[發明專利]堆疊/折疊型電極組件及其制備方法

有效

• 申請號: 201310364552.6
• 申請日: 2008-12-12
• 公開（公告）號: CN103490090A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 金起載;金旻修
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M10/058;H01M2/18
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張煥生;謝麗娜

本申請是2010年6月13日進入中國國家階段（國家申請號為200880120848.0）的國際申請日為2008年12月12日、國際申請號為PCT/KR2008/007396的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于制造堆疊/折疊型電極組件的方法及其制造方法，并且具體而言涉及以下述結構構造的電極組件，在所述結構中，作為基本單元的、由具有陰極/隔離器/陽極結構的全電池形成的多個電化學電池重疊，并且在重疊的電化學電池之間設置了連續的隔離器，其中，被隔離器片圍繞的單元電極位于重疊的電化學電池的中間，其是繞組起點，并且在單元電極上方和下方設置的全電池在全電池的電極的方向上相對于單元電極彼此對稱。

背景技術

隨著移動裝置日益發展，并且對于這樣的移動裝置的需求也增加，對于作為移動裝置能源的電池的需求也迅速地增加。因此，對滿足各種需要的電池作了許多研究。

在電池的形狀上，對于薄得足以適用于諸如移動電話的產品的菱形二次電池組或袋狀二次電池組的需求很高。在電池的材料上，對于具有高能量密度、高放電電壓和高功率穩定性的、諸如鋰離子電池組和鋰離子聚合物電池組的鋰二次電池組的需求很高。

此外，可以基于具有陰極/隔離器/陽極結構的電極組件的結構來對二次電池組進行分類。例如，可以以果凍卷（纏繞）型結構或堆疊型結構來構造電極組件，在所述果凍卷（纏繞）型結構中，長片型陰極和長片型陽極纏繞，同時在陰極和陽極之間分別設置了隔離器，而在堆疊型結構中，具有預定尺寸的多個陰極和陽極被連續地堆疊，而在所述陰極和陽極之間分別設置的隔離器。

但是，傳統的電極組件具有幾個問題。

首先，通過密集地纏繞長片型陰極和長片型陽極來制造果凍卷型電極組件，結果是果凍卷型電極組件在截面上是圓形或橢圓的。結果，在電池的充電和放電期間電極的膨脹和收縮引起的應力在電極組件中累積，并且當應力累積超過特定極限時，電極組件會變形。電極組件的變形導致在電極之間的不均勻的間隙。結果，電池的性能突然變差，并且電池的安全由于電池內部的短路而得不到保障。此外，在保持在陰極和陽極之間的間隙的同時，難以迅速地纏繞長片型陰極和長片型陽極，結果是生產率降低。

其次，通過依序堆疊多個單元陰極和多個單元陽極來制造堆疊型的電極組件。結果，另外需要提供用于傳送電極板的處理，所述電極板用于制造單元陰極和單元陽極。此外，需要大量的時間和精力來執行順序堆疊處理，結果是生產率降低。

為了解決上述問題，開發了堆疊/折疊型電極組件，其是果凍卷型電極組件和堆疊型電極組件的組合。以下述結構來構造堆疊/折疊型電極組件，在所述結構中，連續地堆疊具有預定尺寸的多個陰極和陽極，同時在陰極與陽極之間分別設置隔離器，以構造二分電池（bi-cell）或全電池（full?cell），然后纏繞多個二分電池或多個全電池，同時將二分電池或全電池定位在長隔離器片上。在下文中公開了堆疊/折疊型電極組件的細節：韓國專利申請公布No.2001-0082058、No.2001-0082059和No.2001-0082060，它們已經以本專利申請的申請人的名義被提交。

圖1和2部分典型地圖解了這樣的堆疊/折疊型電極組件的示例性結構和用于制造堆疊/折疊型電極組件的處理。

參見這些附圖，以其中依序設置陰極、隔離器和陽極的結構構造的、作為單元電池的多個全電池10、11、12、13、14、…被重疊，使得在各個全電池之間設置隔離器片20。隔離器片20具有足以圍繞各個全電池的單元長度。隔離器片20在每個單元長度向內彎曲，以從中心的全電池10向最外的全電池14連續地圍繞各個全電池，使得隔離器片20設置在重疊的全電池之間。隔離器片20的外端通過熱熔接或粘合帶25來完結。

例如通過下述方式來制造堆疊/折疊型電極組件：通過將全電池10、11、12、13、14、…布置在長隔離器片20上，并且從隔離器片20的一端21依序纏繞全電池10、11、12、13、14、…。

當仔細觀察作為單元電池的全電池的陣列組合時，第一全電池10和第二全電池11彼此間隔等于與至少一個全電池相對應的寬度的距離。因此，在所述纏繞處理期間，第一全電池10的外部完全地隔離器片20圍繞，然后全電池10的底部電極面向第二全電池11的頂部電極。

在通過纏繞來依序堆疊第二全電池和隨后的全電池11、12、13、14、…期間，隔離器片20的圍繞長度增大，并且因此，所述全電池被布置成使得在全電池之間的距離在纏繞方向上逐漸增大。