[发明专利]电极组件、电池单元、其加工装置、含其的电池组及车辆

说明书

本发明提公开电极组件、电池单元、其加工装置、含其的电池组及车辆。电极组件(110)，其包括：电极单元主体部(111)，其在片状的第一电极片(11)与第二电极片(12)之间层叠分离膜(13)，第一电极片(11)和第二电极片(12)以及分离膜(13)被卷取成凝胶卷状，在第一电极片(11)和第二电极片(12)的宽度方向端部形成有未涂覆活性物质层的无涂层部(15)；多个切割面部(115)，它们以电极单元主体部(111)的芯体部(112)为中心，沿圆周方向切割上述无涂层部(15)的一部分，从而形成多个切割面部(115)；以及多个成型部(117)，它们配置在切割面部(115)之间，通过加压而放倒无涂层部(15)的非切割部(117a)形成多个成型部(117)。

技术领域

本发明涉及电极组件、上述电极组件的无涂层部剪裁装置和弯折加工装置、包括上述电极组件的电池单元以及包括上述电池单元的电池组及车辆。

背景技术

一般情况下，二次电池包括正极、负极以及电解质，利用化学反应，产生电能。除了便携式设备之外，基于产品群的适用方便性高且具有高能量密度等电特性的二次电池还广泛应用于通过电气驱动源驱动的电动汽车(EV，Electric Vehicle)或者混合动力汽车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)等。

这样的二次电池的首要的优点在于能够大幅度减少化石燃料的使用。二次电池具有完全不会因使用能源而产生副产物的优点。因此二次电池作为环保及提高能源效率的新能源备受瞩目。

目前广泛使用的二次电池的种类有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这种单位二次电池单元、即单位电池单元100的工作电压约为2.5V～4.5V。因此，当需要更高的输出电压的情况下，有时将多个电池单元串联连接来组成电池组。并且，根据电池组所需的充放电容量，有时将多数电池单元100并列连接，组成电池组。因此，根据所需的输出电压以及/或者充放电容量，可以将上述电池组中所包含的电池单元的数量以及电连接方式设计成多种方式。

另一方面，作为单位二次电池单元的种类公开有圆筒形电池单元、角形电池单元以及软包电池单元。在圆筒形电池单元中，在正极与负极之间夹着作为绝缘体的分离膜，并且将其卷取来形成凝胶卷方式的电极组件，将其插入电池罐内部来构成电池。另外，上述正极以及负极每一个的无涂层部可以连接有条状的电极极耳。电极极耳实现电极组件与向外部露出的电极端子之间的电连接。作为参考，正极电极端子是密封电池罐的开放口的密封体的盖板，负极电极端子是电池罐。但是，根据具有这样的结构的现有的圆筒形电池单元，电流集中于与正极无涂层部以及/或者负极无涂层部结合的条状的电极极耳，所以存在电阻较大、产生较多的热、集电效率不佳的问题。即，电极极耳的截面面积急速减少，有可能引起电流流动的瓶颈现象。

具有18650或21700的形状系数的小型圆筒形电池单元的电阻和发热不会成为大问题。但是，在为了将圆筒形电池单元应用于电动汽车而加大形状系数的情况下，在快速充电过程中在电极极耳周边产生较多的热，由此有可能出现圆筒形电池单元起火的问题。

为了解决这样的问题，公开了具有如下结构的圆筒形电池单元(所谓的无极耳(Tab-less)圆筒形电池单元)，即设计成使正极无涂层部以及负极无涂层部分别位于凝胶卷式的电极组件的上端以及下端，将集电板焊接于这样的无涂层部，从而改善了集电效率。

第一电极片和第二电极片具有在片(sheet)状的集电体涂覆活性物质的结构，沿卷取方向在一侧长边侧包括无涂层部。

电极组件是将第一电极片和第二电极片与两张分离膜一起依次层叠之后向一方向卷取而制造。这时，第一电极片和第二电极片的无涂层部配置在彼此相反的方向上。

在卷取工序之后，第一电极片的无涂层部和第二电极片的无涂层部朝芯体侧弯折。之后，在无涂层部分别焊接结合集电板。