具备短路防止结构的电极组件及其制造方法与流程

1.本发明涉及电极组件，更具体地，涉及具备能够防止由分离膜划分的阳极板和阴极板的端部引起短路的现象的结构的电极组件及其制造方法。


背景技术：

2.随着对移动设备的技术研发和需求增加，作为能源的二次电池的需求急剧增加，近年来作为电动汽车(ev)、混合动力电动汽车(hev)的动力源而使用二次电池，在这样的二次电池中，对具备较高的能源密度和较高的放电电压及输出安全性的锂二次电池的需求较高。
3.二次电池可根据阳极/分离膜/阴极结构的电极组件以何种结构构成来分类，代表性的有在夹着分离膜的状态下将长片形状的阳极和阴极卷取的结构的凝胶卷(卷取型)电极组件、在夹着分离膜的状态下将截取成规定大小的单位的多个阳极和阴极依次层叠的堆叠型(层叠型)电极组件、在夹着分离膜的状态下将规定单位的阳极和阴极层叠而成的电池单元例如将二分电池(bi-cell)或燃料电池(full cell)卷取的结构的堆叠-折叠型电极组件等。
4.在这样的各种结构的电极组件中，阳极板包括在构成阳极板的阳极金属箔的两面涂布阳极活性物质的阳极集电部区域和设置于上述阳极集电部的宽度方向上的一侧且在阳极金属箔上未涂布阳极活性物质的阳极极耳部。并且阴极板包括在构成阴极板的阴极金属箔的两面涂布阴极活性物质的阴极集电部区域和形成在上述阴极集电部的宽度方向上的一侧且在阴极金属箔未涂布阴极活性物质的阴极极耳部。
5.并且，在阳极板与阴极板之间夹着分离膜。
6.在夹着上述分离膜的状态下，上述阳极极耳部和阴极极耳部在宽度方向上比上述分离膜更向外部延伸。此时，上述阳极极耳部在宽度方向上向一侧突出，阴极极耳部在宽度方向上向另一侧突出。
7.根据这样的结构，在连接电极极耳的过程中在阳极极耳部或阴极极耳部弯折时，与隔着分离膜而配置的阴极集电部或阳极集电部接触而可能引起短路。
8.对此，提出了如下的制造方法：如专利文献1(kr2021-0011584a)所公开，在阳极极耳部及/或阴极极耳部部位形成绝缘涂层或如专利文献2(kr2021-0027023a)所公开，将存在于阳极集电部的另一侧的端部及/或阴极集电部的一侧的端部这两侧的分离膜接合，从而防止阳极集电部的另一侧的端部及/或阴极集电部的一侧的端部露出。
9.但是，在这样的短路防止结构的情况下，短路防止效果微弱而仍然存在短路的危险性或为了制造电极组件而将阳极板和分离膜和阴极板层叠的状态下需要追加繁杂的加工工序。


技术实现要素：

10.发明要解决的课题
11.本发明是为了解决上述问题而研发的，本发明的目的在于提供一种能够防止阳极板和阴极板的短路的电极组件及其制造方法。
12.本发明的目的在于提供一种体现电极组件的阳极板和阴极板的短路防止结构的同时在电极组件的制造方法中无需追加繁杂的工序的电极组件和其制造方法。
13.本发明的目的在于提供一种即便适用电极组件的阳极板和阴极板的短路防止结构，也能够保持适用该结构之前的电极组件结构的原来的尺寸和形状等的电极组件及其制造方法。
14.本发明的技术课题不限于以上提及的目的，通过下面的说明可理解在此未提及的本发明的其他目的及优点，并且通过本发明的实施例而更清楚地理解。另外，本发明的目的及优点可通过权利要求书中所述的手段及其组合而实现。
15.用于解决课题的手段
16.本发明提供将第一电极板和分离膜和第二电极板分别层叠1个以上的电极组件结构及其制造方法。
17.为了解决上述课题，本发明在第一电极板的切开面及/或第二电极板的切开面形成绝缘涂层。
18.上述电极组件具备第一电极板的第一集电部和第二电极板的第二电极极耳部隔着分离膜的边缘而相对的结构。
19.上述电极组件具备第二电极板的第二集电部和第一电极板的第一电极极耳部隔着分离膜的边缘而相对的结构。
20.上述第一电极板在第一金属箔的两面具备涂布有第一活性物质的第一集电部(第一有涂层部)，并在其宽度方向上的一侧具备未涂布上述第一活性物质的第一电极极耳部(第一无涂层部)。
21.上述第二电极板在第二金属箔的两面具备涂布有第二活性物质的第二集电部(第二有涂层部)，并在其宽度方向上的另一侧具备未涂布上述第二活性物质的第二电极极耳部(第二无涂层部)。
22.上述第一电极极耳部在上述电极组件的宽度方向上的一侧端部比上述分离膜在宽度方向的一侧更向外部延伸。
23.在上述电极组件的一侧的端部，在隔着上述分离膜与上述第一电极极耳部相邻地配置的上述第二电极板的切开面形成绝缘涂层。
24.上述切开面是切开上述第二电极板的第二集电部而形成的。
25.上述绝缘涂层在上述电极组件的层叠方向上对上述第二电极板的切开面的全部进行覆盖。
26.上述绝缘涂层与上述第二电极板的切开面连接且还对与上述分离膜相对的上述第二电极板的第一面的一部分区间进行覆盖。
27.上述绝缘涂层与上述第二电极板的切开面连接且还对与上述第一面相对的上述第二电极板的第二面的一部分区间进行覆盖。
28.隔着分离膜而与形成有上述绝缘涂层的部分相对的第一电极板部位为第一电极极耳部。由此，即便形成有绝缘涂层的第二电极板部位的厚度比第二电极板的第二集电部的厚度更厚，电极组件的层叠结构也能保持平行。
29.配置在上述第二集电部的切开面的第二活性物质的角落部位具备其厚度逐渐减小的加工面。
30.上述绝缘涂层覆盖上述切开面和上述加工面。由此，在上述第二电极板上能够将上述第二集电部的厚度与上述绝缘涂层部位的厚度之间的偏差最小化。由此能够使电极组件的层叠结构保持平行。
31.上述加工面通过上述切开工序而形成。上述切开工序是用底涂层来支承第二集电部的边缘而用上涂层加压来切除的方式。
32.上述加工面在上述切开工序之后通过追加的加压工序而形成。上述加压工序是加压辊工序。
33.上述加工面在切开工序之后通过移送上述第二电极板的辊而进行加工。
34.这样的辊是支承上述第二电极板的切开面的压送辊。
35.上述压送辊在水平的姿势下将在长度方向上移送的第二电极板立起。
36.上述压送辊具备支承上述切开面的中心引导面和直径在上述中心引导面的两侧端部随着靠近外侧而逐渐变大的中心引导面。
37.上述加工面通过上述中心引导面而形成。
38.上述绝缘涂层在配置在被立起的第二电极板的下端部的切开面上形成。
39.上述绝缘涂层通过喷涂而形成。
40.上述绝缘涂层通过将上述切开面浸渍到绝缘液而形成。
41.用于形成上述绝缘涂层的绝缘涂层液为分散有陶瓷系列粒子的胶体溶液形态。
42.在上述切开面涂布绝缘涂层液之后硬化而形成上述绝缘涂层。
43.上述第二电极板在形成上述绝缘涂层之后重新卷取到辊而保管。即，本发明例示如下的方法：在将第一电极板、分离膜和第二电极板层叠之前，在第二金属箔涂布第二活性物质之后，将上述第二电极板的宽度方向上的一侧端部切开，在上述切开面形成绝缘涂层。
44.上述第一电极板为阳极板，上述第二电极板为阴极板。
45.与此不同地，上述第一电极板为阴极板，上述第二电极板为阳极板。
46.上述第二集电部的宽度大于上述第一集电部的宽度。由此，上述第二集电部的切开面隔着分离膜而与第一电极极耳部相对。
47.与此不同地，上述第二集电部的宽度小于上述第一集电部的宽度。由此，上述第一集电部的切开面隔着分离膜而与第二电极极耳部相对。
48.另外，本发明还提供制造上述电极组件的方法。
49.该方法包括：在第二金属箔的两面涂布第二活性物质而形成第二集电部，并将上述第二集电部的另一侧的端部切开而形成切开面的第二电极板准备步骤。
50.并且，包括在上述切开面形成绝缘涂层的步骤。
51.上述绝缘涂层通过喷涂或浸渍涂布而形成。
52.接着，包括将第一电极板、分离膜和上述第二电极板层叠的步骤。
53.上述电极组件的制造方法还包括如下步骤：在将上述第一电极板、分离膜和第二电极板层叠的状态下以卷取轴为中心将其卷取而制造凝胶卷形态的电极组件。
54.并且，还包括如下步骤：将露出到以上述凝胶卷形态卷取的电极组件的宽度方向上的端部的第一电极极耳部在半径方向上弯折而形成弯折面。由此，制造凝胶卷形态的电
极组件。
55.即便将上述第一电极极耳部弯折，也因与其相邻的第二电极板的端部具备绝缘涂层，因此仍能够防止第一电极极耳部与第二电极板的切开面之间的短路。
56.与此不同地，上述电极组件的制造方法还包括如下步骤：将层叠上述第一电极板、分离膜和第二电极板而成的电池单元层叠成多个堆叠形态。由此，能够制造堆叠型电极组件。
57.与此不同地，还包括如下步骤：制造将上述第一电极板、分离膜和第二电极板层叠而成的电池单元，将上述电池单元载置于多个折叠分离膜而层压，然后将层压的上述折叠分离膜折叠成堆叠-折叠型。由此，能够制造堆叠-折叠型电极组件。
58.发明效果
59.根据本发明的电极组件的结构及其制造方法，能够简单地适用防止阳极板和阴极板的短路的结构。
60.根据本发明，在体现电极组件的阳极板和阴极板的短路防止结构的同时在电极组件的制造方法中无需追加繁杂的工序。
61.根据本发明，即便适用电极组件的阳极板和阴极板的短路防止结构，也能够保持适用该结构之前的电极组件结构的原来的尺寸和形状等。
62.在下面的具体实施例中将一并记载上述效果及本发明的具体的效果。
附图说明
63.图1是示出本发明的第一实施例的电极组件的一部分的截面图。
64.图2是将图1的电极组件的宽度方向上的一侧的端部放大的放大图。
65.图3是示出将图1的电极组件的第一电极极耳部弯折的状态的图。
66.图4和图5是示出图1的电极组件的制造过程的图。
67.图6是将本发明的第二实施例的电极组件的宽度方向上的一侧的端部放大的放大图。
68.图7是将本发明的第三实施例的电极组件的宽度方向上的一侧的端部放大的放大图。
69.图8是将本发明的第四实施例的电极组件的宽度方向上的一侧的端部放大的放大图。
70.图9是本发明的第五实施例即凝胶卷形态的电极组件的截面图。
71.图10是本发明的第六实施例即堆叠形态的电极组件的截面图。
72.图11是本发明的第七实施例即堆叠-折叠形态的电极组件的展开图。
73.图12是本发明的第二电极板的制造装置的简略图。
74.图13是图12的xiii-xiii截面。
75.图14是图12的xiv-xiv截面。
76.图15是图12的xv-xv截面。
77.图16是图12的xvi-xvi截面。
78.(符号说明)
79.1：电极组件
80.10：第一电极板(阳极板)
81.11：第一金属箔
82.12：第一活性物质
83.13：第一集电部
84.14：第一电极极耳部
85.20：第二电极板(阴极板)
86.21：第二金属箔
87.22：第二活性物质
88.225：加工面
89.23：第二集电部
90.237：切开面
91.24：第二电极极耳部
92.26：绝缘涂层
93.30：分离膜
94.40：折叠分离膜
95.5：第二电极板加工装置
96.51：切开装置
97.52：移送辊
98.53：压送辊
99.531：中心引导面
100.532：支承面
101.54：绝缘涂层装置
102.541：绝缘涂层液
103.542：浸渍装置
104.543：滚筒刷
具体实施方式
105.关于上述的目的、特征及优点，将参照附图而详细地后述，由此本领域技术人员能够容易地实施本发明的技术思想。在对本发明进行说明时，在判断为对与本发明相关的公知技术的具体说明导致本发明的要旨不清楚的情况下，省略详细的说明。下面，参照附图，对本发明的优选的实施例进行详细说明。附图中相同的符号表示相同或类似的构成要件。
106.虽然为了记载各种构成要件而使用第一、第二等，但该用语对构成要件不具有限定作用。该用语仅用于将一个构成要件与其他构成要件区分，当然，在没有特别相反的记载的情况下，第一构成要件可以是第二构成要件。
107.在整个说明书中，在没有特别相反的记载的情况下，各个构成要件可以是单数，也可以是复数。
108.下面，在记载为在构成要件的“上部(或下部)”或构成要件的“上方(或下方)”配置有任意结构的情况下，既可以是任意的结构与上述构成要件的上表面(或下表面)相接而配置，也可以是在上述构成要件与配置在上述构成要件之上(或之下)的任意的结构之间夹着
其他结构。
109.另外，在记载为某个构成要件与其他构成要件“连接”、“结合”或“相接”的情况下，上述构成要件既可以彼此直接地连接或相接，也可以在各个构成要件之间“夹着”其他构成要件或各个构成要件通过其他构成要件而“连接”、“结合”或“相接”。
110.在文中未明确表示其他意思的情况下，在本说明书中使用的单数的表述包括复数的意思。在本技术中“构成”或“包括”等用语并非表示必须包括全部的说明书上记载的各种构成要件或各种步骤，也可以不包括其中一部分构成要件或一部分步骤，或也可以追加构成要件或步骤。
111.在整个说明书中，在记载为“a及/或b”时，在没有特别相反的记载的情况下，表示a、b或a及b，在记载为“c至d”时，在没有特别相反的记载的情况下，是指c以上且d以下。
112.下面，参照附图，对本发明的优选的实施例进行详细说明。
113.[第一实施例]
[0114]
参照图1至图5，第一实施例的电极组件通过第一电极板10、分离膜30和第二电极板20分别层叠1个以上而构成。为了便于说明，在图1至图5中示出分别层叠一个第一电极板10、分离膜30和第二电极板20的结构。在第一实施例中说明的电极组件被加工成参照图9而后述的第五实施例的凝胶卷形态或被加工成参照图10而后述的第六实施例的堆叠形态或被加工成参照图11而后述的第七实施例的堆叠-折叠形态而最终制造成电极组件。
[0115]
上述第一电极板10在第一金属箔11的两面具备涂布有第一活性物质12的第一集电部13，并在其宽度方向上的一侧具备未涂布上述第一活性物质12的第一电极极耳部14。
[0116]
上述第二电极板20在第二金属箔的两面具备涂布有第二活性物质22的第二集电部23，并在其宽度方向上的另一侧具备未涂布上述第二活性物质的第二电极极耳部24。
[0117]
上述第一电极板10为阳极板，上述第二电极板20为阴极板。但是，也可以是其相反的情况。
[0118]
在本发明中，关于涂布到阳极板的阳极活性物质和涂布到阴极板的阴极活性物质，只要是本领域公知的活性物质，则可任意使用。
[0119]
上述阳极活性物质以锂钴氧化物(licoo2)、锂镍氧化物(linio2)等层状化合物或用1种以上的转移金属替换的化合物、化学式li
1 x
mn
2x
o4(在此，x为0至0.33)、limno3、limn2o3、limno2等锂锰氧化物(limno2)、锂铜氧化物(li2cuo2)、liv3o8、life3o4、v2o5、cu
2v2
o7等钒氧化物、由化学式lini
1-xmx
o2(在此，m＝co，mn，al，cu，fe，mg，b或ga，x＝0.01至0.3)表示的镍铬铁合金型锂镍氧化物(lithiated nickel oxide)、由化学式limn
2-xmx
o2(在此，m＝co，ni，fe，cr，zn或ta，x＝0.01至0.1)或li2mn3mo8(在此，m＝fe，co，ni，cu或zn)表示的锂锰复合氧化物、化学式的一部分锂被替换成碱土金属离子的limn2o4、二硫化物化合物、由fe2(moo4)3或它们的组合形成的复合氧化物等这样的锂吸附物质(lithium intercalation material)为主成分，虽然具有如上述的种类，但不限于此。
[0120]
上述阳极集电体例如具备3μm至500μm的厚度。关于这样的阳极集电体，只要对电池不引起化学变化且具备导电性，则不作特别限定，例如可使用在不锈钢、铝、镍、钛、塑性碳或铝或不锈钢的表面通过碳、镍、钛、银等进行表面处理的材料等。电极集电体在它们的表面形成微小的凹凸来提高阳极活性物质的粘接力，并可形成为薄膜、片、箔、网、多孔质体、发泡体、无纺布等各种形态。
[0121]
在上述阳极活性物质粒子中还混合有导电材料。例如以包括阳极活性物质的混合物全部重量为基准，添加1重量％至50重量％的这样的导电材料。关于这样的导电材料，只要是对电池不引起化学变化且具备导电性的材料，则不作特别限定，例如，可使用天然石墨、人造石墨等石墨、碳黑、乙炔碳黑、科琴黑、槽法碳黑、炉黑、灯黑、热裂法碳黑等碳黑、碳纤维、金属纤维等导电性纤维、氟化碳、铝、镍粉末等金属粉末、氧化锌、钛酸钾等导电性晶须、氧化钛等导电性氧化物、聚苯基衍生物等导电性材料等。
[0122]
另外，阴极通过在阴极集电体上涂布阴极活性物质粒子并进行干燥而制得，根据需要，还可包括如上述的导电材料、粘合剂、溶剂等这样的成分。
[0123]
上述阴极集电体例如具备3μm至500μm的厚度。关于这样的阴极集电体，只要是对该电池不引起化学变化且具备导电性，则不作特别限定，例如可使用在铜、不锈钢、铝、镍、钛、塑性碳、铜或不锈钢表面用碳、镍、钛、银等进行表面处理的材料、铝-镉合金等。另外，与阳极集电体同样地，可在表面形成微小的凹凸而强化阴极活性物质的结合力，并可形成为薄膜、片、箔、网、多孔质体、发泡体、无纺布等各种形态。
[0124]
作为上述阴极活性物质，例如可使用难石墨化碳、石墨类碳等碳、li
x
fe2o3(0≤x≤1)、li
x
wo2(0≤x≤1)、sn
x
me
1-x
me'yoz(me：mn，fe，pb，ge；me'：al，b，p，si，周期表的1族、2族、3族元素、卤素、0《x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)的金属复合氧化物、锂金属、锂合金、硅类合金、锡类合金、sno、sno2、pbo、pbo2、pb2o3、pb3o4、sb2o3、sb2o4、sb2o5、geo、geo2、bi2o3、bi2o4、bi2o5等氧化物、多炔等导电性高分子、li-co-ni类材料等。
[0125]
在上述电极中可使用的粘合剂高分子作为有助于电极活性物质粒子和导电材料等的结合和相对电极集电体的结合的成分，例如以包括电极活性物质的混合物的全部重量为基准，添加有1重量％至50重量％。作为这样的粘合剂高分子的例子，可使用选自由聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene：pvdf)、聚偏氟乙烯共聚物(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯酸丁酯(polybutylacrylate)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯聚吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚乙酸乙烯酯(polyvinylacetate)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(polyethylene-co-vinyl acetate)、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、多芳基化合物(polyarylate)、醋酸纤维素(cellulose acetate)、醋酸丁酸纤维素(cellulose acetate butyrate)、乙酸丙酸纤维素(cellulose acetate propionate)、氰乙基普鲁兰多糖(cyanoethylpullulan)、氰乙基聚乙烯醇(cyanoethylpolyvinylalcohol)、氰乙基纤维素(cyanoethylcellulose)、八(o-氰基乙基)蔗糖(cyanoethylsucrose)、支链淀粉(pullulan)及羧甲基纤维素(carboxylmethyl cellulose)构成的组的任一个粘合剂高分子或其中2种以上的混合物，但不限于此。
[0126]
作为在上述电极制造中使用的溶剂，例如为丙酮(acetone)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、亚甲基氯(methylene chloride)、氯仿(chloroform)、二甲基甲酰胺(dimethylformamide)、n-甲基-2-吡咯烷酮(n-methyl-2-pyrrolidone，nmp)、环己烷(cyclohexane)、水或它们的混合体等，但不限于此。这样的溶剂具备适当的粘度，以在电极集电体表面形成所希望的水平的浆料涂布层。
[0127]
上述阴极具备集电体及位于上述集电体的至少一面且包括阴极活性物质、粘合剂高分子及导电材料的阴极活性物质层，上述阴极活性物质层由与上述集电体面接触的下层
区域和与上述下层区域面接触且延伸到阴极活性物质层的表面为止的上层区域构成，上述下层区域及上层区域分别独立地作为阴极活性物质而包括石墨及硅类化合物中的至少1种以上。
[0128]
上述下层区域作为阴极活性物质而包括天然石墨，在上述上层区域中作为阴极活性物质而包括人造石墨。
[0129]
上述下层区域及上层区域分别独立地作为阴极活性物质而还包括硅类化合物。
[0130]
上述硅类化合物包括sio
x
(0≤x≤2)及sic中的1种以上。
[0131]
根据本发明的一个体现例，上述阴极将作为下层用阴极活性物质而包含的下层用浆料涂布到集电体并进行干燥而形成下层区域，之后在下层区域上涂布作为上层用阴极活性物质而包含的上层用浆料并进行干燥而形成并制造上层区域。
[0132]
另外，根据本发明的一个体现例，上述阴极通过包括如下步骤的方法而制得：准备包括下层用阴极活性物质的下层用浆料及包括上层用阴极活性物质的上层用浆料；在阴极集电体的一面涂布上述下层用浆料，并且同时或隔着规定的时间差而在上述下层用浆料上涂布上述上层用浆料；及将上述涂布的下层用浆料及上层用浆料同时进行干燥而形成活性物质层。
[0133]
这样，在通过后者的方法来制造的情况下，在上述阴极中在下层区域和上层区域相接的部分存在这些不同的种类的活性物质彼此混合存在的混合区域(混合，intermixing)。这是因为：在通过将作为下层阴极活性物质而包含的下层用浆料和作为上层阴极活性物质而包含的上层用浆料在集电体上同时或隔着非常短暂的时间差而连续地涂布并同时进行干燥的方式形成活性物质层的情况下，下层用浆料和上层用浆料干燥之前相接的界面上产生规定的混合区间，然后随着进行干燥，这样的混合区间形成为混合区域的层形态。
[0134]
在本发明的一个体现例的阴极的活性物质层中，上述上层区域与上述下层区域的重量比(或每个单位面积的加载量之比)为20：80至50：50，具体为25：75至50：50。
[0135]
本发明的阴极的活性物质层的下层区域及上层区域的厚度可与上述涂布的下层用浆料及上述涂布的上层用浆料的厚度不完全一致。但是，经过干燥或选择性的压延工序的结果，最终获得的本发明的阴极的活性物质层的下层区域及上层区域的厚度的比率与上述涂布的下层用浆料及上述涂布的上层用浆料的厚度的比率一致。
[0136]
涂布上述第一浆料，并同时或隔着规定的时间差而在上述第一浆料上涂布上述第二浆料，根据本发明的一个体现例，上述规定的时间差为0.6秒以下或0.02秒至0.6秒或0.02秒至0.06秒或0.02秒至0.03秒的时间差。这样在涂布第一浆料和第二浆料时产生时间差是由涂布装置引起的，因此优选将上述第一浆料和第二浆料同时涂布。在上述第一浆料上涂布第二浆料的方法中可使用双槽形喷嘴(double slot die)等装置。
[0137]
在形成上述活性物质层的步骤中，在干燥步骤之后还包括将活性物质层压延的步骤。此时，压延通过辊压机(roll pressing)这样的本领域中通常使用的方法而执行，例如，在1mpa至20mpa的压力及15℃至30℃的温度下执行。
[0138]
在将上述涂布的下层用浆料及上层用浆料同时干燥而形成活性物质层的步骤中，利用将热风干燥及红外线干燥装置组合的装置，并通过本领域中通常使用的方法来实施。
[0139]
上述下层用浆料的固态粉中的第一粘合剂高分子的重量％与上述上层用浆料的
固态粉中的第二粘合剂高分子的重量％相同或更多。根据本发明的一个体现例，上述下层用浆料的固态粉中的第一粘合剂高分子的重量％比上述上层用浆料的固态粉中的第二粘合剂高分子的重量％大到1.0至4.2倍，或1.5至3.6被，或1.5至3倍。
[0140]
此时，在上述涂布的下层用浆料中的第一粘合剂的重量％及上述涂布的上层用浆料中的第二粘合剂的重量％的比率满足这样的范围的情况下，下层区域的粘合剂不会过少，由此防止电极层的脱离，并且上层区域的粘合剂不会过多，由此电极上层部的电阻减小且有助于急速充电性能。
[0141]
上述下层用浆料的固态粉中的第一粘合剂高分子的重量％为2至30重量％，或5至20重量％，或5至20重量％，上述上层用浆料的固态粉中的第二粘合剂高分子的比率(重量％)为0.5至20重量％，或1至15重量％，或1至10重量％，或2至5重量％。
[0142]
在上述下层用浆料及上述上层用浆料的全部的固态粉中第一粘合剂高分子及第二粘合剂高分子的总比率(重量％)为2至20重量％或5至15重量％。
[0143]
上述电极组件是隔着分离膜30而交替地层叠上述第一电极板10和上述第二电极板20而制得的。这样，层叠的第一电极板10的第一电极极耳部14均比分离膜30在宽度方向上向一侧更突出而延伸，层叠的第二电极板20的第二电极极耳部24均比分离膜30在宽度方向上向另一侧更突出而延伸。
[0144]
在实施例中例示了第一电极板10和第二电极板20均具备未涂布有活性物质的电极极耳部的结构。但是，本发明不限于这样的结构。例如可以是第一电极板10具备第一电极极耳部14，但第二电极板20不具备第二电极极耳部的形态，也可以是第二电极板20具备第二电极极耳部24，但第一电极板10不具有第一电极极耳部的形态。
[0145]
实施例的电极组件具备第二电极板20的第二集电部23和第一电极板10的第一电极极耳部14隔着分离膜30的宽度方向上的一侧边缘而相对的结构。
[0146]
并且，上述电极组件具备第一电极板10的第一集电部13和第二电极板20的第二电极极耳部隔着分离膜30的宽度方向上的另一侧边缘而相对的结构。
[0147]
本发明在第一电极板10的切开面及/或第二电极板20的切开面237形成绝缘涂层26。在实施例中例示了仅在第二电极板20的切开面237形成绝缘涂层26，在第一电极板10的切开面237未形成绝缘涂层的结构。
[0148]
上述绝缘涂层26在上述电极组件的一侧端部中设置于上述第二电极板20的切开面237，上述第二电极板20隔着上述分离膜30而与上述第一电极极耳部14和相邻地配置。
[0149]
根据实施例，第二电极板20在宽度方向上比第一电极板10更大。根据实施例，第二集电部23在宽度方向上比第一集电部13更大。由此，在上述第一电极极耳部14扭曲或弯折时与上述第二集电部23发生短路的可能性比上述第二电极极耳部24扭曲或弯折时与上述第一集电部13发生短路的可能性更大。
[0150]
上述第一电极板10的宽度方向上的另一侧端部在第一金属箔11的两面涂布第一活性物质12之后切开而形成切开面。
[0151]
上述第二电极板20的宽度方向上的一侧端部在第二金属箔21的两面涂布第二活性物质22之后切开而形成切开面237。
[0152]
如图4所示，上述绝缘涂层26在第二电极板20上进行切开之后涂布到该切开面237。
[0153]
用于形成上述绝缘涂层26的绝缘涂层物质是分散有陶瓷系列的绝缘粒子的胶体溶液。将上述绝缘涂层物质涂布到上述切开面237且通过加热干燥等方式硬化来完成绝缘涂层26。
[0154]
并且，如图5所示，将第一电极板10、分离膜30和形成有绝缘涂层26的第二电极板20层叠而制造电极组件。
[0155]
上述绝缘涂层26为将第二电极板20层叠到分离膜30上之前已经被涂布的状态。并且上述分离膜30为片形状。
[0156]
根据第一实施例，上述绝缘涂层26在上述电极组件的层叠方向上将上述第二电极板20的整个切开面237覆盖。这样，第二电极板20的两面通过层叠在其上的分离膜30被覆盖，第二电极板20的宽度方向上的一侧端部通过上述绝缘涂层26而被覆盖。
[0157]
由此，即便第一电极极耳部14为如图3所示的弯折的状态，也能够从根本上阻止第一电极极耳部14与第二电极板20的切开面237接触而发生短路的现象。
[0158]
[第二实施例]
[0159]
下面，参照图6，对本发明的电极组件的第二实施例进行说明。在对第二实施例进行说明时，以与第一实施例之间的差异为主进行说明。因此在第二实施例中未具体说明的事项可基于第一实施例等其他实施例而理解。
[0160]
适用于第二实施例的电极组件的绝缘涂层26在上述电极组件的层叠方向上将上述第二电极板20的整个切开面237覆盖，并以与其连接的形态，还将与上述分离膜30相对的上述第二电极板20的第一面的一部分区间覆盖。
[0161]
隔着分离膜30而与形成有上述绝缘涂层26的部分相对的第一电极板部位为第一电极极耳部14。即与上述绝缘涂层26和分离膜30相对地配置的第一电极板10部位上未涂布有第一活性物质12，从而在第一电极极耳部14与分离膜30之间形成微小的富裕空间。
[0162]
由此，即便形成有绝缘涂层26的第二电极板20部位的厚度比第二电极板20的第二集电部23的厚度更厚，也有分离膜30向第一电极极耳部14侧位移而变形的余地。这样，即便第二电极板20的绝缘涂层26部位比第二电极板20的其他部位更厚，电极组件的层叠结构在整体上可保持平行。
[0163]
另外，绝缘涂层26还将与上述分离膜30相对的上述第二电极板20的第一面的一部分区间覆盖时，即便如后述的第五实施例这样以凝胶卷形态卷取电极组件并将第一电极极耳部14弯折的过程中发生第一电极极耳部14卷进第二电极板20与分离膜30之间的现象，该覆盖部位也能够更可靠地防止第一电极极耳部14和第二电极板20的短路。这在后述的第三实施例或第四实施例中也相同。
[0164]
[第三实施例]
[0165]
下面，参照图7，对本发明的电极组件的第三实施例进行说明。在对第三实施例进行说明时，以与第二实施例之间的差异为主进行说明。
[0166]
适用于第三实施例的电极组件的绝缘涂层26在上述电极组件的层叠方向上将上述第二电极板20的整个切开面237覆盖，并以与其连接的形态覆盖第二电极板20的第一面的一部分区间，另外还覆盖上述第一面的相对面即第二面的一部分区间。
[0167]
图7中为了便于说明而在附图上未图示在上述第二电极板20的上部层叠另一个分离膜和第一电极板的形态，但实际上如图10所示，电极组件可以是多个第一电极板10和第
二电极板20隔着分离膜30而交替地配置的形态。
[0168]
这样，如第二实施例中所说明，与即便通过覆盖上述第一面的端部的绝缘涂层26而第二电极板20的该部位的厚度比其他部位更厚，电极组件的层叠结构在整体上保持平行的情况同样地，即便通过覆盖第二面的端部的绝缘涂层26而第二电极板20的该部位的厚度比其他部位更厚，电极组件的层叠结构在整体上也能够保持平行。
[0169]
[第四实施例]
[0170]
下面，参照图8，对本发明的电极组件的第四实施例进行说明。在对第四实施例进行说明时，以与第三实施例之间的差异为主进行说明。
[0171]
在将第二电极板20的一侧端部切开而加工切开面237时，如图8所示，在上述切开面237的角落部位形成加工面225。
[0172]
上述切开加工通过由底涂层支承切断部位的下部并在切断部位的上部对上涂层加压而进行，此时涂布在第二电极板20的第二活性物质22被按压或被上涂层及底涂层卷进去而形成加工面225。这样的加工面225为如图示的腔(切角)形态或平边(倒角)形态。
[0173]
通过上述切开加工方法，可适用通过锋利的刀刃进行的机械性的加工方式及通过激光而进行的光学式加工方式等各种方式。
[0174]
上述加工面225在进行上述切开加工之后在移送上述第二电极板20的过程中形成。
[0175]
在将上述第二电极板20的一侧的端部切开之后，为了在该部位形成绝缘涂层，使以横躺的状态移送的上述第二电极板20的姿势以被立起的状态移送，在位于被立起的第二电极板20的其下端部的切开面237形成绝缘涂层。
[0176]
在立起上述第二电极板20时，例如可使用支承上述第二电极板20的端部的压送辊。这样，第二电极板20从与第二电极板20的表面滚动接触的水平移送辊被移送到压送辊，其姿势逐渐被立起。
[0177]
支承第二电极板20的下端部的压送辊移送上述第二电极板20时，对上述第二电极板20的活性物质层的角落部位施压，从而形成上述加工面225。
[0178]
这样，在切开面237及与其相邻的第一面和第二面上形成绝缘涂层时，在通过上述加工面225而厚度变薄的部位形成绝缘涂层26，由此能够将因上述绝缘涂层26而导致上述第二电极板20的厚度变厚的现象最小化。
[0179]
与此同时，在进行上述切开加工之后，为了在上述切开面237的角落部位有意图地形成加工面225，也可以利用加压辊而在切开面237的角落部位更可靠地形成加工面225。
[0180]
这样，即便形成绝缘涂层26，也能够确保第二电极板20的厚度的均匀性，电极组件的层叠结构在整体上保持平行。
[0181]
[第五实施例]
[0182]
下面，参照图9，对本发明的电极组件的第五实施例进行说明。
[0183]
电极组件1以具备规定的宽度而沿着卷取的方向宽幅地延伸的形态将上述第一电极板10、分离膜30、第二电极板20及分离膜30层叠，将其以卷取轴为中心卷取而制造成凝胶卷形态。这样，第一电极极耳部14和第二电极极耳部24露出到圆筒形的电极组件的一侧的端部(附图上为上部)和另一侧的端部(附图上为下部)。
[0184]
如图示，这样的电极极耳部在上述半径方向上向内侧弯折加工或在其相反方向即
在半径方向上向外侧弯折加工。未图示的集电板通过焊接等方式而附着到电极极耳部这样弯折而形成的平坦的弯折面上。
[0185]
在实施例中例示了上述第一电极极耳部14在半径方向上向内侧弯折的结构。这样，即便将上述第一电极极耳部14弯折，与此相邻的第二电极板20的端部具备绝缘涂层26，因此能够防止第一电极极耳部14与第二电极板20的切开面之间的短路。
[0186]
当然，图9所图示的第二电极极耳部24也在半径方向上向内侧或外侧弯折。另外，上述电极极耳部在未弯折的状态下连接到集电板。
[0187]
这样的凝胶卷形态的电极组件1以收纳到未图示的圆筒形的电池罐的形态在二次电池的制造中使用。
[0188]
优选为，这样的圆筒形二次电池例如为形状系数之比(定义为圆筒形蓄电池二次电池的直径除以高度的值，即高度h与直径φ之比)为大致大于0.4的圆筒形二次电池。
[0189]
在此，形状系数是指，表示圆筒形二次电池的直径及高度的值。本发明的一个实施例的圆筒形二次电池例如为46110电池、48750电池、48110电池、48800电池、46800电池。在表示形状系数的数值中，前面两位数字表示电池的直径，之后的两位数字表示电池的高度，最后的数字0表示电池的截面为圆形。
[0190]
在形状系数之比超过0.4的圆筒形二次电池中适用具备无极耳结构的电极组件的情况下，在弯折电极极耳部时在半径方向上施加的应力变大，电极极耳部容易被撕破。另外，在电极极耳部的弯折面焊接集电板时，为了充分地确保焊接强度并降低电阻，需要充分地增加电极极耳部的重叠层数。这样的要求条件通过上述说明的本发明的实施例的电极板和电极组件而达到。
[0191]
本发明的一个实施例的二次电池是作为大致圆柱形态的电池，其直径为大致46mm，其高度为大致110mm，形状系数之比为0.418的圆筒形二次电池。
[0192]
另一个实施例的二次电池是作为大致圆柱形态的电池，其直径为大致48mm，其高度为大致75mm，形状系数之比为0.640的圆筒形二次电池。
[0193]
又一个实施例的二次电池是作为大致圆柱形态的电池，其直径为大致48mm，其高度为大致110mm，形状系数之比为0.418的圆筒形二次电池。
[0194]
又一个实施例的二次电池是作为大致圆柱形态的电池，其直径为大致48mm，其高度为大致80mm，形状系数之比为0.600的圆筒形二次电池。
[0195]
又一个实施例的二次电池是作为大致圆柱形态的电池，其直径为大致46mm，其高度为大致80mm，形状系数之比为0.575的圆筒形二次电池。
[0196]
以往，使用了形状系数之比为大致0.4以下的二次电池。即，以往，例如使用了18650电池、21700电池等。在18650电池的情况下，其直径为大致18mm，其高度为大致65mm，形状系数之比为0.277。在21700电池的情况下，其直径为大致21mm，其高度为大致70mm，形状系数之比为0.300。
[0197]
[第六实施例]
[0198]
下面，参照图10，对本发明的电极组件的第六实施例进行说明。
[0199]
如图10所示，上述电极组件将电池单元层叠而形成。由此，制造堆叠型电极组件。
[0200]
在此，电池单元为将第一电极板10、分离膜30、第二电极板20及分离膜30层叠而制造的单位电池。
[0201]
这样的堆叠型电极组件1以收纳于未图示的包袋的形态在二次电池的制造中使用。
[0202]
[第七实施例]
[0203]
下面，参照图11，对本发明的电极组件的第七实施例进行说明。
[0204]
如图1所示，上述电极组件将第一电极板10、分离膜30和第二电极板20依次层叠而成的电池单元层叠到如图11所示地沿着折叠方向而宽幅地延伸的折叠分离膜40上并将此折叠而制得。
[0205]
上述电池单元以第一电极板10和第二电极板20沿着折叠分离膜40的长度方向而隔着规定间隔交替地放置的形态被层压。
[0206]
开始折叠的最内侧的电池单元在上部配置与离其最近的位置上的电池单元相同的极性的电极板。并且，在相邻的该两个电池单元之间形成一个空白。并且将此一个一个地折叠，由此以如图10所示的层叠结构制造堆叠-折叠型电极组件1。
[0207]
这样的堆叠-折叠型电极组件1以收纳到未图示的包袋的形态在二次电池的制造中使用。
[0208]
在上述说明的电极组件的结构中，在第一集电部13和第二集电部23中的在宽度方向上延伸成更宽的集电部的切开面237形成绝缘涂层26，从而即便通过实施例中说明的各种方式进行制造，也能够防止两个电极板发生短路的现象。
[0209]
另外，这样的绝缘涂层26在层叠电极板和分离膜之前预先形成，因此电极组件的制作过程几乎不会发生变化。
[0210]
同时，这样的绝缘涂层26对电极板的厚度几乎不产生影响或即便层叠，通过绝缘涂层而变厚的部位的厚度对层叠厚度不产生影响，因此如实施例中所说明，即便通过各种方式进行制造，电极组件的层叠结构在整体上保持平行。
[0211]
[第二电极板的制造方法]
[0212]
下面，参照图12至图16而对包括绝缘涂层作业的上述第二电极板的制造过程进行说明。
[0213]
第二电极板20在第二金属箔21的两个表面涂布第二活性物质22，将涂布的第二活性物质22通过压延辊等而平坦化，并将平坦化的第二活性物质22通过加热干燥等方式硬化，然后移送到图12所示的切开加工和绝缘涂层加工设备。
[0214]
参照图13，在将第二电极板20的第二活性物质22涂布到除了在一侧的端部露出金属箔的第二电极极耳部24之外的剩余部分的状态下进行切开加工和绝缘涂层加工。
[0215]
通过在上述第二电极板20的另一侧，通过切开装置51而将端部上的第二活性物质22的涂布端部的厚度减小区间和第二金属箔21一并切割而进行切开加工。
[0216]
在进行切开加工之后，上述第二电极板20的另一侧的端部具备如图14所示的光滑的切开面237。在这样的切开面237的两侧边缘形成有加工面225。加工面225在切开步骤中一并形成，但也可以特意通过另外的加工而形成。
[0217]
这样的另外的加工是为了在上述切开面237通过浸渍方式而涂布绝缘涂层液541而以立起的状态移送上述第二电极板20的过程中通过压送辊53而进行的。
[0218]
为了通过切开装置51而进行切开加工，通过水平的移送辊52而移送的第二电极板20在切开工序之后使上述切开面237位于下部而立起来被移送。
[0219]
这样的移送通过将上述第二电极板20的两侧端部支承而移送的压送辊53而进行。当然，虽然在图12中未图示，为了支承薄薄的第二电极板20而在移送方向上在上述压送辊53之间追加配置支承第二电极板20的两个表面的移送辊。
[0220]
参照图15，上述压送辊53包括支承上述第二电极板20的端面的支承面532和引导上述第二电极板20的端部向中心移动的倾斜面形状的中心引导面531。
[0221]
上述中心引导面531将上述第二电极板20的切开面237向支承面532引导的过程中，将上述切开面237的两侧角落部位向上述中心引导面531施压而形成加工面225。
[0222]
即，根据本发明，上述加工面225在为了以浸渍方式进行的绝缘涂层加工而改变第二电极板20的姿势来移送的过程中一并被加工。
[0223]
参照图16，被立起的第二电极板20经过上述绝缘涂层装置54而在其下部的切开面237涂布绝缘涂层液541。
[0224]
绝缘涂层装置54以上述第二电极板20的下端部经过装在绝缘涂层液541的滚筒刷543将胶体溶液形态的绝缘涂层液541粘性移送的部分来浸渍的方式，在上述第二电极板20的切开面237涂布上述绝缘涂层液541。
[0225]
这样，涂布到切开面237的绝缘涂层液541向下方受到重力，因此能够防止绝缘涂层液541向第二电极板20的两个表面流动而将第二活性物质22的表面覆盖的现象。由此，保证上述绝缘涂层26仅涂布到上述切开面237或涂布到与上述切开面237相邻的上述第二活性物质22的角落部位的一部分区间为止。
[0226]
这样的绝缘涂层液541通过加热干燥等方式硬化而构成绝缘涂层26。
[0227]
上述第二电极板20在这样形成绝缘涂层26的状态下供给到与第一电极板10及分离膜30之间的层压工序。
[0228]
上述的实施例在所有方面仅为例示，本发明不限于此，比起上述的具体说明，本发明的范围更是通过后述的权利要求书而体现。并且，后述的权利要求书的意思及范围、从其等价概念导出的所有可变更及变形的形态均包括在本发明的范围。
[0229]
如上述，参照附图而对本发明进行了说明，但本发明不限于本说明书中公开的实施例和附图，本领域技术人员可在本发明的技术思想的范围内进行各种变形。并且，即便在对上述的本发明的实施例进行说明时对本发明的结构的作用效果未进行明确说明，也应该可以理解通过该结构而可预测的效果。