具有圆状角部的电极组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电极组件，包括两个或更多个单元单体，每一个单元单体包括阴极、阳极和布置在阴极和阳极之间的分隔物，电极突片从相应的电极突出，其中单元单体基于一平面在高度方向上堆叠，单元单体中的至少两个具有不同的平面尺寸，并且单元单体中的每一个单元单体的一个或多个角部是圆状的，该一个或多个角部不与单元单体中的每一个单元单体的形成有电极突片的一侧相接。
【背景技术】
[0002]因为移动装置已经日益地得到发展，并且对于这种移动装置的需求已经增加，所以对于二次电池的需求也已经急剧地增加。在这种二次电池中，锂二次电池呈现高的能量密度和运行电压以及优良的充电保持和使用寿命特性，锂二次电池已经广泛地为各种电子产品以及移动装置用作能源。
[0003]基于其外观，锂二次电池可以分类成柱形电池、棱形电池或袋形电池。基于电解质的种类，锂二次电池还可以分类成锂离子电池、锂离子聚合物电池或锂聚合物电池。
[0004]近来移动装置小型化的趋势已经增加了对于具有小的厚度的棱形电池或者袋形电池的需求。特别地，大量的兴趣当前地集中在这种袋形电池上，因为易于修改袋形电池的形状、袋形电池的制造成本是低的并且袋形电池是轻质的。
[0005]通常，袋形电池是在密封状态下在由包括树脂层和金属层的层压片形成的袋形电池外壳中具有电极组件和电解质的电池。安装在电池外壳中的电极组件被以果冻卷(卷绕)型结构、堆叠型结构或者组合(堆叠/折叠)型结构构造。
[0006]图1是典型地示出包括堆叠型电极组件的袋形二次电池的结构的视图。
[0007]参考图1，袋形二次电池10构造为具有如此结构，其中，包括阴极、阳极和分别地设置在阴极和阳极之间、涂覆有固体电解质的分隔物的电极组件30在密封状态下安装在袋形电池外壳20中，使得电连接到电极组件30的阴极突片31和阳极突片32的两条电极引线40和41暴露于外侧。
[0008]电池外壳20包括具有电极组件30位于其中的凹陷的接纳部23的壳体21和一体地连接到壳体21的盖22。
[0009]电池外壳20由层压片形成，层压片包括构成层压片的最外部分的外部树脂层20A、用于防止材料渗透的隔离金属层20B和用于密封的内部树脂层20C。
[0010]堆叠型电极组件30的阴极突片31和阳极突片32分别通过焊接联接到电极引线40和41。另外，绝缘膜50附接到电极引线40和41中的每一条的顶部和底部，以当壳体21的上端24和盖22的上端使用热焊接装置热焊接到彼此时，防止在热焊接装置(未示出)与电极引线40和41之间发生短路并且在电极引线40和41与电池外壳20之间实现密封。
[0011]然而，近年来，根据纤薄型设计趋势或者各种其它设计趋势，要求一种新型的电池单体。
[0012]另外，上述电池单体构造为包括具有相同尺寸或者相同容量的电极组件。因此，为了考虑到电池单体应用于此的装置的设计地制造具有新颖结构的电池单体，有必要减小电池单体的容量或者修改装置的设计使得装置的尺寸增加。
[0013]另外，在装置设计的修改期间，电连接是复杂的，并且因此难以制造满足期望条件的电池单体。
[0014]进而，还有必要基于电极组件的形状制造电池外壳。
[0015]因此，能够依赖于电池单体应用于此的装置的形状使用的电极组件和电池外壳和包括它们的电池单体是高度必要的。
【发明内容】
[0016]技术问题
[0017]因此，已经作出本发明用以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
[0018]具体地，本发明的目的在于提供一种电极组件，该电极组件构造为具有其中该电极组件能够安装在装置的各种空间中，由此增大装置的内部空间的利用的结构，并且还构造为具有其中电极组件能够有效率地安装在具有除了矩形外观的各种外观的装置中的结构。
[0019]技术方案
[0020]根据本发明的一个方面，能够通过提供一种电极组件实现以上和其它目的，该电极组件包括两个或更多个单元单体，该两个或更多个单元单体中的每一个单元单体包括阴极、阳极和设置在阴极和阳极之间的分隔物，电极突片从相应的电极突出，其中单元单体基于一平面在高度方向上堆叠，单元单体中的至少两个单元单体具有不同的平面尺寸，并且每一个单元单体的、不与每一个单元单体的形成有电极突片的一侧相接的一个或多个角部是圆状的。
[0021]通过堆叠具有不同尺寸的单元单体而形成的根据本发明的电极组件包括圆状角部。因此，能够使根据本发明的电极组件更加准确地对应于包括该电极组件的电池单体安装在其中的装置的形状，包括弯曲形状，并且因此进一步减小装置的尺寸。
[0022]可以基于电池单体安装在其中的装置的形状或所需容量灵活地调节包括在电极组件中的具有不同的平面尺寸的单元单体的数目。具体地，电极组件可以包括两个或三个单元单体。可替代地，电极组件可以包括四个或更多个单元单体。
[0023]在一个具体实例中，每一个圆状角部的曲率半径的最大值可以等于每一个单元单体的长度的50 % ο每一个单元单体的长度可以是在电极突片从每一个单元单体突出的方向上的每一个单元单体的一侧的尺寸。此外，将在下文中描述的单元单体中的每一个单元单体的宽度可以是在与电极突片从每一个单元单体突出的方向垂直的方向上的每一个单元单体的一侧的尺寸。
[0024]如果每一个圆状角部的曲率半径大于每一个单元单体的长度的50%，则在电极组件的制造期间，电极片可能断裂。通常，通过以下步骤来制造单元单体:(i)刻切电极片的一部分，以在电极片处形成电极突片和圆状角部；(ii)卷绕被刻切的电极片；(iii)展开电极片，施加活性材料，在电极片和另一个电极片之间设置分隔物，并且切割由分隔物和电极片构成的堆叠体。如果在单元单体的制造期间在电极片的纵向方向上深深地刻切电极片以增加电极片的圆状角部的曲率半径，则当卷绕电极片时，应力可以集中在电极片的具有相对小的面积的刻切部分处，结果电极片可能断裂。因此，在其中在电极片处形成圆状角部以制造具有各种形状的电极组件的情形中，为了防止在电极组件的制造期间电极片断裂，每一个圆状角部的曲率半径可以相当于每一个单元单体的长度的最多50%。具体地，每一个圆状角部的曲率半径可以等于每一个单元单体的长度的5%至45%。
[0025]在其中电极组件包括η个单元单体的情形中，位于电极组件的最上端处的第η个单元单体的尺寸可以大于与该第η个单元单体相邻的第η-1个单元单体的尺寸的1%，并且小于与该第η个单元单体相邻的第η-1个单元单体的尺寸的100%。
[0026]例如，在其中电极组件包括三个单元单体的情形中，位于电极组件的最上端处的第三单元单体的尺寸可以等于在该第三单元单体下面的第二单元单体的尺寸的大约75%。另外，第二单元单体的尺寸可以等于位于电极组件的最下端处的第一单元单体的尺寸的大约75%。因此，第三单元单体、第二单元单体和第一单元单体的尺寸逐渐地增加。
[0027]可替代地，在其中电极组件包括两个单元单体的情形中，位于电极组件的上端处的第二单元单体的尺寸可以大于在第二单元单体下面的第一单元单体的尺寸的1%并且小于100%。例如，第二单元单体的尺寸可以相当于第一单元单体的尺寸的大约75%。
[0028]在第η个单元单体的宽度或长度和第η-1个单元单体的宽度或长度之间的最小差可以是0.5_。单元单体的宽度和长度是通过刻切和切割步骤决定的。如果由于在刻切和切割步骤期间产生的公差，在第η个单元单体的宽度或长度和第η-1个单元单体的宽度或长度之间的差小于0.5_，则制造具有显著不同的平面尺寸的单元单体是不可能的。因此，为了制造具有显著不同的平面尺寸的单元单体，在第η个单元单体的宽度或长度和第η-1个单元单体的宽度或长度之间的最小差可以是0.5_，优选地1_。
[0029]例如，在其中具有10mm的宽度的第三单元单体和具有103mm的宽度的第二单元单体被堆叠以制造包括具有3_的基于在第三单元单体和第二单元单体之间的宽度差的不同平面尺寸的单元单体的电极组件的情形中，由于在切割步骤期间产生的公差，在第三单元单体的宽度和第二单元单体的宽度之间的差异可以是轻微的，结果可能制造包括具有基本相同平面尺寸的单元单体的电极组件。因此，如上所述制造的电极组件在结构方面可以并非不同于具有均匀宽度和长度的传统电极组件。
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