TWI501443B - 製造電極組件的方法 - Google Patents

Description

製造電極組件的方法

本發明關於一種不同於堆疊折疊方法和堆疊方法之製造電極組件的方法，且更特別地，是關於一種藉由使用匣來製造電極組件的方法。

作為電動汽車(electric vehicle，EV)、混合電動汽車(hybrid electric vehicle，HEV)、以及並聯式混合動力電動汽車(parallel hybrid electric vehicle，PHEV)的電源，二次電池受到許多的關注，其係被預期來減少由使用化石燃料之典型的汽油和柴油車所造成的空氣污染。像是汽車之中型到大型的裝置需要高電力和高容量，且因此，採用的是藉由將大量的電池單元電連接所形成的中型到大型的電池模組。

為了最佳地減少中型到大型的電池模組之尺寸和重量，具有高集成和小的重量對容量比之稜柱狀電池和袋狀電池被廣泛地使用為在中型到大型的電池模組中的電池單元。

電極組件被容納在電池單元的殼體中。電極組件可根據包括陰極、隔板及陽極的構造之類型而被分類。

例如，電極組件可被分類為：膠卷(捲繞型)電極組件，其具有藉由捲繞長片型的陽極與陰極和在陽極與陰極之間的隔板而形成的構造；堆疊型電極組件，其藉由依序地堆疊被分割為預定的尺寸之複數個陰極和陽極與在陰極和陽極之間的隔板而被形成；以及堆疊與折疊型電極組件。

現在將說明的是，揭露於由本發明之申請人所申請之韓國專利公開第2001-0082058、2001-0082059以及2001-0082060號當中的堆疊與折疊型電極組件。

參照圖1，具有堆疊與折疊型構造的電極組件1包括：作為單元電池的複數個全電池(full cell)1a、1b、2、3及4，其係藉由依序地堆疊陰極、隔板和陽極並相互重疊而被形成；以及隔板片5，其設置在全電池1a、1b、2、3及4的重疊部分之間。隔板片5具有用以圍繞一全電池的單元長度，且藉由此單元長度在重疊部分之間被向內彎折，以在從設置在電極組件1的中央之全電池1b到設置在電極組件1的最外側之全電池4的範圍內圍繞各個全電池。隔板片5的遠端藉由使用熱熔接或將膠帶6附接於其上而被終結。這種堆疊與折疊型電極組件藉由，例如，將全電池1a、1b、2、3及4配置到具有長的長度之隔板片5上並從隔板片5的一端依序地捲繞全電池1a、1b、2、3及4，而被製造出來。然而，在此構造下，溫度 梯度(temperature gradient)被形成在設置於電極組件1的中央區域中之全電池1a、1b及2之間，以及被形成在設置於電極組件1的最外側區域中之全電池3及4之間，且因此，散熱效率(heat dissipation efficiency)在它們之間變化，當被長時間使用時，這將會減少電極組件1的使用期限。

形成這種電極組件的過程採用用來形成各個電極組件的兩個層壓設備，以及分離折疊設備。因此，存在有對於減少過程的加工時間(tact time)之限制。具體而言，當堆疊構造經由折疊被形成時，其難以去精確地對準堆疊構造之上部和下部電極組件，這使其難以去形成具有可靠的品質之組件。

亦即，應用折疊過程之電極組件的構造需要分離折疊設備。此外，當使用雙電池(bi-cell)構造時，兩種類型的雙電池(亦即，A型雙電池和C型雙電池)被製造並堆疊，且在折疊過程之前，精確地維持被設置在長的隔板片上之雙電池之間的距離明顯地為困難的。也就是說，在折疊過程中，精確地對準上部和下部單元電池(全電池或雙電池)為困難的。此外，當高容量電池被製造時，其需要長的時間去改變類型。

接下來，將說明堆疊型電極組件。由於堆疊型構造在本領域中為習知的，將簡要地說明堆疊型電極組件之限制。

堆疊型電極組件之隔板的水平與垂直寬度可較電極的 水平與垂直寬度為大的。藉由反覆地執行將隔板放置在具有對應於隔板之水平或垂直寬度之寬度的匣或夾具上、以及將電極放置在隔板上的過程，這種堆疊型電極組件被製造出來。

然而，在此情況下，電極和隔板被一個接一個地堆疊，且因此，工作時間被增加，進而顯著地減少生產量。當隔板可被水平且垂直地對準時，沒有用於對準被放置在隔板上的電極之匣或夾具。因此，堆疊型電極組件的電極可能為未對準的。

此外，由於陰極和陽極之面對面的表面和它們之間的隔板未被相互對準，電化學反應(electrochemical reaction)可能不會在施加到此面對面的表面之活性材料的一部份上發生，因此減少電池的效率。

據此，本發明的目標在於提供一種製造電極組件的方法，該電極組件具有經由簡單的過程被節省地製造出來的構造。

本發明的目標還在於提供一種製造電極組件的方法，其中，電極組件被精確地配置以提升其效率。

本發明的目標亦在於提供一種電極組件製造方法，僅僅藉由在每一個基本單元上執行對準過程和尺寸檢測過程，而不需在整個電極組件上分別地執行對準過程和尺寸 檢測過程，該電極組件製造方法製造出具有複數層的基本單元之精確的電極組件。

根據本發明的一態樣，其係提供一種電極組件製造方法，該方法包括：製造電極和隔板被交替地堆疊的基本單元(操作S10)；在用於容納基本單元的對準匣中裝載並對準基本單元(操作S20)；檢測在操作S20中被對準的基本單元之尺寸(操作S30)；以及將在操作S30中被視為是具有正常尺寸的基本單元轉移到堆疊匣，以對準並堆疊基本單元，從而形成電極組件(操作S40)。

根據本發明，所提供的是一種製造具有經由簡單的過程被節省地製造出來的構造之電極組件的方法。

同樣地，所提供的是一種製造電極被精確地配置以提升其效率之電極組件的方法。

此外，所提供的是一種電極組件製造方法，僅僅藉由在每一個基本單元上執行對準過程和尺寸檢測過程，而不需在整個電極組件上分別地執行對準過程和尺寸檢測過程，該電極組件製造方法製造出具有複數層的基本單元之精確的電極組件。

1‧‧‧電極組件

1a、1b、2、3、4‧‧‧全電池

5‧‧‧隔板片

6‧‧‧膠帶

10‧‧‧對準匣

12‧‧‧基座

14‧‧‧側壁

14A‧‧‧垂直側壁

14B‧‧‧水平側壁

16‧‧‧夾具

18‧‧‧對準致動器

20‧‧‧堆疊匣

30‧‧‧相機

40‧‧‧機器手臂

42‧‧‧保持部

100、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g‧‧‧電極組件

110、110a、110b、110c‧‧‧基本單元

111‧‧‧第一電極

112‧‧‧第一隔板

113‧‧‧第二電極

114‧‧‧第二隔板

116‧‧‧第一遠端電極

117‧‧‧第二遠端隔板

118‧‧‧陰極

119‧‧‧陽極

121‧‧‧第一電極原料

122‧‧‧第一隔板原料

123‧‧‧第二電極原料

124‧‧‧第二隔板原料

130、130a、130b、130c、130d‧‧‧第一輔助單元

140、140a、140b、140c、140d‧‧‧第二輔助單元

C1、C2、C3‧‧‧切刀

L1、L2‧‧‧貼合機

本發明之上述和其他目的、特徵與其他的優勢將從以下的詳細說明結合所附圖式而被更清楚地理解，其中：圖1為顯示先前技術中之堆疊與折疊型的電極組件的示意圖；圖2為顯示根據本發明的實施例之應用電極組件製造方法之電極組件製造裝置之圖式；圖3為顯示將基本單元堆疊在對準匣中的過程之示意圖；圖4為顯示對準被裝載於對準匣中的基本單元和檢測其尺寸的過程之示意圖；圖5為對應到圖4之立體圖；圖6為顯示在對準匣中被堆疊且對準的基本單元之電極片面積的平面圖；圖7為顯示機器手臂保持在對準匣中被裝載且對準之基本單元的狀態之示意圖；圖8為顯示機器手臂將基本單元轉移到堆疊匣的狀態之示意圖；圖9為顯示使用根據本發明的電極組件製造方法所製造的電極組件之基本單元的第一構造之側視圖；圖10為顯示使用根據本發明的電極組件製造方法所製造的電極組件之基本單元的第二構造之側視圖；圖11為顯示根據本發明之製造基本單元的過程之圖式；圖12為顯示包括基本單元和第一輔助單元的電極組 件之第一構造的側視圖；圖13為顯示包括基本單元和第一輔助單元的電極組件之第二構造的側視圖；圖14為顯示包括基本單元和第二輔助單元的電極組件之第三構造的側視圖；圖15為顯示包括基本單元和第二輔助單元的電極組件之第四構造的側視圖；圖16為顯示包括基本單元和第一及第二輔助單元的電極組件之第五構造的側視圖；圖17為顯示包括基本單元和第一輔助單元的電極組件之第六構造的側視圖；以及圖18為顯示包括基本單元和第二輔助單元的電極組件之第七構造的側視圖。

在下文中，將參照所附圖式詳細說明本發明的較佳實施例。然而，本發明並非侷限在以下的實施例。

使用在以下的說明及申請專利範圍的範疇內的詞語並不侷限在已存在於字典中的詞語，且僅被使用於解釋具體的例示性實施例而非限制本發明。

在圖式中，為了說明的方便和清楚起見，各個元件的尺寸或是構成元件的具體部份被放大、省略或示意性地顯示。因此，各個元件的尺寸並非全然地反應出實際的尺寸。此外，為了不要去不必要地模糊本發明的標的，關於 習知的功能或配置之詳細的說明將被排除。

圖2為顯示根據本發明的實施例之應用電極組件製造方法之電極組件製造裝置之圖式。參照圖2，電極組件製造裝置可包括：對準匣10，在對準匣10中，基本單元110被堆疊且對準；堆疊匣20，在堆疊匣20中，從對準匣10被轉移之基本單元110被堆疊；機器手臂40，其保持基本單元110且將基本單元110從對準匣10轉移到堆疊匣20；以及相機30，用於對在對準匣10中被堆疊且對準之基本單元110執行視覺檢測(vision inspection)。

對準匣10包括：夾具16，其將被放置在基座12上的基本單元110壓向基座12；以及側壁14，其圍繞基本單元110的側表面。

機器手臂40包括保持部42，用於保持基本單元110且在對準匣10和堆疊匣20之間往復運動。

具有這樣的構造之電極組件製造裝置僅僅為範例，且任何的配置可被使用、設置成使得該配置執行與該電極組件製造裝置的功能相同或相似之功能。

在下文中，將根據參照圖2簡要地被說明之電極組件製造裝置來說明電極組件製造方法，且具有不同於上述的電極組件製造裝置之其他的電極組件製造裝置亦可藉由使用現在將被說明的電極組件製造方法來製造電極組件100。

根據本發明的較佳實施例之電極組件製造方法包括：製造基本單元110(操作S10)；在用於容納基本單元 110的對準匣10中堆疊並對準基本單元110(操作S20)；檢測在操作S20中被對準的基本單元110之尺寸(操作S30)；以及將在操作S30中被視為是具有正常尺寸的基本單元110轉移到堆疊匣20，以對準並堆疊基本單元110，從而形成電極組件100(操作S40)。

基本單元110具有電極和隔板被交替地堆疊的構造，且基本單元110被製造出來的操作S10、以及包括基本單元110的電極組件100之詳細的構造將於隨後詳細說明。

首先，參照圖3至5，操作S20被說明，其中，基本單元110被堆疊在對準匣10的基座12上。在製造過程之後，基本單元110可為平坦的，但可不為平坦的且具有彎曲的形狀，如圖3所示。

當基本單元110具有彎曲的形狀時，基本單元110的水平或垂直寬度難以被精準地量測，因此使得其難以去判定基本單元110是否被製造為具有精確的尺寸。當基本單元110被堆疊時，基本單元110可能被稍微地偏向對準匣10的側壁，這並非基本單元110的對準狀態。

因此，夾具16可將基本單元110抵壓並固定，以使基本單元110被固定為像是平坦的基座12之平坦的狀態，從而完全地執行操作S20。亦即，當夾具16將基本單元110固定為平坦的狀態時，基本單元110之像是水平或垂直寬度的尺寸可在操作S30中被更精確地量測。此外，即使當基本單元110稍微地偏向對準匣10的側壁，由於在平坦的狀態之基本單元110之側邊受到對準匣10 的側壁之止擋，且其另一側邊可向對準匣10的另一側壁移動，基本單元110在對準匣10中被適當地對齊。

參照圖5，對準致動器18被設置在對準匣10上，且將放置在基座12上之基本單元110的水平邊緣推向水平側壁14B。據此，當夾具16夾住基本單元110時，基本單元110的垂直邊緣在垂直側壁14A之間被對準，且基本單元110的水平邊緣抵靠水平側壁14B被對準定位。

檢測基本單元110的尺寸之操作S30可在夾具16夾住基本單元110的情況下被執行，如圖4及5所示，且基本單元110的水平和垂直寬度、以及形成在基本單元110的鄰接側之間的角度θ可在操作S30中被量測(參照圖6)。

機器手臂40將在操作S30中被視為是具有正常的尺寸之基本單元110從對準匣10轉移到堆疊匣20。當機器手臂40保持基本單元110時，基本單元110被夾具16固定(參照圖7)。在機器手臂40保持基本單元110之後，夾具16鬆開基本單元110。機器手臂40可使用負壓保持方法來保持基本單元110。在此情況下，吸取構造可能被施加到保持部42，以施加負壓。

當被鬆開時，基本單元110可能回復到如圖3所示之彎曲的形狀。然而，機器手臂40將基本單元110保持為平坦的狀態，且經由在操作S20中由夾具16造成的基本單元110之平坦的狀態，基本單元110被精確地對準。因此，即使當基本單元110回復到彎曲的形狀，由機器手臂 40所保持之基本單元110的精確的對準仍然被維持。

因此，機器手臂40經過預定的位移準確地將在操作S20中精確地對準之基本單元110轉移到堆疊匣20，從而恰好將基本單元110設置在堆疊匣20之期望的位置中。

換言之，當基本單元110被堆疊成複數層以製造電極組件100時，在操作S40中對基本單元110的分離尺寸檢測為非必需的。此外，基本單元110的精確對準在操作S20中被完成，且對基本單元110的尺寸檢測使用相機30在操作S30中被完成。此外，當基本單元110在操作S40中被移動經過預定的位移且被堆疊在堆疊匣20中時，維持基本單元110的精確對準。因此，具有自然地對準且堆疊之基本單元110的電極組件100僅藉由在堆疊匣20中將基本單元110堆疊為複數層而被形成。

基本單元110藉由夾具16在對準匣10中被一個接一個的夾住及鬆開，且藉由機器手臂40被轉移到堆疊匣20(參照圖8)。因此，容納在對準匣10中的基本單元110之數量在所有的時間點為0或1，但容納在堆疊匣20中的基本單元110之數量逐漸地增加。

根據上述的電極組件製造方法，基本單元110被一個接一個的對準，且其尺寸被一個接一個的量測。因此，輕易地執行對準和尺寸的測量。此外，由於包括堆疊為複數層的基本單元110之電極組件100可僅藉由基本單元110的對準和尺寸測量之數據來製造，包括堆疊為複數層的基本單元110之電極組件100的精確對準、位置調整、以及 複雜的尺寸測量為非必需的。

在上述的說明中，基本單元110具有電極和隔板恰好被交替地堆疊的構造。此外，製造基本單元110之操作S10尚未被詳細地說明。因此，現在將說明的是製造基本單元110的例示性過程以及包括基本單元110之各種類型的電極組件100之構造。

基本單元110可被製造為具有堆疊構造，其中，第一電極111、第一隔板112、第二電極113以及第二隔板114被依序地堆疊。

使用根據本發明的電極組件製造方法來製造的電極組件100包括一個或多個基本單元110a及110b(參照圖9及10)。

基本單元110藉由依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113以及第二隔板114來形成。如此，基本單元110基本上具有四層構造。更具體地，參照圖9，基本單元110a可藉由從基本單元110a的上側到其下側依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113以及第二隔板114來形成。或者，參照圖10，基本單元110b可藉由從基本單元110b的下側到其上側依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113以及第二隔板114來形成。第一電極111的極與第二電極113的極相反。例如，當第一電極111為陰極時，第二電極113可為陽極，反之亦然。

基本單元110的第一電極111包括集極和被施加到集 極的兩表面之活性材料層(活性材料)。以相同的方式，基本單元110的第二電極113包括集極和被施加到集極的兩表面之活性材料層(活性材料)。

製造基本單元110的過程可為以下的連續過程(參照圖11)。首先，準備第一電極原料(raw material)121、第一隔板原料122、第二電極原料123以及第二隔板原料124。第一電極原料121和第二電極原料123被切割成預定的尺寸，以形成第一電極111和第二電極113，其將於稍後說明。這樣的方式被應用於第一和第二隔板原料122及124。第一和第二電極原料121及123與第一和第二隔板原料122及124可被繞著捲輪捲繞，以供過程自動化(process automation)。在準備第一和第二電極原料121及123與第一和第二隔板原料122及124之後，使用切刀(cutter)C1將第一電極原料121切割成預定的尺寸。並使用切刀C2將第二電極原料123切割成預定的尺寸。之後，具有預定的尺寸之第一電極原料121被供應到第一隔板原料122上。具有預定的尺寸之第二電極原料123被供應到第二隔板原料124上。接著，將第一和第二電極原料121及123與第一和第二隔板原料122及124一起供應到貼合機(laminator)L1及L2。

電極組件100藉由重覆地堆疊基本單元110而形成，如上所述。然而，若構成基本單元110之第一電極111、第一隔板112、第二電極113以及第二隔板114被相互分離，顯然難以去重覆地堆疊基本單元110。因此，構成基 本單元110之第一電極111、第一隔板112、第二電極113以及第二隔板114可被相互黏合。為此，貼合機L1及L2被使用。亦即，貼合機L1及L2對電極原料與隔板原料加壓，或是對電極原料與隔板原料加熱並加壓，以相互黏合電極原料與隔板原料。如此一來，透過藉由貼合機L1及L2的層壓過程，電極原料與隔板原料被相互黏合。這樣的黏合過程使得基本單元110更穩定地維持其形狀。

在層壓第一和第二電極原料121及123與第一和第二隔板原料122及124之後，使用切刀C3將第一隔板原料122和第二隔板原料124切割成預定的尺寸。據此，基本單元110可被形成。除此之外，可在基本單元110上選擇性地執行各種檢測。例如，可額外地執行厚度檢測、視覺檢測、以及短路檢測。

製造基本單元110的過程可能是如上所述之連續過程，且亦可能不是連續過程。亦即，第一和第二電極111及113與第一和第二隔板112及114可被切割為預定的尺寸，並接著被堆疊以形成基本單元110。

第一和第二隔板112及114或第一和第二隔板原料122及124的表面可被塗佈有具有黏著力的塗料。塗料可為無機粒子(inorganic particle)和黏合劑聚合物(binder polymer)的混合物。無機粒子可增進隔板的熱穩定性(thermal stability)。亦即，無機粒子可防止隔板在高溫下收縮。黏合劑聚合物可固定無機粒子，且因此，可在被固定在黏合劑聚合物中的無機粒子之間形成預定的多孔構 造。僅管隔板被塗佈有無機粒子，離子仍可經由多孔構造有效地從陰極移動到陽極。黏合劑聚合物將無機粒子穩定地固定到隔板，以提升隔板的機械穩定性(mechanical stability)。此外，黏合劑聚合物可更有效地將隔板黏合到電極。供參考的是，隔板可由聚烯烴基(polyolefin-based)隔板基底材料來形成。

參照圖9及10，第一和第二電極111及113被設置在第一隔板112的兩個表面上，且第二電極113被設置在第二隔板114的一表面上。因此，第一隔板112的該兩個表面可被塗佈有塗料，且僅第二隔板114的該表面可被塗佈有塗料。亦即，面對第一和第二電極111及113之第一隔板112的該兩個表面可被塗佈有塗料，且僅面對第二電極113的表面之第二隔板114的該表面可被塗佈有塗料。

如此，使用塗料的黏合過程僅可在基本單元110的內側上被執行。因此，第二隔板114的僅一個表面可被塗佈，如同上述。然而，由於基本單元110可能使用像是熱壓的方法而被彼此黏合，第二隔板114的兩個表面亦可被選擇性地塗佈。亦即，第二隔板114面對第二電極113的表面與第二隔板114之相對的表面可被塗佈有塗料。在此情況下，藉由形成在第二隔板114的兩個表面上之塗料，設置在第二隔板114之上側的基本單元110可被黏合到直接設置在第一基本單元110下方的另一個基本單元110。

供參考的是，當具有黏著力的塗料被應用到隔板，以預定的元件直接地壓向隔板可能為不良的。隔板可被向外 延伸為長於電極的。因此，第一隔板112的遠端可被連接到第二隔板114的遠端。例如，第一隔板112的遠端可透過超音波熔接而被熔接到第二隔板114的遠端。這種超音波熔接需要直接以角狀物(horn)壓向物體。然而，如此一來，當角狀物直接地壓向隔板的遠端，角狀物可能被具有黏著力的塗料黏合到隔板，這會造成裝置故障。因此，當具有黏著力的塗料被應用到隔板上時，以預定的元件直接地壓向隔板可能為不良的。

除此之外，基本單元110可能不具有四層構造。例如，基本單元110可具有藉由依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113、第二隔板114、第一電極111、第一隔板112、第二電極113以及第二隔板114而形成的八層構造。亦即，基本單元110可具有藉由重覆地堆疊四層構造所形成的構造。電極組件100係藉由重覆地堆疊基本單元110來形成，如上所述。因此，電極組件100可藉由重覆地堆疊四層構造、或是，例如，八層構造來形成。

電極組件100可進一步包括第一輔助單元130和第二輔助單元140中的至少一者。首先，現在將說明第一輔助單元130。基本單元110藉由從基本單元110的上側到其下側、或從基本單元110的下側到其上側依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113和第二隔板114來形成。因此，當電極組件100藉由重覆地堆疊基本單元110來形成時，第一電極111(116，在下文中被稱作為 「第一遠端電極」)被設置在電極組件100的最上側(參照圖9)或最下側(參照圖10)(第一遠端電極可為陰極或陽極)。第一輔助單元130被額外地設置為在第一遠端電極116上的層。

更具體地，參照圖12，當第一電極111為陰極，且第二電極113為陽極時，第一輔助單元130a可藉由從第一遠端電極116(亦即，從第一遠端電極116往外地(到圖12的上側))依序地堆疊隔板114、陽極113、隔板112以及陰極111來形成。此外，參照圖13，當第一電極111為陽極，且第二電極113為陰極時，第一輔助單元130b可藉由從第一遠端電極116(亦即，從第一遠端電極116往外地)依序地堆疊隔板114和陰極113來形成。參照圖12或13，陰極可藉由使用第一輔助單元130而被設置在電極組件100的最外側相鄰於第一遠端電極116。

電極可包括集極與被施加到集極的兩個表面之活性材料層(活性材料)。據此，參照圖12，透過隔板，設置在集極下方之陰極的活性材料層與設置在集極上方之陽極的活性材料層發生反應。當基本單元110被以相同的方式形成，且接著被依序地堆疊以形成電極組件100時，類似於第一電極111，設置在電極組件100的最上側或最下側之第一遠端電極之集極的兩個表面被設置有活性材料層。然而，在此情況下，設置在電極組件100的外側之第一遠端電極的活性材料層不會與另一活性材料層發生反應，這導致了活性材料層的浪費。

這樣的問題使用第一輔助單元130來處理。亦即，第一輔助單元130與基本單元110獨立地來形成。因此，第一輔助單元130可包括具有集極的陰極，集極的僅一個表面塗佈有活性材料。亦即，第一輔助單元130的陰極可包括集極，且僅集極面對基本單元110的一個表面(僅面對圖12之下側的一表面)可被塗佈有活性材料層。因此，當第一輔助單元130被設置在第一遠端電極116上以形成電極組件100時，僅一個表面被塗佈之陰極可被設置在第一遠端電極116的最外側上，因此防止活性材料層的浪費。此外，由於陰極為用於排放，例如，鎳離子，的配置，當陰極被設置在第一遠端電極116的最外側上時，電池容量被提升。

接下來，現在將說明第二輔助單元140。第二輔助單元140基本上執行與第一輔助單元130的功能之相同的功能。更具體地，基本單元110藉由從基本單元110的上側到下側、或從基本單元110的下側到上側依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113和第二隔板114來形成。因此，當電極組件100藉由重覆地堆疊基本單元110來形成時，第二隔板114(117，在下文中被稱作「第二遠端隔板」)被設置在電極組件100的最上側(參照圖10)或最下側(參照圖9)。第二輔助單元140被額外地設置為在第二遠端隔板117上的層。

更具體而言，參照圖14，當第一電極111為陰極，且第二電極113為陽極時，第二輔助單元140a可被形成 為陰極111。此外，參照圖15，當第一電極111為陽極，且第二電極113為陰極時，第二輔助單元140b可藉由從第二遠端隔板117(亦即，從第二遠端隔板117往外地(到圖15之下側))依序地堆疊陽極111、隔板112以及陰極113來形成。類似於第一輔助單元130，第二輔助單元140的陰極可包括集極，且僅集極面對基本單元110的一表面(僅面對圖15之上側的表面)可被塗佈有活性材料層。因此，當第二輔助單元140被設置在第二遠端隔板117上以形成電極組件100時，僅一個表面被塗佈之陰極可被設置在第二遠端隔板117的最外側上。

供參考的是，參照圖12至15，第一電極111、第一隔板112、第二電極113和第二隔板114從其上側到下側被依序地堆疊。相反地，第一電極111、第一隔板112、第二電極113和第二隔板114可從其下側到上側被依序地堆疊，且前面的說明可被應用於這樣的情況。若需要的話，第一輔助單元130和第二輔助單元140可進一步包括在其最外側上的隔板。例如，當設置在第一輔助單元130和第二輔助單元140的最外側上之陰極需要從殼體被電性絕緣時，第一輔助單元130和第二輔助單元140可進一步包括在陰極的最外側上之隔板。基於相同的理由，參照圖14，隔板可被進一步地設置在陰極上(亦即，在如圖14中所顯示之電極組件100的最上側上)，該陰極在相對於第二輔助單元140之電極組件100的側上被暴露出來。

參照圖16至18，電極組件100可被形成。首先，參 照圖16，電極組件100e可被形成。基本單元110b可藉由從基本單元110b的下側到其上側依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113和第二隔板114來形成。第一電極111可為陰極，且第二電極113可為陽極。第一輔助單元130c可藉由從第一遠端電極116(亦即，從圖16的上側到其下側)依序地堆疊隔板114、陽極113、隔板112以及陰極111來形成。活性材料層可僅被形成在面對基本單元110b的第一輔助單元130c的陰極111的一表面上。

第二輔助單元140c可藉由從第二遠端隔板117(亦即，從圖16的下側到其上側)依序地堆疊陰極111(第一陰極)、隔板112、陽極113、隔板114以及陰極118(第二陰極)來形成。第二輔助單元140c的陰極118(第二陰極)可包括僅位在面對基本單元110b的表面上之活性材料層。供參考的是，包括隔板的輔助單元有助於單元的對準。

接下來，參照圖17，電極組件100f可被形成。基本單元110b可藉由從基本單元110b的下側到其上側依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113和第二隔板114來形成。第一電極111可為陰極，且第二電極113可為陽極。第一輔助單元130d可藉由從第一遠端電極116依序地堆疊隔板114、陽極113以及隔板112來形成。在此情況下，可能不需要設置第二輔助單元。供參考的是，由於它們之間的電位差(potential difference)， 陽極可與袋形外部零件(pouch exterior part)200的鋁層發生反應。因此，陽極可藉由隔板與袋形外部零件200絕緣。

最後，參照圖18，電極組件100g可被形成。基本單元110c可藉由從基本單元110c的上側到其下側依序地堆疊第一電極111、第一隔板112、第二電極113和第二隔板114來形成。第一電極111可為陽極，且第二電極113可為陰極。第二輔助單元140d可藉由從第二遠端隔板117依序地堆疊陽極111、隔板112、陰極113、隔板114及陽極119來形成。在此情況下，可能不用設置第一輔助單元。

在根據本發明的較佳實施例之電極組件製造方法的操作S40中，基本單元110被堆疊為複數層。然而，此配置乃是為了說明的方便而提出，且並不表示電極組件100僅由基本單元110所構成。亦即，在操作S40中，輔助單元130及140可被堆疊在一層或多層的基本單元110之上或下表面上、或是在其上或下表面上，且輔助單元130及140與基本單元110可被對準。

雖然本發明的例示性實施例已參照例示性的實施例和其圖式被具體地顯示及說明，熟知本領域技術人士將理解的是，在不偏離如隨附的申請專利範圍中所界定之本發明的精神和範圍的情況下，各種形式和細節上的修改及變化可被作成。

〔產業利用性〕

根據本發明的電極組件製造方法經由簡單的過程節省地製造電極組件。

10‧‧‧對準匣

12‧‧‧基座

14‧‧‧側壁

16‧‧‧夾具

20‧‧‧堆疊匣

30‧‧‧相機

40‧‧‧機器手臂

42‧‧‧保持部

100‧‧‧電極組件

110‧‧‧基本單元

Claims (26)

1. 一種電極組件的製造方法，包括：製造電極與隔板被交替地堆疊的基本單元(操作S10)；在用於容納該等基本單元的對準匣中裝載並對準該等基本單元(操作S20)；檢測在操作S20中被對準的該等基本單元之尺寸(操作S30)；以及將在操作S30中被認為是具有正常尺寸之基本單元轉移到堆疊匣，以對準並堆疊該等基本單元，從而形成電極組件(操作S40)。
2. 如申請專利範圍第1項之電極組件的製造方法，其中，在沒有對該等基本單元的分離尺寸檢測下，執行操作S40。
3. 如申請專利範圍第1項之電極組件的製造方法，其中，該等基本單元在操作S30之後藉由機器手臂從該對準匣被轉移到該堆疊匣。
4. 如申請專利範圍第3項之電極組件的製造方法，其中，該等基本單元在操作S20中被精確地對準，且該機器手臂經過預定的位移將在操作S20中被精確地對準的該等基本單元轉移到該堆疊匣。
5. 如申請專利範圍第3項之電極組件的製造方法，其中，操作S20藉由將處於平坦狀態的該等基本單元固定到該對準匣的夾具來執行。
6. 如申請專利範圍第5項之電極組件的製造方法，其中，當該等基本單元被該夾具固定時，該機器手臂保持該等基本單元。
7. 如申請專利範圍第6項之電極組件的製造方法，其中，在該機器手臂保持該等基本單元後，該夾具鬆開該等基本單元。
8. 如申請專利範圍第6項之電極組件的製造方法，其中，該機器手臂使用負壓保持方法來保持該等基本單元。
9. 如申請專利範圍第5項之電極組件的製造方法，其中，該等基本單元在該對準匣中被該夾具一個接一個地夾住及鬆開，且被該機器手臂轉移到該堆疊匣。
10. 如申請專利範圍第1項之電極組件的製造方法，其中，操作S30包括量測該等基本單元的寬度以及其鄰接的側之間的角度。
11. 如申請專利範圍第1項之電極組件的製造方法，其中，該基本單元包括堆疊構造，該堆疊構造藉由依序地堆疊第一電極、第一隔板、第二電極以及第二隔板來形成。
12. 如申請專利範圍第11項之電極組件的製造方法，其中，該基本單元具有一構造，在該構造中，該堆疊構造被重複許多次。
13. 如申請專利範圍第11項之電極組件的製造方法，其中，該基本單元藉由相互黏合該第一電極、該第一 隔板、該第二電極以及該第二隔板來形成。
14. 如申請專利範圍第13項之電極組件的製造方法，其中，藉由加壓、或是加壓且加熱該第一電極、該第一隔板、該第二電極以及該第二隔板，該第一電極、該第一隔板、該第二電極以及該第二隔板被相互黏合。
15. 如申請專利範圍第13項之電極組件的製造方法，其中，該基本單元藉由層壓該第一電極、該第一隔板、該第二電極以及該第二隔板來形成。
16. 如申請專利範圍第13項之電極組件的製造方法，其中，該第一及第二隔板的表面被塗佈有具有黏著力的塗料。
17. 如申請專利範圍第16項之電極組件的製造方法，其中，該塗料包括無機粒子(inorganic particle)和黏合劑聚合物(binder polymer)的混合物。
18. 如申請專利範圍第16項之電極組件的製造方法，其中，該第一隔板面對該第一電極和該第二電極的兩表面被塗佈有該塗料，且該第二隔板僅面對該第二電極的表面被塗佈有該塗料。
19. 如申請專利範圍第16項之電極組件的製造方法，其中，該第一隔板面對該第一電極和該第二電極的兩表面被塗佈有該塗料，且該第二隔板面對該第二電極的表面、以及其相對於該第一表面的表面被塗佈有該塗料，及該電極組件的該等基本單元藉由該第二隔板的該塗料而被相互黏合。
20. 如申請專利範圍第11項之電極組件的製造方法，其中，當該第一電極被設置在該電極組件的最上側或最下側上時，該電極組件還包括第一輔助單元，該第一輔助單元被設置為在第一遠端電極上的一層，以及當該第一電極為陰極，且該第二電極為陽極時，該第一輔助單元藉由從該第一遠端電極依序地堆疊隔板、陽極、隔板以及陰極來形成，以及當該第一電極為陽極，且該第二電極為陰極時，該第一輔助單元藉由從該第一遠端電極依序地堆疊隔板以及陰極來形成。
21. 如申請專利範圍第20項之電極組件的製造方法，其中，該第一輔助單元的該陰極包括：集極；以及陰極活性材料，其僅被施加到該集極的兩個表面中的一個表面，該一個表面面對該等基本單元。
22. 如申請專利範圍第11項之電極組件的製造方法，其中，當該第一電極被設置在該電極組件的最上側或最下側上時，該電極組件還包括第一輔助單元，該第一輔助單元被設置為在第一遠端電極上的一層，以及當該第一電極為陰極，且該第二電極為陽極時，該第一輔助單元藉由從該第一遠端電極依序地堆疊隔板、陽極以及隔板來形成。
23. 如申請專利範圍第11項之電極組件的製造方法，其中，當該第二隔板被設置在該電極組件的最上側或 最下側上時，該電極組件還包括第二輔助單元，該第二輔助單元被設置為在第二遠端隔板上的一層，以及當該第一電極為陰極，且該第二電極為陽極時，該第二輔助單元係形成為陰極；以及當該第一電極為陽極，且該第二電極為陰極時，該第二輔助單元藉由從該第二遠端隔板依序地堆疊陽極、隔板以及陰極來形成。
24. 如申請專利範圍第23項之電極組件的製造方法，其中，該第二輔助單元的該陰極包括：集極；以及陰極活性材料，其僅被施加到該集極的兩個表面中的一個表面，該一個表面面對該等基本單元。
25. 如申請專利範圍第11項之電極組件的製造方法，其中，當該第二隔板被設置在該電極組件的最上側或最下側上時，該電極組件還包括第二輔助單元，該第二輔助單元被設置為在第二遠端隔板上的一層，以及當該第一電極為陰極，且該第二電極為陽極時，該第二輔助單元藉由從該第二遠端隔板依序地堆疊第一陰極、隔板、陽極、隔板以及第二陰極來形成，以及該第二輔助單元的該第二陰極包括集極和陰極活性材料，該陰極活性材料僅被施加到該集極的兩個表面中的一個表面，該一個表面面對該等基本單元。
26. 如申請專利範圍第11項之電極組件的製造方法，其中，當該第二隔板被設置在該電極組件的最上側或 最下側上時，該電極組件還包括第二輔助單元，該第二輔助單元被設置為在第二遠端隔板上的一層，以及當該第一電極為陽極，且該第二電極為陰極時，該第二輔助單元藉由從該第二遠端隔板依序地堆疊陽極、隔板、陰極、隔板以及陽極來形成。