CN114651356A - 电极组件堆叠故障检测方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括其的电池电芯 - Google Patents
电极组件堆叠故障检测方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括其的电池电芯 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114651356A CN114651356A CN202180006251.9A CN202180006251A CN114651356A CN 114651356 A CN114651356 A CN 114651356A CN 202180006251 A CN202180006251 A CN 202180006251A CN 114651356 A CN114651356 A CN 114651356A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode assembly
- electrode
- insulating member
- anode
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 68
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 15
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 16
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 9
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 4
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 4
- 159000000002 lithium salts Chemical group 0.000 description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 4
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018671 Lix(NiaCobMnc)O2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBFHTYHTHYHCDJ-UHFFFAOYSA-N gamma-caprolactone Chemical compound CCC1CCC(=O)O1 JBFHTYHTHYHCDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NVJUHMXYKCUMQA-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropane Chemical compound CCCOCC NVJUHMXYKCUMQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-sulfanylethyl)isoindole-1,3-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)N(CCS)C(=O)C2=C1 UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWLOKSXSAUHTJO-UHFFFAOYSA-N 4,5-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CC1OC(=O)OC1C LWLOKSXSAUHTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 4-ethenyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound C=CC1COC(=O)O1 BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSUWCXHZPFTZSF-UHFFFAOYSA-N 4-ethyl-5-methyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CCC1OC(=O)OC1C LSUWCXHZPFTZSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUXJVUDWWLIGRU-UHFFFAOYSA-N 4-propyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CCCC1COC(=O)O1 AUXJVUDWWLIGRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005143 FSO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018642 Lix(NiaCobMnc)O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018700 LixCo1-yMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018708 LixCo1−yMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001091 LixCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016717 LixCoPO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001246 LixFePO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015237 LixMn2-zCozO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015260 LixMn2-zNizO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015329 LixMn2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015286 LixMn2−zCozO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015257 LixMn2−zNizO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003007 LixMnO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014212 LixNi1-yCoyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014220 LixNi1-yMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014322 LixNi1−yCoyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014344 LixNi1−yMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014149 LixNiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N Methoxyethane Chemical compound CCOC XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005518 NiaCobMnc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 229910001914 chlorine tetroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N dipropyl ether Chemical compound CCCOCCC POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229940093499 ethyl acetate Drugs 0.000 description 1
- QKBJDEGZZJWPJA-UHFFFAOYSA-N ethyl propyl carbonate Chemical compound [CH2]COC(=O)OCCC QKBJDEGZZJWPJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004750 melt-blown nonwoven Substances 0.000 description 1
- VNKYTQGIUYNRMY-UHFFFAOYSA-N methoxypropane Chemical compound CCCOC VNKYTQGIUYNRMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明涉及在初始阶段检测电极组件的层压缺陷的电极组件层压缺陷检测方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括该电极组件的电池电芯。
Description
[技术领域]
本发明涉及检测电极组件的层压缺陷的方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括该电极组件的电池电芯。本申请要求基于2020年10月8日提交的韩国专利申请第10-2020-0129936号的优先权,并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
[背景技术]
近来,能够充电和放电的二次电池已被广泛用作无线移动设备的能源。另外,二次电池作为电动车辆、混合动力电动车辆等的能源已备受关注,其被提出作为使用化石燃料的现有汽油车辆和柴油车辆的空气污染的解决方案。因此,由于二次电池的优点,目前使用二次电池的应用类型非常多样化,并且预计未来二次电池将应用于许多领域和产品。
这种二次电池可根据电极和电解液的组成分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池等,并且其中,不太可能泄漏电解液且易于制造的锂离子聚合物电池的使用量正在增加。通常,二次电池根据电池壳体的形状分为电极组件嵌入圆柱形或矩形金属罐中的圆柱形电池和棱柱形电池,以及电极组件嵌入铝层压片的袋型壳体中的袋型电池。内置于电池壳体中的电极组件由正极、负极以及介于正极和负极之间的隔膜组成,并且是能够充电和放电的发电元件。电极组件分为卷芯型,其将介于涂覆有活性材料的长片状的正极和负极之间的隔膜卷绕而成,以及堆叠型,将多个预定尺寸的正极和负极依次堆叠同时在其间***隔膜。
在此,随着电池的容量增加,壳体的尺寸也增加,并且薄材料的加工受到关注。因此,由于制造成本低、重量轻、形式容易变形等原因,袋型电池的使用量逐渐增加,该袋型电池具有堆叠型或堆叠/折叠型电极组件内置于铝层压片的袋型电池壳体中的结构。
图1是示出常规电极制造过程的示意图,图2是示出电极组件的结构的图。
参考图1和2,在常规电极制造方法中,通过在集流体1上涂布含有电极活性材料的电极浆料来形成电极活性材料层2,然后将其干燥并辊压,然后切口,从而制造电极。正极通过在正极集流体上涂覆含有正极活性材料的正极浆料来制造,并且负极通过在负极集流体上涂覆含有负极活性材料的负极浆料来制造。
将所制造的正极13和负极14以及隔膜15交替堆叠以制成电极组件12的形式,然后将其内置于电池壳体中,从而制造电池电芯10。此外,正常电极组件12具有这样的结构:由于负极14的宽度和长度被设置为大于正极13的宽度和长度,因此负极14覆盖正极13。然而,当制造电极组件12时,由于正极13或负极14的位置不合适,因此电极组件12中可出现正极13的端部超出负极14的端部的层压缺陷现象。即,负极14的外伸区域(overhang region)中可出现正极的外伸现象(A、B)。
如上所述,当电极组件12中出现层压缺陷现象时,正极13和负极14可直接接触,或者根据充电和放电从负极14积聚的锂析出物可与正极接触,从而导致诸如短路等问题。
因此,需要一种能够在制造电极组件时的初始阶段检测层压缺陷的方法。
[现有技术文献]
[专利文献]
日本专利第6703416号
[发明内容]
[技术问题]
为了解决现有技术的问题,本发明提供在初始阶段检测电极组件的层压缺陷的方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括该电极组件的电池电芯。
[技术方案]
本发明提供检测电极组件的层压缺陷的方法。在一个示例中,本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法包括:在负极的一个表面的一端或两端的外伸区域中形成具有预定宽度和预定高度的绝缘构件;通过在所述负极的一个表面上依次层压隔膜和正极来制造电极组件;并且通过测量所述电极组件的厚度来判断所述电极组件中是否存在层压缺陷。
在一个示例中,绝缘构件的形成包括在负极的一个表面的一端的外伸区域中形成绝缘构件。在一个具体示例中,除了已形成绝缘构件的区域之外的负极的宽度W1对应于正极的宽度W2或者大于正极的宽度W2。
在另一示例中,绝缘构件的形成包括在负极的一个表面的两端的外伸区域中形成第一和第二绝缘构件。在一个具体示例中,第一和第二绝缘构件之间的间隔L对应于正极的宽度W2或者大于正极的宽度W2。
此外,在本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法中,对电极组件中是否存在层压缺陷的判断包括:如果电极组件的厚度超过负极、隔膜和正极的各自厚度的总和,则判断电极组件中存在层压缺陷。
在另一示例中,对电极组件中是否存在层压缺陷的判断包括:如果电极组件的厚度对应于负极、隔膜和正极的各自厚度的总和,则判断电极组件中不存在层压缺陷。
此外,电极组件可以具有包括正极/负极/正极结构的双电芯单元或正极/负极结构的单电芯单元中的至少一种的结构。
此外,本发明提供一种电极组件。在一个示例中,本发明的电极组件具有包括负极、正极以及置于所述负极和所述正极之间的隔膜的结构,其中,所述负极具有在所述负极的一个表面的一端或两端的外伸区域中形成的具有预定宽度和预定高度的绝缘构件的结构。
此外,本发明提供一种包括该电极组件的电池电芯。
[有益效果]
根据本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括该电极组件的电池电芯,通过在负极的外伸区域中形成绝缘构件,然后制造电极组件并测量电极组件的厚度,可以容易地检测电极组件中的层压缺陷。
特别是,当制造电池电芯时,可以在注入电解液或进行封装程序之前容易地检测电极组件中是否存在层压缺陷。
[附图说明]
图1是示出常规电极制造过程的示意图。
图2是示出电极组件的结构的图。
图3是示出本发明的检测电极组件中的层压缺陷的方法的流程图。
图4至5是示出本发明的一个实施方式中包括绝缘构件的电极组件的层压结构的截面图。
图6至8是示出本发明的另一实施方式中包括绝缘构件的电极组件的层压结构的截面图。
[具体实施方式]
由于本发明构思允许各种变更和众多实施方式,因此特定实施方式将在附图中示出并在本文中得到详细描述。然而,这并不旨在将本发明限制为所公开的特定形式,并且应当理解为包括本发明的精神和范围内所包括的所有变更、等同物和替代物。
在本申请中,应当理解,诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示存在说明书中描述的特征、数量、步骤、操作、成分、部件或其组合,它们并不预先排除存在或添加一个或多个其他特征或数量、步骤、操作、成分、部件或其组合的可能性。而且,当诸如层、膜、区域、板等部分被称为位于另一部分“上”时,这不仅包括该部分“直接位于”另一部分“上”的情况,而且还包括在其间***又一部分的情况。另一方面,当诸如层、膜、区域、板等部分被称为位于另一部分“下”时,这不仅包括该部分“直接位于”另一部分“下”的情况,而且还包括在其间***又一部分的情况。另外,在本申请中布置在“…上”可以包括布置在底部以及顶部的情况。
本发明涉及检测电极组件的层压缺陷的方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括该电极组件的电池电芯。
通常,其上涂布有电极浆料的正极和负极以及隔膜交替堆叠以制成电极组件的形式,然后将其内置于电池壳体中,从而制造电池电芯。此外,正常电极组件具有这样的结构:由于负极的宽度和长度被设置为大于正极的宽度和长度,因此负极覆盖正极。然而,当制造电极组件时,由于正极或负极的位置不合适,因此电极组件中可出现正极的端部超出负极的端部的层压缺陷现象。在这种情况下,正极和负极可直接接触,或者根据充电和放电从负极积聚的锂析出物可与正极接触,从而导致诸如短路等问题。
因此,本发明提供了一种在初始阶段检测电极组件的层压缺陷的方法。特别是,根据本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法,通过在负极的外伸区域中形成绝缘构件,然后制造电极组件并测量电极组件的厚度,可以容易地检测电极组件中的层压缺陷。
在下文中,将详细地描述本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括该电极组件的电池电芯。
图3是示出本发明的检测电极组件中的层压缺陷的方法的流程图。
参考图3,本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法包括:在负极的一个表面的一端或两端的外伸区域中形成具有预定宽度和预定高度的绝缘构件(S10);通过在所述负极的一个表面上依次层压隔膜和正极来制造电极组件(S20);并且通过测量所述电极组件的厚度来判断所述电极组件中是否存在层压缺陷(S30)。
在本发明中,负极的外伸区域是指在负极的一端或两端对应于预定宽度的区域。具体而言,当制造电极组件时,由于负极的宽度和长度被设置为大于正极的宽度和长度,因此负极覆盖正极。此时,负极的外伸区域是指当负极覆盖正极时不包含正极的负极的区域。此外,负极的外伸区域可以是指已布置电极极耳的区域或其相反区域的宽度。
在本发明中,通过在负极的外伸区域中形成绝缘构件,然后测量通过依次层压负极、隔膜和正极而制造的电极组件的厚度,可以判断电极组件中是否存在层压缺陷。检测电极组件的层压缺陷的具体方法将在后面描述。
在一个示例中,本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法包括在负极的一个表面的一端的外伸区域中形成具有预定宽度和预定高度的绝缘构件。在一个具体示例中,使用附着或涂覆过程等在负极的一个表面上形成绝缘构件。
在一个示例中,绝缘构件的宽度在1μm至500μm、5μm至300μm、10μm至100μm或10μm至50μm的范围内。此外,绝缘构件的高度在1μm至500μm、5μm至300μm、10μm至100μm或10μm至40μm的范围内。然而,绝缘构件的宽度和高度不限于此。绝缘构件的宽度和高度可以根据在制造电极组件时层压的负极和正极的结构和尺寸而改变。
此外,当绝缘构件的宽度过大时,其可形成为超出负极的外伸区域,因此优选具有适当的宽度。此外,当绝缘构件的高度过大时,即使在电极组件正常时也可测量绝缘构件的高度。因此,优选的是,绝缘构件的高度不超过正极或正极活性材料层的高度。
优选的是,绝缘构件由电学稳定材料制成,并且在负极中,绝缘构件的区域可以是正常电池电芯的不显示容量的区域。绝缘构件可以含有聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚砜、聚醚醚酮、聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯撑、聚四氟乙烯、聚硅氧烷、聚酰胺、聚偏二氟乙烯及其共聚物,或其混合物。例如,绝缘构件可以通过在负极一端的外伸区域涂覆聚乙烯以具有预定宽度和高度来形成。
此时,除了已形成绝缘构件的区域之外的负极的宽度W1可以对应于正极的宽度W2或者可以大于正极的宽度W2。这意味着绝缘构件仅位于负极的外伸区域上。通常,负极的宽度大于正极的宽度,并且在除了已形成绝缘构件的区域之外的负极的宽度W1小于正极的宽度W2的情况下,绝缘构件可形成为超出负极的外伸区域。此外,在除了已形成绝缘构件的区域之外的负极的宽度W1小于正极的宽度W2的情况下,如果正极层压在负极的上部,则正极可层压在绝缘构件的上部,并且电极组件中可出现层压缺陷。
此外,当正极层压在负极的上部时,如果正极的一端布置在已形成绝缘构件的负极的外伸区域上或者布置为超出负极的外伸区域,则可判断电极组件中存在层压缺陷。
在另一示例中,本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法包括在负极的一个表面的两端的外伸区域中形成第一和第二绝缘构件。
此时,第一和第二绝缘构件之间的间隔L可以对应于正极的宽度W2或者可以大于正极的宽度W2。第一和第二绝缘构件之间的间隔L是指除了已形成绝缘构件的区域之外的负极的宽度。如上所述,负极的宽度大于正极的宽度,并且在除了已形成绝缘构件的区域之外的负极的宽度W1小于正极的宽度W2的情况下,绝缘构件可形成为超出负极的外伸区域。此外,在第一和第二绝缘构件之间的间隔L小于正极的宽度W2的情况下,当正极层压在负极的上部时,正极可层压在绝缘构件的上部,并且电极组件中可出现层压缺陷。
此外,当正极层压在负极的上部时,如果正极的一端布置在负极的已形成绝缘构件的外伸区域上或者布置为超出负极的外伸区域,则可判断电极组件中存在层压缺陷。
在一个示例中,本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法包括通过在其上形成有绝缘构件的负极的一个表面上依次层压隔膜和正极来制造电极组件(S20)。此外,可以通过测量所制造的电极组件的厚度来判断所制造的电极组件中是否存在层压缺陷。
本发明的检测电极组件的层压缺陷的方法包括通过测量电极组件的厚度来判断电极组件中是否存在层压缺陷(S30)。
在一个示例中,对电极组件中是否存在层压缺陷的判断(S30)包括:如果电极组件的厚度超过负极、隔膜和正极的各自厚度的总和,则判断电极组件中存在层压缺陷。如上所述,本发明的负极在一端的外伸区域具有绝缘构件。当正极层压在负极活性材料层的外伸区域上时,正极层压在绝缘构件的上部。因此,当测量电极组件的厚度时,也可测量到绝缘构件的厚度。因此,具有层压缺陷的电极组件的厚度可超过负极、隔膜和正极各自的厚度的总和。即,当所制造的电极组件的厚度超过负极、隔膜和正极的各自厚度的总和时,判断电极组件中存在层压缺陷。
例如,在负极、隔膜和正极各自的厚度为80μm、20μm和100μm的情况下,如果所制造的电极组件的厚度超过200μm,则判断所制造的电极组件中具有层压缺陷。
在另一示例中,对电极组件中是否存在层压缺陷的判断(S30)包括:如果电极组件的厚度对应于负极、隔膜和正极的各自厚度的总和,则判断电极组件中不存在层压缺陷。这意味着正极层压在负极的上部,其层压在未形成绝缘构件的区域上。
例如,在负极、隔膜和正极各自的厚度为80μm、20μm和100μm的情况下,如果所制造的电极组件的厚度为200μm,则判断所制造的电极组件中没有层压缺陷。
在一个示例中,电极组件可以具有包括正极/负极/正极结构的双电芯单元或正极/负极结构的单电芯单元中的至少一种的结构。在一个具体示例中,电极组件可以是正极/隔膜/负极的单电芯,并且单电芯具有介于正极和负极之间的隔膜。此外,由于隔膜的面积大于正极和负极的面积,因此隔膜可以具有从正极和负极突出的结构。
如上所述,根据本发明,仅通过测量所层压的电极组件的厚度,就可以容易地判断电极组件中是否存在层压缺陷。
特别是,根据本发明,可以仅通过层压负极和正极来测量电极组件的厚度,并且可以在注入电解液或进行封装程序之前容易地检测电极组件中是否存在层压缺陷。
此外,本发明提供了一种电极组件。更具体而言,本发明涉及一种电极组件,其具有包括负极、正极以及置于所述负极和所述正极之间的隔膜的结构,其中,所述负极具有在所述负极的一个表面的一端或两端的外伸区域中的具有预定宽度和预定高度的绝缘构件的结构。
如上所述,由于负极包括绝缘构件,因此可以在制造电极组件时的初始阶段检测层压缺陷。
在本发明中,正极具有正极合剂层堆叠在正极集流体的一侧或两侧的结构。在一个示例中,正极合剂层包含正极活性材料、导电材料和粘合剂聚合物等,并且必要时,可以进一步包含本领域常用的正极添加剂。
正极活性材料可以是含锂氧化物,并且可以相同或不同。作为含锂氧化物,可以使用含锂过渡金属氧化物。
例如,含锂过渡金属氧化物可以是选自由LixCoO2(0.5<x<1.3)、LixNiO2(0.5<x<1.3)、LixMnO2(0.5<x<1.3)、LixMn2O4(0.5<x<1.3)、Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3,0<a<1,0<b<1,0<c<1,a+b+c=1)、LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3,0<y<1)、LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3,0≤y<1)、LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3,0≤y<1)、Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3,0<a<2,0<b<2,0<c<2,a+b+c=2)、LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3,0<z<2)、LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3,0<z<2)、LixCoPO4(0.5<x<1.3)和LixFePO4(0.5<x<1.3)组成的组中的任一种或两种以上的混合物,并且含锂过渡金属氧化物可以涂覆有金属或金属氧化物,例如铝(Al)。此外,除了含锂过渡金属氧化物之外,还可以使用硫化物、硒化物和卤化物中的一种以上。
本发明的正极可应用于各种类型的锂二次电池,但优选用于高功率电池。本发明的正极活性材料层应用于高含量镍(High-Ni)基NCM电池。
在一个具体示例中,本发明的正极活性材料层包含具有以下化学式1或化学式2表示的结构的活性材料成分。
[化学式1]
Lix(NiaCobMnc)O2
(在上述化学式1中,0.5<x<1.3,0.5<a<1,0<b<0.25,0<c<0.25,并且a+b+c=1)。
在化学式1中,“a”值为0.6以上,具体为0.8以上。在式1中,随着“a”值增加,“b”值和/或“c”值在满足上式1的范围内减小。由此,本发明的锂二次电池用正极应用于高Ni基NCM二次电池。
[化学式2]
Lix(NiaCobMncAld)O2
(在上述化学式2中,0.5<x<1.3,0.6<a<1,0<b<0.2,0<c<0.1,0<d<0.1,并且a+b+c+d=1)。
在化学式2中,“a”等于或大于0.6,具体地等于或大于0.8,更具体地等于或大于0.83。
NCM二次电池可以是例如NCM 622、NCM 651520、NCM 712或NCM 811(Ni≥80%)。在NCMA的情况下,通过添加铝而非降低钴比率,在保持与NCM一样的稳定性的同时输出较高。
用于正极的集流体是导电性高的金属,并且可以使用正极活性材料浆料可容易附着并且在电化学装置的电压范围内不反应的任何金属。具体而言,正极用集流体的非限制性实例包括铝、镍或由其组合制造的箔。
正极活性材料可以以90.0至98.5重量%的范围包含在正极合剂层中。当正极活性材料的含量满足上述范围时,在制造高容量电池和提供足够的正极导电性或电极材料之间的粘附性方面是有利的。
用于正极的集流体是导电性高的金属,并且可以使用正极活性材料浆料可容易附着并且在二次电池的电压范围内不反应的任何金属。具体而言,正极用集流体的非限制性实例包括铝、镍或由其组合制造的箔。
正极合剂层进一步包括导电材料。基于包含正极活性材料的混合物的总重量,导电材料的添加量通常为1重量%至30重量%。这种导电材料没有特别限制,只要其具有导电性且不会引起二次电池中的化学变化即可。例如,作为导电材料,可以使用石墨,例如天然石墨或人造石墨;炭黑,例如碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯黑或热裂法炭黑;导电纤维,例如碳纤维或金属纤维;金属粉末,例如碳氟化合物、铝或镍粉末;导电晶须,例如氧化锌或钛酸钾;导电金属氧化物,例如氧化钛;聚亚苯基衍生物和碳纳米管(CNT)。
作为粘合剂成分,可以使用本领域常用的粘合剂聚合物而没有限制。例如,可以使用各种粘合剂,例如聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)。
粘合剂聚合物含量与正极合剂层中包含的导电材料含量成比例。这是为了赋予与活性材料相比粒径相对较小的导电材料粘附性,并且是因为当导电材料的含量增加时,需要更多的粘合剂聚合物,而当导电材料的含量减少时,可以使用更少的粘合剂聚合物。
此外,负极可以包括负极集流体和形成在负极集流体上的双层结构的合剂层。
用于负极的集流体的非限制性实例包括铜、金、镍或由铜合金或其组合制造的箔。另外,集流体可以通过堆叠由上述材料制成的基材来使用。
隔膜可以由锂二次电池中使用的任何多孔基材制成,并且例如,可以使用聚烯烃类多孔膜或无纺布,但本发明不特别限于此。
聚烯烃类多孔膜的实例包括聚乙烯(例如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯),以及聚烯烃类聚合物(例如聚丙烯、聚丁烯或聚戊烯)各自单独或以其混合物形成的膜。
除了聚烯烃类无纺布之外,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚萘二甲酸乙二醇酯等可以单独使用或作为其混合物的聚合物使用,从而形成无纺布。
无纺布的结构可以是由长纤维组成的纺粘无纺布或熔喷无纺布。
多孔基材的厚度没有特别限制,但可以为5μm至50μm,并且在多孔基材中存在的孔径和孔隙率也没有特别限制,但可以分别为0.01μm至50μm和10%至95%。
同时,为了提高由多孔基材组成的隔膜的机械强度并抑制正极与负极之间的短路,可以在多孔基材的至少一个表面上进一步包括包含无机颗粒和粘合剂聚合物的多孔涂层。
电解液可以含有有机溶剂和电解质盐,并且电解质盐是锂盐。作为锂盐,可以使用锂二次电池用电解液中常规使用的那些而没有限制。例如,作为锂盐的阴离子,可以包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、PF6 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-组成的组中的一种以上。
作为上述电解液中包含的有机溶剂,可以使用锂二次电池用电解液中常规使用的那些而没有限制,并且例如,可以单独使用或以两种以上的组合使用醚、酯、酰胺、线性碳酸酯和环状碳酸酯。其中,代表性地可以包括环状碳酸酯、线性碳酸酯或作为其混合物的碳酸酯化合物。
环状碳酸酯化合物的具体实例包括选自由碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯、碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯及其卤化物组成的组中的任一种,以及其混合物。
这些卤化物包括例如氟代碳酸亚乙酯(FEC),但不限于此。
另外,线性碳酸酯化合物的具体实例包括选自由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯组成的组中的任一种,或者可以典型地使用其中两种以上的混合物,但不限于此。
特别是,在碳酸酯类有机溶剂中,作为环状碳酸酯的碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯是高粘度的有机溶剂且具有高介电常数,因此电解质中的锂盐可以更容易解离,并且如果将环状碳酸酯与低粘度、低介电常数的线性碳酸酯(例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯)以适当的比例混合,则可以制备具有更高的电子电导率的电解液。
另外,作为有机溶剂的醚,可以使用选自由二甲醚、二***、二丙醚、甲基乙基醚、甲基丙基醚和乙基丙基醚组成的组中的任一种,或其两种以上的混合物,但不限于此。
并且有机溶剂中的酯包括选自由乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯和γ-己内酯、σ-戊内酯和ε-己内酯组成的组中的任一种,或其中两种以上的混合物,但本发明不限于此。
非水电解液的注入可以根据最终产品的制造过程和所需的物理性质在二次电池的制造过程中的适当步骤进行。
此外,本发明提供了一种包括电极组件的电池电芯。如果电池电芯是能够充电和放电的二次电池,则没有特别限制。电池电芯可以是袋型电池电芯或圆柱形电池电芯。
在一个具体示例中,电池电芯可以是袋型电池电芯。例如,电池电芯是袋型单元电芯,具有正极/隔膜/负极结构的电极组件以下述状态嵌入层压片的外部材料中,其中,电极组件连接至形成在外部材料外侧的电极引线。电极引线可以被引出到该片的外侧并且可以以彼此相同或相反的方向延伸。
[实施方式]
在下文中,将通过附图和实施例更详细地描述本发明。由于本发明构思允许各种变更和众多实施方式,因此特定实施方式将在附图中示出并在本文中得到详细描述。然而,这并不旨在将本发明限制为所公开的特定形式,并且应当理解为包括本发明的精神和范围内所包括的所有变更、等同物和替代物。
(第一实施方式)
图4至5是示出本发明的一个实施方式中包括绝缘构件的电极组件的层压结构的截面图。
参考图4,本发明的电极组件120通过依次层压负极130、隔膜150和正极140来制成。此时,在负极130的一个表面的一端的外伸区域141上形成绝缘构件160。
此外,在本发明中,除了已形成绝缘构件160的区域之外的负极的宽度W1大于正极的宽度W2。此外,当正极130层压在负极140的上部时,如果正极130的一端布置在负极140的外伸区域141上或者布置为超出负极140的外伸区域141,则判断电极组件120中存在层压缺陷。
在本发明中,通过测量通过依次层压负极140、隔膜150和正极130而制造的电极组件120的厚度来判断电极组件120中是否存在层压缺陷。此外,电极组件120的厚度通过测量绝缘构件160所在区域的厚度来测量。具体而言,如图4所示,当测量通过依次层压负极140、隔膜150和正极130而制造的电极组件120的厚度时,电极组件的厚度变为200μm。此时,负极140、隔膜150和正极130各自的厚度为80μm、20μm和100μm。电极组件120的厚度对应于负极140、隔膜150和正极130各自的厚度的总和。因此,可以判断电极组件120中不存在层压缺陷。
如图5所示,当测量通过依次层压负极140、隔膜150和正极130而制造的电极组件120的厚度时,电极组件的厚度变为220μm。此时,负极140、隔膜150和正极130各自的厚度为80μm、20μm和100μm。电极组件120的厚度超过负极140、隔膜150和正极130各自的厚度的总和。因此,可以判断电极组件120中存在层压缺陷。
具体而言,在本发明中,在负极130一端的外伸区域141中形成绝缘构件160,并且正极130堆叠在负极的外伸区域141上,并且当测量电极组件120的厚度时,也测量了绝缘构件160的厚度。因此,电极组件120的厚度可超过负极140、隔膜150和正极130各自的厚度的总和。
如上所述,根据本发明,仅通过测量所层压的电极组件的厚度,就可以容易地判断电极组件中是否存在层压缺陷。
(第二实施方式)
图6至8是示出本发明的另一实施方式中包括绝缘构件的电极组件的层压结构的截面图。
参考图6,本发明的电极组件220通过依次层压负极230、隔膜250和正极240来制成。此时,在负极230的一个表面的两端的外伸区域241和242上形成第一绝缘构件261和第二绝缘构件262。
此外,在本发明中,第一绝缘构件261和第二绝缘构件262之间的间隔L对应于正极的宽度W2或者大于正极的宽度W2。此外,当正极230层压在负极240的上部时,如果正极230的一端布置在负极240的外伸区域241和242上或者布置为超出负极240的外伸区域241和242,则判断电极组件220中存在层压缺陷。
在本发明中,通过测量通过依次层压负极240、隔膜250和正极230而制造的电极组件220的厚度来判断电极组件220中是否存在层压缺陷。此外,电极组件220的厚度通过测量绝缘构件260所在区域的厚度来测量。具体而言,如图6所示,当测量通过依次层压负极240、隔膜250和正极230而制造的电极组件220的厚度时,电极组件的厚度变为200μm。此时,负极240、隔膜250和正极230各自的厚度为80μm、20μm和100μm。电极组件220的厚度对应于负极240、隔膜250和正极230各自的厚度的总和。因此,可以判断电极组件220中不存在层压缺陷。
如图7所示,当测量通过依次层压负极240、隔膜250和正极230而制造的电极组件220的厚度时,电极组件的厚度变为220μm。此时,负极240、隔膜250和正极230各自的厚度为80μm、20μm和100μm。电极组件220的厚度超过负极240、隔膜250和正极230各自的厚度的总和。因此,可以判断电极组件220中存在层压缺陷。
具体而言,在本发明中,在负极230一端的外伸区域241中形成绝缘构件261,并且正极230堆叠在负极的外伸区域241上,并且当测量电极组件220的厚度时,也测量了绝缘构件261的厚度。因此,电极组件220的厚度可超过负极240、隔膜250和正极230各自的厚度的总和。
此外,如图8所示,在负极230另一端的外伸区域242中形成绝缘构件262,并且正极230堆叠在负极的外伸区域242上,并且当测量电极组件220的厚度时,也测量了绝缘构件262的厚度。因此,电极组件220的厚度可超过负极240、隔膜250和正极230各自的厚度的总和。
因此,当测量通过依次层压负极240、隔膜250和正极230而制造的电极组件220的厚度时,电极组件的厚度变为220μm。电极组件220的厚度超过负极240、隔膜250和正极230各自的厚度的总和。因此,可以判断电极组件220中存在层压缺陷。
如上所述,根据本发明,仅通过测量所层压的电极组件的厚度,就可以容易地判断电极组件中是否存在层压缺陷。
以上,已通过附图和实施例更详细地描述了本发明。因此,说明书中描述的实施方式和附图中描述的构成仅是本发明的最优选实施方式,并不代表本发明的所有技术思想。应当理解,在提交本申请时可以存在代替它们的各种等同物和变形物。
[附图标记的说明]
1:集流体
2:电极活性材料
10:电池电芯
11:电极壳体
12、120、220:电极组件
13、130、230:正极
14、140、240:负极
15、150、250:隔膜
160:绝缘构件
261:第一绝缘构件
262:第二绝缘构件
Claims (10)
1.一种检测电极组件的层压缺陷的方法,所述方法包括:
在负极的一个表面的一端或两端的外伸区域中形成具有预定宽度和预定高度的绝缘构件;
通过在所述负极的一个表面上依次层压隔膜和正极来制造电极组件;并且
通过测量所述电极组件的厚度来判断所述电极组件中是否存在层压缺陷。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述绝缘构件的形成包括:在所述负极的一个表面的一端的所述外伸区域中形成所述绝缘构件。
3.如权利要求1所述的方法,其中,除了已形成所述绝缘构件的区域之外的所述负极的宽度W1对应于所述正极的宽度W2或者大于所述正极的宽度W2。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述绝缘构件的形成包括:在所述负极的一个表面的两端的所述外伸区域中形成第一和第二绝缘构件。
5.如权利要求4所述的方法,其中,所述第一和所述第二绝缘构件之间的间隔L对应于所述正极的宽度W2或者大于所述正极的宽度W2。
6.如权利要求1所述的方法,其中,对所述电极组件中是否存在层压缺陷的判断包括:如果所述电极组件的厚度超过所述负极、所述隔膜和所述正极的各自厚度的总和,则判断所述电极组件中存在层压缺陷。
7.如权利要求1所述的方法,其中,对所述电极组件中是否存在层压缺陷的判断包括:如果所述电极组件的厚度对应于所述负极、所述隔膜和所述正极的各自厚度的总和,则判断所述电极组件中不存在层压缺陷。
8.如权利要求1所述的方法,其中,所述电极组件具有包括正极/负极/正极结构的双电芯单元或正极/负极结构的单电芯单元中的至少一种的结构。
9.一种电极组件,其具有包括负极、正极以及置于所述负极和所述正极之间的隔膜的结构,
其中,所述负极具有在所述负极的一个表面的一端或两端的外伸区域中形成的具有预定宽度和预定高度的绝缘构件的结构。
10.一种电池电芯,其包括权利要求9所述的电极组件。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2020-0129936 | 2020-10-08 | ||
KR1020200129936A KR20220046821A (ko) | 2020-10-08 | 2020-10-08 | 전극조립체의 적층 불량 검출 방법, 절연 부재를 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 전지 셀 |
PCT/KR2021/012953 WO2022075637A1 (ko) | 2020-10-08 | 2021-09-23 | 전극조립체의 적층 불량 검출 방법, 절연 부재를 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 전지 셀 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114651356A true CN114651356A (zh) | 2022-06-21 |
Family
ID=81125854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180006251.9A Pending CN114651356A (zh) | 2020-10-08 | 2021-09-23 | 电极组件堆叠故障检测方法、包括绝缘构件的电极组件以及包括其的电池电芯 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220376305A1 (zh) |
EP (1) | EP4044307A4 (zh) |
JP (1) | JP7493735B2 (zh) |
KR (1) | KR20220046821A (zh) |
CN (1) | CN114651356A (zh) |
WO (1) | WO2022075637A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023210941A1 (ko) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀 |
KR102667112B1 (ko) * | 2022-04-25 | 2024-05-17 | 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 | 배터리 극편의 오버행 검출 방법, 장치, 설비, 저장 매체 |
KR102608580B1 (ko) * | 2022-12-27 | 2023-12-01 | 율촌화학 주식회사 | 웰 검출을 통한 셀타입 전지 파우치용 필름의 성형 깊이 한계 설정 방법 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101971407A (zh) * | 2009-05-11 | 2011-02-09 | 丰田自动车株式会社 | 固体电池的制造方法和固体电池 |
CN102804474A (zh) * | 2010-02-23 | 2012-11-28 | Tdk株式会社 | 电化学装置以及电化学装置的制造方法 |
CN104904053A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-09-09 | 株式会社Lg化学 | 电极组件和包含其的电化学装置 |
CN106033823A (zh) * | 2015-03-11 | 2016-10-19 | 北京好风光储能技术有限公司 | 一种注液量可控的高电压动力电池及其制备方法 |
JP2017054587A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | トヨタ自動車株式会社 | 積層電極体の製造方法 |
JP2017135019A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 株式会社村田製作所 | 検査方法、積層型電池の製造方法、検査装置、および積層型電池の製造装置 |
KR102107226B1 (ko) * | 2018-12-20 | 2020-05-07 | 김태완 | 적층 전지 정렬 검사 장치 |
KR20200059838A (ko) * | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 주식회사 강한이노시스 | 조명을 이용한 2차전지 전극 적층 감시 장치 |
JP2020095836A (ja) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電池 |
CN111373595A (zh) * | 2017-11-21 | 2020-07-03 | 丰田自动车株式会社 | 全固体电池用电极体及其制造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60212430A (ja) | 1984-04-06 | 1985-10-24 | Seitetsu Kagaku Co Ltd | ポリオレフインの微粉末化方法 |
JPH043416Y2 (zh) | 1987-05-14 | 1992-02-03 | ||
JP2011039014A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Toshiba It & Control Systems Corp | 電池検査装置 |
JP6327101B2 (ja) * | 2014-10-09 | 2018-05-23 | 株式会社豊田自動織機 | 電極組立体の製造装置および電極組立体の製造方法 |
KR20170024498A (ko) * | 2015-08-25 | 2017-03-07 | 주식회사 엘지화학 | 전극조립체의 불량 검출장치 |
KR102644980B1 (ko) * | 2018-12-14 | 2024-03-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 정렬 불량 판단 장치 및 방법 |
KR102223509B1 (ko) | 2019-05-10 | 2021-03-05 | 주식회사 바디프랜드 | 출수부 모듈이 이동하는 경우 유로가 유지되는 수처리 장치 |
-
2020
- 2020-10-08 KR KR1020200129936A patent/KR20220046821A/ko not_active Application Discontinuation
-
2021
- 2021-09-23 CN CN202180006251.9A patent/CN114651356A/zh active Pending
- 2021-09-23 WO PCT/KR2021/012953 patent/WO2022075637A1/ko unknown
- 2021-09-23 JP JP2022526272A patent/JP7493735B2/ja active Active
- 2021-09-23 US US17/775,678 patent/US20220376305A1/en active Pending
- 2021-09-23 EP EP21877889.2A patent/EP4044307A4/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101971407A (zh) * | 2009-05-11 | 2011-02-09 | 丰田自动车株式会社 | 固体电池的制造方法和固体电池 |
CN102804474A (zh) * | 2010-02-23 | 2012-11-28 | Tdk株式会社 | 电化学装置以及电化学装置的制造方法 |
CN104904053A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-09-09 | 株式会社Lg化学 | 电极组件和包含其的电化学装置 |
CN106033823A (zh) * | 2015-03-11 | 2016-10-19 | 北京好风光储能技术有限公司 | 一种注液量可控的高电压动力电池及其制备方法 |
JP2017054587A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | トヨタ自動車株式会社 | 積層電極体の製造方法 |
JP2017135019A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 株式会社村田製作所 | 検査方法、積層型電池の製造方法、検査装置、および積層型電池の製造装置 |
CN111373595A (zh) * | 2017-11-21 | 2020-07-03 | 丰田自动车株式会社 | 全固体电池用电极体及其制造方法 |
KR20200059838A (ko) * | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 주식회사 강한이노시스 | 조명을 이용한 2차전지 전극 적층 감시 장치 |
JP2020095836A (ja) * | 2018-12-11 | 2020-06-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電池 |
KR102107226B1 (ko) * | 2018-12-20 | 2020-05-07 | 김태완 | 적층 전지 정렬 검사 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022075637A1 (ko) | 2022-04-14 |
US20220376305A1 (en) | 2022-11-24 |
EP4044307A1 (en) | 2022-08-17 |
KR20220046821A (ko) | 2022-04-15 |
EP4044307A4 (en) | 2024-06-19 |
JP7493735B2 (ja) | 2024-06-03 |
JP2023501418A (ja) | 2023-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102160701B1 (ko) | 천공 구조의 집전체를 포함하는 전극, 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
JP6542330B2 (ja) | リチウム電極及びそれを含むリチウム二次電池 | |
KR101621410B1 (ko) | 리튬 전극 및 그를 포함하는 리튬 이차전지 | |
JP6872095B2 (ja) | 電極保護層を含む負極及びこれを適用したリチウム二次電池 | |
US20220376305A1 (en) | Electrode Assembly Stacking Fault Detection Method, Electrode Assembly Including Insulating Member, and Battery Cell Including Same | |
KR101620617B1 (ko) | 도전성이 개선된 양극 합제, 그를 구비하는 양극 및 전기화학소자 | |
KR102238829B1 (ko) | 리튬 금속 이차전지 및 이를 포함하는 전지모듈 | |
US10461314B2 (en) | Nonaqueous electrolyte battery and battery pack | |
KR20190085772A (ko) | 리튬 전극을 포함하는 리튬 금속 이차전지의 제조방법 | |
KR101684336B1 (ko) | 하이브리드 스택-폴딩형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 | |
KR101606442B1 (ko) | 전극의 구성이 상이한 단위셀들을 포함하고 있는 전지셀 | |
KR20150043721A (ko) | 하이브리드 스택-폴딩형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 | |
CN113366664B (zh) | 包括平行并置的多个集流体的负极以及包含其的二次电池 | |
KR101656082B1 (ko) | 전극의 구성이 상이한 단위셀들을 포함하고 있는 전지셀 | |
US20240258581A1 (en) | Jelly-roll electrode assembly and cylindrical lithium secondary battery comprising same | |
KR20180127759A (ko) | 리튬 이차전지용 세퍼레이터 및 그를 포함하는 리튬 이차전지 | |
KR20220037294A (ko) | 단락 발생에 따른 발화 모사를 위한 테스트 셀 및 이를 이용한 단락 발생에 따른 발화 모사 방법 | |
KR20150043739A (ko) | 하이브리드 스택-폴딩형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 | |
KR20150128170A (ko) | 양극 활물질 2차 입자를 포함하는 리튬 이차전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |