[发明专利]堆叠/折叠型电极组件及其制备方法

说明书

本申请是2010年6月13日进入中国国家阶段（国家申请号为200880120848.0）的国际申请日为2008年12月12日、国际申请号为PCT/KR2008/007396的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于制造堆叠/折叠型电极组件的方法及其制造方法，并且具体而言涉及以下述结构构造的电极组件，在所述结构中，作为基本单元的、由具有阴极/隔离器/阳极结构的全电池形成的多个电化学电池重叠，并且在重叠的电化学电池之间设置了连续的隔离器，其中，被隔离器片围绕的单元电极位于重叠的电化学电池的中间，其是绕组起点，并且在单元电极上方和下方设置的全电池在全电池的电极的方向上相对于单元电极彼此对称。

背景技术

随着移动装置日益发展，并且对于这样的移动装置的需求也增加，对于作为移动装置能源的电池的需求也迅速地增加。因此，对满足各种需要的电池作了许多研究。

在电池的形状上，对于薄得足以适用于诸如移动电话的产品的菱形二次电池组或袋状二次电池组的需求很高。在电池的材料上，对于具有高能量密度、高放电电压和高功率稳定性的、诸如锂离子电池组和锂离子聚合物电池组的锂二次电池组的需求很高。

此外，可以基于具有阴极/隔离器/阳极结构的电极组件的结构来对二次电池组进行分类。例如，可以以果冻卷（缠绕）型结构或堆叠型结构来构造电极组件，在所述果冻卷（缠绕）型结构中，长片型阴极和长片型阳极缠绕，同时在阴极和阳极之间分别设置了隔离器，而在堆叠型结构中，具有预定尺寸的多个阴极和阳极被连续地堆叠，而在所述阴极和阳极之间分别设置的隔离器。

但是，传统的电极组件具有几个问题。

首先，通过密集地缠绕长片型阴极和长片型阳极来制造果冻卷型电极组件，结果是果冻卷型电极组件在截面上是圆形或椭圆的。结果，在电池的充电和放电期间电极的膨胀和收缩引起的应力在电极组件中累积，并且当应力累积超过特定极限时，电极组件会变形。电极组件的变形导致在电极之间的不均匀的间隙。结果，电池的性能突然变差，并且电池的安全由于电池内部的短路而得不到保障。此外，在保持在阴极和阳极之间的间隙的同时，难以迅速地缠绕长片型阴极和长片型阳极，结果是生产率降低。

其次，通过依序堆叠多个单元阴极和多个单元阳极来制造堆叠型的电极组件。结果，另外需要提供用于传送电极板的处理，所述电极板用于制造单元阴极和单元阳极。此外，需要大量的时间和精力来执行顺序堆叠处理，结果是生产率降低。

为了解决上述问题，开发了堆叠/折叠型电极组件，其是果冻卷型电极组件和堆叠型电极组件的组合。以下述结构来构造堆叠/折叠型电极组件，在所述结构中，连续地堆叠具有预定尺寸的多个阴极和阳极，同时在阴极与阳极之间分别设置隔离器，以构造二分电池（bi-cell）或全电池（full cell），然后缠绕多个二分电池或多个全电池，同时将二分电池或全电池定位在长隔离器片上。在下文中公开了堆叠/折叠型电极组件的细节：韩国专利申请公布No.2001-0082058、No.2001-0082059和No.2001-0082060，它们已经以本专利申请的申请人的名义被提交。

图1和2部分典型地图解了这样的堆叠/折叠型电极组件的示例性结构和用于制造堆叠/折叠型电极组件的处理。

参见这些附图，以其中依序设置阴极、隔离器和阳极的结构构造的、作为单元电池的多个全电池10、11、12、13、14、…被重叠，使得在各个全电池之间设置隔离器片20。隔离器片20具有足以围绕各个全电池的单元长度。隔离器片20在每个单元长度向内弯曲，以从中心的全电池10向最外的全电池14连续地围绕各个全电池，使得隔离器片20设置在重叠的全电池之间。隔离器片20的外端通过热熔接或粘合带25来完结。

例如通过下述方式来制造堆叠/折叠型电极组件：通过将全电池10、11、12、13、14、…布置在长隔离器片20上，并且从隔离器片20的一端21依序缠绕全电池10、11、12、13、14、…。

当仔细观察作为单元电池的全电池的阵列组合时，第一全电池10和第二全电池11彼此间隔等于与至少一个全电池相对应的宽度的距离。因此，在所述缠绕处理期间，第一全电池10的外部完全地隔离器片20围绕，然后全电池10的底部电极面向第二全电池11的顶部电极。

在通过缠绕来依序堆叠第二全电池和随后的全电池11、12、13、14、…期间，隔离器片20的围绕长度增大，并且因此，所述全电池被布置成使得在全电池之间的距离在缠绕方向上逐渐增大。