电极组件的制作方法

电极组件的制作方法
【专利摘要】本发明的电极组件包括：单体堆叠部，具有(a)使相同数量的电极和隔膜交替配置并结合成一体的一种基本单体反复配置而成的结构、或者(b)使相同数量的电极和隔膜交替配置并结合成一体的两种以上的基本单体按照指定的顺序配置而成的结构；以及固定部，从单体堆叠部的上表面沿着单体堆叠部的侧面延伸至单体堆叠部的下表面而固定单体堆叠部。在此，(a)的一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使四层结构反复配置而成的结构，并且，若将(b)的两种以上的基本单体分别按照指定的顺序各配置一个，则形成四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。
【专利说明】电极组件

【技术领域】
[0001]本发明涉及电极组件，更详细地涉及既能够以层叠方式实现又具有优秀的层叠稳定性的电极组件。

【背景技术】
[0002]本申请基于2013年2月15日提出申请的韩国专利申请第10-2013-0016514号及2014年2月17日提出申请的韩国专利申请第10-2014-0017716号主张优先权，相应申请的说明书及附图所公开的全部内容援引于本申请。
[0003]二次电池可以根据电极组件的结构而分为多种。作为一例，二次电池可以分为堆叠型结构、卷曲型(果冻卷型)结构或堆叠/折叠型结构。但是，堆叠型结构中，由于构成电极组件的电极单位(正极(cathode)、隔膜及负极(anode))相互单独地层叠，因而存在不仅很难精密地整齐排列电极组件而且还为了生产电极组件而需要很多工序的缺点。并且，由于堆叠/折叠型结构通常需要两台层压装置和一台折叠装置，因而存在电极组件的制造工序非常复杂的缺点。尤其，堆叠/折叠型结构由于通过折叠来层叠全电池或双电池，因而还存在难以精密地整齐排列全电池或双电池的缺点。


【发明内容】

[0004]发明要解决的技术问题
[0005]对此，本 申请人:申请过既能够仅通过层叠来制造电极组件又能够非常精密地整齐排列电极组件、而且还能够提高生产率的新型电极组件。在这种电极组件中，本发明基本上与用于提高层叠稳定性有关联。
[0006]因此，本发明为了解决如上所述的问题而提出，本发明的课题在于提供既能够以层叠方式实现又能够具有优秀的层叠稳定性的电极组件。
[0007]解决技术问题的手段
[0008]本发明的电极组件包括:单体堆叠部，具有(a)使相同数量的电极和隔膜交替配置并结合成一体的一种基本单体反复配置而成的结构、或者(b)使相同数量的电极和隔膜交替配置并结合成一体的两种以上的基本单体按照指定的顺序配置而成的结构；以及固定部，从单体堆叠部的上表面沿着单体堆叠部的侧面延伸至单体堆叠部的下表面而固定单体堆叠部。在此，(a)的一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使四层结构反复配置而成的结构，并且，若将(b)的两种以上的基本单体分别按照指定的顺序各配置一个，则形成四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。
[0009]发明效果
[0010]本发明的电极组件中，单体堆叠部具有基于层叠的结构，固定部固定单体堆叠部，因而具有既能够以层叠方式容易地实现又能够具有优秀的层叠稳定性的效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1为示出本发明的基本单体的第一结构的侧视图。
[0012]图2为示出本发明的基本单体的第二结构的侧视图。
[0013]图3为示出通过图1的基本单体的层叠来形成的单体堆叠部的侧视图。
[0014]图4为示出本发明的基本单体的第三结构的侧视图。
[0015]图5为示出本发明的基本单体的第四结构的侧视图。
[0016]图6为示出通过图4的基本单体和图5的基本单体的层叠来形成的单体堆叠部的侧视图。
[0017]图7为示出制造本发明的基本单体的工序的工序图。
[0018]图8为示出使具有不同大小的基本单体层叠而形成的单体堆叠部的立体图。
[0019]图9为示出图8的单体堆叠部的侧视图。
[0020]图10为示出使具有不同几何形状的基本单体层叠而形成的单体堆叠部的立体图。
[0021]图11为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体的单体堆叠部的第一结构的侧视图。
[0022]图12为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体的单体堆叠部的第二结构的侧视图。
[0023]图13为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体的单体堆叠部的第三结构的侧视图。
[0024]图14为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体的单体堆叠部的第四结构的侧视图。
[0025]图15为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体的单体堆叠部的第五结构的侧视图。
[0026]图16为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体的单体堆叠部的第六结构的侧视图。
[0027]图17为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体的单体堆叠部的第七结构的侧视图。
[0028]图18为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体的单体堆叠部的第八结构的侧视图。
[0029]图19为示出本发明的包括基本单体和第一辅助单体的单体堆叠部的第九结构的侧视图。
[0030]图20为示出本发明的包括基本单体、第一辅助单体及第二辅助单体的单体堆叠部的第十结构的侧视图。
[0031]图21为示出本发明的包括基本单体和第二辅助单体的单体堆叠部的第十一结构的侧视图。
[0032]图22为示出本发明一实施例的包括固定部的电极组件的立体图。
[0033]图23为示出图22的电极组件的俯视图。
[0034]图24和图25为示出图23的固定部的第一变形例和第二变形例的俯视图。
[0035]图26为示出图23的固定部的第三变形例的俯视图。
[0036]图27为示出图23的固定部的第四变形例的俯视图。
[0037]图28为示出图23的固定部的第五变形例的俯视图。
[0038]图29和图30为示出图23的固定部的第六变形例和第七变形例的俯视图。
[0039]图31为示出图23的固定部的第八变形例的俯视图。
[0040]图32为示出图31的电极组件的立体图。
[0041]图33和图34为示出图31的固定部的第一变形例和第二变形例的俯视图。

【具体实施方式】
[0042]以下，参照附图对本发明的优选实施例详细地进行说明。但本发明并不局限于以下的实施例。
[0043]本发明的电极组件基本上包括单体堆叠部和固定单体堆叠部的固定部。对此，以下首先观察单体堆叠部，然后观察固定部。
[0044]单体堆叠部
[0045]在本发明中，单体堆叠部具有使一种基本单体反复配置而成的结构、或者使两种以上的基本单体按照指定的顺序、例如交替地配置而成的结构。对此，以下首先观察基本单体。
[0046][基本单体的结构]
[0047]在本发明的电极组件中，基本单体是使电极和隔膜交替配置而形成的。此时，电极和隔膜配置相同的数量。例如，如图1所示，基本单体IlOa能够使两个电极111、113和两个隔膜112、114层叠而形成。此时，正极(cathode)和负极(anode)当然可以通过隔膜而相向。若以这种方式形成基本单体，则电极(在图1和图2中参照附图标记111的电极)位于基本单体的一侧末端，隔膜(在图1和图2中参照附图标记114的隔膜)位于基本单体的另一侧末端。
[0048]本发明的电极组件的基本特征在于，能够仅通过基本单体的层叠来形成单体堆叠部(即，电极组件)。即，本发明的基本特征在于，能够反复层叠一种基本单体或按照指定的顺序层叠两种以上的基本单体而形成单体堆叠部。为了实现这种特征，基本单体可以具有如下结构。
[0049]第一，基本单体能够使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成。更具体地，基本单体IlOaUlOb能够如图1所示使第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114自上而下依次层叠而形成，或者如图2所示使第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114自下而上依次层叠而形成。以下，将具有这种结构的基本单体称之为第一基本单体。此时，第一电极111和第二电极113为相反的电极。例如，若第一电极111为正极，则第二电极113为负极。
[0050]如此，若使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成基本单体，则如图3所示，仅通过反复层叠一种基本单体110a，也能够形成单体堆叠部100a。在此，基本单体除了这种四层结构之外，还能够具有八层结构或十二层结构。即，基本单体可以具有使四层结构反复配置而成的结构。例如，基本单体能够使第一电极、第一隔膜、第二电极、第二隔膜、第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成。
[0051]第二，基本单体能够使第一电极、第一隔膜、第二电极、第二隔膜、第一电极及第一隔膜依次层叠而形成，或者使第二电极、第二隔膜、第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次层叠而形成。以下，将具有前者的结构的基本单体称之为第二基本单体，将具有后者的结构的基本单体称之为第三基本单体。
[0052]更具体地，第二基本单体IlOc能够如图4所示使第一电极111、第一隔膜112、第二电极113、第二隔膜114、第一电极111及第一隔膜112自上而下依次层叠而形成。并且，第三基本单体I1d能够如图5所示使第二电极113、第二隔膜114、第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114自上而下依次层叠而形成。相反，也能够自下而上依次层叠而形成。
[0053]若将第二基本单体IlOc和第三基本单体IlOd只分别层叠一个，则形成使四层结构反复层叠而成的结构。因此，若将第二基本单体IlOc和第三基本单体IlOd继续交替地各层叠一个，则如图6所示，仅通过第二基本单体及第三基本单体的层叠，也能够形成单体堆叠部100b。作为参照，如果准备三种基本单体，则能够按照例如一号基本单体、二号基本单体及三号基本单体并再次按照一号基本单体、二号基本单体及三号基本单体的顺序、即按照指定的顺序层叠基本单体而形成单体堆叠部。
[0054]如此，在本发明中，基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。并且，在本发明中，若将两种以上的基本单体按照指定的顺序各配置一个，则形成四层结构或使四层结构反复配置而成的结构。例如，上述的第一基本单体具有四层结构，若将上述的第二基本单体和第三基本单体分别各层叠一个而共层叠两个，则形成使四层结构反复层叠而成的十二层结构。
[0055]因此，在本发明中，若反复层叠一种基本单体，或者按照指定的顺序层叠两种以上的基本单体，则仅通过层叠也能够形成单体堆叠部(g卩，电极组件)。
[0056]在本发明中，单体堆叠部是使基本单体以基本单体为单位层叠而形成的。S卩，首先，在制作基本单体之后，将其反复或按照指定的顺序进行层叠，从而制作单体堆叠部。如此，本发明仅通过基本单体的层叠就能够形成单体堆叠部。因此，本发明能够非常精密地整齐排列基本单体。若基本单体被精密地整齐排列，则电极和隔膜也可以在单体堆叠部中被精密地整齐排列。并且，本发明可以显著提高单体堆叠部(电极组件)的生产率。这是因为工序变得非常简单。
[0057][基本单体的制造]
[0058]参照图7，代表性地对制造第一基本单体的工序进行观察。首先，准备第一电极材料121、第一隔膜材料122、第二电极材料123及第二隔膜材料124。在此，第一隔膜材料122和第二隔膜材料124可以为相同的材料。然后，通过切割器Cdf第一电极材料121切割成预定大小，通过切割器(:2将第二电极材料123也切割成预定大小。然后，将第一电极材料121层叠于第一隔膜材料122，将第二电极材料123层叠于第二隔膜材料124。
[0059]然后，优选地，在层叠机1^、1^中使电极材料和隔膜材料相互粘结。通过这种粘结，能够制造使电极和隔膜结合成一体的基本单体。结合的方法可以有多种。层叠机U、L2S了粘结而向材料施加压力或施加压力和热。这种粘结在制造单体堆叠部时使基本单体的层叠变得更容易。并且，这种粘结也有利于基本单体的整齐排列。若在这种粘结之后通过切割器(:3将第一隔膜材料122和第二隔膜材料124切割成预定大小，则可以制造基本单体IlOa0在这种过程中，隔膜的末端不与相邻的隔膜的末端接合。
[0060]如此，在基本单体中，电极可以与相邻的隔膜粘结。并且，可以视为隔膜与电极粘结。此时，优选地，电极在与相邻的隔膜相向的面上整体地与隔膜粘结。因为若如此，则可以使电极稳定地固定于隔膜。通常，电极小于隔膜。
[0061]为此，可以将粘结剂涂敷于隔膜。但若要以这种方式利用粘结剂，则需要将粘结剂以网眼(mesh)或点(dot)形态涂敷于整个粘结面。这是因为若将粘结剂紧密地涂敷于整个粘结面，则难以使锂离子之类的反应离子通过隔膜。因此，若利用粘结剂，则即使可以将电极整体地(即，在整个粘结面上)粘结于隔膜，也难以紧密地进行粘结。
[0062]或者，可以通过具有涂敷层的隔膜使电极整体地粘结于隔膜，上述涂敷层具有粘结力。更详细地进行说明。隔膜可以包括:多孔性的隔膜基材，如聚烯烃类的隔膜基材；以及多孔性的涂敷层，涂敷于隔膜基材的一面或两面的整体。此时，涂敷层可以由无机物粒子和将无机物粒子相互连接并固定的粘结剂聚合物的混合物形成。
[0063]在此，无机物粒子可以提高隔膜的热稳定性。即，无机物粒子可以防止隔膜在高温下收缩。并且，粘结剂聚合物能够固定无机物粒子而也提高隔膜的机械稳定性。并且，粘结剂聚合物可以将电极粘结于隔膜。由于粘结剂聚合物分布于涂敷层整体，因而与上述粘结剂不同，可以在整个粘结面形成紧密的粘结。因此，若利用这种隔膜，则可以使电极更稳定地固定于隔膜。为了加强这种粘结，可以利用上述的层叠机。
[0064]但是，无机物粒子能够形成填充结构(densely packed structure)而在涂敷层整体上形成无机物粒子之间的间隙体积(interstitial volumes)。此时，能够通过由无机物粒子限定的间隙体积，在涂敷层形成气孔结构。通过这种气孔结构，即使在隔膜形成有涂敷层，锂离子也能够良好地通过隔膜。作为参照，由无机物粒子限定的间隙体积可以根据位置而被粘结剂聚合物质堵塞。
[0065]在此，填充结构能够说明为如玻璃瓶中装有小石子那样的结构。因此，若无机物粒子形成填充结构，则并非在涂敷层中局部地形成无机物粒子之间的间隙体积，而是在整个涂敷层中形成无机物粒子之间的间隙体积。由此，若无机物粒子的大小增加，则基于间隙体积的气孔的大小也一同增加。通过这种填充结构，锂离子能够在隔膜的整个面上顺畅地通过隔膜。
[0066]另一方面，在单体堆叠部中，基本单体之间也能够彼此相互粘结。例如，在图1中，若在第二隔膜114的下表面涂敷粘结剂或涂敷上述的涂敷层，则可以在第二隔膜114的下表面粘结其他基本单体。
[0067]此时，在基本单体中的电极和隔膜之间的粘结力可以大于在单体堆叠部中的基本单体之间的粘结力。当然，也可以没有基本单体之间的粘结力。若如此，则能够在分离电极组件(单体堆叠部)时因粘结力的差异而以基本单体为单位进行分离的可能性较高。作为参照，粘结力可以由剥离力表示。例如，电极和隔膜之间的粘结力可以通过在使电极和隔膜相互分离时所需的力来表现。如此，在单体堆叠部内，基本单体可以不与相邻的基本单体结合，或者通过与在基本单体内使电极和隔膜结合的结合力不同的另一结合力来与相邻的基本单体结合。
[0068]作为参照，在隔膜包括上述的涂敷层的情况下，对隔膜的超声波熔合并不优选。隔膜通常大于电极。由此，可能试图利用超声波熔合使第一隔膜112的末端和第二隔膜114的末端结合。但是，超声波熔合需要利用焊头直接向对象加压。但是，若利用焊头直接向隔膜的末端加压，则可能因具有粘结力的涂敷层而使焊头粘结于隔膜。由此可以引起装置的故障。
[0069][基本单体的变形]
[0070]到目前为止，只对具有相同大小的基本单体进行了说明。但基本单体可以具有互不相同的大小。若层叠具有互不相同的大小的基本单体，则可以将单体堆叠部制造成多种形状。在此，基本单体的大小以隔膜的大小为准进行说明。这是因为在通常情况下，隔膜大于电极。
[0071]参照图8及图9更详细地说明的话，基本单体可以准备多个，并分为具有互不相同的大小的至少两个组(参照图9的附图标记1101a、1102a、1103a)。若按照大小来层叠这种基本单体，则可以形成具有多层的结构的单体堆叠部100c。图8和图9示出在分为三个组的基本单体1101a、1102a、1103a中使相同大小的基本单体之间相互层叠而形成三个层的例子。由此，在图8及图9中，单体堆叠部10c具有形成三个层的结构。作为参照，即使属于一个组的基本单体形成两个以上的层也无妨。
[0072]但是，最优选地，在以这种方式形成多层的情况下，基本单体具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构、即第一基本单体的结构(在本说明书中，只要基本单体的相互层叠的结构相同，则即使大小互不相同，也视为属于一种基本单体)。
[0073]对此详细说明的话，优选地，在一个层中正极和负极层叠相同数量。并且，优选地，在层与层之间，相反的电极通过隔膜而相向。但是，例如在第二基本单体及第三基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而需要两种基本单体。
[0074]但是，如图9所示，在第一基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而仅需要一种基本单体。因此，若基本单体具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构，则即使形成多层，也可以减少基本单体的种类。
[0075]并且，例如在第二基本单体及第三基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而需要将两种基本单体至少各层叠一个，因而一个层具有最少十二层的结构。但在第一基本单体的情况下，如上所述，为了形成一个层而仅层叠一种基本单体即可，因而一个层具有最少四层的结构。因此，若基本单体具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构，则可以在形成多层时，非常容易地调节各层的厚度。
[0076]另一方面，基本单体不仅可以具有互不相同大小，也可以具有互不相同的几何形状。例如，如图10所示，基本单体不仅可以在大小方面存在差异，而且可以在边角形状方面也存在差异，可以在是否穿孔方面存在差异。更具体地，如图10所示，能够在分为三个组的基本单体中使相同几何形状的基本单体之间进行层叠而形成三个层。
[0077]为此，基本单体可以分为至少两个组(各组具有互不相同的几何形状)。此时，最优选地，基本单体同样地具有上述的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构、即第一基本单体的结构(在本说明书中，只要基本单体的相互层叠的结构相同，则即使几何形状互不相同，也视为属于一种基本单体)。
[0078][辅助单体]
[0079]单体堆叠部还能够包括第一辅助单体和第二辅助单体中的至少一个。首先，对第一辅助单体进行观察。在本发明中，电极位于基本单体的一侧末端，隔膜位于基本单体的另一侧末端。因此，若依次层叠基本单体，则电极(参照图11中的附图标记116的电极，以下，称之为“末端电极”)位于单体堆叠部的最上侧或最下侧。第一辅助单体追加层叠于这种末端电极。
[0080]更具体地，若末端电极116为正极，则第一辅助单体130a可以如图11所示从末端电极116开始依次、即从末端电极116开始向外侧依次层叠隔膜114、负极113、隔膜112及正极111而形成。并且，若末端电极116为负极，则第一辅助单体130b可以如图12所示从末端电极116开始依次、即从末端电极116开始向外侧依次层叠隔膜114及正极113而形成。
[0081]如图11和图12所示，单体堆叠部10cU10e可以通过第一辅助单体130a、130b使正极位于末端电极侧的最外侧。此时，优选地，位于最外侧的正极、即第一辅助单体的正极仅在集电体的两面中的与基本单体相向的一面(以图11为基准，观察下侧的一面)涂敷活性物质层。如此，若涂敷活性物质层，则活性物质层不会位于末端电极侧的最外侧，因而可以防止浪费活性物质层。作为参照，正极为放出(例如)锂离子的结构，因而如果使正极位于最外侧，则在电池容量方面是有利的。
[0082]然后，对第二辅助单体进行观察。第二辅助单体基本上发挥与第一辅助单体相同的作用。更详细地进行说明。在本发明中，电极位于基本单体的一侧末端，隔膜位于上述基本单体的另一侧末端。因此，若依次层叠基本单体，则隔膜(在图13中，参照附图标记117的隔膜，以下称之为“末端隔膜”)位于单体堆叠部的最上侧或最下侧。第二辅助单体追加层叠于这种末端隔膜。
[0083]更具体地，若在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为正极，则第二辅助单体140a能够如图13所示以从末端隔膜117开始依次层叠负极111、隔膜112及正极113而形成。并且，若在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为负极，则第二辅助单体140b能够如图14所示由正极111形成。
[0084]如图13和图14所示，单体堆叠部10f、10g可以通过第二辅助单体140a、140b使正极位于末端隔膜侧的最外侧。此时，优选地，位于最外侧的正极、即第二辅助单体的正极也与第一辅助单体的正极同样地，仅在集电体的两面中的与基本单体相向的一面(以图13为基准，观察上侧的一面)涂敷活性物质层。
[0085]但是，第一辅助单体和第二辅助单体可以具有不同于上述结构的结构。首先，对第一辅助单体进行观察。若如图15所示末端电极116为正极，则第一辅助单体130c能够使隔膜114及负极113从末端电极116开始依次层叠而形成。并且，若如图16所示末端电极116为负极，则第一辅助单体130d能够使隔膜114、正极113、隔膜112及负极111从末端电极116开始依次层叠而形成。
[0086]如图15和图16所示，单体堆叠部100h、100i可以通过第一辅助单体130c、130d使负极位于末端电极侧的最外侧。
[0087]然后，对第二辅助单体进行观察。若如图17所示在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为正极，则第二辅助单体140c能够由负极111形成。并且，若如图18所示在基本单体中与末端隔膜117相接的电极113为负极，则第二辅助单体140d能够使正极111、隔膜112及负极113从末端隔膜117开始依次层叠而形成。如图17和图18所示，单体堆叠部100j、100k可以通过第二辅助单体140c、140d使负极位于末端隔膜侧的最外侧。
[0088]作为参照，负极可能因电位差而与电池外壳(例如，袋形外壳)的铝层发生反应。因此，优选地，负极通过隔膜从电池外壳进行绝缘。为此，在图15至图18中，第一辅助单体及第二辅助单体也能够在负极的外侧还包括隔膜。例如，与图15的第一辅助单体130c相比，图19的第一辅助单体130e也能够在最外侧还包括隔膜112。作为参照，若辅助单体包括隔膜，则更加容易将辅助单体整齐排列于基本单体。
[0089]另一方面，还能够如图20所示地形成单体堆叠部100m。基本单体IlOb能够自下而上依次层叠第一电极111、第一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114而形成。此时，第一电极111可以为正极，第二电极113可以为负极。
[0090]并且，第一辅助单体130f能够使隔膜114、负极113、隔膜112及正极111从末端电极116开始依次层叠而形成。此时，第一辅助单体130f的正极111可以仅在集电体的两面中的与基本单体IlOb相向的一面形成活性物质层。
[0091]并且，第二辅助单体140e能够从末端隔膜117开始依次层叠正极(第一正极)111、隔膜112、负极113、隔膜114及正极(第二正极)118而形成。此时，在第二辅助单体140e的正极中位于最外侧的正极(第二正极)118，可以仅在集电体的两面中的与基本单体IlOb相向的一面形成活性物质层。
[0092]最后，还够如图21所示地形成单体堆叠部100η。基本单体IlOe能够自上而下层叠第一电极111、第能一隔膜112、第二电极113及第二隔膜114而形成。此时，第一电极111可以为负极，第二电极113可以为正极。并且，第二辅助单体140f能够使负极111、隔膜112、正极113、隔膜114及负极119从末端隔膜117开始依次层叠而形成。
[0093][固定部]
[0094]在本发明中，电极组件包括固定单体堆叠部的固定部。本发明的电极组件的基本特征在于，能够仅通过基本单体的层叠来形成单体堆叠部(电极组件)。但是，若通过层叠基本单体来形成单体堆叠部，则可能在基本单体之间发生卷翘。或者可能在电极和隔膜之间发生卷翘。若发生这种卷翘，则可能使电极组件分离。因此，优选地，为了在电极组件中确保层叠稳定性而防止卷翘。为此，在本发明中，电极组件包括固定部。
[0095]如图22所示，固定部200基本上从单体堆叠部100的上表面沿着单体堆叠部100的侧面延伸至单体堆叠部100的下表面而固定单体堆叠部100。如图8所示，即使单体堆叠部具有多层，也能够通过固定部来同样地进行固定。作为参照，图22例示了包括一个基本单体的单体堆叠部。
[0096]在此，优选地，固定部200以向单体堆叠部100的内侧按压单体堆叠部100的方式进行固定。作为一例，通过热熔合将聚合物胶带的一端固定于单体堆叠部100的上表面之后，沿着单体堆叠部100的侧面拉动聚合物胶带的另一端，并通过热熔合固定于单体堆叠部100的下表面，由此能够固定单体堆叠部100。如此，能够通过固定部200来更加稳定地固定单体堆叠部100。
[0097]但是，如图22所示，与单体堆叠部100的电极进行电连接的电极端子或极耳310、320可以根据极性而向互不相同的方向延伸。例如，正极端子可以全部向前方延伸，负极端子可以全部向后方延伸。或者，电极端子可以以根据极性而相互隔开的方式向相同的方向延伸。
[0098]固定部200能够如上所述地形成(参照图22及图23)。此时，如图23所示，固定部200可以分别设置于单体堆叠部100的四个侧面中的与第一方向(对此在后面说明)D1平行的两个侧面。
[0099]在此，如图24或图25所示，可以沿着第一方向(参照图23)Dl设置多个固定部201、202(图24在左侧沿着第一方向示出两个固定部，并在右侧沿着第一方向示出两个固定部)。若以这种方式形成固定部201、202，则能够更加有效地防止在单体堆叠部100的外侧发生卷翘。并且，若如图26所示地形成固定部203，则能够更加有效地防止在单体堆叠部100的最外侧发生卷翘。
[0100]但是，第一方向Dl可以在将单体堆叠部100沿着高度方向(以图22为基准的上下方向)进行投影后的平面中进行定义。如图22所示，在本实施例中，单体堆叠部100具有长方体形状(通常，由于隔膜最大，因而以隔膜为基准进行说明)。因此，若将单体堆叠部100沿着高度方向进行投影，则导出长方形(参照图23)。长方形具有四个边，在此，两个边沿着第一方向Dl延伸并相互平行，剩余的两个边沿着垂直于第一方向Dl的第二方向D2延伸并相互平行。第一方向Dl和第二方向D2能够以这种方式进行定义。但是，对单体堆叠部进行投影的平面并非必须是长方形。
[0101]另一方面，图23的固定部200能够如图27所示地变形。S卩，固定部204可以如图27所示分别设置于单体堆叠部100的侧面中的与第二方向(参照图23)D2平行的两个侧面。在此，可以沿着第二方向D2设置多个固定部204(图27在上侧沿着第二方向示出两个固定部，并在下侧沿着第二方向示出两个固定部)。
[0102]或者，如图28所示，固定部205可以设置于单体堆叠部100的四个侧面全部。作为参照，第一方向Dl和第二方向D2是相对的。例如，可以在图28中将单体堆叠部的上侧侧面和下侧侧面定义为与第一方向Dl平行。
[0103]并且，如图29和图30所示，固定部206、207能够使宽度不同于图23的固定部200的宽度。如图29和图30所示，若使固定部206、207的宽度形成得较厚，则能够更加稳定地固定单体堆叠部100。作为参照，在图30中，固定部207设置于单体堆叠部100的所有侧面。
[0104]另一方面，如图31和图32所示，固定部208能够沿着与第二方向D2平行的方向将单体堆叠部100包围一圈或一圈以上。即，在固定部208从单体堆叠部100的上表面沿着单体堆叠部100的某一侧侧面延伸至单体堆叠部100的下表面之后，继续从单体堆叠部100的下表面沿着另一侧侧面延伸至单体堆叠部100的上表面。若以这种方式形成固定部208，则与如图23所示地形成固定部200时相比，能够稳定地固定单体堆叠部100。
[0105]作为参照，若如图23所示地形成固定部200，则与如图31所示地形成固定部208时相比，减小固定部200的长度。因此，可以降低电极组件的制造成本。并且，若如图23所示地形成固定部200，则与如图31所示地形成固定部208时相比，减小电极组件的厚度。这是因为，若如图23所示地形成固定部200，则无需在单体堆叠部100的上表面和下表面的中间部分设有固定部200，但相反，若如图31所示地形成固定部208，则在单体堆叠部100的上表面和下表面的中间部分也设有固定部。
[0106]但是，图31的固定部208还能够如图33或图34所示地变形。S卩，如图33所示，可以沿着第一方向Dl设置多个固定部209。或者，如图34所示，固定部210可以沿着与第一方向Dl平行的方向将单体堆叠部100包围一圈或一圈以上。此时，可以沿着第二方向D2设置多个固定部210。
【权利要求】
1.一种电极组件，其特征在于， 包括: 单体堆叠部，具有(a)使相同数量的电极和隔膜交替配置并结合成一体的一种基本单体反复配置而成的结构、或者(b)使相同数量的电极和隔膜交替配置并结合成一体的两种以上的基本单体按照指定的顺序配置而成的结构；以及 固定部，从所述单体堆叠部的上表面沿着所述单体堆叠部的侧面延伸至所述单体堆叠部的下表面而固定所述单体堆叠部， 所述(a)的一种基本单体具有使第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置而成的四层结构或使所述四层结构反复配置而成的结构， 若将所述(b)的两种以上的基本单体分别按照指定的顺序各配置一个，则形成所述四层结构或使所述四层结构反复配置而成的结构。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述隔膜的末端不与相邻的隔膜的末端接合。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 在所述单体堆叠部内，所述基本单体不与相邻的基本单体结合，或者通过与在所述基本单体内使所述电极和所述隔膜相互结合的结合力不同的另一结合力来与相邻的基本单体结合。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 当将所述单体堆叠部沿着高度方向进行投影后的平面具有沿着第一方向延伸的两个平行的边和沿着垂直于所述第一方向的第二方向延伸的两个平行的边时，在所述单体堆叠部的侧面中的与所述第一方向平行的两个侧面分别设有所述固定部。
5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于， 在与所述第一方向平行的两个侧面分别设有多个所述固定部。
6.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于， 在所述单体堆叠部的侧面中的与所述第二方向平行的两个侧面也分别设有所述固定部。
7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于， 在与所述第二方向平行的两个侧面分别设有多个所述固定部。
8.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 当将所述单体堆叠部沿着高度方向进行投影后的平面具有沿着第一方向延伸的两个平行的边和沿着垂直于所述第一方向的第二方向延伸的两个平行的边时，所述固定部沿着与所述第一方向平行的方向将所述单体堆叠部包围至少一圈。
9.根据权利要求8所述的电极组件，其特征在于， 所述固定部设有多个，并沿着所述第二方向相互隔开。
10.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述固定部将所述单体堆叠部向所述单体堆叠部的内侧按压而进行固定。
11.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述固定部是聚合物胶带。
12.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述(a)的一种基本单体包括第一基本单体，所述第一基本单体具有所述四层结构或使所述四层结构反复配置而成的结构， 所述单体堆叠部具有使所述第一基本单体反复配置而成的结构。
13.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述(b)的两种以上的基本单体包括: 第二基本单体，使第一电极、第一隔膜、第二电极、第二隔膜、第一电极及第一隔膜依次配置并结合成一体；以及 第三基本单体，使第二电极、第二隔膜、第一电极、第一隔膜、第二电极及第二隔膜依次配置并结合成一体， 所述单体堆叠部具有使所述第二基本单体和所述第三基本单体交替配置而成的结构。
14.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述(a)的一种基本单体准备有多个，并分为具有互不相同的大小的至少两个组， 所述单体堆叠部具有使所述(a)的一种基本单体按照大小层叠而形成多层的结构。
15.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述(a)的一种基本单体准备有多个，并分为具有互不相同的几何形状的至少两个组， 所述单体堆叠部具有使所述(a)的一种基本单体按照几何形状层叠而形成多层的结构。
16.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述电极在各自的基本单体内与相邻的隔膜粘结。
17.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于， 所述电极在与所述相邻的隔膜相向的面上整体地与所述相邻的隔膜粘结。
18.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于， 所述电极和所述隔膜之间的粘结为通过向所述电极与所述相邻的隔膜施加压力进行的粘结、或者通过向所述电极与所述相邻的隔膜施加压力和热进行的粘结。
19.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于， 所述基本单体内的所述电极与所述相邻的隔膜之间的粘结力大于所述单体堆叠部内的所述基本单体之间的粘结力。
20.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于， 所述隔膜包括: 多孔性的隔膜基材；以及 多孔性的涂敷层，涂敷于所述隔膜基材的一面或两面的整体， 所述涂敷层由无机物粒子和将所述无机物粒子相互连接并固定的粘结剂聚合物的混合物形成， 所述电极通过所述涂敷层而与所述相邻的隔膜粘结。
21.根据权利要求20所述的电极组件，其特征在于， 所述无机物粒子形成填充结构而在所述涂敷层整体上形成无机物粒子之间的间隙体积，并通过由所述无机物粒子限定的间隙体积，在所述涂敷层形成气孔结构。
22.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述单体堆叠部还包括第一辅助单体，所述第一辅助单体层叠于位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的电极即末端电极， 当所述末端电极为正极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极开始依次层叠隔膜、负极、隔膜及正极的方式形成， 当所述末端电极为负极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极开始依次层叠隔膜及正极的方式形成。
23.根据权利要求22所述的电极组件，其特征在于， 所述第一辅助单体的正极具备: 集电体；以及 活性物质，仅涂敷于所述集电体的两面中的与所述基本单体相向的一面。
24.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜即末端隔膜， 当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为正极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜开始依次层叠负极、隔膜及正极的方式形成， 当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为负极时，所述第二辅助单体由正极形成。
25.根据权利要求24所述的电极组件，其特征在于， 所述第二辅助单体的正极具备: 集电体；以及 活性物质，仅涂敷于所述集电体的两面中的与所述基本单体相向的一面。
26.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述单体堆叠部还包括第一辅助单体，所述第一辅助单体层叠于位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的电极即末端电极， 当所述末端电极为正极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极开始依次层叠隔膜及负极的方式形成， 当所述末端电极为负极时，所述第一辅助单体以从所述末端电极开始依次层叠隔膜、正极、隔膜及负极的方式形成。
27.根据权利要求26所述的电极组件，其特征在于， 所述第一辅助单体在所述负极的外侧还包括隔膜。
28.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜即末端隔膜， 当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为正极时，所述第二辅助单体由负极形成， 当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为负极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜开始依次层叠正极、隔膜及负极的方式形成。
29.根据权利要求28所述的电极组件，其特征在于， 所述第二辅助单体在所述负极的外侧还包括隔膜。
30.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜即末端隔膜， 当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为负极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜开始依次层叠第一正极、隔膜、负极、隔膜及第二正极的方式形成。
31.根据权利要求30所述的电极组件，其特征在于， 所述第二辅助单体的第二正极具备: 集电体；以及 活性物质，仅涂敷于所述集电体的两面中的与所述基本单体相向的一面。
32.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于， 所述单体堆叠部还包括第二辅助单体，所述第二辅助单体层叠于位于所述单体堆叠部的最上侧或最下侧的隔膜即末端隔膜， 当在所述基本单体中与所述末端隔膜相接的电极为正极时，所述第二辅助单体以从所述末端隔膜开始依次层叠第一负极、隔膜、正极、隔膜及第二负极的方式形成。
【文档编号】H01M10/058GK104488129SQ201480001846
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2013年2月15日
【发明者】郑雅澟, 朴志元, 高明勋, 罗胜昊, 潘镇浩 申请人:株式会社Lg 化学