專利名稱：用于電池組電池的電極板以及制備該電極板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電池組電池(battery cell)的電極板，更具體 而言，涉及一種包括一對被構(gòu)造為以下結(jié)構(gòu)的電極板的電極板裝置， 在該結(jié)構(gòu)中，電極板包括由不同材料(a，b)制成的集電器，電極分接頭 (tap)形成在各個(gè)集電器上，并且電極活性材料被施加到每個(gè)集電器 的至少一個(gè)主表面的除電極分接頭之外之處，其中由材料(b)制成的金 屬片被焊接至由材料(a)制成的所述集電器的末端以形成電極分接頭， 并且在所述金屬片被焊接至所述集電器之后，將所述電極活性材料施 加到所述集電器上。
背景技術(shù)：
近來，可充電和放電的二次電池已被廣泛用做無線移動(dòng)設(shè)備的能 量來源。而且，二次電池作為電動(dòng)車輛(EV)和混合電動(dòng)車輛(HEV)的電 源已引起了相當(dāng)大的關(guān)注，該電動(dòng)車輛(EV)和混合電動(dòng)車輛(HEV)已被 開發(fā)用于解決由現(xiàn)有的使用化石燃料的汽油和柴油車輛導(dǎo)致的諸如空 氣污染等的問題。
對于小型移動(dòng)設(shè)備，每個(gè)設(shè)備使用一個(gè)或多個(gè)電池組電池。另一 方面，諸如車輛等的中型或大型設(shè)備使用具有多個(gè)相互電連接的電池
組電池的中型或大型電池模塊，因?yàn)楦咻敵龊痛笕萘繉τ谥行突虼笮?設(shè)備而言是必須的。
優(yōu)選地，如果可能的話，將所述中型或大型電池模塊制造為具有 小尺寸和輕重量。由于該原因，可以高度集成地堆疊并且具有小的重 量與容量比率的棱形電池或袋形電池(pouch-shaped battery)通常 被用做中型或大型電池模塊的電池組電池。尤其是，當(dāng)前對使用鋁層 壓板(laminate sheet)作為保護(hù)構(gòu)件的袋形電池產(chǎn)生了4艮大興趣， 因?yàn)樵摯坞姵氐闹亓啃∏移渲圃斐杀镜汀?br> 袋形電池包括一電極組件，該電極組件4皮構(gòu)造為以下這樣的結(jié)構(gòu)， 在該結(jié)構(gòu)中，順序堆疊多個(gè)陰極和陽極，同時(shí)在所述陰極和所述陽極
5之間分別布置以隔板。從所述陰極和陽極突出多個(gè)陰極分接頭和陽極 分接頭，所述陰極分接頭和陽極分接頭通過焊接耦合至陰極引線和陽 極引線，以形成外部輸入和輸出端子。在袋形電池中，陰極通常由鋁 制成，而陽極通常由銅制成。具體而言，構(gòu)成每個(gè)陰極的陰極集電器、 陰極分接頭和陰極引線由鋁制成，而構(gòu)成每個(gè)陽極的陽極集電器、陽 極分接頭和陽極引線由銅制成。因此，盡管通過焊接將構(gòu)成陰極和陽 極的部件相互耦合，但不會產(chǎn)生大量的熱。
另一方面，在中型或大型電池模塊中，電池組電池相互串聯(lián)連接 以提供高輸出。通過在由鋁制成的陰極引線和由銅制成的陽極引線之 間通過焊接實(shí)現(xiàn)的相互耦合，袋形電池組電池相互連接。然而，當(dāng)通 過焊接將由不同材料制成的兩電極引線耦合至彼此時(shí)，產(chǎn)生大量的熱。 所產(chǎn)生的熱傳遞到被施加到電極集電器的電極活性材料，結(jié)果導(dǎo)致電 極活性材料退化。另外，當(dāng)電池組電池被暴露在包含諸如鹽或類似物 的引起腐蝕的材料的環(huán)境中時(shí)，由于鋁具有相對較高的腐蝕性，很可 能在電池組電池之間的連接區(qū)域發(fā)生腐蝕。
為了解決上述問題，日本專利申請公布No. 2004-247244 乂>開了一
組電池的技術(shù)。具體而言，銅結(jié)合到陰極引線的鋁末端，并且使用一 電絕緣部件包裹所述結(jié)合區(qū)域，使得在陰極引線和陽極引線之間的電 連接區(qū)域中，陰極引線和陽極引線由相同材料制成，從而容易地執(zhí)行 焊接過程而不產(chǎn)生熱。然而，在陰極引線的銅和鋁部分之間的結(jié)合區(qū) 域不是通過焊接形成，而是通過在銅部分和鋁部分彼此接觸時(shí)施加樹 脂形成，結(jié)果導(dǎo)致在結(jié)合區(qū)域的銅和鋁之間的結(jié)合力很小，并且另外， 在電池組電池的導(dǎo)電過程的連接電阻增加了。此外，銅/鋁結(jié)合區(qū)域位 于電極引線上，因而銅/鋁結(jié)合區(qū)域有可能鄰近電池殼的密封區(qū)域。由 于該原因，需要增加電池殼的密封部分的尺寸。另一方面，增加了在 電極組件和密封部分之間限定的空間，即，增加了電極分接頭和電極 引線于其中耦合至彼此的區(qū)域處的空間，結(jié)果降低了電池的安全性， 并且增大了電池的尺寸。
另外，日本專利申請公布No. 2005-339931公開了以下這樣一種技 術(shù)，用鋁涂覆突出到每個(gè)電池組電池外部的陽極引線的突出部一一除了由銅制成的陽極引線之外，所述電池組電池還包括由鋁制成的陰極 引線，并且在陰極引線和陽極引線中形成通孔，從而實(shí)現(xiàn)在電池組電 池之間的耦合而無需焊接，從而防止了在電池組電池之間的結(jié)合區(qū)域
處的腐蝕。
然而，在用鋁涂覆陽極引線的過程中，上述技術(shù)需要諸如電鍍等 的附加工藝。因此，所述制造過程復(fù)雜，從而增加了電池組電池的制 造成本。
因此，非常需要一種技術(shù)，以在電池組電池相互串聯(lián)連接的過程 中提高陰極引線和陽極引線之間的可焊性，以及提高在含鹽的環(huán)境中 的抗腐蝕性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，做出了本發(fā)明來解決上述問題以及其他尚須解決的技術(shù)問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一電極板，所述電極板能夠在兩個(gè)相鄰 電池組電池彼此串聯(lián)連接以制造電池模塊的過程中，提高陰極引線和 陽極引線之間的可焊性。
本發(fā)明的另一目的是提供一電極板，所述電極板能夠提高在含鹽 的環(huán)境中的抗腐蝕性。
本發(fā)明的再一目的是提供一種制造上述電極板的方法，以及提供 包括根據(jù)該制造上述電極板的方法制造的電極板的電池組電池，以及 包括多個(gè)電池組電池作為單元電池的中型或大型電池模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，可通過提供一種電極板裝置實(shí)現(xiàn)上述和其 他目的，所述電極板裝置包括一對被構(gòu)造為以下結(jié)構(gòu)的電極板，在該
結(jié)構(gòu)中，電極板包括由不同材料(a，b)制成的集電器，電極分接頭形成 在各個(gè)集電器上，并且電極活性材料被施加到每個(gè)集電器的至少一個(gè) 主表面的除電極分接頭之外之處，其中由材料(b)制成的金屬片被焊接 至所述由材料(a)制成的集電器的末端以形成電極分接頭，并且在所述 金屬片被焊接至所述集電器之后，所述電極活性材料被施加到所述集電 器。
在根據(jù)本發(fā)明的電極板中，陰極集電器和陽極集電器由不同材料(a,b)制成，然而從陰極集電器和陽極集電器突出的電極分接頭由相同 材料(b)制成。
因此，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的電極板制造電池組電池時(shí)，從所述電 池組電池突出的陰極分接頭和陽極分接頭由相同材料制成，因此，可
分接頭和陽極分接頭。因此，當(dāng)多個(gè)電池組電池相互電連接時(shí)，由相 同材料制成的電極引線被相互耦合，從而提高電極分接頭和電極引線 之間的以及各個(gè)電極引線之間的可焊性。此外，不同材料之間的結(jié)合 區(qū)域位于電極分接頭上，因此未增加電池組電池的尺寸，并且沒有降 低在具有與常規(guī)電池組電池相同尺寸的電池殼的密封部分的密封性。 另外，當(dāng)材料(a)是一種具有相對高抗腐蝕性的材料時(shí)，材料(a)位于 電池組電池中，從而提高了在含有鹽的環(huán)境中的抗腐蝕性。
優(yōu)選地，通過激光縫焊或電阻焊將金屬片焊接至集電器。通常， 激光縫焊或電阻焊提供高結(jié)合力；然而，在結(jié)合區(qū)域產(chǎn)生大量的熱。 因此，當(dāng)對從其上施加有電極活性材料的集電器突出的電極分接頭進(jìn) 行激光縫焊或電阻焊時(shí)，焊接熱被傳遞到集電器，結(jié)果導(dǎo)致電極活性 材料退化，并且從而降低了結(jié)合力。由于該原因，通常使用超聲波焊 接方法執(zhí)行焊接過程，因?yàn)楹附訜崃肯鄬^少，盡管結(jié)合力較低。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，所述金屬片被焊接至集電器以形成電極 分接頭，然后將電極活性材料施加到所述集電器。因此，可使用提供 高結(jié)合力的激光縫焊或者電阻焊。
所述由材料(b)制成的金屬片可直接焊接至所述由材料(a)制成的 集電器。然而，優(yōu)選地，所述由材料(b)制成的金屬片被焊接至從該集 電器突出的小尺寸焊接部分。所述集電器的焊接部分進(jìn)一步方便了金 屬片的焊接操作。
在一優(yōu)選實(shí)施方案中，所述電極板對中的一個(gè)電極板，即所述由 材料(a)制成的電極板，包括由鋁制成的集電器，并且所述電極板對中 的另一個(gè)電極板，即所述由材料(b)制成的電極板，包括由銅制成的集 電器。例如，當(dāng)由鋁制成的集電器用作陰極板時(shí)，可使用由銅制成的 集電器作為陽極板。
在這種情況下，由銅制成的金屬片被焊接至所述由鋁制成的集電器以形成一電極分接頭(第一電極分接頭)，并且所述由銅制成的集電 器包括一由與該集電器相同的材料即銅制成的電極分接頭(第二電極 分接頭)，該電極分接頭從所述由銅制成的集電器延伸。優(yōu)選地，所述 第一電極分接頭和第二電極分接頭具有相同的長度。如上所述，在一 優(yōu)選實(shí)施方案中，所述由鋁制成的集電器具有一從其突出的焊接部分，
所述焊接部分具有的長度等于所述第二電極分接頭長度的1/4 ~ 2/3， 并且一由銅制成的金屬片被焊接至所述由鋁制成的集電器的焊接部分 以形成尺寸大致與所述第二電極分接頭的尺寸相同的第一電極分接 頭。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造如上所述構(gòu)造的電極板 的方法，所述方法包括(i)將多個(gè)由材料(b)制成的金屬片焊接至一 由材料(a)制成的長板型集電器(A)，以形成多個(gè)電極分接頭(第一電 極分接頭)；(ii)將一電極活性材料施加到集電器(A)的至少一主表面 的除了其中形成第一電極分接頭的區(qū)域之外之處；(iii)將一電極活性 材料施加至由材料(b)制成的長板型集電器(B)的至少 一主表面的除了
其中形成多個(gè)電極分接頭(第二電極分接頭)的區(qū)域之外之處，所述多 個(gè)電極分接頭(第二電極分接頭)從所述集電器(B)延伸，由與所述集電 器(B)相同的材料(b)制成；和(iv)將施加有活性材料的兩個(gè)集電器(A、 B)切成包括至少一個(gè)電極分接頭的預(yù)定尺寸。
在一優(yōu)選實(shí)施方案中，所述方法包括代替步驟(i)，將由材料 (b)制成的長金屬條焊接至所述由材料(a)制成的長板型集電器(A)，以 形成對應(yīng)于所述電極分接頭(第一電極分接頭)的區(qū)域。在這種情況下， 在步驟(iv)，所述金屬條可被切割成所述第一電極分接頭的形式。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括如上所述構(gòu)造的電極板 的電池組電池。具體而言，所述電池組電池包括一被構(gòu)造為以下結(jié)構(gòu) 的電極組件，在該結(jié)構(gòu)中，順序堆疊多個(gè)電極板，并且將由與電極板
電極引線可以多種方式連接至電極分接頭。優(yōu)選地，通過超聲波 焊接將電極引線連接至電極分接頭。這是因?yàn)?，?dāng)由相同材料制成的 電極分接頭和電極引線相互連接時(shí)，僅使用超聲波焊接可足以獲得所 需的結(jié)合力。即，可以實(shí)現(xiàn)電極分接頭和電極引線之間的電連接，同
9時(shí)使傳導(dǎo)到施加于集電器的電極活性材料的熱量最小化。
另一方面，當(dāng)在電極引線連接到電極分接頭之后將電極活性材料 施加到集電器時(shí)，如上所述可通過激光縫焊或電阻焊進(jìn)行電極分接頭 和電極引線之間的連接。
對電極引線的材料沒有具體限制，只要電極引線由與該電極引線 所連接到的電極分接頭相同的材料制成。即，電極引線可由多種材料 制成。具體而言，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的陰極分接頭 和陽極分接頭的外部末端由相同材料制成，因而，連接至陰極分接頭 和陽極分接頭的陰極引線和陽極引線也可由相同材料制成。 在這種結(jié)構(gòu)中，電極引線優(yōu)選由銅制成。
根據(jù)本發(fā)明的電池組電池優(yōu)選使用于具有電極組件的袋形電池 中，所述電極組件安裝在由層壓板制成的電池殼中，所述層壓板包括 金屬層和樹脂層，優(yōu)選為鋁層壓板。
優(yōu)選地，絕緣薄膜在電極引線與電池殼相接觸的區(qū)域被附接至電 極引線的上表面和下表面，由此實(shí)現(xiàn)所述電池殼和所述電極引線之間 的絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種具有高輸出和大容量的中型 或大型電池模塊，其中所述電池模塊包括多個(gè)電池組電池作為單元電 池。
優(yōu)選地，所述電池組電池中的至少一些相互串聯(lián)連接，使得這些 電池組電池的陰極和陽極直接相互耦合，從而實(shí)現(xiàn)所述電池模塊的高 輸出。在根據(jù)本發(fā)明的電池模塊中，陰極引線和陽極引線由相同材料 制成，從而可實(shí)現(xiàn)電池組電池之間所需的電連接，而無需使用附加的 匯流條。


通過以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明
的上述和其他目標(biāo)、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，其中
圖l是一分解立體圖，示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案的包括多 個(gè)電極板的電池組電池；
圖2是在圖1中示出的電池組電池在裝配后的前視透視圖；圖3到5是前視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一示例性方法制造陰極板的
過程；
圖6到8是前視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性方法制造陰極板 的過程；以及
圖9是一示出通過將兩個(gè)電池組電池彼此連接而制造的電池模塊 的立體圖，所述兩個(gè)電池組電池中的一個(gè)在圖1中示出。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。但是，應(yīng)注意 的是，本發(fā)明的范圍并不受所示出的實(shí)施方案限制。
圖l是一分解立體圖，示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案的包括多 個(gè)電極板的電池組電池。為描述方便，在圖中省略了一些電極分接頭。
參考圖1,電池組電池600包括安裝在電池殼500中的電極組件 400，所述電極組件被構(gòu)造為以下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，順序堆疊多個(gè)陰 極板IOO、 101、 102……和多個(gè)陽極板200、 201、 202……，同時(shí)分別 在陰極板IOO、 101、 102……和陽極板200、 201、 202……之間放置隔 板300。
陰極板100具有施加到陰極集電器110的陰極活性材料120。陰 極分接頭130從陰極板100的相對末端突出。每個(gè)陰極分接頭130被 構(gòu)造為以下這種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，由銅制成的金屬片(在下文中，銅 片150)被焊接至從陰極集電器110突出的由鋁制成的小尺寸焊接部分 140。
另一方面，陽極板200具有施加到陽極集電器210的陽極活性材 料220。陽極分接頭230從陽極板200的相對末端突出。
在陰極板IOO、 101、 102……和陽極板200、 201、 202……的結(jié)構(gòu) 中，從陰極板IOO、 101、 102……和陽極板200、 201、 202……突出的 多個(gè)陰極分接頭130和多個(gè)陽極分接頭230分別連接至附加的電極引 線410和420。該結(jié)構(gòu)在圖2中被清晰示出，圖2是一前視透視圖， 一般地示出了裝配后的圖1中的電池組電池。
參考圖2，電池組電池600被構(gòu)造為以下這種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中， 陰極引線410和陽極引線420在電池殼500的相對末端突出到電池殼
ii500的外部。
陰極引線410和陽極引線420由銅制成。陰極引線410和陽極引 線420分別連接至陰極分接頭130的銅片150和陽極分接頭230。在 電池殼500的密封區(qū)域210,將附加的絕緣薄膜430施加到陰極引線 410和陽極引線420。
圖3到5是前視圖， 一般地示出了根據(jù)本發(fā)明的一示例性方法制 造陰極板的過程。
參考這些附圖，通過焊接將多個(gè)銅片150、 151、 152……固定到 長板型鋁集電器110a的預(yù)定區(qū)域，將陰極活性材料120施加到集電器 110a，并且如圖5中所示，切割集電器110a，以制造陰極板110。通 過將集電器110a的其中銅片150、 151、 152……被固定的區(qū)域的相對 側(cè)部以倒棱結(jié)構(gòu)(chamfer structure) A切割，陰極板110可具有一陰 極分接頭130，所述陰極分接頭由在銅片150和鋁集電器110a之間的 焊接部分140構(gòu)成。
圖6到8是前視圖， 一般地示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性方法制 造陰極板的過程。
除了通過焊接將一長銅條160固定至鋁集電器110a,然后切割銅 條160之外，在這些附圖中所示出的制造方法與在圖3和圖4中所示 出的制造方法相同。
圖9是一立體圖， 一般地示出了通過將兩個(gè)電池組電池彼此連接 而制造的電池模塊，所述兩個(gè)電池組電池中的一個(gè)在圖1中示出。
參考圖9，電池模塊700包括兩個(gè)電池組電池(第一電池組電池IOO 和第二電池組電池101)，所述兩個(gè)電池組電池具有分別從電池組電池 100和101的相對末端突出的陰極引線410和412以及陽極引線420 和422,所有這些引線都由銅制成。通過在第一電池組電池100的陰 極引線410和第二電池組電池101的陽極引線422之間的耦合，所述 兩個(gè)電池組電池100和101彼此串聯(lián)連接。此時(shí)，通過焊接容易地實(shí) 現(xiàn)陰極引線410和陽極引線422之間的耦合，因?yàn)殛帢O引線410和陽 極引線422都由銅制成。
在下文中，將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。但是，應(yīng)注意的 是，本發(fā)明的范圍并不受所示出的實(shí)施例限制。[實(shí)施例1]將兩個(gè)具有5cm長度、lcm寬度以及500 jim厚度的矩形銅薄板放 置在超聲波焊接機(jī)上，使得銅薄板的末端在銅薄板長度方向上彼此重 疊約lcm，使焊接頭接觸銅薄板之間的重疊區(qū)域，并且將具有約40KHz 頻率的超聲波能量施加到銅薄板之間的重疊區(qū)域。以這樣的方式，進(jìn) 行超聲波焊接。[比較實(shí)施例1]根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法，通過超聲波焊接將兩金屬薄板固定 至彼此，只是使用了一個(gè)具有5cm長度、lcm寬度以及500 Mm厚度的 矩形銅薄板以及一個(gè)具有與矩形銅薄板相同尺寸的矩形鋁薄板。[實(shí)驗(yàn)實(shí)施例1]通過ASTM測試方法測量根據(jù)實(shí)施例1和比較實(shí)施例1所焊接的金 屬薄板的焊接強(qiáng)度。測量結(jié)果表明，根據(jù)實(shí)施例1所焊接的金屬薄板 呈現(xiàn)出11. lkg/ci^的焊接強(qiáng)度。另一方面，所述測量結(jié)果表明，根據(jù) 比較實(shí)施例1所焊接的金屬薄板呈現(xiàn)出7. 8kg/cn^的焊接強(qiáng)度。這是 因?yàn)榫哂邢嗤饘俨牧稀?，銅一一 的薄板之間的可焊性優(yōu)于具有 不同金屬材料——即銅和鋁——的薄板之間的可焊性。[實(shí)施例2]2-1.制造陰極板如在圖6中所示，通過激光縫焊將一長銅條連接至一長板型鋁箔 片的預(yù)定區(qū)域，并且將一陰極混合物漿施加到該鋁箔片的相對的主表 面上，該陰極混合物漿通過向作為溶劑的N-曱基-2-吡咯烷酮(NMP)中 添加95重量百分比的LiCo02、 2. 5重量百分比的Super-P (導(dǎo)電劑)以 及2. 5重量百分比的PVdf (粘合劑)來制備。接下來，如圖8中所示， 切割所述鋁箔片以制造一在其一側(cè)形成有陰極分接頭的陰極板。 2-2.制造陽極板將陽極混合物漿施加到 一長板型銅箔片的相對的主表面上，該陽13極混合物漿通過向作為溶劑的NMP中添加95重量百分比的人造石墨、 2. 5重量百分比的Super-P (導(dǎo)電劑)以及2. 5重量百分比的PVdf (粘合 劑)來制備。接下來，將所述銅箔片以如圖8中所示的倒棱結(jié)構(gòu)切割， 以制造一在其一側(cè)形成有陽極分接頭的陽極板。 2-3.制造電池組電池將根據(jù)在2-1段中所描述的方法制造的陰極板和根據(jù)在2-2段中 所描述的方法制造的陽極板堆疊，同時(shí)分別在陰極板和陽極板之間放 置隔板，并且將從陰極板和陽極板的相對末端突出的陰極分接頭和陽 極分接頭分別連接至陰極引線和陽極引線，所述陰極引線和陽極引線 都由銅制成。將此電極組件安裝在一電池殼中，并且向電極組件中注 入電解質(zhì)。以這樣的方式，制造電池組電池。 2-4.制造電池模塊將三個(gè)根據(jù)在2-3段中所描述的方法而制造的電池組電池串聯(lián)連 接來制造電池模塊。電池組電池的電極引線之間的連接通過超聲波焊 接進(jìn)行。[比較實(shí)施例2]除了每個(gè)陰極板在其一個(gè)末端設(shè)有由鋁制成的陰極分接頭并且每 個(gè)陰極引線由鋁制成之外，根據(jù)與實(shí)施例2相同的方法制造電池模塊。[實(shí)驗(yàn)實(shí)施例2]為了確認(rèn)在根據(jù)實(shí)施例2和比較實(shí)施例2所制造的電池模塊的電 極引線之間的結(jié)合力的差異，牽拉電極引線之間的連接區(qū)域以測量連 接區(qū)域中直至連接區(qū)域斷裂的張力。測量結(jié)果表明，在包括根據(jù)實(shí)施 例1制造的電池組電池的電池模塊的電極引線之間的結(jié)合力是包括根 據(jù)比較實(shí)施例1制造的電池組電池的電池模塊的電極引線之間的結(jié)合 力的約1.5倍。這是因?yàn)椋?dāng)通過超聲波焊接將陰極引線和陽極引線 耦合至彼此時(shí)，根據(jù)實(shí)施例2制造的電池模塊具有的結(jié)合力高于根據(jù) 比較實(shí)施例2制造的電池模塊的結(jié)合力，其中在根據(jù)實(shí)施例2制造的 電池模塊中，由相同金屬材料即銅制成的陰極和陽極引線耦合至彼此。[比較實(shí)施例3]根據(jù)在實(shí)施例2的2-1段到2-3段中所描述的方法制造電池組電 池，只是將電極活性材料施加到陰極集電器的相對的主表面，銅分接 頭通過激光縫焊在未施加有電極活性材料的區(qū)域連接至陰極集電器， 然后切割所述陰極集電器。[比較實(shí)施例4]除了當(dāng)將電池組電池彼此串聯(lián)連接時(shí)通過激光縫焊進(jìn)行電極引線 之間的耦合之外，根據(jù)與實(shí)施例2相同的方法制造電池模塊。[實(shí)驗(yàn)實(shí)施例3]首先，在10C-速率脈沖周期條件下，測試根據(jù)實(shí)施例2和比較實(shí) 施例3所制造的電池組電池的周期特性。測試結(jié)果表明，在充電和放 電周期中，根據(jù)比較實(shí)施例3所制造的電池組電池比根據(jù)實(shí)施例2所 制造的電池組電池顯示出更快的容量降低。具體而言，與根據(jù)實(shí)施例 2所制造的電池組電池的容量相比，根據(jù)比較實(shí)施例3所制造的電池 組電池的容量在IOO周期時(shí)減少了約20%。而且，與根據(jù)實(shí)施例2所 制造的電池組電池的容量相比，才艮據(jù)比較實(shí)施例3所制造的電池組電 池的容量在200周期時(shí)減少了約28%。這是因?yàn)?，?dāng)對具有施加到其 上的活性材料的陰極集電器進(jìn)行激光縫焊時(shí)， 一些活性材料由于傳導(dǎo) 熱而退化了。另外，在10C-速率脈沖周期條件下，測試4艮據(jù)實(shí)施例2和比較實(shí) 施例4所制造的電池模塊的周期特性。測試結(jié)果表明，與根據(jù)實(shí)施例 2所制造的電池模塊的輸出相比，根據(jù)比較實(shí)施例4所制造的電池模 塊的輸出在200周期時(shí)減少了約34%。而且，與根據(jù)實(shí)施例2所制造 的電池模塊的容量相比，根據(jù)比較實(shí)施例4所制造的電池模塊的容量 在200周期時(shí)減少了約26%。這是因?yàn)椋?一些活性材料因進(jìn)行激光縫 焊以將電極引線互連時(shí)產(chǎn)生的高溫?zé)岫嘶?，從而根據(jù)比較實(shí)施例 4所制造的電池模塊的容量和輸出在高輸出條件下顯著降低。另一方 面，對于根據(jù)實(shí)施例2所制造的電池模塊，通過超聲波焊接進(jìn)行電極 引線之間的連接，超聲波焊接產(chǎn)生相對較少量的熱，從而使根據(jù)實(shí)施例2所制造的電池模塊即使在高輸出的充電和放電條件下也顯示出高 輸出和容量保持率。工業(yè)適用性如根據(jù)以上描述顯而易見的，根據(jù)本發(fā)明的電極板具有在將兩個(gè) 包括電極板的電池組電池彼此串聯(lián)連接以制造一電池模塊時(shí)，提高陰 極端子和陽極端子之間的可焊性的效果。另外，根據(jù)本發(fā)明的電極板 具有提高在含鹽的環(huán)境中的抗腐蝕性的效果。盡管出于說明的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員將意識到，可以進(jìn)行多種修改、添加和替換，而不偏離 如所附權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明的范圍和主旨。
權(quán)利要求
1. 一電極板裝置，包括一對被構(gòu)造為以下結(jié)構(gòu)的電極板，在該結(jié)構(gòu)中，電極板包括由不同材料(a，b)制成的集電器，電極分接頭形成在各個(gè)集電器上，并且電極活性材料被施加到每個(gè)集電器的至少一個(gè)主表面的除電極分接頭之外之處，其中由材料(b)制成的金屬片被焊接至所述由材料(a)制成的集電器的末端以形成電極分接頭，并且在所述金屬片被焊接至所述集電器之后，所述電極活性材料被施加到所述集電器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極板裝置，其中通過激光縫焊或電阻 焊將所述金屬片焊接至所述集電器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極板裝置，其中將所述由材料(b)制 成的金屬片直接焊接至所述由材料(a)制成的集電器，或者焊接至從所 述由材料(a)制成的集電器突出的小尺寸焊接部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極板裝置，其中 所述電極板對中的一個(gè)電極板，即所述由材料(a)制成的電極板，包括由鋁制成的集電器，并且所述電極板對中的另 一個(gè)電極板，即所述由材料(b)制成的電極 板，包括由銅制成的集電器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極板裝置，其中 由銅制成的金屬片被焊接至所述由鋁制成的集電器以形成一電極分接頭(第一電極分接頭)，并且所述由銅制成的集電器包括一由與該集電器相同的材料即銅制成 的電極分接頭(第二電極分接頭)，該電極分接頭從所述由銅制成的集 電器延伸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極板裝置，其中所述第一電極分接頭 和第二電極分接頭具有相同的長度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極板裝置，其中 所述由鋁制成的集電器具有一從其突出的焊接部分，所述焊接部分具有的長度等于所述第二電極分接頭長度的1/4至2/3，并且一由銅制成的金屬片被焊接至所述由鋁制成的集電器的焊接部 分，以形成尺寸大致與所述第二電極分接頭的尺寸相同的所述第一電極分接頭。
8. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一權(quán)利要求所述的電極板裝 置的方法，所述方法包括(i) 將多個(gè)由材料(b)制成的金屬片焊接至一由材料(a)制成的長 板型集電器(A)，以形成多個(gè)電極分接頭(第一電極分接頭)；(ii) 將一電極活性材料施加到集電器(A)的至少一主表面的除了其中形成第一電極分接頭的區(qū)域之外之處；(iii) 將一 電極活性材料施加至由材料(b)制成的長板型集電器(B) 的至少一主表面的除了其中形成多個(gè)電極分接頭(第二電極分接頭)的 區(qū)域之外之處，所述多個(gè)電極分接頭(第二電極分接頭)從所述集電器 (B)延伸，由與所述集電器(B)相同的材料(b)制成；和(iv) 將施加有活性材料的兩個(gè)集電器(A、 B)切成包括至少一個(gè)電 極分接頭的預(yù)定尺寸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述方法包括 代替步驟(i )，將由材料(b)制成的長金屬條焊接至所述由材料(a)制成的長板型集電器(A)，以形成對應(yīng)于所述電極分接頭(第一電極分 接頭)的區(qū)域。
10. —種電池組電池，包括被構(gòu)造為以下結(jié)構(gòu)的電極組件，在該 結(jié)構(gòu)中，順序堆疊多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一權(quán)利要求所述的電 極板，其中將由與電極分接頭相同材料制成的電極引線連接至從電極 板突出的該電極分接頭的末端。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組電池，其中通過超聲波焊接將 所述電極引線連接至電極分接頭。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組電池，其中所述電極引線由銅 制成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組電池，其中所述電極組件被安 裝在由層壓板制成的電池殼中，所述層壓板包括金屬層和樹脂層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組電池，其中絕緣薄膜在電極引 線與電池殼相接觸的區(qū)域被附接至所述電極引線的上表面和下表面， 由此實(shí)現(xiàn)所述電池殼和所述電極引線之間的絕緣。
15. —種.具有高輸出和大容量的中型或大型電池模塊，其中所述電池模塊包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組電池作為單元電池。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池模塊，其中所述電池組電池中的 至少一些電池組電池相互串聯(lián)連接，使得這些電池組電池的陰極和陽極直接相互耦合，從而實(shí)現(xiàn)所述電池模塊的高輸出。
全文摘要
在本說明書中公開了一種電極板裝置，該電極板裝置包括一對被構(gòu)造為以下結(jié)構(gòu)的電極板，在該結(jié)構(gòu)中，電極板包括由不同材料(a，b)制成的集電器，電極分接頭形成在各個(gè)集電器上，并且電極活性材料被施加到每個(gè)集電器的至少一個(gè)主表面的除電極分接頭之外之處，其中由材料(b)制成的金屬片被焊接至由材料(a)制成的集電器的末端以形成電極分接頭，并且在所述金屬片被焊接至所述集電器之后，將電極活性材料施加到所述集電器。還公開了一種制造該電極板裝置的方法。根據(jù)本發(fā)明的電極板具有在將兩個(gè)包括電極板的電池組電池彼此串聯(lián)連接以制造一電池模塊時(shí)，提高陰極端子和陽極端子之間的可焊性的效果。另外，根據(jù)本發(fā)明的電極板具有提高在含鹽的環(huán)境中的抗腐蝕性的效果。
文檔編號H01M4/24GK101507016SQ200780031462
公開日2009年8月12日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者劉承宰, 金旻修 申請人:株式會社Lg化學(xué)