[发明专利]电极组件、电池单元、电池组及汽车

说明书

本发明提供电极组件、电池单元、电池组及汽车，电极组件由第一电极、分离膜及第二电极层叠并卷取而成，上述第一电极及第二电极中的至少一个电极包括集电体及设置在上述集电体上的电极活性物质层，上述第一电极包括固定部，该固定部设置于上述电极活性物质层，且设置于最接近上述电极组件的卷取中心部的边缘部，并固定于上述分离膜的至少一部分。另外，本发明提供电池单元，该电池单元包括：上述电极组件；电池罐，其在收纳上述电极组件的一侧具备开放部；电极端子，其通过形成于上述电池罐的底部的通孔而铆接；垫，其设置于上述电极端子与上述通孔的外径之间；及密封件，其密封上述电池罐的开放部。

技术领域

本申请主张于2021年4月8日向韩国专利局提出的韩国专利申请第10-2021-0045993号的申请日的权利，该韩国专利申请的文献中公开的所有内容包括在本说明书。

本发明涉及电极组件、电池单元、电池组及汽车。

背景技术

除了便携式设备之外，基于产品群的应用方便性高且具有高能量密度等电特性的二次电池还广泛应用于通过电气驱动源驱动的电动汽车(EV，Electric Vehicle)或者混合动力汽车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)等。

这样的二次电池不仅具有能够大幅度减小化石燃料的使用的首要的优点，还具有完全不会随着使用能源而产生副产物的优点，因此作为环保及提高能源效率的新能源备受瞩目。

目前广泛使用的二次电池的种类有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这种单位二次电池的工作电压约为2.5V～4.5V。因此，如果需要更高的功率电压的情况下，有时将多个电池串联起来组成电池组。并且，根据电池组所需的充放电容量，有时将多数电池并联连接而组成电池组。因此，根据所需的功率电压及/或者充放电容量，可以将上述电池组中所包含的电池单元的数量及电连接方式设计成多种方式。

另一方面，作为二次电池单元的种类，具有圆筒形、方形及软包电池单元。上述电池单元可以是圆筒形电池单元。上述电池单元在阳极与阴极之间夹着作为绝缘体的分离膜并将此卷取而形成凝胶卷状的电极组件，并将此与电解质一起插入到电池罐的内部而构成电池。并且，在阳极及阴极各自的无涂层部上连接有带状的电极极耳，电极极耳将电极组件与露出到外部的电极端子之间电连接。作为参考，阳极电极端子为密封电池罐的开放口的密封件的盖板，阴极电极端子为电池罐。

但是，根据具备这样的结构的以往的电池单元，电流集中在与阳极无涂层部及/或阴极无涂层部结合的带状形态的电极极耳，因此存在电阻大、发热多、集电效率不高的问题。

具备18650或21700的形状系数的小型圆筒形电池单元中电阻和发热不会成为大问题。但是，在为了将圆筒形电池单元适用于电动汽车而加大形状系数的情况下，在急速充电过程中在电极极耳周边发生较多的热，从而可能会发生圆筒形电池单元起火的问题。

为了解决这样的问题，研发出了具备如下结构的电池单元(所谓无极耳(Tab-less)电池单元)：在凝胶卷类型的电极组件的上端及下端分别设置阳极无涂层部及阴极无涂层部，并在这样的无涂层部焊接集电板而改善集电效率。

图1至图4是示出无极耳电池单元的制造过程的图。图1示出电极板的结构，图2示出电极板的卷取工序，图3示出在无涂层部的折弯面焊接集电板的工序。图4是沿着长度方向Y而切割无极耳电池单元的截面图。

第一电极为阴极，第二电极为阳极，上述阴极包括阴极板，上述阳极包括阳极板。

参照图1至图4，阳极板10和阴极板11具备在片状的集电体20涂布活性物质21的结构，并沿着卷取方向X而在一侧长边侧包括无涂层部22。

如图2所示，将阳极板10和阴极板11与两张分离膜12一起依次层叠之后在一个方向X上卷取而制造电极组件A。此时，阳极板10和阴极板11的无涂层部配置在彼此相反方向上。