本發(fā)明要求2022年8月9日向韓國(guó)專利局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0-2022-0098947的申請(qǐng)日的利益，其全部?jī)?nèi)容包含于本發(fā)明。本發(fā)明涉及一種用于制造包括z字形隔膜的電極組件的方法以及一種用于改善電極組件的電解液浸潤(rùn)性(wetting)的方法。

背景技術(shù)：

1、電化學(xué)裝置利用電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，近年來(lái)，能量密度及電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)且可用于多種領(lǐng)域的鋰二次電池被廣泛使用。近年來(lái)，隨著對(duì)電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能裝置的需求增加，正在開(kāi)發(fā)用于使容量和能量密度極大化的材料和結(jié)構(gòu)。

2、二次電池可以包括電極組件，所述電極組件包括正極、負(fù)極和布置在正極與負(fù)極之間的隔膜，所述電極組件可以與電解液一同容納于殼體而制造二次電池。根據(jù)容納電極組件的殼體的形狀，二次電池可以分為袋型、圓柱型、棱柱型、硬幣型等，根據(jù)電極組件的制造方法或形狀，二次電池可以分為果凍卷型、堆疊型等。

3、堆疊型電極組件通過(guò)層疊以預(yù)定尺寸準(zhǔn)備的多個(gè)正極、隔膜和負(fù)極來(lái)制造，然而各個(gè)電極和隔膜的移送繁瑣，且層疊時(shí)難以保持預(yù)定的排列，導(dǎo)致生產(chǎn)率低。因此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種z字形堆疊型電極組件，其中將長(zhǎng)片形狀的隔膜彎折成z字形形態(tài)，并在相鄰的彎折之間交替地布置正極和負(fù)極。例如，可以通過(guò)當(dāng)供應(yīng)卷繞于圓筒的長(zhǎng)片型隔膜時(shí)，將層疊電極組件的工作臺(tái)傾斜或擺動(dòng)、或者使移送隔膜的供應(yīng)輥進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)以將隔膜以z字形折疊并在其間布置各電極來(lái)制造z字形電極組件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，z字形堆疊的工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率優(yōu)異，即使隔膜的粘結(jié)力相對(duì)較低或不存在，也能夠穩(wěn)定地保持層疊結(jié)構(gòu)。

4、通常，在z字形堆疊時(shí)，將隔膜以預(yù)定間隔折疊而形成彎曲部，使所述間隔大于正極和負(fù)極的寬度從而確保富余空間。因此，z字形電極組件在兩側(cè)包括僅由隔膜形成的彎曲部層疊的區(qū)域，在所述區(qū)域中，與電極與隔膜一同層疊的區(qū)域相比存在空的空間并且未被固定，因此存在發(fā)生折疊或晃動(dòng)從而難以將所述電極組件插入殼體或袋的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，對(duì)所述彎曲部施加熱和壓力以將彎曲部和/或相鄰的彎曲部接合。但是，在隔膜接合的過(guò)程中，形成在隔膜中的氣孔被封閉，從而發(fā)生透氣度降低、電阻增加以及電解液的浸潤(rùn)性降低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問(wèn)題

2、本發(fā)明的目的在于提供一種制造z字形電極組件的方法，所述z字形電極組件具有由于沒(méi)有隔膜彎曲部的折疊或晃動(dòng)因此相對(duì)于殼體或袋的插入性優(yōu)異并且隔膜對(duì)于電解液的浸潤(rùn)性優(yōu)異的結(jié)構(gòu)。

3、解決方案

4、本發(fā)明的一方面提供一種電極組件的制造方法，包括：在以z字形折疊而形成有彎曲部的隔膜上交替地布置正極和負(fù)極，以形成正極、隔膜及負(fù)極交替地布置的層疊體的步驟(s10)；向所述層疊體施加熱和壓力，以固定所述正極和所述負(fù)極相對(duì)于所述隔膜的位置的步驟(s20)；向所述層疊體施加熱和壓力，以粘結(jié)所述正極、所述隔膜和所述負(fù)極的步驟(s30)；以及切割所述層疊體的側(cè)面，以形成電極組件的步驟(s40)，其中所述側(cè)面包括所述彎曲部。

5、在所述電極組件的制造方法中，所述負(fù)極的寬度方向上的長(zhǎng)度可以比所述正極的寬度方向上的長(zhǎng)度長(zhǎng)1至10％。

6、所述電極組件的制造方法還可以包括利用所述隔膜的端部圍繞在所述步驟(s10)中形成的層疊體的外周面的步驟(s11)。

7、在所述電極組件的制造方法中，在所述步驟(s20)中，可以在50至60℃的溫度下對(duì)所述層疊體施加1至6mpa的壓力1秒至60秒。

8、在所述電極組件的制造方法中，在所述步驟(s20)中，可以使所述正極與所述隔膜以及所述隔膜與所述負(fù)極部分地粘結(jié)，以固定正極和負(fù)極相對(duì)于所述隔膜的位置。

9、在所述電極組件的制造方法中，在所述步驟(s30)中，可以在50至60℃的溫度下對(duì)所述層疊體施加1至6mpa的壓力1秒至60秒。

10、在所述電極組件的制造方法中，在所述步驟(s30)中，可以使所述正極與所述隔膜以及所述隔膜與所述負(fù)極完全粘結(jié)。

11、在所述電極組件的制造方法中，所述側(cè)面可以由包括所述彎曲部的隔膜構(gòu)成，所述電極組件可以不包括所述彎曲部。

12、在所述電極組件的制造方法中，所述彎曲部可以平行于所述隔膜的長(zhǎng)度方向延伸。

13、在所述電極組件的制造方法中，所述彎曲部與所述負(fù)極之間的間隔可以小于所述彎曲部與所述正極之間的間隔。

14、在所述電極組件的制造方法中，所述負(fù)極的寬度方向上的長(zhǎng)度可以為所述彎曲部與所述負(fù)極之間的間隔的10至15倍。

15、在所述電極組件的制造方法中，在所述步驟(s40)中，可以以平行于所述電極組件的高度方向的方式切割所述側(cè)面。

16、在所述電極組件的制造方法中，在所述步驟(s40)中，可以切割所述負(fù)極與所述彎曲部之間的切割位置，所述切割位置與所述負(fù)極之間的間隔和所述切割位置與所述彎曲部之間的間隔之比為1∶8至1∶10。

17、在所述電極組件的制造方法中，所述電極組件中所述隔膜的端部與所述正極之間的間隔可以為所述隔膜的端部與所述負(fù)極之間的間隔的1.5至2倍。

18、本發(fā)明的另一方面提供一種通過(guò)所述電極組件的制造方法制造的電極組件。

19、有利效果

20、本發(fā)明的制造方法提供了生產(chǎn)率優(yōu)異并且具有隔膜不會(huì)折疊或晃動(dòng)的結(jié)構(gòu)的電極組件，從而能夠提高包括所述電極組件的電化學(xué)裝置的生產(chǎn)率。

21、另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的電極組件能夠使電解液均勻地浸漬于隔膜，因此可以防止隔膜中鋰呈枝狀形態(tài)析出或使該情況最小化。

技術(shù)特征：

1.一種電極組件的制造方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件的制造方法，其中，所述負(fù)極的寬度方向上的長(zhǎng)度比所述正極的寬度方向上的長(zhǎng)度長(zhǎng)1至10％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件的制造方法，其中，所述方法還包括利用所述隔膜的端部圍繞在所述步驟(s10)中形成的層疊體的外周面的步驟(s11)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件的制造方法，其中，在所述步驟(s20)中，在50至60℃的溫度下對(duì)所述層疊體施加1至6mpa的壓力1秒至60秒。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極組件的制造方法，其中，在所述步驟(s20)中，使所述正極與所述隔膜以及所述隔膜與所述負(fù)極部分地粘結(jié)，以固定所述正極和負(fù)極相對(duì)于所述隔膜的位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件的制造方法，其中，在所述步驟(s30)中，在50至60℃的溫度下對(duì)所述層疊體施加1至6mpa的壓力1秒至60秒。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極組件的制造方法，其中，在所述步驟(s30)中，使所述正極與所述隔膜以及所述隔膜與所述負(fù)極完全粘結(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件的制造方法，其中，所述側(cè)面由包括所述彎曲部的隔膜構(gòu)成，所述電極組件不包括所述彎曲部。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件的制造方法，其中，所述彎曲部平行于所述隔膜的長(zhǎng)度方向延伸。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件的制造方法，其中，所述彎曲部與所述負(fù)極之間的間隔小于所述彎曲部與所述正極之間的間隔。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件的制造方法，其中，所述負(fù)極的寬度方向上的長(zhǎng)度為所述彎曲部與所述負(fù)極之間的間隔的10至15倍。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件的制造方法，其中，在所述步驟(s40)中，以平行于所述電極組件的高度方向的方式切割所述側(cè)面。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極組件的制造方法，其中，在所述步驟(s40)中，切割所述負(fù)極與所述彎曲部之間的切割位置，其中所述切割位置與所述負(fù)極之間的間隔以及所述切割位置與所述彎曲部之間的間隔之比為1∶8至1∶10。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極組件的制造方法，其中，在所述電極組件中，所述隔膜的端部與所述正極之間的間隔為所述隔膜的端部與所述負(fù)極之間的間隔的1.5至2倍。

15.一種電極組件，所述電極組件通過(guò)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法制造。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種電極組件的制造方法，包括：在以Z字形折疊而形成有彎曲部的隔膜上交替地布置正極和負(fù)極，以形成正極、隔膜及負(fù)極交替地布置的層疊體的步驟(S10)；向所述層疊體施加壓力，以固定所述正極和所述負(fù)極相對(duì)于所述隔膜的位置的步驟(S20)；向所述層疊體施加熱和壓力，以粘結(jié)所述正極、所述隔膜和所述負(fù)極的步驟(S30)；以及切割所述層疊體的側(cè)面，以形成電極組件的步驟(S40)，其中所述側(cè)面包括所述彎曲部。

技術(shù)研發(fā)人員：李昭詠,裴元植,成東昱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2