专利名称：电极板制造方法和使用该方法制造的电极板的制作方法
技术领域：
实施例涉及一种电极板制造方法和使用该方法制造的电极板。
背景技术：
二次电池包括电极组件，电极组件具有正极、负极和在它们之间的分隔件。电极组件包括连接到正极的正极接线片和连接到负极的负极接线片。通常，通过使用根据电极的设定图案制造的冲裁模(blanking mold)形成正极和负极来制造堆叠型电极组件。正极和负极在电极集流体的两侧处具有未涂覆部分，活性材料层设置在电极集流体的中部处。对电极集流体执行半宽度分切操作(half width slitting operation)。在半宽度分切操作之后，根据电极图案的形状来切割电极集流体。 在真空室中以特别设定的温度干燥经切割的电极集流体，以形成电极板(正极板和负极板)。这时，需要使用传送设备将电极板传送到真空室。另外，当在电极集流体的两侧处形成未涂覆部分时，难以相对于彼此调节未涂覆部分的宽度。当根据电极板的图案来切割电极集流体时，未涂覆部分的损失区域增加。因此，电极板的制造成本会增加，且电极板的生产率会降低。
发明内容
本发明的一方面提供一种电极板制造方法和使用该方法制造的电极板，其允许利用活性材料涂覆两个区域以在电极集流体的中部处沿电极集流体的纵向形成未涂覆部分， 并允许以使未涂覆部分的损失部分最小化的方式来执行冲裁工艺。本发明的另一方面提供一种电极板制造方法和使用该方法制造的电极板，其允许在每个活性材料区域中通过冲裁同时形成多个电极板。根据至少一个实施例，一种电极板制造方法包括如下步骤使用引导电极集流体的辊来提供电极集流体；利用活性材料涂覆电极集流体的第一区域和第二区域，第一区域和第二区域设置在未涂覆部分的两侧处，未涂覆部分在电极集流体的表面的中部处沿涂覆方向延伸；修整经涂覆的电极集流体的边缘；干燥经修正的电极集流体的通过涂覆活性材料形成的活性材料层；在干燥步骤之后执行冲裁工艺，以形成电极板。涂覆第一区域和第二区域的步骤可以包括设定第一区域和第二区域的涂覆宽度， 以在电极集流体的侧边处形成第二未涂覆部分。修整边缘的步骤可以包括使用按压构件来处理所述边缘。修整边缘的步骤可以包括使用按压构件来按压电极集流体，其中，所述按压构件包括活性材料按压部件，与电极集流体的第一部分和第二部分对应；未涂覆部分按压部件，与设置在电极集流体的中部处的未涂覆部分对应；切割部件，用于切割电极集流体的边缘。在执行冲裁工艺的步骤中，电极集流体的第一区域可以与第一电极板的活性材料层对应，电极集流体的第二区域可以与第二电极板的活性材料层对应，第一电极板的引线部件和第二电极板的引线部件可以设置在置于电极集流体的中部处的未涂覆部分中。第一电极板的引线部件和第二电极板的引线部件可以彼此交替地设置在置于电极集流体的中部处的未涂覆部分中。所述电极板制造方法还可以包括在未涂覆部分中设定将形成第一电极板的引线部件的一部分和将形成第二电极板的引线部件的一部分，其中，当在第一区域中沿电极集流体的纵向通过冲裁工艺连续地形成具有相同形状的多个第一电极板时，将多个第二电极板的引线部件设置为所述多个第二电极板的引线部件和所述多个第一电极板的弓I线部件彼此交替地设置。可以沿与电极集流体的纵向垂直的方向同时通过冲裁工艺来形成第一电极板和第二电极板。根据至少一个实施例，提供了一种使用如上所述的电极板制造方法制造的电极板。
为了提供对本公开的进一步理解而包括了附图，且将附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的示例性实施例，且与描述一起用于说明本公开的原理。在附图中图1是示出根据实施例的制造电极板的方法的流程图；图2是示出图1的方法的示意图；图3是示出图1的电极板涂覆有活性材料的状态的示意图；图4是示出图1的电极板被修整过的状态的示意图；图5是示出图4的按压构件的示意图；图6是示出冲裁图1的电极板的示意图。
具体实施例方式于2010年12月30日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0138583号、题为“ELECTRODE PLATE FABRICATING METHOD AND ELECTRODE PLATE FABRICATED USING ELECTRODE PLATE FABRICATING METHOD” (电极板制造方法和使用该电极板制造方法制造的电极板)的韩国专利申请通过引用全部包含于此。现在将参照附图来更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式来实施，且不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底和完整的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。下文中，将参照附图详细描述实施例。现在，将首先描述根据实施例的电极板制造方法。图1是示出根据实施例的制造电极板的方法的流程图。图2是示出图1的方法的示意图。图3是示出图1的电极板涂覆有活性材料的状态的示意图。图4是示出图1的电极板被修整过的状态的示意图。图5是示出图4的按压构件的示意图。图6是示出冲裁图 1的电极板的示意图。参照图1至图6，在根据实施例的电极板制造方法中，在操作SlO中提供电极集流体，在操作S20中执行利用活性材料的涂覆工艺，在操作S30中执行修整工艺，在操作S40 中执行干燥工艺，在操作S50中通过冲裁工艺形成电极板。
在操作SlO中，通过引导辊2和4以恒定的张力提供电极集流体10。电极集流体 10包括诸如公知的金属箔的金属片。电极集流体10包含铝或镍，以形成正极板。电极集流体10包含铜、镍或不锈钢，以形成负极板。例如，正极集流体包括铝箔，负极集流体包括铜箔。在操作S20中，利用包含活性材料的浆料涂覆电极集流体10的表面。这时，在电极集流体10的中部上沿电极集流体10的纵向形成没有利用活性材料涂覆的未涂覆部分7。 在操作S20中，利用活性材料涂覆的第一区域5和第二区域6形成为在它们之间具有未涂覆部分。在操作S20中，可以设定第一区域5和第二区域6的涂覆宽度以在电极集流体10 的侧边处形成第二未涂覆部分8。第二未涂覆部分8可以具有大约5mm的宽度。在将要描述的操作S30中去除第二未涂覆部分8。在操作S20中，可以利用槽模(slot die) 20以恒定的厚度均勻地涂覆活性材料。 槽模20与电极集流体10的涂覆方向垂直。槽模20的阻挡块(block)可以设置在浆料排放所通过的缝隙的中部处。在电极集流体10的表面上的涂覆有浆料的区域被阻挡块一分为二。可选择地，可以将槽模20设置为与第一区域5和第二区域6对应的两个。通过将正极活性材料或负极活性材料与导电材料混合来形成浆料。将复合化合物用作正极活性材料。将诸如LiCo02、LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1^xCoxO2 (0 < χ < 1)和LiMnA的复合氧化物用作所述复合化合物。锂、可以与锂合金化的金属、过渡金属氧化物、允许利用锂进行掺杂的材料和没有掺杂锂的材料、与锂可逆地反应以形成化合物的材料、或允许利用锂离子可逆地执行嵌入/ 脱出过程的材料可以用作负极活性材料。可以与锂合金化的材料可以是从由Na、K、Rb、Cs、 Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、Ag、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi 及它们的混合物组成的组中选择的一种。过渡金属氧化物，允许利用锂进行掺杂的材料和没有掺杂锂的材料、与锂可逆地反应以形成化合物的材料可以是氧化钒、氧化锂钒、Si、Si0x(0 < χ < 2)、含硅金属合金、Sn、SnO2和复合锡合金。然而，本公开不限于所述正极活性材料和负极活性材料。在操作S30中，利用按压构件30处理经涂覆的电极集流体10的边缘。按压构件 30增加电极集流体10与设置在第一区域5和第二区域6中的活性材料之间的粘附力，并从边缘去除第二未涂覆部分8。按压构件30包括上辊31和下辊32。上辊31和下辊32可以具有相同的形状。按压构件30使用上辊31和下辊32来按压电极集流体10，因此在第一区域5和第二区域6中增加了经涂覆的电极集流体10的容量密度，并增加了电极集流体10与设置在第一区域5和第二区域6中的活性材料之间的粘附力。在当前实施例中，因为电极集流体 10的表面在第一区域5和第二区域6中涂覆有活性材料，所以现在将描述形状与第一区域 5和第二区域6对应的上辊31。上辊31包括未涂覆部分按压部件33、台阶式部件34、活性材料按压部件35、切割部件36。未涂覆部分按压部件33与未涂覆部分7对应，台阶式部件34与因设置在未涂覆部分7的两侧处的第一区域5和第二区域6所导致的厚度差对应。
活性材料按压部件35与电极集流体10的第一区域5和第二区域6对应。活性材料按压部件35按压第一区域5和第二区域6，以增加容量密度。切割部件36使用高度差来切割设置在电极集流体10的边缘处的第二未涂覆部分 8。可选择地，可以以不形成第二未涂覆部分8的方式利用活性材料涂覆电极集流体10。因此，不管是否形成了第二未涂覆部分8，切割部件36也对电极集流体10的边缘进行处理。切割部件36可以包括切割构件。切割构件可以去除在使用按压构件30处理边缘时形成的毛边(burr)。下辊32设置在电极集流体10下方，并与上辊31—起以恒定的压强进行按压。在操作S40中，在真空室VD 40中干燥电极集流体10。此时，因为尚未根据电极板的形状或宽度分切(slit)电极集流体10，所以可以在真空室VD 40中从第一区域5和第二区域6去除溶剂和水分而没有使电极集流体10劣化(deviation)。在操作S50中，根据电极板的形状，通过冲裁构件50在电极集流体10上执行冲裁工艺，以形成电极板60、61a、61b、63、63a、63b。在操作S50中，电极集流体10的第一区域5与第一电极板(也通过60来指示) 的活性材料层61对应，第二区域6与第二电极板(也通过63来指示)的活性材料层64对应。此时，第一电极板60的引线部件62和第二电极板63的引线部件65设置在置于电极集流体10的中部处的未涂覆部分7中。可以通过在第一区域5中的电极集流体10上沿电极集流体10的纵向连续执行冲裁工艺来形成第一电极板60。此时，第一电极板60的活性材料层61设置在第一区域5中， 第一电极板60的引线部件62设置在未涂覆部分7中。当在第一区域5中连续地形成多个第一电极板(也通过60、60a、60b来指示)时，在未涂覆部分7中形成除了第一电极板60、 60a、60b的引线部件62、6h、62b之外的损失区域。将形成在第二区域6中的第二电极板 (也通过63、63a、6;3b来指示)的引线部件65、6如、6恥设置在该损失区域中。因为在未涂覆部分7中第一电极板60的引线部件62与第二电极板63的引线部件65交替地设置，所以除了引线部件62和65之外的损失区域被最小化。因为第一电极板60和第二电极板63对应于与电极集流体10的纵向垂直的虚线 B、C，所以冲裁构件50可以同时对2至4个电极板执行冲裁工艺。此时，可以根据设定同时形成多个电极板，且在本公开的范围中不限制同时形成的电极板的数量。根据当前的实施例制造的第一电极板60包括活性材料层61和引线部件62，其中， 活性材料层61和引线部件62形成在电极集流体10的至少一个表面上。可以使用该电极板制造方法同时形成第一电极板60和第二电极板63。虽然制造的电极板的数量不受限制， 但是现在将针对第一电极板60和第二电极板63来描述该电极板制造方法，以展示出该电极板制造方法使未涂覆部分7的损失区域最小化。当使用该电极板制造方法制造第一电极板60时，利用活性材料涂覆电极集流体 10上的两个涂覆部分，且在所述两个涂覆区域之间设置未涂覆部分7。如图6中所示，可以在由虚线B、C限定的区域中形成第一电极板60和第二电极板 63。在由虚线B、C限定的区域内的第一区域5中设置第一电极板60的活性材料层61。在由虚线B、C限定的区域内的第二区域6中设置第二电极板63的活性材料层64。在未涂覆部分7中设置引线部件62和65。第二电极板63的引线部件65设置在置于虚线B、C之间的除了第一电极板60的引线部件62之外的未涂覆部分7中。因此，使在虚线B、C之间的未涂覆部分7的损失区域最小化。根据实施例，将涂覆有活性材料的区域分为两个区域，以在电极集流体的中部处沿电极集流体的纵向形成未涂覆部分，在电极集流体的未涂覆部分中彼此交替地设置与所述两个区域对应的电极板的引线部件，因此，可以使未涂覆部分的损失区域最小化。另外，根据实施例，因为可以通过冲裁工艺同时形成在每个活性材料区域内的沿电极集流体的纵向的电极板，所以可以减少制造工艺的道数，因此改善了电极板的生产率。已经在此描述了示例性实施例，虽然采用了特定的术语，但是以一般性、描述性的方式且不是意在限制地使用它们，并将以一般性、描述性的方式且不是意在限制地来解释它们。因此，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。
权利要求
1.一种电极板制造方法，该电极板制造方法包括如下步骤使用引导电极集流体的辊来提供电极集流体；利用活性材料涂覆电极集流体的第一区域和第二区域，第一区域和第二区域设置在未涂覆部分的两侧处，未涂覆部分在电极集流体的表面的中部处沿涂覆方向延伸；修整经涂覆的电极集流体的边缘；干燥经修正的电极集流体的通过涂覆活性材料形成的活性材料层；在干燥步骤之后执行冲裁工艺，以形成电极板。
2.如权利要求1所述的电极板制造方法，其中，涂覆第一区域和第二区域的步骤包括设定第一区域和第二区域的涂覆宽度，以在电极集流体的侧边处形成第二未涂覆部分。
3.如权利要求1所述的电极板制造方法，其中，修整边缘的步骤包括使用按压构件来处理所述边缘。
4.如权利要求3所述的电极板制造方法，其中，修整边缘的步骤包括使用按压构件来按压电极集流体，所述按压构件包括活性材料按压部件，与电极集流体的第一部分和第二部分对应；未涂覆部分按压部件，与设置在电极集流体的中部处的未涂覆部分对应；切割部件，用于切割电极集流体的边缘。
5.如权利要求1所述的电极板制造方法，其中，在执行冲裁工艺的步骤中，电极集流体的第一区域与第一电极板的活性材料层对应，电极集流体的第二区域与第二电极板的活性材料层对应，第一电极板的引线部件和第二电极板的引线部件设置在置于电极集流体的中部处的未涂覆部分中。
6.如权利要求5所述的电极板制造方法，其中，第一电极板的引线部件与第二电极板的引线部件彼此交替地设置在置于电极集流体的中部处的未涂覆部分中。
7.如权利要求6所述的电极板制造方法，所述电极板制造方法还包括在未涂覆部分中设定将形成第一电极板的引线部件的一部分和将形成第二电极板的引线部件的一部分，其中，当在第一区域中沿电极集流体的纵向通过冲裁工艺连续地形成具有相同形状的多个第一电极板时，与所述多个第一电极板的引线部件彼此交替地设置第二电极板的引线部件。
8.如权利要求7所述的电极板制造方法，其中，沿与电极集流体的纵向垂直的方向同时通过冲裁工艺来形成第一电极板和第二电极板。
9.一种使用如权利要求1至权利要求8中的任意一项权利要求所述的电极板制造方法制造的电极板。
全文摘要
本发明公开了一种电极板制造方法和使用该方法制造的电极板。该电极板制造方法包括使用引导电极集流体的辊来提供电极集流体；利用活性材料涂覆电极集流体的第一区域和第二区域，第一区域和第二区域设置在未涂覆部分的两侧处，未涂覆部分在电极集流体的表面的中部处沿涂覆方向延伸；修整经涂覆的电极集流体的边缘；干燥经修正的电极集流体的通过涂覆活性材料形成的活性材料层；在干燥步骤之后执行冲裁工艺，以形成电极板。
文档编号H01M4/02GK102544434SQ20111009627
公开日2012年7月4日 申请日期2011年4月18日 优先权日2010年12月30日
发明者郑惠景 申请人:三星Sdi株式会社