具有增强的电绝缘性能的电池制造技术

公开的是一种电池，其包括被盘绕成以其间介入隔离物的方式彼此面对的阴极和阳极。阴极集流体的两个表面都设置有阴极活性材料涂层，以在该阴极的盘绕开始部分不设置阴极未涂敷部。用于安装阴极引线的阴极未涂敷部仅被设置在该阴极的盘绕结束部分。绝缘带在该阴极的盘绕结束部分被附接至面对该阳极的阴极活性材料涂层的边界。在不含该阴极活性材料涂层的非涂敷部与阳极活性材料涂层彼此面对的位置将该绝缘带设置到该阴极活性材料涂层的边界，增强了电池的电绝缘性能，从而实现了电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有增强的电绝缘性能的电池，更具体地涉及一种这样的电池 其中，在阳极活性材料涂层面对阴极未涂敷部一此处不存在阴极活性材料涂层一的位 置将绝缘带(insulator tape)附接至阴极活性材料涂层的边界，以增强电池的电绝缘性能 和安全性。
技术介绍
常规地，与不具有充电能力的一次电池不同，随着包括数码相机、蜂窝电话、膝上 电脑、混合动力车等先进技术的发展，具有充电和放电特性的可再充电的二次电池正处于 积极的研究中。二次电池的实例包括镍镉电池、镍-金属氢化物电池、镍氢电池、锂二次电池等。在上面提及的二次电池中，锂二次电池具有3. 6V或更大的驱动电压(actuation voltage)。锂二次电池可被利用作为便携式电子应用的电源，或者当多个锂二次电池被串 联连接时可被用在高功率混合动力车中。由于锂二次电池具有三倍于镍-镉电池或镍-金 属氢化物混合电池的较高的驱动电压，并且每单位重量具有较高的能量密度，因此锂二次 电池的使用迅猛增长。现今，锂离子电池是这样装配的其中，将阴极和阳极——它们通过介入 (interpose)它们之间的隔离物(separator)而绝缘——盘绕成圆柱形或棱柱形的电极组 件(assembly)，并且，在将所形成的电极组件插入金属壳之后，将电解质注射到该金属壳 中。随着该金属壳被密封，该锂离子电池的制造即告完成。更具体地，传统的锂离子电池包括阴极，其中阴极活性材料涂层被设置在阴极集 流体(collector)的一个或两个表面上；和，阳极，其中阳极活性材料涂层被设置在阳极集 流体的一个或两个表面上，该阴极和阳极以其间介入多个隔离物的方式被盘绕。在电极集流体的两个表面上均设置了活性材料涂层的情况下，设置在该电极集流 体的一个表面上的活性材料涂层一般比设置在该电极集流体的另一表面上的活性材料涂 层短。通常，期望的是阳极的长度和宽度大于阴极的长度和宽度，以防止锂离子从阴极脱 出(extraction)0图1是传统电池的截面图，而图2示出了盘绕成的电池的胶卷式(jelly-roll) 结构。参考这些图详细地考虑传统电池的结构，该电池包括阴极，其中阴极活性材料涂层 20a和20b被设置在阴极集流体10的至少一个表面上；阳极，其中阳极活性材料涂层40a和 40b被设置在阳极集流体30的至少一个表面上；和，多个隔离物50a和50b，它们介入该阴 极和该阳极之间。阴极集流体10或阳极集流体30的盘绕开始部分和盘绕结束部分至少之一包含阴 极未涂敷部10’或阳极未涂敷部30’——此处不存在电极活性材料涂层。这些未涂敷部 10’和30’设置有待连接至外部端子的电极引线(lead)60和70。这两个电极引线，即阴极 引线60和阳极引线70，被布置在相同的方向。考虑到盘绕偏差以及因电池的充电和放电造成的位置改变，当阴极活性材料涂 层20a与该阳极以其间介入隔离物的方式接触时，阴极活性材料涂层20a必须重叠于 (overlap)所面对的阳极活性材料涂层40b (换言之，必须具有比阳极活性材料涂层40b小 的面积)。在这种情况下，阴极活性材料涂层和阴极未涂敷部10’之间的边界遇到(come across)阳极活性材料涂层40b。这造成了微孔(micro-holes)或收缩(shrinkage)，并且 给所面对的隔离物50的其他功能造成了损害，从而在阳极活性材料涂层40b和阴极未涂敷 部10’接触时导致大量发热。同时，当该阳极和阴极活性材料涂层因短路而彼此接触时，由于该阴极活性材料 涂层的高电阻，所以短路电流和发热可忽略。但是，当该阳极与该阴极未涂敷部(即，该阴 极集流体的不存在阴极活性材料涂层的部分)接触时，不足的电阻造成了严重的短路电流 和发热，这严重威胁到电池的安全性。为了解决上面描述的问题，传统地，已经采用了一种在阴极活性材料涂层的边 界设置绝缘体90a、90b、90c和90d以防止阴极未涂敷部和阳极之间的面对区域(facing region)中的短路的方法。参考图2，其示出了图1中示出的电池的胶卷式盘绕结构，阴极引线60的前侧和后 侧分别以介入仅一层隔离物的方式面对阳极未涂敷部或阳极活性材料涂层。因此，阴极引 线60的每一侧都有必要具有附加绝缘体(additional insulator)以防止短路。进一步，由于该阴极活性材料涂层的开始部分或结束部分以介入仅一层隔离物的 方式面对该阳极活性材料涂层，所以有必要在其间设置绝缘体以防止短路。阳极引线70在其相反的两侧与该阳极接触，在各相反侧与该阳极之间分别介入 六层隔离物和两层隔离物。因此，附加绝缘体不是必要的。与阳极引线70相似，该阳极的 盘绕开始部分的两个表面都与该阳极的另一区域接触，在各表面与该另一区域之间分别介 入六层隔离物和两层隔离物，从而附加绝缘体不是必要的。但是，该阳极涂层的开始部分和远端以介入仅一层隔离物的方式面对阴极未涂敷 部或阴极活性材料涂层，因此，由于短路风险而有必要提供附加绝缘体。
技术实现思路
技术问题因此，已经做出本专利技术，以解决当一个电极的未涂敷部——此处不存在活性材 料——面对另一电极时造成的短路问题。为了防止彼此面对的一个电极和另一电极之间的短路以及由此导致的电绝缘性 能的恶化，本专利技术提出，阴极引线和阳极引线被布置在相反的方向而非被布置在相同的方 向，以防止阴极未涂敷部面对阳极，并且，在该阴极的与该阴极引线相反的一侧不设置阴极 未涂敷部(不包含阴极活性材料涂层的非涂敷部)，从而消除了当该阴极未涂敷部面对阳 极时造成的短路风险。在需要设置阴极未涂敷部的情况下，本专利技术提出了，在该阴极未涂敷 部设置附加绝缘带。另外，考虑到当该阴极的仅一个表面涂有阴极活性材料且设置在该阴 极的另一表面的未涂敷部面对阳极活性材料涂层时造成的短路风险，向该阴极活性材料涂 层的边界附加地附接了绝缘带。据此，本专利技术的一个目的是，提供具有增强的电绝缘性能的电池。 技术方案 根据本专利技术，可以通过提供这样的电池来实现上述及其他目的，该电池包括阴 极，其具有设置在阴极集流体的至少一个表面上的阴极活性材料涂层；和，阳极，其具有设 置在阳极集流体的至少一个表面上的阳极活性材料涂层，该阴极和阳极被盘绕成以其间介 入隔离物的方式彼此面对，其中，该阴极集流体的上表面和下表面均设置有阴极活性材料 涂层，以在该阴极的盘绕开始部分不设置阴极未涂敷部，且用于安装阴极引线的该阴极未 涂敷部仅被设置在该阴极的盘绕结束部分，且其中，绝缘带在该阴极的盘绕结束部分被附 接至面对该阳极的阴极活性材料涂层的边界。有利效果在被设计为在阴极的至少一侧上不设置阴极未涂敷部的电池中，有可能消除阴极 与被布置为面对该阴极的阳极之间的短路风险。根据本专利技术，即使在需要设置阴极未涂敷 部的情况下，在该阴极未涂敷部设置绝缘带，以消除由阴极未涂敷部造成的短路风险。进一 步，根据本专利技术，绝缘带在阳极活性材料涂层面对非涂敷部——此处不包含阴极活性材料 涂层——的位置附接至阴极活性材料涂层的边界，增强了电池的电绝缘性能和安全性。附图说明从下面结合附图的详细描述，本专利技术的上述及其他目的、特征和其他优点将被更 加清晰地理解，在附图中图1和图2是示出了传统电池的结构和该电池的胶卷式盘绕结构的视图；图3和图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，包括：阴极，其具有被设置在阴极集流体的至少一个表面上的阴极活性材料涂层；和，阳极，其具有被设置在阳极集流体的至少一个表面上的阳极活性材料涂层，所述阴极和所述阳极被盘绕成以其间介入隔离物的方式彼此面对，其中，所述阴极集流体的上表面和下表面都设置有阴极活性材料涂层，以在所述阴极的盘绕开始部分不设置阴极未涂敷部，且用于安装阴极引线的所述阴极未涂敷部仅被设置在所述阴极的盘绕结束部分，且其中，绝缘带在所述阴极的盘绕结束部分被附接至面对所述阳极的所述阴极活性材料涂层的边界。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李镇树，李吉永，金东明，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR[]