包括具有不同粘结强度的粘合剂涂层部分的隔板和包括该隔板的电极组件制造技术

本发明专利技术涉及一种包卷型电极组件，包括：片状正极；片状负极；和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，所述隔板包括形成于片状多孔基板的第一表面上的第一粘合剂涂层部和第二粘合剂涂层部、以及形成于与所述第一表面相对的第二表面上的第三粘合剂涂层部，其中所述第一粘合剂涂层部和所述第二粘合剂涂层部具有彼此不同的粘结强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括具有不同粘结强度的粘合剂涂层部分的隔板和包括该隔板的电极组件
本申请要求于2015年9月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0124059号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。本专利技术涉及包括一种具有不同粘结强度的粘合剂涂层部分的隔板以及一种包括该隔板的电极组件。
技术介绍
由于化石燃料的使用迅速增加，对替代能源和清洁能源的使用需求日益增加，为了满足这一需求，正在最为积极地研究应用电化学的发电和电能存储的领域。二次电池是利用这种电化学能的电化学装置的常见例子，其应用趋于逐渐扩大。根据电池壳体的形状，二次电池被划分为圆柱型电池和棱柱形电池、以及袋型电池，且在圆柱型电池和棱柱形电池中，电极组件嵌入圆柱型或矩形金属罐内，在袋型电池中，电极组件嵌入由铝层压片构成的袋型壳体内。嵌入电池壳体中的电极组件为可充电和放电的发电元件，其由正极/隔板/负极的层压结构形成。所述电极组件被划分为包卷型和堆叠型，且在包卷型中，涂覆有活性材料的长片型正极和长片型负极与插置在正极和负极之间的隔板一起缠绕，在堆叠型中，具有预定尺寸的多个正极和负极与插入的隔板交替地堆叠。已开发了先进的电极组件结构，将包卷型和堆叠型结合为堆叠/折叠型电极组件，所述堆叠/折叠型电极组件是通过将长且连续的隔膜与预定单元尺寸的具有正极/隔板/负极结构的全电池(fullcell)或预定单元尺寸的具有正极(或负极)/隔板/负极(或正极)/隔板/正极(或负极)结构的双电池(bicell)一起折叠而形成的。此外，为了提高传统的堆叠型电极组件的工艺性能并且为了满足各种类型的二次电池的需求，已开发了叠层(lamination)/堆叠型电极组件，其具有通过将其中电极与隔板交替地堆叠的单元电池堆叠为叠层而形成的结构。另一方面，二次电池在充放电过程中反复地收缩和膨胀，这会在电极和隔板之间产生空隙。随着空隙被引入电极和隔板之间，锂离子需要移动得更远，增加了内阻，并且使二次电池的整体性能劣化。因此，已尝试使用提供有具有高粘结强度的粘合剂涂层的隔板，以防止在电极和隔板之间产生空隙。这种方法可以增加二次电池的电极和隔板之间的粘结，以改善二次电池的预期寿命和高速充电/放电特性。然而，当应用于在制造工艺中需要隔板的缠绕的电极组件时，传统的方法导致在随后的分离中电极组件的一端粘在缠绕的芯上，这被称为“尾端脱开状况”，导致电极组件有缺陷的外观的情形增加。因此，迫切需要能够提高电极组件的生产率同时改善二次电池的预期寿命和高速充电/放电特性的技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术在一些实施方式中致力于解决现有技术的上述缺陷和本领域中长期未解决的技术问题。本申请的专利技术人已针对电极组件进行了深入研究和各种试验，并且已经发现，如后面描述的，将由具有不同粘结强度的第一粘合剂涂层部和第二粘合剂涂层部的片状多孔基板形成的隔板结合能够提高二次电池的生产率同时改善其预期寿命和高速充电/放电特性。本公开内容的说明性实施方式是基于这些发现。技术方案根据本专利技术的实施方式，提供一种包卷(jelly-roll)型电极组件，包括呈片状形式的正极、呈片状形式的负极、以及插置在正极和负极之间的隔板，所述隔板包括形成于片状多孔基板的第一表面上的第一粘合剂涂层部和第二粘合剂涂层部、以及形成于与第一表面相对的第二表面上的第三粘合剂涂层部，其中第一粘合剂涂层部和第二粘合剂涂层部具有彼此不同的粘结强度。包卷型电极组件在制造工艺期间缠绕为缠绕芯与隔板的一部分接触。此时，在缠绕为缠绕芯与具有相对较低粘结强度的粘合剂涂层部接触的情况下，能够避免尾端脱开状况，从而减少有缺陷的外观，并且最终提高生产率。通过增加隔板除与缠绕芯接触的部分之外的部分处与电极的粘结力可以提高二次电池的寿命和高速充电/放电特性。因此，可将具有相对较高粘结强度的粘合剂涂层部配置成面向电极。在一个具体的实施例中，相较于正极和负极的面积，隔板的面积可相对较大。详细地，相较于正极和负极的面积，隔板的面积可等于或大于第二粘合剂涂层部的面积。此外，第一粘合剂涂层部可以粘附到与负极相对的表面之上的状态缠绕，第二粘合剂涂层部可被隔板本身缠绕同时形成电极组件的缠绕末梢。第三粘合剂涂层部可具有如下结构：其以粘附到与正极相对的表面之上的状态缠绕。也就是说，第一粘合剂涂层部和第三粘合剂涂层部被定位成面向电极，而不面向电极的第二粘合剂涂层部被定位成面向缠绕工艺中的缠绕芯。在缠绕工艺中，不面向电极的第二粘合剂涂层部仅被隔板本身缠绕并且形成优选缠绕在第一粘合剂涂层部和第三粘合剂涂层部上的缠绕末梢端。由于包括这样的缠绕末梢的结构，可进一步提高缠绕稳定性。在一个具体的实施例中，电极组件可具有如下结构：其缠绕成使得基于隔板，负极位于隔板的内表面侧上。通过这种结构，对外部冲击具有相对较高稳定性的正极可位于电极组件的外表面上，从而提高二次电池的稳定性。此外，相较于第二粘合剂涂层部，第一粘合剂涂层部可具有相对较高的粘结强度。第一粘合剂涂层部包括第一压敏粘合剂，第二粘合剂涂层部包括第二压敏粘合剂，第一压敏粘合剂与第二压敏粘合剂可彼此不同。在一个具体的实施例中，第一压敏粘合剂可以是丙烯酸酯基压敏粘合剂，第二压敏粘合剂可以是氟基压敏粘合剂。丙烯酸酯基压敏粘合剂通常具有比氟基压敏粘合剂高的粘结强度，因此籍由这些压敏粘合剂的类型差异可导致第一粘合剂涂层部与第二粘合剂涂层部之间的粘结强度的差异。例如，丙烯酸酯基压敏粘合剂可以是基于一单体混合物的聚合物，基于所述单体混合物的总重量，所述的单体混合物包含：i)50重量％至90重量％具有1至14个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸酯单体、ii)1重量％至40重量％选自由烯丙基酯、乙烯基酯、不饱和乙酸酯以及不饱和腈构成的组的一个或多个单体、和iii)0.5重量％至20重量％选自由不饱和羧酸构成的组的一个或多个单体。在一个具体的实施例中，i)的单体可以是选自由甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、异丙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、异丁基丙烯酸酯、叔丁基甲基丙烯酸酯、戊基甲基丙烯酸酯、己基甲基丙烯酸酯、庚基丙烯酸酯、异辛基丙烯酸酯、辛基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、癸基甲基丙烯酸酯、十二烷基甲基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯和月桂基(甲基)丙烯酸酯构成的组的至少一种，更具体地，基于单体混合物的总重量，i)的单体的含量可为50重量％至90重量％。当基于单体混合物的总重量，i)的单体的含量小于重量50％时，无法确保丙烯酸酯基压敏粘合剂的初始粘结强度。当含量超过90重量％时，在使用后的去除期间，很大程度上会发生压敏粘合剂转移到被粘物，这不是优选的。此外，i)的烷基的碳原子数量具体可在1至14的范围内，更具体地，在2至14的范围内。当碳原子数小于1时，压敏粘合剂的粘合力下降，当碳原子数超过14时，丙烯酸酯基压敏粘合剂变得如此柔性，导致粘结特性下降，这不是优选的。在一个具体的实施例中，上述ii)的单体可以是选自由乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈和甲基丙烯腈构成的组的一种或更多种，且具体地为乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯或丙烯腈。基于单体混合物的总重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包卷型电极组件，包括：呈片状形式的正极；呈片状形式的负极；和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，所述隔板包括形成于片状多孔基板的第一表面上的第一粘合剂涂层部和第二粘合剂涂层部、以及形成于与所述第一表面相对的第二表面上的第三粘合剂涂层部，其中所述第一粘合剂涂层部和所述第二粘合剂涂层部具有彼此不同的粘结强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.02 KR 10-2015-01240591.一种包卷型电极组件，包括：呈片状形式的正极；呈片状形式的负极；和插置在所述正极和所述负极之间的隔板，所述隔板包括形成于片状多孔基板的第一表面上的第一粘合剂涂层部和第二粘合剂涂层部、以及形成于与所述第一表面相对的第二表面上的第三粘合剂涂层部，其中所述第一粘合剂涂层部和所述第二粘合剂涂层部具有彼此不同的粘结强度。2.根据权利要求1所述的电极组件，其中相较于所述正极和所述负极的面积，所述隔板的面积相对较大。3.根据权利要求2所述的电极组件，其中相较于所述正极和所述负极的面积，所述隔板的面积等于或大于所述第二粘合剂涂层部的面积。4.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述第一粘合剂涂层部以粘附到与所述负极相对的表面上的状态缠绕，并且所述第二粘合剂涂层部被隔板本身缠绕同时形成所述电极组件的缠绕末梢。5.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述第三粘合剂涂层部以粘附到与所述正极相对的表面上的状态缠绕。6.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述电极组件被缠绕成使得基于所述隔板，所述负极位于所述隔板的内表面侧上。7.根据权利要求1所述的电极组件，其中相较于所述第二粘合剂涂层部，所述第一粘合剂涂层部具有相对较高的粘结强度。8.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述第一粘合剂涂层部包括第一压敏粘合剂，所述第二粘合剂涂层部包括第二压敏粘合剂，并且所述第一压敏粘合剂与所述第二压敏粘合剂彼此不同。9.根据权利要求8所述的电极组件，其中所述第一压敏粘合剂是丙烯酸酯基压敏粘合剂。10.根据权利要求9所述的电极组件，其中所述丙烯酸酯基压敏粘合剂是一单体混合物的聚合物，所述单体混合物包含：基于所述单体混合物的总重量，i)50重量％至90重量％具有1至14个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸酯单体、ii)1重量％至40重量％选自由烯丙基酯、乙烯基酯、不饱和乙酸酯和不饱和腈构成的组的一个或多个单体、和iii)0.5重量％至20重量％选自由不饱和羧酸构成的组的一个或多个单体。11.根据权利要求10所述的电极组件，其中所述单体混合物进一步包括交联剂，并且基于所述单体混合物的总重量，所述交联剂的含量为0.1重量％至3重...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑圣翰，金基雄，尹星弼，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR