[發明專利]以縱向折疊方式制備的電極組件及使用其的電化學電池

有效

• 申請號: 200680041639.8
• 申請日: 2006-09-18
• 公開（公告）號: CN101305493A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 申榮埈;金旻修;柳志憲;崔鉦熙;梁承秦
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 梁曉廣;陸錦華

技術領域

本發明涉及縱向折疊型電極組件及包含其的電化學電池，尤其涉及通過連續分隔膜折疊的多個單元電池，其中所述單元電池排列在分隔膜上，使所述單元電池的電極分接頭彼此面對，所述分隔膜具有對應至所述單元電池電極分接頭的開口，并且通過在分隔膜縱長(長度)方向折疊單元電池來制造電極組件，同時放置單元電池使其電極分接頭插入對應的開口，以及包含所述電極組件的電化學電池，如二次電池。

背景技術

隨著移動設備日益發展，以及對于這種移動設備的需求增加，對于作為移動設備能源的二次電池的需求也急速增加。它們中，具備高能量密度與高電壓、長的使用壽命以及低自放電率的鋰二次電池已經商業化并被廣泛使用。

基于電極與電解質的構造，鋰二次電池可分為鋰離子電池、鋰離子聚合物電池或鋰聚合物電池。它們中，鋰離子聚合物電池已廣為使用，因為鋰離子聚合物電池電解質泄漏的可能性很低并且容易制造。

具有陰極/隔板/陽極結構并構成二次電池的電極組件，一般可基于電極組件的結構分為果凍卷(jelly-roll)(卷繞(winding))型電極組件或堆疊型電極組件。果凍卷型電極組件的制作方式為：將用作集流體的金屬箔涂抹電極活性材料，干燥并壓制該涂抹的金屬箔，將該干燥并壓制的金屬箔裁切成具有預定寬度及長度的長條型，使用隔板將陰極與陽極隔開并且卷繞陽極/隔板/陰極結構。果凍卷型電極組件適合用于圓柱型電池，然而，果凍卷型電極組件不適用于棱柱型電池或袋型電池，因為電極活性材料可能會分離且空間利用率低。另一方面，堆疊型電極組件是這樣的結構構建而成的組件，多個陰極與陽極單元彼此依序堆疊。堆疊型電極組件具有一項優點是其可建構為棱柱型結構；不過，堆疊型電極組件具有制造堆疊型電極組件的工序復雜以及麻煩的缺點，以及當外力撞擊到堆疊型電極組件時，堆疊型電極組件的電極受到推擠而導致堆疊型電極組件中發生短路。

為了解決上述問題，已經發展出一種具有新穎結構的電極組件，其是果凍卷型電極組件與堆疊型電極組件的結合，即電極組件由這樣結構構建而成，使用長的連續分隔膜來折疊的具有預定單元尺寸的陰極/隔板/陽極結構的全電池，或具有陰極(陽極)/隔板/陽極(陰極)/隔板/陰極(陽極)結構的雙電池的結構。這種電極組件的實例公開于韓國未審查專利公告第2001-82058號、第2001-82059號以及第2001-82060號內，其同樣以本專利申請申請人的名義提出申請。以下，具有上述結構的電極組件將稱為混合型電極組件。

具有固定在電池外殼內的上述堆疊型或混合型電極組件的二次電池可構建成許多形狀。所述二次電池有代表性實例可以是具有鋁層壓板制成的袋形外殼的鋰離子聚合物電池(LiPB)。

鋰離子聚合物電池由這樣的結構構建而成，通過熱焊接電極(陰極與陽極)和隔板制成的電極組件被電解質浸漬。通常，鋰離子聚合物電池由這樣的結構構建而成，堆疊型或混合型電極組件放置在密封態的鋁層壓板制成的袋形外殼內。因此，鋰離子聚合物電池通常稱為袋形電池。

圖1和圖2代表性地說明包含堆疊型電極組件的有代表性的鋰離子聚合物電池的一般結構。

參考這些附圖，鋰離子聚合物電池100由這樣的結構構建而成，包含陰極、陽極和位于所述陰極與所述陽極之間的隔板的電極組件300放置在袋形電池外殼200內，電極組件300的陰極和陽極分接頭310和320分別焊接至兩個電極導線400和410，以及電極組件300密封在電池外殼200內，而電極導線400和410暴露于電池外殼200的外側。

電池外殼200由柔性包覆材料制成，如鋁層壓板。電池外殼200包含具有用來接受電極組件300的中空接受部分230的外殼本體210，以及一端與外殼本體210相連的蓋板220。

鋰離子聚合物電池100的電極組件300可由前述的果凍卷型結構加上圖1內的堆疊型結構構建而成。堆疊型電極組件300由這樣的結構構建而成，陰極分接頭310和陽極分接頭320分別焊接至電極導線400和410，并且將絕緣膜500附接至電極導線400和410的上下表面，來確保電極導線400和410與電池外殼200之間的電絕緣和密封。