제3 서브 세그먼트의 양면에 활성 물질층이 코팅되거나; 또는 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하는 상기 제3 서브 세그먼트의 일면에 활성 물질층이 코팅되며, 상기 제3 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않는다.

상기 해결수단에서, 제3 서브 세그먼트는 일면만 제2 극편의 활성 물질층을 향하며, 제3 서브 세그먼트의 양면에 모두 활성 물질층이 코팅될 수 있어, 제1 극편의 생산 공정을 간략화하여, 제1 극편의 성형을 간편하게 할 수 있고; 제2 극편의 활성 물질층을 향하는 제3 서브 세그먼트의 일면에 활성 물질층이 코팅되고, 제3 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않아, 제1 극편에서 활성 물질층의 용량을 감소시켜, 제1 극편의 생산 비용을 절감할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제2 세그먼트는 제4 서브 세그먼트를 더 포함하고; 상기 제1 세그먼트, 상기 제1 서브 세그먼트, 상기 제2 서브 세그먼트, 상기 제3 서브 세그먼트 및 상기 제4 서브 세그먼트는 상기 권취 방향을 따라 순차적으로 연속 배치되며; 상기 제4 서브 세그먼트는 양면 모두 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하지 않고; 상기 제4 서브 세그먼트의 양면에 활성 물질층이 코팅되거나, 또는 상기 제4 서브 세그먼트의 그 내측에 위치하는 일면에 활성 물질층이 코팅되며, 상기 제4 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않는다.

상기 해결수단에서, 제4 서브 세그먼트는 양면 모두 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하지 않고, 제4 서브 세그먼트의 양면에 모두 활성 물질층이 코팅될 수 있어, 제1 극편의 생산 공정을 간략화하여, 제1 극편의 성형을 간편하게 할 수 있고; 제4 서브 세그먼트가 그 내측에 위치하는 일면에 활성 물질층이 코팅되고, 제4 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않아, 제1 극편에서 활성 물질층의 용량을 감소시켜, 제1 극편의 생산 비용을 절감할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 권취 구조는 평탄 영역을 더 포함하고, 상기 평탄 영역의 양단에는 모두 상기 벤딩 영역이 설치되며; 상기 제1 극편의 권취 시작단은 상기 평탄 영역 내에 위치하고; 및/또는, 상기 제2 극편의 권취 시작단은 상기 평탄 영역 내에 위치한다.

상기 해결수단에서, 제1 극편의 권취 시작단은 평탄 영역 내에 위치할 수 있고, 제2 극편의 권취 시작단 역시 평탄 영역 내에 위치할 수도 있으며, 제1 극편 및 제2 극편에 간편하게 권취될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 세그먼트는 상기 경계로부터 내측으로 권취 연장되고 하나의 상기 벤딩 영역을 돌아간다.

상기 해결수단에서, 제1 세그먼트는 이와 제2 세그먼트의 경계로부터 내측으로 권취 연장되고 하나의 벤딩 영역을 에워싸는 바, 즉 제1 세그먼트는 제1 극편 및 제2 극편이 상기 벤딩 영역 내에 위치한 부분에 지지력을 제공할 수 있다. 이러한 구조의 제1 세그먼트는 비교적 짧고, 재료를 절약하여 비용을 절감한다.

일부 실시예에서, 상기 제1 극편의 권취 시작단 및 상기 제2 극편의 권취 시작단은 모두 상기 평탄 영역 내에 위치하고; 두 개의 상기 벤딩 영역은 제1 방향에서 상기 평탄 영역의 양단에 위치하며; 상기 제1 극편이 상기 제1 극편의 권취 시작단에서 하나의 벤딩 영역까지 연장된 부분은 상기 제2 극편이 상기 제2 극편의 권취 시작단에서 다른 하나의 벤딩 영역까지 연장된 부분과 제2 방향에서 서로 엇갈리고; 상기 제2 방향은 상기 제1 방향 및 상기 평탄 영역에 수직된다.

상기 해결수단에서, 제1 극편이 제1 극편의 권취 시작단에서 하나의 벤딩 영역까지 연장된 부분은 제2 극편이 제2 극편의 권취 시작단에서 다른 하나의 벤딩 영역까지 연장된 부분과 제2 방향에서 서로 엇갈리고, 이러한 구조는 권취 구조가 제1 방향에서의 양측의 두께 차이를 효과적으로 감소시켜, 권취 구조가 제1 방향에서의 양측의 두께가 일치하도록 보장하여, 전극 조립체의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 세그먼트는 상기 경계로부터 내측으로 권취 연장되고 두 개의 상기 벤딩 영역을 돌아간다.

상기 해결수단에서, 제1 세그먼트는 이와 제2 세그먼트의 경계에서 내측으로 권취 연장되고 두 개의 벤딩 영역을 에워싸는 바, 즉 제1 세그먼트는 제1 극편 및 제2 극편이 두 개의 벤딩 영역 내에 위치한 부분에 지지력을 제공하여, 제1 극편 및 제2 극편이 두 개의 벤딩 영역에서의 부분 구조가 더 긴밀하도록 할 수 있고, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

일부 실시예에서, 상기 제1 극편은 부극 시트이고, 상기 제2 극편은 정극 시트이다.

상기 해결수단에서, 제1 극편 및 제2 극편은 각각 부극 시트 및 정극 시트이고, 제1 극편의 제1 세그먼트가 제2 극편의 권취 시작단을 초과하므로, 제2 극편은 제1 세그먼트와 상응한 부분이 없어, 제1 세그먼트는 제1 극편에 리튬이 삽입되지 않은 부분이고, 제1 세그먼트에는 리튬 석출의 상황이 쉽게 발생하지 않는다. 이 외에, 제1 극편이 벤딩 영역에서 제1 세그먼트 외측에 위치한 부분은 제1 세그먼트에 의해 지지될 수 있어, 상기 부분 곡률의 반경을 확대하여, 제1 극편에서 리튬이 삽입된 부분의 가장 내측의 링이 벤딩 영역에서 지나치게 작은 곡률 반경으로 인해 분말이 제거(활성 물질층 탈락)되어, 리튬 석출이 초래될 위험을 감소시킨다.

일부 실시예에서, 상기 제1 세그먼트의 양면에 모두 부극 활성 물질층이 코팅된다.

상기 해결수단에서, 제1 세그먼트의 양면에 모두 부극 활성 물질층이 코팅되어, 제1 세그먼트의 전반적인 두께가 비교적 두꺼워지도록 하여, 제1 세그먼트의 지지 능력을 향상하였다.

제2 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 배터리 셀을 제공하는 바, 하우징 및 제1 양태의 어느 한 실시예에 따른 전극 조립체를 포함한다.

상기 전극 조립체는 상기 하우징 내에 수용된다.

상기 해결수단에서, 전극 조립체 중의 제1 극편의 제1 세그먼트는 제1 극편 및 제2 극편이 벤딩 영역에서 제1 세그먼트 외측에 위치한 부분에 지지력을 제공하여, 제1 극편 및 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 구조가 더 긴밀하도록 하고, 벤딩 영역에서 제1 극편의 부분과 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 사이의 간극이 외력의 작용을 받아 쉽게 증가되지 않도록 하며, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시키며, 배터리 셀의 안전성을 향상하고, 배터리 셀의 사용 수명을 증가하였다.

제3 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 배터리를 제공하는 바, 박스 본체 및 제2 양태의 어느 한 실시예에 따른 배터리 셀을 포함하고, 상기 배터리 셀은 상기 박스 본체 내에 수용된다.

제4 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 전기 기기를 제공하는 바, 제3 양태의 어느 한 실시예에 따른 배터리를 포함한다.

제5 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 전극 조립체의 제조 방법을 제공하는 바,

제1 극편 및 제2 극편을 제공하는 단계; 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편을 권취 방향을 따라 권취하여 벤딩 영역을 포함하는 권취 구조를 형성하는 단계를 포함하되; 상기 제1 극편은 상기 제1 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편이 상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공한다.

제6 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 전극 조립체의 제조 기기를 제공하는 바, 제1 제공 장치, 제2 제공 장치 및 조립 장치를 포함하되; 상기 제1 제공 장치는 제1 극편을 제공하고; 상기 제2 제공 장치는 제2 극편을 제공하며; 상기 조립 장치는 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편을 권취 방향을 따라 권취하여 벤딩 영역을 포함하는 권취 구조를 형성하고; 상기 제1 극편은 상기 제1 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편이 상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공한다.

제1 극편은 제2 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 제1 세그먼트는 제1 극편 및 제2 극편이 벤딩 영역에서 제1 세그먼트 외측에 위치한 부분에 지지력을 제공하여, 제1 극편 및 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 구조가 더 긴밀하도록 하고, 벤딩 영역에서 제1 극편의 부분과 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 사이의 간극이 외력의 작용을 받아 쉽게 증가되지 않도록 하며, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

이하에서는 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 실시예에서 사용되어야 하는 도면들을 간략히 소개하고, 아래에서 설명하는 도면들은 본 발명의 일부 실시예에 불과하고 당업자라면 창의적인 노력 없이도 이러한 도면에 따라 다른 관련 도면들을 얻을 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 배터리의 구조 모식도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리의 배터리 모듈의 구조 모식도이다.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 모듈의 배터리 셀의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체의 구조 모식도이다.
도 6은 도 5에 도시된 전극 조립체가 전개된 후의 구조 모식도이다.
도 7은 도 5에 도시된 제1 극편의 제1 세그먼트의 부분 확대도이다.
도 8은 도 5에 도시된 제1 전극의 제1 서브 세그먼트 및 제2 극편의 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 제1 전극의 제1 서브 세그먼트 및 제2 극편의 부분 확대도이다.
도 10은 도 5에 도시된 제1 전극의 제3 서브 세그먼트 및 제2 극편의 부분 확대도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 제1 전극의 제3 서브 세그먼트 및 제2 극편의 부분 확대도이다.
도 12는 도 5에 도시된 제1 전극의 제4 서브 세그먼트 및 제2 극편의 부분 확대도이다.
도 13은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 제1 전극의 제4 서브 세그먼트 및 제2 극편의 부분 확대도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체의 구조 모식도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체의 구조 모식도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체의 구조 모식도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체의 구조 모식도이다.
도 18은 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체의 제조 방법의 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체의 제조 기기의 예시적인 블록도이다.
첨부된 도면에서, 도면은 실제 축적에 따라 그려진 것은 아니다.

본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 더욱 명확해지도록 하기 위해, 이하 본 발명의 실시예의 첨부 도면을 결합하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 명확하게 설명하되 설명된 실시예는 단지 본 발명의 일부 실시예이며 전체 실시예가 아님은 분명하다. 이하 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이지 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니다. 본 발명의 실시예를 기반으로, 본 기술분야의 통상의 기술자들이 진보성 창출에 힘을 쓰지 않은 전제 하에 획득한 모든 다른 실시예들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.

달리 정의되지 않는 한, 본문에 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명의 실시예의 통상의 기술자의 일반적인 이해와 동일한 의미를 갖는다. 본문에 사용되는 용어는 본 발명의 실시예의 목적을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 명세서 및 특허청구범위 및 상기 도면의 설명 중의 용어 “포함” 및 “구비” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적 포함을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 명세서 및 특허청구범위 또는 상기 도면 중의 용어 “제1”, “제2” 등은 상이한 대상을 구별하기 위한 것이고, 반드시 특정된 순서나 주된 것과 부차적인 것과의 관계를 설명하는 데 사용되는 것은 아니다.

본 발명에서 언급된 “실시예”는 실시예와 결합하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 각 부분에 기재된 해당 문구는 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것이 아닐 수 있고, 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적이거나 대안적인 실시예도 아니다.

본 발명의 설명에서, 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 “장착”, “서로 연결”, “연결”, “부착”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어 고정 연결이거나 탈착 가능 연결 또는 일체형 연결일 수도 있으며; 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있으며, 2개의 구성요소 내부의 연통일 수 있다. 당업자라면 구체적인 상황에 따라 본 발명에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 상이한 실시예에서 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 간략화를 위하여 생략한다. 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서 다양한 구성요소의 두께, 길이, 폭과 같은 사이즈, 및 통합 장치의 전체 두께, 길이 및 폭과 같은 사이즈는 단지 예시적인 설명으로, 본 발명에 대해 어떠한 제한도 구성하지 않아야 함을 이해해야 한다.

본 발명에 기재된 “복수”는 둘 이상(둘을 포함함)을 의미한다.

본 발명에서, 배터리 셀은 리튬 이온 2차 배터리, 리튬 이온 1차 배터리, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리 또는 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원통형, 편평형, 직육면체 또는 다른 형상 등일 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 배터리 셀, 사각형 직육면체 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀 등 3가지로 분류하고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.

본 발명의 실시예에서 언급된 배터리는 하나 이상의 배터리 셀을 포함하여 더 높은 전압 및 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 발명에서 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 이상의 배터리 셀을 패키징하기 위한 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 다른 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

배터리 셀은 전극 조립체 및 전해액을 포함하고, 전극 조립체는 정극 시트, 부극 시트 및 격리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 정극 시트와 부극 시트 사이에서 금속 이온의 이동에 의거하여 작동된다. 정극 시트는 정극 집전체 및 정극 활성 물질층을 포함하고, 정극 활성 물질층은 정극 집전체의 표면에 코팅되며, 정극 활성 물질층이 코팅되지 않은 집전체는 정극 활성 물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 정극 활성 물질층이 코팅되지 않은 집전체는 적층 후 정극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 정극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 정극 활성 물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 부극 시트는 부극 집전체 및 부극 활성 물질층을 포함하고, 부극 활성 물질층은 부극 집전체의 표면에 코팅되며, 부극 활성 물질층이 코팅되지 않은 집전체는 부극 활성 물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 부극 활성 물질층이 코팅되지 않은 집전체는 적층 후 부극 탭으로 사용된다. 부극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 부극 활성 물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 큰 전류가 흘러 용단되지 않도록 보장하기 위해, 정극 탭의 수량은 다수개이고 하나로 적층되며, 부극 탭의 수량은 다수개이고 하나로 적층된다. 격리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다. 이 밖에, 전극 조립체는 권취식 구조 또는 적층식 구조일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.

리튬 이온 배터리에 대해 말하자면, 충전 시, 리튬 이온은 정극에서 방출되어 부극으로 진입되고; 방전 시, 리튬 이온이 부극에서 방출되고 정극에 진입한다. 리튬 이온 배터리 충전 시, 일부 이상 상황이 발생하여 리튬 석출이 발생할 수 있는 바, 예컨대, 부극 삽입 리튬 공간의 부족, 과도한 리튬 이온 이동 저항, 리튬 이온이 정극에서 지나치게 빨리 이탈되지만 부극에 등량으로 삽입될 수 없는 등 이상으로 인해 부극에 삽입될 수 없는 리튬 이온은 단지 부극 표면에서만 전자를 얻음으로써, 리튬 원소 현상을 형성하는 바, 즉 리튬 석출 현상이다.

발명자는 전극 조립체가 그 벤딩 영역에서 리튬 석출 현상이 쉽게 발생하는 것을 발견하였으며, 부가적인 연구 끝에 와인딩 니들을 통해 제1 극편 및 제2 극편을 권취 구조로 권취한 후, 권취 구조의 와인딩 코어 위치에 위치하는 와인딩 니들을 빼는 과정에서, 와인딩 니들과 접촉는 극편은 와인딩 니들의 작용 하에 위치 이동이 발생하여, 벤딩 영역에서 제1 극편의 부분과 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 사이의 간극이 확대되며, 충전 시, 리튬 석출 현상이 용이하게 발생함을 발견하였다

이를 감안하여, 본 발명의 실시예에서는 기술적 해결수단을 제공하는 바, 제1 극편 및 제2 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 통해 제1 극편 및 제2 극편이 벤딩 영역에서 제1 세그먼트의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공하며, 제1 극편 및 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 구조가 더 긴밀하도록 하고, 벤딩 영역에서 제1 극편의 부분과 벤딩 영역에서 제2 극편의 부분 사이의 간극이 외력의 작용을 받아 쉽게 증가되지 않도록 하며, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

본 발명의 실시예에 기재된 기술적 해결수단은 배터리 및 배터리를 사용하는 전기 기기에 적용된다.

본 발명의 실시예에서 제공되는 전기 기기는 차량, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 선박, 우주체, 전기 장난감, 전기 공구 등일 수 있다. 차량은 휘발유 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 항속거리연장형 자동차 등일 수 있다. 우주체는 비행기, 로켓, 우주비행체, 우주선 등을 포함한다. 전기 장남감은 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감 및 전기 비행기 장난감 등과 같은 고정식 또는 이동식 전기 장난감을 포함한다. 전기 공구는 전기 드릴, 전기 그라인더, 전기 렌치, 전기 드라이버, 전기 해머, 전기 충격 드릴, 콘크리트 진동기 및 전기 대패 등과 같은 금속 절삭 전기 공구, 연삭 전기 공구, 조립 전기 공구 및 철도용 전기 공구를 포함한다. 본 발명의 실시예는 상술한 전기 기기를 특별히 제한하지 않는다.

아래의 실시예는 설명의 편의를 위해, 전기 장치가 차량인 것을 예로 들어 설명한다.

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 차량(1000)의 구조 모식도이다. 차량(1000)의 내부에는 배터리(100)가 설치된다. 배터리(100)는 차량(1000)의 바닥부 또는 헤드부 또는 미부에 설치될 수 있다. 배터리(100)는 차량(1000)의 전력 공급에 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.

차량(1000)은 컨트롤러(200) 및 모터(300)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(200)는 배터리(100)를 제어하여 모터(300)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 차량(1000)의 시동, 탐색 및 주행 시의 작업 전력 수요에 사용될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 뿐만 아니라, 차량(1000)의 구동 전원으로도 사용될 수 있기에, 연료 또는 천연 가스를 대신하여 또는 부분적으로 대신하여 차량(1000)에 구동 동력을 제공할 수 있다.

도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 배터리(100)의 분해도이다. 본 발명의 실시예에서 제공되는 배터리(100)는 박스 본체(10) 및 배터리 셀(20)(도 2에 미도시)을 포함하고, 배터리 셀(20)은 박스 본체(10) 내에 수용된다.

박스 본체(10)는 배터리 셀(20)을 수용하여, 배터리 셀(20)에 밀봉된 환경을 제공한다. 일부 실시예에서, 박스 본체(10)는 수용 부분(11) 및 커버 결합 부분(12)을 포함할 수 있고, 수용 부분(11)은 커버 결합 부분(12)에 커버 결합되며, 수용 부분(11) 및 커버 결합 부분(12)은 공동으로 배터리 셀(20)을 수용하는 밀봉 공간(13)을 한정한다. 수용 부분(11) 및 커버 결합 부분(12)은 모두 일측 개구가 중공 구조일 수 있고, 수용 부분(11)의 개구측이 커버 결합 부분(12)의 개구측에 커버 결합되면, 밀봉 공간(13)을 구비하는 박스 본체(10)가 형성된다. 물론, 수용 부분(11) 및 커버 결합 부분(12)은 예컨대, 원기둥체, 직육면체 등 다양한 형태일 수 있다.

배터리(100)에서, 배터리 셀(20)은 하나 또는 다수개일 수 있다. 배터리 셀(20)이 다수개이면, 다수개의 배터리 셀(20) 사이는 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 다수개의 배터리 셀(20)에 직렬과 병렬이 모두 존재함을 의미한다. 다수개의 배터리 셀(20) 사이는 직접 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 다수개의 배터리 셀(20)로 구성된 전체를 박스 본체(10) 내에 수용한다. 물론, 다수개의 배터리 셀(20)을 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 배터리 모듈(30)을 구성한 후, 다수개의 배터리 모듈(30)을 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 하나의 전체를 형성하여 박스 본체(10) 내에 수용할 수도 있다.

일부 실시예에서, 도 3을 참조하면, 도 3은 도 2에 도시된 배터리(100)의 배터리 모듈(30)의 구조 모식도이다. 배터리 셀(20)은 다수개이고, 다수개의 배터리 셀(20)을 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 배터리 모듈(30)을 구성한다. 다수개의 배터리 모듈(30)을 다시 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 하나의 전체를 형성하여 박스 본체(10) 내에 수용한다.

일부 실시예에서, 배터리 모듈(30) 중의 다수개의 배터리 셀(20) 사이는 버스 부재(31)를 통해 전기적으로 연결되어 배터리 모듈(30) 중의 다수개의 배터리 셀(20)의 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결을 구현할 수 있다.

도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 모듈(30)의 배터리 셀(20)의 분해도이다. 본 발명의 실시예에서 제공되는 배터리 셀(20)은 하우징(21) 및 전극 조립체(22)를 포함하고, 전극 조립체(22)는 하우징(21) 내에 수용된다.

하우징(21)은 전극 조립체(22)에 밀봉된 환경을 제공할 수 있고, 하우징(21) 내에는 전해액과 같은 전해질이 충진된다.

설명해야 할 것은, 배터리 셀(20)에서, 하우징(21) 내에 수용되는 전극 조립체(22)는 하나일 수 있고 다수개일 수도 있다. 예시적으로, 도 4에서, 전극 조립체(22)는 두 개이다.

일부 실시예에서, 계속하여 도 4를 참조하면, 하우징(21)은 케이스(211) 및 커버 본체(212)를 포함할 수 있고, 케이스(211)는 일측이 개구된 중공 구조이며, 커버 본체(212)는 케이스(211)의 개구에 커버 결합되어 밀봉 연결을 형성하여, 전극 조립체(22) 및 전해질을 수용하는 밀봉 챔버(213)를 형성한다. 배터리 셀(20)을 조립할 경우, 먼저 전극 조립체(22)를 케이스(211) 내에 넣고, 케이스(211) 내에 전해질을 충진하며, 커버 본체(212)를 케이스(211)의 개구에 커버 결합시킬 수 있다.

케이스(211)는 예컨대, 원기둥체, 직육면체 등과 같은 다양한 형태일 수 있다. 케이스(211)의 형태는 전극 조립체(22)의 구체적인 형태에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 전극 조립체(22)가 원기둥체 구조이면, 케이스(211)는 원기둥체 하우징(21)을 선택할 수 있고; 전극 조립체(22)가 직육면체 구조이면, 케이스(211)는 직육면체 하우징(21)을 선택할 수 있다. 물론, 커버 본체(212)는 다양한 구조일 수도 있는 바, 예컨대, 커버 본체(212)는 판상 구조, 일단이 개구된 중공 구조 등이다. 예시적으로, 도 4에서, 케이스(211)는 직육면체 구조이고, 커버 본체(212)는 판상 구조이며, 커버 본체(212)는 케이스(211)의 최상부의 개구에 커버 결합된다.

도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)의 구조 모식도이다. 본 발명의 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)는 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)을 포함하고, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)은 권취 방향(A)을 따라 권취되어 권취 구조를 형성하며, 권취 구조는 벤딩 영역(223)을 포함하고; 제1 극편(221)은 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)을 초과하는 제1 세그먼트(2211)를 포함하며, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서 제1 세그먼트(2211)의 외측에 위치한 부분에 지지력을 제공한다.

제1 세그먼트(2211)는 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서 제1 세그먼트(2211)의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공하여, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서의 부분 구조가 더 긴밀해질 수 있고, 벤딩 영역(223)에서 제1 극편(221)의 부분과 벤딩 영역(223)에서 제2 극편(222)의 부분 사이의 간극은 외력 작용을 받아 증가되며, 와인딩 니들과 접촉하는 극편은 와인딩 니들을 빼는 과정에서 위치 이동이 쉽게 발생하지 않아, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

설명해야 할 것은, 권취 방향(A)는 즉 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 그 권취 시작단(225b)에서 시작하여 내측 외주로 권취되는 방향이다. 도 5에서, 시곗바늘 방향은 즉 권취 방향(A)이다.

제1 극편(221)은 양단을 구비하고, 각각 권취 시작단(225a) 및 권취 종료단(226a)이며; 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)은 즉 제1 극편(221)의 재료 유입단이고, 즉 제1 극편(221)은 가장 내부에서의 자유단이며; 제1 극편(221)의 권취 종료단(226a)은 즉 제1 극편(221)이 그 가장 외측에서의 자유단이다. 제2 극편(222)은 역시 양단을 구비하고, 각각 권취 시작단(225b) 및 권취 종료단(226b)이며, 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)은 즉 제2 극편(222)의 재료 유입단이고, 제2 극편(222)이 그 가장 외측에서의 자유단이며; 제2 극편(222)의 권취 종료단(226b)은 즉 제2 극편(222)이 그 가장 외측에서의 자유단이다.

권취 구조는 평탄 영역(224)을 더 포함하고, 평탄 영역(224)의 양단에는 벤딩 영역(223)이 설치된다. 두 개의 벤딩 영역(223)은 제1 방향(B)에서 평탄 영역(224)의 양단에 위치한다. 평탄 영역(224)은 즉 권취 구조가 반듯한 구조를 구비하는 영역이고, 제1 극편(221)이 평탄 영역(224) 내에 위치한 부분 및 제2 극편(222)이 평탄 영역(224) 내에 위치한 부분은 모두 제1 방향(B)을 따라 배치된다. 벤딩 영역(223)은 즉 권취 구조가 벤딩 구조를 구비하는 영역이고, 제1 극편(221)이 벤딩 영역(223) 내에 위치하는 부분 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223) 내에 위치하는 부분은 모두 벤딩 분포된다. 예시적으로, 제1 극편(221)이 벤딩 영역(223) 내에 위치한 부분 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223) 내에 위치한 부분은 원호형이다.

전극 조립체(22)는 격리막(227)을 더 포함하고, 격리막(227)은 제1 극편(221)과 제2 극편(222)을 이격시킨다. 격리막(227)은 절연 성능을 가지며, 제1 극편(221)과 제2 극편(222) 사이에 단락이 발생할 위험을 감소시킨다. 격리막(227)의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다.

일부 실시예에서, 도 6을 참조하면, 도 6은 도 5에 도시된 전극 조립체(22)를 전개한 후의 구조 모식도이다. 전극 조립체(22)는 두 개의 격리막(227)을 포함할 수 있고, 하나의 격리막(227), 제1 극편(221), 다른 한 격리막(227) 및 제2 극편(222)은 순차적으로 중첩되며, 네 개는 중첩된 후 권취 방향(A)(도 5를 참조)을 따라 권취되어 권취 구조를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제1 극편(221)과 제2 극편(222)의 극성은 상반되며, 제1 극편(221)은 부극 시트일 수 있고, 제2 극편(222)은 정극 시트일 수 있으며; 제1 극편(221)은 정극 시트일 수도 있고, 제2 극편(222)은 부극 시트일 수도 있다. 제1 극편(221)이 정극 시트이고, 제2 극편(222)이 부극 시트이면, 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)는 양면에 정극 활성 물질층(229)이 코팅되지 않을 수 있는 바, 즉 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)에는 단지 정극 집전체만 있고, 정극 활성 물질층(229)이 없으며, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다. 제1 극편(221)이 부극 시트이고, 제2 극편(222)이 정극 시트이면, 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)의 양면에는 부극 활성 물질층(228)이 코팅되지 않을 수 있고, 적어도 일면에 모두 부극 활성 물질층(228)이 코팅될 수도 있는 바, 다시 말해, 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)에는 부극 집전체만 있을 수 있고, 부극 집전체 및 부극 집전체에 코팅되는 부극 활성 물질층(228)을 포함할 수도 있다.

일부 실시예에서, 제1 극편(221)은 부극 시트이고, 제2 극편(222)은 정극 시트이다. 도 7을 참조하면, 도 7은 도 5에 도시된 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)의 부분 확대도이다. 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)의 양면에는 모두 부극 활성 물질층(228)이 코팅되어, 제1 세그먼트(2211)의 전반적인 두께가 비교적 두꺼워지도록 하여, 제1 세그먼트(2211)의 지지 능력을 향상한다.

일반적인 전극 조립체(22)에 대해 말하자면, 전극 조립체(22)는 벤딩 영역(223)에서 일반적으로 가장 내측의 극편의 벤딩 정도가 가장 크며, 즉 벤딩 영역(223)의 가장 내측의 극편의 곡률 반경이 가장 작고, 분말이 제거(활성 물질층 탈락)되는 확률이 가장 크다. 가장 내측의 극편이 부극 시트이면, 리튬 석출의 위험이 쉽게 발생한다.

본 실시예에서, 제1 극편(221)이 부극 시트이고, 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)가 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)을 초과하므로, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 벤딩 영역(223) 내에 위치하여 그 외측의 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)에 지지력을 제공하며, 전극 조립체(22)가 벤딩 영역(223)에서의 가장 내측의 극편은 즉 제1 세그먼트(2211)이고, 제2 극편(222)은 제1 세그먼트(2211)와 상응하는 부분이 없으며, 제1 세그먼트(2211)는 제1 극편에 리튬이 삽입되지 않는 부분이고, 비록 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223) 내에 위치하는 부분이 곡률 반경이 지나치게 작은 것으로 인해 분말이 제거(활성 물질층 탈락)되는 것을 초래하므로, 리튬 석출의 현상이 쉽게 발생하지 않는다. 이 외에, 제1 극편(221)이 벤딩 영역(223)에서 제1 세그먼트(2211)의 외측에 위치하는 부분은 제1 세그먼트(2211)에 의해 지지될 수 있고, 상기 부분 곡률의 반경을 확대하여, 제1 극편(221)에 리튬이 삽입된 부분의 가장 내측 링은 벤딩 영역(223)에서 곡률 반경이 지나치게 작은 것으로 인해 분말이 제거(활성 물질층 탈락)되어, 리튬 석출의 위험이 발생한다.

일부 실시예에서, 계속하여 도 5를 참조하면, 제1 극편(221)은 권취 방향(A)을 따라 제1 세그먼트(2211)와 연속적으로 배치되는 제2 세그먼트(2212)를 더 포함하고, 제1 세그먼트(2211) 및 제2 세그먼트(2212)의 경계(제1 경계(a))는 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)의 내측에 위치한다. 제1 세그먼트(2211)는 적어도 일부분이 벤딩 영역(223)에서 제2 세그먼트(2212)의 내측을 지지한다.

제1 세그먼트(2211)는 벤딩 영역(223)의 부분에서 제공되는 지지력을 먼저 제2 세그먼트(2212)에 전달하며, 다시 제2 세그먼트(2212)를 통해 제2 극편(222)에 전달하여, 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에서 제1 극편(221)의 부분 및 벤딩 영역(223)에서 제2 극편(222)의 부분에 대해 더 바람직한 지지 작용을 생성하도록 한다.

제2 세그먼트(2212)는 제1 극편(221)에 리튬이 삽입된 부분이고, 충전 시, 리튬 이온은 제2 극편(222)에서 방출되어 제2 세그먼트(2212)에 진입하며, 방전 시, 리튬 이온은 제2 세그먼트(2212)에서 방출되어 제2 극편(222)에 진입한다.

일반적인 전극 조립체(22)에 대해 말하자면, 제1 극편(221)의 재료 유입 시작단은 평탄 영역(224) 내에 위치하고, 와인딩 니들을 통해 제1 극편(221), 제2 극편(222) 및 격리막(227)을 권취 구조로 권취한 후, 와인딩 니들과 제1 극편(221) 사이에 마찰력이 존재하며, 권취 구조의 와인딩 코어의 위치의 와인딩 니들을 빼는 과정에서, 와인딩 니들은 제2 세그먼트(2212)가 벤딩 영역(223)의 가장 내측에서의 부분에서 위치 이동이 발생하도록 하여, 제2 세그먼트(2212)가 벤딩 영역(223)의 가장 내측에서의 부분과 제2 극편(222)의 간극이 증가되어, 충전 시, 리튬 석출의 현상이 쉽게 발생한다.

본 실시예에서, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 벤딩 영역(223)에서 제2 세그먼트(2212)의 내측을 지지하고, 와인딩 니들을 빼는 과정에서, 와인딩 니들은 제2 세그먼트(2212)가 벤딩 영역(223)의 가장 내측에서의 부분에 쉽게 위치 이동이 발생하지 않도록 하여, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

설명해야 할 것은, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 벤딩 영역(223)에서 제2 세그먼트(2212)의 내측을 지지하고, 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분이 직접 제2 세그먼트(2212)와 접촉할 수 있어, 제2 세그먼트(2212)의 내측을 지지하고; 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분은 격리막(227)을 통해 제2 세그먼트(2212)의 내측을 지지할 수도 있으며, 격리막(227)은 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에서의 부분과 제2 세그먼트(2212)가 벤딩 영역(223)에서의 부분을 이격하여, 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분은 격리막(227)과 접촉하고, 격리막(227)은 제2 세그먼트(2212)와 접촉하며, 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에서의 부분에서 제공하는 지지력은 격리막(227)을 통해 제2 세그먼트(2212)에 전달될 수 있다.

예시적으로, 도 5에서, 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분은 격리막(227)을 통해 제2 세그먼트(2212)의 내측을 지지한다. 격리막(227)은 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)을 초과하고, 격리막(227)이 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)을 초과하는 부분은 제1 세그먼트(2211)의 내측으로 권취된다.

일부 실시예에서, 계속하여 도 5를 참조하면, 제2 세그먼트(2212)는 권취 방향(A)을 따라 제1 세그먼트(2211)와 연결 분포되는 제1 서브 세그먼트(2212a)를 포함하고, 즉 제1 서브 세그먼트(2212a)는 제1 세그먼트(2211)와 인접한다. 제1 서브 세그먼트(2212a)는 단지 일면만 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하고, 제1 서브 세그먼트(2212a)는 이와 제1 세그먼트(2211)의 경계에서 권취 방향(A)을 따라 외측으로 한 바퀴 권취되며; 제1 세그먼트(2211)는 벤딩 영역(223)에 벤딩 분포된 벤딩부(2211a)를 포함하고, 벤딩부(2211a)는 벤딩 영역(223) 내에서 제1 서브 세그먼트(2212a)를 지지한다. 벤딩부(2211a)는 벤딩 영역(223)에서 만곡 상태이며, 제1 서브 세그먼트(2212a)에 대해 바람직한 지지 효과를 발생할 수 있다.

여기서, 제1 서브 세그먼트(2212a)와 제1 세그먼트(2211)의 경계는 즉 제1 경계(a)이다. 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분은 벤딩부(2211a)이다. 예시적으로, 벤딩부(2211a)는 원호형이다.

제1 경계(a)가 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)의 내측에 위치하므로, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 내측에는 제2 극편(222)이 없으며, 제1 서브 세그먼트(2212a)는 단지 일면이 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하는 바, 즉 제1 서브 세그먼트(2212a)의 내측면은 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하고, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 외측면은 그 외측에 위치하고 서로 인접한 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향한다.

제1 서브 세그먼트(2212a)의 활성 물질층은 다양한 설치 형태가 존재할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 도 8은 도 5에 도시된 제1 전극의 제1 서브 세그먼트(2212a) 및 제2 극편(222)의 부분 확대도로서, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 양면에 모두 활성 물질층이 코팅될 수 있고, 상기 활성 물질층은 부극 활성 물질층(228)일 수 있으며, 제1 극편(221)의 생산 공정을 간략화하여, 제1 극편(221)의 성형을 간편하게 할 수 있다. 도 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 제1 전극의 제1 서브 세그먼트(2212a) 및 제2 극편(222)의 부분 확대도로서, 제1 서브 세그먼트(2212a)와 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하는 일면에 활성 물질층이 코팅될 수도 있으며, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 활성 물질층은 부극 활성 물질층(228)일 수 있고, 제2 극편(222)의 활성 물질층은 정극 활성 물질층(229)일 수 있으며, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 타면에는 활성 물질층이 코팅되지 않아, 제1 극편(221)에서 활성 물질층의 사용량이 감소되어, 제1 극편(221)의 생산 비용을 감소시킬 수 있다.

충방전 과정에서, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 내측면의 활성 물질층과 제2 극편(222)의 활성 물질층 사이에서 리튬이 이탈된다.

예시적으로, 제1 극편(221)의 활성 물질층이 부극 활성 물질층(228)이면, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 외측면의 활성 물질층은 부극 활성 물질층(228)이고; 제2 극편(222) 상의 활성 물질층은 정극 활성 물질층(229)이다. 제2 극편(222)은 권취 시작단(225b)에서 권취 종료단(226b)까지 전체 영역의 양면에 모두 정극 활성 물질층(229)이 코팅된다.

일부 실시예에서, 계속하여 도 5를 참조하면, 제2 세그먼트(2212)는 제2 서브 세그먼트(2212b) 및 제3 서브 세그먼트(2212c)를 더 포함할 수 있다. 제1 세그먼트(2211), 제1 서브 세그먼트(2212a), 제2 서브 세그먼트(2212b) 및 제3 서브 세그먼트(2212c)는 권취 방향(A)에 따라 연속적으로 배치된다. 제2 서브 세그먼트(2212b)의 양면은 모두 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하고; 제3 서브 세그먼트(2212c)는 일면만 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향한다.

여기서, 제2 서브 세그먼트(2212b)와 제1 서브 세그먼트(2212a)는 인접하고, 제3 서브 세그먼트(2212c)와 제2 서브 세그먼트(2212b)는 인접한다. 제2 서브 세그먼트(2212b)와 제1 서브 세그먼트(2212a)의 경계는 제2 경계(b)이고, 제3 서브 세그먼트(2212c)와 제2 서브 세그먼트(2212b)의 경계는 제3 경계(c)이다. 제1 서브 세그먼트(2212a)가 이와 제1 세그먼트(2211)의 경계가 권취 방향(A)에 따라 외부로 한 바퀴 권취되면, 제2 경계(b)는 제1 경계(a)의 외측에 위치한다.

제2 서브 세그먼트(2212b)의 양면에 모두 활성 물질층이 코팅된다. 제2 서브 세그먼트(2212b)의 양면은 모두 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하고, 즉 제2 서브 세그먼트(2212b)의 내부 측면에 코팅된 활성 물질층은 그 내측에 위치하고 서로 인접한 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하며, 제2 서브 세그먼트(2212b)의 외부 측면에 코팅된 활성 물질층은 그 외측에 위치하고 서로 인접한 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향한다. 충방전 과정에서, 제2 서브 세그먼트(2212b)의 내부 측면에 코팅된 활성 물질층과 그 내측에 위치하고 서로 인접한 제2 극편(222)의 활성 물질층 사이에서 리튬이 방출되며, 제2 서브 세그먼트(2212b)의 외부 측면에 코팅된 활성 물질층과 그 외측에 위치하고 서로 인접한 제2 극편(222)의 활성 물질층 사이에서 리튬이 방출된다.

제3 서브 세그먼트(2212c)는 일면만 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하고, 즉 제3 서브 세그먼트(2212c)의 외부 측면은 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하지 않으며, 제3 서브 세그먼트(2212c)의 외부 측면은 그 내측에 위치하고 서로 인접한 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향한다. 예시적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 서브 세그먼트(2212c)의 외측에는 제2 극편(222)이 설치되지 않아, 제3 서브 세그먼트(2212c)의 외부 측면이 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하지 않도록 한다.

제3 서브 세그먼트(2212c)의 활성 물질층은 다양한 설치 형식이 존재할 수 있다. 예를 들면, 도 10을 참조하면, 도 10은 도 5에 도시된 제1 전극의 제3 서브 세그먼트(2212c) 및 제2 극편(222)의 부분 확대도로서, 제3 서브 세그먼트(2212c)의 양면에 활성 물질층이 코팅될 수 있고, 상기 활성 물질층은 부극 활성 물질층(228)일 수 있으며; 도 11을 참조하면, 도 11은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 제1 전극의 제3 서브 세그먼트(2212c) 및 제2 극편(222)의 부분 확대도로서, 제3 서브 세그먼트(2212c)와 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하는 일면에 활성 물질층이 코팅될 수도 있으며, 제3 서브 세그먼트(2212c) 상의 활성 물질층은 부극 활성 물질층(228)일 수 있고, 제2 극편(222) 상의 활성 물질층은 정극 활성 물질층(229)일 수 있으며, 제3 서브 세그먼트(2212c)의 타면에는 활성 물질층이 코팅되지 않는다.

일부 실시예에서, 계속하여 도 5를 참조하면, 제2 세그먼트(2212)는 제4 서브 세그먼트(2212d)를 더 포함할 수 있고, 제1 세그먼트(2211), 제1 서브 세그먼트(2212a), 제2 서브 세그먼트(2212b), 제3 서브 세그먼트(2212c) 및 제4 서브 세그먼트(2212d)는 권취 방향(A)에 따라 순차적으로 연속 배치되며, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 양면은 모두 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하지 않는다.

여기서, 제4 서브 세그먼트(2212d)와 제3 서브 세그먼트(2212c)는 인접하고, 제4 서브 세그먼트(2212d)와 제3 서브 세그먼트(2212c)경계는 제4 경계(d)이다.

제4 서브 세그먼트(2212d)의 양면은 모두 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하지 않는 바, 즉 제4 서브 세그먼트(2212d)의 내부 측면 및 외부 측면은 모두 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하지 않는다. 예시적으로, 제4 서브 세그먼트(2212d)가 제2 극편(222)의 권취 종료단(226b)을 초과하여, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 양면이 모두 제2 극편(222)의 활성 물질층을 향하지 않도록 한다.

제2 극편(222)이 부극 시트인 경우, 제2 극편(222)에 제2 극편(222)의 권취 종료단(226b)을 초과하는 제4 서브 세그먼트(2212d)를 설치하여, 제1 극편(221)의 마무리 부분에 리튬 석출 현상의 발생을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

제4 서브 세그먼트(2212d)의 활성 물질층은 다양한 설치 형식이 있을 수 있다. 예를 들면, 도 12를 참조하면, 도 12는 도 5에 도시된 제1 전극의 제4 서브 세그먼트(2212d) 및 제2 극편(222)의 부분 확대도로서, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 양면에 활성 물질층이 코팅될 수 있고, 상기 활성 물질층은 부극 활성 물질층(228)일 수 있으며; 도 13을 참조하면, 도 13은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 제1 전극의 제4 서브 세그먼트(2212d) 및 제2 극편(222)의 부분 확대도로서, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 내측에 위치하는 일면에 활성 물질층이 코팅되고, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 타면에는 활성 물질층이 코팅되지 않는 바, 즉 제4 서브 세그먼트(2212d)의 내부 측면에 활성 물질층이 코팅되며, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 외부 측면에 활성 물질층이 코팅되지 않고, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 활성 물질층은 부극 활성 물질층(228)일 수 있다.

제4 서브 세그먼트(2212d)는 제1 극편(221)의 마무리 영역이고, 제1 극편(221)은 벤딩 영역(223)으로 마무리될 수 있고, 평탄 영역(224)으로 마무리될 수도 있는 바, 즉 제4 서브 세그먼트(2212d)는 벤딩 영역(223)에 위치할 수 있고, 평탄 영역(224)에 위치할 수도 있다. 예시적으로, 도 5에서, 제4 서브 세그먼트(2212d)는 벤딩 영역(223)에 위치한다.

제4 서브 세그먼트(2212d)가 제3 서브 세그먼트(2212c)와 멀리 떨어진 일단은 제1 극편(221)의 권취 종료단(226a)이다. 격리막(227)은 제1 극편(221)의 권취 종료단(226a)을 초과하고 권취 방향(A)에 따라 일정 영역의 거리로 권취될 수 있다.

예시적으로, 제4 서브 세그먼트(2212d)의 길이의 값의 범위는 3 mm 내지 15 mm일 수 있다.

설명해야 할 것은, 상기 일부 실시예로부터 알 수 있는 바, 제1 세그먼트(2211) 및 제2 세그먼트(2212)의 경계(제1 경계(a))는 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)의 내측에 위치할 수도 있다. 다른 일부 실시예에서, 도 14를 참조하면, 도 14는 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)의 구조 모식도이다. 제1 세그먼트(2211) 및 제2 세그먼트(2212)의 경계(제1 경계(a))는 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)의 외측에 위치할 수도 있다. 이러한 경우, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부는 벤딩 영역(223)에서 제2 극편(222)의 내측을 지지한다.

설명해야 할 것은, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부는 벤딩 영역(223)에서 제2 극편(222)의 내측에 지지되고, 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분이 직접 제2 극편(222)에 접촉하여, 제2 극편(222)의 내측을 지지할 수 있고; 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분은 격리막(227)을 통해 제2 극편(222)의 내측을 지지하며, 격리막(227)은 제1 세그먼트(2211)와 제2 극편(222)을 이격시켜, 제1 세그먼트(2211)가 벤딩 영역(223)에 위치하는 부분이 격리막(227)에 접촉하고, 격리막(227)이 제2 극편(222)에 접촉하여, 힘의 전달을 구현할 수 있다.

본 실시예에서, 제1 극편(221)은 정극 시트일 수 있고 부극 시트일 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 제1 세그먼트(2211)와 제2 세그먼트(2212)의 경계(제1 경계(a))는 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)의 내측에 위치하거나, 아니면 제1 세그먼트(2211)와 제2 세그먼트(2212)의 경계(제1 경계(a))는 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)의 외측에 위치한다. 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)은 평탄 영역(224) 내에 위치할 수 있고, 벤딩 영역(223) 내에 위치할 수도 있으며; 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)은 평탄 영역(224) 내에 위치할 수 있고, 벤딩 영역(223) 내에 위치할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 제1 극편(221)의 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서 제1 세그먼트(2211)의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공하며, 제1 세그먼트(2211)가 단지 하나의 벤딩 영역(223)에서만 제1 세그먼트(2211)의 외측의 극편을 지지할 수 있고, 제1 세그먼트(2211)가 두 개의 벤딩 영역(223)에서 극편을 지지할 수도 있으며, 이는 제1 세그먼트(2211)의 길이에 의해 결정된다.

일부 실시예에서, 제1 세그먼트(2211)의 길이는 L1이고, 제1 서브 세그먼트(2212a)의 길이는 L2이며, L1 및 L2가 만족하는 관계식은 이와 같다. 3mm≤L1≤6×L2.

일부 실시예에서, 계속하여 도 5를 참조하면, 제1 세그먼트(2211)는 이와 제2 세그먼트(2212)의 경계(제1 경계(a))에서 내측으로 권취 연장되고 벤딩 영역(223)을 에워싸는 바, 즉 제1 세그먼트(2211)는 단지 하나의 벤딩 영역(223)에서만 극편을 지지하고, 제1 세그먼트(2211)는 하나의 벤딩부(2211a)만 포함한다. 이러한 구조의 제1 세그먼트(2211)는 비교적 짧고, 재료를 절약하여 비용을 절감한다.

선택 가능하게는, 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a) 및 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)은 모두 평탄 영역(224) 내에 위치한다. 제1 극편(221)은 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)에서 하나의 벤딩 영역(223)까지 연장된 부분과 제2 극편(222)이 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)에서 다른 하나의 벤딩 영역(223)까지 연장된 부분은 제2 방향(C)에서 서로 엇갈린다. 제2 방향(C)은 제1 방향(B) 및 평탄 영역(224)에 수직된다. 이러한 구조는 권취 구조가 제1 방향(B)에서의 양측의 두께 차이를 효과적으로 감소시켜, 권취 구조가 제1 방향(B)에서의 양측의 두께가 일치하도록 보장하여, 전극 조립체(22)의 에너지 밀도를 향상할 수 있다.

제2 방향(C)은 평탄 영역(224)에 수직되고, 제2 방향(C)이 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 평탄 영역(224) 내에 위치한 부분에 수직되는 것으로 이해할 수 있으며, 제2 방향(C)은 즉 권취 구조의 두께 방향이고, 제2 방향(C) 역시 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 평탄 영역(224) 내에 위치한 부분의 두께 방향이다.

제1 극편(221)이 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)에서 하나의 벤딩 영역(223)까지 연장된 부분은 제1 부분(2211b)이고, 제1 부분(2211b)은 평탄 영역(224)에 위치하며, 제1 부분(2211b)과 벤딩부(2211a)는 인접하고, 제1 부분(2211b)과 벤딩부(2211a)의 경계는 평탄 영역(224)과 벤딩 영역(223)의 경계에 위치하며; 제2 극편(222)이 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)에서 다른 하나의 벤딩 영역(223)까지 연장된 부분은 제2 부분(2221)이고, 제2 부분(2221)은 평탄 영역(224)에 위치한다.

예시적으로, L1 및 L2가 만족하는 관계식은 이와 같다. 3mm≤L1＜0.75×L2.

다른 실시예에서, 도 15를 참조하면, 도 15는 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)의 구조 모식도이다. 제1 극편(221)이 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)에서 하나의 벤딩 영역(223)까지 연장된 부분과 제2 극편(222)이 제2 극편(222)의 권취 시작단(225b)에서 다른 하나의 벤딩 영역(223)까지 연장된 부분은 제2 방향(C)에서 적어도 일부가 중첩될 수 있는 바, 즉 제1 부분(2211b)과 제2 부분(2221)은 적어도 일부가 중첩되고, 여기서 가리키는 적어도 일부가 중첩되는 것은 제1 부분(2211b)이 제2 방향(C)에서의 투영과 제2 부분(2221)이 제2 방향(C)에서의 투영이 적어도 일부가 중첩되는 것이다.

일부 실시예에서, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 도 16은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)의 구조 모식도이고, 도 17은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)의 구조 모식도이다. 제1 세그먼트(2211)는 이와 제2 세그먼트(2212)의 경계(제1 경계(a))의 내측으로 권취 연장되고 두 개의 벤딩 영역(223)을 에워싸는 바, 즉 제1 세그먼트(2211)는 두 개의 벤딩 영역(223)에서 극편을 지지할 수 있고, 제1 세그먼트(2211)는 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 두 개의 벤딩 영역(223) 내에 위치하는 부분에 지지력을 제공하여, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 두 개의 벤딩 영역(223)에서 위치한 부분의 구조가 더 긴밀해지도록 하며, 리튬 석출 현상의 발생을 감소시킨다.

본 실시예에서, 제1 세그먼트(2211)는 다수개의 벤딩부(2211a)를 포함하고, 일부분 벤딩부(2211a)는 하나의 벤딩 영역(223)에 위치하며, 다른 일부분 벤딩부(2211a)는 다른 하나의 벤딩 영역(223)에 위치한다.

일 비제한적인 예에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 세그먼트(2211)는 두 개의 벤딩부(2211a)를 포함하고, 두 개의 벤딩부(2211a)는 각각 두 개의 벤딩 영역(223) 내에 위치한다.

예시적으로, L1 및 L2가 만족하는 관계식은 이와 같다. 0.75×L2≤L1＜1.25×L2.

다른 일 비제한적인 예에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 세그먼트(2211)는 세 개의 벤딩부(2211a)를 포함하고, 한 벤딩부(2211a)는 한 벤딩 영역(223)에 위치하며, 다른 두 개의 벤딩부(2211a)는 다른 한 벤딩 영역(223)에 위치한다.

예시적으로, L1 및 L2가 만족하는 관계식은 이와 같다. 1.25×L2≤L1≤6×L2.

도 18을 참조하면, 도 18은 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)의 제조 방법의 흐름도로서, 전극 조립체(22)의 제조 방법은 하기의 단계를 포함한다.

단계 S100에서, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)을 제공한다.

단계 S200에서, 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)을 권취 방향(A)에 따라 권취하여 권취 구조를 형성하며, 권취 구조는 벤딩 영역(223)을 포함한다.

여기서, 제1 극편(221)은 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)을 초과하는 제1 세그먼트(2211)를 포함하고, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서 제1 세그먼트(2211)의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공한다.

일부 실시예에서, 제1 극편(221)과 제2 극편(222)을 이격하는 격리막(227)을 더 제공하고, 제1 극편(221), 격리막(227) 및 제2 극편(222)을 권취 방향(A)에 따라 권취하고 권취 구조를 형성한다.

상기 전극 조립체(22)의 제조 방법을 통해 제조되는 전극 조립체(22)의 관련 구조는 상기 각 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)를 참조 할 수 있다.

도 19를 참조하면, 도 19는 본 발명의 일부 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)의 제조 기기(2000)의 예시적인 모식도로서, 전극 조립체(22)는 제1 제공 장치(2100), 제2 제공 장치(2200) 및 조립 장치(2300)를 포함한다.

제1 제공 장치(2100)는 제1 극편(221)을 제공한다. 제2 제공 장치(2200)는 제2 극편(222)을 제공한다. 조립 장치(2300)는 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)을 권취 방향(A)에 따라 권취하고 권취 구조를 형성하며, 권취 구조는 벤딩 영역(223)을 포함한다.

여기서, 제1 극편(221)은 제1 극편(221)의 권취 시작단(225a)을 초과하는 제1 세그먼트(2211)를 포함하고, 제1 세그먼트(2211)의 적어도 일부분은 제1 극편(221) 및 제2 극편(222)이 벤딩 영역(223)에서 제1 세그먼트(2211)의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공한다.

일부 실시예에서, 전극 조립체(22)의 제조 기기(2000)는 제3 제공 장치(도면에서 미도시)를 더 포함하고, 제3 제공 장치는 제1 극편(221)과 제2 극편(222)을 이격하는 격리막(227)을 제공하며, 조립 장치(2300)는 제1 극편(221), 격리막(227) 및 제2 극편(222)을 권취 방향(A)에 따라 권취하여 권취 구조를 형성한다.

전극 조립체(22)의 제조 기기(2000)를 통해 제조된 전극 조립체(22)의 관련 구조는 상기 각 실시예에서 제공되는 전극 조립체(22)를 참조할 수 있다.

모순되지 않는 한 본 발명의 실시예 및 실시예의 특징은 서로 조합될 수 있음을 유의해야 한다.

상술한 실시예는 본 발명의 기술적 해결수단일 뿐 본 발명을 한정하지 않는다. 당업자에게 있어서 본 발명은 다양한 변경 및 변화가 존재할 수 있다. 본 발명의 사상과 원리 내에 진행된 임의의 보정, 등가 대체, 개선 등은 모두 반드시 본 발명의 청구범위 내에 속해야 한다.

10-박스 본체; 11-수용 부분; 12-커버 결합 부분; 13-밀봉 공간; 20-배터리 셀; 21-하우징; 211-케이스; 212-커버 본체; 213-밀봉 챔버; 22-전극 조립체; 221-제1 극편; 2211-제1 세그먼트; 2211a-벤딩부; 2211b-제1 부분; 2212-제2 세그먼트; 2212a-제1 서브 세그먼트; 2212b-제2 서브 세그먼트; 2212c-제3 서브 세그먼트; 2212d-제4 서브 세그먼트; 222-제2 극편; 2221-제2 부분; 223-벤딩 영역; 224-평탄 영역; 225a, 225b-권취 시작단; 226a, 226b-권취 종료단; 227-격리막; 228-부극 활성 물질층; 229-정극 활성 물질층; 30-배터리 모듈; 31-버스 부재; 100-배터리; 200-컨트롤러; 300-모터; 1000-차량; 2000-제조 기기; 2100-제1 제공 장치; 2200-제2 제공 장치; 2300-조립 장치; A-권취 방향; B-제1 방향; C-제2 방향; a-제1 경계; b-제2 경계; c-제3 경계; d-제4 경계

Claims (18)

1. 전극 조립체로서,
   제1 극편 및 제2 극편을 포함하고, 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편은 권취 방향을 따라 권취되어 권취 구조를 형성하며, 상기 권취 구조는 벤딩 영역을 포함하고;
   상기 제1 극편은 상기 제2 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편이 상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공하는 전극 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 극편은 상기 권취 방향을 따라 상기 제1 세그먼트와 연속적으로 배치되는 제2 세그먼트를 더 포함하고, 상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트의 경계는 상기 제2 극편의 권취 시작단의 내측에 위치하며;
   상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 벤딩 영역에서 상기 제2 세그먼트의 내측을 지지하는 전극 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전극 조립체는 상기 제1 극편과 상기 제2 극편을 이격시키는 격리막을 더 포함하고;
   상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 부분은 상기 격리막을 통해 상기 제2 세그먼트의 내측을 지지하는 전극 조립체.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제2 세그먼트는 상기 권취 방향을 따라 상기 제1 세그먼트와 연속적으로 배치되는 제1 서브 세그먼트를 포함하고;
   상기 제1 서브 세그먼트는 일면만 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하며, 상기 제1 서브 세그먼트는 상기 경계로부터 상기 권취 방향을 따라 한 바퀴 권취되고;
   상기 제1 세그먼트는 상기 벤딩 영역에 벤딩 배치되는 벤딩부를 포함하며, 상기 벤딩부는 상기 벤딩 영역 내에서 상기 제1 서브 세그먼트를 지지하는 전극 조립체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 서브 세그먼트의 양면에 활성 물질층이 코팅되거나; 또는 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하는 상기 제1 서브 세그먼트의 일면에 활성 물질층이 코팅되며, 상기 제1 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않은 전극 조립체.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 제2 세그먼트는 제2 서브 세그먼트 및 제3 서브 세그먼트를 더 포함하고;
   상기 제1 세그먼트, 상기 제1 서브 세그먼트, 상기 제2 서브 세그먼트 및 상기 제3 서브 세그먼트는 상기 권취 방향을 따라 순차적으로 연속 배치되며;
   상기 제2 서브 세그먼트는 양면 모두 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하고;
   상기 제3 서브 세그먼트는 일면만 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하며;
   상기 제3 서브 세그먼트의 양면에 활성 물질층이 코팅되거나; 또는 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하는 상기 제3 서브 세그먼트의 일면에 활성 물질층이 코팅되며, 상기 제3 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않은 전극 조립체.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 세그먼트는 제4 서브 세그먼트를 더 포함하고;
   상기 제1 세그먼트, 상기 제1 서브 세그먼트, 상기 제2 서브 세그먼트, 상기 제3 서브 세그먼트 및 상기 제4 서브 세그먼트는 상기 권취 방향을 따라 순차적으로 연속 배치되며;
   상기 제4 서브 세그먼트는 양면 모두 상기 제2 극편의 활성 물질층을 향하지 않고;
   상기 제4 서브 세그먼트의 양면에 활성 물질층이 코팅되거나, 또는 상기 제4 서브 세그먼트의 그 내측에 위치하는 일면에 활성 물질층이 코팅되며, 상기 제4 서브 세그먼트의 타면에 활성 물질층이 코팅되지 않은 전극 조립체.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 권취 구조는 평탄 영역을 더 포함하고, 상기 평탄 영역의 양단에는 모두 상기 벤딩 영역이 설치되며;
   상기 제1 극편의 권취 시작단은 상기 평탄 영역 내에 위치하고; 및/또는, 상기 제2 극편의 권취 시작단은 상기 평탄 영역 내에 위치하는 전극 조립체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 세그먼트는 상기 경계로부터 내측으로 권취 연장되고 하나의 상기 벤딩 영역을 에워싸는 전극 조립체.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 극편의 권취 시작단 및 상기 제2 극편의 권취 시작단은 모두 상기 평탄 영역 내에 위치하고;
    두 개의 상기 벤딩 영역은 제1 방향에서 상기 평탄 영역의 양단에 위치하며;
    상기 제1 극편이 상기 제1 극편의 권취 시작단에서 하나의 벤딩 영역까지 연장된 부분은 상기 제2 극편이 상기 제2 극편의 권취 시작단에서 다른 하나의 벤딩 영역까지 연장된 부분과 제2 방향에서 서로 엇갈리고;
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향 및 상기 평탄 영역에 수직되는 전극 조립체.
11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 세그먼트는 상기 경계로부터 내측으로 권취 연장되고 두 개의 상기 벤딩 영역을 에워싸는 전극 조립체.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 극편은 부극 시트이고, 상기 제2 극편은 정극 시트인 전극 조립체.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 세그먼트의 양면에 모두 부극 활성 물질층이 코팅되는 전극 조립체.
14. 하우징 및 상기 하우징 내에 수용되는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체를 포함하는 배터리 셀.
15. 박스 본체 및 상기 박스 본체 내에 수용되는 제14항에 따른 배터리 셀을 포함하는 배터리.
16. 제15항에 따른 배터리를 포함하는 전기 기기.
17. 전극 조립체의 제조 방법으로서,
    제1 극편 및 제2 극편을 제공하는 단계;
    상기 제1 극편 및 상기 제2 극편을 권취 방향을 따라 권취하여 벤딩 영역을 포함하는 권취 구조를 형성하는 단계를 포함하되;
    상기 제1 극편은 상기 제1 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편이 상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공하는 전극 조립체의 제조 방법.
18. 전극 조립체의 제조 기기로서,
    제1 극편을 제공하는 제1 제공 장치;
    제2 극편을 제공하는 제2 제공 장치; 및
    상기 제1 극편 및 상기 제2 극편을 권취 방향을 따라 권취하여 벤딩 영역을 포함하는 권취 구조를 형성하는 조립 장치를 포함하되;
    상기 제1 극편은 상기 제1 극편의 권취 시작단을 초과하는 제1 세그먼트를 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 적어도 일부분은 상기 제1 극편 및 상기 제2 극편이 상기 벤딩 영역에서 상기 제1 세그먼트의 외측에 위치하는 부분에 지지력을 제공하는 전극 조립체의 제조 기기.

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