电极组件和包括该电极组件的二次电池的制作方法

1.本发明涉及一种电极组件和包括该电极组件的二次电池。


背景技术：

2.通常，通过将由正电极板、负电极板和夹在两个电极板之间的隔膜构成的电极组件与电解液一起容纳在壳体中来形成二次电池。与不可充电的一次电池不同，该二次电池是可充电且可放电的电池。随着针对移动装置(诸如移动电话和膝上型计算机)的技术发展和产量增加，对作为能量源的二次电池的需求正在迅速增加。近年来，对电动汽车和混合动力汽车作为替代能量源以替代化石燃料进行了积极的研究和开发。
3.目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。在它们之中，当与镍基二次电池相比时，锂二次电池由于几乎没有记忆效应，从而因为其诸如自由充电和放电、非常低的自放电速率以及高能量密度的优点而引起关注。
4.为了增大锂二次电池的输出，必须降低电池的电阻。在有限的体积中，增加电极的数量是有效的。另外，电极板的长度随着对锂二次电池的高容量和高输出的需求而逐渐增大，这会导致内阻增大。这个问题也可以通过增加电极接片的数量来缓解。然而，电极接片的数量的增加不仅增加了所需的材料量和工时，而且降低了锂二次电池的内部空间的空间利用率。
5.此外，通常，当锂二次电池过充电至一定电压或更高电压时，构成锂二次电池的正电极活性物质与电解液之间的反应会过度进行，导致正电极活性物质的结构塌陷和电解液的氧化反应，因此锂也会沉积。如果这种状态继续，则锂二次电池会被点燃或爆炸。
6.在用作本发明的背景技术的技术中公开的上述信息仅用于改善对本发明的背景技术的理解，因此可以包括不构成相关技术的信息。


技术实现要素：

7.技术问题
8.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够使电极接片的数量最小化同时减小二次电池的电阻的电极组件和包括该电极组件的二次电池。
9.本发明的另一目的在于提供一种能够在过充电期间使锂沉积最小化的电极组件和包括该电极组件的二次电池。
10.技术方案
11.在根据本发明的用于实现上述目的的电极组件和包括该电极组件的二次电池中，所述电极组件包括：正电极板，包括正电极集流体和涂覆在正电极集流体上的正电极活性物质，其中，在正电极集流体中形成有未涂覆正电极活性物质的正电极未涂覆部分；负电极板，包括负电极集流体和涂覆在负电极集流体上的负电极活性物质，其中，在负电极集流体中形成有未涂覆负电极活性物质的负电极未涂覆部分；隔膜，置于正电极板与负电极板之间；正电极接片，电连接到正电极板的正电极集流体；以及负电极接片，电连接到负电极板
的负电极集流体，其中，正电极板、负电极板和隔膜以顺序堆叠的状态卷绕，正电极未涂覆部分设置在正电极板的在卷绕方向上的前端与后端之间，正电极接片在正电极未涂覆部分上附着到正电极集流体，负电极未涂覆部分包括主负电极未涂覆部分和次负电极未涂覆部分，主负电极未涂覆部分形成在负电极板的在卷绕方向上的前端与后端之间，次负电极未涂覆部分形成在负电极板的后端上，并且负电极接片设置在主负电极未涂覆部分上。
12.根据本发明，正电极未涂覆部分可以包括主正电极未涂覆部分和次正电极未涂覆部分，主正电极未涂覆部分和次正电极未涂覆部分形成为在卷绕方向上在正电极板的前端与后端之间彼此间隔开，并且正电极接片可以包括第一正电极接片和第二正电极接片，第一正电极接片和第二正电极接片分别设置在主正电极未涂覆部分和次正电极未涂覆部分上。这里，第一正电极接片和第二正电极接片在卷绕状态下可以在径向方向上设置在直线上。主正电极未涂覆部分可以设置为比次正电极未涂覆部分靠近正电极板的前端，并且主正电极未涂覆部分可以在卷绕方向上延伸至比第一正电极接片的宽度大的宽度，以形成正电极半涂覆部分，其中，正电极半涂覆部分在卷绕状态下可以设置在第一正电极接片内侧一圈。主正电极未涂覆部分可以设置为比次正电极未涂覆部分靠近正电极板的前端，并且主正电极未涂覆部分可以在卷绕方向上延伸至比第一正电极接片的宽度大的宽度，以形成正电极半涂覆部分，其中，正电极半涂覆部分在卷绕状态下可以设置在第一正电极接片外侧一圈。
13.正电极板可以包括其上未形成正电极涂层的正电极半涂覆部分，正电极半涂覆部分位于在卷绕方向上与主正电极未涂覆部分间隔开以相邻的位置处，其中，相比于主正电极未涂覆部分，正电极半涂覆部分可以设置在相对前端侧处，并且正电极半涂覆部分在卷绕状态下设置在第一正电极接片内侧一圈，或者相比于主正电极未涂覆部分，正电极半涂覆部分可以设置在相对后端侧处，并且正电极半涂覆部分在卷绕状态下设置在第一正电极接片外侧一圈。
14.在根据本发明的电极组件和包括该电极组件的二次电池中，第一正电极接片和第二正电极接片在卷绕状态下可以在径向方向上设置在直线上，并且正电极接片和负电极接片在卷绕状态下可以设置在与横向剖面的半径的1/5至4/5对应的区域中。这里，正电极接片和负电极接片在卷绕状态下可以在电极组件的纵向方向上设置在同一条线上，但是正电极接片的下部和负电极接片的上部可以设置为彼此不叠置。
15.根据本发明的二次电池包括：根据本发明的电极组件；壳体，被构造为在壳体的内部空间中容纳电极组件和电解液；以及盖板，结合到壳体的上部以密封壳体，其中，次负电极未涂覆部分可以附着到壳体的内表面。
16.有益效果
17.根据本发明的电极组件和包括该电极组件的二次电池可以通过允许形成在负电极板的一端处的未涂覆部分用作负电极接片来减少负电极接片的数量而不增大二次电池的电阻，因此可以使电极接片的总数量最小化。
18.此外，根据本发明的电极组件和包括该电极组件的二次电池可以在与负电极接片相邻的正电极板中的其上未形成正电极接片的正电极板上形成未涂覆部分，从而防止锂在过充电期间沉积。
附图说明
19.图1a、图1b、图1c和图1d是示出根据本发明的实施例的二次电池的透视图、分解透视图、纵向剖视图和剖视图。
20.图2是示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的剖视图。
21.图3是示出图2中所示的电极组件卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
22.图4a至图4c是另外示出图3中所示的电极组件的剖视图中的正电极接片和负电极接片的附着位置的放大横向剖视图。
23.图5是示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。
24.图6是示出图5中所示的电极组件卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
25.图7是示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。
26.图8是示出图7中所示的电极组件卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
27.图9是示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。
28.图10是示出图9中所示的电极组件卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
29.图11是示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的剖视图。
30.图12是示出图11中所示的电极组件卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
31.图13是示出图11中所示的电极组件以不同的方式卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
32.图14是示出根据本发明的另一实施例的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的剖视图。
33.图15是示出图14中所示的电极组件卷绕之后的局部放大横向剖视图的放大横向剖视图。
具体实施方式
34.在下文中，将参照附图详细描述优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本领域技术人员彻底理解本发明。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
35.此外，在附图中，为了清楚说明，可以夸大层和区域的尺寸。同样的附图标记始终表示同样的元件。如在这里所使用的，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。在本说明书中，还将理解的是，当构件a被称为连接到构件b时，构件a可以直接连接到构件b，或者间接连接到构件b，且构件c位于它们之间。
36.在这里所使用的术语仅用于本发明的说明性目的，而不应被解释为限制本发明的含义或范围。如在本说明书中所使用的，除非根据上下文明确指示特定情况，否则单数形式可以包括复数形式。此外，本说明书中所使用的表述“包括”和/或其变型既不限定所提及的
形状、数量、工艺、操作、构件、元件和/或这些的组，也不排除存在或添加一个或更多个其他不同的形状、数量、工艺、操作、构件、元件和/或这些的组。在这里使用的术语“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。
37.如在这里所使用的，诸如“第一”、“第二”等的术语用于描述各种构件、组件、区域、层和/或部分。然而，明显的是，构件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限定。该术语不意味着特定顺序、上下或者优越性，而仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，将描述的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
38.为了易于描述，在这里使用诸如“在
……
下方”、“在
……
之下”、“下”、“在
……
上方”、“上”等的空间相对术语，来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。这些空间相对术语旨在用于根据本发明的各种工艺状态或使用状态来容易理解本发明，因此，本发明不限于此。例如，附图中所示的元件或特征被翻转，被描述为“在
……
之下”或“在
……
下方”的元件或特征可以改变为“在
……
上方”或“上”。因此，术语“在
……
下方”可以涵盖术语“在
……
上方”或“在
……
下方”。
39.图1a、图1b、图1c和图1d是示出根据本发明的实施例的二次电池100的透视图、分解透视图、纵向剖视图和横向剖视图。这里，纵向剖面是在二次电池100的纵向方向上切割的剖面，横向剖面是在二次电池的卷绕方向上切割的剖面。
40.如图1a、图1b、图1c和图1d中所示，根据本发明的二次电池100包括壳体110、容纳在壳体110中的电极组件120以及密封壳体110的上端的开口的盖组件130。
41.壳体110包括圆形的底部111和以预定长度从底部111向上延伸的侧部112。这里，尽管二次电池100被示出为圆柱形二次电池，但是其适用于棱柱形二次电池和袋型二次电池，并且在本发明中，二次电池的形状不限于圆柱形形状。在制造二次电池100的工艺期间，壳体110的上部可以打开。因此，在组装二次电池的工艺期间，电极组件120可以与电解液一起插入壳体110中。壳体110可以由钢、钢合金、铝、铝合金或其等同物制成，但是壳体110的材料不限于此。另外，在壳体110中，向内凹陷的卷边部(beading part)113可以形成在壳体110的相对于盖组件130的下部处，并且向内弯曲的压接部(crimping part)114可以形成在壳体110的上部，以防止盖组件130分离到外部。
42.电极组件120可以在卷绕成基本上圆柱形形状的状态下与电解液一起容纳在壳体110中。这里，电解液是含有盐的有机液体，其被注入使得锂离子在构成电极组件120的正电极板与负电极板之间移动，并且包括作为锂盐(诸如lipf6、libf4和liclo4)与高纯有机溶剂的混合物的非水有机电解液，但是本发明不限于此。
43.电极组件120包括涂覆有负电极活性物质的负电极板121、涂覆有正电极活性物质的正电极板122以及隔膜123，隔膜123置于负电极板121与正电极板122之间，以防止在负电极板121与正电极板122之间发生短路并且仅使锂离子移动。另外，向下突出预定长度的负电极接片124可以附着到负电极板121，并且各自向上突出预定长度的正电极接片125和129可以附着到正电极板122。另一方面，与所示示例不同，突出方向可以彼此交换。这里，“附着”可以被理解为彼此电连接，即，使用诸如焊接或结合的手段短路。
44.如图1d中所示，电极组件120理想地具有圆形剖面形状，并且可以在卷绕工艺期间
形成包括卷绕中心部c的空的空间，该空的空间可以被称为芯区域。然而，与所示示例不同，芯区域的剖面形状不总必须是圆形的。
45.另外，参照图2，示出了示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的分解透视图。此外，参照图3，示出了具有图2中所示的电极组件的二次电池的横向剖视图的一部分的放大横向剖视图。在下文中，将参照图2和图3详细描述根据本发明的二次电池和电极组件的构造。
46.首先，在电极组件120的负电极板121中，负电极涂层121b被涂覆在负电极集流体板121a的两侧上，负电极涂层121b是由过渡金属氧化物制成的活性物质，负电极集流体板121a是由铜(cu)或镍(ni)制成的板状金属箔。负电极板121设置有附着到负电极集流体板121a的一个表面的负电极接片124。负电极接片124可以部分地焊接并附着到负电极集流体板121a，并且在电极组件120的纵向方向上向下突出预定长度。
47.另外，负电极集流体板121a在两侧处设置有其上未形成负电极涂层121b的第一负电极未涂覆部分121c，所述两侧是负电极集流体板121a的附着有负电极接片124的一个表面的在卷绕方向x上的一侧和在卷绕方向x上的相对侧。也就是说，负电极接片124附着到负电极板121的负电极集流体板121a的一个表面，以与负电极涂层121b间隔开。另外，在作为其上附着有负电极接片124的所述一个表面的相对表面的另一表面上，负电极集流体板121a在与对应于负电极接片124的区域和其上设置有第一负电极未涂覆部分121c的区域对应的区域上还设置有其上未形成负电极涂层121b的第二负电极未涂覆部分121d。
48.在卷绕的电极组件120的横向剖面中，负电极接片124可以设置在横向剖面半径r的1/5至4/5之间的任意一个位置处，横向剖面半径r是卷绕中心部c与最外部o之间的长度。优选地，负电极接片124可以设置在横向剖面半径r的近似中心处。负电极接片124可以由铜或镍材料制成，但是本发明不限于此。
49.正电极板122在正电极集流体122a的两个表面上涂覆有正电极涂层122b，正电极涂层122b是由过渡金属氧化物制成的活性物质，正电极集流体122a是由铝(al)制成的板状金属箔。正电极板122设置有附着到正电极集流体板122a的一个表面的正电极接片125。正电极接片125可以部分地焊接并附着到正电极集流体122a，并且在电极组件120的纵向方向上向上突出预定长度。
50.在卷绕的电极组件120的横向剖面中，正电极接片125可以设置在横向剖面半径r的1/5至4/5之间的任意一个位置处，横向剖面半径r是卷绕中心部c与最外部o之间的长度。优选地，正电极接片125可以设置在横向剖面半径r的近似中心处。另外，正电极接片125可以在卷绕的电极组件120中相对于隔膜123设置在面对负电极接片124的表面上，但本发明不限于此。如图4a至图4c中所示，正电极接片125和负电极接片124可以设置在正电极板122和负电极板121的相同的表面上，或者可以分别设置在正电极板122和负电极板121的相对的表面上。这里，相同的表面可以是面对卷绕的电极组件120的最外侧o的相同的表面，或者可以是以相同的方式面对卷绕中心部c的表面。另外，相对的表面意味着，当正电极接片125形成在面对卷绕的电极组件120的最外侧o的表面上时，负电极接片124形成在面对卷绕中心部c的表面上，反之亦然。也就是说，在本发明中，正电极接片125和负电极接片124所附着的表面不限于各自由箔制成的正电极板122和负电极板121的两个表面。
51.如上所述，在卷绕有正电极接片125和负电极接片124两者的电极组件120的横向
剖面中，由于正电极接片125和负电极接片124设置在作为卷绕中心部c与最外部o之间的长度的横向剖面半径r的1/5至4/5之间，因此正电极接片125和负电极接片124可以设置为在卷绕的电极组件120中在纵向方向上在同一条线上对齐。这里，正电极接片125和负电极接片124设置为在同一条线上彼此不叠置。也就是说，正电极接片125的下部和负电极接片124的上部可以在电极组件120的纵向方向上设置在同一条线上，使得彼此不叠置。这是为了防止卷绕圆度率的降低，其可能会在比正电极板122和负电极板121厚的正电极接片125和负电极接片124在电极组件120的纵向方向上彼此叠置时产生。在电极组件120中，正电极接片125可以相对于隔膜123设置在负电极接片124的外侧。正电极接片125可以由铝材料制成，但是本发明不限于此。
52.另外，正电极集流体板122a在两侧处设置有其上未形成正电极涂层122b的第一正电极未涂覆部分122c，所述两侧是正电极集流体板122a的附着有正电极接片125的一个表面的在卷绕方向x上的一侧和在卷绕方向x上的相对侧。也就是说，正电极接片125附着到正电极板122的正电极集流体板122a的一个表面，以与正电极涂层122b间隔开。另外，在作为其上附着有正电极接片125的所述一个表面的相对表面的另一表面上，正电极板122在与对应于正电极接片125的区域和其上设置有第一正电极未涂覆部分122c的区域对应的区域上还设置有其上未形成正电极涂层122b的第二正电极未涂覆部分122d。
53.另外，正电极板122形成为使得第二正电极未涂覆部分122d在卷绕方向x的相反方向上进一步延伸。也就是说，正电极板122可以在正电极集流体板122a的另一表面上从附着有正电极接片125的区域在卷绕方向x的相反方向上以预定长度设置有其上未形成正电极涂层122b的第二正电极未涂覆部分122d。优选地，第二正电极未涂覆部分122d在卷绕的正电极板122中从附着有正电极接片125的部分沿卷绕中心部c的方向延伸一圈。如上所述，由于第二正电极未涂覆部分122d，正电极板122设置有从正电极接片125沿卷绕方向x的相反方向延伸一圈的正电极半涂覆部分122e。这里，正电极半涂覆部分122e意味着正电极涂层122b仅形成在正电极集流体板122a的一个表面上。在图2和图3中，正电极半涂覆部分122e在附着有正电极接片的一个表面上设置有正电极涂层，并且在作为相对表面的另一表面上设置有未涂覆部分，反之亦然。
54.在这种情况下，在其上附着有负电极接片124的部分的内侧和外侧的作为最靠近负电极板121的正电极板122上，卷绕的电极组件120在正电极板122的其上未附着有正电极接片125的区域上设置有正电极半涂覆部分122e。这里，内侧意味着正电极板的相对于负电极板121最靠近卷绕中心c的方向的区域，外侧意味着正电极板的相对于负电极板121最靠近最外侧o的方向的区域。如上所述，正电极板122在与负电极接片124对应的位置处形成正电极半涂覆部分122e，以防止锂在过充电期间沉积。
55.电极组件120的负电极接片124可以焊接到壳体110的底部111。因此，壳体110可以用作负电极。当然，相反，第一正电极接片125和第二正电极接片129可以焊接到壳体110的底部111，并且在这种情况下，壳体110可以用作正电极。
56.另外，第一绝缘板126可以置于电极组件120与底部111之间，第一绝缘板126结合到壳体110并且具有位于其中心处的第一孔126a以及形成在其中心外侧的第二孔126b。第一绝缘板126可以用于防止电极组件120与壳体110的底部111电接触。具体地，第一绝缘板126可以用于防止电极组件120的正电极板122电接触底部111。这里，第一孔126a可以用于
在由于二次电池中的异常而产生大量气体时允许气体快速向上移动，并且第二孔126b可以用于允许负电极接片124从中穿过以焊接到底部111。另外，电极组件120还在大致中心处设置有呈中空圆管形式的中心销(未示出)，使得在二次电池异常时产生的大量气体容易通过中心销的内部通道排出。
57.另外，第二绝缘板127可以置于电极组件120与盖组件130之间，第二绝缘板127结合到壳体110并且具有位于其中心处的第一孔127a以及形成在其中心外侧的多个第二孔127b。第二绝缘板127可以用于防止电极组件120电接触盖组件130。具体地，第二绝缘板127可以用于防止电极组件120的负电极板121电接触盖组件130。这里，第一孔127a可以用于在由于二次电池中的异常而产生大量气体时允许气体快速移动到盖组件130，并且第二孔127b可以用于允许正电极接片125从中穿过以焊接到盖组件130。另外，剩余的第二孔127b可以用于在注入电解液的工艺期间允许电解液快速流入到电极组件120中。电解液可以用作用于在充电和放电期间由电池内部的正电极板和负电极板中的电化学反应产生的锂离子的移动介质。
58.盖组件130可以包括具有多个通孔131d的上盖131、安装在上盖131的下部上的安全板133、安装在安全板133的下部上的连接环135、结合到连接环135并且具有第一通孔136a和第二通孔136b的下盖136、固定到下盖136的下部并且电连接到正电极接片125的下板137以及使上盖131、安全板133、连接环135和下盖136与壳体110的侧部112绝缘的绝缘垫圈138。
59.这里，绝缘垫圈138可以基本上挤压在形成在壳体110的侧部上的卷边部113与压接部114之间。另外，形成在上盖131中的通孔131d和形成在下盖136中的通孔136b可以用于在壳体110内部发生异常内部压力时将内部气体排放到外部。当然，当安全板133因该内部压力向上翻转时，安全板133可以与下板137电分离，然后，安全板133可以被撕开以将内部气体排放到外部。
60.参照图5，示出了示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。此外，参照图6，示出了示出图5中所示的电极组件卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
61.如上所述，图5和图6中所示的二次电池的壳体110、电极组件120的负电极板121、电极组件120的隔膜123和盖组件130的构造可以与图1a、图1b和图1d中所示的二次电池100的构造相同。因此，下面将参照图1a、图1b、图1d、图5和图6来主要描述二次电池的电极组件220的正电极板122的构造。
62.正电极板122在正电极集流体122a的两个表面上涂覆有正电极涂层122b，正电极涂层122b是由过渡金属氧化物制成的活性物质，正电极集流体122a是由铝(al)制成的板状金属箔。正电极板122设置有附着到正电极集流体板122a的一个表面的正电极接片125。正电极接片125可以部分地焊接并附着到正电极集流体122a，并且在电极组件220的纵向方向上向上突出预定长度。
63.正电极接片125可以设置在卷绕的电极组件220的横向剖面半径r的大致中心处。另外，正电极接片125可以在卷绕的电极组件220中相对于隔膜123设置在面对负电极接片124的相同位置处，但本发明不限于此。如图4a至图4c中所示，正电极接片125和负电极接片124可以设置在正电极板122和负电极板121的相同表面上，或者可以分别设置在正电极板
122和负电极板121的相对表面上。也就是说，在本发明中，正电极接片125和负电极接片124所附着的表面不限于各自由箔制成的正电极板122和负电极板121的两个表面。
64.另外，正电极接片125和负电极接片124可以设置为在卷绕的电极组件220的纵向上在同一条线上对齐。另外，正电极接片125和负电极接片124可以设置为在卷绕的电极组件220的纵向方向上彼此不叠置。这是为了防止卷绕圆度率的降低，其可能会在比正电极板122和负电极板121厚的正电极接片125和负电极接片124在电极组件220的纵向方向上彼此叠置时产生。在电极组件220中，正电极接片125可以相对于隔膜123设置在负电极接片124外侧。正电极接片125可以由铝材料制成，但是本发明不限于此。
65.另外，正电极集流体板122a在两侧处设置有其上未形成正电极涂层122b的第一正电极未涂覆部分122c，所述两侧是正电极集流体板122a的附着有正电极接片125的一个表面的在卷绕方向x上的一侧和在卷绕方向x上的相对侧。也就是说，正电极接片125附着到正电极板122的正电极集流体板122a的一个表面，以与正电极涂层122b间隔开。另外，在作为其上附着有正电极接片125的所述一个表面的相对表面的另一表面上，正电极板122在与对应于正电极接片125的区域和其上设置有第一正电极未涂覆部分122c的区域对应的区域上还设置有其上未形成正电极涂层122b的第二正电极未涂覆部分122d。
66.另外，在卷绕的电极组件220中，在其上附着有负电极接片124的部分的内侧和外侧的作为最靠近负电极板121的正电极板122上，正电极板122在其上未附着有正电极接片125的正电极板122上设置有正电极半涂覆部分222e。这里，正电极半涂覆部分222e意味着正电极涂层122b仅形成在正电极集流体板122a的一个表面上，并且相对表面被设置为其上未形成正电极涂层122b的未涂覆部分。在卷绕的电极组件220中，正电极半涂覆部分222e设置在作为最靠近负电极板121的正电极板122的位于附着有负电极接片124的部分的内侧的区域上。
67.这里，内侧意味着正电极板的相对于负电极板121设置在卷绕中心c的方向上的区域，外侧意味着正电极板的相对于负电极板121设置在最外侧o的方向上的区域。另外，正电极半涂覆部分222e可以形成为在与纵向方向垂直的方向上具有比第一负电极未涂覆部分121c和第二负电极未涂覆部分121d中的每个的宽度大的宽度。这是为了防止在卷绕电极组件220时正电极接片125、负电极接片124和正电极半涂覆部分222e的未对齐。
68.另外，正电极半涂覆部分222e在图5和图6中被示出为具有形成在附着有正电极接片125的一个表面上的正电极涂覆部分122b和形成在作为相对表面的另一表面上的未涂覆部分，反之亦然。如上所述，正电极板122在与负电极接片124对应的位置处形成正电极半涂覆部分222e，以防止锂在二次电池过充电时沉积。
69.参照图7，示出了示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。此外，参照图8，示出了示出图7中所示的电极组件卷绕之后的局部放大横向剖视图的放大剖视图。
70.如上所述，图7和图8中所示的二次电池的壳体110、电极组件120的负电极板121、电极组件120的隔膜123和盖组件130的构造可以与图1a、图1b和图1d中所示的二次电池100的构造相同。因此，下面将参照图1a、图1b、图1d、图7和图8来主要描述二次电池的电极组件320的正电极板122的构造。
71.正电极板122在正电极集流体122a的两个表面上涂覆有正电极涂层122b，正电极
涂层122b是由过渡金属氧化物制成的活性物质，正电极集流体122a是由铝(al)制成的板状金属箔。正电极板122设置有附着到正电极集流体板122a的一个表面的正电极接片125。正电极接片125可以部分地焊接并附着到正电极集流体122a，并且在电极组件320的纵向方向上向上突出预定长度。
72.正电极接片125可以设置在卷绕的电极组件220的横向剖面半径r的大致中心处。另外，正电极接片125可以在卷绕的电极组件320中相对于隔膜123设置在面对负电极接片124的相同位置处，但本发明不限于此。如图4a至图4c中所示，正电极接片125和负电极接片124可以设置在正电极板122和负电极板121的相同表面上，或者可以分别设置在正电极板122和负电极板121的相对表面上。也就是说，在本发明中，正电极接片125和负电极接片124所附着的表面不限于各自由箔制成的正电极板122和负电极板121的两个表面。
73.另外，正电极接片125和负电极接片124可以设置为在卷绕的电极组件320的纵向上在同一条线上对齐。另外，正电极接片125和负电极接片124可以设置为在卷绕的电极组件320的纵向方向上彼此不叠置。这是为了防止卷绕圆度率的降低，其可能会在比正电极板122和负电极板121厚的正电极接片125和负电极接片124在电极组件320的纵向方向上彼此叠置时产生。在电极组件320中，正电极接片125可以在附着有负电极接片124的部分处相对于隔膜123设置在负电极板121内侧。正电极接片125可以由铝材料制成，但是本发明不限于此。
74.另外，正电极集流体板122a在两侧处设置有其上未形成正电极涂层122b的第一正电极未涂覆部分122c，所述两侧是正电极集流体板122a的附着有正电极接片125的一个表面的在卷绕方向x上的一侧和在卷绕方向x上的相对侧。也就是说，正电极接片125附着到正电极板122的正电极集流体板122a的一个表面，以与正电极涂层122b间隔开。另外，在作为其上附着有正电极接片125的所述一个表面的相对表面的另一表面上，正电极板122在与对应于正电极接片125的区域和其上设置有第一正电极未涂覆部分122c的区域对应的区域上还设置有其上未形成正电极涂层122b的第二正电极未涂覆部分122d。
75.另外，正电极板122形成为使得第二正电极未涂覆部分122d在卷绕方向x上进一步延伸。也就是说，正电极板122可以在正电极集流体板122a的所述另一表面上从附着有正电极接片125的区域在卷绕方向x上以预定长度设置有其上未形成正电极涂层122b的第二正电极未涂覆部分122d。优选地，第二正电极未涂覆部分122d在卷绕的正电极板122中从附着有正电极接片125的部分沿最外侧o的方向延伸一圈。如上所述，由于第二正电极未涂覆部分122d，正电极板122设置有从正电极接片125沿卷绕方向x延伸一圈的正电极半涂覆部分322e。这里，正电极半涂覆部分322e意味着正电极涂层122b仅形成在正电极集流体板122a的一个表面上。在图7和图8中，正电极半涂覆部分322e在附着有正电极接片125的一个表面上设置有正电极涂覆部分122b，并且在作为相对表面的另一表面上设置有未涂覆部分，反之亦然。
76.在这种情况下，在其上附着有负电极接片124的部分的内侧和外侧的作为最靠近负电极板121的正电极板122上，卷绕的电极组件320在其上未附着有正电极接片125的正电极板122上设置有正电极半涂覆部分322e。这里，内侧意味着相对于负电极板121设置在卷绕中心c的方向上的正电极板，外侧意味着相对于负电极板121设置在最外侧o的方向上的正电极板。如上所述，正电极板122在与负电极接片124对应的位置处形成正电极半涂覆部
分322e，以防止锂在过充电期间沉积。
77.参照图9，示出了示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。此外，参照图10，示出了示出图9中所示的电极组件卷绕之后的局部放大剖视图的放大横向剖视图。
78.如上所述，图9和图10中所示的二次电池的壳体110、电极组件120的负电极板121、电极组件120的隔膜123和盖组件130的构造可以与图1a、图1b和图1d中所示的二次电池100的构造相同。因此，下面将参照图1a、图1b、图1d、图9和图10来主要描述二次电池的电极组件420的正电极板122的构造。
79.正电极板122在正电极集流体122a的两个表面上涂覆有正电极涂层122b，正电极涂层122b是由过渡金属氧化物制成的活性物质，正电极集流体122a是由铝(al)制成的板状金属箔。正电极板122设置有附着到正电极集流体板122a的一个表面的正电极接片125。正电极接片125可以部分地焊接并附着到正电极集流体122a，并且在电极组件420的纵向方向上向上突出预定长度。
80.正电极接片125可以设置在卷绕的电极组件420的横向剖面半径r的大致中心处。另外，正电极接片125可以在卷绕的电极组件420中相对于隔膜123设置在面对负电极接片124的相同位置处，但本发明不限于此。如图4a至图4c中所示，正电极接片125和负电极接片124可以设置在正电极板122和负电极板121的相同表面上，或者可以分别设置在正电极板122和负电极板121的相对表面上。也就是说，在本发明中，正电极接片125和负电极接片124所附着的表面不限于各自由箔制成的正电极板122和负电极板121的两个表面。
81.另外，正电极接片125和负电极接片124可以设置为在卷绕的电极组件420的纵向上在同一条线上对齐。另外，正电极接片125和负电极接片124可以设置为在卷绕的电极组件420的纵向方向上彼此不叠置。这是为了防止卷绕圆度率的降低，其可能会在比正电极板122和负电极板121厚的正电极接片125和负电极接片124在电极组件220的纵向方向上彼此叠置时产生。在电极组件420中，正电极接片125可以在附着有负电极接片124的部分处相对于隔膜123设置在负电极板121内侧。正电极接片125可以由铝材料制成，但是本发明不限于此。
82.另外，正电极集流体板122a在两侧处设置有其上未形成正电极涂层122b的第一正电极未涂覆部分122c，所述两侧是正电极集流体板122a的附着有正电极接片125的一个表面的在卷绕方向x上的一侧和在卷绕方向x上的相对侧。也就是说，正电极接片125附着到正电极板122的正电极集流体板122a的一个表面，以与正电极涂层122b间隔开。另外，在作为其上附着有正电极接片125的所述一个表面的相对表面的另一表面上，正电极板122在与对应于正电极接片125的区域和其上设置有第一正电极未涂覆部分122c的区域对应的区域上还设置有其上未形成正电极涂层122b的第二正电极未涂覆部分122d。
83.另外，在卷绕的电极组件420中，在其上附着有负电极接片124的部分的内侧和外侧的作为最靠近负电极板121的正电极板122上，正电极板122在其上未附着有正电极接片125的正电极板122上设置有正电极半涂覆部分422e。这里，正电极半涂覆部分422e意味着正电极涂层122b仅形成在正电极集流体板122a的一个表面上，并且相对表面被设置为其上未形成正电极涂层122b的未涂覆部分。在卷绕的电极组件420中，正电极半涂覆部分422e设置在位于附着有负电极接片124的部分外侧的作为最靠近负电极板121的正电极板122上。
84.这里，内侧意味着相对于负电极板121设置在卷绕中心c的方向上的正电极板，外侧意味着相对于负电极板121设置在最外侧o的方向上的正电极板。另外，正电极半涂覆部分422e可以形成为在与纵向方向垂直的方向上具有比第一负电极未涂覆部分121c和第二负电极未涂覆部分121d中的每个的宽度大的宽度。这是为了防止在卷绕电极组件420时正电极接片125、负电极接片124和正电极半涂覆部分422e的未对齐。
85.另外，正电极半涂覆部分422e在图9和图10中被示出为具有形成在附着有正电极接片125的一个表面上的正电极涂覆部分122b和形成在作为相对表面的另一表面上的未涂覆部分，反之亦然。如上所述，正电极板122在对应于负电极接片124的位置处形成正电极半涂覆部分422e，以防止锂在二次电池过充电时沉积。参照图11，示出了示出根据本发明的另一实施例的图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件120卷绕之前的状态的剖视图。图11示出了负电极板121、正电极板122、隔膜123、负电极接片124、正电极接片125和129等。然而，为了便于解释，这些未被示出为实际比例。例如，应当注意的是，负电极接片124或者正电极接片125和129的厚度可以更厚和更宽，或者正电极未涂覆部分122c和122d可以形成为更长。此外，参照图12，示出了示出图11中所示的电极组件卷绕状态下的横向剖视图的一部分的放大横向剖视图。在下文中，将参照图11和图12更详细地描述本发明的二次电池和电极组件的构造。
86.在电极组件120的负电极板121中，作为由过渡金属氧化物制成的活性物质的负电极涂层121b被涂覆在负电极集流体121a的两侧上，负电极集流体121a是由铜(cu)或镍(ni)制成的板状金属箔。负电极接片124附着到负电极集流体121a的一个表面。负电极接片124可以部分地焊接并附着到负电极集流体121a，并且可以例如在电极组件120的纵向方向上向下突出预定长度(见图1c)。然而，负电极接片124可以不必相对于电极组件120的纵向方向向下突出，而是可以根据需要在另一方向上突出。
87.负电极板121可以例如基于图2的绘制方向从左向右(在图2的x方向上)卷绕。在下文中，x方向被称为卷绕方向，并且为了方便起见，基于图2的绘制方向，负电极板121的左端被称为负电极板121的前端，并且右端被称为负电极板121的后端。在完成卷绕的状态下，负电极板121的前端与芯区域接触(见图1d)。
88.另外，在负电极板121中，负电极集流体121a在负电极涂层121b未形成在负电极集流体121a上的状态下通过主第一负电极未涂覆部分121c和主第二负电极未涂覆部分121d(即，主负电极未涂覆部分121c和121d)暴露。负电极接片124可以在主负电极未涂覆部分121c和121d中附着到负电极集流体121a，并且在图11中，具体地，负电极接片124被示出为附着到主第一负电极未涂覆部分121c。主第一负电极未涂覆部分121c在卷绕方向上的宽度可以大于负电极接片124在同一方向上的宽度，因此，即使在附着负电极接片124之后，负电极集流体121a的一部分也可以暴露。尽管在图11中主负电极未涂覆部分121c和121d分别形成在负电极集流体121a的底表面和顶表面上，但是可以仅在负电极集流体121a的两个表面中的附着有负电极接片124的表面上形成主第一负电极未涂覆部分121c。
89.在卷绕的电极组件120的横向剖面中，负电极接片124可以设置在横向剖面半径r的1/5至4/5之间的任意一个位置处，横向剖面半径r是卷绕中心部c与最外侧o之间的长度(见图1d)。优选地，负电极接片124可以设置在横向剖面半径r的近似中心处。负电极接片124可以由铜或镍制成，但不限于此，并且可以由其他材料制成。
90.次负电极未涂覆部分128形成在负电极板121的后端处。如下文再次描述的，次负电极未涂覆部分128可以直接附着到壳体110的内表面，因此可以用作电极。因此，负电极板121可以具有一个负电极接片124和次负电极未涂覆部分128，以如同存在两个负电极接片一样起作用，从而使电极接片的总数最小化。在次负电极未涂覆部分128中，负电极涂层121b被示出为不形成在负电极集流体121a的两侧上，但是根据需要，负电极涂层可以仅不形成在负电极集流体121a的外表面(即，在卷绕状态下面对最外侧o的表面)上。
91.正电极板122在正电极集流体122a的两个表面上涂覆有正电极涂层122b，正电极涂层122b是由过渡金属氧化物制成的活性物质，正电极集流体122a是由铝(al)制成的板状金属箔。正电极接片125和129附着到正电极集流体122a的一个表面。正电极接片125和129可以焊接并附着到正电极集流体122a，并且可以基于电极组件120的纵向方向向上突出预定长度(见图1c)。然而，与上面描述的负电极接片124的情况一样，正电极接片125和129突出的方向也可以根据需要改变。例如，负电极接片124可以向上突出，并且正电极接片125和129可以向下突出，或者负电极接片124以及正电极接片125和129可以在同一方向上突出。
92.正电极接片125和129被例示为被分成第一正电极接片125和第二正电极接片129。这里，第二正电极接片129仅在位置上与第一正电极接片125不同，并且除非另外描述，否则第一正电极接片125的描述可以同样适用于第二正电极接片129。
93.在卷绕的电极组件120的横向剖面中，第一正电极接片125可以设置在横向剖面半径r的1/5至4/5之间的任意一个位置处，横向剖面半径r是卷绕中心部c与最外侧o之间的长度。优选地，第一正电极接片125可以设置在横向剖面半径r的近似中心处。当然，其可以同样地应用于第二正电极接片129。关于第一正电极接片125的位置的这种考虑是为了与针对负电极接片124所描述的原因相同的原因。另外，正电极接片125可以设置在面对负电极接片124的每个表面上，而隔膜123在卷绕的电极组件120的负电极集流体121a和正电极集流体122a中的每个之间。然而，本发明不限于此。也就是说，正电极接片125和负电极接片124可以分别设置在负电极集流体121a和正电极集流体122a的不同表面上。也就是说，在本发明中，各自具有箔的形式的负电极集流体121a和正电极集流体122a的两个表面中的附着有正电极接片125和负电极接片124的表面不受限制。
94.另外，虽然图12示出了在卷绕状态下相对于隔膜123，第一正电极接片125设置为比负电极接片124靠近中心部c的示例，但是第一正电极接片125也可以设置为比负电极接片124靠近最外侧o，并且在图13中示出了上述结构的示例。
95.在正电极板122中，其上未形成正电极涂层122b的主第一正电极未涂覆部分122c和主第二正电极未涂覆部分122d(即，主正电极未涂覆部分122c和122d)形成在附着有第一正电极接片125的正电极集流体122a中。也就是说，第一正电极接片125可以在主第一正电极未涂覆部分122c中附着到正电极集流体122a，并且主第一正电极未涂覆部分122c在卷绕方向上的宽度大于第一正电极接片125在同一方向上的宽度，因此，即使在附着第一正电极接片125之后，正电极集流体122a的一部分也可以暴露。尽管在图11中，分别在正电极集流体122a的底表面和顶表面上形成主正电极未涂覆部分121c和121d，但是可以仅在正电极集流体122a的两个表面中的附着有正电极接片125的表面上形成主第一正电极未涂覆部分122c。
96.另外，主第二正电极未涂覆部分122d可以形成为在卷绕方向x上朝向后端延伸。也
就是说，如图11中所示，形成在正电极集流体122a的底表面上的主第二正电极未涂覆部分122d可以在卷绕方向x上从附着有第一正电极接片125的区域延伸预定长度，因此，可以形成其上未形成正电极涂层122b的正电极半涂覆部分122e。优选地，正电极半涂覆部分122e在卷绕状态下可以设置在从附着有第一正电极接片125的部分起一圈之前的与第一正电极接片125对应的位置处。换言之，在卷绕状态下，正电极半涂覆部分122e可以在半径r方向上与第一正电极接片125定位在同一直线上。如上面所描述的，代替位于正电极集流体122a的底表面上的主第二正电极未涂覆部分122d，位于顶表面上的主第一正电极未涂覆部分122c可以在卷绕方向x上延伸以形成正电极半涂覆部分，或者两个表面可以在卷绕方向x上延伸以在两个表面中的每个上形成正电极半涂覆部分。具体地，前者在卷绕状态下可以设置在从附着有第一正电极接片125的部分起一圈之前的与第一正电极接片125对应的位置处。主正电极未涂覆部分122c和122d的方向可以不是如图11的示例中那样相对于卷绕方向x从第一正电极接片125朝向后端延伸的方向，而是朝向前端延伸的方向。即使在这种情况下，在卷绕状态下，优选的是，由第一正电极未涂覆部分122c和122d引起的正电极半涂覆部分在半径r方向上与第一正电极接片125设置在同一直线上。
97.第二正电极接片129设置为在卷绕方向x上与第一正电极接片125间隔开。可以形成用于附着第二正电极接片129的次正电极未涂覆部分，并且次正电极未涂覆部分可以与第一正电极未涂覆部分122c和122d基本相同。也就是说，也可以在第二正电极接片129周围形成正电极半涂覆部分。
98.在图11中所示的示例中，在卷绕状态下，当由主第二正电极未涂覆部分122d引起的正电极半涂覆部分122e和第一正电极接片125在半径r方向上设置在同一直线上时，这可以有助于抑制过充电期间的锂沉积。
99.参照图14，示出了示出图1a至图1d中所示的二次电池的电极组件卷绕之前的状态的另一示例的剖视图。此外，参照图15，示出了示出图14中所示的电极组件卷绕之后的局部放大横向剖视图的放大剖视图。
100.如上所述，图14和图15中所示的二次电池的壳体110、电极组件120的负电极板121、电极组件120的隔膜123和盖组件130的构造可以与图1a至图1d中所示的二次电池100的构造相同。因此，下面将基于二次电池的电极组件120的正电极板122的构造参照图1a至图1d、图14和图15来主要描述差异。
101.在正电极板122中，正电极半涂覆部分222e可以形成为与主第二正电极未涂覆部分122d间隔开。正电极半涂覆部分222e可以仅设置在主正电极未涂覆部分与次正电极未涂覆部分之间，但是可以设置为更靠近主正电极未涂覆部分。更优选地，在卷绕状态下从主正电极未涂覆部分122c和122d中的每个起一圈之前，正电极半涂覆部分222e可以设置在与第一正电极接片125对应的位置处。在这种状态下，其可以对应于在主第二正电极未涂覆部分122d的中间间歇地形成正电极涂层122b的结果，其中在上面参照图11所示的实施例中，正电极半涂覆部分222e在卷绕方向x上延伸以形成正电极半涂覆部分122e。这可以具有在整个正电极板122上增大形成正电极涂层122b的区段的长度的效果，此外设计者可以提出各种选择，使得根据电极组件的厚度、卷绕的电极组件在径向方向上的尺寸等，第一正电极接片125和正电极半涂覆部分222e在径向方向上设置在同一直线上。在图14和图15中，正电极半涂覆部分222e可以被例示为基于正电极集流体122a的绘制方向仅形成在底表面上，但是
可以形成在相对表面上而不是这种构造，例如，可以形成在全部两个表面上。在未示出的另一实施例中，正电极半涂覆部分222e可以设置在前端而不是主正电极未涂覆部分122c和122d上，并且在这种情况下，正电极半涂覆部分222e可以设置为在从主正电极未涂覆部分122c和122d起一圈之前与第一正电极接片125对应。如先前参照图12和图13所描述的，尽管图15示出了在卷绕状态下第一正电极接片125相对于隔膜123设置为比负电极接片124靠近中心部c的示例，但是第一正电极接片125可以设置为比负电极接片124靠近最外侧o。