具有改善的稳定性的电极组件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有改善的安全性并且能够减小分隔物的收缩的电极组件及其生产方法。根据本发明专利技术的一个优选实施例的具有改善的安全性的电极组件包括：单元堆叠部分，该单元堆叠部分具有(a)重复地布置具有交替地布置并且一体地联接的、相同数目的电极和分隔物的一种类型的基本单元的结构或者(b)根据预定次序布置具有交替地布置并且一体地联接的、相同数目的电极和分隔物的至少两种类型的基本单元的结构。(a)中的该一种类型的基本单元具有顺序地布置第一电极、第一分隔物、第二电极和第二分隔物的四层结构，或者具有重复地布置该四层结构的结构，并且根据预定次序布置(b)中的所述至少两种类型的基本单元的每一个形成四层结构或者重复地布置该四层结构的结构。此外，分隔物具有比电极大的尺寸，从而其边缘暴露于电极和分隔物的外侧，并且在一个基本单元中所包括的分隔物的边缘可以附着到彼此从而形成密封部分，或者在单元堆叠部分中所包括的分隔物的边缘可以附着到彼此从而形成密封部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有改善的稳定性的电极组件和一种制造该电极组件的方法，并且更加具体地，涉及一种能够降低分隔物的收缩率的、带有改善的稳定性的电极组件和一种制造该电极组件的方法。
技术介绍
本申请要求在韩国知识产权局于2013年2月15日提交的韩国专利申请N0.10-2013-0016512和在2014年2月17日提交的N0.10-2014-0017701的优先权，其公开内容通过引用而被并入本文。作为电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、并联式混合动力电动车辆(PHEV)等的电源，二次电池受到关注，作为用于解决使用化石燃料的普通汽油车辆、柴油车辆等的空气污染的手段提出了这种二次电池。在中型和大型设备诸如车辆中，高功率和高容量是必要的，并且使用了多个电池单元电连接的中型和大型电池模块。然而，因为中型和大型电池模块优选地制造为具有小的尺寸和轻的重量，所以已经主要地作为中型和大型电池模块的电池单元来制造相对于容量而言具有高堆叠度和轻的重量的棱形式电池、袋式电池等。通常，电极组件是根据具有正极(cathode)/分隔物/负极(anode)结构的电极组件的结构来分类的，并且典型地，电极组件分类成果冻卷式(卷式)电极组件和堆叠式(层叠式)电极组件，该果冻卷式(卷式)电极组件具有长片式正极和负极的、其中长片式分隔物布置在该长片式正极和负极之间的卷起结构，和该堆叠式(层叠式)电极组件通过顺序地堆叠切割成特定尺寸的多个正极和负极其中分隔物在该正极和负极之间而获得。优选地，电极组件的结构包括堆叠式结构和堆叠/折叠式结构。堆叠式结构在本
中是广泛已知的，并且在本公开中将省略关于它的解释。在由本申请人提交的韩国专利申请公报N0.2001-0082058、2001-0082059和2001-0082060中公开了具有堆叠/折叠式结构的电极组件的详细说明。参考图1，在堆叠/折叠式结构的电极组件I中，包括顺序地堆叠的正极、分隔物和负极的多个基本单元la、lb、2、3和4重叠，并且在重叠的部分中的每一个中，置入分隔物片5。分隔物片5具有用于包裹基本单元的长度，并且在连续地从基本单元Ia到最外面的基本单元4包裹基本单元中的每一个时，分隔物片5布置在基本单元的重叠部分处。通过热焊接、通过使用胶带6的附接等修整分隔物片5的末端部分。通过在具有长的长度的分隔物片5上布置基本单元la、lb、2、3和4并且一个接一个地从其一个末端部分卷起分隔物片5而制造堆叠/折叠式电极组件。然而，在这个结构中，可以在位于中心部分中的基本单元la、lb和2和位于外部部分处的基本单元3和4之间产生温度梯度，由此产生不同的散热效率。因此，在长时间使用之后，寿命可能降低。通常，设置在基本单元中的分隔物主要地通过使用聚合物材料来形成，并且具有热收缩性质。相对于电极组件或者包括该电极组件的二次电池来执行过度充电测试和热箱测试以评价稳定性。在执行测试期间，一些不良电极组件或者包括该不良电极组件的二次电池可能燃烧。因为分隔物由于热而收缩并且通过正极和负极的接触发生短路，所以可能发生燃烧。同时，在执行关于稳定性评价的测试之后，即使在商业二次电池中，分隔物由于在使用期间从外侧施加的热或者在二次电池中产生的热而收缩和如上所述的发生短路的风险仍然存在。为了防止以上缺陷，可以在电极组件中应用具有比电极大尺寸的分隔物。然而，在堆叠/折叠式结构的电极组件I中，分隔物的边缘部分不附接到电极，并且在不相对于分隔物的边缘部分执行特殊处理的情况下执行二次电池的一系列制造过程。因此，由于过度充电、过热等，存在发生短路的高风险。另外，因为不在堆叠式结构的电极组件中执行相对于分隔物的边缘部分的特殊处理，所以如在堆叠/折叠式结构的电极组件I中，也存在发生短路的高风险。因此，在堆叠/折叠式结构的电极组件I和堆叠式电极组件中，当与电极相比较时，分隔物有必要具有非常大的尺寸以明确地防止在正极和负极之间发生短路。在此情形中，二次电池的体积可以增加。这里，因为分隔物大于必要的尺寸，所以二次电池的生产成本可以增加。
技术实现思路
技术问题本公开的用于解决上述缺陷的一个方面提供一种电极组件和一种制造该电极组件的方法，即使使用具有与普通分隔物的尺寸相同或者稍微小的尺寸的分隔物，该电极组件仍然具有降低的内部短路风险和改善的稳定性。本专利技术的另一方面在于提供一种电极组件和一种制造该电极组件的方法，该电极组件具有降低的单位生产成本并且具有改善的稳定性。本专利技术进一步的又一方面在于提供一种带有改善的稳定性的电极组件及其制造方法，通过利用该方法，可以仅使用一种双电池(b1-cell)来制造该电极组件。技术方案根据本公开的一个方面，提供一种带有改善的稳定性的电极组件，包括:单体堆叠部，该单体堆叠部具有(a)重复地布置一种基本单元的结构，该一种基本单元具有交替地布置并且一体地组合的、相同数目的电极和分隔物，或者(b)以预定次序布置至少两种基本单元的结构，该两种基本单元具有交替地布置并且一体地组合的、相同数目的电极和分隔物。(a)的该一种基本单元具有第一电极、第一分隔物、第二电极和第二分隔物顺序地一起堆叠的四层结构、或者该四层结构重复地堆叠的重复结构，并且(b)的该至少两种基本单元中的每一种以预定次序逐一地堆叠以形成四层结构、或者该四层结构重复地堆叠的重复结构。分隔物具有比电极大的尺寸以向电极和分隔物的外侧暴露分隔物的边缘部分。在一个基本单元中包括的分隔物的边缘部分相互附接以形成密封部分，或者在单体堆叠部中包括的分隔物的边缘部分相互附接以形成密封部分。根据本公开的另一方面，提供一种制造带有改善的稳定性的电极组件的方法，包括形成具有相同数目的电极和分隔物的交替堆叠结构的一种基本单元，或者具有相同数目的电极和分隔物的交替堆叠结构的至少两种基本单元的步骤(S1);通过使在一个基本单元中包括的分隔物的边缘部分面对并且施加热和压力而形成密封部分的步骤(S20);和通过在执行步骤SlO和S20之后重复地堆叠该一种基本单元，或者通过在执行步骤SlO和S20之后以预定次序堆叠该至少两种基本单元而形成单体堆叠部的步骤(S22)。该一种基本单元具有第一电极、第一分隔物、第二电极和第二分隔物顺序地一起堆叠的四层结构或者该四层结构重复地堆叠的重复结构，并且该至少两种基本单元中的每一种以预定次序逐一地堆叠以形成四层结构或者该四层结构重复地堆叠的重复结构。根据本公开的再一个方面，提供一种制造带有改善的稳定性的电极组件的方法，包括形成具有相同数目的电极和分隔物的交替堆叠结构的一种基本单元，或者具有相同数目的电极和分隔物的交替堆叠结构的至少两种基本单元的步骤(S1);通过重复地堆叠该一种基本单元，或者通过以预定次序堆叠该至少两种基本单元而形成单体堆叠部的步骤(S14);和通过使在单体堆叠部中包括的分隔物的边缘部分面对并且施加热和压力而形成密封部分的步骤(S30)。该一种基本单元具有第一电极、第一分隔物、第二电极和第二分隔物顺序地一起堆叠的四层结构或者该四层结构重复地堆叠的重复结构，并且该至少两种基本单元中的每一种以预定次序逐一地堆叠以形成四层结构或者该四层结构重复地堆叠的重复结构。有益效果根据本专利技术，可以获得以下效果。第一，可以提供一种电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极组件，包括：单体堆叠部，所述单体堆叠部具有(a)重复地布置一种基本单元的结构，所述一种基本单元具有交替地布置且一体地组合的相同数目的电极和分隔物，或者所述单体堆叠部具有(b)以预定次序布置至少两种基本单元的结构，所述至少两种基本单元中的每一种具有交替地布置且一体地组合的相同数目的电极和分隔物；其中，(a)的所述一种基本单元具有其中第一电极、第一分隔物、第二电极和第二分隔物顺序地堆叠在一起的四层结构，或者具有所述四层结构重复地堆叠的重复结构；其中，(b)的所述至少两种基本单元中的每一种以预定次序逐一地堆叠以形成所述四层结构或者其中所述四层结构重复地堆叠的所述重复结构，其中，所述分隔物具有比所述电极大的尺寸，以使所述分隔物的边缘部分暴露于所述电极和所述分隔物的外侧；并且其中，在一个基本单元中包括的所述分隔物的所述边缘部分相互附接以形成密封部分，或者在所述单体堆叠部中包括的所述分隔物的所述边缘部分相互附接以形成密封部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明勋，朴志元，潘镇浩，郑雅澟，罗胜昊，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR