堆叠／折叠型电极组件及其制备方法技术

在此公开了一种以下述结构构造的电极组件，在所述结构中，作为基本单元的、由具有阴极／隔离器／阳极结构的全电池形成的多个电化学电池被重叠，并且在重叠的电化学电池之间设置连续的隔离器片，其中，由所述隔离器片围绕的单元电极位于重叠的电化学电池的中间，其是绕组起点，并且在所述单元电极上方和下方设置的全电池在全电池的电极的方向上相对于单元电极彼此对称。所述电极组件被以高的生产率制造，同时电极组件显示与传统的堆叠／折叠型电极组件的性能和安全性相同的性能和安全。

【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用于制造堆叠/折叠型电极组件的方法及其制造方法，并且具体 而言涉及以下述结构构造的电极组件，在所述结构中，作为基本单元的、由具有阴极/隔离 器/阳极结构的全电池形成的多个电化学电池重叠，并且在重叠的电化学电池之间设置了 连续的隔离器，其中，被隔离器片围绕的单元电极位于重叠的电化学电池的中间，其是绕组 起点，并且在单元电极上方和下方设置的全电池在全电池的电极的方向上相对于单元电极 彼此对称。
技术介绍
随着移动装置日益发展，并且对于这样的移动装置的需求也增加，对于作为移动 装置能源的电池的需求也迅速地增加。因此，对满足各种需要的电池作了许多研究。在电池的形状上，对于薄得足以适用于诸如移动电话的产品的菱形二次电池组或 袋状二次电池组的需求很高。在电池的材料上，对于具有高能量密度、高放电电压和高功率 稳定性的、诸如锂离子电池组和锂离子聚合物电池组的锂二次电池组的需求很高。此外，可以基于具有阴极/隔离器/阳极结构的电极组件的结构来对二次电池组 进行分类。例如，可以以果冻卷(缠绕)型结构或堆叠型结构来构造电极组件，在所述果冻 卷(缠绕)型结构中，长片型阴极和长片型阳极缠绕，同时在阴极和阳极之间分别设置了隔 离器，而在堆叠型结构中，具有预定尺寸的多个阴极和阳极被连续地堆叠，而在所述阴极和 阳极之间分别设置的隔离器。但是，传统的电极组件具有几个问题。首先，通过密集地缠绕长片型阴极和长片型阳极来制造果冻卷型电极组件，结果 是果冻卷型电极组件在截面上是圆形或椭圆的。结果，在电池的充电和放电期间电极的膨 胀和收缩引起的应力在电极组件中累积，并且当应力累积超过特定极限时，电极组件会变 形。电极组件的变形导致在电极之间的不均勻的间隙。结果，电池的性能突然变差，并且电 池的安全由于电池内部的短路而得不到保障。此外，在保持在阴极和阳极之间的间隙的同 时，难以迅速地缠绕长片型阴极和长片型阳极，结果是生产率降低。其次，通过依序堆叠多个单元阴极和多个单元阳极来制造堆叠型的电极组件。结 果，另外需要提供用于传送电极板的处理，所述电极板用于制造单元阴极和单元阳极。此 外，需要大量的时间和精力来执行顺序堆叠处理，结果是生产率降低。为了解决上述问题，开发了堆叠/折叠型电极组件，其是果冻卷型电极组件和堆 叠型电极组件的组合。以下述结构来构造堆叠/折叠型电极组件，在所述结构中，连续地堆 叠具有预定尺寸的多个阴极和阳极，同时在阴极与阳极之间分别设置隔离器，以构造二分 电池(bi-cell)或全电池(full cell)，然后缠绕多个二分电池或多个全电池，同时将二分 电池或全电池定位在长隔离器片上。在下文中公开了堆叠/折叠型电极组件的细节韩国 专利申请公布 No. 2001-0082058、No. 2001-0082059 和 No. 2001-0082060，它们已经以本专 利申请的申请人的名义被提交。图1和2部分典型地图解了这样的堆叠/折叠型电极组件的示例性结构和用于制 造堆叠/折叠型电极组件的处理。参见这些附图，以其中依序设置阴极、隔离器和阳极的结构构造的、作为单元电池 的多个全电池10、11、12、13、14、...被重叠，使得在各个全电池之间设置隔离器片20。隔 离器片20具有足以围绕各个全电池的单元长度。隔离器片20在每个单元长度向内弯曲， 以从中心的全电池10向最外的全电池14连续地围绕各个全电池，使得隔离器片20设置在 重叠的全电池之间。隔离器片20的外端通过热熔接或粘合带25来完结。例如通过下述方式来制造堆叠/折叠型电极组件通过将全电池10、11、12、13、 14、...布置在长隔离器片20上，并且从隔离器片20的一端21依序缠绕全电池10、11、12、 13、14、…。当仔细观察作为单元电池的全电池的阵列组合时，第一全电池10和第二全电池 11彼此间隔等于与至少一个全电池相对应的宽度的距离。因此，在所述缠绕处理期间，第一 全电池10的外部完全地隔离器片20围绕，然后全电池10的底部电极面向第二全电池11 的顶部电极。在通过缠绕来依序堆叠第二全电池和随后的全电池11、12、13、14、…期间，隔离器 片20的围绕长度增大，并且因此，所述全电池被布置成使得在全电池之间的距离在缠绕方 向上逐渐增大。此外，在全电池的缠绕期间，要求在各个全电池之间的界面处全电池的阴极面向 相应的全电池的阳极。因此，第一全电池10和第二全电池11是其顶部电极是阴极的全电 池，第三全电池12是其顶部电极是阳极的全电池，第四全电池13是其顶部电极是阴极的全 电池，以及第五全电池14是其顶部电极是阳极的全电池。S卩，除了第一全电池10之外，交 替地布置其顶部电极是阴极的全电池和其顶部电极是阳极的全电池。因此，堆叠/折叠型电极组件相当大地弥补了果冻卷型电极组件和堆叠型电极组 件的缺陷。但是，为了堆叠作为单元电池的二分电池或全电池，使得二分电池或全电池在单 元电池之间的界面处具有相反的电极，要求基于二分电池或全电池的类型来分类二分电池 或全电池，并且根据预定规则在隔离器片上加载二分电池或全电池，结果是制造处理复杂 且麻烦，并因此生产率降低。此外，基于单元电池的类型来分类单元电池很复杂且麻烦。因 此，当在隔离器片上加载单元电池期间由于诸如疏忽或错误的各种原因导致省略或错误地 设置甚至任何一个单元电池时，具有相同极性的电极在单元电池之间的界面处彼此面对， 结果是电池的性能变差。总之，在电池的操作性能和安全方面，堆叠/折叠型电极组件是优选的。但是，在 电池的生产率的方面，如上所述堆叠/折叠型电极组件是不利的。因此，非常需要一种能够 提供电池的更高生产率和操作性能并且同时弥补上述缺陷的电极组件。具体上，需要大量的电池单元(单元电池)来制造大型的电池组模块，所述大型 的电池组模块用于中型或大型装置，诸如近些年来已经非常关注于电动车辆和混合电动车 辆。此外，大尺寸电池组模块需要长期使用期限的特性。因此，非常需要具有特定结构来解 决所有上述问题的电极组件。
技术实现思路
因此，做出本专利技术来解决上述问题和还要解决的其他技术问题。作为用于解决如上所述的问题的大量和集中的研究和实验的结果，本申请的专利技术 人开发了一种以下述结构构造的电极组件，在所述结构中，使用全电池来作为单元电池，并 且在重叠的单元电池之间设置了隔离器片，其中，由隔离器片围绕的单元电极位于重叠的 单元电池的中间，其是缠绕起点，并且本申请的专利技术人发现，可以以高生产率来制造具有上 述结构的电极组件，同时所述电极组件呈现出的性能和安全性等于传统的堆叠/折叠型电 极组件的性能和安全性，以及此外，根据本专利技术的电极组件即使在其长期使用后也显示出 良好的操作性能和安全性。已经基于这些发现而完成了本专利技术。根据本专利技术的一个方面，可以通过下述方式来完成上述和其他方面通过提供以 下述结构构造的电极组件，在所述结构中，作为基本单元的、由具有阴极/隔离器/阳极结构 的全电池形成的多个电化学电池被重叠，并且在重叠的电化学电池之间设置了连续的隔离器 片，其中，被隔离器片围绕的单元电极位于重叠的电化学电池的中间，其是绕组起点，并且在 单元电极上方和下方设置的全电池在全电池的电极的方向上相对于单元电极彼此对称。根据情况，下述电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以下述结构构造的电极组件，在所述结构中，作为基本单元的、由具有阴极／隔离器／阳极结构的全电池形成的多个电化学电池被重叠，并且在重叠的电化学电池之间设置连续的隔离器片，其中，由所述隔离器片围绕的单元电极位于重叠的电化学电池的中间，其是绕组起点，并且在所述单元电极上方和下方设置的全电池在全电池的电极的方向上相对于单元电极彼此对称。

【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：金起载，金旻修，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]