包含具有不同焊接部形状的正极和负极的电极组件及包含所述电极组件的二次电池的制作方法

包含具有不同焊接部形状的正极和负极的电极组件及包含所述电极组件的二次电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电极组件，其包含：多个交替布置的正极板和负极板；放置在正极板与负极板之间的隔膜；多个分别在正极板上形成的正极极耳；多个分别在负极板上形成的负极极耳；连接到所述正极极耳的正极引线；连接到所述负极极耳的负极引线，其中正极极耳和负极极耳分别连接到所述正极引线和负极引线的焊接部具有不同形状，或正极极耳和负极极耳的种类是相同的并且正极引线和负极引线的种类是不同的。
【专利说明】包含具有不同焊接部形状的正极和负极的电极组件及包含所述电极组件的二次电池

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包含具有不同焊接部形状的正极和负极的电极组件及包含所述电极组件的二次电池，更具体地，本发明涉及如下的一种电极组件，其包含:多个交替布置的正极板和负极板；放置在正极板与负极板之间的隔膜；多个分别在正极板上形成的正极极耳；多个分别在负极板上形成的负极极耳；连接到所述正极极耳的正极引线；连接到所述负极极耳的负极引线，其中正极极耳和负极极耳分别连接到所述正极引线和负极引线的焊接部具有不同形状，或正极极耳和负极极耳的种类是相同的并且正极引线和负极引线的种类是不同的。

【背景技术】
[0002]随着移动设备技术的不断发展，对其要求不断增加，对作为能源的二次电池的需求正迅速增加。在这些二次电池中，锂二次电池具有高的能量密度和工作电压、长循环寿命和低自放电率，是可商购的并且应用广泛。
[0003]此外，随着最近对环境问题的关注增加，正在积极进行对能取代如汽油车辆、柴油车辆等使用矿物燃料的车辆的电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)等的研究，所述使用矿物燃料的车辆是空气污染的主要原因之一。作为EV、HEV等的动力源，主要使用镍金属-氢化物二次电池。然而，正在积极进行对具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池的研究，并且一些锂二次电池是可商购的。
[0004]锂二次电池具有如下结构，其中多孔隔膜放置在正极与负极中的电极组件浸有含锂盐的非水电解质，所述正极与负极各自都包含涂布在集电器的活性材料。作为正极活性材料，主要使用锂钴类氧化物、锂锰类氧化物、锂镍类氧化物、锂复合氧化物等。作为负极活性材料，主要使用碳类材料。
[0005]然而，在使用碳类材料作为负极活性材料的锂二次电池中，在第一充电和放电循环期间，在嵌入到碳类材料的层状结构的一些锂离子中产生不可逆容量，由此放电容量会降低。另外，相对于Li/Li+的电势，碳材料具有约0.1V的低氧化/还原电势，因此在负极表面处非水电解质分解，并且此类碳材料与锂反应以形成涂布在碳材料表面上的层(钝化层或固体电解质界面(SEI)膜)。此类SEI膜的厚度和边界状态根据所用的电解质体系而变化，从而影响充电和放电特性。此外，在需要高输出特性的领域(如电动工具等)所用的二次电池中，由于这种具有小厚度的SEI膜，电阻增加，因此可能产生速率决定步骤(RDS)。此外，在负极表面产生锂化合物，因此随着重复充电和放电，锂的可逆容量逐渐减小，因此放电容量降低，并且发生循环劣化。
[0006]同时，作为具有结构稳定性和良好循环性能的负极材料，考虑使用锂钛氧化物(LTO)。在包含此类LTO作为负极活性材料的锂二次电池中，负极相对于Li/Li+的电势具有相对较高的约1.5伏的氧化/还原电势，因此电解质的分解难以发生，并且由于其晶体结构稳定性而获得优良循环特性。
[0007]此外，现有负极活性材料通过涂布在铜箔上而被使用，而LTO可以作为负极活性材料通过涂布在铝箔上而被使用。
[0008]然而，用肉眼难以区分包含涂布在铝箔上的正极活性材料的正极与LTO负极。此夕卜，也可以使用铝引线，因此LTO负极被误认为是正极，从而在模块组装或电连接用布线过程中，正极和负极的位置可能被混淆。
[0009]因此，目前迫切需要发展技术以从根本上满足这样的要求。


【发明内容】

[0010]技术问题
[0011]本发明的目的是解决相关技术的上述问题，并实现长期以来一直寻求的技术目的。
[0012]作为多种广泛和深入的研究和实验的结果，本发明的发明人确认，如下所述，当正极和负极具有不同的焊接形状或正极引线和负极引线的种类不同时，可获得所需的效果，从而完成了本发明。
[0013]技术方案
[0014]根据本发明的一个方面，提供一种电极组件，其包含:多个交替布置的正极板和负极板；放置在正极板与负极板之间的隔膜；多个分别在正极板上形成的正极极耳；多个分别在负极板上形成的负极极耳；连接到所述正极极耳的正极引线；连接到所述负极极耳的负极引线，其中正极极耳和负极极耳分别连接到所述正极引线和负极引线的焊接部具有不同的形状。
[0015]在多个电极板电连接以构成电极组件的电池中，电连接通常以多个从电极板突出的电极极耳被连接到单个电极引线的方式构造。在本发明中，电极极耳和正极和负极的电极引线之间的焊接部具有不同的形状，因此可以容易地区分正极与负极。
[0016]焊接部的形状没有特别限制，只要它们能够使正极与负极区分即可。例如，当俯视观察时，形状的实例包括但不限于:平行于电极板的上端的至少一条直线、垂直于电极板的上端的至少一条直线、相对于电极板的上端倾斜预定角度的至少一条斜线、至少一个圆形和至少一个多边形。
[0017]当焊接部形状是相对于电极板的上端倾斜预定角度的至少一条斜线时，该斜线倾斜的角度可以为大于0°至小于90°，特别是10°至80°C，更特别地是30°至60°。
[0018]构成正极极耳和负极极耳以及正极引线和负极引线的材料可以不同，特别地，可以相同，例如铝。
[0019]本发明还提供了一种电极组件，其包含:多个交替布置的正极板和负极板；放置在正极板与负极板之间的隔膜；多个分别在正极板上形成的正极极耳；多个分别在负极板上形成的负极极耳；连接到所述正极极耳的正极引线；以及连接到所述负极极耳的负极引线，其中正极极耳和负极极耳的种类是相同的，并且正极引线和负极引线的种类是不同的。
[0020]在一个具体实施方案中，电极极耳的种类没有限制，特别地，电极极耳可以由铝制成。正极引线和负极引线的种类没有限制，例如其中一个可以是镍引线，而另一个可以是铝引线。
[0021]正极极耳和负极极耳的位置没有限制。例如，当制造电极组件时，当俯视观察时，正极极耳和负极极耳可被安置于电极组件的横向方向的端部，分别安置于所述电极组件的彼此相对的相对端部，或者分别安置于电极组件彼此垂直的端部。
[0022]同时，当焊接部具有不同的形状或正极引线和负极引线的种类不同时，有可能在模块组装或电连接用布线过程中，区分正极与负极。然而，在将正极引线和负极引线分别焊接到正极极耳和负极极耳的情况下，当正极极耳和负极极耳由相同的材料构成时，用肉眼难以区分正极极耳与负极极耳，因此交叉焊接的可能性很高。
[0023]因此，为了解决上述问题，在一个具体实施方案中，正极极耳和负极极耳可具有不同的形状，或者可以相对于电极表面不对称地安置。
[0024]正极极耳和负极极耳的形状没有特别限制，只要能区分正极极耳与负极极耳即可。例如，正极极耳和负极极耳可具有不同的多边形，其中任何一种可以具有带有弧形端部的形状，或者正极极耳和负极极耳可具有弯曲的形状，使得正极引线和负极引线相对于电极表面不对称地安置。此外，为了便于焊接，正极极耳和负极极耳可具有梯形形状、向上逐渐变细的漏斗形状、扇形形状、蘑菇形状等，使得正极极耳和负极极耳的焊接部具有宽的宽度。
[0025]本文中所用的表述“正极极耳和负极极耳相对于电极表面不对称地安置”是指正极极耳和负极极耳相对于在上下方向穿过所述电极组件中心(即电极表面的中心点)的轴不对称地偏置。
[0026]由于这样的构造，例如，假设当电极极耳不对称地安置时电极组件对半折叠，电极极耳不相互重叠。
[0027]在一个实施方案中，正极极耳和负极极耳可以如下方式形成，当制造电极组件时，正极极耳安置在比形成有负极极耳的电极表面长的电极表面上，或负极极耳安置在比形成有正极极耳的电极表面长的电极表面上。
[0028]虽然本发明的目的可以通过上述构造完全实现，但在一个具体实施方案中，正极引线和负极引线可以具有不同的形状或相对于电极表面不对称地安置，以更容易地区分负极与正极。
[0029]正极引线和负极引线的形状没有特别限制。例如，正极引线和负极引线可以具有不同的多边形，或其中任一个可以具有带有弧形端部的形状。
[0030]相对于电极表面不对称地安置正极引线和负极引线的方法没有特别限制。例如，可以实现此类构造，使得正极引线或负极引线可以具有弯曲的形状，或如上所述，两种电极极耳可以不对称地安置。
[0031]在焊接部处的电极极耳和电极引线的宽度可以相同或可以不同，使得电极极耳具有比电极引线宽的宽度，或电极引线具有比电极极耳宽的宽度。在这方面，在电极极耳和电极引线具有不同宽度的情况下，当使用袋作为电池盒时，所述袋可被撕裂，因此在这种情况下，边缘部可以用绝缘带等卷绕。
[0032]在下文中，将说明电极组件的其它部件。
[0033]通过在正极集电器上涂布正极活性材料、导电材料和粘合剂的混合物，并将经涂布的集电器进行干燥和压制，从而制造正极板。如需要，混合物可进一步包含填料。
[0034]正极集电器一般制成3至500 μ m的厚度。正极集电器没有特别限制，只要它不在制成的电池中引起化学变化并且具有高导电性即可。例如，正极集电器可以由不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、或用碳、镍、钛、银等进行表面处理的铝或不锈钢制成。正极集电器表面可具有细小的不规则处，以提高正极活性材料与正极集电器之间的粘合。此外，正极集电器可以以任意不同的形式使用，所述不同的形式包括膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫和无纺布。
[0035]正极活性材料的实例可以包括但不限于，层状化合物如锂钴氧化物(LiCoO2)和锂镍氧化物(LiN12)，或经一种或多种过渡金属置换的化合物；锂锰氧化物，如式Li1+xMn2_x04的化合物，其中O彡X彡0.33，LiMn03、LiMn203和LiMnO2 ;锂铜氧化物(Li2CuO2);钒氧化物，例如LiV3O8、LiV304、V2O5和Cu2V2O7 ;具有式LiNipxMxO2的镍位点型锂镍氧化物，其中M = Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，并且0.01彡x彡0.3 ;具有式LiMn2^xMxO2的锂锰复合氧化物，其中M = Co、N1、Fe、Cr、Zn或Ta，并且0.01 ^ x ^ 0.1，或具有式Li2Mn3MO8的锂锰复合氧化物，其中M = Fe、Co、N1、Cu或Zn ;具有式LiNixMn2_x04的尖晶石结构的锂锰复合氧化物，其中0.01彡X彡0.6 ;—些锂原子被碱土金属离子置换的LiMn2O4 ;二硫化物；和Fe2 (MoO4) 3。
[0036]在一个具体实施方案中，正极活性材料可以是尖晶石结构的锂锰复合氧化物，其为高电位氧化物，由下式I表示:
[0037]LixMyMn2_y04_人(I)
[0038]其中0.9 彡 X 彡 1.2，0〈y〈2，O ( ζ〈0.2 ；
[0039]M 是至少一种选自 Al、Mg、N1、Co、Fe、Cr、V、T1、Cu、B、Ca、Zn、Zr、Nb、Mo、Sr、Sb、W、Ti和Bi中的元素；以及
[0040]A为至少一种一价阴离子或二价阴离子。
[0041]特别地，锂锰复合氧化物可以是由下式2表示的锂镍锰复合氧化物，更具体地为LiNia5Mnh5O4 或 LiNia4Mnh6CV
[0042]LixNiyMn2_y04 (2)
[0043]在上式2中，0.9彡X彡1.2，0.4彡y彡0.5。
[0044]在另一个实施方案中，正极活性材料可以是由式3和4表示的氧化物中的至少一种，特别是选自 LiNiV3Mrv3Cov3O2^iNia6Coa2Mna AaiNia8CoaiMntl.A 和 LiMn2O4 中的至少一种氧化物。
[0045]LUiw-tMriy’CcvM，t02_wA’w (3)
[0046]其中-0.2〈x，〈0.2，0 彡 y，彡 0.4，0 彡 z，彡 0.4，0 彡 t 彡 0.2，0 彡 w 彡 0.05 ;M’
=第一行过渡金属，如Fe、Cr、T1、Zn、V等，Al、Mg等；A’ =第6A族和第7A族元素,如S、Se、F、Cl、I 等，以及
[0047]Li1+x’’Mn2_y’’M，，y’’04_w’A，，w’ (4)
[0048]其中-0.2〈χ，，〈0.2,0 ^ y”〈0.4，O 彡 W，彡 0.05 ;M” =第一行过渡金属，如 Ni,Mn,Fe、Cr、T1、Zn、V 等；A” =第 6A 族和第 7A 族元素，如 S、Se、F、Cl、I 等。
[0049]导电材料的加入量以包含正极活性材料的混合物的总重量计典型地为I?50重量％。导电性材料没有特别限制，只要它不在制成的电池中引起化学变化并且具有导电性即可。导电材料的实例包括但不限于:石墨，如天然或人造石墨；炭黑类材料，如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑和热裂法炭黑；导电纤维，如碳纤维和金属纤维；金属粉末，如氟化碳粉末、铝粉末和镍粉末；导电晶须，如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，如二氧化钛；和聚亚苯基衍生物。
[0050]粘合剂是有助于活性材料与导电材料之间的粘合并有助于活性材料对集电器的粘合的组分。负极粘合剂的加入量以包含负极活性材料的混合物的总重量计典型地可以为I?50重量％。粘合剂的实例包括但不限于:聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
[0051]填料任选地用作抑制正极膨胀的组分。填料没有特别限制，只要它是不会制成的二次电池中引起化学变化的纤维状材料即可。填料的实例包括烯烃类聚合物，如聚乙烯和聚丙烯；和纤维材料，如玻璃纤维和碳纤维。
[0052]通过在负极集电器上涂布负极活性材料并对经涂布的负极集电器进行干燥和压制，从而制造负极板。如需要，除负极活性材料以外，还可以进一步使用上述组分，如导电材料、粘合剂、填料等。
[0053]所述负极集电器一般制成3至500 μ m的厚度。负极集电器没有特别限制，只要它不在制成的电池中引起化学变化并且具有导电性即可。例如，负极集电器可以由如下制成:铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、或用碳、镍、钛、银等进行表面处理的铜或不锈钢、或铝镉合金。类似于正极集电器，负极集电器的表面可具有细小的不规则处，以提高负极活性材料与负极集电器之间的粘合。此外，负极集电器可以任意不同的形式使用，所述不同的形式包括膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫和无纺布。
[0054]负极活性材料的实例包括但不限于:碳，如硬碳和石墨类碳；金属复合氧化物，如LixFe2O3,其中 O 彡 X 彡 l，LixW02，其中I, SnxMe^xMej y0z，其中 Me:Mn、Fe、Pb 或 Ge ；Me，:Al、B、P、S1、第I族、第II族和第III族元素或卤素；0<x彡1，1彡y彡3，1彡z彡8;锂金属；锂合金；硅类合金；锡类合金；金属氧化物，如SnO、SnO2, PbO、PbO2, Pb2O3> Pb3O4,Sb203、Sb204、Sb205、Ge0、Ge02、Bi203、Bi204 和 Bi2O5 ;导电聚合物，如聚乙炔；L1-Co_Ni 类材料；钛氧化物；锂钛氧化物。
[0055]在一个具体实施方案中，负极活性材料可以是由下式5所表示的锂钛氧化物(LTO)，特别是 LiQ.8Ti2.204、Li2.67TiL3304, LiTi2O4' Lil33Til67O4^ Lili4Til71O4 等。然而，负极活性材料的组成和种类没有特别限制，只要负极活性材料能够嵌入/脱嵌锂离子即可。更具体地，负极活性材料可以是在充电和放电过程中晶体结构变化小并且具有优良的可逆性的尖晶石结构LT0，如Li1^3Tih67O4或LiTi204。
[0056]LiaTibO4 (5)
[0057]其中0.5彡a彡3，I彡b彡2.5。
[0058]隔膜设置在正极与负极之间，并且使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘薄膜作为隔膜。隔膜典型地具有0.01?10 μ m的孔径和5至300 μ m的厚度。作为隔膜，使用具有耐化学性和疏水性的由烯烃聚合物例如聚丙烯、玻璃纤维或聚乙烯等制成的薄片或无纺布。当使用如聚合物等固体电解质作为电解质时，固体电解质还可充当隔膜。
[0059]本发明还提供了一种包含上述电极组件的二次电池。具体来说，本发明提供了一种具有如下结构的二次电池，其中电极组件浸有含锂盐的电解质。
[0060]含锂盐的电解质由电解质和锂盐组成。作为电解质，可以使用非水有机溶剂、有机固体电解质、无机固体电解质等，但本发明的实施方案并不限于此。
[0061]例如，所述非水有机溶剂可以是非质子有机溶剂，如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、Y - 丁内酯、1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1，3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯、丙酸乙酯等。
[0062]有机固体电解质的实例包括聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚搅拌赖氨酸(poly agitat1n lysine)、聚酯硫醚、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯和含离子离解基团的聚合物。
[0063]无机固体电解质的实例包括锂(Li)的氮化物、卤化物和硫酸盐，如Li3N、Lil、Li5NI2, Li3N-Li1-L1H, LiS14, LiS14-Li1-L1H, Li2SiS3、Li4S14, Li4S14-Li1-L1H 和Li3P04-Li2S_SiS2。
[0064]所述锂盐为易溶于非水电解质的材料。其实例包括但不限于LiCl、LiBr, Lil、LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6' LiSbF6' LiAlCl4' CH3SO3Li'CF3SO3L1、(CF3SO2) 2N1 1、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂和酰亚胺。
[0065]另外，为了提高充电/放电特性和阻燃性，可以向非水电解质中加入例如吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、正甘醇二甲醚、六磷酰三胺、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的唑烷酮、N, N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等。在一些情况下，为了赋予不燃性，电解质可进一步包括含卤素的溶剂，如四氯化碳和三氟乙烯。此外，为了提高高温储存特性，电解质可进一步包括二氧化碳气体、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、丙烯磺酸内酯(PRS)等。
[0066]在一个具体实施方案中，含锂盐的非水电解质可以通过如下制得:将如LiPF6、LiC104、LiBF4、LiN(S02CF3)2等的锂盐加入到作为高介电溶剂的如EC或PC等的环状碳酸酯与作为低粘度溶剂的如DEC、DMC或EMC等的直链碳酸酯的混合溶剂中。

【专利附图】

【附图说明】
[0067]图1示出根据本发明各种实施方案的电极组件的局部平面图以展示焊接部的形状；
[0068]图2是根据本发明的一个实施方案的电极组件的视图；
[0069]图3是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0070]图4是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0071]图5是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0072]图6是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0073]图7是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0074]图8是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0075]图9是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0076]图10是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图；
[0077]图11是根据本发明的另一实施方案的电极组件的视图。

【具体实施方式】
[0078]现在，将参照附图更详细地说明本发明。提供这些实施例仅用于说明目的并且不应被解释为限制本发明的范围和精神。
[0079]图1示出根据本发明各种实施方案的电极组件的局部平面图以展示焊接部的形状。
[0080]参照图1，第一局部平面图示出，电极极耳连接到电极引线的焊接部具有如下形状，该形状具有相对于电极板的上端倾斜约45°的多条斜线。
[0081]第二局部平面图示出，焊接部具有如下形状，该形状具有与电极板的上端平行的多条直线。第三局部平面图示出，焊接部具有如下形状，该形状具有多个圆。第四局部平面图示出，焊接部具有如下形状，该形状具有多个正方形。
[0082]这些焊接部的形状可以用肉眼区分。例如，当以正极板的焊接部具有第一视图示出的形状并且负极板具有第二、第三和第四视图中示出的形状中的一种的方式制造电极组件时，可以容易地区分正极板与负极板。
[0083]图2至图10分别示出根据本发明的实施方案的电极组件100、200、300、400、500、600、700、800 和 900。
[0084]电极组件100、200、300、400、500、600、700、800和900分别包含堆叠结构，所述堆叠结构包含:正极板110、210、310、410、510、610、710、810和910，从这些正极板中伸出正极极耳 140、240、340、440、540、640、740、840 和 940 ;负极板 120、220、320、420、520、620、720、820和920，从这些负极板中伸出负极极耳150、250、350、450、550、650、750、850和950 ;和设置在正极板 110、210、310、410、510、610、710、810 和 910 与负极板 120、220、320、420、520、620,720,820 和 920 之间的隔膜 130、230、330、430、530、630、730、830 和 930 ;连接到正极极耳 140、240、340、440、540、640、740、840和940 的正极引线 160、260、360、460、560、660、760、860和960，和连接到负极极耳150、250、350、450、550、650、750、850和950的负极引线170、270、370、470、570、670、770、870 和 970。在这方面，正极极耳 140、240、340、440、540、640、740,840和940分别连接到正极引线160、260、360、460、560、660、760、860和960的焊接部具有至少一个圆形形状，并且负极极耳150、250、350、450、550、650、750、850和950分别连接到负极引线170、270、370、470、570、670、770、870和970的焊接部具有如下形状，该形状具有倾斜预定角度的至少一条斜线。因此，由于不同的焊接形状，在模块组装或电连接用布线过程中，很容易分别区分正极引线160、260、360、460、560、660、760、860和960与负极引线 170、270、370、470、570、670、770、870 和 970。
[0085]特别地，首先参照图2，当俯视观察时，正极极耳和负极极耳140和150以及正极引线和负极引线160和170都具有相同的形状，即矩形形状，并且正极极耳和负极极耳140和150具有不同焊接形状。因此，由于这种形状，可以区分正极引线160与负极引线170。
[0086]参照图3，当俯视观察时，正极极耳240具有矩形形状，而负极极耳250具有梯形形状。参照图4，当不对称(A ^ B)地安置时，正极极耳和负极极耳340和350具有相同形状。因此，很容易区分正极极耳240和340与负极极耳250和350，从而可以防止交叉焊接。
[0087]参照图5，当俯视观察时，正极引线460具有带有圆弧端部的形状，而负极引线470具有矩形形状。参照图6，当俯视观察时，正极引线560具有弯曲形状，而负极引线570具有矩形形状。由于正极引线560的弯曲形状，正极引线560与负极引线570不对称(AfB)地安置，使得正极引线和负极引线560和570与沿上下方向穿过电极中心的轴的距离不同。因此，更易于区分正极引线460和560与负极引线470和570。
[0088]参照图7，当俯视观察时，正极极耳640具有向下逐渐变细的漏斗形状，而负极极耳650具有梯形形状。因此，易于区分正极极耳640与负极极耳650。另外，正极极耳640和负极极耳650具有如下形状，其中正极极耳640和负极极耳650的分别朝向正极引线和负极引线660和670的部分具有比朝向电极表面的部分更宽的平均宽度，从而在各个正极极耳和负极极耳640和650与各个引线660和670之间的焊接也是容易的。
[0089]另外，当俯视观察时，正极引线660具有带有圆弧端部的形状，而负极引线670具有矩形形状，因此由于焊接形状不同，更容易区分正极引线660与负极引线670。
[0090]参照图8，当俯视观察时，正极极耳740具有弯曲形状，而负极极耳750具有梯形形状。因此，容易区分正极极耳740与负极极耳750。另外，正极极耳740和负极极耳750具有如下形状，其中正极极耳740和负极极耳750的分别朝向正极引线和负极引线760和770的部分具有比朝向电极表面的部分更宽的平均宽度，从而在相应的正极极耳和负极极耳640和650与相应的引线660和670之间的焊接也是容易的。
[0091]在这方面，虽然正极引线760和负极引线770具有相同的形状，但由于正极极耳740的形状，正极引线760和负极引线770不对称(AfB)地安置，使得正极引线与负极引线760和770与沿上下方向穿过电极中心的轴的距离不同。因此，也容易区别正极引线760与负极引线770。
[0092]参照图9，正极极耳和负极极耳840和850具有相同的形状，但不对称(A ^ B)地安置。因此，易于区分正极极耳840与负极极耳850。另外，正极极耳840和负极极耳850具有如下形状，其中正极极耳840和负极极耳850的分别朝向正极引线和负极引线860和870的部分具有比朝向电极表面的部分更宽的平均宽度，从而在相应的正极极耳和负极极耳840和850与相应的引线860和870之间的焊接也是容易的。
[0093]在这方面，当俯视观察时，正极引线860具有带有弧形端部的形状，而负极引线870具有矩形形状，因此除了焊接形状不同以外，也可以容易地区分正极引线860与负极引线 870。
[0094]同时，参考图10，在制造电极组件900时，正极极耳940和负极极耳950分别安置在电极组件900彼此面对的相对端部。在这种情况下，如图2中所示，正极极耳940连接到正极引线960的焊接部具有至少一个圆形的形状，而负极极耳950被连接到负极引线970的焊接部具有如下形状，该形状具有倾斜预定角度的至少一条斜线，因此可以很容易地区分正极引线960与负极引线970。
[0095]图11是根据本发明的另一实施方案的电极组件10的视图。
[0096]参照图11，电极组件10包括堆叠结构，所述堆叠结构包含:正极板I，从所述正极板I中伸出正极极耳4，负极板2，从所述负极板2中伸出负极极耳5，和安置在正极板I与负极板2之间的隔膜3，连接到正极极耳4的正极引线6，和连接到负极极耳5的负极引线7。在这方面，正极引线6和负极引线7的种类不同，因此在模块组装或电连接用布线过程中容易区分正极引线6与负极引线7。
[0097]这样，即使当正极引线和负极引线的种类不同时，也可采用如上所述的构造，即正极极耳和负极极耳的形状和位置不同，以及正极引线和负极引线的形状和位置不同。
[0098]本领域技术人员可以以上述内容为基础，在本发明的范围内进行各种应用和变化。
[0099]工业实用性
[0100]如上所述，在根据本发明的电极组件中，正极极耳和负极极耳具有不同的焊接形状，或正极引线和负极引线的种类不同，因此可以解决在模块组装或电连接用布线过程中正极和负极的位置混淆问题。因此，可以防止由于如下情况而会发生的短路，所述情况为在模块组装或过放电或过充电过程中正极和负极以错误方式同时连接，所述过放电或过充电是由于在正极与负极之间在相反的方向上施加电压而发生的。
[0101]此外，当正极极耳和负极极耳的形状或位置不同时，也可以防止交叉焊接。
【权利要求】
1.一种电极组件，包含: 多个交替布置的正极板和负极板； 设置在正极板和负极板之间的隔膜； 多个分别在正极板上形成的正极极耳； 多个分别在负极板上形成的负极极耳； 连接到所述正极极耳的正极引线；和 连接到所述负极极耳的负极引线， 其中所述正极极耳和负极极耳分别连接到所述正极引线和负极引线的焊接部具有不同的形状。
2.如权利要求1所述的电极组件，其中当俯视观察时，所述正极极耳和负极极耳的焊接形状是与电极板的上端平行的至少一条直线。
3.如权利要求1所述的电极组件，其中当俯视观察时，所述正极极耳和负极极耳的焊接形状是与电极板的上端垂直的至少一条直线。
4.如权利要求1所述的电极组件，其中当俯视观察时，所述正极极耳和负极极耳的焊接形状是至少一个圆。
5.如权利要求1所述的电极组件，其中所述正极极耳和负极极耳的焊接形状是相对于电极板的上端倾斜预定角度的至少一条斜线。
6.如权利要求1所述的电极组件，其中当俯视观察时，所述正极极耳和负极极耳的焊接形状是至少一个多边形。
7.如权利要求1所述的电极组件，其中构成所述正极极耳和负极极耳的材料是相同的。
8.如权利要求1所述的电极组件，其中构成所述正极引线和负极引线的材料是相同的。
9.一种电极组件，包含: 多个交替布置的正极板和负极板； 设置在正极板与负极板之间的隔膜； 多个分别在正极板上形成的正极极耳； 多个分别在负极板上形成的负极极耳； 连接到所述正极极耳的正极引线；和 连接到所述负极极耳的负极引线， 其中正极极耳和负极极耳的种类是相同的，并且正极引线和负极引线的种类是不同的。
10.如权利要求1或9所述的电极组件，其中所述正极极耳和所述负极极耳具有不同的形状或相对于电极表面不对称地安置。
11.如权利要求1或9所述的电极组件，其中所述正极引线和所述负极引线具有不同的形状或相对于电极表面不对称地安置。
12.如权利要求1或9所述的电极组件，其中所述正极极耳和所述负极极耳具有不同的形状或相对于电极表面不对称地安置，并且所述正极引线和所述负极引线具有不同的形状或相对于电极表面不对称地安置。
13.如权利要求1或9所述的电极组件，其中所述正极板包含作为活性材料的由下式I表示的尖晶石结构的锂锰复合氧化物:
LixMyMn2_y04_zAz (I)
其中 0.9 彡 X 彡 1.2，0〈y〈2，0 ( ζ〈0.2 ； M 是至少一种选自 Al、Mg、N1、Co、Fe、Cr、V、T1、Cu、B、Ca、Zn、Zr、Nb、Mo、Sr、Sb、W、Ti和Bi中的元素；以及 A为至少一种一价阴离子或二价阴离子。
14.如权利要求13所述的电极组件，其中所述式I的锂锰复合氧化物是由下式2表示的锂镍锰复合氧化物(LNMO):
LixNiyMn2_y04 (2) 其中0.9彡X彡1.2,0.4彡y彡0.5。
15.如权利要求14所述的电极组件，其中所述式2的锂镍锰复合氧化物是LiNia5Mnh5O4 或 LiNia4Mnh6CV
16.如权利要求1或9所述的电极组件，其中所述正极板包含作为正极活性材料的由式3和4表示的氧化物中的至少一种:
Li1+X，Niiv _z，_tMny，Coz，M’ t02_wA’ w (3)
其中-0.2〈x，〈0.2，0 彡 y，彡 0.4，0 彡 z，彡 0.4，0 彡 t 彡 0.2，0 彡 w 彡 0.05 ;M’ =第一行过渡金属，如Fe、Cr、T1、Zn、V等，Al、Mg等;A，=第6A族和第7A族元素,如S、Se、F、Cl、I等，以及
Li1+x’’Mn2_y’’M，，y’’04_w’A，，w’ ⑷ 其中-0.2〈Χ，，〈0.2，0 彡 y”〈0.4，0 彡 W，( 0.05 ;M” =第一行过渡金属，如 Ni,Mn,Fe,Cr、T1、Zn、V 等；A” =第 6A 族和第 7A 族元素，如 S、Se、F、Cl、I 等。
17.如权利要求16所述的电极组件，其中所述正极活性材料是选自LiNi1/3Mn1/3Co1/302、LiNia6Coa2Mna2OyLiNia8CoaiMna12 和 LiMn2O4 中的至少一种氧化物。
18.如权利要求1或9所述的电极组件，其中所述负极板包含作为活性材料的由下式5表示的锂钛氧化物(LTO):
LiaTibO4 (5) 其中0.5彡a彡3，I彡b彡2.5。
19.如权利要求18所述的电极组件，其中所述锂钛氧化物是Liu3T^67O4或LiTi204。
20.一种二次电池，其包含权利要求1至19中任一项的电极组件。
【文档编号】H01M2/30GK104137303SQ201380010405
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2012年4月16日
【发明者】任修贤, 李晟珉, 李民熙, 李在宪, 金大洪, 朴兑镇, 金志贤 申请人:株式会社Lg 化学