[发明专利]包含具有有间断的非涂覆区域的正极集电器的卷型电极组件的二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池，更具体地，涉及包含具有在正极集电器的一部分处形成的非涂覆区域的卷型电极组件的二次电池。

本申请要求在2013年10月31日在韩国提交的韩国专利申请号10-2013-0131180和在2014年10月28日在韩国提交的韩国专利申请号10-2014-0147663的优先权，其公开内容在本文中通过引用的方式并入。

背景技术

随着技术发展和对移动设备、电动车辆、混合动力车辆、储能系统和不间断电源的日益增长的需求，对作为能源的电池的需求急剧增长，并且为了追随这种进展，对电池进行了许多研究以满足需求的多样性。

根据其中正极板、隔膜、负极板组合的类型将包含在二次电池中的电极组件分类，并且其中一种为卷型电极组件。卷型电极组件在本申请人的韩国专利公开号10-2008-0047165、10-2009-0129621、10-2010-0071941、10-2010-0109842和10-2013-0052410中具体地公开。

图1是示出一般卷型电极组件10的构造的横截面图。

参照图1，通过卷绕其间插入隔膜的正极和负极制造卷型电极组件10，所述正极包含在正极集电器的一面或两面上的正极活性材料涂覆区域，并且所述负极包括在负极集电器的一面或两面上的负极活性材料涂覆区域。卷型电极组件10随着在电池充电时锂离子的运动体积膨胀，并且在电池放电时恢复其原始状态。也就是说，在充放电期间电池在总体积的小的百分比(％)内重复膨胀和收缩。

通过膨胀和收缩引起的卷型电极组件10的体积变化将张力转移至卷型电极组件10的内部和外部。特别地，在卷型电极组件的曲面11处产生的张力显示与其它部分的张力不同的方面，由此发生电极组件10的翘曲，导致二次电池寿命变短。

发明内容

技术问题

设计本发明以解决上述问题，因此本发明旨在提供包含卷型电极组件的二次电池，所述卷型电极组件具有防止在曲面上发生的正极活性材料的分离或消除的结构。

技术方案

为实现上述目的，根据本发明的二次电池包含：电极组件，其中具有在正极集电器的至少一个表面上的正极活性材料涂覆区域的正极和具有在负极集电器的至少一个表面上的负极活性材料涂覆区域的负极被卷绕在卷型结构中，使得正极和负极彼此相对，且隔膜置于所述正极和负极之间；和分别电连接至正极集电器和负极集电器并从电极组件突出的正极极耳和负极极耳，其中正极集电器具有间断的非涂覆区域，其中在卷绕时在对应于曲面的区域的一部分处不存在正极活性材料涂覆区域。

根据本发明的一个实施方案，间断的非涂覆区域可以在卷绕电极组件时在对应于从电极组件的内侧起电极组件的厚度的30％内的曲面的区域处形成。

根据本发明的一个实施方案，在电极组件被卷绕时，间断的非涂覆区域在对应于远离中心的曲面的非涂覆区域面积比靠近中心的曲面的非涂覆区域面积更大。优选地，间断的非涂覆区域可以以在卷绕的电极组件的各个曲面中心点处具有相同中心角的扇形形成。

有益效果

根据本发明的一个方面，在卷型电极组件的曲面上的正极活性材料的非涂覆可以防止正极活性材料的分离或消除。

根据本发明的另一个方面，在充电期间为负极活性材料的体积膨胀准备了额外的空间，从而抑制电极组件的翘曲。

根据本发明的又一个方面，建立在电池的充放电期间生成的气体可以运动的路径，从而降低电极组件的内压。

根据本发明的又一个方面，例如当由于二次电池的渗透发生短路事故时，可以分散由短路电流引起的热生成。

附图说明

附图示出本发明的优选实施方案，并且与前述公开一起，用于提供本发明的技术方面的进一步理解，因此，本发明不被解释为限于这些图。

图1是示出一般卷型电极组件的构造的横截面图。

图2是示出根据本发明的一个优选实施方案设置在二次电池中的电极组件的结构的示意图。

图3是示出根据本发明的一个优选实施方案设置在二次电池中的电极组件的构造的横截面图。

具体实施方式

图2是示出根据本发明的优选实施方案设置在二次电池中的电极组件100的结构的示意图。

根据图2，电极组件100由包含正极集电器110、隔膜120和负极集电器130的单元电池组成。