TWI429128B

TWI429128B - 具新穎結構之電極組件及其製備方法

Info

Publication number: TWI429128B
Application number: TW100111838A
Authority: TW
Inventors: Jihoon Cho; Dongmyung Kim; Kiwoong Kim; Sung-Min Hwang; Hyun-Chul Jung; Sungjin Kwon; Hyeong Kim; Ki Hong Min
Original assignee: Lg Chemical Ltd
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2014-03-01
Also published as: TW201242146A

Description

具新穎結構之電極組件及其製備方法

本發明係關於一種具新穎結構之電極組件及其製備方法，尤指一種陰極/分隔器/陽極結構之電極組件及其製備方法，其中複數個第一單位電極和第二電極片纏繞，使第一單位電極經由分隔片相對於第二電極片，且第一電極和第二電極係為相對極性。

隨著行動裝置日益發達，與對行動裝置之需求增加，以二次電池作為行動裝置能源的需求也急劇增加。因此，許多二次電池研究已將完成以滿足各種需要。

關於電池之外型，對於稜形二次電池或袋形二次電池之需求為其薄到可以應用於到產品(如行動電話)中，是非常重要。關於電池之材料，如鋰離子電池和鋰離子聚合物電池之二次鋰電池，顯示高能量密度放電電壓和功率穩定的需求是非常高。

另一方面，二次電池可依構造上分類為具有一種陰極/分隔器/陽極結構之電極組件。例如，在電極組件可由長板型(long-sheet type)陰極和長板型陽極之果凍捲(纏繞)型結構構成為纏繞之狀態，且分隔器係分別設置於陰極和陽極之間；或在複數個陰極和陽極依預定尺寸依次堆疊之態樣，且分隔器係分別設置於陰極和陽極之間。

然而，這種傳統的電極組件有以下幾個問題。

首先，膠狀捲筒式(jelly-roll type)電極組件係由密集纏繞之長板型陰極和長板型陽極製備，其結果使膠狀捲筒式電極組件在剖面上為圓形或橢圓形。因此，在電池充放電期間，由電極膨脹或收縮造成之應力，可能會積聚在電極組件，而且，當應力累積超過特定限制時，該電極組件可能會變形。電極組件變形的結果將使電極之間的間隙不一致。因此，電池的性能可能會突然惡化，由於電池內部短路，無法確保電池的安全。此外，也很難迅速地纏繞長板型陰極和長板型陽極，而維持陰極和陽極之間間隙的一致性，其結果使產率下降。

其次，堆疊型電極組件係依序堆疊複數個單位陰極和複數個單位陽極製備。因此，需要另外提供一個傳輸電極板的過程，其用於製備單位陰極和單位陽極。此外，很多時間和努力都必須在依序堆疊的過程中執行，其結果使產率下降。

為了解決上述問題，發展出一種堆疊/折疊型(stack/folding type)電極組件，其係結合膠狀捲筒式電極組件和堆疊型電極組件。堆疊/折疊型電極組件係配置有一個結構，其中複數個陰極和陽極依預定尺寸堆疊，且該分隔器係分別設置於陰極和陽極之間之態樣，因而構成一個二分電池(bi-cell)或完全電池(full cell)，然後，複數個二分電池或完全電池在纏繞的狀態，其二分電池或完全電池係設置於長分隔片。詳細的堆疊/折疊型電極組件係揭露於韓國申請專利公開案號2001-0082058、2001-0082059和2001-0082060，並在本專利申請案已提交申請人名稱。

圖1和2係為典型地說明製備傳統堆疊/折疊型電極組件之實例過程。

併參這些圖式，堆疊/折疊型電極組件係製備，例如，二分電池10，11，12，13和14，設置在長分隔片20，且由分隔片20之一端21依序纏繞二分電池10，11，12，13和14。

圖3係堆疊/折疊型電極組件，採用上述方法製備，解決膠狀捲筒式電極組件和堆疊型電極組件造成之問題。當堆疊/折疊型電極組件安裝於電池殼體以製備二次電池時，然而，該堆疊/折疊型電極組件係顯示出低安全性。例如，當外部衝擊施加於二次電池時，電極組件被推擠，結果在陰極凸出部(cathode tabs)31和電池本體之間或陽極凸出部(anode tabs)32和電池本體之間可能發生內部短路。

也就是說，當某些物體由於外力作用擠壓電池，陰極凸出部31或陽極凸出部32接觸到電池本體的相反電極，其結果是可能發生短路。由於短路，電極活性材料發生反應，使電極活性材料的溫度增加。此外，在例子中，陰極活性材料係由鋰過渡金屬氧化物製成，顯現出低導電性，由於短路致使電池的燃燒或爆炸更加快，大量的熱量由陰極活性材料生成。

此外，在陽極V型成型過程中，為了焊接陽極凸出部32至陽極導線(anode lead)33，一些陽極凸出部32可能被切割。

因此，對電極組件使用簡單的製備程序製備，安全的使用期限，甚至在外力施加到二次電池時二次電池的安全性，有高度的必要性。

因此，本發明係為解決上述問題，以及其它尚未解決之技術問題。

各種廣泛而深入的研究和實驗之結果，以解決如上所述之問題，本申請案的發明人發現，當電極組件配置有一個結構，其中複數個第一單位電極和第二電極片纏繞，使第一單位電極經由分隔片相對於第二電極片，且第一電極和第二電極係為相對極性，它可以防止由於外部作用力造成第一電極凸出部和第二電極凸出部之間發生短路而使電池產生熱量，藉以提高電池的安全性，且在電池製備期間，第二電極凸出部焊接至第二電極導線之程序是沒有必要執行，從而大幅提高產率。本發明係根據這些發現完成。

依照本發明的一個態樣，上述和其它目的可由提供一陰極/分隔器/陽極結構之電極組件完成，其中複數個第一單位電極和第二電極片纏繞，使第一單位電極經由分隔片相對於第二電極片，且第一電極和第二電極係為相對極性。

根據本發明，第一電極和第二電極為相對極性，且第一單位電極和第二電極片纏繞，使第一單位電極經由分隔片相對於第二電極片。因此，它可以防止可能由於電池掉落或振動而使電極凸出部之間接觸而造成之內部短路所造成電池的燃燒或爆炸，藉以提高電池的安全性。

具體來說，第二電極係由單獨薄片形成，同時第二個電極並不包括複數個第二電極片。因此，可以從根本上防止電極凸出部接觸到相對之電極。

此外，第二電極凸出部熱焊接至電極導線之程序是沒有必要執行，因此，在第二電極凸出部熱焊接至電極導線期間，它可以排除部分第二電極凸出部被切割的可能。

此外，在第二電極形成凸出部或依附凸出部至第二電極以製備單位電極之程序是沒有必要執行，因此，將可以減少電池製備的程序，因而提高產率。

在一較佳實例中，電極組件係配置有一個結構，在一態樣中，第一分隔片設置於第一單位電極和第二電極片之間，並設置第二分隔片，第一單位電極，第二電極片，第一分隔片，與第二分隔片在分隔片縱向方向(沿長度方向)之每個第一單位電極之寬度依序纏繞。

具體來說，電極組件係配置有一個結構，在一態樣中，其第二電極片，第一分隔片和第一單位電極係依序設置在第二分隔片之上，且第二電極片，第一分隔片，第一單位電極與第二分隔片係在薄片縱向方向(沿長度方向)之每個第一單位電極之寬度依序纏繞。

另一方面，電極組件係配置有一個結構，在一態樣中，其第一單位電極，第一分隔片和第二電極片係依序設置在第二分隔片上，且第一單位電極，第一分隔片，第二電極片與第二分隔片係在薄片縱向方向(沿長度方向)之每個第一單位電極之寬度依序纏繞。

第一電極可為陰極，而第二電極可為陽極。另一方面，第一個可為陽極，而第二電極可為陰極。

同時，第一單位電極可由塗佈具有第一電極活性材料於第一電極集流器之相對主要表面而製備之電極，而第二電極片可由塗佈具有第二電極活性材料於第二電極集流器之相對主要表面而製備之電極。

例如，在一例子中，其第一電極是陰極和第二電極是陽極，陰極製備係透過塗覆、烘乾與施壓陰極活性材料、導電劑和黏著劑之混合物至陰極集流器之相對主要表面。如果需要的話，可添加填充物到混合物中。

一般情況下，陰極集流器之厚度為3至500μm。陰極集流器並沒有特別限制，只要陰極集流器具有高導電性，且在使用時，陰極集流器在電池內不會引起任何化學變化。例如，陰極集流器可由不銹鋼，鋁，鎳，鈦或塑料碳(plastic carbon)製成。另外，陰極集流器可由經碳，鎳，鈦或銀表面處理之鋁或不銹鋼製成。陰極集流器可具有微凹凸部分形成於表面，以增加陰極活性材料之吸附能力。陰極集流器可由各種形式構成，如一薄膜、片狀、箔、網、發泡體和非編織纖維體。

在二次鋰電池之例子，陰極活性材料可以是一層狀化合物，但不局限於此，如氧化鈷鋰(LiCoO₂ )或氧化鎳鋰(LiNiO₂ )，或由一個或多個過渡金屬取代之化合物；化學式Li_1+x Mn_2-x O₄ (其中，X=0至0.33)代表之鋰錳氧化物或鋰錳氧化物，如LiMnO₃ ，LiMn₂ O₃ 或LiMnO₂ ；氧化銅鋰(Li₂ CuO₂ )；釩氧化物，如LiV₃ O₈ ，LiFe₃ O₄ ，V₂ O₅ 或Cu₂ V₂ O₇ ；化學式LiNi_1-x M_x O₂ (其中，M=鈷，錳，鋁，銅，鐵，鎂，硼或鎵，且x=0.01至0.3)代表之鎳設置鋰鎳氧化物；化學式LiMn_2-x M_x O₂ (其中，M=鈷，鎳，鐵，鉻，鋅或鉭，和x=0.01至0.1)或化學式Li₂ Mn₃ MO₈ (其中，M=鐵，鈷，鎳，銅和鋅)代表之鋰錳複合氧化物；LiMn₂ O₄ 化學式中具有部分鋰被鹼土金屬離子取代之；二硫化合物；或Fe₂ (MoO₄ )₃ 。

導電劑的添加量一般係依據含有陰極活性材料之化合物總重量，其導電劑佔1至50重量百分比。該導電劑並沒有特別限制，只要導電劑具有高導電性，且在使用時，導電劑在電池內不會引起任何化學變化。例如，石墨，如天然石墨或人造石墨；碳黑，如碳黑，乙炔碳黑，柯琴黑(Ketjen black)，槽黑(channel black)，爐黑(furnace black)，燈黑(lamp black)，夏黑(summer black)；導電纖維，如碳纖維或金屬纖維；金屬粉末，如氟化碳粉，鋁粉或鎳粉；導電晶鬚，如氧化鋅和鈦酸鉀；導電金屬氧化物，如鈦氧化物；或聚苯衍生物(polyphenylene derivatives)可用作導電劑。

黏著劑是協助活性材料和導電劑之間結合和集流器結合。一般結合劑的添加量，係依據含有陰極活性材料之化合物總重量，佔1至50重量百分比。一黏著劑例子，可使用聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、羧甲基纖維素(CMC)、澱粉(starch)、羥丙基纖維素(hydroxypropylcellulose)、再生纖維素(regenerated cellulose)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrollidone)、四氟乙烯(tetrafluoroethylene)、聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM，苯乙烯丁二烯橡膠(styrene butadiene rubber)、氟橡膠及各種共聚物。

填充物係用於抑制陰極膨脹之任一成份。填充物並沒有特別的限制，只要在使用時，電池內不會引起任何化學變化，且可由纖維材料製成。如填充物的例子，可使用烯烴聚合物，如聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)和纖維材料，如玻璃纖維和碳纖維。

另一方面，陽極製備係透過塗覆、烘乾與施壓陽極活性材料至陽極集流器。導電劑、黏著劑和填充物係如先前敘述，可視需要選擇性地添加至陽極活性材料。

一般情況下，陽極集流器之厚度為3至500μm。陽極集流器並沒有特別限制，只要陽極集流器具有高導電性，且在使用時，陽極集流器在電池內不會引起任何化學變化。例如，陽極集流器可由不銹鋼，鋁，鎳，鈦或塑料碳製成。可選擇地，陽極集流器可由經碳，鎳，鈦或銀或鋁-鎘合金表面處理之銅或不銹鋼製成。如同陰極極流器同樣的方式，陽極集流器可具有微凹凸部分形成於表面，以增加陽極活性材料之吸附能力。陽極集流器可由各種形式構成，如一薄膜，平板，箔，網，發泡體和非編織纖維體。

關於陽極活性材料，例如，可使用碳，如非石墨碳或石墨基碳；金屬複合氧化物，如Li_x Fe₂ O₃ (0≦X≦1)，Li_x WO₂ (0≦x≦1)，Sn_x Me_1-x Me'_y O_z (ME：錳，鐵，導線，鍺；Me'：鋁，硼，磷，矽，週期表的第1，2和3族元素，鹵素；0≦x≦1；1≦y≦3；1≦z≦8)；鋰金屬；鋰合金；矽基合金；錫基合金；金屬氧化物，如SnO、SnO₂ 、PbO、PbO₂ 、Pb₂ O₃ 、Pb₃ O₄ 、Sb₂ O₃ 、Sb₂ O₄ 、Sb₂ O₅ 、GeO、GeO₂ 、Bi₂ O₃ 、Bi₂ O₄ 或Bi₂ O₅ ；導電聚合物，如聚乙炔；或鋰鈷鎳基(Li-Co-Ni)材料。

第二電極片可連接到第二分隔片頂部，使第二電極片和第二分隔片可容易纏繞。第二電極片連接於第二分隔片頂部可用熱焊接的方式完成，但不限於此方式。

較佳例子，電極凸出部由各自的第一單位電極突出，且電極導線可以連結至第二電極片之集流器之非為電極活性材料使用塗佈之部分。

如另一例子，第一單位電極可交替設置於相關之第二電極，使電極凸出部以纏繞狀態設置於相同區域。

其間，當第一單位電極在縱向方向連續纏繞時，第一單位電極的纏繞厚度增加。因此，第一單位電極設置於相關之第二電極，使第一單位電極在縱向方向之間的間隔增加。

第一分隔片和/或第二分隔片在一次纏繞後，可具有長度延伸至電極組件周圍，而第一分隔片和/或第二分隔片之最外端可以由熱焊接或膠帶固定。例如，一熱焊接設備或加熱板可導致第一分隔片和/或第二分隔片接觸完成，使第一分隔片和/或第二分隔片由加熱焊接後固定。因此，施壓力是持續保持，也因此，在電極和分隔片之間是達到穩定的界面接觸。

第一分隔片和第二分隔片可以是由相同或不同的材料製成的多孔絕緣薄膜。

關於第一分隔片和第二分隔片，例如，絕緣薄膜表現出高離子滲透性和高機械強度可被使用。一般分隔片具有0.01至10μm之孔徑和5至300μm之厚度。關於分隔片之材料，例如，係使用烯烴聚合物，如聚丙烯，其表面耐化學性和疏水性，玻璃纖維或聚乙烯製成之片狀或非編織纖維。第一分隔片和第二分隔片可選自一由微多孔聚乙烯薄膜，聚丙烯薄膜，結合聚乙烯薄膜和聚丙烯薄膜製備之多層膜，高分子電解質之聚合物薄膜，如聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride)，聚氧化乙烯(polyethylene oxide)，聚丙烯腈(polyacrylonitrile)，及聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物(polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer)所組成之群組所製成。

較佳為，分隔片具有黏著功能以便輕易地完成纏繞程序。在較佳例子，第一分隔片和第二分隔片係由聚合物電解質之高分子薄膜製成，由熱焊接形成黏著功能，其包括微孔隙之第一聚合物層和由聚偏氟乙烯三氟氯乙烯共聚物(polyvinylidene fluoride chlorotrifluoroethylene copolymer)凝膠化以獲得之第二聚合物層，其係揭露於本申請案之申請人申請之韓國專利申請號1999-57312。該申請案之揭露合併於此參考。

依據本發明另一個態樣，提供了一個電化學電池，包括具有前述結構之電極組件。

一電化學電池的典型例子可為二次電池。較佳為，二次電池是具有鋰離子為媒介之鋰二次電池。

基於形成電極組件和電池結構或基於形成電池殼體，鋰二次電池可分為圓柱電池、柱狀電池或袋形電池。袋形電池在電池被丟棄時當外力衝擊於電池時顯示出低安全性，，本發明較佳為適用於此。

袋形電池配置有一個結構，其電極組件係組設於一由包括金屬層和樹脂層組成之層壓板製成如前面所述袋形電池中。一鋁複合板的例子是常被使用。

一種製備電化學電池之方法，該電極組件之使用係為本發明涉及之已知技藝，因此，將不提供詳細描述。

同時，近年來，鋰離子二次電池已引起相當的重視作為大型設備之動力源以及小型移動設備。當鋰離子二次電池被於這些應用中時，其較佳為具有輕重量之鋰離子二次電池。一個減少二次電池重量之方法的例子，係具有一結構構成二次電池，其中電極組件係安裝在一鋁層壓板製成之袋形電池。鋰二次電池係為本發明涉及之已知技藝，因此，將不提供詳細描述。

此外，當二次電池作為中間或大型設備之動力源，如前面所述，較佳為，二次電池配置有一個結構，其中即使長期使用，二次電池之運作性能是最大限度，二次電池的壽命是優異的，二次電池可以低成本的量產。在這個關係，根據本發明之包括電極組件之二次電池，較佳為使用於中型或大型電池模組，包括二次電池作為單位電池。

中型或大型電池模組配置有一個結構，其中複數個單位電池相互串聯或串/並聯，以提供高功率與大容量。中型或大型電池模組係為本發明涉及之已知技藝，因此，將不提供詳細描述。

根據本發明進一步之態樣，係提供一種製備具有前述構件之電極組件之方法。

在一較佳例子，製備電極組件之方法包括，a)切割第一電極片以製備成配置複數個第一單位電極，使每個第一單位電極具有電極凸出部形成於一側，b)連接電極導線至集流器之非為電極活性材料使用塗部之部份以製備第二電極片，c)在薄片縱向方向(沿長度方向)之每個第一單位電極之寬度連續地纏繞第二電極片、第一分隔片、第一單位電極和第二分隔片，在一情況下，第二電極片，第一分隔片，第一單位電極係依續設置於第二分隔片上面，和d)焊接第一單位電極之電極凸出部至電極導線。

電極組件係根據本發明製備電極組件之方法製備，類似於膠狀捲筒式電極組件和堆疊/折疊型電極組件，根據本發明之電極組件係基於一個纏繞結構。然而，根據本發明之電極組件，並不會受到在膠狀捲筒式電極組件造成之來自內部壓力累積，因而使電極組件變形。另一方面，根據本發明之電極組件，不會受到在堆疊/折疊型電極組件造成之低安全性。

此外，電極組件係根據本發明製備電極組件之方法製備，類似於堆疊型組件，由於一些電極係由單位電極的形式製備。然而，根據本發明之電極組件，不會受到在堆疊型極組件造成之複雜製程和低產率。

因此，根據本發明製備電極組件之方法係一種新穎技術，其可解決製備電極組件之傳統方法之所有問題。

如同上面描述顯示，根據本發明之電極組件配置有一個結構，其中第一單位電極和第二電極片纏繞，使第一單位電極經由分隔片相對於第二電極片，且第一電極和第二電極係為相對極性，因此，它可以防止電池由於外力引起之內部短路產生之熱量，從而提高電池之安全性，且在製備電池過程中，將複數個第二電極凸出部焊接至第二電極導線的過程為非必要執行的，從而大幅提高產率。

本發明之上述和其它目的，態樣和其它優點將藉由下述詳細之描述及結合隨附圖式而更加清楚。

現在，本發明之具體實施例將參考隨附圖式而描述。應該指出，然而，本發明之範疇並沒有僅限制於以下實例之說明。

圖4係為代表性地說明根據本發明具體化之製備電極組件之程序，而圖5係為代表性地說明利用圖4之程序製備之電極組件結構。

參考這些圖式，一電極組件70配置有一陰極/分隔片/陽極結構。八個第一單位電極40和一第二電極板60纏繞，使第一單位電極40經由分隔片50相對於第二電極片60。

第二電極導線62連接(焊接)至第二電極片60集流器之非為電極活性材料塗部之部份。

第一單位電極40係交替設置於相關之第二電極60，使第一電極凸出部40a以纏繞狀態設置於相同區域。第一單位電極40設置於相關之第二電極60，使第一單位電極40之間之間隔L在縱向方向(箭頭指示方向)增加。

第一單位電極40，第二單位電極60和分隔片50係為纏繞狀態，其中第一單位電極40，第二電極片60和分隔片50係堆疊在另一分隔片之陰極/分隔片/陽極結構，以構成一電極組件，其描述如下並參考圖7和8。

圖6係為代表性地說明含有圖5電極組件之鋰二次電池結構。

併參圖6與圖5，鋰二次電池100配置有一結構，其中包括一陰極，陽極和陰極在陽極之間之分隔片之電極組件70在袋形電池殼體200，電極組件70之陰極凸出部31係由V-成型焊接至陰極導線34，陽極導線33焊接到陽極片之非塗佈部分，而電池殼體200係在密封狀態，其中陰極導線34和陽極導線33由電池殼體200向外突出。

電池殼體200係由一軟性包裝材料製成，如鋁層壓板。電池殼體200包括一具有凹陷容置部件230之箱本體210，其中電極組件70設置於此，與一覆蓋220其中一端連接到箱本體210。

絕緣薄膜80連接到陰極導線34和陽極導線33之頂部和底部，以確保在陰極導線34和電池殼體200之間與在陽極導線33和電池殼體200之間的電絕緣性和密封性。

圖7係為代表性地說明陣列結合之第一單位電極和第二電極片之實例在根據本發明其它具體化製備電極組件之程序。

參考圖7，電極組件72配置有一個結構，在一狀態中，其單位陰極42和陽極片64，第一分隔片52設置於之間，並放置第二分隔片54，例如，陽極片64，第一分隔片52和單位陰極42係依序設置於第二分隔片54，而單位陰極42，陽極片64，第一分隔片52和第二分隔片54係在第一分隔片52和第二分隔片54縱向方向(箭頭所指方向)之每個單位電極42之寬度W依序纏繞。

第一分隔片52和第二分隔片54係由相同材料製成之多孔絕緣薄膜。陽極片64由熱焊接連接至第二分隔片54之頂部。

圖8係為代表性地說明陣列結合之第一單位電極和第二電極片之例子在根據本發明進一步具體化製備電極組件之程序。

參考圖8，電極組件74之結構與圖7之電極組件72相同，除了電極組件74配置有一個結構，在一狀態中，其單位陰極42，第一分隔片52和陽極片64係依序設置於第二分隔片54，而單位陰極42，第一分隔片52，陽極片64和第二分隔片54在分隔片縱向方向(箭頭所指方向)之每個單位電極42之寬度W依序纏繞，其詳細描述將被省略。

雖然本發明之具體實施例已揭露說明用途，這些技藝將可被體會於各種修改，附加和可能的替代，將不會偏離發明的範圍和精神，如同伴隨揭露之申請專利範圍上述實施例僅係為了方便說明舉例而已，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10,11,12,13,14‧‧‧二分電池

20‧‧‧分隔片

21‧‧‧分隔片之一端

31‧‧‧陰極凸出部

32‧‧‧陽極凸出部

33‧‧‧陽極導線

34‧‧‧陰極導線

40‧‧‧第一單位電極

40a‧‧‧第一電極凸出部

42‧‧‧單位陰極

50‧‧‧分隔片

52‧‧‧第一分隔片

54‧‧‧第二分隔片

60‧‧‧第二電極

62‧‧‧第二電極導線

64‧‧‧陽極片

70,72,74‧‧‧電極組件

100‧‧‧鋰二次電池

200‧‧‧袋形電池殼體

210‧‧‧箱本體

220‧‧‧覆蓋

230‧‧‧凹陷容置部件

L‧‧‧第一單位電極之間隔

W‧‧‧單位電極之寬度

圖1係為代表性地說明製備含有傳統二分電池之堆疊/折疊型電極組件之程序。

圖2係為代表性地說明陣列結合之二分電池在圖1製備堆疊/折疊型電極組件之程序。

圖3係為代表性地說明利用圖1之程序製備之電極組件結構。

圖4係為代表性地說明根據本發明具體化之製備電極組件之程序。

圖5係為代表性地說明利用圖4之程序製備之電極組件結構。

圖6係為代表性地說明含有圖5電極組件之鋰二次電池結構。

圖7和8係為代表性地說明陣列結合之第一單位電極和第二電極片在根據本發明其它具體化製備電極組件之程序。

40．．．第一單位電極

40a．．．第一電極凸出部

50．．．分隔片

60．．．第二電極

62．．．第二電極鉛

70．．．電極組件

L．．．第一單位電極之間隔

Claims

一種陰極/分隔片/陽極結構之電極組件，其中複數個第一單位電極和一第二電極片纏繞，使該些第一單位電極經由一分隔片相對於該第二電極片，且一第一電極和一第二電極係為相對極性。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該電極組件配置有一個結構，在一狀態中，其中一第一分隔片設置於該些第一單位電極和該第二電極片之間，並放置於該第二分隔片之上，而該些第一單位電極、該第二電極片該第一分隔片和該第二分隔片係在該些分隔片縱向方向(沿長度方向)之每個第一單位電極之寬度依序纏繞。
如申請專利範圍第2項所述之電極組件，其中該電極組件配置有一個結構，在一狀態中，其中該第二電極片、該第一分隔片和該些第一單位電極係依序設置於該第二分隔片上面，該第二電極片、該第一分隔片、該些第一單位電極和該第二分隔片係在該些分隔片縱向方向(沿長度方向)之每個第一單位電極之寬度依序纏繞。
如申請專利範圍第2項所述之電極組件，其中該電極組件配置有一個結構，在一狀態中，其中該些第一單位電極、該第一分隔片和該第二分隔片係依序設置於該第二分隔片上面，該些第一單位電極、該第一分隔片、該第二電極片和該第二分隔片係在該些分隔片縱向方向(長度方向)之每個第一單位電極之寬度依序纏繞。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該第一電極是陰極，該第二電極是陽極。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該第一電極是陽極，該第二電極是陰極。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該些第一單位電極係由塗佈具有一第一電極活性材料於一第一電極集流器之相對主要表面而製備之電極，而第二電極片係由塗佈具有第二電極活性材料於一第二電極集流器之相對主要表面而製備之電極。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該第二電極片由熱焊接連結至該第二分隔片之凸出部。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中電極凸出部由各自的該第一單位電極突出，且一電極導線可以連結至一第二電極片之集流器之非為電極活性材料所塗佈之部分。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該些第一單位電極可交替設置於相關之該第二電極片，使電極凸出部以纏繞狀態設置於相同區域。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該些第一單位電極設置於相關之該第二電極片，使該些第一單位電極在縱向方向之間的間隔增加。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該第一分隔片和/或該第二分隔片之最外端可以由熱焊接或膠帶固定。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該第一分隔片和該第二分隔片可以是由相同或不同的材料製成的多孔絕緣薄膜。
如申請專利範圍第1項所述之電極組件，其中該第一分隔片和該第二分隔片可選自一由微多孔聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、結合聚乙烯薄膜和聚丙烯薄膜製備之多層膜、及高分子電解質之聚合物薄膜，如聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物(polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer)所組成之群組所製成。
一種電化學電池，係包括根據申請專利範圍第1項所述之電極組件。
如申請專利範圍第15項所述之電化學電池，其中該電化學電池是二次電池。
如申請專利範圍第16項所述之電化學電池，其中該二次電池是含有鋰離子之鋰二次電池。
如申請專利範圍第16項所述之電化學電池，其中該二次電池配置有一個結構，其中該電極組件係安裝在一包括由金屬層和樹脂層組成之層壓板製成之袋形殼體。
一種製備如申請專利範圍第1項所述之電極組件之方法，包括：(a)切割一第一電極片以製備成配置複數個第一單位電極，使每個第一單位電極具有電極凸出部形成於其一側； (b)連接電極導線至集流器之非為電極活性材料塗佈之部份以製備一第二電極片；(c)在薄片縱向方向(長度方向)之每個第一單位電極之寬度連續地纏繞該第二電極片、該第一分隔片、該些第一單位電極和一第二分隔片，在一情況下，該第二電極片，該第一分隔片與該些第一單位電極係依續設置於第二分隔片上面；(d)焊接第一單位電極之電極凸出部至該電極導線。