制造电极组件的方法和包括电极组件的电化学装置制造方法及图纸

公开了一种制造电极组件的方法，包括选自以下步骤中的至少一个步骤：使热处理后的第一隔膜和电极经过一对表面图案化的辊之间而被按压，从而制备其中第一隔膜与电极层压的初步电极组件；以及使其上设置有初步电极组件的第二隔膜经过一对表面图案化的辊之间而被按压，然后以第二隔膜可插置在初步电极组件之间的方式进行卷绕。还公开了一种包括电极组件的电化学装置。化学装置。化学装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造电极组件的方法和包括电极组件的电化学装置


[0001]本公开内容涉及一种制造电极组件的方法和包括电极组件的电化学装置。具体地，本公开内容涉及一种制造具有改善的电解质浸润特性和透气特性的电极组件的方法、以及包括该电极组件并且具有提高的电池性能的电化学装置。
[0002]本申请要求于2020年10月19日在韩国提交的韩国专利申请第10
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2020
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0135061号的优先权，通过引用将该韩国专利申请的公开内容并入本文

技术介绍

[0003]近来，对储能技术的关注逐渐增加。随着储能技术的应用已扩展到蜂窝电话、便携式摄像机和笔记本PC的能源并且甚至扩展到电动车辆的能源，越来越多地对电化学装置进行研究和开发。在这种背景下，电化学装置最受关注。特别是，随着近来电子设备小型化和轻量化，作为紧凑、轻重量和高容量的可充电电池的二次电池的开发成为焦点。
[0004]此外，二次电池可根据包括正极、隔膜和负极的电极组件的结构进行分类。通常，电极组件分为：通过在长片状正极和负极之间插置有隔膜的情况下卷绕正极和负极而形成的果冻卷(卷绕)型电极组件；以及通过在被切割成具有预定尺寸的单元的多个正极和负极之间插置有隔膜的情况下连续堆叠正极和负极而形成的堆叠(层压)型电极组件。
[0005]然而，根据相关技术的这种电极组件具有诸多问题。
[0006]首先，通过以紧凑状态卷绕长片状正极和负极以形成从截面观看时圆柱形或椭圆形结构来获得果冻卷型电极组件。因而，因电极的膨胀和收缩导致的应力累积在电极组件的内部，当这种应力累积超过一定极限时，电极组件变形。电极组件的这种变形导致电极之间的间隔变得不均匀，从而引起电池性能的快速劣化，并且由于内部短路而不利地影响电池安全的问题。此外，尽管应当卷绕长片状正极和负极，但是难以在保持正极与负极之间恒定间隔的同时快速卷绕正极和负极，导致生产率的降低。
[0007]其次，堆叠型电极组件需要连续堆叠多个正极和负极。因此，需要单独的传送用于形成单元体的电极板的步骤，并且连续堆叠工序需要大量时间和劳动力，从而导致生产率低的问题。
[0008]为解决上述问题，开发了堆叠
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折叠型电极组件，其是具有果冻卷和堆叠结构组合而成的高级结构的电极组件。通过在两个电极之间插置有隔膜的情况下堆叠预定数量的正极和负极以形成双电池(Bi
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cell)或全电池(Full
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cell)，并且通过使用具有较大长度的连续隔膜片卷绕双电池或全电池来获得堆叠
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折叠型电极组件。
[0009]当制造这种堆叠
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折叠型电极组件时，使用常规的层压(Lamination)技术在高温按压下将电极与隔膜之间的整个界面粘合。为此，控制温度和压力，以实现特定水平的粘合，并且对电极和隔膜施加物理冲击。
[0010]因高温按压导致隔膜的透气时间增加，所以电阻增加，使得电池性能受到不利影响，并且隔膜的介电击穿电压降低，从而导致安全问题。
[0011]此外，由于电极与隔膜之间的界面粘合，电解质浸润(Wetting)特性劣化，这不希
望地影响输出特性。

技术实现思路

[0012]技术问题
[0013]设计本公开内容来解决相关技术的问题，因此，本公开内容旨在提供一种改善了因电极与隔膜之间的界面粘合而导致的问题的制造电极组件的方法、以及包括该电极组件的电化学装置。
[0014]技术方案
[0015]在本公开内容的一个方面中，提供了根据以下实施方式的制造电极组件的方法、以及包括该电极组件的电化学装置。
[0016]根据第一实施方式，提供了一种制造电极组件的方法，包括以下步骤：
[0017]对多个电极和插置在所述电极之间的第一隔膜热处理；
[0018]使热处理后的所述第一隔膜和所述电极经过一对表面图案化的辊之间而被按压，从而制备其中所述第一隔膜与所述电极层压的初步电极组件；
[0019]将多个所述初步电极组件在彼此间隔开的同时设置在第二隔膜的一个表面上；以及
[0020]以所述第二隔膜插置在所述初步电极组件之间的方式进行卷绕。
[0021]根据第二实施方式，提供了一种制造电极组件的方法，包括以下步骤：
[0022]对多个电极和插置在所述电极之间的第一隔膜热处理；
[0023]使热处理后的所述第一隔膜和所述电极经过一对表面未图案化的辊之间而被按压，从而制备其中所述第一隔膜与所述电极层压的初步电极组件；
[0024]将多个所述初步电极组件在彼此间隔开的同时设置在第二隔膜的一个表面上；以及
[0025]使其上设置有所述初步电极组件的所述第二隔膜经过一对表面图案化的辊之间而被按压，然后以所述第二隔膜插置在所述初步电极组件之间的方式进行卷绕。
[0026]根据本公开内容的第三实施方式，提供了一种制造电极组件的方法，包括以下步骤：
[0027]对多个电极和插置在所述电极之间的第一隔膜热处理；
[0028]使热处理后的所述第一隔膜和所述电极经过一对表面图案化的辊之间而被按压，从而制备其中所述第一隔膜与所述电极层压的初步电极组件；
[0029]将多个所述初步电极组件在彼此间隔开的同时设置在第二隔膜的一个表面上；以及
[0030]使其上设置有所述初步电极组件的所述第二隔膜经过一对表面图案化的辊之间而被按压，然后以所述第二隔膜插置在所述初步电极组件之间的方式进行卷绕。
[0031]根据第四实施方式，在根据第一至第三实施方式中的任一个实施方式所述的制造电极组件的方法中，通过在辊表面上雕刻图案或者通过对辊表面附接图案片来形成所述表面图案化的辊。
[0032]根据第五实施方式，在根据第一至第三实施方式中的任一个实施方式所述的制造电极组件的方法中，形成在所述表面图案化的辊上的图案包括六边形图案、四边形图案、三
角形图案、圆形图案、五边形图案、直线图案、斜线图案、多边形图案、或者上述图案中的两种或更多种的组合。
[0033]根据第六实施方式，在根据第一至第三实施方式中的任一个实施方式所述的制造电极组件的方法中，形成在所述表面图案化的辊上的直接面对所述电极的图案的面积为基于所述表面图案化的辊的总表面积的1％至99％。
[0034]根据第七实施方式，提供了一种通过根据第一至第三实施方式中的任一个实施方式所述的方法获得的电极组件。
[0035]根据第八实施方式，提供了一种电化学装置，包括被容纳在壳体中的根据第七实施方式所述的电极组件。
[0036]根据第九实施方式，在根据第八实施方式所述的电化学装置中，所述电化学装置是锂二次电池。
[0037]有益效果
[0038]根据本公开内容的实施方式，当在按压(层压)电极和隔膜的步骤期间使用表面图案化的按压辊时，可减小按压时直接面对电极等的接触面积，使得可减小层压负荷，因而可在刺激最小化的情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造电极组件的方法，包括以下步骤：对多个电极和插置在所述电极之间的第一隔膜热处理；使热处理后的所述第一隔膜和所述电极经过一对表面图案化的辊之间而被按压，从而制备其中所述第一隔膜与所述电极层压的初步电极组件；将多个所述初步电极组件在彼此间隔开的同时设置在第二隔膜的一个表面上；以及以所述第二隔膜插置在所述初步电极组件之间的方式进行卷绕。2.一种制造电极组件的方法，包括以下步骤：对多个电极和插置在所述电极之间的第一隔膜热处理；使热处理后的所述第一隔膜和所述电极经过一对表面未图案化的辊之间而被按压，从而制备其中所述第一隔膜与所述电极层压的初步电极组件；将多个所述初步电极组件在彼此间隔开的同时设置在第二隔膜的一个表面上；以及使其上设置有所述初步电极组件的所述第二隔膜经过一对表面图案化的辊之间而被按压，然后以所述第二隔膜插置在所述初步电极组件之间的方式进行卷绕。3.一种制造电极组件的方法，包括以下步骤：对多个电极和插置在所述电极之间的第一隔膜热处理；使热处理后的所述第一隔膜和所述电极经过一对表面图案化的辊之间而被按压，从而制备其中所述第一隔膜与所述电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋夛路，朴星彬，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：