包括隔膜切割工序的电极组件的制造方法

包括隔膜切割工序的电极组件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括隔膜切割工序的电极组件的制造方法，更为详细地涉及包括以相比电极板多少留有富余的方式切割设于电极组件的隔膜的工序的电极组件的制造方法。
【背景技术】
[0002]通常，随着对移动设备的技术研发和需求的增加，二次电池的需求也急剧增加，其中能源密度和工作电压较高并且保存和寿命特性优秀的锂（离子/聚合物）二次电池不仅作为各种移动设备的能源还作为各种电子产品的能源而广泛使用。
[0003]参照韩国公开专利第2008-0052869号，公开了通常的二次电池的结构，更为详细地公开了左右对称且大致呈矩形形状的袋型二次电池的结构。
[0004]通常，在设置二次电池的设备的空间利用方面，这种矩形形状的二次电池比较有利。但是，存在矩形形状的二次电池反而限制设备的空间利用的情况，因而为了根据设备来实现最佳形状的二次电池，也切割设于二次电池的矩形形状的电极组件的角部分，或者在中央部分形成贯通部，或者以圆形或斜线的方式对顶点进行倒角（chamfering)，而加工电极组件，以使二次电池具有适合设置于设备的形状。
[0005]另一方面，电极组件可以根据其制造方式大体分为卷型、堆叠/折叠型以及堆叠型，但是卷型电极组件无法形成上述的贯通部以及无法进行倒角本身。
[0006]并且，在本申请人的韩国专利申请公开第2001-0082059号以及第2001-0082060号公开的堆叠/折叠型电极组件的情况下，是使正极（cathode)/隔膜/负极（anode)结构的全电池（full cell)位于隔膜片上并对其进行折叠而形成的结构，因此位于全电池的边缘部位的隔膜片非常厚，很难以一次对其进行切割。
[0007]最后，堆叠型电极组件具有将正极、隔膜、负极、隔膜以该顺序连续地层叠的结构，难以将各层准确地整齐排列，在电极和隔膜未能整齐排列的状态下在切割隔膜的过程中电极受损的情况较多。为了防止这种问题，可以另行准备隔膜来切割其角、顶点或在中央部形成贯通部，但将切割加工完成后的隔膜和电极一一交替地层叠的作业非常繁琐，生产率急剧下降。而且，隔膜是软质的，容易因热而变形，因而存在如下问题：在将切割加工完成后的隔膜层叠于电极的步骤中，隔膜比所需的尺寸大或小的情况非常多，难以准确地制造具有所需规格的电极组件，合格电极组件的产量严重下降。

【发明内容】

[0008]要解决的技术问题
[0009]本发明为了解决如上所述的现有的问题而提出，其目的在于提供为了制造与常规的矩形形状不同的其他形状的电极组件而包括能够最有效地切割隔膜的工序的电极组件的制造方法。
[0010]本发明的另一目的在于，提供能够防止在切割隔膜的工序中隔膜受损的电极组件的制造方法。
[0011]本发明的又一目的在于，在制造与常规的矩形形状不同的其他形状的电极组件时提高生产率和产量。
[0012]用于解决技术问题的手段
[0013]为了实现如上所述的目的，本发明的优选实施例的电极组件的制造方法包括：第一工序，制造具有使相同数量的电极材料和隔膜材料交替地层叠而成的结构的一种基本单位片或者制造具有使相同数量的电极材料和隔膜材料交替地层叠而成的结构的两种以上的基本单位片；以及第二 -A工序，以基本单位片的隔膜材料从电极材料的边缘突出特定间隔D的方式切割未被电极材料覆盖的隔膜材料的区域即边界区域（margin area)的一部分，一种基本单位片具有使第一电极材料、第一隔膜材料、第二电极材料及第二隔膜材料依次层叠而成的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构，若将两种以上的基本单位片按指定顺序分别各层叠一个，则形成四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构。
[0014]为了实现如上所述的目的，本发明的另一优选实施例的电极组件的制造方法包括：第一工序，制造具有使相同数量的电极材料和隔膜材料交替地层叠而成的结构的一种基本单位片或者制造具有使相同数量的电极材料和隔膜材料交替地层叠而成的结构的两种以上的基本单位片；第二-B工序，反复层叠以一定间隔切割一种基本单位片而形成的单位结构体或者按指定顺序层叠以一定间隔分别切割两种以上的基本单位片而形成的两种以上的单位结构体来形成电极组件；以及第三工序，以设于电极组件的隔膜材料从电极材料的边缘突出特定间隔D的方式切割未被电极材料覆盖的隔膜材料的区域即边界区域的一部分，一种基本单位片具有使第一电极材料、第一隔膜材料、第二电极材料及第二隔膜材料依次层叠而成的四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构，若将两种以上的基本单位片按指定顺序分别各层叠一个，则形成四层结构或使四层结构反复层叠而成的结构。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，可以提供为了制造与常规的矩形形状不同的其他形状的电极组件而包括能够最有效地切割隔膜的工序的电极组件的制造方法。
[0017]并且，能够防止在切割隔膜的工序中隔膜受损。
[0018]并且，能够在制造与常规的矩形形状不同的其他形状的电极组件时提高生产率和产量。
【附图说明】
[0019]图I为能够实现本发明的第一实施例的电极组件的制造方法的设备的示意图。
[0020]图2为图I所示的4层片的俯视图。
[0021]图3至图6为依次示出第一实施例的电极组件的制造方法的第2-A工序的示意图。
[0022]图7为本发明的单位结构体的俯视图。
[0023]图8为示出用模具切割器来切割位于单位结构体的中央部边缘位置上的边界区域的状态的俯视图。
[0024]图9至图11为多种形状的电池单元的俯视图。
[0025]图12为能够实现本发明的第二实施例的电极组件的制造方法的设备的示意图。
[0026]图13为示出第二实施例的电极组件的制造方法的第三工序的示意图。
[0027]图14为示出单位结构体的第一结构的侧视图。
[0028]图15为示出单位结构体的第二结构的侧视图。
[0029]图16为示出通过图14所示的单位结构体的层叠而形成的电极组件的侧视图。
[0030]图17为示出单位结构体的第三结构的侧视图。
[0031]图18为示出单位结构体的第四结构的侧视图。
[0032]图19为示出通过图17的单位结构体与图18的单位结构体的层叠而形成的电极组件的侧视图。
[0033]图20为示出使具有不同大小的单位结构体层叠而形成的电极组件的立体图。
[0034]图21为示出图20的电极组件的侧视图。
[0035]图22为示出使具有不同几何形状的单位结构体层叠而形成的电极组件的立体图。
[0036]图23为示出包括单位结构体和第一辅助单位体的电极组件的第一结构的侧视图。
[0037]图24为示出包括单位结构体和第一辅助单位体的电极组件的第二结构的侧视图。
[0038]图25为示出包括单位结构体和第二辅助单位体的电极组件的第三结构的侧视图。
[0039]图26为示出包括单位结构体和第二辅助单位体的电极组件的第四结构的侧视图。
[0040]图27为示出包括单位结构体和第一辅助单位体的电极组件的第五结构的侧视图。
[0041]图28为示出包括单位结构体和第一辅助单位体的电极组件的第六结构的侧视图。
[0042]图29为示出包括单位结构体和第二辅助单位体的电极组件的第七结构的侧视图。
[0043]图30为示出包括单位结构体和第二辅助单位体的电极组件的第八结构的侧视图。
[0044]图31为示出包括单位结构体和第一辅助单位体的电极组件的第九结构的侧视图。
[0045]图32为示出包括单位结构体、第一辅助单位体及第二辅助单位体的电极组件的第十结构的侧视图。
[0046]图33为示出包括单位结构体和第二辅助单位体的电极组件的第i^一结构的侧视图。
【具体实施方式】
[0047]以下，参照附图，对本发明的结构及作用具体地进行说明。在参照附图进行说明时，与附图标记无关地对相同的结构要素标注相同的参照标记，并省略对此的重复说明。第一、第二等术语能够用于说明多种结构要素，但上述结构要素不应因上述术语而受到限定。上述术语仅用于对一个结构要素与其他结构要素进行区分。
[0048]实施例I
[0049]本发明的第一实施例的电极组件的制造方法包括：第一工序，将第一电极材料10、第二电极材料30、隔膜材料20、40按第一电极材料10/隔膜材料20/第二电极材料30/隔膜材料40的顺序层压来形成四层片；以及第二-A工序，以通过该第一工序形成的四层片的隔膜材料20、40从第一电极材料和第二电极材料的边缘位置12、32突出特定间隔D的方式利用模具切割器60来切割未被第一电极材料10和第二电极材料30覆盖的隔膜材料20、40的区域即边界区域（M，margin area)的一部分。
[0050][第一工序]
[0051 ] 参照图I，对第一工序进行说明。
[0052]首先，准备第一电极材料10、隔膜材料20、第二电极材料30、隔膜材料40。在此，隔膜材料20、40具有在横向和纵向方向上均大于第一电极材料10和第二电极材料30的大小（参照图2)。为了工序的自动化，第一电极材料10、隔膜材料20、第二电极材料30、隔膜材料40能够以卷绕于辊的状态卷出来向层压机LI、L2供给。而且，第一电极材料10利用切割器(^切割成预定大小，第二电极材料30利用切割器C2切割成预定大小。
[0053]更加详细地说明的话，隔膜材料20、40以从辊卷出的状态直接向层压机LI、L2供给，第一电极材料10向隔膜材料20的上部供给，第二电极材料30向隔膜材料40的上部供给。但是，并非必须使隔膜材料20、40以从辊卷出的状态直接向层压机L1、L2供给，也可以与第一电极材料10或第二电极材料30同样地假设为通过另外的切割器来切割而向层压机LI、