[发明专利]用于电池的电极组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电池的电极组件及其制造方法，并且更具体地，涉及如下电池组件及其制造方法，在该电池组件中，在将隔板(separator)插入正电极板与负电极板之间的情况下，沿一个或两个方向将该正电极板与该负电极板交替地层压(laminate)到一层中。

背景技术

近来，已经开发了使用电能的各种类型的便携式电子设备，并且被分类为环保型汽车的电动汽车一直引人注目。针对便携式电子设备和环保型汽车的性能改进，存储和供应电能的电池的性能正在成为重要的问题。具体地说，在用于这些设备的电池当中，具有较长的寿命以及良好的每单位重量能量密度的锂二次电池已经得到关注。

根据电解液的种类，这些锂二次电池被划分成使用液态电解液的锂离子电池和使用聚合物电解液的锂聚合物电池。在这些锂二次电池中，锂聚合物电池具有相对良好的电池稳定性和形状自由度，并且具有以下结构：在该结构中，薄的多孔聚合物隔板位于正电极与负电极之间，并且活性材料被应用于正电极与负电极的集电器。

隔板是具有高机械强度和离子渗透性的绝缘薄膜，防止正电极与负电极之间的电短路，并且起到用于Li离子的插入和退出的通道(route)的作用。用于该隔板的材料可以是作为主要成分的聚乙烯和聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯的混合形式或者无纺布料(non-woven fabric)。

另外，考虑到电化学次反应的材料溶解性，分别将具有高导电性的材料用于正电极与负电极的集电器，并且以彼此不同的方式使用它们。作为商业上通用材料的类型，铝被用于正电极，铜等被用于负电极。经穿孔(或切割)的正电极板和负电极板与锂二次电池的成分一起被层压，以制造电池。

也就是说，锂二次电池传统上由电极组件、用于锂二次电池的容器和电解液组成，该电极组件中，涂有正电极活性材料的正电极板(在下文中称为正电极板)、涂有负极活性材料的负电极(在下文中称为负电极板)以及位于该正电极板与该负电极板之间的隔板被交替地层压，用于锂二次电池的该容器容纳该电极组件，该电解液被注入到用于锂二次电池的该容器的内部，以使得锂离子能够移动。

这种用于锂二次电池的电极组件可以通过以下方式制造：按照期望的容量以锯齿式交替层压按照预定尺寸穿孔(或切割)的正电极与负电极，并且在该正电极与该负电极之间插入隔板；或者使用炉缸中心料柱(central core)以缠绕式缠绕被制备为具有适于所设计容量的长度的正电极与负电极，并且在该正电极与该负电极之间插入隔板。

另外，将这样制造的电极组件放到用于锂二次电池的容器中，使得电极组件不从其中分离。然后，在用于锂二次电池的容器中注入电解液，然后将容器密封，由此完成锂二次电池。

然而，在通过锯齿式层压来制造现有的电极组件的情况下，正电极与负电极彼此简单地接触，进而，在层压时，正电极与负电极在隔板上移动，导致装配效率降低。

为了解决该问题，将粘合剂应用于按照预定尺寸穿孔(或切割)的正电极板和负电极板，然后将这些正电极板和负电极板附接到隔板，由此以拆叠式制造用于电池的电极组件，使得在制造电池时不移动该正电极板和该负电极板，导致电极组件的装配效率的改进。然而，在这种情况下，在应用了粘合剂的部分处不会发生充电和放电，因而造成容量减少。此外，在层压正电极板和负电极板时，该部分的粘合剂积聚，因而造成电极组件和电池的厚度增加。

此外，有一种制造用于电池的电极组件的现有技术，该现有技术包括以下步骤：利用聚合物涂敷隔板的表面，按照预定间隔在两个隔板(在下文中分别称为第一隔板和第二隔板)上方布置正电极板和负电极板，随后通过层压将该正电极板附接到该第一隔板并且将该负电极板附接到该第二隔板，然后，使用中心料柱将该第一隔板和该第二隔板、该正电极板以及该负电极板缠绕在一起。

该技术通过防止正电极板和负电极板在隔板上移动以使得电极组件能够以缠绕式层压方式来制造，进而提高电池的产量。然而，电解液的湿润性和电池的性能可能会降低，这是由于在隔板上涂敷聚合物而造成的。

技术问题

本发明的一个目的在于提供一种电极组件以及该电极组件的制造方法，通过暴露正电极板的集电器的两端或下端以形成正电极板台阶部(stepped portion)，并且将粘合剂应用于该正电极板台阶部，以使得该正电极板台阶部附接到隔板，本发明能够防止电池的厚度增加并实现制造电池时的容易装配。

技术方案