二次电池的制作方法

本发明涉及一种二次电池。

背景技术：

与不能充电的一次电池不同，二次电池可以充电和放电。以包括单个电池单体的组(pack)的形式封装的低容量二次电池被用作用于各种便携式小尺寸电子装置(诸如，以移动电话或便携式摄像机为例)的电源，具有几十至几百个彼此连接的电池单体的高容量二次电池被用作用于马达驱动(诸如混合动力车辆中的马达驱动)的电源。

这种二次电池包括包含正极和负极的电极组件、容纳电极组件的壳体以及连接到电极组件的电极端子。根据壳体的外部形状，壳体被分类为圆柱型、棱柱型或袋型。其中，袋型二次电池可以被容易地修改为各种形状，并且可以由轻质层压外部材料形成。

在本背景部分中公开的上面的信息仅用于增强对所描述的技术的背景的理解，因此它可能包含不构成对本领域普通技术人员而言在本国已经知道的现有技术的信息。

技术实现要素：

技术问题

本发明提供了一种能够增强安全性和测试可靠性的二次电池。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种二次电池，该二次电池包括：电极组件，第一电极板和第二电极板在电极组件中交替地堆叠；以及壳体，用于容纳电极组件，其中，第一电极板包括定位在电极组件的最外部处的外电极板和定位在电极组件的内部的内电极板，外电极板比内电极板和第二电极板小。

外电极板的横向长度与内电极板的横向长度之间的差可以在从0.5mm至2mm的范围内。

外电极板的纵向长度与内电极板的纵向长度之间的差可以在从0.5mm至2mm的范围内。

多个内电极板的尺寸可以相同，多个第二电极板的尺寸也可以相同。

外电极板可以包括形成在外电极板的面对第二电极板的仅一个表面上的第一活性物质层。

外电极板的至少一端可以定位在与内电极板的一端的位置相同的位置处或比内电极板的一端更向内的位置处。

二次电池还可以包括置于第一电极板与第二电极板之间的隔膜，隔膜在与形成在第一电极板和第二电极板处的集流体接线片突出所沿的方向垂直的方向上延伸，并且以z形构造弯曲。

根据本发明的另一方面，提供了一种二次电池，该二次电池包括：电极组件，第一电极板和第二电极板在电极组件中交替地堆叠；以及壳体，用于容纳电极组件，其中，第一电极板包括定位在电极组件的最外部处的外电极板和定位在电极组件的内部的内电极板，外电极板的至少一端定位在与内电极板的一端的位置相同的位置处或比内电极板的一端更向内的位置处。

外电极板的横向长度与内电极板的横向长度之间的差可以在从0.5mm至2mm的范围内。

外电极板的纵向长度与内电极板的纵向长度之间的差可以在从0.5mm至2mm的范围内。

多个内电极板的尺寸可以相同，多个第二电极板的尺寸也可以相同。

外电极板可以包括形成在外电极板的面对第二电极板的仅一个表面上的第一活性物质层。

有益效果

如上所述，根据实施例的二次电池能够通过在热压期间防止外电极板的变形使得定位在电极组件的最外部处的外电极板形成为比内电极板小来增强安全性和测试可靠性。

附图说明

图1是根据实施例的二次电池的透视图。

图2是根据实施例的电极组件的透视图。

图3是根据实施例的电极组件的剖视图。

图4是根据实施例的电极组件的平面图。

具体实施方式

在下文中，将详细地描述本发明的示例实施例。

本发明的各种实施例可以以许多不同的形式被实施，并且不应该被解释为限于在此所阐述的示例实施例。相反，发明的这些示例实施例被提供使得本发明将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员传达发明的发明构思。

另外，在附图中，为了简洁和清楚，夸大了各种组件的尺寸或厚度。同样的附图标记始终指同样的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。另外，将理解的是，当元件a被称为“连接到”元件b时，元件a可以直接连接到元件b，或者可以存在中间元件c并且元件a和元件b彼此间接连接。

在此所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，并且不旨在成为发明的限制。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”或“包括”和/或它们的变型形式时，说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

为了便于描述，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语旨在涵盖除了图中所描绘的方位之外的在使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定位为“在”所述其它元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以涵盖上方和下方两种方位。

图1是根据实施例的二次电池的透视图。图2是根据实施例的电极组件的透视图。

参照图1和图2，根据实施例的二次电池300包括电极组件100和壳体200。

电极组件100包括第一电极板110、第二电极板120以及置于第一电极板110与第二电极板120之间的隔膜130。电极组件100可以通过堆叠多个第一电极板110和多个第二电极板120来形成。另外，如图2中所示，隔膜130可以为板的形状，并且可以以z形构造被弯曲，从而置于第一电极板110与第二电极板120之间以然后被堆叠。当然，隔膜130也可以像多个第一电极板110和多个第二电极板120一样包括多个隔膜，每个隔膜设置在第一电极板110与第二电极板120之间。另外，为了防止第一电极板110与第二电极板120之间的短路，隔膜130可以被形成为比第一电极板110和第二电极板120大。另外，多个第一电极板110可以被布置为定位在电极组件100的最外部处，即，定位在堆叠的电极组件100的最顶部或最底部处。

每个第一电极板110包括由诸如铝箔的金属箔形成的第一电极集流体111、定位在第一电极集流体111的背对表面上并且在其上涂覆有第一活性物质的第一活性物质层112以及在其上未涂覆第一活性物质的第一未涂覆部分113。第一活性物质可以是由金属氧化物表示的含锂过渡金属氧化物(诸如licoo2、linio2、limno2、limn2o4或lini1-x-ycoxmyo2，其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，并且m是诸如al、sr、mg或la的金属)或者锂硫属化合物。例如，第一电极板110可以是正极板。另外，第一电极板110可以包括形成在第一未涂覆部分113上的第一集流体接线片114。这里，第一集流体接线片114通过预先切割以在形成第一电极板110时向上突出而形成，因此与第一电极集流体111一体地形成。也就是说，第一集流体接线片114可以被视为第一未涂覆部分113。多个第一电极板110被堆叠，使得第一集流体接线片114在同一位置处叠置。另外，多个第一集流体接线片114可以彼此焊接，第一电极引线115可以附着到焊接的第一集流体接线片114。第一电极引线115可以突出到壳体200的外侧，这将在稍后描述。

每个第二电极板120包括由诸如铜箔或镍箔的金属箔形成的第二电极集流体121、定位在第二电极集流体121的背对表面上并且在其上涂覆有第二活性物质的第二活性物质层122以及在其上未涂覆第二活性物质的第二未涂覆部分123。第二活性物质可以是诸如结晶碳、无定形碳、碳复合物或碳纤维的碳质材料、锂金属或者锂合金。例如，第二电极板120可以是负极板。另外，第二电极板120可以包括形成在第二未涂覆部分123上的第二集流体接线片124。这里，第二集流体接线片124通过预先切割以在形成第二电极板120时向上突出而形成，因此与第二电极集流体121一体地形成。也就是说，第二集流体接线片124可以被视为第二未涂覆部分123。多个第二电极板120被堆叠，使得第二集流体接线片124在同一位置处叠置。另外，多个第二集流体接线片124可以彼此焊接，第二电极引线125可以附着到焊接的第二集流体接线片124。第二电极引线125可以突出到壳体200的外侧，这将在稍后描述。

设置在第一电极板110与第二电极板120之间的隔膜130防止第一电极板110与第二电极板120之间的短路并允许锂离子移动。隔膜130可以包括聚乙烯、聚丙烯、或者聚乙烯和聚丙烯的复合膜。隔膜130可以在与第一集流体接线片114和第二集流体接线片124突出所沿的方向垂直的方向上延伸，并且可以以z形构造被弯曲以置于第一电极板110与第二电极板120之间。

壳体200包括在其中容纳电极组件100的下壳体部分210以及结合到下壳体部分210的上壳体部分220。通过使一体的矩形袋膜的中间部分弯曲，壳体200可以被划分为上壳体部分220和下壳体部分210。另外，下壳体部分210包括通过按压工艺形成的用于容纳电极组件100的容纳槽211以及将被上壳体部分220密封的密封部分212。密封部分212可以定位在上壳体部分220和下壳体部分210沿着其一体化以彼此接触的一边处以及其它三边处。壳体200包括上壳体部分220和下壳体部分210在其处彼此面对的两条长边以及与这两条长边垂直设置并彼此面对的两条短边。这里，电极组件100的第一电极引线115和第二电极引线125通过这两条短边中的一条短边被引出，所述一条短边面对上壳体部分220和下壳体部分210在其处彼此结合的另一短边。这里，绝缘构件(未示出)可以附着到第一电极引线115和第二电极引线125中的每者，以防止第一电极引线115和第二电极引线125中的每者与壳体200之间的短路。

另外，电极组件100和电解质被容纳在壳体200中，然后经受热压工艺，从而完成二次电池300。作为热压工艺的结果，在第一电极板110与隔膜130之间以及在第二电极板120与隔膜130之间产生粘合力。例如，在第一电极板110与隔膜130之间产生的粘合力可以在从200mn/25mm至500mn/25mm的范围内，并且在第二电极板120与隔膜130之间产生的粘合力可以在从130mn/25mm至300mn/25mm的范围内。这里，可以使用本领域已知的合适的方法来测量在第一电极板110或第二电极板120与隔膜130之间产生的粘合力。用于测量粘合力的方法的示例可以包括但不限于根据韩国工业标准ks-a-01107(粘合胶带和粘合片的测试方法)的第8条的以下方法。将隔膜切割为具有25mm的宽度和250mm的长度，并且将胶带(nitto)粘合到隔膜的一个表面以获得样品。通过使具有2kg的负荷的压缩辊以300mm/min的速度往复一次，将第一电极板或第二电极板压缩在隔膜的另一表面上。在压缩之后的30分钟后，将样品翻转180°并剥离约25mm，并且将隔膜和隔膜的一个表面上的胶带固定到拉伸强度测试仪的上夹具中，被压缩在隔膜的另一表面上的第一电极板或第二电极板被固定到下夹具中并以60mm/min的速度拉动，从而测量出从隔膜剥离第一电极板或第二电极板时的压力。

图3是根据实施例的电极组件的剖视图。图4是根据实施例的电极组件的平面图。

参照图3和图4，第一电极板110包括定位在电极组件100的最外部处的外电极板110a和定位在电极组件100内部的内电极板110b。外电极板110a被形成为比内电极板110b小。这里，定位在电极组件100的最外部处的外电极板110a可以包括形成在第一电极集流体111的仅一个表面上的第一活性物质层112。也就是说，第一活性物质层112在外电极板110a上与隔膜130接触，并且形成在外电极板的面对第二电极板120的表面上。另外，定位在比外电极板110a更向内的多个内电极板110b被形成为具有相同的尺寸。另外，第二电极板120可以被形成为比外电极板110a大，并且可以被形成为在尺寸上与内电极板110b的尺寸相同或者比内电极板110b大。换句话说，外电极板110a可以比内电极板110b和第二电极板120小。另外，定位为比外电极板110a更向内的多个第二电极板120也形成为具有相同的尺寸。

如上所述，如果定位在电极组件100的最外部的外电极板110a形成为比内电极板110b和第二电极板120小，则当在将电极组件100插入到壳体200中之后执行热压工艺时，可以防止定位在最外部处的外电极板110a弯曲或变形。也就是说，比外电极板110a小并且定位在比外电极板110a更向内的内电极板110b和第二电极板120可以用作支撑件，从而防止定位在电极组件100的最外部处的外电极板110a在热压工艺期间弯曲或变形。另外，由于定位为比外电极板110a更向内的多个内电极板110b和多个第二电极板120各自均为相同的尺寸，所以外电极板110a可以在热压工艺期间被更牢固地支撑。例如，如果定位在最外部处的外电极板被形成为比向内定位的内电极板大，则突出到内电极板的外侧的外电极板可以由于在热压工艺期间施加的力而弯曲到电极组件的内侧。因此，在外电极板与第二电极板之间存在短路的潜在风险，并且在热压工艺之后执行的x射线测试中可能存在检测的错误。然而，在本发明中，由于定位在最外部处的外电极板110a比内电极板110b小，所以可以通过防止外电极板110a的变形来增强x射线测试可靠性。

具体地，如图4中所示，外电极板110a的横向长度(w1)比内电极板110b的横向长度(w2)小(w1<w2)，内电极板110b的横向长度(w2)比第二电极板120的横向长度(w3)小(w2<w3)。另外，外电极板110a的纵向长度(h1)比内电极板110b的纵向长度(h2)小(h1<h2)，内电极板110b的纵向长度(h2)比第二电极板120的纵向长度(h3)小(h2<h3)。因此，外电极板110a的面积比内电极板110b的面积小，内电极板110b的面积比第二电极板120的面积小。

在另一实施例中，内电极板110b的横向长度(w2)可以等于第二电极板120的横向长度(w3)(w2＝w3)，内电极板110b的纵向长度(h2)可以等于第二电极板120的纵向长度(h3)(h2＝h3)，从而内电极板110b和第二电极板120可以被形成为具有相同的面积。即使在这种情况下，外电极板110a也被形成为比内电极板110b和第二电极板120小。

外电极板110a的横向长度(w1)与内电极板110b的横向长度(w2)之间的差可以在从0.5mm至2mm的范围内。这里，如果外电极板110a的横向长度(w1)与内电极板110b的横向长度(w2)之间的差小于0.5mm，则对准工艺裕度会是小的，使得外电极板110a在一些部分处会比内电极板110b突出得多。另外，如果外电极板110a的横向长度(w1)与内电极板110b的横向长度(w2)之间的差大于2mm，则外电极板110a在尺寸上会被过度地减小，导致电极组件100的容量减小。

外电极板110a的纵向长度(h1)与内电极板110b的纵向长度(h2)之间的差可以在从0.5mm至2mm的范围内。这里，如果外电极板110a的纵向长度(h1)与内电极板110b的纵向长度(h2)之间的差小于0.5mm，则对准工艺裕度会是小的，使得外电极板110a在一些部分处会比内电极板110b突出得多。另外，如果外电极板110a的纵向长度(h1)与内电极板110b的纵向长度(h2)之间的差大于2mm，则外电极板110a在尺寸上会被过度地减小，导致电极组件100的容量减小。

另外，如果外电极板110a被形成为比内电极板110b小，则即使外电极板110a在堆叠电极板中被推动，外电极板110a的至少一端也不能从内电极板110b突出。换句话说，即使由于在电极板的堆叠期间的对准误差而导致外电极板110a朝向一侧偏置，外电极板110a的被推动部分的一端也会被定位在与内电极板110b的一端的位置相同的位置处或者比内电极板110b的一端更向内的位置处。

尽管已经描述了前述实施例以实践本发明的二次电池，但是这些实施例是出于说明的目的而被阐述的，并且不用于限制发明。本领域技术人员将容易理解的是，在不脱离如所附权利要求书中限定的发明的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化，并且这些修改和变化涵盖在本发明的范围和精神内。