堆叠-折叠型电极组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及堆叠-折叠型电极组件。更特别地，本发明涉及电化学装置的具有改善的电池性能的堆叠-折叠型电极组件。
[0002]本申请要求2013年10月31日在韩国提交的韩国专利申请号10_2013_0131584的优先权，并通过引用将其公开内容并入本文中。
【背景技术】
[0003]近来，对储能技术的关注一直在不断增加。随着储能技术的应用领域已经扩大至移动电话、便携式摄像机、手提电脑、甚至是电动汽车，对电池的研究和开发所投入的努力一直在不断增加。在这一方面，电化学装置已经受到了最大关注，特别是随着近来电子装置小型化和轻量化的趋势，具有小尺寸和轻重量并且能够以高容量进行充放电的二次电池的发展是特别关注的焦点。
[0004]基于由正极/隔膜/负极构成的电极组件的结构，通常将二次电池分类为:卷状物(卷绕)电极组件，该电极组件具有其中将长片型正极和负极在隔膜置于其间的条件下进行卷绕的结构；和堆叠型电极组件，该电极组件具有其中将切成预定尺寸的多个正极和负极在隔膜置于其间的条件下以顺序次序进行堆叠的结构。
[0005]然而，这些传统电极组件具有几个问题。
[0006]首先，通过以高密度将长片型正极和负极卷绕成横截面为圆筒或椭圆形结构而制成卷状物电极组件，且在充放电期间，由电极的膨胀和收缩导致的应力在电极组件中累积，当累积的应力超过预定限度时，发生电极组件的变形。电极组件的变形导致电极组件之间的间隔不均匀，因此电池性能大幅劣化，如果发生内部短路，则电池安全性可能会受到威胁。另外，当卷绕长片型正极和负极时，难以在其间具有规律间隔的条件下以高速度卷绕正极和负极，导致生产率降低。
[0007]其次，通过以顺序次序堆叠多个正极和负极单元制成堆叠型电极组件，因此单独需要用于制造所述单元的极板的传送过程，且顺序堆叠过程需要大量的时间和精力，导致生产率低下。
[0008]为了解决所述问题，已经尝试开发了其中将卷型和堆叠型进行组合的先进结构的电极组件，称为堆叠-折叠型电极组件，该组件具有其中使用长的连续的隔膜片将双电池(bicell)或全电池(full cell)进行折叠的结构，所述双电池或全电池包含正极和负极在隔膜置于其间的条件下堆叠的预定单元，实例在申请人的专利申请公开号2001-0082058、2001-0082059 和 2001-0082060 中进行了公开。
[0009]图1?3为说明堆叠-折叠型电极组件的结构的示意性横截面图。在图中，相同的参考数字表示相同的元素。
[0010]参照图1?3，电极组件10、20和30包含多个单元电池7a、7b以及7(^和7c 2，各个单元电池包含第一隔膜3a、3b和3c，以及分别置于第一隔膜3a、3b和3c的两侧的负极la、lb和lc及正极5a、5b和5c。正极5a、5b和5c具有其中正极活性材料层在正极集电器的两个表面上形成的结构，且负极la、lb和lc具有其中负极活性材料层在负极集电器的两个表面上形成的结构。如在图1?3中所示，可以以包含如下结构的各种结构形成单元电池:全电池7a和7b的结构，其中将正极5a和5b以及负极la和lb —个接一个地置于第一隔膜3a和3b的两侧；双电池7C# 7c 2的结构，其中将第一隔膜3c置于正极5c或负极lc的两个表面上，以及将负极lc或正极5c置于各个第一隔膜3c上(正极/隔膜/负极/隔膜/正极的结构，或负极/隔膜/正极/隔膜/负极的结构)。
[0011]在电极组件10、20和30内部，各个单元电池7a、7b、7cJP 7c 2以堆叠形状存在。在这种情况下，连续的单个第二隔膜9a、9b和9c以如图1?3中所示的各种形状排列在相互对应的相邻的单元电池7a、7b以及7(^和7c 2之间，分别围绕单元电池7a、7b以及7c7c2，且分别作为在单元电池7a、7b以及7CjP 7c 2之间的隔膜。
[0012]使制造的堆叠-折叠型电极组件接收在电池壳中，接着注入电解液以制造电池。在这种情况下，在电池工作期间，由于电解液的分解和电池的副反应产生的气体引起电池内部的松散现象，导致电池性能劣化。也就是说，电池不可避免地膨胀，从而使电池性能劣化，并且如果发生外部冲击，则电池易于变形，并且电池的强度可能降低。特别地，当在高温下使用时这些问题发生的可能性增加。
【发明内容】
[0013]技术问题
[0014]本发明是为了提供堆叠-折叠型电极组件，其抑制电池内部的松散现象，不容易导致电池膨胀，且对外部冲击具有耐变形性。
[0015]技术方案
[0016]为了实现以上目的，根据本发明的一方面，提供堆叠-折叠型电极组件，所述堆叠-折叠型电极组件包含由第二隔膜围绕的多个作为单元电池的全电池或双电池的堆叠体，各个单元电池包含正极、负极和置于正极与负极之间的第一隔膜，其中将第一粘合剂涂布在第一隔膜的至少一部分表面上，将第二粘合剂涂布在第二隔膜的至少一部分表面上，且第二粘合剂的含量高于第一粘合剂的含量。
[0017]根据本发明的一个示例性实施方案，第二粘合剂的含量可以比第一粘合剂的含量尚2%?10%。
[0018]根据本发明的另一个示例性实施方案，第一粘合剂和第二粘合剂可以独立地为选自如下中的至少一种:聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰多糖、羧甲基纤维素、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚酰亚胺。
[0019]根据本发明的另一个示例性实施方案，可以将第一隔膜和第二隔膜各自独立地构造为包含a)具有孔的多孔基材，或b)具有孔的多孔基材和在所述多孔基材的至少一个表面上由无机粒子和粘合剂聚合物的混合物形成的有机-无机多孔涂层。
[0020]根据本发明的另一个示例性实施方案，多孔基材可以由选自如下中的至少一种形成:聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯。
[0021]根据本发明的另一方面，提供电化学装置，所述电化学装置包含接收在壳中的根据本发明的堆叠-折叠型电极组件。
[0022]根据本发明的一个示例性实施方案，电化学装置可以为锂二次电池。
[0023]有益效果
[0024]本发明的堆叠-折叠型电极组件在围绕单元电池的第二隔膜中具有比在第一隔膜中的粘合剂含量更高的粘合剂含量，从而进一步改善围绕单元电池的隔膜的粘结强度。由此，通过在电池工作期间避免由副反应产生的气体而导致的电池内部发生的松散现象，可以防止电池性能的劣化。另外，由于避免了电池内部的松散现象，在施加外部冲击时可以降低易于变形的危险。
【附图说明】
[0025]【附图说明】本发明的优选实施方案且与前述公开一起用以提供对本发明的技术主旨的进一步理解，因此不应将本发明解释为限于所述附图。
[0026]图1为说明实现堆叠-折叠型电极组件的一个实例的示意性横截面图。
[0027]图2为说明实现堆叠-折叠型电极组件的另一个实例的示意性横截面图。
[0028]图3为说明实现堆叠-折叠型电极组件的又一个实例的示意性横截面图。
[0029]图4为说明根据本发明的一个示例性实施方案的包含单元电池的堆叠-折叠型电极组件的示意性横截面图。
[0030]图5为说明根据本发明的另一个示例性实施方案的包含双电池的堆叠-折叠型电极组件的示意性横截面图。
[0031]附图标记
[0032]