相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月2日提交的韩国专利申请第10-2016-0145420号和2017年11月2日提交的韩国专利申请第10-2017-0145158号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体并入本文。
本发明涉及一种电极组件及用于制造该电极组件的方法，更具体地，涉及一种包括其中接片能够对齐的多接片的电极组件及用于制造该电极组件的方法。
背景技术：
根据电解质的类型，锂二次电池可分为锂金属电池、锂离子电池和锂二次电池。
在此，这种锂二次电池可不需要坚固的金属外壳，并且可根据其用途而制造成各种尺寸和形状。例如，锂二次电池可具有3mm或更小的厚度以及减轻30％或更大的重量。因而，锂二次电池可大批量生产并且可制造为大尺寸电池。
由于该原因，锂二次电池目前已商业化并且正应用于各种领域中。
韩国专利登记第10-1136156号中公开了一种二次电池及用于制造该二次电池的方法。
在卷绕正极板、负极板和隔膜之后，通过分别将端子(或电极接片)附接至经卷绕的正极板和负极板的未涂布部分来制造根据相关技术的电极组件。
然而，用于制造电极组件的方法具有以下问题：因为端子(电极接片)附接至经卷绕的正极板和负极板的未涂布部分，所以在包括多个接片的多接片的情形中难以对齐电极接片。
此外，如果电极接片没有稳定地对齐，则电子移动路径会改变，从而导致作为循环退化的成因之一的运动平衡(kineticbalance)。
技术实现要素：
技术问题
因此，本发明致力于解决上述问题，本发明的目的是提供一种其中电极接片能够稳定地对齐的二次电池及用于制造该二次电池的方法。
技术方案
根据本发明的用于制造电极组件的方法包括：反复堆叠负极、隔膜和正极，使得所述隔膜堆叠在包括电极接片的所述负极与包括电极接片的所述正极之间，以形成电极叠层的堆叠步骤；将所述电极叠层的所述电极接片之中的具有相同极性的至少两个或更多个电极接片彼此耦接的电极接片耦接步骤；和卷绕所述电极叠层的卷绕步骤。
所述电极接片可包括形成在所述负极上的负极接片和形成在所述正极上的正极接片，在堆叠步骤中，所述负极、所述隔膜和所述正极中的每一个可设置为多个，多个负极、多个隔膜和多个正极可进行堆叠，其中形成在所述多个负极上的所述负极接片可彼此堆叠，并且形成在所述多个正极上的所述正极接片可彼此堆叠，并且在电极接片耦接步骤中，可将所述正极接片彼此耦接，并且可将所述负极接片彼此耦接。
所述电极接片可包括形成在所述负极上的负极接片和形成在所述正极上的正极接片，在堆叠步骤中，所述负极、所述隔膜和所述正极中的每一个可设置为多个，多个负极、多个隔膜和多个正极可进行堆叠，其中形成在所述多个负极上的所述负极接片可彼此堆叠，并且形成在所述多个正极上的所述正极接片可彼此堆叠，并且在电极接片耦接步骤中，可将所述正极接片彼此耦接，而所述负极接片可不彼此耦接。
在卷绕步骤之后，可将形成在所述多个负极中的每一个上的所述负极接片在所述电极叠层的中央方向上弯折，以使所述负极接片的端部彼此堆叠。
可将所述负极接片的经堆叠的端部在所述电极叠层的中央轴线方向上彼此耦接。
可顺序执行堆叠步骤、电极接片耦接步骤和卷绕步骤。
所述电极接片可包括形成在所述负极上的负极接片和形成在所述正极上的正极接片，在堆叠步骤中，所述负极、所述隔膜和所述正极中的每一个可设置为多个，多个负极、多个隔膜和多个正极可进行堆叠，其中所述多个正极的所述正极接片可设置在同一垂直线上，并且所述多个负极的所述负极接片可设置成在所述负极的堆叠方向上逐渐靠近所述正极接片。
在堆叠步骤中，形成在所述多个正极上的所述正极接片可彼此堆叠，并且在电极接片耦接步骤中，可将所述正极接片彼此耦接，而所述负极接片可不彼此耦接。
设置成彼此分隔开的所述多个负极接片在卷绕步骤中经卷绕之后设置成在同一垂直线上彼此重叠。
在卷绕步骤中，可卷绕所述电极叠层，使得其上形成有靠近所述正极接片的所述负极接片的所述负极在所述电极叠层的卷绕方向上设置在内侧。
在卷绕步骤中，所述多个负极接片可进行堆叠以在所述同一垂直线上彼此重叠。
在卷绕步骤之后，分别形成在所述多个负极上的所述负极接片可进行堆叠以彼此耦接。
可将进行堆叠以彼此耦接的所述负极接片的端部在所述电极叠层的中央方向上弯折(bending)。
彼此分隔开的所述多个负极接片可设置在相对于在卷绕步骤(s3)中经卷绕的所述电极叠层的中央轴线来说相同的距离处，在卷绕步骤(s3)中，分别形成在所述多个负极上的所述负极接片可设置在相对于所述经卷绕的电极叠层的所述中央轴线来说相同的距离处，并且在卷绕步骤(s3)之后，可将所述负极接片在所述经卷绕的电极叠层的中央方向上弯折，并且弯折的负极接片的端部进行堆叠以彼此耦接。
根据本发明的电极组件包括：其中反复堆叠并卷绕有正极、隔膜和负极的电极组装体；和电极接片束，在所述电极接片束中，堆叠在所述电极组装体中的所述负极的电极接片和所述正极的电极接片之中的具有相同极性的至少一个电极接片彼此耦接。
所述电极接片束可包括其中设置于堆叠在所述电极组装体中的多个负极上的负极接片进行堆叠以彼此耦接的负极接片束、以及其中设置于堆叠在所述电极组装体中的多个正极上的正极接片进行堆叠以彼此耦接的正极接片束中的一个或更多个电极接片束。
所述电极接片束可包括：其中设置于堆叠在所述电极组装体中的多个负极上的负极接片在所述电极组装体的中央方向上弯折并彼此耦接的负极接片束；和其中设置于堆叠在所述电极组装体中的多个正极上的正极接片进行堆叠以彼此耦接的正极接片束。
在所述电极组装体经卷绕的状态下，设置于所述多个负极上的所述负极接片可彼此分隔开相同距离。
堆叠在所述电极组装体中的多个正极的电极接片可设置在同一垂直线上，堆叠在所述电极组装体中的多个负极的电极接片可在所述多个负极的堆叠方向上逐渐靠近所述正极的电极接片，并且所述负极中的每一个的电极接片的端部可弯折，以在所述电极组装体的中央部分处彼此重叠。
所述电极组件可进一步包括其中所述电极组装体中的堆叠在所述同一垂直线上的所述多个正极的所述电极接片进行堆叠以彼此耦接的正极接片束。
有益效果
根据本发明，由于在正极、负极和隔膜卷绕之前电极接片对齐以彼此耦接，所以即使在电极组件经卷绕以进行组装之后，电极接片的对齐状态也可整齐地保持。
根据本发明，电极接片可整齐地对齐，以提供电子的恒定移动路径。
根据本发明，电子的移动路径可以是恒定的以均匀地保持运动平衡，由此提高循环特性。
根据本发明，可防止经卷绕的电极组件起皱纹。
根据本发明，可防止由于负极接片导致的电极组件的尺寸增加。
根据本发明，二次电池的充电效率可最大化。
附图说明
图1是图解根据本发明的实施方式1的用于制造电极组件的方法的流程图。
图2是根据本发明的实施方式1的电极组件的分解透视图。
图3是图解图2的电极组件的堆叠状态的透视图。
图4是根据本发明的实施方式1的正极接片束的平面图。
图5是根据本发明的实施方式1的负极接片束的底视图。
图6是根据本发明的实施方式2的负极接片束的底视图。
图7是根据本发明的实施方式3的电极组件的分解透视图。
图8是图解图7的电极组件的堆叠状态的透视图。
图9是图解图8的电极组件的卷绕状态的正视图。
图10是图解根据本发明的实施方式4的电极组件的卷绕状态的正视图。
图11是图10的底视图。
图12是图解根据本发明的实施方式5的卷绕电极组件的底表面的底视图。
图13是其中根据本发明各实施方式容纳有电极组件的二次电池的透视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述根据本发明优选实施方式的二次电池及用于制造该二次电池的方法。
在说明书和权利要求书中所使用的术语或词语不应局限地解释为普通的含义或基于词典的含义，而是应基于发明人能够适当地定义术语以便以最佳方式描述和解释他或她的发明的原则，解释为与本发明的范围相适应的含义和概念。因此，本文描述的实施方式和附图仅仅是示例性的而非穷举的，且应理解的是，可采用各种等同物来替换这些实施方式。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，对每个部件或构成部件的特定部分的尺寸进行放大、省略或示意性地图示。因此，每个元件的尺寸并不完全反映实际大小。此外，为了避免不必要地模糊本发明的主题，将省略与众所周知的功能或构造相关的详细描述。
图1是图解根据本发明的实施方式1的用于制造电极组件的方法的流程图。
如图1中所示，根据本发明的实施方式1的用于制造电极组件的方法包括堆叠步骤s1、电极接片耦接步骤s2和卷绕步骤s3。
图2是根据本发明的实施方式1的电极组件的分解透视图，图3是图解图2的电极组件的堆叠状态的透视图。
如图2和图3中所示，根据本发明的实施方式1的堆叠步骤s1是通过反复堆叠多个负极110中的每一个、多个隔膜130的中每一个和多个正极150的中每一个，使得隔膜130堆叠在包括电极接片的正极110与包括电极接片的负极150之间，来形成电极叠层101的步骤。
正极150可以是铝板并且包括涂布有正极活性材料的正极活性材料部分和未涂布正极活性材料的正极未涂布部分。
正极活性材料可包括诸如licoo2、linio2、limno2和limno4之类的含锂过度金属氧化物，或锂硫族化合物。
例如，可通过对铝板的至少一个表面的一部分施加正极活性材料来形成正极活性材料部分，未涂布正极活性材料的铝板的剩余部分可以是正极未涂布部分。
正极接片151电连接至正极未涂布部分。
负极110可以是铜板并且包括涂布有负极活性材料的负极活性材料部分和未涂布负极活性材料的负极未涂布部分。
负极活性材料可以是诸如结晶碳、无定形碳、碳复合物和碳纤维之类的碳材料、锂金属或锂合金。
例如，可通过对铜板的至少一个表面的一部分施加负极活性材料来形成负极活性材料部分，未涂布负极活性材料的铜板的剩余部分可以是负极未涂布部分。
负极接片111电连接至负极未涂布部分。
可通过对选自例如由聚乙烯(pe)、聚苯乙烯(ps)、聚丙烯(pp)、以及聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp)的共聚物(co-polymer)构成的组中的一个基材施加聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(pvdf-hfpco-polymer)来制造隔膜130。
在分别形成于多个负极110上的负极接片111中，负极接片111可彼此堆叠。在分别形成于多个正极150上的正极接片151中，正极接片151可彼此堆叠。
根据本发明的实施方式1的电极接片耦接步骤s2是将分别与堆叠在电极叠层101中的电极连接的多个电极接片之中的具有相同极性的至少一个电极接片彼此耦接的步骤。
就是说，电极接片耦接步骤s2是其中将与堆叠在电极叠层101中的电极之中的正极150电连接的正极接片151彼此耦接，或者将与堆叠在电极叠层101中的电极之中的负极110电连接的负极接片111彼此耦接的步骤。
或者，在电极接片耦接步骤s2中，可将与堆叠在电极叠层101中的电极之中的正极150电连接的正极接片151彼此耦接，并且还可将与堆叠在电极叠层101中的电极之中的负极110电连接的负极接片111彼此耦接。
此外，每个负极接片111和每个正极接片151可通过焊接彼此耦接。
图4是根据本发明的实施方式1的正极接片束的平面图，图5是根据本发明的实施方式1的负极接片束的底视图。
如图4和图5中所示，根据本发明的实施方式1的卷绕步骤s3是通过将其中具有相同极性的至少一个电极接片彼此耦接的电极叠层101卷绕来形成具有果冻卷形状的电极组装体100的步骤。
由于与负极接片111相比正极接片151设置在经卷绕的电极组装体100的中央侧，所以当在电极接片耦接步骤s2中彼此耦接正极接片151之后在卷绕步骤s3中卷绕电极叠层101，然后在卷绕步骤s3之后彼此耦接电极接片111时，可容易地制造电极组件，并且还可均匀地对齐电极组装体100的电极接片。
此外，由于在电极接片耦接步骤s2中彼此耦接正极接片151，并且还彼此耦接负极接片111，然后在卷绕步骤s3中卷绕电极叠层101，以制造电极组装体100，所以正极接片151和负极接片111全都可均匀地对齐。
图6是根据本发明的实施方式2的负极接片束的底视图。
如图6中所示，在根据本发明的实施方式2的堆叠步骤s1中，可堆叠多个负极、多个隔膜和多个正极。在此，形成在多个负极上的电极接片111可彼此堆叠，并且形成在多个正极上的正极接片151可彼此堆叠。
此外，在根据本发明的实施方式2的电极接片耦接步骤s2中，可通过焊接使堆叠的正极接片151彼此耦接，而堆叠的负极接片111可不彼此耦接。
在根据本发明的实施方式2的卷绕步骤s3中，可在其中正极接片151通过焊接彼此耦接而堆叠的负极接片111不彼此耦接的状态下卷绕电极叠层101。
此外，在卷绕步骤s3之后，通过卷绕电极叠层101形成的电极组装体100的多个负极接片111可在电极组装体100的中央方向上弯折，以使多个负极接片111的端部1111彼此堆叠。堆叠的负极接片111的端部1111可在电极组装体100的中央轴线方向上通过焊接彼此耦接。
根据本发明的实施方式2的用于制造电极组件的方法可以是其中在正极接片151通过焊接彼此耦接而负极接片111不彼此耦接的状态下卷绕电极叠层101以形成电极组装体100，并且在形成电极组装体100之后彼此耦接负极接片111的方法之一。
在根据本发明的实施方式2的用于制造电极组件的方法中，可在卷绕步骤s3之后将在电极组装体100的卷绕方向上设置在外侧的负极接片111彼此耦接，以防止在卷绕电极叠层101的步骤中产生皱纹(所谓的皱纹现象)，此外，可在卷绕步骤s3之前将在电极组装体100的卷绕方向上设置在内侧的正极接片151彼此耦接，以均匀地对齐电极接片并由此匹配运动平衡(kineticbalance)。此外，在该情形中，由于负极接片111的匹配部分存在于负极接片111的端部1111上，所以在负极接片111处还可稍微实现匹配运动平衡的效果。
图7是根据本发明的实施方式3的电极组件的分解透视图。图8是图解图7的电极组件的堆叠状态的透视图。图9是图解图8的电极组件的卷绕状态的正视图。
如图7到图9中所示，在根据本发明的实施方式3的用于制造电极组件的方法的堆叠步骤s1中，多个正极的正极接片151设置在同一垂直线v上并彼此堆叠，多个负极的负极接片111形成为在负极的堆叠方向上逐渐靠近正极接片。
在此，在卷绕步骤s3中经卷绕之后负极接片111可设置成在同一垂直线h上彼此重叠(见图9)。
在电极接片耦接步骤s2中，彼此堆叠的正极接片151可彼此耦接，但负极接片111可不彼此耦接。
在卷绕步骤s3中，当电极叠层101卷绕成使得正极接片151在电极叠层101的卷绕方向上设置在中央侧时，经卷绕的电极叠层101的负极接片111可处于在同一垂直线上彼此重叠的状态。在此，多个负极接片111可按照相对于正极接片151来说从最短距离到最远距离的顺序在电极组装体100的卷绕方向上设置在外侧。
此外，在卷绕步骤s3之后，设置成在同一垂直线h上彼此重叠的负极接片111可彼此堆叠然后通过焊接彼此耦接。
此外，彼此耦接的负极接片111的端部可在电极组装体100的中央方向上弯折(bending)，以使电极组装体100的体积增加最小化。
图10是图解根据本发明的实施方式4的电极组件的卷绕状态的正视图，图11是图10的底视图，图12是图解根据本发明的实施方式5的卷绕电极组件的底表面的底视图。
如图11和图12中所示，在根据本发明的实施方式4和实施方式5的用于制造电极组件的方法中，在堆叠步骤s1中，多个正极的正极接片151可在同一垂直线v上彼此堆叠，并且多个负极的负极接片111可形成为在负极的堆叠方向上逐渐靠近正极接片151。在此，设置成彼此分隔开的多个负极接片可设置在相对于在卷绕步骤s3中经卷绕的电极叠层101的中央轴线来说相同的距离处。
结果，当在卷绕步骤s3中卷绕电极叠层101时，分别形成在多个负极上的负极接片111可设置在相对于电极组装体100，即经卷绕的电极叠层101的中央轴线来说相同的距离处。
此外，在卷绕步骤s3之后，设置在相同距离处的负极接片111可在电极组装体100的中央方向上弯折，弯折的负极接片111的端部可彼此堆叠然后通过焊接彼此耦接。在此，根据负极接片111的数量，当从电极组装体100的底表面看时，设置在相同距离处的负极接片111可具有诸如放射形状(见图11)或十字形状(见图12)之类的形状。
可顺序执行上述的堆叠步骤s1、电极接片耦接步骤s2和卷绕步骤s3。
将参照附图详细描述根据各实施方式的电极组件。
如图2到图5中所示，根据本发明的实施方式1的电极组件包括其中负极110、隔膜130和正极150反复堆叠并卷绕的电极接片束，并且堆叠在电极组装体100中的负极110的电极接片和正极150的电极接片之中的具有相同极性的至少一个电极接片可彼此耦接。
根据实施方式1的电极接片束可包括其中形成于堆叠在电极组装体100中的多个负极110上的负极接片111进行堆叠以彼此耦接的负极接片束111a、或其中形成于堆叠在电极组装体100中的多个正极150上的正极接片151进行堆叠以彼此耦接的正极接片束151a。
如上所述，在根据本发明的实施方式1的电极组件中，由于多个负极接片111或多个正极接片151中的具有相同极性的电极接片均匀地堆叠并通过焊接彼此耦接，所以电子的移动路径可相同以匹配运动平衡，由此提高二次电池的循环特性。
如图6中所示，在根据本发明的实施方式2的电极组件中，堆叠在卷绕之后的电极组装体100中的负极110的电极接片可在卷绕的同时稍微错位。然而，负极接片的端部1111可通过弯折而彼此匹配。
此外，电极接片束可包括其中正极接片151连同负极接片111的端部1111堆叠在同一线上并彼此耦接的正极接片束151a，正极接片151形成于堆叠在电极组装体100中的多个正极150上，负极接片111形成于堆叠在电极组装体100中并彼此堆叠的多个负极110上。
如上所述，在根据本发明的实施方式2的电极组件中，由于多个负极接片111和多个正极接片151中的具有相同极性的电极接片均匀地堆叠并通过焊接彼此耦接，所以电子的移动路径可相同以匹配运动平衡，由此提高二次电池的循环特性。
当电极组装体100安装在罐构件中时，负极接片111可与罐构件的底表面接触。因而，当负极接片111垂直地设置在罐构件的底表面上时，罐构件的内部空间会被过度占据，从而减小二次电池的容量。
因而，在根据本发明的实施方式2的电极组件中，负极接片111的端部可在电极组装体100的中央方向上弯折，以使负极接片111的安装空间最小化。
如图7和图8中所示，在根据本发明的实施方式3的电极组件中，负极110、隔膜130和正极150可反复堆叠以进行卷绕。在此，形成于堆叠在电极组装体100中的多个正极150上的正极接片151可在同一垂直线上堆叠的状态下卷绕并彼此耦接，堆叠在电极组装体100中的多个负极110的负极接片111可设置成在多个负极110的堆叠方向上逐渐靠近正极接片151。
就是说，可在其中在电极组装体100卷绕之前多个正极接片151彼此堆叠然后通过焊接彼此耦接的状态下卷绕电极组装体100，并且可通过在其中在电极组装体100卷绕之后多个负极接片111彼此分隔开的状态下彼此堆叠多个负极接片111的端部、经过焊接彼此耦接多个负极接片111。
如图9中所示，在根据本发明的实施方式3的电极组件中，在电极组装体100卷绕之前多个正极接片151可堆叠在同一垂直线上并彼此耦接，以形成正极接片束151a，并且在电极组装体100卷绕之后多个负极接片111可堆叠在同一垂直线上并彼此耦接，以形成负极接片束111c。
此外，负极接片束111c的端部可在电极组装体100的中央方向上弯折，以使罐构件中的安装空间最小化。
如图10到图12中所示，在根据本发明的实施方式4和实施方式5的电极组件中，在电极组装体100卷绕之前多个正极接片151可堆叠在同一垂直线上并彼此耦接，以形成正极接片束151a，并且在电极组装体100卷绕之后多个负极接片111可相对于电极组装体100的中央部分来说彼此分隔开相同的距离。此外，彼此分隔开的多个负极接片111可向电极组装体100的中央部分弯折，并且负极接片111的端部可堆叠，以通过焊接彼此耦接，从而形成负极接片束111d。
根据负极接片111的数量，负极接片束111可具有诸如放射状的负极接片束111e(见图11)和十字状的负极接片束111f(见图12)之类的各种形状。
图13是其中根据本发明各实施方式容纳有电极组件的二次电池的透视图。
如图13中所示，根据本发明各实施方式的电极组件可容纳在罐构件200中，以形成二次电池。
此外，其中安装有根据本发明各实施方式的具有提高的循环特性的电极组件的二次电池可在充电效率方面最大化。
如上所述，根据本发明，由于在正极、负极和隔膜卷绕之前电极接片对齐以彼此耦接，所以即使在电极组件经卷绕以进行组装之后，电极接片的对齐状态也可整齐地保持。
根据本发明，电极接片可整齐地对齐，以提供电子的恒定移动路径。
根据本发明，电子的移动路径可以是恒定的以均匀地保持运动平衡，由此提高循环特性。
根据本发明，可防止经卷绕的电极组件起皱纹。
根据本发明，可防止由于负极接片导致的电极组件的尺寸增加。
根据本发明，二次电池的充电效率可最大化。
尽管上面参照示例性附图已经描述了根据本发明的电极组件及用于制造该电极组件的方法，但在不背离所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可对其做出各种改变和修改。