專(zhuān)利名稱(chēng)：電極組件和使用該電極組件的二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的方面涉及一種電極組件和一種使用該電極組件的二次電池，更具體地 說(shuō)，涉及一種能夠提高電池容量的電極組件。
背景技術(shù)：
已經(jīng)采用各種電池作為電子裝置的電源。具體地說(shuō)，因?yàn)殇嚩坞姵鼐o湊且可再 充電、能夠形成高容量裝置并具有每單位面積的高的能量密度，所以鋰二次電池廣泛地用 作小尺寸電子裝置的電源。鋰二次電池的形成可包括將電極組件容納在電池殼體中、將電解液注入到電池殼 體中和密封電池殼體?？梢酝ㄟ^(guò)將正極板、負(fù)極板和設(shè)置在正極板與負(fù)極板之間的隔膜進(jìn) 行堆疊并卷繞堆疊結(jié)構(gòu)來(lái)形成電極組件。另外，可通過(guò)在正極集流體和負(fù)極集流體上分別 涂覆活性材料來(lái)獲得正極板和負(fù)極板。根據(jù)電池殼體的外觀(guān)，可以將鋰二次電池分為圓柱型、棱柱型和袋型。通常，電極組件可以用帶卷繞并包住，從而電極組件在被固定地容納在電池殼體 中時(shí)不會(huì)松散。具體地說(shuō)，可以將帶附于電極組件的外圓周表面，其中，正極板、隔膜和負(fù)極 板在電極組件中順序地卷繞。帶可以卷繞電極組件的外圓周表面的卷繞端部。本領(lǐng)域技術(shù) 人員已知的是，帶通常被稱(chēng)作終止帶(finishing tape)。然而，終止帶的使用會(huì)導(dǎo)致二次電 池的整個(gè)厚度增大，因此阻礙形成高容量二次電池。為了在不增大罐的體積的情況下形成高容量二次電池，需要增加罐中的正負(fù)極活 性材料的量。為了確保預(yù)定的壽命，應(yīng)當(dāng)根據(jù)正負(fù)極活性材料的量的增加來(lái)增加注入到罐 中的電解液的量。因此，會(huì)需要罐的內(nèi)部容積的余量(即，罐和電極組件之間的區(qū)域)，以增加電解 液的量。然而，因?yàn)榻K止帶的厚度非零，所以罐的內(nèi)部體積的余量會(huì)根據(jù)終止帶的厚度而減

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面涉及一種二次電池，通過(guò)減小終止帶的厚度來(lái)提高所述二次電池的容量。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電極組件和一種使用該電極組件的二次電池。 所述電極組件電極組和終止帶，所述電極組包括順序地堆疊且卷繞的第一電極板、隔膜和 第二電極板，所述終止帶附于所述電極組的端部的預(yù)定區(qū)域。所述終止帶滿(mǎn)足下式，當(dāng)所述 終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/cm2表示，所述終止帶的厚度用μ m表示，并且所述終止帶的彈性 模量用kgf/mm2表示時(shí)，Yl的范圍為64至89 :
拉伸強(qiáng)度X終止帶的厚度 “彈性模量°
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電極組件和一種使用該電極組件的二次電池。 所述電極組件電極組和終止帶，所述電極組包括順序地堆疊且卷繞的第一電極板、隔膜和 第二電極板，所述終止帶附于所述電極組的端部的預(yù)定區(qū)域。所述終止帶膜層和粘合劑層， 并滿(mǎn)足下式，當(dāng)所述終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/cm2表示，所述終止帶的厚度用μ m表示，并 且所述終止帶的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Y2的范圍為51至75 根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述終止帶的厚度為大約15 μ m至大約19 μ m。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述終止帶具有沿所述電極組的卷繞方向的大約IOmm或 更大的寬度和等于所述電極組件的總高度的至少25%的長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述終止帶是分別附于所述電極組的上部和下部的兩個(gè)終 止帶中的一個(gè)，所述終止帶中的每個(gè)具有沿所述電極組的卷繞方向的大約IOmm或更大的 寬度，所述兩個(gè)終止帶的長(zhǎng)度的和等于所述電極組件的總高度的至少25%。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述終止帶是分別附于所述電極組的上部和下部的兩個(gè)終 止帶中的一個(gè)，所述兩個(gè)終止帶的長(zhǎng)度的和等于所述電極組件的總高度的至少25%，所述 兩個(gè)終止帶中的每個(gè)終止帶的沿所述電極組的卷繞方向的寬度能夠使所述兩個(gè)終止帶中 的每個(gè)終止帶沿所述電極組的卷繞方向包在所述電極組的整個(gè)外表面周?chē)?。根?jù)本發(fā)明的一方面，所述終止帶具有等于所述電極組件的總高度的長(zhǎng)度，并且 所述終止帶的沿所述電極組的卷繞方向的寬度能夠使所述終止帶沿所述電極組的卷繞方 向包在所述電極組的整個(gè)外表面周?chē)１景l(fā)明的附加方面和/或優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行說(shuō)明，并部分地根 據(jù)說(shuō)明書(shū)將是明顯的，或者可以由本發(fā)明的實(shí)施而明了。


通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行以下描述，本發(fā)明的以上和/或其它方面和優(yōu) 點(diǎn)將變得更明顯和更易于理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一方面的終止帶的剖視圖；圖2至圖6是根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的終止帶的各種形狀的透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一方面的包括電極組件的二次電池的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地參照本發(fā)明的本實(shí)施例，在附圖中示出了其示例，其中，相同的標(biāo)號(hào) 始終表示相同的元件。下面通過(guò)參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述，以說(shuō)明本發(fā)明。然而，本發(fā)明 的多個(gè)方面可以以多種不同的形式來(lái)實(shí)施，不應(yīng)該被理解為局限于在此描述的實(shí)施例。而 是提供這些實(shí)施例使本公開(kāi)是徹底的且完整的，并將本發(fā)明的多個(gè)方面充分地傳達(dá)給本領(lǐng) 域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，會(huì)夸大層和區(qū)域的厚度。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)層被稱(chēng) 作“在”另一層或基底“上”時(shí)，該層可以直接在另一層或基底上，或也可以存在中間層。圖1是根據(jù)本發(fā)明一方面的終止帶30的剖視圖。參照?qǐng)D1，終止帶30包括膜層32和粘合劑層31。膜層32可以由諸如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 (PET)之類(lèi)的聚合物樹(shù)脂形成。另外，粘合劑層31可以設(shè)置在膜層32的底表面上，從而將 膜層32附著到電極組件(在圖1中未示出)的最外表面。例如，粘合劑層31可以由天然 橡膠、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨基甲酸酯或聚酯形成。然而，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的膜層32和粘合 劑層31不限于上述材料，因?yàn)槠渌线m的材料對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的，所 以這里將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的終止帶30可以具有大約19 μ m或更小的厚度。因此，與使 用較厚的終止帶的傳統(tǒng)二次電池不同，可以提供罐的內(nèi)部容積的余量(即，罐和電極組件 之間的區(qū)域)，從而準(zhǔn)許向罐中注入額外量的電解液。另外，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的終止帶30可以具有大約15μπι或更大的厚度。這是 因?yàn)橛捎诋?dāng)前的技術(shù)局限性，難以制造出厚度小于15 μ m的終止帶。因此，盡管期望厚度小 于15 μ m的終止帶將使得罐的內(nèi)部容積的余量進(jìn)一步增大，但是當(dāng)厚度小于大約15 μ m的 終止帶附于電極組件的卷繞端部時(shí)，終止帶會(huì)由于厚度太小而破損。因此，使用厚度小于大 約15 μ m的終止帶，將難以有效地緊固電極組件，并難以有效地防止電極組件松散。下面的表1用數(shù)字示出由于終止帶的厚度的減小而能夠注入到罐中的電解液的 額外量。在表1中，假設(shè)當(dāng)終止帶卷繞整個(gè)電極組件時(shí)測(cè)量終止帶的體積，如下面將參照?qǐng)D 6描述的。另外，在表1中，使用厚度為大約22 μ m的終止帶作為用于計(jì)算終止帶的體積減 小量以及用于厚度分別為大約19μπι和大約15 μ m的終止帶的電解液的額外量的參考。表 1 參照表1，當(dāng)終止帶的厚度分別為大約19 μ m和大約15 μ m時(shí)，與終止帶的厚度為 大約22 μ m時(shí)相比，終止帶的體積分別減小了多達(dá)0. 009cc和0. 021cc。當(dāng)電解液的密度為 大約1. 227g/cc時(shí)，并且當(dāng)終止帶的體積分別減小了多達(dá)0. 009cc和0. 021cc時(shí)，可以向罐 中注入0. Olg額外量的電解液和0. 03g額外量的電解液。然而，雖然由于上述的電解液的加入可以形成高容量二次電池，但是二次電池的 容量增大導(dǎo)致的二次電池的厚度增加可能存在問(wèn)題。即，高容量二次電池的形成涉及在不 增大罐的體積的情況下增加電解液的量。另外，為了確保預(yù)定的壽命，還應(yīng)當(dāng)在不增大罐的 體積的情況下增加正負(fù)極活性材料的量。然而，例如，在負(fù)極活性材料中包含的無(wú)機(jī)顆粒會(huì) 由于充電而儲(chǔ)存鋰，使得無(wú)機(jī)顆粒的體積會(huì)膨脹。隨著正負(fù)極活性材料的量增加，體積膨脹 會(huì)增加。這會(huì)導(dǎo)致二次電池在充電時(shí)厚度增大。因此，需要防止二次電池在充電時(shí)厚度增大。為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方 面的終止帶30可以?xún)?yōu)選地滿(mǎn)足下式1，當(dāng)終止帶30的拉伸強(qiáng)度用kgf/cm2表示，終止帶30的厚度用μ m表示，且終止帶30的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Yl的范圍可以?xún)?yōu)選地為64 至89 可選地，根據(jù)本發(fā)明的終止帶可以?xún)?yōu)選地滿(mǎn)足下式2，當(dāng)終止帶30的拉伸強(qiáng)度用 kgf/cm2表示，終止帶30的膜層32的厚度用μ m表示，且終止帶30的彈性模量用kgf/mm2 表示時(shí)，Y2的范圍可以?xún)?yōu)選地為51至75 當(dāng)Yl或Y2偏離上述范圍時(shí)，不能有效地減小二次電池在充電時(shí)的厚度。具體地 說(shuō)，如后面將描述的，當(dāng)Yl小于64或Y2小于51時(shí)，與傳統(tǒng)的電池的厚度相比，不能有效地 減小二次電池在充電時(shí)的厚度。圖2至圖6是根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的終止帶30a、30b、30c、30d和30e的各種形狀 的透視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一方面的終止帶30a的透視圖。參照?qǐng)D2，電極組件10包括電 極組(electrode group) 20，電極組20包括順序地堆疊且卷繞的第一電極板21、隔膜23和 第二電極板25。第一電極板21和第二電極板25可以通過(guò)分別在正極集流體上涂覆正極活性材料 和在負(fù)極集流體上涂覆負(fù)極活性材料來(lái)形成，從而第一電極板21和第二電極板25具有不 同的極性。第一電極板21和第二電極板25中的每個(gè)可以具有未涂覆部分，在未涂覆部分 上沒(méi)有涂覆正極活性材料或負(fù)極活性材料。第一電極接線(xiàn)片27和第二電極接線(xiàn)片29可以 分別附于第一電極板21的未涂覆部分和第二電極板25的未涂覆部分，從而可以導(dǎo)電。當(dāng)?shù)谝浑姌O板21和第二電極板25中的任何一個(gè)是正極板時(shí)，可以使用鋰過(guò)渡金 屬氧化物作為正極活性材料，并可以使用由鋁形成的板作為正極集流體。當(dāng)?shù)谝浑姌O板21 和第二電極板25中的任何一個(gè)是負(fù)極板時(shí)，可以使用碳和碳復(fù)合材料作為負(fù)極活性材料， 并可以使用由銅形成的板作為負(fù)極集流體。隔膜23防止在第一電極板21和第二電極板25 之間發(fā)生電短路。隔膜23可以是由諸如聚乙烯或聚丙烯之類(lèi)的聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂形成的多孔 層。然而，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的正負(fù)極活性材料、正負(fù)極集流體和隔膜23不限于上述材 料，因?yàn)槠渌线m的材料對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的，所以這里將省略對(duì)其的 詳細(xì)描述。雖然圖2示出第一電極板21設(shè)置在電極組20的外側(cè)上，但是替代地可以將第二 電極板25設(shè)置在電極組的外側(cè)上。在電極組20的卷繞端部中，隔膜23的卷繞端部可以比第一電極板21和第二電極 板25中的每個(gè)電極板的卷繞端部更向外突出，并被暴露。即，因?yàn)楦裟?3的端部被暴露， 所以隔膜23的端部會(huì)變?yōu)殡姌O組20的實(shí)質(zhì)端部。可選地，雖然在圖2中未示出，但第一電極板21的卷繞端部可以比隔膜23的卷繞 端部或第二電極板25的卷繞端部更向外突出，并被暴露。在這種情況下，第一電極板21的 端部會(huì)變?yōu)殡姌O組20的實(shí)質(zhì)端部。另外，雖然在圖2中未示出，但第二電極板25的卷繞端部可以比隔膜23的卷繞端部或第一電極板21的卷繞端部更向外突出，并被暴露。在這種 情況下，第二電極板25的端部會(huì)變?yōu)殡姌O組20的實(shí)質(zhì)端部。電極組件10包括終止帶30a，終止帶30a附于電極組20的卷繞端部，以固定第一 電極板21、隔膜23和第二電極板25的卷繞狀態(tài)。終止帶30a的尺寸應(yīng)當(dāng)至少滿(mǎn)足以下條 件終止帶30a應(yīng)當(dāng)具有大約IOmm或更大的寬度W和等于電極組件10的總高度H的至少 25 %的長(zhǎng)度L。終止帶30a的尺寸應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足上述條件，使得厚度范圍在大約15 μ m至大約 19 μ m的終止帶30a能夠緊固電極組件10，并防止電極組件10松散。因?yàn)殡姌O組件10具有卷繞形狀，所以電極組件10由于其自身的彈性而趨于松散。 為了防止電極組件10松散，當(dāng)終止帶30a具有大約15 μ m至大約19 μ m的厚度時(shí)，終止帶 30a應(yīng)當(dāng)具有大約IOmm或更大的寬度W和等于電極組件10的總高度H的至少25%的長(zhǎng)度 L。當(dāng)終止帶30a具有大約IOmm或更大的寬度W時(shí)，沿第一電極板21的卷繞端部的寬度方 向劃分的兩個(gè)部分均可以具有大約5mm或更大的寬度。這里，僅限定了終止帶30a的寬度W和長(zhǎng)度L的下限，因?yàn)楸景l(fā)明的多個(gè)方面旨在 使由終止帶30a占據(jù)的區(qū)域最小化。換言之，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的終止帶30a的寬度 W和長(zhǎng)度L在上述下限內(nèi)時(shí)，終止帶30a可以有效地固定電極組件10。因此，終止帶30a的 寬度W和長(zhǎng)度L的下限與使得終止帶30a能夠有效地緊固電極組件10并具有最小區(qū)域的 值對(duì)應(yīng)。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一方面的終止帶30b的透視圖。除了以下描述中所描述的以 外，圖3的終止帶30b的形狀與圖2的終止帶30a的形狀相同。參照?qǐng)D3，與圖2的終止帶 30a不同，終止帶30b分別附于電極組20端部的上部和下部。即，圖2示出的是附于電極組 20的端部的單個(gè)終止帶30a，而圖3示出的是附于電極組20的端部的兩個(gè)終止帶30b。每個(gè)終止帶30b的尺寸應(yīng)當(dāng)至少滿(mǎn)足以下條件。即，每個(gè)終止帶30b應(yīng)當(dāng)具有大 約IOmm或更大的寬度W，終止帶30b的長(zhǎng)度Ll和L2的和(L1+L2)應(yīng)當(dāng)是電極組件10的總 高度H的至少25%。終止帶30b的尺寸應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足上述條件，以使厚度范圍均為大約15 μ m 至大約19 μ m的終止帶30b能夠緊固電極組件10，并防止電極組件10松散?？蛇x地，雖然在圖3中未示出，但是可以使η個(gè)終止帶(η是自然數(shù))附于電極組 20的端部。在這種情況下，每個(gè)終止帶30b應(yīng)當(dāng)具有大約IOmm或更大的寬度W，各個(gè)終止 帶30b的長(zhǎng)度的和(L1+L2+L3+. . . +Ln)應(yīng)當(dāng)是電極組件10的總高度H的至少25%。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一方面的終止帶30c的透視圖。除了以下描述中所描述的以 外，圖4的終止帶30c的形狀與圖2的終止帶30a的形狀相同。參照?qǐng)D4，與圖2的終止帶 30a不同，終止帶30c附于電極組20的整個(gè)端部。S卩，終止帶30c具有大約IOmm或更大的 寬度W和等于電極組件10的總高度H的長(zhǎng)度L。與圖2的終止帶30a相比，由終止帶30c 占據(jù)的區(qū)域增加，但電極組件10被終止帶30c更有效地緊固。圖5是根據(jù)本發(fā)明另一方面的終止帶30d的透視圖。除了以下描述中所描述的以 外，圖5的終止帶30d的形狀與圖3的終止帶30b的形狀相同。參照?qǐng)D5，與圖3的終止帶 30b不同，終止帶30d沿電極組20的卷繞方向附于電極組20的包括電極組20的端部的預(yù) 定區(qū)域在內(nèi)的整個(gè)外表面，并包在電極組20的整個(gè)外表面周?chē)?。各個(gè)終止帶30d的長(zhǎng)度的 和(L1+L2)是電極組件10的總長(zhǎng)度H的至少25%。另外，每個(gè)終止帶30d的寬度W能夠使 每個(gè)終止帶30d卷繞電極組20的整個(gè)外面。與圖3的終止帶30b相比，由每個(gè)終止帶30d占據(jù)的區(qū)域增加，但電極組件10被終止帶30d更有效地緊固。圖6是根據(jù)本發(fā)明另一方面的終止帶30e的透視圖。除了以下描述中所描述的以 外，圖6的終止帶30e的形狀可以與圖2的終止帶30a的形狀相同。參照?qǐng)D6，與圖2的終 止帶30a不同，終止帶30e附于電極組20的包括電極組20的整個(gè)端部在內(nèi)的整個(gè)外表面， 并沿電極組20的卷繞方向卷繞電極組20的整個(gè)外表面。與圖2的終止帶30a相比，由圖6 的終止帶30e占據(jù)的區(qū)域增加，但電極組件10被更有效地緊固，并可以最有效地防止電極 組件10的體積膨脹。S卩，因?yàn)榕c圖2至圖5的終止帶30a至30d中的任一終止帶相比，圖 6的終止帶30e占據(jù)更大的區(qū)域，僅可以向罐中注入最少額外量的電解液，但終止帶30e卷 繞整個(gè)電極組件10，從而能夠最有效地防止電極組件10的體積膨脹。圖7是根據(jù)本發(fā)明一方面的包括電極組件10的二次電池的分解透視圖。參照?qǐng)D 7，二次電池包括電極組件10、用于容納電極組件10的外殼50和用于蓋住外殼50的蓋組件 70。電極組件10具有參照?qǐng)D2至圖6描述的任一種構(gòu)造，并容納在外殼50中，但在圖7中 示為具有圖6的終止帶30e。容納電極組件10的外殼50具有形成在其一端的開(kāi)口 51。在 將電極組件10容納在外殼50中之后，將蓋組件70插入到開(kāi)口 51中，從而將外殼50蓋住。 二次電池還包括注入到外殼50中的電解液。二次電池具有如圖7所示的厚度(t)。電解液可以包括任何非水有機(jī)溶劑。非水有機(jī)溶劑可以是碳酸酯、酯、醚或 酮。碳酸酯可以是碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙 酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸異丙稀酯(PC)或 碳酸丁烯酯(BC)0酯可以是丁內(nèi)酯(BL)、癸內(nèi)酯(decanolide)、戊內(nèi)酯、甲瓦龍酸內(nèi)酯 (mevalonolactone)、己內(nèi)酯(caprolactone)、乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸正丙酯。醚可以是 二丁醚。酮可以是聚甲基乙烯基酮。然而，本發(fā)明的多個(gè)方面不限于上述非水有機(jī)溶劑，因 為其它合適的非水有機(jī)溶劑對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的，所以這里將省略對(duì)其 的詳細(xì)描述。另外，根據(jù)本發(fā)明的電解液可以包括鋰鹽，鋰鹽作為鋰離子的源，并能夠使鋰離子 二次電池執(zhí)行基本的操作。例如，鋰鹽可以包括從由LiPF6、LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3S03、LiN (CF3SO2) 2、LiN (C2F5SO2) 2、LiA104、LiAlCl4、LiN (CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02) (χ 禾Π y 是 自然數(shù))、LiSO3CF3和它們的混合物組成的組中選擇的至少一種。然而，本發(fā)明的多個(gè)方面 不限于上述鋰鹽，因?yàn)槠渌线m的鋰鹽對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的，所以這里 將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。然而，本發(fā)明的多個(gè)方面不限于上述電解液，因?yàn)槠渌线m的電解液對(duì)于本領(lǐng)域 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的，所以這里將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的二次電池可以根據(jù)上述工藝來(lái)制造。然而，本發(fā)明的多個(gè) 方面不限于上述種類(lèi)的二次電池?，F(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的實(shí)施例和對(duì)比示例。然而，根據(jù)本發(fā)明的多個(gè) 方面僅提供以下實(shí)驗(yàn)示例，本發(fā)明的多個(gè)方面不限于此。示例 1將作為正極活性材料的LiCoO2、作為粘合劑的聚偏二氟乙烯(PVDF)和作為導(dǎo)電 劑的碳以92 4 4的重量比混合，并分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中，由此產(chǎn)生正極漿。 將正極漿涂覆在20 μ m厚的鋁箔上，干燥，并輥軋，從而形成正極。將作為負(fù)極活性材料的
10人造黑鉛(black lead)、作為粘合劑的苯乙烯-丁二烯樹(shù)脂和作為增粘劑的羧甲基纖維素 (CMC)以96 2 2的重量比混合，并分散在水中，由此產(chǎn)生負(fù)極漿。將負(fù)極漿涂覆在15μπι 厚的銅箔上，干燥，并輥軋，以形成負(fù)極。將由聚乙烯(PE)形成的20 μ m厚的隔膜設(shè)置在正 極和負(fù)極之間。將其間設(shè)置有隔膜的正極和負(fù)極卷繞并壓縮，以形成電極組件，并插入到棱 柱型罐中。然后，將電解液注入到棱柱型罐中，由此制造鋰二次電池。與對(duì)比示例1相比， 進(jìn)一步加入0. 03g額外量的電解液。另外，將15 μ m厚的終止帶附于電極組件的卷繞端部， 從而保持電極組件處于卷繞狀態(tài)。另外，如圖6所示，當(dāng)將終止帶30e附于電極組件10時(shí)， 終止帶包在電極組件的包括電極組件的整個(gè)卷繞端部在內(nèi)的整個(gè)外表面周?chē)＝K止帶包括 膜層和粘合劑層。膜層是12ym厚的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)層，粘合劑層是3μπι厚的 丙烯酸粘合劑層。示例 2使用16 μ m厚的PET層作為膜層，并與對(duì)比示例1相比，進(jìn)一步加入0. Olg額外量 的電解液，除此之外，執(zhí)行與示例1相同的工藝。對(duì)比示例1除了使用19μπι厚的PET層作為膜層之外，執(zhí)行與示例1相同的工藝。對(duì)比示例2使用25 μ m厚的聚丙烯(PP)層作為膜層，并使用5 μ m厚的丙烯酸粘合劑層作為 粘合劑層，除此之外，執(zhí)行與示例1相同的工藝。測(cè)量根據(jù)示例1和示例2以及對(duì)比示例1和對(duì)比示例2制造的鋰二次電池的終止 帶的拉伸強(qiáng)度和彈性模量，根據(jù)上面列出的式1和式2，基于測(cè)量的終止帶的拉伸強(qiáng)度和彈 性模量獲得值Yl和Y2。此外，測(cè)量根據(jù)示例1和示例2以及對(duì)比示例1和對(duì)比示例2制造 的鋰二次電池在出荷充電(ship-charged)(或半充電)和完全充電時(shí)的厚度，如表2所示。表 2 參照表2，當(dāng)如在對(duì)比示例1和2中，Yl超過(guò)89且Y2超過(guò)75時(shí)，可以看出，二次 電池在出荷充電和完全充電時(shí)的厚度遠(yuǎn)大于示例2中的厚度。另外，當(dāng)在如示例1中Yl為 64且Y2為51時(shí)，可以看出，二次電池在出荷充電和完全充電時(shí)的厚度大于示例2中的厚度并小于對(duì)比示例1和2中的厚度。另外，因?yàn)橛捎诋?dāng)前的技術(shù)局限性難以制造厚度小于大 約15 μ m的終止帶，所以不能獲得在終止帶的厚度小于15 μ m的情況下的值Yl和Y2。然 而，預(yù)計(jì)當(dāng)終止帶的厚度小于15 μ m時(shí)，值Yl和Y2將小于示例1中的值。然而，根據(jù)對(duì)示例1和對(duì)比示例1的數(shù)據(jù)分析，預(yù)計(jì)當(dāng)值Yl和Y2過(guò)小時(shí)，鋰二次 電池在出荷充電和完全充電時(shí)的厚度將顯示出增大的趨勢(shì)。因此，當(dāng)Yl小于64和/或Y2 小于51時(shí)，預(yù)計(jì)與對(duì)比示例1相比，鋰二次電池在出荷充電和完全充電時(shí)的厚度將幾乎不 減小甚至增大。因此，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的終止帶優(yōu)選地滿(mǎn)足上面列出的式1，Yl優(yōu)選為64至 89的范圍?？蛇x地，根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的終止帶優(yōu)選地滿(mǎn)足上面列出的式2，Y2優(yōu)選為 51至75的范圍。S卩，當(dāng)Yl或Y2偏離上述范圍時(shí)，不會(huì)有效地減小二次電池在充電時(shí)的厚度。具體 地說(shuō)，當(dāng)Yl小于64或Y2小于51時(shí)，與傳統(tǒng)的情況相比，不會(huì)有效地減小二次電池在充電 時(shí)的厚度。因此，本發(fā)明的多個(gè)方面通過(guò)減小電極組件的終止帶的厚度來(lái)提供高容量二次電 池。另外，該終止帶能夠有效地防止高容量二次電池的厚度的增大。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離 本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以在這些實(shí)施例中做出改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求 及其等價(jià)物限定。
權(quán)利要求
一種電極組件，所述電極組件包括電極組，所述電極組包括順序地堆疊且卷繞的第一電極板、隔膜和第二電極板；終止帶，所述終止帶附于所述電極組的端部的預(yù)定區(qū)域，其中，所述終止帶滿(mǎn)足下式，當(dāng)所述終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/cm2表示，所述終止帶的厚度用μm表示，并且所述終止帶的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Y1的范圍為64至89FSA00000131678000011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述終止帶的厚度為15μ m至19 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述終止帶具有沿所述電極組的卷繞方向 的IOmm或更大的寬度和等于所述電極組件的總高度的至少25%的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述終止帶是分別附于所述電極組的上部 和下部的兩個(gè)終止帶中的一個(gè)，所述終止帶中的每個(gè)具有沿所述電極組的卷繞方向的IOmm 或更大的寬度，所述兩個(gè)終止帶的長(zhǎng)度的和等于所述電極組件的總高度的至少25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述終止帶具有沿所述電極組的卷繞方向 的IOmm或更大的寬度和等于所述電極組件的總高度的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述終止帶是分別附于所述電極組的上部 和下部的兩個(gè)終止帶中的一個(gè)，所述兩個(gè)終止帶的長(zhǎng)度的和等于所述電極組件的總高度的 至少25%，所述兩個(gè)終止帶中的每個(gè)終止帶的沿所述電極組的卷繞方向的寬度能夠使所述 兩個(gè)終止帶中的每個(gè)終止帶沿所述電極組的卷繞方向包在所述電極組的整個(gè)外表面周?chē)?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述終止帶具有等于所述電極組件的總高 度的長(zhǎng)度，并且所述終止帶的沿所述電極組的卷繞方向的寬度能夠使所述終止帶沿所述電 極組的卷繞方向包在所述電極組的整個(gè)外表面周?chē)?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件，其中，所述終止帶包括膜層和粘合劑層，并滿(mǎn)足下 式，當(dāng)所述終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/cm2表示，所述終止帶的厚度用μ m表示，并且所述終 止帶的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Y2的范圍為51至75
9.一種電極組件，所述電極組件包括電極組，所述電極組包括順序地堆疊且卷繞的第一電極板、隔膜和第二電極板；終止帶，所述終止帶附于所述電極組的端部的預(yù)定區(qū)域；其中，所述終止帶包括膜層和粘合劑層，并滿(mǎn)足下式，當(dāng)所述終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/ cm2表示，所述終止帶的厚度用μ m表示，并且所述終止帶的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Y2 的范圍為51至75:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件，其中，所述終止帶的厚度為15μπι至19μπι。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件，其中，所述終止帶具有沿所述電極組的卷繞方向 的IOmm或更大的寬度和等于所述電極組件的總高度的至少25%的長(zhǎng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件，其中，所述終止帶是分別附于所述電極組的上部和下部的兩個(gè)終止帶中的一個(gè)，所述終止帶中的每個(gè)具有沿所述電極組的卷繞方向的IOmm 或更大的寬度，所述兩個(gè)終止帶的長(zhǎng)度的和等于所述電極組件的總高度的至少25%。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件，其中，所述終止帶具有沿所述電極組的卷繞方向 的IOmm或更大的寬度和等于所述電極組件的總高度的長(zhǎng)度。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件，其中，所述終止帶是分別附于所述電極組的上部 和下部的兩個(gè)終止帶中的一個(gè)，所述兩個(gè)終止帶的長(zhǎng)度的和等于所述電極組件的總高度的 至少25%，所述兩個(gè)終止帶中的每個(gè)終止帶的沿所述電極組的卷繞方向的寬度能夠使所述 兩個(gè)終止帶中的每個(gè)終止帶沿所述電極組的卷繞方向包在所述電極組的整個(gè)外表面周?chē)?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件，其中，所述終止帶具有等于所述電極組件的總高 度的長(zhǎng)度，并且所述終止帶的沿所述電極組的卷繞方向的寬度能夠使所述終止帶沿所述電 極組的卷繞方向包在所述電極組的整個(gè)外表面周?chē)?br> 16.一種二次電池，所述二次電池包括電極組件，所述電極組件包括電極組和終止帶，所述電極組包括順序地堆疊且卷繞的 第一電極板、隔膜和第二電極板，所述終止帶附于所述電極組的端部的預(yù)定區(qū)域；外殼，所述外殼具有設(shè)置在其中的電極組件；電解液，所述電解液注入到所述外殼和所述電極組件之間的余量中，其中，所述終止帶滿(mǎn)足下式，當(dāng)所述終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/cm2表示，所述終止帶的 厚度用μ m表示，并且所述終止帶的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Yl的范圍為64至89 :
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池，其中，所述終止帶的厚度為15μ m至19 μ m。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池，其中，所述終止帶具有沿所述電極組的卷繞方 向的IOmm或更大的寬度和等于所述電極組件的總高度的至少25%的長(zhǎng)度。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池，其中，所述終止帶包括膜層和粘合劑層，并滿(mǎn)足 下式，當(dāng)所述終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/cm2表示，所述終止帶的厚度用μ m表示，并且所述 終止帶的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Y2的范圍為51至75
20.—種二次電池，所述二次電池包括電極組件，所述電極組件包括電極組和終止帶，所述電極組包括順序地堆疊且卷繞的 第一電極板、隔膜和第二電極板，所述終止帶附于所述電極組的端部的預(yù)定區(qū)域；外殼，所述外殼具有設(shè)置在其中的電極組件；電解液，所述電解液注入到所述外殼和所述電極組件之間的余量中；其中，所述終止帶包括膜層和粘合劑層，并滿(mǎn)足下式，當(dāng)所述終止帶的拉伸強(qiáng)度用kgf/ cm2表示，所述終止帶的厚度用μ m表示，并且所述終止帶的彈性模量用kgf/mm2表示時(shí)，Y2 的范圍為51至75:
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的二次電池，其中，所述終止帶的厚度為15μ m至19 μ m。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的二次電池，其中，所述終止帶具有沿所述電極組的卷繞方 向的IOmm或更大的寬度和等于所述電極組件的總高度的至少25%的長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電極組件和一種使用該電極組件的二次電池。一種二次電池的電極組件包括電極組和終止帶，所述電極組包括順序地堆疊且卷繞的第一電極板、隔膜和第二電極板，所述終止帶附于所述電極組的端部的預(yù)定區(qū)域。所述終止帶滿(mǎn)足式Y(jié)1＝拉伸強(qiáng)度×終止帶的厚度/彈性模量，其中，Y的范圍為64至89?？蛇x地，所述終止帶包括膜層和粘合劑層，并滿(mǎn)足式Y(jié)2＝拉伸強(qiáng)度×終止帶的膜層的厚度/彈性模量，其中，Y2的范圍為51至75。所述終止帶有效地防止了高容量二次電池的厚度的增加。
文檔編號(hào)H01M10/00GK101908613SQ20101019289
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者鄭大俊, 金川秀 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社