用于圆柱形卷芯的条形电极以及包含其的锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种用于圆柱形卷芯中的条状电极和包含其的锂二次电池，其中条状电极组件卷绕成圆柱形以在其核心部形成空腔，所述条状电极包括：条状电极集流体；形成在所述条状电极集流体的至少一个表面上的第一电极活性材料层；以及形成在第一电极活性材料层上的第二电极活性材料层，其中，第二电极活性材料层所形成的长度小于第一电极活性材料层的长度，使得第一电极活性材料层的长度方向上的一个表面的一部分可以暴露于外部。

Strip electrodes for cylindrical cores and lithium secondary batteries containing them

The invention relates to a strip electrode used in a cylindrical coil core and a lithium secondary battery containing the strip electrode assembly, wherein the strip electrode assembly is wound into a cylindrical shape to form a cavity at its core, the strip electrode comprises: a strip electrode collecting fluid; a first electrode active material layer formed on at least one surface of the strip electrode collecting fluid; and an active material formed on the first electrode The second electrode active material layer on the material layer, wherein the length formed by the second electrode active material layer is less than the length of the first electrode active material layer, so that a part of a surface in the length direction of the first electrode active material layer can be exposed to the outside.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于圆柱形卷芯的条形电极以及包含其的锂二次电池
本申请要求于2017年11月9日在韩国提交的韩国专利申请第10-2017-0148955号的优先权，通过援引将其公开内容并入本文。本公开涉及一种用于圆柱形卷芯(jellyroll)的条状电极以及包含其的锂二次电池。
技术介绍
随着对移动设备的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求日益增加。在这些二次电池中，已经对具有高的能量密度和放电电压的锂二次电池进行了许多研究，并且这种锂二次电池已经商品化并被广泛使用。根据电池壳体的形状，将二次电池分为电极组件分别容纳在圆柱形或棱柱形金属罐中的圆柱形电池和棱柱形电池，以及电极组件容纳在由铝层压板制成的袋型壳体中的袋型电池。另外，容纳在电池壳体中的电极组件是能够充电/放电并且包括正极/隔膜/负极的堆叠结构的发电装置。这种电极组件大致分为：卷芯型，其通过在涂覆有活性材料的长条状正极和负极之间设置隔膜并将它们卷绕起来而形成；堆叠型，其通过将具有预定尺寸的多个正极和负极以及置于正极和负极之间的隔膜堆叠起来而形成；以及堆叠折叠型，其通过卷绕具有长隔膜的堆叠型单元电芯而形成。其中，卷芯型电极组件的优点在于，其最容易制造，并且单位重量的能量密度高。在卷芯电极组件中，将包含条状正极、条状隔膜和条状负极的堆叠体的条状电极组件卷绕成圆柱形等。同时，由于最近要求高容量特性，因此需要提供高负载电极。当将这种高负载电极应用于圆柱形电池时，在核心部的电极涂层上发生开裂，从而引起严重的问题。专利技术内容[技术问题]本公开旨在提供一种条状电极以及包含其的锂二次电池，所述电极解决了在圆柱形卷芯的核心部的电极涂层中可能发生的开裂问题，同时防止锂二次电池的性能劣化。[技术方案]根据本公开的第一实施方式，提供了一种用于圆柱形卷芯的条状电极，所述卷芯包括卷绕成圆柱形从而在其核心部形成空腔的条状电极组件，所述条状电极包括：条状电极集流体；形成在所述条状电极集流体的至少一个表面上的第一电极活性材料层；以及形成在所述第一电极活性材料层上的第二电极活性材料层，其中，第二电极活性材料层所形成的长度小于第一电极活性材料层的长度，使得第一电极活性材料层的长度方向上的一个表面的一部分可以暴露于外部。根据本公开的第二实施方式，提供了如第一实施方式中所限定的条状电极，其中，第一电极活性材料层所形成的长度小于所述条状电极集流体的长度，使得所述条状电极集流体的长度方向上的一个表面的一部分可以暴露于外部。根据本公开的第三实施方式，提供了如第一或第二实施方式中所限定的条状电极，其中，第一电极活性材料层的厚度与第二电极活性材料层的厚度之比为1:9至7:3。根据本公开的第四实施方式，提供了如第一至第三实施方式中任一项所限定的条状电极，其中，第一电极活性材料层的厚度与第二电极活性材料层的厚度之比为3:7至6:4。根据本公开的第五实施方式，提供了一种锂二次电池，其包括具有卷绕成圆柱形从而在核心部形成空腔的条状电极组件的圆柱形卷芯，其中，所述条状电极组件具有包含依次堆叠的条状正极、条状隔膜和条状负极的结构，并且所述条状正极或条状负极是第一至第四实施方式中任一项所限定的条状电极。根据本公开的第六实施方式，提供了如第五实施方式中所限定的锂二次电池，其中，所述圆柱形卷芯卷绕的方式使得所述条状电极组件的露出第一电极活性材料层的部分位于所述圆柱形卷芯的核心部。根据本公开的第七实施方式，提供了如第五或第六实施方式中所限定的锂二次电池，其还包括插入所述圆柱形卷芯的核心部的中心销轴(pin)。根据本公开的第八实施方式，提供了如第五至第七实施方式中任一项所限定的锂二次电池，其中，第一电极活性材料层的暴露于外部的表面的长度是所述中心销轴的圆周长度的1至3倍。根据本公开的第九实施方式，提供了如第五至第八实施方式中任一项所限定的锂二次电池，其中，第一电极活性材料层和第二电极活性材料层各自包含粘合剂，并且包含在第一电极活性材料层中的粘合剂和包含在第二电极活性材料层中的粘合剂的重量比为90:10至60:40。根据本公开的第十实施方式，提供了如第五至第九实施方式中任一项所限定的锂二次电池，其中，所述条状电极是条状正极。[有益效果]本公开的条状电极具有至少两个面积不同的、形成有活性材料的电极活性材料层。另外，条状电极的位于圆柱形卷芯的核心部的部分，例如在中心销轴的圆周上卷绕1-3次的条状电极部分，具有较小的厚度。因此，可以减少圆柱形卷芯的核心部处的负载量和压制率。结果，可以防止位于圆柱形卷芯的核心部的条状电极的开裂。另外，在本公开的条状电极中，除了厚度相对较小的部分之外的部分因高负载而具有相对较大的厚度。因此，可以满足最近对具有高容量特性的二次电池的需求。此外，根据本公开的实施方式，在高负载型条状电极中，可以在电极集流体和电极活性材料层之间提供优异的粘合力，同时保持锂二次电池的优异导电性。附图说明附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被解释为局限于附图。图1是示出相关技术的具有一个电极活性材料层的条状电极的示意性截面图。图2是示出相关技术的具有一个电极活性材料层的条状电极的示意性俯视图。图3是示出本公开实施方式的具有两个电极活性材料层的条状电极的示意性截面图。图4是示出本公开实施方式的具有两个电极活性材料层的条状电极的示意性俯视图。图5是示出本公开另一实施方式的具有三个电极活性材料层的条状电极的示意性截面图。图6是示出本公开另一实施方式的具有三个电极活性材料层的条状电极的示意性俯视图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是应基于允许专利技术人适当地定义术语以进行最佳解释的原则，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，本文提出的描述仅是用于说明目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等同替换和修改。图1和图2是示出相关技术的具有一个电极活性材料层的条状电极的示意性截面图和示意性俯视图。参考图1和图2，在条状电极集流体11上形成有厚度均匀的单个电极活性材料层12。当随后使用条状电极10来形成圆柱形卷芯时，在对应于圆柱形卷芯的核心部的部分，电极活性材料层可能发生开裂。在具有更厚的电极活性材料层的高负载电极的情况下，这种问题趋于变得更加严重。图3和图4是示出本公开实施方式的具有两个电极活性材料层的条状电极的示意性截面图和示意性俯视图。参考图3和图4，本公开实施方式的条状电极100用于圆柱形卷芯，所述卷芯包括卷绕成圆柱形以在其核心部形成空腔的条状电极组件，条状电极100包括：条状电极集流体110；形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于圆柱形卷芯的条状电极，所述圆柱形卷芯包括卷绕成圆柱形从而在其核心部形成空腔的条状电极组件，所述条状电极包括：/n条状电极集流体；/n形成在所述条状电极集流体的至少一个表面上的第一电极活性材料层；以及/n形成在第一电极活性材料层上的第二电极活性材料层，/n其中，第二电极活性材料层所形成的长度小于第一电极活性材料层的长度，使得第一电极活性材料层的长度方向上的一个表面的一部分暴露于外部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171109 KR 10-2017-01489551.一种用于圆柱形卷芯的条状电极，所述圆柱形卷芯包括卷绕成圆柱形从而在其核心部形成空腔的条状电极组件，所述条状电极包括：
条状电极集流体；
形成在所述条状电极集流体的至少一个表面上的第一电极活性材料层；以及
形成在第一电极活性材料层上的第二电极活性材料层，
其中，第二电极活性材料层所形成的长度小于第一电极活性材料层的长度，使得第一电极活性材料层的长度方向上的一个表面的一部分暴露于外部。


2.如权利要求1所述的条状电极，其中，第一电极活性材料层所形成的长度小于所述条状电极集流体的长度，使得所述条状电极集流体的长度方向上的一个表面的一部分暴露于外部。


3.如权利要求1所述的条状电极，其中，第一电极活性材料层的厚度与第二电极活性材料层的厚度之比为1:9至7:3。


4.如权利要求1所述的条状电极，其中，第一电极活性材料层的厚度与第二电极活性材料层的厚度之比为3:7至6:4。

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【专利技术属性】
技术研发人员：安炳勋，梁眐，崔相勋，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR