[发明专利]双卷绕型电极组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种双卷绕型电极组件，更具体而言，涉及一种构造为这样的结构的双卷绕型电极组件，在该结构中阴极和阳极彼此相对，同时在所述阴极和所述阳极之间放置一分隔板，其中所述电极组件的制造如下：准备多个电池单元，各个电池单元具有卷绕的预定尺寸的阴极薄板和阳极薄板，同时在所述阴极薄板和所述阳极薄板之间放置一分隔板，各个电池单元的截面是椭圆形的；并且将所述电池单元布置到一个长的分隔薄板上，同时依次卷绕所述电池单元。 

背景技术

随着移动设备的日益发展且对移动设备的需求不断增加，对作为移动设备能量来源的电池的需求也急剧增加。因此，对许多满足各种需求的电池做了大量研究。 

就电池的形状方面而言，棱形二次电池或袋形二次电池的需求非常高，该棱形二次电池或袋形二次电池薄得足够被应用于诸如移动电话之类的产品中。就电池的材料方面而言，对于诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池之类的锂二次电池的需求非常大，该锂二次电池具有高能量密度、高放电电压和高输出稳定性。 

而且，二次电池可基于具有阴极/分隔板/阳极结构的电极组件的构造进行分类。例如，电极组件可被构造为：凝胶卷(卷绕)型结构，在该结构中长板型阴极和阳极被卷绕，同时在阴极和阳极之间分别放置分隔板；堆叠型结构，在该结构中多个具有预定尺寸的阴极和阳极一个在另一个上依次堆叠，同时在阴极和阳极之间分别放置分隔板；或者堆叠/折叠型结构，在该结构中多个具有预定尺寸的阴极和阳极一个在另一个上依次堆叠，同时在阴极和阳极之间分别放置分隔板，以形成双电池或全电池，然后将该双电池或全电池卷绕。堆叠/折叠型电极组件的详细情况在韩国专利申请公开文本No.2001-0082058、No.2001-0082059以及No.2001-0082060中被公开，所述专利申请以本专利申请的申请人 的名义提交。 

然而，传统的电极组件有若干问题。 

首先，凝胶卷型电极组件是通过密集卷绕长板型阴极和阳极制造的，因此凝胶卷型电极组件的截面是圆形或椭圆形的。因此，在电极组件的充电和放电中，由电极的膨胀和收缩所产生的应力会累积在电极组件中，并且当该应力累积超过一定限度时，电极组件可能会变形。电极组件的变形导致电极之间的不均匀间隔。因此，电池的性能突然受到破坏并且电池的安全性因电池的内部短路而得不到保证。而且，很难快速卷绕长板型阴极和阳极同时保持所述阴极和所述阳极之间的均匀间隔，因此降低了生产率。 

其次，堆叠型电极组件是通过依次堆叠多个单元阴极和阳极制造的。因此，额外需要提供一个传递电极板的过程，所述电极板用于制造单元阴极和阳极。而且，需要大量时间和精力执行接下来的堆叠过程，因此降低了生产率。 

再次，堆叠/折叠型电极组件大大弥补了凝胶卷型电极组件和堆叠型电极组件的缺陷。然而，需要一堆叠过程以制造所述双电池或所述全电池。因此，堆叠/折叠型电极组件不是一个彻底的解决方法。 

总之，在生产率方面优选凝胶卷型电极组件，在电池的操作性能和安全方面优选堆叠型电极组件和堆叠/折叠型电极组件。然而，非常需要一种新的电极组件，这种电极组件能够提供电池的高生产率和操作性能，同时弥补传统电极组件的缺陷。 

特别地，一种用于中型或大型设备(如近来引起许多关注的电动车辆或混合电动车辆)的大型电池模块需要大量电池组电池(单元电池)。而且，要求所述大型电池模块具有长的使用寿命特征。因此，非常需要一种能够解决所有上述问题的新的电极组件。 

发明内容

因此，本发明致力于解决上述问题，以及其他待要解决的技术问题。 

通过大量的、为解决上述问题进行的广泛深入研究和试验，本发明的发明人已研发一种被构造为这样的结构的电极组件，在该结构中，将诸如单元体的卷绕型电池单元布置到一个长分隔薄板上，同时卷绕所述 电池单元，并且已发现：所述双卷绕型电极组件以与传统凝胶卷型电极组件的生产率相当的高生产率被制造；另外，即使在根据本发明的电极组件使用一长段时间后，该双卷绕型电极组件仍呈现出与传统堆叠型或堆叠/折叠型电极组件相当的高操作效率和安全性。本发明即基于这些发现完成的。