KR20230117418A - 스위스롤 전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리 및 전기기기 - Google Patents
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Abstract
본 출원 실시예는 스위스롤 전극 어셈블리(22), 배터리 셀(20), 배터리(100), 전기기기, 배터리 셀의 제조방법 및 기기(2000)를 제공하였는 바, 배터리 기술분야에 관한 것이다. 스위스롤 전극 어셈블리(22)는, 양극 자극편(223)을 포함한다. 양극 자극편(223)은 서로 연결된, 양극 러그(2231)가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단(2232)과 상기 양극 러그(2231)가 설치된 양극 스위스롤 연신단(2233)을 포함한다. 양극 스위스롤 시작단(2232)은 적어도 한 바퀴 감긴다.
Description
본 출원은 배터리 기술분야에 관한 것으로, 구체적으로, 스위스롤 전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀의 제조방법 및 기기에 관한 것이다.
현재, 스마트폰, 태블릿PC와 전기 자동차 등의 급격한 발전에 따라, 리튬 이온 배터리의 응용 역시 날마다 광범위해지고 있어, 리튬 이온 배터리에 대해서도 보다 더 높은 요구가 제기된다.
사람들은 배터리 안전 성능을 중시하는 동시에 리튬 배터리가 더욱 좋은 전기적 성능을 구비하기를 바란다. 리튬 석출은 배터리의 전기적 성능과 안전 성능에 영향을 주는 중요한 요소 중의 하나로서, 셀이 일단 리튬 석출되면, 배터리의 전기적 성능이 떨어질 뿐만아니라, 리튬 석출량이 누적됨에 따라, 쉽게 덴드라이드 결정(dendritic crystal)이 형성되는데, 덴드라이드 결정은 분리막을 찔러서 파괴할 수 있어, 배터리 내 단락을 유발하여, 안전 위험을 야기시킨다.
따라서, 배터리에서 리튬 석출되는 위험을 어떻게 효과적으로 방지하거나 줄일 지는, 현재 시급히 해결해야 할 기술적 과제로 되었다.
본 출원 실시예는 스위스롤 전극 어셈블리, 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀의 제조방법 및 기기를 제공하였는 바, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 위험을 줄이도록 한다.
제1 방면에서, 본 출원 실시예는 스위스롤 전극 어셈블리를 제공하였는 바, 이는 양극 자극편을 포함한다. 상기 양극 자극편은 서로 연결된, 양극 러그가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단과 상기 양극 러그가 설치된 양극 스위스롤 연신단을 포함한다. 상기 양극 스위스롤 시작단은 적어도 한 바퀴 감긴다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단에는 양극 러그가 설치되지 않아, 양극 자극편을 감아서 전극 어셈블리를 형성한 후, 양극 스위스롤 시작단에 러그가 없어 직접 양극 스위스롤 시작단의 전류가 도출되는데, 이는 양극 스위스롤 시작단에 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 충전하는 과정에서, 양극 자극편의 내부 저항이 큰 부분의 충전 분극화가 양극 자극편의 내부 저항이 작은 부분보다 클 수 있기에, 풀충전되었을 때, 양극 자극편의 내부 저항이 작은 부분은 상한 전압에 도달하게 되고, 양극 러그가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단은 실제로 상한 전압에 도달하지 못하게 되는데, 양극 자극편의 내부 저항이 작은 부분에 비해, 양극 스위스롤 시작단의 전압을 낮추는 것에 해당되어, 이온이 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 시작단의 길이는 상기 양극 자극편 총 길이의 5% 내지 30%을 차지한다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단의 길이는 양극 자극편 총 길이의 5% 내지 30%을 차지하는 바, 양극 스위스롤 시작단의 길이가 총 길이의 5%보다 작을 때, 양극 스위스롤 시작단의 내부 저항이 명확하게 증가하지 않아, 양극 스위스롤 시작단과 대응되는 전압을 현저하게 낮출 수 없게 되어, 전극 어셈블리 절곡부에서 리튬 석출되는 문제를 현저하게 개선할 수 없다. 양극 스위스롤 시작단의 길이는 양극 자극편 총 길이의 30%을 차지할 때, 와인딩 방향으로 양극 자극편의 첫 번째 양극 러그가 과도하게 승온하여, 열폭주 등 기타 위험을 일으킨다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 시작단의 길이는 상기 양극 자극편 총 길이의 10% 내지 25%을 차지한다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단의 길이는 양극 자극편 총 길이의 10% 내지 25%을 차지하여, 전극 어셈블리의 리튬 석출 문제를 현저하게 개선할 수 있고, 와인딩 방향으로 양극 자극편의 첫 번째 양극 러그가 과도하게 승온하는 위험을 줄일 수도 있다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 시작단의 길이는 상기 양극 자극편 총 길이의 15% 내지 20%을 차지한다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단의 길이는 양극 자극편 총 길이의 15% 내지 20%을 차지하여, 전극 어셈블리의 리튬 석출 문제를 현저하게 개선할 수 있고, 와인딩 방향으로 양극 자극편의 첫 번째 양극 러그가 과도하게 승온하는 위험을 줄일 수도 있다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 연신단에는 다수의 양극 러그가 설치되고, 양극 스위스롤 시작단으로부터 양극 스위스롤 말단까지, 상기 양극 스위스롤 연신단의 첫 번째 양극 러그의 면적이 상기 양극 스위스롤 연신단의 나머지 양극 러그의 면적보다 크다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단으로부터 양극 스위스롤 말단까지, 양극 스위스롤 연신단의 첫 번째 양극 러그는 양극 스위스롤 시작단으로 인한 승온에 견디고, 양극 스위스롤 연신단의 첫 번째 양극 러그의 면적이 양극 스위스롤 연신단의 나머지 양극 러그의 면적보다 커서 양극 스위스롤 시작단의 승온을 효과적으로 낮출 수 있어, 양극 스위스롤 시작단과 양극 스위스롤 연신단의 승온 일치성을 가능한 확보할 수 있다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 시작단으로부터 상기 양극 스위스롤 말단까지, 다수의 상기 양극 러그의 면적이 점차적으로 줄어든다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단으로부터 양극 스위스롤 말단까지, 다수의 양극 러그의 면적이 점차적으로 줄어들어, 다수의 양극 러그가 완전하게 스태킹되지 않고, 양극 러그의 너비방향에서 이상위치가 구비되어, 각 양극 러그마다 외부로 노출되는 면적을 모두 구비하도록 하여, 양극 러그 쪽의 방열 능력을 향상시킨다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 스위스롤 전극 어셈블리는 음극 자극편을 더 포함하고, 상기 양극 러그의 면적은 상기 음극 자극편의 음극 러그의 면적보다 크다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그가 설치되지 않았기에, 양극 자극편이 승온되는 것이 음극 자극편보다 크게 승온될 수 있고, 양극 자극편의 방열 능력은 음극 자극편의 방열 능력보다 작으며, 양극 자극편의 양극 러그의 면적은 음극 자극편의 음극 러그의 면적보다 커서, 양극 자극편의 승온을 효과적으로 줄일 수 있고, 양극 자극편의 방열 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 연신단은 양극 스위스롤 중간단과 양극 스위스롤 마감단을 포함하되, 상기 양극 스위스롤 중간단은 상기 양극 스위스롤 시작단과 상기 양극 스위스롤 마감단 사이에 연결되고, 상기 양극 스위스롤 중간단은 적어도 한 바퀴 감기되, 한 바퀴당 각층의 상기 양극 스위스롤 중간단마다 하나의 양극 러그가 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 한 바퀴당 각층의 양극 스위스롤 중간단마다 하나의 양극 러그가 설치되어, 양극 스위스롤 시작단과 양극 스위스롤 중간단의 내부 저항 차이값을 증가시킬 수 있어, 양극 스위스롤 시작단과 양극 스위스롤 중간단 사이의 전압차를 증가시킬 수 있어, 나아가 양극 스위스롤 시작단의 이온 이탈 난이도를 증가시켜, 더 나아가 양극 스위스롤 시작단이 절곡부에서 리튬 석출되는 위험을 줄였다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 연신단은 양극 스위스롤 중간단과 양극 스위스롤 마감단을 포함하되, 상기 양극 스위스롤 중간단은 상기 양극 스위스롤 시작단과 상기 양극 스위스롤 마감단 사이에 연결되고, 상기 양극 스위스롤 마감단은 적어도 한 바퀴 감기되, 한 바퀴당 상기 양극 스위스롤 마감단마다 하나의 양극 러그가 설치되거나, 또는 상기 양극 스위스롤 마감단에 상기 양극 러그가 설치되지 않는다.
상기 기술적 해결수단에서, 음극 스위스롤 마감단과 양극 스위스롤 마감단의 속박력이 작아, 전극 어셈블리가 반복적으로 팽창, 수축된 후, 음극 스위스롤 마감단과 양극 스위스롤 마감단 사이의 거리는 기타 층의 거리에 비해 크기에, 양극 스위스롤 마감단의 이온이 음극 스위스롤 마감단에 도달하지 못하는 경우를 쉽게 일으켜 리튬이 석출되고, 한 바퀴당 양극 스위스롤 마감단마다 하나의 양극 러그가 설치되거나 또는 양극 스위스롤 마감단에는 양극 러그가 설치되지 않아, 양극 스위스롤 마감단의 이온 이탈 난이도를 증가시킬 수 있어 양극 스위스롤 마감단에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 위험을 줄였다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 스위스롤 전극 어셈블리는 음극 자극편을 더 포함하고, 상기 양극 자극편의 양극 러그 개수는 상기 음극 자극편의 음극 러그 개수보다 적다.
상기 기술적 해결수단에서, 음극 러그 총수가 양극 러그 총수보다 많으면, 음극 자극편의 내부 저항이 양극 자극편의 내부 저항보다 작아, 음극 자극편의 이온 접수 능력이 양극의 이온 이탈 능력보다 우수할 수 있어, 리튬 석출 문제를 보다 더 효과적으로 개선할 수 있다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 연신단은 양극 스위스롤 중간단과 양극 스위스롤 마감단을 포함하고; 상기 스위스롤 전극 어셈블리는 음극 자극편을 더 포함하고, 상기 음극 자극편은 상기 양극 스위스롤 시작단과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 시작단, 상기 양극 스위스롤 중간단과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 중간단과 상기 양극 스위스롤 마감단과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 마감단을 포함하고; 상기 음극 스위스롤 시작단은 적어도 한 바퀴 감기되, 한 바퀴당 각층의 상기 음극 스위스롤 시작단마다 하나의 음극 러그가 설치되고; 및/또는, 상기 음극 스위스롤 중간단은 여러 바퀴 감기되, 한 바퀴당 상기 음극 스위스롤 중간단마다 하나의 음극 러그가 설치되고; 및/또는, 상기 음극 스위스롤 마감단은 적어도 한 바퀴가 감기되, 한 바퀴당 상기 음극 스위스롤 마감단마다 하나의 음극 러그가 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 가장 안쪽의 양극 자극편이 가장 안쪽의 음극 자극편의 주위에 둘러싸이면, 와인딩 방향을 따른 가장 안쪽의 양극 자극편의 길이가 와인딩 방향을 따른 가장 안쪽의 음극 자극편의 길이보다 길어, 가장 안쪽의 양극 자극편에서 이탈될 수 있는 이온의 개수가 가장 안쪽의 음극 자극편이 접수 가능한 이온의 개수보다 많아, 쉽게 리튬 석출되고, 음극 스위스롤 시작단의 한 바퀴당 각층마다 하나의 음극 러그를 설치하여, 음극 스위스롤 마감단의 내부 저항이 작아지도록 하여, 음극 스위스롤 시작단의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 위험을 줄인다. 한 바퀴당 음극 스위스롤 중간단마다 하나의 음극 러그를 설치하여, 음극 스위스롤 중간단의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 위험을 줄인다. 음극 스위스롤 마감단과 양극 스위스롤 마감단 사이의 거리는 기타 층의 거리에 비해 크기에, 양극 스위스롤 마감단의 이온이 음극 스위스롤 마감단에 도달하지 못하는 경우를 쉽게 일으켜 리튬이 석출되고, 한 바퀴당 음극 스위스롤 마감단마다 하나의 음극 러그를 설치하여, 음극 스위스롤 마감단의 내부 저항이 작아지도록 하여, 음극 스위스롤 중간단의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리에서 리튬이 석출되는 위험을 줄인다.
본 출원 제1 방면의 일부 실시예에서, 상기 양극 스위스롤 시작단에는 방열구조가 구비된다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그가 설치되지 않았기에, 양극 스위스롤 시작단의 내부 저항이 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그가 설치된 경우의 내부 저항보다 크면, 양극 스위스롤 시작단이 크게 승온하여, 양극 스위스롤 시작단에 방열구조를 설치하면 양극 스위스롤 시작단의 방열 능력을 향상시킬 수 있다.
제2 방면에서, 본 출원 실시예는 배터리 셀을 제공하였는 바, 이는 케이스와 제1 방면의 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리를 포함하고, 상기 케이스는 수용 챔버를 구비하고; 상기 스위스롤 전극 어셈블리는 상기 수용 챔버 내에 수용된다.
상기 기술적 해결수단에서, 전극 어셈블리의 양극 자극편의 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그를 설치하지 않는 것은, 양극 스위스롤 시작단과 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 이온이 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
제3 방면에서, 본 출원 실시예는 배터리를 제공하였는 바, 이는 박스체와 제2 방면 실시예에서 제공하는 배터리 셀을 포함한다. 상기 배터리 셀은 상기 박스체 내에 수용된다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그를 설치하지 않는 것은, 양극 스위스롤 시작단과 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 가능성이 작아져, 배터리의 안전 성능이 더욱 높아지도록 한다.
제4 방면에서, 본 출원 실시예는 전기기기를 제공하였는 바, 이는 제2 방면의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀을 포함한다.
상기 기술적 해결수단에서, 배터리 셀 내부에서 리튬 석출될 가능성이 작아지면, 배터리 셀의 안전 성능이 높아져, 전기기기의 전기 사용 안전성을 향상시킨다.
제5 방면에서, 본 출원 실시예는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조방법을 제공하였는 바,
양극 자극편을 제공하되, 상기 양극 자극편은 서로 연결된, 양극 러그가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단과 양극 러그가 설치된 양극 스위스롤 연신단을 포함하는 단계;
상기 양극 자극편을 감아서 설치하여, 상기 양극 스위스롤 시작단을 적어도 한 바퀴 감는 단계를 포함한다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단에는 양극 러그가 설치되지 않아, 양극 자극편을 감아서 전극 어셈블리를 형성한 후, 양극 스위스롤 시작단과 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 이온이 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
제6 방면에서, 본 출원 실시예는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조기기를 제공하였는 바, 이는 제공장치와 조립장치를 포함한다. 상기 제공장치는 양극 자극편을 제공하도록 구성되고, 상기 양극 자극편은 서로 연결된, 양극 러그가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단과 양극 러그가 설치된 양극 스위스롤 연신단을 포함하고; 상기 조립장치는 상기 양극 자극편을 감아 상기 양극 스위스롤 시작단을 적어도 한 바퀴 감도록 구성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그가 설치되지 않아, 양극 자극편이 감기면서 전극 어셈블리를 형성한 후, 양극 스위스롤 시작단과 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 이온이 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
본 출원 실시예는 기술적 해결수단을 제공하였는 바, 양극 자극편의 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그를 설치하지 않음으로써, 양극 스위스롤 시작단의 내부 압력이 증가되도록 하여, 이온이 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
본 출원 실시예의 기술적 해결수단을 보다 더 명확하게 설명하기 위해, 이하 실시예에서 사용해야 할 도면에 대해 간단히 소개하는 바, 응당 이해해야 할 것은, 이하 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예만 도시한 것이기에, 범위에 대한 한정으로 보아서는 아니되고, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에 있어서, 진보성 창출에 힘쓰지 않은 전제하에서, 이러한 도면에 의해 기타 관련 도면을 얻을 수도 있다.
도 1은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 차량의 구조 모식도이고;
도 2는 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 배터리의 구조 모식도이고;
도 3은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 다수의 배터리 셀이 매니포울드 부재에 의해 연결되는 모식도이고;
도 4는 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 분해도이고;
도 5는 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 6 은 본 출원의 다른 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 7은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 8은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 9는 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 10은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 11은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 펼쳐진 구조 모식도이고;
도 12는 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 펼쳐진 구조 모식도이고;
도 13은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 펼쳐진 구조 모식도이고;
도 14는 본 출원의 일부 사실에서 제공하는 양극 러그가 적층 설치되는 구조 모식도이고;
도 15는 도 14중의 I쪽의 확대도이고;
도 16은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 구조 모식도이고;
도 17은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조방법의 흐름도이고;
도 18은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조기기의 흐름도이다.
도 1은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 차량의 구조 모식도이고;
도 2는 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 배터리의 구조 모식도이고;
도 3은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 다수의 배터리 셀이 매니포울드 부재에 의해 연결되는 모식도이고;
도 4는 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 분해도이고;
도 5는 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 6 은 본 출원의 다른 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 7은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 8은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 9는 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 10은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 전극 어셈블리의 구조 모식도이고;
도 11은 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 펼쳐진 구조 모식도이고;
도 12는 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 펼쳐진 구조 모식도이고;
도 13은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 펼쳐진 구조 모식도이고;
도 14는 본 출원의 일부 사실에서 제공하는 양극 러그가 적층 설치되는 구조 모식도이고;
도 15는 도 14중의 I쪽의 확대도이고;
도 16은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 양극 자극편의 구조 모식도이고;
도 17은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조방법의 흐름도이고;
도 18은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조기기의 흐름도이다.
본 출원 실시예의 목적, 기술적 해결수단과 우점이 보다 더 명확해지도록 하기 위해, 이하 본 출원 실시예 중의 도면을 결합하여, 본 출원 실시예 중의 기술적 해결수단을 명확하고 완전하게 기술하되, 분명한 것은, 기술되는 실시예는 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 모든 실시예가 아니다. 통상적으로 여기의 도면에 기술되고 도시된 본 출원 실시예의 어셈블리는 각종 상이한 구성으로 배치되고 설계될 수 있다.
따라서, 이하 도면에서 제공하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명은 보호하려는 본 출원의 범위를 한정하지 않고, 단지 본 출원의 선정된 실시예를 나타낸다. 본 출원 중의 실시예에 기반해보면, 본 기술분야의 당업자가 진보성 창출에 힘쓰지 않은 전제하에서 얻은 모든 기타 실시예는 모두 본 출원에서 보호하는 범위에 속할 것이다.
설명할 필요가 있는 것은, 충돌되지 않는 상황에서, 본 출원 중의 실시예 및 실시예 중의 특징은 서로 조합될 수 있다.
주의해야 할 것은, 비슷한 부호와 글자는 하기의 도면에서 유사항으로 표시되기에, 일단 어느 한 항이 하나의 도면에서 정의되면, 뒤이어 나오는 도면에서는 이에 대해 진일보 정의하고 해석할 필요가 없다.
본 출원 실시예에 대해 기술함에 있어서, 설명할 필요가 있는 것은, 지시하는 방향 또는 위치관계는 도면에 도시된 것에 기반한 방향 또는 위치관계이거나, 또는 이 출원 제품이 사용될 때 항상 놓는 방향 또는 위치관계이거나, 또는 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 항상 이해하는 방향 또는 위치관계인 바, 단지 본 출원에 대한 설명의 편리와 설명의 간결화를 위한 것이지, 가리키는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 위치를 구비해야 하고, 특정된 방향으로 구성 및 조작되는 것을 가리키거나 암시하는 것이 아니므로, 본 출원에 대한 한정으로 이해해서는 아니된다. 이밖에, 용어 “제1”, “제2”, “제3”등은 단지 구획 설명을 위한 것일 뿐, 상대적 중요성을 가리키거나 암시하는 것으로 이해해서는 아니된다.
본 출원에 나타난 "다수의"는 두개 이상(두개 포함)을 나타낸다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬이온 이차전지, 리튬이온 일차전지, 리튬황 전지, 나트륨 리튬이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있는 바, 본 출원 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 장방체, 또는 기타 형상을 이룰 수 있는 바, 본 출원 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징하는 방식에 따라 세가지로 구분되는 바, 원기둥형의 배터리 셀, 장방체의 배터리 셀과 소프트 패키지 배터리 셀로 구분되고, 본 출원 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 하나 또는 다수의 배터리 셀을 포함하여 보다 높은 전압과 용량을 제공하도록 하는 단일한 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 또는 다수의 배터리 셀을 패키징하기 위한 박스체를 포함한다. 박스체는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리와 전해액을 포함하되, 전극 어셈블리는 양극 자극편, 음극 자극편과 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주요하게 금속이온에 의해 양극 자극편과 음극 자극편 사이에서 이동하면서 작동한다. 양극 자극편은 양극 전류 집전체와 양극 활성물질층을 포함하고, 양극 활성물질층은 양극 전류 집전체의 표면을 도포하고, 양극 활성물질층을 도포하지 않는 양극 전류 집전체는 양극 활성물질층을 도포하는 전류 집전체에 돌출되고, 양극 활성물질층을 도포하지 않는 전류 집전체는 양극 러그로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 전류 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활성물질은 리튬코발트산화물, 리튬 인산철, 삼원 리튬 또는 리튬 망간산염 등일 수 있다. 음극 자극편은 음극 전류 집전체와 음극 활성물질층을 포함하고, 음극 활성물질층은 음극 전류 집전체의 표면에 도포하고, 음극 활성물질층을 도포하지 않는 전류 집전체는 음극 활성물질층을 도포하는 전류 집전체에 돌출되고, 음극 활성물질층을 도포하지 않는 전류 집전체는 음극 러그로 사용된다. 음극 전류 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활성물질은 흑연, 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 큰 전류가 통과되어 퓨즈가 발생하지 않도록 확보하기 위하여, 양극 러그의 개수는 다수개로 적층되고, 음극 러그의 개수는 다수개로 적층된다. 분리막의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 또는 폴리에틸렌(polyethylene, PE)등일 수 있다. 본 출원 실시예에서, 전극 어셈블리는 스위스롤 구조이다.
배터리 기술의 발전은 동시에 다방면의 디자인 요소를 고려해야 하는 바, 예를 들어, 에너지 밀도, 순환 수명, 방전용량, 충전방전 배율 등 성능 파라미터를 고려해야 하고, 이밖에, 배터리의 안전성도 고려해야 한다. 리튬 석출은 배터리의 전기적 성능과 안전 성능에 영향을 주는 중요한 요소 중의 하나로서, 일단 리튬 석출이 발생하기만 하면, 배터리의 전기적 성능이 떨어질 뿐만 아니라 리튬 석출량이 누적됨에 따라 쉽게 덴드라이드 결정(dendritic crystal)이 형성되는데, 덴드라이드 결정은 분리막을 찔러서 파괴할 수 있어, 배터리 내 단락을 유발하여, 안전 위험을 야기시킨다. 리튬 석출을 야기시키는 원인은 많다.
발명자의 발견에 따르면, 한편으로, 스위스롤 전극 어셈블리에 있어서, 절곡부에서, 와인딩 방향으로, 양극 자극편이 스위스롤 중심 일측에 근접하는 양극 활성물질의 길이는 그 내측에 위치한 음극 자극편의 스위스롤 중심 일측과 멀어지는 음극 활성물질의 길이보다 길어, 양극 자극편에서 이탈되는 이온의 개수가 음극 자극편이 받을 만한 이온의 개수보다 많을 수 있어, 쉽게 리튬 석출을 일으키고; 다른 한편으로, 스위스롤 전극 어셈블리의 제조 공법의 문제로 인하여, 스위스롤 전극 어셈블리의 절곡부에서, 중심의 양극 자극편과 음극 자극편 사이의 간격이 커지면서, 쉽게 리튬이 석출된다. 양극 자극편의 내부 저항 크기는 양극 자극편의 이온 이탈 능력에 중요한 영향을 일으키게 되는데, 양극 자극편의 내부 저항이 클 수록, 양극 자극편 상의 이온 이탈 능력이 점점 떨어지면서, 이온이 양극 자극편에서 이탈되는 난이도가 점점 커져, 리튬 석출될 위험이 점점 줄어들고, 반대로, 양극 자극편의 내부 저항이 작을 수록, 양극 자극편 상의 이온 이탈 능력이 점점 강해지면서, 이온이 양극 자극편에서 이탈되는 난이도가 점점 작아져, 리튬 석출될 위험이 점점 커진다. 음극 자극편의 내부 저항 크기는 음극 자극편의 이온 접수 능력에 중요한 영향을 일으키게 되는데, 음극 자극편의 내부 저항이 클 수록, 음극 자극편의 이온 접수 능력이 점점 떨어져, 리튬 석출될 위험이 점점 커지고, 반대로, 음극 자극편의 내부 저항이 점점 작을 수록, 음극 자극편 이온 접수 능력이 점점 강해져, 리튬 석출될 위험이 점점 줄어든다.
이를 감안하여, 본 출원 실시예는 기술적 해결수단을 제공하였는 바, 양극 자극편의 양극 스위스롤 시작단에 양극 러그를 설치하지 않음으로써, 양극 스위스롤 시작단의 내부 압력이 증가되도록 하여, 이온이 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
본 출원 실시예에 기술되는 기술적 해결수단은 배터리 및 배터리를 사용하는 전기기기에 적용된다.
전기기기는 차량, 핸드폰, 휴대용 기기, 노트북, 선박, 우주설비, 전동 장난감과 전동공구 등등일 수 있다. 차량은 연료차, 천연가스 자동차 또는 신재생 에너지 자동차일 수 있고, 신재생 에너지 자동차는 순수 전기자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있고; 우주설비는 비행기, 로켓, 우주 왕복선과 우주선 등등을 포함하고; 전동 장난감은 고정식 또는 이동식 전동 장난감을 포함하되, 예를 들어, 게임기, 전동 자동차 장난감, 전동 선박 장난감과 전동 비행기 장난감 등등이고; 전동공구는 금속 절삭 전동공구, 연마 전동공구, 조립 전동공구와 철도용 전동공구를 포함하되, 예를 들어, 전기드릴, 전동 연마기, 전동 스패너, 전동 드라이버, 전기 해머, 충격 드릴, 콘크리트 진동기와 전기 대패 등등이다. 본 출원 실시예는 상기 전기기기에 대해 특별히 한정하지 않는다.
이하 실시예는 설명의 편리를 위해, 전기기기가 차량인 것을 예로 들어 설명한다.
도 1을 참조해보면, 도 1은 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 차량(1000)의 구조 모식도이다. 차량(1000)의 내부에는 배터리(100)가 설치되고, 배터리(100)는 차량(1000)의 저부 또는 헤드부 또는 미부에 설치될 수 있다. 배터리(100)는 차량(1000)의 전력 공급을 위한 것일 수 있는 바, 예를 들어, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1000)은 컨트롤러(200)와 모터(300)를 더 포함할 수 있고, 컨트롤러(200)는 모터(300)에 전력 공급하도록 배터리(100)를 제어하기 위한 것인 바, 예를 들어, 차량(1000)의 시동, 네비게이션과 운행시의 동작 전력 사용의 수요에 사용된다.
본 출원 일부 실시예에서, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용가능할 뿐만 아니라, 차량(1000)의 구동 전원으로도 사용가능하여, 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1000)에 구동 동력을 제공한다.
도 2를 참조해보면, 도 2는 본 출원 일부 실시예에서 제공하는 배터리(100)의 구조 모식도이다. 배터리(100)는 박스체(10)와 배터리 셀(20)을 포함하고, 배터리 셀(20)은 박스체(10) 내에 수용된다.
박스체(10)는 배터리 셀(20)에 수용공간(11)을 제공하기 위한 것이다. 일부 실시예에서, 박스체(10)는 제1 부분(12)과 제2 부분(13)을 포함할 수 있고, 제1 부분(12)과 제2 부분(13)은 서로 덮을 수 있어, 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 수용공간(11)을 한정하도록 한다. 물론, 제1 부분(12)과 제2 부분(13)의 연결 부분은 실링부재(미도시)에 의해 밀봉될 수 있되, 실링부재는 실링 링(sealing ring), 실런트(sealant)등일 수 있다.
제1 부분(12)과 제2 부분(13)은 다양한 형상일 수 있되, 이를테면, 장방체, 원기둥체 등이다. 제1 부분(12)은 일측이 개방된 공심 구조일 수 있고, 제2 부분(13) 역시 일측이 개방된 공심 구조일 수 있으며, 제2 부분(13)의 개방측이 제1 부분(12)의 개방측에 덮히면, 수용공간(11)을 구비하는 박스체(10)가 형성된다. 물론, 제1 부분(12)은 일측이 개방된 공심 구조이고, 제2 부분(13)은 판상 구조일 수도 있으며, 제2 부분(13)이 제1 부분(12)의 개방측에 덮히면, 수용공간(11)을 구비하는 박스체(10)가 형성된다.
배터리(100)에서, 배터리 셀(20)은 하나일 수도 있고, 다수개일 수도 있다. 배터리 셀(20)이 다수개일 경우, 다수의 배터리 셀(20) 사이는 직렬연결 또는 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형일 수 있고, 직렬병렬 혼합형은 다수의 배터리 셀(20)에 직렬연결도 있고 병렬연결도 있다는 것을 의미한다. 다수의 배터리 셀(20) 사이는 직렬연결 또는 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형으로 연결된 후, 다수의 배터리 셀(20)로 구성된 전체를 통째로 박스체(10)내에 수용하고; 물론, 다수의 배터리 셀(20)이 먼저 직렬연결 또는 병렬연결 또는 직렬연결 혼합형으로 배터리 모듈을 구성할 수도 있고, 다수의 배터리 모듈을 다시 직렬연결 또는 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형으로 하나의 전체를 형성하여, 박스체(10)내에 수용한다. 배터리 셀(20)은 원기둥체, 편평체, 장방체 또는 기타 형상 등을 이룰 수 있다. 도 2는 배터리 셀(20)이 장방체인 경우를 예시적으로 도시하였다.
도 3을 참조해보면, 일부 실시예에서, 배터리(100)는 매니포울드 부재(30)를 더 포함할 수 있고, 다수의 배터리 셀(20) 사이는 매니포울드 부재(30)에 의해 전기적으로 연결될 수 있어, 다수의 배터리 셀(20)의 직렬연결 또는 병렬연결 또는 직렬연결 혼합형을 구현하도록 한다.
도 4를 참조해보면, 배터리 셀(20)은 케이스(21), 전극 어셈블리(22)와 엔드 캡 어셈블리(23)를 포함할 수 있다. 케이스(21)는 개구(211)와 수용 챔버(미도시)를 구비한다. 전극 어셈블리(22)는 수용 챔버 내에 수용되고, 엔드 캡 어셈블리(23)는 개구(211)를 밀봉 커버하기 위한 것이다.
케이스(21)는 다양한 형상일 수 있되, 이를테면, 원기둥체, 장방체 등이다. 케이스(21)의 형상은 전극 어셈블리(22)의 구체적인 형상에 의해 결정된다. 이를테면, 전극 어셈블리(22)가 원기둥체 구조일 경우, 케이스(21)는 원기둥체 구조로 선택 사용될 수 있고; 전극 어셈블리(22)가 장방체 구조일 경우, 케이스(21)는 장방체 구조로 선택 사용될 수 있다. 도 4는 케이스(21)와 전극 어셈블리(22)가 장방체인 경우를 예시적으로 도시하였다.
케이스(21)의 재질은 여러가지일 수도 있되, 이를테면, 동, 구리, 알루미늄, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등일 수 있고, 본 출원 실시예는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
엔드 캡 어셈블리(23)는 케이스(21)의 개구(211)를 밀봉 커버하기 위한 것으로서, 밀폐된 수용 챔버(미도시)가 형성되도록 하고, 수용 챔버는 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 것이다. 수용공간(11)은 예를 들어 전해액과 같은 전해질을 수용하기 위한 것이기도 하다. 엔드 캡 어셈블리(23)는 전극 어셈블리(22)의 전기적 에너지를 출력하는 부재로서, 엔드 캡 어셈블리(23) 중의 전극 단자는 전극 어셈블리(22)와 전기적으로 연결되기 위한 것인 바, 즉 전극 단자는 전극 어셈블리(22)의 러그와 전기적으로 연결되되, 이를테면, 전극 단자와 러그는 어댑터(미도시)에 의해 연결되어, 전극 단자와 러그의 전기적 연결을 구현하도록 한다.
설명할 필요가 있는 것은, 케이스(21)의 개구(211)는 하나일 수도 있고, 두개일 수도 있다. 케이스(21)의 개구(211)는 하나이고, 엔드 캡 어셈블리(23) 역시 하나일 수 있으며, 엔드 캡 어셈블리(23) 중에는 두개의 전극 단자를 설치가능한 바, 두개의 전극 단자는 각각 전극 어셈블리(22)의 양극 러그(2231)와 음극 러그(2244)에 전기적으로 연결되기 위한 것이고, 엔드 캡 어셈블리(23) 중의 두개의 전극 단자는 각각 양극 전극 단자와 음극 전극 단자이다. 케이스(21)의 개구(211)가 두개일 경우, 이를테면, 두개의 개구(211)는 케이스(21)의 마주하는 양측에 설치되고, 엔드 캡 어셈블리(23) 역시 두개일 수 있는 바, 두개의 엔드 캡 어셈블리(23)는 각각 케이스(21)의 두개의 개구(211) 쪽을 덮는다. 이러한 상황에서, 하나의 엔드 캡 어셈블리(23) 중의 전극 단자가 양극 전극 단자일 수 있어, 전극 어셈블리(22)의 양극 러그(2231)와 전기적으로 연결되기 위한 것이고; 또 다른 엔드 캡 어셈블리(23) 중의 전극 단자는 음극 전극 단자일 수 있어, 전극 어셈블리(22)의 음극 자극편(224)과 전기적으로 연결되기 위한 것이다.
엔드 캡 어셈블리(23)는 엔드 캡(231), 제1 전극 단자(232), 제2 전극 단자(233)와 압력 방출 기구(234)를 포함할 수 있다.
제1 전극 단자(232)는 엔드 캡(231)에 장착되고; 제2 전극 단자(233)는 엔드 캡(231)에 장착된다. 압력 방출 기구(234)는 엔드 캡(231)에 설치되고, 압력 방출 기구(234)는 제1 전극 단자(232)와 제2 전극 단자(233) 사이에 위치하고, 압력 방출 기구(234)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 배터리 셀(20)의 내부의 압력을 방출하도록 구성된다.
엔드 캡 어셈블리(23) 중의 엔드 캡(231)은 케이스(21)의 개구(211)를 밀봉 커버하기 위한 것이다. 엔드 캡(231)은 다양한 형상일 수 있되, 이를테면 원형, 직사각형 등이다. 엔드 캡(231)의 형상은 케이스(21) 형상에 의해 결정되는 바, 케이스(21)가 원기둥체 구조일 경우, 원형 엔드 캡(231)을 선택 사용할 수 있고; 케이스(21)가 장방체 구조일 경우, 직사각형 엔드 캡(231)을 선택 사용할 수 있다.
본 출원 실시예는 장방체의 스위스롤 전극 어셈블리(22)로 관련 구조에 대해 소개한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전극 어셈블리(22)는 곧음부(221)와 두개의 마주하여 배치되는 절곡부(222)를 구비하고, 전극 어셈블리의 너비방향(A)에 따라, 곧음부(221)의 양단은 각각 두개의 절곡부(222)와 연결된다.
일부 실시예에서, 전극 어셈블리(22)는 양극 자극편(223)을 포함하고, 양극 자극편(223)은 서로 연결된, 양극 러그(2231)가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 러그(2231)가 설치된 양극 스위스롤 연신단(2233)을 포함한다. 양극 스위스롤 시작단(2232)은 적어도 한 바퀴 감긴다.
각 갈래의 양극 자극편(223)은 하나의 내부 저항과 등가적이고, 각 양극 러그(2231)는 두 갈래의 양극 자극편(223)과 대응되는 내부 저항과 병렬되는 것에 해당되고, 병렬회로의 내부 저항은 직렬회로의 내부 저항보다 작다. 각 갈래의 양극 자극편(223)은 하기와 같이 이해가능한 바, 한 바퀴의 양극 자극편(223)마다 하나의 러그가 있으면, 한 바퀴의 양극 자극편(223)마다 하나의 내부 저항과 등가적이거나, 또는, 한 바퀴의 양극 자극편(223)의 각층 마다 하나의 러그가 있으면, 각층의 양극 자극편(223)마다 하나의 내부 저항과 등가적이다. 양극 스위스롤 시작단(2232)에는 양극 러그(2231)가 설치되지 않고, 양극 스위스롤 연신단(2233)에는 양극 러그(2231)가 설치되어, 양극 자극편(223)이 감기면서 전극 어셈블리(22)를 형성한 후, 양극 스위스롤 시작단(2232)에 러그가 없어 직접 양극 스위스롤 시작단(2232)의 전류가 도출되는데, 이는 양극 스위스롤 시작단(2232)에 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 충전하는 관정에서, 양극 자극편(223)의 내부 저항이 큰 부분의 충전 분극화가 양극 자극편(223)의 내보 저항이 작은 부분보다 클 수 있기에, 풀충전되었을 때, 양극 자극편(223)의 내부 저항이 작은 부분은 상한 전압에 도달하게 되고, 양극 러그(2231)가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단(2232)은 실제로 상한 전압에 도달하지 못하게 되는데, 양극 자극편(223)의 내부 저항이 작은 부분에 비해, 양극 스위스롤 시작단(2232)의 전압을 낮추는 것에 해당되어, 이온이 양극 스위스롤 시작단(2232)에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단(2232)에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었고, 다시 말하자면, 적어도 가장 안쪽의 양극 자극편(223)의 내부 저항이 커지도록 하여, 가장 안쪽의 양극 자극편(223)의 이온 이탈 능력을 향상시킬 수 있고, 절곡부(222)쪽의 리튬 석출 위험을 줄여, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 위험을 줄였다.
양극 자극편(223)은 양극 시작단(2234)과 양극 스위스롤 말단(2235)을 구비하고, 양극 시작단(2234)은 양극 자극편(223)의 스위스롤 시작 위치로서, 양극 시작단(2234)은 양극 스위스롤 시작단(2232)에 위치하고, 양극 스위스롤 말단(2235)은 양극 자극편(223)의 스위스롤 종료 위치로서, 양극 스위스롤 말단(2235)은 양극 스위스롤 연신단(2233)에 위치한다. 양극 자극편(223)이 와인딩 완료 후, 양극 스위스롤 시작단(2232)은 양극 스위스롤 연신단(2233)에 비해 스위스롤 중심축과 더욱 근접하다. 양극 스위스롤 시작단(2232)은 제1 연결단을 더 구비하고, 양극 스위스롤 연신단(2233)은 제2 연결단을 더 구비하고, 양극 스위스롤 시작단(2232)은 제1 연결단에 의해 양극 스위스롤 연신단(2233)의 제2 연결단과 연결되어, 양극 자극편(223)의 제1 연결위치(2236)를 형성하도록 한다.
양극 스위스롤 시작단(2232)은 양극 시작단(2234)으로부터 와인딩 방향(B)으로 연신되는 일부분으로서, 가장 멀리 양극 자극편(223)의 첫 번째 양극 러그(2231) 쪽으로 연신될 수 있고, 와인딩 방향(B)으로, 양극 자극편(223)의 첫 번째 양극 러그(2231)의 전체는 양극 스위스롤 연신단(2233)에 위치된다. 와인딩 방향(B)으로, 양극 자극편(223)의 첫 번째 양극 러그(2231)는, 와인딩 방향(B)으로 마주치는 첫 번째 양극 러그(2231)를 의미한다. 간편한 설명 및 도면 도시를 위해, 양극 자극편(223)의 와인딩 방향(B)으로 마주치는 첫 번째 양극 러그(2231)를 제1 양극 러그(2231a)로 정의한다.
계속하여 도 5를 참조해보면, 일부 실시예에서, 양극 스위스롤 연신단(2233)은 양극 스위스롤 중간단(22331)과 양극 스위스롤 마감단(22332)을 포함하고, 양극 스위스롤 중간단(22331)은 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 스위스롤 마감단(22332) 사이에 연결되고, 양극 스위스롤 중간단(22331)은 적어도 한 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 각층의 양극 스위스롤 중간단(22331)마다 하나의 양극 러그(2231)가 설치된다. 제1 양극 러그(2231a)는 양극 스위스롤 중간단(22331)에 위치된다. 한 바퀴당 각층의 양극 스위스롤 중간단(22331)마다 하나의 양극 러그(2231)가 설치되고, 한 바퀴당 각층의 양극 스위스롤 중간단(22331)마다 하나의 양극 러그(2231)가 설치되어, 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 스위스롤 중간단(22331)의 내부 저항 차이값을 증가시킬 수 있어, 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 스위스롤 중간단(22331) 사이의 전압차를 증가시킬 수 있어, 나아가 양극 스위스롤 시작단(2232)의 이온 이탈 난이도를 증가시켜, 더 나아가 양극 스위스롤 시작단(2232)이 절곡부(222)에서 리튬 석출되는 위험을 줄였다.
양극 스위스롤 연신단(2233)의 제2 연결단은 양극 스위스롤 중간단(22331)에 위치하고, 양극 스위스롤 연신단(2233)은 제3 연결단과 제4 연결단을 더 포함하되, 제3 연결단은 양극 스위스롤 중간단(22331)에 위치하고, 제4 연결단은 양극 스위스롤 마감단(22332)에 위치하며, 양극 스위스롤 중간단(22331)은 제2 연결단에 의해 양극 스위스롤 시작단(2232)의 제1 연결단과 연결되어 양극 자극편(223)의 제1 연결위치(2236)를 형성하고, 양극 스위스롤 중간단(22331)은 제3 연결단에 의해 양극 스위스롤 마감단의 제4 연결단과 연결되어 양극 자극편(223)의 제2 연결위치(2237)를 형성한다.
양극 자극편(223)의 한 바퀴는, 양극 시작단(2234)으로부터 시작하여 와인딩 방향(B)으로 스위스롤 축선을 에돌아 360°로 한 바퀴 도는 것을 의미한다. 한 바퀴는 두층을 포함하되, 두층의 구획은 두께 중심면(P)를 계선으로 할 수 있어, 두께 중심면(P)는 임의의 한 바퀴의 양극 자극편(223)을 그 양측에 위치하는 두층으로 구획한다. 전극 어셈블리(22)의 스위스롤 축선은 두께 중심면(P)과 평행되고, 전극 어셈블리의 두께방향(C)는 두께 중심면(P)과 수직된다. 한 바퀴당 각층의 양극 스위스롤 중간단(22331)마다 하나의 양극 러그(2231)가 설치되는데, 양극 스위스롤 중간단(22331)이 감기면서 다수의 완전한 고리를 형성한다면, 양극 스위스롤 중간단(22331)의 양극 러그(2231)의 개수는 짝수개이고, 양극 스위스롤 중간단(22331)이 감기면서 하나의 불완전한 고리를 형성한다면, 양극 스위스롤 중간단(22331)의 양극 러그(2231)의 개수는 홀수일 수 있다. 도면에 간편하게 도시하기 위해, 양극 스위스롤 중간단(22331)에서 제1 양극 러그(2231a)를 제외한 기타 양극 러그(2231)를 제2 양극 러그(2231b)로 정의한다.
일부 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 양극 스위스롤 중간단(22331)은 한 바퀴당 하나의 양극 러그(2231)를 설치할 수 있되, 이 러그는 곧 제1 양극 러그(2231a)이다.
음극 스위스롤 마감단(2243)과 양극 스위스롤 마감단(22332)의 속박력이 작아, 전극 어셈블리가 반복적으로 팽창, 수축된 후, 양극 스위스롤 마감단(22332)과 이와 대응되는 음극 스위스롤 마감단(2243) 사이의 거리는 기타 층의 거리에 비해 크기에, 양극 스위스롤 마감단(22332)의 이온이 음극 스위스롤 마감단(2243)에 도달하지 못하는 경우를 쉽게 일으켜 리튬이 석출된다.
이에 기반하여, 도 6을 참조해보면, 일부 실시예에서, 양극 스위스롤 연신단(2233)은 양극 스위스롤 중간단(22331)과 양극 스위스롤 마감단(22332)을 포함하고, 양극 스위스롤 중간단(22331)은 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 스위스롤 마감단(22332) 사이에 연결되고, 양극 스위스롤 마감단(22332)은 적어도 한 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 양극 스위스롤 마감단(22332)마다 하나의 양극 러그(2231)(도 6 중의 제3 양극 러그(2231c))가 설치되어, 양극 스위스롤 마감단(22332)의 내부 저항이 작아지도록 하여, 양극 스위스롤 마감단(22332)의 이온 이탈 난이도를 증가시킬 수 있어, 양극 스위스롤 마감단(22332)에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 위험을 줄였다. 도면에 간단하게 도시하기 위해, 양극 스위스롤 중간단(22331)의 양극 러그(2231)를 제2 양극 러그(2231b)로 정의하고, 양극 스위스롤 마감단(22332)의 양극 러그(2231)를 제3 양극 러그(2231c)로 정의한다.
물론, 도 7에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 양극 스위스롤 마감단(22332)에는 양극 러그(2231)가 설치되지 않는다. 양극 스위스롤 마감단(22332)의 내부 저항을 증가시킬 수도 있어, 양극 스위스롤 마감단(22332)의 이온 이탈 난이도를 증가시켜, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
이에 기반하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 양극 스위스롤 연신단(2233)은 양극 스위스롤 중간단(22331)과 양극 스위스롤 마감단(22332)을 포함하고; 스위스롤 전극 어셈블리(22)는 음극 자극편(224)을 더 포함하고, 음극 자극편(224)은 양극 스위스롤 시작단(2232)과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 시작단(2241), 양극 스위스롤 중간단(22331)과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 중간단(2242)과 양극 스위스롤 마감단(22332)과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 마감단(2243)을 포함하고; 음극 스위스롤 시작단(2241)은 적어도 한 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 각층의 음극 스위스롤 시작단(2241)마다 하나의 음극 러그(2244)가 설치된다. 음극 스위스롤 시작단(2241)의 한 바퀴당 각층마다 하나의 음극 러그(2244)가 설치되어, 음극 스위스롤 마감단(2243)의 내부 저항이 작아지도록 하여, 음극 스위스롤 시작단(2241)의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 위험이 줄어드는데, 다시 말하자면, 적어도 가장 안쪽의 음극 자극편(224)의 내부 저항이 작아지도록 하여, 가장 안쪽의 음극 자극편(224)의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 위험이 줄어든다. 도면에 간편하게 도시하기 위해, 음극 스위스롤 시작단(2241)의 음극 러그(2244)를 제1 음극 러그(2244a)로 정의하고, 음극 스위스롤 중간단(2242)의 음극 러그(2244)를 제2 음극 러그(2244b)로 정의하고, 음극 스위스롤 마감단(2243)의 음극 러그(2244)를 제3 음극 러그(2244c)로 정의한다.
양극 스위스롤 시작단(2232)과 음극 스위스롤 시작단(2241)이 대응되게 설치되는 것은, 양극 스위스롤 시작단(2232)과 그 내측의 음극 자극편(224)이 대응되는 것을 의미하고, 양극 스위스롤 마감단(22332)과 음극 스위스롤 마감단(2243)이 대응되게 설치되는 것은, 음극 스위스롤 마감단(2243)과 그 내측의 양극 자극편(223)이 대응되는 것을 의미한다.
음극 자극편(224)은 음극 시작단(2245)과 음극 스위스롤 말단(2246)을 구비하고, 음극 시작단(2245)은 음극 자극편(224)의 스위스롤 시작 위치로서, 음극 시작단(2245)은 음극 스위스롤 시작단(2241)에 위치하고, 음극 스위스롤 말단(2246)은 음극 자극편(224)의 스위스롤 종료 위치로서, 음극 스위스롤 말단(2246)은 음극 스위스롤 마감단(2243)에 위치한다. 음극이 와인딩 완료된 후, 음극 스위스롤 시작단(2241)은 음극 스위스롤 중간단(2242)과 음극 스위스롤 마감단(2243)에 비해 스위스롤 중심축과 더욱 근접하다. 음 스위스롤 시작단은 제5 연결단을 더 구비하고, 음극 스위스롤 마감단(2243)은 제6 연결단을 더 구비하고, 음극 스위스롤 중간단(2242)은 제7 연결단과 제8 연결단을 더 구비하고, 음 스위스롤 시작단은 제5 연결단에 의해 음극 스위스롤 중간단(2242)의 제7 연결단과 연결되어, 음극 자극편(224)의 제3 연결위치(2247)를 형성하도록 하고, 음극 스위스롤 마감단은 제6 연결단에 의해 음극 스위스롤 중간단(2242)의 제8 연결단과 연결되어, 음극 자극편(224)의 제4 연결위치(2248)를 형성하도록 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 음극 스위스롤 시작단(2241)은 한 바퀴마다 하나의 음극 러그(2244)를 설치한다. 기타 실시예에서, 음극 스위스롤 시작단(2241) 상의 음극 러그(2244)는 기타 배치 방식을 사용할 수도 있다.
양극 스위스롤 시작단(2232)에 정적극얼(2231)가 설치되지 않았기에, 와인딩 방향(B)으로, 전극 어셈블리(22)에서 나타난 첫 번째 러그는 음극 스위스롤 시작단(2241) 상에 위치하는 첫 번째 음극 러그(2244)이다.
계속하여 도 9를 참조해보면, 일부 실시예에서, 음극 스위스롤 중간단(2242)은 여러 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 음극 스위스롤 중간단(2242)마다 하나의 음극 러그(2244)(도 9 중의 제2 음극 러그(2244b))가 설치되어, 음극 스위스롤 중간단(2242)의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 위험이 줄어든다. 다른 실시예에서, 음극 스위스롤 중간단(2242) 역시 한 바퀴당 각층마다 하나의 음극 러그(2244)(도 9 중의 제2 음극 러그(2244b))를 모두 설치할 수 있다.
계속하여 도 9를 참조해보면, 일부 실시예에서, 음극 스위스롤 마감단(2243)은 적어도 한 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 음극 스위스롤 마감단(2243)마다 하나의 음극 러그(2244)(도 9 중의 제3 음극 러그(2244c))가 설치되어, 음극 스위스롤 시작단(2241)의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 위험이 줄어든다. 다른 실시예에서, 음극 스위스롤 마감단(2243) 역시 한 바퀴당 각층마다 하나의 음극 러그(2244)를 모두 설치할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 음극 스위스롤 시작단(2241)은 적어도 한 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 각층 음극 스위스롤 시작단(2241)마다 하나의 음극 러그(2244)(도 10 중의 제1 음극 러그(2244a))가 설치된다. 음극 스위스롤 중간단(2242)은 적어도 한 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 음극 스위스롤 중간단(2242)마다 하나의 음극 러그(2244)(도 10 중의 제2 음극 러그(2244b))가 설치된다. 음극 스위스롤 마감단(2243)은 적어도 한 바퀴 감기는데, 한 바퀴당 각층 음극 스위스롤 마감단(2243)마다 하나의 음극 러그(2244)(도 10 중의 제3 음극 러그(2244c))가 설치되고, 음극 스위스롤 마감단(2243)과 양극 스위스롤 마감단(22332) 사이의 거리는 기타 층의 거리에 비해 크기에, 양극 스위스롤 마감단(22332)의 이온이 음극 스위스롤 마감단(2243)에 도달하지 못하는 경우를 쉽게 일으켜 리튬이 석출되고, 한 바퀴당 각층 음극 스위스롤 마감단(2243)마다 하나의 음극 러그(2244)가 설치되어, 음극 스위스롤 마감단(2243)의 내부 저항이 작아지도록 하여, 음극 스위스롤 중건단의 이온 접수 능력을 향상시킬 수 있어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 위험이 줄어든다. 양극 스위스롤 시작단(2232)에는 양극 러그(2231)가 설치되지 않고, 양극 스위스롤 중간단의 한 바퀴당 각층마다 하나의 양극 러그(도 10 중의 제1 양극 러그(2231a)와 제2 양극 러그(2231b))가 설치되고, 양극 스위스롤 마감단(22332)에는 양극 러그(2231)가 설치되지 않는다.
일부 실시예에서, 전극 어셈블리(22)는 분리막(225)을 더 포함하되, 분리막(225)은 양극 자극편(223)과 음극 자극편(224)을 이격시키기 위한 것으로서, 양극 자극편(223)과 음극 자극편(224)이 직접적으로 접촉되어, 단락을 일으키는 것을 방지한다.
일부 실시예에서, 양극 스위스롤 시작단(2232)의 길이는 양극 자극편(223) 총 길이의 5% 내지 30%을 차지한다. 양극 스위스롤 시작단(2232)의 길이가 총 길이의 5%보다 작을 때, 양극 스위스롤 시작단(2232)의 내부 저항이 명확하게 증가하지 않아, 양극 스위스롤 시작단(2232)과 대응되는 전압을 현저하게 낮출 수 없게 되어, 전극 어셈블리(22) 절곡부(222)에서 리튬 석출되는 문제를 현저하게 개선할 수 없다. 양극 스위스롤 시작단(2232)의 길이는 양극 자극편(223) 총 길이의 30%을 차지할 때, 와인딩 방향(B)으로 양극 자극편(223)의 첫 번째 양극 러그(2231)가 과도하게 승온하여, 열폭주 등 기타 위험을 일으킨다.
설명할 필요가 있는 것은, 양극 자극편(223) 총 길이는, 와인딩 방향(B)으로, 양극 자극편(223)이 양극 시작단(2234)으로부터 양극 스위스롤 말단(2235) 까지의 부분의 사이즈를 의미한다. 양극 스위스롤 시작단(2232)의 길이는, 와인딩 방향(B)으로, 양극 자극편(223)이 양극 시작단(2234)으로부터 제1 양극 러그(2231a) 까지의 부분의 사이즈를 의미한다.
일부 실시예에서, 양극 스위스롤 시작단(2232)의 길이는 양극 자극편(223) 총 길이의 10% 내지 25%을 차지하여, 전극 어셈블리(22)의 리튬 석출 문제를 현저하게 개선할 수 있고, 와인딩 방향(B)으로 향하는 양극 자극편(223)의 첫 번째 양극 러그(2231)가 과도하게 승온하는 위험을 줄일 수도 있다.
일부 실시예에서, 양극 스위스롤 시작단(2232)의 길이는 양극 자극편(223) 총 길이의 10% 내지 20%을 차지하여, 전극 어셈블리(22)의 리튬 석출 문제를 현저하게 개선할 수 있고, 와인딩 방향(B)으로 양극 자극편(223)의 제1 양극 러그(2231)가 과도하게 승온하는 위험을 줄일 수도 있다. 또한 양극 러그(2231)가 설치된 양극 스위스롤 연신단(2233)에 적합한 길이를 구비하도록 하여, 적당한 개수의 양극 러그(2231)를 설치할 수 있어, 오리피스 면적을 확보하도록 한다.
일부 실시예에서, 양극 스위스롤 연신단(2233)에는 다수의 양극 러그(2231)가 설치되고, 양극 스위스롤 시작단으로부터 양극 스위스롤 말단(2235)까지, 양극 스위스롤 연신단(2233)의 첫 번째 양극 러그(2231)의 면적이 양극 스위스롤 연신단(2233)의 나머지 양극 러그(2231)의 면적보다 크다. 다시 말하자면, 와인딩 방향(B)으로, 제1 양극 러그(2231a)의 면적이 다수의 양극 러그(2231)중에서 제1 양극 러그(2231a)를 제외한 기타 양극 러그(2231)의 면적보다 크다. 와인딩 방향(B)으로, 양극 스위스롤 연신단(2233)의 첫 번째 양극 러그는 양극 스위스롤 시작단(2232)으로 인한 승온에 견디고, 양극 스위스롤 연신단(2233)의 첫 번째 양극 러그(2231)의 면적이 양극 스위스롤 연신단(2233)의 나머지 양극 러그(2231)의 면적보다 커서 양극 스위스롤 시작단(2232)의 승온을 효과적으로 낮출 수 있어, 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 스위스롤 연신단(2233)의 승온 일치성을 가능한 확보할 수 있다.
나머지 양극 러그(2231)는 첫 번째 양극 러그(2231)를 제외한 기타 양극 러그(2231)를 의미한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 양극 러그(2231a)의 너비 사이즈는 나머지 양극 러그(2231)의 너비 사이즈보다 크고, 제1 양극 러그(2231a)의 높이 사이즈는 나머지 양극 러그(2231)의 높이 사이즈와 같아, 제1 양극 러그(2231a)의 면적이 나머지 양극 러그(2231)의 면적보다 크도록 한다. 양극 러그(2231)의 너비 사이즈는 양극 러그(2231)가 와인딩 방향(B) 상에서의 사이즈이고, 양극 러그(2231)의 높이 사이즈는 양극 자극편(223)의 너비방향 상에서의 사이즈이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 양극 러그(2231a)의 높이 사이즈는 나머지 양극 러그(2231) 높이 사이즈보다 크고, 제1 양극 러그(2231a)의 너비 사이즈는 나머지 양극 러그(2231)의 너비 사이즈와 같아, 제1 양극 러그(2231a)의 면적이 나머지 양극 러그(2231)의 면적보다 크도록 한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 양극 러그(2231a)의 너비 사이즈는 나머지 양극 러그(2231)의 너비 사이즈보다 크고, 제1 양극 러그(2231a)의 높이 사이즈는 나머지 양극 러그(2231) 높이 사이즈보다 크며, 제1 양극 러그(2231a)의 면적은 나머지 양극 러그(2231)의 면적보다 크다.
나머지 양극 러그(2231)의 면적은 같거나 다를 수 있다. 일부 실시예에서, 와인딩 방향(B)으로, 나머지 양극 러그(2231)의 면적이 점차적으로 줄어든다. 즉 양극 시작단(2234)으로부터 양극 스위스롤 말단(2235)(즉 와인딩 방향(B)으로)까지, 다수의 양극 러그(2231)의 면적이 점차적으로 줄어드는데, 이러한 양극 자극편(223)은 와인딩된 후, 도 14, 도 15에 도시된 바와 같이, 양극 러그(2231)가 적층 설치되고, 다수의 양극 러그(2231)의 면적이 점차적으로 줄어들어, 다수의 양극 러그(2231)가 완전하게 스태킹(stacking)되지 않고, 양극 러그(2231)의 너비방향에서 이상위치(malposition)가 구비되어, 각 양극 러그(2231)마다 외부로 노출되는 면적을 모두 구비하도록 하여, 양극 러그(2231)쪽의 방열 능력을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 스위스롤 전극 어셈블리(22)는 음극 자극편(224)을 더 포함하고, 양극 러그(2231)의 면적은 음극 자극편(224)의 음극 러그(2244)의 면적보다 크다. 양극 스위스롤 시작단(2232)에 양극 러그(2231)가 설치되지 않았기에, 양극 자극편(223)이 승온되는 것이 음극 자극편(224)보다 크게 승온될 수 있고, 양극 자극편(223)의 방열 능력은 음극 자극편(224)의 방열 능력보다 작으며, 양극 자극편(223)의 양극 러그(2231)의 면적은 음극 자극편(224)의 음극 러그(2244)의 면적보다 커서, 양극 자극편(223)의 승온을 효과적으로 줄일 수 있고, 양극 자극편(223)의 방열 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 양극 스위스롤 시작단(2232)에는 방열구조(22321)가 구비된다. 양극 스위스롤 시작단(2232)에 양극 러그(2231)가 설치되지 않았기에, 양극 스위스롤 시작단(2232)의 내부 저항이 양극 스위스롤 시작단(2232)에 양극 러그(2231)가 설치된 경우의 내부 저항보다 크면, 양극 스위스롤 시작단(2232)이 크게 승온하여, 양극 스위스롤 시작단(2232)에 방열구조(22321)를 설치하면 양극 스위스롤 시작단(2232)의 방열 능력을 향상시킬 수 있다.
방열구조(22321)는 양극 스위스롤 시작단(2232)에 설치되어 양극 자극편(223)에 활성 물질층이 도포된 전류 집전체의 너비방향의 적어도 일측에 연결되고, 방열구조(22321)는 활성 물질층에 돌출된 돌기이고, 방열구조(22321)의 높이 사이즈는 양극 러그(2231)의 높이 사이즈보다 작고, 방열구조(22321)는 어댑터(미도시)와 연결되지 않아 오리피스에 참여하지 않고, 양극 러그(2231)에 의해서만 어댑터(미도시) 또는 전극 단자와 전기적으로 연결되어, 전류가 인출되도록 한다.
일부 실시예에서, 음극 스위스롤 시작단(2241)은 방열구조(22321)를 설치할 수도 있어, 음극 스위스롤 시작단(2241)의 방열구조(22321)의 구조는 양극 스위스롤 시작단(2232) 상의 방열구조(22321)를 참조할 수 있다.
일부 실시예에서, 스위스롤 전극 어셈블리(22)는 음극 자극편(224)을 더 포함하고, 양극 자극편(223)의 양극 러그(2231) 개수는 음극 자극편(224)의 음극 러그(2244) 개수보다 적다. 음극 러그(2244) 총수가 양극 러그(2231) 총수보다 많으면, 음극 자극편(224)의 내부 저항이 양극 자극편(223)의 내부 저항보다 작아, 음극 자극편(224)의 이온 접수 능력이 양극의 이온 이탈 능력보다 우수할 수 있어, 리튬 석출 문제를 보다 더 효과적으로 개선할 수 있다.
설명할 필요가 있는 것은, 본 출원 실시예에서, 도면에 간편하게 도시하기 위해, 양극 러그(2231)와 음극 러그(2244)에 있어서, 양극 러그(2231)가 전극 어셈블리의 두께방향(C)에서 양극 자극편(223)을 초과하고 음극 러그(2244)가 전극 어셈블리의 두께방향(C)에서 음극 자극편(224)을 초과하는데, 이는 전극 어셈블리의 두께방향(C)에서의 양극 러그(2231)와 음극 러그(2244)의 사이즈를 한정하지 않는다.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 출원 실시예는 스위스롤 전극 어셈블리(22)의 제조방법을 제공하였는 바,
양극 자극편(223)을 제공하되, 상기 양극 자극편(223)은 서로 연결된, 양극 러그(2231)가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 러그(2231)가 설치된 양극 스위스롤 연신단(2233)을 포함하는 단계(S100); 및
양극 자극편(223)을 감아서 설치하여 양극 스위스롤 시작단(2232)을 적어도 한 바퀴 감는 단계(S200)를 포함한다.
양극 스위스롤 시작단(2232)에는 양극 러그(2231)가 설치되지 않아, 양극 자극편(223)이 감기면서 전극 어셈블리(22)를 형성한 후, 양극 스위스롤 시작단(2232)과 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 이온이 양극 스위스롤 시작단(2232)에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단(2232)에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 출원 실시예는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조기기(2000)를 제공하였는 바, 스위스롤 전극 어셈블리의 제조기기(2000)는 제공장치(2100)와 조립장치(2200)를 포함한다. 제공장치(2100)는 양극 자극편(223)을 제공하도록 구성되고, 양극 자극편(223)은 서로 연결된, 양극 러그(2231)가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단(2232)과 양극 러그(2231)가 설치된 양극 스위스롤 연신단(2233)을 포함하고; 조립장치(2200)는 양극 자극편(223)을 감아 양극 스위스롤 시작단(2232)을 적어도 한 바퀴 감도록 구성된다.
양극 스위스롤 시작단(2232)에는 양극 러그(2231)가 설치되지 않아, 양극 자극편(223)이 감기면서 전극 어셈블리(22)를 형성한 후, 양극 스위스롤 시작단(2232)과 대응되는 내부 저항을 증가시키는 것에 해당되어, 이온이 양극 스위스롤 시작단(2232)에서 이탈되는 난이도를 증가시켜, 양극 스위스롤 시작단(2232)에서 이탈되는 이온의 개수가 감소되어, 전극 어셈블리(22)에서 리튬 석출되는 가능성을 낮추었다.
이상 내용은 본 출원의 바람직한 실시예일 뿐, 본 출원을 한정하지 않고, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 본 출원은 다양한 변경과 변화를 이룰 수 있다. 본 출원의 정신과 원칙 안에서 이루어진 어떠한 수정, 등가적 대체, 개선 등이든지, 모두 본 출원의 보호 범위 내에 속해야 할 것이다.
1000-차량; 100-배터리 및 ; 10-박스체; 11-수용공간; 12-제1 부분; 13-제2 부분; 20-배터리 셀; 21-케이스; 211-개구; 22-전극 어셈블리; 221-곧음부; 222-절곡부; 223-양극 자극편; 2231-양극 러그; 2231a-제1 양극 러그; 2231b-제2 양극 러그; 2231c-제3 양극 러그; 2232-양극 스위스롤 시작단; 22321-방열구조; 2233-양극 스위스롤 연신단; 22331-양극 스위스롤 중간단; 22332-양극 스위스롤 마감단; 2234-양극 시작단; 2235-양극 스위스롤 말단; 2236-제1 연결위치; 2237-제2 연결위치; 224-음극 자극편; 2241-음극 스위스롤 시작단; 2242-음극 스위스롤 중간단; 2243-음극 스위스롤 마감단; 2244-음극 러그; 2244a-제1 음극 러그; 2244b-제2 음극 러그; 2244c-제3 음극 러그; 2245-음극 시작단; 2246-음극 스위스롤 말단; 2247-제3 연결위치; 2248-제4 연결위치; 225-분리막 ; 23-엔드 캡 어셈블리; 231-엔드 캡; 232-제1 전극 단자; 233-제2 전극 단자; 234-압력 방출 기구; 30-매니포울드 부재; 200-컨트롤러; 300-모터; 2000-스위스롤 전극 어셈블리의 제조기기; 2100-제공장치; 2200-조립장치; A-전극 어셈블리의 너비방향; B-와인딩 방향; C-전극 어셈블리의 두께방향; P-두께 중심면.
Claims (15)
- 양극 자극편을 포함하되;
상기 양극 자극편은 서로 연결된, 양극 러그가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단과 상기 양극 러그가 설치된 양극 스위스롤 연신단을 포함하고;
상기 양극 스위스롤 시작단은 적어도 한 바퀴 감기는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 양극 스위스롤 시작단의 길이는 상기 양극 자극편 총 길이의 5% 내지 30%을 차지하고;
선택가능한 것은, 상기 양극 스위스롤 시작단의 길이는 상기 양극 자극편 총 길이의 10% 내지 25%을 차지하고;
선택가능한 것은, 상기 양극 스위스롤 시작단의 길이는 상기 양극 자극편 총 길이의 15% 내지 20%을 차지하는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 양극 스위스롤 연신단에는 다수의 양극 러그가 설치되고, 양극 스위스롤 시작단으로부터 양극 스위스롤 말단까지, 상기 양극 스위스롤 연신단의 첫 번째 양극 러그의 면적은 상기 양극 스위스롤 연신단의 나머지 양극 러그의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제3항에 있어서,
상기 양극 스위스롤 시작단으로부터 상기 양극 스위스롤 말단까지, 다수의 상기 양극 러그의 면적은 점차적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 스위스롤 전극 어셈블리는 음극 자극편을 더 포함하고, 상기 양극 러그의 면적은 상기 음극 자극편의 음극 러그의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 양극 스위스롤 연신단은 양극 스위스롤 중간단과 양극 스위스롤 마감단을 포함하고, 상기 양극 스위스롤 중간단은 상기 양극 스위스롤 시작단과 상기 양극 스위스롤 마감단 사이에 연결되고, 상기 양극 스위스롤 중간단은 적어도 한 바퀴 감기되, 한 바퀴당 각층의 양극 스위스롤 중간단마다 하나의 양극 러그가 설치되는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 양극 스위스롤 연신단은 양극 스위스롤 중간단과 양극 스위스롤 마감단을 포함하고, 상기 양극 스위스롤 중간단은 양극 스위스롤 시작단과 상기 양극 스위스롤 마감단 사이에 연결되고, 상기 양극 스위스롤 마감단은 적어도 한 바퀴 감기되, 한 바퀴당 상기 양극 스위스롤 마감단마다 양극 러그가 설치되거나, 또는 상기 양극 스위스롤 마감단에 상기 양극 러그가 설치되지 않는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 스위스롤 전극 어셈블리는 음극 자극편을 더 포함하고, 상기 양극 자극편의 양극 러그 개수는 상기 음극 자극편의 음극 러그 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 양극 스위스롤 연신단은 양극 스위스롤 중간단과 양극 스위스롤 마감단을 포함하고;
상기 스위스롤 전극 어셈블리는 음극 자극편을 더 포함하고, 상기 음극 자극편은 상기 양극 스위스롤 시작단과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 시작단, 상기 양극 스위스롤 중간단과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 중간단과 상기 양극 스위스롤 마감단과 대응되게 설치되는 음극 스위스롤 마감단을 포함하고;
상기 음극 스위스롤 시작단은 적어도 한 바퀴 감기되, 한 바퀴당 각층의 상기 음극 스위스롤 시작단마다 하나의 음극 러그가 설치되고; 및/또는,
상기 음극 스위스롤 중간단은 여러 바퀴 감기되, 한 바퀴당 상기 음극 스위스롤 중간단마다 하나의 음극 러그가 설치되고; 및/또는,
상기 음극 스위스롤 마감단은 적어도 한 바퀴가 감기되, 한 바퀴당 상기 음극 스위스롤 마감단마다 하나의 음극 러그가 설치되는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 양극 스위스롤 시작단에는 방열구조가 구비되는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리. - 수용 챔버가 구비되는 케이스; 및
상기 수용 챔버 내에 수용되는 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 따른 스위스롤 전극 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀. - 박스체;
상기 박스체 내에 수용되는 제11항에 따른 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제11항에 따른 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기.
- 양극 자극편을 제공하되, 상기 양극 자극편은 서로 연결된, 양극 러그가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단과 양극 러그가 설치된 양극 스위스롤 연신단을 포함하는 단계; 및
상기 양극 자극편을 감아서 설치하여, 상기 양극 스위스롤 시작단을 적어도 한 바퀴 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조방법. - 양극 자극편을 제공하되, 상기 양극 자극편은 서로 연결된, 양극 러그가 설치되지 않은 양극 스위스롤 시작단과 상기 양극 러그이 설치된 양극 스위스롤 연신단을 포함하도록 구성된 제공장치; 및
상기 양극 자극편을 감아서 상기 양극 스위스롤 시작단을 적어도 한 바퀴 감도록 구성되는 조립장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위스롤 전극 어셈블리의 제조기기.
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