电极组件和包括该电极组件的二次电池的制作方法

    专利查询2026-07-08  8


    本申请要求于2022年12月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0165667号、2023年12月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2023-0171927号的优先权和权益,其全部内容通过参引并入本文。本发明涉及电极组件和包括该电极组件的二次电池。具体地,本发明涉及一种电极组件,该电极组件能够防止电极组件的膨胀对位于负极和正极的端部部分处的分隔件造成损坏。此外,可以实现包括这种电极组件的二次电池。


    背景技术:

    1、通常,二次电池指的是与不可充电的一次电池不同的、可充电且可放电的电池,并且二次电池被广泛用于高科技电子装置领域,比如电话、膝上型计算机和便携式摄像机。

    2、二次电池的稳定性可以通过稳定性测试来测量,在稳定性测试中,用压力压缩二次电池的一个表面来测量内部短路。

    3、根据电池盒的形状,二次电池可以被分类为其中电极组件嵌入圆筒形或棱柱形的金属电池盒中的圆柱形电池和棱柱形电池、以及其中电极组件嵌入由铝层压片制成的袋型电池盒中的袋型电池。

    4、嵌入电池盒中的电极组件是具有正极、分隔件和负极叠置的结构的可充电/可放电的发电装置,并且被分类为折叠型电极组件(卷绕件),其中,分隔件插置于正极与负极之间,正极和负极中的每一者设置成涂覆有活性材料的长片的形式,然后,将正极、分隔件和负极卷绕,和堆叠型电极组件,在该堆叠型电极组件中,具有预定尺寸的多个正极和负极以分隔件插置在其间的方式被依次叠置。其中,卷绕件的优点在于其易于制造并且具有高的单位重量能量密度。

    5、卷绕型电极组件可以通过将正极和负极卷绕而形成,在这种情况下,正极和负极可以在分隔件被插置在正极与负极之间的状态下被卷绕。然而,随着充电/放电循环重复数百至数千次,卷绕型电极组件发生收缩和膨胀,并且因此引起在中心处的正极的端部部分的弯曲变形,导致破裂以及引起断开连接或短路,从而可以极大地损害二次电池的安全性。


    技术实现思路

    1、技术问题

    2、着眼于上述现有技术的问题,本发明致力于提供一种电极组件以及包括该电极组件的二次电池,该电极组件能够防止电极端部在二次电池的充电/放电所导致的电极的收缩/膨胀期间使分隔件和另一电极表面破裂。

    3、技术方案

    4、本发明的示例性实施方式提供了一种卷绕型电极组件,在该卷绕型电极组件中,第一分隔件、负极、第二分隔件和正极被依次叠置和卷绕,其中,正极包括在卷绕型电极组件的卷绕轴方向上的第一表面以及作为第一表面的反面的第二表面,其中,电极组件的芯部部分包括分隔件交叠部分,在该分隔件交叠部分中,第一分隔件和第二分隔件以三层或更多层重叠的方式交叠布置在正极与面对正极的第一表面的负极之间,并且包括粘合剂带,其位于正极与面对正极的第二表面的第一分隔件之间或者位于邻近正极的第二表面的负极与第一分隔件之间。

    5、本发明的另一示例性实施方式提供了一种二次电池,该二次电池包括:电极组件、在至少一个表面上开口并构造成容纳电极组件的电池盒、以及接合至电池盒的开口表面的盖组件。

    6、本发明的又一示例性实施方式提供了一种包括该二次电池的电池组。

    7、本发明的又一示例性实施方式提供了一种包括该电池组的移动装置。

    8、有益效果

    9、根据本发明的示例性实施方式的电极组件以及包括该电极组件的二次电池,位于卷绕结构的中心方向上的分隔件在与正极开始卷绕的部分的端部部分相对应的部分处以三层或更多层重叠的方式设置。因此,防止了负极在与正极的端部部分接触的部分处的破裂,并且防止了断开连接或短路,从而提高了二次电池的安全性。

    10、另外,根据本发明的示例性实施方式的电极组件以及包括该电极组件的二次电池,分隔件被设置成在正极的一个表面上以三层或更多层重叠的方式交叠,并且分隔件和粘合剂带布置成在正极的另一表面上以两层重叠的方式交叠,从而防止由于正极的滑动对分隔件造成损坏,以防止二次电池的内部短路。

    11、在正极的另一个表面上的分隔件与负极之间落座具有多孔结构的粘合剂带,使得负极的锂离子可以平稳地通过分隔件和粘合剂带移动,从而防止二次电池的容量由于粘合剂带而降低。



    技术特征:

    1.一种卷绕型电极组件,在该卷绕型电极组件中,第一分隔件、负极、第二分隔件以及正极被依次叠置并卷绕,

    2.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一分隔件、所述负极和所述第二分隔件各自具有比所述正极的长度更长的长度。

    3.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述分隔件交叠部分从所述正极的末端端部沿所述卷绕方向和卷绕相反方向二者延伸,交叠配置有所述第一分隔件和所述第二分隔件。

    4.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一分隔件和所述第二分隔件在所述芯部中一起弯折并在所述卷绕方向和卷绕相反方向上延伸,并在所述正极的所述第一表面与所述第二分隔件的外表面之间延伸。

    5.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述分隔件交叠部分包括第一接合部和第二接合部,在所述第一接合部中,沿所述卷绕方向延伸的所述第二分隔件和沿所述卷绕相反方向延伸的所述第二分隔件彼此直接接触,在所述第二接合部中,沿所述卷绕方向延伸的所述第一分隔件和沿所述卷绕相反方向延伸的所述第二分隔件彼此直接接触,并且

    6.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一接合部的摩擦系数为0.6或更大,并且所述第二接合部的摩擦系数为0.4或更大。

    7.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一分隔件和所述第二分隔件包括设置在其相应的内表面和外表面中的至少一者上的涂覆层,所述第一分隔件和所述第二分隔件的涂覆层之间的摩擦系数比所述第一分隔件和所述第二分隔件的所述内表面和所述外表面中的至少一者的未涂覆部分的摩擦系数高。

    8.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一分隔件和所述第二分隔件各自包括设置在其相应的内表面和外表面中的至少一者上的涂覆层,所述涂覆层包括无机成分、粘合剂成分和锂盐。

    9.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一分隔件和所述第二分隔件各自包括设置在其相应的内表面和外表面中的至少一者上的涂覆层,

    10.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一分隔件和所述第二分隔件各自包括设置在其相应的内表面和外表面中的至少一者上的涂覆层,

    11.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中,所述第一接合部被限定在所述第二分隔件的邻接所述负极的一面与所述第二分隔件的邻接所述第一分隔件的一面之间。

    12.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中,所述第二接合部被限定在所述第一分隔件的邻接所述正极的长度方向端部的一面与所述第二分隔件的一面之间,所述第二分隔件的一面通过所述第一分隔件的一部分与所述正极的长度方向端部间隔开。

    13.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述分隔件交叠部分围绕所述电极组件的圆周延伸至少108°或更大。

    14.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述分隔件交叠部分具有远离所述正极的长度方向端部的沿卷绕相反方向延伸的第一端部以及与所述正极的所述长度方向端部相反的沿卷绕方向延伸的第二端部,其中,所述第一端部和所述第二端部中的至少一者从所述正极的所述长度方向端部延伸3mm或更大。

    15.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述粘合剂带包括多孔基层和位于所述多孔基层上的粘合剂层。

    16.根据权利要求15所述的卷绕型电极组件,其中,所述多孔基层的厚度为13μm或更大,并且所述粘合剂层的厚度大于0μm并且等于或小于4μm。

    17.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中,所述粘合剂带的长度为5mm或更大。

    18.一种二次电池,包括:

    19.根据权利要求18所述的二次电池,其中,所述电池盒具有圆筒形的形状。


    技术总结
    本发明涉及一种卷绕型电极组件,在该卷绕型电极组件中,第一分隔件、负极、第二分隔件和正极被依次叠置和卷绕,其中,正极包括朝向卷绕型电极组件的卷绕轴定向的第一表面和作为第一表面的相反侧的第二表面,电极组件的芯部部分包括位于正极和与正极的第一表面面对的负极之间的分隔件交叠部分,在该分隔件交叠部分中,第一分隔件和第二分隔件的至少三层被布置成交叠,并且,在正极和与正极的第二表面面对的第一分隔件之间或者在第一分隔件和与正极的第二表面邻近的负极之间定位有粘合剂带。

    技术研发人员:具圣谟,金英洙,金在熙,金泰贤,李菅秀,李炳俊
    受保护的技术使用者:株式会社LG新能源
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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