106](可再充电锂电池单元的制造)
[0107]如下制造可再充电锂电池单元:顺序地堆叠并螺旋卷绕正极、第一隔板、负极和第二隔板，以制造电极组件；然后，在其中注入电解质。这里，电极组件的最外侧区域和中心部分中的至少一个部分具有通过顺序地堆叠且螺旋卷绕正极集流体的未涂覆区域、第一隔板、负极集流体的未涂覆区域和第二隔板所形成的结构。
[0108]示例2
[0109]除了代替聚乙烯隔板而使用如在下面的描述中制造的隔板作为第二隔板之外，如在示例I中那样来制造可再充电锂电池单元。
[0110]通过在具有孔尺寸为0.1 μ m至I μ m的孔的聚乙烯基板的两个侧面上涂覆有机层组合物来制造隔板。这里，聚乙烯基板为16 μ m厚，当有机层位于基板的两个(双)侧面(基板的彼此相对的两个侧面)上时，有机层总计为2μπι厚。
[0111]参考示例I
[0112]除了代替聚乙烯隔板而使用在示例I中用作第一隔板的隔板作为第二隔板之外，如在示例I中那样来制造可再充电锂电池单元。
[0113]评价1:钉子穿刺试验
[0114]当直径为2.5Φ (2.5mm)的钉子以10mm/秒的速度穿刺根据示例I和示例2以及参考示例I的电池单元时，测量可再充电锂电池单元的各电压与温度之间的关系。在图3至图4中示出了穿刺试验的结果。
[0115]当对示例1、示例2和参考示例I的各自的10个电池单元执行穿刺试验时，根据示例I和示例2的10个电池单元均显示出与如图3中示出的情形I 一致的结果。另外，根据参考示例I的电池单元显示出与如图4中示出的情形2 —致的结果。
[0116]图3是示出可再充电锂电池单元的钉子穿刺试验中的电压行为和温度变化的另一模式(情形I)的曲线图，图4是示出可再充电锂电池的钉子穿刺试验中的电压行为和温度变化的又一模式(情形2)的曲线图。
[0117]与情形I对应的图3显示出:在穿刺部分中出现负极集流体的毛刺(burr)和正极集流体的硬短路(hard short circuit),穿刺部分中的聚乙烯隔板熔化,并另外产生短路且降低硬短路区域中的能量，因此，毛刺未熔化，且保持短路区域。在这种情况下，电压未完全耗尽，在预定的(或设定的)时间内电流流经短路区域，因此，电池单元的表面上的温度升至100°C左右，并缓慢地降回至室温。
[0118]与情形2对应的图4显示出:在首次短路发生之后，由于陶瓷涂覆的隔板，正极集流体的毛刺未熔化，从而二次短路发生点燃。
[0119]参照图3至图4，因为通过在电极的未涂覆区域之间设置具有小的热收缩率的隔板所形成的参考示例I的可再充电锂电池单元显示出情形2的结果，所以与参考示例I的电池相比，通过在电极的未涂覆区域之间分别设置具有较大的热收缩率的隔板和具有较小的热收缩率的另一隔板所形成的示例I和示例2的可再充电锂电池单元显示出穿刺过程中良好的热安全性。
[0120]另外，在穿刺试验之后分解(拆开)电池单元，并利用光学显微镜检查Al箔、第一隔板、Cu箔和第二隔板,结果不出在图5中。
[0121]图5是在根据示例I和示例2以及参考示例I的可再充电锂电池单元的穿刺试验之后包括分解的电池单元的组件的光学显微镜照片的图表。
[0122]参照图5，与通过在电极的未涂覆区域之间仅设置具有小的热收缩率的隔板所形成的可再充电锂电池单元相比，通过在电极的未涂覆区域之间分别设置具有较大的热收缩率和具有较小的热收缩率的各个隔板所形成的根据示例I和示例2的可再充电锂电池单元显示出Al箔的损失部分较小且第二隔板熔化较多。因此，根据本公开的实施例的可再充电锂电池单元显示出良好的穿刺安全性。
[0123]虽然已经结合目前被视为实际的实施例的内容描述了本公开，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖包括在所附权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。
【主权项】
1.一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括: 电极组件，包括正极、位于正极上的第一隔板、位于第一隔板上的负极和位于负极上的第二隔板，正极包括正极集流体，负极包括负极集流体， 其中，正极集流体和负极集流体均具有位于其两侧处的相应的未涂覆区域， 第一隔板包括第一基板和位于第一基板的侧面上的涂层，第一基板包括聚烯烃基树脂颗粒，涂层是包括无机材料的无机层或包括有机材料的有机层， 第二隔板包括第二基板，第二基板包括聚烯烃基树脂颗粒， 电极组件的最外侧区域和/或中心区域包括正极集流体的一个未涂覆区域、第一隔板、负极集流体的一个未涂覆区域和第二隔板。
2.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，涂层位于第一基板的一个侧面上， 涂层面对负极集流体的一个未涂覆区域。
3.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，涂层位于第一基板的两个侧面上，第一基板的所述两个侧面彼此相对。
4.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，当涂层是作为第一涂层的无机层时，第一隔板还包括作为第二涂层的包含有机材料的有机层，并且第二涂层位于第一基板的至少一个侧面上，或者当涂层是作为第一涂层的有机层时，第一隔板还包括作为第二涂层的包含无机材料的无机层，并且第二涂层位于第一基板的至少一个侧面上。
5.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，第二隔板还包括位于第二基板的至少一个侧面上的包含有机材料的有机层。
6.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，第一基板和第二基板均具有孔尺寸为Ο.ΟΙμηι至Ιμπι的孔。
7.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，第一基板和第二基板均具有6μπι至25 μ m的厚度。
8.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，聚烯烃基树脂颗粒具有0.Ιμπι至5 μ m的颗粒尺寸。
9.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，无机材料包括Si02、A1203、Al(0H)3、AlO(OH)、T12, BaT12, ZnO2、Mg (OH) 2、MgO、Ti (OH)4, ZrO2、氮化铝、碳化硅、氮化硼或它们的组合。
10.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，无机材料包括颗粒尺寸为0.ιμπι至5 μ m的颗粒。
11.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，涂层具有0.5 μ m至7 μ m的厚度。
12.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，涂层还包括粘结剂。
13.根据权利要求12所述的可再充电锂电池，其中，粘结剂包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈、乙酸乙烯酯衍生物、聚乙二醇、丙烯酰类橡胶或它们的组合。
14.根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中，有机材料包括:聚合物颗粒，包括聚烯烃、聚烯烃衍生物、聚烯烃蜡、丙烯酰类聚合物或它们的组合；粘结剂，包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈、乙酸乙烯酯衍生物、聚乙二醇、丙烯酰类橡胶或它们的组合；或它们的组合。
15.根据权利要求14所述的可再充电锂电池，其中，聚合物颗粒具有300至10000的重均分子量。
16.根据权利要求14所述的可再充电锂电池，其中，聚合物颗粒具有10nm至5μπι的颗粒尺寸。
17.根据权利要求4所述的可再充电锂电池，其中，第二涂层具有ιμπι至6μ m的厚度。
18.根据权利要求5所述的可再充电锂电池，其中，第二隔板的有机层中包含的有机材料包括:聚合物颗粒，包括聚烯烃、聚烯烃衍生物、聚烯烃蜡、丙烯酰类聚合物或它们的组合；粘结剂，包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈、乙酸乙烯酯衍生物、聚乙二醇、丙烯酰类橡胶或它们的组合；或它们的组合。
19.根据权利要求18所述的可再充电锂电池，其中，聚合物颗粒具有300至10000的重均分子量。
20.根据权利要求18所述的可再充电锂电池，其中，聚合物颗粒具有10nm至5μ m的颗粒尺寸。
【专利摘要】一种可再充电锂电池包括电极组件，电极组件包括正极、位于正极上的第一隔板、位于第一隔板上的负极和位于负极上的第二隔板，正极包括正极集流体，负极包括负极集流体。正极集流体和负极集流体均具有位于其两侧处的相应的未涂覆区域。第一隔板包括第一基板和位于第一基板的侧面上的包括无机材料的无机层，第一基板包括聚烯烃基树脂颗粒。第二隔板包括第二基板，第二基板包括聚烯烃基树脂颗粒，电极组件的最外侧区域和/或中心区域包括正极集流体的一个未涂覆区域、第一隔板、负极集流体的一个未涂覆区域和第二隔板。
【IPC分类】H01M10-52, H01M2-16
【公开号】CN104638216
【申请号】CN201410528168
【发明人】金川洙, 郑炅珉
【申请人】三星Sdi株式会社
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年10月9日
【公告号】EP2871692A1, US20150125736