KR102159106B1 - 교차-위빙된 전극 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
전극 어셈블리는 교차하는 방식으로 배열되고 각각 z-폴딩되며 연속하는 방식으로 교차-위빙되는 포지티브 전극 및 네가티브 전극을 갖는 전극 쌍을 포함한다. 전극 어셈블리는 포지티브 전극의 부분들이 네가티브 전극의 부분들과 교대로 놓이도록 적층 축을 따라 적층되는 전극 스택을 포함한다.
Description
본 발명은 z-폴딩된(z-folded) 포지티브 전극 및 네가티브 전극의 교차-위빙된 배열(cross-woven arrangement)을 포함하는 에너지 저장 장치용의 전극 어셈블리에 관한 것으로, 포지티브 전극의 길이 방향 축(lengthwise axis)이 네가티브 전극의 길이 방향 축과 직교하도록 포지티브 전극이 네가티브 전극과 인터위빙된다(interwoven).
배터리 팩들은 휴대용 전자 기기에서부터 재생 가능한 전력 시스템 및 친환경 차량에 이르기까지 다양한 장비들에 전력을 공급한다. 예를 들어, 하이브리드 전기 차량은 연료 효율을 높이기 위해 연소 기관과 함께 배터리 팩과 전기 모터를 사용한다. 배터리 팩들은 복수의 전기화학 셀들로 형성된다. 상기 셀들은 2 차원 또는 3 차원 어레이들로 배열되고 전기적으로 직렬 또는 병렬로 접속된다.
매우 다양한 설치 상황의 공간 요구사항들을 처리하기 위해 다양한 셀 유형들이 출현하였으며, 차량에 사용되는 가장 일반적인 유형들은 원통형 셀, 프리즘 형 셀, 및 파우치 셀이다. 셀 유형에 관계없이, 각각의 셀은 전력 발생 및 저장 유닛을 형성하기 위해 전해질과 함께 셀 하우징 내에 밀봉되는 전극 어셈블리를 포함한다. 전극 어셈블리는 중간 분리기 판들(intermediate separator plates)에 의해 분리된 포지티브 전극 소자들 및 네가티브 전극 소자들의 교대로 놓이는 배열을 포함할 수 있으며, 개별 시트들의 적층된 배열을 포함하는 것, 기다란 전극 쌍을 젤리-롤 배열(jelly-roll arrangement)로 감는 것, 또는 기다란 전극 쌍을 적층된 배열의 근사치로 z-폴딩(z-folding)하는 것을 포함하는 다양한 구성들로 제공될 수 있다.
(셀 내에 배치된 전극 어셈블리의 체적) 대(셀 하우징의 체적)의 비에 의해 결정되는 바와 같이 셀의 에너지 생성 체적 효율은 비교적 낮다. 예를 들어, 젤리-롤 전극 어셈블리를 갖는 원통형 셀의 일부는 체적 효율이 80 내지 90 퍼센트가 될 수 있으며, 젤리-롤 전극 어셈블리를 갖는 일부 프리즘 셀은 체적 효율이 60 내지 75 퍼센트가 될 수 있다. 전통적으로, 개별 전극 판들의 적층 배열을 갖는 프리즘 유형의 셀 또는 파우치 유형의 셀은 젤리-롤 배열을 갖는 것보다 체적상으로 더 효율적일 수 있지만, 적층 배열의 제조는 더욱 어렵고 실수하기 쉽고, 그에 따라 젤리-롤 배열의 것보다 더 값비싸다. z-폴딩은 적층 배열의 일부 제조 단점들을 해결하지만, 일부 z-폴딩 전극 어셈블리들은 전극에 대한 활성 물질의 단일 면 도포로 인하여 비교적 낮은 에너지 생성 능력을 갖는다. 따라서, 비교적 저가의 전극 어셈블리를 이용하면서 셀의 에너지 생산 체적 효율을 증가시키는 것이 바람직하다.
전술한 종래 기술의 문제점들을 완화 또는 해소하고, 비교적 저가의 전극 어셈블리를 이용하면서 셀의 에너지 생산 체적 효율을 증가시킬 수 있는 전극 어셈블리, 전기화학 셀, 및 방법을 제공한다.
일부 양태들에서, 전극 어셈블리는 포지티브 전극 및, 상기 포지티브 전극과 교차 위빙된(cross-woven) 네가티브 전극을 포함한다. 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 하나는 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 배치되어 알파 전극을 형성하고, 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 베타 전극을 형성한다. 상기 알파 전극은 일련의 z-폴드(z-fold)들로 배열되고, 여기에서 상기 알파 전극은 제 1 폴드 축(first fold axis)에 평행한 축 둘레에서 제 1 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 2 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되며, 상기 제 1 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 2 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 3 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 된다. 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대향하고, 상기 알파 전극의 제 1 부분, 상기 알파 전극의 제 2 부분, 및 상기 알파 전극의 제 3 부분은 적층 축을 규정하는 적층 구성으로 배열된다. 또한, 베타 전극은 일련의 z-폴드들로 배열되고, 여기에서 상기 베타 전극은 제 2 폴드 축에 평행한 축 둘레에서 제 3 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 2 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되고, 상기 제 2 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 4 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 3 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 된다. 상기 제 3 방향은 상기 제 4 방향에 대향하고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 제 1 폴드 축 및 상기 적층 축에 수직이다. 상기 알파 전극의 z-폴드들은 상기 베타 전극의 z-폴드들과 위빙되어(woven), 상기 베타 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들이 상기 알파 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들과 교대로 놓이도록 상기 적층 축을 따라 적층되어진다.
상기 전극 어셈블리는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각은 얇고 기다란 형상(elongated shape)을 가지며, 기다란 방향(direction of elongation)에 대응하는 길이 방향 치수, 상기 길이 방향 치수보다는 작은 상기 길이 방향 치수에 대해 수직 방향인 폭 치수, 및 상기 길이 방향 치수와 상기 폭 치수 모두에 대해 수직 방향인 두께 치수를 포함한다. 상기 두께 치수는 상기 폭 치수보다 작고, 상기 제 1 폴드 축은 상기 알파 전극의 길이 방향 치수에 수직이고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 베타 전극의 길이 방향 치수에 수직이다. 상기 포지티브 전극은 제 1 전기 전도성 재료로 형성된 제 1 기판을 포함하고, 상기 포지티브 전극은 상기 제 1 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 1 활성 물질을 갖고, 상기 네가티브 전극은 제 2 전기 전도성 재료로 형성된 제 2 기판을 포함하고, 상기 네가티브 전극은 상기 제 2 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 2 활성 물질을 갖는다. 상기 제 1 전기 전도성 재료는 상기 제 2 전기 전도성 재료와는 상이하고, 상기 제 1 활성 물질은 상기 제 2 활성 물질과는 상이하다. 상기 제 1 활성 물질과 상기 포지티브 전극의 길이 방향 에지들 사이에 공간이 존재하여 그에 의해 상기 포지티브 전극의 각각의 길이 방향 에지를 따라 노출 기판(bare substrate)의 포지티브 클리어 레인(positive clear lane)이 제공되도록, 상기 제 1 활성 물질이 상기 제 1 기판의 전체 길이를 따라 제공되며, 상기 제 2 활성 물질과 상기 네가티브 전극의 길이 방향 에지들 사이에 공간이 존재하여 그에 의해 상기 네가티브 전극의 각각의 길이 방향 에지를 따라 노출 기판의 네가티브 클리어 레인이 제공되도록, 상기 제 2 활성 물질이 상기 제 2 기판의 전체 길이를 따라 제공된다. 상기 포지티브 클리어 레인들이 주기적으로 노치(notch)되어 인접한 노치들 사이에 포지티브 전극의 길이 방향 에지들을 따라 포지티브 탭들이 형성되고, 상기 네거티브 클리어 레인들이 주기적으로 노치되어 인접한 노치들 사이에 네가티브 전극의 길이 방향 에지들을 따라 네거티브 탭들이 형성된다. 상기 알파 전극의 탭들은 상기 제 1 분리기 및 상기 제 2 분리기를 넘어 돌출한다. 상기 포지티브 전극의 하나의 길이 방향 에지 상의 포지티브 탭들은 상기 포지티브 전극의 대향하는 길이 방향 에지의 포지티브 탭들로부터 상기 길이 방향을 따라 오프셋되고, 상기 네가티브 전극의 하나의 길이 방향 에지 상의 네가티브 탭들은 상기 네가티브 전극의 대향하는 길이 방향 에지의 네가티브 탭들로부터 상기 길이 방향을 따라 오프셋된다.
상기 전극 어셈블리는 또한 다음의 추가적인 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각의 길이 방향 에지는 주기적으로 노치되고, 탭들은 인접한 노치들 사이에 길이 방향 에지를 따라 형성된다. 상기 탭들은 전기 전도성이며 활성 물질은 없다. 상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각의 대향하는 길이 방향 에지들은 주기적으로 노치되고, 탭들은 인접한 노치들 사이에 길이 방향 에지들을 따라 형성되고, 상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각에 대해, 하나의 길이 방향 에지 상의 노치들은 대향하는 길이 방향 에지의 노치들로부터 길이 방향을 따라 오프셋된다. 상기 탭들은 전기 전도성이며 활성 물질은 없다. 상기 알파 전극의 탭들은 상기 제 1 분리기 및 상기 제 2 분리기를 넘어 돌출한다. 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 분리기가 없다.
일부 양태들에서, 전극 어셈블리는 포지티브 전극 및 네가티브 전극을 포함한다. 상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 하나는 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 배치되어 절연된 전극을 형성한다. 상기 절연된 전극은 제 1 축에 평행한 제 1 폴드 라인들 둘레에 z-폴드들로 배열되고, 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 제 2 축에 평행한 제 2 폴드 라인들 둘레에 z-폴드들로 배열되며, 상기 제 2 축은 상기 제 1 축에 수직이다. 인접한 제 1 폴드 라인들 사이의 상기 절연된 전극의 부분들이 인접한 제 2 폴드 라인들 사이의 상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 상기 다른 하나의 부분들과 교대로 놓이는 방식으로 적층되어 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축 모두에 수직인 제 3 축을 따라 적층되는 부분들의 어셈블리를 형성하도록, 상기 절연된 전극은 상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 상기 다른 하나와 교차-위빙되어(cross-woven)있다.
일부 양태들에서, 전기화학 셀은 셀 하우징, 및 상기 셀 하우징 내에 배치된 전극 어셈블리를 포함한다. 상기 전극 어셈블리는 포지티브 전극 및 네가티브 전극을 포함한다. 상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 하나는 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 배치되어 알파 전극을 형성하고, 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 베타 전극을 형성한다. 상기 알파 전극은 상기 일련의 z-폴드들로 배열되고, 여기에서 상기 알파 전극은 제 1 폴드 축에 평행한 축 둘레에서 제 1 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 2 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되며, 상기 제 1 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 2 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 3 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 된다. 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대향하고, 상기 알파 전극의 제 1 부분, 상기 알파 전극의 제 2 부분, 및 상기 알파 전극의 제 3 부분은 적층 축을 규정하는 적층 구성으로 배열된다. 또한, 상기 베타 전극은 일련의 z-폴드들로 배열되고, 여기에서 상기 베타 전극은 제 2 폴드 축에 평행한 축 둘레에서 제 3 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 2 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되고, 상기 제 2 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 4 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 3 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 된다. 상기 제 3 방향은 상기 제 4 방향에 대향하고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 제 1 폴드 축 및 상기 적층 축에 수직이다. 상기 알파 전극의 z-폴드들은 상기 베타 전극의 z-폴드들과 위빙되어, 상기 베타 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들이 상기 알파 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들과 교대로 놓이도록 상기 적층 축을 따라 적층되어진다.
일부 양태들에서, 포지티브 전극 및 네가티브 전극을 포함하는 전극 어셈블리를 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 알파 전극을 형성하기 위해 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 포지티브 전극과 네가티브 전극 중 하나를 배치하는 단계와, 베타 전극을 형성하기 위해 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나를 사용하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 일련의 제 1 z-폴드들로 알파 전극을 배열하는 단계와, 상기 일련의 제 1 z-폴드들로 알파 전극을 배열하면서 또한 상기 일련의 제 1 z-폴드들과 인터위빙된(interwoven) 일련의 제 2 z-폴드들로 베타 전극을 배열하는 단계를 포함하여 상기 베타 전극의 부분들이 상기 알파 전극의 부분들과 교대로 놓이도록 적층 축을 따라 적층되는 전극 스택을 제공한다.
상기 방법은 다음의 특징들 및/또는 방법 단계들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 상기 일련의 제 1 z-폴드들로 알파 전극을 배열하는 단계는, 상기 일련의 제 1 z-폴드들의 각각의 z-폴드가 제 1 폴드 축과 평행한 축 둘레에서 제 1 방향으로 상기 알파 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 알파 전극의 제 2 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 하고, 상기 제 1 폴드 축과 평행한 다른 축 둘레에서 제 2 방향으로 상기 알파 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 알파 전극의 제 3 부분이 상기 알파 전극의 상기 제 1 부분 위에 놓이게 하도록, 상기 알파 전극을 배열하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대향하고, 상기 알파 전극의 제 1 부분, 상기 알파 전극의 제 2 부분, 및 상기 알파 전극의 제 3 부분은 상기 적층 축을 규정하는 적층 구성으로 배열된다. 상기 일련의 제 2 z-폴드들로 베타 전극을 배열하는 단계는, 상기 일련의 제 2 z-폴드들의 각각의 z-폴드가 제 2 폴드 축과 평행한 축 둘레에서 제 3 방향으로 상기 베타 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 베타 전극의 제 2 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 하고, 상기 제 2 폴드 축과 평행한 다른 축 둘레에서 제 4 방향으로 상기 베타 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 베타 전극의 제 3 부분이 상기 베타 전극의 상기 제 1 부분 위에 놓이게 하도록, 상기 베타 전극을 배열하는 단계를 포함한다. 상기 제 3 방향은 상기 제 4 방향에 대향하고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 제 1 폴드 축 및 상기 적층 축과 수직이다. 상기 일련의 제 2 z-폴드들을 상기 일련의 제 1 z-폴드들과 인터위빙하는 것은 상기 베타 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들이 상기 알파 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들과 교대로 놓이도록 상기 적층 축을 따라 적층되는 전극 스택을 제공한다. 상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각은 얇고 기다란 형상을 가지며, 기다란 방향에 대응하는 길이 방향 치수, 상기 길이 방향 치수보다는 작은 상기 길이 방향 치수에 대해 수직 방향인 폭 치수, 및 상기 길이 방향 치수와 상기 폭 치수 모두에 대해 수직 방향인 두께 치수를 포함하며, 상기 두께 치수는 상기 폭 치수보다 작고, 상기 알파 전극을 배열하고 상기 베타 전극을 배열하는 단계들은, 상기 알파 전극의 길이 방향 치수가 상기 베타 전극의 길이 방향 치수에 수직이 되도록 상기 알파 전극과 상기 베타 전극을 배향시키는 단계를 포함한다. 상기 알파 전극을 배열하고 상기 베타 전극을 배열하는 단계들 전에, 상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각의 제 1 부분들을, 상기 알파 전극의 길이 방향 에지가 상기 베타 전극의 길이 방향 에지와 수직인 방향으로 연장하도록 적층한다.
유익하게, 교차-위빙된 z-폴드 구성을 갖는 전극 어셈블리를 포함하는 셀은 이점을 가지며, 이는 교차-위빙된 z-폴드 구성을 형성하는 방법이 연속적인 프로세스이므로 교차-위빙된 z-폴드 구성을 갖는 전극 어셈블리를 포함하는 셀은 적층된 판 구조에 비하여 제조 이점을 가지면서, 적층된 판 전극 구성의 것과 유사한 체적 효율를 갖기 때문이다. 특히, 교차-위빙된 z-폴드 전극 구성을 형성하는 제조 프로세스는 적층된 판 전극 구조를 형성하는 제조 프로세스보다 빠르고 더 저렴하다.
교차-위빙된 z-폴드 전극 구성을 형성하는 데 사용되는 포지티브 전극 및 네가티브 전극 각각은 기판을 포함하며, 상기 기판은 상기 기판의 양면 상에 놓여있는 활성 물질을 갖는다. 이러한 것은 활성 물질이 단지 한쪽 면 상에만 놓여있는 기판을 갖는 z-폴드 전극 구성을 형성하는 데 사용되는 일부 전극들과 비교될 수 있다. 그에 따라서, 상기 교차-위빙된 z-폴드 전극 어셈블리는 그러한 단일 면의 z-폴드 전극 어셈블리의 용량의 2 배를 제공한다.
도 1은 파우치 셀들의 어레이를 포함하는 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 2는 파우치 셀의 사시도이다.
도 3은 도 2의 라인 3-3을 가로질러 본 도 2의 파우치 셀의 개략적인 횡단면도이다.
도 4는 전극 어셈블리의 사시도이다.
도 5는 포지티브(베타) 전극의 사시도이다.
도 6은 라인 6-6을 따라 본 도 5의 전극의 횡단면도이다.
도 7은 네가티브 전극의 사시도이다.
도 8은 라인 8-8을 따라 본 도 7의 전극의 횡단면도이다.
도 9는 한 쌍의 분리기들 사이에 배치된 네가티브 전극을 도시한 팬-아웃(fanned out) 구성의 알파 전극의 사시도이다.
도 10은 한 쌍의 분리기들 사이에 배치된 네가티브 전극을 포함하는 적층 구성의 알파 전극의 사시도이다.
도 11은 라인 11-11을 따라 본 도 10의 전극의 횡단면도이다.
도 12는 명확성을 위해 분리기가 생략된 전극 어셈블리의 개략적인 사시도이다.
도 13은 분리기들을 포함하는 전극 어셈블리의 코너의 확대된 사시도이다.
도 14는 도 15의 범례로서 사용하기 위한 전극 어셈블리의 사시도이다.
도 15는 영역 A에 의해 식별되는 도 14의 전극 어셈블리의 부분의 사시도이다.
도 16은 전극 어셈블리를 형성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 17 및 도 18은 전극 어셈블리를 형성하기 위한 전극들의 인터위빙 및 z-폴딩을 도시한다.
도 2는 파우치 셀의 사시도이다.
도 3은 도 2의 라인 3-3을 가로질러 본 도 2의 파우치 셀의 개략적인 횡단면도이다.
도 4는 전극 어셈블리의 사시도이다.
도 5는 포지티브(베타) 전극의 사시도이다.
도 6은 라인 6-6을 따라 본 도 5의 전극의 횡단면도이다.
도 7은 네가티브 전극의 사시도이다.
도 8은 라인 8-8을 따라 본 도 7의 전극의 횡단면도이다.
도 9는 한 쌍의 분리기들 사이에 배치된 네가티브 전극을 도시한 팬-아웃(fanned out) 구성의 알파 전극의 사시도이다.
도 10은 한 쌍의 분리기들 사이에 배치된 네가티브 전극을 포함하는 적층 구성의 알파 전극의 사시도이다.
도 11은 라인 11-11을 따라 본 도 10의 전극의 횡단면도이다.
도 12는 명확성을 위해 분리기가 생략된 전극 어셈블리의 개략적인 사시도이다.
도 13은 분리기들을 포함하는 전극 어셈블리의 코너의 확대된 사시도이다.
도 14는 도 15의 범례로서 사용하기 위한 전극 어셈블리의 사시도이다.
도 15는 영역 A에 의해 식별되는 도 14의 전극 어셈블리의 부분의 사시도이다.
도 16은 전극 어셈블리를 형성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 17 및 도 18은 전극 어셈블리를 형성하기 위한 전극들의 인터위빙 및 z-폴딩을 도시한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 전력을 제공하기 위해 사용되는 배터리 팩(1)은 전기적으로 상호 접속되고 배터리 팩 하우징(2) 내에 저장된 전기화학 셀(20)의 어레이를 포함한다. 배터리 팩 하우징(2)은 용기 부(3) 및 분리가능한 리드(4)를 포함한다. 셀들(20)은 전력 발생 및 저장 유닛을 형성하기 위해 전해질(예를 들면, 유기 용매 중 리튬 염)과 함께 셀 하우징(22) 내에 밀봉되는 전극 어셈블리(40)(도 3)를 포함하는 리튬-이온 파우치 셀들이다. 일부 실시 예들에서, 셀들(20)의 그룹들은 배터리 모듈들(도시되지 않음)을 형성하도록 함께 묶여(bundle)있을 수 있으며, 배터리 팩 하우징(2) 내에 저장된다. 그러나, 도시된 실시 예에서, 셀들(20)은 모듈들로 묶여있지 않고, 대신에 배터리 팩 하우징 단자들(5, 6)에 직접 전기적으로 접속된다. 전지 팩 하우징(2) 내에서, 셀들(20)은 직렬 또는 병렬로 전기적으로 접속된다.
각각의 셀(20)은 금속 라미네이트 필름으로 형성된 파우치-형 셀 하우징(22)을 포함한다. 셀 하우징(21)은 직각 사각형 형상을 갖는다. 도시된 실시 예에서, 셀 하우징(21)은 큐브 형상이며, 전극 어셈블리(40)에 의해 점유되는 밀봉된 내부 공간을 함께 규정하는 6 개의 직각 표면들을 포함한다. 셀(20) 내에 배치된 전극 어셈블리(40)는 하기에 상세히 설명되는 바와 같이 전극 스택(42)을 형성하는 것과 관련하는 방식으로 교차-위빙하고(cross-woven) 함께 폴딩된 전극 쌍(41)을 포함한다.
전극 쌍(41)은 포지티브 전극(44), 네가티브 전극(46), 제 1 분리기(47) 및 제 2 분리기(48)를 포함한다. 전극들(44, 46) 및 분리기들(47, 48)은 기다란 스트립(strip)의 재료로 된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "스트립"이라는 용어는 두께에 비해 큰 폭(예를 들면, 100 배 정도 더 큰)과 폭에 비해 큰 길이(예를 들면, 1000 배 정도 더 큰)를 포함하는 기하 형상을 지칭한다. 예를 들어, 일부 응용들에서, 전극들(44, 46)은 0.04 mm 내지 0.10 mm의 두께, 20 mm 내지 35 mm의 폭, 및 20 m 이상의 길이를 가질 수 있다. 전극들(44, 46)은 전체 셀 두께(예를 들면, 수십 또는 수백 mm 정도의 두께를 가짐)에 비해 매우 얇기 때문에, 도 3에 개략적으로 도시된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 포지티브 전극 및 네가티브 전극(44, 46)은 각각 리튬 이온의 삽입 및/또는 이동을 용이하게 하는 층 구조(layered structure)를 가질 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시 예에서, 포지티브 전극(44)은 구리와 같은 제 1 전기 전도성 물질로 형성된 제 1 기판(50)을 포함한다. 또한, 포지티브 전극(44)은 제 1 기판(50)의 양면에 배치된 흑연과 같은 제 1 활성 물질(53)을 포함한다. 제 1 활성 물질(53)은 예를 들어 프린팅 프로세스에서 제 1 기판(50)의 전체 길이를 따라 제공된다. 제 1 활성 물질(53)은 제 1 활성 물질(53)과 포지티브 전극(44)의 길이 방향 에지들(51, 52) 사이에 공간이 존재하도록 도포되어, 노출 기판의 포지티브 클리어 레인(positive clear lane)이 포지티브 전극(44)의 각각의 길이 방향 에지(51, 52)를 따라 제공된다. 상기 포지티브 클리어 레인들이 주기적으로 노치(예를 들면, 절취)되어, 포지티브 탭들(55)은 인접한 노치들 사이에 포지티브 전극(44)의 길이 방향 에지들(51, 52)을 따라 형성된다. 상기 포지티브 탭들(55)은 전기 전도성이며 활성 물질이 없다. 또한, 하나의 길이 방향 에지(51) 상의 포지티브 탭들(55a)은 대향하는 길이 방향의 에지(52)의 포지티브 탭들(55b)로부터 길이 방향을 따라 오프셋된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 네가티브 전극(46)은 알루미늄과 같은 제 2 전기 전도성 물질로 형성된 제 2 기판(70)을 포함한다. 또한, 네가티브 전극(46)은 제 2 기판(70)의 양면 상에 배치된 리튬계 금속 산화물 코팅(lithiated metal oxide coating)과 같은 제 2 활성 물질(73)을 포함한다. 제 2 활성 물질(73)은 예를 들어 인쇄 프로세스에서 제 2 기판(70)의 전체 길이를 따라 제공된다. 제 2 활성 물질(73)은 제 2 활성 물질(73)과 네가티브 전극(46)의 길이 방향 에지들(71, 72) 사이에 공간이 존재하도록 도포되어, 노출 기판의 네가티브 클리어 레인이 네가티브 전극(43)의 각각의 길이 방향 에지(71, 72)를 따라 제공된다. 상기 네가티브 클리어 레인들이 주기적으로 노치되어, 네가티브 탭들(75)은 인접한 노치들 사이에 네가티브 전극(46)의 길이 방향 에지들(71, 72)을 따라 형성된다. 상기 네가티브 탭들(75)은 전기 전도성이며 활성 물질(73)이 없다. 또한, 하나의 길이 방향 에지(71) 상의 네가티브 탭들(75a)은 대향하는 길이 방향의 에지(72)의 네가티브 탭들(75b)로부터 길이 방향을 따라 오프셋된다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 제 1 및 제 2 분리기들(47, 48)이 각각 전기적 단락을 방지하도록 포지티브 전극과 네가티브 전극(44, 46)을 떨어진 채로 유지하면서 또한 전해질 내에 제공된 이온 전하 캐리어들의 통과를 허용하는 기능을 하며, 셀(20) 내에서 전류가 통과하는 동안 상기 회로를 폐쇄하는데 요구되는 투과막(permeable membrane)이 된다. 상기 제 1 및 제 2 분리기들(47, 48)은 3 층 폴리프로필렌-폴리에틸렌-폴리프로필렌 막과 같은 전기적 절연 재료로 형성된다.
포지티브 전극(44) 및 네가티브 전극(46) 중 하나는 제 1 및 제 2 분리기들(47, 48) 사이에 배치되어 상기 전극이 상기 분리기(47, 48) 사이에 개재되어 이후 알파 전극(80)으로서 참조되는 서브어셈블리(subassembly)를 형성하는 층 구성으로 배열되도록 한다. 도시된 실시 예에서, 네가티브 전극(46)은 제 1 및 제 2 분리기들(47, 48) 사이에 배치되고, 제 1 및 제 2 분리기들(47, 48)과 함께 알파 전극(80)을 구성한다. 포지티브 전극(44) 및 네가티브 전극(46) 중 다른 하나는 분리기들 사이에 배치되지 않으며(즉, 분리기가 없다), 이후 베타 전극(60)으로서 참조된다. 도시된 실시 예에서, 포지티브 전극(44)은 베타 전극(60)을 구성한다.
포지티브 및 네가티브 전극들(44, 46)과 마찬가지로, 알파 전극(80) 및 베타 전극(60)은 각각 얇고 기다란 형상을 가지며, 기다란 방향(direction of elongation)에 대응하는 길이 방향 치수, 상기 길이 방향 치수보다는 작은 상기 길이 방향 치수에 대해 수직 방향인 폭 치수, 및 상기 길이 방향 치수와 상기 폭 치수 모두에 대해 수직 방향인 두께 치수를 포함하고, 상기 두께 치수는 상기 폭 치수보다 작다. 상기 알파 전극(80)에서, 네가티브 전극(46)의 탭들(75)은 폭 방향으로 제 1 분리기(47) 및 제 2 분리기(48)를 넘어 돌출되어있다.
다시 도 4를 참조하면, 알파 전극(80) 및 베타 전극(60)은 각각 z-폴딩되고, z-폴딩 프로세스 동안 함께 교차-위빙되어 전극 스택(42)을 형성한다. 전극 스택(42) 내에서, 알파 전극(80)의 대체로 평탄한 부분들이 층 구조(layered configuration)로 베타 전극(60)의 대체로 평탄한 부분들과 교대로 놓이고, 상기 전극 스택(42)의 적층 축(43)은 상기 전극 스택(42)의 중심을 통해 상기 적층 방향과 평행하고 상기 평탄한 부분들과 수직인 방향으로 연장된다. 전극 어셈블리(40)의 교차-위빙된(cross-woven) 폴딩 구성의 상세한 설명이 이제 기술될 것이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 알파 전극(80)은 연속하는 일련의 z-폴드들로 배열된다. 각각의 개별 z-폴드에서, 알파 전극(80)은 제 1 폴드 축(91)에 평행한 축(92) 둘레에서 제 1 방향(A1)으로 폴딩되어 알파 전극(80)의 제 2 부분(80b)이 알파 전극(80)의 제 1 부분(80a) 위에 놓이게 된다. 상기 알파 전극(80)은 또한 상기 제 1 폴드 축(91)에 평행한 다른 축(93) 둘레에서 제 2 방향(A2)으로 폴딩되어 상기 알파 전극(80)의 제 3 부분(80c)이 상기 알파 전극(80)의 제 1 부분(80a) 위에 놓이게 된다. 상기 알파 전극(80)의 z-폴드에서, 상기 제 1 방향(A1)은 상기 제 2 방향(A2)과 대향하고, 상기 알파 전극(80)의 제 1 부분(80a), 제 2 부분(80b), 및 제 3 부분(80c)은 적층 축(43)을 따라 적층 구성으로 배열된다. 상기 제 1 폴드 축(91)은 네가티브 전극(46)의 길이 방향 에지들(71, 72)에 수직이고 네가티브 전극(46)의 폭 방향으로 연장된다. 또한, 상기 축들(92, 93) 둘레에 알파 전극의 결과적인 폴드들(F1, F2)은 대향하는 탭들(75a, 75b)의 인접한 쌍들 사이의 위치에서 만들어진다.
알파 전극(80)과 마찬가지로, 베타 전극은 연속하는 일련의 z-폴드들로 배열된다. 각각의 z-폴드에서, 베타 전극(60)은 제 2 폴드 축(94)에 평행한 축(95) 둘레에서 제 3 방향(A3)으로 폴딩되어 베타 전극(60)의 제 2 부분(60b)이 베타 전극(60)의 제 1 부분(60a) 위에 놓이게 된다. 상기 베타 전극(60)은 또한 상기 제 2 폴드 축(94)에 평행한 다른 축(96) 둘레에서 제 4 방향(A4)으로 폴딩되어 상기 베타 전극(60)의 제 3 부분(60c)이 상기 베타 전극(60)의 제 1 부분(60a) 위에 놓이게 된다. 상기 베타 전극(60)의 z-폴드에서, 상기 제 3 방향(A3)은 상기 제 4 방향(A4)과 대향하고, 상기 제 2 폴드 축(94)은 상기 제 1 폴드 축(91)과 상기 적층 축(43)과 수직이다. 상기 제 2 폴드 축(94)은 포지티브 전극(44)의 길이 방향 에지들(51, 52)에 수직이고 포지티브 전극(44)의 폭 방향으로 연장된다. 또한, 상기 축들(95, 96) 둘레에 베타 전극(60)의 결과적인 폴드들(F3, F4)은 대향하는 탭들(55a, 55b)의 인접한 쌍들 사이의 위치에서 만들어진다.
z-폴딩 전에, 알파 및 베타 전극들(80, 60)은 베타 전극(60)의 길이 방향 에지들(51, 52)이 알파 전극(80)의 길이 방향 에지들(71, 72)에 수직이 되고, 각 전극(80, 60)의 제 1 부분들(80a, 60a)이 적층되도록 배열된다. 그와 같이 배열된 알파 및 베타 전극들(80, 60)은 교차 방향들로 동시에 z-폴딩되어, 상기 알파 전극(80)의 z-폴드들이 상기 베타 전극(60)의 z-폴드들과 인터위빙되고(interweave), 상기 베타 전극(60)의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들(60a , 60b, 60c)이 상기 알파 전극(80)의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들(80a, 80b, 80c)과 교대로 놓이도록 상기 적층 축(43)을 따라 적층되어진다. 즉, 베타 전극(60)의 제 1 부분(60a)은 알파 전극(80)의 제 1 및 제 2 부분들(80a, 80b) 사이에 삽입되고, 베타 전극(60)의 제 2 부분(60b)은 알파 전극(80)의 제 2 및 제 3 부분들(80b, 80c) 사이에 삽입되며, 베타 전극(60)의 제 3 부분(60c)은 알파 전극(80)의 제 3 부분(80c) 위에 놓인다.
이 구성에서, 탭들(55a, 55b, 75a, 75b)은 각각의 폴드들(F1, F2, F3, F4) 사이에 위치된다. 포지티브 전극(44)의 하나의 길이 방향 에지(51)에 대응하는 포지티브 탭들(55a)은 대향하는 길이 방향 에지(52)의 포지티브 탭들(55b)로부터 전극 스택(42)의 대향하는 측면에 배치된다. 또한, 네가티브 전극(46)의 하나의 길이 방향 에지(71)의 네가티브 탭들(75a)은 대향하는 길이 방향 에지(72)의 네가티브 탭들(75b)로부터 전극 스택(42)의 대향하는 측면에, 그리고 포지티브 탭들(55a, 55b)로부터 전극 스택(42)의 인접한 측면에 배치된다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 일부 실시 예들에서, 탭들(55a, 55b, 75a, 75b)은 전극 스택(42)의 측면 위에 놓이도록 전극 스택(42)의 대응하는 측면 위로 폴딩된다. 전극 스택(42) 내의 전극 부분들의 적층된 및 층 구성으로 인해, 전극 스택(42)의 주어진 측면의 폴딩된 탭들은 서로 겹쳐지고, 적층 축(43)의 방향을 따라 약간 오프셋되며, 그에 따라 루버(louver)의 외관을 갖는다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 포지티브 탭들(55a)은 전극 스택(42)의 한 측면 상에서 폴드들(F1) 위에 그리고 서로 겹쳐지며, 네가티브 탭들(75a)은 전극 스택(42)의 인접한(직교하는) 측면을 따라 폴드들(F3) 위에 그리고 서로 겹쳐진다. 폴딩된 네가티브 탭들(75a, 75b)이 폴드(F3) 부근에서 베타(포지티브) 전극(60)과 접촉하는 것을 방지하기 위해, 제 1 및 제 2 분리기들(47, 48)도 또한 탭들(47a, 48a)을 포함할 수 있다. 도 15의 도면에서는 탭(47a)만이 도시되어 있으며, 제 2 분리기(48)에 대응하는 탭(48a)은 탭(47a)의 아래에 놓여져 보이지 않는다. 네가티브 탭(75a)은 분리기 탭들(47a, 48a)을 넘어서 돌출하도록 충분한 길이로 제공되어, 네가티브 탭들(75)은 예를 들어 전류 컬렉터(도시되지 않음)와 전기 접속을 형성할 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 일부 실시 예들에서, 셀(20)은 포지티브 전극(44)의 포지티브 탭들(55) 중 하나 이상에 전기적으로 접속되고, 셀 하우징(22)의 외측에 배치된 포지티브 단자(24)에 전류를 보내도록 구성되는 포지티브 전류 컬렉터(도시되지 않음)를 더 포함한다. 또한, 셀(20)은 네가티브 전극(46)의 네가티브 탭들(75) 중 하나 이상에 전기적으로 접속되고, 셀 하우징(22)의 외측에 배치된 네가티브 단자(26)에 전류를 보내도록 구성되는 네가티브 전류 컬렉터(도시되지 않음)를 더 포함한다.
또한 도 16 내지 도 18을 참조하면, 교차-위빙된 z-폴딩된 전극 어셈블리를 형성하는 방법은 다음의 방법 단계들을 포함한다: 전극 쌍(41)이 제공되고, 여기서 포지티브 전극(44) 및 네가티브 전극(46) 중 하나가 제 1 분리기(47)와 제 2 분리기(48) 사이에 배치되어 알파 전극을 형성한다. 상기 포지티브 전극(44) 및 상기 네가티브 전극(46) 중 다른 하나는 베타 전극(60)으로 사용된다(도 16의 단계(102)).
폴딩(folding) 및 교차-위빙(cross-weaving) 전에, 알파 전극(80) 및 베타 전극(60)의 선단 에지 부분들(80a, 60a)은 알파 전극(80)의 길이 방향 에지(71)가 베타 전극(60)의 길이 방향 에지(51)에 수직인 방향으로 연장되도록 적층된다(도 17).
그리고 상기 알파 전극(80)은 도 12와 관련하여 기술된 바와 같이 일련의 제 1 z-폴드들로 배열된다(단계 104). 상기 알파 전극이 일련의 제 1 z-폴드들로 배열되는 동안, 상기 베타 전극(60)은 또한 도 12와 관련하여 기술된 바와 같이 일련의 제 2 z-폴드들로 (예를 들면, 동시에) 배열되고, 상기 일련의 제 1 z-폴드들과 인터위빙되어 전극 스택(42)을 제공한다. 일부 실시 예들에서, 상기 일련의 제 1 z-폴드들과 일련의 제 2 z-폴드들의 인터리빙은 다음과 같이 달성된다. 알파 전극(80)의 선단 에지 부분(제 1 부분)(80a)이 베타 전극(60)의 선단 에지 부분(제 1 부분)(60a)의 아래에 놓이도록 배열되고, 다음에 알파 전극(80)이 축(92) 둘레에서 폴딩되어 알파 전극(80)의 제 2 부분(80b)이 베타 전극(60)의 선단 에지 부분(60a) 위에 놓이게 된다. 다음에 베타 전극(60)은 축(95) 둘레에서 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 2 부분(60b)이 상기 알파 전극의 제 2 부분(80b) 위에 놓이게 된다. 그 다음, 알파 전극(80)은 축(93) 둘레에서 폴딩되어 상기 알파 전극(80)의 제 3 부분(80c)이 상기 베타 전극(60)의 제 2 부분(60b) 위에 놓이게 된다. 다음에 베타 전극(60)은 축(96) 둘레에서 폴딩되어 상기 베타 전극(60)의 제 3 부분(60c)이 상기 알파 전극(80)의 제 3 부분(80c) 위에 놓이게 된다. 이러한 절차는 적층 축(43)을 따라 적층되는 부분들(80a, 60a, 80b, 60b, 80c, 60c)을 포함하는 알파 및 베타 전극들(80, 60)의 단일 교차-위빙된 z-폴드를 제공한다. 이러한 절차는 연속적으로 반복되어 일련의 교차-위빙된 z-폴드들을 제공할 수 있으며, 여기서 상기 일련의 z-폴드들의 수는 어셈블리를 형성하는 데 사용되는 포지티브 및 네가티브 전극들(44, 46)의 길이에 의해 제한된다.
이러한 방법으로 생성된 전극 어셈블리(40)는 개별 전극 판들의 적층 배열을 포함하는 일부 전극 어셈블리들의 체적 효율과 대적할 수 있는 체적 효율을 갖는 적층 배열을 제공하면서, 교차-위빙된 z-폴딩 프로세스의 연속적인 특성으로 인해 제조가 더욱 용이하고 결함이 적다.
본 명세서에서 기술된 알파 전극(80)은 한 쌍의 분리기들(47, 48) 사이에 샌드위치된 네거티브 전극(46)을 포함하고, 베타 전극(60)은 분리기들이 없는 포지티브 전극(44)을 포함하지만, 전극 어셈블리는 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 알파 전극(80)은 한 쌍의 분리기들(47, 48) 사이에 샌드위치된 포지티브 전극(44)을 포함하고, 베타 전극(60)은 분리기들이 없는 네가티브 전극(46)을 포함한다. 다른 실시 예들에서, 알파 전극(80)은 한 쌍의 분리기들(47, 48) 사이에 샌드위치된 포지티브 전극(44)을 포함하고, 베타 전극(60)은 제 2 쌍의 분리기들(도시되지 않음) 사이에 샌드위치된 네가티브 전극(46)을 포함한다.
포지티브 전극 및 네가티브 전극(44, 46)은 각각의 길이 방향 에지를 따라 형성된 탭들(55, 75)을 갖는 것으로 기술되지만, 포지티브 및 네가티브 전극들(44, 46)은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 포지티브 및/또는 네가티브 전극(60, 80)은 하나의 길이 방향의 에지를 따라 형성된 탭들(55, 75)을 가지며, 대향하는 길이 방향의 에지는 탭들(55, 75)이 없다. 이 예에서, 탭이 없는 길이 방향의 에지까지 활성 물질이 전극 표면에 놓이게 되어 생산성이 증가하고 그에 따라서 더욱 체적 효율적인 셀을 제공한다.
제 1 기판(50) 및 제 1 활성 물질(53)을 포함하는 포지티브 전극(44), 제 2 기판(70) 및 제 2 활성 물질(73)을 포함하는 네가티브 전극(46), 및 분리기들(47, 48)을 형성하는데 사용되는 예시적인 재료들이 기술되었지만, 다른 재료들이 사용될 수 있으며, 포지티브 전극(44), 네가티브 전극(46), 및/또는 분리기들(47, 48)을 형성하는데 사용되는 재료는 특정 용도의 요건들에 의해 결정될 것이다.
본 명세서에서, 셀 하우징(21)은 금속 라미네이트 필름으로 형성된 파우치 셀 하우징으로 기술되었지만, 셀 하우징(21)은 이러한 재료 또는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 셀 하우징(21)은 다른 재료들로 형성될 수 있으며 및/또는 프리즘형, 원통형 또는 다른 구성을 갖도록 형성될 수 있다.
본 명세서에서, 셀(20)은 리튬 이온 셀로 기술되지만, 이들은 이러한 유형의 셀 화학성분에 한정되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 셀(20)은 니켈-카드뮴, 니켈-금속-하이드라이드, 납-산 또는 다른 유형의 셀 화학성분이 될 수 있다.
배터리 셀 및 전극 어셈블리의 선택적인 예시적 실시 예들이 위에서 대체로 상세하게 설명되었다. 이들 디바이스들을 명확히 하기 위해 필요한 것으로 고려된 구조들만이 본 명세서에 기술되었다는 것을 이해해야한다. 배터리 시스템의 다른 종래의 구조들, 보조 구조들 및 보조 구성요소들은 당업자에게 공지되고 이해되는 것으로 가정된다. 또한, 배터리 셀 및 전극 어셈블리의 작동 예들이 위에서 기술되었지만, 배터리 셀 및/또는 전극 어셈블리는 전술한 작동 예들에 한정되지 않으며 청구 범위에 기재된 디바이스들을 벗어나지 않고서 다양한 설계 변경이 이루어질 수 있다.
Claims (20)
- 전극 어셈블리에 있어서,
포지티브 전극, 및
네가티브 전극을 포함하며,
상기 포지티브 전극은 제 1 전기 전도성 재료로 형성된 제 1 기판을 포함하고, 상기 포지티브 전극은 상기 제 1 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 1 활성 물질을 갖고,
상기 네가티브 전극은 제 2 전기 전도성 재료로 형성된 제 2 기판을 포함하고, 상기 네가티브 전극은 상기 제 2 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 2 활성 물질을 갖고,
상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 하나는 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 배치되어 알파 전극을 형성하고, 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 베타 전극을 형성하고,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각의 대향하는 길이 방향 에지들은 주기적으로 노치되고, 탭들은 인접한 노치들 사이에 길이 방향 에지들을 따라 형성되고,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각에 대해, 하나의 길이 방향 에지 상의 노치들은 대향하는 길이 방향 에지의 노치들로부터 길이 방향을 따라 오프셋되고,
상기 탭들은 전기 전도성이고 활성 물질이 없고,
상기 알파 전극은 일련의 z-폴드들(a series of z-folds)로 배열되고, 여기에서 상기 알파 전극은 제 1 폴드 축(first fold axis)에 평행한 축 둘레에서 제 1 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 2 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되고, 상기 제 1 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 2 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 3 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되며, 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대향하고, 상기 알파 전극의 제 1 부분, 상기 알파 전극의 제 2 부분, 및 상기 알파 전극의 제 3 부분은 적층 축을 규정하는 적층 구성으로 배열되며,
상기 베타 전극은 일련의 z-폴드들로 배열되고, 여기에서 상기 베타 전극은 제 2 폴드 축에 평행한 축 둘레에서 제 3 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 2 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되고, 상기 제 2 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 4 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 3 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되며, 상기 제 3 방향은 상기 제 4 방향에 대향하고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 제 1 폴드 축 및 상기 적층 축에 수직이며,
상기 알파 전극의 z-폴드들은 상기 베타 전극의 z-폴드들과 위빙되어(woven), 상기 베타 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들이 상기 알파 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들과 교대로 놓이도록 상기 적층 축을 따라 적층되는, 전극 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각은 얇고 기다란 형상을 가지며, 기다란 방향(direction of elongation)에 대응하는 길이 방향 치수, 상기 길이 방향 치수보다는 작은 상기 길이 방향 치수에 대해 수직 방향인 폭 치수, 및 상기 길이 방향 치수와 상기 폭 치수 모두에 대해 수직 방향인 두께 치수들을 포함하고, 상기 두께 치수는 상기 폭 치수보다 작고, 상기 제 1 폴드 축은 상기 알파 전극의 길이 방향 치수에 수직이고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 베타 전극의 길이 방향 치수에 수직인, 전극 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전기 전도성 재료는 상기 제 2 전기 전도성 재료와는 상이하고,
상기 제 1 활성 물질은 상기 제 2 활성 물질과는 상이한, 전극 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 활성 물질과 상기 포지티브 전극의 길이 방향 에지들 사이에 공간이 존재하여 그에 의해 상기 포지티브 전극의 각각의 길이 방향 에지를 따라 노출 기판의 포지티브 클리어 레인(positive clear lane)이 제공되도록, 상기 제 1 활성 물질이 상기 제 1 기판의 전체 길이를 따라 제공되고,
상기 제 2 활성 물질과 상기 네가티브 전극의 길이 방향 에지들 사이에 공간이 존재하여 그에 의해 상기 네가티브 전극의 각각의 길이 방향 에지를 따라 노출 기판의 네가티브 클리어 레인이 제공되도록, 상기 제 2 활성 물질이 상기 제 2 기판의 전체 길이를 따라 제공되는, 전극 어셈블리. - 제 4 항에 있어서,
상기 탭들은 상기 포지티브 전극의 길이 방향 에지들을 따라 상기 포지티브 클리어 레인들을 주기적으로 노칭하여 형성되고,
상기 탭들은 상기 네가티브 전극의 길이 방향 에지들을 따라 상기 네가티브 클리어 레인들을 주기적으로 노칭하여 형성되는, 전극 어셈블리. - 제 5 항에 있어서,
상기 알파 전극의 탭들은 상기 제 1 분리기 및 상기 제 2 분리기를 넘어 돌출하는, 전극 어셈블리. - 제 5 항에 있어서,
상기 포지티브 전극의 하나의 길이 방향 에지 상의 포지티브 탭들은 상기 포지티브 전극의 대향하는 길이 방향 에지의 포지티브 탭들로부터 상기 길이 방향을 따라 오프셋되고, 상기 네가티브 전극의 하나의 길이 방향 에지 상의 네가티브 탭들은 상기 네가티브 전극의 대향하는 길이 방향 에지의 네가티브 탭들로부터 상기 길이 방향을 따라 오프셋되는, 전극 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 알파 전극의 탭들은 상기 제 1 분리기 및 상기 제 2 분리기를 넘어 돌출하는, 전극 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 분리기가 없는, 전극 어셈블리. - 전극 어셈블리에 있어서,
포지티브 전극, 및
네가티브 전극을 포함하며,
상기 포지티브 전극은 제 1 전기 전도성 재료로 형성된 제 1 기판을 포함하고, 상기 포지티브 전극은 상기 제 1 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 1 활성 물질을 갖고,
상기 네가티브 전극은 제 2 전기 전도성 재료로 형성된 제 2 기판을 포함하고, 상기 네가티브 전극은 상기 제 2 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 2 활성 물질을 갖고,
상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 하나는 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 배치되어 절연된 전극을 형성하고,
상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 각각의 대향하는 길이 방향 에지들은 주기적으로 노치되고, 탭들은 인접한 노치들 사이에 길이 방향 에지들을 따라 형성되고,
상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 각각에 대해, 하나의 길이 방향 에지 상의 노치들은 대향하는 길이 방향 에지의 노치들로부터 길이 방향을 따라 오프셋되고,
상기 탭들은 전기 전도성이고 활성 물질이 없고,
상기 절연된 전극은 제 1 축에 평행한 제 1 폴드 라인들 둘레에 z-폴드들로 배열되고,
상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 제 2 축에 평행한 제 2 폴드 라인들 둘레에 z-폴드들로 배열되고, 상기 제 2 축은 상기 제 1 축에 수직이며,
인접한 제 1 폴드 라인들 사이의 상기 절연된 전극의 부분들이 인접한 제 2 폴드 라인들 사이의 상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 상기 다른 하나의 부분들과 교대로 놓이는 방식으로 적층되어 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축 모두에 수직인 제 3 축을 따라 적층되는 부분들의 어셈블리를 형성하도록, 상기 절연된 전극은 상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 상기 다른 하나와 교차-위빙되는(cross-woven), 전극 어셈블리. - 전기화학 셀에 있어서,
셀 하우징, 및
상기 셀 하우징 내에 배치된 전극 어셈블리를 포함하고,
상기 전극 어셈블리는 포지티브 전극 및 네가티브 전극을 포함하며,
상기 포지티브 전극은 제 1 전기 전도성 재료로 형성된 제 1 기판을 포함하고, 상기 포지티브 전극은 상기 제 1 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 1 활성 물질을 갖고,
상기 네가티브 전극은 제 2 전기 전도성 재료로 형성된 제 2 기판을 포함하고, 상기 네가티브 전극은 상기 제 2 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 2 활성 물질을 갖고,
상기 포지티브 전극 및 상기 네가티브 전극 중 하나는 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 배치되어 알파 전극을 형성하고, 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나는 베타 전극을 형성하고,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각의 대향하는 길이 방향 에지들은 주기적으로 노치되고, 탭들은 인접한 노치들 사이에 길이 방향 에지들을 따라 형성되고,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각에 대해, 하나의 길이 방향 에지 상의 노치들은 대향하는 길이 방향 에지의 노치들로부터 길이 방향을 따라 오프셋되고,
상기 탭들은 전기 전도성이고 활성 물질이 없고,
상기 알파 전극은 일련의 z-폴드들로 배열되고, 여기에서 상기 알파 전극은 제 1 폴드 축에 평행한 축 둘레에서 제 1 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 2 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되며, 상기 제 1 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 2 방향으로 폴딩되어 상기 알파 전극의 제 3 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되고, 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대향하고, 상기 알파 전극의 제 1 부분, 상기 알파 전극의 제 2 부분, 및 상기 알파 전극의 제 3 부분은 적층 축을 규정하는 적층 구성으로 배열되고,
상기 베타 전극은 일련의 z-폴드들로 배열되고, 여기에서 상기 베타 전극은 제 2 폴드 축에 평행한 축 둘레에서 제 3 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 2 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되고, 상기 제 2 폴드 축에 평행한 다른 축 둘레에서 제 4 방향으로 폴딩되어 상기 베타 전극의 제 3 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 되고, 상기 제 3 방향은 상기 제 4 방향에 대향하고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 제 1 폴드 축 및 상기 적층 축에 수직이며,
상기 알파 전극의 z-폴드들은 상기 베타 전극의 z-폴드들과 위빙되어, 상기 베타 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들이 상기 알파 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들과 교대로 놓이도록 상기 적층 축을 따라 적층되는, 전기화학 셀. - 포지티브 전극 및 네가티브 전극을 포함하는 전극 어셈블리를 형성하는 방법으로서,
상기 포지티브 전극은 제 1 전기 전도성 재료로 형성된 제 1 기판을 포함하고, 상기 포지티브 전극은 상기 제 1 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 1 활성 물질을 갖고,
상기 네가티브 전극은 제 2 전기 전도성 재료로 형성된 제 2 기판을 포함하고, 상기 네가티브 전극은 상기 제 2 기판의 양쪽 면 상에 배치된 제 2 활성 물질을 갖는, 상기 전극 어셈블리를 형성하는 방법에 있어서,
알파 전극을 형성하기 위해 제 1 분리기와 제 2 분리기 사이에 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 하나를 배치하고, 베타 전극을 형성하기 위해 상기 포지티브 전극과 상기 네가티브 전극 중 다른 하나를 사용하는 단계,
일련의 제 1 z-폴드들로 알파 전극을 배열하는 단계, 및
상기 일련의 제 1 z-폴드들로 상기 알파 전극을 배열하면서 또한 상기 일련의 제 1 z-폴드들과 인터위빙된(interwoven) 일련의 제 2 z-폴드들로 상기 베타 전극을 배열하여, 상기 베타 전극의 부분들이 상기 알파 전극의 부분들과 교대로 놓이도록 적층 축을 따라 적층되는 전극 스택을 제공하는 단계를 포함하고,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각의 대향하는 길이 방향 에지들은 주기적으로 노치되고, 탭들은 인접한 노치들 사이에 길이 방향 에지들을 따라 형성되고,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각에 대해, 하나의 길이 방향 에지 상의 노치들은 대향하는 길이 방향 에지의 노치들로부터 길이 방향을 따라 오프셋되고,
상기 탭들은 전기 전도성이고 활성 물질이 없는, 전극 어셈블리를 형성하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
일련의 제 1 z-폴드들로 상기 알파 전극을 배열하는 상기 단계는, 상기 일련의 제 1 z-폴드들의 각각의 z-폴드가 제 1 폴드 축과 평행한 축 둘레에서 제 1 방향으로 상기 알파 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 알파 전극의 제 2 부분이 상기 알파 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 하고, 상기 제 1 폴드 축과 평행한 다른 축 둘레에서 제 2 방향으로 상기 알파 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 알파 전극의 제 3 부분이 상기 알파 전극의 상기 제 1 부분 위에 놓이게 하도록, 상기 알파 전극을 배열하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대향하고, 상기 알파 전극의 제 1 부분, 상기 알파 전극의 제 2 부분, 및 상기 알파 전극의 제 3 부분은 상기 적층 축을 규정하는 적층 구성으로 배열되고,
상기 일련의 제 2 z-폴드들로 상기 베타 전극을 배열하는 상기 단계는, 상기 일련의 제 2 z-폴드들의 각각의 z-폴드가 제 2 폴드 축과 평행한 축 둘레에서 제 3 방향으로 상기 베타 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 베타 전극의 제 2 부분이 상기 베타 전극의 제 1 부분 위에 놓이게 하고, 상기 제 2 폴드 축과 평행한 다른 축 둘레에서 제 4 방향으로 상기 베타 전극을 폴딩하는 것을 포함하여 상기 베타 전극의 제 3 부분이 상기 베타 전극의 상기 제 1 부분 위에 놓이게 하도록, 상기 베타 전극을 배열하는 단계를 포함하며, 상기 제 3 방향은 상기 제 4 방향에 대향하고, 상기 제 2 폴드 축은 상기 제 1 폴드 축 및 상기 적층 축과 수직인, 전극 어셈블리를 형성하는 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 일련의 제 2 z-폴드들을 상기 일련의 제 1 z-폴드들과 인터위빙하는 것은 상기 베타 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들이 상기 알파 전극의 제 1, 제 2 및 제 3 부분들과 교대로 놓이도록 상기 적층 축을 따라 적층되는 전극 스택을 제공하는, 전극 어셈블리를 형성하는 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 알파 전극 및 상기 베타 전극 각각은 얇고 기다란 형상을 가지며, 기다란 방향에 대응하는 길이 방향 치수, 상기 길이 방향 치수보다는 작은 상기 길이 방향 치수에 대해 수직 방향인 폭 치수, 및 상기 길이 방향 치수와 상기 폭 치수 모두에 대해 수직 방향인 두께 치수를 포함하고, 상기 두께 치수는 상기 폭 치수보다 작으며,
상기 알파 전극을 배열하고 상기 베타 전극을 배열하는 단계들은, 상기 알파 전극의 길이 방향 치수가 상기 베타 전극의 길이 방향 치수에 수직이 되도록 상기 알파 전극과 상기 베타 전극을 배향시키는 단계를 포함하는, 전극 어셈블리를 형성하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 알파 전극을 배열하고 상기 베타 전극을 배열하는 단계들 전에, 알파 전극의 제 1 부분 및 베타 전극의 제 1 부분을, 상기 알파 전극의 길이 방향 에지가 상기 베타 전극의 길이 방향 에지와 수직인 방향으로 연장하도록 적층하는 단계를 포함하는, 전극 어셈블리를 형성하는 방법. - 삭제
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| DE102018205952A1 (de) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Zellwickel für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, Lithium-Ionen-Batteriezelle, Energiespeicher |
| EP3605697A1 (de) * | 2018-07-31 | 2020-02-05 | VARTA Microbattery GmbH | Verfahren zur herstellung eines elektroden-separator-wickels, elektroden-separator-wickel und knopfzelle mit einem solchen wickel |
| CN109193039A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 叠片电芯及其制作方法、锂电池 |
| CN112103470B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-02-22 | 宁德新能源科技有限公司 | 二次电池及电池模块 |
| US20220399591A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-15 | Beta Air, Llc | System for battery management in electric aircraft |
| KR20230053909A (ko) * | 2021-10-15 | 2023-04-24 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀 |
| KR20230132552A (ko) * | 2021-11-23 | 2023-09-15 | 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 | 전극 조립체 및 그 제조 방법, 배터리 셀, 배터리 및전기기기 |
| EP4254637A4 (en) * | 2021-11-23 | 2024-03-06 | Contemporary Amperex Technology Co Ltd | ELECTRODE ASSEMBLY AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, BATTERY ELEMENT, BATTERY AND ELECTRICAL DEVICE |
| CN116745953A (zh) * | 2021-11-23 | 2023-09-12 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极片、电极组件、电池单体、电池、用电装置和制造方法 |
| WO2024072041A1 (ko) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 삼성전자 주식회사 | 배터리 및 배터리를 포함하는 전자 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011138675A (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Panasonic Corp | 非水系二次電池用電極群およびこれを用いた非水系二次電池 |
| JP2012079833A (ja) | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Ibiden Co Ltd | 蓄電パッケージ構造体、電気化学デバイスおよび電気化学モジュール |
| JP2014035998A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879190A (en) * | 1988-08-30 | 1989-11-07 | Mhb Joint Venture | Electrochemical cell |
| US5116698A (en) | 1990-07-11 | 1992-05-26 | Eveready Battery Company, Inc. | Bifold separator |
| JPH08203539A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-08-09 | Pioneer Electron Corp | 積層型電池 |
| US6037077A (en) | 1998-07-08 | 2000-03-14 | Wilson Greatbatch Ltd. | Electrode assembly for high energy devices |
| KR100509606B1 (ko) | 2003-02-19 | 2005-08-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 젤리-롤형의 전지부와, 이의 와인딩 방법 및 이를이용하여 제조된 리튬 이차 전지 |
| KR100921347B1 (ko) | 2005-11-08 | 2009-10-14 | 주식회사 엘지화학 | 세로 폴딩 방식의 전극조립체 및 이를 포함하고 있는전기화학 셀 |
| US8679677B1 (en) | 2009-12-21 | 2014-03-25 | Quallion Llc | Incorportation of reference electrode into electrodes of electrochemical device |
| DE102010062140B4 (de) | 2010-11-29 | 2014-04-03 | Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung | Batterieelektrode und Verfahren zum Herstellen derselben, sowie Batterie |
| US20120177953A1 (en) | 2011-01-06 | 2012-07-12 | Apple Inc. | Batteries with variable terrace positions |
| JP2013098502A (ja) | 2011-11-07 | 2013-05-20 | Toc Capacita Co Ltd | 蓄電デバイス及びその製造方法 |
| CN102544437A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-04 | 浙江兴海能源科技有限公司 | 差节距极片及采用该差节距极片的动力电池 |
| CN105009351B (zh) | 2012-04-05 | 2018-03-23 | A123***公司 | 包括多个具有卷芯之间的附加材料的卷芯的锂离子方形电池单元 |
| KR20130132231A (ko) | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 주식회사 엘지화학 | 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스 |
| KR20130132230A (ko) | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 주식회사 엘지화학 | 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스 |
| US9246185B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-01-26 | Sion Power Corporation | Electrochemical cell having a folded electrode and separator, battery including the same, and method of forming same |
| CN103236564B (zh) * | 2013-04-17 | 2015-07-22 | 河北工业大学 | 一种具有250Wh/Kg比能量的锂离子动力电池制造方法 |
| US9583781B2 (en) | 2013-04-24 | 2017-02-28 | Apple Inc. | Multiple conductive tabs for facilitating current flow in batteries |
| CN104282948B (zh) * | 2014-09-18 | 2016-07-06 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 锂电池的芯体结构及装配方法 |
-
2015
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-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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