[发明专利]电极组件、所述电极组件的制造方法和含有所述电极组件的电化学电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局在2012年6月28日提交的韩国专利申请10-2012-0069833号和在2013年6月27日提交的韩国专利申请10-2013-0074676号的优先权，通过引用将这些专利申请的公开内容并入本文中。

发明背景

技术领域

本发明涉及体现了通过堆叠法而非折叠法制造的电极组件的单元结构的制造方法、所述电极组件的制造方法和包含所述电极组件的电化学电池。

背景技术

二次电池作为电动车辆(EV)、混合动力车辆(HEV)、并联式混合动力车辆(PHEV)等的电源引起关注，已经提议将电动车辆(EV)、混合动力车辆(HEV)、并联式混合动力车辆(PHEV)等作为用于解决诸如由使用化石燃料的常用汽油车辆、柴油车辆等引起的环境污染的缺陷的替代物。在诸如汽车的中型和大型装置中，由于需要高功率和高容量而使用其中将多个电池单元(battery cell)电连接的中型和大型电池模块。

然而，因为必须将中型和大型电池模块制造成具有小尺寸和轻重量，所以将可以高度堆叠、且相比于容量而言具有轻重量的方形电池、袋形电池等广泛用作中型和大型电池模块的电池单元。

在电池单元的情况下，包含电极组件。一般来说，电极组件根据包含正极/隔膜/负极结构的电极组件的结构来分类。

典型地，电极组件可以分为卷状物(jelly-roll，卷绕型)电极组件，其中卷绕具有长片状的正极和负极以及插入的隔膜；堆叠型(层压型)电极组件，其中逐一地堆叠切割成特定尺寸单元的多个正极和负极以及插入的隔膜；和堆叠/折叠型电极组件。

首先，将说明在本申请人提交的韩国专利申请公开2001-0082059号和2001-0082060号中公开的堆叠/折叠型电极组件。

参考图1，堆叠/折叠结构的电极组件1包含多个重叠(overlapped)的全电池(full cell)2、3、4…(在下文中，将称为全电池)作为单元电池，其中逐一地布置正极/隔膜/负极。在各个重叠部分中，插入有隔膜片5。隔膜片5具有可能卷绕全电池的单元长度。在将各个全电池连续卷绕到最外面的全电池4的同时，将从中心的全电池1b起始的隔膜片5以单元长度向内弯曲，从而使其插入在全电池的重叠部分中。隔膜片5的远端部分通过进行热焊接或使用胶粘带6附着而结束。堆叠/折叠型电极组件通过例如在具有长长度的隔膜片5上布置全电池2、3、4…且从隔膜片5的一个远端部分依次卷绕来制造。然而，在该结构中，在中心部分的电极组件1a、1b和2与布置在外部部分的电极组件3和4之间可能产生温度梯度，从而产生不同的放热效率。因此，当长时间使用时，可能减小电极组件的寿命。

电极组件的制造方法通过使用用于制造各电极组件的两个层压装置和作为单独装置的一个另外的折叠装置来进行。因此，制造方法的节拍时间(tact time)的减少具有局限性。特别地，在通过折叠完成堆叠结构的结构中，难以细微地对准上下布置的电极组件。因此，很难制造具有可靠品质的组件。

图2示出A型和C型双电池(bicell)结构，它们是可代替在图1中的上述堆叠/折叠型结构的电池组件中的全电池使用的单元结构。在作为卷绕的起始点的堆叠/折叠结构的电极组件的中心部分，可以布置用隔膜片卷绕的具有(a)正极/隔膜/负极/隔膜/正极结构的双电池(“A-型双电池”)或具有(b)负极/隔膜/正极/隔膜/负极结构的双电池(“C-型双电池”)。

也就是说，常见的双电池可以具有如下结构：具有如图2(a)中示出的逐一的双面正极10、隔膜20、双面负极30、隔膜40和双面正极50的堆叠结构的“A-型双电池”，或具有如图2(b)中示出的逐一的双面负极30、隔膜20、双面正极10、隔膜40和双面负极60的“C-型双电池”。

在通过应用折叠法制造的电极组件结构中，可能单独地需要折叠装置。当应用双电池结构时，双电池可以通过两种类型(即，A-型和C-型)来制造并堆叠。在进行折叠之前，可能很难保持布置在长隔膜片上的双电池之间的精确距离。也就是说，当进行折叠时，可能难以精确地对准上面的单元电池和下面的单元电池(是指全电池或双电池)。另外，当制造高容量电池时，可能需要大量的时间来改变类型。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国专利公开2001-0045056号

(专利文献2)韩国专利公开2011-0082745号

发明内容