本申請(qǐng)要求于2023年4月28日提交的韓國專利申請(qǐng)no.2023-0056601和于2024年2月14日提交的韓國專利申請(qǐng)no.2024-0021296的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。本發(fā)明涉及包括具有絕緣涂層的正極的電極組件及其制造方法，并且更具體地，涉及包括具有絕緣涂層的正極的電極組件及其制造方法，該制造方法能夠在執(zhí)行穩(wěn)定的制造工藝的同時(shí)增加能量密度。

背景技術(shù)：

1、隨著由于因使用化石燃料造成的空氣污染和能源枯竭，近年來替代能源得到了發(fā)展，因此對(duì)能夠存儲(chǔ)所產(chǎn)生的電能的二次電池的需求也隨之增加?？沙浞烹姷亩坞姵嘏c日常生活息息相關(guān)。例如，在移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)車輛中使用二次電池。

2、由于移動(dòng)設(shè)備的使用增加、移動(dòng)設(shè)備的復(fù)雜性增加以及電動(dòng)車輛的開發(fā)，在現(xiàn)代社會(huì)中不可避免地使用了用作各種電子設(shè)備的能源的鋰二次電池的所需容量。為了滿足用戶的需求，多個(gè)電池電芯設(shè)置在小型設(shè)備中，而包括彼此電連接的多個(gè)電池電芯的電池模塊或包括多個(gè)電池模塊的電池組被用在車輛等中。

3、此外，如圖1所示，圖1是常規(guī)電極層疊件的截面圖，在電池電芯殼體中容納的電極組件通常被配置為使得多個(gè)單電芯(monocell)m和一個(gè)半電芯(half-cell)h依次層疊，在每個(gè)單電芯m中，隔膜30、負(fù)極20、隔膜30和正極10按順序設(shè)置，在一個(gè)半電芯h中，隔膜30、負(fù)極20和隔膜30按順序設(shè)置。

4、然而，位于電極組件的最上端處的半電芯比每個(gè)單電芯都薄，因?yàn)榘腚娦景ǜ裟?、?fù)極和隔膜，由此不便于運(yùn)輸或?qū)盈B半電芯，這可能導(dǎo)致生產(chǎn)工藝的效率降低或產(chǎn)品缺陷。

5、此外，在層疊多個(gè)單電芯和一個(gè)半電芯之后，有必要用單獨(dú)的絕緣構(gòu)件(諸如隔膜)纏繞電極組件，以便確保與電池電芯殼體絕緣。

6、(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))

7、(專利文獻(xiàn)1)韓國專利申請(qǐng)公開no.2015-0100017

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、鑒于上述問題，已經(jīng)做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包括具有絕緣涂層的正極的電極組件和能夠執(zhí)行穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝的制造該電極組件的方法。

3、本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種包括具有絕緣涂層的正極的電極組件和能夠通過減少單元生產(chǎn)工藝的數(shù)量而提高生產(chǎn)效率的制造該電極組件的方法。

4、技術(shù)方案

5、用于實(shí)現(xiàn)上述目的的根據(jù)本發(fā)明的電極組件包括至少一個(gè)第一單電芯和第二單電芯，所述第二單電芯層疊在所述第一單電芯的最上端上，其中，所述第二單電芯具有絕緣涂層。

6、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，絕緣涂層可以由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)和陶瓷中的任何一種制成。

7、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，絕緣涂層可以由陶瓷制成。

8、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，所述第二單電芯被配置為使得第二隔膜、第二負(fù)極、第二隔膜和第二正極從下方依次層疊，并且所述絕緣涂層可以設(shè)置在所述第二正極上。

9、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，所述第二正極可以被配置為使得第二正極活性材料、第二正極集流器和絕緣涂層從下方依次層疊。

10、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，所述第二單電芯可以具有150μm至250μm的厚度。

11、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，所述絕緣涂層可以具有10μm至20μm的厚度。

12、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，所述第一單電芯可以被配置為使得第一隔膜、第一負(fù)極、第一隔膜和第一正極從下方依次層疊，并且被配置為存儲(chǔ)鋰離子的所述第一負(fù)極和所述第二負(fù)極中的至少一者可以包括硅。

13、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，基于負(fù)極活性材料，所述硅可以被包括以占95重量％或更多。

14、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，所述第一單電芯可以具有150μm至250μm的厚度。

15、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件中，所述第一單電芯可以具有150μm至200μm的厚度。

16、此外，本發(fā)明提供了一種包括上述電極組件的電池電芯。

17、此外，根據(jù)本發(fā)明的電極組件制造方法包括以下步驟：制備至少一個(gè)第一單電芯和第二單電芯的第一步驟；以及從下方依次層疊所述至少一個(gè)第一單電芯和所述第二單電芯的第二步驟，其中所述第一單電芯被配置為使得第一隔膜、第一負(fù)極、第一隔膜和第一正極從下方依次層疊，所述第二單電芯被配置為使得第二隔膜、第二負(fù)極、第二隔膜和第二正極從下方依次層疊，并且所述第二正極包括第二正極集流器、設(shè)置在所述第二正極集流器的下表面上的第二正極活性材料、以及設(shè)置在所述第二正極集流器的上表面上的絕緣涂層。

18、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件制造方法中，所述絕緣涂層可以由陶瓷制成。

19、此外，在根據(jù)本發(fā)明的電極組件制造方法中，所述第一負(fù)極和所述第二負(fù)極中的至少一者可以包括硅。

20、有利效果

21、如從以上描述中顯而易見的，絕緣涂層位于構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的電極組件的第二單電芯的第二正極的最上端處，由此可以在沒有被配置成覆蓋整個(gè)電極組件的單獨(dú)隔膜的情況下保持電極組件與電池殼體之間的絕緣，這有助于簡化生產(chǎn)工藝和降低制造成本。

22、另外，當(dāng)位于構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的電極組件的第二單電芯的第二正極的最上端處的絕緣涂層由陶瓷制成時(shí)，可以最小化第二正極或第二單電芯被彎曲或下垂的現(xiàn)象，這有助于第二正極或第二單電芯的轉(zhuǎn)移或?qū)盈B。

23、此外，硅基負(fù)極活性材料主要用作根據(jù)本發(fā)明的電極組件的負(fù)極活性材料，因此可以增加鋰離子的存儲(chǔ)量，這提高了能量密度。

技術(shù)特征：

1.一種電極組件，所述電極組件包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述絕緣涂層由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)和陶瓷中的任何一種制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極組件，其中，所述絕緣涂層由陶瓷制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極組件，其中，所述第二單電芯被配置為使得第二隔膜、第二負(fù)極、第二隔膜和第二正極從下方依次層疊，并且所述絕緣涂層設(shè)置在所述第二正極上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極組件，其中，所述第二正極被配置為使得第二正極活性材料、第二正極集流器和絕緣涂層從下方依次層疊。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電極組件，其中，所述第二單電芯具有150μm至250μm的厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極組件，其中，所述絕緣涂層具有10μm至20μm的厚度。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極組件，其中，所述第一單電芯被配置為使得第一隔膜、第一負(fù)極、第一隔膜和第一正極從下方依次層疊，并且被配置為存儲(chǔ)鋰離子的所述第一負(fù)極和所述第二負(fù)極中的至少一者包括硅。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極組件，其中，基于所述負(fù)極活性材料，所述硅被包括以占95重量％或更多。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極組件，其中，所述第一單電芯具有150μm至250μm的厚度。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電極組件，其中，所述第一單電芯具有150μm至200μm的厚度。

12.一種電池電芯，所述電池電芯包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的電極組件。

13.一種電極組件制造方法，所述電極組件制造方法包括以下步驟：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電極組件制造方法，其中，所述絕緣涂層由陶瓷制成。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電極組件制造方法，其中，所述第一負(fù)極和所述第二負(fù)極中的至少一者包括硅。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及包括具有絕緣涂層的正極的電極組件及其制造方法。具體涉及一種以包括至少一個(gè)第一單電芯以及層疊在第一單電芯最上部的第二單電芯，并且第二單電芯具有絕緣涂層為特征的包括具有絕緣涂層的正極的電極組件及其制造方法。

技術(shù)研發(fā)人員：李學(xué)受,文鐘敏,金昌熙,沈規(guī)元,金才引,吳中淵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2