[发明专利]通过最外面电极结构和集流体材料有改善使用安全性的电极组件及具有其的锂离子二次电池

说明书

根据本发明的一种电极组件包括：具有一对电极板的至少一个单元电池，所述一对电极板包括具有彼此不同极性的第一电极板和第二电极板，并且隔膜插入在第一电极板和第二电极板之间；以及电极接片，从每个电极板突出。电极接片包括电极并联连接接片和电极引线连接接片。第一电极板设置在电极组件的最外面部分上并且设置有电极并联连接接片和电极引线连接接片。第二电极板的集流体的拉应力呈现为比第一电极的集流体的拉应力更大。

技术领域

本公开涉及一种通过使用最外面电极的结构和集流体的材料，在电池中包括的壳体破裂和内部短路发生之前引起包括电极引线连接接片的最外面电极切断并因此确保使用时安全性的技术，以防止由壳体破裂和内部短路造成的点火或爆炸的危险，壳体破裂和内部短路是电池的机械问题并会在柔性环境中由于作为重复外力的弯曲和变形而发生。

背景技术

二次电池是指与不能充电的一次电池相反而能够被充电和放电的电池，并且已经被广泛地用于诸如蜂窝电话、笔记本计算机、便携式摄像机等的高级电子设备领域的领域。随着便携式电子设备被制造得更轻并具有改善的性能以及物联网(IoT)发展，正在对用作其电源的二次电池进行大量研究。

具体地说，与主要用作便携式电子设备的电源的镍镉电池或镍氢电池相比，锂二次电池具有更高的电压，并且每单位重量的能量密度也较高。因此，对锂二次电池的需求正在增加。

当阴极和阳极在其被插入到电解质中的同时彼此连接时，二次电池利用在电解质与阴极和阳极之间发生的电化学反应。与传统的一次电池不同，二次电池是可充电和可放电的电池，其在电子设备消耗能量时能够通过充电器进行能量再充电并再次使用。因此，二次电池的使用已经随着无线电子设备的普及而增加。

通常，隔膜插入在阴极板与阳极板之间然后螺旋缠绕在一起的果冻卷型电极组件，或者多个阴极板和阳极板堆叠并且隔膜插入在阴极板与阳极板之间的柔性堆叠型电极组件已经用作锂二次电池。例如，通过将果冻卷型电极组件容纳在圆柱形罐中，向其中注入电解质并密封罐来制造圆柱形电池，并且通过将果冻卷型电极组件或堆叠型电极组件按压为扁平的并将扁平电极组件容纳在棱柱形罐中，来制造棱柱形电池。另外，通过将果冻卷型电极组件或堆叠型电极组件与电解质一起包装在软包型壳体中来制造软包型电池。在这种电极组件中，阴极接片和阳极接片分别从阴极板和阳极板引出到电极组件的外部，并且然后连接到二次电池的阴极和阳极引线。

同时，在传统的软包型锂二次电池中，形成锂二次电池的外侧的壳体被从外部施加的故意力损坏，并且因此，容纳在壳体中的电解质泄漏出并且外部空气流入壳体中。电解质的泄漏通过例如腐蚀外围部件，来阻碍外围部件的正常操作。此外，外部空气的流入造成很大的安全问题，例如点火。

作为改善锂二次电池的耐久性的方法，在形成锂二次电池的壳体上形成图案，并应用端子增强结构，即使存在作为重复施加的力的弯曲和变形，该结构也使稳定的电化学驱动成为可能。

同时，在柔性环境中，壳体会因重复弯曲和变形而损毁，并且由于内部电极的未对准和偏离而会发生短路，这会造成点火或爆炸的危险。内部短路造成与阴极和阳极之间的接触面积成比例的过量电流流动，并且因此，产生大量的热量。在这种情况下，会另外发生二次短路，并且因此，存在点火和爆炸的危险。

通常，缠绕型电池或常用堆叠型电池中的所有电极连接到外部，并且因此当电极和隔膜由于外部冲击而损坏时，发生内部短路。

当如上所述地发生内部短路时，即使内部电极或可以作为电极组件的一部分的最外面电极损毁，也会存在容量减小的问题。然而，电流能够流到电极组件的外部，并且因此，在电池的操作中没有问题。然而，当在内部短路期间连续使用电池时，会存在安全问题。

为了克服在将外力施加到传统的软包型电池中包括的电极组件时，发生电极组件的破裂和其中缺少电解质的问题，韩国专利公开号10-2016-0090104公开了一种用于柔性电池的电极组件，其中在电极组件的一侧上设置加强构件，以即使在外力施加到其时也抑制破裂。