[實用新型]電極組件和包含其的鋰二次電池

有效

• 申請號: 201420642789.6
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN204614858U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 李修林;吳松澤;崔正錫;李赫武;樸智慧
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;穆德駿

相關申請的交叉參考

本申請要求于2013年10月31日在韓國提交的韓國專利申請10-2013-0131681號的優先權，通過參考將其并入本文中。

技術領域

本實用新型涉及電極組件和包含所述電極組件的電化學裝置，更具體地，本實用新型涉及如下電極組件，所述電極組件具有包含多孔涂層的隔膜片，所述多孔涂層各自以選擇性地與正極和負極接觸的方式形成。

背景技術

近來，人們對能量存儲技術的興趣日益增加。已經將電化學裝置廣泛用作蜂窩電話、可攜式攝像機、筆記本電腦、PC和電動汽車領域的電源，導致對其進行了深入的研究和開發。在這點上，電化學裝置是引起極大興趣的一個主題。特別地，開發可再充電二次電池已經成為了關注的焦點。近期，這種電池的深入研究和開發集中在新電極和電池的設計上以提高容量密度和比能量。

目前可獲得許多二次電池。其中，在20世紀90年代早期開發的鋰二次電池由于其比常規含水電解質類電池如Ni-MH、Ni-Cd和H₂SO₄-Pb電池更高的運行電壓和高得多的能量密度的優勢而引起了特別的關注。然而，這種鋰離子電池存在安全性問題如由于使用有機電解液而著火和爆炸，且不利的是制造復雜。

許多公司已經制造了具有不同安全特征的各種鋰二次電池。非常重要的是評價并確保這種鋰二次電池的安全性。為了確保這種安全性，已經提出了一種具有多孔涂層的隔膜，所述多孔涂層通過將無機粒子和聚合物粘合劑的混合物涂布在具有多個孔的多孔基材的至少一個表面上而形成。此外，在近來的隔膜制備技術中，通過不對稱地應用最外面多孔涂層的組成或厚度，已經制備了隔膜，使得隔膜的與正極和負極接觸的表面與兩個電極中的各個電極合適匹配。

同時，根據由正極/隔膜/負極構成的電極組件的結構將二次電池分為例如：卷型(卷繞型)結構，其通過將隔膜設置在長片形式的正極與負極之間，隨后卷繞而得到；或堆疊-折疊型結構，其通過利用長隔膜片連續對雙電池或全電池進行卷繞而得到，所述雙電池或全電池通過對其間設置有隔膜的正極單元和負極單元進行層壓而得到。

當根據已知方法制備堆疊-折疊電極組件時，不對稱應用多孔涂層的組成或厚度的上述隔膜難以使用，這是因為由于電極組件的結構特征而不能完全使得隔膜與所匹配的正極和負極選擇性接觸。

同時，在卷型電極組件中，不對稱應用多孔涂層的組成或厚度的上述隔膜，可以在考慮這種電極組件的結構的同時，以與正極和負極選擇性接觸的方式使用。然而，由于以通過將片形式的正極和負極以其接觸的狀態進行卷繞以形成圓柱形或橢圓形橫截面的方式制備卷型電極組件，所以電極組件在中心積聚有因在充電和放電過程期間電極的膨脹和收縮而造成的應力。當這種應力積聚超過特定界限時，電極組件易于變形。由于電極組件變形，電極之間的空間變得不均勻，從而快速劣化電池性能，并發生內部短路而威脅電池安全。此外，片形式的正極和負極的卷繞難以保持正極與負極之間的均勻距離，且還難以對其進行快速卷繞，由此在生產率方面是不利的。

實用新型內容

為了解決相關技術的問題而設計了本實用新型，因此本實用新型涉及提供：電極組件和包含所述電極組件的鋰二次電池，在所述電極組件中使用在其各個表面上具有多孔涂層的隔膜且各個多孔涂層選擇性地與所匹配的正極和負極進行接觸，所述多孔涂層具有不同的組成、厚度和孔隙率。

根據本實用新型的第一方面，提供一種電極組件，其特征是所述電極組件包含：

包含正極的一個或多個第一電極；

包含負極的一個或多個第二電極；和

隔膜片，所述隔膜片設置在交替層壓的所述第一電極和所述第二電極之間以將它們隔開，并具有多個折疊部分，

其中所述隔膜片包含：

第一多孔聚合物基材；

第一涂層，所述第一涂層形成在所述第一多孔聚合物基材的一個表面上并包含聚合物粘合劑，所述第一涂層面對正極；和

第二涂層，所述第二涂層形成在所述第一多孔聚合物基材的另一個表面上并包含聚合物粘合劑和無機粒子的混合物，所述第二涂層面對負極，且所述第二涂層的組成、厚度和孔隙率與所述第一多孔涂層的組成、厚度和孔隙率不同。

根據本實用新型的第二方面，基于第一方面所述的電極組件，其特征是通過以鋸齒形進行折疊而得到所述隔膜片中的多個折疊部分，且所述電極組件具有鋸齒形折疊結構。

根據本實用新型的第三方面，基于第一方面所述的電極組件，其特征是所述第一多孔涂層具有20％～50％的孔隙率，且所述第二多孔涂層具有30％～60％的孔隙率。