二次電池的實(shí)施方式包括電極組件以及該電極組件的制造方法。

背景技術(shù)：

技術(shù)發(fā)展以及對(duì)于移動(dòng)裝置的增長(zhǎng)的需求已導(dǎo)致對(duì)于作為能源的二次電池的需求上的快速增長(zhǎng)。在這些二次電池當(dāng)中，具有高能量密度和電壓、長(zhǎng)壽命和低自放電的鋰二次電池是市場(chǎng)上可買到的，且被廣泛使用。

根據(jù)電極的結(jié)構(gòu)特征以及所使用的電解質(zhì)，鋰二次電池可以分類為鋰離子電池、鋰離子聚合物電池、鋰聚合物電池等。具有各種優(yōu)點(diǎn)——包括幾乎沒(méi)有電解質(zhì)泄漏的可能性、減小的重量和制造成本、形狀的多樣性等——的鋰離子聚合物電池尤其被廣泛使用。

二次電池的包括正電極、隔板和負(fù)電極的組件可以主要分為果凍卷型(卷繞型)和層疊型。果凍卷型電極組件可以通過(guò)在用作集流器的金屬箔上涂覆電極活性材料、干燥、壓制、按具有所需寬度和長(zhǎng)度的帶的形式切割、使用隔板分隔正電極和負(fù)電極、以及螺旋地卷繞所得結(jié)構(gòu)而被制造。

層疊型電極組件被構(gòu)造使得多個(gè)正電極單元和負(fù)電極單元順序地層疊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)示例性實(shí)施方式的一方面，提供一種包括電極組件的二次電池，其中該電極組件包括：具有第一極性的至少一個(gè)第一電極板，所述至少一個(gè)第一電極板中的每個(gè)被隔板包圍；以及至少一個(gè)第二電極板，其中所述至少一個(gè)第一電極板和所述至少一個(gè)第二電極板被交替層疊，并且通過(guò)所述隔板彼此隔開(kāi)。

第一電極板可以被形成，使得用活性材料涂覆的前表面和后表面被隔板包裹。

在隔板被折疊，第一電極板被插置在其間的狀態(tài)下，隔板可以沿邊緣被熔合。

第一電極板可以被隔板封閉。

隔板可以封閉第一電極板，除了聯(lián)接到第一電極板的第一引線接片以外。

在第一電極板、隔板和第二電極板層疊的狀態(tài)下，電極組件還可以包括圍繞電極組件的外圍邊緣的封貼帶。

該二次電池可以包括多個(gè)第一電極板和多個(gè)第二電極板，并且還可以包括聯(lián)接到所述多個(gè)第一電極板的多個(gè)第一引線接片以及聯(lián)接到所述多個(gè)第二電極板的多個(gè)第二引線接片，其中所述多個(gè)第一引線接片中的每個(gè)形成在相同的第一引線接片位置以彼此重疊，并且所述多個(gè)第二引線接片中的每個(gè)形成在相同的第二引線接片位置以彼此重疊。

第一引線接片和第二引線接片可以形成為在與第一電極板和第二電極板層疊的方向垂直的平面內(nèi)彼此間隔開(kāi)。

根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一方面，提供一種包括電極組件的二次電池的制造方法，該制造方法包括：將第一電極板放置在與隔板的中心部分對(duì)應(yīng)的邊界區(qū)域處并且繞該邊界區(qū)域折疊隔板；通過(guò)熱壓熔合隔板的邊緣從而封閉第一電極板；以及層疊第二電極板從而對(duì)應(yīng)于第一電極板和隔板。

該制造方法還可以包括在第一電極板、隔板和第二電極板層疊的狀態(tài)下，施加圍繞電極組件的外圍邊緣的封貼帶。

附圖說(shuō)明

對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施方式，特征將變得明顯，在圖中：

圖1示出分解透視圖，該分解透視圖示出根據(jù)一實(shí)施方式的二次電池；

圖2示出剖視圖，該剖視圖示出圖1顯示的二次電池中的電極組件；

圖3示出圖1顯示的二次電池中的電極組件中彼此聯(lián)接的第一電極板和隔板；

圖4示出正視圖，該正視圖示出圖1顯示的二次電池中的電極組件中第一電極板和第二電極板之間的位置關(guān)系；

圖5示出分解透視圖，該分解透視圖示出根據(jù)另一實(shí)施方式的二次電池；以及

圖6示出用于說(shuō)明根據(jù)一實(shí)施方式的二次電池的制造方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，將在下文中參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式；然而，它們可以以不同形式實(shí)施且不應(yīng)被解釋為限于此處闡述的實(shí)施方式。更確切地，這些實(shí)施方式被提供，使得本公開(kāi)將透徹和完整，并且將把示例性實(shí)施方式充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

在附圖中，為了圖示的清晰，可以夸大層和區(qū)域的尺寸。還將理解，當(dāng)一層或元件被稱為“在”另一層或基板“上”時(shí)，它能直接在所述另一層或基板上，或者也可以存在居間層。此外，將理解，當(dāng)一層被稱為“在”另一層“下面”時(shí)，它能直接在所述另一層下面，并且也可以存在一個(gè)或更多個(gè)居間層。此外，還將理解，當(dāng)一層被稱為“在”兩個(gè)層“之間”時(shí)，它能是所述兩個(gè)層之間的唯一層，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)居間層。相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。

圖1是示出根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池的分解透視圖，圖2是示出圖1中顯示的二次電池中的電極組件的剖視圖，圖3示出圖1顯示的二次電池中的電極組件中彼此聯(lián)接的第一電極板和隔板，圖4是正視圖，該正視圖示出圖1顯示的二次電池中的電極組件中第一電極板和第二電極板之間的位置關(guān)系。

參考圖1至4，根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池100包括電極組件110以及容納電極組件110的袋120。

電極組件110包括層疊成多個(gè)單元的第一電極板111、隔板112和第二電極板113。此外，電極組件110可以包括聯(lián)接到第一電極板111的第一引線接片114、聯(lián)接到第二電極板113的第二引線接片115、以及在第一電極板111和第二電極板113層疊的狀態(tài)下圍繞電極組件110的外圍邊緣的封貼帶116。

更詳細(xì)地，電極組件110可以被配置，使得多個(gè)第一電極板111的每個(gè)被隔板112包裹，因而被聯(lián)接到隔板112，然后第二電極板113層疊在其上。

第一電極板111可以包括多個(gè)第一電極板111，例如負(fù)電極板。以下描述將針對(duì)第一電極板111是負(fù)電極板的情形進(jìn)行。第一電極板111可以通過(guò)在由金屬箔制成的負(fù)電極集流器上涂覆包括負(fù)電極活性材料的第一活性材料層111a、111b至預(yù)定厚度而形成。也就是說(shuō)，第一電極板111可以通過(guò)將包括例如石墨的第一活性材料層111a、111b粘合至銅箔來(lái)形成。然而，示例性實(shí)施方式不將第一電極板111的材料限制于此處列出的材料。此外，沒(méi)有涂覆第一活性材料層111a和111b的第一未涂覆部分形成在第一電極板111的彼此對(duì)立的表面上。

同時(shí)，第一電極板111的所述彼此對(duì)立的表面被隔板112覆蓋。更詳細(xì)地，第一電極板111中的每個(gè)被隔板112單獨(dú)地封裝。隔板112覆蓋第一電極板111的除第一引線接片114從其伸出的區(qū)域之外的剩余區(qū)域，從而將第一電極板111與第二電極板113和袋120電分隔。因此，可以防止由第一電極板111引起的二次電池的電短路的發(fā)生。此外，因?yàn)榈谝浑姌O板111整個(gè)地被隔板112單獨(dú)地包裹，所以可以防止第一電極板111在隔板112中移動(dòng)。因此，當(dāng)?shù)诙姌O板113被層疊時(shí)，第二電極板113的對(duì)準(zhǔn)裕度能夠被最小化以避免第一電極板111的移動(dòng)。因此，可以通過(guò)最大化第二電極板113的面積來(lái)增大電池容量。

隔板112可以由從聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、以及PE和PP的復(fù)合膜構(gòu)成的組選出的材料制成。

隔板112單獨(dú)地覆蓋第一電極板111中的每個(gè)。隔板112使第一電極板111與第二電極板113和袋120絕緣。為此，隔板112通常覆蓋第一電極板111中的每一片。

更詳細(xì)地，如圖3所示，由單個(gè)片構(gòu)成的隔板112包括具有與第一電極板111的前表面和后表面對(duì)應(yīng)的面積的安裝區(qū)域112a和112b、以及安裝區(qū)域112a和112b的圍繞第一電極板111的下部的邊界區(qū)域112c。此外，隔板112繞邊界區(qū)域112c被折疊，并且包裹第一電極板111的前表面和后表面。此外，在此狀態(tài)下，隔板112的熔合區(qū)域112d和112e被熔合以封閉第一電極板111。此外，隔板112可以僅暴露從第一電極板111伸出的第一引線接片114，從而允許第一電極板111通過(guò)第一引線接片114執(zhí)行充電操作和放電操作。

因此，當(dāng)隔板112覆蓋第一電極板111時(shí)，與熔合區(qū)域112d和112e不同，不需要對(duì)位于隔板112的下側(cè)的邊界區(qū)域112c進(jìn)行熔合。因此，在形成電極組件110時(shí)，可以通過(guò)增大第一電極板111的面積增大二次電池100的總?cè)萘俊?/p>

如上所述，因?yàn)榈谝浑姌O板111的位置被限制在隔板112內(nèi)部，所以第二電極板112的對(duì)準(zhǔn)裕度能夠被減小，從而增大二次電池100的容量。

第二電極板113可以包括多個(gè)第二電極板，并且可具有與第一電極板111的極性相反的極性。例如，第二電極板113可以是正電極板，以下描述將針對(duì)第二電極板113是正電極板的情形進(jìn)行。第二電極板113可以通過(guò)在由金屬箔制成的正電極集流器上涂覆包括正電極活性材料的第二活性材料層113a、113b至預(yù)定厚度來(lái)形成。也就是說(shuō)，第二電極板113可以通過(guò)在鋁箔或鋁網(wǎng)上涂覆包括鋰鈷氧化物(例如LiCoO₂)的第二活性材料層113a、113b來(lái)形成。然而，示例性實(shí)施方式不限制第二電極板113的材料于此處列出的材料。此外，沒(méi)有涂覆第二活性材料層113a和113b的未涂覆部分形成在第二電極板113的彼此對(duì)立的表面上。第二引線接片115一體地或作為獨(dú)立個(gè)體地形成在第二電極板113的未涂覆部分的一側(cè)，并且從電極組件110向上伸出。

如上所述，第二電極板113與處于組裝狀態(tài)的第一電極板111和隔板112層疊以構(gòu)成電極組件110。此外，因?yàn)榈谝浑姌O板111的移動(dòng)被限制在隔板112內(nèi)部，所以第二電極板113的面積可以通過(guò)最小化對(duì)準(zhǔn)裕度而被最大化。

更詳細(xì)地，如圖4所示，在對(duì)準(zhǔn)第二電極板113期間，對(duì)準(zhǔn)裕度被最小化，使得第二電極板113的面積可以盡可能地對(duì)應(yīng)于第一電極板111。

此外，因?yàn)榈谝浑姌O板111和第二電極板113根據(jù)二次電池100的設(shè)計(jì)層疊，所以能夠制造具有各種容量和尺寸的二次電池100。

在第一引線接片114一體地或作為獨(dú)立個(gè)體地連接到第一電極板111中的每個(gè)的未涂覆部分的一側(cè)并且被順序?qū)盈B的狀態(tài)下，第一引線接片114從電極組件110向上伸出。同時(shí)，第一引線接片114可以具有用作彎曲引導(dǎo)部的彎曲部分(未示出)，使得其在預(yù)定位置被彎曲。

這里，彎曲部分可以以各種形狀形成，并且被形成在第一引線接片114彎曲的位置處。因?yàn)榈谝灰€接片114通常用具有約0.1mm的厚度的金屬箔形成，所以它可以具有減弱的強(qiáng)度。因此，有必要通過(guò)該彎曲部分最小化第一引線接片114的降低的強(qiáng)度，并且第一引線接片114優(yōu)選地被形成為根據(jù)其形狀具有適當(dāng)?shù)某叽纭?/p>

在第二引線接片115一體地或作為獨(dú)立個(gè)體地連接到第二電極板113中的每個(gè)的未涂覆部分的一側(cè)并且被順序?qū)盈B的狀態(tài)下，第二引線接片115從電極組件110向上伸出。同時(shí)，第二引線接片115也可以具有用作彎曲引導(dǎo)部的彎曲部分(未示出)，使得其在預(yù)定位置彎曲。

此外，第二引線接片115可以在垂直于電極組件110的層疊方向的平面內(nèi)與第一引線接片114間隔開(kāi)。因此，第二引線接片115可以與第一引線接片114無(wú)關(guān)地暴露于袋120之外。

在第一電極板111、隔板112和第二電極板113層疊的狀態(tài)下，封貼帶116被施加以固定層疊結(jié)構(gòu)。封貼帶116通?？梢杂删垡蚁?PE)、聚苯乙烯(PS)或其復(fù)合膜形成，但是示例性實(shí)施方式的多個(gè)方面不限于此。此外，在隔板112具有粘合性的情形下，它能夠在形成電極組件110期間固定第一電極板111和第二電極板113，并且可以不必提供封貼帶116。

袋120由多層片形成。更詳細(xì)地，袋120可以包括形成袋120的內(nèi)表面并且執(zhí)行絕緣操作和熱熔合操作的聚合物片，形成袋120的外表面并且執(zhí)行保護(hù)功能的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)片、尼龍片或PET-尼龍復(fù)合片，以及用于提供機(jī)械強(qiáng)度的金屬片。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，以下描述將僅針對(duì)作為示例之用的“尼龍片”進(jìn)行。金屬片可以插置在聚合物片和尼龍片之間，并且可以由例如鋁片制成。

此外，袋120包括具有頂部開(kāi)口并且通過(guò)內(nèi)部空間121a容納電極組件110的第一外部殼體121、以及具有基本上平面形狀并且封閉第一外部殼體121的第二外部殼體122。

這里，第二外部殼體122與第一外部殼體121結(jié)合以覆蓋安裝在第一外部殼體121內(nèi)的電極組件110。

在此狀態(tài)下，沿第一外部殼體121和第二外部殼體122的邊緣進(jìn)行熱熔合，從而封閉袋120。

此外，電極組件110和電解質(zhì)被容納在袋120內(nèi)。電解質(zhì)包括溶解在諸如碳酸亞乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)或碳酸二甲酯(DMC)的有機(jī)鹽中的諸如LiPF₆或LiBF₄的鋰鹽。

如上所述，在根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池100中，電極組件110通過(guò)將第一電極板111放置在一片隔板112上、折疊隔板112、在第一電極板111被折疊的隔板112包裹的狀態(tài)下進(jìn)行焊接、然后在所得結(jié)構(gòu)上層疊第二電極板113來(lái)形成。按這樣的方式，根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池100可以通過(guò)增大隔板112中第一電極板111的面積并且最小化第二電極板113的對(duì)準(zhǔn)裕度而具有增大的容量。

在下文中，將描述根據(jù)另一實(shí)施方式的二次電池的構(gòu)造。

圖5是分解透視圖，該分解透視圖示出根據(jù)另一實(shí)施方式的二次電池。在本實(shí)施方式中，具有相同構(gòu)造和相同功能的元件由在先實(shí)施方式的對(duì)應(yīng)元件的相同附圖標(biāo)記表示，以下描述將集中于本實(shí)施方式和在先實(shí)施方式之間的差異。

參考圖5，根據(jù)另一實(shí)施方式的二次電池200可以包括殼體201、容納在殼體201中的電極組件110、以及封閉殼體201的頂部開(kāi)口201a的蓋組件220。

殼體201由基本上盒形的金屬構(gòu)件制成，并且包括形成在殼體201的一個(gè)表面中的頂部開(kāi)口201a，而且電極組件110通過(guò)頂部開(kāi)口201a被容納。這里，電極組件110與在先實(shí)施方式的電極組件相同，并且將不給出其詳細(xì)描述。

蓋組件220包括蓋板240、絕緣板250、端子板260和電極端子230。蓋組件220被聯(lián)接到殼體201的頂部開(kāi)口201a并封閉殼體201。

電極組件110的第二引線接片115可以被焊接到端子板260，于是被電連接，并且第一引線接片114可以被焊接到蓋板240，于是被電連接。

蓋板240用金屬板形成，該金屬板被確定尺寸和成形從而對(duì)應(yīng)于殼體201的頂部開(kāi)口201a。具有預(yù)定尺寸的第一端子通孔241形成在蓋板240的中心部分處，并且電解質(zhì)注入孔242形成在蓋板240的一側(cè)。電極端子230被插入第一端子通孔241中，并且管狀的墊圈管246被組裝在第一端子通孔241的內(nèi)表面上以將電極端子230與蓋板240絕緣。

在蓋組件220與殼體201的頂部開(kāi)口201a組裝之后，電解質(zhì)通過(guò)電解質(zhì)注入孔242被注入，該電解質(zhì)注入孔242然后被單獨(dú)的封閉構(gòu)件密封。

絕緣板250由諸如墊片的絕緣材料制成，并且其中安裝端子板260的安裝槽252形成在絕緣板250的底表面上。第二端子通孔251形成在絕緣板250的一側(cè)的與第一端子通孔241對(duì)應(yīng)的位置處，并且電極端子230被插入第二端子通孔251中。

端子板260聯(lián)接到絕緣板250的安裝槽252。第三端子通孔261形成在端子板260的一側(cè)的與第一端子通孔241對(duì)應(yīng)的位置處，并且電極端子230被插入第三端子通孔261中。

在電極端子230通過(guò)墊圈管246與蓋板240絕緣時(shí)，其經(jīng)過(guò)第一端子通孔241、第二端子通孔251和第三端子通孔261被插入端子板260中，于是與其聯(lián)接。因此，蓋組件220的端子板260電連接到電極端子230，同時(shí)與蓋板240電絕緣。

絕緣殼270包括允許第一引線接片114和第二引線接片115穿過(guò)的接片孔271和272，并且被聯(lián)接到蓋組件220的底部，從而使蓋組件220與電極組件110電絕緣。第一引線接片114穿過(guò)接片孔271，于是被焊接到蓋板240。此外，第二引線接片115通過(guò)接片孔272被焊接到端子板260。

如上所述，在根據(jù)另一實(shí)施方式的二次電池200中，上述電極組件110能夠被用來(lái)制造棱柱電池，且能夠最大化二次電池200的容量。

在下文中，將描述根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池的制造方法。

圖6是用于說(shuō)明根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池的制造方法的流程圖。

參考圖6，根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池100的制造方法可以包括用隔板覆蓋電極板(S1)、熱壓(S2)、層疊電極板(S3)、施加封貼帶(S4)、以及封閉袋(S5)。

在用隔板覆蓋電極板(S1)期間，與第一電極板111一樣多的隔板112被提供，并且隔板112中的每一個(gè)被放置在第一電極板111中的每個(gè)上。這里，第一電極板111可以被安放在與隔板112的大致中心部分對(duì)應(yīng)的邊界區(qū)域112c處。

在此狀態(tài)下，隔板112被繞邊界區(qū)域112c折疊，使得第一電極板111的前表面和后表面被隔板112包裹。

在熱壓(S2)期間，對(duì)隔板112的熔合區(qū)域112d和112e進(jìn)行熱壓以熔合這些區(qū)域。隔板112被沿第一電極板111的外圍邊緣熔合，從而封閉第一電極板111的除了第一引線接片114從其伸出的區(qū)域之外的剩余區(qū)域。

在層疊電極板期間(S3)，第二電極板113層疊在被隔板112包裹的第一電極板111上。這里，層疊的第一電極板111和第二電極板113的數(shù)目可以彼此對(duì)應(yīng)，并且可以根據(jù)二次電池100的所需要的容量和尺寸變化。

在施加封貼帶(S4)期間，封貼帶116被形成并被施加到第一電極板111、隔板112和第二電極板113的外部，從而固定電極組件110。

然而，如上所述，在隔板112具有粘合性的情形下，可以不必提供封貼帶116。

在封閉袋(S5)期間，電極組件110和電解質(zhì)被容納在袋120中，且袋120的諸如第一外部殼體121的第一袋和諸如第二外部殼體122的第二袋被彼此熔合以封閉。

因此，根據(jù)一示例性實(shí)施方式的二次電池100可以被制造從而包括層疊型的電極組件110。

此外，根據(jù)另一實(shí)施方式的二次電池200和其它類型的電池可以通過(guò)示例性制造方法被制造，并且除用隔板覆蓋電極板(S1)、熱壓(S2)和層疊電極板(S3)之外，還可以包括后續(xù)步驟。后續(xù)步驟可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員自由地改變。

作為總結(jié)和回顧，實(shí)施方式針對(duì)包括電極組件的二次電池以及其制造方法，所述二次電池通過(guò)增大電極板的面積增加容量。在這點(diǎn)上，果凍卷型電極組件可以被適當(dāng)?shù)赜糜趫A柱形電池，但是如果被用于棱柱或袋型電池，可以具有幾個(gè)缺點(diǎn)，包括活性材料分層、差的空間利用效率等等。

層疊型電極組件是有利的，因?yàn)槔庵坞姵啬軌蛉菀椎赜蓪盈B型電極組件制造。然而，層疊型電極組件的制造工藝可以相對(duì)復(fù)雜，并且電短路可能由沖擊被施加到其上時(shí)被推擠的電極引起。此外，層疊型電極組件應(yīng)該包括在其中對(duì)準(zhǔn)的正電極和負(fù)電極。

在根據(jù)所公開(kāi)的實(shí)施方式的二次電池中，電極組件通過(guò)將第一電極板放置在隔板上、折疊隔板、在第一電極板被折疊的隔板包裹的狀態(tài)下進(jìn)行焊接、然后在所得結(jié)構(gòu)上層疊第二電極板來(lái)形成，從而通過(guò)增大隔板內(nèi)第一電極板的面積并最小化第二電極板的對(duì)準(zhǔn)裕度來(lái)增大二次電池的容量。

在此已經(jīng)公開(kāi)了二次電池及其制造方法的示例實(shí)施方式，雖然采用了特定術(shù)語(yǔ)，但是它們僅在一般性和描述性的意義上被使用和解釋，而不為了限制。

在一些情況下，如在提交本申請(qǐng)時(shí)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然的那樣，結(jié)合一具體實(shí)施方式描述的特征、特性和/或元件可以被單獨(dú)地使用，或者可以與結(jié)合另外的實(shí)施方式描述的特征、特性和/或元件一起使用，除非另外特別指出。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變，而不脫離如所附權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。

2015年8月20日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交且名稱為“二次電池及其制造方法”的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2015-117246號(hào)被全文引用合并于此。