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卷绕型电极组件、包括该电极组件的电池单元和圆柱形电池制造技术

技术编号:42633138 阅读:15 留言:0更新日期:2024-09-06 01:33
根据本发明专利技术的实施方式的卷绕型电极组件包括:正极片;负极片;以及分隔片,该分隔片放置在正极片与负极片之间,其中,分隔片的与正极片的位于卷绕型电极组件的内侧的一个端部面对的部分包括面对负极片的第一分隔片部分和面对正极片的第二分隔片部分,并且,第一分隔片部分与负极片之间的摩擦系数小于第二分隔片部分与正极片之间的摩擦系数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及卷绕型电极组件、包括该卷绕型电极组件的电池单元和圆柱形电池,并且更特别地,涉及其中防止内部回路的卷绕型电极组件、包括该卷绕型电极组件的电池单元和圆柱形电池。


技术介绍

1、在现代社会中,随着诸如移动电话、笔记本电脑、摄像机和数码相机之类的便携式装置的日常使用,如上所述的与移动装置相关的领域中的技术开发已经启动。此外,可充电/可放电的二次电池被用作电动车辆(ev)、混合电动车辆(hev)、插电式混合电动车辆(p-hev)等的电源,试图解决由使用化石燃料的现有汽油车辆引起的空气污染等问题。因此,对开发二次电池的需求正在增长。

2、目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中,锂二次电池已经成为关注的焦点,因为它具有例如自由充电和放电、并且具有非常低的自放电率和高能量密度等优点。

3、根据其中容纳电极组件的外部材料的形状,锂二次电池也分类为圆柱形、棱柱形或袋形。电极组件大致被分类为:卷绕型,该卷绕型构造成具有这样的结构,在该结构中施加有活性材料的长片型阴极和长片型阳极在分隔件设置于阴极与阳极之间的状态下卷绕;堆叠型,该堆叠型构造成具有这样的结构,在该结构中具有预定尺寸的多个阴极和多个阳极在分隔件分别设置于阴极与阳极之间的状态下被顺序堆叠;以及堆叠/折叠型,该堆叠/折叠型构造成具有这样的结构,在该结构中堆叠型单元电池用长分隔膜卷绕。其中,卷绕型的优点在于卷绕型易于制造并且单位重量能量密度高。

4、这种卷绕型电极组件通过下述方式来制造:将分隔件插置在阴极与阳极之间,并且然后将其卷绕成圆柱形形状。该卷绕过程通过下述方式来执行:将分隔件和电极卷绕在分成两个部分的心轴上,并且然后将心轴从电极组件移除。

5、图1是常规的卷绕型电极组件的立体图。图2是图1的截面‘u’的放大图。图3是用于解释常规电极组件中的电极长度的变化的示意图。此处,图2的局部放大图示出了电极组件的中央部分c在充电和放电后变形。

6、参照图1至图3,常规的卷绕型电极组件可以通过卷绕阴极10和阳极20来形成。在卷绕型电极组件中,附接至阴极10的阴极接片11和附接至阳极20的阳极接片21可以在彼此面对的方向上突出。在卷绕型电极组件中,分隔件插置在阴极10与阳极20之间。

7、阴极10可以具有自由边缘。当阴极接片11不位于阴极片的端部时,阴极10的一个端部可以设置成处于具有涂覆有活性材料的涂覆层的状态,该端部可以被称为自由边缘部分10a。可以围绕电极组件的中央部分c通过自由边缘部分10a形成台阶。随着电极组件在电池单元的充电过程和放电过程中膨胀或收缩,电极组件的中央部分c的周缘可能变形,如图2的局部放大图中所示的。

8、更具体地,参照图3,随着电极组件在电池单元的充电过程和放电过程中膨胀或收缩,电极长度可能改变。在该过程期间,可以根据电极10和20与分隔件30之间的摩擦力来限制滑动,并且面对自由边缘部分10a的阳极20可能由于台阶等而引起弯折现象(碰撞)。如果这种现象重复,阴极10与阳极20之间的分隔件30可能被损坏,并且可能导致电极组件的断裂或内部断开,这严重损害了电池单元的安全性。


技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的目的是提供一种卷绕型电极组件、包括该卷绕型电极组件的电池单元和圆柱形电池,在该卷绕型电极组件中,由于在电池单元的充电期间电极长度的变化而导致的电极组件的内部断开问题得到改善。

3、然而,本公开的实施方式要解决的问题不限于上述问题,并且可以在在本公开中包括的技术思想的范围内进行各种扩展。

4、技术解决方案

5、根据本公开的一个实施方式,提供了一种卷绕型电极组件,该卷绕型电极组件包括阴极片、阳极片和插置在阴极片与阳极片之间的分隔片,其中,与阴极片的位于卷绕型电极组件的内侧的一个端部面对的分隔片部分包括面对阳极片的第一分隔片部分和面对阴极片的第二分隔片部分,并且其中,第一分隔片部分与阳极片之间的摩擦系数小于第二分隔片部分与阴极片之间的摩擦系数。

6、阴极片的一个端部可以由包含活性材料的自由边缘部分形成。

7、自由边缘部分可以包括阴极片的一个端部在集流器上涂覆有阴极活性材料的部分。

8、阳极片的一个端部与阴极片的一个端部相比可以位于卷绕型电极组件的内侧。

9、卷绕型电极组件还包括位于第一分隔片部分与阳极片之间的滑动层,其中,滑动层与第一分隔片部分之间的摩擦系数或滑动层与阳极片之间的摩擦系数可以小于第二分隔片部分与阴极片之间的摩擦系数。

10、阴极片的一个端部由包含活性材料的自由边缘部分形成,并且滑动层可以位于覆盖自由边缘部分的第一分隔片部分上。

11、基于卷绕型电极组件的横截面,自由边缘部分可以位于滑动层的两个端部之间。

12、滑动层的长度可以是10mm至30mm。

13、滑动层可以由多孔材料制成。

14、卷绕型电极组件还可以包括阻挡层,该阻挡层定位成在分隔片与阴极片之间面对自由边缘部分。

15、阻挡层可以位于第二分隔片部分上,从而覆盖自由边缘部分。

16、阻挡层与第二分隔片部分之间的摩擦系数或阻挡层与阴极片之间的摩擦系数可以大于第一分隔片部分与阳极片之间的摩擦系数。

17、卷绕型电极组件还可以包括形成在分隔片部分上的分隔件重叠部分,该分隔片部分在从卷绕型电极组件的外侧至内侧的方向上与阴极片的一个端部重叠。

18、分隔件重叠部分形成在阴极片的一个端部与阳极片之间,并且分隔件重叠部分的厚度可以形成为比不面对阴极片的一个端部的分隔片部分的厚度厚。

19、分隔片包括位于阴极片的一个表面上的第一分隔片和位于阴极片的另一表面上的第二分隔片,并且分隔件重叠部分可以包括第一分隔片的一个端部和第二分隔片的一个端部,第一分隔片的该一个端部通过沿相同方向弯折至少两次而形成,使得第一分隔片覆盖阴极片的一个端部的切割表面,并且第二分隔片的该一个端部与第一分隔片的一个端部重叠。

20、第二分隔片的一个端部可以通过使该端部弯折至少两次而包括双层。

21、根据本公开的另一实施方式,提供了一种电池单元,该电池单元包括:卷绕型电极组件和容纳该卷绕型电极组件的电池盒。

22、根据本公开的又一实施方式,提供了一种圆柱形电池,该圆柱形电池包括上述电池单元。

23、有利效果

24、根据实施方式,本公开的电极组件可以使电极与分隔件之间的摩擦力最小化,由此防止卷绕型电极组件的内部断开并提高电池单元的安全性。

25、本公开的有利效果不限于上述的效果,并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解以上未描述的附加的其他效果。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种卷绕型电极组件,所述卷绕型电极组件包括阴极片、阳极片和插置在所述阴极片与所述阳极片之间的分隔片,

2.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中:

3.根据权利要求2所述的电极组件,其中:

4.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中:

5.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,

6.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中:

7.根据权利要求6所述的卷绕型电极组件,其中:

8.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中:

9.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中:

10.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,

11.根据权利要求10所述的卷绕型电极组件,其中:

12.根据权利要求11所述的卷绕型电极组件,其中:

13.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,

14.根据权利要求13所述的电极组件,其中:

15.根据权利要求14所述的卷绕型电极组件,其中:

16.根据权利要求15所述的卷绕型电极组件,其中:

17.一种电池单元,包括:

18.一种圆柱形电池,所述圆柱形电池包括权利要求17所述的电池单元。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种卷绕型电极组件,所述卷绕型电极组件包括阴极片、阳极片和插置在所述阴极片与所述阳极片之间的分隔片,

2.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中:

3.根据权利要求2所述的电极组件,其中:

4.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,其中:

5.根据权利要求1所述的卷绕型电极组件,

6.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中:

7.根据权利要求6所述的卷绕型电极组件,其中:

8.根据权利要求5所述的卷绕型电极组件,其中:

9.根据权利要求5所述的卷绕型电极...

【专利技术属性】
技术研发人员:金修德金炯权金镇秀
申请(专利权)人:株式会社LG新能源
类型:发明
国别省市:

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