专利名称：胶状卷绕型电极组件和具有该电极组件的锂二次电池的制作方法
技术领域：
本发明的多个方面涉及一种胶状卷绕(jelly-roll)型电极组件和具有该电极组件的锂二次电池。更具体而言，本发明的多个方面涉及一种胶状卷绕型电极组件和具有该电极组件的锂二次电池，其能够通过保护锂二次电池免受在用户将锂二次电池掉落到地面上时对其施加的外部撞击来改善锂二次电池的可靠性和稳定性。
背景技术：
相关申请的交叉参考本申请要求于2005年5月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2005-41419的优先权和利益，该专利申请的全部公开内容被结合于此以作参考。
相关技术描述近来，具有紧凑尺寸和轻重量的电气/电子器具已经被积极开发和生产，例如蜂窝电话、笔记本电脑和摄录机。这种电气/电子器具配备有蓄电池组，以使用户能够在各种场所中使用所述电气/电子器具，即使没有独立地为所述电气/电子器具提供电源。蓄电池组包括至少一个裸电池，其能够输出具有预定电平的工作电压，以便操作便携式电气/电子器具一个预定的时间段。
作为可再充电蓄电池的二次电池由于它们的经济优势而目前在蓄电池组中被使用。二次电池包括Ni-Cd蓄电池、Ni-MH蓄电池和锂二次电池，例如锂蓄电池或锂离子蓄电池。
除了其它优势外，锂二次电池还具有大约3.6V的工作电压，这是用作便携式电子器具的电源的Ni-Cd蓄电池或Ni-MH蓄电池的电压的三倍。另外，锂二次电池每单位重量具有高的能量密度，因此锂二次电池被广泛地用于先进的电子技术领域中。
锂二次电池使用锂基氧化物作为正极活性物质和碳作为负极活性物质。一般而言，锂二次电池根据它们使用电解质的类型而被分为液体电解质蓄电池和聚合物电解质蓄电池。液体电解质蓄电池被称作“锂离子蓄电池”以及聚合物电解质蓄电池被称作“锂聚合物蓄电池”。另外，能够将锂二次电池制造成各种形状，例如圆柱型锂二次电池、方型锂二次电池或袋(pouch)型锂二次电池。
典型地，锂离子二次电池包括电极组件、用于在其中容纳电极组件的外壳和为了使锂离子能够移动而在外壳中含有的电解质，该电极组件由涂有正极活性物质的正极板、涂有负极活性物质的负极板以及插入在正极板和负极板之间用于在仅仅允许锂离子移动的同时防止短路的隔板组成。
在这种锂离子二次电池中，涂有正极活性物质并且连接到正极接头的正极板与涂有负极活性物质并且连接到负极接头的负极板一起堆叠，以及隔板被插入其间。然后正极板、负极板和隔板以胶状卷绕的方式卷绕，由此形成电极组件。
之后，电极组件被容纳在外壳中以使电极组件不能够从外壳中脱离。然后，将电解液注入到外壳中，并且随后密封外壳，由此获得锂离子二次电池。
然而，具有上述结构的锂离子二次电池很可能易于受到来自对其施加的外部撞击的损坏，举例来说，例如当用户将锂二次电池掉落到地面上时。特别是，当对其施加外部撞击时盖子(cap)组件的绝缘外壳可能倾斜，以使绝缘外壳可能给电极组件施加压力。在这种情况下，电极组件的正极板和负极板之间可能发生短路。
由于这个原因，所以锂离子二次电池的可靠性和稳定性可能由于外部撞击而降低。
发明内容
因此，已经进行本发明的多个方面以解决上述和/或其它出现在相关领域中的问题。提供了一种胶状卷绕型电极组件和具有该电极组件的锂二次电池，其能够通过保护锂二次电池免受例如在用户将锂二次电池掉落到地面上时对其施加的外部撞击来改善锂二次电池的可靠性和稳定性。
根据本发明的一个方面，提供一种胶状卷绕型电极组件，其包括第一电极板；第二电极板；以及插入在第一与第二电极之间以便使第一电极板与第二电极板绝缘的隔板，其中该隔板包括从第一和第二电极板的上部以上部突出宽度突出的上段(section)以及从第一和第二电极板的下部以下部突出宽度突出的下段，并且其中上部突出宽度与下部突出宽度不同。
根据本发明的典型实施例，隔板上段的突出宽度大于隔板下段的突出宽度。
根据本发明的一个方面，隔板上段的突出宽度大于隔板下段的突出宽度0.3-1.0mm。
根据本发明的一个方面，隔板上段的突出宽度在1.0-2.0mm的范围内。
根据本发明的一个方面，隔板下段的突出宽度在1.0-2.0mm的范围内。
根据本发明的一个方面，胶状卷绕型电极组件还包括第一电极接头和第二电极接头，该第一电极接头被附于第一电极板并且从其中以预定长度突出，该第二电极接头被附于第二电极板并且从其中以预定长度突出，其中绝缘带环绕第一和第二电极接头的预定部分而附着，以便防止第一和第二电极板之间发生短路。
根据本发明的另一方面，提供一种胶状卷绕型电极组件，其包括第一电极板；第二电极板；以及插入在第一和第二电极之间以便使第一电极板与第二电极板绝缘的隔板，其中该隔板包括从第一和第二电极板的上部以上部突出宽度突出的上段以及从第一和第二电极板的下部以下部突出宽度突出的下段，并且隔板的上部突出宽度相对于隔板的总宽度(W)是在2-4％的范围内。
根据本发明的典型实施例，隔板上段的突出宽度是隔板下段的突出宽度的1.3-2倍。
根据本发明的一个方面，隔板下段的长度相对于隔板的宽度(W)在2-3％的范围内。
根据本发明的又一个方面，提供一种二次电池，其包括包含第一电极板、第二电极板以及插入在第一和第二电极之间以便使第一电极板与第二电极板绝缘的隔板的胶状卷绕型电极组件，其中该隔板包括从第一和第二电极板上部以上部突出宽度突出的上段以及从第一和第二电极板下部以下部突出宽度突出的下段，并且其中上部突出宽度与下部突出宽度不同；以及用于在其中容纳电极组件的外壳。
根据本发明的典型实施例，隔板的上部突出宽度大于隔板的下部突出宽度。
根据本发明的一个方面，外壳可以从由圆柱型外壳、方型外壳和袋型外壳组成的组中选择。
本发明的附加方面和/或优势将在随后的描述中部分地进行阐述，并且根据该描述而将部分地是明显的，或者可以通过本发明的实施中而得知。
根据下面结合附图的实施例的描述，本发明的这些和/或其它的方面和优势将变得显而易见，并且变得更加易于理解，其中图1A是说明根据本发明的一个实施例的胶状卷绕型电极组件的开发状态的平面图；图1B是说明根据本发明的一个实施例的胶状卷绕型电极组件的透视图；图1C是图1B的指示部分的放大图；图2是说明具有根据本发明的一个实施例的电极组件的方型锂二次电池的分解透视图；图3是说明具有根据本发明的一个实施例的电极组件的圆柱型锂二次电池的分解透视图；以及图4A是说明具有根据本发明的一个实施例的电极组件的袋型锂二次电池的分解透视图；图4B是图4A的指示部分的放大图。
具体实施例方式
现在将详细参考其例子在附图中被说明的本发明的实施例，其中同样的附图标记自始至终是指同样的元件。下面描述这些实施例，以便通过参考附图来解释本发明。
图1A是说明根据本发明的一个实施例的胶状卷绕型电极组件的开发状态的平面图，以及图1B是说明根据本发明的一个实施例的胶状卷绕型电极组件的透视图。图1C是图1B的指示部分的放大图。
参考图1A、1B和1C，根据本发明的一个实施例的胶状卷绕型电极组件100包括附有第一电极接头115的第一电极板110、附有第二电极接头125的第二电极板120以及隔板130和130′。以条的形式制备第一电极板110、第二电极板120以及隔板130和130′，并且以第一电极板110、隔板130、第二电极板120和隔板130′的顺序进行堆叠。之后，以胶状卷绕的形式来卷绕它们，由此形成胶状卷绕型电极组件100。
在胶状卷绕型电极组件中，隔板将第一电极板的内部部分与第二电极板的外部部分隔开，并且将第二电极板的内部部分与第一电极板的外部部分隔开。此隔离可以通过使用分为两部分的隔板来实现，例如图1A、1B和1C中示出的隔板130和130′，其中隔板130将第一电极板110的朝内部分与第二电极板的朝外部分隔开，以及隔板130′将第二电极板120的朝内部分与第一电极板110的朝外部分隔开。作为选择，虽然在图中没有说明，但是单个隔板可以在中心部分向其背后卷绕，以使隔板的一部分将第一电极板110的朝内部分与第二电极板的朝外部分隔开，以及另一部分将第二电极板120的朝内部分与第一电极板110的朝外部分隔开。进一步，虽然在图中没有说明，但是也有可能用单个隔板环绕第一和第二电极板110和120之一，以使电极组件以胶状卷绕的形式卷绕，隔板防止电极板彼此接触。对于此描述的其余部分，名称“隔板130”用于指布置在第一电极板和第二电极板之间的任何隔板，而不论隔板是以一个连续片或一个环绕片还是两片。特别地，正如对此描述的其余部分所使用的，术语“隔板130”可以指隔板130或隔板130′或二者。
另外，绝缘带140环绕第一和第二电极接头115和125的预定部分而附着，其突出电极组件100外，以便防止在第一110和第二电极板120之间发生短路。
第一和第二电极板110和120之一可以用作正极板，以及另一个可以用作负极板。为了方便讨论，第一电极板110在这里称为正极板，以及第二电极板120在这里称为负极板，并且下面描述的活性物质和集电器材料基于这个名称，但是这个名称是任意的。也将有可能的是，第一电极板110是负极，以及第二电极板120是正极。
第一电极板110包括第一电极集电器111和涂在第一电极集电器111的至少一个表面上的第一活性物质层112，以及第二电极板120包括第二电极集电器121和涂在第二电极集电器121的至少一个表面上的第二活性物质层122。另外，其中没有涂覆第一活性物质层112和第二活性物质层122的第一无涂层部分113和第二无涂层部分123形成在第一电极板110和第二电极板120的第一电极集电器111和第二电极集电器121的两侧端部。第一电极接头115被电连接到第一无涂层部分113之一的预定部分，以及第二电极接头125被电连接到第二无涂层部分123之一的预定部分。
另外，在将第一电极板110和第二电极板120已经卷绕一次后开始卷绕第一活性物质层112和第二活性物质层122。也就是，在将第一电极板110和第二电极板120已经卷绕一次后从第一无涂层部分113和第二无涂层部分123与第一活性物质层112和第二活性物质层122之间的界线开始卷绕第一活性物质层112和第二活性物质层122。
正极板的电极集电器，也就是在这里称为第一电极板110的第一电极集电器111，由具有优良导电率的薄金属板制成，例如铝箔。
负极板的电极集电器，也就是在这里称为第二电极板120的第二电极集电器121，由导电金属板制成，例如铜箔或镍箔。
涂在第一电极集电器111上的第一活性物质层112可以包括正极活性物质、导电剂和粘合剂。硫族化合物可用作正极活性物质。例如，复合金属氧化物，例如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNi1-xCoxO2(0＜x＜1)或LiMn2O4可以用作正极活性物质。然而，正极活性物质不限于这些物质。
另外，涂在第二电极集电器121上的第二活性物质层122可以包括负极活性物质、导电剂和粘合剂。负极活性物质可以选自由碳物质、Si、Sn、氧化锡、复合锡合金、过渡金属氧化物、锂金属氮化物和锂金属氧化物组成的组。然而，负极活性物质不限于这些物质。
隔板130防止在第一电极板110和第二电极板120之间发生短路，同时仅仅允许锂二次电池的电荷载流子(例如锂离子)通过。隔板130可以选自由聚乙烯、聚丙烯、以及聚乙烯与聚丙烯的共聚物组成的组。然而，隔板不限于这些物质。根据本发明的一个方面，隔板130的总宽度(W)比第一电极110或第二电极120的宽度大。当隔板130与第一电极板110和第二电极板120一起卷绕时，隔板130在从第一电极板110和第二电极板120的向上和向下的方向上突出，从而防止在第一电极板110和第二电极板120之间发生短路。
隔板130上段的突出宽度(Lupper)，也就是隔板130从第一电极板110和第二电极板120向上突出的距离可以不同于隔板130下段的突出宽度(Llower)，其是从第一电极板110和第二电极板120向下突出的。优选地但不是必需地，隔板130上段的突出宽度(Lupper)大于隔板130下段的突出宽度(Llower)。举例来说，隔板130上段的突出宽度(Lupper)可以大于隔板130下段的突出宽度(Llower)0.3-1.0mm。换句话说，例如隔板130上段的突出宽度(Lupper)可以是隔板130下段突出宽度(Llower)的1.3-2倍。
作为附加实例，隔板130上段的突出宽度(Lupper)可以在1.0-2.0mm的范围内。举例来说，隔板130上段的突出宽度(Lupper)相对于隔板130的总宽度(W)可以是在2-4％的范围内。
进一步，举例来说隔板130下段的突出宽度(Lower)在1.0-2.0mm的范围内。也就是，例如，隔板130下段的突出宽度(Llower)相对于隔板130的总宽度(W)可以是在2-3％的范围内。
如在这里所使用的，术语“向上”、“向下”、“上部”和“下部”在相对于电极组件100使用时，是指电极组件100在被安装在蓄电池外壳中时将具有的取向。特别是，术语“上部”，例如当涉及电极组件100的隔板130的上段时，是指与蓄电池外壳的盖子或开口最接近的隔板的部分，以及术语“下部”，例如当涉及电极外壳的隔板130的下段时，是指与蓄电池外壳的底部或闭合端最接近的隔板的部分。然而应当理解，在将电极组件100安装在蓄电池外壳内之前电极组件100可以在任何方向上旋转，并且一旦电极组件100被安装在蓄电池外壳中，蓄电池就能够在任何方向上旋转。术语“宽度”是指在蓄电池外壳的盖子或开口与底部或闭合端之间的方向上的距离。换句话说，隔板、第一电极板和第二电极板的宽度是在隔板、第一电极板和第二电极板的非卷绕方向上的距离。根据本发明的一个方面，隔板具有比第一电极板和第二电极板更大的宽度，以及术语“突出宽度”是指隔板从第一电极板和第二电极板的上部或下部突出的距离。因为第一和第二电极板典型地具有相同的宽度并且在宽度方向上彼此精确地重叠，所以不需要分别确定隔板从第一电极板和第二电极板突出的宽度。然而，在很少的情况下第一电极板和第二电极板不具有相同的宽度或者在宽度方向上没有精确地重叠，则术语“突出宽度”是指隔板从在宽度方向上延伸最远的任何一个电极板突出的距离。
作为选择，相对于电极组件100的上述特征可以被描述为如下当隔板130与第一电极板110和第二电极板120一起卷绕时，隔板130在第一和第二方向上从第一电极板110和第二电极板120的第一部分和第二部分突出，由此防止在第一电极板110和第二电极板120之间发生短路。隔板130的第一段的突出宽度可以不同于隔板130的第二段的突出宽度，该第一段在第一方向上从第一电极板110和第二电极板120的第一部分突出，该第二段在第二方向上从第一电极板110和第二电极板120的第二部分突出。优选地但非必需地，隔板130第一段的突出宽度大于隔板130第二段的突出宽度。举例来说，隔板130第一段的突出宽度可以比隔板130第二段的突出宽度大0.3-1.0mm。换句话说，比如，隔板130第一段的突出宽度可以是隔板130第二段的突出宽度的1.3-2倍。
作为另一实例，隔板130第一段的突出宽度可以在1.0-2.0mm的范围内。作为另一实例，隔板130第一段的宽度可以是相对于隔板130的总宽度(W)在2-4％的范围内。
作为另一实例，隔板130第二段的突出宽度可以在1.0-2.0mm的范围内。作为另一实例，隔板130第二段的突出长度可以是相对于隔板130的宽度(W)在2-3％的范围内。
当在二次电池的跌落试验过程中对二次电池施加外部撞击时，该二次电池包括容纳在外壳(未示出)中的电极组件100，则安装在电极组件100上部的盖子组件的元件将很少与电极组件100的第一电极板110和第二电极板120碰撞，因为这些受到了隔板上部突出部分的保护。因此，改善了二次电池的可靠性和稳定性。换句话说，因为从电极组件100向上突出的隔板130上段的突出宽度大于从电极组件100向下突出的隔板130下段的突出宽度，所以能够防止盖子组件损坏，并且可以避免电极组件100的第一电极板110和第二电极板120之间的短路，即使对二次电池施加了外部撞击。
图2是说明包括根据本发明的一个实施例的电极组件的方形或矩形类型锂二次电池的分解透视图。
参考图2，根据本发明的一个实施例的锂二次电池200包括以方罐形式的外壳210、容纳在外壳210中的胶状卷绕型电极组件220、以及在外壳210上端部组装有的盖子组件230。
外壳210是可以具有基本上方形或矩形形状的金属外壳，并且用作端子。
电极组件220包括装备有用作正极接头的第一电极接头221a或者用作负极接头的第二电极接头222a的第一电极板221(例如，第一电极接头221a可以附着于第一电极板221)、装备有第一电极接头221a或者第二电极接头222a的第二电极板222(例如，第二电极接头222a可以附着于第二电极板222)、以及插入在第一电极板221和第二电极板222之间的隔板223。第一电极板221、第二电极板222和隔板223一起卷绕并且被容纳在外壳210中。隔板223从第一电极板221和第二电极板222在向上和向下的方向上突出，并且隔板223上段的突出宽度不同于隔板223下段的突出宽度，其中隔板223的上段从第一电极板221和第二电极板222向上突出，隔板223下段从第一电极板221和第二电极板222向下突出。隔板223上段的突出宽度可以大于隔板223下段的突出宽度。
绝缘带224环绕第一电极接头221a和第二电极接头222a的预定部分而附着，其从电极组件220突出，以便防止在第一电极板221和第二电极板222之间发生短路。
盖子组件230包括具有对应于外壳210开口的形状和尺寸的形状和尺寸的扁平型盖板231。盖板231在其中心处形成端子孔231a以及在其一侧处形成电解液注入孔231b，通过该孔将电解液注入到外壳210中。球231c被插入到电解液注入孔231b中，以便密封电解液注入孔231b。
电极端子232，例如负极端子，被插入到端子孔231a中。管状垫圈233环绕电极端子232安装，以便使电极端子232与盖板231电绝缘。在盖板231下面装备绝缘板234以及在绝缘板234下面装备端子板235。
由垫圈233围绕的电极端子232被插入到端子孔231a中。电极端子232的下部通过绝缘板234被电连接到端子板235上。
从第一电极板221伸出的第一电极接头221a被焊接到盖板231的下表面上，以及从第二电极板222伸出的第二电极接头222a被焊接到电极端子232的下部。
同时，在电极组件220的上表面处装备有绝缘元件236，以便将电极组件220与盖子组件230电绝缘，同时覆盖电极组件220的上端部。绝缘元件236形成有对应于盖板231的电解液注入孔231b而对齐的电解液通过孔236b，以便允许将电解液引入到外壳210中。绝缘元件236由具有优良绝缘特性的聚合树脂制成。优选地，绝缘元件236由聚丙烯制成。然而，本发明不限制绝缘外壳236的材料。
如上所述，根据具有本发明的电极组件220的方型锂二次电池200，当由于方型锂二次电池200掉落而对方型锂二次电池200施加外部撞击时，可以防止安装在电极组件220上部的盖子组件230的元件与电极组件220碰撞，所以能够改善方型锂二次电池200的可靠性和稳定性。
图3是说明包括根据本发明的一个实施例的电极组件的圆柱型锂二次电池的分解透视图。
参考图3，根据本发明的一个实施例的锂二次电池300包括以圆柱罐形式的外壳310、以圆柱形式卷绕并在充电/放电操作期间产生差动电压的电极组件320、以及在外壳310上端部组装以便防止电极组件320与外壳310分离的盖子组件330。
外壳310具有基本上柱状的结构以便在其中容纳电极组件320。外壳310具有容纳电极组件320的腔，并且包括具有预定直径的圆柱状壁和在圆柱状壁的底部形成的下盘。圆柱状壁的上部是敞开的，以便允许电极组件320被插入到外壳310中，一般而言，外壳310由Al、Fe或其合金制成。
电极组件320包括涂有正极活性物质或负极活性物质的第一电极板321(例如，在第一电极板321上涂有正极活性物质)、涂有正极活性物质或负极活性物质的第二电极板322(例如，在第二电极板322上涂有负极活性物质)、以及插入在第一电极板321和第二电极板322之间的隔板323，以便防止在第一电极板321和第二电极板322之间发生短路，同时仅仅允许锂离子通过。第一电极板321、第二电极板322和隔板323以圆柱结构的形式一起卷绕，然后被容纳在外壳310中。隔板323从第一电极板321和第二电极板322在向上和向下的方向上突出，并且隔板323上段的突出宽度与隔板323下段的突出宽度不同，其中隔板323上段从第一电极板321和第二电极板322向上突出，隔板323下段从第一电极板321和第二电极板322向下突出。隔板323上段的突出宽度可以大于隔板323下段的突出宽度。
另外，第一电极板321装备有第一电极接头321a。一般而言，第一电极接头321a由铝制成，并且从第一电极板321向上以预定长度突出，以便用作正极接头或负极接头。例如，第一电极接头321a用作正极接头，这在附图中没有说明。第二电极板322装备有第二电极接头。一般而言，第二电极接头由镍制成，并且从第二电极板322向下以预定长度突出，以便用作正极接头或负极接头。例如，第二电极接头用作负极接头。本发明不限制第一电极接头321a和第二电极接头322a的材料。绝缘带324环绕第一电极接头321a和第二电极接头322a的预定部分而附着，其从电极组件320突出，以便防止在第一电极板321和第二电极板322之间发生短路。
盖子组件330包括传导(conductive)安全孔341，其在出现过充电或者异常发热时变形，并且其上焊接有第一电极接头321；印刷电路板(PCB)342，其被以这样的方式电和机械地连接到传导安全孔341的上部，即当传导安全孔341变形时，断开其电路；正温度系数(PTC)装置343，其被以这样的方式电和机械地连接到PCB 342的上部，即当温度升到预定水平之上时，断开其电路；导电电极帽344，其被电和机械地连接到PTC装置343的上部，以便将电流转移到外部；以及绝缘垫圈345，其容纳传导安全孔341、PCB 342、PTC装置343和导电电极帽344，同时将上述元件与外壳310绝缘。此时，导电电极帽344被连接到第一电极接头321a和第二电极接头中的一个。例如，导电电极帽344被连接到第一电极接头321a，以使导电电极帽344可以用作类似于第一电极板321的正端子。
虽然在附图中没有说明，但是电解液被注入到具有圆柱结构的外壳310中以便允许离子通过电极组件320。电解液可以用作锂离子的载体，锂离子在充电和放电操作期间由于电化学反应而从二次电池的正电极和负电极中产生。电解液包括非水有机电解质，其是锂盐和高纯度有机溶剂的混合物。另外，电解液可以包括聚合物电解质。电解液的材料不局限于这些材料。
如上所述，根据具有本发明的电极组件320的圆柱型锂二次电池300，当由于圆柱型锂二次电池300掉落而对圆柱型锂二次电池300施加外部撞击时，可以防止安装在电极组件320上部的盖子组件330的元件与电极组件320碰撞，所以能够改善圆柱型锂二次电池300的可靠性和稳定性。
图4A是说明包括根据本发明的一个实施例的电极组件的袋型锂二次电池的分解透视图。
参考图4A，根据本发明的一个实施例的袋型锂二次电池400包括以袋状形式的外壳410和电极组件420，该电极组件420被容纳在外壳410中，并且在充电/放电操作期间产生差动电压。
参考图4B，外壳410包括由金属例如铝制成的核心段410a，在核心段410a上部或外部表面处形成的热粘合层410b，以及在核心段410a下部或内部表面处形成的绝缘层410c。热粘合层410b用作粘结层，并且由聚合树脂制成，例如包括铸塑(casted)聚丙烯的改性聚丙烯。绝缘层410c由树脂构成，例如尼龙或聚乙二醇对酞酸酯(PET)。然而，本发明不限制外壳410的结构和材料。另外，外壳410包括具有用于容纳电极组件420的腔411a的主体411和用于覆盖具有腔411a的主体411的盖412。用于容纳电极组件420的腔411a通过压制过程形成。在将电极组件420容纳在主体411的腔411a中之后，将盖412置于主体411上并使它们彼此粘合。
电极组件420包括涂有正极活性物质或负极活性物质的第一电极板421(例如，在第一电极板421上涂有正极活性物质)、涂有正极活性物质或负极活性物质的第二电极板422(例如，在第二电极板422上涂有负极活性物质)、以及插入在第一电极板421和第二电极板422之间的隔板423，以便防止在第一电极板421和第二电极板422之间发生短路，同时仅仅允许锂离子通过。隔板423从第一电极板421和第二电极板422在向上和向下的方向上突出，并且隔板423上段的突出宽度与隔板423下段的突出宽度不同，其中隔板423上段从第一电极板421和第二电极板422向上突出，隔板423下段从第一电极板421和第二电极板422向下突出。隔板423上段的突出宽度可以大于隔板423下段的突出宽度。
另外，第一电极板421、第二电极板422和隔板423以大体上圆柱的结构一起卷绕，然后被容纳在外壳410中。第一电极板421装备有第一电极接头421a。一般而言，第一电极接头421a由铝制成，并且从第一电极板421以预定长度向上突出以便用作正极接头或负极接头。例如，第一电极接头421a用作正极接头。第二电极板422装备有第二电极接头422a。一般而言，第二电极接头422a由镍制成，并且从第二电极板422以预定长度向下突出以便用作正极接头或负极接头。例如，第二电极接头422a用作负极接头。用于第一电极接头421a和第二电极接头422a的材料不限于所描述的材料。绝缘带424环绕第一电极接头421a和第二电极接头422a的预定部分而附着，其从电极组件420突出，以便防止在第一电极板421和第二电极板422之间以及外壳410和第一电极接头421a与第二电极接头422a之间发生短路。
在将电极组件420容纳在以袋状形式的外壳410中之后，第一电极接头421a和第二电极接头422a的预定部分以预定长度从外壳410中伸出。
同时，虽然在附图中没有说明，但是具有根据本发明的一个实施例的电极组件的袋型锂二次电池可以包括保护电路模块。采用保护电路模块以便控制充电和放电操作以及电极组件420的故障。例如，如果从电极组件420上检测到过电流，则保护电路模块切断过电流。一般而言，保护电路模块具有各种保护电路。另外，保护电路模块被电连接到电极组件420的第一电极接头421a和第二电极接头422a上。
如上所述，根据具有根据本发明一个方面的电极组件420的袋型锂二次电池400，外壳410能够通过电极组件420的运动而防止破裂，即使由于袋型锂二次电池400的掉落对该袋型锂二次电池400施加了外部撞击。特别是，根据本发明的一个方面，外壳410密封的状态甚至能够在从外壳410伸出的第一电极接头421a和第二电极接头422a的位置上被安全地保持，所以能够改善袋型锂二次电池400的可靠性和稳定性。
如上所述，本发明的多个方面能够提供一种电极组件和具有该电极组件的锂二次电池，其能够通过保护锂二次电池免受在用户将锂二次电池掉落到地面上时对其施加的外部撞击来改善锂二次电池的可靠性和稳定性。
虽然已经示出和描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以在该实施例中进行改变，本发明的范围在权利要求书及其等同物中进行限定。
权利要求
1.一种胶状卷绕型电极组件，包括第一电极板；第二电极板；以及插入在第一电极板和第二电极板之间以便使第一电极板与第二电极板绝缘的隔板，其中该隔板包括从第一电极板和第二电极板的上部以上部突出宽度突出的上段以及从第一电极板和第二电极板的下部以下部突出宽度突出的下段，以及其中上部突出宽度不同于下部突出宽度。
2.如权利要求1所述的胶状卷绕型电极组件，其中隔板的上部突出宽度大于隔板的下部突出宽度。
3.如权利要求1所述的胶状卷绕型电极组件，其中隔板的上部突出宽度大于隔板的下部突出宽度0.3-1.0mm。
4.如权利要求1所述的胶状卷绕型电极组件，其中隔板的上部突出宽度在1.0-2.0mm的范围内。
5.如权利要求1所述的胶状卷绕型电极组件，其中隔板的下部突出宽度在1.0-2.0mm的范围内。
6.如权利要求1所述的胶状卷绕型电极组件，还包括第一电极接头，其被附于第一电极板并且从其中以预定长度突出；以及第二电极接头，其被附于第二电极板并且从其中以预定长度突出，其中绝缘带环绕第一电极接头和第二电极接头的预定部分而附着，以便防止在第一电极板和第二电极板之间发生短路。
7.一种胶状卷绕型电极组件，包括第一电极板；第二电极板；以及插入在第一电极板和第二电极板之间以便使第一电极板与第二电极板绝缘的隔板，其中该隔板包括从第一和第二电极板上部以上部突出宽度突出的上段以及从第一和第二电极板下部以下部突出宽度突出的下段，以及其中上部突出宽度大于下部突出宽度，并且其中隔板的上部突出宽度相对于隔板的总宽度在2-4％的范围内。
8.如权利要求7所述的胶状卷绕型电极组件，其中隔板的上部突出宽度是隔板的下部突出宽度的1.3-2倍。
9.如权利要求7所述的胶状卷绕型电极组件，其中隔板的下部突出宽度相对于隔板的总宽度在2-3％的范围内。
10.如权利要求7所述的胶状卷绕型电极组件，还包括第一电极接头，其被附于第一电极板并且从其中以预定长度突出；以及第二电极接头，其被附于第二电极板并且从其中以预定长度突出，其中绝缘带环绕第一电极接头和第二电极接头的预定部分而附着，以便防止在第一电极板和第二电极板之间发生短路。
11.一种二次电池，包括胶状卷绕型电极组件，其包括第一电极板、第二电极板以及插入在第一电极板和第二电极板之间以便使第一电极板与第二电极板绝缘的隔板，该隔板包括从第一电极板和第二电极板上部以上部突出宽度突出的上段以及从第一电极板和第二电极板下部以下部突出宽度突出的下段，以及其中上部突出宽度不同于下部突出宽度；以及在其中容纳该电极组件的外壳。
12.如权利要求11所述的二次电池，其中隔板的上部突出宽度大于隔板的下部突出宽度。
13.如权利要求11所述的二次电池，其中隔板的上部突出宽度大于隔板的下部突出宽度0.3-1.0mm。
14.如权利要求11所述的二次电池，其中隔板的上部突出宽度是隔板的下部突出宽度的1.3-2倍。
15.如权利要求11所述的二次电池，其中隔板的上部突出宽度相对于隔板的总宽度在2-3％的范围内。
16.如权利要求11所述的二次电池，其中隔板的下部突出宽度相对于隔板的总宽度在2-3％的范围内。
17.如权利要求11所述的二次电池，还包括第一电极接头，其被附于第一电极板并且从其中以预定长度突出；以及第二电极接头，其被附于第二电极板并且从其中以预定长度突出，其中绝缘带环绕第一电极接头和第二电极接头的预定部分而附着，以便防止在第一电极板和第二电极板之间发生短路。
18.如权利要求11所述的二次电池，其中外壳选自由圆柱型外壳、方型外壳和袋型外壳组成的组。
全文摘要
一种电极组件和具有该电极组件的锂二次电池通过保护锂二次电池免受在用户将锂二次电池掉落到地面上时对其施加的外部撞击来改善锂二次电池的可靠性和稳定性。电极组件包括第一电极板、第二电极板和插入在第一电极板和第二电极板之间以便使第一电极板与第二电极板绝缘的隔板。隔板上段的突出宽度大于隔板下段的突出宽度，隔板上段从第一电极和第二电极向上突出，隔板下段从第一电极和第二电极向下突出。
文档编号H01M10/40GK1901266SQ20061011088
公开日2007年1月24日 申请日期2006年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者宋民镐 申请人:三星Sdi株式会社