卷绕形电极组件和包括该卷绕形电极组件的圆柱形锂二次电池制造技术

技术编号:41294111 阅读:21 留言:0更新日期:2024-05-13 14:44
本申请涉及一种卷绕形电极组件以及一种包括该卷绕形电极组件的圆柱形锂二次电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本申请要求于2021年12月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0174846的优先权和权益,该韩国专利申请的全部内容通过参引并入本文中。本申请涉及卷绕形电极组件和包括该卷绕形电极组件的圆柱形锂二次电池


技术介绍

1、化石燃料使用的快速增加已经增加了对使用替代能源或清洁能源的需求。在替代能源或清洁能源领域中,已经对使用电化学反应的发电和电力积累进行了最活跃的研究。

2、目前,使用电化学能源的电化学元件的代表性示例是二次电池。其中使用二次电池的领域趋于逐渐扩大。

3、随着技术的发展和对移动装置的需求的增加,存在对作为能量源的可再充电电池的迅速增加的需求。在二次电池中,锂二次电池已经可商用并被广泛使用。锂二次电池具有高能量密度、高电压、延长的周期寿命和低自放电率。此外,正在对制造每单位体积具有更高能量密度的高密度电极以作为用于高容量锂二次电池的电极的方法进行积极研究。

4、通常,二次电池包括正极、负极、电解质和分隔件。负极包括使从正极释放的锂离子嵌入以及脱嵌的负极活性材料。具有高放电容量的硅基颗粒可以用作负极活性材料。

5、锂二次电池的正极通常通过使用其中嵌入锂的化合物比如licoo2或limn2o4来制造。负极通过使用其中未嵌入锂的碳基或硅基材料来制造。在充电过程期间,嵌入至正极中的锂离子通过电解质移动至负极。在放电过程期间,锂离子从负极移动回至正极。

6、根据其用途,使用具有各种形状比如圆柱形形状、袋型形状和角形形状的锂二次电池。相关技术中的圆柱形电池构造成使得分隔件在卷绕过程之后设置在圆柱形电池的最外侧。在其中分隔件设置在外周缘处的结构中,分隔件包围整个电池,并且圆柱形电池通过正极接片和负极接片电连接至外部电池罐。

7、相关技术中的圆柱形电池具有以下结构:在该结构中,正极、分隔件、负极和分隔件以该顺序卷绕,并且分隔件暴露于最外周缘。相反,cu箔具有最外周缘结构,在该结构中,负极、分隔件、正极和分隔件被卷绕,并且cu箔暴露于最外周缘。cu箔可以与圆柱形电池的外部电池罐的内壁直接接触并且电连接至外部电池罐,使得cu箔可以有利地代替外部负极接片。

8、然而,在cu箔与外部电池罐接触不当的情况下,存在电阻增加的问题,并且电阻根据卷绕件的外径而变化。与相关技术中的其中分隔件设置在外周缘处的结构不同,cu箔设置在最外周缘处,使得两个分隔件在包围正极的同时存在于cu箔内部。

9、作为负极集流器的cu箔的厚度倾向于逐渐减小。特别地,卷绕形电极组件通过将接片附接至负极集流器的芯体部分的未涂覆部分并绕芯体部分开始卷绕过程而制成。在这种情况下,负极集流器的芯体部分的未涂覆部分在卷绕过程的同时起褶皱。该褶皱扩展为负极的褶皱,这导致卷绕形电极组件在褶皱状态下卷绕的问题。

10、因此,已经进行了研究以防止其中作为负极集流器的cu箔限定最外周缘的卷绕形电极组件中的芯体部分的电极的褶皱。

11、<相关技术文献>

12、(专利文献1)日本专利申请特许公开no.2009-080971


技术实现思路

1、技术问题

2、本申请涉及一种卷绕形电极组件以及一种包括该卷绕形电极组件的圆柱形锂二次电池。

3、技术方案

4、本说明书的实施方式提供了一种卷绕形电极组件,该卷绕形电极组件包括:第一分隔件;正极,该正极堆叠在第一分隔件的一个侧表面上并且包括正极集流器;第二分隔件,该第二分隔件设置在与正极的邻接第一分隔件的表面相反的表面上;以及负极,该负极包括设置在与第二分隔件的邻接正极的表面相反的表面上的负极集流器,其中,卷绕形电极组件具有当在芯体部分中限定卷绕件中空部分时围绕负极卷绕的结构,其中,负极集流器包括:负极涂覆部分,在负极涂覆部分上施加有负极活性材料;以及负极未涂覆部分,在负极未涂覆部分上未施加负极活性材料,其中,负极未涂覆部分形成在负极的相反的两个端部处,其中,设置在相反的两个端部处的负极未涂覆部分中的至少一个负极未涂覆部分具有负极接片,其中,在负极集流器的负极未涂覆部分的至少一个表面上设置有保护带,并且其中,保护带满足下面的表达式1。

5、[表达式1]50%≤a≤100%

6、在表达式1中,

7、a表示(附接至负极未涂覆部分的保护带的长度/负极未涂覆部分的总长度)×100。

8、另一实施方式提供了一种圆柱形锂二次电池,该圆柱形锂二次电池包括:电池外部材料;根据本申请的卷绕形电极组件,该卷绕形电极组件设置在电池外部材料中;以及外部盖,该外部盖具有设置在电池外部材料的开口部分中的电极。

9、有益效果

10、根据本申请的卷绕形电极组件是具有围绕负极卷绕同时在芯体部分中限定卷绕件中空部分的结构的卷绕形电极组件,以便实现其中负极集流器设置在最外周缘处的结构。负极集流器的负极未涂覆部分包括满足表达式1并且设置在负极未涂覆部分的至少一个表面上的保护带。因此,即使执行具有小厚度的负极集流器的围绕中央部分的卷绕过程,保护带也为负极集流器提供刚性,这使得可以防止在卷绕过程期间褶皱的发生,并且因此防止整个电极的电极褶皱。因此,可以提供没有褶皱的卷绕形电极组件。

11、根据本申请的卷绕形电极组件构造成使得保护带形成为覆盖负极集流器的负极的未涂覆部分的至少一个表面的50%或更多,并且形成在未涂覆部分的一个表面或相反的两个表面上。因此,可以消除电极褶皱,并且可以提高包括卷绕形电极组件的圆柱形锂二次电池的寿命和效率。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种卷绕形电极组件,包括:

2.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述负极未涂覆部分包括:

3.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述正极集流器包括:

4.根据权利要求2所述的卷绕形电极组件,其中,a1为100%,并且b1为100%。

5.根据权利要求3所述的卷绕形电极组件,包括一个正极接片和一个负极接片。

6.根据权利要求3所述的卷绕形电极组件,包括:

7.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述保护带由选自包括以下各者的组中的任一者制成:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳酯(PAR)、聚环烯烃(PCO)、聚降冰片烯、聚醚砜(PES)以及环烯烃聚合物(COP)。

8.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述保护带的厚度为10μm以上且100μm以下。

9.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述卷绕形电极组件具有其中所述负极集流器设置在所述卷绕形电极组件的最外周缘处的结构。

10.一种圆柱形锂二次电池,包括:

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种卷绕形电极组件,包括:

2.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述负极未涂覆部分包括:

3.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述正极集流器包括:

4.根据权利要求2所述的卷绕形电极组件,其中,a1为100%,并且b1为100%。

5.根据权利要求3所述的卷绕形电极组件,包括一个正极接片和一个负极接片。

6.根据权利要求3所述的卷绕形电极组件,包括:

7.根据权利要求1所述的卷绕形电极组件,其中,所述保护带由选自包括以下各者的组中的任一者制...

【专利技术属性】
技术研发人员:金壮培奇亨舒金度亨金昭延金昭希金炯权张庆旻
申请(专利权)人:株式会社LG新能源
类型:发明
国别省市:

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