[发明专利]包含具有不同焊接部形状的正极和负极的电极组件及包含所述电极组件的二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含具有不同焊接部形状的正极和负极的电极组件及包含所述电极组件的二次电池，更具体地，本发明涉及如下的一种电极组件，其包含：多个交替布置的正极板和负极板；放置在正极板与负极板之间的隔膜；多个分别在正极板上形成的正极极耳；多个分别在负极板上形成的负极极耳；连接到所述正极极耳的正极引线；连接到所述负极极耳的负极引线，其中正极极耳和负极极耳分别连接到所述正极引线和负极引线的焊接部具有不同形状，或正极极耳和负极极耳的种类是相同的并且正极引线和负极引线的种类是不同的。

背景技术

随着移动设备技术的不断发展，对其要求不断增加，对作为能源的二次电池的需求正迅速增加。在这些二次电池中，锂二次电池具有高的能量密度和工作电压、长循环寿命和低自放电率，是可商购的并且应用广泛。

此外，随着最近对环境问题的关注增加，正在积极进行对能取代如汽油车辆、柴油车辆等使用矿物燃料的车辆的电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)等的研究，所述使用矿物燃料的车辆是空气污染的主要原因之一。作为EV、HEV等的动力源，主要使用镍金属-氢化物二次电池。然而，正在积极进行对具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池的研究，并且一些锂二次电池是可商购的。

锂二次电池具有如下结构，其中多孔隔膜放置在正极与负极中的电极组件浸有含锂盐的非水电解质，所述正极与负极各自都包含涂布在集电器的活性材料。作为正极活性材料，主要使用锂钴类氧化物、锂锰类氧化物、锂镍类氧化物、锂复合氧化物等。作为负极活性材料，主要使用碳类材料。

然而，在使用碳类材料作为负极活性材料的锂二次电池中，在第一充电和放电循环期间，在嵌入到碳类材料的层状结构的一些锂离子中产生不可逆容量，由此放电容量会降低。另外，相对于Li/Li⁺的电势，碳材料具有约0.1V的低氧化/还原电势，因此在负极表面处非水电解质分解，并且此类碳材料与锂反应以形成涂布在碳材料表面上的层(钝化层或固体电解质界面(SEI)膜)。此类SEI膜的厚度和边界状态根据所用的电解质体系而变化，从而影响充电和放电特性。此外，在需要高输出特性的领域(如电动工具等)所用的二次电池中，由于这种具有小厚度的SEI膜，电阻增加，因此可能产生速率决定步骤(RDS)。此外，在负极表面产生锂化合物，因此随着重复充电和放电，锂的可逆容量逐渐减小，因此放电容量降低，并且发生循环劣化。

同时，作为具有结构稳定性和良好循环性能的负极材料，考虑使用锂钛氧化物(LTO)。在包含此类LTO作为负极活性材料的锂二次电池中，负极相对于Li/Li⁺的电势具有相对较高的约1.5伏的氧化/还原电势，因此电解质的分解难以发生，并且由于其晶体结构稳定性而获得优良循环特性。

此外，现有负极活性材料通过涂布在铜箔上而被使用，而LTO可以作为负极活性材料通过涂布在铝箔上而被使用。

然而，用肉眼难以区分包含涂布在铝箔上的正极活性材料的正极与LTO负极。此外，也可以使用铝引线，因此LTO负极被误认为是正极，从而在模块组装或电连接用布线过程中，正极和负极的位置可能被混淆。

因此，目前迫切需要发展技术以从根本上满足这样的要求。

发明内容

技术问题

本发明的目的是解决相关技术的上述问题，并实现长期以来一直寻求的技术目的。

作为多种广泛和深入的研究和实验的结果，本发明的发明人确认，如下所述，当正极和负极具有不同的焊接形状或正极引线和负极引线的种类不同时，可获得所需的效果，从而完成了本发明。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种电极组件，其包含：多个交替布置的正极板和负极板；放置在正极板与负极板之间的隔膜；多个分别在正极板上形成的正极极耳；多个分别在负极板上形成的负极极耳；连接到所述正极极耳的正极引线；连接到所述负极极耳的负极引线，其中正极极耳和负极极耳分别连接到所述正极引线和负极引线的焊接部具有不同的形状。

在多个电极板电连接以构成电极组件的电池中，电连接通常以多个从电极板突出的电极极耳被连接到单个电极引线的方式构造。在本发明中，电极极耳和正极和负极的电极引线之间的焊接部具有不同的形状，因此可以容易地区分正极与负极。

焊接部的形状没有特别限制，只要它们能够使正极与负极区分即可。例如，当俯视观察时，形状的实例包括但不限于：平行于电极板的上端的至少一条直线、垂直于电极板的上端的至少一条直线、相对于电极板的上端倾斜预定角度的至少一条斜线、至少一个圆形和至少一个多边形。