KR20240115880A - 전극 코어, 배터리 장치 및 전자 디바이스 - Google Patents
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Abstract
전극 코어, 배터리 장치 및 전자 디바이스가 제공된다. 전극 코어는 음극 시트, 음극 탭 및 양극 시트를 포함한다. 상기 음극 시트는 음극 집전체 및 상기 음극 집전체에 부착된 음극 활성 재료를 포함한다. 상기 음극 활성 재료 상에 음극 탭 홈이 제공된다. 상기 음극 탭은 상기 음극 탭 홈에 배치된다. 상기 양극 시트는 양극 집전체 및 상기 양극 집전체에 부착된 양극 활성 재료를 포함한다. 상기 양극 활성 재료에는 상기 음극 탭 홈에 대향되게 배치되는 제1 홈이 마련되고, 상기 음극 시트 상에서 상기 제1 홈의 투영은 상기 음극 탭 홈 내에 위치한다.
Description
본 개시내용은 2022년 3월 25일자로 출원되고 발명의 명칭이 "ELECTRODE CORE, BATTERY APPARATUS, AND ELECTRONIC DEVICE"인 중국 특허 출원 제202220680683.X호의 우선권 및 이익을 주장한다. 전술한 출원의 전체 내용은 참고로 본 명세서에 포함된다.
본 개시내용은 전력 공급 장치 기술 분야에 관한 것으로, 특히, 전극 코어, 배터리 장치 및 전자 디바이스에 관한 것이다.
리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도, 큰 비전력, 양호한 사이클 성능, 비메모리 효과(no memory effect), 무공해 등의 특성을 갖는 2차 배터리이며, 모바일 폰, 모바일 노트북 컴퓨터, 하이브리드 차량들, 전기 차량들, 태양광 발전 시스템들 등의 분야에서 널리 사용되고 있다. 리튬-이온 배터리는 통상적으로 전극 코어 및 배터리 하우징과 같은 부품들을 포함한다. 전극 코어는 배터리 하우징 내부에 배치된다. 전극 코어는 양극 시트, 음극 시트 및 분리막을 포함한다. 분리막은 양극 시트와 음극 시트 사이에 위치한다.
양극 및 음극 시트들은 일반적으로 전극 탭, 집전체 및 집전체에 부착된 코팅을 포함한다. 코팅이 부착되지 않은 집전체의 부분은 블랭크 포일 영역을 형성한다. 전극 탭은 블랭크 포일 영역에 용접된다. 블랭크 포일 영역 내에 노출되는 집전체는, 통상적으로 버(burrs)를 갖는다. 버는 분리막을 뚫고 다른 전극 시트의 코팅과 접촉하게 되는데 이는 배터리에서 단락을 일으키기 쉽다.
특히, 양극 집전체 또는 양극 탭과 만충전된 음극 활성 재료 간의 단락에 의한 결과가 가장 심각하다. 이 경우, 리튬-이온 배터리는 단기간에 가장 많은 양의 열을 방출하며, 이는 폭발을 일으키기 가장 쉽다.
따라서, 전술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 기술적 솔루션을 제공하는 것이 필요하다.
본 개시내용의 일 목적은 전극 코어의 신규한 기술적 솔루션을 제공하는 것이다.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 상기 전극 코어는 음극 시트, 음극 탭 및 양극 시트를 포함한다. 상기 음극 시트는 음극 집전체 및 상기 음극 집전체에 부착된 음극 활성 재료를 포함한다. 상기 음극 활성 재료 상에 음극 탭 홈이 마련된다. 상기 음극 탭은 상기 음극 탭 홈에 배치된다. 상기 양극 시트는 양극 집전체 및 상기 양극 집전체에 부착된 양극 활성 재료를 포함한다. 상기 양극 활성 재료 상에 제1 홈이 마련된다. 상기 제1 홈은 상기 음극 탭 홈에 대향되게 배치된다. 또한, 상기 음극 시트 상에서 상기 제1 홈의 투영은 상기 음극 탭 홈 내에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 전극 코어는 분리막을 더 포함한다. 상기 분리막은 상기 양극 시트와 상기 음극 시트 사이에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 음극 활성 재료 상에 제2 홈이 더 마련된다. 상기 제2 홈과 상기 음극 탭 홈은 상기 음극 집전체의 양측에 대칭으로 배치된다. 상기 양극 활성 재료 상에 제3 홈이 마련된다. 상기 제3 홈은 상기 제2 홈에 대향되게 배치된다. 또한, 상기 음극 시트 상에서 상기 제3 홈의 투영은 상기 제2 홈 내에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 전극 코어는, 상기 음극 탭 홈의 하단에 접착되어 상기 음극 탭 홈의 측부 상의 상기 음극 활성 재료로 연장되거나, 상기 음극 탭의 상부 표면에 접착되어 상기 음극 탭 홈의 측부 상의 상기 음극 활성 재료로 연장되는 제1 절연 접착제 층; 상기 제1 홈의 하단에 접착되어 상기 제1 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장되는 제2 절연 접착제 층; 상기 제2 홈의 하단에 접착되어 상기 제2 홈의 측부 상의 상기 음극 활성 재료로 연장되는 제3 절연 접착제 층; 및 상기 제3 홈의 하단에 접착되어 상기 제3 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장되는 제4 절연 접착제 층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 홈은 제1 좌측 벽 및 제1 우측 벽을 포함하는 관통 홈이다. 상기 제2 절연 접착제 층은 상기 제1 좌측 벽 상에 배치된 제2 좌측 절연 접착제 층 및 상기 제1 우측 벽 상에 배치된 제2 우측 절연 접착제 층을 포함한다. 상기 제2 좌측 절연 접착제 층과 상기 제2 우측 절연 접착제 층은 제1 홈의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 상기 제2 좌측 절연 접착제 층과 상기 제2 우측 절연 접착제 층은 상기 제1 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된다. 추가적으로/대안적으로, 상기 제3 홈은 제3 좌측 벽 및 제3 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 상기 제4 절연 접착제 층은 상기 제3 좌측 벽 상에 배치된 제4 좌측 절연 접착제 층과 상기 제3 우측 벽 상에 배치된 제4 우측 절연 접착제 층을 포함한다. 상기 제4 좌측 절연 접착제 층과 상기 제4 우측 절연 접착제 층은 상기 제3 홈의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 상기 제4 좌측 절연 접착제 층과 상기 제4 우측 절연 접착제 층은 상기 제3 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
일 실시예에서, 상기 전극 코어는 양극 탭을 더 포함한다. 상기 양극 활성 재료 상에 양극 탭 홈이 마련된다. 상기 양극 탭은 상기 양극 탭 홈에 배치된다. 상기 음극 활성 재료 상에 제4 홈이 마련된다. 상기 제4 홈은 상기 양극 탭 홈과 대향되게 배치된다. 또한, 상기 음극 시트 상에서 상기 양극 탭 홈의 투영은 상기 제4 홈 내에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 양극 활성 재료에 제5 홈이 더 마련된다. 상기 제5 홈과 상기 양극 탭 홈은 상기 양극 집전체의 양측에 대칭으로 배치된다. 또한, 상기 음극 활성 재료에 제6 홈이 마련된다. 상기 제6 홈은 상기 제5 홈에 대향되게 배치된다. 또한, 상기 음극 시트 상에서 상기 제5 홈의 투영은 상기 제6 홈 내에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 전극 코어는 제5 절연 접착제 층, 제6 절연 접착제 층, 제7 절연 접착제 층, 및 제8 절연 접착제 층을 더 포함한다. 상기 제5 절연 접착제 층은 상기 양극 탭 홈의 하단에 접착되며, 상기 양극 탭 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장된다. 대안적으로, 상기 제5 절연 접착제 층은 상기 양극 탭의 상부 표면에 접착되어 상기 양극 탭 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장된다. 상기 제6 절연 접착제 층은 상기 제4 홈의 하단에 접착되어 상기 제4 홈의 측부 상의 상기 음극 활성 재료로 연장된다. 상기 제7 절연 접착제 층은 상기 제5 홈의 하단에 접착되어 상기 제5 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장된다. 상기 제8 절연 접착제 층은 상기 제6 홈의 하단에 접착되어 상기 제6 홈의 측부 상의 상기 음극 활성 재료로 연장된다.
일 실시예에서, 상기 제4 홈은 제4 좌측 벽 및 제4 우측 벽을 포함하는 관통 홈이다. 상기 제6 절연 접착제 층은 상기 제4 좌측 벽 상에 배치되는 제6 좌측 절연 접착제 층과 상기 제4 우측 벽 상에 배치되는 제6 우측 절연 접착제 층을 포함한다. 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 상기 제6 우측 절연 접착제 층은 상기 제4 홈의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 상기 제6 우측 절연 접착제 층은 상기 제4 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된다. 추가적으로/대안적으로, 상기 제6 홈은 제6 좌측 벽 및 제6 우측 벽을 포함하는 관통 홈이다. 상기 제8 절연 접착제 층은 상기 제6 좌측 벽 상에 배치되는 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제6 우측 벽 상에 배치되는 제8 우측 절연 접착제 층을 포함한다. 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층은 상기 제6 홈의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층은 상기 제6 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
일 실시예에서, 상기 음극 탭 홈, 상기 제1 홈, 상기 제2 홈 및 상기 제3 홈의 중심축들은 동일 선상에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 양극 탭 홈, 상기 제4 홈, 상기 제5 홈 및 상기 제6 홈의 중심축들은 동일 선상에 위치할 수 있다.
본 개시내용의 제2 양태에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 상기 전극 코어는 양극 시트, 양극 탭 및 음극 시트를 포함한다. 상기 양극 시트는 양극 집전체 및 상기 양극 집전체에 부착된 양극 활성 재료를 포함한다. 상기 양극 활성 재료 상에 양극 탭 홈이 마련된다. 상기 양극 탭은 상기 양극 탭 홈에 배치된다. 상기 음극 시트는 음극 집전체 및 상기 음극 집전체에 부착된 음극 활성 재료를 포함한다. 상기 음극 활성 재료 상에 제4 홈이 마련된다. 상기 제4 홈은 상기 양극 탭 홈에 대향되게 배치된다. 또한, 상기 음극 시트 상에서 상기 양극 탭 홈의 투영은 상기 제4 홈 내에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 양극 활성 재료에 제5 홈이 더 마련된다. 상기 제5 홈과 상기 양극 탭 홈은 상기 양극 집전체의 양측에 대칭으로 배치된다. 상기 음극 활성 재료 상에 제6 홈이 마련된다. 상기 제6 홈은 상기 제5 홈에 대향되게 배치된다. 또한, 상기 음극 시트 상에서 상기 제5 홈의 투영은 상기 제6 홈 내에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 전극 코어는, 상기 양극 탭 홈의 하단에 접착되어 상기 양극 탭 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장되거나, 상기 양극 탭의 상부 표면에 접착되어 상기 양극 탭 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장되는 제5 절연 접착제 층; 상기 제4 홈의 하단에 접착되어 상기 제4 홈의 측부 상의 상기 음극 활성 재료로 연장되는 제6 절연 접착제 층; 상기 제5 홈의 하단에 접착되어 상기 제5 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료로 연장되는 제7 절연 접착제 층; 및 상기 제6 홈의 하단에 접착되어 상기 제6 홈의 측부 상의 상기 음극 활성 재료로 연장되는 제8 절연 접착제 층을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제4 홈은 제4 좌측 벽 및 제4 우측 벽을 포함하는 관통 홈이다. 상기 제6 절연 접착제 층은 상기 제4 좌측 벽 상에 배치되는 제6 좌측 절연 접착제 층과 상기 제4 우측 벽 상에 배치되는 제6 우측 절연 접착제 층을 포함한다. 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 상기 제6 우측 절연 접착제 층은 상기 제4 홈의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 상기 제6 우측 절연 접착제 층은 상기 제4 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된다. 추가적으로/대안적으로, 상기 제6 홈은 제6 좌측 벽 및 제6 우측 벽을 포함하는 관통 홈이다. 상기 제8 절연 접착제 층은 상기 상기 제6 좌측 벽 상에 배치되는 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제6 우측 벽 상에 배치되는 제8 우측 절연 접착제 층을 포함한다. 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층은 상기 제6 홈의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층은 상기 제6 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
본 개시내용의 제3 양태에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 상기 전극 코어는, 양극 집전체 및 상기 양극 집전체에 부착된 양극 활성 재료를 포함하고, 상기 양극 집전체에는 상기 양극 활성 재료가 부착되지 않는 적어도 하나의 제1 함몰 영역이 마련되고, 상기 적어도 하나의 제1 함몰 영역에 양극 탭이 배치되는 양극 시트; 음극 집전체 및 상기 음극 집전체에 부착된 음극 활성 재료를 포함하고, 상기 음극 집전체에는 상기 음극 활성 재료가 부착되지 않는 적어도 하나의 제2 함몰 영역이 마련되고, 상기 제2 함몰 영역에는 음극 탭이 배치되지 않고, 상기 제2 함몰 영역은 상기 제1 함몰 영역에 대향되게 배치되는 음극 시트; 및 상기 양극 시트와 상기 음극 시트 사이에 위치하는 분리막을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 음극 시트 상에서 상기 제1 함몰 영역의 투영은 상기 제2 함몰 영역의 범위 내에 위치한다. 상기 제2 함몰 영역의 면적은 상기 제1 함몰 영역의 면적보다 크다. 상기 제1 함몰 영역 중 버가 발생될 수 있는 영역은 상기 제2 함몰 영역의 범위 내에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 제1 함몰 영역들은 상기 양극 집전체에 대해 대칭으로 배치된다. 상기 양극 탭은 상기 제1 함몰 영역들 중 어느 하나에 배치된다.
제1 절연 재료 접착제 층이 더 포함되고, 상기 적어도 하나의 제1 함몰 영역은 상기 제1 절연 재료 접착제 층에 의해 부착되고, 및/또는
제2 절연 재료 접착제 층이 더 포함되고, 상기 적어도 하나의 제2 함몰 영역은 상기 제2 절연 재료 접착제 층에 의해 부착된다.
일 실시예에서, 상기 양극 시트 상의 양극 홈의 하단부는 상기 제1 함몰 영역이고, 상기 제1 절연 재료 접착제 층은 상기 제1 함몰 영역에 고정되어 상기 양극 홈의 측부로 연장되고; 및/또는
상기 음극 시트 상의 음극 홈의 하단부는 상기 제2 함몰 영역이고, 상기 제2 절연 재료 접착제 층은 상기 제2 함몰 영역에 고정되어 상기 음극 홈의 측부로 연장된다.
일 실시예에서, 상기 제1 절연 재료 접착제 층은 상기 제1 함몰 영역을 덮고; 및/또는
상기 제2 절연 재료 접착제 층은 상기 제2 함몰 영역을 덮는다.
일 실시예에서, 상기 양극 홈의 측부는 다수의 면을 포함하고, 상기 제1 절연 재료 접착제 층은 상기 각 면 상에 배치되고, 상이한 면 상의 상기 제1 절연 재료 접착제 층들은 독립적으로 배치되고; 및/또는
상기 음극 홈의 측부는 다수의 면을 포함하고, 상기 제2 절연 재료 접착제 층은 상기 각 면 상에 배치되고, 상이한 면 상의 상기 제2 절연 재료 접착제 층들은 서로 독립적으로 배치된다.
일 실시예에서, 상기 제1 함몰 영역에 위치하는 상기 다수의 제1 절연 재료 접착제 층들의 부분들은 중첩 방식으로 배치되고; 및/또는
상기 제2 함몰 영역에 위치하는 다수의 제2 절연 재료 접착제 층들의 부분들은 중첩 방식으로 배치된다.
일 실시예에서, 상기 제1 함몰 영역에 위치하는 다수의 제1 절연 재료 접착 층들의 부분들은 둘러싸서 서브블랭크 영역을 형성하고; 및/또는
상기 제2 함몰 영역에 위치하는 다수의 제2 절연 재료 접착제 층들의 부분들은 둘러싸서 서브블랭크 영역을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 제1 절연 재료 접착제 층 및 상기 제2 절연 재료 접착제 층 중 적어도 하나는 단면 테이프, 고온 접착제, 또는 절연 필름이거나; 또는
상기 제1 절연 재료 접착제 층 및 상기 제2 절연 재료 접착제 층 중 적어도 하나는 양면 테이프 또는 핫멜트 접착제이다. 상기 제1 절연 재료 접착제 층 및 상기 제2 절연 재료 접착제 층 중 적어도 하나는 서로 다른 접착 강도를 가지는 제1 접착면 및 제2 접착면을 포함한다. 제1 접착면은 분리막에 접착된다. 상기 제1 접착면의 접착 강도는 상기 제2 접착면의 접착 강도보다 크다.
일 실시예에서, 상기 제1 함몰 영역은 폭 방향으로 상기 양극 시트를 관통하거나; 또는
상기 양극 활성 재료는 폭 방향으로 상기 양극 시트의 일 측에 노치를 구비하고, 상기 노치는 상기 제1 함몰 영역을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 제2 함몰 영역은 폭 방향으로 음극 시트를 관통하거나; 또는
상기 음극 활성 재료는 폭 방향으로 상기 음극 시트의 일 측에 노치를 구비하고, 상기 노치는 상기 제2 함몰 영역을 형성한다.
본 개시내용의 제4 양태에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 상기 전극 코어는, 집전체 및 상기 집전체의 표면에 부착된 활성 재료를 포함하고, 상기 활성 재료의 표면에 홈이 제공되며, 상기 홈은 하단부 및 서로 대향되게 배치된 제1 측벽부 및 제2 측벽부를 포함하고, 상기 활성 재료는 상기 홈의 하단부에 부착되지 않는 제1 전극 시트; 상기 하단부에 접착되어 상기 제1 측벽부 상의 상기 활성 재료로 연장되는 제1 절연 접착제; 및 상기 하단부에 접착되어 상기 제2 측벽부 상의 상기 활성 재료로 연장되는 제2 절연 접착제를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 절연 접착제는 상기 제1 측벽부로부터 상기 활성 재료의 표면까지 연장된다.
제2 절연 접착제는 제2 측벽부로부터 상기 활성 재료의 표면까지 연장된다.
일 실시예에서, 상기 하단부에 위치하는 상기 제1 절연 접착제와 상기 제2 절연 접착제의 부분들은 중첩 방식으로 배치된다.
일 실시예에서, 상기 하단부에 위치하는 상기 제1 절연 접착제 및 상기 제2 절연 접착제의 부분들은 이격된다.
일 실시예에서, 상기 하단부에 전극 탭이 배치되고, 상기 전극 탭은 상기 제1 절연성 접착제와 상기 제2 절연성 접착제가 이격된 영역에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 활성 재료의 표면까지 연장하는 상기 제1 절연 접착제 부분의 길이는 0.5mm 이상이다.
상기 활성 재료의 표면까지 연장하는 상기 제2 절연 접착제 부분의 길이는 0.5mm 이상이다.
일 실시예에서, 상기 홈은 폭 방향으로 상기 집전체의 일측을 대면하는 개방 홈이고, 상기 제1 측벽부와 상기 제2 측벽부 사이에 연결된 제3 측벽부를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 측벽부는 상기 개방 홈의 개구부에 대향한다.
상기 전극 코어는 제3 절연 접착제를 더 포함한다. 제3 절연 접착제는 상기 하단부에 접착되어 상기 제3 측벽부 상의 상기 활성 재료로 연장된다.
일 실시예에서, 상기 제1 절연 접착제 및 상기 제2 절연 접착제 중 적어도 하나는 단면 테이프, 고온 접착제, 절연 필름, 양면 테이프, 또는 핫멜트 접착제일 수 있다.
일 실시예에서, 제2 전극 시트 및 분리막이 더 포함된다. 상기 분리막은 제1 전극 시트와 제2 전극 시트 사이에 위치한다. 상기 제2 전극 시트 상에 전극 탭 홈이 마련되고, 상기 전극 탭 홈 내에 전극 탭이 배치된다. 상기 전극 코어는 상기 전극 탭 홈을 덮는 제3 절연 접착제를 더 포함한다. 상기 홈은 상기 전극 탭 홈에 대향되게 배치된다.
본 개시내용의 제5 양태에 따르면, 배터리 장치가 제공된다. 배터리 장치는 전술한 전극 코어를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 배터리 장치는 하우징을 더 포함하고, 상기 전극 코어는 상기 하우징 내에 수용된다.
본 개시내용의 제6 양태에 따르면, 전자 디바이스가 제공된다. 상기 전자 디바이스는 전술한 배터리 장치를 포함한다.
본 개시내용의 실시예들에 있어서, 음극 시트 상에서 양극 활성 재료에 마련된 제1 홈의 투영이 음극 탭 홈 내에 위치함으로써, 음극 탭 홈과 제1 홈 상의 버(burr), 덴드라이트 등이 분리막을 뚫고 분리막의 타측에 도달하더라도, 버, 덴드라이트 등이 음극 시트 상의 음극 활성 재료와 접촉할 확률이 작다. 이러한 배열 방식을 통해, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험이 상당히 감소된다. 전극 코어의 사용 안전성이 크게 향상된다.
본 개시내용의 다른 특징 및 이점은 도면을 참조하여 설명되는 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 대한 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 개시내용의 실시예들을 보여주며, 본 명세서와 함께 본 개시내용의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
도 1은 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 상면도이다.
도 3은 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 측면도이다.
도 4는 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 상면도이다.
도 5는 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 측면도이다.
도 6은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 상면도이다.
도 8은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 측면도이다.
도 9는 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 저면도이다.
도 10은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 상면도이다.
도 11은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 측면도이다.
도 12는 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 저면도이다.
도 13은 본 개시내용의 제2 솔루션의 제2 실시예에 따른 전극 코어의 부분도이다.
도 14는 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 15는 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 상면도이다.
도 16은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제2 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 17은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 측면도이다.
도 18은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제3 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 19는 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제4 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 20은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제5 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 1은 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 상면도이다.
도 3은 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 측면도이다.
도 4는 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 상면도이다.
도 5는 본 개시내용의 제1 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 측면도이다.
도 6은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 상면도이다.
도 8은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 측면도이다.
도 9는 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 저면도이다.
도 10은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 상면도이다.
도 11은 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 측면도이다.
도 12는 본 개시내용의 제2 솔루션의 일 실시예에 따른 음극 시트의 저면도이다.
도 13은 본 개시내용의 제2 솔루션의 제2 실시예에 따른 전극 코어의 부분도이다.
도 14는 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 15는 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 상면도이다.
도 16은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제2 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 17은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 양극 시트의 측면도이다.
도 18은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제3 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 19는 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제4 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
도 20은 본 개시내용의 제3 솔루션의 일 실시예에 따른 제5 유형의 전극 코어의 개략적인 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시내용의 다양한 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다. 달리 명시되지 않는 한, 실시예들에서 설명된 컴포넌트들 및 단계의 상대적 배치, 수치 표현, 및 값들은 본 개시내용의 범위를 제한하지 않는다는 것에 유의해야 한다.
실제로, 적어도 하나의 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명은 단지 예시적인 것이며, 결코 본 개시내용 및 본 개시내용의 적용 또는 사용에 대한 임의의 제한을 구성하지 않는다.
당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 기술 및 장치는 상세하게 설명되지 않을 수 있으며, 그러한 기술 및 장치는 적절한 경우 본 명세서의 일부로 간주될 것이다.
본 명세서에서 도시되고 논의되는 모든 예들에서, 임의의 특정 값은 단지 예로서 해석되어야 하고 제약으로서 해석되어서는 안 된다. 따라서, 예시적인 실시예들의 다른 예들은 상이한 값들을 가질 수 있다.
첨부 도면의 유사한 참조 기호 또는 문자는 유사한 항목을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 하나의 첨부 도면에 아이템이 정의되면, 그 아이템은 후속 첨부 도면들에서 추가로 논의될 필요가 없다.
<제1 솔루션>
본 개시내용의 일 실시예에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 코어는 음극 시트(12), 음극 탭(104) 및 양극 시트(11)를 포함한다. 음극 시트(12)는 음극 집전체(102) 및 음극 집전체(102)에 부착된 음극 활성 재료(106)를 포함한다. 상기 음극 활성 재료(106)에는 음극 탭 홈(111)이 마련된다. 음극 탭 홈(111)에는 음극 탭(104)이 배치된다. 양극 시트(11)는 양극 집전체(101) 및 양극 집전체(101)에 부착된 양극 활성 재료(105)를 포함한다. 상기 양극 활성 재료(105)에는 제1 홈(112)이 마련된다. 제1 홈(112)은 음극 탭 홈(111)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제1 홈(112)의 투영은 음극 탭 홈(111) 내에 위치한다.
상기 전극 코어는 분리막(107)을 더 포함한다. 분리막(107)은 양극 시트(11)와 음극 시트(12) 사이에 위치한다.
전극 코어는 권선 구조 또는 적층 구조인 것에 유의해야 한다. 전극 코어는 음극 시트(12) 및 양극 시트(11)를 포함한다.
음극 시트(12)는 음극 집전체(102) 및 음극 집전체(102)에 부착된 음극 활성 재료(106)를 포함한다. 상기 음극 집전체(102)는 동박일 수 있고, 또는 물론 다른 적절한 재료일 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
상기 음극 활성 재료(106)는 흑연 재료일 수 있고, 또는 물론 다른 적절한 재료일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
상기 음극 활성 재료(106)에는 음극 탭 홈(111)이 마련된다. 또한, 음극 탭 홈(111)에는 음극 탭(104)이 배치된다. 상기 음극 탭(104)은 상기 음극 탭 홈(111)에 용접 방식으로 배치되거나, 물론 다른 적절한 연결 방식으로 배치되지만, 이에 제한되지는 않는다. 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
양극 시트(11)는 양극 집전체(101) 및 양극 집전체(101)에 부착된 양극 활성 재료(105)를 포함한다. 상기 양극 집전체(101)는 알루미늄 포일일 수 있으나, 물론 다른 적절한 재료일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
상기 양극 활성 재료(105)는 리튬 코발트 산화물 재료일 수 있으나, 물론 다른 적절한 재료일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
상기 양극 활성 재료(105)에는 제1 홈(112)이 마련된다. 제1 홈(112)은 음극 탭 홈(111)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제1 홈(112)의 투영은 음극 탭 홈(111) 내에 위치한다.
리튬 이온 배터리를 예로 들면, 충방전시 양극 시트와 음극 시트(12) 사이에 리튬 이온이 앞뒤로 삽입 및 탈리된다. 충전시, 리튬 이온은 양극 시트(11)의 양극 활성 재료(105)로부터 탈리되고, 전해액과 분리막(107)을 통해 음극 시트(12)의 음극 활성 재료(106)로 삽입된다. 이 경우, 음극 시트(12)는 리튬-리치(lithium-rich) 상태이다. 반대로, 방전시, 음극 활성 재료(106)에 위치하는 리튬 이온은 음극 시트(12)로부터 탈리되고, 전해액과 분리막(107)을 통해 양극 시트(11)의 양극 활성 재료(105)로 삽입됨으로써 양극 시트와 음극 시트(12) 사이에 전위차가 형성된다.
가공시 음극 탭 홈(111)의 가장자리 및/또는 제1 홈(112)의 가장자리에 버(burrs)가 형성되기 쉽다. 버가 분리막(107)을 뚫은 후 음극 활성 재료(106)에 접촉하면, 전극 코어가 열을 강하게 발생시키거나 심지어 폭발한다.
본 개시내용의 일 실시예에 있어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 양극 활성 재료(105)에 마련된 제1 홈(112)은 음극 활성 재료(106)에 마련된 음극 탭 홈(111)의 위치와 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제1 홈(112)의 투영은 음극 탭 홈(111) 내에 위치한다.
여기서, 음극시트(12) 상에서 제1 홈(112)의 투영이 음극 탭 홈(104) 내에 위치한다는 것은 음극 탭 홈(111)이 제1 홈(112)을 완전히 포함할 수 있다는 것을 의미하며, 음극 탭 홈(111)의 크기는 제1 홈(112)의 크기보다 커야 함을 유의해야 한다.
음극 탭 홈(111)과 제1 홈(112) 상의 버, 덴드라이트 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫은 후, 음극 탭 홈(111)은 제1 홈(112)보다 크기가 크고 제1 홈(112)을 완전히 포함할 수 있으므로, 버, 덴드라이트 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫고 분리막(107)의 타측에 도달하더라도, 상기 물질들이 음극 시트(12) 상의 음극 활성 재료(106)와 접촉할 확률이 작다. 이러한 배열 방식을 통해, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험이 상당히 감소된다. 전극 코어의 사용 안전성이 크게 향상된다.
버 및/또는 덴드라이트가 음극 탭 홈(111)과 접촉하는 현상이 발생할 수 있으나, 이러한 접촉에 의해 발생되는 발열량이 매우 작고, 따라서, 전극 코어의 안전 위험이 작다.
양극 시트(11)에 마련된 제1 홈(112)과 음극 시트(12)에 마련된 음극 탭 홈(111)은 레이저 세정, 간헐 코팅 또는 스트립 공정을 통해 형성될 수 있으나, 물론 이에 제한되는 것은 아니다. 당업자는 실제 필요에 따라 그루빙 방식을 선택할 수 있다.
일 예에서, 음극 활성 재료(106)에는 제2 홈(113)이 더 마련된다. 제2 홈(113)과 음극 탭 홈(111)은 음극 집전체(102)의 양측에 대칭되게 배치된다.
상기 양극 활성 재료(105)에는 제3 홈(114)이 마련된다. 제3 홈(114)은 제2 홈(113)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제3 홈(114)의 투영은 제2 홈(113) 내에 위치한다.
예를 들어, 음극 시트(12)는 음극 집전체(102) 및 음극 집전체(102)에 부착된 음극 활성 물질을 포함한다. 음극 활성 재료(106)는 음극 집전체(102)의 양면에 부착되어 있다. 음극 탭 홈(111)은 음극 집전체(102)의 제1 측에 제공되며, 음극 탭(104)을 실장하도록 구성된다. 상기 음극 집전체(102)의 제2 측에는 제2 홈(113)이 마련된다. 제2 홈(113)과 음극 탭 홈(111)은 음극 집전체(102)의 양측에 대칭적으로 배치된다. 이러한 방식으로, 음극 집전체(102)의 양측에서 음극 활성 재료(106)가 동일한 양으로 제거됨으로써, 각각 형성된 제2 홈(113) 및 음극 탭 홈(111)이 보다 매끄러워질 수 있으며, 이에 따라 더 많은 버의 발생이 방지될 수 있고, 절차 및 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 음극 시트(12) 상에 충분한 양의 음극 활성 재료(106)가 여전히 존재하여, 전극 코어 내에 반응을 위한 충분한 활성 재료가 존재하는 것이 보장되며, 이는 전극 코어를 권취함으로써 후속적으로 형성되는 배터리의 에너지 밀도를 보장한다.
상기 양극 활성 재료(105)에는 제3 홈(114)이 마련된다. 상기 제3 홈(114)은 상기 제2 홈(113)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제3 홈(114)의 투영은 제2 홈(113) 내에 위치한다.
상기 양극 활성 재료(105) 상에 마련된 제3 홈(114)은 상기 음극 활성 재료(106) 상에 마련된 제2 홈(113)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제3 홈(114)의 투영은 제2 홈(113) 내에 위치한다.
음극시트(12) 상에서 제3 홈(114)의 투영이 제2 홈(113) 내에 위치한다는 것은 제2 홈(113)이 제3 홈(114)을 완전히 포함할 수 있음을 의미하며, 제2 홈(113)의 크기는 제3 홈(114)의 크기보다 커야 함을 유의해야 한다.
제2 홈(113)과 제3 홈(114)에서 버 및 덴드라이트 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫은 후, 제2 홈(113)이 제3 홈(114)보다 큰 크기를 가지며 제3 홈(114)을 완전히 포함할 수 있으므로, 버 및 덴드라이트 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫고 분리막(107)의 타측에 도달하더라도, 상기 물질들이 음극 시트(12) 상의 음극 활성 재료(106)와 접촉할 확률이 작다. 이러한 배열 방식을 통해, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험이 상당히 감소된다. 전극 코어의 사용 안전성이 크게 향상된다.
버 및/또는 덴드라이트가 음극 탭 홈(111)과 접촉하는 현상이 발생할 수 있으나, 이러한 접촉에 의해 발생되는 발열량이 매우 작고, 따라서, 전극 코어의 안전 위험이 작다.
일 예에서, 전극 코어는 제1 절연 접착제 층(121), 제2 절연 접착제 층(122), 제3 절연 접착제 층(123) 및 제4 절연 접착제 층(124)을 더 포함한다. 제1 절연 접착제 층(121)은 음극 탭 홈(111)의 하단에 접착되며, 음극 탭 홈(111)의 측부 상의 음극 활성 재료(106)로 연장된다. 상기 음극 탭 홈은 음극 탭 홈 좌측 벽 및 음극 탭 홈 우측 벽을 포함한다. 제1 절연 접착제 층(121)은 음극 탭 홈 좌측 벽 상에 배치되는 제1 좌측 절연 접착제 층과 음극 탭 홈 우측 벽 상에 배치되는 제1 우측 절연 접착제 층을 포함한다. 상기 제1 좌측 절연 접착제 층과 상기 제1 우측 절연 접착제 층은 상기 음극 탭 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된다. 상기 음극 탭은 상기 제1 좌측 절연 접착제 층과 상기 제1 우측 절연 접착제 층 사이에 배치된다. 대안적으로, 상기 제1 절연 접착제 층(121)은 음극 탭의 상부 표면에 접착되어 음극 탭 홈의 측부 상의 음극 활성 재료(106)로 연장된다.
상기 제2 절연 접착제 층(122)은 상기 제1 홈(112)의 하단에 접착되어 상기 제1 홈(112)의 측부 상의 양극 활성 재료(105)로 연장된다. 상기 제3 절연 접착제 층(123)은 상기 제2 홈(113)의 하단에 접착되어 상기 제2 홈(113)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장된다. 상기 제4 절연 접착제 층(124)은 상기 제3 홈(114)의 하단에 접착되어 상기 제3 홈(114)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장된다.
이 예에서, 상기 절연 접착제 층들은 음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114)에 각각 배치되며, 상기 절연 접착제 층들은 홈을 완전히 덮으며 홈의 측부 상의 활성 재료로 연장한다. 양극 집전체(101)와 음극 집전체(102)는 어느 것도 다공성 재료가 아니기 때문에, 다공성 활성 재료(예를 들어, 양극 활성 재료(105) 또는 음극 활성 재료(106))로부터의 전해액이 활성 재료를 덮고 있는 절연 접착제 층에 침투하여 활성 재료를 덮고 있는 절연 접착제 층의 접착성을 약화시키거나 제거하더라도, 여전히 홈(예를 들어, 음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114))을 덮고 있는 절연 접착제층의 부분들이 대응하는 집전체들(예를 들어, 양극 집전체(101) 및 음극 집전체(102))과 단단히 결합되어 있기 때문에, 전해액이 절연 접착제 층들에 침투할 수 없다. 전해질의 자유 라디칼은 절연 접착제 층들로 침투할 수 없다. 상기 홈들(예: 음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114)) 상에 위치한 절연 접착제 층들은 여전히 양호한 접착성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 홈(예를 들어, 음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114)) 및 활성 재료(예를 들어, 양극 활성 재료(105) 또는 음극 활성 재료(106))를 덮는 절연 접착제 층들은 일체로 연결되어 있다. 이러한 방식으로, 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들(예를 들어, 제1 절연 접착제 층(121), 제2 절연 접착제 층(122), 제3 절연 접착제 층(123) 및 제4 절연 접착제 층(124))이 초기 도포 위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들(예를 들어, 제1 절연 접착제 층(121), 제2 절연 접착제 층(122), 제3 절연 접착제 층(123) 및 제4 절연 접착제 층(124))은 초기 절연 기능을 여전히 유지함으로써, 리튬 석출(lithium precipitation)의 위험성을 효과적으로 감소시키고, 전극 코어를 권취하여 형성되는 배터리의 사용 안전성을 향상시킬 수 있다.
일 예에서, 제1 홈(112)은 관통 홈이다. 제1 홈(112)은 제1 좌측 벽 및 제1 우측 벽을 포함한다. 제2 절연 접착제 층(122)은 제1 좌측 벽에 배치된 제2 좌측 절연 접착제 층과 제1 우측 벽에 배치된 제2 우측 절연 접착제 층을 포함한다.
제2 좌측 절연 접착제 층과 제2 우측 절연 접착제 층은 제1 홈(112)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩된다. 대안적으로, 제2 좌측 절연 접착제 층과 제2 우측 절연 접착제 층은 제1 홈(112)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
일 예에서, 제3 홈(114)은 관통 홈이다. 상기 제3 홈(114)은 제3 좌측 벽 및 제3 우측 벽을 포함한다. 제4 절연 접착제 층(124)은 제3 좌측 벽(1241)에 배치되는 제4 좌측 절연 접착제 층 및 제3 우측 벽(1242)에 배치되는 제4 우측 절연 접착제 층을 포함한다.
제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 제4 우측 절연 접착제 층(1242)은 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 제4 우측 절연 접착제 층(1242)은 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
예를 들어, 제2 좌측 절연 접착제 층과 제2 우측 절연 접착제 층이 제1 홈(112)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩하고, 제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 제4 우측 절연 접착제 층(1242)이 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다.
일 예에서, 제2 좌측 절연 접착제 층과 제2 우측 절연 접착제 층이 제1 홈(112)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩하고, 제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 제4 우측 절연 접착제 층(1242)이 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에서 이격된다.
일 예에서, 제2 좌측 절연 접착제 층과 제2 우측 절연 접착제 층은 제1 홈(112)의 하단에서 대향 위치들에서 이격되고, 제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 제4 우측 절연 접착제 층(1242)은 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩된다.
일 예에서, 제2 좌측 절연 접착제 층과 제2 우측 절연 접착제 층은 제1 홈(112)의 하단에서 대향 위치들에 이격되고, 제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 제4 우측 절연 접착제 층(1242)은 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
홈 내의 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 중첩 방식으로 배치된 경우, 활성 재료의 제거로 인한 리세스를 보다 잘 채울 수 있어 전극 코어의 평탄도를 향상시키고, 가압 형성에 유리하며, 배터리의 휨과 변형을 완화시킬 수 있음을 유의해야 한다. 또한, 전극 코어의 휘어짐 및 변형에 따른 단락 등의 문제를 피할 수 있어, 결국, 전극 코어를 권취하여 형성되는 배터리의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
이러한 방식으로, 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 중첩 방식으로 배치되면, 다공성 활성 재료(예를 들어, 양극 활성 재료(105) 또는 음극 활성 재료(106))로부터의 전해액이 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들에 침투하여 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들의 접착성이 약해지거나 소실되는 것을 피할 수 있다. 그러나, 여전히 상기 홈들(음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114))을 덮고 있는 절연성 접착제 층들의 부분들은 대응하는 집전체들(예를 들어 양극 집전체(101) 및 음극 집전체(102))와 단단히 결합되어 있기 때문에 전해액이 절연성 접착제 층들에 침투할 수 없다. 전해질의 자유 라디칼은 절연 접착제 층들로 침투할 수 없다. 상기 홈들(예: 음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114)) 상에 위치한 절연 접착제 층들은 여전히 양호한 접착성을 유지할 수 있다.
홈을 덮고 있는 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층 중 어느 하나가 전해액에 의해 침투되어 절연 접착제 층의 접착성이 약해지거나 소실되거나, 접착 도포 기구 중 어느 하나가 비정상이어서 접착 테이프의 도포가 누락될 경우, 타측에 남아 있는 절연 접착제 층은 여전히 양호한 접착 성능을 유지할 수 있어, 초기 유효 절연을 보장하고 리튬 석출의 위험을 감소시킬 수 있다.
홈을 덮고 있는 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층 모두에 대해, 전해액 침투에 의해 활성 재료를 덮고 있는 절연 접착제 층들의 접착성이 약해지거나 소실되는 경우, 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 중첩 방식으로 배치되기 때문에, 중첩 방식으로 배치된 절연 접착제 층들은 홈에 단단히 접착되어 양호한 절연 효과를 여전히 확보할 수 있다. 중첩 방식으로 배치된 절연 접착제 층들의 이중층 배열은 절연 효과를 훨씬 더 향상시켜 전극 코어를 권취하여 형성되는 배터리의 사용 안전성을 크게 향상시킨다.
좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격된 경우, 절연 효과를 확보하면서도 절연 접착제 층의 사용량을 절약할 수 있으며, 이에 의해 전극 코어의 두께를 더 줄일 수 있음을 유의하여야 한다.
또한, 절연 접착제 층들은 단열 기능을 구현하도록 배치될 수도 있으며, 떨어지는 양극 활성 재료(105)와 음극 집전체(102)의 접촉 또는 떨어지는 음극 활성 재료(106)와 양극 집전체(101)의 접촉을 피할 수 있고, 이에 의해 전극 코어의 발열 및 폭발의 위험을 더 감소시킬 수 있다.
일 예에서, 전극 코어는 양극 탭(103)을 더 포함한다. 상기 양극 활성 재료(105)에는 양극 탭 홈(115)이 마련된다. 상기 양극 탭 홈(115)에는 양극 탭(103)이 배치된다. 상기 음극 활성 재료(106)에는 제4 홈(116)이 마련된다. 제4 홈(116)은 양극 탭 홈(115)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트 상에서 양극 탭 홈(115)의 투영은 상기 제4 홈(116) 내에 위치한다.
일 예에서, 양극 활성 재료(105)에는 제5 홈(117)이 더 마련된다. 제5 홈(117)과 양극 탭 홈(115)은 양극 집전체(101)의 양측에 대칭되게 배치된다. 상기 음극 활성 재료(106)에는 제6 홈(118)이 더 마련된다. 상기 제6 홈(118)은 상기 제5 홈(117)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제5 홈(117)의 투영은 제6 홈(118) 내에 위치한다.
일 예에서, 전극 코어는 제5 절연 접착제 층(125), 제6 절연 접착제 층(126), 제7 절연 접착제 층(127) 및 제8 절연 접착제 층(128)을 더 포함한다. 제5 절연 접착제 층(125)은 양극 탭 홈(115)의 하단에 접착되어 양극 탭 홈(115)의 측부 상의 양극 활성 재료(105)로 연장되거나, 양극 탭의 상부 표면에 접착되어 양극 탭 홈의 측부 상의 양극 활성 재료로 연장된다. 제6 절연 접착제 층(126)은 제4 홈(116)의 하단에 접착되어 제4 홈(116)의 측부 상의 음극 활성 재료(106)로 연장된다. 제7 절연 접착제 층(127)은 제5 홈(117)의 하단에 접착되어 제5 홈(117)의 측부 상의 양극 활성 재료(105)로 연장된다. 제8 절연 접착제 층(128)은 제6 홈(118)의 하단에 접착되어 제6 홈(118)의 측부 상의 음극 활성 재료(106)로 연장된다.
일 예에서, 제4 홈(116)은 제4 좌측 벽 및 제4 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 제6 절연 접착제 층(126)은 제4 좌측 벽 상에 배치된 제6 좌측 절연 접착제 층 및 제4 우측 벽 상에 배치된 제6 우측 절연 접착제 층을 포함할 수 있다. 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층은 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층은 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다. 일 실시예에서, 제6 홈(118)은 제6 좌측 벽 및 제6 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 제8 절연 접착제 층(128)은 제6 좌측 벽 상에 배치된 제8 좌측 절연 접착제 층 및 제6 우측 벽 상에 배치된 제8 우측 절연 접착제 층을 포함할 수 있다. 제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층은 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층은 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
일 예에서, 음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114)의 중심축들은 동일 선상에 위치한다.
일 예에서, 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118)의 중심축들은 동일 선상에 위치한다.
본 개시내용의 다른 실시예에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 코어는 양극 시트(11), 양극 탭(103) 및 음극 시트(12)를 포함한다. 양극 시트(11)는 양극 집전체(101) 및 양극 집전체(101)에 부착된 양극 활성 재료(105)을 포함한다. 상기 양극 활성 재료(105)에는 양극 탭 홈(115)이 마련된다. 양극 탭 홈(115)에는 양극 탭(103)이 배치된다. 음극 시트(12)는 음극 집전체(102) 및 음극 집전체(102)에 부착된 음극 활성 재료(106)을 포함한다. 상기 음극 활성 재료(106)에는 제4 홈(116)이 마련된다. 제4 홈(116)은 양극 탭 홈(115)과 대향되게 배치된다. 또한, 상기 음극 시트 상에서 상기 양극 탭 홈(115)의 투영은 상기 제4 홈(116) 내에 위치한다.
본 개시내용의 일 실시예에 있어서, 음극 활성 재료(106)에 마련된 제4 홈(116)은 양극 활성 재료(105)에 마련된 양극 탭 홈(115)의 위치와 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 양극 탭 홈(115)의 투영은 제4 홈(116) 내에 위치한다.
음극시트(12) 상에서 양극 탭 홈(115)의 투영이 제4 홈(116) 내에 위치한다는 것은 제4 홈(116)이 양극 탭 홈(115)을 완전히 포함할 수 있다는 것을 의미하며, 제4 홈(116)의 크기는 양극 탭 홈(115)의 크기보다 커야 함을 유의해야 한다.
양극 탭 홈(115)과 제4 홈(116) 상의 버(burr), 덴드라이트(dendrite) 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫은 후, 제4 홈(116)은 양극 탭 홈(115)보다 큰 크기를 가지며 양극 탭 홈(115)을 완전히 포함할 수 있으므로, 버, 덴드라이트 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫고 분리막(107)의 타측에 도달하더라도, 상기 물질들이 음극시트(12) 상의 음극 활성 재료(106)와 접촉할 확률이 작다. 이러한 배열 방식을 통해, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험이 상당히 감소된다. 전극 코어의 사용 안전성이 크게 향상된다.
음극 탭 홈(111)에 버 및/또는 덴드라이트가 접촉하는 현상이 발생할 수 있으나, 이러한 접촉에 의해 발생되는 발열량이 매우 작고, 따라서, 전극 코어의 안전 위험이 작다.
음극 시트(12)에 마련된 제4 홈(116)과 양극 시트(11)에 마련된 양극 탭 홈(115)은 레이저 세정, 간헐 코팅, 또는 스트리핑으로 형성될 수 있으나, 물론 이에 제한되는 것은 아니다. 당업자는 실제 필요에 따라 그루빙 방식을 선택할 수 있다.
일 예에서, 양극 활성 재료(105)에는 제5 홈(117)이 더 마련된다. 상기 제5 홈(117)과 양극 탭 홈(115)은 상기 양극 집전체(101)의 양측에 대칭적으로 배치된다.
상기 음극 활성 재료(106)에는 제6 홈(118)이 마련된다. 상기 제6 홈(118)은 상기 제5 홈(117)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제5 홈(117)의 투영은 제6 홈(118) 내에 위치한다.
예를 들어, 양극 시트(11)는 양극 집전체(101) 및 양극 집전체(101)에 부착된 양극 활성 물질을 포함한다. 양극 활성 재료(105)는 양극 집전체(101)의 양측에 부착된다. 양극 탭 홈(115)은 상기 양극 집전체(101)의 제1측 상에 마련되며, 양극 탭(103)을 실장하도록 구성된다. 양극 집전체(101)의 제2측에는 제5 홈(117)이 마련된다. 상기 제5 홈(117)과 양극 탭 홈(115)은 상기 양극 집전체(101)의 양측에 대칭적으로 배치된다. 이러한 방식으로, 양극 집전체(101)의 양측에서 양극 활성 재료(105)가 동일한 양으로 제거되므로, 각각 형성된 제5 홈(117)과 양극 탭 홈(115)을 보다 매끄럽게 할 수 있으며, 이는 더 많은 버 발생을 피하고, 절차 및 공정을 단순화한다. 또한, 양극 시트(11) 상에 여전히 양극 활성 재료(105)가 충분히 존재하여, 전극 코어에 반응을 위한 충분한 활성 재료가 존재하도록 하여, 전극 코어를 권취함으로써 후속하여 형성되는 배터리의 에너지 밀도를 보장한다.
상기 음극 활성 재료(106)에는 제6 홈(118)이 마련된다. 상기 제6 홈(118)은 상기 제5 홈(117)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제5 홈(117)의 투영은 제6 홈(118) 내에 위치한다.
상기 음극 활성 재료(106)에 마련된 제6 홈(118)은 상기 양극 활성 재료(105)에 마련된 제5 홈(117)에 대향되게 배치된다. 또한, 음극 시트(12) 상에서 제5 홈(117)의 투영은 제6 홈(118) 내에 위치한다.
또한, 음극시트(12) 상에서 제5 홈(117)의 투영이 제6 홈(118) 내에 위치한다는 것은 제6 홈(118)이 제5 홈(117)을 완전히 포함할 수 있다는 것을 의미하며, 제6 홈(118)의 크기는 제5 홈(117)의 크기보다 커야 함을 유의해야 한다.
제5 홈(117)과 제6 홈(118) 상의 버, 덴드라이트 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫은 후, 제6 홈(118)은 제5 홈(117)보다 크기가 크고 제5 홈(117)을 완전히 포함할 수 있으므로, 버, 덴드라이트 등의 물질들이 분리막(107)을 뚫고 분리막(107)의 타측에 도달하더라도, 상기 물질들이 음극 시트(12) 상의 음극 활성 재료(106)와 접촉할 확률이 작다. 이러한 배열 방식을 통해, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험이 상당히 감소된다. 전극 코어의 사용 안전성이 크게 향상된다.
버 및/또는 덴드라이트가 음극 탭 홈(111)과 접촉하는 현상이 발생할 수 있으나, 이러한 접촉에 의해 발생되는 발열량이 매우 작고, 따라서, 전극 코어의 안전 위험이 작다.
일 예에서, 전극 코어는 제5 절연 접착제 층(125), 제6 절연 접착제 층(126), 제7 절연 접착제 층(127) 및 제8 절연 접착제 층(128)을 더 포함한다. 제5 절연 접착제 층(125)은 양극 탭 홈(115)의 하단에 접착되며, 양극 탭 홈(115)의 측부 상의 양극 활성 재료(105)로 연장된다. 대안적으로, 제5 절연 접착제 층(125)은 양극 탭의 상부 표면에 접착되어 양극 탭 홈(115)의 측부 상의 양극 활성 재료(105)로 연장된다.
상기 제6 절연 접착제 층(126)은 상기 제4 홈(116)의 하단에 접착되어 상기 제4 홈(116)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장된다. 상기 제7 절연 접착제 층(127)은 상기 제5 홈(117)의 하단에 접착되어 상기 제5 홈(117)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장된다. 상기 제8 절연 접착제 층(128)은 상기 제6 홈(118)의 하단에 접착되어 상기 제6 홈(118)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장된다.
이 예에서, 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118)에는 각각 절연 접착제 층들이 배치되고, 절연 접착제 층들은 홈을 완전히 덮으며 홈의 측부 상의 활성 재료로 연장된다. 양극 집전체(101)와 음극 집전체(102)는 어느 것도 다공성 재료가 아니기 때문에, 다공성 활성 재료(예를 들어, 양극 활성 재료(105) 또는 음극 활성 재료(106))로부터 전해액이 활성 재료를 덮고 있는 절연 접착제 층들에 침투하여 활성 재료를 덮고 있는 절연 접착제 층들의 접착성을 약화시키거나 제거하더라도, 여전히 홈(예를 들어, 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118))을 덮고 있는 절연 접착제 층들의 부분들이 대응하는 집전체들(예를 들어, 양극 집전체(101) 및 음극 집전체(102))과 단단히 결합되어 있기 때문에, 전해액이 절연 접착제 층들에 침투할 수 없다. 전해질의 자유 라디칼은 절연 접착제 층들로 침투할 수 없다. 상기 홈들(예: 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118)) 상에 위치한 절연 접착제 층들은 여전히 양호한 접착성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 홈(예를 들어, 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118)) 및 활성 재료(예를 들어, 양극 활성 재료(105) 또는 음극 활성 재료(106))를 덮는 절연 접착제 층들은 일체로 연결되어 있다. 이러한 방식으로, 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들(예를 들어, 제5 절연 접착제 층(125), 제6 절연 접착제 층(126), 제7 절연 접착제 층(127), 제8 절연 접착제 층(128))이 초기 도포 위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들(예를 들어, 제5 절연 접착제 층(125), 제6 절연 접착제 층(126), 제7 절연 접착제 층(127) 및 제8 절연 접착제 층(128))은 초기 절연 기능을 여전히 유지하여, 리튬 석출의 위험성을 효과적으로 낮출 수 있으며, 전극 코어를 권취하여 형성되는 배터리의 사용 안전성을 향상시킬 수 있다.
일 예에서, 제4 홈(116)은 관통 홈이다. 상기 제4 홈(116)은 제4 좌측 벽 및 제4 우측 벽을 포함한다. 제6 절연 접착제 층(126)은 제4 좌측 벽 상에 배치된 제6 좌측 절연 접착제 층과 제4 우측 벽 상에 배치된 제6 우측 절연 접착제 층을 포함한다.
제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층은 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다. 대안적으로, 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층은 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
일 예에서, 제6 홈(118)은 관통 홈이다. 상기 제6 홈(118)은 제6 좌측 벽 및 제6 우측 벽을 포함한다. 제8 절연 접착제 층(128)은 제6 좌측 벽 상에 배치된 제8 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 벽 상에 배치된 제8 우측 절연 접착제 층을 포함한다.
제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층은 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩된다. 대안적으로, 제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층은 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
예를 들어, 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층이 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩하고,제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층이 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다.
일 예에서, 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층이 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩되고, 제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층이 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
일 예에서, 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층은 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에 이격되고, 제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층은 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩한다.
일 예에서, 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층이 제4 홈(116)의 하단에서 대향 위치들에 이격되고, 제8 좌측 절연 접착제 층과 제8 우측 절연 접착제 층이 제6 홈(118)의 하단에서 대향 위치들에 이격된다.
홈 내의 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 중첩 방식으로 배치된 경우, 활성 재료 제거로 인한 리세스를 보다 잘 채울 수 있어 전극 코어의 평탄도를 향상시키고, 가압 형성에 유리하며, 배터리의 휨과 변형을 완화시킬 수 있음에 유의해야 한다. 나아가, 전극 코어의 휘어짐 및 변형에 의해 발생하는 단락 등의 문제를 피할 수 있으며, 결국, 전극 코어를 권취하여 형성되는 배터리의 안전 성능을 향상시킨다.
이러한 방식으로, 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 중첩 방식으로 배치된 경우, 다공성 활성 재료(예를 들어, 양극 활성 재료(105) 또는 음극 활성 재료(106))로부터의 전해액이 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들에 침투하여 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들의 접착성이 약해지거나 소실되는 것을 피할 수 있다. 그러나, 여전히 상기 홈들(예를 들어, 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118))을 덮고 있는 절연성 접착제 층의 일부는 대응하는 집전체들(예를 들어, 양극 집전체(101) 및 음극 집전체(102))과 단단히 결합되어 있기 때문에, 전해액이 절연성 접착제 층들에 침투할 수 없다. 전해질의 자유 라디칼은 절연 접착제 층들로 침투할 수 없다. 상기 홈들(예: 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118)) 상에 위치한 절연 접착제 층들은 여전히 양호한 접착성을 유지할 수 있다.
홈을 덮고 있는 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층 중 어느 하나가 전해액에 침식되어 절연 접착제 층의 접착성이 약해지거나 소실되거나, 접착제 도포 기구 중 어느 하나가 비정상이어서 접착 테이프의 도포가 누락될 경우, 타측에 남아 있는 절연 접착제 층이 여전히 양호한 접착 성능을 유지할 수 있어, 초기 유효 절연을 보장하고 리튬 석출의 위험을 감소시킬 수 있다.
홈을 덮고 있는 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층 모두에 대해, 전해액 침투에 의해 활성 재료를 덮고 있는 절연 접착제 층들의 접착성이 약해지거나 소실되는 경우, 좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 중첩 방식으로 배치되기 때문에, 중첩 방식으로 배치된 절연 접착제 층은 홈에 단단히 접착되어 양호한 절연 효과를 여전히 확보할 수 있다. 중첩 방식으로 배치된 절연성 접착제 층들의 이중층 배열은 절연 효과를 훨씬 더 향상시키며, 이에 의해 전극 코어를 권취하여 형성되는 배터리의 사용 안전성을 크게 향상시킨다.
좌측 절연 접착제 층과 우측 절연 접착제 층이 홈의 하단에서 대향 위치들에 이격되는 경우, 절연 효과를 확보하면서도 절연 접착제 층의 사용량을 절약할 수 있으며, 이에 의해 전극 코어의 두께를 더 줄일 수 있음을 유의하여야 한다.
또한, 절연 접착제 층들은 단열 기능을 구현하도록 배치될 수도 있으며, 떨어지는 양극 활성 재료(105)와 음극 집전체(102)의 접촉 또는 떨어지는 음극 활성 재료(106)와 양극 집전체(101)의 접촉을 피할 수 있고, 이에 의해 전극 코어의 발열 및 폭발의 위험을 더 감소시킬 수 있다.
본 개시내용의 다른 실시예에 따르면, 배터리 장치가 제공된다. 배터리 장치는 전술한 전극 코어를 포함한다.
배터리 장치는 리튬-이온 배터리, 나트륨 이온 배터리, 니켈 금속 수소화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리 등일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 배터리 장치는 파우치 배터리 또는 원통형 배터리일 수 있다.
배터리 장치는 하우징 및 전극 코어를 포함한다. 전극 코어는 하우징 내부에 배치된다. 배터리 장치는 양호한 안전 성능의 특성을 갖는다.
본 개시내용의 다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스가 제공된다. 상기 전자 디바이스는 전술한 배터리 장치를 포함한다.
예를 들어, 전자 디바이스는 차량, 모바일 폰, 이어폰, 스타일러스, VR 디바이스, AR 디바이스 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
전자 디바이스는 높은 안전 계수의 특성을 갖는다.
<제2 솔루션>
본 개시내용의 일 실시예에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전극 코어는 양극 시트(A11), 음극 시트(A12) 및 분리막(A107)을 포함한다.
양극 시트(A11)는 양극 집전체(A101) 및 양극 집전체(A101)에 부착된 양극 활성 재료(A105)를 포함한다. 양극 집전체(A101) 상에 양극 활성 재료(A105)가 부착되지 않은 적어도 하나의 제1 함몰 영역(A111)이 배치된다. 적어도 하나의 제1 함몰 영역(A111)에는 양극 탭(A103)이 배치된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상부에 위치한 제1 함몰 영역(A111)에 양극 탭(A103)이 배치된다. 아래에 위치한 제1 함몰 영역(A111)에는 양극 탭(A103)이 배치되지 않는다.
음극 시트(A12)는 음극 집전체(A102) 및 음극 집전체(A102)에 부착된 음극 활성 재료(A106)를 포함한다. 음극 집전체(A102) 상에는 음극 활성 재료(A106)가 부착되지 않은 적어도 하나의 제2 함몰 영역(A113)이 배치된다. 제2 함몰 영역(A113)에는 음극 탭(A104)이 배치되지 않는다. 이러한 방식으로, 제1 함몰 영역(A111)에서 양극 집전체(A101) 또는 양극 탭(A103)의 버(burr) 및 솔더 조인트가 분리막을 뚫고 음극 활성 재료(A106)와 접촉하면서 발생하는 폭발을 방지할 수 있다. 제2 함몰 영역(A113)은 제1 함몰 영역(A111)에 대향되게 배치된다. 양극시트(A11)와 음극시트(A12) 사이에 분리막이 위치한다.
특히, 상기 전극 코어는 권선 구조 또는 적층 구조이다. 양극 활성 재료(A105)는 제1 활성 물질을 포함한다. 음극 활성 재료(A106)는 제2 활성 물질을 포함한다. 제1 활성 물질 및 제2 활성 물질은 슬러리로 제조되어 대응하는 집전체들에 도포된다. 충전 및 방전 시, 제1 활성 물질과 제2 활성 물질 사이에서 전도성 물질이 이동한다. 당업자는 실제 필요에 따라 상기 제1 활성 물질 및 제2 활성 물질의 재료들을 선택할 수 있다.
제1 함몰 영역(A111) 및 제2 함몰 영역(A113)은 레이저 세정, 간헐 코팅, 또는 스트리핑에 의해 형성될 수 있다. 제1 함몰 영역(A111)에는 양극 탭(A103)이 고정된다. 예를 들어, 양극 탭(A103)은 제1 함몰 영역(A111)에 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접, 도전성 접착 본딩 등에 의해 고정된다. 양극 탭(A103)은 금속 포일 또는 금속 와이어 등이다.
예를 들어, 제1 함몰 영역(A111)은 제1 집전체의 시작부터 끝까지의 길이의 1/4 내지 3/4에 위치할 수 있다. 이러한 위치는 오믹 임피던스를 감소시킬 수 있고, 배터리 장치의 고속 충전 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 길이는 제1 집전체가 권출된 후의 제1 집전체의 길이를 의미한다. 물론, 제1 집전체 상의 제1 함몰 영역(A111)의 위치가 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자가 필요에 따라 선택할 수 있다. 양극 시트(A11)에는 양극 홈이 마련될 수 있다. 양극 홈의 하단부는 제1 함몰 영역(A111)이다. 음극 시트(A12)에는 음극 홈이 마련되어 있다. 음극 홈의 하단부는 제2 함몰 영역(A113)이다.
예를 들어, 레이저 세정, 간헐 코팅 또는 스트리핑에 의해, 양극 시트(A11)에서 양극 활성 재료(A105)가 제거되어 양극 홈이 형성될 수 있고, 음극 시트(A12)에서 음극 활성 재료(A106)가 제거되어 음극 홈이 형성될 수 있다. 양극 집전체(A101)와 음극 집전체(A102)는 도통 기능을 구현한다. 일반적으로, 양극 집전체(A101) 및 음극 집전체(A102)는 금속 포일이다.
예를 들어, 금속 포일 및 금속 와이어의 재료는 구리, 알루미늄, 철, 백금, 금, 은, 납, 주석 등일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 함몰 영역(A111)은 제2 함몰 영역(A113)에 대향되게 배치된다. 예를 들어, 제1 함몰 영역(A111)은 분리막의 일측에 위치하여 분리막과 대면한다. 제2 함몰 영역(A113)은 분리막의 타측에 위치하며 분리막과 대면한다. 제1 함몰 영역(A111)과 제2 함몰 영역(A113)은 분리막에 의해 분리된다. 분리막은 절연 기능을 구현할 수 있어, 제1 함몰 영역(A111)과 제2 함몰 영역(A113)의 직접적인 접촉에 의해 유발되는 단락을 피할 수 있다.
리튬 이온 배터리를 예로 들면, 전도성 물질은 리튬 이온이다. 제1 활성 물질은 리튬 망간산염, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간산염, 리튬 철 인산염 등이다. 양극 집전체(A101)는 알루미늄 포일이다. 제2 활성 물질은 흑연, 실리콘 등이다. 음극 집전체(A102)는 동박이다.
충방전시, 양극 시트와 음극 시트(A12) 사이에 리튬 이온이 앞뒤로 삽입 및 탈리된다. 충전 시, 양극 시트(A11)의 제1 활성 물질로부터 리튬 이온이 탈리되고, 전해액과 분리막을 통해 음극 시트(A12)의 제2 활성 물질로 리튬 이온이 삽입된다. 이 경우, 음극 시트(A12)는 리튬-리치 상태이다. 반대로, 방전시, 제2 활성 물질에 위치한 리튬 이온이 음극 시트(A12)로부터 탈리되고, 전해액과 분리막을 통해 양극 시트(A11)의 제1 활성 물질로 삽입되어, 양극 시트와 음극 시트(A12) 사이에 전위차가 형성된다.
물론, 전극 코어의 구체적인 컴포넌트가 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자가 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
가공 동안, 양극 포일은 버(burr)를 형성하기 쉽다. 제1 함몰 영역(A111)의 가장자리 및/또는 양극 탭(A103)의 가장자리는 버(burr)가 형성되기 쉬우며, 양극 탭(A103)과 양극 집전체(A101)의 용접 부위도 버가 생성되기 쉽다. 분리막을 뚫고 음극 활성 재료(A106)에 버가 접촉하면 전극 코어가 열을 심하게 발생시키거나 심지어 폭발한다.
또한, 제1 함몰 영역(A111) 및/또는 양극 탭(A103)에 덴드라이트가 형성되는 경우, 덴드라이트가 분리막을 뚫을 후 음극 활성 재료(A106)와 접촉하는 것도 전극 코어가 격렬하게 발열하거나 심지어 폭발하게 할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예에 있어서, 제1 함몰 영역(A111)은 제2 함몰 영역(A113)에 대향되게 배치된다. 이에 따라, 제1 함몰 영역(A111) 및 양극 탭(A103)의 버(burr), 덴드라이트 등이 분리막을 뚫고 분리막의 타측에 도달하더라도, 버, 덴드라이트 등이 음극 활성 재료(A106)에 접촉할 확률은 작다. 이러한 배열 방식을 통해, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험이 상당히 감소된다. 전극 코어의 사용 안전성이 크게 향상된다.
상기 버(burr) 및/또는 덴드라이트가 상기 제2 함몰 영역(A113)과 접촉하는 현상이 발생할 수 있으나, 이러한 접촉에 의해 발생되는 발열량이 매우 작고, 따라서, 전극 코어의 안전 위험이 작다.
일 예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 전극 코어는 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123)을 더 포함한다.
적어도 하나의 제1 함몰 영역(A111)은 제1 절연 재료 접착제 층(A121)에 의해 부착된다.
일 예에서, 적어도 하나의 제2 함몰 영역(A113)은 제2 절연 재료 접착제 층(A123)에 의해 부착된다.
예를 들어, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)과 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 접착성을 갖는 접착제 층들이다. 제1 절연 재료 접착제 층(A121)과 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 본딩에 의해 고정된다.
특히, 제1 함몰 영역(A111)에 제1 절연 재료 접착제 층(A121)이 접착되거나, 제2 함몰 영역(A113)에 제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 접착된다.
대안적으로, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 제1 함몰 영역(A111)에 접착되고, 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 제2 함몰 영역(A113)에 접착될 수 있다.
제1 절연 재료 접착제 층(A121)이 제1 함몰 영역(A111)에 접착되는 것은, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)이 제1 함몰 영역(A111)을 완전히 덮거나 제1 함몰 영역(A111)을 부분적으로 덮는 것일 수 있다. 제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 제1 함몰 영역(A111)을 부분적으로 덮는다. 제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 제1 함몰 영역(A111)의 가장자리 부분을 덮을 수 있다.
제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 제2 함몰 영역(A113)에 접착되는 것은, 제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 제2 함몰 영역(A113)을 완전히 덮거나 제2 함몰 영역(A113)을 부분적으로 덮는 것일 수 있다. 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 제2 함몰 영역(A113)을 부분적으로 덮는다. 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 제2 함몰 영역(A113)의 가장자리 부분을 덮을 수 있다.
제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 버 및/또는 덴드라이트를 덮음으로써, 분리막이 뚫릴 확률을 줄일 수 있으며, 이에 의해 전극코어의 사용 안전성을 더 향상시킬 수 있다.
일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 음극 시트(A12) 상에서 제1 함몰 영역(A111)의 투영은 제2 함몰 영역(A113)의 범위 내에 위치할 수 있다. 제2 함몰 영역(A113)의 면적은 제1 함몰 영역(A111)의 면적보다 크다.
예를 들어, 제1 함몰 영역(A111)의 형상은 제2 함몰 영역(A113)의 형상과 유사할 수 있다. 제2 함몰 영역(A113)의 면적은 제1 함몰 영역(A111)의 면적보다 크다. 이와 같이, 제1 함몰 영역(A111) 중 버가 발생될 수 있는 영역은 제2 함몰 영역(A113)의 범위 내에 위치하므로, 다시 말해, 음극 활성 재료(A106)의 외측에 위치하므로, 제1 함몰 영역(A111)과 양극 탭(A103)의 버, 덴드라이트 등이 분리막을 뚫고 분리막의 타측에 도달하더라도, 버, 덴드라이트 등은 음극 활성 재료(A106)와 접촉하지 않는다. 따라서, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험성이 극히 낮다. 전극 코어의 사용 안전성이 매우 높다.
예를 들어, 제1 함몰 영역(A111) 및 제2 함몰 영역(A113)은 직사각형이고, 제2 함몰 영역(A113)의 폭 및 길이는 모두 제1 함몰 영역(A111)의 폭 및 길이보다 예를 들어, 한 변에서 1mm 이상 크다. 길이는, 축 X를 따르는 치수이다. 상기 범위에서, 버(burr), 덴드라이트 등이 음극 활성 재료(A106)에 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 함몰 영역(A111) 중 버(burr) 또는 덴드라이트(dendrite)가 발생될 수 있는 영역은 제2 함몰 영역(A113)의 범위 내에 위치하며, 다시 말해, 음극 활성 재료(A106)의 외측에 위치하는데, 제1 함몰 영역(A111)과 양극 탭(A103)의 버(burr) 또는 덴드라이트(dendrite) 등이 분리막을 뚫고 분리막의 타측에 도달하더라도, 버 또는 덴드라이트 등은 음극 활성 재료(A106)와 접촉하지 않는다. 따라서, 전극 코어가 격렬하게 열을 발생시키거나 심지어 폭발할 위험성이 극히 낮다. 전극 코어의 사용 안전성은 매우 높다.
일 예에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 양극 시트(A11) 상의 양극 홈의 하단부는 제1 함몰 영역(A111)이고, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 제1 함몰 영역(A111)에 고정되어 양극 홈의 측부로 연장된다.
일 예에서, 음극 시트(A12) 상의 음극 홈의 하단부는 제2 함몰 영역(A113)이고, 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 제2 함몰 영역(A113)에 고정되어 음극 홈의 측부로 연장된다.
본 예에서, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)의 일부는 제1 함몰 영역(A111) 내에 위치하고, 다른 일부는 양극 활성 재료(A105) 상에 위치한다.
일 예에서, 제2 절연 재료 접착제 층(A123)의 일부는 제2 함몰 영역(A113) 내에 위치하고 다른 일부는 음극 활성 재료(A106) 상에 위치한다.
양극 집전체(A101) 및 음극 집전체(A102)는 어느 것도 다공성 재료가 아니므로, 다공성 활성 재료(예를 들어, 음극 활성 재료(A106) 또는 양극 활성 재료(A105))로부터 전해액이 활성 재료를 덮는 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123)에 침투하여 활성 재료를 덮는 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123)의 접착성을 약화시키거나 제거하더라도, 블랭크 영역(예를 들어, 제1 함몰 영역(A111) 또는 제2 함몰 영역(A113))을 덮는 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123)의 부분들이 대응하는 집전체들(예를 들어, 양극 집전체(A101) 및 음극 집전체(A102))과 단단히 결합되어 있기 때문에, 전해액이 절연 접착제 층들에 침투할 수 없다. 전해질의 자유 라디칼은 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123)으로 침투할 수 없다. 블랭크 영역(예를 들어, 제1 함몰 영역(A111) 또는 제2 함몰 영역(A113))에 위치하는 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 여전히 양호한 접착성을 유지할 수 있다.
또한, 제1 함몰 영역(A111)에 접착된 제1 절연 재료 접착제 층(A121)과 양극 활성 재료(A105)에 접착된 제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 일체로 연결된다. 제2 함몰 영역(A113)에 접착된 제2 절연 재료 접착제 층(A123)과 음극 활성 재료(A106)에 접착된 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 일체로 연결된다. 이러한 방식으로, 활성 재료를 덮고 있는 절연 접착제 층들(예컨대, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123))이 초기 도포 위치를 벗어나는 것을 방지한다. 따라서, 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들(예컨대, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123))은 초기 절연 기능을 여전히 유지하며, 이는 리튬 석출의 위험을 효과적으로 낮출 수 있다.
일 예에서, 도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 제1 함몰 영역(A111)을 덮는다.
일 예에서, 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 제2 함몰 영역(A113)을 덮는다.
본 예에서, 절연성 접착제 층들(예를 들면, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123))은 제1 함몰 영역(A111) 및/또는 제2 함몰 영역(A113)을 효과적으로 보호하여 전해액이 양극 집전체(A101) 및/또는 음극 집전체(A102)를 과도하게 부식시키는 것을 피할 수 있다.
또한, 절연 접착제 층들(예를 들면, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123))은 단열 기능을 구현할 수도 있어, 양극 탭(A103)을 외부 엘리먼트에 용접할 때 발생하는 열이 전극 코어의 다른 부분으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 함몰 영역(A111)을 덮는 제1 절연 재료 접착제 층(A121)과 양극 활성 재료(A105)를 덮는 제1 절연 재료 접착제 층(A121)이 일체로 연결되고, 제2 함몰 영역(A113)을 덮는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)과 음극 활성 재료(A106)를 덮는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 일체로 연결됨으로써, 떨어지는 양극 활성 재료(A105)가 음극 집전체(A102)에 접촉하거나 떨어지는 음극 활성 재료(A106)가 양극 집전체(A101)에 접촉하는 것을 피할 수 있고, 이에 의해 전극 코어가 발열하거나 폭발할 위험을 더 감소시킬 수 있다.
일 예에서, 도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 양극 홈의 측부는 다수의 면을 포함하고, 다수의 면은 둘러싸서 제1 함몰 영역(A111)을 형성하고, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)이 모든 면에 배치되고; 및/또는
음극 홈의 측부는 다수의 면을 포함하고, 다수의 면은 둘러싸서 제2 함몰 영역(A113)을 형성하고, 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 모든 면에 배치된다.
상기 양극 홈이 상기 양극 활성 재료를 폭 방향으로 관통할 때, 즉 상기 제1 함몰 영역이 상기 양극 시트를 폭 방향으로 관통할 때, 상기 양극 홈의 측부는 서로 대향하는 두 면을 포함한다. 상기 양극 홈이 상기 양극 활성 재료의 폭 방향의 노치인 경우, 다시 말해 상기 제1 함몰 영역이 폭 방향에서 상기 양극 활성 재료의 일측 상의 노치인 경우, 상기 양극 홈의 측부는 순차적으로 연결된 3개의 면을 포함한다.
상기 음극 홈이 상기 음극 활성 재료를 폭 방향으로 관통할 때, 즉 상기 제2 함몰 영역이 상기 음극 시트를 폭 방향으로 관통할 때, 상기 음극 홈의 측부는 서로 대향하는 두 면을 포함한다. 상기 음극 홈이 음극 활성 재료의 폭 방향의 노치인 경우, 다시 말해 상기 제2 함몰 영역이 폭 방향에서 음극 활성 재료의 일측 상의 노치인 경우, 상기 음극 홈의 측부는 순차적으로 연결된 3개의 면을 포함한다.
본 예에서, 특히, 하나의 절연 접착제 층(예컨대, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123))이 다수의 면을 덮는다. 이러한 방식으로, 절연 접착제 층은 버(burr), 덴드라이트(dendrite) 등을 완전히 덮을 수 있다. 예를 들어, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 U자형 구조를 가질 수도 있고, 일체형 구조일 수도 있다.
대안적으로, 서로 다른 절연 접착제 층들(예컨대, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123))이 상이한 면들을 각각 덮는다.
모든 면들이 절연 접착제 층들(예컨대, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123))에 의해 덮여 있으므로, 절연 접착제 층들(예컨대, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123))이 면들에 존재하는 활성 재료(예: 양극 활성 재료(A105) 및 음극 활성 재료(A106))를 효과적으로 고립시켜 리튬 석출의 위험을 줄일 수 있다.
일 예에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 상이한 면들 상의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)은 서로 독립적으로 배치된다.
일 예에서, 상이한 면들 상의 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)은 서로 독립적으로 배치된다.
예를 들어, 양극 활성 재료(A105)는 폭 방향에 평행한 양측을 포함한다. 상기 양측 사이의 영역은 제1 함몰 영역(A111)이다. 양측에 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)이 배치된다. 2개의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)은 서로 대향되게 배치된다. 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)의 일부는 양극 활성 재료(A105)에 접착되고, 다른 일부는 제1 함몰 영역(A111)에 접착된다.
음극 활성 재료(A106)는 폭 방향에 평행한 2 개의 대향 면을 포함한다. 대향하는 2면 사이의 영역이 제2 함몰 영역(A113)이다. 달리 말하면, 상기 2개의 대향 면은 상기 음극 홈의 측면부이다. 양측 대향 면들에 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)이 배치된다. 2개의 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)은 서로 대향되게 배치된다. 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)의 일부는 음극 활성 재료(A106)에 접착되고, 다른 일부는 제2 함몰 영역(A113)에 접착된다.
양극 활성 재료(A105)는 폭 방향에 평행한 2개의 대향 면을 포함한다. 상기 대향하는 2면 사이의 영역이 제1 함몰 영역(A111)이다. 다시 말하면, 상기 2개의 대향 면은 상기 양극 홈의 측면부이다. 양측 대향 면들에 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)이 배치된다. 2개의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)은 서로 대향되게 배치된다. 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)의 일부는 양극 활성 재료(A105)에 접착되고, 다른 일부는 제1 함몰 영역(A111)에 접착된다.
물론, 양극 홈의 측부와 음극 홈의 측부가 2면에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
이 예에서, 상이한 측면들 상의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)이 독립적으로 배치되므로, 다수의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121) 또는 다수의 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)은 서로 영향을 주지 않는다. 이러한 방식으로, 일부 절연 접착제 층들이 떨어지더라도, 다른 절연 접착제 층들의 기능에는 영향이 없다.
일 예에서, 제1 함몰 영역(A111)에 위치하는 다수의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)의 부분들은 중첩 방식으로 배치된다.
일 예에서, 제2 함몰 영역(A113)에 위치하는 다수의 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)의 부분들은 중첩 방식으로 배치된다.
이 예에서, 다수의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121) 또는 다수의 제3 절연 재료 접착제 층들(A122)이 중첩 방식으로 배치된 형태가 도 13에 도시되어 있다. 서로 중첩 방식으로 배치된 제1 절연 재료 접착제 층들(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)은 하나의 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 하나의 제2 절연 재료 접착제 층(A123)보다 버(burr) 또는 덴드라이트(dendrite) 등에 의해 쉽게 뚫리지 않는다. 이러한 방식으로, 전극 코어의 사용 안전성이 더 높다.
또한, 제1 함몰 영역(A111) 및 제2 함몰 영역(A113)은 통상 홈의 하단부들이다. 그러나, 제1 절연 재료 접착제 층(A121)이나 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 대체로 얇다. 다수의 절연 접착제 층들은 양극 시트(A11) 및/또는 음극 시트(A12)의 전체 두께가 보다 균일하도록 홈을 충전할 수 있어, 양극 시트 및 음극 시트(A12)의 불균일한 두께가 제조 중에 전극 코어의 결함을 야기하는 것을 피할 수 있다.
일 예에서, 제1 함몰 영역(A111)에 위치하는 다수의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)의 부분들은 둘러싸서 서브블랭크 영역을 형성할 수 있다.
일 예에서, 제2 함몰 영역(A113)에 위치하는 다수의 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)의 부분들은 둘러싸서 서브블랭크 영역을 형성할 수 있다.
본 예에서 서브블랭크 영역은 제1 함몰 영역(A111) 또는 제2 함몰 영역(A113)의 일부 영역이다. 상기 일부 영역은 절연 접착제 층에 의해 덮이지 않는다. 이러한 방식으로, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)의 사용량을 줄일 수 있어, 원재료 절감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 서브블랭크 영역은 절연 접착제 층에 의해 덮이지 않으므로, 제1 집전체 또는 제2 집전체는 보다 우수한 방열 성능을 갖는다.
일 예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 함몰 영역(A111)은 양극 집전체(A101)에 대해 대칭적으로 배치된다. 제1 함몰 영역(A111)들 중 어느 하나에는 양극 탭(A103)이 배치된다.
본 예에서, 대칭적으로 배치된 2개의 제1 함몰 영역(A111)은 양극 탭(A103)의 용접을 위한 공간을 제공한다. 예를 들어, 레이저 용접, 저항 용접 또는 초음파 용접을 통해 양극 탭(A103)이 제1 함몰 영역(A111) 중 어느 하나에 용접된다.
본 예에서, 대칭적으로 배치된 2개의 제1 함몰 영역(A111)은 양극 탭(A103)의 저항 용접, 레이저 용접 또는 초음파 용접을 위한 공간을 제공한다. 2개의 제1 절연 재료 접착제 층들(A121)은 2개의 제1 함몰 영역(A111)의 버(burr)가 분리막을 뚫는 것을 방지할 수 있다.
일 예에서, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123) 중 적어도 하나는 단면 테이프, 고온 접착제, 절연 필름일 수 있다.
일 예에서, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123) 중 적어도 하나는 양면 테이프 또는 핫멜트 접착제일 수 있고, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 및 제2 절연 재료 접착제 층(A123) 중 적어도 하나는 서로 다른 접착 강도를 가지는 제1 접착면 및 제2 접착면을 포함할 수 있다. 제1 접착면은 분리막에 접착된다. 상기 제1 접착면의 접착 강도는 상기 제2 접착면의 접착 강도보다 크다.
본 예에서, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 단면 테이프, 고온 접착제, 또는 절연 필름인 경우에, 제1 접착제 층의 일면, 즉 제1 함몰 영역(A111) 또는 제2 함몰 영역(A113)의 일면만 본딩 효과를 가질 수 있다. 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 양면 테이프 또는 핫멜트 접착제인 경우, 제2 접착면은 본딩 효과가 약한 면이고, 제2 접착면은 제1 함몰 영역(A111) 또는 제2 함몰 영역(A113)에 접착된다.
고온 접착제는 배터리 장치가 고온에서 동작할 때 접착력을 유지하는 접착제이다. 상기 절연 필름은 액상의 접착제를 해당 영역에서 코팅 경화 방식으로 경화시켜 형성된 접착 필름이다.
예를 들어, 단면 테이프, 양면 테이프, 고온 접착제, 또는 핫멜트 접착제는 베이스로 고분자 재료를 구비하고 아크릴계 수지 접착제, SBR 접착제, 또는 SIS 접착제 등과 같은 점성 성분이 코팅된 접착제이다. 당업자는 실제 필요에 따라 베이스 및 점성 성분의 재료를 선택할 수 있다.
물론, 제1 절연 재료 접착제 층(A121) 또는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)의 재료가 전술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 필요에 따라 선택할 수 있다.
일 예에서, 제1 함몰 영역(A111)은 양극 시트(A11)를 폭 방향으로 관통할 수 있다. 이 예에서, 폭 방향은 Y축 방향이다. 양극 홈은 양극 시트(A11)를 폭 방향으로 관통할 수 있다. 이 경우, 상기 양극 홈의 측부는 대향하는 두 면을 포함한다.
일 예에서, 양극 활성 재료(A105)에는 양극 시트(A11)의 폭 방향 일측에 노치가 마련되며, 상기 노치는 제1 함몰 영역(A111)을 형성할 수 있다. 본 예에서, 양극 활성 재료(A105)에 양극 시트(A11)의 폭 방향 일측에 노치가 형성되고 상기 노치가 제1 함몰 영역(A111)을 형성한다는 것은, 양극 홈이 양극 시트(A11)를 관통하지 않는다는 것을 의미한다. 이 경우, 양극 홈의 측부는 3개의 면을 포함한다.
이러한 방식으로, 제1 함몰 영역(A111)에 양극 탭(A103)을 정상적으로 배치할 수 있는 조건 하에서, 양극 시트(A11)에 형성된 제1 함몰 영역(A111) 주변에는 활성 재료의 일부가 여전히 남아 있고, 활성 재료의 남아있는 일부는 여전히 리튬 이온 이동 반응을 겪을 수 있으며, 이는 전극 코어의 에너지 밀도를 향상시킨다.
일 예에서, 제2 함몰 영역(A113)은 음극 시트(A12)를 폭 방향으로 관통한다. 본 예에서, 음극 홈은 음극 시트(A12)를 폭 방향으로 관통할 수 있다. 이 경우, 상기 음극 홈의 측부는 대향하는 2개의 면을 포함한다.
일 예에서, 음극 활성 재료(A106)에는 음극 시트(A12)의 폭 방향 일측에 노치가 마련될 수 있으며, 상기 노치는 제2 함몰 영역(A113)을 형성할 수 있다. 본 예에서, 음극 활성 재료(A106)에 음극 시트(A12)의 폭 방향 일측에 노치가 마련되고 상기 노치가 제2 함몰 영역(A113)을 형성한다는 것은, 음극 홈이 음극 시트(A12)를 관통하지 않는다는 것을 의미한다. 이 경우, 음극 홈의 측부는 3개의 면을 포함한다.
이러한 방식으로, 제2 함몰 영역(A113)에 음극 탭(A104)을 정상적으로 배치할 수 있는 조건에서는 음극 시트(A12)에 형성된 제2 함몰 영역(A113) 주변에 활성 재료의 일부가 여전히 남아 있어서, 이동하는 리튬 이온이 삽입될 수 있고, 이는 리튬 석출의 위험성을 감소시킨다.
또한, 활성 재료의 남아있는 부분은 여전히 리튬 이온 이동 반응을 겪을 수 있으며, 이는 전극 코어의 에너지 밀도를 증가시킨다.
본 개시내용의 다른 실시예에 따르면, 배터리 장치가 제공된다. 상기 배터리 장치는 전술한 전극 코어를 포함한다. 배터리 장치는 리튬-이온 배터리, 나트륨 이온 배터리, 니켈 금속 수소화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리 등일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 배터리 장치는 파우치 배터리 또는 원통형 배터리일 수 있다.
배터리 장치는 하우징 및 전극 코어를 포함한다. 전극 코어는 하우징 내부에 배치된다. 배터리 장치는 양호한 안전 성능의 특성을 갖는다.
본 개시내용의 또 다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스가 제공된다. 상기 전자 디바이스는 상술한 배터리 장치를 포함한다.
예를 들어, 전자 디바이스는 차량, 모바일 폰, 이어폰, 스타일러스, VR 디바이스, AR 디바이스 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
전자 디바이스는 높은 안전 계수의 특성을 갖는다.
<실시예 1>
도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 리튬-이온 배터리를 제공한다. 리튬-이온 배터리는 양극 시트(A11), 음극 시트(A12), 분리막(A107) 및 전해액을 포함한다. 양극 시트(A11)는 양극 집전체(A101), 양극 탭(A103), 양극 활성 재료(A105) 및 제1 함몰 영역(A111)을 포함한다. 제1 함몰 영역(A111)에는 양극 탭(A103)이 용접된다.
음극 시트(A12)는 음극 집전체(A102), 음극 탭(A104), 음극 활성 재료(A106) 및 제3 함몰 영역(A112)을 포함한다. 제3 함몰 영역(A112)에는 음극 탭(A104)이 용접된다.
제1 함몰 영역(A111) 및 제3 함몰 영역(A112)의 전방 및 후방 표면들에는 활성 재료가 코팅되지 않고, 제1 함몰 영역(A111)에 대응하는 음극 시트(A12)의 위치에 제2 함몰 영역(A113)이 배치된다. 제2 함몰 영역(A113)의 배면에는 음극 활성 재료(A106)가 존재한다.
제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 제1 함몰 영역(A111) 및 주변 양극 활성 재료(A105)를 덮고, 제3 절연 재료 접착제 층(A122)은 제3 함몰 영역(A112) 및 주변 음극 활성 재료(A106)를 덮는다.
제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 제2 함몰 영역(A113) 및 주변 음극 활성 재료(A106)를 덮는다.
제1 함몰 영역(A111)의 길이 및 폭은 제2 함몰 영역(A113)의 길이 및 폭보다 작다. 길이는 축 X를 따른 치수이고, 폭은 축 Y를 따른 치수이다.
제1 절연 재료 접착제 층(A121)의 길이 및 폭은 제2 절연 재료 접착제 층(A123)의 길이 및 폭보다 크다. 즉, 양극 시트(A11) 상의 절연 접착제 층의 길이 및 폭은 리튬 석출이 방지되는 것을 보장하기 위해 음극 시트(A12) 상의 절연 접착제 층의 길이 및 폭보다 클 필요가 있다.
이하, 파우치 배터리(모델: 466480, 구체적으로, 배터리 코어의 두께는 4.6mm, 폭은 64mm, 높이는 80mm)를 예로 들어 본 개시내용의 일 실시예에 따른 리튬-이온 배터리의 제조방법을 설명한다.
양극 시트는 다음과 같이 제조된다:
양극 활성 물질 LiCoO2, 탄소나노튜브(CNT) 도전제, PVDF 바인더 및 NMP를 100:0.5:0.7:28의 질량비로 혼합하고, 교반하여 양극 슬러리를 만든다.
상기 양극 슬러리를 알루미늄 포일 상에 9㎛의 두께로 코팅하여 양극 활성 재료(A105)를 형성한다. 양극 활성 재료(A105)의 면 밀도는 17.4mg/cm2이다.
건조, 시팅(sheeting), 슬리팅(slitting)을 통해 폭 73mm, 길이 1120mm의 양극 시트(A11)를 얻는다.
양극 시트(A11)의 단부로부터 전체 길이의 1/4에 해당하는 위치에 있는 양극 활성 재료(A105)를 레이저 세정 장치를 이용하여 세정하여 제1 함몰 영역(A111)을 형성한다. 제1 함몰 영역(A111)의 길이는 18mm이고, 폭은 10mm이다.
제1 함몰 영역(A111) 및 그 주변은 제1 절연 재료 접착제 층(A121)으로 덮인다. 제1 절연 재료 접착제 층(A121)의 길이는 24mm, 폭은 16mm이다. 제1 절연 재료 접착제 층(A121)은 제1 함몰 영역(A111)을 완전히 덮고, 양극 활성 재료를 일측에서 3mm 만큼 부분적으로 덮는다.
상기 음극 시트는 다음과 같이 제조된다:
음극 활성 재료, 즉 흑연, Super-P 도전제, CMC-Li 바인더 및 탈이온수를 100:0.3:1.1:110의 질량비로 교반하여 음극 슬러리를 만든다.
동박에 음극 슬러리를 두께 5㎛로 코팅하여, 음극 활성 재료(A106)를 형성한다. 음극 활성 재료(A106)의 면 밀도는 9.6mg/cm2이다.
건조, 시팅, 및 그 후 슬리팅을 통해 폭 74.5 mm, 길이 1040 mm의 음극 시트(A12)를 얻는다.
레이저 세정 장치를 이용하여 음극 시트(A12)의 가운데 부분, 즉 1/2 위치를 세정하여 제3 함몰 영역(A112)을 얻는다. 제3 함몰 영역(A112)의 길이는 20mm이고, 폭은 12mm이다.
음극 시트(A12)에서 제1 함몰 영역(A111)에 대응하는 위치를 세정하여 길이 20mm, 폭 12mm의 제2 함몰 영역(A113)을 얻는다.
제3 함몰 영역(A112) 및 그 주변 음극 활성 재료는 제3 절연 재료 접착제 층(A122)으로 덮인다. 제3 절연 재료 접착제 층(A122)은 폭이 14mm, 길이가 22mm이며, 일변에서 1 mm 만큼 음극 활성 재료를 덮는다.
제2 함몰 영역(A113) 및 그 주변 음극 활성 재료는 제2 절연 재료 접착제 층(A123)으로 덮인다. 제2 절연 재료 접착제 층(A123)은 폭이 14mm이고, 길이가 22mm이며, 음극 활성 재료(A106)를 폭 방향으로 1mm 덮고, 음극 활성 재료(A106)를 길이 방향으로 2mm 덮는다. 음극 시트에는 2개의 제2 함몰 영역(A113)이 배치되고, 2개의 제2 함몰 영역(A113)에 제2 절연 재료 접착제 층(A123)이 접착된다.
전해액은 다음과 같이 제조된다:
EMC, DEC, EC 및 EP가 30%:30%:30%:10%의 질량비로 혼합된다.
용질로서 LiPF6를 첨가한다. LiPF6의 농도는 1M이다.
질량 백분율이 2%인 아디포니트릴 및 질량 백분율이 2%인 1,3,6-헥산트리니트릴을 첨가제로서 첨가한다. 또한, 이들이 완전히 용해되어 전해액을 얻는다.
리튬-이온 배터리는 다음과 같다:
상술한 바와 같이 준비된 양극 시트(A11) 및 음극 시트(A12)와 분리막(A107)이 권취 장치에 의해 권취된 후 코어로 제조된다. 소부(bake)하고 건조한 후 코어에 전해액을 주입하고 캡슐화 및 포메이션 과정을 거쳐 최종 리튬-이온 배터리로 제조된다.
리튬-이온 배터리는 높은 안전 계수를 갖는다.
<실시예 2>
도 13을 참조하면, 본 예에서는 제2 함몰 영역(A113)에 2개의 독립된 제2 절연 재료 접착제 층들(A123)이 중첩 방식으로 배치된다. 중첩 후, 음극 홈에 의해 발생된 리세스가 채워질 수 있어 전극 코어의 전체 평탄도에 유리하고 전극 코어의 굽힘 및 변형을 감소시킬 수 있다.
<제3 솔루션>
본 개시내용의 일 실시예에 따르면, 전극 코어가 제공된다. 전극 코어는 배터리 장치에 사용된다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 전극 코어는 제1 전극 시트, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)를 포함한다. 제1 전극 시트는 양극 시트(B11) 또는 음극 시트(B12)이다.
상기 제1 전극 시트는 집전체 및 상기 집전체의 표면에 부착된 활성 재료를 포함한다. 활성 재료의 표면에 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))이 마련된다. 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))은 하단부 및 서로 대향되게 배치되는 제1 측벽부 및 제2 측벽부를 포함한다. 상기 홈(예컨대, 제4 회피홈(114))의 하단부에는 활성 재료가 부착되지 않는다.
제1 절연 접착제(B124a)는 상기 하단부에 접착되어 상기 제1 측벽부의 활성 재료로 연장된다.
제2 절연 접착제(B124b)는 하단부에 접착되어 제2 측벽부의 활성 재료로 연장된다.
특히, 상기 집전체는 금속 포일이다. 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))은 레이저 세정, 간헐 코팅, 또는 스트립핑에 의해 형성될 수 있다. 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))의 하단부는 집전체를 노출시킨다. 예를 들어, 양극 집전체(B101)는 알루미늄 포일이고, 음극 집전체(B102)는 동박이다.
활성 재료는 양극 활성 재료(B105) 또는 음극 활성 재료(B106)일 수 있다. 리튬-이온 배터리의 전극 코어가 예로서 사용된다. 양극 활성 재료(B105)는 리튬 망간 산화염, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화염, 리튬 철 인산염 등을 포함한다. 음극 활성 재료(B106)는 흑연, 실리콘 등을 포함한다. 상기 제1 측벽부 및 상기 제2 측벽부는 활성 재료 제거 공정을 통해 형성된다. 상기 제1 측벽부와 상기 제2 측벽부는 서로 대향되게 또는 서로 인접하게 배치될 수 있다.
물론, 활성 재료가 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 당업자의 필요에 따라 선택될 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 전극 코어는 제2 전극 시트 및 분리막(B107)을 더 포함한다. 분리막(B107)은 제1 전극 시트와 제2 전극 시트 사이에 위치한다.
리튬-이온 배터리의 전극 코어를 예로 들면, 충방전시, 양극 시트와 음극 시트(B12) 사이에서 리튬 이온이 앞뒤로 삽입 및 탈리된다. 충전시, 양극 시트(B11)의 양극 활성 재료(B105)로부터 리튬 이온이 탈리되고, 전해액과 분리막(B107)을 거쳐 음극 시트(B12)의 음극 활성 재료(B106)로 리튬 이온이 삽입된다. 이 경우, 음극 시트(B12)는 리튬-리치 상태이다. 반대로, 방전시, 음극 활성 재료(B106)에 위치한 리튬 이온이 음극 시트(B12)로부터 탈리되고, 전해액과 분리막(B107)을 통해 양극 시트(B11)의 양극 활성 재료(B105)로 삽입되어, 양극 시트와 음극 시트(B12) 사이에 전위차가 형성된다.
물론, 전극 코어의 구체적인 컴포넌트는 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자가 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예에서, 상기 제1 절연 접착제(B124a)는 하단부에 접착되어 상기 제1 측벽부의 활성 재료로 연장된다. 제2 절연 접착제(B124b)는 하단부에 접착되어 제2 측벽부의 활성 재료로 연장된다. 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 서로 분리되어 배치되며 각각 하단부에 고정된다. 이러한 방식으로, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 홈의 가장자리에서 활성 재료를 효과적으로 덮을 수 있고, 이에 의해 전도성 물질의 탈리를 피할 수 있고, 다른 극성의 전극 시트에 전도성 물질이 석출되는 것, 예를 들어 리튬 석출을 더 피할 수 있다.
또한, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)가 집전체의 일부를 덮어, 집전체 및 다른 극성의 전극 시트로부터 탈리된 전도성 물질, 예를 들어 리튬 이온이 집전체에 도달하는 것을 피하며, 이에 의해 집전체 상에서 전도성 물질의 석출, 예를 들어 리튬 석출을 피한다.
또한, 상기 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 집전체를 덮어, 집전체에 버가 발생하는 것을 차단하며, 이에 의해 버가 분리막(B107)을 뚫는 것을 방지한다.
또한, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b) 중 어느 하나가 떨어지더라도, 리튬 석출을 방지하고 버가 분리막(B107)을 관통하는 것을 방지하는데 있어서 다른 절연 접착제의 효과는 영향을 받지 않아, 전극 코어의 사용 안전성이 향상된다.
일 예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 전극 코어는 제2 전극 시트 및 분리막(B107)을 더 포함한다. 분리막(B107)은 제1 전극 시트와 제2 전극 시트 사이에 위치한다.
일 예에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 절연 접착제(B124a)는 제1 측벽부로부터 활성 재료의 표면까지 연장되고, 제2 절연 접착제(B124b)는 제2 측벽부로부터 활성 재료의 표면까지 연장된다.
본 예에서, 제1 절연 접착제(B124a)의 일부는 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))의 하단부에 위치하고, 다른 일부는 활성 재료, 예를 들어 양극 활성 재료(B105) 상에 위치한다. 제2 절연 접착제(B124b)의 일부는 상기 홈(예컨대, 제4 회피홈(B114))의 하단부에 위치하고 다른 일부는 활성 재료 상에 위치한다.
양극 집전체(B101) 및 음극 집전체(B102)는 어느 것도 다공성 재료가 아니므로, 다공성 활성 재료(예를 들어, 음극 활성 재료(B106) 또는 양극 활성 재료(B105))로부터의 전해액이 활성 재료를 덮는 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)에 침투하여 활성 재료를 덮는 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)의 접착성을 약화시키거나 제거하더라도, 하단부를 덮는 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b) 부분들이 대응하는 집전체들(예를 들어, 양극 집전체(B101) 및 음극 집전체(B102))과 단단히 결합되어 있기 때문에, 전해액이 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)로 침투할 수 없다. 전해질의 자유 라디칼은 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)로 침투할 수 없다. 따라서, 하단부에 위치한 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 여전히 양호한 접착성을 유지할 수 있다.
또한, 하단부를 덮는 제1 절연 접착제(B124a)와 활성 재료(예를 들면, 음극 활성 재료(B106) 또는 양극 활성 재료(B105))를 덮는 제1 절연 접착제(B124a)는 일체로 연결된다. 하단부를 덮는 제2 절연 접착제(B124b)와 활성 재료(예를 들면, 음극 활성 재료(B106) 또는 양극 활성 재료(B105))를 덮는 제2 절연 접착제(B124b)는 일체로 연결된다. 이러한 방식으로, 활성 재료를 덮는 절연 접착제 층들(예를 들면, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b))이 초기 도포 위치를 벗어나는 것을 방지한다. 따라서, 활성 재료를 덮는 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 초기 절연 기능을 여전히 유지하므로, 리튬 석출의 위험을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
일 예에서, 도 14, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 하단부에 위치하는 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)의 부분들이 중첩 방식으로 배치된다.
이 예에서, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 중첩 방식으로 배치되어, 홈의 하단부를 효과적으로 덮는다. 단일의 제1 절연 접착제(B124a) 또는 단일의 제2 절연 접착제(B124b)에 비해, 중첩 방식으로 배치된 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 버, 덴드라이트 등에 의해 뚫릴 가능성이 적다. 이러한 방식으로, 전극 코어의 사용 안전성이 더 높다.
또한, 제1 절연 접착제(B124a) 또는 제2 절연 접착제(B124b)는 통상적으로 얇다. 절연 접착제들의 다수의 층들이 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))을 채울 수 있어 전극 시트의 전체 두께가 보다 균일해져, 제조 과정에서 양극 시트 및 음극 시트(B12)의 두께 불균일이 전극 코어의 불량을 야기하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 중첩 방식으로 배치된 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 홈에 의해 야기된 리세스를 채울 수 있어 전극 코어의 전체 평탄도에 유리하고, 전극 코어의 휘어짐 및 변형을 줄인다. 나아가, 전극 코어의 휘어짐 및 변형에 따른 단락 등의 문제를 방지할 수 있어, 결국, 전극 코어를 권취하여 형성되는 배터리의 안전 성능을 향상시킨다.
또한, 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 상기 홈에서 중첩 방식으로 배치됨으로써, 전극 코어의 전체 평탄도를 향상시킬 수 있다.
일 예에서, 도 18, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b) 중 하단부에 위치하는 부분은 이격되어 있다.
예를 들어, 집전체의 표면에 부착된 활성 재료가 얇은 경우, 하단부에 위치하는 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b) 부분들이 이격되어 중첩 방식으로 배치되지 않아, 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 중첩 방식으로 배치된 후의 높이가 활성 재료의 높이를 초과하게 되어 발생하는 불균일의 문제를 피할 수 있다.
예를 들어, 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b) 사이에 블랭크 영역이 형성된다. 이 일부 영역은 절연 접착제로 덮이지 않는다. 이러한 방식으로, 제1 절연 접착제(B124a) 또는 제2 절연 접착제(B124b)의 사용량을 줄일 수 있어, 원료를 절감할 수 있다.
또한, 블랭크 영역은 집전체, 예를 들어, 양극 집전체(B101) 또는 음극 집전체(B102)를 노출시켜 집전체가 보다 우수한 방열 성능을 갖도록 한다.
일 예에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 하단부에 전극 탭이 배치되고, 전극 탭은 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 이격된 영역에 위치할 수 있다.
예를 들어, 전극 탭은 양극 탭(B103) 또는 음극 탭(B104)이다. 상기 전극 탭은 레이저 용접, 저항 용접 또는 초음파 용접에 의해 상기 블랭크 영역에 용접되거나, 상기 탭은 전극 시트를 다이 커팅하여 형성된다. 이러한 방식으로, 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114)) 내의 공간을 충분히 활용할 수 있다.
일 예에서, 활성 재료 표면까지 연장된 제1 절연 접착제(B124a) 부분의 길이는 0.5mm 이상이고, 활성 재료 표면까지 연장된 제2 절연 접착제(B124b) 부분의 길이는 0.5mm 이상일 수 있다.
상기 치수 범위 내에서, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 활성 재료를 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 전극 시트가 양극 시트(B11)인 조건에서, 상기 치수 범위는 음극 시트(B12) 상의 리튬 석출을 효과적으로 방지할 수 있다.
일 예에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 홈(예컨대, 제4 회피홈(B114))은 전극 시트의 폭 방향의 관통홈이다. 폭 방향은 Y축 방향이다. 예를 들어, 하단부는 직사각형이다. 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 직사각형의 두 변에 각각 배치되며, 측벽부로 연장된 후, 활성 재료의 표면까지 연장된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 Z자 형상이며, 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))의 중심축에 대해 대칭이다.
본 예에서는 홈(예를 들어, 제4 회피홈(B114))을 개방하는 공정이 단순하다. 전극 탭의 용접이 필요한 경우, 하단부의 공간이 커서, 전극 탭의 용접이 용이하다.
일 예에서, 상기 홈은 폭 방향으로 상기 집전체의 일측을 대면하는 개방 홈이고, 상기 제1 측벽부와 상기 제2 측벽부 사이에 연결된 제3 측벽부를 더 포함한다. 상기 제3 측벽부는 상기 개방 홈의 개구부에 대향한다.
전극 코어는 제3 절연 접착제를 더 포함한다. 제3 절연 접착제는 상기 하단부에 접착되고 상기 제3 측벽부 상의 상기 활성 재료로 연장된다.
본 예에서, 개방 홈은 비-관통 홈이다. 이러한 방식으로, 제1 전극 탭이 하단부에 정상적으로 배치될 수 있는 조건에서는 하단부의 주변에 활성 재료의 일부가 잔존하여 이동하는 리튬 이온이 삽입될 수 있고, 이는 리튬 석출의 위험성을 감소시킨다.
또한, 활성 재료의 남아있는 부분은 여전히 리튬 이온 이동 반응을 겪을 수 있으며, 이는 전극 코어의 에너지 밀도를 증가시킨다.
일 예에서, 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b) 중 적어도 하나는 단면 테이프, 고온 접착제, 절연 필름, 양면 테이프 또는 핫멜트 접착제일 수 있다.
본 예에서, 제1 절연 접착제(B124a) 또는 제2 절연 접착제(B124b)가 단면 테이프, 고온 접착제 또는 절연 필름이라는 조건 하에서, 제1 접착제 층의 일면, 즉, 하단부에 접착되는 면만이 본딩 효과를 갖는다. 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)가 양면 테이프 또는 핫멜트 접착제인 조건하에서, 제2 접착면은 본딩 효과가 더 약한 면이고, 제2 접착면이 하단부에 접착된다. 제1 접착면은 강한 본딩 효과를 가지는 면이다. 제1 접착면은 배터리 장치의 분리막(B107)에 접착하도록 구성되어 있다. 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 리튬 이온이 분리막(B107)을 통과하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 의해 음극 시트(B12) 상의 리튬 석출의 위험을 감소시킬 수 있다.
고온 접착제는 배터리 장치가 고온에서 동작할 때 접착력을 유지하는 접착제이다. 상기 절연 필름은 해당 영역 상의 액상의 접착제를 코팅 경화 방식으로 경화시켜 형성된 접착 필름이다.
예를 들어, 단면 테이프, 양면 테이프, 고온 접착제, 또는 핫멜트 접착제는 고분자 재료를 베이스로 구비하고 아크릴계 수지 접착제, SBR 접착제, 또는 SIS 접착제 등과 같은 점성 성분이 코팅된 접착제이다. 당업자는 실제 필요에 따라 베이스 및 점성 성분의 재료들을 선택할 수 있다.
물론, 절연 접착제의 재료가 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
일 예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 전극 시트에는 전극 탭 홈이 마련되고, 전극 탭 홈에는 전극 탭이 배치된다. 상기 전극 코어는 상기 전극 탭 홈을 덮는 제3 절연 접착제를 더 포함한다. 상기 홈은 상기 전극 탭 홈과 대향되게 배치된다.
본 예에서, 제2 전극 시트가 음극 시트(B12)인 조건에서, 전극 탭은 음극 탭(B104)이다. 제2 전극 시트가 양극 시트(B11)인 조건에서, 전극 탭은 양극 탭(B103)이다. 예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, 음극 탭 홈(B112a)에는 음극 탭(B104)이 배치된다. 음극 탭 홈(B112a)에 제3 절연 접착제(B122a)(제1 솔루션에서 제1 절연 접착제 층(121)과 동등함)가 덮인다. 홈, 예를 들어 제4 회피홈(B114)은 음극 탭 홈(B122a)에 대향한다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 제4 회피홈(B114) 상에 덮인다. 제3 절연 접착제는 음극 탭 홈(B112a)을 덮을 수 있다. 이러한 방식으로, 음극 탭(B104)의 버가 분리막(B107)을 뚫는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 제3 절연 접착제(122a)는 음극 탭 홈(B112a) 내의 리튬 석출 위험을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 양극 시트의 일부 버가 분리막(B107) 및 제3 절연 접착제(122a)를 관통하더라도, 음극 탭 홈(B112a)의 존재 때문에, 버가 음극 활성 재료와 접촉하지 않아 전극 코어의 격렬한 발열을 효과적으로 피할 수 있다.
본 개시내용의 다른 실시예에 따르면, 배터리 장치가 제공된다. 상기 배터리 장치는 전술한 전극 코어를 포함한다. 배터리 장치는 리튬-이온 배터리, 나트륨 이온 배터리, 니켈 금속 수소화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리 등일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 배터리 장치는 파우치 배터리 또는 원통형 배터리일 수 있다.
배터리 장치는 하우징 및 전극 코어를 포함한다. 전극 코어는 하우징 내부에 배치된다. 배터리 장치는 양호한 안전 성능의 특성을 갖는다.
본 개시내용의 또 다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스가 제공된다. 상기 전자 디바이스는 상술한 배터리 장치를 포함한다.
예를 들어, 전자 디바이스는 차량, 모바일 폰, 이어폰, 스타일러스, VR 디바이스, AR 디바이스 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다.
전자 디바이스는 높은 안전 계수의 특성을 갖는다.
<실시예 3>
도 16을 참조하면, 본 예에서는 제2 회피홈들(B112) 중 하나(즉, 음극 탭 홈(B112a))에 음극 탭(B104)이 배치된다. 2개의 제2 회피홈들(B112) 상에는 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 배치된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 탭(B104)에 대응하여 양극 시트(B11) 내 2개의 제4 회피홈들(B114)에 접착된다. 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 탭(B104)에 대응하는 각각의 홈(B112, B114)의 하단부에 중첩 방식으로 배치된다.
양극 탭(B103)은 제1 회피홈들(B111) 중 하나에 배치된다. 2개의 제1 회피홈들(B111)에는 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 배치된다. 양극 탭(B103)에 대응하는 음극 시트(B12) 내 2개의 제3 회피홈들(B113)에 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)가 배치된다. 양극 탭(B103)에 대응하는 각각의 홈(B111, B113)의 하단부에는 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 중첩 방식으로 배치된다.
<실시예 4>
도 18을 참조하면, 본 예에서는 제2 회피홈들(B112) 중 하나(즉, 음극 탭 홈(B112a))에 음극 탭(B104)이 배치된다. 2개의 제2 회피홈들(B112) 상에는 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 배치된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 탭(B104)에 대응하는 양극 시트(B11)의 2개의 제4 회피홈들(B114)에 접착된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 탭(B104)에 대응하는 각각의 홈(B112, B114) 내의 하단부에 간극을 형성한다.
양극 탭(B103)은 제1 회피홈들(B111) 중 하나에 배치된다. 2개의 제1 회피홈들(B111)에는 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)가 배치된다. 양극 탭(B103)에 대응하는 음극 시트(B12)의 2개의 제3 회피홈들(B113)에 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)가 배치된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 탭(B104)에 대응하는 각각의 홈(B111, B113) 내의 하단부에 간극을 형성한다.
<실시예 5>
도 19를 참조하면, 본 예에서는 제2 회피홈들(B112) 중 하나(즉, 음극 탭 홈(B112a))에 음극 탭(B104)이 배치된다. 2개의 제2 회피홈들(B112) 상에는 각각 제3 절연 접착제(B122a)(제1 솔루션에서의 제1 절연 접착제 층(121)과 동등함)와 접착 테이프(제1 솔루션에서의 제3 절연 접착제 층(123)과 동등함)가 배치된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 탭(B104)에 대응하는 양극 시트의 2개의 제4 회피홈들(B114)에 접착된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 하단부에 간극을 형성한다.
양극 탭(B103)은 제1 회피홈들(B111) 중 하나에 배치된다. 2개의 제1 회피홈들(B111) 상에 각각 제3 절연 접착제(B122a)와 접착 테이프(B122)(제1 솔루션에서 제7 절연 접착제 층(127)과 동등)가 배치된다. 양극 탭(B103)에 대응하는 음극 시트(B12)의 2개의 제3 회피홈들(B113)에 제1 절연 접착제(B124a) 및 제2 절연 접착제(B124b)가 배치된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 하단부에 간극을 형성한다.
<실시예 6>
도 20을 참조하면, 본 예에서, 제2 회피홈들(B112) 중 하나(즉, 음극 탭 홈(B112a))에 음극 탭(B104)이 배치된다. 2개의 제2 회피홈들(B112) 상에 각각 제3 절연 접착제(B112a)와 접착 테이프(B122)(제3 제1 솔루션에서의 제3 절연 접착제 층(123)과 동등함)가 배치된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 음극 탭(B104)에 대응하는 양극 시트의 2개의 제4 회피홈들(B114)에 접착된다. 제1 절연 접착제(B124a)와 제2 절연 접착제(B124b)는 하단부에 간극을 형성한다.
양극 탭(B103)은 제1 회피홈들(B111)들 중 하나(즉, 양극 탭 홈(111a))에 배치된다. 2개의 제1 회피홈들(B111) 상에 제3 절연 접착제(B122a)와 접착 테이프(B121)(제1 솔루션에서 제7 절연 접착제 층(127)과 동등함)가 배치된다. 양극 탭(B103)에 대응하는 음극 시트(B12)의 2개의 제3 회피홈들(B113)에 접착 테이프(B123)(제1 솔루션에서 제8 절연 접착제 층(128)과 동등함)가 배치된다.
전술한 실시예들은 실시예들 간의 차이점을 설명하는 것에 초점을 맞추고 있다. 실시예들 사이의 상이한 최적화 특징들은, 그 사이에 모순이 없다면, 더 양호한 실시예를 형성하기 위해 모두 조합될 수 있다. 간결한 설명을 고려하여, 자세한 내용은 본 명세서에서 다시 설명하지 않는다.
비록 본 개시내용의 일부 특정 실시예들이 예시를 통해 상세히 설명되었지만, 당업자는 전술한 예들이 단지 설명을 위한 것이며 본 개시내용의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 당업자는 본 개시내용의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 전술한 실시예에 대한 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 제한된다.
제1 솔루션의 참조 기호:
11. 양극 시트; 12. 음극 시트; 101. 양극 집전체; 102. 음극 집전체; 103. 양극 탭; 104. 음극 탭; 105. 양극 활성 재료; 106. 음극 활성 재료; 107. 분리막; 111. 음극 탭 홈; 112. 제1 홈; 113. 제2 홈; 114. 제3 홈; 115. 양극 탭 홈; 116. 제4 홈; 117. 제5 홈; 118. 제6 홈; 121. 제1 절연 접착제 층; 122. 제2 절연 접착제 층; 123. 제3 절연 접착제 층; 124. 제4 절연 접착제 층; 1241. 제4 좌측 절연 접착제 층; 1242. 제4 우측 절연 접착제 층; 125. 제5 절연 접착제 층; 126. 제6 절연 접착제 층; 127. 제7 절연 접착제 층; 128. 제8 절연 접착제 층.
제2 솔루션의 참조 기호:
A11. 양극 시트; A12. 음극 시트; A101. 양극 집전체; A102. 음극 집전체; A103. 양극 탭; A104. 음극 탭; A105. 양극 활성 재료; A106. 음극 활성 재료; A107. 분리막; A111. 제1 함몰 영역(제1 솔루션에서 양극 탭 홈(115)의 하단부 및 제5 홈(117)의 하단부와 동등함); A112. 제3 함몰 영역(제1 솔루션에서 음극 탭 홈(111)의 하단부 및 제2 홈(113)의 하단부와 동등함); A113. 제2 함몰 영역(제1 솔루션에서 제4 홈(116)의 하단부 및 제6 홈(118)의 하단부와 동등함); A121. 제1 절연 재료 접착제 층(제1 솔루션에서 제5 절연 접착제 층(125) 및 제7 절연 접착제 층(127)과 동등함) A122. 제3 절연 재료 접착제 층(제1 솔루션에서 제1 절연 접착제 층(121) 및 제3 절연 접착제 층(123)과 동등함), A123. 제2 절연 재료 접착제 층(제1 솔루션에서 제6 절연 접착제 층(126) 및 제8 절연 접착제 층(128)과 동등함)
제3 솔루션의 참조 기호:
B11. 양극 시트; B12. 음극 시트; B101. 양극 집전체; B102. 음극 집전체; B103. 양극 탭; B104. 음극 탭; B105. 양극 활성 재료; B106. 음극 활성 재료; B107. 분리막; B111. 제1 회피홈(제1 솔루션에서 양극 탭 홈(115) 및 제5 홈(117)과 동등함); B112. 제2 회피홈(제1 솔루션에서 음극 탭 홈(111) 및 제2 홈(113)과 동등함); B112a. 음극 탭 홈; B113. 제3 회피홈(제1 솔루션에서 제4 홈(116) 및 제6 홈(118)과 동등함); B114. 제4 회피홈(제1 솔루션에서 제1 홈(112) 및 제3 홈(114)과 동등함); B121; 접착 테이프; B122. 접착 테이프; B122a. 제3 절연 접착제(제1 솔루션에서의 제1 절연 접착제 층(121)과 동등함); B123. 접착 테이프; B124a. 제1 절연 접착제(제1 솔루션에서의 제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 동등함); B124b. 제2 절연 접착제(제1 솔루션에서의 제4 좌측 절연 접착제 층(1242)과 동등함).
11. 양극 시트; 12. 음극 시트; 101. 양극 집전체; 102. 음극 집전체; 103. 양극 탭; 104. 음극 탭; 105. 양극 활성 재료; 106. 음극 활성 재료; 107. 분리막; 111. 음극 탭 홈; 112. 제1 홈; 113. 제2 홈; 114. 제3 홈; 115. 양극 탭 홈; 116. 제4 홈; 117. 제5 홈; 118. 제6 홈; 121. 제1 절연 접착제 층; 122. 제2 절연 접착제 층; 123. 제3 절연 접착제 층; 124. 제4 절연 접착제 층; 1241. 제4 좌측 절연 접착제 층; 1242. 제4 우측 절연 접착제 층; 125. 제5 절연 접착제 층; 126. 제6 절연 접착제 층; 127. 제7 절연 접착제 층; 128. 제8 절연 접착제 층.
제2 솔루션의 참조 기호:
A11. 양극 시트; A12. 음극 시트; A101. 양극 집전체; A102. 음극 집전체; A103. 양극 탭; A104. 음극 탭; A105. 양극 활성 재료; A106. 음극 활성 재료; A107. 분리막; A111. 제1 함몰 영역(제1 솔루션에서 양극 탭 홈(115)의 하단부 및 제5 홈(117)의 하단부와 동등함); A112. 제3 함몰 영역(제1 솔루션에서 음극 탭 홈(111)의 하단부 및 제2 홈(113)의 하단부와 동등함); A113. 제2 함몰 영역(제1 솔루션에서 제4 홈(116)의 하단부 및 제6 홈(118)의 하단부와 동등함); A121. 제1 절연 재료 접착제 층(제1 솔루션에서 제5 절연 접착제 층(125) 및 제7 절연 접착제 층(127)과 동등함) A122. 제3 절연 재료 접착제 층(제1 솔루션에서 제1 절연 접착제 층(121) 및 제3 절연 접착제 층(123)과 동등함), A123. 제2 절연 재료 접착제 층(제1 솔루션에서 제6 절연 접착제 층(126) 및 제8 절연 접착제 층(128)과 동등함)
제3 솔루션의 참조 기호:
B11. 양극 시트; B12. 음극 시트; B101. 양극 집전체; B102. 음극 집전체; B103. 양극 탭; B104. 음극 탭; B105. 양극 활성 재료; B106. 음극 활성 재료; B107. 분리막; B111. 제1 회피홈(제1 솔루션에서 양극 탭 홈(115) 및 제5 홈(117)과 동등함); B112. 제2 회피홈(제1 솔루션에서 음극 탭 홈(111) 및 제2 홈(113)과 동등함); B112a. 음극 탭 홈; B113. 제3 회피홈(제1 솔루션에서 제4 홈(116) 및 제6 홈(118)과 동등함); B114. 제4 회피홈(제1 솔루션에서 제1 홈(112) 및 제3 홈(114)과 동등함); B121; 접착 테이프; B122. 접착 테이프; B122a. 제3 절연 접착제(제1 솔루션에서의 제1 절연 접착제 층(121)과 동등함); B123. 접착 테이프; B124a. 제1 절연 접착제(제1 솔루션에서의 제4 좌측 절연 접착제 층(1241)과 동등함); B124b. 제2 절연 접착제(제1 솔루션에서의 제4 좌측 절연 접착제 층(1242)과 동등함).
Claims (18)
- 전극 코어로서,
음극 집전체(102) 및 상기 음극 집전체(102)에 부착된 음극 활성 재료(106)를 포함하고, 상기 음극 활성 재료(106)에 음극 탭 홈(111)이 마련된 음극 시트(12);
상기 음극 탭 홈(111)에 배치된 음극 탭(104); 및
양극 집전체(101) 및 상기 양극 집전체(101)에 부착된 양극 활성 재료(105)를 포함하고, 상기 양극 활성 재료(105)에 제1 홈이 마련되되, 상기 제1 홈은 상기 음극 탭 홈(111)에 대향되게 배치되고, 상기 음극 시트(12) 상에서 상기 제1 홈(112)의 투영은 상기 음극 탭 홈(111) 내에 위치하는 양극 시트(11)를 포함하는, 전극 코어. - 제1항에 있어서, 상기 전극 코어는 상기 양극 시트(11)와 상기 음극 시트(12) 사이에 위치하는 분리막(107)을 더 포함하는, 전극 코어.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 음극 활성 재료(106)에 제2 홈(113)이 더 마련되고, 상기 제2 홈(113)과 상기 음극 탭 홈(111)은 상기 음극 집전체(102)의 양측에 대칭적으로 배치되며;
상기 양극 활성 재료(105)에는 제3 홈(114)이 마련되되, 상기 제3 홈(114)은 상기 제2 홈(113)에 대향되게 배치되고, 상기 음극 시트(12) 상에서 상기 제3 홈(114)의 투영은 상기 제2 홈(113) 내에 위치하는, 전극 코어. - 제3항에 있어서, 상기 음극 탭 홈(111)의 하단에 접착되어 상기 음극 탭 홈(111)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장되거나, 상기 음극 탭(104)의 상부 표면에 접착되어 상기 음극 탭 홈(111)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장되는 제1 절연 접착제 층(121);
상기 제1 홈의 하단에 접착되어 상기 제1 홈의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되는 제2 절연 접착제 층(122);
상기 제2 홈(113)의 하단에 접착되어 상기 제2 홈(113)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장되는 제3 절연 접착제 층(123); 및
상기 제3 홈(114)의 하단에 접착되어 상기 제3 홈(114)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되는 제4 절연 접착제 층(124)을 더 포함하는, 전극 코어. - 제4항에 있어서, 상기 제1 홈은 제1 좌측 벽 및 제1 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 상기 제2 절연 접착제 층(122)은 상기 제1 좌측 벽 상에 배치된 제2 좌측 절연 접착제 층 및 상기 제1 우측 벽 상에 배치된 제2 우측 절연 접착제 층을 포함하고;
상기 제1 홈의 하단에서 상기 제2 좌측 절연 접착제 층과 상기 제2 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에서 중첩하거나, 상기 제1 홈의 하단에서 상기 제2 좌측 절연 접착제 층과 상기 제2 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에 이격되거나; 및/또는
상기 제3 홈(114)은 제3 좌측 벽 및 제3 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 상기 제4 절연 접착제 층(124)은 상기 제3 좌측 벽 상에 배치된 제4 좌측 절연 접착제 층 및 상기 제3 우측 벽 상에 배치된 제4 우측 절연 접착제 층을 포함하고;
상기 제4 좌측 절연 접착제 층과 상기 제4 우측 절연 접착제 층은 상기 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에서 중첩하거나, 상기 제4 좌측 절연 접착제 층과 상기 제4 우측 절연 접착제 층은 상기 제3 홈(114)의 하단에서 대향 위치들에 이격된, 전극 코어. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 양극 탭(103)을 더 포함하되, 양극 탭 홈(115)이 상기 양극 활성 재료(105)에 마련되고, 상기 양극 탭(103)은 상기 양극 탭 홈(115) 내에 배치되며, 제4 홈(116)이 상기 음극활성 재료(106)에 마련되고, 상기 제4 홈(116)은 상기 양극 탭 홈(115)에 대향되게 배치되며, 상기 음극 시트 상에서 상기 양극 탭 홈(115)의 투영은 상기 제4 홈(116) 내에 위치하는, 전극 코어.
- 제6항에 있어서, 상기 양극 활성 재료(105)에 제5 홈(117)이 더 마련되되, 상기 제5 홈(117)과 상기 양극 탭 홈(115)은 상기 양극 집전체(101)의 양측에 대칭되게 배치되며;
상기 음극 활성 재료(106)에는 제6 홈(118)이 마련되되, 상기 제6 홈(118)은 상기 제5 홈(117)에 대향되게 배치되고, 상기 음극 시트(12) 상에서 상기 제5 홈(117)의 투영은 상기 제6 홈(118) 내에 위치하는, 전극 코어. - 제7항에 있어서, 상기 양극 탭 홈(115)의 하단에 접착되어 상기 양극 탭 홈(115)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되거나, 상기 양극 탭(103)의 상부 표면에 접착되어 상기 양극 탭 홈(115)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되는 제5 절연 접착제 층(125);
상기 제4 홈(116)의 하단에 접착되어 상기 제4 홈(116)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장되는 제6 절연 접착제 층(126);
상기 제5 홈(117)의 하단에 접착되어 상기 제5 홈(117)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되는 제7 절연 접착제 층(127); 및
상기 제6 홈(118)의 하단에 접착되어 상기 제6 홈(118)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장되는 제8 절연 접착제 층(128)을 더 포함하는, 전극 코어. - 제8항에 있어서, 상기 제4 홈(116)은 제4 좌측 벽 및 제4 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 상기 제6 절연 접착제 층(126)은 상기 제4 좌측 벽 상에 배치된 제6 좌측 절연 접착제 층 및 상기 제4 우측 벽 상에 배치된 제6 우측 절연 접착제 층을 포함하고;
상기 제4 홈(116)의 하단에서 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 상기 제6 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에서 중첩되거나, 상기 제4 홈(116)의 하단에서 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에 이격되고; 및/또는
상기 제6 홈(118)은 제6 좌측 벽 및 제6 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 상기 제8 절연 접착제 층(128)은 상기 제6 좌측 벽 상에 배치된 제8 좌측 절연 접착제 층 및 상기 제6 우측 벽 상에 배치된 제8 우측 절연 접착제 층을 포함하고;
상기 제6 홈(118)의 하단에서 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에서 중첩하거나, 상기 제6 홈(118)의 하단에서 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에 이격된, 전극 코어. - 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음극 탭 홈(111), 제1 홈(112), 제2 홈(113) 및 제3 홈(114)의 중심축들은 동일 선상에 위치하는, 전극 코어.
- 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 탭 홈(115), 제4 홈(116), 제5 홈(117) 및 제6 홈(118)의 중심축들은 동일 선상에 위치하는, 전극 코어.
- 전극 코어로서,
양극 집전체(101) 및 상기 양극 집전체(101)에 부착된 양극 활성 재료(105)를 포함하고, 상기 양극 활성 재료(105)에 양극 탭 홈(115)이 형성된 양극 시트(11);
상기 양극 탭 홈(115)에 배치된 양극 탭(103); 및
음극 집전체(102) 및 상기 음극 집전체(102)에 부착된 음극 활성 재료(106)를 포함하고, 제4 홈(116)이 상기 음극 활성 재료(106)에 마련되며, 상기 제4 홈(116)은 상기 양극 탭 홈(115)에 대향되게 배치되고, 상기 음극 시트 상에서 상기 양극 탭 홈(115)의 투영은 상기 제4 홈(116) 내에 위치하는 양극 시트를 포함하는, 전극 코어. - 제12항에 있어서,
상기 양극 활성 재료(105)에 제5 홈(117)이 더 마련되되, 상기 제5 홈(117)과 상기 양극 탭 홈(115)은 상기 양극 집전체(101)의 양측에 대칭되게 배치되며;
상기 음극 활성 재료(106)에는 제6 홈(118)이 마련되되, 상기 제6 홈(118)은 상기 제5 홈(117)에 대향되게 배치되고, 상기 음극 시트(12) 상에서 상기 제5 홈(117)의 투영은 상기 제6 홈(118) 내에 위치하는, 전극 코어. - 제13항에 있어서,
상기 양극 탭 홈(115)의 하단에 접착되어 상기 양극 탭 홈(115)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되거나, 상기 양극 탭(103)의 상부 표면에 접착되어 상기 양극 탭 홈(115)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되는 제5 절연 접착제 층(125);
상기 제4 홈(116)의 하단에 접착되어 상기 제4 홈(116)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장되는 제6 절연 접착제 층(126);
상기 제5 홈(117)의 하단에 접착되어 상기 제5 홈(117)의 측부 상의 상기 양극 활성 재료(105)로 연장되는 제7 절연 접착제 층(127); 및
상기 제6 홈(118)의 하단에 접착되어 상기 제6 홈(118)의 측부 상의 상기 음극 활성 재료(106)로 연장되는 제8 절연 접착제 층(128)을 더 포함하는, 전극 코어. - 제14항에 있어서, 상기 제4 홈(116)은 제4 좌측 벽 및 제4 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 상기 제6 절연 접착제 층(126)은 상기 제4 좌측 벽 상에 배치된 제6 좌측 절연 접착제 층 및 상기 제4 우측 벽 상에 배치된 제6 우측 절연 접착제 층을 포함하고;
상기 제4 홈(116)의 하단에서 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에서 중첩하거나, 상기 제4 홈(116)의 하단에서 상기 제6 좌측 절연 접착제 층과 제6 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에 이격되고; 및/또는
상기 제6 홈(118)은 제6 좌측 벽 및 제6 우측 벽을 포함하는 관통 홈이고, 상기 제8 절연 접착제 층(128)은 제6 좌측 벽 상에 배치된 제8 좌측 절연 접착제 층 및 제6 우측 벽 상에 배치된 제8 우측 절연 접착제 층을 포함하고,
상기 제6 홈(118)의 하단에서 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에서 중첩하거나, 상기 제6 홈(118)의 하단에서 상기 제8 좌측 절연 접착제 층과 상기 제8 우측 절연 접착제 층이 대향 위치들에 이격된, 전극 코어. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 전극 코어를 포함하는, 배터리 장치.
- 제16항에 있어서, 하우징을 더 포함하고, 상기 전극 코어는 상기 하우징 내에 수용되는, 배터리 장치.
- 제16항에 따른 배터리 장치를 포함하는, 전자 디바이스.
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